JP2004003439A - エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン１が低負荷側の予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときに、燃焼室４に臨むインジェクタ５により燃料を比較的早期に主噴射するとともに、ＥＧＲ率を高くして予混合圧縮着火燃焼とするようにした直噴式ディーゼルエンジン１において、ＥＧＲ率が大幅に変化したり、還流する排気や燃焼室４の温度状態が変動したりしても、予混合気の着火時期を最適化して燃費の改善を図る。
【解決手段】主噴射燃料により形成された予混合気中で冷炎反応が開始するのに対応して、例えばＢＴＤＣ１７°ＣＡ近傍にて燃料を副噴射し、この燃料の気化潜熱によって予混合気の温度を低下させて、その着火の時期をＴＤＣ近傍まで遅延させる。ＥＧＲ率の推定値やクランク角速度の変化に基づいて副噴射量を制御することで予混合気の着火時期を最適化し、サイクル効率の高い熱発生パターンを実現して燃費の改善を図る。
【選択図】　　　図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃焼制御装置に関し、特に、気筒内の燃焼室に燃料噴射弁により燃料を直接、噴射させて予混合気を形成し、この予混合気を圧縮して自着火させるようにしたものの着火時期の制御の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば直噴式ディーゼルエンジンでは、一般的に、気筒の圧縮上死点近傍で高温高圧の燃焼室に燃料を噴射して、自着火により燃焼させるようにしている。このとき、燃焼室に噴射された燃料は高密度の空気との衝突によって微細な液滴に分裂（霧化）しながら進行し、略円錐状の燃料噴霧を形成するとともに、その燃料液滴の表面から気化しつつ燃料噴霧の主に先端側や外周側で周囲の空気を巻き込んで混合気を形成し、この混合気の濃度及び温度が着火に必要な状態になったところで燃焼を開始する（予混合燃焼）。そして、そのようにして着火、即ち燃焼を開始した部分が核となり、周囲の燃料蒸気や空気を巻き込みながら拡散燃焼すると考えられている。
【０００３】
そのような通常のディーゼルエンジンの燃焼（以下、単にディーゼル燃焼ともいう）では、初期の予混合燃焼に続いて大部分の燃料が拡散燃焼することになるが、この際、濃度の不均一な燃料噴霧中において空気過剰率λが１に近い部分では急激な熱発生に伴い窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成され、また、燃料の過濃な部分では酸素不足によって煤が生成されることになる。これに対し、ＮＯｘや煤を低減するために排気の一部を吸気に還流させる（Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下、単にＥＧＲという）ことや燃料の噴射圧力を高めることが従来から行われている。
【０００４】
そのようにＥＧＲによって不活性な排気を還流させると、燃焼温度が低下してＮＯｘの生成が抑えられる一方で、吸気中の酸素が減ることになるから、多量のＥＧＲは煤の生成を助長する結果となる。また、燃料噴射圧力を高めることは燃料噴霧の微粒化を促進するとともに、その貫徹力を大きくして空気利用率を向上するので、煤の生成は抑制されるが、ＮＯｘはむしろ生成し易い状況になる。つまり、ディーゼル燃焼においてはＮＯｘの低減と煤の低減とがトレードオフの関係にあり、両者を同時に低減することは難しいのが実状である。
【０００５】
これに対し、近年、燃料の噴射時期を大幅に進角させて、予混合燃焼が主体の燃焼状態とすることにより、ＮＯｘと煤とを同時に且つ格段に低減できる新しい燃焼の形態が提案されており、一般に予混合圧縮着火燃焼と呼ばれるものが公知である。例えば特許文献１に記載のディーゼルエンジンでは、ＥＧＲによって多量の排気を還流させるとともに、気筒の圧縮行程で燃料を噴射して空気と十分に混合し、この予混合気を圧縮行程の終わりに自着火させて、燃焼させるようにしている。
【０００６】
そのような予混合燃焼（予御合圧縮着火燃焼）のときには、ＥＧＲによって吸気中に還流させる排気の割合（ＥＧＲ率）を上述したディーゼル燃焼のときよりも一段、高くする。すなわち、空気に比べて熱容量の大きい排気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密度を低下させることで、着火遅れ時間を延長して燃料を吸気（空気及び排気）と十分に混合することができ、しかも、そのように形成された予混合気の着火のタイミングを圧縮上死点（ＴＤＣ）近傍まで遅延させて、サイクル効率の高い熱発生のパターンとすることができる。また、そのようにして着火した予混合気中では燃料及び酸素の周囲に不活性な排気が略均一に分散し、これが燃焼熱を吸収することになるので、ＮＯｘの生成が大幅に抑制されるのである。
【０００７】
そして、そのように多量の排気を各気筒の燃焼室へ還流させるために、前記従来例のディーゼルエンジンでは、吸気通路と排気通路とを連通する大径の排気還流通路を設けて、ターボ過給機のタービンよりも上流側の排気通路から取り出した排気を該ターボ過給機のコンプレッサよりも下流の吸気通路に還流させるようにしている。また、その排気還流通路を流通する排気の流量を流量調節弁により調節して、吸気中の排気の還流割合を適切なものとなるように制御している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１１０６６９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のように、排気還流通路を流れる排気の流量を流量調節弁により調節するようにした場合、該流量調節弁の開度を変更しても直ちに排気の還流量が変化するわけではなく、ある程度の遅れが生じる。このため、例えばエンジン回転速度が上昇して吸気の流量が増加するとき、これに対して排気の還流量は遅れて変化することになるから、ＥＧＲ率が一時的に低下して適切な範囲から逸脱する虞れがある。また、エンジンの運転状態によって燃焼室に残留する排気（いわゆる内部ＥＧＲ）の量が変化するから、このことによってもＥＧＲ率は変動する。
【００１０】
さらに、たとえＥＧＲ率が同じであっても、還流する排気の温度状態が変化すると、そのことによって着火遅れ期間は変化する。すなわち、還流排気の温度状態が高いほど着火遅れ期間は短くなり、反対に、還流排気の温度状態が低いほど着火遅れ期間は長くなる。加えて、厳密には燃焼室そのものの温度状態や吸気温度の変化によっても着火遅れ期間は変化する。
【００１１】
従って、上述した予混合圧縮着火燃焼のときに、排気還流通路の流量調節弁の開度を制御するだけでは予混合気の着火のタイミングをいつもＴＤＣ近傍に維持することはできず、必ずしも最適な熱発生のパターンとすることができないという問題がある。
【００１２】
尚、予混合気の着火時期を制御する手法として、特開２０００−００８９２９号公報には、エンジンへの要求トルクに対応する燃料の一部を吸気行程から圧縮行程かけて燃焼室に噴射して比較的希薄な予混合気を形成するとともに、残りの燃料を例えば圧縮上死点に噴射して直ちに拡散燃焼させ、この燃焼を契機として予混合気の燃焼を開始させるという技術が開示されている。しかし、このものでは、後から噴射する燃料の拡散燃焼によって予混合気を強制的に着火させるものであるから、その燃焼の際に多量の煤が発生する虞れがあるし、予混合気の燃え残りが多くなり易いので、燃費の悪化が懸念される。
【００１３】
また、自動車技術会学術講演会前刷り集Ｎｏ．５１−０１には、「予混合圧縮着火ディーゼルの着火制御法の開発」と題する論文が掲載されており、この論文には、比較的圧縮比の低いエンジン仕様において、それ自体では自着火しない程度の燃料を気筒の圧縮行程で早期噴射（例えばＢＴＤＣ５０°ＣＡ）して、燃焼室に予混合気を形成し、気筒の圧縮上死点を過ぎて徐々に温度状態の低下する膨張行程において予混合気の低温酸化反応（冷炎反応）が継続している間に、追加の燃料噴射を行うことで、着火、燃焼させるという技術が開示されている。
【００１４】
しかし、このものでも、追加の燃料噴射はそれ自体が着火の契機となるものであり、前者（特開２０００−００８９２９号公報）のものとの相違点は、単に、追加する燃料が拡散燃焼状態となることを避けるべく、その噴射時期を気筒の膨張行程において相対的に遅角側（例えばＡＴＤＣ１０°ＣＡ以降）に設定したことに過ぎない。そして、そのような着火時期の大幅な遅角化に伴いサイクル効率が低下するとともに、予混合気の燃え残りも多くなるから、燃費が著しく悪化すると考えられる。
【００１５】
上述の如き問題を解決するために、本願の発明者らは、予混合気の圧縮着火について鋭意、研究を重ねた結果、気筒の圧縮行程の終盤に燃焼室の温度状態が徐々に上昇する状態において、予混合気の冷炎反応の開始に対応するよう、所定の時期に追加の燃料噴射を行うと、そのことによって冷炎反応から熱炎反応への移行、即ち着火が遅延することを見出して、本願発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本願発明の目的は、気筒内の燃焼室に比較的早期に燃料を噴射するとともに、その着火を多量の排気還流により遅延させて吸気と十分に混合した上で燃焼させるようにした直噴式エンジンにおいて、運転状態が変化して排気の還流割合が大きく変化したり、或いは排気の温度等が変動するときでも、予混合気の着火時期を最適化して、燃費の改善を図ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願発明では、気筒内の燃焼室に主噴射した燃料により形成される予混合気が当該気筒の圧縮行程において燃焼室の温度上昇に伴い冷炎反応が始まるのに対応して、所定の時期において燃料を副噴射するとともに、その副噴射の量を変更することにより着火のタイミングを調節するようにした。
【００１８】
具体的に、請求項１の発明では、エンジンの気筒内の燃焼室に臨む燃料噴射弁と、前記燃焼室への排気の還流量を調節する排気還流量調節手段と、エンジンが予め設定した運転状態にあるときに、予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い燃焼状態になるように、前記燃料噴射弁により燃料を気筒の吸気行程ないし圧縮行程で主噴射させる主噴射制御手段と、エンジンが前記設定運転状態のときに、排気の還流量に関するＥＧＲ値が予め設定した第１設定値以上になるように前記排気還流量調節手段を制御する排気還流制御手段とを備えたエンジンの燃焼制御装置を前提とする。そして、前記主噴射された燃料が気筒の圧縮行程における燃焼室の温度上昇に伴い発生する冷炎反応から熱炎反応への移行を遅延させるように、圧縮行程終盤の所定時期に前記燃料噴射弁により燃料を副噴射させる副噴射制御手段を備える構成とする。
【００１９】
前記の構成により、エンジンが設定運転状態にあるときには、主噴射制御手段により燃料噴射弁の制御が行われて、燃料が少なくとも気筒の吸気行程ないし圧縮行程で比較的早期に主噴射されるとともに、排気の還流割合が所定以上に多い状態（ＥＧＲ値≧第１設定値）になるように、排気還流制御手段により排気還流量調節手段が制御される。そして、前記主噴射された燃料が燃焼室において比較的広く分散し且つ空気及び還流排気と十分に混合して均一度合いの高い混合気を形成し、これが圧縮行程の終盤に自着火して相対的に予混合燃焼の割合が多い燃焼状態になる。この燃焼は従来例（特許文献１）のものと同様の低温燃焼になり、ＮＯｘや煤の生成が非常に少ない。
【００２０】
その際、前記気筒の圧縮行程において燃焼室の温度が上昇して、予混合気中で冷炎反応が開始するのに対応して、所定時期に副噴射制御手段による燃料噴射弁の制御が行われて、燃料が副噴射される。この燃料は気化する際に周囲の予混合気から熱を吸収するので、その分、温度が低下して冷炎反応から熱炎反応への移行、即ち予混合気の着火が遅延することになる。また、このときに燃料の副噴射量が多いほど、予混合気の温度状態が低くなって遅延時間が長くなるから、燃料の副噴射量を調節することで、着火時期を調節することができる。
【００２１】
従って、エンジンの運転状態が変化して排気の還流割合が変化したり、また、排気の温度等が変動するときにも、予混合気の着火時期を、サイクル効率の高い熱発生パターンとなるようなＴＤＣ近傍の所定範囲内に維持することが可能になる。
【００２２】
すなわち、前記副噴射制御手段は、予混合気の着火、即ち冷炎反応から熱炎反応への移行が気筒の圧縮上死点近傍の前記所定範囲にて行われるように、燃料の副噴射量を制御するものとすればよく（請求項２の発明）、そのためには、燃料の副噴射量を少なくともＥＧＲ値に対応付けて制御するのが好ましい（請求項３の発明）。具体的には、例えば、エンジンの実際のＥＧＲ値を推定するＥＧＲ推定手段を備え、少なくともＥＧＲ推定手段による推定値に基づいて副噴射量を制御するようにすればよい（請求項４の発明）。ここで、燃料の副噴射量を少なくともＥＧＲ値やその推定値に基づいて制御するというのは、それ以外に、例えば排気の温度状態や気筒そのものの温度状態等に基づいて副噴射量が変化するように制御してもよいという意味である。
【００２３】
そのようにＥＧＲ値に対応付けて副噴射量を制御すれば、燃焼室への排気の還流割合が変化したときに、そのことが着火のタイミングに及ぼす影響を打ち消すように副噴射量を適切に変更することができ、これにより、サイクル効率の高い最適な熱発生パターンとすることができる。特に、実際のＥＧＲ値の推定値に基づいて副噴射量を制御するようにすれば、制御の精度が向上して前記の作用効果が十分に得られる。
【００２４】
より具体的に、前記副噴射制御手段は、ＥＧＲ値の推定値が第１設定値よりも低い第２設定値以下のときに燃料の副噴射量を増量するものとするのが好ましい（請求項５の発明）。こうすれば、例えばエンジンの加速運転時等に排気の還流量の増大が遅れて、ＥＧＲ率が低すぎる状態（ＥＧＲ値の推定値が第２設定値以下）になったときでも、副噴射量の増量によって予混合気の着火時期をＴＤＣ近傍まで遅延させることができる。
【００２５】
さらに、エンジンの出力トルクに関連する値を検出するトルク検出手段を備え、前記副噴射制御手段を、少なくとも前記トルク検出手段による検出値に基づいて燃料の副噴射量を制御するものとするのが好ましい（請求項６の発明）。
【００２６】
具体的には、前記副噴射制御手段は、エンジンが定常運転状態のときに副噴射量を強制的に増減変更し、その結果としてトルク検出手段により検出される検出値の変化に基づいて副噴射量を制御するものとすればよい（請求項７の発明）。例えば、副噴射量を増量した結果としてトルク検出手段による検出値が高トルク側に変化したときには副噴射量をさらに増量する一方、検出値が低トルク側に変化したときには燃料噴射量を減量するとともに、副噴射量を減量した結果としてトルク検出手段による検出値が高トルク側に変化したときには副噴射量をさらに減量する一方、検出値が低トルク側に変化したときには燃料噴射量を増量するようにすればよい（請求項８の発明）。
【００２７】
すなわち、副噴射する燃料を増量すれば、そのことによって予混合気の着火時期が遅角側に変化するから、この結果としてエンジンの出力トルクが高まったのであれば、着火の時期は最適な時期よりも進角側にあるということになる。そこで、このときにはさらに副噴射量を増量する。一方、副噴射量の増量によってトルクが低下したとすれば、着火の時期は最適な時期よりも遅角側にあるということなので、このときには副噴射量を減量する。こうすれば、予混合気の着火時期はトルクが最大になる時期、即ち最適な熱発生パターンが得られる時期になる。同様に、副噴射量を減量したときのトルクの変化に応じて、副噴射量を減量又は増量すればよい。
【００２８】
つまり、エンジンの出力トルクの変化に基づいて副噴射量を制御することで、排気の還流割合だけでなくその温度や燃焼室温度等が変化して、着火遅れ期間が変化したときにも、それらの影響を打ち消して、予混合気の着火時期を最適化することができる。
【００２９】
上述したような燃料の副噴射の時期は、主噴射された燃料が冷炎反応を開始してから、その冷炎による熱発生がピークとなるまでの間に、副噴射された燃料が気筒内の燃焼室に分散するように設定するのが最も好ましいと考えられる。このために、前記請求項１の発明の副噴射制御手段は、主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって気筒内の燃焼室に主噴射された燃料が冷炎反応を開始するのと略同時期ないしその直前に、前記燃料噴射弁による燃料の副噴射を開始させるものとするのが好ましい（請求項９の発明）。より具体的に、例えば主噴射燃料の冷炎反応の開始が圧縮上死点前１５度のクランク角（ＢＴＤＣ１５°ＣＡ）付近であるとすれば、前記副噴射制御手段は、気筒の圧縮上死点前略２０〜略１５°ＣＡの範囲で、換言すれば、冷炎反応の開始時点とそこからクランク角で５度くらい遡った時点との間で、燃料の副噴射を開始させるようにすればよい（請求項１０の発明）。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００３１】
（全体構成）
図１は本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼制御装置Ａの一例を示し、１は車両に搭載されたディーゼルエンジンである。このエンジン１は複数の気筒２，２，…（１つのみ図示する）を有し、その各気筒２内に往復動可能にピストン３が嵌挿されていて、このピストン３により各気筒２内に燃焼室４が区画されている。また、燃焼室４の天井部にはインジェクタ５（燃料噴射弁）が配設されていて、その先端部の噴口から高圧の燃料を燃焼室４に直接、噴射するようになっている。一方、各気筒２毎のインジェクタ５の基端部は、それぞれ分岐管６ａ，６ａ，…（１つのみ図示する）により共通の燃料分配管６（コモンレール）に接続されている。このコモンレール６は、燃料供給管８により高圧供給ポンプ９に接続されていて、該高圧供給ポンプ９から供給される燃料を前記インジェクタ５，５，…に任意のタイミングで供給できるように高圧の状態で蓄えるものであり、その内部の燃圧（コモンレール圧力）を検出するための燃圧センサ７が配設されている。
【００３２】
前記高圧供給ポンプ９は、図示しない燃料供給系に接続されるとともに、歯付ベルト等によりクランク軸１０に駆動連結されていて、燃料をコモンレール６に圧送するとともに、その燃料の一部を電磁弁を介して燃料供給系に戻すことにより、コモンレール６への燃料の供給量を調節するようになっている。この電磁弁の開度が前記燃圧センサ７による検出値に応じてＥＣＵ４０（後述）により制御されることによって、燃圧がエンジン１の運転状態に対応する所定値に制御される。
【００３３】
また、エンジン１の上部には、図示しないが、吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉させる動弁機構が配設されており、一方、エンジン１の下部には、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ１１と、冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ１３とが設けられている。前記クランク角センサ１１は、詳細は図示しないが、クランク軸端に設けた被検出用プレートとその外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部が通過する度に、パルス信号を出力するものである。
【００３４】
エンジン１の一側（図の右側）の側面には、各気筒２の燃焼室４に対しエアクリーナ１５で濾過した空気（新気）を供給するための吸気通路１６が接続されている。この吸気通路１６の下流端部にはサージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７から分岐した各通路がそれぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通しているとともに、サージタンク１７には吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ１８が設けられている。
【００３５】
また、前記吸気通路１６には、上流側から下流側に向かって順に、外部からエンジン１に吸入される空気の流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ１９と、後述のタービン２７により駆動されて吸気を圧縮するコンプレッサ２０と、このコンプレッサ２０により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２１と、バタフライバルブからなる吸気絞り弁２２とが設けられている。この吸気絞り弁２２は、弁軸がステッピングモータ２３により回動されて、全閉から全開までの間の任意の状態とされるものであり、全閉状態でも吸気絞り弁２２と吸気通路１６の周壁との間には空気が流入するだけの間隙が残るように構成されている。
【００３６】
一方、エンジン１の反対側（図の左側）の側面には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガス（排気）を排出するように、排気通路２６が接続されている。この排気通路２６の上流端部は各気筒２毎に分岐して、それぞれ排気ポートにより燃焼室４に連通する排気マニホルドであり、該排気マニホルドよりも下流の排気通路２６には上流側から下流側に向かって順に、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサ２９と、排気流を受けて回転されるタービン２７と、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、煤等）を浄化可能な触媒コンバータ２８とが配設されている。
【００３７】
前記タービン２７と吸気通路１６のコンプレッサ２０とからなるターボ過給機３０は、可動式のフラップ３１，３１，…によりタービン２７への排気の通路断面積を変化させるようにした可変ターボ（以下ＶＧＴという）であり、前記フラップ３１，３１，…は各々、図示しないリンク機構を介してダイヤフラム３２に駆動連結されていて、そのダイヤフラム３２に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁３３により調節されることで、該フラップ３１，３１，…の回動位置が調節されるようになっている。
【００３８】
前記排気通路２６には、タービン２７よりも排気上流側の部位に臨んで開口するように、排気の一部を吸気側に還流させるための排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３４の上流端が接続されている。このＥＧＲ通路３４の下流端は吸気絞り弁２２及びサージタンク１７の間の吸気通路１６に接続されていて、排気通路２６から取り出された排気の一部を吸気通路１６に還流させるようになっている。また、ＥＧＲ通路３４の途中には、その内部を流通する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ３７と、開度調節可能な排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）３５とが配置されている。このＥＧＲ弁３５は負圧応動式のものであり、前記ＶＧＴ３０のフラップ３１，３１，…と同様に、ダイヤフラムへの負圧の大きさが電磁弁３６によって調節されることにより、ＥＧＲ通路３４の断面積をリニアに調節して、吸気通路１６に還流される排気の流量を調節するものである。尚、前記ＥＧＲクーラ３７はなくてもよい。
【００３９】
そして、前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ９、吸気絞り弁２２、ＶＧＴ３０、ＥＧＲ弁３５等は、いずれもコントロールユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号を受けて作動する。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃圧センサ７、クランク角センサ１１、エンジン水温センサ１３、吸気圧センサ１８、エアフローセンサ１９、リニアＯ２センサ２９等からの出力信号がそれぞれ入力され、さらに、図示しないアクセルペダルの踏み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３９からの出力信号が入力される。
【００４０】
（エンジンの燃焼制御の概要）
前記ＥＣＵ４０によるエンジン１の基本的な制御は、主にアクセル開度に基づいて基本的な目標燃料噴射量を決定し、インジェクタ５の作動制御によって燃料の噴射量や噴射時期を制御するとともに、高圧供給ポンプ９の作動制御により燃圧、即ち燃料の噴射圧力を制御するというものである。また、吸気絞り弁２２やＥＧＲ弁３５の開度の制御によって燃焼室４への排気の還流割合を制御し、さらに、ＶＧＴ３０のフラップ３１，３１，…の作動制御（ＶＧＴ制御）によって吸気の過給効率を向上させる。
【００４１】
具体的には、例えば図２の制御マップ（燃焼モードマップ）に示すように、エンジン１の温間の全運転領域のうちの相対的に低負荷側には、予混合燃焼領域（Ｈ）が設定されていて（設定運転状態）、ここでは、図３（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、インジェクタ５により気筒２の圧縮行程中期から後期にかけて燃料を噴射させ、予めできるだけ均質な混合気を形成した上で自着火により燃焼させるようにしている。このような燃焼形態は、従来より予混合圧縮着火燃焼と呼ばれており、気筒の１サイクル当たりの燃料噴射量があまり多くないときにその燃料の噴射時期を適切に設定して、燃料を適度に広く分散させ且つ空気と十分に混合した上で、その大部分を略同じ着火遅れ時間の経過後に自着火させて、一斉に燃焼させるものである。つまり、予混合圧縮着火燃焼は、予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い燃焼状態である。
【００４２】
尚、前記インジェクタ５による燃料の噴射は、図３（ａ）に示すように１回で行うようにしてもよく、或いは同図（ｂ）、（ｃ）に示すように複数回に分けて行うようにしてもよい。これは、気筒２の圧縮行程中期から後期にかけて、即ち圧縮上死点近傍よりも気体の圧力や密度状態が低い燃焼室４に燃料を噴射する場合に、燃料噴霧の貫徹力が強くなり過ぎることを避けるためであり、従って、燃料噴射量が多いほど燃料噴射の回数（分割回数）を増やすのが好ましい。
【００４３】
前記予混合圧縮着火燃焼の際には、ＥＧＲ通路３４のＥＧＲ弁３５を相対的に大きく開いて吸気通路１６に多量の排気を還流させるようにする。こうすることで、新気、即ち外部から供給される新しい空気に不活性で熱容量の大きい排気が多量に混合され、これに対して燃料の液滴及び蒸気が混合されることになるから、予混合気自体の熱容量が大きくなるとともに、その中の燃料及び酸素の密度は比較的低くなる。このことで、着火遅れ時間を延長して空気と排気と燃料とを十分に混合した上で、着火、燃焼させることが可能になる。
【００４４】
具体的に、図４に示すグラフは、エンジン１の低負荷域で圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）の所定のクランク角（例えばＢＴＤＣ３０°ＣＡ）に燃料を噴射して予混合圧縮着火燃焼させたときに、熱発生のパターンがＥＧＲ率（新気量及び還流排気量を合わせた全吸気量に対する還流排気量の割合）に応じてどのように変化するかを示した実験結果である。同図に仮想線で示すように、ＥＧＲ率が低いときには燃料はＴＤＣよりもかなり進角側で自着火してしまい、サイクル効率の低い過早な熱発生のパターンとなる。一方、ＥＧＲ率が高くなるに連れて自着火のタイミングは徐々に遅角側に移動し、図に実線で示すようにＥＧＲ率が略５５％のときには、熱発生のピークが略ＴＤＣになってサイクル効率の高い熱発生パターンとなる
また、前記図４のグラフによれば、ＥＧＲ率が低いときには熱発生のピークがかなり高くなっていて、燃焼速度の高い激しい燃焼であることが分かる。このときには燃焼に伴うＮＯｘの生成が盛んになり、また、極めて大きな燃焼音が発生する。一方、ＥＧＲ率が高くなるに連れて熱発生の立ち上がりが徐々に緩やかになり、そのピークも低下する。これは、前記の如く混合気中に多量の排気が含まれる分だけ、燃料及び酸素の密度が低くなることと、その排気によって燃焼熱が吸収されることとによると考えられる。そして、そのように熱発生の穏やかな低温燃焼の状態では、ＮＯｘの生成が大幅に抑制される。
【００４５】
具体的に、図５に示すグラフは、前記の実験においてＥＧＲ率の変化に対する燃焼室４の空気過剰率λ、排気中のＮＯｘ及び煤の濃度の変化を示し、同図（ａ）によれば、この実験条件においてＥＧＲ率が０％のときには空気過剰率λがλ≒２．７と大きく、ＥＧＲ率が大きくなるに従い空気過剰率λが徐々に小さくなって、ＥＧＲ率が略５５〜６０％のときに略λ＝１になっている。すなわち、排気の還流割合が多くなるに連れて混合気の平均的な酸素過剰率λが１に近づくのであるが、たとえ燃料及び酸素の比率が略λ＝１であっても、それらの周囲には多量の排気が存在しているから、燃料や酸素の密度自体はあまり高くはないのである。従って、同図（ｂ）に示すように、排気中のＮＯｘの濃度はＥＧＲ率の増大とともに一様に減少していて、ＥＧＲ率が４５％以上ではＮＯｘは殆ど生成しなくなる。
【００４６】
一方、煤の生成については、同図（ｃ）に示すように、ＥＧＲ率が０〜略３０％では殆ど煤が見られず、ＥＧＲ率が略３０％を超えると煤の濃度が急激に増大するが、ＥＧＲ率が略５０％を超えると再び減少し、ＥＧＲ率が略５５％以上になると略零になる。これは、まず、ＥＧＲ率が低いときには一般的なディーゼル燃焼と同じく、予混合燃焼の割合よりも拡散燃焼の割合が多い燃焼状態になり、しかも、吸気中には燃料に対して酸素が過剰に存在することから、激しい燃焼の際にも煤は殆ど生成しないが、ＥＧＲ率が増大して吸気中の酸素が少なくなると、拡散燃焼の状態が悪化して煤の生成量が急増するということである。一方、ＥＧＲ率が略５５％以上になると、上述したように、新気と排気と燃料とが十分に混合された上で燃焼するようになり、このときには煤は殆ど生成しないと考えられる。
【００４７】
以上、要するに、この実施形態では、エンジン１が低負荷側の予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときには、燃料を比較的早期に噴射するとともに、ＥＧＲ弁３５の開度を制御して、ＥＧＲ率を予め設定した所定値（第１設定値：前記の実験例では略５５％くらいであり、一般的には略５０〜略６０％くらいの範囲に設定するのが好ましい）以上とすることで、ＮＯｘや煤の殆ど生成しない予混合燃焼が主体の低温燃焼を実現するものである。
【００４８】
一方、前記図２の制御マップに示すように、予混合燃焼領域（Ｈ）以外の高速ないし高負荷側の運転領域（Ｄ）では、混合気の拡散燃焼の割合が予混合燃焼の割合よりも多い一般的なディーゼル燃焼を行うようにする。すなわち、図３（ｄ）に示すように、インジェクタ５により主に気筒２のＴＤＣ近傍で燃料を噴射させて、初期の予混合燃焼に続いて大部分の燃料を拡散燃焼させるようにする（以下、この運転領域（Ｄ）を拡散燃焼領域というが、この運転領域では気筒２の圧縮上死点近傍以外でも燃料を噴射するようにしてもよい）。
【００４９】
その際、ＥＧＲ弁３５の開度は、前記した予混合燃焼領域（Ｈ）に比べれば小さくして、ＥＧＲ率が予め設定した所定値以下になるようにする。これは、拡散燃焼が主体の一般的なディーゼル燃焼において煤の増大を招かない範囲で、ＮＯｘの生成をできるだけ抑制するように設定されていて、具体的には図６のグラフに一例を示すように、拡散燃焼領域（Ｄ）におけるＥＧＲ率の上限は、例えば略３０〜略４０％の範囲に設定するのが好ましい。また、エンジン１の負荷が高くなるほど気筒２への新気の供給量を確保する必要があるので、高負荷側ほどＥＧＲ率は低くなり、しかも、高速ないし高負荷側ではターボ過給機３０による吸気の過給圧が高くなるので、排気の還流は実質的に行われない。
【００５０】
（副噴射制御）
ところで、前記の如く、エンジン１を予混合圧縮着火燃焼させる場合には、燃焼室４へ還流させる排気の流量が多ければ良いというものではなく、ＥＧＲ率が高くなり過ぎれば、予混合気の着火タイミングが遅くなり過ぎてサイクル効率が低下し、燃え残りが多くなるとともに、失火する虞れもある。このため、通常は、エアフローセンサ１９からの信号に基づいて求められる吸気量の変化やエンジン回転速度の変化に対応して、ＥＣＵ４０によりＥＧＲ弁３５の開度を制御するようにしている。
【００５１】
しかし、例えばエンジン１の加速運転時には、吸気流量の増大に対して排気の還流量が遅れて変化することになるから、一時的にＥＧＲ率が低下して、前記第１設定値を大幅に下回る虞れがある。特に、この実施形態のようにターボ過給機３０を備えるたエンジン１の場合、過給圧の変化によって排気の還流量が大きく変化することから、ＥＧＲ率の変化が大きくなり易く、このことによる着火時期の変動が問題となる。
【００５２】
また、たとえＥＧＲ率が同じであっても、還流する排気の温度状態が変化すると、そのことによって着火遅れ期間が変化する。すなわち、還流する排気の温度状態が高いほど着火遅れ期間は短くなり、反対に、排気の温度状態が低いほど着火遅れ期間は長くなるし、さらに、厳密には燃焼室４そのものの温度状態や吸気温度の変化によっても着火遅れ期間は変化するから、このような温度変化に起因する着火時期の変化も問題となる。
【００５３】
つまり、エンジン１を予混合圧縮着火燃焼の状態にする場合、単にＥＧＲ弁３５の開度を制御するだけでは、予混合気の着火のタイミングをＴＤＣ近傍の適切な範囲に維持することはできず、必ずしも最適な熱発生パターンを実現することはできないのである。
【００５４】
この点について、本願の発明者らは、予混合気の圧縮着火について実験研究を重ねた結果、エンジン１の気筒２の圧縮行程終盤に燃焼室４の温度状態が徐々に上昇する状態で、予混合気の冷炎反応の開始に対応するように、即ち、例えば図３（ｅ）に一例を示すように、冷炎反応の開始直前から開始直後までの所定の時期に追加で燃料の噴射（以下、副噴射という）を行い、これにより燃料噴射弁から噴出した燃料噴霧が微粒化しつつ燃焼室内に拡散するようにすると、そのことによって冷炎反応から熱炎反応への移行、即ち着火が遅延することと、その遅延時間が追加噴射の量に応じて変化することとを見出した。ちなみに冷炎反応開始時期は、この実施形態では例えばＢＴＤＣ１５°ＣＡ近傍であると考えられる。
【００５５】
具体的に、図７に示すグラフは、エンジン１の低負荷域でＥＧＲ率を第１設定値よりも低い略５０％として、気筒２の圧縮行程の比較的早期（例えばＢＴＤＣ３０〜４５°ＣＡ）に燃料を噴射（以下、主噴射ともいう）するとともに、圧縮行程終盤の所定の時期（例えばＢＴＤＣ１５°ＣＡ近傍）に燃料を副噴射したときの熱発生率を示し、このグラフからは副噴射する燃料の量が多いほど、予混合気の着火タイミングが遅角側にずれていくことが分かる。
【００５６】
詳しくは、まず、副噴射を行わない場合（副噴射量が零）、図に仮想線のグラフＡとして示すように、ＢＴＤＣ２０°ＣＡ近傍から冷炎反応による小さな熱発生が見られ、その後、ＢＴＤＣ８°ＣＡ近傍から熱発生率が急激に立ち上がって、ＴＤＣ前で比較的高いピークを示す。すなわち、ＥＧＲ率が第１設定値よりも低いことから、予混合気が過早なタイミングで着火してしまい、このことで、図９（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すようにＮＯｘや煤の生成が多くなるとともに、同図（ｃ）に示すように出力も相対的に低くなる（燃費の悪化を招く）。
【００５７】
これに対し、副噴射を行うようにすると、図７、８にそれぞれ破線Ｂ、Ｃ及び実線Ｄとして示すように、ＢＴＤＣ１５〜１０°ＣＡあたりで一旦、熱発生率が低下して筒内温度の上昇が緩やかになるとともに、その後に熱発生が大きく立ち上がる着火のタイミングが遅角側に移動する。このとき、主噴射及び副噴射を合わせた全噴射量は略同じにして、グラフＢ→Ｃ→Ｄの順に副噴射量が多くなるに従って（それぞれ全噴射量に対する副噴射量の割合が略１４％、略２３％、略３３％）、着火時期が徐々に遅角側に移動するとともに、その立ち上がりが緩やかになり、実線Ｄや一点鎖線Ｅのグラフに示すように副噴射量が主噴射量と同じくらいになると（Ｅのグラフでは副噴射量の割合は５８％）、着火時期が略ＴＤＣになって、サイクル効率の高い最適な熱発生のパターンとなる。
【００５８】
このように副噴射によって着火時期が遅延するのは、副噴射された燃料が気化する際にその周囲の予混合気から熱を吸収して温度を低下させることによると考えられる。すなわち、一般に、予混合気が自着火する前の前炎反応は、燃料と酸素との反応によって中間生成物が生まれる比較的低温の酸化反応（冷炎反応）と、この中間生成物ないし燃料と酸素との反応によって水や二酸化炭素が生成される比較的高温の酸化反応（熱炎反応）とに大別され、この熱炎反応が一旦、開始すれば、その反応が爆発的に進行する燃焼状態になると考えられている。
【００５９】
そのような前炎反応の進行は、燃料及び酸素の密度や雰囲気温度によって大きく左右され、比較的温度が低く且つ燃料等の密度も低い状態では、比較的長い冷炎反応の期間を経た後に熱炎反応へ移行することになり、或いは熱炎に至らないこともある（失火）。一方、雰囲気温度や燃料等の密度が高いときには冷炎反応の期間が短く、速やかに熱炎反応に移行する。
【００６０】
このことから、仮に燃料の副噴射を冷炎の開始よりもあまり前に行うと、この副噴射された燃料が主噴射による予混合気と一体になって部分的に過濃な混合気が形成され、この部分の燃料密度が高いことから早期に熱炎反応が開始することが予想される。一方、冷炎の開始に対応するように副噴射を行えば、この副噴射された燃料が気化する頃には既に冷炎反応によって燃料の一部が消費されていて、燃料密度の特に高い部分が生じ難いので、この場合には、副噴射燃料の気化潜熱によって予混合気の温度が低下することで、熱炎反応の開始が遅延すると考えられる。
【００６１】
但し、副噴射のタイミングが遅すぎて、予混合気中で熱炎反応が開始してしまえば、前記のように副噴射によって予混合気の温度を低下させても燃焼を停止させることはできないから、副噴射はあまり遅すぎては効果がない。また、副噴射時期があまり遅くなると、この副噴射燃料の大部分が拡散燃焼するようになり、着火を遅延させる効果が得られないばかりか、副噴射した燃料の燃焼によって煤の濃度が高まるという不具合を生じる。
【００６２】
従って、前記副噴射の適切な時期としては、主噴射された燃料が冷炎反応を開始してから、その冷炎による熱発生がピークとなるまでの間に、副噴射した燃料が気筒内の燃焼室に分散して、この燃焼室の各部位にて発生している冷炎に対して適度に作用するように設定するのが最も好ましいと考えられる。具体的には、例えば主噴射燃料の冷炎反応の開始がＢＴＤＣ１５°ＣＡ付近であるとすれば、副噴射の開始時期は、例えばＢＴＤＣ略２０〜略１０°ＣＡくらいの範囲とすればよく、ＢＴＤＣ略２０〜略１５°ＣＡとするのがさらに好ましい。
【００６３】
以上、要するに、気筒２の圧縮行程で比較的早期に燃料を主噴射し、この燃料により形成された予混合気中で燃焼室４の温度上昇に伴い冷炎反応が開始する直前から開始直後までの所定の時期に燃料の副噴射を行うようにすれば、この燃料を適切なタイミングでもって燃焼室に拡散させて、その気化潜熱により予混合気の温度を低下させ、冷炎から熱炎への移行（着火）のタイミングを遅延させることができるから、例えばＥＧＲ率が第１設定値に満たない状況にあっても燃料の副噴射量を変更することによって、着火時期を調節することができるのである。
【００６４】
但し、気筒２の圧縮行程終盤で行う副噴射の量があまり多くなると、今度は燃焼全体に占める拡散燃焼の割合が急激に増大し、図７、８にそれぞれ一点鎖線のグラフＦ、Ｇとしてで示すように（それぞれ副噴射量割合は７８％、１００％）、ＴＤＣ近傍で急激な熱発生が起きて筒内温度も高くなる。こうなると、燃焼速度の高い激しい燃焼によって煤の生成が急増してしまう（図９（ｂ）参照）。
【００６５】
そこで、この実施形態の燃焼制御装置Ａでは、本発明の特徴部分として、エンジン１が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときに、各気筒２毎のインジェクタ５により燃料の主噴射に加えて副噴射を行い、且つその副噴射の量を適切に制御して着火時期を最適化するようにした。尚、前記の実験結果を考慮すれば、全噴射量に対する副噴射量の割合は略２０〜略７０％とするのがよく、略３０〜略６０％とするのがさらに好ましい。
【００６６】
（燃料噴射制御フロー）
以下に、前記ＥＣＵ４０によるインジェクタ５の具体的な制御手順を図１０及び図１１のフローチャート図に基づいて説明する。まず、図１０に示すフローのスタート後のステップＳＡ１において、少なくとも、燃圧センサ７からの信号、クランク角センサ１１からの信号、吸気圧センサ１８からの信号、エアフローセンサ１９からの信号、リニアＯ２センサ２９からの信号、アクセル開度センサ３９からの信号等を入力し、また、ＥＣＵ４０のメモリに記憶されている各種データを読み込む（データ入力）。続いて、ステップＳＡ２において、クランク角信号から求めたエンジン回転速度ｎｅとアクセル開度Ａｃｃとに基づいてエンジン１の目標トルクＴｒｑを目標トルクマップから読み込んで、設定する。この目標トルクマップは、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度ｎｅとに対応する最適な値を予め実験的に求めて設定して、ＥＣＵ４０のメモリに電子的に格納したものであり、図１２（ａ）に一例を示すように、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど、またエンジン回転速度ｎｅが高いほど、目標トルクＴｒｑが大きくなっている。
【００６７】
続いて、ステップＳＡ３において、燃焼モードマップ（図２参照）を参照してエンジン１の燃焼モードを判定する。すなわち、目標トルクＴｒｑとエンジン回転速度ｎｅとに基づいてエンジン１が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるかどうか判定し、この判定がＹＥＳで予混合燃焼領域（Ｈ）ならば後述のステップＳＡ６に進む一方、判定がＮＯで拡散燃焼領域（Ｄ）ならばステップＳＡ４に進み、目標トルクＴｒｑとエンジン回転速度ｎｅとに基づいて、図１２（ｂ）に示すような噴射量マップの拡散燃焼領域（Ｄ）から基本噴射量ＱＤｂを読み込み、また、同様に同図（ｃ）に示すような噴射時期マップから基本噴射時期ＩＴＤｂ（インジェクタ５の針弁が開くクランク角位置）を読み込み、さらに、それぞれ所定の補正演算をして、燃料噴射量ＱＤおよび燃料噴射時期ＩＴＤを設定する。そして、詳しくは後述するが、図１１のフローのステップＳＢ１２に進んで、各気筒２毎のインジェクタ５により燃料噴射を実行し、しかる後にリターンする。
【００６８】
尚、前記噴射量マップや噴射時期マップは、目標トルクＴｒｑとエンジン回転速度ｎｅとに対応する最適な値を予め実験的に求めて設定して、ＥＣＵ４０のメモリに電子的に格納したものであり、前記噴射量マップにおける基本噴射量ＱＤｂの値は、拡散燃焼領域（Ｈ）においてアクセル開度Ａｃｃが大きいほど、またエンジン回転速度ｎｅが高いほど大きくなっている。また、前記噴射時期マップの拡散燃焼領域（Ｄ）における基本噴射時期ＩＴＤｂの値は、燃料噴射の終了時期（インジェクタ５の針弁が閉じるクランク角位置）が圧縮上死点後の所定の時期になって、燃料噴霧が良好に拡散燃焼するように燃料噴射量や燃圧（コモンレール圧）に対応付けて設定されている。
【００６９】
一方、前記ステップＳＡ３において予混合燃焼領域（Ｈ）にあるＹＥＳと判定したときには、まず、予混合圧縮着火燃焼のための基本的な燃料噴射量ＱＨｂ，Ｑｃｂ及び燃料噴射時期ＩＴＨｂ，ＩＴＨｃをそれぞれ設定する。すなわち、ステップＳＡ６では、気筒２の圧縮行程で比較的早期に行う主噴射の基本噴射量ＱＨｂを前記噴射量マップの予混合燃焼領域（Ｈ）から読み込むとともに、気筒２の圧縮行程終盤に行う副噴射の基本噴射量Ｑｃｂを噴射量テーブルから読み込んで、それぞれ設定する。前記の噴射量テーブルは、エンジン１の運転状態（目標トルクＴｒｑ及びエンジン回転速度ｎｅ）に基づいて決定される目標ＥＧＲ率ＥＧＲｎｆ（詳しくは後述するが、略５０〜略６０％くらいの範囲に設定されている）に対応して、予め実験的に最適な値を求めて設定し、ＥＣＵ４０のメモリに電子的に格納したものである。このテーブルでは、図１３（ａ）に一例を示すように、ＥＧＲ率が第１設定値以上であればＱｃｂ＝０であり、ＥＧＲ率が第１設定値よりも低いときには、ＥＧＲ率が低いほど基本噴射量Ｑｃｂが徐々に増大するように設定されている。尚、前記目標ＥＧＲ率ＥＧＲｎｆの値については、後述するＥＧＲ制御のフローにおいて、エンジン１の運転状態に基づいてＥＧＲマップから読み出して決定する。
【００７０】
続いて、ステップＳＡ７において、前記主噴射の基本噴射時期ＩＴＨｂ（インジェクタ５の針弁が開くクランク角位置）を噴射時期マップの予混合燃焼領域（Ｈ）から読み込むとともに、副噴射時期ＩＴｃをＥＣＵ４０のメモリから読み込んで設定する。この副噴射時期ＩＴｃは、上述したように、主噴射した燃料の予混合気が冷炎反応を開始するのに対応する圧縮行程終盤の所定範囲（例えばＢＴＤＣ２０〜１０°ＣＡ）において予め実験的に最適値が設定されていて、ＥＣＵ４０のメモリに電子的に記憶されている。
【００７１】
尚、前記噴射量マップの予混合燃焼領域（Ｈ）における基本噴射量ＱＨｂの値は、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど、またエンジン回転速度ｎｅが高いほど大きくなっている。また、前記噴射時期マップの予混合燃焼領域（Ｈ）における基本噴射時期ＩＴＨｂの値は、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど、またエンジン回転速度ｎｅが高いほど進角側になっていて、燃料噴霧の殆どが空気と十分に混合されてから燃焼するよう、気筒２の圧縮行程における所定のクランク角範囲（例えばＢＴＤＣ９０°〜３０°ＣＡ、好ましくはＢＴＤＣ６０°〜３０°ＣＡ）において燃料噴射量や燃圧に対応付けて設定されている。
【００７２】
続いて、ステップＳＡ８においてエンジン１の実際のＥＧＲ率を推定し、この推定値（実ＥＧＲ率ＥＧＲ）をＥＣＵ４０のメモリに記憶更新する。この実ＥＧＲ率ＥＧＲの推定方法としては、例えば、エアフローセンサ１９からの信号に基づいて求められる吸入空気量と、リニアＯ２センサ２９からの信号に基づいて求められる酸素濃度と燃料噴射量とに基づいて、所定の計算により推定するようにすればよい。そして、続くステップＳＡ９において目標ＥＧＲ率ＥＧＲｎｆから実ＥＧＲ率ＥＧＲを減算して、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲを求める。
【００７３】
続いて、ステップＳＡ１０において、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲに対応する燃料噴射量の第１補正量Ｑｃｆｂを設定する。すなわち、ＥＣＵ４０のメモリには図１３（ｂ）に一例を示すような補正テーブルが電子的に記憶されていて、このテーブルから前記ステップＳＡ９で求めたＥＧＲ偏差ΔＥＧＲに対応する第１補正量Ｑｃｆｂを読み込むようにする。尚、この補正テーブルは、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲに対応する第１補正量Ｑｃｆｂの最適値を予め実験的に求めて設定したものであって、図示の如く、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲが正値ならば第１補正量Ｑｃｆｂは負値であり、一方、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲが負値ならば第１補正量Ｑｃｆｂは正値であって、いずれの場合もＥＧＲ偏差ΔＥＧＲの絶対値が大きいほど、これに略比例して第１補正量Ｑｃｆｂの絶対値が大きくなるように設定されている。但し、ＥＧＲ偏差ΔＥＧＲの絶対値が所定以下のときには第１補正量Ｑｃｆｂ＝０とされて、不感帯が設けられている。
【００７４】
続いて、ステップＳＡ１１において、エンジン１が所定の加速状態かどうか判定する。この判定は、例えばアクセル開度Ａｃｃが増大していて且つその変化量が予め設定した基準値よりも大きいときに加速状態と判定する。そして、判定がＹＥＳであれば後述のステップＳＡ１２に進む一方、加速状態でないＮＯと判定したとき、即ちエンジン１が定常運転状態のときには、図１１に示すフローのステップＳＢ１に進む。このステップＳＢ１では、クランク角センサ１１からの信号に基づいて、クランク軸１０の回転速度の変化率、即ちクランク角速度変化率を計算する。すなわち、例えば、ＥＣＵ４０のメモリに記憶されている前回のクランク角速度から前々回のクランク角速度を減算して、これをクランク角速度変化率とする。
【００７５】
続いて、ステップＳＢ２においてクランク角速度が低下したかどうか判定する。これは、前記のようにして求めたクランク角速度変化率の符号と絶対値とに基づいて、その符号が正であり且つ絶対値が予め設定した判定基準値よりも大きければ、クランク角速度は増大したＮＯと判定して後述のステップＳＢ６に進む一方、クランク角速度変化率の符号が負であり且つ絶対値が予め設定した判定基準値よりも大きければ、クランク角速度が低下したＹＥＳと判定して、ステップＳＢ３に進む。尚、クランク角速度変化率の絶対値が判定基準値以下であれば、前回の制御サイクルにおける判定結果に従う。
【００７６】
続いて、ステップＳＢ３において、今度は、前回の制御サイクルで副噴射量を増量したかどうか判定する。すなわち、例えば、ＥＣＵ４０のメモリに記憶されている前回の副噴射量から前々回の副噴射量を減算して、これが零よりも大きければ（判定がＹＥＳ）ステップＳＢ４に進んで、エンジン１のトルク変動に対応する燃料噴射量の第２補正量Ｑｃｆｒを設定する。即ち、前回制御サイクルの第２補正量Ｑｃｆｒに所定量αを加えて、これを新たな第２補正量Ｑｃｆｒとする。一方、前回制御サイクルの副噴射量が前々回の副噴射量よりも小さければ（ステップＳＢ２で判定がＮＯ）、ステップＳＢ５に進んで、前回制御サイクルの第２補正量Ｑｃｆｒから所定量αを減算して、これを新たな第２補正量Ｑｃｆｒとして設定する。
【００７７】
つまり、副噴射量を増量した結果としてクランク角速度が低下したのであれば、このときにはエンジン１の出力トルクが低下したのであるから、反対に副噴射量を減量する。また、副噴射量を減量した結果としてクランク角速度が低下したのであれば、このときには副噴射量を増量する。
【００７８】
一方、前記ステップＳＢ２においてＮＯ、即ちクランク角速度が高くなったと判定して進んだステップＳＢ６では、前記ステップＳＢ３と同様にして前回の制御サイクルで副噴射量を増量したかどうか判定し、この判定がＹＥＳであればステップＳＢ７に進んで、前回制御サイクルの第２補正量Ｑｃｆｒに所定量αを加えて、これを新たな第２補正量Ｑｃｆｒとして設定する一方、判定がＮＯで副噴射量を減量したのであれば、ステップＳＢ８に進んで、前回制御サイクルの第２補正量Ｑｃｆｒから所定量αを減算し、これを新たな第２補正量Ｑｃｆｒとして設定する。
【００７９】
つまり、副噴射量を増量した結果としてクランク角速度が高くなった、即ち、エンジン１の出力トルクが上昇したのであれば、このときにはさらに副噴射量を増量する。また、副噴射量を減量した結果としてクランク角速度が高くなったのであれば、このときには副噴射量をさらに減量する。
【００８０】
そうして、前記ステップＳＢ４，ＳＢ５，ＳＢ７，ＳＢ８に続いて、ステップＳＢ９においては、前記基本噴射量Ｑｃｂと第１及び第２補正量Ｑｃｆｂ、Ｑｃｆｒとを加算して、副噴射量Ｑｃｔを算出する。続いて、ステップＳＢ１０において前記ステップＳＢ９で算出した副噴射量Ｑｃｔを、予め設定した上限値Ｑｃｇを超えないように補正する。これは、上限値Ｑｃｇの値を予め目標トルクＴｒｑやエンジン回転速度ｎｅに対応付けてマップとして設定しておき、このマップから読み込んだ上限値Ｑｃｇと副噴射量Ｑｃｔとを比較して、Ｑｃｔ≦ＱｃｇであればＱｃｔの値をそのまま採用する一方、Ｑｃｔ＞ＱｃｇになればＱｃｇの値をＱｃｔとする。
【００８１】
続いて、ステップＳＢ１１において、前記ステップＳＡ６で設定した主噴射の基本噴射量ＱＨｂと、前記ステップＳＢ１０にて補正した後の副噴射量Ｑｃｔとに基づいて、主噴射量ＱＨｔを決定する。すなわち、副噴射された燃料の燃焼がエンジン１の出力トルクに寄与するため、その寄与分を基本噴射量ＱＨｂから減算して、最終的な主噴射量ＱＨｔを設定する。そして、ステップＳＢ１２において、エンジン１の各気筒２毎に気筒２の圧縮行程の前記設定した燃料噴射時期ＩＴＨｔになれば、インジェクタ５による燃料の主噴射作動を実行し、続いて燃料噴射時期ＩＴｃになれば、インジェクタ５による燃料の副噴射作動を実行して、しかる後にリターンする。
【００８２】
要するに、エンジン１が定常運転状態のときには、副噴射量を強制的に且つ小刻みに増減変更し、このときのクランク角速度の変化に基づいてエンジン１の出力トルクの変化を検出して、この検出結果に基づいて、出力トルクが最大になるように副噴射量を制御するのである。
【００８３】
一方、前記図１０のフローのステップＳＡ１１において加速状態であるＹＥＳと判定して進んだステップＳＡ１２では、第２補正量Ｑｃｆｒの値を零にして前記図１１のフローのステップＳＢ９〜ＳＢ１２に進み、エンジン１の各気筒２毎にインジェクタ５により燃料の主噴射及び副噴射作動をそれぞれ実行して、しかる後にリターンする。つまり、エンジン１の加速状態では、クランク角速度の変化に基づいた副噴射量の補正は行わないようにしている。
【００８４】
前記図１０及び図１１に示す制御フローにおいて、ステップＳＡ６，ＳＡ７，ステップＳＢ１１，ＳＢ１２の各ステップにより、エンジン１が低負荷側の予混合燃焼領域（Ｈ）にあるとき（設定運転状態のとき）、予混合圧縮着火燃焼となるように、インジェクタ５により燃料を気筒２の圧縮行程の所定クランク角範囲にて主噴射させる主噴射制御部４０ａ（主噴射制御手段）が構成されている。
【００８５】
また、前記フローのステップＳＡ６，ＳＡ７，ＳＡ９，ＳＡ１０，ステップＳＢ２〜１０，ＳＢ１２の各ステップにより、前記主噴射された燃料が気筒２の圧縮行程における燃焼室４の温度上昇に伴い冷炎反応を開始するのに対応して、その冷炎反応から熱炎反応への移行を遅延させるように、圧縮行程終盤の所定時期（例えばＢＴＤＣ１６°ＣＡ）にてインジェクタ５により燃料を副噴射させる副噴射制御部４０ｂ（副噴射制御手段）が構成されている。
【００８６】
また、前記図１０のフローのステップＳＡ８により、エンジン１の実際のＥＧＲ率を推定するＥＧＲ推定部４０ｃ（ＥＧＲ推定手段）が構成されており、図１１のフローのステップＳＢ１により、エンジン１のクランク角速度の変動率を出力トルクに関連する値として検出する角速度変動率検出部４０ｄ（トルク検出手段）が構成されている。そして、前記副噴射制御部４０ｂは、前記ＥＧＲ推定部４０ｃ及び角速度変動率検出部４０ｄにおける検出結果に基づいて、予混合気がＴＤＣ近傍の所定範囲にて着火するよう、燃料の副噴射量を制御するように構成されている。
【００８７】
尚、前記フローの制御手順によれば、副噴射制御部４０ｂは、実ＥＧＲ率ＥＧＲが第１設定値よりも低いときに副噴射量を増量するようにしているが、これに限らず、実ＥＧＲ率ＥＧＲが第１設定値よりも低い別の設定値（第２設定値）以下のときに副噴射量を増量するようにしてもよい。
【００８８】
（ＥＧＲ制御フロー）
次に、前記ＥＣＵ４０によるＥＧＲ制御の具体的な手順について、図１４のフローチャート図に基づいて説明すると、まず、スタート後のステップＳＣ１において、少なくとも、燃圧センサ７からの信号、クランク角センサ１１からの信号、吸気圧センサ１８からの信号、エアフローセンサ１９からの信号、アクセル開度センサ３９からの信号等を入力し（データ入力）、また、ＥＣＵ４０のメモリに記憶されている各種フラグの値を読み込む。続いて、ステップＳＣ２において、図１０に示す燃料噴射制御フローのステップＳＡ３と同様に、エンジン１の燃焼モードを判定し、拡散燃焼領域（Ｄ）でＮＯならばステップＳＣ５に進む一方、予混合燃焼領域（Ｈ）でＹＥＳならばステップＳＣ３に進み、ＥＣＵ４０のメモリに電子的に格納されているＥＧＲマップからエンジン１の運転状態に対応するＥＧＲ弁３５の開度の目標値ＥＧＲＨを読み込んで、設定する。続いて、ステップＳＣ４において、ＥＣＵ４０からＥＧＲ弁３５のダイヤフラムの電磁弁３７に制御信号を出力して（ＥＧＲ弁の作動）、しかる後にリターンする。
【００８９】
一方、前記ステップＳＣ２においてエンジン１が拡散燃焼領域（Ｄ）にあるＮＯと判定して進んだステップＳＣ５では、前記ＥＧＲマップからエンジン１の拡散燃焼状態に対応するＥＧＲ弁３５の開度の目標値ＥＧＲＤを読み込み、前記ステップＳＣ４に進んでＥＧＲ弁３５を作動させて、しかる後にリターンする。
【００９０】
前記ＥＧＲマップは、エンジン１の運転状態に対応する目標ＥＧＲ率ＥＧＲｎｆ、即ち予混合燃焼領域（Ｈ）では略５０〜６０％（より好ましくは５３〜６０％）に、また拡散燃焼領域（Ｄ）では略４０％以下になるように、ＥＧＲ弁３５の開度の最適値を予め実験的に求めて、目標トルクＴｒｑとエンジン回転速度ｎｅとに対応付けて設定したものであり、図１５（ａ）に一例を示すように、ＥＧＲ弁３５の開度の目標値ＥＧＲＨ，ＥＧＲＤを、予混合燃焼領域（Ｈ）と拡散燃焼領域（Ｄ）とでそれぞれアクセル開度Ａｃｃが大きいほど、またエンジン回転速度ｎｅが高いほど小さくなるように設定している。
【００９１】
より詳しくは、低速低負荷側の所定の運転状態（同図に点Ｘで示す）から高速高負荷側の所定の運転状態（同図に点Ｙで示す）まで運転状態が変化したときに、同図（ｂ）の如くＥＧＲ弁３５の開度が変化するように、その目標値ＥＧＲＨ，ＥＧＲＤが設定されている。即ち、運転状態の変化の軌跡を表す直線Ｘ−Ｙに沿って見たときに、ＥＧＲ弁３５の開度は予混合燃焼領域（Ｈ）で高速高負荷側に向かって徐々に小さくなり、拡散燃焼領域（Ｄ）との境界を超えて一段、小さくなった後に、再び高速高負荷側に向かって徐々に小さくなっている。その際、エンジン１の運転状態の変化に対するＥＧＲ弁３５の開度の変化は、予混合燃焼領域（Ｈ）では極めて小さく、一方、拡散燃焼領域（Ｄ）では比較的大きくなるように設定されている。
【００９２】
つまり、エンジン１が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときには、ＥＧＲ弁３５を相対的に大きく開いて、ＥＧＲ通路３４により多量の排気を吸気通路１６に還流させ、これによりＥＧＲ率ＥＧＲを第１設定値以上の目標値（目標ＥＧＲ率ＥＧＲｎｆ）として良好な予混合圧縮着火燃焼を実現する。一方、エンジン１が拡散燃焼領域（Ｄ）にあるときには、エンジン１を一般的なディーゼル燃焼の状態にし、このときにはＥＧＲ弁３５の開度を相対的に小さくして、ＥＧＲ率ＥＧＲが適度に低い状態とすることで、煤の増大を招くことなく、ＮＯｘの生成を抑制するようにしている。
【００９３】
前記図１４に示す制御フローによって、全体として、エンジン１が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときに、ＥＧＲ率が第１設定値以上になるようにＥＧＲ弁３５の開度を制御する一方、拡散燃焼領域（Ｄ）にあるときにはＥＧＲ率が前記第１設定値よりも少なくなるように、ＥＧＲ弁３５の開度を制御するＥＧＲ制御部４０ｅ（排気還流制御手段）が構成されている。
【００９４】
（作用効果）
次に、この実施形態に係るディーゼルエンジン１の燃焼制御装置Ａの作用効果を説明すると、まず、エンジン１が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときには、ＥＧＲ弁３５が相対的に大きく開かれ、タービン２７上流の排気通路２６から取り出された排気がＥＧＲ通路３４によって吸気通路１６に還流される。そして、そのように還流する多量の排気が外部から供給される新気と共に気筒２内の燃焼室４へ供給される。また、前記気筒２内の燃焼室４に臨むインジェクタ５により燃料が当該気筒２の圧縮行程の所定時期に主噴射され、この燃料が燃焼室４において比較的広く分散し且つ吸気（新気及び還流排気）と十分に混合して、均質度合いの高い混合気を形成し、この混合気が気筒２の圧縮行程における燃焼室４の温度上昇に伴い、比較的低温の酸化反応（いわゆる冷炎反応）を開始する。
【００９５】
その際、混合気の冷炎反応は、特に燃料蒸気や酸素の密度が高い部分から開始するが、この混合気中には空気（窒素、酸素等）と比べて熱容量の大きい排気（二酸化炭素等）が多量に混在していて、その分、燃料及び酸素の密度が全体的に低くなっており、しかも、冷炎の反応熱は熱容量の大きい二酸化炭素等に吸収されることになるので、局所的に早く反応が進行して高温の酸化反応（いわゆる熱炎反応）に移行することはない。また、前記の如く冷炎反応の開始する混合気中には圧縮行程終盤の所定の時期にインジェクタ５により燃料が副噴射される。この燃料は気化する際に周囲の混合気から熱を吸収するので、その分、混合気の温度が低下し、このことで、冷炎反応から熱炎反応への移行、即ち着火がさらに遅延することになる。
【００９６】
そして、気筒２のＴＤＣ近傍に至り、燃焼室４の気体の温度がさらに上昇し、且つ燃料及び酸素の密度が十分に高くなると、混合気は一斉に着火して燃焼する。この着火のタイミングは、主として吸気中の還流排気の割合（ＥＧＲ率）及びその温度状態と前記副噴射される燃料の量とによって決定付けられ、仮にＥＧＲ率が所期の目標値を下回っていても、また、仮に還流する排気の温度が特に高い状態であっても、これらの状態に応じて副噴射量が増減されることで、予混合気の着火時期がＴＤＣ近傍の所定範囲内に維持される。すなわち、例えばエンジン１の加速運転に伴い一時的に燃焼室４への排気の還流割合が低下したり、或いは、車両の連続走行によって排気の温度が極めて高くなったりしても、副噴射量の制御によって予混合気の着火時期を最適化し、いつでもサイクル効率の高い熱発生のパターンを実現できる。よって、燃費の低減が図られる。
【００９７】
また、そのようにして着火、燃焼する混合気中では、燃料蒸気と空気及び還流排気とが既に十分に均一に分散しており、特に燃料の密度が高い部分では前記したように既に冷炎反応が進行しているから、混合気中には燃料の過濃な部分が殆ど存在せず、従って、煤の生成は見られない。また、前記の如く混合気中の燃料蒸気の分布が均一化されていて、さらに多量の二酸化炭素等が均一に分散して存在することから、この混合気全体が一斉に燃焼してもその内部で局所的に急激な熱発生の起こることがなく、しかも、燃焼熱は周囲の二酸化炭素等によって吸収されることになるから、燃焼温度の上昇が抑えられて、ＮＯｘの生成が大幅に抑制される。
【００９８】
一方、エンジン１が拡散燃焼領域（Ｄ）にあれば、インジェクタ５により燃料が少なくともＴＤＣ近傍で燃焼室４に噴射され、初期の予混合燃焼に続いて良好な拡散燃焼状態になる（一般的なディーゼル燃焼）。この際、ＥＧＲ弁３５の開度は相対的に小さくされ、適度な分量の排気の還流によってＮＯｘや煤の生成が抑制されるとともに、排気の還流割合が所定以下とされることで、新しい空気の供給量が確保されて、十分な出力が得られるようになる。
【００９９】
（他の実施形態）
尚、本発明の構成は、前記の実施形態に限定されることはなく、その他の種々の構成も包含するものである。すなわち、例えば、前記実施形態においては、燃料の副噴射量を実ＥＧＲ率ＥＧＲやクランク角速度変動率に基づいて制御するようにしているが、このうちの一方のみに基づいて副噴射量を制御するようにしてもよいし、それ以外に、エンジン水温、吸気温度、過給圧等、着火遅れ期間に影響を与え得る他の変数の変化を加味して、副噴射量を制御するようにしてもよい。
【０１００】
前記実施形態では、エンジン１を予混合圧縮着火燃焼とするときに、インジェクタ５による燃料の噴射を気筒２の圧縮行程の所定クランク角範囲で開始させるようにしているが、これに限らず、燃料の噴射は気筒２の吸気行程から開始するようにしてもよい。
【０１０１】
また、前記実施形態では、本願発明をコモンレール式直噴ディーゼルエンジンの燃焼制御装置Ａに適用しているが、これに限らず、例えば、所定の運転状態で点火プラグを用いずにガソリンの予混合を圧縮着火により燃焼させるようにしたエンジンにも本発明は適用可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１及び請求項２の発明に係るエンジンの燃焼制御装置によると、気筒内に比較的早期に主噴射した燃料の着火を多量の排気還流によって遅延させ、吸気と十分に混合させた上で相対的に予混合燃焼の割合が多い燃焼状態とするようにした直噴式エンジンにおいて、前記主噴射した燃料により形成された予混合気が気筒の圧縮行程において発生する冷炎反応から熱炎反応への移行を、燃料の副噴射によって遅延させることができる。そして、エンジンの運転状態によって排気の還流割合が大きく変化したり、或いは排気の温度等が変動するときでも、前記の副噴射量を変更することによって予混合気の着火時期を最適化し、サイクル効率の高い熱発生のパターンを実現して、燃費を改善することができる。
【０１０３】
請求項３の発明によると、燃料の副噴射量を少なくともＥＧＲ値に対応付けて制御することで、前記した発明の効果をより確実に得ることができ、特に、請求項４の発明のように、実際のＥＧＲ値の推定値に基づいて副噴射量を制御するようにすれば、制御の精度を向上して前記発明の効果を十分に得ることができる。
【０１０４】
請求項５の発明によれば、ＥＧＲ値の推定値が第１設定値よりも低い第２設定値以下のときに燃料の副噴射量を増量することで、例えばエンジンの加速運転時等に排気の還流量の増大が遅れてＥＧＲ率が大幅に低下しても、着火時期をＴＤＣ近傍まで遅延させることができる。
【０１０５】
また、請求項６〜８のいずれかの発明によると、エンジンの出力トルクに関連する値を検出するトルク検出手段を備え、これによる検出値に基づいて燃料の副噴射量を制御することで、予混合気の着火時期をトルクが最大になる時期、即ち最適な熱発生パターンとなる時期にすることができる。これにより、排気の還流割合のみならず、排気温度や燃焼室温度等の変化による影響を打ち消して、予混合気の着火時期を最適化することができる。
【０１０６】
さらに、請求項９、１０の発明によると、副噴射を適切な時期に行うことで、請求項１の発明の効果を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼制御装置の全体構成図である。
【図２】エンジンの燃焼モードを切換える制御マップの一例を示す図である。
【図３】インジェクタによる噴射作動の様子を模式的に示す説明図である。
【図４】ＥＧＲ率を変更して、それぞれ、クランク角の進行に伴い変化する熱発生率の様子を示したグラフ図である。
【図５】ＥＧＲ率の変化に対して、（ａ）空気過剰率、（ｂ）ＮＯｘ濃度及び（ｃ）煤の濃度の変化を互いに対応付けて示すグラフ図である。
【図６】ディーゼル燃焼のときのＥＧＲ率の変化に対する排気中のＮＯｘ及び煤の濃度の変化をそれぞれ示すグラフ図である。
【図７】副噴射量を変更して、それぞれ、クランク角の進行に伴い変化する熱発生率の様子を示したグラフ図である。
【図８】副噴射量を変更して、それぞれ、クランク角の進行に伴い変化する筒内温度の様子を示したグラフ図である。
【図９】副噴射量を変更したときに、（ａ）排気中のＮＯｘの濃度、（ｂ）同じく煤の濃度及び（ｃ）出力の変化を示すグラフ図である。
【図１０】燃料噴射制御の前半の手順を示すフローチャート図である。
【図１１】燃料噴射制御の後半の手順を示すフローチャート図である。
【図１２】エンジンの目標トルクマップ（ａ）、噴射量マップ（ｂ）及び噴射時期マップ（ｃ）の一例を示す説明図である。
【図１３】ＥＧＲ率の変化に応じて副噴射の基本噴射量を設定したテーブル（ａ）と、ＥＧＲ偏差の変化に応じて副噴射の第１補正量を設定したテーブル（ｂ）とをそれぞれ例示する説明図である。
【図１４】ＥＧＲ制御の手順を示すフローチャート図である。
【図１５】ＥＧＲマップ（ａ）、及びそのマップ上でのＥＧＲ弁開度の変化特性（ｂ）の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ　　　エンジンの燃焼制御装置
Ｈ　　　予混合燃焼領域
１　　　ディーゼルエンジン
２　　　気筒
４　　　燃焼室
５　　　インジェクタ（燃料噴射弁）
３５　　ＥＧＲ弁（排気還流量調節手段）
４０　　コントロールユニット（ＥＣＵ）
４０ａ　主噴射制御部（主噴射制御手段）
４０ｂ　副噴射制御部（副噴射制御手段）
４０ｃ　ＥＧＲ推定部（ＥＧＲ推定手段）
４０ｄ　角速度変動率検出部（トルク検出手段）
４０ｅ　ＥＧＲ制御部（排気還流制御手段）

Claims (10)

1. エンジンの気筒内の燃焼室に臨む燃料噴射弁と、
   前記燃焼室への排気の還流量を調節する排気還流量調節手段と、
   エンジンが予め設定した運転状態にあるときに、予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い燃焼状態になるように、前記燃料噴射弁により燃料を気筒の吸気行程ないし圧縮行程で主噴射させる主噴射制御手段と、
   エンジンが前記設定運転状態のときに、排気の還流量に関するＥＧＲ値が予め設定した第１設定値以上になるように前記排気還流量調節手段を制御する排気還流制御手段とを備えたエンジンの燃焼制御装置において、
   前記主噴射された燃料が気筒の圧縮行程における燃焼室の温度上昇に伴い発生する冷炎反応から熱炎反応への移行を遅延させるように、圧縮行程終盤の所定時期に前記燃料噴射弁により燃料を副噴射させる副噴射制御手段を備えることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
2. 請求項１において、
   副噴射制御手段は、冷炎反応から熱炎反応への移行が気筒の圧縮上死点近傍の所定範囲で行われるように、燃料の副噴射量を制御するものであることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
3. 請求項２において、
   副噴射制御手段は、燃料の副噴射量を少なくともＥＧＲ値に対応付けて制御するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
4. 請求項３において、
   エンジンの実際のＥＧＲ値を推定するＥＧＲ推定手段を備え、
   副噴射制御手段は、少なくとも前記ＥＧＲ推定手段による推定値に基づいて、副噴射量を制御するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
5. 請求項４において、
   副噴射制御手段は、ＥＧＲ値の推定値が第１設定値よりも低い第２設定値以下のときに、燃料の副噴射量を増量するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
6. 請求項２において、
   エンジンの出力トルクに関連する値を検出するトルク検出手段を備え、
   副噴射制御手段は、少なくとも前記トルク検出手段による検出値に基づいて、燃料の副噴射量を制御するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
7. 請求項６において、
   副噴射制御手段は、エンジンが定常運転状態のときに副噴射量を強制的に増減変更し、その結果としてトルク検出手段により検出される検出値の変化に基づいて、副噴射量を制御するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
8. 請求項７において、
   副噴射制御手段は、
   副噴射量を増量した結果としてトルク検出手段による検出値が高トルク側に変化したときに副噴射量をさらに増量する一方、検出値が低トルク側に変化したときには副噴射量を減量するとともに、
   副噴射量を減量した結果としてトルク検出手段による検出値が高トルク側に変化したときに副噴射量をさらに減量する一方、検出値が低トルク側に変化したときには副噴射量を増量する
   ように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
9. 請求項１において、
   副噴射制御手段は、主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって気筒内の燃焼室に主噴射された燃料が冷炎反応を開始するのと略同時期ないしその直前に、前記燃料噴射弁による燃料の副噴射を開始させるように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
10. 請求項９において、
    副噴射制御手段は、気筒の圧縮上死点前略２０〜略１５°ＣＡの範囲で燃料の副噴射を開始させるものであることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。

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