JP2022019210A - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の燃焼方式の切替え時に燃焼騒音およびスモークの悪化を抑制すること。【解決手段】エンジンは、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システム（燃料噴射装置，燃料ポンプ，コモンレール，燃料タンクを含んで構成）を備える。制御装置は、エンジンにおける複数の燃焼方式（ＰＣＣＩ燃焼，メイン２段噴射燃焼）のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出し（ステップＳ１２３，Ｓ１２４，Ｓ１３２，Ｓ１３６，Ｓ１３７）、各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう噴射システムを制御し（ステップＳ１４１）、燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出する（ステップＳ１３２～Ｓ１３５）。【選択図】図１０

Description

この開示は、内燃機関の制御装置および制御方法に関し、特に、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システムを備える内燃機関の制御装置および制御方法に関する。

従来、ディーゼルエンジンにおいて、１サイクルに複数回、燃料を噴射する場合に、メイン噴射を前段と後段とに分けて噴射する燃焼方式があった（たとえば、特許文献１参照）。以降は、この燃焼方式をメイン２段噴射燃焼と呼ぶ。メイン２段噴射燃焼においては、メイン噴射の前段の噴射時期と後段の噴射時期との間隔を調整することで、前段の燃焼時の圧力波と後段の燃焼時の圧力波とを互いに相殺させて、騒音を低減させることができる。しかし、メイン２段噴射燃焼においては、メイン噴射の後段の着火遅れが短いことによるスモークの悪化が生じることが分かっている。

この対応として、コモンレールのレール圧を高くすることにより、スモーク特性を改善することができる。レール圧を高めることで、燃焼騒音が悪化する。しかし、これについては、レール圧を高くするのを必要最小限に留めることで、燃焼騒音およびスモークを共に目標をクリアすることができる。

特開２０１５－０６８２８４号公報

ここで、内燃機関の制御マップおいて、メイン２段噴射燃焼および他の燃焼方式が向いている領域と向いていない領域とがある。複数の燃焼方式を制御マップ上において切替えるだけでは、切替え時に燃焼騒音およびスモークが悪化することが懸念される。

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の燃焼方式の切替え時に燃焼騒音およびスモークの悪化を抑制することが可能な内燃機関の制御装置および制御方法を提供することである。

この開示に係る制御装置は、内燃機関を制御する。内燃機関は、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システムを備える。制御装置は、内燃機関における複数の燃焼方式のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出し、各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう噴射システムを制御し、燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出する。

複数の燃焼方式は、第１の燃焼方式と、第２の燃焼方式とを含むようにしてもよく、制御装置は、内燃機関の制御マップにおける、第１の燃焼方式では、所定指標が所定基準を満たさない領域において、所定指標が所定基準を満たす第２の燃焼方式に切替える。

第１の燃焼方式と第２の燃焼方式とでは、燃料の圧力の制御範囲が異なり、制御装置は、燃焼方式に応じた燃料の圧力とするよう噴射システムを制御し、第１の燃焼方式と第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し、切替え前後において対応する段の噴射量を、算出した度合いに応じて徐変するように算出してもよい。

たとえば、第１の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が１段であり、第２の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が前段と後段との２段であり、制御装置は、第１の燃焼方式と第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し、第１の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在しない状態と、第２の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在する状態との間で、算出した度合いに応じてメイン噴射の後段の噴射量が徐変するよう算出するようにしてもよい。

この開示の他の局面によれば、内燃機関の制御方法は、内燃機関の制御装置によって実行される。内燃機関は、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システムを備える。制御方法は、制御装置が、内燃機関における複数の燃焼方式のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出するステップと、各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう噴射システムを制御するステップと、燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出するステップとを含む。

この開示によれば、複数の燃焼方式の切替え時に燃焼騒音およびスモークの悪化を抑制することが可能な内燃機関の制御装置および制御方法を提供することができる。

この開示の実施の形態における車両のエンジンシステムの構成の概略を示す図である。 この開示の課題におけるエンジンの回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのＰＣＣＩ（Premixed Charge Compression Ignition）燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替えを示す図である。 この開示の課題におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときのレール圧の変化を示す図である。 この開示の課題におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。 この開示の課題におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替えを示す図である。 この開示の課題におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときのレール圧の変化を示す図である。 この開示の課題におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。 この実施の形態における燃料噴射処理の流れを示すフローチャートである。 この実施の形態における燃料噴射前半処理の流れを示すフローチャートである。 この実施の形態における燃料噴射後半処理の流れを示すフローチャートである。 この開示の実施の形態におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替えを示す図である。 この開示の実施の形態におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときのレール圧、追従割合およびメイン２噴射の噴射量の変化を示す図である。 この開示の実施の形態におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。 この開示の実施の形態におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替えを示す図である。 この開示の実施の形態におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときのレール圧、追従割合およびメイン２噴射の噴射量の変化を示す図である。 この開示の実施の形態におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返されない。

図１は、この開示の実施の形態における車両１のエンジンシステム１０の構成の概略を示す図である。図１を参照して、エンジンシステム１０は、エンジン１１と、燃料タンク１２と、燃料噴射装置１３と、燃料ポンプ１４と、コモンレール１５と、吸気通路８と、排気通路７と、ＥＧＲ通路１８と、ＥＧＲ弁１９と、エアフローメータ２と、吸気絞り弁１６と、開度センサ１７と、エンジン回転速度センサ２０と、圧力センサ２１と、アクセル開度センサ２２と、制御装置１００とを含む。

制御装置１００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）およびＣＰＵのワークメモリとして用いられたり処理結果等を記憶したりするＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ１５０と、制御装置１００の外部の機器と情報のやり取りを行なうための入力ポートおよび出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。入力ポートには、エアフローメータ２、開度センサ１７、エンジン回転速度センサ２０、圧力センサ２１、および、アクセル開度センサ２２等が接続される。

制御装置１００は、入力ポートに接続された各機器から信号を受信し、受信した信号に基づいて、所定の処理を実行し、処理の結果に基づいて、出力ポートに接続された、吸気絞り弁１６、燃料噴射装置１３、燃料ポンプ１４、および、ＥＧＲ弁１９等を制御する。

吸気通路８の一方端には、エアクリーナ（図示せず）が設けられる。吸気通路８の他方端は、エンジン１１（より具体的には、気筒１１ａ）に接続される。吸気通路８の途中には、ＥＧＲ通路１８が接続される。

エアフローメータ２は、吸気通路８の一方端と、ＥＧＲ通路１８の合流位置との間に設けられる。エアフローメータ２は、吸気通路８からエンジンシステム１０に導入される新気の流量（吸入空気量）を検出し、検出された吸入空気量を示す信号を制御装置１００に出力する。

吸気絞り弁１６は、エアフローメータ２と、ＥＧＲ通路１８の合流位置との位置に設けられる。吸気絞り弁１６は、制御装置１００からの制御信号によって開閉動作を行なう。開度センサ１７は、吸気絞り弁１６の位置に設けられる。開度センサ１７は、吸気絞り弁１６の開度を検出し、検出した吸気絞り弁１６の開度を示す信号を制御装置１００に出力する。

エンジン１１は、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１１は、複数の気筒１１ａと複数のピストン１１ｂとを含む。たとえば、エンジン１１が４気筒エンジンである場合には、エンジン１１には、４つの気筒１１ａが設けられる。なお、図１においては、複数の気筒１１ａのうちの１つの構成を例示的に示しており、他の気筒についても同様の構成を有する。そのため、その詳細な説明については繰り返さない。

燃料噴射装置１３は、気筒１１ａの頂部に設けられる。燃料噴射装置１３は、たとえば、噴孔が形成されたボディと、ボディ内部に設けられ、噴孔を開閉するニードルとを有するインジェクタによって構成される。燃料噴射装置１３は、コモンレール１５を介して燃料ポンプ１４および燃料タンク１２に接続される。燃料ポンプ１４は、制御装置１００からの制御信号に応じて、圧力センサ２１で検出されるコモンレール１５内の燃料の圧力が所定の圧力になるように燃料タンク１２内の燃料をコモンレール１５に供給する。燃料噴射装置１３は、制御装置１００からの制御信号に応じてニードルを動作させて、噴孔を開状態（すなわち、噴孔とコモンレール１５とを連通状態）にすることによってコモンレール１５内の燃料を気筒１１ａ内の燃焼室に噴射する。

制御装置１００は、アクセル開度センサ２２で検出されるアクセルペダルのユーザによる操作量に応じて、燃料噴射装置１３において１サイクル中に噴射される全噴射量Ｑに対応する制御指令値を決定する。制御装置１００は、決定された制御指令値に基づいて燃料噴射装置１３を制御する。制御指令値は、たとえば、燃料噴射装置１３からの燃料の噴射時間（噴射の開時間）または噴射量を示す値である。

制御装置１００は、たとえば、１サイクル中に噴射される全噴射量Ｑを複数回に分けて噴射するよう燃料噴射装置１３を制御する。制御装置１００は、たとえば、１サイクル中にパイロット噴射と、メイン噴射と、アフタ噴射とが実行されるように燃料噴射装置１３を制御する。パイロット噴射は、たとえば、燃焼音や燃焼圧の発生を抑制するために実行される。メイン噴射は、たとえば、エンジン１１に要求されたトルクを実現するために実行される。アフタ噴射は、たとえば、スモークなどの発生を抑制するために実行される。

ピストン１１ｂは、出力軸であるクランク軸（図示せず）に接続されている。エンジン回転速度センサ２０は、クランク軸に設けられ、クランク軸の回転速度（以下、エンジン１１の回転速度ＮＥと記載する）を検出する。エンジン回転速度センサ２０は、制御装置１００に接続され、検出されたエンジン１１の回転速度ＮＥを示す信号を制御装置１００に送信する。

排気通路７の一方端は、エンジン１１（より具体的には、気筒１１ａ）に接続される。排気通路７には、排気中のＰＭ（Particulate Matter），ＨＣ（炭化水素），ＣＯ（一酸化炭素），ＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する排気処理装置（不図示）が設けられる。

エンジン１１には、さらにＥＧＲ（排気再循環）システムが設けられる。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路１８とＥＧＲ弁１９とを含む。ＥＧＲ通路１８は、気筒１１ａを経由しないで排気通路７と吸気通路８とを連通して、排気通路７に排出された排気の一部を吸気通路８に戻す。ＥＧＲ弁１９は、制御装置１００からの制御信号に応じて、ＥＧＲ通路１８によって循環するガス流量を調整する。制御装置１００は、エンジン１１の運転状態に基づいてＥＧＲ弁１９の開度を制御する。

具体的には、制御装置１００は、たとえば、全噴射量Ｑとエンジン１１の回転速度ＮＥとに基づいてＥＧＲ率の目標値を設定する。制御装置１００の後述するメモリ１５０には、たとえば、全噴射量Ｑとエンジン１１の回転速度ＮＥとＥＧＲ率の目標値との関係を示すマップが記憶される。制御装置１００は、制御指令値に対応する全噴射量Ｑとエンジン１１の回転速度ＮＥと上述したマップとからＥＧＲ率の目標値を設定する。制御装置１００は、ＥＧＲ率が目標値になるようにＥＧＲ弁１９の開度を制御する。

さらに、エンジン１１には、排気通路７を流通する排気エネルギーを用いて吸気通路８内の空気を過給する過給機（図示せず）が設けられる。過給機は、たとえば、排気通路７に設けられ、タービンブレードを収納するタービンと、吸気通路８に設けられ、コンプレッサブレードを収納するコンプレッサと、タービンブレードとコンプレッサブレードとを連結するシャフトとを含む。排気通路７に流通する排気によってタービン内のタービンブレードが回転すると、タービンブレードに連結されたシャフトおよびコンプレッサブレードが一体的に回転し、コンプレッサから気筒に空気が圧送されることによって過給が行なわれる。また、タービン内のタービンブレードの周囲には、排気のタービンブレードへの流入速度を変化可能に構成される複数のベーンが設けられる。複数のベーンは、アクチュエータによって動作する。制御装置１００は、エンジン１１の運転状態に基づいてベーン間の開度を制御する。

［課題］
従来、エンジン１１において、１サイクルに複数回、燃料を噴射する場合に、メイン噴射を前段と後段とに分けて噴射する燃焼方式があった。この燃焼方式をメイン２段噴射燃焼という。メイン２段噴射燃焼においては、メイン噴射の前段の噴射時期と後段の噴射時期との間隔を調整することで、前段の燃焼時の圧力波と後段の燃焼時の圧力波とを互いに相殺させて、騒音を低減させることができる。しかし、メイン２段噴射燃焼においては、メイン噴射の後段の着火遅れが短いことによるスモークの悪化が生じることが分かっている。

この対応として、コモンレール１５のレール圧を高くすることにより、スモーク特性を改善することができる。レール圧を高めることで、燃焼騒音が悪化する。しかし、これについては、レール圧を高くするのを必要最小限に留めることで、燃焼騒音およびスモークを共に目標をクリアすることができる。

ここで、エンジン１１の制御マップおいて、メイン２段噴射燃焼および他の燃焼方式が向いている領域と向いていない領域とがある。複数の燃焼方式を制御マップ上において切替えるだけでは、切替え時に燃焼騒音およびスモークが悪化することが懸念される。

図２は、この開示の課題におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替えを示す図である。ＰＣＣＩ燃焼は、１回のメイン噴射の終了後から予混合化期間を経て一定の燃料濃度分布となった予混合気を圧縮着火する燃焼方式である。この開示の実施の形態においては、メイン２段噴射燃焼とＰＣＣＩ燃焼とを切替えることを例示して説明する。なお、この２つの燃焼方式と異なる燃焼方式であってもよいし、３つ以上の燃焼方式を切替えるようにしてもよい。

図２を参照して、横軸がエンジン１１の回転速度ＮＥ、縦軸が１サイクル当りの燃料の全噴射量Ｑを示す。この制御マップ上の回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せごとに着火性指標τ0が予め定められている。制御マップ上で囲まれた領域であるメイン２段噴射燃焼領域が、ＰＣＣＩ燃焼であると燃焼騒音が大きくなる一方、メイン２段噴射燃焼であると燃焼騒音が比較的小さくなるため、メイン２段噴射燃焼に適した領域である。制御マップ上で囲まれた領域の外の領域が、ＰＣＣＩ領域である。

ここでは、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せを、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）から、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）を経て、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（３）に切替える場合について説明する。

図３は、この開示の課題におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときのレール圧の変化を示す図である。ＰＣＣＩ燃焼におけるレール圧の制御範囲と比較して、メイン２段噴射燃焼におけるレール圧の制御範囲は高い。このため、回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑなど、制御に用いられる指標が同じ程度であれば、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）からメイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）および制御点（３）に切替えるときに、レール圧を上げなければならない。

図３を参照して、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）からメイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）に切替えるときに、ＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼に切替えるが、この切替え時点で、レール圧の制御の目標値は、ＰＣＣＩ燃焼でのレール圧からメイン２段噴射燃焼でのレール圧に上げられるが、実レール圧は、遅れて追従するため、制御点（２）においては、メイン２段噴射燃焼において必要とされるレール圧よりも低くなってしまう。

図４は、この開示の課題におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。図４を参照して、制御点（１）においては、ＰＣＣＩ燃焼であるので、レール圧は、メイン２段噴射燃焼よりも低い状態で、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン噴射（ＭＡＩＮ）の順で燃料が噴射される。なお、ＰＣＣＩ燃焼においては、実際には、メイン噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（２）においては、ＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への過渡状態であるが、メイン噴射が前段のメイン１噴射と後段のメイン２噴射とに分かれているので、燃焼方式としてはメイン２段噴射燃焼となる。メイン２段噴射燃焼では、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン１噴射（ＭＡＩＮ１），メイン２噴射（ＭＡＩＮ２）の順で燃料が噴射される。なお、メイン２段噴射燃焼においては、実際には、メイン２噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（２）のようなＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への過渡状態においては、各噴射の噴射時期および噴射量などの噴射パターンは、即時にメイン２段噴射燃焼の噴射パターンに切替え可能である。しかし、レール圧は追従が遅れるため、メイン２段噴射燃焼で必要なレール圧よりも低い状態となってしまう。このため、スモークの発生量が悪化してしまう。

制御点（３）においては、完全にメイン２段噴射燃焼のレール圧まで上がる。このため、スモークの発生状態は、メイン２段噴射燃焼の本来の良い状態となる。

図５は、この開示の課題におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替えを示す図である。図５を参照して、図２と同様、横軸がエンジン１１の回転速度ＮＥ、縦軸が１サイクル当りの燃料の全噴射量Ｑを示す。図２とは反対に、ここでは、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せを、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）から、ＰＣＣＩ領域の制御点（５）を経て、ＰＣＣＩ領域の制御点（６）に切替える場合について説明する。

図６は、この開示の課題におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときのレール圧の変化を示す図である。メイン２段噴射燃焼におけるレール圧の制御範囲と比較して、ＰＣＣＩ燃焼におけるレール圧の制御範囲は低い。このため、回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑなど、制御に用いられる指標が同じ程度であれば、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）からＰＣＣＩ領域の制御点（５）および制御点（６）に切替えるときに、レール圧を下げなければならない。

図６を参照して、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）からＰＣＣＩ領域の制御点（５）に切替えるときに、メイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼に切替えるが、この切替え時点で、レール圧の制御の目標値は、メイン２段噴射燃焼でのレール圧からＰＣＣＩ燃焼でのレール圧に下げられるが、実レール圧は、遅れて追従するため、制御点（５）においては、ＰＣＣＩ燃焼において必要とされるレール圧よりも高くなってしまう。

図７は、この開示の課題におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。図７を参照して、制御点（４）においては、メイン２段噴射燃焼であるので、レール圧は、ＰＣＣＩ燃焼よりも高い状態で、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン１噴射（ＭＡＩＮ１），メイン２噴射（ＭＡＩＮ２）の順で燃料が噴射される。なお、メイン２段噴射燃焼においては、実際には、メイン２噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（５）においては、メイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への過渡状態であるが、制御的にはＰＣＣＩに切替えられているので、燃焼方式としてはＰＣＣＩ燃焼となる。ＰＣＣＩ燃焼では、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン噴射（ＭＡＩＮ）の順で燃料が噴射される。なお、ＰＣＣＩ燃焼においては、実際には、メイン噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（５）のようなメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への過渡状態においては、各噴射の噴射時期および噴射量などの噴射パターンは、即時にＰＣＣＩ燃焼の噴射パターンに切替え可能である。しかし、レール圧は追従が遅れるため、ＰＣＣＩ燃焼で必要なレール圧よりも高い状態となってしまう。このため、熱発生のピークが大きくなってしまい、燃焼騒音が悪化してしまう。

制御点（６）においては、完全にＰＣＣＩ燃焼のレール圧まで下がる。このため、燃焼騒音は、ＰＣＣＩ燃焼の本来の良い状態となる。

上述の図２から図７で示したように、複数の燃焼方式を制御マップ上において切替えるだけでは、切替え時に燃焼騒音およびスモークが悪化する。

［この開示での制御］
そこで、制御装置１００は、エンジン１１における複数の燃焼方式のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出し、各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう燃料噴射装置１３を制御し、燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出する。

これにより、複数の燃焼方式の切替え時に燃焼騒音およびスモークの悪化を抑制することができる。

以下、この実施の形態での制御を説明する。図８は、この実施の形態における燃料噴射処理の流れを示すフローチャートである。この燃料噴射処理は、制御装置１００のＣＰＵ１１０によって、上位の処理から所定の制御周期ごとに呼出されて実行される。なお、以下に示すＰＣＣＩ燃焼およびメイン２段噴射燃焼は、公知の燃焼方式であり、ＰＣＣＩ燃焼およびメイン２段噴射燃焼の１サイクルのパイロット噴射、メイン噴射およびアフタ噴射等の各噴射における噴射量および噴射時期の算出方法については公知であるため、これらの算出方法については詳細には説明しない。

図８を参照して、まず、制御装置１００のＣＰＵ１１０は、後述の図９で示す燃料噴射前半処理を実行する（ステップＳ１１０）。

図９は、この実施の形態における燃料噴射前半処理の流れを示すフローチャートである。図９を参照して、ＣＰＵ１１０は、アクセル開度センサ２２によって検出されるアクセル開度、および、エンジン回転速度センサ２０によって検出されるエンジン１１の回転速度ＮＥを取得する（ステップＳ１１１）。

ＣＰＵ１１０は、アクセル開度および回転速度ＮＥを用いて、アクセル開度および回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの関係を示す予め設定されたマップから１サイクルにおける燃料の全噴射量Ｑを決定する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ１１０は、筒内の着火性指標τ0を算出する（ステップＳ１１３）。着火性指標τ0は、図２等で示したように、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。

ＣＰＵ１１０は、アクセル開度、全噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥ等を用いて、排気および燃費の要求を満たすような目標着火時期ＩＧtrgを算出する（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ１１０は、アクセル開度、回転速度ＮＥ、外気温、気圧および冷却水温等を用いて、予め設定されたマップに基づいて、目標燃焼波形を得るための、燃料の噴射が開始されてから着火するまでの時間である目標着火遅れτtrgを算出する（ステップＳ１１５）。ＣＰＵ１１０は、着火遅れ偏差Δτ（＝目標着火遅れτtrg－着火性指標τ0）を算出する（ステップＳ１１６）。

ＣＰＵ１１０は、算出した着火遅れ偏差Δτからパイロット噴射の噴射量を決定する（ステップＳ１１７）。たとえば、着火遅れ偏差Δτから要求筒内温度を算出し、要求筒内温度から現状の筒内温度を引いた、上げたい筒内温度を算出し、上げたい筒内温度を達成するための要求パイロット熱量を算出し、その要求パイロット熱量を発生させるためのパイロット噴射の噴射量を算出する。算出したパイロット噴射の噴射量は、パイロット１噴射の噴射量とパイロット２噴射の噴射量とを合算したものである。パイロット１噴射の噴射量およびパイロット２噴射の噴射量の比率は、所定の一定比率とする。

ＣＰＵ１１０は、パイロット噴射の噴射時期を決定する（ステップＳ１１８）。燃料噴射装置１３のインジェクタからの噴霧が壁面に触れると冷損し、ＨＣが悪化するので、パイロット１噴射の噴射期間の開始タイミングは、噴霧が壁面に触れない程度に、なるべく進角することで着火遅れが大きくなるようにして、なるべく緩慢な燃焼とすることで、燃焼波形の初期の傾きが低減するようにする。パイロット１噴射の噴射期間の長さは、パイロット１噴射の噴射量およびレール圧から算出される。

パイロット２噴射に対する燃焼をメイン噴射に対する燃焼と重ねることで燃焼波形の初期傾きを低減するために、パイロット２噴射の噴射期間は、メイン噴射の噴射期間と最近接とする。パイロット２噴射の噴射期間の長さは、パイロット２噴射の噴射量およびレール圧か算出される。

ＣＰＵ１１０は、メイン噴射（ＰＣＣＩの場合、メイン噴射、メイン２段噴射燃焼の場合、メイン１噴射）の噴射時期を決定する（ステップＳ１１９）。メイン噴射時期は、要求される等容度を確保するために着火時期を調整するように定められる。

まず、ステップＳ１１４で算出した目標着火時期ＩＧtrgから目標着火遅れτtrgを引いて仮メイン噴射時期を算出する。次に、ステップＳ１１７およびステップＳ１１８で決定したパイロット１噴射およびパイロット２噴射を実行するとともに、算出した仮メイン噴射時期で仮のメイン噴射量を噴射する場合の熱発生形状を推定する。なお、仮のメイン噴射量は、全噴射量Ｑから、パイロット１噴射量、パイロット２噴射量および仮のアフタ噴射量を減算することで算出される。仮のアフタ噴射量は、たとえば、前回の制御周期のアフタ噴射量とする。推定されたメイン着火時期と目標着火時期とに推定誤差が発生する場合、推定誤差分、メイン噴射時期を補正する。また、パイロット燃焼がメイン燃焼に重なった分、着火時期は早くなるので、早くなった分を目標着火時期に戻すため、メイン噴射の噴射期間の開始タイミングを補正する。

ステップＳ１１９の後、ＣＰＵ１１０は、実行する処理をこの燃料噴射前半処理の呼出元の燃料噴射処理に戻す。図８に戻って、ステップＳ１１０での燃料噴射前半処理の後、ＣＰＵ１１０は、後述の図１０で示す燃料噴射後半処理を実行する（ステップＳ１２０）。

図１０は、この実施の形態における燃料噴射後半処理の流れを示すフローチャートである。図１０を参照して、ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥ、全噴射量Ｑおよび着火性指標τ0に基づいて、現在の制御点が、図２等で示した制御マップ上のＰＣＣＩ領域にあるか、もしくは、メイン２段噴射燃焼領域にあるか、または、制御点がメイン２段噴射燃焼領域からＰＣＣＩ領域に切替えられた後の切替期間であるか、もしくは、制御点がＰＣＣＩ領域からメイン２段噴射燃焼領域に切替えられた後の切替期間であるかを判断する（ステップＳ１２１）。

制御点がＰＣＣＩ領域にあると判断した場合、ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑを用いて、ＰＣＣＩ用目標レール圧を求める（ステップＳ１２２）。ＰＣＣＩ用目標レール圧は、図２の着火性指標τ0と同様、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。つまり、ＰＣＣＩ燃焼のレール圧は、予め定められた制御範囲で制御される。

ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑを用いて、ＰＣＣＩ用アフタ噴射の噴射量および噴射時期を決定する（ステップＳ１２３）。ＰＣＣＩ用アフタ噴射の噴射量および噴射時期は、図２の着火性指標τ0と同様、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。

ＣＰＵ１１０は、全噴射量Ｑからパイロット１噴射の噴射量、パイロット２噴射の噴射量およびアフタ噴射の噴射量を減算することで、メイン噴射の噴射量を決定する（ステップＳ１２４）。

一方、制御点がメイン２段噴射燃焼領域にある、または、ＰＣＣＩ領域とメイン２段噴射燃焼領域との切替期間であると判断した場合、ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑを用いて、メイン２段噴射用目標レール圧を求める（ステップＳ１３１）。メイン２段噴射用目標レール圧は、図２の着火性指標τ0と同様、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。つまり、メイン２段噴射燃焼のレール圧は、予め定められた制御範囲で制御される。

ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥ、全噴射量Ｑおよび着火性指標τ0を用いて、メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量および噴射時期を決定する（ステップＳ１３２）。メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量および噴射時期は、図２の着火性指標τ0と同様、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。

ＣＰＵ１１０は、現時点がＰＣＣＩ領域とメイン２段噴射燃焼領域との切替期間であるか否かを判断する（ステップＳ１３３）。切替期間である（ステップＳ１３３でＹＥＳ）と判断した場合、ＣＰＵ１１０は、圧力センサ２１からコモンレール１５のレール圧（＝実噴射圧）を取得し、ステップＳ１３１で算出した目標レール圧に対する実噴射圧の追従割合を算出する（ステップＳ１３４）。追従割合は、メイン２段噴射燃焼の目標噴射圧に実噴射圧が追従している場合が「１」であり、ＰＣＣＩ燃焼の目標噴射圧に実噴射圧が追従している場合が「０」である。追従割合は、以下の数式（１）で算出する。つまり、０≦追従割合≦１となる。

追従割合＝（実噴射圧－ＰＣＣＩ燃焼の目標噴射圧）／（メイン２段噴射燃焼の目標噴射圧－ＰＣＣＩ燃焼の目標噴射圧）・・・（１）
ＣＰＵ１１０は、目標レール圧に対する実噴射圧の追従割合に応じて、切替期間のメイン２噴射の噴射量を補正する（ステップＳ１３５）。切替期間のメイン２噴射の噴射量は、以下の数式（２）で算出する。

切替期間のメイン２噴射の噴射量＝ＰＣＣＩ燃焼のメイン２噴射の噴射量＋（メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量－ＰＣＣＩ燃焼のメイン２噴射の噴射量）×追従割合・・・（２）
なお、ＰＣＣＩ燃焼においては、メイン２噴射は存在しないため、ＰＣＣＩ燃焼のメイン２噴射の噴射量は「０」である。つまり、数式（２）は、以下の数式（３）と表現できる。

切替期間のメイン２噴射の噴射量＝メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量×追従割合・・・（３）
切替期間でない（ステップＳ１３３でＮＯ）と判断した場合、つまり、制御点がメイン２段噴射燃焼領域にある場合、または、ステップＳ１３５の後、ＣＰＵ１１０は、エンジン１１の回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑを用いて、メイン２段噴射用アフタ噴射の噴射量および噴射時期を決定する（ステップＳ１３６）。メイン２段噴射用アフタ噴射の噴射量および噴射時期は、図２の着火性指標τ0と同様、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せに対応づけて予め定められる。

ＣＰＵ１１０は、全噴射量Ｑからパイロット１噴射の噴射量、パイロット２噴射の噴射量およびアフタ噴射の噴射量を減算することで、メイン１噴射の噴射量を決定する（ステップＳ１３７）。

ステップＳ１２４またはステップＳ１３７の後、ＣＰＵ１１０は、算出されたレール圧、噴射時期および噴射量で次のサイクルの噴射制御の実行を開始するよう、燃料噴射装置１３を制御する（ステップＳ１４１）。ステップＳ１４１の後、ＣＰＵ１１０は、実行する処理をこの燃料噴射後半処理の呼出元の燃料噴射処理に戻す。

なお、切替期間においても、エンジン１１の回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑなどの各パラメータは一定では無いため、これらのパラメータが動いたなりのレール圧、ならびに、各噴射の噴射量および噴射時期が算出され、算出されたレール圧で追従割合が算出されるようにする。

図１１は、この開示の実施の形態におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替えを示す図である。図１１を参照して、図１１は、図２と同様であるので、重複する説明は繰返さない。

ここでは、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せを、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）から、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）を経て、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（３）に切替える場合について説明する。

図１２は、この開示の実施の形態におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときのレール圧、追従割合およびメイン２噴射の噴射量の変化を示す図である。ＰＣＣＩ燃焼におけるレール圧の制御範囲と比較して、メイン２段噴射燃焼におけるレール圧の制御範囲は高い。このため、回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑなど、制御に用いられる指標が同じ程度であれば、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）からメイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）および制御点（３）に切替えるときに、レール圧を上げなければならない。

図１２を参照して、ＰＣＣＩ領域の制御点（１）からメイン２段噴射燃焼領域の制御点（２）に切替えるときに、ＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼に切替えるが、この切替え時点で、レール圧の制御の目標値は、ＰＣＣＩ燃焼でのレール圧からメイン２段噴射燃焼でのレール圧に上げられるが、実レール圧は、遅れて追従するため、制御点（２）においては、メイン２段噴射燃焼において必要とされるレール圧よりも低くなってしまう。

このため、図１０で示したように、レール圧の追従割合を算出して、その追従割合を用いてメイン２噴射の噴射量を算出するようにした。これにより、切替期間において、追従割合は、０から１に徐変し、これに伴い、メイン２噴射の噴射量も、ＰＣＣＩ燃焼のメイン２噴射の噴射量（ＰＣＣＩ燃焼ではメイン２噴射は存在しないため、０）から、メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量に徐変する。このように徐変させない場合は、レール圧がメイン２段噴射燃焼に必要な圧力まで上がっていない状態で、メイン２噴射の噴射量のみメイン２段噴射燃焼の噴射量とされていた。

図１３は、この開示の実施の形態におけるＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。図１３を参照して、制御点（１）においては、ＰＣＣＩ燃焼であるので、レール圧は、メイン２段噴射燃焼よりも低い状態で、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン噴射（ＭＡＩＮ）の順で燃料が噴射される。なお、ＰＣＣＩ燃焼においては、実際には、メイン噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（２）においては、ＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替期間であり、メイン噴射が前段のメイン１噴射と後段のメイン２噴射とに分かれているので、燃焼方式としてはメイン２段噴射燃焼となる。メイン２段噴射燃焼では、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン１噴射（ＭＡＩＮ１），メイン２噴射（ＭＡＩＮ２）の順で燃料が噴射される。なお、メイン２段噴射燃焼においては、実際には、メイン２噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（２）のようなＰＣＣＩ燃焼からメイン２段噴射燃焼への切替期間においては、各噴射の噴射時期および噴射量などの噴射パターンは、即時にメイン２段噴射燃焼の噴射パターンに切替え可能である。レール圧は追従が遅れるため、メイン２段噴射燃焼で必要なレール圧よりも低い状態となってしまう。しかし、この実施の形態においては、目標レール圧に対する実レール圧の追従割合に応じて、メイン２噴射の噴射量を徐変させる。このため、スモークの発生量が悪化するのを防止できる。

制御点（３）においては、完全にメイン２段噴射燃焼のレール圧まで上がる。これにより、メイン２噴射の噴射量もメイン２段噴射燃焼の噴射量まで上がる。

図１４は、この開示の実施の形態におけるエンジン１１の回転速度と燃料の全噴射量とに応じた制御マップでのメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替えを示す図である。図１４を参照して、図１４は、図５と同様であるので、重複する説明は繰返さない。

図１１とは反対に、ここでは、回転速度ＮＥと全噴射量Ｑとの組合せを、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）から、ＰＣＣＩ領域の制御点（５）を経て、ＰＣＣＩ領域の制御点（６）に切替える場合について説明する。

図１５は、この開示の実施の形態におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときのレール圧、追従割合およびメイン２噴射の噴射量の変化を示す図である。メイン２段噴射燃焼におけるレール圧の制御範囲と比較して、ＰＣＣＩ燃焼におけるレール圧の制御範囲は低い。このため、回転速度ＮＥおよび全噴射量Ｑなど、制御に用いられる指標が同じ程度であれば、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）からＰＣＣＩ領域の制御点（５）および制御点（６）に切替えるときに、レール圧を下げなければならない。

図１５を参照して、メイン２段噴射燃焼領域の制御点（４）からＰＣＣＩ領域の制御点（５）に切替えるときに、メイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼に切替えるが、この切替え時点で、レール圧の制御の目標値は、メイン２段噴射燃焼でのレール圧からＰＣＣＩ燃焼でのレール圧に下げられるが、実レール圧は、遅れて追従するため、制御点（５）においては、ＰＣＣＩ燃焼において必要とされるレール圧よりも高くなってしまう。

このため、図１０で示したように、レール圧の追従割合を算出して、その追従割合を用いてメイン２噴射の噴射量を算出するようにした。これにより、切替期間において、追従割合は、１から０に徐変し、これに伴い、メイン２噴射の噴射量も、メイン２段噴射燃焼のメイン２噴射の噴射量から、ＰＣＣＩ燃焼のメイン２噴射の噴射量（ＰＣＣＩ燃焼ではメイン２噴射は存在しないため、０）に徐変する。このように徐変させない場合は、レール圧がＰＣＣＩ燃焼に必要な圧力まで下がっていない状態で、メイン２噴射の噴射量のみＰＣＣＩ燃焼の噴射量（つまり、０）とされていた。

図１６は、この開示の実施の形態におけるメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼へ切替えるときの噴射パターンおよび熱発生の変化を示す図である。図１６を参照して、制御点（４）においては、メイン２段噴射燃焼であるので、レール圧は、ＰＣＣＩ燃焼よりも高い状態で、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン１噴射（ＭＡＩＮ１），メイン２噴射（ＭＡＩＮ２）の順で燃料が噴射される。なお、メイン２段噴射燃焼においては、実際には、メイン２噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（５）においては、メイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替期間であり、メイン噴射が前段のメイン１噴射と後段のメイン２噴射とに分かれているので、燃焼方式としてはメイン２段噴射燃焼となる。メイン２段噴射燃焼では、パイロット１噴射（ＰＬ１），パイロット２噴射（ＰＬ２），メイン１噴射（ＭＡＩＮ１），メイン２噴射（ＭＡＩＮ２）の順で燃料が噴射される。なお、メイン２段噴射燃焼においては、実際には、メイン２噴射の後にアフタ噴射も行われるが、図では示していない。これらの噴射に対応して、気筒１１ａの内部で燃焼熱が発生する。

制御点（５）のようなメイン２段噴射燃焼からＰＣＣＩ燃焼への切替期間においては、各噴射の噴射時期および噴射量などの噴射パターンは、即時にＰＣＣＩ燃焼の噴射パターンに切替え可能である。レール圧は追従が遅れるため、ＰＣＣＩ燃焼で必要なレール圧よりも高い状態となってしまう。しかし、この実施の形態においては、目標レール圧に対する実レール圧の追従割合に応じて、メイン２噴射の噴射量を徐変させる。このため、熱発生のピークが大きくなってしまうことを防止でき、燃焼騒音が悪化してしまうのを防止できる。

制御点（６）においては、完全にＰＣＣＩ燃焼のレール圧まで下がる。これにより、メイン２噴射の噴射量もＰＣＣＩ燃焼の噴射量（つまり、０）まで下がる。

［変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、エンジン１１が、ディーゼルエンジンであることとした。しかし、これに限定されず、エンジン１１が、燃料の噴射圧を変化可能に構成されていればよく、ガソリンエンジンであってもよい。

（２） 前述した実施の形態においては、図８から図１０で示したように、２つの燃焼方式を切替えるようにした。しかし、これに限定されず、３つ以上の燃焼方式を切替えるようにしてもよい。

（３） 前述した実施の形態においては、図４等で示したように、パイロット噴射が２段であり、メイン噴射が１段または２段であり、アフタ噴射が１段であることとした。しかし、これに限定されず、他の噴射、たとえば、ポスト噴射を含むようにしてもよい。また、各噴射の段数が他の段数であってもよい。

（４） 前述した実施の形態においては、図８から図１６で示したように、メイン２噴射の噴射量を徐変させるようにした。しかし、これに限定されず、他の噴射（たとえば、メイン１噴射，アフタ噴射）の噴射量を徐変させるようにしてもよい。

（５） 前述した実施の形態においては、図１０、図１２および図１５で示したように、切替期間において、メイン２噴射の噴射量を線形的に増減させるようにした。しかし、これに限定されず、噴射量を徐変させるのであれば、線形的でなく、非線形的に増減させるようにしてもよく、たとえば、図１２のメイン２噴射量のグラフで示すように折れ線状に変化させるではなく、曲線状に滑らかに変化させるようにしてもよい。

（６） 前述した実施の形態においては、ＰＣＣＩ燃焼のレール圧の制御範囲と比較して、メイン２段噴射燃焼のレール圧の制御範囲は高いことを示した。両者の制御範囲の一部は重なり合っていてもよい。

（７） 前述した開示を、エンジン１１の制御装置１００の開示と捉えることができる。また、前述した開示を、制御装置１００を備えるエンジンシステム１０または車両１の開示と捉えることができるし、制御装置１００によって実行される制御方法または制御プログラムの開示と捉えることができる。

［まとめ］
（１） 図１で示したように、制御装置１００は、エンジン１１を制御する。図１で示したように、エンジン１１は、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システム（たとえば、燃料噴射装置１３，燃料ポンプ１４，コモンレール１５，燃料タンク１２を含んで構成）を備える。図８から図１０で示したように、制御装置１００は、エンジン１１における複数の燃焼方式（たとえば、ＰＣＣＩ燃焼，メイン２段噴射燃焼）のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出し（たとえば、ステップＳ１１７，ステップＳ１２３，ステップＳ１２４，ステップＳ１３２，ステップＳ１３６，ステップＳ１３７）、各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう噴射システムを制御し（たとえば、ステップＳ１４１）、燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出する（たとえば、ステップＳ１３２～ステップＳ１３５）。

これにより、複数の燃焼方式の切替え時に燃焼騒音およびスモークの悪化を抑制することができる。また、噴射量を徐変するので、燃焼音の音色の変化も最小限に抑えることができ、燃焼音の音色の繋がりをよくすることができる。

（２） 図８から図１６で示したように、複数の燃焼方式は、第１の燃焼方式（たとえば、ＰＣＣＩ燃焼）と、第２の燃焼方式（たとえば、メイン２段噴射燃焼）とを含む。図２および図１０で示したように、制御装置１００は、エンジン１１の制御マップにおける、第１の燃焼方式では、所定指標（たとえば、燃焼騒音，スモーク）が所定基準（たとえば、設計基準，要求基準）を満たさない領域において、所定指標が所定基準を満たす第２の燃焼方式に切替える（たとえば、ステップＳ１２１）。

これにより、制御マップ上において、第１の燃焼方式および第２の燃焼方式の有利な領域で、その燃焼方式を用いることができる。

（３） 図３等で示したように、第１の燃焼方式と第２の燃焼方式とでは、燃料の圧力の制御範囲が異なる。図８から図１０で示したように、制御装置１００は、燃焼方式に応じた燃料の圧力とするよう噴射システムを制御し（たとえば、ステップＳ１４１）、第１の燃焼方式と第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し（たとえば、ステップＳ１３４）、切替え前後において対応する段の噴射量を、算出した度合いに応じて徐変するように算出する（たとえば、ステップＳ１３５）。

これにより、燃料の圧力の追従遅れの度合いに応じて、燃料の噴射量を適切に徐変させることができる。

（４） 図４等で示したように、第１の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が１段であり、第２の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が前段と後段との２段である。図８から図１０で示したように、制御装置１００は、第１の燃焼方式と第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し（ステップＳ１３４）、第１の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在しない状態と、第２の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在する状態との間で、算出した度合いに応じてメイン噴射の後段の噴射量が徐変するよう算出する（ステップＳ１３５）。

これにより、ＰＣＣＩ燃焼およびメイン２段噴射燃焼においては、メイン噴射が燃焼騒音およびスモークを抑制する上で重要であるが、このメイン噴射の噴射量を適切に制御することができる。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２ エアフローメータ、７ 排気通路、８ 吸気通路、１０ エンジンシステム、１１ エンジン、１１ａ 気筒、１１ｂ ピストン、１２ 燃料タンク、１３ 燃料噴射装置、１４ 燃料ポンプ、１５ コモンレール、１６ 吸気絞り弁、１７ 開度センサ、１８ ＥＧＲ通路、１９ ＥＧＲ弁、２０ エンジン回転速度センサ、２１ 圧力センサ、２２ アクセル開度センサ、１００ 制御装置、１１０ ＣＰＵ、１５０ メモリ。

Claims (5)

1. 内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関は、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システムを備え、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関における複数の燃焼方式のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出し、
   各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう前記噴射システムを制御し、
   燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出する、内燃機関の制御装置。
2. 複数の燃焼方式は、第１の燃焼方式と、第２の燃焼方式とを含み、
   前記制御装置は、前記内燃機関の制御マップにおける、前記第１の燃焼方式では、所定指標が所定基準を満たさない領域において、前記所定指標が前記所定基準を満たす前記第２の燃焼方式に切替える、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１の燃焼方式と前記第２の燃焼方式とでは、燃料の圧力の制御範囲が異なり、
   前記制御装置は、
   燃焼方式に応じた燃料の圧力とするよう前記噴射システムを制御し、
   前記第１の燃焼方式と前記第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し、切替え前後において対応する段の噴射量を、算出した度合いに応じて徐変するように算出する、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記第１の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が１段であり、
   前記第２の燃焼方式では、１サイクルにおけるメイン噴射が前段と後段との２段であり、
   前記制御装置は、前記第１の燃焼方式と前記第２の燃焼方式との切替えの過渡期間には、切替え後の燃料の圧力への追従遅れの度合いを算出し、前記第１の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在しない状態と、前記第２の燃焼方式のメイン噴射の後段が存在する状態との間で、算出した度合いに応じてメイン噴射の後段の噴射量が徐変するよう算出する、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関の制御装置によって実行される前記内燃機関の制御方法であって、
   前記内燃機関は、制御された圧力で燃料を噴射する噴射システムを備え、
   前記制御方法は、前記制御装置が、
   前記内燃機関における複数の燃焼方式のいずれかに切替える場合、切替えた燃焼方式に応じた１サイクル当り複数段の燃料の噴射におけるそれぞれの噴射量を算出するステップと、
   各サイクルにおいて算出されたそれぞれの噴射量で燃料を複数段、噴射するよう前記噴射システムを制御するステップと、
   燃焼方式の切替えの過渡期間には、切替え前後の燃焼方式において対応する段の噴射量を、切替え前の燃焼方式の噴射量から、切替え後の燃焼方式の噴射量に徐変するように算出するステップとを含む、内燃機関の制御方法。

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