JP7415868B2 - 圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置に関する。

ピストンで空気を圧縮加熱した燃焼室内に燃料を噴射して自己着火させて燃焼させる圧縮自己着火式の内燃機関（例えば一般的なディーゼルエンジン）では、火花点火式の内燃機関（例えば一般的なガソリンエンジンであり、空気と燃料が混合された燃焼室内で点火プラグのスパークにて着火させて燃焼させる内燃機関）と比較して燃焼時の騒音が大きく、燃焼騒音の低減が望まれている。

圧縮自己着火式の内燃機関では、１回の燃焼行程に対して、主となるメイン噴射と、メイン噴射の前段噴射となる単数または複数のパイロット噴射とが実行される。なお以降では、特に記載が無ければ、メイン噴射の前に噴射されるパイロット噴射とプレ噴射を区別せず、メイン噴射の前に噴射されるパイロット噴射とプレ噴射をまとめて「パイロット噴射」と呼ぶ。

燃焼騒音は、シリンダ内に噴射された燃料が燃焼（着火）したエネルギーによって、燃焼室やボアの空間で半径方向の圧力脈動が繰り返される燃焼室・ボア共鳴がエンジン表面から放射されて発生する。燃焼室・ボア共鳴の共鳴周波数は、燃焼室の直径、ボアの直径、燃焼ガス温度、酸素濃度等によって決定され、一般的な車両の内燃機関の場合、４～５［ＫＨｚ］程度の比較的高い周波数である。

例えば特許文献１に記載の燃料噴射制御装置では、各気筒に燃焼音センサを設け、各燃焼音センサからの信号を、ゲート回路と高速ＡＤ変換器を介してＡＤ変換した後、ＥＣＵにてＦＦＴ処理を行って各周波数成分の音圧レベルを算出する構成を有している。そしてパイロット噴射を実行した場合の音圧と、パイロット噴射を実行しなかった場合の音圧との差が極大となる共鳴周波数成分を抽出し、共鳴周波数を相殺するようにパイロット噴射の時期と噴射量を制御して、ユーザが体感する燃焼騒音を抑制している。

また例えば特許文献２に記載の内燃機関の制御装置では、燃焼時に筒内で径方向に共鳴する共鳴周波数を算出し、共鳴周波数に基づいて、ピストンが上死点近傍にある時点で燃焼を発生させるか、ピストンが上死点よりもある程度下方に移動した時点で燃焼を発生させるか、燃焼時期を切り替えることで、ユーザが体感する燃焼騒音を抑制している。

特開２００１－２３４８００号公報 特開２０１９－６０２６４号公報

特許文献１に記載の燃料噴射制御装置では、パイロット噴射の噴射時期（噴射タイミング）を調整することにより、人に聞こえやすい特定周波数帯の音圧を相殺して低減している。しかし、この手法は、共鳴周波数の音圧そのものを低減しているのではなく、人に聞こえやすい特定周波数帯から共鳴周波数をスライドさせるものであり、特定周波数帯の周囲ではスライドされた共鳴周波数により音圧が増幅され、新たな問題が発生する可能性がある。また、共鳴周波数のスライドを重視してパイロット噴射の噴射時期と噴射量を比較的大きく変更するので、排気ガス中の有害成分の発生量や燃費への影響が大きくなる可能性が考えられる。

また特許文献２に記載の制御装置は、パイロット噴射の噴射時期及び噴射量の大きな変更は行っていないが、共鳴周波数に基づいて、ＥＧＲ率の調整、吸気温度の調整、メイン噴射の噴射時期の調整等を行うことで、燃焼時期を切り替えている。そして特許文献２に記載の制御装置は、特許文献１に記載の燃料噴射制御装置と同様、共鳴周波数の音圧そのものを低減しているのではなく、人に聞こえやすい特定周波数帯から共鳴周波数をスライドさせるものであり、特定周波数帯の周囲ではスライドされた共鳴周波数により音圧が増幅され、新たな問題が発生する可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、圧縮自己着火式の内燃機関にて発生する燃焼騒音の共鳴周波数を特定周波数帯からスライドさせるのではなく、共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができる、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、気筒ごとに設けられたインジェクタを用いて、１回の燃焼行程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、前記メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射と、を実行する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。前記内燃機関を含む内燃機関システムには、前記内燃機関の回転数、吸気流量、過給圧、吸気温度を含むそれぞれの状態を検出するそれぞれの検出手段が設けられており、前記制御装置は、それぞれの前記検出手段を用いて前記状態を検出し、前記状態と、前記状態に基づいて求めたＥＧＲ率と燃料噴射量を含む運転状態を取得する。前記制御装置には、前記インジェクタの開弁時間に対応する燃料噴射率を示す燃料噴射率特性が記憶されている。そして前記制御装置は、前記内燃機関の前記運転状態と、前記運転状態に基づいた筒内温度、酸素分圧、燃料分圧を含む筒内状態量に基づいて、前記メイン噴射の開始時点から前記メイン噴射に対応する燃焼であるメイン燃焼の開始時点までの時間であるメイン着火遅れ時間を推定する、メイン着火遅れ時間推定部と、前記燃料噴射率特性と、前記メイン着火遅れ時間とに基づいて、前記メイン着火遅れ時間の期間に噴射される前記メイン噴射の燃料量である推定予混合メイン燃料量を算出する、推定予混合メイン燃料量算出部と、前記内燃機関の回転数と、前記燃料噴射量または前記内燃機関の負荷とに応じて目標予混合メイン燃料量が設定されたマップを用いて、前記メイン噴射の目標予混合メイン燃料量を設定する、目標予混合メイン燃料量設定部と、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記推定予混合メイン燃料量の変更を可能とする予混合メイン燃料量可変機器を制御する、予混合メイン燃料量調整部と、を有する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、前記予混合メイン燃料量可変機器は、前記燃料噴射率を変更可能な燃料噴射率可変機器であり、前記制御装置は、前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合に前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料噴射率を低減するように前記燃料噴射率可変機器を制御する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、前記インジェクタに供給される燃料の圧力である燃料圧力は、前記燃料噴射率可変機器の１つである燃料圧力調整装置によって変更可能であり、前記制御装置は、前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記燃料噴射率を低減するように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料圧力調整装置を用いて前記インジェクタに供給される燃料の圧力を低減する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第２の発明または第３の発明に係る圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、前記インジェクタは、前記燃料噴射率可変機器の１つであり、前記燃料噴射率を可変とする燃料噴射率可変機構を有しており、前記制御装置は、前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記燃料噴射率を低減するように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料噴射率可変機構を用いて前記インジェクタの前記燃料噴射率を低減する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第２の発明～第４の発明のいずれか１つに係る圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、前記予混合メイン燃料量可変機器には、さらに、前記メイン着火遅れ時間を変更可能なメイン着火遅れ時間可変機器がある。そして前記制御装置は、前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合に前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、さらに、前記メイン着火遅れ時間が短くなるように前記メイン着火遅れ時間可変機器を制御する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

次に、本発明の第６の発明は、上記第５の発明に係る圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関を有する内燃機関システムは、過給機によって過給された吸気を冷却するインタークーラへの冷却用流体を調整するインタークーラ温度調整装置と、前記過給機による過給圧を調整する過給圧調整装置と、前記内燃機関の排気ガスの一部を吸気に戻すＥＧＲ配管の開度を調整するＥＧＲ弁と、前記インジェクタと、の少なくとも１つを有しており、前記インタークーラ温度調整装置と、前記過給圧調整装置と、前記ＥＧＲ弁のそれぞれは、前記メイン着火遅れ時間可変機器であり、前記インジェクタは、前記燃料噴射率可変機器と前記メイン着火遅れ時間可変機器とを兼用可能である。そして前記制御装置は、前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記メイン着火遅れ時間が短くなるように前記メイン着火遅れ時間可変機器を制御する際、前記インタークーラ温度調整装置による前記冷却用流体の流量の低減、前記過給圧調整装置による過給圧の増加、前記ＥＧＲ弁によるＥＧＲガス流量の低減、前記インジェクタを用いた前記パイロット噴射の噴射量の増加、の少なくとも１つを実行する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置である。

発明者は、１回の燃焼行程に対して主となるメイン噴射と、メイン噴射の前段噴射となるパイロット噴射とを実行する圧縮自己着火式の内燃機関において、種々の燃焼解析手法を用い、メイン噴射の噴射開始時点から、メイン噴射に対応するメイン燃焼の開始時点までのメイン着火遅れ時間の期間に筒内に噴射されてまだ燃焼していない燃料量である予混合燃料量が燃焼騒音に大きく影響していることを見いだした。発明者は、内燃機関の運転状態に応じた予混合燃料量閾値が存在し、実際の予混合燃料量が、その時点の運転状態に対応する予混合燃料量閾値を超えると、メイン燃焼の発生時の燃焼熱（または燃焼圧力）の上昇率が過大となり、燃焼騒音が増大することを見いだした。これにより発明者は、運転状態に応じた目標予混合燃料量を設定し、当該目標予混合燃料量を超えないように（予混合燃料量閾値を超えないように）メイン噴射を制御することで、メイン燃焼の発生時の燃焼熱（または燃焼圧力）の上昇率を緩やかにして、燃焼騒音の共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができることを見いだした。

また、（推定）予混合燃料量は、メイン噴射の開始時点からメイン噴射に対応するメイン燃焼の開始時点までのメイン着火遅れ時間と、インジェクタの開弁時間に応じた燃料噴射率である燃料噴射率特性とで決定される。（推定）予混合燃料量を目標予混合燃料量以下となるように低減するためには、燃料噴射率を低減するか、メイン着火遅れ時間を短くすればよい。またメイン着火遅れ時間は、メイン噴射の開始時点の筒内温度や筒内酸素濃度に応じて変化する。

第１の発明によれば、制御装置は、予混合燃料量調整部を有し、予混合燃料量可変機器を制御することで、目標予混合燃料量以下となるように推定予混合燃料量を変更する。これにより、燃焼騒音の共鳴周波数を特定周波数帯からスライドさせるのではなく、共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができる。

第２の発明によれば、燃料噴射率可変機器を制御して燃料噴射率を低減することで、推定予混合燃料量を目標予混合燃料量以下とする。これにより、燃焼騒音の共鳴周波数を特定周波数帯からスライドさせるのではなく、共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができる。

第３の発明によれば、インジェクタに供給される燃料の圧力を低減することで、燃料噴射率を適切に低減させることができる。

第４の発明によれば、燃料噴射率可変機構を有するインジェクタを制御することで、燃料噴射率を適切に低減させることができる。

第５の発明によれば、さらに、メイン着火遅れ時間可変機器を制御してメイン着火遅れ時間を短くすることで、推定予混合燃料量を目標予混合燃料量以下とする。これにより、燃焼騒音の共鳴周波数を特定周波数帯からスライドさせるのではなく、共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができる。

第６の発明によれば、さらに、筒内温度を上昇または筒内酸素濃度を上昇させて、適切にメイン着火遅れ時間を短くすることができる。

圧縮自己着火式の内燃機関システム全体の概略構成の例を説明する図である。 メイン噴射の際のインジェクタへの通電、燃料噴射率、熱発生率（筒内熱１階微分）、筒内熱２階微分の例を説明する図である。 第１及び第２の実施の形態における制御装置の［全体処理］の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態において図３に示すフローチャートの［推定予混合燃料量を算出］の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態において図３に示すフローチャートの［推定予混合燃料量を調整］の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態において図３に示すフローチャートの［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期を設定］の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態における燃料ポンプ制御の概略を説明するフローチャートである。 本実施に形態による燃焼騒音の低減効果の例を説明する図である。 第２の実施の形態において図３に示すフローチャートの［推定予混合燃料量を算出］の詳細を説明する図である。 燃料噴射率特性の噴射率パターンの例を説明する図である。 第２の実施の形態において図３に示すフローチャートの［推定予混合燃料量の調整］の詳細を説明する図である。 第２の実施の形態における燃料ポンプ制御の概略を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態における制御装置の［全体処理］の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態において図１３に示すフローチャートの［推定予混合燃料量を調整］の詳細を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態において図１３に示すフローチャートの［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期を設定］の詳細を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態における燃料ポンプ制御の概略を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態におけるクーラントポンプ制御の概略を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態における過給圧制御の概略を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態におけるＥＧＲ弁制御の概略を説明するフローチャートである。

［内燃機関システム１の概略構成の例（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関システム１の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、圧縮自己着火式の内燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。以降、内燃機関１０は、圧縮自己着火式の内燃機関を指す。また以降の説明において「推定予混合燃料量」は「推定予混合メイン燃料量」に相当し、「推定予混合燃料算出部」は「推定予混合メイン燃料量算出部」に相当し、「目標予混合燃料量」は「目標予混合メイン燃料量」に相当し、「目標予混合燃料量設定部」は「目標予混合メイン燃料量設定部」に相当し、「予混合燃料量可変機器」は「予混合メイン燃料量可変機器」に相当し、「予混合燃料量調整部」は「予混合メイン燃料量調整部」に相当している。

以下、システム全体について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。吸気管１１Ａの流入側には、エアクリーナ（図示省略）、吸気流量検出手段２１（例えば、吸気流量センサ）が設けられている。吸気流量検出手段２１は、内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また吸気流量検出手段２１には、吸気温度検出手段２８Ａ（例えば、吸気温度センサ）、大気圧検出手段２３（例えば、大気圧センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ａは、吸気流量検出手段２１を通過する吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。大気圧検出手段２３は、周囲の大気圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

吸気管１１Ａの流出側はコンプレッサ３５の流入側に接続され、コンプレッサ３５の流出側は吸気管１１Ｂの流入側に接続されている。ターボ過給機３０（過給機に相当）のコンプレッサ３５は、排気ガスのエネルギーによって回転駆動されるタービン３６にて回転駆動され、吸気管１１Ａから流入された吸気を吸気管１１Ｂに圧送することで過給する。

コンプレッサ３５の上流側となる吸気管１１Ａには、コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａは、吸気管１１Ａ内の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。コンプレッサ３５の下流側となる吸気管１１Ｂ（吸気管１１Ｂにおけるコンプレッサ３５とインタークーラ１６との間の位置）には、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂは、吸気管１１Ｂ内の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

吸気管１１Ｂには、上流側にインタークーラ１６が配置され、インタークーラ１６よりも下流側にスロットル装置４７が配置されている。インタークーラ１６は、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂよりも下流側に配置されている。インタークーラ１６とスロットル装置４７との間には、吸気温度検出手段２８Ｂ（例えば、吸気温度センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ｂは、インタークーラ１６にて温度が低下された吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

インタークーラ１６は、配管を介してインタークーラ用ラジエータ１６Ａに接続されており、配管にはクーラントポンプ１６Ｂが設けられている。制御装置５０は、クーラントポンプ１６Ｂ（インタークーラ温度調整装置）からのクーラントの吐出量を制御してインタークーラ用ラジエータ１６Ａとインタークーラ１６との間でクーラント（冷却用流体）を循環させ、吸気温度を調整可能である。

スロットル装置４７は、制御装置５０からの制御信号に基づいて吸気管１１Ｂの開度を調整するスロットルバルブ４７Ｖを駆動し、吸気流量を調整可能である。制御装置５０は、スロットル開度検出手段４７Ｓ（例えば、スロットル開度センサ）からの検出信号と目標スロットル開度に基づいて、スロットル装置４７に制御信号を出力してスロットルバルブ４７Ｖの開度を調整可能である。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて検出したアクセルペダルの踏込量と内燃機関１０の運転状態等に基づいて目標スロットル開度を求める。

アクセルペダル踏込量検出手段２５は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。

吸気管１１Ｂの流出側は吸気マニホルド１１Ｃの流入側に接続されており、吸気マニホルド１１Ｃの流出側は内燃機関１０の流入側に接続されている。また吸気管１１Ｂにおけるスロットル装置４７よりも下流側には（吸気マニホルド１１Ｃには）、吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃ（例えば圧力センサ）が設けられており、ＥＧＲ配管１３の流出側が接続されている。吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃは、吸気マニホルド１１Ｃに流入する直前の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。またＥＧＲ配管１３の流出側（吸気管１１Ｂとの接続部）からは、ＥＧＲ配管１３の流入側（排気管１２Ｂとの接続部）から流入してきたＥＧＲガスが、吸気管１１Ｂ内に吐出される。

内燃機関１０は複数のシリンダ４５Ａ～４５Ｄ（気筒）を有しており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ４３Ａ～４３Ｄには、コモンレール４１と燃料配管４２Ａ～４２Ｄを介して燃料が供給されており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄは、制御装置５０からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ４５Ａ～４５Ｄ内に燃料を噴射する。コモンレール４１には、燃料圧力検出手段７３が設けられており、燃料ポンプ７２によって目標燃料圧力に調整された燃料が充填されている。制御装置５０は、燃料圧力検出手段７３を用いて検出した燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプ７２を制御する。

内燃機関１０には、クランク角度検出手段２２Ａ、カム角度検出手段２２Ｂ、クーラント温度検出手段２８Ｃ等が設けられている。クランク角度検出手段２２Ａは、例えば回転センサであり、内燃機関１０のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。カム角度検出手段２２Ｂは、例えば回転センサであり、内燃機関１０のカムシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、クランク角度検出手段２２Ａとカム角度検出手段２２Ｂからの検出信号に基づいて、各シリンダの行程及び回転角度等を検出することができる。またクーラント温度検出手段２８Ｃは、例えば温度センサであり、内燃機関１０内に循環されている冷却用クーラントの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

内燃機関１０の排気側には排気マニホルド１２Ａの流入側が接続され、排気マニホルド１２Ａの流出側には排気管１２Ｂの流入側が接続されている。排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。

排気管１２Ｂには、ＥＧＲ配管１３の流入側が接続されている。ＥＧＲ配管１３は、排気管１２Ｂと吸気管１１Ｂとを連通し、排気管１２Ｂの排気ガスの一部を吸気管１１Ｂに還流させる（排気ガスの一部を吸気に戻す）ことが可能である。またＥＧＲ配管１３には、ＥＧＲクーラ１５、ＥＧＲ弁１４が設けられている。制御装置５０は、ＥＧＲ弁１４の開度を調整することで、ＥＧＲ配管１３内を流れるＥＧＲガスの流量を調整可能である。

排気管１２Ｂには、排気温度検出手段２９が設けられている。排気温度検出手段２９は、例えば排気温度センサであり、排気温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。タービン３６には、タービン３６へ導く排気ガスの流速を制御可能な（タービンへと排気ガスを導く流路の開度を調整可能な）可変ノズル３３が設けられており、可変ノズル３３（過給圧調整装置）は、ノズル駆動手段３１によって開度が調整される。制御装置５０は、ノズル開度検出手段３２（例えば、ノズル開度センサ）からの検出信号と目標ノズル開度に基づいて、ノズル駆動手段３１に制御信号を出力して可変ノズル３３の開度を調整可能である。

タービン３６の上流側となる排気管１２Ｂには、タービン上流圧力検出手段２６Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン上流圧力検出手段２６Ａは、排気管１２Ｂ内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。タービン３６の下流側となる排気管１２Ｃには、タービン下流圧力検出手段２６Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン下流圧力検出手段２６Ｂは、排気管１２Ｃ内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

排気管１２Ｃの流出側には排気浄化装置６１が接続されている。例えば内燃機関１０がディーゼルエンジンの場合、排気浄化装置６１には、酸化触媒、微粒子捕集フィルタ、選択式還元触媒等が含まれている。

車速検出手段２７は、例えば車両速度検出センサであり、車両の車輪等に設けられている。車速検出手段２７は、車両の車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、記憶装置５３、タイマ５４等を有している。制御装置５０（ＣＰＵ５１）には、上述した種々の検出手段からの検出信号が入力され制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置５０の入出力は、上記の検出手段やアクチュエータに限定されるものではない。また、各部の温度や圧力等はセンサを搭載せずに推定計算により算出しても良い。制御装置５０は、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出し、上記のアクチュエータを含む各種のアクチュエータを制御する。記憶装置５３は、例えばＦｌａｓｈ－ＲＯＭ等の記憶装置であり、内燃機関の制御や自己診断等を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。また制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、メイン着火遅れ時間推定部５１Ａ、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ、目標予混合燃料量設定部５１Ｃ、予混合燃料量調整部５１Ｄ等を有しているが、これらの詳細については後述する。

制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、１回の燃焼行程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射とを、空気を圧縮加熱した筒内に噴射する。なお本実施の形態の説明では、１回の燃焼行程においてメイン噴射よりも前の噴射を、すべてまとめて「パイロット噴射」と呼ぶ。またパイロット噴射の数及び噴射量、メイン噴射の噴射量等は、１回の燃焼行程での総燃料噴射量と内燃機関の運転状態等に基づいて適宜算出される。

なお、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄは、予混合燃料量可変機器に相当しており、燃料噴射率を変更可能な燃料噴射率可変機器及びメイン着火遅れ時間を変更可能なメイン着火遅れ時間可変機器にも相当している（燃料噴射率可変機器とメイン着火遅れ時間可変機器とを兼用可能）。また燃料ポンプ７２は、予混合燃料量可変機器に相当しており、燃料噴射率可変機器にも相当している。またクーラントポンプ１６Ｂ（インタークーラ温度調整装置）は、予混合燃料量可変機器に相当しており、メイン着火遅れ時間可変機器にも相当している。また可変ノズル３３（過給圧調整装置）は、予混合燃料量調整装置に相当しており、メイン着火遅れ時間可変機器にも相当している。またＥＧＲ弁１４は、予混合燃料量可変機器に相当しており、メイン着火暮れ時間可変機器にも相当している。

［燃焼騒音の発生原因の概要（図２）］
次に図２に示す概略図を用いて、燃焼騒音の発生原因について説明する。図２はメイン噴射に対する各状態を示しており、横軸が時間を示している。そして図２は、上から順に、インジェクタの通電状態、燃料圧力、燃料噴射率、熱発生率（筒内熱１階微分）、筒内熱２階微分、を示している。各図において点線は燃料圧力が高い状態（燃料圧力Ｐａ）の場合を示し、実践は燃料圧力が低い状態（燃料圧力Ｐｂ）の場合を示している。

「インジェクタ通電」は、燃料圧力Ｐａの場合と燃料圧力Ｐｂの場合で同一の燃料量を噴射する場合、燃料圧力Ｐａの場合の開弁時間Ｔａは、燃料圧力Ｐｂの場合の開弁時間Ｔｂよりも短くなることを示している。燃料圧力Ｐａの場合では時間Ｔ１から時間Ｔ３まで通電（開弁）し、燃料圧力Ｐｂの場合は時間Ｔ１から時間Ｔ４まで通電（開弁）したことを示している。

「燃料噴射率」は、開弁時間に対応する燃料噴射率を示しており、この場合のインジェクタの燃料噴射率は、燃料圧力Ｐａの場合では燃料噴射率Ｈａであり、燃料圧力Ｐｂの場合では燃料噴射率Ｈｂであることを示している。燃料噴射率Ｈａにて囲まれた面積は燃料噴射率Ｈａにて噴射された燃料量であり、燃料噴射率Ｈｂにて囲まれた面積は燃料噴射率Ｈｂにて噴射された燃料量を示しており、この場合は同一の燃料量としているので、同じ面積である。

「熱発生率」は、時間に応じて変化する筒内熱を、時間で微分した値を示している（時間に応じて変化する筒内熱の傾きを示している）。燃料圧力Ｐａの場合では熱発生率Ｊａとなり、燃料圧力Ｐｂの場合では熱発生率Ｊｂとなることを示している。なお、インジェクタの通電開始の時間Ｔ１からしばらくの間（時間Ｔ２までの間）は着火せず、時間Ｔ２にて着火して燃焼が開始されたことを示している。本実施の形態の説明では、燃料の噴射を開始した時間Ｔ１から着火した時間Ｔ２までの間の時間を「メイン着火遅れ時間（τ）」と呼ぶ。

「筒内熱２階微分」は、熱発生率（筒内熱１階微分）を、さらにもう一度「時間」で微分した値を示しており、熱発生率（筒内熱発生率１階微分）の傾きの変化を示している。燃料圧力Ｐａの場合では筒内熱２階微分Ｄａとなり、燃料圧力Ｐｂの場合では筒内熱２階微分Ｄｂとなることを示している。

図２に示すように、燃料圧力が高い場合（燃料圧力Ｐａの場合）は、メイン着火遅れ時間の期間（時間Ｔ１から時間Ｔ２の期間）に噴射された燃料量は、時間Ｔ１から時間Ｔ２の期間で燃料噴射率Ｈａに囲まれた面積Ｓａである。また燃料圧力が低い場合（燃料圧力Ｐｂの場合）は、メイン着火遅れ時間の期間（時間Ｔ１から時間Ｔ２の期間）に噴射された燃料量は、時間Ｔ１から時間Ｔ２の期間で燃料噴射率Ｈｂに囲まれた面積Ｓｂである。この場合、面積Ｓａのほうが面積Ｓｂよりも大きい。これにより、時間Ｔ２で着火した場合、熱発生率Ｊａではより多くの燃料が急激に燃焼するので、熱発生率Ｊａの時間Ｔ２からの立ち上がりの上昇率である筒内熱２階微分Ｄａは、熱発生率Ｊｂの時間Ｔ２からの立ち上がりの上昇率である筒内熱２階微分Ｄｂよりも大きくなる。燃料圧力Ｐａの場合では、筒内熱２階微分Ｄａの時間Ｔ２（メイン噴射の着火開始時）での急激な立ち上がりにより、燃焼騒音が大きくなる。

以下では、メイン着火遅れ時間の期間（時間Ｔ１から時間Ｔ２の期間）に噴射されてまだ着火していない燃料量を「予混合燃料量」と呼ぶ。図２の例では、燃料圧力Ｐａの場合の「予混合燃料量（燃料噴射率Ｈａにて囲まれた面積Ｓａ）」が、燃料圧力Ｐｂの場合の「予混合燃料量（燃料噴射率Ｈｂにて囲まれた面積Ｓｂ）」よりも大きいので、時間Ｔ２にて着火した場合の燃料量が多く、燃焼騒音が大きくなる。

発明者は、種々の燃焼解析手法を用い、上述したように、「予混合燃料量」が燃焼騒音に大きな影響を及ぼしていることを見いだした。そして発明者は、内燃機関の運転状態に応じた予混合燃料量閾値が存在し、実際の予混合燃料量が、その時点の運転状態に対応する予混合燃料量閾値を超えると、メイン燃焼の発生時の筒内熱（または筒内圧力）の上昇率が過大となり、燃焼騒音が増大することを見いだした。これにより発明者は、運転状態に応じた目標予混合燃料量を設定し、当該目標予混合燃料量を超えないように（予混合燃料量閾値を超えないように）メイン噴射を制御することで、メイン燃焼の発生時の筒内熱（または筒内圧力）の上昇率を緩やかにして、燃焼騒音の共鳴周波数の音圧そのものを低減させて燃焼騒音を抑制することができることを見いだした。

次に、上記の考えに基づいた制御装置５０の処理手順の第１～第３の実施の形態について説明する。「予混合燃料量」を調整する方法としては、燃料噴射率を増減して調整する方法、メイン着火遅れ時間を増減して調整する方法、燃料噴射率とメイン着火遅れ時間の双方を調整する方法、の３通りが考えられる。以下に説明する第１及び第２の実施の形態では燃料噴射率を調整する方法の例を示し、第３の実施の形態では燃料噴射率とメイン着火遅れ時間の双方を調整する方法の例を示す。

［第１の実施の形態における制御装置５０の処理手順（図３～図８）］
次に図３～図８に示すフローチャート等を用いて、第１の実施の形態における、制御装置５０の処理手順の例について説明する。第１の実施の形態では、燃料ポンプ７２による燃料圧力を調整することで、燃料噴射率を調整する。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定クランク角度毎（燃料噴射量を計算するべきタイミング）にて、図３に示す［全体処理］を起動し、ステップＳ１１０に処理を進める。なお制御装置５０は、別の処理にて、次回の燃焼行程に対する噴射量を算出して記憶している。

ステップＳ１１０にて制御装置５０は、メイン噴射の開始時における目標とする筒内温度である目標筒内温度を設定（算出）し、ステップＳ１２０に処理を進める。制御装置５０は、内燃機関の運転状態に応じて予め設定された目標筒内温度を算出して記憶する。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標筒内温度が設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標筒内温度を算出して記憶する。目標筒内温度は、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等を用いて確認された適切な値が設定されている。

ステップＳ１２０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて筒内の状態量である筒内状態量を算出して記憶し、ステップＳ１３０に処理を進める。例えば制御装置５０は、筒内状態量である筒内温度、筒内酸素濃度に基づいた酸素分圧、噴射量に基づいた燃料分圧等を、内燃機関の回転数、吸気流量、過給圧、吸気温度、ＥＧＲ率等の運転状態に基づいて算出して記憶する。

ステップＳ１３０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて目標メイン着火時期を設定（算出）して記憶する。目標メイン着火時期は、メイン燃焼が開始されるクランク角度の目標角度であり、圧縮上死点前５［°］から圧縮上死点後５［°］程度の範囲で設定される角度である。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標メイン着火時期が設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標メイン着火時期を算出して記憶する。また制御装置５０は、内燃機関の運転状態、筒内状態量（筒内温度、酸素分圧、燃料分圧等）に基づいて、メイン着火遅れ時間を推定（算出）し、推定したメイン着火遅れ時間を記憶し、ステップＳ１４０へ処理を進める。例えば制御装置５０は、以下の（式１）にてメイン着火遅れ時間τを算出する。
τ＝１／｛Ａ［Ｆｕｅｌ］^B［Ｏ₂］^Cｅｘｐ（－Ｄ／Ｔ）｝ （式１）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：定数
［Ｆｕｅｌ］：燃料分圧
［Ｏ₂］：酸素分圧
Ｔ：噴射時筒内温度

ステップＳ１３０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に基づいて、メイン噴射の開始時点から、メイン噴射に対応する燃焼であるメイン燃焼の開始時点まで、の時間であるメイン着火遅れ時間を推定する、メイン着火遅れ時間推定部５１Ａ（図１参照）に相当している。

ステップＳ１４０にて制御装置５０は、目標メイン着火時期、メイン着火遅れ時間、内燃機関の回転数に基づいて、メイン噴射を開始する時期であるメイン噴射開始時期を算出し、ステップＳ１５０へ処理を進める。

ステップＳ１５０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて目標予混合燃料量を設定（算出）して記憶し、ステップＳ１６０へ処理を進める。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標予混合燃料量が設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標予混合燃料量を算出して記憶する。目標予混合燃料量は、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等にて確認された、燃焼騒音が低減される適切な値が設定されている。

ステップＳ１５０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に基づいて、予め設定された目標予混合燃料量を設定する、目標予混合燃料量設定部５１Ｃ（図１参照）に相当している。

ステップＳ１６０にて制御装置５０は、［推定予混合燃料量を算出］する処理を実行してステップＳ１７０へ処理を進める。なお［推定予混合燃料量を算出］する処理（図４）の詳細については後述する。

ステップＳ１７０にて制御装置５０は、［推定予混合燃料量を調整］する処理を実行してステップＳ１８０へ処理を進める。なお［推定予混合燃料量を調整］する処理（図５）の詳細については後述する。

ステップＳ１８０にて制御装置５０は、［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］する処理を実行して、図３に示す処理を終了する。なお［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］する処理（図６）の詳細については後述する。

［第１の実施の形態における推定予混合燃料量を算出する処理（図４）］
次に図４を用いて、第１の実施の形態において図３に示すフローチャートのステップＳ１６０の［推定予混合燃料量を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ１６０の処理を実行する際、制御装置５０は図４に示すステップＳＡ１２０へ処理を進める。

ステップＳＡ１２０にて制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。なお「予混合調整フラグ」は、図５に示すステップＳＢ１３０にてＯＮに設定され、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合にＯＮに設定されるフラグである。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ１３０へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１６０へ処理を進める。

ステップＳＡ１３０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、「燃圧低減量」が所定圧力以上であるか否かを判定する。なお「燃圧低減量」は、図５に示すステップＳＢ１４０等に示すように、燃料ポンプから吐出する燃料の圧力を、目標燃料圧力から低減する量である。制御装置５０は、燃圧低減量が所定圧力（例えば数１０［ＫＰａ］程度の比較的小さな圧力であり、かつ、ΔＰ２以上の圧力）以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ１４０へ処理を進め、燃圧低減量が所定圧力未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１５０へ処理を進める。

ステップＳＡ１４０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の燃圧低減量からΔＰ２だけ減算した値を新たな燃圧低減量として更新して記憶し、ステップＳＡ１６０へ処理を進める。

ステップＳＡ１５０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグをＯＦＦに設定し、燃圧低減量をゼロに初期化してステップＳＡ１６０へ処理を進める。

ステップＳＡ１６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の燃料圧力を取得し、燃料圧力に応じた燃料噴射率特性を取得してステップＳＡ１７０へ処理を進める。なお、燃料噴射率特性は、図２に示すグラフ状の特性を燃料圧力毎に用意して記憶装置に記憶しておいてもよいし、開弁時間に応じた燃料噴射率を算出するようにしてもよい。

ステップＳＡ１７０にて制御装置５０は、次回のメイン噴射に対するメイン着火遅れ時間と、燃料噴射率特性とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間内に噴射されて燃焼していない燃料量である推定予混合燃料量を算出（推定）して記憶し、図４に示す処理を終了し、図３に示すステップＳ１７０へ処理を戻す。

ステップＳＡ１７０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、燃料噴射率特性と、メイン着火遅れ時間とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間に噴射される燃料量である推定予混合燃料量を算出する、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。

［第１の実施の形態における推定予混合燃料量を調整する処理（図５）］
次に図５を用いて、第１の実施の形態において図３に示すフローチャートのステップＳ１７０の［推定予混合燃料量を調整］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ１７０の処理を実行する際、制御装置５０は図５に示すステップＳＢ１２０へ処理を進める。

ステップＳＢ１２０にて制御装置５０は、次回のメイン噴射に対する推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ１７０へ処理を進め、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ１２５へ処理を進める。

ステップＳＢ１７０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ１７５へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）は、図５に示す処理を終了して図３に示すステップＳ１８０へ処理を戻す。

ステップＳＢ１７５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、燃料圧力（燃料圧力検出手段７３を用いて検出）が「目標燃料圧力－燃圧低減量」に近づくように燃料ポンプ７２を制御して、図５に示す処理を終了して図３に示すステップＳ１８０へ処理を戻す。

ステップＳＢ１２５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ１４０へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ１３０へ処理を進める。

ステップＳＢ１３０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、燃圧低減量にΔＰ１（所定の燃料圧力であり、比較的小さな圧力）を設定し、予混合調整要求フラグをＯＮに設定してステップＳＢ１４０へ処理を進める。

ステップＳＢ１４０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、燃料圧力（燃料圧力検出手段７３を用いて検出）が「目標燃料圧力－燃圧低減量」に近づくように燃料ポンプ７２（燃料圧力調整装置であり、燃料噴射率可変機器に相当）を制御してステップＳＢ１４５へ処理を進める。

ステップＳＢ１４５にて制御装置５０は、「目標燃料圧力－燃圧低減量」に応じた新たな燃料噴射率特性を取得してステップＳＢ１５０へ処理を進める。

ステップＳＢ１５０にて制御装置５０は、メイン着火遅れ時間と、新たな燃料噴射率特性とに基づいて、推定予混合燃料量を更新して記憶し、ステップＳＢ１５５へ処理を進める。なお、ステップＳＢ１４０にて燃料圧力を目標燃料圧力よりも低減させたことで燃料噴射率が低減されているので、ステップＳＢ１５０にて更新した推定予混合燃料量は、ステップＳＢ１２０にて用いた推定予混合燃料量よりも減量されている。

ステップＳＢ１５０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、燃料噴射率特性と、メイン着火遅れ時間とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間に噴射される燃料量である推定予混合燃料量を算出する、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。

ステップＳＢ１５５にて制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）は図５に示す処理を終了して図３に示すステップＳ１８０へ処理を戻し、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ１６０へ処理を進める。

ステップＳＢ１６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の燃圧低減量にΔＰ１を加算して燃圧低減量を更新して記憶し、ステップＳＢ１４０へ処理を戻す。

ステップＳＢ１４０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下となるように推定予混合燃料量の変更を可能とする予混合燃料量可変機器（この場合、燃料ポンプ７２）を制御する、予混合燃料量調整部５１Ｄ（図１参照）に相当している。

［第１の実施の形態におけるパイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定する処理（図６）］
次に図６を用いて、第１の実施の形態において図３に示すフローチャートの［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ１８０の処理を実行する際、制御装置５０は図６に示すステップＳＣ１２０へ処理を進める。

ステップＳＣ１２０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて、パイロット噴射の段数（回数）を設定する。例えば記憶装置には、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じてパイロット噴射の段数（例えば１～３）が設定されたマップが記憶されており、制御装置５０は、当該マップを用いてパイロット噴射の段数を算出する。また制御装置５０は、メイン噴射開始時期と目標筒内温度に基づいて、メイン噴射を開始するクランク角度にて目標筒内温度とすることができる総パイロット噴射量を算出する。そして制御装置５０は、総パイロット噴射量を段数に応じて分割し、各段のパイロット噴射量を算出して記憶する。また制御装置５０は、各段のパイロット噴射の噴射開始時期を設定（算出）して記憶し、ステップＳＣ１３０へ処理を進める。

ステップＳＣ１３０にて制御装置５０は、次回の燃焼行程の噴射量と総パイロット噴射量に基づいてメイン噴射量を設定（算出）して記憶する（この場合、制御装置５０は、次回の燃焼行程の噴射量から総パイロット噴射量を減算してメイン噴射量を算出して記憶する）。また制御装置５０は、図３に示すステップＳ１４０にて算出したメイン噴射開始時期を記憶し、図３に示すステップＳ１８０の終了時点に戻り、図３に示す処理を終了する。

制御装置５０は、別のタイミングで実行されるパイロット噴射制御処理（既存の処理であり、詳細は省略）にて、パイロット噴射の段数、各段のパイロット噴射開始時期及びパイロット噴射量に基づいてパイロット噴射を実行する。また制御装置５０は、別のタイミングで実行されるメイン噴射制御処理（既存の処理であり、詳細は省略）にて、メイン噴射開始時期及びメイン噴射量に基づいてメイン噴射を実行する。

［第１の実施の形態における燃料ポンプ制御の処理（図７）］
次に図７を用いて、第１の実施の形態の［燃料ポンプ制御］を説明する。図７に示す［燃料ポンプ制御］は、既存の［燃料ポンプ制御］の処理に対してステップＳＰ１３０が追加されている。

制御装置５０は、ステップＳＰ１２０の既存の処理にて目標燃料圧力を設定した後、ステップＳＰ１３０にて予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は図７に示す処理を終了し、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＰ１４０に処理を進め、燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプ７２を制御して図７に示す処理を終了する。

［本実施の形態による効果（図８）］
次に図８を用いて、本実施の形態の効果について説明する。図８は、横軸が周波数、縦軸が燃焼騒音の音圧レベルを示している。そして点線にて示す燃焼騒音特性Ｇ１は、燃焼騒音を抑制する処置を施さなかった場合の例を示している。なお、特定周波数帯Ｗ１は、人に聞こえやすい周波数帯であり、燃焼騒音の音圧レベルを低減させるべき周波数帯である。この場合、人に聞こえやすい特定周波数帯Ｗ１内に燃焼騒音の共鳴周波数（音圧の高い部分）が入っているので、ユーザには気になる燃焼騒音が聞こえている。

二点鎖線にて示す燃焼騒音特性Ｇ２は、上述した特許文献１または特許文献２に記載の処置を施して特定周波数帯Ｗ１の燃焼騒音を低減させた場合の例を示している。特許文献１または特許文献２では、人に聞こえやすい特定周波数帯Ｗ１内から燃焼騒音の共鳴周波数をスライドさせている。この場合、特定周波数帯Ｗ１内には共鳴周波数が無くなるが、特定周波数帯Ｗ１の周囲に共鳴周波数（音圧の高い部分）が新たに現れる。このため、ユーザには気になる燃焼騒音は聞こえにくくなるが、スライドした共鳴周波数の音圧レベルは高いので、新たな問題が発生する可能性がある。

実線にて示す燃焼騒音特性Ｇ３は、本実施の形態にて説明した処置を施して燃焼騒音を低減させた場合の例を示している。本実施の形態では、特許文献１や特許文献２のように共鳴周波数をスライドさせるのではなく、燃焼騒音の音圧レベルそのものを低減させる。従って、ユーザには気になる燃焼騒音が聞こえにくくなるとともに、共鳴周波数のスライドによる新たな問題も発生しない。

［第２の実施の形態における制御装置５０の処理手順（図９～図１２）］
次に図９～図１２に示すフローチャート等を用いて、第２の実施の形態における、制御装置５０の処理手順の例について説明する。第２の実施の形態では、燃料噴射率可変機構を有するインジェクタを用いることで、燃料噴射率を調整する。なお図３に示す［全体処理］は、第１及び第２の実施で共通である。

制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定クランク角度毎（燃料噴射量を計算するべきタイミング）にて、図３に示す処理（［全体処理］）を起動し、ステップＳ１１０に処理を進める。なお制御装置５０は、別の処理にて、次回の燃焼行程に対する噴射量を算出して記憶している。

図３に示す［全体処理］は、第１及び第２の実施の形態で同じであるので説明を省略する。また、図３のステップＳ１８０の［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］の処理も、第１及び第２の実施の形態で同じであるので説明を省略する。図３のステップＳ１６０の［推定予混合燃料量を算出］する処理、図３のステップＳ１７０の［推定予混合燃料量を調整］する処理は、第２の実施の形態では異なるので、以下、この［推定予混合燃料量を算出］する処理（図９）、［推定予混合燃料量を調整］する処理（図１１）、の詳細について説明する。

［第２の実施の形態における推定予混合燃料量を算出する処理（図９、図１０）］
次に図９、図１０を用いて、第２の実施の形態において図３に示すフローチャートのステップＳ１６０の［推定予混合燃料量を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ１６０の処理を実行する際、制御装置５０は図９に示すステップＳＡ２２０へ処理を進める。

ステップＳＡ２２０にて制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。なお「予混合調整フラグ」は、図１１に示すステップＳＢ２３０にてＯＮに設定され、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合にＯＮに設定されるフラグである。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２３０へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ２６０へ処理を進める。

ステップＳＡ２３０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、「噴射率パターン」が標準パターンＲ０（図１０参照）であるか否かを判定する。例えば噴射率パターンは、燃料噴射率可変機構を有するインジェクタに対して、予め設定された燃料噴射率特性のパターンであり、図１０に示すように、標準パターンＲ０、標準パターンＲ０よりも１段噴射率が低いパターンＲ１、さらにもう１段噴射率が低いパターンＲ２・・さらにもう１段噴射率が低いパターンＲｎ、が予め設定されて記憶装置に記憶されている。制御装置５０は、記憶されている噴射率パターンが標準パターンＲ０である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２５０へ処理を進め、標準パターンＲ０でない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ２４０へ処理を進める。

ステップＳＡ２４０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の噴射率パターンから１段増量側のパターンに変更した噴射率パターンを記憶してステップＳＡ２４５へ処理を進める。制御装置５０は、例えば現在記憶している噴射率パターンがパターンＲ２の場合、１段増量側のパターンＲ１を噴射率パターンに記憶する。なお噴射率パターンは、制御装置５０の起動時に標準パターンＲ０に初期化される。

ステップＳＡ２４５にて制御装置５０は、「噴射率パターン」が標準パターンＲ０（図１０参照）であるか否かを判定する。制御装置５０は、噴射率パターンが標準パターンＲ０である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２５０へ処理を進め、噴射率パターンが標準パターンＲ０でない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ２６０へ処理を進める。

ステップＳＡ２５０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグをＯＦＦに設定してステップＳＡ２６０へ処理を進める。

ステップＳＡ２６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の燃料圧力を取得し、噴射率パターンに記憶されているパターンに応じた燃料噴射率特性を取得してステップＳＡ２７０へ処理を進める。また制御装置５０は、必要であれば、燃料圧力に基づいて燃料噴射率特性を補正する。

ステップＳＡ２７０にて制御装置５０は、メイン着火遅れ時間と、燃料噴射率特性とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間内に噴射されて燃焼していない燃料量である推定予混合燃料量を算出して記憶し、図９に示す処理を終了し、図３に示すステップＳ１７０へ処理を戻す。

ステップＳＡ２７０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、燃料噴射率特性と、メイン着火遅れ時間とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間に噴射される燃料量である推定予混合燃料量を算出する、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。

［第２の実施の形態における推定予混合燃料量を調整する処理（図１１）］
次に図１１を用いて、第２の実施の形態において図３に示すフローチャートのステップＳ１７０の［推定予混合燃料量を調整］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ１７０の処理を実行する際、制御装置５０は図１１に示すステップＳＢ２２０へ処理を進める。

ステップＳＢ２２０にて制御装置５０は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）は図１１に示す処理を終了して図３に示すステップＳ１８０へ処理を戻し、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ２２５へ処理を進める。

ステップＳＢ２２５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ２４５へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ２３０へ処理を進める。

ステップＳＢ２３０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、噴射率パターンに、標準パターンよりも１段減量側のパターン（この場合、パターンＲ１）を記憶し、予混合調整要求フラグをＯＮに設定してステップＳＢ２４５へ処理を進める。

ステップＳＢ２４５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄ（燃料噴射率可変機器に相当）の噴射率パターンに記憶されているパターンに応じた新たな燃料噴射率特性を取得してステップＳＢ２５０へ処理を進める。

ステップＳＢ２５０にて制御装置５０は、メイン着火遅れ時間と、新たな燃料噴射率特性とに基づいて、推定予混合燃料量を更新して記憶し、ステップＳＢ２５５へ処理を進める。なお、ステップＳＢ２４５にて低減した燃料噴射率特性を取得することで、ステップＳＢ２５０にて更新した推定予混合燃料量は、ステップＳＢ２２０にて用いた推定予混合燃料量よりも減量されている。

ステップＳＢ２５０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、燃料噴射率特性と、メイン着火遅れ時間とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間に噴射される燃料量である推定予混合燃料量を算出する、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。

ステップＳＢ２５５にて制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）は図１１に示す処理を終了して図３に示すステップＳ１８０へ処理を戻し、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ２６０へ処理を進める。

ステップＳＢ２６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の噴射率パターンに記憶されているパターンよりも１段減量側のパターンを噴射率パターンに記憶し、ステップＳＢ２４５へ処理を戻す。制御装置５０は、例えば現在記憶している噴射率パターンがパターンＲ１の場合、１段減量側のパターンＲ２を噴射率パターンに記憶する。

ステップＳＢ２３０、ＳＢ２６０にて噴射率パターンを変更する処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下となるように推定予混合燃料量の変更を可能とする予混合燃料量可変機器（この場合、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄ）を制御する、予混合燃料量調整部５１Ｄ（図１参照）に相当している。

［第２の実施の形態における燃料ポンプ制御の処理（図１２）］
次に図１２を用いて、第２の実施の形態の［燃料ポンプ制御］を説明する。図１２に示す［燃料ポンプ制御］は、図７に示す第１の実施の形態の［燃料ポンプ制御］の処理に対してステップＳＰ１３０が省略されている。

制御装置５０は、ステップＳＰ１２０の既存の処理にて目標燃料圧力を設定した後、ステップＳＰ１４０に処理を進め、燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプを制御して図１２に示す処理を終了する。

なお第２の実施の形態による効果は、図８を用いて説明した第１の実施の形態の効果と同様であり、共鳴周波数をスライドさせるのではなく、燃焼騒音の音圧レベルそのものを低減させる。従って、ユーザには気になる燃焼騒音が聞こえにくくなるとともに、共鳴周波数のスライドによる新たな問題も発生しない。

［第３の実施の形態における制御装置５０の処理手順（図１３～図１９）］
次に図１３～図１９に示すフローチャート等を用いて、第３の実施の形態における、制御装置５０の処理手順の例について説明する。第３の実施の形態では、燃料ポンプで燃料噴射率を調整し、かつ、クーラントポンプ１６ＢやＥＧＲ弁１４や可変ノズル３３やインジェクタ（パイロット噴射）にてメイン着火遅れ時間を調整する。

図１３に示す［全体処理］は、図３に示す第１及び第２の実施の形態の［全体処理］とは異なる。また、［推定予混合燃料量を算出］、［推定予混合燃料量を調整］、［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］の処理も、第１及び第２の実施の形態とは異なる。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定クランク角度毎（燃料噴射量を計算するべきタイミング）にて、図１３に示す［全体処理］を起動し、ステップＳ３１０に処理を進める。なお制御装置５０は、別の処理にて、次回の燃焼行程に対する噴射量を算出して記憶している。

ステップＳ３１０にて制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。なお「筒内状態補正要求フラグ」は、図１４に示すステップＳＢ３３３にてＯＮに設定され、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合にＯＮに設定されるフラグである。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１１へ処理を進め、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳ３１３へ処理を進める。

ステップＳ３１１へ処理を進めた場合、制御装置５０は、筒内補正維持タイマが所定時間（例えば数秒）以上であるか否かを判定する。なお「筒内補正維持タイマ」は、図１４に示すステップＳＢ３３３にて初期化（ゼロ）されて起動され、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合に起動される。制御装置５０は、筒内補正維持タイマが所定時間以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１２へ処理を進め、筒内補正維持タイマが所定時間未満である場合（Ｎｏ）はステップＳ３１３へ処理を進める。

ステップＳ３１２へ処理を進めた場合、制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグをＯＦＦに設定してステップＳ３１３へ処理を進める。

ステップＳ３１３へ処理を進めた場合、制御装置５０は、メイン噴射の開始時における目標とする筒内温度のベースである目標筒内温度ベースを設定（算出）し、ステップＳ３１４に処理を進める。制御装置５０は、内燃機関の運転状態に応じて予め設定された目標筒内温度ベースを算出して記憶する。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標筒内温度ベースが設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標筒内温度ベースを算出して記憶する。目標筒内温度ベースは、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等を用いて確認された適切な値が設定されている。

ステップＳ３１４にて制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮに設定されているか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１５へ処理を進め、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳ３１６へ処理を進める。

ステップＳ３１５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、目標筒内温度ベースにΔＴｈを加算した温度を目標筒内温度として記憶し、ステップＳ３２０へ処理を進める。なおΔＴｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな温度であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標筒内温度を上昇させることで、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳ３１６へ処理を進めた場合、制御装置５０は、目標筒内温度ベースを目標筒内温度として記憶し、ステップＳ３２０へ処理を進める。

ステップＳ３２０の処理は図３に示すステップＳ１２０の処理と同じであり、制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて筒内の状態量である筒内状態量を算出して記憶し、ステップＳ３３０に処理を進める。例えば制御装置５０は、筒内状態量である筒内温度、筒内酸素濃度に基づいた酸素分圧、噴射量に基づいた燃料分圧等を、内燃機関の回転数、吸気流量、過給圧、吸気温度、ＥＧＲ率等の運転状態に基づいて算出して記憶する。

ステップＳ３３０の処理は図３に示すステップＳ１３０の処理と同じであり、制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて目標メイン着火時期を設定（算出）して記憶する。目標メイン着火時期は、メイン燃焼が開始されるクランク角度の目標角度であり、圧縮上死点前５［°］から圧縮上死点後５［°］程度の範囲で設定される角度である。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標メイン着火時期が設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標メイン着火時期を算出して記憶する。また制御装置５０は、内燃機関の運転状態、筒内状態量（筒内温度、酸素分圧、燃料分圧等）に基づいて、メイン着火遅れ時間を推定（算出）し、推定したメイン着火遅れ時間を記憶し、ステップＳ３４０へ処理を進める。例えば制御装置５０は、上述した（式１）にてメイン着火遅れ時間τを算出する。

ステップＳ３３０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に基づいて、メイン噴射の開始時点から、メイン噴射に対応する燃焼であるメイン燃焼の開始時点まで、の時間であるメイン着火遅れ時間を推定する、メイン着火遅れ時間推定部５１Ａ（図１参照）に相当している。

ステップＳ３４０の処理は図３に示すステップＳ１４０の処理と同じであり、制御装置５０は、目標メイン着火時期、メイン着火遅れ時間、内燃機関の回転数に基づいて、メイン噴射開始時期を算出し、ステップＳ３５０へ処理を進める。

ステップＳ３５０の処理は図３に示すステップＳ１５０の処理と同じであり、制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて目標予混合燃料量を設定（算出）して記憶し、ステップＳ３６０へ処理を進める。例えば制御装置５０は、内燃機関の回転数と燃料噴射量（内燃機関の負荷）に応じて目標予混合燃料量が設定されたマップを記憶しており、当該マップを用いて目標予混合燃料量を算出して記憶する。目標予混合燃料量は、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等にて確認された燃焼騒音が低減される適切な値が設定されている。

ステップＳ３５０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に基づいて、予め設定された目標予混合燃料量を設定する、目標予混合燃料量設定部５１Ｃ（図１参照）に相当している。

ステップＳ３６０にて制御装置５０は、［推定予混合燃料量を算出］する処理を実行してステップＳ３７０へ処理を進める。なお［推定予混合燃料量を算出］する処理は、図４に示す［推定予混合燃料量を算出］する処理と同じであるので説明を省略する。

ステップＳ３７０にて制御装置５０は、［推定予混合燃料量を調整］する処理を実行してステップＳ３８０へ処理を進める。なお［推定予混合燃料量を調整］する処理（図１４）の詳細については後述する。

ステップＳ３８０にて制御装置５０は、［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期を設定］する処理を実行して、図１３に示す処理を終了する。なお［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期を設定］する処理（図１５）の詳細については後述する。

［第３の実施の形態における推定予混合燃料量を調整する処理（図１４）］
次に図１４を用いて、第３の実施の形態において図１３に示すフローチャートのステップＳ３７０の［推定予混合燃料量を調整］する処理の詳細を説明する。図１３に示すフローチャートのステップＳ３７０の処理を実行する際、制御装置５０は図１４に示すステップＳＢ３２０へ処理を進める。

ステップＳＢ３２０にて制御装置５０は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ３７０へ処理を進め、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３２５へ処理を進める。

ステップＳＢ３７０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ３７２へ処理を進め、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３８０へ処理を進める。

ステップＳＢ３７２へ処理を進めた場合、制御装置５０は、制御装置５０は、クーラント流量が「目標クーラント流量－ΔＷｈ」に近づくようにクーラントポンプ１６Ｂを制御してステップＳＢ３７３へ処理を進める。なお、クーラント流量の低減量であるΔＷｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標クーラント流量を低減させて吸気温度を上昇させることで筒内温度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３７３にて制御装置５０は、過給圧が「目標過給圧＋ΔＰｈ」に近づくようにターボ過給機３０の可変ノズル３３の開度（閉度）を制御してステップＳＢ３７４へ処理を進める。なお、目標過給圧の増加量であるΔＰｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標過給圧を増加させることで筒内の酸素濃度や筒内温度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３７４にて制御装置５０は、ＥＧＲ率が「目標ＥＧＲ率－ΔＥｈ」に近づくようにＥＧＲ弁１４の開度を制御してステップＳＢ３７５へ処理を進める。なお、目標ＥＧＲ率の低減量であるΔＥｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標ＥＧＲ率を低減させることで筒内の酸素濃度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３７５にて制御装置５０は、目標筒内温度ベースにΔＴｈを加算した温度を目標筒内温度として記憶し、ステップＳＢ３８０へ処理を進める。なお、ここで上昇させた目標筒内温度は、図１５に示すステップＳＣ３２０にてパイロット噴射の噴射量等に反映され、メイン着火遅れ時間を短くする。

ステップＳＢ３８０にて制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ３８２へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）は、図１４に示す処理を終了して図１３に示すステップＳ３８０へ処理を戻す。

ステップＳＢ３２５へ処理を進めた場合、制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ３３２へ処理を進め、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３３０へ処理を進める。

ステップＳＢ３３０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、燃圧低減量にΔＰ１（所定の燃料圧力であり、比較的小さい圧力）を設定し、予混合調整要求フラグをＯＮに設定してステップＳＢ３３２へ処理を進める。

ステップＳＢ３３２へ処理を進めた場合、制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ３３４へ処理を進め、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３３３へ処理を進める。

ステップＳＢ３３３へ処理を進めた場合、制御装置５０は、筒内補正維持タイマを初期化（ゼロ）して起動し、筒内状態補正要求フラグをＯＮに設定し、ステップＳＢ３３４へ処理を進める。

ステップＳＢ３３４へ処理を進めた場合、制御装置５０は、クーラント流量が「目標クーラント流量－ΔＷｈ」に近づくようにクーラントポンプ１６Ｂ（インタークーラ温度調整装置であり、メイン着火遅れ時間可変機器に相当）を制御してステップＳＢ３３５へ処理を進める。この場合、制御装置５０は、クーラントポンプ１６Ｂ（インタークーラ温度調整装置）によるクーラント（冷却用流体）の流量を低減する。なお、クーラント流量の低減量であるΔＷｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標クーラント流量を低減させて吸気温度を上昇させることで筒内温度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３３５にて制御装置５０は、過給圧が「目標過給圧＋ΔＰｈ」に近づくようにターボ過給機３０の可変ノズル３３（過給圧調整装置であり、メイン着火遅れ時間可変機器に相当）の開度（閉度）を制御してステップＳＢ３３６へ処理を進める。この場合、制御装置５０は、可変ノズル３３（過給圧調整装置）による過給圧を増加させる。なお、目標過給圧の増加量であるΔＰｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標過給圧を増加させることで酸素濃度や筒内温度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３３６にて制御装置５０は、ＥＧＲ率が「目標ＥＧＲ率－ΔＥｈ」に近づくようにＥＧＲ弁１４（メイン着火遅れ時間可変機器に相当）の開度を制御してステップＳＢ３３７へ処理を進める。この場合、制御装置５０は、ＥＧＲ弁１４によるＥＧＲガス流量を低減させる。なお、目標ＥＧＲ率の低減量であるΔＥｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな量であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標ＥＧＲ率を低減させることで酸素濃度を上昇させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３３７にて制御装置５０は、目標筒内温度ベースにΔＴｈを加算した温度を目標筒内温度として記憶し、ステップＳＢ３４０へ処理を進める。なおΔＴｈは、内燃機関の排気の有害成分の増加や燃費の悪化に影響を及ぼさない程度の比較的小さな温度であり、実験やシミュレーション等にて確認された適切な値が設定されている。制御装置５０は、目標筒内温度を上昇させ、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄ（メイン着火遅れ時間可変機器に相当）からのパイロット噴射を増加させて筒内温度の上昇分を増加させ、メイン着火遅れ時間を短くすることができる。

ステップＳＢ３４０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、燃料圧力（燃料圧力検出手段７３を用いて検出）が「目標燃料圧力－燃圧低減量」に近づくように燃料ポンプ７２を制御してステップＳＢ３４５へ処理を進める。

ステップＳＢ３４５にて制御装置５０は、「目標燃料圧力－燃圧低減量」に応じた新たな燃料噴射率特性を取得してステップＳＢ３５０へ処理を進める。

ステップＳＢ３５０にて制御装置５０は、メイン着火遅れ時間と、新たな燃料噴射率特性とに基づいて、推定予混合燃料量を更新して記憶し、ステップＳＢ３５５へ処理を進める。なお、ステップＳＢ３４０にて燃料圧力を目標燃料圧力よりも低減させたことで燃料噴射率が低減されているので、ステップＳＢ３５０にて更新した推定予混合燃料量は、ステップＳＢ３２０にて用いた推定予混合燃料量よりも減量されている。

ステップＳＢ３５０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、燃料噴射率特性と、メイン着火遅れ時間とに基づいて、メイン着火遅れ時間の期間に噴射される燃料量である推定予混合燃料量を算出する、推定予混合燃料量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。

ステップＳＢ３５５にて制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下である場合（Ｙｅｓ）は図１４に示す処理を終了して図１３に示すステップＳ１８０へ処理を戻し、更新した推定予混合燃料量が目標予混合燃料以下でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３６０へ処理を進める。

ステップＳＢ３６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、現在の燃圧低減量にΔＰ１を加算して燃圧低減量を更新して記憶し、ステップＳＢ３４０へ処理を戻す。

ステップＳＢ３３４、ＳＢ３３５、ＳＢ３３６、ＳＢ３３７、ＳＢ３４０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量を超えている場合、推定予混合燃料量が目標予混合燃料量以下となるように推定予混合燃料量の変更を可能とする予混合燃料量可変機器（この場合、クーラントポンプ１６Ｂ、可変ノズル３３、ＥＧＲ弁１４、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄ、燃料ポンプ７２）を制御する、予混合燃料量調整部５１Ｄ（図１参照）に相当している。

［第３の実施の形態におけるパイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定する処理（図１５）］
次に図１５を用いて、第３の実施の形態において図１３に示すフローチャートの［パイロット噴射の段数、噴射量、噴射時期、メイン噴射の噴射量、噴射時期、を設定］する処理の詳細を説明する。図１３に示すフローチャートのステップＳ３８０の処理を実行する際、制御装置５０は図１５に示すステップＳＣ３２０へ処理を進める。

なお、ステップＳＣ３２０、ＳＣ３３０の各処理は、第１の実施の形態の図６のステップＳＣ１２０、ＳＣ１３０の各処理と同じであるので、説明を省略する。なお、ステップＳＣ３２０にて求めるパイロット噴射の噴射量は、目標筒内温度が目標筒内温度ベース＋ΔＴｈに上昇されている場合、その分だけ増量されている。

［第３の実施の形態における燃料ポンプ制御の処理（図１６）］
次に図１６を用いて、第３の実施の形態の［燃料ポンプ制御］を説明する。図１６に示す［燃料ポンプ制御］は、既存の［燃料ポンプ制御］の処理に対してステップＳＰ３３０が追加されている。

制御装置５０は、ステップＳＰ３２０の既存の処理にて目標燃料圧力を設定した後、ステップＳＰ３３０にて予混合調整要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、予混合調整要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は図１６に示す処理を終了し、予混合調整要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＰ３４０に処理を進め、燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプ７２を制御して図１６に示す処理を終了する。

［第３の実施の形態におけるクーラントポンプ制御の処理（図１７）］
次に図１７を用いて、第３の実施の形態の［クーラントポンプ制御］を説明する。図１７に示す［クーラントポンプ制御］は、既存の［クーラントポンプ制御］の処理に対してステップＳＦ３３０が追加されている。

制御装置５０は、ステップＳＦ３２０の既存の処理にて目標クーラント流量を設定した後、ステップＳＦ３３０にて筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は図１７に示す処理を終了し、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＦ３４０に処理を進め、クーラント流量が目標クーラント流量に近づくようにクーラントポンプ１６Ｂを制御して図１７に示す処理を終了する。

［第３の実施の形態における過給圧制御の処理（図１８）］
次に図１８を用いて、第３の実施の形態の［過給圧制御］を説明する。図１８に示す［過給圧制御］は、既存の［過給圧制御］の処理に対してステップＳＴ３３０が追加されている。

制御装置５０は、ステップＳＴ３２０の既存の処理にて目標過給圧を設定した後、ステップＳＴ３３０にて筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は図１８に示す処理を終了し、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＴ３４０に処理を進め、過給圧が目標過給圧に近づくように可変ノズル３３の開度（閉度）を制御して図１８に示す処理を終了する。

［第３の実施の形態におけるＥＧＲ弁制御の処理（図１９）］
次に図１９を用いて、第３の実施の形態の［ＥＧＲ弁制御］を説明する。図１９に示す［ＥＧＲ弁制御］は、既存の［ＥＧＲ弁制御］の処理に対してステップＳＧ３３０が追加されている。

制御装置５０は、ステップＳＧ３２０の既存の処理にて目標ＥＧＲ率を設定した後、ステップＳＧ３３０にて筒内状態補正要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御装置５０は、筒内状態補正要求フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は図１９に示す処理を終了し、筒内状態補正要求フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳＧ３４０に処理を進め、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に近づくようにＥＧＲ弁１４の開度を制御して図１９に示す処理を終了する。

第３の実施の形態では、メイン着火遅れ時間可変機器（クーラントポンプ１６Ｂ、ＥＧＲ弁１４、可変ノズル３３、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄ（パイロット噴射量））にて排気ガスや燃費に影響しない少量を変更しているので、メイン着火遅れ時間の短縮量は比較的少ない。またクーラントポンプ１６Ｂ、ＥＧＲ弁１４、可変ノズル３３による筒内温度や酸素濃度の上昇は比較的緩やかに変化する。そのため、これだけでは推定予混合燃料量を目標予混合燃料量以下にできない可能性がある。従って、速効性のある燃料噴射率可変機器（燃料ポンプ７２またはインジェクタ４３Ａ～４３Ｄ（燃料噴射率可変機構））による調整と組み合わせることが好ましい。上述した第３の実施の形態では、燃料噴射率可変機器として燃料ポンプ７２を用いた例を説明したが、燃料噴射率可変機器として燃料噴射率可変機構を備えたインジェクタ４３Ａ～４３Ｄを用いてもよい。

なお第３の実施の形態による効果は、図８を用いて説明した第１の実施の形態の効果と同様であり、共鳴周波数をスライドさせるのではなく、燃焼騒音の音圧レベルそのものを低減させる。従って、ユーザには気になる燃焼騒音が聞こえにくくなるとともに、共鳴周波数のスライドによる新たな問題も発生しない。

本発明の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、処理手順（フローチャート）等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

また、本発明の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置は、ディーゼルエンジンに限定されず、圧縮自己着火式のガソリンエンジンにも適用することが可能である。

また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（より小さい）（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

第３の実施の形態の説明では、メイン着火遅れ時間を短くするために、クーラント流量が「目標クーラント流量－ΔＷｈ」に近づくようにクーラントポンプ１６Ｂを制御、過給圧が「目標過給圧＋ΔＰｈ」に近づくように可変ノズル３３を制御、ＥＧＲ率が「目標ＥＧＲ率－ΔＥｈ」に近づくようにＥＧＲ弁１４を制御、筒内温度が「目標筒内温度ベース＋ΔＴｈ」に近づくようにインジェクタ４３Ａ～４３Ｄのパイロット噴射を制御、の４つをすべて実行する例を説明したが、これら４つの中から少なくとも１つを実行するようにしてもよい。

１ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
１１Ａ、１１Ｂ 吸気管
１１Ｃ 吸気マニホルド
１２Ａ 排気マニホルド
１２Ｂ、１２Ｃ 排気管
１３ ＥＧＲ配管
１４ ＥＧＲ弁（メイン着火遅れ時間可変機器）
１５ ＥＧＲクーラ
１６ インタークーラ
１６Ａ インタークーラ用ラジエータ
１６Ｂ クーラントポンプ（メイン着火遅れ時間可変機器）
２１ 吸気流量検出手段
２２Ａ クランク角度検出手段
２２Ｂ カム角度検出手段
２３ 大気圧検出手段
２４Ａ コンプレッサ上流圧力検出手段
２４Ｂ コンプレッサ下流圧力検出手段
２４Ｃ 吸気マニホルド圧力検出手段
２５ アクセルペダル踏込量検出手段
２６Ａ タービン上流圧力検出手段
２６Ｂ タービン下流圧力検出手段
２７ 車速検出手段
２８Ａ、２８Ｂ 吸気温度検出手段
２８Ｃ クーラント温度検出手段
２９ 排気温度検出手段
３０ ターボ過給機
３１ ノズル駆動手段
３２ ノズル開度検出手段
３３ 可変ノズル（メイン着火遅れ時間可変機器）
３５ コンプレッサ
３６ タービン
４１ コモンレール
４３Ａ～４３Ｄ インジェクタ（燃料噴射率可変機器とメイン着火遅れ時間可変機器を兼用）
４５Ａ～４５Ｄ シリンダ
４７ スロットル装置
４７Ｓ スロットル開度検出手段
４７Ｖ スロットルバルブ
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
５１Ａ メイン着火遅れ時間推定部
５１Ｂ 推定予混合燃料量算出部
５１Ｃ 目標予混合燃料量設定部
５１Ｄ 予混合燃料量調整部
５３ 記憶装置
６１ 排気浄化装置
７２ 燃料ポンプ（燃料噴射率可変機器）
７３ 燃料圧力検出手段
τ メイン着火遅れ時間

Claims (6)

1. 気筒ごとに設けられたインジェクタを用いて、１回の燃焼行程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、前記メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射と、を実行する、圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関を含む内燃機関システムには、前記内燃機関の回転数、吸気流量、過給圧、吸気温度を含むそれぞれの状態を検出するそれぞれの検出手段が設けられており、
   前記制御装置は、それぞれの前記検出手段を用いて前記状態を検出し、前記状態と、前記状態に基づいて求めたＥＧＲ率と燃料噴射量を含む運転状態を取得し、
   前記制御装置には、
   前記インジェクタの開弁時間に対応する燃料噴射率を示す燃料噴射率特性が記憶されており、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関の前記運転状態と、前記運転状態に基づいた筒内温度、酸素分圧、燃料分圧を含む筒内状態量に基づいて、前記メイン噴射の開始時点から前記メイン噴射に対応する燃焼であるメイン燃焼の開始時点までの時間であるメイン着火遅れ時間を推定する、メイン着火遅れ時間推定部と、
   前記燃料噴射率特性と、前記メイン着火遅れ時間とに基づいて、前記メイン着火遅れ時間の期間に噴射される前記メイン噴射の燃料量である推定予混合メイン燃料量を算出する、推定予混合メイン燃料量算出部と、
   前記内燃機関の回転数と、前記燃料噴射量または前記内燃機関の負荷とに応じて目標予混合メイン燃料量が設定されたマップを用いて、前記メイン噴射の目標予混合メイン燃料量を設定する、目標予混合メイン燃料量設定部と、
   前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記推定予混合メイン燃料量の変更を可能とする予混合メイン燃料量可変機器を制御する、予混合メイン燃料量調整部と、
   を有する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記予混合メイン燃料量可変機器は、前記燃料噴射率を変更可能な燃料噴射率可変機器であり、
   前記制御装置は、
   前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合に前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料噴射率を低減するように前記燃料噴射率可変機器を制御する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記インジェクタに供給される燃料の圧力である燃料圧力は、前記燃料噴射率可変機器の１つである燃料圧力調整装置によって変更可能であり、
   前記制御装置は、
   前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記燃料噴射率を低減するように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料圧力調整装置を用いて前記インジェクタに供給される燃料の圧力を低減する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。
4. 請求項２または３に記載の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記インジェクタは、前記燃料噴射率可変機器の１つであり、前記燃料噴射率を可変とする燃料噴射率可変機構を有しており、
   前記制御装置は、
   前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記燃料噴射率を低減するように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、前記燃料噴射率可変機構を用いて前記インジェクタの前記燃料噴射率を低減する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。
5. 請求項２～４のいずれか一項に記載の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記予混合メイン燃料量可変機器には、さらに、前記メイン着火遅れ時間を変更可能なメイン着火遅れ時間可変機器があり、
   前記制御装置は、
   前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量を超えている場合に前記推定予混合メイン燃料量が前記目標予混合メイン燃料量以下となるように前記予混合メイン燃料量可変機器を制御する際、さらに、前記メイン着火遅れ時間が短くなるように前記メイン着火遅れ時間可変機器を制御する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。
6. 請求項５に記載の圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関を有する内燃機関システムは、
   過給機によって過給された吸気を冷却するインタークーラへの冷却用流体を調整するインタークーラ温度調整装置と、
   前記過給機による過給圧を調整する過給圧調整装置と、
   前記内燃機関の排気ガスの一部を吸気に戻すＥＧＲ配管の開度を調整するＥＧＲ弁と、
   前記インジェクタと、
   の少なくとも１つを有しており、
   前記インタークーラ温度調整装置と、前記過給圧調整装置と、前記ＥＧＲ弁のそれぞれは、前記メイン着火遅れ時間可変機器であり、
   前記インジェクタは、前記燃料噴射率可変機器と前記メイン着火遅れ時間可変機器とを兼用可能であり、
   前記制御装置は、
   前記予混合メイン燃料量調整部にて、前記メイン着火遅れ時間が短くなるように前記メイン着火遅れ時間可変機器を制御する際、
   前記インタークーラ温度調整装置による前記冷却用流体の流量の低減、
   前記過給圧調整装置による過給圧の増加、
   前記ＥＧＲ弁によるＥＧＲガス流量の低減、
   前記インジェクタを用いた前記パイロット噴射の噴射量の増加、
   の少なくとも１つを実行する、
   圧縮自己着火式の内燃機関の制御装置。

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