(57)【要約】【課題】  ＥＧＲ運転中における黒煙やドライスートの発生を抑制可能な内燃機関の燃焼制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関１の燃焼室に直接燃料を噴射可能で且つ噴射形態が可変な燃料噴射手段（１０）と、内燃機関１の運転状態に応じて排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ制御手段（Ｓ４００）と、内燃機関１の運転状態に応じて噴射目標圧力を求め、燃料噴射手段１０に供給する燃料圧力を制御する噴射圧力制御手段（Ｓ２００）と、内燃機関１の運転状態に応じて演算したメイン噴射量およびパイロット噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御する噴射制御手段（Ｓ３００）とを備え、ＥＧＲ制御手段（Ｓ４００）の動作中は噴射目標圧力を増圧するようにした。【選択図】    図７
2005048723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
内燃機関の運転状態に応じて排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ制御手段と、
内燃機関の運転状態に応じて噴射目標圧力を求め、燃料噴射手段に供給する燃料圧力を制御する噴射圧力制御手段と、
内燃機関の運転状態に応じて演算したメイン噴射量およびパイロット噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御する噴射制御手段と、を備え、
前記噴射圧力制御手段は、その噴射目標圧力を、前記ＥＧＲ制御手段の動作中は増圧することを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射可能で且つ噴射形態が可変な燃料噴射手段と、
内燃機関の運転状態に応じて排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ制御手段と、
内燃機関の運転状態に応じて噴射目標圧力を求め、燃料噴射手段に供給する燃料圧力を制御する噴射圧力制御手段と、
内燃機関の運転状態に応じて演算したメイン噴射量およびパイロット噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御する噴射制御手段と、を備え、
前記噴射制御手段は、そのパイロット噴射量を、前記ＥＧＲ制御手段の動作中は増量することを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の燃焼制御装置は、前記ＥＧＲ制御手段の動作中は、前記噴射圧力制御手段にその噴射目標圧力を増圧させる一方、前記噴射制御手段にそのパイロット噴射量を増量させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の燃焼制御装置は、排気通路に酸化触媒を備え、
前記噴射制御手段は、前記酸化触媒の活性域では前記パイロット噴射量の増量を抑制することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ運転中の排気を浄化する内燃機関の燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から燃料噴射圧力、メインおよびパイロットの燃料噴射量、メインおよびパイロットの燃料噴射時期を内燃機関の運転状態に応じて制御するコモンレール式燃料噴射装置を備えるディーゼルエンジンが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなコモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンにおいては、パイロット噴射する噴射量，噴射時期，噴射間隔などを木目細かく制御するのに最適であり、燃料の着火遅れ期間中に形成される混合気が爆発的に燃焼する予混合的燃焼の量が多いほど多量に生成するＮＯｘを低減するため、パイロット噴射により燃料の主噴射に先立って少量の燃料を燃焼室内に噴射して燃焼させ、シリンダ内の温度と圧力をあらかじめ高めておくことにより，主噴射の着火遅れ時間を短縮してＮＯｘの低減を図ることに有効である。
【特許文献１】特開２００３−７４４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＮＯｘを低減する方法として、エンジンから排出された排気ガスの一部を吸気系へ還流し、シリンダ内の燃焼ガス温度を低下させることにより、ＮＯｘの生成を抑制する排気再循環（ＥＧＲ：ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、以下、ＥＧＲという）がガソリンエンジンのＮＯｘ低減対策として広く使われている。上記従来例のディーゼルエンジンにおいても、燃料噴射による混合気形成が空間的にきわめて不均一であるため燃焼ガスの冷却に直接関与するＥＧＲガスが混合気まわりに限定されることやガソリンエンジンに比べて空気過剰率を高く保つ必要があること等の制約から、空気過剰率の大きな部分負荷に限定して実施することが可能であるが、空気過剰率が低下することによる黒煙や粒子状物質の増加を招くことが解決すべき課題としてある。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ＥＧＲ運転中における黒煙やドライスートの発生を抑制可能な内燃機関の燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射可能で且つ噴射形態が可変な燃料噴射手段と、内燃機関の運転状態に応じて排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ制御手段と、内燃機関の運転状態に応じて噴射目標圧力を求め、燃料噴射手段に供給する燃料圧力を制御する噴射圧力制御手段と、内燃機関の運転状態に応じて演算したメイン噴射量およびパイロット噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御する噴射制御手段とを備え、ＥＧＲ制御手段の動作中は噴射目標圧力を増圧するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、ＥＧＲ動作中は噴射目標圧力を増圧するため、噴射された燃料が微粒化され且つ噴射期間が短縮化され、燃料と空気の混合が良好となり燃焼状態が改善され、黒煙やドライスートの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の燃焼制御装置を備えたエンジンシステムの構成図であり、軽油を燃料とするディーゼルエンジンを例にして構成したものである。
【００１０】
図１において、１はディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記述する）を示し、３はこのエンジン１の排気通路を示す。
【００１１】
エンジン１の排気通路３の上流側部分を構成する排気出口通路３ａは、過給機のタービン３ｂに接続されており、その下流に、排気後処理装置としての酸化触媒やＮＯｘトラップ触媒を内部に収容したケーシング２０が配置されている。酸化触媒は流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。酸化触媒はパーティキュレート捕集フィルタ（以下、ＤＰＦと称する）に酸化触媒（貴金属）を担持させたものでもよい。上記ケーシング２０の入口部には、実空燃比検出手段となる空燃比センサ３７が設けられている。この空燃比センサ３７は、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いて、排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求める。なお、排気通路３のＤＰＦの下流若しくは上流に、排気浄化のため、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒を配置してもよい。ＮＯｘトラップ触媒には、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせる。また、ＤＰＦ２１にＮＯｘトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。
【００１２】
排気還流装置として、吸気通路２の吸気コレクタ２ｃと排気出口通路３ａとの間には、排気の一部を還流するためのＥＧＲ通路４が設けられており、ここに、ステッピングモータにて開度が連続的に制御可能なＥＧＲ弁５が介装されている
吸気通路２は、上流位置にエアクリーナ２ａを備え、その出口側に、吸入空気量検出手段となるエアフロメータ７が設けられている。そして、エアフロメ一タ７の下流に、過給機のコンプレッサ２ｂが配置されているとともに、このコンプレッサ２ｂと吸気コレクタ２ｃとの間に、アクチュエータ（例えばステッピングモータ式）によって開閉駆動される吸気絞り弁６が介装されている。
【００１３】
エンジン１の燃料供給系は、ディーゼル用燃料である軽油を蓄える燃料タンク６０と、燃料をエンジン１の燃料噴射装置１０へ供給するための燃料供給通路１６と、エンジン１の燃料噴射装置１０からのリターン燃料（スピル燃料）を燃料タンク６０に戻すための燃料戻り通路１９と、を備えている。
【００１４】
このエンジン１の燃料噴射装置１０は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ１１と、コモンレール（蓄圧室）１４と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５と、から大略構成され、サプライポンプ１１により加圧された燃料が燃料供給通路１２を介してコモンレール１４にいったん蓄えられたあと、コモンレール１４内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁１５に分配される。
【００１５】
上記コモンレール１４には、該コモンレール１４内の燃料の圧力および温度を検出するために、圧力センサ３４および温度センサ３５が設けられている。また、コモンレール１４内の燃料圧力を制御するために、サプライポンプ１１からの吐出燃料の一部が、一方向弁１８を具備したオーバーフロー通路１７を介して燃料供給通路１６に戻されるようになっている。詳しくは、オーバーフロー通路１７の流路面積を変える圧力制御弁１３が設けられており、この圧力制御弁１３がエンジンコントロールユニット３０からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路１７の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ１１からコモンレール１４への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール１４内の燃料圧力が制御される。
【００１６】
燃料噴射弁１５は、エンジンコントロールユニット３０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ＯＮ信号によって燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁１５へ印加されるＯＮ信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。
【００１７】
また、エンジン１の適宜位置には、内燃機関の温度を代表するものとして、冷却水温度を検出する水温センサ３１が取り付けられている。
【００１８】
エンジンコントロールユニット３０には、吸入空気量を検出するエアフロメータ７の信号（Ｑａ）、水温センサ３１の信号（冷却水温度Ｔｗ）、クランク角度検出用クランク角センサ３２の信号（エンジン回転数Ｎｅの基礎となるクランク角度信号）、気筒判別用クランク角センサ３３の信号（気筒判別信号Ｃｙ１）、コモンレール１４の燃料圧力を検出する圧力センサ３４の信号（コモンレール圧力ＰＣＲ）、燃料温度を検出する温度センサ３５の信号（燃料温度ＴＦ）、負荷に相当するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３６の信号（アクセル開度（負荷）Ｌ）、空燃比センサ３７の信号（０２）、がそれぞれ入力される。
【００１９】
次に、上記エンジンコントロールユニット３０によって実行される本実施例の制御の内容を、図６〜図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
図６は、ディーゼルエンジン１全体の制御に関する基本制御ルーチンである。
【００２１】
このエンジン基本制御ルーチンにおいて、ステップＳ１００では、冷却水温度Ｔｗ、エンジン回転数Ｎｅ、気筒判別信号Ｃｙｌ、コモンレール圧力ＰＣＲ、エアフロメータ７の信号Ｑａ、燃料温度ＴＦ、アクセル開度Ｌ、空燃比センサの信号Ｏ２、をそれぞれ読み込み、ステップＳ２００に進む。
【００２２】
ステップＳ２００では、コモンレール圧力制御を行う。このコモンレール圧力制御は、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより主噴射量を検索し、この主噴射量を得るためのコモンレール１４の目標基準圧力ＰＣＲ０を求め、この目標基準圧力ＰＣＲ０が得られるように圧力制御弁１３のフィードバック制御を実行するものであるが、後述する図７のコモンレール圧力制御ルーチンに基づき詳細に説明する。
【００２３】
次いで、ステップＳ３００で燃料噴射制御を行う。この燃料噴射制御は、例えば、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌをパラメータとして、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ、主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄ、パイロット噴射時期Ｐｐｅｒｉｏｄ、パイロット噴射開始時期Ｐｓｔａｒｔ、主噴射開始時期Ｍｓｔａｒｔ等を、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップデータを検索してそれぞれ求める。そして、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎが供給されるように、クランク角度検出用クランク角センサ３２のクランク角度信号および気筒判別用クランク角センサ３３の気筒判別信号Ｃｙｌに基づいて、噴射すべき気筒の燃料噴射弁１５を開弁駆動するものである。なお、燃料噴射制御の詳細は、図８の燃料噴射制御のサブルーチンに基づき後述する。
【００２４】
ステップＳ４００では、ＥＧＲ制御を行う。このＥＧＲ制御は、例えば、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして設定されるパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔおよび主燃料噴射量Ｑｍａｉｎを、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、上記パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔと主燃料噴射量Ｑｍａｉｎとの合算噴射量（主燃料噴射量Ｑｍａｉｎだけでもかまわない）とエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して、吸気絞り弁駆動信号（吸気絞り弁６の開度を意味する）ＴＨｄｕｔｙおよび基準ＥＧＲ制御信号となるＥＧＲ駆動信号（ＥＧＲ弁５の開度信号）ＥＧＲｄｕｔｙを求め、夫々の駆動信号に基づいて、吸気絞り弁６およびＥＧＲ弁５を駆動するようにしている。
【００２５】
ステップＳ５００では、排気後処理制御を行ってリターンとなる。この排気後処理制御は、例えば、流入する排気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排気の酸素濃度を低下させるとＮＯｘを放出する公知のＮＯｘトラップ触媒の再生時期に、吸気絞りの強化（吸気絞り弁６の開度小）、排気還流の強化、あるいはポスト噴射（主噴射後に行われる少量の燃料の噴射）、を単独もしくは組み合わせて実行することで、機関が排出する排気の空燃比をリッチにしてＮＯｘトラップ触媒の再生を行うようにしている。
【００２６】
図７は、上記ステップＳ２００のコモンレール圧力制御のサブルーチンである。
【００２７】
ステップＳ２１１では、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎを、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ２１２に進む。
【００２８】
ステップＳ２１２では、ＥＧＲ開始可能か否かを冷却水温度Ｔｗが５０℃未満であるか否かで判定し、５０℃未満である場合にはステップＳ２１５へ進み、５０℃を超えている場合にはステップＳ２１３へ進む。
【００２９】
ステップＳ２１３では、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセル開度）Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して、ＥＧＲ領域か否かを判定し、ＥＧＲ領域である場合にはステップＳ２１４へ進み、ＥＧＲ領域でない場合にはステップＳ２１５へ進む。前記所定のマップは、図４に示すように、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとして、高エンジン回転数領域および高エンジン負荷領域を除く領域をＥＧＲ実施領域として設定している。
【００３０】
ステップＳ２１４では、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎを得るためのコモンレール１４の目標基準圧力ＰＣＲ０を、予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ２１６に進む。この場合の所定のマップは、図５（Ａ）（図４に実線および破線で示すコモンレール圧力一定の等高線を横断する、例えば、Ａ−Ａ断面状態）に示すように、ＥＧＲ停止領域の基準圧力ＰＣＲ０特性（実線図示）とＥＧＲ実施領域での基準圧力ＰＣＲ０特性（破線図示）とが記憶されており、ここでは、ＥＧＲ実施領域であるため、破線で図示した基準圧力ＰＣＲ０特性が選択され、エンジン回転数・負荷に対応する基準圧力ＰＣＲ０が求められる。この破線で示したＥＧＲ実施領域での基準圧力ＰＣＲ０特性（破線図示）は、ＥＧＲ停止領域の基準圧力ＰＣＲ０特性（実線図示）に対して増圧される。この増圧により、噴射された燃料噴霧が微粒化され且つ噴射期間が短縮化され、燃料と空気の混合が良好となり燃焼状態が改善され、ＥＧＲ中であっても、黒煙やドライスートの発生を抑制することができる。
【００３１】
ステップＳ２１５では、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎを得るためのコモンレール１４の目標基準圧力ＰＣＲ０を、図５（Ａ）に示すマップのＥＧＲ停止領域の基準圧力ＰＣＲ０特性（実線図示）が選択されて、エンジン回転数・負荷に対応する基準圧力ＰＣＲ０を求める。
【００３２】
ステップＳ２１６では、冷却水温度Ｔｗをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定の温度補正係数ＫＴＷＣＲＰのテーブルデータを検索してステップＳ２１４に進む。この冷却水温度Ｔｗによる温度補正係数ＫＴＷＣＲＰは、図３（Ａ）に示すように、冷却水温度Ｔｗが暖機済の標準温度、例えば、８０℃における補正係数を１（ＫＴＷＣＲＰ＝１）とし、標準温度より冷却水温度Ｔｗが低下するにつれて減少され、標準温度より冷却水温度Ｔｗが高くなるにつれて増加するよう設定される。このように、冷却水温度Ｔｗが標準温度より低い場合には、コモンレール圧力ＰＣＲ０を低下させて燃料噴射弁から燃料を低圧噴射させ、燃料噴射弁からの噴霧の拡散を抑制して燃焼室内に濃混合気塊の形成を助長して、着火性を向上させる。
【００３３】
ステップＳ２１７では、前記ステップＳ２１４若しくはステップＳ２１５の目標圧力ＰＣＲ０にステップＳ２１６で検索した温度補正係数ＫＴＷＣＲＰを乗算して目標圧力の温度補正がなされ、ステップＳ２１８へ進む。
【００３４】
ステップＳ２１８では、ステップＳ２１７で補正されたコモンレールの目標圧力ＰＣＲ０をパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して圧力制御弁１３の基準制御信号Ｄｕｔｙ０（制御デューティ比）を求める。
【００３５】
ステップＳ２１９では、目標圧力ＰＣＲ０と現在のコモンレール圧力ＰＣＲとの差圧（絶対値）が予め設定した設定圧力差ΔＰＣＲ０未満であるか否かが判定され、差圧が設定圧力差ΔＰＣＲ０以上である場合にはステップＳ２２０へ進み、差圧が設定圧力差ΔＰＣＲ０未満である場合にはステップＳ２２２へ進む。
【００３６】
ステップＳ２２０では、前記差圧をパラメータとして予め設定されている補正係数ｋＤｕｔｙを検索し、ステップＳ２２１で補正制御信号Ｄｕｔｙを基準制御信号Ｄｕｔｙ０と補正係数ｋＤｕｔｙとを乗算して求め、ステップＳ２２３へ進む。
【００３７】
ステップＳ２２２では、基準制御信号Ｄｕｔｙ０を制御信号Ｄｕｔｙとして、ステップＳ２２３へ進む。
【００３８】
ステップＳ２２３では、ステップＳ２２１若しくはステップＳ２２２で設定された制御信号Ｄｕｔｙにより圧力制御弁１３をデューティ駆動してコモンレール１４の圧力を制御し、ステップＳ３００へ進む。
【００３９】
以上説明したコモンレール圧力制御ルーチンでは、ステップＳ２１２およびステップＳ２１３でＥＧＲ制御領域か否かを判断し、ＥＧＲ制御領域でない場合にはステップＳ２１５により図５（Ａ）において実線図示のＥＧＲ停止領域におけるコモンレール圧力ＣＲＰとし、ＥＧＲ領域である場合にはステップＳ２１４により、ＥＧＲ停止領域におけるコモンレール圧力ＣＲＰより増圧された図５（Ａ）における破線図示のＥＧＲ領域におけるコモンレール圧力ＣＲＰを設定する。このため、ＥＧＲ領域において噴射された燃料噴霧はより一層微粒化され且つ噴射期間が短縮化され、燃料と空気の混合が良好となり燃焼状態が改善され、ＥＧＲ中であっても、黒煙やドライスートの発生を抑制することができる。
【００４０】
図８は、上記ステップＳ３００の噴射制御のサブルーチンである。
【００４１】
ステップＳ３１０では、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎを、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ３１１に進む。
【００４２】
ステップＳ３１１では、ＥＧＲ開始可能か否かを冷却水温度Ｔｗが５０℃未満であるか否かで判定し、５０℃未満である場合にはステップＳ３１４へ進み、５０℃を超えている場合にはステップＳ３１２へ進む。
【００４３】
ステップＳ３１２では、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセル開度）Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して、ＥＧＲ領域か否かを判定し、ＥＧＲ領域である場合にはステップＳ３１３へ進み、ＥＧＲ領域でない場合にはステップＳ３１４へ進む。前記所定のマップは、前述した図４に示すものである。
【００４４】
ステップＳ３１３では、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ３１５に進む。この場合の所定のマップは、図５（Ｂ）（図４に実線および破線で示すパイロット噴射量一定の等高線を横断する、例えば、Ａ−Ａ断面状態）に示すように、ＥＧＲ停止領域のパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性（実線図示）とＥＧＲ実施領域でのパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性（破線図示の実施例１との記載がある）とが記憶されており、ここでは、ＥＧＲ実施領域であるため、破線で図示したパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性が選択され、エンジン回転数・負荷に対応するパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔが求められる。この破線（実施例１）で示したＥＧＲ実施領域でのパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性は、ＥＧＲ停止領域のパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性（実線図示）に対して増量されている。
【００４５】
ステップＳ３１４では、図５（Ｂ）に示すマップのＥＧＲ停止領域のパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性（実線図示）が選択されて、エンジン回転数・負荷に対応するパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔが求められる。
【００４６】
ステップＳ３１５では、パイロット噴射間隔ＤＩＴを、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｌとをパラメータとして予めコントロールユニット３０のＲＯＭに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップＳ３１６に進む。
【００４７】
ステップＳ３１６では、冷却水温度Ｔｗをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されているパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔの温度補正係数ＫＴＷＰＬＴＱのテーブルデータを検索してステップＳ３１７に進む。この冷却水温度Ｔｗによる温度補正係数ＫＴＷＰＬＴＱは、図３（Ｂ）に示すように、冷却水温度Ｔｗが暖機済の標準温度、例えば、８０℃における補正係数を１（ＫＴＷＰＬＴＱ＝１）とし、標準温度より冷却水温度Ｔｗが低下するにつれて増加され、標準温度より冷却水温度Ｔｗが高くなるにつれて減少するよう設定される。このように、冷却水温度Ｔｗが標準温度より低い場合には、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを増加させて、パイロット噴射燃料の着火性並びに主噴射燃料の着火性を向上させ、主噴射の着火遅れ期間を短縮化して燃焼状態を改善し、未燃焼のＨＣ排出を抑制する。
【００４８】
ステップＳ３１７では、冷却水温度Ｔｗをパラメータとして、コントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されているパイロット噴射間隔ＤＩＴの温度補正係数ＫＴＷＤＩＴのテーブルデータを検索してステップＳ３１８に進む。この冷却水温度Ｔｗによる温度補正係数ＫＴＷＤＩＴは、図３（Ｃ）に示すように、冷却水温度Ｔｗが暖機済の標準温度、例えば、８０℃における補正係数を１（ＫＴＷＤＩＴ＝１）とし、標準温度より冷却水温度Ｔｗが低下するにつれて低下され、標準温度より冷却水温度Ｔｗが高くなるにつれて増加するよう設定される。このように、冷却水温度Ｔｗが標準温度より低い場合には、パイロット噴射間隔ＤＩＴを減少させて、主噴射燃料の着火遅れ期間を短縮して燃焼状態を改善し、未燃焼のＨＣ排出を抑制する。
【００４９】
ステップＳ３１８では、ステップＳ３１６およびステップＳ３１７で求めた各補正係数をパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔおよびパイロット噴射間隔ＤＩＴに夫々乗算して、各々の温度補正がなされる。
【００５０】
ステップＳ３１９では、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎおよびパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔとコモンレール圧力ＰＣＲとに基づき、これらをパラメータとしてコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して、主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄおよびパイロット噴射期間Ｐｐｅｒｉｏｄを求める。そして、ステップＳ３２０に進む。      
【００５１】
ここで、主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄおよびパイロット噴射期間Ｐｐｅｒｉｏｄは、ｍｓｅｃ（ミリ秒）を単位として設定されるものであり、図２に示すように、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎまたはパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔが同じならば、コモンレール圧力ＰＣＲが高いほど主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄまたはパイロット噴射期間Ｐｐｅｒｉｏｄが短くなり、またコモンレール圧力ＰＣＲが同じならば、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎまたはパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔが多いほど主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄまたはパイロット噴射期間Ｐｐｅｒｉｏｄが長くなる。
【００５２】
ステップＳ３２０では、エンジン回転数Ｎｅと主燃料噴射量Ｑｍａｉｎをパラメータとしてコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索し、パイロット噴射開始時期Ｐｓｔａｒｔを求める。そして、ステップＳ３２１へ進む。
【００５３】
ステップＳ３２１では、基準燃料噴射時期となる主噴射開始時期Ｍｓｔａｒｔを、パイロット噴射開始時期Ｐｓｔａｒｔにパイロット噴射間隔ＤＩＴを加算して求める。そして、ステップＳ３２２に進む。
【００５４】
そして、ステップＳ３２２で、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔおよび主燃料噴射量Ｑｍａｉｎが供給されるように、クランク角度検出用クランク角センサ３２のクランク角度信号および気筒判別用クランク角センサ３３の気筒判別信号Ｃｙ１に基づいて、パイロット噴射開始時期ＰｓｔａｒｔよりＰｐｅｒｉｏｄの期間、主噴射開始時期ＭｓｔａｒｔよりＭｐｅｒｉｏｄの期間、パイロット噴射および主噴射すべき気筒の燃料噴射弁１５を開弁駆動する。
【００５５】
以上説明した噴射制御ルーチンでは、ステップＳ３１１およびステップＳ３１２でＥＧＲ制御領域か否かを判断し、ＥＧＲ制御領域でない場合にはステップＳ３１４により図５（Ｂ）において実線図示のＥＧＲ停止領域におけるパイロット噴射量とし、ＥＧＲ領域である場合にはステップＳ３１３により、前記ＥＧＲ停止領域におけるパイロット噴射量より増量された図５（Ｂ）における破線図示（実施例１）のＥＧＲ領域におけるパイロット噴射量を設定する。このため、ＥＧＲ領域において、このように増量されたパイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ特性は、この燃料の燃焼によって燃焼室の温度及び圧力状態を高め、かつ火種となる火炎核の形成を一層助ける。続いて、燃料噴射弁１５により燃料の主噴射が行われると、高圧の燃料噴射によって燃料噴霧の微粒化特性が極めて良いこととも相俟って、主噴射された燃料の殆どが最初から極めて良好な拡散燃焼状態となる。この結果、主噴射燃料の初期燃焼の立ち上がりは大幅に緩和される一方、拡散燃焼速度はむしろ高くなり、燃焼後期の熱発生率は燃焼初期のピークと同様の高い状態に維持されるので、短い燃焼期間で燃焼が完了するようになり、燃焼後期のスモークの生成が抑制される。つまり、ＥＧＲによって燃焼室への吸入空気量が減少していても、失火の発生を確実に防止しかつスモークの生成も低減できるものである。
【００５６】
ところで、排気通路に酸化触媒を備えて、後処理によっても排出される未燃焼ＨＣを低減可能な場合においては、酸化触媒の活性度合いに応じて、図５（Ｂ）に示すＥＧＲ領域でのパイロット噴射量の増量を、実施例２として記載した破線で示すように、抑制すると、排気ガス中の未燃焼ＨＣは、活性化した酸化触媒により処理して排出されないようにすることができる。酸化触媒の活性度合いは、エンジン回転数およびエンジン負荷による運転状態に応じて判定でき、例えば、図５（Ｂ）においては、エンジン回転数とエンジン負荷とが３０パーセント以上の領域で徐々に活性化される場合に、活性化の度合いに応じてパイロット噴射量をＥＧＲ停止領域のパイロット噴射量に移行するようにしている。なお、酸化触媒の活性度合いは、これ以外に、例えば、酸化触媒自体の温度を測定することや排気温度センサにより排気温度を測定することによっても判定することができる。以上のように、ＥＧＲ制御中においても、酸化触媒の活性域においては、パイロット噴射量の増量を停止することにより、排出される未燃焼ＨＣを抑制しつつ、パイロット噴射量増量分の燃料消費を抑制でき、燃費を改善することができる。
【００５７】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００５８】
（ア）内燃機関１の燃焼室に直接燃料を噴射可能で且つ噴射形態が可変な燃料噴射手段１０と、内燃機関１の運転状態に応じて排気の一部を機関吸気へ還流させるＥＧＲ制御手段（Ｓ４００）と、内燃機関１の運転状態に応じて噴射目標圧力を求め、燃料噴射手段に供給する燃料圧力を制御する噴射圧力制御手段（Ｓ２００）と、内燃機関１の運転状態に応じて演算したメイン噴射量およびパイロット噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御する噴射制御手段（Ｓ３００）とを備え、ＥＧＲ制御手段（Ｓ４００）の動作中は噴射目標圧力を増圧するようにした。このため、黒煙やドライスートが発生しやすいＥＧＲ中においても、噴射目標圧力が増圧されるため、噴射された燃料が微粒化され且つ噴射期間が短縮化され、燃料と空気の混合が良好となり燃焼状態が改善され、黒煙やドライスートの発生を抑制することができる。
【００５９】
（イ）また、ＥＧＲ制御中に、パイロット噴射量を増量する場合にも、メイン噴射燃料噴霧に対する着火性の向上により燃焼状態を改善して黒煙やドライスートの発生を抑制することができる。しかも、コモンレール圧力の増圧と併用してパイロット噴射量を増量する場合には、燃料噴射弁１５からの燃料噴霧の微粒化と相まってより一層燃焼状態を改善でき、黒煙やドライスートの発生をより一層抑制することができる。
【００６０】
（ウ）さらに、排気通路３に酸化触媒を備える場合には、前記実施例２で示すように、酸化触媒の活性域では前記パイロット噴射量の増量を抑制することにより、未燃焼ＨＣの排出を抑制しつつ、燃費を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンのシステム構成図。
【図２】コモンレール圧力と燃料噴射期間による燃料噴射量の特性図。
【図３】冷却水温毎の目標圧力補正係数（Ａ）、パイロット噴射量補正係数（Ｂ）、およびパイロット噴射間隔補正係数（Ｃ）を示す図。
【図４】エンジン回転数およびエンジン負荷をパラメータとするコモンレール圧力一定およびパイロット噴射量一定の等高線図。
【図５】エンジン回転数およびエンジン負荷に対するコモンレール圧力の特性図（Ａ）およびパイロット噴射量の特性図（Ｂ）。
【図６】ディーゼルエンジンの基本制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】コモンレール圧力制御ルーチンを示すフローチャート。
【図８】燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６２】
１  ディーゼルエンジン
５  ＥＧＲ弁
６  吸気絞り弁
１０  燃料噴射装置
２１  酸化触媒
３０  エンジンコントロールユニット
３１  水温センサ
【図１】
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【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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