(57)【要約】【課題】  低圧縮比であっても燃料の着火を効果的に促進することの可能な筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置を提供する。【解決手段】  燃料噴射制御手段は、圧縮行程での主噴射の前に該主噴射の燃料よりも少量の燃料を予め噴射しておくパイロット噴射を行い、該パイロット噴射により供給した燃料が冷炎反応を開始する前、または着火抑制物質であるアルデヒド類の濃度（実線）が着火促進物質（ＨＯ２等）の濃度（破線）を超える前（実線と破線がクロスする前の段階）に主噴射を行うよう燃料噴射を制御する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、圧縮行程での主噴射の前に燃料を予め噴射しておくパイロット噴射を行い、該パイロット噴射により供給した燃料が冷炎反応を開始する前に前記主噴射を行うよう燃料噴射を制御することを特徴とする筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】
燃焼室内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁と、
吸気ポートに設けられて燃焼室内に燃料を予混合噴射する予混合燃料噴射弁と、
前記主燃料噴射弁及び前記予混合燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、圧縮行程での前記主燃料噴射弁による主噴射の前に燃料を吸気行程以前に前記予混合燃料噴射弁により予め噴射しておく予混合噴射を行い、該予混合噴射により供給した燃料が冷炎反応を開始する前に前記主噴射を行うよう燃料噴射を制御することを特徴とする筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】
前記主噴射は、噴射された燃料が変換される中間生成物のうち着火を促進する着火促進物質の濃度が最も高いタイミングで行うことを特徴とする請求項１または２記載の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項４】
前記主噴射は、噴射された燃料が変換される中間生成物のうち着火の促進を抑制する着火抑制物質の濃度が着火を促進する着火促進物質の濃度を超える前に行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項５】
前記主噴射は、前記燃焼室内の温度が所定温度を超える前に行うことを特徴とする、請求項１または２記載の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項６】
前記所定温度は、エンジン運転状態に応じて設定された７００〜９００Ｋの範囲の値であることを特徴とする、請求項５記載の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項７】
圧縮比が１６以下であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか記載の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置に係り、詳しくは、パイロット噴射或いは予混合噴射後における主噴射の噴射時期制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射自着火式エンジンであるディーゼルエンジンでは、燃料は二段反応の特性を示すことが知られている。即ち、ディーゼルエンジンでは、噴射された燃料の一部がアルデヒド類、過酸化物類、ＣＯ等の中間生成物に変換されて行くが、雰囲気温度が七百数十Ｋ程度に達すると、初めに冷炎反応と呼ばれる着火前反応が起こり、この反応によって数十Ｋ〜１００Ｋ程度のステップ状の温度上昇が起こる。そして、その後、当該冷炎反応は一旦止まり、この間に温度は緩やかに上昇していき、１０００〜１１００Ｋ程度にまで達すると、熱炎反応、即ち本格的な着火が起こり、燃料中の炭化水素や上記中間生成物が急速に燃焼する。
【０００３】
そこで、このような特性を生かすべく、ディーゼルエンジンでは、一般に主噴射の前にパイロット噴射を行い、予め筒内に燃料を噴射するよう制御して着火の促進を図ることが知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００４−１００６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の燃料噴射制御技術は、供給すべき燃料の一部を主噴射の前にパイロット噴射により供給しておき、この燃料が上記冷炎反応或いは熱炎反応を起こしたときに主噴射を行い、燃料の着火をコントロールするという考え方によるものである。
しかしながら、最近の研究により、炭化水素の低温酸化反応論に基づけば、従来の燃料噴射制御技術は必ずしも効果的なものではないことが明らかになってきた。
【０００５】
例えば、主要な中間生成物であるアルデヒド類は着火抑制物質であり、種々の有効な着火促進効果からアルデヒド類による着火抑制効果を差し引いたものが総合的に主噴射の着火促進効果となることが判ってきた。また、冷炎反応前後で着火抑制物質の濃度を調べてみると、冷炎反応後のほうが冷炎反応前よりも濃いことが判った。即ち、冷炎反応により生成されたアルデヒド類によって燃料の着火促進が少なからず妨げられていることが判ってきた。
【０００６】
特に、圧縮比を低くしたディーゼルエンジンでは、圧縮比が高いものに比べて冷炎反応が顕著に起こり、冷炎反応前後での着火抑制物質の濃度の差が大きく、故にアルデヒド類による着火抑制効果の影響は大きく、総合的な着火促進効果は小となる。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低圧縮比であっても燃料の着火を効果的に促進することの可能な筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、前記燃料噴射制御手段は、圧縮行程での主噴射の前に燃料を予め噴射しておくパイロット噴射を行い、該パイロット噴射により供給した燃料が冷炎反応を開始する前に前記主噴射を行うよう燃料噴射を制御することを特徴とする。
【０００８】
即ち、筒内噴射自着火式エンジンでは、パイロット噴射により主噴射より前に燃料を供給すると、当該パイロット噴射された燃料の一部からは中間生成物として着火を促進させる着火促進物質（ＨＯ２、ＯＨ等）とともに着火の促進を抑制する着火抑制物質（アルデヒド類）が生成される。その後、冷炎反応が起こってしまうと負の働きをする着火抑制物質が多量に生成されるため、冷炎反応が開始する前に主噴射によって燃料供給を行うことにより、着火抑制物質による影響を小さくして燃焼が速やかに熱炎反応に至る（図１、図２、図３(b)、図４(b)、図５、図６(b)参照）。
【０００９】
請求項２の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、燃焼室内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁と、吸気ポートに設けられて燃焼室内に燃料を予混合噴射する予混合燃料噴射弁と、前記主燃料噴射弁及び前記予混合燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、前記燃料噴射制御手段は、圧縮行程での前記主燃料噴射弁による主噴射の前に燃料を吸気行程以前に前記予混合燃料噴射弁により予め噴射しておく予混合噴射を行い、該予混合噴射により供給した燃料が冷炎反応を開始する前に前記主噴射を行うよう燃料噴射を制御することを特徴とする。
【００１０】
即ち、筒内噴射自着火式エンジンでは、予混合燃料噴射弁による予混合噴射により燃料を予混合しておくと、当該予混合噴射された燃料の一部からは中間生成物として着火を促進させる着火促進物質（ＨＯ２、ＯＨ等）とともに着火の促進を抑制する着火抑制物質（アルデヒド類）が生成される。その後、冷炎反応が起こってしまうと負の働きをする着火抑制物質が多量に生成されるため、冷炎反応が開始する前に主燃料噴射弁からの主噴射によって燃料供給を行うことにより、着火抑制物質による影響を小さくして燃焼が速やかに熱炎反応に至る（図３(b)、図４(b)、図５、図６(b)、図８参照）。
【００１１】
請求項３の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、請求項１または２において、前記主噴射は、噴射された燃料が変換される中間生成物のうち着火を促進する着火促進物質の濃度が最も高いタイミングで行うことを特徴とする。
即ち、着火促進物質の濃度が高ければ高いほど着火促進効果が大となり燃焼が速やかに熱炎反応に至る。
【００１２】
請求項４の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記主噴射は、噴射された燃料が変換される中間生成物のうち着火の促進を抑制する着火抑制物質の濃度が着火を促進する着火促進物質の濃度を超える前に主噴射を行うことを特徴とする。
即ち、着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超えた場合には着火の促進が抑制されてしまうことになるため、着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える前に主噴射によって燃料供給を行うことにより、主噴射した燃料の着火が着火抑制物質による抑制なく良好に促進されて燃焼が速やかに熱炎反応に至る。
【００１３】
請求項５の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、請求項１または２において、前記主噴射は、前記燃焼室内の温度が所定温度を超える前に行うことを特徴とする。
即ち、冷炎反応の開始時期は燃焼室内の温度から予測可能であり、故に、燃焼室内の温度が所定温度を超える前に主噴射によって燃料供給を行うことにより、主噴射した燃料の着火が着火抑制物質による抑制なく良好に促進されて燃焼が速やかに熱炎反応に至る。
【００１４】
請求項６の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、請求項５において、前記所定温度は、エンジン運転状態に応じて設定された７００〜９００Ｋの範囲の値であることを特徴とする。
即ち、冷炎反応が開始する燃焼室内の温度はエンジン運転状態に応じて７００〜９００Ｋの範囲で変化しており、燃焼室内の温度が当該エンジン運転状態に応じて設定された７００〜９００Ｋの範囲の所定温度を超える前に主噴射によって燃料供給を行うことにより、主噴射した燃料の着火が着火抑制物質による抑制なく良好に促進されて燃焼が速やかに熱炎反応に至る。
【００１５】
請求項７の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、請求項１乃至６のいずれかにおいて、圧縮比が１６以下であることを特徴とする。
即ち、筒内噴射自着火式エンジンの圧縮比が１６以下のように低いとエンジンの軽量コンパクト化、燃費改善等を図ることが可能である一方、圧縮比が低いことで冷炎反応の開始時期が遅くなり、冷炎反応前に主噴射を行うことが容易となる。特にこのような場合において、冷炎反応前後で着火抑制物質の濃度の差が大きくなるため、着火抑制物質が多量に生成されるような冷炎反応の前に主噴射によって燃料供給を行うことにより、主噴射した燃料の着火が着火抑制物質による抑制なく良好に促進されて燃焼が速やかに熱炎反応に至る。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１または請求項２の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、着火の促進を抑制する着火抑制物質（アルデヒド類）が多量に生成される冷炎反応が開始する前に主噴射を行うようにすることで、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく良好に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
請求項３の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、着火促進物質の濃度が高い時期に主噴射を行うため、着火促進効果が大となり、燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【００１７】
請求項４の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超えるほど着火抑制物質が多量に生成された状態では必ずや着火の促進が抑制されてしまうことに鑑み、着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える前に主噴射を行うようにすることで、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく良好に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【００１８】
請求項５の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、着火抑制物質が多量に生成される冷炎反応は筒内圧や燃料の反応状況等に応じて変化する燃焼室内の温度から予測可能であることに鑑み、燃焼室内の温度が所定温度を超える前に主噴射を行うようにすることで、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく良好に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【００１９】
請求項６の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、着火抑制物質が多量に生成される冷炎反応が開始する燃焼室内の温度はエンジン運転状態に応じて７００〜９００Ｋの範囲で変化することに鑑み、燃焼室内の温度が当該エンジン運転状態に応じて設定された７００〜９００Ｋの範囲の所定温度を超える前に主噴射を行うようにすることで、着火促進物質が十分に存在する状況の下、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく良好に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【００２０】
請求項７の筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置によれば、圧縮比が１６以下のように低いことで冷炎反応の開始時期が遅くなり、冷炎反応前に主噴射を行うことが容易となる。特にこのような低圧縮比の場合には、冷炎反応前後で着火抑制物質の濃度の差が大きくなるため、着火抑制物質が多量に生成されるような冷炎反応の前に主噴射を行うようにすることが有効であり、低圧縮比化によるエンジンの軽量コンパクト化、燃費改善等を図りながら、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく良好に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係る筒内噴射自着火式エンジンとしてのディーゼルエンジンの燃焼制御装置の一実施形態を説明する。
先ず、第１実施例について説明する。
図１を参照すると、本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の概略構成図が示されており、図２を参照すると、図１のＡ−Ａ線に沿う一の気筒の断面図が概略的に示されており、以下これら図１及び図２に基づき説明する。
【００２２】
エンジン１としては、ここでは直列４気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）が採用される。
エンジン１の燃料供給系は例えばコモンレールシステムからなり、このシステムでは、各気筒毎に電磁開閉式のインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられ、これらのインジェクタ２は燃料を安定的に高圧に保持するコモンレール４にそれぞれ接続されている。
【００２３】
各インジェクタ２は、ＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０に接続されており、故に、ＥＣＵ３０からの燃料噴射指令に基づいて高速で開閉弁し、コモンレール４内の高圧で燃料を所望のタイミングで各燃焼室に噴射可能である（燃料噴射制御手段）。即ち、当該インジェクタ２は、主燃焼用の主噴射の他、燃焼促進等のために主噴射の直前に主噴射よりも少量の燃料供給を行うパイロット噴射や、膨張行程或いは排気行程において触媒昇温等のために追加燃料の供給を行うポスト噴射（副噴射）等を自在に実施可能である。
【００２４】
なお、このようなコモンレールシステムは公知であり、当該コモンレールシステムの構成の詳細についてはここでは説明を省略する。
エンジン１の吸気ポートには、吸気マニホールド６を介して吸気管８が接続されている。一方、排気ポートには、排気マニホールド１０を介して排気管１２が接続されている。
また、排気マニホールド１０からは例えば排気再循環（ＥＧＲ）のためのＥＧＲ通路１４が延びており、該ＥＧＲ通路１４の終端は吸気マニホールド６に接続されている。そして、ＥＧＲ通路１４には、ＥＧＲ量を調節すべく例えば電磁式のＥＧＲ弁１６が介装されている。
【００２５】
なお、排気管１２には排気後処理装置や消音器等が介装されるが、ここでは説明を省略する。
ＥＣＵ３０は、エンジン１を含めた本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の総合的な制御を行うための制御装置であり、当該ＥＣＵ３０の入力側には、エンジン１に設けられた各種センサ類とともに、排気センサ１８等が接続されている。
【００２６】
一方、ＥＣＵ３０の出力側には、各種デバイスとともに、上記燃料噴射弁２やＥＧＲ弁１６等が接続されている。
以下、上記のように構成された本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の作用について説明する。
本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、エンジン１の運転状況に応じ、圧縮行程でインジェクタ２から燃料（例えば、軽油）を主噴射する直前に当該インジェクタ２によって上記パイロット噴射を行うようにしており、以下、パイロット噴射を行う本発明に係る燃焼制御装置の特徴的な燃焼制御手法について説明する。
【００２７】
上述したように、ディーゼルエンジンでは、パイロット噴射後に燃料の一部がアルデヒド類、過酸化物類、ＣＯ等の中間生成物に変換され、雰囲気温度が七百数十Ｋ程度に達すると、初めに冷炎反応と呼ばれる着火前反応が起こり、この反応によって数十Ｋ〜１００Ｋ程度のステップ状の温度上昇が起こる。その後、熱炎反応が生起されて燃料中の炭化水素や上記中間生成物が急速に燃焼するという自着火の過程を辿る。そこで、従来は、上述した如く、パイロット噴射による燃料が冷炎反応或いは熱炎反応を起こした後に主噴射を行うようにしていた。
【００２８】
しかしながら、最近の研究により、冷炎反応の主要な中間生成物であるアルデヒド類は着火抑制物質であり、例えばパイロット噴射した燃料が冷炎反応を起こした後に主噴射を行う場合、種々の有効な着火促進物質による着火促進効果を相殺してしまうことが判ってきた。
特に、圧縮比が低い低圧縮比（例えば、１６以下）のディーゼルエンジンでは、元来、高圧縮比（例えば、１６より大）のものほどは着火促進効果を期待できないため、アルデヒド類による着火抑制効果の影響は大である。
【００２９】
このような見知に基づき、本発明に係る燃焼制御装置では、パイロット噴射した燃料が冷炎反応を開始してアルデヒド類を生成しても、当該アルデヒド類が着火促進効果に悪影響を与える前に主噴射を行うようにする。
図３を参照すると、燃料噴射後における筒内温度（燃焼室内の温度）の時間変化（ａ）、燃料噴射した燃料の中間生成物のうち着火促進物質であるＨＯ２の濃度（破線）と着火抑制物質であるアルデヒド類のであるホルムアルデヒドの濃度（実線）との時間変化（ｂ）がタイムチャートで示されている。なお、ここでは、着火抑制物質として最も濃度が高くなるホルムアルデヒドの濃度を用いることにより、冷炎反応による着火抑制物質の大幅な増加が容易に判るようにしているが、着火抑制物質全体の濃度を用いても良い。図３（ａ）に基づけば、パイロット噴射から０．３msec辺りまでは筒内温度の著しい上昇は見られず、０．３msec過ぎ辺りからステップ状に上昇し、その後、緩やか温度上昇となり、０．６msec過ぎに急激な温度上昇が見られる。この温度変化から、０．３msec過ぎから０．３５msec辺りまでが冷炎反応を示し、０．６msec過ぎの急激な温度上昇が熱炎反応を示している。また、図３（ｂ）に基づけば、パイロット噴射から０．３msec過ぎ辺りからホルムアルデヒドの濃度変化が大きくなり、着火促進物質の濃度を超えた状態となる。これは図３（ａ）からも判るように０．３msec過ぎから冷炎反応が始まり、同冷炎反応によりホルムアルデヒドが多量に生成されたことを意味する。
【００３０】
従って、具体的には、冷炎反応による温度上昇前の段階であって、パイロット噴射した燃料から着火促進物質が十分に生成される一方、着火抑制物質がそれほど多く生成されないタイミング、例えば冷炎反応によりホルムアルデヒドの濃度が増加しＨＯ２の濃度を超えた状態に達する直前のタイミング（実線と破線がクロスする直前の段階）で主噴射を行うようにする。なお、冷炎反応前であって、着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える場合には、超える直前のタイミングで主噴射を行うようにする。
【００３１】
これより、図４を参照すると、圧縮比が例えば１２であるエンジン１において、パイロット噴射から主噴射までのインターバルを０．１msec（ａ）、０．３msec（ｂ）、０．３５msec（ｃ）、０．４msec（ｄ）のように変化させて測定した筒内温度（実線）の時間変化が通常のディーゼルエンジンの場合（破線）と比較してタイムチャートで示されているが、同図に示すように、インターバルが０．３５msec（ｃ）や０．４msec（ｄ）のように着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超えた後のタイミング（冷炎反応が開始した後）で主噴射を行った場合には（図３（ｂ）参照）、着火の促進効果は得られずクロス直後には却って遅延する一方、インターバルが０．１msec（ａ）や０．３msec（ｂ）のように着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える直前のタイミングで主噴射を行うことにより（図３（ｂ）参照）、着火が良好に促進されて筒内温度が早期に上昇することとなる（矢印で示す）。
【００３２】
この場合、特に着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える寸前のタイミング（実線と破線がクロスする直前の段階）で、着火促進物質の濃度が最も高くなるパイロット噴射から主噴射までのインターバルを０．３msec（ｂ）とすることにより、着火促進物質が十分に存在することと相俟って着火が十分に促進され、筒内温度が速やかに上昇することとなる。
【００３３】
これにより、パイロット噴射から主噴射までを極めて短いインターバルとしながら、熱炎反応中に主噴射を行って熱着火させた場合（図示せず）と同程度の着火促進効果を得ることができる。
図５を参照すると、圧縮比が例えば１６であるエンジン１において、上記図３（ａ）の場合と同様に燃料噴射後における筒内温度（燃焼室内の温度）の時間変化が示され、図６を参照すると、上記図４の場合と同様にパイロット噴射から主噴射までのインターバルを０．１msec（ａ）、０．１５msec（ｂ）、０．２msec（ｃ）、０．２５msec（ｄ）のように変化させて測定した筒内温度（実線）の時間変化がタイムチャートで示されている。同図によれば、０．１５msec過ぎ辺りから筒内温度がステップ状に上昇しているため、この時期に冷炎反応が生じていると見られる。インターバルが０．２msec（ｃ）や０．２５msec（ｄ）のように冷炎反応後で主噴射を行った場合には、着火の促進効果は得られない一方、インターバルが０．１msec（ａ）や０．１５msec（ｂ）のように冷炎反応が開始する前のタイミングで主噴射を行うことにより、着火が良好に促進されて筒内温度が早期に上昇することとなる（矢印で示す）。なお、圧縮比が例えば１２と低い場合と比べると圧縮比が例えば１６の場合には着火促進効果が小さくなるが十分効果が出ていることが判る。
【００３４】
これより、圧縮比が例えば１６以下の範囲であれば良好に着火促進効果を得ることができると考えられるが、圧縮比が低いほど着火促進効果は大きくなるといえる。これは圧縮比が低いほど冷炎反応の開始時期が遅く、また、冷炎反応前後での着火抑制物質の濃度差が大きくなることに起因しているものと考察される。
ところで、エンジン１の運転中に冷炎反応の開始時期を正確に検出することは難しく、さらに着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超える直前のタイミングを検出することは現実的には極めて困難である。それ故、ここでは、冷炎反応が開始されるタイミングと相関のある筒内温度をパラメータとして主噴射のタイミングを制御する。
【００３５】
図７を参照すると、エンジン回転速度Ｎeを１０００rpm（ａ）、２０００rpm（ｂ）、３０００rpm（ｃ）、４０００rpm（ｄ）のように変化させた場合の冷炎反応による温度上昇時点、すなわち冷炎反応の開始時点がそれぞれ矢印で示されており、同図より、エンジン回転速度Ｎeが高くなるに連れて冷炎反応の開始時点の温度も高くなっていることがわかる。従って、実際には、エンジン回転速度Ｎeに応じて変化する筒内温度をパラメータとして主噴射のタイミングを制御する。具体的には、エンジン回転速度Ｎeに応じて変化する筒内温度と冷炎反応が開始されるタイミングまたは着火抑制物質の濃度が着火促進物質の濃度を超えるタイミングとを予め実験等により求めてマップとしておき、当該マップから筒内温度が所定の筒内温度（所定温度）を超えた状態とならないような適切なタイミング、即ち適切な主噴射時期を読み出して制御を行う。
【００３６】
図７によれば、上記所定の筒内温度（所定温度）はエンジン回転速度Ｎeに応じて７００〜９００Ｋの範囲内で設定される。
具体的には、筒内温度をモニタし、主噴射を行う前にステップ状の筒内温度変化が生じた場合には主噴射を行う時期を早める方向に補正し、また、主噴射を行う前にステップ状の筒内温度変化が生じない場合には主噴射を行う時期を遅くする方向に補正するようなフィードバック制御を行うことが好ましい。
【００３７】
筒内温度の検出方法としては温度センサを用いる方法等種々考えられる。
なお、ここでは筒内温度に基づいて主噴射を制御するようにしているが、これに限られず、例えばエンジン回転速度Ｎe等に基づいてパイロット噴射と主噴射とのインターバルを予め実験等により求めてマップとしておき、当該マップから適切な主噴射時期を読み出すようにしてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明に係る筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置では、パイロット噴射した燃料が冷炎反応を開始する前のタイミング、または着火抑制物質（アルデヒド類）の濃度が着火促進物質（ＨＯ２等）の濃度を超えた状態に達する前のタイミングで主噴射を行うようにしている。
従って、エンジン１の圧縮比が例えば１６以下のように低い場合であっても、低圧縮比にしてエンジン１のコンパクト化等を図りながら、圧縮行程で混合気が十分に加圧され且つ着火促進物質が十分に存在する状況の下、エンジン回転速度Ｎeに拘わらず、熱炎反応中へ燃料供給して熱着火した場合と同程度に、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく効果的に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる。
【００３９】
次に、第２実施例について説明する。
図８を参照すると、本発明の第２実施例に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関し、上記図２と同様の断面図が概略的に示されており、以下これら図８に基づき説明する。
第２実施例では、エンジン１の各気筒の吸気ポート６ａにインジェクタ（主燃料噴射弁）２とは別に予混合インジェクタ（予混合燃料噴射弁）２０が設けられている点が上記第１実施例と相違しており、ここでは、第１実施例と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００４０】
第２実施例では、インジェクタ２はパイロット噴射を行わず、圧縮行程において主噴射のみを行い、パイロット噴射の代わりに吸気行程において予混合インジェクタ２０から予混合噴射を行う。
このように、吸気行程で予混合インジェクタ２０から予混合噴射を行うと、別途予混合インジェクタ２０を必要とするものの、燃焼室内では上記パイロット噴射を行った場合と同様の状況（ヒュミゲーション状態）が生起され、圧縮行程において燃料が冷炎反応及び熱炎反応を経て自着火する（図３参照）。これより、ヒュミゲーション状態の燃料から着火促進物質（ＨＯ２等）が生成される一方、着火抑制物質（アルデヒド類）も生成される。
【００４１】
従って、当該第２実施例においても、上記図３に基づき、ヒュミゲーション状態の燃料から着火促進物質（ＨＯ２等）が十分に生成される一方、着火抑制物質（アルデヒド類）がそれほど多く生成されないタイミング、例えば冷炎反応の開始する前のタイミング、または着火抑制物質（アルデヒド類）の濃度が着火促進物質（ＨＯ２等）の濃度を超える前のタイミングで主噴射を行うようにする。
【００４２】
これにより、上記第１実施例の場合と同様、エンジン１の圧縮比が例えば１６以下のように低い場合であっても、低圧縮比にしてエンジン１の軽量コンパクト化、燃費改善等を図りながら、圧縮行程で混合気が十分に加圧され且つ着火促進物質が十分に存在する状況の下、エンジン回転速度Ｎeに拘わらず、熱炎反応中へ燃料供給して熱着火した場合と同程度に、主噴射した燃料の着火を着火抑制物質による抑制なく効果的に促進させて燃焼を速やかに熱炎反応に至らしめることができる（図４〜図７参照）。
【００４３】
また、ヒュミゲーション状態の燃料において、冷炎反応が開始される筒内温度はエンジン回転速度Ｎeだけでなく混合気の濃度にも影響されるため、冷炎反応が生じる筒内温度と混合気濃度との関係も予め実験等により求めてマップとして備えておくのがよい。
ところで、このようにインジェクタ２とは別に予混合インジェクタ２０を設けるようにする場合、主噴射する燃料（軽油）とは異なる燃料を予混合噴射することが可能である。
【００４４】
従って、好ましくは、当該第２実施例では、図８に示すように、予混合インジェクタ２０からは主噴射する燃料（軽油）よりも高オクタン価の重質燃料を予混合噴射するようにする。
予混合噴射する燃料が高オクタン価の重質燃料であると、自着火に至り難く、故に冷炎反応の開始時期を遅らせることが可能であり、着火抑制物質であるアルデヒド類の生成を抑制して主噴射による燃料の着火をより一層効果的に促進することができる。
【００４５】
以上で本発明に係る筒内噴射自着火式エンジンの燃焼制御装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、燃料供給系がコモンレールシステムからなるディーゼルエンジンを例に説明したが、これに限られず、筒内噴射を行い自着火するエンジンであればよく、またパイロット噴射可能或いはヒュミゲーション状態を生起可能であれば燃料供給系は如何なる構成であってもよい。また、上記実施形態では、燃料として軽油を例に説明したが、自着火可能な燃料であればこれに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】車両に搭載された本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う一の気筒の断面図である。
【図３】燃料噴射後における筒内温度の時間変化（ａ）及び燃料噴射した燃料の中間生成物のうち着火促進物質（ＨＯ２等）の濃度（破線）と着火抑制物質であるアルデヒド類の濃度（実線）との時間変化（ｂ）を示すタイムチャートである。
【図４】圧縮比が例えば１２であるエンジンにおいて、パイロット噴射から主噴射までのインターバルを０．１msec（ａ）、０．３msec（ｂ）、０．３５msec（ｃ）、０．４msec（ｄ）のように変化させて測定した筒内温度（実線）の時間変化を通常のディーゼルエンジンの場合（破線）と比較して示すタイムチャートである。
【図５】圧縮比が例えば１６であるエンジンの燃料噴射後における筒内温度の時間変化を示すタイムチャートである。
【図６】圧縮比が例えば値１６であるエンジンにおいて、パイロット噴射から主噴射までのインターバルを０．１msec（ａ）、０．１５msec（ｂ）、０．２０msec（ｃ）、０．２５msec（ｄ）のように変化させて測定した筒内温度（実線）の時間変化を通常のディーゼルエンジンの場合（破線）と比較して示すタイムチャートである。
【図７】エンジン回転速度Ｎeを１０００rpm（ａ）、２０００rpm（ｂ）、３０００rpm（ｃ）、４０００rpm（ｄ）のように変化させた場合の冷炎反応による温度上昇時点をそれぞれ示す図である。
【図８】本発明の第２実施例に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置を示す上記図２と同様の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  エンジン（ディーゼルエンジン）
２  インジェクタ（燃料噴射弁、主燃料噴射弁）
２０  予混合インジェクタ（予混合燃料噴射弁）
３０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
【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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