(57)【要約】【課題】主噴射の前に先行する副噴射の燃料噴射量を適正に調整することにより、安定した高品質の燃料の燃焼を実現することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供すること。【解決手段】エンジン１１の気筒１２内への燃料噴射を制御するＥＣＵ５１は、気筒内への１回の燃料噴射サイクルにおいて、メイン噴射とプレ噴射とを含む複数回のタイミングで燃料噴射を行う多段噴射機能を備えており、メイン噴射による噴射燃料の安定燃焼に適した当該燃焼前の気筒の目標筒内温度と、プレ噴射の未実施時におけるメイン噴射による噴射燃料の燃焼前の気筒の燃焼前筒内温度と、の差分からプレ噴射による噴射燃料の燃焼に求められる副噴射発熱量を取得して、プレ噴射の燃料噴射時の気筒の筒内温度と酸素密度とから単位体積当たりの単位発熱量を取得して、副噴射発熱量を単位発熱量で除算して算出した噴射量の燃料噴射をプレ噴射において行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内への燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記気筒内への１回の燃料噴射サイクルにおいて、主噴射と当該主噴射に先行する副噴射とを含む複数回のタイミングで燃料噴射を行う多段噴射機能を備えており、
前記主噴射による噴射燃料の安定燃焼に適した当該燃焼前の前記気筒の目標筒内温度と、前記副噴射の未実施時における前記主噴射による噴射燃料の燃焼前の前記気筒の燃焼前筒内温度と、の差分から前記副噴射による噴射燃料の燃焼に求められる副噴射発熱量を取得し、
前記副噴射の燃料噴射時の前記気筒の筒内温度と酸素密度とから単位体積当たりの単位発熱量を取得し、
前記副噴射発熱量を前記単位発熱量で除算して算出した噴射量の燃料噴射を前記副噴射において行わせる、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内への燃料噴射において、主噴射の前に副噴射を先行して行う多段の燃料噴射機能を備える内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に、ディーゼルエンジンでは、気筒内に噴射する燃料を着火遅れなど発生させることなく燃焼させるために、燃料の主噴射の前に、少量の燃料を噴射するパイロット噴射、所謂、副噴射が行われる場合がある（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置では、主噴射やパイロット噴射する燃料の酸素含有率に応じて目標の燃料噴射量を補正することにより、酸素含有率の変化に伴う発熱量や燃焼性の変化を適切に調整することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０８２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなディーゼルエンジンなどの内燃機関においては、着火遅れなどのない燃料の高品質な燃焼を実現するために、筒内温度を燃料の安定燃焼に適した温度に調整することが有効である。
【０００６】
この特許文献１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置にあっては、筒内温度を考慮して目標の燃料噴射量を補正することが行われておらず、この点において、燃料の燃焼品質を向上させる余地がある。
【０００７】
しかしながら、主噴射および副噴射を備える多段の燃料噴射の場合に、過渡状態時も含めて予め評価試験等を行って、多様な条件毎に対応する目標の燃料噴射量の補正値を準備しておくことは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、主噴射の前に先行する副噴射の燃料噴射量を適正に調整することにより、安定した高品質の燃料の燃焼を実現することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置の発明の一態様は、内燃機関の気筒内への燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、前記気筒内への１回の燃料噴射サイクルにおいて、主噴射と当該主噴射に先行する副噴射とを含む複数回のタイミングで燃料噴射を行う多段噴射機能を備えており、前記主噴射による噴射燃料の安定燃焼に適した当該燃焼前の前記気筒の目標筒内温度と、前記副噴射の未実施時における前記主噴射による噴射燃料の燃焼前の前記気筒の燃焼前筒内温度と、の差分から前記副噴射による噴射燃料の燃焼に求められる副噴射発熱量を取得し、前記副噴射の燃料噴射時の前記気筒の筒内温度と酸素密度とから単位体積当たりの単位発熱量を取得し、前記副噴射発熱量を前記単位発熱量で除算して算出した噴射量の燃料噴射を前記副噴射において行わせる構成を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明の一態様によれば、主噴射燃料の安定燃焼に適した燃焼前の目標筒内温度にするために必要な副噴射燃料の副噴射発熱量を把握して、その副噴射燃料の燃焼時の筒内温度と酸素濃度から求める単位体積当たりの発熱量でその副噴射発熱量を除算することにより、副噴射で必要な燃料噴射量を取得することができる。
【００１１】
したがって、主噴射前に過不足のない適正な副噴射燃料を燃焼させることにより、目標筒内温度での主噴射燃料の安定燃焼を実現することができ、着火遅れなどの発生を効果的に回避しつつ、高品質かつ安定的に噴射燃料を燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を説明する図であり、その燃料噴射制御装置を含む内燃機関の概略全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、その多段噴射制御処理に用いるマップを示すグラフである。
【図３】図３は、その多段噴射制御処理を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、その多段噴射制御処理の他の態様で用いるマップを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を説明する図であり、図１はその内燃機関の一例を示す図である。
【００１４】
図１において、車両１００は、動力源として内燃機関型のエンジン１１を搭載して、そのエンジン１１の出力する回転動力により不図示の駆動輪を転動させて走行するようになっている。本実施形態のエンジン１１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１により統括制御される４気筒の圧縮点火式のディーゼルエンジンである。
【００１５】
エンジン１１は、気筒（シリンダ）１２内に上下動可能に収容されているピストン１３にコネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５が連結されることにより、そのピストン１３の上下動をクランクシャフト１５の回転動力に変換して出力する。このエンジン１１の回転速度（回転数）として、クランクシャフト１５の回転をクランク角センサ５４が検出してＥＣＵ５１に出力するようになっている。
【００１６】
なお、図１は、エンジン１１の全体構成を概念的に把握するために構成要素を展開して図示する模式図である。例えば、図１において、ピストン１３は図面の表裏方向に向かって上下動する形態で図示するが、そのピストン１３の直下に位置するコネクティングロッド１４は図面上では隣接位置で図面の平面方向に横臥する状態で図示している。
【００１７】
このエンジン１１は、気筒１２のそれぞれに燃料噴射可能に燃料噴射弁２１が配置されている。燃料噴射弁２１は、ＥＣＵ５１に接続されてそれぞれ開閉駆動が制御される。この複数の燃料噴射弁２１は、１つのコモンレール２２に連通されている。コモンレール２２は、燃料配管２３を介して燃料タンク２４に連通されている。このコモンレール２２は、燃料配管２３に設置されている昇圧ポンプ２５により燃料タンク２４内の燃料を昇圧状態で供給されて燃料蓄圧容器として機能する。なお、このコモンレール２２内の圧力は、コモンレール圧センサ５５が検出してＥＣＵ５１に出力されることによって、そのＥＣＵ５１により昇圧ポンプ２５の駆動が制御されて適宜調整されるようになっている。
【００１８】
これにより、エンジン１１では、コモンレール２２内の昇圧された燃料を分配されている状態で燃料噴射弁２１が開閉されることにより、燃料タンク２４内の燃料が気筒１２のそれぞれに直接噴射される。
【００１９】
また、エンジン１１は、気筒１２のそれぞれに連通する吸気マニホールド３１が設置されている。吸気マニホールド３１は、吸気管３２を介して外気側に通じる吸気通路として機能する。吸気管３２には、ＥＣＵ５１により開口率を調整されるスロットルバルブ３５が設置されている。なお、気筒１２は、ピストン１３の上下動に連動して開閉する吸気弁３３により、吸気マニホールド３１と連通されて、またその連通が遮断される。同様に、気筒１２は、ピストン１３の上下動に連動して開閉する排気弁３７により、排気管３８を介して外気側に通じる吸気通路として機能する排気マニホールド３９と連通されて、またその連通が遮断される。
【００２０】
これにより、エンジン１１では、気筒１２の負圧を利用して、吸気管３２から引き込まれる新気（外気）がスロットルバルブ３５により吸入量を調整されつつ吸気マニホールド３１を介して吸入される。なお、燃焼後の排気は、気筒１２から排気マニホールド３９を介して排気管３８より排出される。
【００２１】
ＥＣＵ５１は、備えるメモリ５２内に予め格納されている制御プログラムを実行することにより、エンジン１１を統括制御するようになっている。このＥＣＵ５１には、クランク角センサ５４やコモンレール圧センサ５５に加えて、水温センサ５６、アクセル開度センサ５７、エアフローメータ５８、吸気圧センサ５９および速度センサ６０などの各種センサが検出信号を受け取り可能に接続されている。
【００２２】
水温センサ５６は、エンジン１１の気筒１２を囲むように配置されている冷却水流路のウォータジャケット１９内を流れる冷却水の水温を検出するように設置されている。アクセル開度センサ５７は、ドライバによるアクセルペダルＰの踏み込み量を検出するように設置されている。エアフローメータ５８は、吸入空気量を検出するように吸気管３２に設置されている。吸気圧センサ５９は、吸入吸気圧を検出するように吸気マニホールド３１側に設置されている。速度センサ６０は、駆動輪の回転数を検出するように、例えば、その駆動輪が固定されている不図示のドライブシャフトに設置されている。
【００２３】
このＥＣＵ５１は、これらセンサ群５４〜６０等から受け取る検出信号に基づいて、エンジン１１の駆動状態などを取得しつつ、ドライバのアクセル操作に従って要求される車両１００の走行速度に応じた負荷を把握する。このＥＣＵ５１は、その要求負荷に応じた所望の回転動力を目標駆動トルクとして出力するように、燃料噴射弁２１やスロットルバルブ３５などの駆動を制御する。
【００２４】
この構成により、エンジン１１では、気筒１２内で上下動するピストン１３の上面側に形成される空間を燃焼室１２ａとするように、燃料噴射弁２１から噴射される燃料と、吸気マニホールド３１から吸入される吸気（新気）とが混合される。このとき、気筒１２内では、ピストン１３の上昇による燃焼室１２ａの圧縮時に混合気がその筒内圧力と筒内温度に応じて自己着火されて燃焼される。
【００２５】
ところで、ＥＣＵ５１は、気筒１２における１回の混合気の燃焼サイクルにおいて、複数回の燃料噴射、所謂、多段噴射を行う制御処理を実行するようになっている。例えば、ＥＣＵ５１は、エンジン１１の目標駆動トルクに応じた燃料噴射量の主噴射を行う前に先行して、その主噴射よりも少ない燃料噴射量の副噴射を行う多段噴射を実行する制御プログラムがメモリ５２内に格納されている。すなわち、ＥＣＵ５１は、多段噴射機能を備えている。
【００２６】
ここで、本実施形態における副噴射としては、主噴射、所謂、メイン噴射よりも大きく進角させたタイミングに少量の燃料を噴射するパイロット噴射と、主噴射の直前に少量の燃料を噴射させるプレ噴射とが挙げられる。パイロット噴射およびプレ噴射は、いずれも、メイン噴射の前に気筒１２内に噴射する少量の燃料を燃焼させて筒内温度を上昇させることにより、その後にメイン噴射する燃料の燃焼を安定化させることを目的に実行される。特に、プレ噴射は、メイン噴射の直前に燃料の燃焼を行わせることにより、メイン噴射された燃料の着火遅れを回避して燃焼音の発生や過度の燃焼を防止することを目的に行われる。本件発明は、パイロット噴射およびプレ噴射の一方あるいは双方に適用してもよいが、本実施形態においては、主噴射であるメイン噴射と、副噴射のプレ噴射とを実行する多段噴射を一例として説明する。
【００２７】
このＥＣＵ５１は、１回の燃料噴射サイクルの多段噴射において、メイン噴射する燃料の安定的な燃焼に適した気筒１２の当該燃焼前の目標筒内温度と、プレ噴射を行わないで（未実施時に）メイン噴射する燃料を燃焼させる前における気筒１２の燃焼前筒内温度と、の差分からプレ噴射する燃料の燃焼に求められる副噴射発熱量を取得する。この後に、ＥＣＵ５１は、そのプレ噴射の燃料噴射時の気筒１２の筒内温度、すなわち燃焼前筒内温度と酸素濃度とから単位体積当たりの単位発熱量を算出して取得し、上記の副噴射発熱量をその単位発熱量で除算して算出した噴射量の燃料をプレ噴射させるようになっている。すなわち、ＥＣＵ５１が燃料噴射制御装置を構成している。
【００２８】
このとき、ＥＣＵ５１は、メイン噴射燃料の安定燃焼に適した気筒１２の目標筒内温度を、メモリ５２内に予め格納されている図２に示すマップに基づいて決定するようになっている。図２に示すマップは、エンジン１１に要求される目標駆動トルクの出力に必要な噴射量の燃料を安定的に完全燃焼させるために気筒１２内に吸入する新気の酸素密度と、水温センサ５６が検出するウォータジャケット１９内の冷却水の水温（以下では、単にエンジン冷却水温ともいう）とをパラメータとしている。この図２のマップでは、酸素密度とエンジン冷却水温とに応じて目標筒内温度を決定することができる複数の目標筒内温度決定ラインが例示されている。このため、ＥＣＵ５１は、酸素密度とエンジン冷却水温とに応じた目標筒内温度がその目標筒内温度決定ライン間に位置する場合には、その例示ラインの間隔における比率から気筒１２の目標筒内温度を算出する。
【００２９】
ここで、気筒１２内に吸入する新気の「酸素密度」は、「酸素濃度」と「シリンダ内ガス質量」と「クランク角θでの燃焼室の任意角体積Ｖ（θ）」とを用いる次式（１１）により算出する。なお、「酸素濃度」は、原則、平地での大気における値を用いればよく、エンジン１１がＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）機能を備える場合には、そのＥＧＲガスに含まれる未燃焼分を考慮して加算すればよい。  
酸素密度＝酸素濃度×シリンダ内ガス質量／任意角体積Ｖ（θ）  ・・・（１１）
【００３０】
なお、エンジン１１の冷却水の水温をパラメータとするのは、コスト低減のために他の制御処理で利用するエンジン冷却水温を流用するためであり、気筒１２自体の温度が燃料の燃焼効率に影響して、その水温によっては目標筒内温度を調整する必要がある条件を考慮するためである。要するに、気筒１２の筒内温度、すなわち、シリンダ壁面の温度は、エンジン冷却水温で代用可能に準備することができるが、シリンダ壁面の温度センサを備える場合には、その検出情報を取得して利用する。この目標筒内温度としては、目標駆動トルクの出力に必要なメイン噴射燃料の安定燃焼に適した理想値を吸入酸素濃度に応じて設定してもよく、その目標筒内温度をエンジン冷却水温に応じて調整するようにしてもよい。
【００３１】
さらに、ＥＣＵ５１は、プレ噴射を行わないでメイン噴射する燃料の燃焼前の気筒１２の燃焼前筒内温度を取得して、後述する燃料のプレ噴射量を決定し、そのプレ噴射の制御処理を実行するようになっている。
【００３２】
ここで、プレ噴射を行わないメイン噴射燃料の燃焼前の気筒１２の燃焼前筒内温度は、気筒１２にシリンダ内温度を検出する温度センサを設置して取得してもよいが、コスト低減のために、本実施形態では気筒１２の筒内圧力を用いて算出するようになっている。この気筒１２の筒内圧力も筒内圧センサを設置して取得するようにしてもよいが、本実施形態では、後述するように、筒内温度に応じて変化する筒内圧力と相関のあるシリンダ内におけるガス量やピストン１３の下死点の圧力等を予め実験等して収集して重回帰分析を行うことにより、その筒内圧力、延いては筒内温度を算出推定して取得するようになっている。
【００３３】
具体的に、ピストン１３が上死点に向かう圧縮工程において、ＥＣＵ５１は、まずは、そのピストン１３が気筒１２の下死点に位置する際の筒内圧力Ｐｄ、その筒内圧力での圧縮比Ｃｒ、その筒内ガス（混合気）の比熱比Ｈｒを取得して次式（２１）により上死点での筒内圧力Ｐｕを算出推定する。  
Ｐｕ＝Ｐｄ×ＣｒHr  ・・・（２１）
【００３４】
このＥＣＵ５１は、そのピストン１３が気筒１２の上死点に位置する際の燃焼室１２ａの上死点体積Ｖｕ、後述するシリンダ内ガス質量Ｇを取得して、上記式（２１）で取得した筒内圧力Ｐｕと共に、気体定数Ｒを用いる次式（２２）により上死点での筒内温度Ｔｕ１を算出推定する。  
Ｔｕ１＝Ｐｕ×Ｖｕ／（Ｇ×Ｒ）  ・・・（２２）
【００３５】
また、ＥＣＵ５１は、そのピストン１３が気筒１２の上死点に位置する際のシリンダ壁面温度Ｔｓを取得して、上記式（２２）で取得した筒内温度Ｔｕ１を、後述する重回帰分析から求める目的変数αを用いる次式（２３）により筒内温度Ｔｕ２に調整する。  
Ｔｕ２＝Ｔｕ１−α（Ｔｕ１−Ｔｓ）  ・・・（２３）
【００３６】
さらに、ＥＣＵ５１は、そのピストン１３が気筒１２の下死点に位置する際の燃焼室１２ａの下死点体積Ｖｄを取得して、先に取得した筒内圧力Ｐｄ、シリンダ内ガス質量Ｇ、気体定数Ｒを用いる次式（２４）により下死点での筒内温度Ｔｄを算出推定する。  
Ｔｄ＝Ｐｄ×Ｖｄ／（Ｇ×Ｒ）  ・・・（２４）
【００３７】
そして、ＥＣＵ５１は、プレ噴射時の任意のクランク角θでの筒内温度Ｔ（θ）を、上記の式（２４）で取得した下死点での筒内温度Ｔｄと共に、先に取得した下死点体積Ｖｄに加えて、プレ噴射時のクランク角θでの燃焼室１２ａの任意角体積Ｖ（θ）と、ポリトロープ指数ｎの逆数１／ｎとを用いる次式（２５）により算出推定する。  
Ｔ（θ）＝Ｔｄ×（Ｖｄ／Ｖ（θ））n-1  ・・・（２５）
【００３８】
ここで、ポリトロープ指数ｎは、次式（３１）により算出する。なお、ポリトロープ指数ｎは、厳密にはクランク角θに対して一定ではないが、概算するために一定値として演算式に用いている。  
ｎ＝ｌｎ（Ｔｕ２／Ｔｄ）／ｌｎ（Ｃｒ）  ・・・（３１）
【００３９】
なお、上記式中に用いるシリンダ内ガス質量Ｇは、１回の燃料噴射サイクルにおいて、エンジン１１に燃料噴射する際に吸入する吸入空気量（吸気量）に基づいて算出する。
【００４０】
ところで、上記の式（２１）〜式（２５）、式（３１）で用いる気体定数Ｒ、下死点での筒内圧力Ｐｄ、その筒内ガス（混合気）の比熱比Ｈｒ、燃焼室１２ａの上死点体積Ｖｕと下死点体積Ｖｄと任意角体積Ｖ（θ）、シリンダ壁面温度Ｔｓ、および、シリンダ内ガス質量Ｇは、エンジン１１の稼働中にＥＣＵ５１がメモリ５２内に予め格納する各種パラメータや各種センサの検出情報から算出して取得する。なお、気筒１２の筒内圧力の圧縮比Ｃｒは、下死点の容積／上死点の容積であることから予めメモリ５２内に格納しておけばよい。また、下死点での筒内圧力Ｐｄは、後述する吸気マニホールド３１内の圧力（所謂、インマニ圧力）Ｐｉで代用し、シリンダ壁面温度Ｔｓは、水温センサ５６の検出するエンジン冷却水温で代用してもよい。
【００４１】
このとき、一連の燃料噴射サイクルとしては、プレ噴射のないメイン噴射のみを実行する燃料噴射制御を実行させて、プレ噴射燃料の燃焼のない場合であって気筒１２の筒内圧力の変動による温度上昇を含めたデータ収集をするようにしてもよい。ただし、プレ噴射の後にメイン噴射を実行する本件発明を適用する燃料噴射制御の場合には、できるだけ実機に即するように、プレ噴射燃料の燃焼による上昇分を実測してキャンセルすることによりデータ収集するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記の式（２３）で用いる目的変数αは、エンジン１１の実機においてエンジン回転数や燃料噴射量やエンジン冷却水温などの各種パラメータを振ってデータ取りして求める。すなわち、その目的変数αは、シリンダ内ガス質量Ｇと共に、吸気マニホールド３１内の圧力（所謂、インマニ圧力）Ｐｉ、吸気マニホールド３１内の混合気の温度（所謂、インマニガス温度）Ｔｉ、燃料噴射量Ｆｖ、エンジン回転数Ｎｅ、酸素濃度Ｏｄを説明変数として、調整係数ａおよび偏回帰係数ｂ〜ｇを用いる次式（４１）に示す重回帰分析から求めている。なお、これらの係数ａ〜ｇは、エンジン１１の寸法などの条件等に応じてインマニ圧力Ｐｉなどの変数毎に重回帰分析により係数値が決定されて設定される。ここで、本実施形態のエンジン１１は、過給器を搭載していないが、過給器を搭載するエンジンの場合には、過給圧を考慮して吸気マニホールド３１内のインマニ圧力Ｐｉを設定すればよい。  
α＝ａ×Ｐｉb×Ｔｉc×Ｇd×Ｆｖe×Ｎｅf×Ｏｄg  ・・・（４１）
【００４３】
これにより、ＥＣＵ５１は、プレ噴射時やメイン噴射時における任意のクランク角θでの筒内温度Ｔ（θ）を上記の式（２５）により取得することができる。
【００４４】
詳細には、ＥＣＵ５１は、メモリ５２内に格納する制御プログラムに従って、上述する各種パラメータに基づく多段噴射制御処理を実行するようになっている。
【００４５】
例えば、このＥＣＵ５１は、図３のフローチャートに示すように、多段噴射制御処理が開始されると、まずは、１回の燃料噴射サイクルにおける、目標駆動トルクの出力に必要な燃料のメイン噴射量を取得する（ステップＳ１１）。
【００４６】
次いで、ＥＣＵ５１は、そのメイン噴射量の燃料の安定燃焼に適した燃焼前の目標筒内温度を図２のマップから取得し（ステップＳ１２）、また、上述する式（２５）によりプレ噴射を行わないでメイン噴射する燃料の燃焼前におけるクランク角θでの燃焼前筒内温度を取得する（ステップＳ１３）。なお、このメイン噴射前の目標筒内温度とプレ噴射前の燃焼前筒内温度との取得順は逆でも構わない。
【００４７】
次いで、ＥＣＵ５１１は、ステップＳ１２で取得したメイン噴射前の目標筒内温度と、ステップＳ１３で取得したプレ噴射なしの燃焼前筒内温度と、の差分からプレ噴射燃料の燃焼に求められる副噴射発熱量を算出して取得する（ステップＳ１４）。
【００４８】
この後に、ＥＣＵ５１は、プレ噴射時の燃料の燃焼前の筒内温度Ｔ（θ）と気筒１２内（大気中でもよい）の酸素濃度とから単位体積当たりの単位発熱量を算出して取得する（ステップＳ１５）。
【００４９】
次いで、ＥＣＵ５１は、ステップＳ１４で取得した副噴射発熱量をステップＳ１５で取得した単位発熱量で除算することによりプレ噴射に必要な燃料のプレ噴射量を取得する（ステップＳ１６）。
【００５０】
そして、ＥＣＵ５１は、燃料噴射サイクルにおけるプレ噴射から開始して、算出したプレ噴射量の燃料を燃料噴射弁２１から気筒１２内に噴射させる（ステップＳ１７）。これにより、気筒１２は、そのプレ噴射燃料が燃焼されて、副噴射発熱量によりメイン噴射前に目標筒内温度に昇温される。
【００５１】
この後に、ＥＣＵ５１は、燃料噴射サイクルにおけるメイン噴射を実行して、算出したメイン噴射量の燃料を燃料噴射弁２１から気筒１２内に噴射させる（ステップＳ１８）。これにより、気筒１２内では、そのメイン噴射燃料が目標筒内温度で安定燃焼される。
【００５２】
ここで、ＥＣＵ５１は、ステップＳ１５において取得する、プレ噴射燃料に必要な単位体積当たりの発熱量を、図４に示すように、プレ噴射時の筒内温度と酸素密度とをパラメータとするマップをメモリ５２内に予め格納して、そのマップに基づいて決定するようにしてもよい。なお、図４には、筒内温度と酸素密度とに応じて単位体積当たりの発熱量を決定することができる決定ラインが例示されており、そのライン間に位置する筒内温度と酸素密度とに応じた単位当たりの発熱量は、その例示ラインの間隔における比率から算出すればよい。
【００５３】
このように、本実施形態のＥＣＵ５１においては、メイン噴射燃料を安定的に燃焼させるのに適した目標筒内温度にするのに、そのメイン噴射燃料のみでは不足する発熱量に対応する燃料噴射量を把握することができ、その不足発熱量分の燃料量だけをプレ噴射することができる。
【００５４】
この結果、ＥＣＵ５１は、過不足なく適正量のプレ噴射をして、目標筒内温度でメイン噴射燃料を安定燃焼させる多段噴射制御処理を実現することができ、着火遅れや過大な燃焼音などを発生させることなく、エンジン１１から目標駆動トルクを高品質に出力させることができる。
【００５５】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５６】
１１            エンジン（内燃機関）
１２            気筒
１２ａ            燃焼室
１３            ピストン
２１            燃料噴射弁
５１            ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）
５２            メモリ
５４            クランク角センサ
５６            水温センサ
【図１】
2018017189.tif 000003
【図２】
2018017189.tif 000004
【図３】
2018017189.tif 000005
【図４】
2018017189.tif 000006