(57)【要約】【課題】燃焼における騒音を抑制することが可能な、新規かつ改良された内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】主噴射及び前記主噴射に先立つ前噴射における気筒内への燃料の噴射を制御する噴射制御部と、前記気筒内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定する判定部と、を備え、前記噴射制御部は、前記判定部により判定された前記噴射状態に基づいて、前記前噴射の噴射量又は前記前噴射と前記主噴射との時間間隔を制御する、内燃機関の制御装置が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主噴射及び前記主噴射に先立つ前噴射における気筒内への燃料の噴射を制御する噴射制御部と、
前記気筒内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記噴射制御部は、前記判定部により判定された前記噴射状態に基づいて、前記前噴射の噴射量又は前記前噴射と前記主噴射との時間間隔を制御する、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記噴射状態に応じてカウンタ値を増減し、
前記噴射制御部は、前記カウンタ値に基づいて、前記前噴射の噴射量又は前記前噴射と前記主噴射との時間間隔を制御する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記無噴射状態が所定の第１の時間継続した場合に前記カウンタ値を減少させ、前記無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続した場合に前記カウンタ値を増加させる、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、及び冷却水温をそれぞれ示す情報のうち少なくとも一つに基づいて、前記カウンタ値の増減量を決定する、請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記判定部は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、小さい値を前記カウンタ値の増加量として決定し、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、若しくはエンジンの回転数が高いほど、大きい値を前記カウンタ値の減少量として決定する、請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が閾値より低い場合に、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射の噴射量よりも大きな値を前記前噴射の噴射量として決定する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が前記閾値より低い場合に決定される前記前噴射の噴射量と、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射の噴射量との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御する、請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が閾値より低い場合に、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔よりも小さな値を前記前噴射と前記主噴射との時間間隔として決定する、請求項２〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が前記閾値より低い場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔と、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御する、請求項８に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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジン等の自己着火式の内燃機関の制御に関する技術分野において、１燃焼サイクル中に燃料噴射を複数回実行する燃料噴射装置が利用されている。そして、このような燃料噴射装置による燃料噴射の制御に関する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、失火、白煙の抑制と燃焼騒音、ＮＯｘ排出量の抑制との両立を図るために、パイロット噴射の燃料の噴射量を冷却水温に基づいて制御する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）の排出粒子数の増大を抑制するために、燃料の分割噴射における初回の噴射量割合を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０９３７３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、１燃焼サイクル中に燃料噴射を複数回実行する燃料噴射の制御の一例として、主噴射に先立ち主噴射の燃料の噴射量より少量の燃料を噴射（プレ噴射）する技術が利用されている。プレ噴射において噴射された燃料が着火し、火種となることによって、主噴射における燃料の着火遅れが抑制されるので、主噴射による燃焼における騒音を抑制する効果が期待できる。
【０００７】
しかしながら、このような主噴射に先立つプレ噴射（前噴射）を行う燃料噴射装置において、燃焼における騒音の抑制が困難である場合がある。具体的には、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、プレ噴射による発熱量が低下することによって主噴射による燃料の着火遅れ期間が増大するので、主噴射による燃焼における騒音が増大するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、燃焼における騒音を抑制することが可能な、新規かつ改良された内燃機関の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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、主噴射及び前記主噴射に先立つ前噴射における気筒内への燃料の噴射を制御する噴射制御部と、前記気筒内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定する判定部と、を備え、前記噴射制御部は、前記判定部により判定された前記噴射状態に基づいて、前記前噴射の噴射量又は前記前噴射と前記主噴射との時間間隔を制御する、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１０】
前記判定部は、前記噴射状態に応じてカウンタ値を増減し、前記噴射制御部は、前記カウンタ値に基づいて、前記前噴射の噴射量又は前記前噴射と前記主噴射との時間間隔を制御してもよい。
【００１１】
前記判定部は、前記無噴射状態が所定の第１の時間継続した場合に前記カウンタ値を減少させ、前記無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続した場合に前記カウンタ値を増加させてもよい。
【００１２】
前記判定部は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、及び冷却水温をそれぞれ示す情報のうち少なくとも一つに基づいて、前記カウンタ値の増減量を決定してもよい。
【００１３】
前記判定部は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、小さい値を前記カウンタ値の増加量として決定し、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、若しくはエンジンの回転数が高いほど、大きい値を前記カウンタ値の減少量として決定してもよい。
【００１４】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が閾値より低い場合に、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射の噴射量よりも大きな値を前記前噴射の噴射量として決定してもよい。
【００１５】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が前記閾値より低い場合に決定される前記前噴射の噴射量と、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射の噴射量との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御してもよい。
【００１６】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が閾値より低い場合に、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔よりも小さな値を前記前噴射と前記主噴射との時間間隔として決定してもよい。
【００１７】
前記噴射制御部は、前記カウンタ値が前記閾値より低い場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔と、前記カウンタ値が前記閾値以上である場合に決定される前記前噴射と前記主噴射との時間間隔との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、燃焼における騒音を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】１燃焼サイクルにおける気筒内の圧力の履歴を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略構成の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す説明図である。
【図４】噴射状態及びカウンタ値の時間変化の一例を示す説明図である。
【図５】エンジンの回転数とカウンタ値の増加量及び減少量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図６】過給圧とカウンタ値の増加量及び減少量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図７】吸気温度とカウンタ値の増加量及び減少量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図８】冷却水温とカウンタ値の増加量及び減少量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図９】カウンタ値に基づく燃料噴射の制御を説明するための説明図である。
【図１０】エンジンの回転数及び負荷とプレ噴射の噴射量の増加量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図１１】エンジンの回転数及び負荷と噴射インターバルの縮小量との関係を表すマップの一例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
＜１．導入＞
ディーゼルエンジン等の自己着火式の内燃機関の制御に関する技術分野において、燃焼騒音を抑制することが求められている。そこで、燃焼騒音を抑制するために、主噴射に先立ち主噴射の燃料の噴射量より少量の燃料を噴射（プレ噴射）する技術が利用されている。プレ噴射において噴射された燃料が着火し、火種となることによって、主噴射における燃料の着火遅れが抑制されるので、主噴射による燃焼における騒音を抑制する効果が期待できる。
【００２２】
しかし、走行中においてアクセルＯＦＦの期間が一定期間経過したこと等によりピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した状況で、プレ噴射による発熱量が低下する。具体的には、そのような場合に、プレ噴射において噴射された燃料が着火せず、又はプレ噴射において噴射された燃料の量に対する燃焼する燃料の量の割合が低下することによって、プレ噴射による発熱量が低下する。ゆえに、主噴射による燃料の着火遅れ期間が増大するので、燃焼において気筒内の急激な圧力上昇が生じ得る。従って、主噴射による燃焼における騒音が増大するという問題があった。
【００２３】
図１は、１燃焼サイクルにおける気筒内の圧力の履歴を模式的に示す説明図である。図１において、実線は、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低温ではない場合の気筒内の圧力の履歴を示す。一方、破線は、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低温である場合の気筒内の圧力の履歴において、実線が示す履歴と異なる箇所を示す。図１に示したクランク角ＣＡ１においてプレ噴射が開始され、クランク角ＣＡ２において主噴射が開始される。
【００２４】
ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低温ではない場合には、プレ噴射において噴射された燃料が着火し、燃焼することによって、クランク角ＣＡ２において噴射が開始される主噴射による燃料は速やかに着火する。ゆえに、図１における実線が示すように、気筒内の圧力は緩やかに上昇する。
【００２５】
一方、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低温である場合には、プレ噴射において噴射された燃料が着火せず、又はプレ噴射において噴射された燃料の量に対する燃焼する燃料の量の割合が低下することによって、プレ噴射による発熱量が低下する。ゆえに、クランク角ＣＡ２において噴射が開始される主噴射による燃料の着火遅れ期間が増大する。そして、着火遅れ期間ＤＴ１が経過し、気筒内の温度が上昇すると、主噴射及びプレ噴射による燃料のうち燃焼せずに気筒内に残存している燃料が一斉に燃焼する。ゆえに、図１における破線が示すように、着火遅れ期間ＤＴ１が経過した後の気筒内の圧力上昇の勾配Ｐ２は、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低温ではない場合の燃焼における圧力上昇の勾配Ｐ１と比較し、大きくなる。
【００２６】
従って、図１から理解されるように、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、燃焼において気筒内の急激な圧力上昇が生じ得る。それにより、燃焼における騒音が増大する。そこで、本明細書では、燃焼における騒音を抑制することが可能な仕組みを提案する。
【００２７】
＜２．本発明の実施形態に係る内燃機関＞
（２−１．内燃機関の構成）
まず、図２を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の概略構成について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の概略構成の一例を示す説明図である。図２に示したように、内燃機関１００は、インテークマニホールド２と、吸気通路３と、エキゾーストマニホールド４と、排気通路５と、過給機６と、燃料タンク８と、燃料供給ポンプ１０と、コモンレール１２と、インジェクタ１４と、気筒１６と、ピストン１８と、クランクシャフト２０と、エンジン回転数センサ２２と、水温センサ２４と、吸気温度センサ２６と、過給圧センサ２８と、アクセル開度センサ２９と、制御装置３０と、を備える。
【００２９】
インテークマニホールド２は、気筒１６の各々に接続され、気筒１６の各々へ吸入される吸気の通路となる配管である。インテークマニホールド２は、吸気通路３に接続される。
【００３０】
エキゾーストマニホールド４は、気筒１６の各々に接続され、気筒１６の各々から排出される排気ガスの通路となる配管である。エキゾーストマニホールド４は、排気通路５に接続される。
【００３１】
過給機６は、吸気通路３及び排気通路５に接続される。過給機６は、エキゾーストマニホールド４を通過し排出される排気ガスの運動エネルギを利用し、インテークマニホールド２に供給される空気を加圧する。
【００３２】
燃料タンク８は、気筒１６内での燃焼に用いられる燃料を収容する。
【００３３】
燃料供給ポンプ１０は、燃料タンク８に収容される燃料を加圧し、コモンレール１２へ燃料を供給する。
【００３４】
コモンレール１２は、燃料供給ポンプ１０により供給された高圧の燃料を蓄積し、インジェクタ１４の各々へ燃料を分配する。
【００３５】
インジェクタ１４は、図２に示したように複数設けられ、各気筒１６内へ燃料を噴射する。
【００３６】
気筒１６は、図２に示したように複数設けられ、複数の気筒１６の各々はピストン１８を収納し、気筒１６及びピストン１８によって気筒１６内に燃焼室が形成される。なお、図面における気筒１６の数及び配置は一例に過ぎず、本発明の実施形態に係る気筒１６の数及び配置は図面に示した数及び配置と異なってもよい。
【００３７】
ピストン１８は、クランクシャフト２０に接続され、燃焼室における燃料の燃焼によって直線往復運動を行う。
【００３８】
クランクシャフト２０は回転可能に設けられる軸である。ピストン１８の直線往復運動はクランクシャフト２０の回転運動へ変換される。
【００３９】
エンジン回転数センサ２２は、エンジンの回転数を検出し、エンジンの回転数を示す情報を出力する。
【００４０】
水温センサ２４は、冷却水の温度（冷却水温）を検出し、冷却水温を示す情報を出力する。
【００４１】
吸気温度センサ２６は、インテークマニホールド２の内部を流れる空気の温度（吸気温度）を検出し、吸気温度を示す情報を出力する。
【００４２】
過給圧センサ２８は、過給機６により加圧された空気の圧力（過給圧）を検出し、過給圧を示す情報を出力する。
【００４３】
アクセル開度センサ２９は、アクセル開度を検出し、アクセル開度を示す情報を出力する。
【００４４】
制御装置３０は、内燃機関１００を構成する各装置の動作を制御する。具体的には、制御装置３０は、制御対象である各アクチュエータと接続線、例えばワイヤハーネス等で接続され、当該接続線を通じて送受信される電気信号を用いて各アクチュエータに動作指示を行う。また、制御装置３０は、内燃機関１００に備えられる各センサから出力された情報を当該センサから受信する。制御装置３０は、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）通信を用いて各センサと通信を行ってもよい。制御装置３０は、例えば、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）であり得る。
【００４５】
（２−２．制御装置の機能構成）
前節では、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の概略構成について説明した。続いて、図３〜図１１を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の制御装置３０の機能構成について説明する。
【００４６】
図３は、本発明の実施形態に係る制御装置３０の機能構成の一例を示す説明図である。図３に示したように、制御装置３０は、記憶部３０１と、判定部３０３と、噴射制御部３０５と、を備える。
【００４７】
[記憶部]
記憶部３０１は、制御装置３０による制御のために参照される情報を記憶する。例えば、記憶部３０１は、判定部３０３により増減されるカウンタ値、判定部３０３によるカウンタ値の増減量の決定に用いられる各種マップ、噴射制御部３０５による制御値の補正量の決定に用いられる各種マップを記憶する。
【００４８】
また、記憶部３０１は、燃料の噴射状態が無噴射状態である状態を０、無噴射状態ではない状態を１として表す燃料カット実施フラグを記憶してもよい。また、記憶部３０１は、噴射制御部３０５により制御される燃料の噴射量を示す情報を記憶してもよい。また、記憶部３０１は、アクセル開度を示す情報を記憶してもよい。
【００４９】
[判定部]
判定部３０３は、気筒１６内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定する。例えば、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された燃料の噴射量を示す情報に基づいて噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定する。また、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された燃料カット実施フラグ又はアクセル開度を示す情報に基づいて噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定してもよい。
【００５０】
判定部３０３は、記憶部３０１に記憶されたカウンタ値を噴射状態に応じて増減する。ここで、カウンタ値は、ピストン冠面や気筒内壁面の温度を推定するための値である。例えば、カウンタ値が高いほど当該温度が高いと推定することができる。
【００５１】
判定部３０３は、例えば、無噴射状態が所定の第１の時間継続した場合にカウンタ値を減少させ、無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続した場合にカウンタ値を増加させる。また、判定部３０３は、無噴射状態が所定の第１の時間継続していなく、かつ無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続していない場合には、カウンタ値を増減させない。
【００５２】
図４は、噴射状態及びカウンタ値の時間変化の一例を示す説明図である。図４のＡは、判定部３０３により判定された噴射状態の時間変化を示す。図４のＡにおいて、無噴射状態が０として、無噴射状態ではない状態が１として示されている。図４のＢは、判定部３０３により増減されたカウンタ値の時間変化を示す。
【００５３】
図４に示したように、噴射状態が無噴射状態に切り替わる時刻Ｔ１より前の時刻において、無噴射状態ではない状態の継続に伴いカウンタ値は増加する。そして、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの所定の第１の時間ＤＴ１０の間の時刻において、カウンタ値は増減しない。そして、時刻Ｔ２から噴射状態が無噴射状態ではない状態に切り替わる時刻Ｔ３までの間の時刻において、無噴射状態の継続に伴いカウンタ値は減少する。そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの所定の第２の時間ＤＴ２０の間の時刻において、カウンタ値は増減しない。そして、時刻Ｔ４より後の時刻において、無噴射状態ではない状態の継続に伴いカウンタ値は増加する。
【００５４】
判定部３０３は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、及び冷却水温をそれぞれ示す情報のうち少なくとも一つに基づいて、カウンタ値の増減量を決定してもよい。例えば、判定部３０３は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、小さい値をカウンタ値の増加量として決定し、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、若しくはエンジンの回転数が高いほど、大きい値をカウンタ値の減少量として決定する。
【００５５】
例えば、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図５に示したマップ４１及びマップ５１を用いて、エンジンの回転数を示す情報に基づいてカウンタ値の増減量を決定してもよい。マップ４１は、エンジンの回転数とカウンタ値の増加量との関係を表し、マップ４１において、エンジンの回転数が低いほどカウンタ値の増加量は小さい。マップ５１は、エンジンの回転数とカウンタ値の減少量との関係を表し、マップ５１において、エンジンの回転数が高いほどカウンタ値の減少量は大きい。
【００５６】
また、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図６に示したマップ４３及びマップ５３を用いて、過給圧を示す情報に基づいてカウンタ値の増減量を決定してもよい。マップ４３は、過給圧とカウンタ値の増加量との関係を表し、マップ４３において、過給圧が低いほどカウンタ値の増加量は小さい。マップ５３は、過給圧とカウンタ値の減少量との関係を表し、マップ５３において、過給圧が低いほどカウンタ値の減少量は大きい。
【００５７】
また、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図７に示したマップ４５及びマップ５５を用いて、吸気温度を示す情報に基づいてカウンタ値の増減量を決定してもよい。マップ４５は、吸気温度とカウンタ値の増加量との関係を表し、マップ４５において、吸気温度が低いほどカウンタ値の増加量は小さい。マップ５５は、吸気温度とカウンタ値の減少量との関係を表し、マップ５５において、吸気温度が低いほどカウンタ値の減少量は大きい。
【００５８】
また、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図８に示したマップ４７及びマップ５７を用いて、冷却水温を示す情報に基づいてカウンタ値の増減量を決定してもよい。マップ４７は、冷却水温とカウンタ値の増加量との関係を表し、マップ４７において、冷却水温が低いほどカウンタ値の増加量は小さい。マップ５７は、冷却水温とカウンタ値の減少量との関係を表し、マップ５７において、冷却水温が低いほどカウンタ値の減少量は大きい。
【００５９】
なお、判定部３０３は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、及び冷却水温をそれぞれ示す情報の各々に基づいてカウンタ値の増減量を特定し、特定された複数の増減量の一部又は全部の合計値に従ってカウンタ値を増減させてもよい。
【００６０】
また、制御装置３０は、大気圧又は外気温を示す情報を取得してもよく、判定部３０３は、取得された大気圧又は外気温を示す情報に基づいてカウンタ値の増減量を決定してもよい。
【００６１】
また、判定部３０３は、カウンタ値の上限値又は下限値を設定してもよい。
【００６２】
[噴射制御部]
噴射制御部３０５は、気筒１６内への燃料の噴射を制御する。具体的には、噴射制御部３０５は、主噴射及び主噴射に先立つプレ噴射における気筒１６内への燃料の噴射を制御する。より具体的には、噴射制御部３０５は、判定部３０３により判定された噴射状態に基づいて、プレ噴射の噴射量又はプレ噴射と主噴射との時間間隔（噴射インターバル）を制御する。
【００６３】
なお、本明細書において、主噴射に先立つ前噴射はプレ噴射に相当する。噴射インターバルは、例えば、プレ噴射の終了時点から主噴射の開始時点までの燃料噴射停止期間に相当する。また、噴射制御部３０５は、燃料の噴射状態が無噴射状態である状態を０、無噴射状態ではない状態を１として表す燃料カット実施フラグを生成し、生成された燃料カット実施フラグを記憶部３０１へ記憶させてもよい。また、噴射制御部３０５は、燃料の噴射量（主噴射及びプレ噴射の噴射量の合計値）を示す情報を記憶部３０１へ記憶させてもよい。
【００６４】
噴射制御部３０５は、記憶部３０１に記憶されるカウンタ値に基づいて、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを制御してもよい。なお、噴射制御部３０５は、カウンタ値に基づいて、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルのいずれか一方を制御してもよく、プレ噴射の噴射量及び噴射インターバルの双方を制御してもよい。
【００６５】
例えば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合に決定されるプレ噴射の噴射量よりも大きな値をプレ噴射の噴射量として決定する。また、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルよりも小さな値を噴射インターバルとして決定する。
【００６６】
具体的には、噴射制御部３０５は、まず、エンジンの回転数やエンジンの負荷等の運転状態に応じてプレ噴射の噴射量を算出する。そして、カウンタ値が閾値以上である場合には、噴射制御部３０５は、算出されたプレ噴射の噴射量を補正せず、当該噴射量を制御値として決定する。一方、カウンタ値が閾値より低い場合には、噴射制御部３０５は、算出されたプレ噴射の噴射量を増加させる補正を行い、補正された当該噴射量を制御値として決定する。
【００６７】
また、噴射制御部３０５は、まず、エンジンの回転数やエンジンの負荷等の運転状態に応じて噴射インターバルを算出する。そして、カウンタ値が閾値以上である場合には、噴射制御部３０５は、算出された噴射インターバルを補正せず、当該噴射インターバルを制御値として決定する。一方、カウンタ値が閾値より低い場合には、噴射制御部３０５は、算出された噴射インターバルを縮小させる補正を行い、補正された当該噴射インターバルを制御値として決定する。
【００６８】
ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、プレ噴射の噴射量を増加させることによって、プレ噴射において燃焼する燃料の量を増加させることができる。また、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、噴射インターバルを縮小させることによって、ピストン冠面や気筒内壁面の温度がより高い時点においてプレ噴射を開始することができる。ゆえに、プレ噴射において噴射される燃料のピストン冠面や気筒内壁面への付着を抑制することができる。また、プレ噴射において噴射される燃料の霧化を促進することができる。それにより、プレ噴射における失火を抑制し、及び燃焼する燃料の量を増加させることが可能である。従って、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、噴射制御部３０５がプレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを補正することによって、プレ噴射による発熱量が増加するので、燃焼における騒音を抑制することが可能である。
【００６９】
図９は、カウンタ値に基づく燃料噴射の制御を説明するための説明図である。図９のＡは、燃料の噴射量（主噴射及びプレ噴射の噴射量の合計値）の時間変化を示す。図９のＢは、判定部３０３により増減されたカウンタ値の時間変化を示す。図９のＣは、燃焼音レベルの時間変化を示す。図９において、カウンタ値の閾値は、一例として０に設定されているが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されず、カウンタ値の閾値は、０と異なる値に設定されてもよい。
【００７０】
図９のＢに示したように、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の間において、カウンタ値は閾値より低い。ゆえに、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の間の時刻において、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量を増加させる補正又は噴射インターバルを縮小させる補正を行う。
【００７１】
時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の間の時刻において、当該補正が行われなかった場合、図９のＡに示した燃料の噴射量に対して図９のＣにおいて一点鎖線で示した燃焼音レベルの騒音が生じる。一方、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の間の時刻において、当該補正が行われた場合、図９のＡに示した燃料の噴射量に対して生じる騒音は、図９のＣにおいて実線で示した燃焼音レベルに抑制される。
【００７２】
噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に決定されるプレ噴射の噴射量と、カウンタ値が閾値以上である場合に決定されるプレ噴射の噴射量との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御してもよい。具体的には、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量を増加させる補正において、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さい値を増加量として決定してもよい。例えば、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図１０に示したマップ６１を用いて、プレ噴射の噴射量の増加量を決定してもよい。マップ６１は、エンジンの回転数及び負荷とプレ噴射の噴射量の増加量との関係を表し、マップ６１において、エンジンの回転数又は負荷が低いほどプレ噴射の噴射量の増加量は小さい。
【００７３】
噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に決定される噴射インターバルと、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルとの差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御してもよい。具体的には、噴射制御部３０５は、噴射インターバルを縮小させる補正において、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さい値を縮小量として決定してもよい。例えば、判定部３０３は、記憶部３０１に記憶された図１１に示したマップ６３を用いて、噴射インターバルの縮小量を決定してもよい。マップ６３は、エンジンの回転数及び負荷と噴射インターバルの縮小量との関係を表し、マップ６３において、エンジンの回転数又は負荷が低いほど噴射インターバルの縮小量は小さい。
【００７４】
なお、噴射制御部３０５は、記憶部３０１に記憶されたアクセル開度を示す情報に基づいてエンジンの負荷を算出してもよい。
【００７５】
また、噴射制御部３０５は、補正の前におけるプレ噴射の噴射量の算出において、エンジンの回転数及び負荷とプレ噴射の噴射量の関係を表すマップを用いてプレ噴射の噴射量を算出してもよい。当該マップにおいて、エンジンの回転数又は負荷が低いほどプレ噴射の噴射量は大きい。
【００７６】
また、噴射制御部３０５は、補正の前における噴射インターバルの算出において、エンジンの回転数及び負荷と噴射インターバルの関係を表すマップを用いて噴射インターバルを算出してもよい。当該マップにおいて、エンジンの回転数又は負荷が低いほど噴射インターバルは短い。
【００７７】
（２−３．動作）
前節では、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の制御装置３０の論理的機能の構成について説明した。続いて、図１２を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関１００の制御装置３０が行う処理の流れについて説明する。
【００７８】
図１２は、本発明の実施形態に係る制御装置３０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１２に示したように、まず、判定部３０３は、無噴射状態が所定の第１の時間継続したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。無噴射状態が所定の第１の時間継続したと判定部３０３により判定された場合（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、判定部３０３は、カウンタ値の減少量を決定する（ステップＳ５０４）。そして、判定部３０３は、カウンタ値を決定された減少量の分減少させる（ステップＳ５０６）。そして、ステップＳ５１４の処理へ進む。
【００７９】
ステップＳ５０２の処理において、無噴射状態が所定の第１の時間継続したと判定部３０３により判定されなかった場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）、判定部３０３は、無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続したか否かを判定する（ステップＳ５０８）。無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続したと判定部３０３により判定された場合（ステップＳ５０８／ＹＥＳ）、判定部３０３は、カウンタ値の増加量を決定する（ステップＳ５１０）。そして、判定部３０３は、カウンタ値を決定された増加量の分増加させる（ステップＳ５１２）。そして、ステップＳ５１４の処理へ進む。
【００８０】
ステップＳ５０２の処理において、無噴射状態が所定の第１の時間継続したと判定部３０３により判定されなかった場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）、かつ、ステップＳ５０８の処理において、無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続したと判定部３０３により判定されなかった場合（ステップＳ５０８／ＮＯ）、判定部３０３によるカウンタ値の増減処理は行われず、ステップＳ５１４の処理へ進む。
【００８１】
ステップＳ５１４の処理において、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量及び噴射インターバルを算出する（ステップＳ５１４）。次に、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低いか否かを判定する（ステップＳ５１６）。カウンタ値が閾値より低い場合（ステップＳ５１６／ＹＥＳ）、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量の増加量又は噴射インターバルの縮小量を決定する（ステップＳ５１８）。そして、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルをそれぞれ決定された増加量又は縮小量に応じて補正し（ステップＳ５２０）、ステップＳ５０２の処理に戻る。一方、カウンタ値が閾値より低くない場合（ステップＳ５１６／ＮＯ）、噴射制御部３０５による制御値の補正処理は行われず、ステップＳ５０２の処理に戻る。
【００８２】
上記では、噴射制御部３０５がカウンタ値に基づいてプレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを制御する例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、判定部３０３は、無噴射状態が所定時間継続したか否かを示す情報を噴射制御部３０５へ出力し、噴射制御部３０５は、無噴射状態が所定時間継続した場合に、プレ噴射の噴射量を増大させる補正、又は噴射インターバルを縮小させる補正を行ってもよい。なお、噴射制御部３０５がカウンタ値に基づいてプレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを制御しない例において、判定部３０３は、カウンタ値を増減しなくてもよい。
【００８３】
また、上記では、カウンタ値が閾値より低い場合に、噴射制御部３０５がプレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを補正する例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合にプレ噴射の噴射量を算出するために用いられるマップと異なるマップを用いてプレ噴射の噴射量を算出する。それによって、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射量よりも大きな値をプレ噴射の噴射量として決定してもよい。また、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合に噴射インターバルを算出するために用いられるマップと異なるマップを用いて噴射インターバルを算出する。それによって、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルよりも小さな値を噴射インターバルとして決定してもよい。
【００８４】
また、上記では、カウンタ値が閾値より低い場合に、噴射制御部３０５は、プレ噴射の噴射量の増加量又は噴射インターバルの縮小量を決定し、当該増加量又は当該縮小量に応じてプレ噴射の噴射量又は噴射インターバルの補正を行う例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、プレ噴射の噴射量に係数を乗じる補正を行うことによって、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射量よりも大きな値をプレ噴射の噴射量として決定してもよい。また、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、噴射インターバルに係数を乗じる補正を行うことによって、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルよりも小さな値を噴射インターバルとして決定してもよい。
【００８５】
（２−４．効果）
上述した実施形態によれば、判定部３０３は、気筒１６内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かを判定し、噴射制御部３０５は、判定部３０３により判定された噴射状態に基づいて、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを制御する。それにより、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、燃焼における騒音を抑制することが可能である。
【００８６】
また、上述した実施形態によれば、判定部３０３は、噴射状態に応じてカウンタ値を増減し、噴射制御部３０５は、カウンタ値に基づいて、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルを制御する。ゆえに、ピストン冠面や気筒内壁面の温度を噴射状態の履歴に基づいて推定することによって、ピストン冠面や気筒内壁面の温度の推定精度を向上させることが可能である。
【００８７】
また、上述した実施形態によれば、判定部３０３は、無噴射状態が所定の第１の時間継続した場合にカウンタ値を減少させ、無噴射状態ではない状態が所定の第２の時間継続した場合にカウンタ値を増加させる。それにより、噴射状態の短期的な変動に影響されず、ピストン冠面や気筒内壁面の温度を推定することが可能である。
【００８８】
また、上述した実施形態によれば、判定部３０３は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、及び冷却水温をそれぞれ示す情報のうち少なくとも一つに基づいて、カウンタ値の増減量を決定する。それにより、ピストン冠面や気筒内壁面の温度を運転状態又は環境状態に基づいて推定することが可能である。
【００８９】
また、上述した実施形態によれば、判定部３０３は、エンジンの回転数、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、小さい値をカウンタ値の増加量として決定し、過給圧、吸気温度、又は冷却水温が低いほど、若しくはエンジンの回転数が高いほど、大きい値をカウンタ値の減少量として決定する。それにより、運転状態又は環境状態がピストン冠面や気筒内壁面の温度変化へ与える影響を考慮してピストン冠面や気筒内壁面の温度を推定することが可能である。
【００９０】
また、上述した実施形態によれば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合に決定されるプレ噴射の噴射量よりも大きな値をプレ噴射の噴射量として決定する。ゆえに、プレ噴射において燃焼する燃料の量を増加させることができる。従って、プレ噴射による発熱量を増加することが可能である。
【００９１】
また、上述した実施形態によれば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に決定されるプレ噴射の噴射量と、カウンタ値が閾値以上である場合に決定されるプレ噴射の噴射量との差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御する。それにより、カウンタ値が閾値以上である場合にエンジンの回転数又は負荷に応じて決定されるプレ噴射の噴射量に基づいて、プレ噴射の噴射量を増加させることができる。
【００９２】
また、上述した実施形態によれば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルよりも小さな値を噴射インターバルとして決定する。ゆえに、ピストン冠面や気筒内壁面の温度がより高い時点においてプレ噴射を開始することができる。従って、プレ噴射において噴射される燃料のピストン冠面や気筒内壁面への付着を抑制することができる。また、プレ噴射において噴射される燃料の霧化を促進することができる。それにより、プレ噴射における失火が抑制され、及び燃焼する燃料の量が増加されるので、プレ噴射による発熱量を増加することが可能である。
【００９３】
また、上述した実施形態によれば、噴射制御部３０５は、カウンタ値が閾値より低い場合に決定される噴射インターバルと、カウンタ値が閾値以上である場合に決定される噴射インターバルとの差が、エンジンの回転数又は負荷が低いほど小さくなるように制御する。それにより、カウンタ値が閾値以上である場合にエンジンの回転数又は負荷に応じて決定される噴射インターバルに基づいて、噴射インターバルを縮小させることができる。
【００９４】
＜３．むすび＞
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、気筒内への燃料の噴射状態が無噴射状態であるか否かが判定され、判定された噴射状態に基づいて、プレ噴射の噴射量又は噴射インターバルが制御される。それにより、ピストン冠面や気筒内壁面の温度が低下した場合に、燃焼における騒音を抑制することが可能である。
【００９５】
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９７】
２  インテークマニホールド
３  吸気通路
４  エキゾーストマニホールド
５  排気通路
６  過給機
８  燃料タンク
１０  燃料供給ポンプ
１２  コモンレール
１４  インジェクタ
１６  気筒
１８  ピストン
２０  クランクシャフト
２２  エンジン回転数センサ
２４  水温センサ
２６  吸気温度センサ
２８  過給圧センサ
２９  アクセル開度センサ
３０  制御装置
１００  内燃機関
３０１  記憶部
３０３  判定部
３０５  噴射制御部
【図１】
2016186232.tif 000003
【図２】
2016186232.tif 000004
【図３】
2016186232.tif 000005
【図４】
2016186232.tif 000006
【図５】
2016186232.tif 000007
【図６】
2016186232.tif 000008
【図７】
2016186232.tif 000009
【図８】
2016186232.tif 000010
【図９】
2016186232.tif 000011
【図１０】
2016186232.tif 000012
【図１１】
2016186232.tif 000013
【図１２】
2016186232.tif 000014