(57)【要約】【課題】パイロット噴射有りから無しの運転状態に移行するときの燃焼騒音の急増を抑制する。【解決手段】制御ユニットに記憶されたマップＭ２には、パイロットオン領域Ａと、パイロットオフ領域Ｃと、パイロットオン領域からパイロットオフ領域に向かうにつれ目標パイロット噴射量が減少される遷移領域Ｂとが設定される。制御ユニットは、エンジン運転状態がパイロットオン領域から遷移領域またはパイロットオフ領域に移行したとき、遷移領域への最初の移行時点から所定時間以内は、その移行時点におけるパイロットオン領域と遷移領域の境界線ＡＢ上の目標パイロット噴射量、またはマップから定まる量より多い所定値を、目標パイロット噴射量として算出する。【選択図】図３
2016200016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの燃料噴射システムであって、
シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタがパイロット噴射とメイン噴射を実行するよう、前記インジェクタを制御するように構成された制御ユニットと、
エンジン運転状態を検出するための検出器と、
を備え、
前記制御ユニットに、エンジン運転状態と目標パイロット噴射量の関係を規定したマップが記憶され、
前記マップにおいて、正の目標パイロット噴射量が入力されたパイロットオン領域と、ゼロの目標パイロット噴射量が入力されたパイロットオフ領域と、前記パイロットオン領域および前記パイロットオフ領域の間に介在され前記パイロットオン領域から前記パイロットオフ領域に向かうにつれ目標パイロット噴射量が正の値からゼロに減少される遷移領域とが設定され、
前記マップにおいて、前記パイロットオン領域と前記遷移領域を区分する境界線が設定され、
前記制御ユニットは、前記検出器により検出された実際のエンジン運転状態が、前記パイロットオン領域から、前記遷移領域または前記パイロットオフ領域に移行したとき、前記遷移領域への最初の移行時点から所定時間以内は、当該移行時点における前記境界線上の目標パイロット噴射量、または前記マップから定まる目標パイロット噴射量より多い所定値を、目標パイロット噴射量として算出するように構成されている
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射システム。
【請求項２】
前記制御ユニットは、外気温が低いほど前記所定時間を長く設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射システム。
【請求項３】
前記境界線が、前記マップの複数の格子点を結ぶ直線上に設定され、
前記境界線上の複数の格子点において、目標パイロット噴射量の値が入力されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射システム。
【請求項４】
前記マップにおいて、前記パイロットオフ領域が前記パイロットオン領域よりも高回転側または高負荷側に設定される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射システム。
【請求項５】
ディーゼルエンジンの燃料噴射システムであって、
シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタがパイロット噴射とメイン噴射を実行するよう、前記インジェクタを制御するように構成された制御ユニットと、
エンジン運転状態を検出するための検出器と、
を備え、
前記ディーゼルエンジンの全運転領域が、パイロット噴射を行うパイロットオン領域と、パイロット噴射を行わないパイロットオフ領域と、前記パイロットオン領域および前記パイロットオフ領域の間に介在され前記パイロットオン領域から前記パイロットオフ領域に向かうにつれパイロット噴射量が減少される遷移領域とに予め区分され、
前記制御ユニットは、前記検出器により検出された実際のエンジン運転状態が、前記パイロットオン領域から前記遷移領域を通過して前記パイロットオフ領域に移行したとき、前記遷移領域への最初の移行時点から所定時間以内は、前記インジェクタにパイロット噴射を実行させるように構成されている
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにおいて、メイン噴射に先立って少量のパイロット噴射が行われている（例えば特許文献１参照）。パイロット噴射を行えば、噴射された少量の燃料が着火して温度上昇したシリンダ内に相対的に多量のメイン噴射が行われるため、メイン噴射燃料の着火遅れ期間を短縮でき、メイン噴射燃料が急激に燃焼することによる燃焼騒音を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５００４７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、通常、エンジンが高回転または高負荷運転状態であるときにはパイロット噴射は行われない。かかる運転状態ではシリンダ内温度が高く、インジェクタのノズルシートの温度も高いため、ノズルシートの材料強度が低下する。このときにメイン噴射に加えパイロット噴射を行うと、１気筒１サイクル（＝７２０°ＣＡ）当たりに２回、ノズルニードルが開閉し且つノズルシートに着座することになるため、ノズルシートが過度に摩耗する虞があるからである。
【０００５】
しかし、エンジンの回転速度または負荷の上昇により、パイロット噴射有りの運転状態からパイロット噴射無しの運転状態に急激に移行すると、燃焼状態が突然変化し、燃焼騒音が急激に大きくなってユーザーに違和感を与えることがある。
【０００６】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、パイロット噴射有りの運転状態からパイロット噴射無しの運転状態に移行するときの燃焼騒音の急増を抑制することができるディーゼルエンジンの燃料噴射システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、
ディーゼルエンジンの燃料噴射システムであって、
シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタがパイロット噴射とメイン噴射を実行するよう、前記インジェクタを制御するように構成された制御ユニットと、
エンジン運転状態を検出するための検出器と、
を備え、
前記制御ユニットに、エンジン運転状態と目標パイロット噴射量の関係を規定したマップが記憶され、
前記マップにおいて、正の目標パイロット噴射量が入力されたパイロットオン領域と、ゼロの目標パイロット噴射量が入力されたパイロットオフ領域と、前記パイロットオン領域および前記パイロットオフ領域の間に介在され前記パイロットオン領域から前記パイロットオフ領域に向かうにつれ目標パイロット噴射量が正の値からゼロに減少される遷移領域とが設定され、
前記マップにおいて、前記パイロットオン領域と前記遷移領域を区分する境界線が設定され、
前記制御ユニットは、前記検出器により検出された実際のエンジン運転状態が、前記パイロットオン領域から、前記遷移領域または前記パイロットオフ領域に移行したとき、前記遷移領域への最初の移行時点から所定時間以内は、当該移行時点における前記境界線上の目標パイロット噴射量、または前記マップから定まる目標パイロット噴射量より多い所定値を、目標パイロット噴射量として算出するように構成されている
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射システムが提供される。
【０００８】
好ましくは、前記制御ユニットは、外気温が低いほど前記所定時間を長く設定する。
【０００９】
好ましくは、前記境界線が、前記マップの複数の格子点を結ぶ直線上に設定され、
前記境界線上の複数の格子点において、目標パイロット噴射量の値が入力されている。
【００１０】
好ましくは、前記マップにおいて、前記パイロットオフ領域が前記パイロットオン領域よりも高回転側または高負荷側に設定される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、
ディーゼルエンジンの燃料噴射システムであって、
シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタがパイロット噴射とメイン噴射を実行するよう、前記インジェクタを制御するように構成された制御ユニットと、
エンジン運転状態を検出するための検出器と、
を備え、
前記ディーゼルエンジンの全運転領域が、パイロット噴射を行うパイロットオン領域と、パイロット噴射を行わないパイロットオフ領域と、前記パイロットオン領域および前記パイロットオフ領域の間に介在され前記パイロットオン領域から前記パイロットオフ領域に向かうにつれパイロット噴射量が減少される遷移領域とに予め区分され、
前記制御ユニットは、前記検出器により検出された実際のエンジン運転状態が、前記パイロットオン領域から前記遷移領域を通過して前記パイロットオフ領域に移行したとき、前記遷移領域への最初の移行時点から所定時間以内は、前記インジェクタにパイロット噴射を実行させるように構成されている
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射システムが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パイロット噴射有りの運転状態からパイロット噴射無しの運転状態に移行するときの燃焼騒音の急増を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】総噴射量マップを示す。
【図３】パイロット噴射量マップを示す。
【図４】目標パイロット噴射量の変化の一例を示すグラフである。
【図５】比較例と本実施形態とで燃焼騒音の時間的推移を比較した図である。
【図６】比較例と本実施形態とで燃焼騒音の時間的推移を比較した図である。
【図７】所定時間を設定するためのマップを示す。
【図８】目標パイロット噴射量の算出ルーチン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】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の構成を示す概略図である。エンジン（内燃機関）１は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。
【００１６】
エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４と、燃料噴射装置５とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。
【００１７】
燃料噴射装置５は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ７と、インジェクタ７に接続されたコモンレール８とを備える。インジェクタ７は、シリンダ９内に燃料を直接噴射する。コモンレール８は、インジェクタ７から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。
【００１８】
吸気通路３は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流端に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気マニホールド１０は、吸気管１１から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管１１には、上流側から順に、エアクリーナ１２、エアフローメータ１３、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃ、インタークーラ１５、および電子制御式スロットルバルブ１６が設けられる。エアフローメータ１３は、エンジン１の単位時間当たりの吸入空気量（吸気流量）を検出するためのセンサ（吸気量センサ）である。
【００１９】
排気通路４は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に配置された排気管２１とにより主に画成される。排気マニホールド２０は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合する。排気管２１、もしくは排気マニホールド２０と排気管２１の間には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。タービン１４Ｔより下流側の排気管２１には、上流側から順に、酸化触媒２２、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２３、およびＮＯｘ触媒２４が設けられる。ＮＯｘ触媒２４は、選択還元型ＮＯｘ触媒（SCR：Selective Catalytic Reduction）からなり、ＮＯｘ触媒２４の上流側、特に入口近傍の排気通路４には、還元剤としての尿素水をＮＯｘ触媒２４に添加する添加弁２５が設けられる。
【００２０】
エンジン１はＥＧＲ装置３０をも備える。ＥＧＲ装置３０は、排気通路４内（特に排気マニホールド２０内）の排気ガスの一部（「ＥＧＲガス」という）を吸気通路３内（特に吸気マニホールド１０内）に還流させるためのＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁３３とを備える。
【００２１】
また本実施形態において、制御ユニットもしくは制御器をなす電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）１００が設けられる。ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ７、スロットルバルブ１６、添加弁２５およびＥＧＲ弁３３を制御する。
【００２２】
センサ類に関して、上述のエアフローメータ１３の他、エンジンの回転速度（ｒｐｍ）を検出するための回転速度センサ４０、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ４１が設けられる。また、酸化触媒２２、ＮＯｘ触媒２４およびＤＰＦ２３の各々の上流側ないし入口近傍の排気温度を検出するための排気温センサ４２，４３，４４が設けられている。また、ＤＰＦ２３の上流側および下流側の排気圧の差圧を検出するための差圧センサ４５が設けられている。また、外気温を検出するための外気温センサ４６が設けられる。これらセンサ類の出力信号はＥＣＵ１００に送られる。
【００２３】
さて、本実施形態においては燃料噴射システムが備えられ、燃料噴射システムは、ＥＣＵ１００、インジェクタ７、回転速度センサ４０およびアクセル開度センサ４１を含む。回転速度センサ４０およびアクセル開度センサ４１は、エンジン運転状態を検出するための検出器、特に、エンジン運転状態を表すエンジンパラメータであるエンジン回転速度ＮＥとアクセル開度（アクセルペダル操作量）ＡＣとを検出するための検出器をなす。ＥＣＵ１００は、インジェクタ７が１気筒１サイクル当たりに１回ずつ、パイロット噴射とメイン噴射を実行するよう、インジェクタ７を制御するように構成されている。なお周知のように、パイロット噴射とはメイン噴射の前に少量の燃料を噴射する燃料噴射であり、パイロット噴射を行うことによりメイン噴射燃料の着火遅れが抑制され、燃焼騒音の低減が図られる。
【００２４】
ＥＣＵ１００には、図２に示すような総噴射量マップＭ１が予め記憶されている。ＥＣＵ１００は、回転速度センサ４０およびアクセル開度センサ４１によりそれぞれ検出された実際の回転速度ＮＥおよびアクセル開度ＡＣに基づき、総噴射量マップＭ１を参照して、目標総噴射量ＱＴＴＬを算出する。目標総噴射量ＱＴＴＬとは、次回サイクルにおいて１気筒１サイクル当たりに噴射される燃料噴射量の総量ないし合計量の目標値である。
【００２５】
図示されるように、総噴射量マップＭ１においては、回転速度ＮＥの全領域（最小回転速度ＮＥ１から最大回転速度ＮＥ６までの領域）において格子回転速度ＮＥｍ（ｍ＝１，２，３，４，５，６、但しＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３＜ＮＥ４＜ＮＥ５＜ＮＥ６）が設定されている。同様に、アクセル開度ＡＣの全領域（最小開度ＡＣ１（＝０％）から最大開度ＡＣ６（＝１００％）までの領域）においても、格子アクセル開度ＡＣｎ（ｎ＝１，２，３，４，５，６、但しＡＣ１＜ＡＣ２＜ＡＣ３＜ＡＣ４＜ＡＣ５＜ＡＣ６）が設定されている。これら格子回転速度ＮＥｍと格子アクセル開度ＡＣｎが交わる各格子点Ｐにおいて、目標総噴射量ＱＴＴＬの値が設定ないし入力されている。例えば図示するように、ＮＥ２とＡＣ３の格子点の目標総噴射量はＱＴＴＬ（ＮＥ２，ＡＣ３）である。回転速度ＮＥおよびアクセル開度ＡＣが大きくなるほど目標総噴射量ＱＴＴＬは増大する。格子点Ｐ以外の位置では目標総噴射量ＱＴＴＬがＥＣＵ１００により補間計算される。
【００２６】
また、ＥＣＵ１００には、図３に示すようなパイロット噴射量マップＭ２が予め記憶されている。ＥＣＵ１００は、回転速度センサ４０により検出された実際の回転速度ＮＥと、総噴射量マップＭ１から算出された目標総噴射量ＱＴＴＬとに基づき、パイロット噴射量マップＭ２を参照して、目標パイロット噴射量ＱＰを算出する。目標パイロット噴射量ＱＰとは、次回サイクルにおいて１気筒１サイクル当たりに噴射されるパイロット噴射量の目標値である。結局、目標パイロット噴射量ＱＰは、実際の回転速度ＮＥおよびアクセル開度ＡＣに基づき算出され、パイロット噴射量マップＭ２は、エンジン運転状態と目標パイロット噴射量の関係を規定する。
【００２７】
図示されるように、パイロット噴射量マップＭ２においては、総噴射量マップＭ１と同様に格子回転速度ＮＥｍが設定されている。また、総噴射量ＱＴＴＬの全領域（最小噴射量ＱＴＴＬ１から最大噴射量ＱＴＴＬ６までの領域）においても、格子総噴射量ＱＴＴＬｓ（ｓ＝１，２，３，４，５，６、但しＱＴＴＬ１＜ＱＴＴＬ２＜ＱＴＴＬ３＜ＱＴＴＬ４＜ＱＴＴＬ５＜ＱＴＴＬ６）が設定されている。これら格子回転速度ＮＥｍと格子総噴射量ＱＴＴＬｓが交わる各格子点Ｒにおいて、目標パイロット噴射量ＱＰの値が設定ないし入力されている。例えば図示するように、ＮＥ２とＱＴＴＬ３の格子点の目標パイロット噴射量はＱＰ（ＮＥ２，ＱＴＴＬ３）である。格子点Ｒ以外の位置では目標パイロット噴射量ＱＰがＥＣＵ１００により補間計算される。
【００２８】
こうして目標パイロット噴射量ＱＰが算出されたら、目標総噴射量ＱＴＴＬから目標パイロット噴射量ＱＰが減じられて目標メイン噴射量ＱＭが算出される（ＱＭ＝ＱＴＴＬ−ＱＰ）。そして別途算出される目標パイロット噴射時期が到来したら、目標パイロット噴射量ＱＰに対応した通電時間だけインジェクタ７がオンされ、目標パイロット噴射量ＱＰに等しい量のパイロット噴射が実行される。その直後、別途算出される目標メイン噴射時期が到来したら、目標メイン噴射量ＱＭに対応した通電時間だけインジェクタ７がオンされ、目標メイン噴射量ＱＭに等しい量のメイン噴射が実行される。
【００２９】
図３に示すように、パイロット噴射量マップＭ２には、正の目標パイロット噴射量ＱＰが入力されたパイロットオン領域Ａと、ゼロの目標パイロット噴射量が入力されたパイロットオフ領域Ｃと、パイロットオン領域Ａおよびパイロットオフ領域Ｃの間に介在されパイロットオン領域Ａからパイロットオフ領域Ｃに向かうにつれ目標パイロット噴射量ＱＰが正の値からゼロに減少される遷移領域Ｂとが設定されている。言い換えればパイロット噴射量マップＭ２の全領域、ひいてはエンジンの全運転領域は、これら３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃに予め区分されている。
【００３０】
パイロットオン領域Ａはパイロット噴射を行う領域であり、パイロットオフ領域Ｃはパイロット噴射を行わない領域である。遷移領域は、パイロット噴射を行う領域であるが、パイロット噴射量がパイロットオフ領域に向かうにつれ順次減少される領域である。
【００３１】
パイロットオフ領域Ｃは、パイロットオン領域Ａよりも高回転または高負荷側に設定される。すなわち、アクセル開度ＡＣの増大はエンジン負荷の増大を意味し、アクセル開度ＡＣが増加するほど目標総噴射量ＱＴＴＬが増加する。従って目標総噴射量ＱＴＴＬの増加はエンジン負荷の増大を意味する。目標総噴射量ＱＴＴＬを一定とした場合、パイロットオフ領域Ｃはパイロットオン領域Ａよりも高回転側に位置する。また回転速度ＮＥを一定とした場合、パイロットオフ領域Ｃはパイロットオン領域Ａよりも高負荷側に位置する。よってパイロットオフ領域Ｃはパイロットオン領域Ａよりも高回転または高負荷側に設定される。
【００３２】
パイロットオフ領域Ｃと遷移領域Ｂの境界線ＢＣを含む、パイロットオフ領域Ｃの区画線を破線Ｃ１で示す。区画線Ｃ１は、各格子点Ｒを結ぶ直線上に位置される。但し図では明瞭化のため区画線Ｃ１を直線および格子点Ｒから僅かに離して示している。
【００３３】
同様に、パイロットオン領域Ａと遷移領域Ｂの境界線ＡＢを含む、遷移領域Ｂの区画線を破線Ｂ１で示す。区画線Ｂ１も、各格子点Ｒを結ぶ直線上に位置される。但し図では明瞭化のため区画線Ｂ１を直線および格子点Ｒから僅かに離して示している。区画線Ｃ１およびＢ１は境界線ＢＣの位置では実際に重なっており、各格子点Ｒを結ぶ直線とも重なっているが、便宜上、図では僅かに離して示している。
【００３４】
パイロットオフ領域Ｃでは、各格子点Ｒにおいてゼロの目標パイロット噴射量が入力されている。境界線ＢＣ上でも同様である。例えばＮＥ５とＱＴＴＬ２の格子点の位置における目標パイロット噴射量はＱＰ（ＮＥ５，ＱＴＴＬ２）＝０（ｍｍ3／ｓｔ）である。
【００３５】
他方、パイロットオン領域Ａでは、各格子点Ｒにおいて正の値の（ゼロより大きい）目標パイロット噴射量が入力されている。境界線ＡＢ上でも同様である。例えばＮＥ４とＱＴＴＬ２の格子点の位置における目標パイロット噴射量はＱＰ（ＮＥ４，ＱＴＴＬ２）＝３（ｍｍ3／ｓｔ）である。
【００３６】
遷移領域Ｂは、格子点間隔に等しい幅を有する。遷移領域Ｂ内では、目標パイロット噴射量がＥＣＵ１００により補間計算される。境界線ＡＢから境界線ＢＣに向かうにつれ、目標パイロット噴射量は、境界線ＡＢ上の正の値（例えば３（ｍｍ3／ｓｔ））から、境界線ＢＣ上のゼロの値へと、徐々に減少されていく。
【００３７】
図４は、パイロット噴射量マップＭ２を用いて算出される目標パイロット噴射量ＱＰの変化の一例を示す。ここで本実施形態の場合を説明する前に、ベースとなる比較例の場合を説明する。
【００３８】
例えば、目標総噴射量がＱＴＴＬ２で一定のまま、回転速度ＮＥのみがＮＥ２からＮＥ６に移行し、目標パイロット噴射量ＱＰがＱＰ１という正の値（例えば３（ｍｍ3／ｓｔ））から最終的にゼロになったとする。このときの目標パイロット噴射量ＱＰの推移を図中実線で示す。
【００３９】
この場合、目標パイロット噴射量ＱＰは、回転速度ＮＥがパイロットオン領域Ａ内でＮＥ４に達するまでは一定のＱＰ１で、回転速度がＮＥ４に達した後、遷移領域Ｂに入ったときには徐々に減少され、次いで回転速度がＮＥ５に達した後、つまりパイロットオフ領域Ｃに入った後には、一定のゼロとされる。
【００４０】
しかし、比較例の場合には一律にこのような目標パイロット噴射量ＱＰの変更を行っているため、エンジンもしくは車両の加速時に回転速度ＮＥが急激に上昇した際には、パイロット噴射有りの状態からパイロット噴射無しの状態に急激に移行し、燃焼状態が急激に変化し、燃焼騒音が急激に大きくなってユーザーに違和感を与えることがある。エンジンもしくは車両の加速時にエンジン負荷（アクセル開度ＡＣおよび目標総噴射量ＱＴＴＬ）が急激に上昇した場合も同様である。
【００４１】
より詳しくは、エンジンのシリンダ内温度が低い状態（低回転または低負荷側）から、車両加速のためシリンダ内温度が高い状態（高回転または高負荷側）に移行する際、アクセル開度が増加され、この増加に見合った量だけ燃料噴射量が増加される。エンジン構造が持つ熱容量によって、シリンダ内温度が、移行後の状態に対応した温度に定常的に落ち着くまでに時間遅れがある。この間、燃料の着火遅れ期間が長くなるため、着火遅れ期間中に噴射された燃料が定常状態より多くなり、着火後一気に燃焼する燃料量が増加し、燃焼騒音が増大する。燃焼騒音を低減する手法としてパイロット噴射があるが、前述したように、高回転または高負荷運転状態であるときにはパイロット噴射を行うのが困難である。かかる運転状態ではシリンダ内温度が高く、インジェクタのノズルシートの温度も高いため、ノズルシートの材料強度が低下する。このときにメイン噴射に加えパイロット噴射を行うと、１気筒１サイクル（＝７２０°ＣＡ）当たりに２回、ノズルニードルが開閉し且つノズルシートに着座することになるため、ノズルシートが過度に摩耗する虞があるからである。
【００４２】
そこで本実施形態において、ＥＣＵ１００は、実際のエンジン運転状態（回転速度ＮＥおよび目標総噴射量ＱＴＴＬ）が、パイロットオン領域Ａから、遷移領域Ｂまたはパイロットオフ領域Ｃに移行したとき、遷移領域Ｂへの最初の移行時点から所定時間以内は、その最初の移行時点における境界線ＡＢ上の目標パイロット噴射量を、目標パイロット噴射量として算出するように構成されている。
【００４３】
具体的には、図４に示すように、実際の回転速度ＮＥは、パイロットオン領域Ａから、最終的にパイロットオフ領域Ｃに移行されている。このとき、実際の回転速度ＮＥは、遷移領域Ｂへの最初の移行時点において、点Ｓで示すように、ＮＥ４にあり、且つパイロットオン領域Ａと遷移領域Ｂの境界線ＡＢ上にある。ＥＣＵ１００は、遷移領域Ｂへの最初の移行時点から所定時間以内は、点Ｓの目標パイロット噴射量ＱＰ１を、目標パイロット噴射量として算出する。実線で示す比較例とは異なり、破線で示すように目標パイロット噴射量の値が推移することになる。
【００４４】
従って、上記所定時間の間は、エンジン運転状態がたとえパイロットオフ領域Ｃにあるときであっても、パイロット噴射有りの状態を一時的に継続でき、突然パイロット噴射無しの状態に切り替えることによる燃焼騒音の急増や、これに伴うユーザーの違和感を抑制することができる。
【００４５】
特にこの制御は、エンジンもしくは車両の加速時に、エンジンの回転速度および負荷の少なくとも一方が急激もしくは過渡的に増加した場合に有効である。前述したように、シリンダ内温度が回転負荷増加後の状態に対応した温度に定常的に落ち着くまでには時間的な遅れがあり、この遅れ期間中に燃焼騒音が急激に増大する傾向にあるが、本実施形態によれば、この遅れ期間中に一時的にパイロット噴射を実行するので、こうした燃焼騒音の急激な増大を効果的に抑制できる。一方、この遅れ期間中では未だシリンダ内温度が十分に上昇していないため、パイロット噴射を行うことによるノズルシートの過剰摩耗はそれ程問題とならず、よってパイロット噴射を実行可能である。
【００４６】
なお、本実施形態において上記所定時間の経過後は、比較例と同様に図４の実線の如く目標パイロット噴射量ＱＰが算出される。
【００４７】
図５は、比較例と本実施形態とで燃焼騒音の時間的推移を比較した図である。横軸は時間ｔ、縦軸は燃焼騒音の大きさである。加速時、エンジンの回転速度および負荷の少なくとも一方の上昇により、燃焼騒音は次第に大きくなっている。ｔ１は、エンジン運転状態がパイロットオン領域Ａからパイロットオフ領域Ｃに移行した時点である。実線で示す比較例では、この移行時点でパイロット噴射が突然停止されたため、燃焼騒音が急激に大きくなっている。これに対し、破線で示す本実施形態だと、移行時点から所定時間の間はパイロット噴射が継続して実行されるため、燃焼騒音の急増を抑制することができる。
【００４８】
図６も、比較例と本実施形態とで燃焼騒音の時間的推移を比較した図である。横軸は時間ｔ、縦軸は燃焼騒音の大きさである。線ａは、エンジン負荷が全負荷（１００％負荷）で一定である場合の燃焼騒音を示す。線ｂは、加速のためにエンジン負荷がパイロットオン領域Ａの１／４負荷（２５％負荷）からパイロットオフ領域Ｃの全負荷（１００％負荷）に急増した場合の、比較例における燃焼騒音の変化を示す。線ｃは、本実施形態に従い、所定時間ｔｘの間、パイロット噴射を一時的に継続して実行した場合の燃焼騒音の変化を示す。図から分かるように、本実施形態の場合には比較例の場合に比べ燃焼騒音を抑制できる。また図から分かるように、所定時間ｔｘは、エンジン運転状態の移行後の騒音レベル（線ｂ）が、その移行後のエンジン運転状態が一定であると仮定した場合の騒音レベル（線ａ）を上回るような時間に設定するのが好ましい。もっとも所定時間ｔｘは、上記のような時間であってできるだけ短い時間であるのが好ましい。
【００４９】
また本実施形態において、ＥＣＵ１００は、外気温センサ４６によって検出された実際の外気温ＴＡが低いほど、所定時間ｔｘを長く設定する。外気温が低いほど、移行後のエンジン運転状態に対応した定常温度に実際のシリンダ内温度が到達するのに時間がかかり、燃焼騒音増大期間が長くなる傾向にあるからである。本実施形態のように所定時間ｔｘを設定することにより、そうしない場合に比べ、燃焼騒音増大期間の長期化を抑制し、ユーザーの違和感を抑制できる。
【００５０】
具体的には、ＥＣＵ１００は、図７に示すようなマップＭ３から、実際の外気温ＴＡに対応した所定時間ｔｘを設定する。マップによれば、ＴＡ１（例えば−３０℃）≦ＴＡ＜ＴＡ２（例えば０℃）の温度域では最大値かつ一定のｔｘ２（例えば３０ｓｅｃ）が所定時間ｔｘとして設定される。またＴＡ３（例えば４０℃）≦ＴＡの温度域では最小値かつ一定のｔｘ１（例えば０ｓｅｃ）が所定時間ｔｘとして設定される。ＴＡ２≦ＴＡ＜ＴＡ３の温度域では、外気温ＴＡの上昇につれ、所定時間ｔｘがｔｘ２からｔｘ１にリニアに減少される。
【００５１】
次に、本実施形態における目標パイロット噴射量ＱＰの算出ルーチンを図８を参照して説明する。図示するルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期τ（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
【００５２】
まずステップＳ１０１では、回転速度センサ４０およびアクセル開度センサ４１によりそれぞれ検出された実際の回転速度ＮＥおよびアクセル開度ＡＣに基づき、図２に示した総噴射量マップＭ１を用いて、目標総噴射量ＱＴＴＬが算出される。
【００５３】
次いでステップＳ１０２では、算出された目標総噴射量ＱＴＴＬと実際の回転速度ＮＥに基づき、図３に示したパイロット噴射量マップＭ２を用いて、目標パイロット噴射量ＱＰが算出される。そして目標総噴射量ＱＴＴＬから目標パイロット噴射量ＱＰが減じられて目標メイン噴射量ＱＭが算出される。
【００５４】
ステップＳ１０３では、外気温センサ４６により検出された実際の外気温ＴＡに基づき、図７に示したマップＭ３を用いて、所定時間ｔｘが設定される。
【００５５】
ステップＳ１０４では、実際のエンジン運転状態が遷移領域Ｂまたはパイロットオフ領域Ｃにあるか否かが判断される。ノーの場合、これは実際のエンジン運転状態がパイロットオン領域Ａにあることを意味するので、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０２で算出された目標パイロット噴射量ＱＰがそのまま目標パイロット噴射量ＱＰとして算出ないし設定される。
【００５６】
他方、イエスの場合、これは実際のエンジン運転状態がある時点でパイロットオン領域Ａから遷移領域Ｂに移行し、あるいはその後パイロットオフ領域Ｃに移行したことを意味する。よってこの場合には、ステップＳ１０５で、遷移領域Ｂへの最初の移行時点からの経過時間ｔｚがカウントされる。
【００５７】
次いでステップＳ１０６で、経過時間ｔｚが所定時間ｔｘ以下かどうかが判断される。
【００５８】
イエスの場合、遷移領域Ｂへの最初の移行時点における境界線ＡＢ上の目標パイロット噴射量ＱＰａｂ（すなわち移行時に通過した境界線ＡＢ上の目標パイロット噴射量ＱＰａｂ）が、目標パイロット噴射量ＱＰとして算出ないし設定される。これにより、図３のパイロット噴射量マップＭ２から本来定まる遷移領域Ｂまたはパイロットオフ領域Ｃの目標パイロット噴射量よりも多い目標パイロット噴射量が算出ないし設定されることとなる。また現在のエンジン運転状態がパイロットオフ領域Ｃにある場合には、ゼロではなく、それより大きい正の値の目標パイロット噴射量が算出ないし設定されることとなる。
【００５９】
他方、ステップＳ１０６がノーの場合、これは遷移領域Ｂへの最初の移行時点から所定時間ｔｘが経過した後に該当するので、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０２で算出された目標パイロット噴射量ＱＰがそのまま目標パイロット噴射量ＱＰとして算出ないし設定される。
【００６０】
こうして目標パイロット噴射量ＱＰと目標メイン噴射量ＱＭが算出されたならば、別ルーチンにて別途算出される目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期の到来と同時に、それぞれ、各噴射量に対応した通電時間だけインジェクタ７がオンされ、パイロット噴射およびメイン噴射が実行される。
【００６１】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。上記基本実施形態では、遷移領域Ｂへの最初の移行時点から所定時間ｔｘの間は、その移行時点における境界線ＡＢ上の目標パイロット噴射量ＱＰａｂ（図４の例ではＳ点のＱＰ１）を目標パイロット噴射量ＱＰとして算出ないし設定した（図４破線参照）。しかしながらこれに限らず、パイロット噴射量マップＭ２から定まる目標パイロット噴射量（図４実線）より多い所定値を、所定時間ｔｘの間の目標パイロット噴射量ＱＰとして算出することが可能である。例えば図４の例でいうと、ＱＰ１より多い所定値を算出してもよいし、少ない所定値（但し正の値である）を算出してもよい。ＱＰ１より少ない正の値を所定値として設定し、マップＭ２から定まる値が所定値より大きければマップＭ２から定まる値を目標パイロット噴射量として算出し、マップＭ２から定まる値が所定値以下であれば所定値を目標パイロット噴射量として算出してもよい。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  エンジン
７  インジェクタ
９  シリンダ
４０  回転速度センサ
４１  アクセル開度センサ
４６  外気温センサ
１００  電子制御ユニット
Ｍ２  パイロット噴射量マップ
ＱＰ  目標パイロット噴射量
Ａ  パイロットオン領域
Ｂ  遷移領域
Ｃ  パイロットオフ領域
ＡＢ，ＢＣ  境界線
ｔｘ  所定時間
ＴＡ  外気温
Ｒ  格子点
【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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