(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、過給機を備える内燃機関において、吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガスの吹き抜けの発生の有無にかかわらず、プレイグニッションを良好に抑制することを目的とする。【解決手段】吸入空気を過給するコンプレッサ２６を有するターボ過給機と、内燃機関１０の筒内に燃料を供給する筒内燃料噴射弁３４とを備える。プレイグニッションが検出された場合に、内燃機関１０のトルク発生のためのメイン噴射に先立って、筒内燃料噴射弁３４を用いてプレイグニッションの抑制のための燃料噴射であるプレ噴射を実行する構成において、吸気通路１６側から排気通路１８側に向けての燃焼室１４を介したガスの吹き抜けの発生の有無に応じて、プレ噴射の実行時期を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を過給する過給機と、
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
プレイグニッションが生じたか否か、或いは当該プレイグニッションが生じ易い状況であるか否かを判定するプレイグ判定手段と、
吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガスの吹き抜けの発生の有無を判定するスカベンジ判定手段と、
前記燃料噴射弁を用いて、前記内燃機関がトルクを発生させるための主たる燃料噴射であるメイン噴射を実行するメイン噴射実行手段と、
前記プレイグニッションが生じたか或いは生じ易い状況であると判定された場合に、前記メイン噴射に先立って、前記燃料噴射弁を用いて前記プレイグニッションの抑制のための燃料噴射であるプレ噴射を実行するプレ噴射実行手段と、
前記ガスの吹き抜けの発生の有無に応じて、前記プレ噴射の実行時期を調整するプレ噴射時期調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記プレ噴射時期調整手段は、前記ガスの吹き抜けが発生していないと判定された場合には前記プレ噴射の実行時期を排気上死点の近傍とし、前記ガスの吹き抜けが発生していると判定された場合には前記プレ噴射の実行時期を排気弁の閉弁後とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記プレ噴射時期調整手段は、前記ガスの吹き抜けが発生していると判定された場合の前記プレ噴射の実行時期を前記排気弁の閉弁直後とすることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スカベンジ判定手段は、吸気圧力と排気圧力とを比較することによって、前記ガスの吹き抜けの発生の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
筒内圧力を検出する筒内圧センサを更に備え、
前記スカベンジ判定手段は、前記筒内圧センサによって吸気弁の開弁時に検出される前記筒内圧力に基づいて前記吸気圧力を取得し、前記筒内圧センサによって排気弁の開弁時に検出される前記筒内圧力に基づいて前記排気圧力を取得することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記プレイグニッションの度合いを判定するプレイグレベル判定手段と、
前記プレイグニッションの度合いに応じて、前記プレ噴射により噴射される燃料量を調整するプレ噴射燃料量調整手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記メイン噴射は、吸気行程において行われる吸気行程噴射であり、
前記吸気行程噴射による燃料量を、前記プレ噴射により噴射される燃料量と前記内燃機関の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量とを用いて設定する吸気行程噴射燃料量設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給機を備える内燃機関においてプレイグニッションを防止するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、自然吸気式内燃機関の燃料噴射制御装置が開示されている。この従来の燃料噴射制御装置では、ノックやプレイグニッション等の異常燃焼を抑制するために、排気行程において行われる通常のポート噴射に加え、吸気行程において少量ずつ分割噴射を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６０４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３３７７８号公報
【特許文献３】特開２００９−１３８６５５号公報
【特許文献４】特開２０１０−７１２８４号公報
【特許文献５】国際公開第２０１０／３５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、過給機を備える内燃機関では、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が設定されている状況下において吸気圧力が排気圧力以上となっていると、吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガス（新気）の吹き抜けが発生する。このようなガスの吹き抜けが発生していると、筒内の残留ガスのスカベンジ（掃気）効果が生ずることとなる。
【０００５】
上記のようなスカベンジ効果が生じている期間と、上記特許文献１に記載の構成のようにプレイグニッション等の抑制のために追加的な燃料噴射が行われる期間とが重なると、追加で噴射された燃料が排気通路に流れてしまう。その結果、空燃比が目標空燃比からずれたり、触媒にて燃焼が生ずることに伴う触媒の溶損が生じたりし、排気エミッションが悪化してしまう可能性がある。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、過給機を備える内燃機関において、吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガスの吹き抜けの発生の有無にかかわらず、プレイグニッションを良好に抑制し得る内燃機関の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】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の制御装置であって、
吸入空気を過給する過給機と、
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
プレイグニッションが生じたか否か、或いは当該プレイグニッションが生じ易い状況であるか否かを判定するプレイグ判定手段と、
吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガスの吹き抜けの発生の有無を判定するスカベンジ判定手段と、
前記燃料噴射弁を用いて、前記内燃機関がトルクを発生させるための主たる燃料噴射であるメイン噴射を実行するメイン噴射実行手段と、
前記プレイグニッションが生じたか或いは生じ易い状況であると判定された場合に、前記メイン噴射に先立って、前記燃料噴射弁を用いて前記プレイグニッションの抑制のための燃料噴射であるプレ噴射を実行するプレ噴射実行手段と、
前記ガスの吹き抜けの発生の有無に応じて、前記プレ噴射の実行時期を調整するプレ噴射時期調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記プレ噴射時期調整手段は、前記ガスの吹き抜けが発生していないと判定された場合には前記プレ噴射の実行時期を排気上死点の近傍とし、前記ガスの吹き抜けが発生していると判定された場合には前記プレ噴射の実行時期を排気弁の閉弁後とすることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記プレ噴射時期調整手段は、前記ガスの吹き抜けが発生していると判定された場合の前記プレ噴射の実行時期を前記排気弁の閉弁直後とすることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記スカベンジ判定手段は、吸気圧力と排気圧力とを比較することによって、前記ガスの吹き抜けの発生の有無を判定することを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第４の発明において、
筒内圧力を検出する筒内圧センサを更に備え、
前記スカベンジ判定手段は、前記筒内圧センサによって吸気弁の開弁時に検出される前記筒内圧力に基づいて前記吸気圧力を取得し、前記筒内圧センサによって排気弁の開弁時に検出される前記筒内圧力に基づいて前記排気圧力を取得することを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記プレイグニッションの度合いを判定するプレイグレベル判定手段と、
前記プレイグニッションの度合いに応じて、前記プレ噴射により噴射される燃料量を調整するプレ噴射燃料量調整手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記メイン噴射は、吸気行程において行われる吸気行程噴射であり、
前記吸気行程噴射による燃料量を、前記プレ噴射により噴射される燃料量と前記内燃機関の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量とを用いて設定する吸気行程噴射燃料量設定手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、上記ガスの吹き抜けの発生の有無に応じて、プレ噴射の実行時期が調整されるので、プレ噴射によって噴射された燃料が排気通路側に流出してしまうのを防止することができる。このため、スカベンジ効果が発生する状況下においても、プレ噴射を利用してプレイグニッションの発生を抑制することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、上記ガスの吹き抜けが発生していない場合のプレ噴射の実行時期を排気上死点の近傍としたことにより、プレイグニッションの原因となる高温の浮遊物への燃料付着率を高めることができるので、浮遊物の温度を効果的に低下させることができる。また、上記ガスの吹き抜けが発生している場合のプレ噴射の実行時期を排気弁の閉弁後としたことにより、プレ噴射によって噴射された燃料が排気通路側に流出してしまうのを防止することができる。このため、スカベンジ効果が発生する状況下においても、プレ噴射を利用してプレイグニッションの発生を抑制することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、プレ噴射の実行時期を排気弁の閉弁直後としたことにより、プレ噴射実行時の筒内環境を排気上死点の近傍において当該プレ噴射を実行する時のものにできるだけ近づけることができるので、浮遊物の温度の効果的な低下を図ることができる。
【００１７】
第４の発明によれば、吸気圧力と排気圧力とを比較結果に基づいて、上記ガスの吹き抜けの発生の有無を良好に判定することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、筒内圧センサを利用して、上記ガスの吹き抜けの発生の有無を良好に判定することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、プレイグニッションの度合いに応じて、プレ噴射により噴射される燃料量を調整する構成を備えているので、例えば、当該燃料量をプレイグニッションの抑制のために必要最小限の燃料量となるように最適化することによって、シリンダ壁面への燃料付着を防止しつつ、プレイグニッションの原因となる高温浮遊物などの低温化を効率的に行えるようになる。
【００２０】
第７の発明によれば、プレ噴射の実行時に空燃比を目標空燃比に合わせられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。筒内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。吸気通路１６および排気通路１８には、それぞれ、燃焼室１４と吸気通路１６、或いは燃焼室１４と排気通路１８を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２０および排気弁２２が設けられている。
【００２３】
吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２４が設けられている。エアフローメータ２４よりも下流側の吸気通路１６には、ターボ過給機のコンプレッサ２６が配置されている。更に、コンプレッサ２６よりも下流側の吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２８が設けられている。また、スロットルバルブ２８の下流には、吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ３０が取り付けられている。
【００２４】
吸気圧力センサ３０よりも下流側の吸気通路１６には、吸気ポートに燃料を噴射するためのポート燃料噴射弁３２が配置されている。更に、内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁３４、および、混合気に点火するための点火プラグ３６がそれぞれ設けられている。
【００２５】
更に、排気通路１８には、ターボ過給機のタービン３８が配置されている。タービン３８よりも下流側の排気通路１８には、排気ガスを浄化するための上流触媒（Ｓ／Ｃ）４０および下流触媒４２が配置されている。
【００２６】
本実施形態のシステムは、演算処理装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４４を備えている。ＥＣＵ４４の入力部には、上述したエアフローメータ２４および吸気圧力センサ３０に加え、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ４６、筒内圧力Ｐを検出する筒内圧センサ４８、および、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ５０等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４４の出力部には、上述したスロットルバルブ２８、ポート燃料噴射弁３２、筒内燃料噴射弁３４および点火プラグ３６等の各種のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４４は、それらのセンサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
【００２７】
［実施の形態１における特徴的な制御］
上述した本実施形態の内燃機関１０のように、過給機付き内燃機関の場合には、高負荷領域においてプレイグニッション（以下、「プレイグ」と略する場合がある）が発生し易い。そこで、プレイグを抑制するために、プレイグが検出された場合に内燃機関１０がトルクを発生させるための主たる燃料噴射（以下、「メイン噴射」と称する）に先立って、排気上死点の近傍において少量の燃料噴射（以下、「プレ噴射」と称する）を実施することが好適である。このようなプレ噴射を実施することにより、燃焼によって生成したデポジットなどの高温の浮遊物に燃料を付着させることができる。その結果、燃料の気化潜熱により浮遊物の温度を低下させることができ、プレイグの連続的な発生を抑制することができる。更に付け加えると、プレ噴射の実行時期を排気上死点の近傍とすることにより、浮遊物への燃料付着率を高めることができるので、浮遊物の温度を効果的に低下させることができる。
【００２８】
しかしながら、排気弁２２の開弁期間と吸気弁２０の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が設定されている状況下において吸気圧力が排気圧力以上となっていると、吸気通路１６側から排気通路１８側に向けての燃焼室１４を介したガス（新気）の吹き抜けが発生する。このようなガスの吹き抜けが発生していると、筒内の残留ガスのスカベンジ（掃気）効果が生ずることとなる。そして、このようなスカベンジ効果が生じている期間と上記のようなプレ噴射が行われる期間とが重なると、プレ噴射による燃料が排気通路１８に流れてしまう。その結果、空燃比が目標空燃比からずれたり、触媒４０、４２にて燃焼が生ずることに伴う触媒４０、４２の溶損が生じたりし、排気エミッションが悪化してしまう可能性がある。
【００２９】
そこで、本実施形態では、筒内圧センサ４８を利用してプレイグを検出した場合に、上記ガスの吹き抜けの有無（すなわち、スカベンジ効果の有無）の判定結果に応じて、プレイグを抑制するための上記プレ噴射の実行時期を調整するようにした。より具体的には、上記ガスの吹き抜けが発生していない（すなわち、スカベンジ効果が生じていない）と判定された場合には上記プレ噴射の実行時期を排気上死点の近傍とし、一方、上記ガスの吹き抜けが発生している（すなわち、スカベンジ効果が生じている）と判定された場合には上記プレ噴射の実行時期を排気弁２２の閉弁後（より具体的には閉弁直後）とすることにした。
【００３０】
また、本実施形態では、上記ガスの吹き抜けの有無（すなわち、スカベンジの有無）を、吸気圧力と排気圧力とを比較することによって判定するようにした。具体的には、このような判定に用いるための吸気圧力および排気圧力を次のような手法で取得するようにした。すなわち、筒内圧センサ４８によって吸気弁２０の開弁時に検出される筒内圧力に基づいて吸気圧力を取得し、筒内圧センサ４８によって排気弁２２の開弁時に検出される筒内圧力に基づいて排気圧力を取得するようにした。
【００３１】
更に、本実施形態では、吸気行程において行う上記メイン噴射により噴射される燃料量（以下、「メイン噴射燃料量」と称する）を、上記プレ噴射により噴射される燃料量（以下、「プレ噴射燃料量」と称する）と内燃機関１０の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量とを用いて設定するようにした。
【００３２】
（実施の形態１における具体的処理）
図２は、上述した制御を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、気筒毎に予め設定された所定のクランク角度が到来するタイミングで起動し、内燃機関１０の各サイクルにおいて気筒毎に繰り返し実行されるものとする。
【００３３】
図２に示すルーチンでは、先ず、筒内圧センサ（ＣＰＳ）４８により検出される燃焼時の筒内圧力の最大値が所定値よりも高いか否かに応じて、プレイグの発生の有無が判定される（ステップ１００）。プレイグが発生すると、燃焼時の筒内圧力の最大値が正常時（非プレイグ発生時）と比べて高くなる。本ステップ１００における筒内圧力の所定値は、このような傾向を有するプレイグの発生時の筒内圧力を判定できるように内燃機関１０の運転状態に応じた値として予め設定されたものである。
【００３４】
上記ステップ１００においてプレイグが検出された場合には、筒内圧センサ４８を用いて、吸気圧力と排気圧力との差圧が算出される（ステップ１０２）。具体的には、筒内圧センサ４８によって吸気弁２０の開弁時に検出される筒内圧力値が吸気圧力として取得され、かつ、筒内圧センサ４８によって排気弁２２の開弁時に検出される筒内圧力値に基づいて排気圧力が取得されたうえで、これらの差圧が算出される。
【００３５】
次に、上記ステップ１０２において算出された吸気圧力と排気圧力との差圧に基づいて、吸気圧力が排気圧力よりも低い状況であるか否かが判定される（ステップ１０４）。その結果、吸気圧力＜排気圧力が成立すると判定された場合には、燃焼室１４を介したガスの吹き抜けが発生していない（すなわち、スカベンジ効果が発生していない）と判定される（ステップ１０６）。この場合には、次いで、筒内燃料噴射弁３４を用いたプレ噴射の実行時期が排気上死点（排気ＴＤＣ）の近傍に設定される（ステップ１０８）。
【００３６】
一方、ステップ１０４において、吸気圧力＜排気圧力が不成立であると判定された場合には、上記ガスの吹き抜けが発生している（すなわち、スカベンジ効果が発生している）と判定される（ステップ１１０）。この場合には、次いで、筒内燃料噴射弁３４を用いたプレ噴射の実行時期が排気弁２２の閉弁直後に設定される（ステップ１１２）。
【００３７】
上記ステップ１０８または１１２においてプレ噴射の実行時期が設定された場合には、次いで、内燃機関１０の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量（総噴射量）からプレ噴射による所定のプレ噴射燃料量を減じた量として、吸気行程において行われるメイン噴射によるメイン噴射燃料量が算出される（ステップ１１４）。尚、上記目標燃料噴射量自体は、内燃機関１０の運転状態、より具体的には、負荷率ＫＬ（エアフローメータ２４により検出される吸入空気量とクランク角センサ４６により検出されるエンジン回転数とによって算出）と水温センサ５０により検出されるエンジン冷却水温度とに基づいて算出される。
【００３８】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、筒内圧センサ４８を利用してプレイグが検出された場合であって上記ガスの吹き抜けの発生（すなわち、スカベンジ効果の発生）が認められる場合には、スカベンジ効果が発生していない場合であれば排気上死点近傍とされるプレ噴射の実行時期が、排気弁２２の閉弁直後に変更される。排気弁２２の閉弁後であれば、プレ噴射によって筒内に噴射された燃料が排気通路１８側に流出してしまうのを防止することができる。このため、スカベンジ効果が発生する状況下においても、プレ噴射を利用してプレイグの連続的な発生を抑制することができる。また、プレ噴射の実行時期を排気弁２２の閉弁直後としたことにより、プレ噴射実行時の筒内環境を排気上死点の近傍において当該プレ噴射を実行する時のものにできるだけ近づけることができるので、浮遊物の温度の効果的な低下を図ることができる。
【００３９】
また、上記ルーチンの手法によれば、上記ガスの吹き抜けの有無（すなわち、スカベンジの有無）を判定するための吸気圧力および排気圧力を筒内圧センサ４８により検出される筒内圧力を利用して簡便に取得することが可能となる。
【００４０】
また、上記ルーチンによれば、吸気行程において行うメイン噴射によるメイン噴射燃料量を、プレ噴射によるプレ噴射燃料量と内燃機関１０の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量とを用いて設定したことにより、プレ噴射の実行時に空燃比を目標空燃比に合わせられるようになる。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４４が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１の発明における「プレイグ判定手段」が、上記ステップ１０２、１０４、および、１０６もしくは１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「スカベンジ判定手段」が、上記ステップ１１４において算出されるメイン噴射燃料量の燃料を吸気行程中に筒内燃料噴射弁３４を用いて噴射させることにより前記第１の発明における「メイン噴射実行手段」が、上記ステップ１０８または１１２において設定される実行時期にプレ噴射が実行されるように筒内燃料噴射弁３４を制御することにより前記第１の発明における「プレ噴射実行手段」が、上記ステップ１０４の判定結果に応じて上記ステップ１０８または１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「プレ噴射時期調整手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４４が上記ステップ１１４の処理を実行することにより前記第７の発明における「吸気行程噴射燃料量設定手段」が実現されている。
【００４２】
実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４４に図２に示すルーチンに代えて後述の図３に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００４３】
［実施の形態２における特徴的な制御］
本実施形態のシステムは、上述した実施の形態１の制御に加え、プレイグの発生度合いに応じて、プレ噴射によるプレ噴射燃料量を調整するようにした。より具体的には、プレイグの発生度合いに応じて、プレ噴射燃料量をプレイグの抑制のために必要最小限の燃料量となるように調整するようにした。
【００４４】
（実施の形態２における具体的処理）
図３は、上述した制御を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図３において、実施の形態１における図２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４５】
図３に示すルーチンでは、ステップ１００においてプレイグが検出された場合には、次いで、筒内圧センサ４８を利用して、プレイグの発生度合い（プレイグレベル）が判定される（ステップ２００）。具体的には、本ステップ２００では、筒内圧センサ４８によるプレイグの検出の履歴に基づいて、プレイグの発生度合いが判定される。
【００４６】
次に、プレイグの発生度合いに応じた最適なプレ噴射燃料量が算出される（ステップ２０２）。具体的には、プレ噴射燃料量が多いほど、筒内温度の低下効果および高温の浮遊物の温度低下効果が大きくなる。しかしながら、排気上死点の近傍（排気弁２２の閉弁直後に噴射される場合を含む）におけるプレ噴射燃料量が多過ぎると、噴射された燃料がシリンダ壁面に付着してしまう。その結果、シリンダ壁面に付着しているオイルの希釈や排気エミッションの悪化を招いてしまう。従って、プレ噴射燃料量は、プレイグの発生度合いに応じて、プレイグの抑制のために必要最小限の燃料量となるように調整することが望ましい。また、内燃機関１０の性能面からも、噴射された燃料の気化潜熱によって吸入空気を冷却するために排気行程噴射よりも吸気行程噴射の割合を極力高めたいという要求がある。この点においても、プレ噴射燃料量は、必要最低限の量とすることが望ましい。そこで、本ステップ２０２では、プレ噴射燃料量は、プレイグの発生度合いが高いほど多くするが、プレイグの抑制のために必要最小限の燃料量となるように調整される。
【００４７】
次に、ステップ１０２〜１１２の一連の処理が実行されたうえで、上記ステップ２０２において設定されたプレ噴射燃料量と内燃機関１０の運転状態に応じて設定される目標燃料噴射量（上記ステップ１１４において既述したように設定される総噴射量）とを用いて、吸気行程において行われるメイン噴射による燃料噴射量が算出される（ステップ２０４）。
【００４８】
以上説明した図３に示すルーチンによれば、上記図２に示すルーチンの処理に加え、プレ噴射燃料量が、プレイグの発生度合いに応じて、プレイグの抑制のために必要最小限の燃料量となるように最適化される。これにより、シリンダ壁面への燃料付着を防止しつつ、プレイグの原因となる高温浮遊物などの低温化を効率的に行えるようになる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態２においては、プレイグの発生度合いに応じて、プレ噴射燃料量を調整するようにしている。しかしながら、本発明においてプレイグニッションの度合いに応じてプレ噴射により噴射される燃料量を調整する手法は、上記に限定されるものではない。すなわち、本発明におけるプレイグニッションの度合いとは、例えば、プレイグニッションの大きさ（例えば、正常時に対する燃料時の筒内圧力の最大値の変化量）の度合いであってもよく、或いは、プレイグニッションの進行度合いであってもよい。
【００５０】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４４が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第６の発明における「プレイグレベル判定手段」が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「プレ噴射燃料量調整手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４４が上記ステップ２０４の処理を実行することにより前記第７の発明における「吸気行程噴射燃料量設定手段」が実現されている。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、プレイグが検出された場合に、吸気通路１６側から排気通路１８側に向けての燃焼室１４を介したガスの吹き抜けの有無（すなわち、スカベンジ効果の有無）に応じて、プレ噴射の実行時期を調整するようにしている。しかしながら、本発明はプレイグが実際に検出された場合にプレ噴射の実行時期を調整するものに限定されるものではない。すなわち、本発明は、内燃機関の運転領域や筒内圧力等に基づいてプレイグニッションが生じ易い状況であるか否かを判定したうえで、このような状況であると判定された場合に、プレ噴射の実行時期を調整するものであってもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態１および２においては、ターボ過給機付きの内燃機関１０を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる過給機付きの内燃機関は、バルブオーバーラップ期間中に吸気圧力が排気圧力以上となることにより、吸気通路側から排気通路側に向けての燃焼室を介したガスの吹き抜けが生じ得るものであれば、他の形式の過給機を備える内燃機関であってもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態１および２においては、排気上死点の近傍または排気弁２２の閉弁直後に行うプレ噴射を筒内燃料噴射弁３４を用いて実行するようにしている。しかしながら、本発明におけるプレ噴射を実行するために用いる燃料噴射弁は、必ずしも筒内燃料噴射弁３４に限定されるものではない。すなわち、吸気ポートでの燃料の気化により燃焼室１４内での燃料の気化潜熱の利用の効果は筒内噴射よりも劣ってしまうが、本発明におけるプレ噴射は、ポート燃料噴射弁３２を用いたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２０  吸気弁
２２  排気弁
２４  エアフローメータ
２６  ターボ過給機のコンプレッサ
２８  スロットルバルブ
３４  筒内燃料噴射弁
３６  点火プラグ
３８  ターボ過給機のタービン
４４  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４６  クランク角センサ
４８  筒内圧センサ
５０  水温センサ
【図１】
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【図２】
2012149552.tif 000004
【図３】
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