(57)【要約】【課題】均質混合気の燃焼を行う内燃機関において、その燃焼の安定性と燃焼によって生じるＮＯｘの抑制を好適に両立する。【解決手段】点火プラグと、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁とを有する内燃機関の制御装置であって、気筒内に均質混合気を形成するための第１燃料噴射と、点火プラグの点火部位近傍に所定の混合気を形成するための第２燃料噴射を行う。そして、燃焼変動が所定の変動閾値を超え、且つ、第２燃料噴射の開始時期と点火時期との間の所定インターバルが所定の最小期間よりも長い場合には、第２燃料噴射の開始時期の遅角化と点火プラグの点火時期の進角化のうち少なくとも一方により、次の燃焼サイクルにおける所定のインターバルを短縮補正する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグと、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁とを有する内燃機関の制御装置であって、
前記気筒内に均質混合気を形成するために前記筒内噴射弁により燃料噴射を行う第１噴射手段と、
前記点火プラグの点火部位近傍に所定の混合気を形成するために前記筒内噴射弁により所定の微小量の燃料噴射を行う第２噴射手段と、
前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期から所定時間経過したタイミングで、前記点火プラグにより前記均質混合気及び前記所定の混合気に点火する点火実行手段と、
前記点火実行手段によって点火が実行された際の、前記内燃機関における燃焼変動を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記燃焼変動に基づいて、該検出が行われた燃焼サイクルの次の燃焼サイクルにおける、前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期から前記点火プラグの点火時期までの期間として定義される所定インターバル、又は、前記第２噴射手段による燃料噴射量を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記燃焼変動が所定の変動閾値を超え、且つ、前記所定インターバルが所定の最小期間よりも長い場合には、前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期の遅角化と前記点火プラグの点火時期の進角化のうち少なくとも一方により、前記次の燃焼サイクルにおける前記所定のインターバルを短縮補正し、
前記燃焼変動が前記所定の変動閾値を超え、且つ、前記所定インターバルが前記所定の最小期間である場合には、前記次の燃焼サイクルにおける前記第２噴射手段による燃料噴射量を増量補正する、
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】
火花点火により燃焼を行う内燃機関において、気筒内に均質混合気を形成した後に点火プラグの周りに濃い混合気を形成し点火することで、安定した着火性を確保するとともに比較的濃度の薄い均質混合気を安定的に燃焼させる技術が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。当該技術では、濃混合気を形成するための気筒内への燃料噴射における噴霧角を、均質混合気を形成するための気筒内への燃料噴射における噴霧角より小さくすることで、より少ない燃料で濃混合気が点火プラグの周囲に形成される。
【０００３】
また、上記のように均質混合気を形成し、その後に点火プラグの周囲に濃混合気を形成する内燃機関において、燃焼時のノックを抑制するために濃混合気を形成するための燃料量を調整する技術が、例えば、特許文献２に開示されている。当該技術では、内燃機関の機関回転速度が低いほど、濃混合気形成のための燃料量が低減される。また、特許文献３には、均質混合気の安定した燃焼のために、濃混合気を形成するための燃料噴射時期や点火プラグによる点火時期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】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４９６５１号公報
【特許文献２】特開２００３−０１３７８４号公報
【特許文献３】特開２００５−３３７１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
均質混合気の燃焼安定化を図るために、点火プラグの周囲に比較的空燃比の低い濃混合気を形成し、その濃混合気に対して点火プラグによる点火が行われる。しかし、このように濃混合気を形成した場合、そこでの燃料の濃度分布によってはＮＯｘ生成量が比較的多くなり得る。しかし、従来技術では、均質混合気の燃焼安定化に関しては多くの工夫がなされているが、そのＮＯｘ生成量の抑制に関しては、十分な対策が講じられているとは言い難い。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、均質混合気の燃焼を行う内燃機関において、その燃焼の安定性と燃焼によって生じるＮＯｘの抑制を好適に両立する技術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】
上記課題を解決するために、本出願人は、均質混合気の燃焼を行う内燃機関において、燃焼変動及びＮＯｘ生成と、点火プラグの周囲に形成される所定の混合気のための燃料噴射の開始時期から点火プラグによる点火時期までの所定インターバル及び所定の混合気のための燃料噴射量との相関に着目した。燃焼安定性とＮＯｘ抑制の両立を考慮したとき、当該所定インターバルを補正した方が、当該燃料噴射量を補正するよりも好適にその両立を図ることが可能であることを、本願の発明者は見出したものである。
【０００８】
より詳細には、本発明は、点火プラグと、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁とを有する内燃機関の制御装置であって、前記気筒内に均質混合気を形成するために前記筒内
噴射弁により燃料噴射を行う第１噴射手段と、前記点火プラグの点火部位近傍に所定の混合気を形成するために前記筒内噴射弁により所定の微小量の燃料噴射を行う第２噴射手段と、前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期から所定時間経過したタイミングで、前記点火プラグにより前記均質混合気及び前記所定の混合気に点火する点火実行手段と、前記点火実行手段によって点火が実行された際の、前記内燃機関における燃焼変動を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記燃焼変動に基づいて、該検出が行われた燃焼サイクルの次の燃焼サイクルにおける、前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期から前記点火プラグの点火時期までの期間として定義される所定インターバル、又は、前記第２噴射手段による燃料噴射量を制御する制御手段と、を備える。そして、前記制御手段は、前記燃焼変動が所定の変動閾値を超え、且つ、前記所定インターバルが所定の最小期間よりも長い場合には、前記第２噴射手段による燃料噴射の開始時期の遅角化と前記点火プラグの点火時期の進角化のうち少なくとも一方により、前記次の燃焼サイクルにおける前記所定のインターバルを短縮補正し、前記燃焼変動が前記所定の変動閾値を超え、且つ、前記所定インターバルが前記所定の最小期間である場合には、前記次の燃焼サイクルにおける前記第２噴射手段による燃料噴射量を増量補正する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、均質混合気の燃焼を行う内燃機関において、その燃焼の安定性と燃焼によって生じるＮＯｘの抑制を好適に両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る制御装置が適用される内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す内燃機関が備える燃料噴射弁の燃料噴射特性を示す図である。
【図３】本発明に係る制御装置における、１燃焼サイクルにおける燃料噴射、点火タイミングの各推移を示す図である。
【図４】本発明に係る制御装置による燃料噴射処理において、点火前噴射時期と点火時期との間の所定インターバルの長さを変化させたときの、初期燃焼期間とＮＯｘ生成量との相関と、点火前噴射量を変化させたときの当該相関とを示す図である。
【図５】本発明に係る制御装置で実行される燃料噴射処理のフローチャートである。
【図６】図５に示す燃料噴射処理によって点火前噴射が行われる際の、均質混合気、点火前噴射量、所定インターバルのそれぞれの基準値と、内燃機関の運転状態とを関連付けた制御マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係る制御装置が適用される内燃機関１の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用の筒内噴射型の火花点火式内燃機関である。内燃機関１において、気筒８には吸気ポート２および排気ポート３がつながれている。吸気ポート２は吸気弁４の開閉を通して吸気を気筒８内に送り込み、排気ポート３は排気弁５の開閉を通して燃焼ガス等を排気として排気通路１０へ送り出す。この排気通路１０には、排気浄化のための触媒である三元触媒１１が設置されている。気筒８内にはピストン９が配されている。
【００１３】
また、内燃機関１では、ピストン９に対向する気筒８の頂部に燃料噴射弁７が設けられている。燃料噴射弁７はソレノイド駆動方式の燃料噴射弁であり、そのボディ内に燃料が流れる通路が形成されており、その通路には図示されないデリバリパイプから燃料が供給され、供給された燃料は燃料噴射弁７内で電磁駆動されるニードル弁の動作に伴ってガソ
リン燃料を気筒８内に直接噴射可能となるように構成、配置されている。また、燃料噴射弁７から噴射される燃料噴霧に点火可能な位置に、点火プラグ６が配置されている。
【００１４】
ここで、内燃機関１には、電子制御装置であるＥＣＵ２０が搭載されており、内燃機関１における各種の制御が実行される。また、内燃機関１には、アクセル開度センサ２１がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求されるトルク等を算出する。また、クランクポジションセンサ２２がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度等を算出する。更に、ＥＣＵ２０は、吸気ポート２に繋がれた不図示の吸気通路に設置されたエアフローメータ２３とも電気的に接続されており、吸気通路を流れる吸気流量が検出可能となっている。なお、ＥＣＵ２０には、上記以外の、内燃機関１に設けられている各種センサ等にも電気的に接続されており、ＥＣＵ２０により燃料噴射弁７からの燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ６の点火時期等の制御、その他の内燃機関１における各種の制御が実行される。
【００１５】
ここで、内燃機関１では、均質混合気の安定した燃焼を実現するために点火プラグ６の点火前に極めて少量の燃料を噴射し点火プラグ６の点火部位の近傍に均質混合気よりも濃い所定の混合気を形成する燃料噴射を行う。この極めて少量の燃料噴射を、本願では「点火前噴射」と称することとする。そして、その濃い所定の混合気が点火プラグ６により点火される。ここで、点火前噴射について、図２に基づいて説明する。図２は、燃料噴射弁７の燃料噴射特性を示しており、横軸はＥＣＵ２０から燃料噴射弁７へ指示される噴射指示期間を表している。この噴射指示期間は、燃料噴射弁７のニードル弁を駆動させるために電磁駆動機構に駆動電流を印加する期間に相当する。また、図２の縦軸はその噴射指示に対応して実際に噴射される燃料噴射量である。図２に示すように、噴射指示期間がｔ１より短い場合は、実際には燃料噴射弁７からは燃料は噴射されない。これは、噴射指示期間が短いと、駆動電流が印加されたとしても、燃料噴射弁７内でニードル弁を変位させる程度に十分な電磁駆動力を発生できないことによる。また、噴射指示期間がｔ２（ｔ２＞ｔ１）より長い場合は、十分な電磁駆動力が発生できるため、噴射指示期間の長さに対して線形的に燃料噴射量を調整することが可能となる。このように噴射指示期間がｔ２より長い場合には、燃料噴射弁７から比較的多くの燃料の噴射が可能となる。
【００１６】
一方で、本願の点火前噴射では、上記ｔ１から上記ｔ２の範囲の噴射指示期間により噴射可能な、極めて少量の燃料が噴射される。具体的には、燃料噴射弁７の機械的な要因により実質的に燃料を噴射可能な、上記ｔ１に最も近い噴射指示期間ｔ１’を下限値とし、上記ｔ２を上限値とする範囲の噴射指示期間による燃料噴射が、点火前噴射により実行される。このように点火前噴射では、極めて少量の燃料が噴射され、それにより均質混合気中に、点火プラグ６の点火部近傍に比較的濃い混合気がいたずらに広がらないように形成できるため、均質混合気の安定した燃焼と、燃焼の際のＮＯｘ生成量の抑制とを両立することが可能となる。
【００１７】
図３は、内燃機関１で点火前噴射が行われる際の、１燃焼サイクルにおける、燃料噴射弁７による燃料噴射状態の推移、点火プラグ６による点火タイミングを示している。図３に示すように、１燃焼サイクルにおける燃料噴射弁７からの燃料噴射は、吸気行程時に行われるメイン噴射ｍ１と、点火プラグ６の点火の直前に行われる点火前噴射ｍ２とに区別できる。メイン噴射ｍ１は、気筒８内に均質混合気を形成するために、比較的早期に行われる燃料噴射である。一方で、点火前噴射ｍ２は、上記の通り、均質混合気の安定した燃焼と、燃焼の際のＮＯｘ生成量の抑制との両立のために、点火プラグ６の点火部位近傍に所定の混合気（均質混合気より燃料濃度の高い濃混合気）を形成する燃料噴射である。そして、点火前噴射ｍ２の燃料噴射開始時期と、点火プラグ６の点火時期との期間である所定インターバルをΔｔで表す。
【００１８】
ここで、本願発明の発明者は、その鋭意努力により、内燃機関１において均質混合気の燃焼を行う場合、その燃焼安定性とＮＯｘ生成量は、点火前噴射を伴う、内燃機関１における燃料噴射条件に大きく依存することを見出した。内燃機関１において均質混合気の燃焼を行合う場合、その混合気空燃比をリーン側の空燃比とすることでＮＯｘの発生量を抑制することができる。しかし、その空燃比がリーン側に移行し過ぎると、その燃焼が不安定となり内燃機関１の燃焼変動が顕著となる。なお、内燃機関１の燃焼変動は、内燃機関１の機関回転速度の変動や、その出力トルクの変動等として反映される。
【００１９】
そして、内燃機関１の燃焼変動は、点火プラグ６の点火直後の混合気の燃焼速度を反映する初期燃焼期間と大きく関連する。初期燃焼期間は、例えば、噴射燃料の１０％が燃焼に要した期間の長さとして定義できる。そして初期燃焼期間が長くなるほど、燃焼変動が大きくなる。したがって、このような燃焼変動を抑制するためには、点火前噴射により比較的燃料濃度の高い混合気を点火プラグ６の点火部位近傍に形成するのが有効であるが、その際に初期燃焼期間をできるだけ短くすることが燃焼変動の抑制の観点から重要となる。一方で、ＮＯｘ抑制のために均質混合気の燃焼を行うが、点火前噴射を行うことで比較的濃い混合気を形成することになるため、その部位においてＮＯｘが生じやすい状況が形成される。このことから、点火前噴射を行う場合においては、ＮＯｘ抑制の観点からその噴射条件を決定することも重要となる。
【００２０】
以上を踏まえ、本願発明では点火前噴射に関する噴射条件のうち、所定インターバルΔｔの長さと点火前噴射量に着目した。そして、図４に、所定インターバルΔｔの長さを変化させたときの、初期燃焼期間とＮＯｘ生成量との相関を線Ｌ１で表し、更に点火前噴射量を変化させたときの初期燃焼期間とＮＯｘ生成量との相関を線Ｌ２で表している。なお、図４に示す当該相関は、内燃機関１の運転状態が点火前噴射を行う所定の運転状態であったときのものである。
【００２１】
図４に示す線Ｌ１に関して白抜き矢印は、点火前噴射量をある量に固定した状態で所定インターバルΔｔを短縮していった場合の、初期燃焼期間とＮＯｘ生成量との相関の推移を表している。また、線Ｌ２に関して黒塗り矢印は、所定インターバルΔｔをある長さに固定した状態で点火前噴射量を増量していった場合の、初期燃焼期間とＮＯｘ生成量との相関の推移を表している。図４からも分かるように、燃焼変動に関連する初期燃焼期間に関しては、所定インターバルΔｔの長さの方が、点火前噴射量よりも影響の度合いが大きい。すなわち、燃焼変動を抑制するためには、所定インターバルΔｔを短縮する方が、点火前噴射量を調整するよりも効果的に初期燃焼期間を短縮し燃焼変動を抑制することが可能となる。一方で、点火前噴射量を増量した場合、初期燃焼速度は多少短くなるものの、ＮＯｘ生成量が顕著となる傾向が見出せる。一方で、所定インターバルΔｔを短縮したときのＮＯｘ生成量の増加幅は、比較的小さいことが見出せる。
【００２２】
以上より、内燃機関１において均質混合気の燃焼を行う場合、燃焼変動の抑制及びＮＯｘ生成量の抑制の両立の観点に立てば、点火前噴射ｍ２を実行するときの燃料噴射条件としては、所定インターバルΔｔを優先的に短縮することが好ましいことが理解できる。なお、所定インターバルΔｔを過度に短くすると、再び初期燃焼期間が長くなる傾向が見出せる。そこで、図４に示す例では、線Ｌ１上の点Ｐ１で示される初期燃焼期間が達成されるまで所定インターバルΔｔを調整するのが好ましい。すなわち、点Ｐ１で示される初期燃焼期間に対応する所定インターバルΔｔが、内燃機関１が所定の運転状態にあるときの、所定インターバルΔｔの最小値の一例を表している。
【００２３】
そして、点火前噴射ｍ２を実行するときの燃料噴射条件として点火前噴射量を調整する場合は、所定インターバルΔｔがその最小値に設定された後に、点火前噴射量を増量して
いくのが好ましい。点火前噴射量を増量することで均質混合気への点火は容易となるため燃焼安定性は得られるものの、図４に線Ｌ２で示すように点火前噴射量が増量されると、ＮＯｘ生成量が増加していく傾向が見出せるからである。なお、線Ｌ２上の点Ｐ２は、点火前噴射量が最小値であるとき、すなわち図２に示す噴射指示期間がｔ１’のときの初期燃焼期間及びＮＯｘ生成量を表している。
【００２４】
ここで、内燃機関１における燃料噴射処理の流れについて、図５に基づいて説明する。なお、当該燃料噴射処理は、均質混合気の燃焼を行う内燃機関１の稼働中に、ＥＣＵ２０によって所定の制御プログラムが実行されることで、１燃焼サイクルごとに繰り返し実現される。先ずＳ１０１では、内燃機関１の機関回転速度と機関負荷で特定される運転状態が、点火前噴射を実行する所定の領域に属しているか否かが判定される。内燃機関１では、均質混合気の燃焼は、機関負荷が所定の負荷範囲内であって且つ機関回転速度が所定の速度範囲内に属する領域（以下、「点火前噴射実行領域」と称する）で実行される。なお、図６には、点火前噴射が行われる際の、均質混合気空燃比、点火前噴射量、所定インターバルのそれぞれの基準値と、内燃機関の運転状態とを関連付けた制御マップが示されており、各制御マップ中に、点火前噴射実行領域がＲ１で表されている。なお、図６の上段（ａ）には、その点火前噴射実行領域Ｒ１での、均質混合気の空燃比（図３に示すメイン噴射ｍ１で形成される混合気の空燃比）の基準値の分布が表されており、中段（ｂ）には、点火前噴射実行領域Ｒ１での、点火前噴射量（図３に示す点火前噴射ｍ２による噴射量）の基準値の分布が表されており、下段（ｃ）には、点火前噴射実行領域Ｒ１での所定インターバルΔｔの長さの基準値の分布が表されている。
【００２５】
これらの各基準値は、基準となる内燃機関において事前の実験等で導出された、燃焼変動の抑制とＮＯｘ生成量の抑制とを両立し得る均質混合気空燃比、点火前噴射量、所定インターバルΔｔの長さのそれぞれの基準となる値である。例えば、点火前噴射実行領域Ｒ１で、内燃機関１の運転状態が、均質混合気空燃比を２８．０とするサブ領域に属する場合には、点火前噴射量が１．２ｍｍ３とされ、且つ、所定インターバルΔｔの長さがクランク角で８度とされる。そして、各基準値の分布の傾向の一例としては、機関負荷が大きくなるほど、又は、機関回転速度が大きくなるほど、均質混合気空燃比はリーン側の空燃比となり、点火前噴射量は増量し、所定インターバルΔｔの長さは短くなる。また、図示はしていないが、メイン噴射ｍ１の噴射開始時期や点火プラグ６の点火時期等についても、内燃機関１の運転状態に応じて、特定の時期に設定されるものとする。そして、これらの条件を踏まえ、メイン噴射ｍ１の噴射量や点火前噴射ｍ２の噴射開始時期も特定されることになる。
【００２６】
Ｓ１０１で肯定判定されるとＳ１０２へ進み、否定判定されるとＳ１１０へ進む。Ｓ１０２では、点火前噴射ｍ２を伴う燃料噴射、すなわち図３に示す形態の燃料噴射が行われる。なお、このＳ１０２で行われる燃料噴射の噴射条件は、上記の通り、図６に示す制御マップから導出される均質混合気空燃比、点火前噴射量、所定インターバルΔｔの各基準値等と、前回の燃焼サイクル時に、後述するＳ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１０９で設定された噴射条件の補正係数に基づいて決定される。その詳細は、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１０９のそれぞれにおいて説明する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００２７】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２での燃料噴射による燃料の燃焼の結果、内燃機関１での燃焼変動が所定の閾値を超えたか否かが判定される。内燃機関１の燃焼変動は、クランクポジションセンサ２２の検出値に基づいて算出される内燃機関１の機関回転速度の変動に基づいて検知できる。また、別法としては、内燃機関１の出力軸に設けられた図示しない歪ゲージの検出値に基づいて算出される内燃機関１の出力トルクの変動や、気筒８内の燃焼圧を検出可能な図示しない圧力センサの検出値の変動等に基づいても、内燃機関１の燃焼変動
を検知することができる。なお、燃焼変動の比較対象である所定の閾値については、内燃機関１において安定的な燃焼として許容し得る燃焼状態に基づいて決定することができる。Ｓ１０３で肯定判定されるとＳ１０４へ進み、否定判定されるとＳ１０７へ進む。
【００２８】
Ｓ１０４では、燃焼変動が所定の閾値を超えたと判定されたときの燃料噴射条件での所定インターバルΔｔの長さが、現在の内燃機関１の運転状態に対し初期燃焼期間が最小値となる所定インターバルの長さΔｔｍｉｎより大きいか否かが判定される。このΔｔｍｉｎは、仮に内燃機関１の運転状態が図４における内燃機関１の運転状態である場合、点Ｐ１に対応する所定インターバルの長さとなる。そして、Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１０６へ進む。
【００２９】
Ｓ１０５では、所定インターバルΔｔの長さを短縮補正するための補正係数が設定される。Ｓ１０４で肯定判定されている場合、図４に基づいて説明したように燃焼変動の抑制に効果的な燃料の噴射条件である所定インターバルΔｔを短縮する余裕が存在する。そこで、Ｓ１０３で肯定判定され、内燃機関１において燃焼変動が所定の閾値を超えていると判定された場合には、所定インターバルΔｔについて、内燃機関１の運転状態に基づいて算出される所定インターバルΔｔの上記基準値（図６（ｃ）を参照）を短縮補正するための補正係数が設定される。なお、ここで設定された短縮補正のための補正係数は、次の燃焼サイクルで行われる点火前噴射を伴う燃料噴射の際に反映される（上記Ｓ１０２の説明を参照のこと）。また、所定インターバルΔｔの短縮補正の実行については、点火前噴射の開始時期を遅角化してもよく、又は、点火プラグ６の点火時期を進角化してもよく、更に、別法として、点火前噴射の開始時期を遅角化し且つ点火プラグ６の点火時期を進角化してもよい。Ｓ１０５の処理後、本燃料噴射処理は終了し、再び次の燃焼サイクルのための燃料噴射処理が開始されることになる。
【００３０】
一方で、Ｓ１０６では、点火前噴射量を増量補正するための補正係数が設定される。Ｓ１０４で否定判定されている場合、図４に基づいて説明したように燃焼変動の抑制に効果的な燃料の噴射条件である所定インターバルΔｔを更に短縮する余裕は存在しない。そこで、Ｓ１０３で肯定判定され、内燃機関１において燃焼変動が所定の閾値を超えていると判定された場合には、点火前噴射量について、内燃機関１の運転状態に基づいて算出される点火前噴射量の上記基準値（図６（ｂ）を参照）を増量補正するための補正係数が設定される。なお、ここで設定された増量補正のための補正係数は、次の燃焼サイクルで行われる点火前噴射を伴う燃料噴射の際に反映される（上記Ｓ１０２の説明を参照のこと）。Ｓ１０６の処理後、本燃料噴射処理は終了し、再び次の燃焼サイクルのための燃料噴射処理が開始されることになる。
【００３１】
次に、Ｓ１０３で否定判定されＳ１０７へ進んだ場合、燃焼変動が所定の閾値を超えていないと判定されたときの燃料噴射条件での点火前噴射量が、現在の内燃機関１の運転状態に対し点火前噴射量が最小値となる所定の点火前噴射量Ｑｍ１ｍｉｎより大きいか否かが判定される。このＱｍ１ｍｉｎは、仮に内燃機関１の運転状態が図４における内燃機関１の運転状態である場合、点Ｐ２に対応する点火前噴射量である。そして、Ｓ１０７で肯定判定されるとＳ１０８へ進み、否定判定されるとＳ１０９へ進む。
【００３２】
Ｓ１０８では、点火前噴射量を減量補正するための補正係数が設定される。Ｓ１０７で肯定判定されている場合、図４に基づいて説明したようにＮＯｘ生成量の増加に反映されやすい、燃料の噴射条件である点火前噴射量を更に減量する余裕が存在する。そこで、Ｓ１０３で否定判定され、内燃機関１において燃焼変動が所定の閾値を超えていない、すなわち、内燃機関１において安定的な燃焼を維持するにはある程度余裕があることを踏まえ、Ｓ１０８では点火前噴射量について、内燃機関１の運転状態に基づいて算出される点火前噴射量の上記基準値（図６（ｂ）を参照）を減量補正するための補正係数が設定される
。なお、ここで設定された減量補正のための補正係数は、次の燃焼サイクルで行われる点火前噴射を伴う燃料噴射の際に反映される（上記Ｓ１０２の説明を参照のこと）。この点火前噴射量の減量補正により、内燃機関１の燃焼変動は大きくなる可能性はあるものの所定の閾値を超えないのであれば、その燃焼変動は許容されるものであり、更には、当該減量補正によりＮＯｘ生成量を抑制することが可能となる。Ｓ１０８の処理後、本燃料噴射処理は終了し、再び次の燃焼サイクルのための燃料噴射処理が開始されることになる。
【００３３】
Ｓ１０９では、所定インターバルΔｔの長さを延長補正するための補正係数が設定される。Ｓ１０７で否定判定されている場合、図４に基づいて説明したようにＮＯｘ生成量の増加に反映されやすい、燃料の噴射条件である点火前噴射量を更に減量する余裕は存在しない。このことは、点火前噴射の減量によるＮＯｘ生成量の抑制の余地はないことを意味する。そこで、Ｓ１０３で否定判定され、内燃機関１において燃焼変動が所定の閾値を超えていない、すなわち、内燃機関１において安定的な燃焼を維持するにはある程度余裕があることを踏まえ、Ｓ１０９では所定インターバルΔｔの長さについて、内燃機関１の運転状態に基づいて算出される所定インターバルΔｔの長さの上記基準値（図６（ｃ）を参照）を延長補正するための補正係数が設定される。なお、ここで設定された延長補正のための補正係数は、次の燃焼サイクルで行われる点火前噴射を伴う燃料噴射の際に反映される（上記Ｓ１０２の説明を参照のこと）。この所定インターバルΔｔの長さの延長補正により、内燃機関１の燃焼変動は大きくなる可能性はあるものの所定の閾値を超えないのであれば、その燃焼変動は許容されるものであり、更には、その後仮に燃焼変動が許容できない状態になった場合でも、所定インターバルΔｔの長さを短縮補正し速やかに燃焼変動を抑制するための余裕を当該延長補正により確保することができる。なお、所定インターバルΔｔの延長補正の実行については、点火前噴射の開始時期を進角化してもよく、又は、点火プラグ６の点火時期を遅角化してもよく、更に、別法として、点火前噴射の開始時期を進角化し且つ点火プラグ６の点火時期を遅角化してもよい。Ｓ１０９の処理後、本燃料噴射処理は終了し、再び次の燃焼サイクルのための燃料噴射処理が開始されることになる。
【００３４】
また、Ｓ１０１で否定判定されＳ１１０へ進んだ場合、Ｓ１１０では、点火前噴射ｍ２を伴わない燃料噴射である通常燃料噴射が行われる。この通常燃料噴射では、図３に示す吸気行程でのメイン噴射ｍ１の燃料によって、気筒８内に均質混合気が形成され、その均質混合気が点火プラグ６によって点火、燃焼される。なお、この通常燃料噴射の噴射条件は、内燃機関１の運転状態に基づいて決定されるが、その噴射条件の決定については従来技術によるものであるから、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
このように本燃料噴射処理では、内燃機関１において点火前噴射を伴う燃料噴射を行う場合に、燃焼変動が所定の閾値を超えると、その燃料噴射条件に含まれる所定インターバルΔｔの長さと、点火前噴射量のうち、優先的に所定インターバルΔｔの長さを短縮補正することで、燃焼変動の抑制を効果的に行いながら、ＮＯｘ生成量の増加幅を比較的に小さく抑えることが可能となる。すなわち、内燃機関１において、その燃焼の安定性と燃焼によって生じるＮＯｘの抑制を好適に両立することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・内燃機関
４・・・吸気弁
５・・・排気弁
６・・・点火プラグ
７・・・燃料噴射弁
８・・・気筒
２０・・・ＥＣＵ
２１・・・クランクポジションセンサ
２２・・・アクセル開度センサ
２３・・・エアフローメータ
【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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