(57)【要約】【課題】拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行を燃焼騒音を低減しながら円滑に行う。【解決手段】燃焼判定部４４は、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定する。ＥＧＲ制御部４３は、燃焼判定部４４で拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行すると判定された場合に、吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるようにＥＧＲの制御を行う。燃焼騒音予測部４５は、ＥＧＲ制御部４３が吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるようにＥＧＲの制御を行う場合に、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測する。燃料噴射制御部４２は、燃焼騒音予測部４５で予測された燃焼騒音に基づいて、燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御するか否かを決定する。【選択図】図１
2009191802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散燃焼と予混合圧縮着火燃焼とのいずれかを選択的に行い、燃焼後の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ供給する排気再循環を行う圧縮着火式内燃機関の制御を行う装置であって、
拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定する燃焼判定部と、
燃焼判定部で拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行すると判定された場合に、吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるように排気再循環の制御を行うＥＧＲ制御部と、
ＥＧＲ制御部が吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるように排気再循環の制御を行う場合に、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測する燃焼騒音予測部と、
燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音に基づいて、燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御するか否かを決定する燃料噴射制御部と、
を備える、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射制御部は、燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベル以下である場合は、燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御する、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベルを超える場合に、燃焼における失火の発生を判定する失火判定部をさらに備え、
燃料噴射制御部は、
燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベルを超える場合は、燃料噴射時期を拡散燃焼を行う噴射時期に制御し、
さらに、失火判定部で失火が発生すると判定された場合は、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行う、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合にパイロット噴射を行っているときは、主噴射時期を進角させる、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合に主噴射時期を進角制限時期まで進角させているときは、パイロット噴射量を増大させる、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
失火判定部は、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて、燃焼における失火の発生を判定する、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃焼騒音予測部は、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧との他に、エンジン回転数と吸気温度と燃料噴射時期とエンジン冷却液温度とのいずれか１つ以上にも基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測する、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに対する予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音の関係を表す燃焼騒音特性を記憶する燃焼騒音特性記憶部をさらに備え、
燃焼騒音予測部は、燃焼騒音特性記憶部に記憶された燃焼騒音特性において、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに対応する予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音を演算することで、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測する、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
燃焼判定部は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定する、圧縮着火式内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の制御を行う装置であって、
燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、
燃焼における失火の発生を判定する失火判定部と、
を備え、
燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合に、
燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行っていないときは、パイロット噴射を行い、
パイロット噴射を行っているときは、主噴射時期を進角させ、
主噴射時期を進角制限時期まで進角させているときは、パイロット噴射量を増大させる、圧縮着火式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、燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の制御を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮着火式内燃機関の制御装置の関連技術が下記特許文献１，２に開示されている。特許文献１においては、圧縮着火式内燃機関は、圧縮上死点付近にて燃料を筒内に直接噴射して筒内の燃料を自着火させる拡散燃焼と、筒内に形成した燃料と吸気との予混合気を自着火させる予混合圧縮着火燃焼（ＰＣＣＩ燃焼）とを切り替えて運転を行うとともに、燃焼後の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ供給する排気再循環（ＥＧＲ）を行う。そして、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行時には、第１の中間燃焼領域を設定し、第１の中間燃焼領域における燃料噴射時期を、拡散燃焼における燃料噴射時期と予混合圧縮着火燃焼における燃料噴射時期との中間値よりも遅角側に制御している。これによって、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行時に、予混合気が過早なタイミングで自着火するのを抑制して、燃焼騒音の低減を図っている。
【０００３】
また、特許文献２には、拡散燃焼における失火の発生を防止するために燃料噴射時期を進角する制御が開示されている。より具体的には、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとする関係に基づいて基本失火限界噴射時期を求め、この基本失火限界噴射時期を、吸気圧に基づく吸気圧進角補正値、冷却水温に基づく冷間進角補正値、及び吸気温に基づく吸気温進角補正値により補正して失火限界噴射時期を求め、さらに、失火限界噴射時期を進角上限ガード値よりも進角しないように制限する。そして、失火限界噴射時期がエンジン回転数及びエンジン負荷に基づく温間時ベース噴射時期よりも進角しているときは、失火限界噴射時期に基づいて燃料噴射時期を制御し、失火限界噴射時期が温間時ベース噴射時期よりも遅角しているときは、温間時ベース噴射時期に基づいて燃料噴射時期を制御している。これによって、失火の発生を防止するために燃料噴射時期を進角させるときに、燃料噴射時期が過度に進角されるのを抑制して、燃焼騒音の低減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１５９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８６５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮着火式内燃機関において、筒内に吸入される吸気中の酸素濃度が過大になると、燃焼が急峻になって燃焼騒音レベルが増大する。一方、筒内に吸入される吸気中の酸素濃度が過小になると、燃焼が緩慢になってトルク不足や失火を招きやすくなる。拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行時には、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制するためにＥＧＲ率を増大させるが、ＥＧＲガスを吸気側へ供給するときの応答性が低いために、ＥＧＲガスの吸気への供給量が過渡的に不足して吸気中の酸素濃度が過渡的に過大になることで、予混合気が過早なタイミングで自着火して燃焼騒音が増大する。特許文献１においては、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行時に、第１の中間燃焼領域を設定することで、ＥＧＲガスの吸気への供給量が過渡的に不足しても予混合気が過早なタイミングで自着火するのを抑制しているが、燃焼騒音を十分に低減するためには、第１の中間燃焼領域における燃料噴射時期を高精度に制御する必要がある。例えば、燃料噴射時期が少しでも遅角側にずれると、トルク不足を招きやすくなる。一方、燃料噴射時期が少しでも進角側にずれると、燃焼騒音を低減する効果が得られなくなる。その結果、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行を円滑に行うことが困難となる。
【０００６】
また、拡散燃焼における失火の発生を防止するために燃料噴射時期を進角する場合は、燃料噴射時期を過度に進角させると、筒内へ噴射した燃料が筒内壁に付着して燃費低下を招くとともに、燃焼騒音が増大する。特許文献２においては、燃料噴射時期を進角上限ガード値よりも進角しないように制限することで、燃焼騒音の低減を図っている。しかし、燃料噴射時期を進角上限ガード値まで進角させた状態で吸気中の酸素濃度が過小であるときは、燃焼が緩慢になって失火の発生を招きやすくなる。
【０００７】
本発明は、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行を燃焼騒音を低減しながら円滑に行うことができる圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供することを目的の１つとする。また、本発明は、燃料の筒内壁への付着を低減しながら失火の発生をより確実に回避することができる圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置は、上述した目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置は、拡散燃焼と予混合圧縮着火燃焼とのいずれかを選択的に行い、燃焼後の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ供給する排気再循環を行う圧縮着火式内燃機関の制御を行う装置であって、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定する燃焼判定部と、燃焼判定部で拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行すると判定された場合に、吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるように排気再循環の制御を行うＥＧＲ制御部と、ＥＧＲ制御部が吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させるように排気再循環の制御を行う場合に、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測する燃焼騒音予測部と、燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音に基づいて、燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御するか否かを決定する燃料噴射制御部と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
本発明においては、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するために吸気側へ供給するＥＧＲガス量を増大させる場合に、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測することで、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音をより精度よく予測することができる。そして、この予測した燃焼騒音に基づいて燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御するか否かを決定することで、燃焼騒音が大きくなる状態で予混合圧縮着火燃焼へ移行するのを回避することができ、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を十分に低減することができる。したがって、本発明によれば、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行を燃焼騒音を低減しながら円滑に行うことができる。
【００１１】
本発明の一態様では、燃料噴射制御部は、燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベル以下である場合は、燃料噴射時期を予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期に制御することが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベルを超える場合に、燃焼における失火の発生を判定する失火判定部をさらに備え、燃料噴射制御部は、燃焼騒音予測部で予測された燃焼騒音が許容レベルを超える場合は、燃料噴射時期を拡散燃焼を行う噴射時期に制御し、さらに、失火判定部で失火が発生すると判定された場合は、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行うことで、失火の発生を回避することができる。この態様では、燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合にパイロット噴射を行っているときは、主噴射時期を進角させることで、失火の発生をより確実に回避することができる。さらに、この態様では、燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合に主噴射時期を進角制限時期まで進角させているときは、パイロット噴射量を増大させることで、主噴射による燃料の筒内壁への付着を低減しながら失火の発生をより確実に回避することができる。
【００１３】
本発明の一態様では、失火判定部は、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに基づいて、燃焼における失火の発生を判定することで、失火の発生をより精度よく判定することができる。
【００１４】
本発明の一態様では、燃焼騒音予測部は、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧との他に、エンジン回転数と吸気温度と燃料噴射時期とエンジン冷却液温度とのいずれか１つ以上にも基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測することで、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音をさらに精度よく予測することができる。
【００１５】
本発明の一態様では、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに対する予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音の関係を表す燃焼騒音特性を記憶する燃焼騒音特性記憶部をさらに備え、燃焼騒音予測部は、燃焼騒音特性記憶部に記憶された燃焼騒音特性において、吸気中の酸素濃度とエンジン負荷と吸入空気量または過給圧とに対応する予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音を演算することで、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音を予測することが好適である。
【００１６】
本発明の一態様では、燃焼判定部は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定することが好適である。
【００１７】
また、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の制御装置は、燃料を筒内に噴射して自着火させる圧縮着火式内燃機関の制御を行う装置であって、燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部と、燃焼における失火の発生を判定する失火判定部と、を備え、燃料噴射制御部は、失火判定部で失火が発生すると判定された場合に、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行っていないときは、パイロット噴射を行い、パイロット噴射を行っているときは、主噴射時期を進角させ、主噴射時期を進角制限時期まで進角させているときは、パイロット噴射量を増大させることを要旨とする。
【００１８】
本発明によれば、燃焼における失火が発生すると判定された場合に、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行っていないときは、パイロット噴射を行い、パイロット噴射を行っているときは、主噴射時期を進角させ、主噴射時期を進角制限時期まで進角させているときは、パイロット噴射量を増大させることで、燃料の筒内壁への付着を低減しながら失火の発生をより確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置の概略構成を圧縮着火式内燃機関１０とともに示す図である。圧縮着火式内燃機関１０は、例えばピストン−クランク機構を用いた周知のディーゼルエンジンにより構成可能である。圧縮着火式内燃機関１０（ディーゼルエンジン）では、吸気行程にて吸気通路１４から筒内に吸気が吸入され、圧縮行程にて筒内に吸入された吸気がピストン１２により圧縮される。ここでは、筒内への吸気を図示しないターボチャージャー等の過給器で加圧することもできる。そして、例えばピストン１２が圧縮上死点付近に位置するときに燃料を燃料噴射弁１３から筒内に直接噴射することで、筒内の燃料が自着火して燃焼（ディーゼル燃焼）する。燃焼後の排出ガスは、排気行程にて排気通路１５へ排出される。圧縮着火式内燃機関１０においては、排気通路１５と吸気通路１４とを繋ぐ還流通路１６が設けられており、燃焼後の排出ガスの一部が還流通路１６を通って吸気通路１４（吸気側）へＥＧＲガスとして供給される排気再循環（ＥＧＲ）が行われる。還流通路１６にはＥＧＲ制御弁１７が設けられており、ＥＧＲ制御弁１７の開度を制御することで、排気通路１５から吸気通路１４への排出ガス（ＥＧＲガス）の還流量が制御され、吸気側へ供給され筒内に吸入されるＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）が制御される。
【００２１】
圧縮着火式内燃機関１０には、筒内への吸入空気量ＩＡを検出する吸入空気量センサ２５と、筒内に吸入される吸気中の酸素（Ｏ2）濃度ＡＯを検出する酸素濃度センサ２６と、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２７と、筒内に吸入される吸気の温度ＴＩを検出する吸気温度センサ２８と、圧縮着火式内燃機関１０の冷却水（冷却液）の温度Ｔｗを検出する冷却液温度センサ２９と、が付設されている。吸入空気量センサ２５は、吸気通路１４における排出ガス（ＥＧＲガス）が供給される位置よりも上流の位置にて吸入空気量ＩＡを検出する。一方、吸気温度センサ２８は、吸気通路１４におけるＥＧＲガスが供給される位置よりも下流（筒内側）の位置にて吸気温度（吸入空気温度）ＴＩを検出する。そして、酸素濃度センサ２６は、吸気通路１４におけるＥＧＲガスが供給される位置よりも下流（筒内側）の位置にて吸気中の酸素濃度ＡＯを検出する。そのため、吸気側へ供給されたＥＧＲガス濃度（ＥＧＲ率）が増大するにつれて、酸素濃度センサ２６で検出される吸気中の酸素濃度ＡＯが減少する。吸入空気量センサ２５で検出された吸入空気量ＩＡを示す信号、酸素濃度センサ２６で検出された吸気中の酸素濃度ＡＯを示す信号、回転数センサ２７で検出されたエンジン回転数Ｎｅを示す信号、吸気温度センサ２８で検出された吸気温度（吸入空気温度）ＴＩを示す信号、及び冷却液温度センサ２９で検出された冷却液温度Ｔｗを示す信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０に入力される。なお、吸入空気量ＩＡの代わりに過給圧（吸気を過給器で加圧する場合）を検出することも可能である。
【００２２】
電子制御装置４０は、例えば図１に示す機能ブロックを含んで構成することができる。圧縮着火式内燃機関１０の燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御部４２は、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅや負荷等の運転状態に基づいて生成した噴射制御信号を燃料噴射弁１３へ出力することで、燃料噴射時期（燃料噴射開始時期）Ｔｉｎｊ及び燃料噴射量Ｆｕを制御する。圧縮着火式内燃機関１０では、圧縮上死点付近にて燃料を筒内に直接噴射して筒内の燃料を自着火させる通常のディーゼル燃焼（拡散燃焼）だけでなく、筒内に形成した燃料と吸気との予混合気を自着火させる予混合圧縮着火燃焼（ＰＣＣＩ燃焼）を行うこともできる。この予混合圧縮着火燃焼を行うことで、黒煙の発生の抑制を図ることができる。予混合圧縮着火燃焼を行う際には、吸気行程または圧縮行程にて燃料を燃料噴射弁１３から筒内に直接噴射して燃料と吸気との予混合気を筒内に形成し、筒内の予混合気をピストン１２により圧縮して自着火させる。
【００２３】
ＥＧＲ制御部４３は、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅや負荷等の運転状態に基づいて生成したＥＧＲ制御信号をＥＧＲ制御弁１７へ出力することで、ＥＧＲ制御弁１７の開度を制御して吸気側へ供給するＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）を制御する。これによって、ＥＧＲ（排気再循環）の制御を行う。予混合圧縮着火燃焼が行われる場合は、ＥＧＲ制御部４３は、ＥＧＲにより吸気側へ供給するＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）を拡散燃焼（通常燃焼）を行う場合よりも増大させることが好ましい。空気（新気）に比べて熱容量の大きいＥＧＲガスを吸気中に多量に混在させ、予混合気中の燃料及び酸素の濃度を低下させることで、自着火遅れ時間を延長して予混合気の自着火タイミングを圧縮上死点近傍に制御することができる。しかも、その予混合気中では、燃料及び酸素の周囲に不活性なＥＧＲガスが略均一に分散し、これが燃焼熱を吸収することになるので、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成が大幅に抑制される。
【００２４】
燃焼判定部４４は、拡散燃焼と予混合圧縮着火燃焼とのいずれを行うかを判定する。ここでは、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅ（負荷）に基づいて、拡散燃焼を行うか予混合圧縮着火燃焼を行うかを判定することができる。例えば、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅが図２に示す特性線Ａを超えない領域である低速・低負荷領域内にある場合は、燃焼判定部４４は、予混合圧縮着火燃焼を行う方を選択する。一方、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅが図２に示す特性線Ａを超える領域である高速・高負荷領域内にある場合は、燃焼判定部４４は、拡散燃焼を行う方を選択する。また、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅが所定値Ｎｅ１よりも低く且つトルクＴｅが所定値Ｔｅ１よりも低い場合は、燃焼判定部４４は、予混合圧縮着火燃焼を行う方を選択することも可能である。一方、圧縮着火式内燃機関１０の回転数Ｎｅが所定値Ｎｅ１よりも高い条件と、圧縮着火式内燃機関１０のトルクＴｅが所定値Ｔｅ１よりも高い条件とのいずれか１つ以上が成立する場合は、燃焼判定部４４は、拡散燃焼を行う方を選択することも可能である。燃料噴射制御部４２が燃焼判定部４４での判定結果に基づいて燃料噴射時期を圧縮上死点付近に制御するか吸気行程（あるいは圧縮行程）に制御するかによって、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼として、拡散燃焼と予混合圧縮着火燃焼とのいずれかを選択的に行うことができる。なお、圧縮着火式内燃機関１０のトルクＴｅ（負荷）については、例えば燃料噴射量Ｆｕから演算することができ、燃料噴射量Ｆｕについては、電子制御装置４０（燃料噴射制御部４２）で演算された値（燃料噴射量の目標値）を用いることができる。
【００２５】
ＥＧＲを行う場合は、ＥＧＲガスを吸気側へ供給するときの応答性が低いために、ＥＧＲ率が目標値から外れて、吸気中の酸素濃度ＡＯが目標値ＡＯＴからずれてくる運転状態が過渡的に生じる。ＥＧＲ率が目標値よりも低く、吸気中の酸素濃度ＡＯが目標値ＡＯＴに対して過大になると、燃料の自着火時期が早すぎることで、燃焼が急峻になって燃焼騒音レベルが増大しやすくなる。特に、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行させる場合は、燃焼ピークを遅角させて騒音を抑制するためにＥＧＲ率を増大させるが、ＥＧＲガスを吸気側へ供給するときの応答性が低いために、ＥＧＲガスの吸気への供給量が過渡的に不足して吸気中の酸素濃度ＡＯが目標値ＡＯＴに対して過渡的に過大になることで、予混合気が過早なタイミングで自着火して燃焼騒音レベルが増大しやすくなる。一方、ＥＧＲ率が目標値よりも高く、吸気中の酸素濃度ＡＯが目標値ＡＯＴに対して過小になると、燃料の自着火時期が遅すぎることで、燃焼が緩慢になってトルク不足や失火を招きやすくなる。そこで、本実施形態では、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測する燃焼騒音予測部４５と、燃焼（拡散燃焼）における失火の発生を判定する失火判定部４７と、を設けている。
【００２６】
予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬは、一般的に、吸気中の酸素濃度ＡＯに応じて変化し、例えば図３（ａ）に示すように、吸気中の酸素濃度ＡＯの増大に対して燃焼騒音レベルＮＬが増大し、吸気中の酸素濃度ＡＯの減少に対して燃焼騒音レベルＮＬが減少する。そして、燃焼騒音レベルＮＬは、吸気中の酸素濃度ＡＯが一定であっても、エンジントルクＴｅ（エンジン負荷、燃料噴射量Ｆｕ）にも応じて変化し、例えば図３（ｂ）に示すように、エンジントルクＴｅの増大に対して燃焼騒音レベルＮＬが増大し、エンジントルクＴｅの減少に対して燃焼騒音レベルＮＬが減少する。さらに、燃焼騒音レベルＮＬは、吸気中の酸素濃度ＡＯが一定であっても、吸入空気量（過給圧）ＩＡにも応じて変化し、例えば図３（ｃ）に示すように、ある吸入空気量（過給圧）ＩＡのレベルをピークとし、そのレベルよりも増大しても減少しても燃焼騒音レベルＮＬが減少する。そのため、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（エンジン負荷）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することができる。その際には、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに対する予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬの関係を表す燃焼騒音特性マップを予め作成して電子制御装置４０内の燃焼騒音特性記憶部４６（記憶装置）に記憶しておく。燃焼騒音予測部４５は、燃焼騒音特性記憶部４６に記憶された燃焼騒音特性マップにおいて、与えられた吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに対応する燃焼騒音レベルＮＬを演算することで、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測する。
【００２７】
さらに、燃焼騒音レベルＮＬは、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡだけでなく、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気温度ＴＩや燃料噴射時期Ｔｉｎｊや冷却液温度Ｔｗによっても影響を受ける。燃焼騒音レベルＮＬは、例えば図３（ｄ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅの増大に対して増大し、エンジン回転数Ｎｅの減少に対して減少するため、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅにも基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。また、燃焼騒音レベルＮＬは、例えば図３（ｅ）に示すように、吸入空気温度ＴＩの増大に対して増大し、ある吸入空気温度ＴＩのレベルでピークをもち、そのレベル以下では吸入空気温度ＴＩの減少に対して減少する。そのため、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、吸入空気温度ＴＩにも基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。また、燃焼騒音レベルＮＬは、予混合圧縮着火燃焼と通常燃焼の両方を考えた場合、例えば図３（ｆ）に示すように、ある燃料噴射時期Ｔｉｎｊをピークとし、その時期よりも進角しても遅角しても燃焼騒音レベルＮＬが減少する。そのため、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、燃料噴射時期Ｔｉｎｊにも基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。また、燃焼騒音レベルＮＬは、例えば図３（ｇ）に示すように、冷却液温度Ｔｗの増大に対して増大し、ある冷却液温度Ｔｗのレベルでピークをもち、そのレベル以下では冷却液温度Ｔｗの減少に対して減少する。そのため、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、冷却液温度Ｔｗにも基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。このように、燃焼騒音予測部４５は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上に基づいて、予混合圧縮着火燃焼時の燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。その際には、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量ＩＡとをパラメータとする燃焼騒音特性マップを用いて演算した燃焼騒音レベルＮＬを、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上に基づいて補正することができる。また、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上を燃焼騒音特性マップのパラメータに追加して燃焼騒音レベルＮＬを演算することもできる。
【００２８】
また、失火の発生しやすさは、吸気中の酸素濃度ＡＯに応じて変化し、例えば図４（ａ）に示すように、吸気中の酸素濃度ＡＯが増大するにつれて失火が発生しにくくなり、吸気中の酸素濃度ＡＯが減少するにつれて失火が発生しやすくなる。そして、失火の発生しやすさは、吸気中の酸素濃度ＡＯが一定であっても、エンジントルクＴｅ（エンジン負荷、燃料噴射量Ｆｕ）に応じて変化し、例えば図４（ｂ）に示すように、エンジントルクＴｅが増大するにつれて失火が発生しにくくなり、エンジントルクＴｅが減少するにつれて失火が発生しやすくなる。さらに、失火の発生しやすさは、吸気中の酸素濃度ＡＯが一定であっても、吸入空気量（過給圧）ＩＡに応じて変化し、例えば図４（ｃ）に示すように、吸入空気量（過給圧）ＩＡが増大するにつれて失火が発生しにくくなり、吸入空気量（過給圧）ＩＡが減少するにつれて失火が発生しやすくなる。そのため、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（エンジン負荷）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに基づいて、失火の発生を判定することができる。その際には、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに対する正常燃焼領域及び失火発生領域の関係を表す失火特性マップを予め作成して電子制御装置４０内の失火特性記憶部４８（記憶装置）に記憶しておく。失火判定部４７は、失火特性記憶部４８に記憶された失火特性マップにおいて、与えられた吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとに対応する領域が正常燃焼領域であるか失火発生領域であるかを判定することで、失火の発生を判定する。
【００２９】
さらに、失火の発生しやすさは、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡだけでなく、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気温度ＴＩや燃料噴射時期Ｔｉｎｊや冷却液温度Ｔｗによっても影響を受ける。失火は、例えば図４（ｄ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが増大するにつれて発生しやすくなり、エンジン回転数Ｎｅが減少するにつれて発生しにくくなるため、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅにも基づいて、失火の発生を判定することもできる。また、失火は、例えば図４（ｅ）に示すように、吸入空気温度ＴＩが増大するにつれて発生しにくくなり、吸入空気温度ＴＩが減少するにつれて発生しやすくなるため、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、吸入空気温度ＴＩにも基づいて、失火の発生を判定することもできる。また、失火は、例えば図４（ｆ）に示すように、燃料噴射時期Ｔｉｎｊが進角するにつれて発生しにくくなり、燃料噴射時期Ｔｉｎｊが遅角するにつれて発生しやすくなるため、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、燃料噴射時期Ｔｉｎｊにも基づいて、失火の発生を判定することもできる。また、失火は、例えば図４（ｇ）に示すように、冷却液温度Ｔｗが増大するにつれて発生しにくくなり、冷却液温度Ｔｗが減少するにつれて発生しやすくなるため、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、冷却液温度Ｔｗにも基づいて、失火の発生を判定することもできる。このように、失火判定部４７は、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上に基づいて、失火の発生を判定することもできる。
【００３０】
次に、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行させる場合に電子制御装置４０が実行する処理を、図５のフローチャートに従って説明する。図５のフローチャートによる処理は、拡散燃焼を行っている場合に所定時間おきに繰り返して実行される。
【００３１】
ステップＳ１０１では、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅ（エンジン負荷）が取得される。ここでのエンジントルクＴｅについては、燃料噴射量Ｆｕから演算することができ、燃料噴射量Ｆｕについては、電子制御装置４０（燃料噴射制御部４２）で演算された値（燃料噴射量の目標値）を用いることができる。ステップＳ１０２では、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼（ＰＣＣＩ燃焼）への移行を行うか否かが燃焼判定部４４により判定される。ここでは、ステップＳ１０１で取得されたエンジン回転数Ｎｅ及びトルクＴｅ（負荷）に基づいて、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するか否かを判定する。例えば、エンジン回転数Ｎｅ及びトルクＴｅが図２の高速・高負荷領域内から低速・低負荷領域内へ移行した場合は、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行する条件が成立したと判定することができる。一方、エンジン回転数Ｎｅ及びトルクＴｅが図２の高速・高負荷領域内にある場合は、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行する条件が成立していないと判定することができる。拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行する条件が成立していない場合（ステップＳ１０２の判定結果がＮＯの場合）は、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。一方、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行すると判定された場合（ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０３に進む。
【００３２】
ステップＳ１０３では、ＥＧＲ制御弁１７の開度を増大させることで吸気側へ供給するＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）を増大させるようにＥＧＲの制御がＥＧＲ制御部４３により行われる。ステップＳ１０４では、吸気中の酸素濃度ＡＯ、吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡ、吸入空気温度ＴＩ、燃料噴射時期Ｔｉｎｊ、及び冷却液温度Ｔｗが取得される。ここでの燃料噴射時期Ｔｉｎｊについては、電子制御装置４０（燃料噴射制御部４２）で演算された値（燃料噴射時期の目標値）を用いることができる。また、吸気中の酸素濃度ＡＯについては、酸素濃度センサ２６により検出することができるが、筒内に吸入される吸気中の酸素濃度ＡＯを推定することも可能である。その場合は、空燃比（Ａ／Ｆ）から排気中の酸素濃度を推定し、ＥＧＲ制御弁１７の開度（ＥＧＲ制御弁１７へのＥＧＲ制御信号）からＥＧＲ率を推定し、ＥＧＲガス中の酸素濃度（＝排気中の酸素濃度）と空気中の酸素濃度とＥＧＲ率とから吸気中の酸素濃度ＡＯを推定することが可能である。そして、ステップＳ１０５では、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬが燃焼騒音予測部４５により予測される。ここでは、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（過給圧）ＩＡとに基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬを予測することができる。また、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上にも基づいて、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬを予測することもできる。
【００３３】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で予測された燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０以下であるか否かが燃料噴射制御部４２により判定される。予測された燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０以下である場合（ステップＳ１０６の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０７において、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを、拡散燃焼を行う噴射時期（圧縮上死点付近）から予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期（吸気行程または圧縮行程）へ進角させる制御が燃料噴射制御部４２により行われる。これによって、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行が完了し、本処理の実行を終了する。一方、予測された燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０を超える場合（ステップＳ１０６の判定結果がＮＯの場合）は、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを拡散燃焼を行う噴射時期に維持して、ステップＳ１０８に進む。
【００３４】
ステップＳ１０８では、拡散燃焼における失火の発生（失火の可能性があるか否か）が失火判定部４７により判定される。ここでは、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（過給圧）ＩＡとに基づいて、失火の発生を判定することができる。また、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）と吸入空気量（過給圧）ＩＡとの他に、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上にも基づいて、失火の発生を判定することもできる。失火が発生しない（失火の可能性がない）と判定された場合は、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。一方、失火が発生する（失火の可能性がある）と判定された場合は、ステップＳ１０９に進む。
【００３５】
ステップＳ１０９では、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行っているか否かが燃料噴射制御部４２により判定される。パイロット噴射を行っていない場合（ステップＳ１０９の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１１０において、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行うように燃料噴射時期（パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐ及び主噴射時期Ｔｉｎｊｍ）が燃料噴射制御部４２により制御される。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。一方、パイロット噴射をすでに行っている場合（ステップＳ１０９の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１１１に進む。
【００３６】
ステップＳ１１１では、主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０よりも遅角しているか否かが燃料噴射制御部４２により判定される。主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０よりも遅角している場合（ステップＳ１１１の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１１２において、主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角させる制御が燃料噴射制御部４２により行われる。ここでは、主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０まで進角させる。進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０は、例えば吸気中の酸素濃度ＡＯに基づいて失火発生領域から外れる時期に設定される。また、パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐ及び主噴射時期Ｔｉｎｊｍの両方を進角させることもできるし、パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐを進角させずに主噴射時期Ｔｉｎｊｍのみを進角させることもできる。パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐ及び主噴射時期Ｔｉｎｊｍの両方を進角させる場合は、パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐと主噴射時期Ｔｉｎｊｍとの間隔を一定に保つこともできるし、例えば主噴射時期Ｔｉｎｊｍの進角量をパイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐの進角量よりも多くして、パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐと主噴射時期Ｔｉｎｊｍとの間隔を変化させることもできる。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。
【００３７】
一方、主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０まですでに進角している場合（ステップＳ１１１の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１１３において、パイロット噴射量Ｆｕｐを増大させる制御が燃料噴射制御部４２により行われる。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。
【００３８】
前述のように、圧縮着火式内燃機関１０の燃焼を拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行させる場合は、ＮＯｘの生成を抑制するためにＥＧＲ率を増大させるが、ＥＧＲガスを吸気側へ供給するときの応答性が低いために、ＥＧＲガスの吸気への供給量が過渡的に不足して、吸気中の酸素濃度ＡＯが目標値ＡＯＴに対して過渡的に過大になる。吸気中の酸素濃度ＡＯが過大な状態（ＥＧＲガスが不足する状態）で、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期へ進角させると、予混合気が過早なタイミングで自着火して燃焼騒音レベルＮＬが増大する。これに対して図５のフローチャートの処理では、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ移行するためにＥＧＲ率を増大させる場合に、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬを予測し、この予測した燃焼騒音レベルＮＬに基づいて燃料噴射時期Ｔｉｎｊを予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期へ進角させるか否かを決定している。予測した燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０よりも大きい場合は、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを拡散燃焼を行う噴射時期に維持する（予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期への進角を禁止する）ことで、燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０を超える状態で予混合圧縮着火燃焼へ移行するのを回避することができる。一方、予測した燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０以下の場合は、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを予混合圧縮着火燃焼を行う噴射時期へ進角させることで、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬを十分に低減することができる。したがって、本実施形態によれば、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行を、燃焼騒音レベルＮＬを低減しながら円滑に行うことができる。
【００３９】
また、燃焼騒音レベルＮＬは、吸気中の酸素濃度ＡＯ（ＥＧＲ率）だけでなくエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）や吸入空気量（過給圧）ＩＡによっても影響を受け、吸気中の酸素濃度ＡＯ（ＥＧＲ率）が一定であっても、エンジントルクＴｅや吸入空気量ＩＡの変化に応じて変化する。これに対して本実施形態では、吸気中の酸素濃度ＡＯだけでなくエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡも用いて予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬを予測しているため、予混合圧縮着火燃焼へ移行したときの燃焼騒音レベルＮＬの予測精度を高めることができる。さらに、燃焼騒音レベルＮＬは、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気温度ＴＩや燃料噴射時期Ｔｉｎｊや冷却液温度Ｔｗによっても影響を受ける。そのため、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡだけでなく、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上も用いて燃焼騒音レベルＮＬを予測することで、燃焼騒音レベルＮＬの予測精度をさらに高めることができる。
【００４０】
また、予測した燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０よりも大きく、燃料噴射時期Ｔｉｎｊを拡散燃焼を行う噴射時期に維持する場合は、過渡的に不足していたＥＧＲ率が徐々に増大することで、吸気中の酸素濃度ＡＯが徐々に減少する。吸気中の酸素濃度ＡＯが不足すると、燃料の自着火時期がリタードして失火が発生しやすくなる。これに対して図５のフローチャートの処理では、予測した燃焼騒音レベルＮＬが許容レベルＮＬ０よりも大きい場合は、失火の発生を判定し、失火が発生すると判定された場合は、パイロット噴射を主噴射の前に行うことで、主噴射の燃焼をパイロット噴射で活発化して失火の発生を回避することができる。そして、失火が発生すると判定された場合にパイロット噴射をすでに行っているときは、主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角させることで、失火の発生をより確実に回避することができる。
【００４１】
ただし、主噴射時期Ｔｉｎｊｍを過度に進角させると、主噴射による燃料が筒内壁に付着して燃費低下を招くとともに、燃焼騒音レベルＮＬが増大する。これに対して図５のフローチャートの処理では、失火が発生すると判定された場合に主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０まですでに進角させているときは、パイロット噴射量Ｆｕｐを増大させることで、主噴射による燃料の筒内壁への付着及び燃焼騒音レベルＮＬを低減しながら、主噴射の燃焼をパイロット噴射で活発化して失火の発生をより確実に回避することができる。なお、パイロット噴射は主噴射と比べて噴射量が少ないため、パイロット噴射量Ｆｕｐの増大による燃料の筒内壁への付着の影響は少ない。
【００４２】
また、失火の発生しやすさは、吸気中の酸素濃度ＡＯ（ＥＧＲ率）だけでなくエンジントルクＴｅ（燃料噴射量Ｆｕ）や吸入空気量（過給圧）ＩＡによっても影響を受け、吸気中の酸素濃度ＡＯ（ＥＧＲ率）が一定であっても、エンジントルクＴｅや吸入空気量ＩＡの変化に応じて変化する。これに対して本実施形態では、吸気中の酸素濃度ＡＯだけでなくエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡも用いて失火の発生を判定しているため、失火の判定精度を高めることができる。さらに、失火の発生しやすさは、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気温度ＴＩや燃料噴射時期Ｔｉｎｊや冷却液温度Ｔｗによっても影響を受ける。そのため、吸気中の酸素濃度ＡＯとエンジントルクＴｅと吸入空気量（過給圧）ＩＡだけでなく、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気温度ＴＩと燃料噴射時期Ｔｉｎｊと冷却液温度Ｔｗとのいずれか１つ以上も用いて失火の発生を判定することで、失火の判定精度をさらに高めることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、失火の発生の判定、及び失火の発生を回避するための燃料噴射制御については、拡散燃焼から予混合圧縮着火燃焼への移行時に限らず行うことができる。以下、失火の発生を回避するための燃料噴射制御を行う場合に電子制御装置４０が実行する処理を、図６のフローチャートに従って説明する。図６のフローチャートによる処理は、所定時間おきに繰り返して実行される。
【００４４】
ステップＳ２０１では、吸気中の酸素濃度ＡＯ、エンジントルクＴｅ（エンジン負荷）、吸入空気量（あるいは過給圧）ＩＡ、エンジン回転数Ｎｅ、吸入空気温度ＴＩ、燃料噴射時期Ｔｉｎｊ、及び冷却液温度Ｔｗが取得される。ステップＳ２０２では、図５のフローチャートのステップＳ１０８と同様に、燃焼における失火の発生（失火の可能性があるか否か）が失火判定部４７により判定される。失火が発生しない（失火の可能性がない）と判定された場合は、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。一方、失火が発生する（失火の可能性がある）と判定された場合は、ステップＳ２０３に進む。
【００４５】
ステップＳ２０３では、図５のフローチャートのステップＳ１０９と同様に、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行っているか否かが燃料噴射制御部４２により判定される。パイロット噴射を行っていない場合（ステップＳ２０３の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ２０４において、図５のフローチャートのステップＳ１１０と同様に、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行うように燃料噴射時期（パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐ及び主噴射時期Ｔｉｎｊｍ）が燃料噴射制御部４２により制御される。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。一方、パイロット噴射をすでに行っている場合（ステップＳ２０３の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０５に進む。
【００４６】
ステップＳ２０５では、図５のフローチャートのステップＳ１１１と同様に、主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０よりも遅角しているか否かが燃料噴射制御部４２により判定される。主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０よりも遅角している場合（ステップＳ２０５の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０６において、図５のフローチャートのステップＳ１１２と同様に、パイロット噴射時期Ｔｉｎｊｐ及び主噴射時期Ｔｉｎｊｍのうち少なくとも主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角させる制御が燃料噴射制御部４２により行われる。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。
【００４７】
一方、主噴射時期Ｔｉｎｊｍが進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０まですでに進角している場合（ステップＳ２０５の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ２０７において、図５のフローチャートのステップＳ１１３と同様に、パイロット噴射量Ｆｕｐを増大させる制御が燃料噴射制御部４２により行われる。そして、本処理の実行を一旦終了し、所定時間後に本処理を再度実行する。
【００４８】
図６のフローチャートの処理によれば、失火が発生すると判定された場合にパイロット噴射を行っていないときは、パイロット噴射を主噴射の前に行うことで、主噴射の燃焼をパイロット噴射で活発化して失火の発生を回避することができる。そして、失火が発生すると判定された場合にパイロット噴射をすでに行っているときは、主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角させることで、失火の発生をより確実に回避することができる。さらに、失火が発生すると判定された場合に主噴射時期Ｔｉｎｊｍを進角制限時期Ｔｉｎｊｍ０まですでに進角させているときは、パイロット噴射量Ｆｕｐを増大させることで、主噴射による燃料の筒内壁への付着及び燃焼騒音レベルＮＬを低減しながら、主噴射の燃焼をパイロット噴射で活発化して失火の発生をより確実に回避することができる。
【００４９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置の概略構成を圧縮着火式内燃機関とともに示す図である。
【図２】拡散燃焼と予混合圧縮着火燃焼との切り替えを行う条件の一例を説明する図である。
【図３】燃焼騒音レベルＮＬの特性の一例を示す図である。
【図４】失火の特性の一例を示す図である。
【図５】電子制御装置が実行する処理を説明するフローチャートである。
【図６】電子制御装置が実行する他の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  圧縮着火式内燃機関、１２  ピストン、１３  燃料噴射弁、１４  吸気通路、１５  排気通路、１６  還流通路、１７  ＥＧＲ制御弁、２５  吸入空気量センサ、２６  酸素濃度センサ、２７  回転数センサ、２８  吸気温度センサ、２９  冷却液温度センサ、４０  電子制御装置、４２  燃料噴射制御部、４３  ＥＧＲ制御部、４４  燃焼判定部、４５  燃焼騒音予測部、４６  燃焼騒音特性記憶部、４７  失火判定部、４８  失火特性記憶部。
【図１】
2009191802.tif 000003
【図２】
2009191802.tif 000004
【図３】
2009191802.tif 000005
【図４】
2009191802.tif 000006
【図５】
2009191802.tif 000007
【図６】
2009191802.tif 000008