(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に往復昇降可能に配置されたピストンを有し、前記ピストンの上部に燃焼室の少なくとも一部を構成する凹状のキャビティ部が設けられたエンジンの燃焼制御装置において、
前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
第１の燃料噴射の噴射時期及び前記第１の燃料噴射の後に実施される第２の燃料噴射の噴射時期を決定する噴射時期決定部と、
前記噴射時期決定部により決定された噴射時期に応じて前記第１の燃料噴射及び前記第２の燃料噴射を実施するように、前記燃料噴射弁を制御する噴射弁制御部とを備え、
前記キャビティ部は、断面略半円形状を呈する環状溝構造のボール部を有し、
前記ピストンの上部には、前記ピストンの内側に突出する部分を有し、前記キャビティ部の一部を形成するリップ部が設けられており、
前記リップ部は、断面湾曲形状を呈すると共に前記ボール部に隣接して配置された湾曲部を有し、
前記リップ部の下端位置は、前記湾曲部と前記ボール部との境界の位置であり、
前記湾曲部は、前記ピストンの内壁面のＲ中心が前記ピストンの内部に位置する領域であり、
前記ボール部は、前記ピストンの内壁面のＲ中心が前記ボール部に位置する領域であり、
前記噴射時期決定部は、前記ピストンが圧縮上死点に達する前に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心が前記リップ部の上端に位置する時期と、前記ピストンが圧縮上死点に達する前に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心が前記リップ部の下端に位置する時期との間の時期を、前記第１の燃料噴射の噴射開始時期として設定すると共に、前記第１の燃料噴射による最初の熱発生ピークが前記ピストンが圧縮上死点に達する前に現れるように、前記第１の燃料噴射の噴射時期を設定し、
前記噴射時期決定部は、前記ピストンが圧縮上死点に達する前に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心が前記リップ部の頂点よりも下側に位置し、且つ前記第１の燃料噴射による燃焼によって前記燃焼室内の温度が上昇する量が所定値以下である時期を、前記第２の燃料噴射の噴射開始時期として設定すると共に、前記第２の燃料噴射による２つ目の熱発生ピークが前記ピストンが圧縮上死点に達した後に現れるように、前記第２の燃料噴射の噴射時期を設定することを特徴とする燃焼制御装置。
【請求項２】
前記噴射時期決定部は、前記第１の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と前記第２の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔が、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯の略１／２周期となる時期を、前記第２の燃料噴射の噴射時期として設定することを特徴とする請求項１記載の燃焼制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの水温を検出する水温検出部を更に備え、
前記噴射時期決定部は、前記水温検出部により検出された前記エンジンの水温が第１所定温度以下であるときに、前記エンジンの水温に応じて前記第１の燃料噴射の噴射時期を遅角すると共に、前記ピストンが圧縮上死点に達する前に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心が前記リップ部の上端に位置する時期と、前記ピストンが圧縮上死点に達する前に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心が前記リップ部の下端に位置する時期との間の時期を、遅角後における前記第１の燃料噴射の噴射開始時期として設定することを特徴とする請求項１または２記載の燃焼制御装置。
【請求項４】
前記燃焼室内で発生した排気ガスの一部を排気再循環ガスとして前記燃焼室内に還流させるときに、前記排気再循環ガスの流れを制御する排気再循環ガス制御部を更に備え、
前記エンジンは、前記排気再循環ガスを前記燃焼室内に還流させるための排気再循環通路と、前記排気再循環通路に配設され、前記排気再循環通路を流れる前記排気再循環ガスを冷却するクーラとを有し、
前記排気再循環ガス制御部は、前記水温検出部により検出された前記エンジンの水温が前記第１所定温度よりも低い第２所定温度以下であるときに、前記エンジンの水温に応じて前記排気再循環ガスの還流量を減量させることを特徴とする請求項３記載の燃焼制御装置。
【請求項５】
前記排気再循環ガス制御部は、前記水温検出部により検出された前記エンジンの水温が前記第１所定温度と前記第２所定温度との間の温度であるときにも、前記エンジンの水温に応じて前記排気再循環ガスの還流量を減量させることを特徴とする請求項４記載の燃焼制御装置。
【請求項６】
前記エンジンは、前記クーラをバイパスするように前記排気再循環通路に接続されたバイパス通路を有し、
前記排気再循環ガス制御部は、前記水温検出部により検出された前記エンジンの水温が前記第２所定温度よりも低い第３所定温度以下であるときに、前記排気再循環ガスの流路を前記クーラから前記バイパス通路に切り替えることを特徴とする請求項４または５記載の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるエンジンの燃焼制御装置としては、例えば特許文献１に記載されている装置が知られている。特許文献１に記載の燃焼制御装置では、エンジンの負荷の増加に伴い、１回目及び２回目の噴射における噴射量を増加させると共に、エンジンの負荷の増加に伴い、１回目の噴射時期を進角させて、１回目の噴射と２回目の噴射とのインターバルを拡大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、高負荷時には、１回目の噴射の噴射量が増加すると共に１回目の噴射が早期に実施されるため、シリンダのボア壁面に多くの燃料が流れやすくなる。シリンダのボア壁面は低温エリアであるため、シリンダのボア壁面に流れた燃料は燃焼されにくい。従って、未燃のＨＣ及びＣＯの発生量が増加する。
【０００５】
本発明の目的は、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる燃焼制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、シリンダ内に往復昇降可能に配置されたピストンを有し、ピストンの上部に燃焼室の少なくとも一部を構成する凹状のキャビティ部が設けられたエンジンの燃焼制御装置において、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、第１の燃料噴射の噴射時期及び第１の燃料噴射の後に実施される第２の燃料噴射の噴射時期を決定する噴射時期決定部と、噴射時期決定部により決定された噴射時期に応じて第１の燃料噴射及び第２の燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する噴射弁制御部とを備え、ピストンの上部には、ピストンの内側に突出する部分を有し、キャビティ部の一部を形成するリップ部が設けられており、噴射時期決定部は、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の上端に位置する時期と、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の下端に位置する時期との間の時期を、第１の燃料噴射の噴射開始時期として設定することを特徴とする。
【０００７】
このようなエンジンの燃焼制御装置においては、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の上端に位置する時期と、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の下端に位置する時期との間の時期が、第１の燃料噴射の噴射開始時期として設定される。このため、第１の燃料噴射において燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の大部分は、リップ部で受け止められることになる。従って、低温エリアであるシリンダのボア壁面に過剰な燃料が流れることが抑制される。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる。
【０００８】
噴射時期決定部は、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の頂点よりも下側に位置する時期を、第２の燃料噴射の噴射開始時期として設定してもよい。この場合には、第１の燃料噴射において燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の大部分が燃焼室内におけるリップ部の上方領域に溜まるのに対し、第２の燃料噴射において燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の大部分はキャビティ部に溜まるようになる。このため、燃焼室内での空気利用率が向上し、燃料と空気との混合が促進される。これにより、煤を低減することができる。
【０００９】
噴射時期決定部は、第１の燃料噴射による燃焼によって燃焼室内の温度が上昇する量が所定値以下である時期を、第２の燃料噴射の噴射開始時期として設定してもよい。この場合には、第２の燃料噴射による燃料の着火遅れが延びるため、燃料と空気との混合が更に促進される。これにより、煤を一層低減することができる。
【００１０】
噴射時期決定部は、第１の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と第２の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔が、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯の略１／２周期となる時期を、第２の燃料噴射の噴射時期として設定してもよい。この場合には、第１の燃料噴射による燃焼の圧力波と第２の燃料噴射による燃焼の圧力波とが互いに打ち消されるため、燃焼騒音を低減することができる。
【００１１】
エンジンの水温を検出する水温検出部を更に備え、噴射時期決定部は、水温検出部により検出されたエンジンの水温が第１所定温度以下であるときに、エンジンの水温に応じて第１の燃料噴射の噴射時期を遅角すると共に、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の上端に位置する時期と、ピストンが圧縮上死点に達する前に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧中心がリップ部の下端に位置する時期との間の時期を、遅角後における第１の燃料噴射の噴射開始時期として設定してもよい。このようにエンジンの水温が第１所定温度以下であるときに、エンジンの水温に応じて第１の燃料噴射の噴射時期を遅角することにより、燃焼室内の温度が上昇した状態で、燃料噴射弁から燃料が噴射されることになる。従って、燃料の蒸発が促進されるため、第１の燃料噴射による燃焼が活発化する。これにより、エンジンの水温が低いときでも、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる。
【００１２】
燃焼室内で発生した排気ガスの一部を排気再循環ガスとして燃焼室内に還流させるときに、排気再循環ガスの流れを制御する排気再循環ガス制御部を更に備え、エンジンは、排気再循環ガスを燃焼室内に還流させるための排気再循環通路と、排気再循環通路に配設され、排気再循環通路を流れる排気再循環ガスを冷却するクーラとを有し、排気再循環ガス制御部は、水温検出部により検出されたエンジンの水温が第１所定温度よりも低い第２所定温度以下であるときに、エンジンの水温に応じて排気再循環ガスの還流量を減量させてもよい。この場合には、エンジンの水温が第２所定温度以下であるときは、燃焼室内に供給される空気量が多くなるため、燃料噴射による燃焼が活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯを一層低減することができる。
【００１３】
排気再循環ガス制御部は、水温検出部により検出されたエンジンの水温が第１所定温度と第２所定温度との間の温度であるときにも、エンジンの水温に応じて排気再循環ガスの還流量を減量させてもよい。この場合には、エンジンの水温が第１所定温度と第２所定温度との間の温度であるときでも、燃焼室内に供給される空気量が多くなるため、燃料噴射による燃焼が更に活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯをより一層低減することができる。
【００１４】
エンジンは、クーラをバイパスするように排気再循環通路に接続されたバイパス通路を有し、排気再循環ガス制御部は、水温検出部により検出されたエンジンの水温が第２所定温度よりも低い第３所定温度以下であるときに、排気再循環ガスの流路をクーラからバイパス通路に切り替えてもよい。この場合には、エンジンの水温が第３所定温度以下であるときは、バイパス通路を流れる暖かい排気再循環ガスが燃焼室内に還流されることになる。従って、燃料噴射による燃焼が更に活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯをより一層低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる燃焼制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。
【図２】１回目の燃料噴射が実施される様子を示す断面図である。
【図３】図２に示されたピストンの上部を示す部分拡大断面図である。
【図４】図１に示されたＥＣＵの機能ブロックを示す図である。
【図５】図４に示されたＥＣＵにより実行される制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】熱発生率波形の一例を燃料の噴射パターンと共に示すグラフである。
【図７】１回目の燃料噴射が実施されたときに燃料が溜まる領域を示す断面図である。
【図８】２回目の燃料噴射が実施される様子を示す断面図である。
【図９】２回目の燃料噴射が実施されたときに燃料が溜まる領域を１回目の燃料噴射が実施されたときに燃料が溜まる領域と共に示す断面図である。
【図１０】圧力上昇率特性の一例を燃料の噴射パターンと共に示すグラフである。
【図１１】燃焼騒音圧力レベルの周波数特性の一例を示すグラフである。
【図１２】１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波に２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波を干渉させる概念を示すグラフである。
【図１３】他の実施形態に係る燃焼制御装置のＥＣＵにより実行される制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示された制御処理手順において使用されるＥＧＲ率マップを示すグラフである。
【図１５】図１３に示された制御処理手順において使用される遅角量マップを示すグラフである。
【図１６】熱発生率波形の一例を比較して示すグラフである。
【図１７】ＨＣの発生量、ＣＯの発生量及び燃焼騒音の一例を比較して示す棒グラフである。
【図１８】圧力上昇率特性の一例と燃焼騒音の周波数特性の一例とを比較して示すグラフである。
【図１９】熱発生率波形の他の例と燃焼騒音の周波数特性の他の例とを比較して示すグラフである。
【図２０】燃焼騒音の他の例を比較して示す棒グラフである。
【図２１】図１３に示された制御処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図２２】図２１に示された制御処理手順において使用されるＥＧＲ率マップを示すグラフである。
【図２３】図１３に示された制御処理手順の他の変形例を示すフローチャートである。
【図２４】図２３に示された制御処理手順において使用されるＥＧＲ率マップを示すグラフである。
【図２５】図３に示されたリップ部の変形例を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、一実施形態に係る燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。同図において、ディーゼルエンジン１は、４気筒直列型ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジン１は、エンジン本体２を備えている。エンジン本体２は、４つのシリンダ３を有している。
【００１９】
シリンダ３内には、図２に示されるように、ピストン４が往復昇降可能に配置されている。また、シリンダ３の上面には、シリンダヘッド５が固定されている。シリンダ３とピストン４とシリンダヘッド５とで囲まれる空間は、燃焼室６を形成している。ピストン４の上部（頂部）には、燃焼室６の少なくとも一部を構成する凹状のキャビティ部７が設けられている。キャビティ部７は、環状溝構造のボール部７ａを有している。ボール部７ａは、断面略半円形状を呈している。
【００２０】
ピストン４の上部には、ピストン４の径方向内側に突出する部分を有し、キャビティ部７の一部を形成するテーパ付きのリップ部８が設けられている。ここで、リップ部８とは、ピストン４の頂面４ａとボール部７ａとの間の範囲を指す。つまり、リップ部８の上端位置は、ピストン４の頂面４ａとの境界の位置である。リップ部８の下端位置は、ボール部７ａとの境界の位置である。
【００２１】
リップ部８は、図３に示されるように、断面湾曲形状を呈すると共にボール部７ａに隣接して配置された湾曲部８ａと、この湾曲部８ａからピストン４の頂面４ａまでテーパ状に延びるテーパ部８ｂとを有している。ピストン４の内壁面における湾曲部８ａの領域のＲ中心は、ピストン４の内部に位置している。ピストン４の内壁面におけるボール部７ａの領域のＲ中心は、ボール部７ａに位置している。
【００２２】
図１に戻り、ディーゼルエンジン１は、各燃焼室６内に燃料を噴射する４つのインジェクタ（燃料噴射弁）９と、各インジェクタ９と接続され、高圧燃料を貯留すると共に各インジェクタ９に高圧燃料を供給するコモンレール１０とを備えている。インジェクタ９は、図２に示されるように、シリンダヘッド５に取り付けられている。インジェクタ９は、複数の噴孔（図示せず）を有し、各噴孔から所定の噴射角θで燃料を噴射する。
【００２３】
また、ディーゼルエンジン１は、エンジン本体２にインテークマニホールド１１を介して接続され、燃焼室６内に空気を吸入するための吸気通路１２と、エンジン本体２にエキゾーストマニホールド１３を介して接続され、燃焼室６内で発生した排気ガスを排出するための排気通路１４とを備えている。
【００２４】
吸気通路１２には、上流側から下流側に向けてエアクリーナー１５、ターボ過給機１６のコンプレッサ１７、インタークーラー１８及びスロットルバルブ１９が配設されている。排気通路１４には、上流側から下流側に向けてターボ過給機１６のタービン２０及び触媒付きＤＰＦ２１が配設されている。
【００２５】
また、ディーゼルエンジン１は、燃焼室６内で発生した排気ガスの一部を排気再循環ガス（ＥＧＲガス）として燃焼室６内に還流させる排気再循環ユニット（ＥＧＲユニット）２２を備えている。
【００２６】
ＥＧＲユニット２２は、吸気通路１２とエキゾーストマニホールド１３とに接続され、ＥＧＲガスを燃焼室６内に還流させるためのＥＧＲ通路（排気再循環通路）２３と、エキゾーストマニホールド１３から吸気通路１２へのＥＧＲガスの還流量を調整するＥＧＲバルブ２４と、ＥＧＲ通路２３を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２５と、このＥＧＲクーラ２５をバイパスするようにＥＧＲ通路２３に接続されたバイパス通路２６と、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２５またはバイパス通路２６に切り替える切替弁２７とを有している。
【００２７】
また、ディーゼルエンジン１は、エンジン回転数センサ２８と、アクセル開度センサ２９と、エンジン水温センサ３０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１とを備えている。エンジン回転数センサ２８は、エンジン本体２の回転数（エンジン回転数）を検出するセンサである。アクセル開度センサ２９は、アクセル開度をエンジン負荷として検出するセンサである。エンジン水温センサ３０は、エンジン本体２内の冷却水の温度（エンジン水温）を検出するセンサ（水温検出部）である。
【００２８】
ＥＣＵ３１は、図４に示されるように、噴射量・噴射時期決定部（噴射時期決定部）３２と、インジェクタ制御部（噴射弁制御部）３３と、ＥＧＲガス制御部（排気再循環ガス制御部）３４とを有している。
【００２９】
噴射量・噴射時期決定部３２は、１回目の燃料噴射（第１の燃料噴射）及び１回目の燃料噴射の後に実施される２回目の燃料噴射（第２の燃料噴射）の噴射量及び噴射時期を決定する。インジェクタ制御部３３は、噴射量・噴射時期決定部３２により決定された噴射量及び噴射時期に応じて１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射を実施するように、インジェクタ９を制御する。ＥＧＲガス制御部３４は、燃焼室６内で発生した排気ガスの一部をＥＧＲガスとして燃焼室６内に還流させるときに、ＥＧＲバルブ２４及び切替弁２７を制御することにより、ＥＧＲガスの流れを制御する。
【００３０】
なお、ＥＣＵ３１は、スロットルバルブ１９を制御することにより、燃焼室６内への空気の吸入量を制御する。
【００３１】
本実施形態の燃焼制御装置３５は、上記のインジェクタ９、スロットルバルブ１９、ＥＧＲバルブ２４、切替弁２７、エンジン回転数センサ２８、アクセル開度センサ２９、エンジン水温センサ３０及びＥＣＵ３１を備えている。燃焼制御装置３５は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程という１サイクル毎に、燃焼室６内に空気を吸入すると共に各インジェクタ９から燃焼室６内に燃料を複数回に分けて噴射（分割噴射）して、予混合圧縮自己着火燃焼、もしくは予混合圧縮自己着火燃焼及び拡散燃焼を行う。
【００３２】
燃焼制御装置３５は、１回目の燃料噴射をピストン４が圧縮上死点（ＴＤＣ）に達する前の早期に行うようにインジェクタ９を制御することで、１回目に噴射された燃料と空気との予混合気をピストン４が圧縮上死点に達する前に着火させる。また、燃焼制御装置３５は、２回目の燃料噴射をピストンが圧縮上死点に達する前に行うようにインジェクタ９を制御することで、２回目に噴射された燃料と空気との混合気をピストン４が圧縮上死点に達する前に着火させる。
【００３３】
図５は、ＥＣＵ３１により実行される制御処理手順を示すフローチャートである。以下、当該フローチャートを参照して、燃焼制御装置３５の動作を説明する。
【００３４】
図５において、ＥＣＵ３１は、まずエンジン回転数センサ２８により検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ２９により検出されたアクセル開度（エンジン負荷）とに基づいて、１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射の噴射量及び噴射時期を決定する（手順Ｓ１０１）。ここで、１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射は、予混合圧縮自己着火燃焼、もしくは予混合圧縮自己着火燃焼及び拡散燃焼を行うためのメイン燃料噴射である。
【００３５】
続いて、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１０１で決定された噴射量及び噴射時期に従って１回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１０２）。そして、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１０１で決定された噴射量及び噴射時期に従って２回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１０３）。
【００３６】
なお、手順Ｓ１０１は、噴射量・噴射時期決定部３２により実行される。手順Ｓ１０２，Ｓ１０３は、インジェクタ制御部３３により実行される。
【００３７】
ここで、１回目の燃料噴射の噴射量Ｑ１ｓｔは、Ｑ０＜Ｑ１ｓｔ＜Ｑ１となるように設定される。Ｑ０は、１回目の燃料噴射による燃焼の発熱不足によって未燃のＨＣ及びＣＯが増加するような噴射量である。Ｑ１は、１回目の燃料噴射による燃焼の発熱量が過剰であるために燃焼騒音が悪化するような噴射量である。２回目の燃料噴射の噴射量Ｑ２ｓｔは、１回目の燃料噴射の噴射量Ｑ１ｓｔよりも多い。
【００３８】
１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓは、図６に示されるように、ｔ１≦Ｔ１ｓ≦ｔ２となるように設定される。ｔ１は、図２及び図３に示されるように、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の上端に位置する時期である。ｔ２は、図２及び図３に示されるように、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の下端に位置する時期である。
【００３９】
そのように１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓが設定されると、インジェクタ９から噴射される燃料の噴霧の大部分がリップ部８で受け止められる。このとき、シリンダ３のボア壁方向への噴霧流れとは逆向きのスキッシュ流れ（図２参照）によって、シリンダ３のボア壁へ燃料が流れることが抑制される。このため、図７に示されるように、燃焼室６内におけるリップ部８の上方領域及びスキッシュエリアを含む領域Ａに燃料が溜まるようになる。そして、１回目の燃料噴射による燃焼が領域Ａにおいて行われる。
【００４０】
１回目の燃料噴射の噴射完了時期Ｔ１ｅは、図６に示されるように、Ｔ１ｅ＜ｔ３となるように設定される。ｔ３は、燃焼室６内の温度（筒内温度）が予混合気の着火温度（例えば１１００Ｋ程度）となる時期である。
【００４１】
以上のように１回目の燃料噴射の噴射量及び噴射時期が設定されることにより、図６に示されるように、１回目の燃料噴射による最初の熱発生ピークは、ピストン４が圧縮上死点（ＴＤＣ）に達する前に現れる。
【００４２】
２回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ２ｓは、図６に示されるように、Ｔ２ｓ＞ｔ４となるように設定される。ｔ４は、図８に示されるように、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の頂点よりも下側（ボール部７ａ側）に位置すると共に、１回目の燃料噴射による燃焼によって燃焼室６内の温度が上昇する量が所定値以下となる時期である。１回目の燃料噴射による燃焼によって燃焼室６内の温度が上昇する量が所定値以下となる時期は、１回目の燃料噴射による燃焼に起因する発熱が少なく筒内温度の上昇量が少ない時期である。
【００４３】
そのように２回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ２ｓが設定されると、図９に示されるように、インジェクタ９から噴射される燃料の噴霧の大部分がキャビティ部７を含む領域Ｂに溜まるようになる。そして、２回目の燃料噴射による燃焼が領域Ｂにおいて行われ、予混合燃焼の割合が増加する。
【００４４】
また、２回目の燃料噴射の噴射時期は、図１０に示されるように、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期となっている。なお、ここでいう略１／２周期は、完全な１／２周期も含まれる。
【００４５】
図１１は、燃焼騒音圧力レベルの周波数特性の一例を示すグラフである。２回目の燃料噴射を実施しない場合は、周波数帯Ｅにおいて燃焼騒音圧力レベルが最大となる。また、図１１中の破線Ｊは、２回目の燃料噴射の噴射時期を、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期よりも大きくなる時期とした場合の燃焼騒音圧力レベルを示している。図１１中の実線Ｋは、２回目の燃料噴射の噴射時期を、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期とした場合の燃焼騒音圧力レベルを示している。
【００４６】
２回目の燃料噴射の噴射時期を、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期とすることにより、図１２に示されるように、周波数帯Ｅにおいて１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波と２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波とが互いに相殺される。なお、図１２では、１点鎖線Ｌが１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波を示し、破線Ｍが２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波を示し、実線Ｎが両者の圧力波を干渉させたときの波形を示している。
【００４７】
そのように２回目の燃料噴射の噴射時期を設定することにより、図１１中の実線Ｋで示されるように、周波数帯Ｅにおける燃焼騒音圧力レベルが下がる。このため、燃焼騒音圧力レベルの最大値がＬｊからＬｋに低下する。
【００４８】
なお、２回目の燃料噴射の噴射完了時期Ｔ２ｅは、図６に示されるように、ピストン４が圧縮上死点（ＴＤＣ）に位置する前後の時期である。
【００４９】
以上のように２回目の燃料噴射の噴射量及び噴射時期が設定されることにより、図６に示されるように、２回目の燃料噴射による２つ目の熱発生ピークは、ピストン４が圧縮上死点に達した後に現れる。このとき、２つ目の熱発生ピーク値は、最初の熱発生ピーク値と同等になるか、もしくは最初の熱発生ピーク値よりも高くなる。
【００５０】
本実施形態においては、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の上端に位置する時期ｔ１と、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の下端に位置する時期ｔ２との間の時期が、１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓとして設定される。このため、１回目の燃料噴射においてインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧の大部分は、リップ部８で受け止められることになる。従って、低温エリアであるシリンダ３のボア壁面に過剰な燃料が流れることが抑制される。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる。
【００５１】
また、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の頂点よりも下側に位置する時期が、２回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ２ｓとして設定される。このため、１回目の燃料噴射においてインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧の大部分が燃焼室６内におけるリップ部８の上方領域及びスキッシュエリアを含む領域Ａに溜まるのに対し、２回目の燃料噴射においてインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧の大部分がキャビティ部７を含む領域Ｂに溜まるようになる。従って、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射とで燃焼領域が分割されるため、燃焼室６内での空気利用率が向上し、燃料と空気との混合が促進される。これにより、煤（soot）を低減することができる。
【００５２】
さらに、１回目の燃料噴射による燃焼によって燃焼室６内の温度が上昇する量が所定値以下である時期が、２回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ２ｓとして設定されるので、２回目の燃料噴射による燃料の着火遅れが延びる。このため、燃料と空気との混合が更に促進される。これにより、煤を一層低減することができる。
【００５３】
また、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期が、２回目の燃料噴射の噴射時期として設定される。従って、周波数帯Ｅにおいて、１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波と２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波とが互いに打ち消される。これにより、燃焼騒音を低減することができる。
【００５４】
図１３は、他の実施形態に係る燃焼制御装置３５のＥＣＵ３１により実行される制御処理手順を示すフローチャートである。以下、当該フローチャートを参照して、燃焼制御装置３５の動作を説明する。
【００５５】
なお、ＥＧＲユニット２２におけるＥＧＲガスの流路は、予めＥＧＲクーラ２５となっている。また、ＥＧＲユニット２２のＥＧＲ率は、予め最大値ＸＬに設定されている（図１４参照）。
【００５６】
図１３において、ＥＣＵ３１は、まずエンジン回転数センサ２８により検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ２９により検出されたアクセル開度とに基づいて、１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射の噴射量及び噴射時期を決定する（手順Ｓ１１１）。１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射の噴射量は、上記の手順Ｓ１０１と同様に決定される。１回目の燃料噴射及び２回目の燃料噴射の噴射時期は、例えば予め決められたマップに従って、エンジン回転数及びアクセル開度に応じて決定される。
【００５７】
続いて、ＥＣＵ３１は、エンジン水温センサ３０により検出されたエンジン水温が暖気後水温（第１所定温度）以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１２）。ＥＣＵ３１は、エンジン水温が暖気後水温よりも高いときは、手順Ｓ１１１で決定された噴射量及び噴射時期に従って１回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１１３）。そして、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１１で決定された噴射量及び噴射時期に従って２回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１１４）。
【００５８】
ＥＣＵ３１は、エンジン水温が暖気後水温以下であるときは、エンジン水温が閾値温度Ｔ１（第３所定温度）以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１５）。閾値温度Ｔ１は、暖気後水温よりも低い。ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２５からバイパス通路２６に切り替えるように、切替弁２７を制御する（手順Ｓ１１６）。
【００５９】
ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下でないときは、エンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高く且つ閾値温度Ｔ２（第２所定温度）以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１７）。閾値温度Ｔ２は、閾値温度Ｔ１よりも高く且つ暖気後水温よりも低い。
【００６０】
ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１６を実行した後、またはエンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高く且つ閾値温度Ｔ２以下であるときは、図１４に示されるＥＧＲ率マップを用いて、ＥＧＲユニット２２のＥＧＲ率を低下させることでＥＧＲガスの還流量を減量させるように、ＥＧＲバルブ２４を制御する（手順Ｓ１１８）。
【００６１】
ＥＧＲ率マップは、エンジン水温とＥＧＲ率との関係を表すマップである。ＥＧＲ率マップは、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以上であるときは、ＥＧＲ率が最大値ＸＬとなり、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲ率が最小値ＸＳとなり、エンジン水温が閾値温度Ｔ１と閾値温度Ｔ２との間であるときは、エンジン水温が低くなるに従ってＥＧＲ率が最大値ＸＬから最小値ＸＳまで低くなるように定められている。
【００６２】
従って、ＥＣＵ３１は、エンジン水温に応じてＥＧＲ率を設定する。具体的には、ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲ率を最小値ＸＳに設定し、エンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高く且つ閾値温度Ｔ２以下であるときは、ＥＧＲ率をエンジン水温に対応した値に設定する。
【００６３】
ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１８を実行した後、またはエンジン水温が閾値温度Ｔ２よりも高いときは、図１５に示される遅角量マップを用いて、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角量を求める（手順Ｓ１１９）。
【００６４】
遅角量マップは、エンジン水温と遅角量との関係を表すマップである。遅角量マップは、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、遅角量が最大値ＹＬとなり、エンジン水温が閾値温度Ｔ２よりも高いときは、エンジン水温が高くなるに従って遅角量が最大値ＹＬから少なくなるように定められている。
【００６５】
従って、ＥＣＵ３１は、エンジン水温に応じて１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角量を設定する。具体的には、ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、遅角量を最大値ＹＬに設定し、エンジン水温が閾値温度Ｔ２よりも高いときは、遅角量をエンジン水温に対応した値に設定する。
【００６６】
続いて、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１９で求められた遅角量に応じて１回目の燃料噴射の噴射時期を遅角する（手順Ｓ１２０）。このとき、遅角後における１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓは、上述したように、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の上端に位置する時期ｔ１と、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の下端に位置する時期ｔ２との間の時期である（図３参照）。
【００６７】
続いて、ＥＣＵ３１は、２回目の燃料噴射の噴射時期を変更する（手順Ｓ１２１）。このとき、２回目の燃料噴射の噴射時期は、上述したように、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期である（図１０及び図１１参照）。
【００６８】
続いて、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１１で決定された噴射量及び手順Ｓ１２０で遅角された噴射時期に従って１回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１１３）。そして、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１１で決定された噴射量及び手順Ｓ１２１で変更された噴射時期に従って２回目の燃料噴射を実施するように、各インジェクタ９を制御する（手順Ｓ１１４）。
【００６９】
なお、手順Ｓ１１１，Ｓ１１９〜Ｓ１２１は、噴射量・噴射時期決定部３２により実行される。手順Ｓ１１３，Ｓ１１４は、インジェクタ制御部３３により実行される。手順Ｓ１１６，Ｓ１１８は、ＥＧＲガス制御部３４により実行される。
【００７０】
本実施形態においては、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の上端に位置する時期ｔ１と、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の下端に位置する時期ｔ２との間の時期が、遅角後における１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓとして設定される。これにより、上述した実施形態と同様に、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる。
【００７１】
また、エンジン水温が暖気後水温以下であるときは、エンジン水温に応じて１回目の燃料噴射の噴射時期を遅角するので、燃焼室６内の温度（筒内温度）が高くなった状態で、インジェクタ９から燃料が噴射されることになる。従って、燃料の蒸発が促進されるため、１回目の燃料噴射による燃焼が活発化する。これにより、エンジン水温が低いときでも、未燃のＨＣ及びＣＯを低減することができる。
【００７２】
また、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、エンジン水温に応じてＥＧＲガスの還流量を減量させるので、燃焼室６内に供給される空気量が多くなる。このため、燃料噴射による燃焼が更に活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯを一層低減することができる。
【００７３】
さらに、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２５からバイパス通路２６に切り替えるので、バイパス通路２６を流れる暖かいＥＧＲガスが燃焼室６内に還流されることになる。従って、燃料噴射による燃焼が更に活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯをより一層低減することができる。
【００７４】
また、２回目の燃料噴射の噴射時期は、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期に変更される。従って、周波数帯Ｅにおいて、１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波と２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波とが互いに打ち消される。これにより、上述した実施形態と同様に、燃焼騒音を低減することができる。
【００７５】
図１６は、熱発生率波形の一例を比較して示すグラフである。図１６において、グラフの横軸はクランク角であり、グラフの縦軸は熱発生率である。破線Ｐは、エンジン水温が８０℃（暖気後水温）であるときの熱発生率波形を示している。細実線Ｑは、エンジン水温が４０℃（＜Ｔ２）であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの減量を実施しない場合、つまり補正を実施しない場合の熱発生率波形を示している。太実線Ｒは、エンジン水温が４０℃であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合、つまり１回目の燃料噴射の噴射時期及びＥＧＲの補正を実施した場合の熱発生率波形を示している。なお、何れの場合も、エンジン回転数は２０００ｒｐｍであり、エンジン負荷は中負荷である。
【００７６】
図１６から分かるように、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合には、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの減量を実施しない場合と比べて、１回目の燃料噴射による予混合気の着火時期は殆ど変らないが、１回目の燃料噴射による予混合気の燃焼が活発化する。
【００７７】
図１７は、ＨＣの発生量、ＣＯの発生量及び燃焼騒音の一例を比較して示す棒グラフである。図１７（ａ），（ｂ）から分かるように、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合には、暖気後水温と略同等レベルまで未燃のＨＣ及びＣＯの発生量が低減される。
【００７８】
図１８（ａ）は、圧力上昇率特性の一例を比較して示すグラフである。図１８（ａ）において、グラフの横軸はクランク角であり、グラフの縦軸は圧力上昇率である。図１８（ｂ）は、燃焼騒音の周波数特性の一例を比較して示すグラフである。図１８（ｂ）において、グラフの横軸は周波数であり、グラフの縦軸は燃焼騒音である。破線Ｐは、エンジン水温が８０℃（暖気後水温）であるときの特性を示している。細実線Ｑは、エンジン水温が４０℃（＜Ｔ２）であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施しない場合の特性を示している。太実線Ｒは、エンジン水温が４０℃であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合の特性を示している。
【００７９】
図１８（ａ）から分かるように、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合には、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施しない場合と比べて、１回目の燃料噴射による圧力上昇率のピーク値が高くなると共に、１回目の燃料噴射による圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｗが大きくなる。そのような圧力上昇率のピーク値の上昇とピーク間隔Ｗの増大とによる圧力波の打ち消し効果によって、図１８（ｂ）から分かるように、燃焼騒音のピーク値が下がる。また、図１７（ｃ）から分かるように、燃焼騒音が低減される。
【００８０】
図１９（ａ）は、熱発生率波形の他の例を比較して示すグラフである。図１９（ａ）において、グラフの横軸はクランク角であり、グラフの縦軸は熱発生率である。図１９（ｂ）は、燃焼騒音の周波数特性の他の例を比較して示すグラフである。図１９（ｂ）において、グラフの横軸は周波数であり、グラフの縦軸は燃焼騒音である。細実線Ｑは、エンジン水温が４０℃（＜Ｔ２）であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施しない場合、つまり補正を実施しない場合の熱発生率波形を示している。太実線Ｒは、エンジン水温が４０℃であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとした場合、つまり１回目の燃料噴射の噴射時期及びＥＧＲの補正を実施した場合の熱発生率波形を示している。１点鎖線Ｓは、エンジン水温が４０℃であるときに、１回目の燃料噴射の噴射時期の遅角及びＥＧＲガスの還流量の減量を実施すると共にＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラとし、更に２回目の燃料噴射の噴射時期を変更した場合、つまり１回目及び２回目の燃料噴射の噴射時期及びＥＧＲの補正を実施した場合の熱発生率波形を示している。
【００８１】
図１９（ａ）から分かるように、２回目の燃料噴射の噴射時期を変更した場合には、２回目の燃料噴射による熱発生率のピーク値が下がる。また、図１９（ｂ）から分かるように、２回目の燃料噴射の噴射時期を変更した場合には、燃焼騒音のピーク値が更に下がる。
【００８２】
図２０は、燃焼騒音の他の例を比較して示す棒グラフである。図２０から分かるように、２回目の燃料噴射の噴射時期を変更した場合には、燃焼騒音が更に低減される。
【００８３】
図２１は、図１３に示された制御処理手順の変形例を示すフローチャートである。図２１において、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１２を実行し、エンジン水温が暖気後水温以下であるときは、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１３１）。ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、図２２に示されるＥＧＲ率マップを用いて、ＥＧＲユニット２２のＥＧＲ率を低下させることでＥＧＲガスの還流量を減量させるように、ＥＧＲバルブ２４を制御する（手順Ｓ１３２）。
【００８４】
ＥＧＲ率マップは、エンジン水温が閾値温度Ｔ２よりも高いときは、ＥＧＲ率が最大値ＸＬとなり、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、エンジン水温が低くなるに従ってＥＧＲ率が最大値ＸＬから低くなるように定められている。従って、ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以下であるときは、ＥＧＲ率をエンジン水温に対応した値に設定する。
【００８５】
その後、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１９を実行する。一方、ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ２よりも高いときは、手順Ｓ１３２を実行することなく、手順Ｓ１１９を実行する。
【００８６】
本変形例においては、ＥＧＲガスの流路をバイパス通路２６に切り替える手順が省略されるため、ＥＣＵ３１の処理を簡素化することができる。
【００８７】
図２３は、図１３に示された制御処理手順の他の変形例を示すフローチャートである。図２３において、ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１５を実行し、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２５からバイパス通路２６に切り替えるように、切替弁２７を制御する（手順Ｓ１１６）。
【００８８】
ＥＣＵ３１は、手順Ｓ１１６を実行した後、またはエンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高いときは、図２４に示されるＥＧＲ率マップを用いて、ＥＧＲユニット２２のＥＧＲ率を低下させることでＥＧＲガスの還流量を減量させるように、ＥＧＲバルブ２４を制御する（手順Ｓ１４１）。
【００８９】
ＥＧＲ率マップは、エンジン水温が閾値温度Ｔ１以下であるときは、ＥＧＲ率が最小値ＸＳとなり、エンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高いときは、エンジン水温が高くなるに従ってＥＧＲ率が最小値ＸＳから最大値ＸＬまで高くなるように定められている。なお、エンジン水温が閾値温度Ｔ２以上であるときのＥＧＲ率の傾きは、エンジン水温が閾値温度Ｔ１と閾値温度Ｔ２との間であるときのＥＧＲ率の傾きよりも小さい。従って、ＥＣＵ３１は、エンジン水温が閾値温度Ｔ１よりも高いときは、ＥＧＲ率をエンジン水温に対応した値に設定する。
【００９０】
本変形例においては、エンジン水温が閾値温度Ｔ２と暖気後水温との間の温度であるときでも、エンジン水温に応じてＥＧＲガスの還流量を減量させるので、燃焼室６内に供給される空気量が多くなる。このため、燃料噴射による燃焼が更に活発化する。これにより、未燃のＨＣ及びＣＯをより一層低減することができる。
【００９１】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、ピストン４の上部に、ピストン４の径方向内側に突出する部分を有するテーパ付きのリップ部８が設けられているが、リップ部８の構造としては、特にそれには限られない。
【００９２】
図２５は、リップ部８の変形例を示す部分拡大断面図である。図２５（ａ）に示されるリップ部８は、リップ部８の上端から下端まで断面湾曲形状を呈している。図２５（ｂ）に示されるリップ部８は、段付きのリップ部である。具体的には、リップ部８は、断面湾曲形状を呈すると共にボール部７ａに隣接して配置された湾曲部８ａと、この湾曲部８ａとピストン４の頂面４ａとの間に配置された段部８ｃとを有している。
【００９３】
このようなリップ部８においても、１回目の燃料噴射の噴射開始時期Ｔ１ｓは、上述したように、ｔ１≦Ｔ１ｓ≦ｔ２となるように設定される。ｔ１は、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の上端に位置する時期である。ｔ２は、ピストン４が圧縮上死点に達する前にインジェクタ９から噴射される燃料の噴霧中心Ｏがリップ部８の下端に位置する時期である。
【００９４】
また、上記実施形態では、１回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値と２回目の燃料噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク値とのピーク間隔Ｄが最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯Ｅの略１／２周期となる時期が、２回目の燃料噴射の噴射時期として設定されているが、２回目の燃料噴射の噴射時期としては、特にそれには限られず、例えば１回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波と２回目の燃料噴射による燃焼時の音圧の圧力波とを互いに打ち消すような時期であればよい。
【００９５】
さらに、上記実施形態では、１サイクル毎に２回のメイン燃料噴射を実施しているが、１サイクル毎にメイン燃料噴射を３回以上実施してもよい。この場合には、最後のメイン燃料噴射が第２の燃料噴射に相当し、最後のメイン燃料噴射の１つ前のメイン燃料噴射が第１の燃料噴射に相当する。
【符号の説明】
【００９６】
１…ディーゼルエンジン、３…シリンダ、４…ピストン、６…燃焼室、７…キャビティ部、８…リップ部、９…インジェクタ（燃料噴射弁）、２３…ＥＧＲ通路（排気再循環通路）、２５…ＥＧＲクーラ、２６…バイパス通路、３０…エンジン水温センサ（水温検出部）、３２…噴射量・噴射時期決定部（噴射時期決定部）、３３…インジェクタ制御部（噴射弁制御部）、３４…ＥＧＲガス制御部（排気再循環ガス制御部）、３５…燃焼制御装置。
【図１】
0006373777.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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