JP2000161109A - Control device for diesel engine - Google Patents

Control device for diesel engine

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JP2000161109A
JP2000161109A JP10340112A JP34011298A JP2000161109A JP 2000161109 A JP2000161109 A JP 2000161109A JP 10340112 A JP10340112 A JP 10340112A JP 34011298 A JP34011298 A JP 34011298A JP 2000161109 A JP2000161109 A JP 2000161109A
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injection
amount
engine
fuel
fuel injection
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Tomoaki Saito
智明 齊藤
Katsuaki Yasutomi
克晶 安富
Hideo Hosoya
英生 細谷
Keiji Araki
啓二 荒木
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Mazda Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress smoke increase in exhaust gas by improving the burning state while complying with an increase in required output, and reduce the generation of NOx when the operating condition is shifted from a steady operating condition to an accelerated operating condition in a diesel engine where an air fuel ratio A/F of a combustion chamber is indirectly controlled by adjusting the recirculation quantity of exhaust gas. SOLUTION: When the engine is shifted from a steady operating condition to an accelerated operating condition, the recirculation quantity of exhaust gas is reduced with increase of the quantity of fuel injection, and the fuel injection by an injector is divided into two stages, that is, in an early time injection where the injection of more than one-third the total quantity of injection in one burning cycle is started at BTDC 90 deg. CA, and in a later time injection where the injection of remaining fuel is started in the neighborhood of a top dead center in compression stroke. Then, the later injection timing is advanced ahead of the fuel injection timing in the steady operating condition immediately before the operating condition is shifted to the accelerated operating condition. The early time injection can be further divided into two stages.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内の燃焼室に
燃料を直接噴射するようにしたいわゆる直噴式ディーゼ
ルエンジンの加速運転開始時の燃料噴射制御に関する技
術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technical field related to a fuel injection control at the start of an acceleration operation of a so-called direct injection diesel engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber in a cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のディーゼルエンジン
の制御装置として、例えば特開平8−144867号公
報に開示されるように、吸気系への排気還流量を調節す
ることによって、間接的に燃焼室の空燃比(空気過剰
率)を制御するようにしたものが知られている。このも
のでは、排気の一部をエンジンの吸気系に還流させる排
気還流通路(以下EGR通路という)と、アクチュエー
タにより作動されて前記EGR通路における排ガスの還
流量を調節する排気還流量調節弁(以下EGR弁とい
う)とを備えており、排気通路に設けた空燃比センサか
らの出力信号に基づいて燃焼室の空燃比を検出して、そ
の検出結果に応じてEGR弁の開度を制御するようにし
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for a diesel engine of this type, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-144867, the amount of exhaust gas recirculated to an intake system is adjusted to indirectly combust combustion. There is known an apparatus in which an air-fuel ratio (excess air rate) of a chamber is controlled. In this engine, an exhaust gas recirculation passage (hereinafter, referred to as an EGR passage) that recirculates a part of exhaust gas to an intake system of an engine, and an exhaust gas recirculation amount control valve (hereinafter, referred to as an EGR passage) that is operated by an actuator to adjust the amount of exhaust gas recirculated in the EGR passage. An EGR valve), detects the air-fuel ratio of the combustion chamber based on an output signal from an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage, and controls the opening of the EGR valve according to the detection result. I have to.

【0003】すなわち、前記従来例のものでは、燃焼室
の空燃比を小さくするほどNOx排出濃度を低減できる
が、その反面、空燃比があまり小さくなるとスモークの
生成量が急増するという直噴式ディーゼルエンジンの特
性を考慮し、空燃比の制御目標値をスモーク量が急増し
ない範囲でできる限り小さな値(リッチ側の値)に設定
して、排ガス中のNOx及びスモークの低減を図るよう
にしている。
[0003] That is, in the conventional example, the NOx emission concentration can be reduced as the air-fuel ratio of the combustion chamber is reduced, but on the other hand, when the air-fuel ratio is too small, the amount of smoke generated increases rapidly. In consideration of the above characteristics, the control target value of the air-fuel ratio is set to a value as small as possible (a value on the rich side) within a range in which the smoke amount does not rapidly increase, so as to reduce NOx and smoke in the exhaust gas.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、環境
保護の観点から自動車用エンジンの排気清浄化に対する
ニーズは一層、強まっており、特にディーゼルエンジン
においては、酸素過剰雰囲気になる排気中でNOxを還
元浄化するのが難しいことから、燃焼に伴うNOxの生
成そのものをさらに低減させることが求められている。
In recent years, the need for purifying the exhaust gas of automobile engines has been further strengthened from the viewpoint of environmental protection. Since it is difficult to reduce and purify, it is required to further reduce the generation of NOx itself due to combustion.

【0005】一方、商品性の向上という観点からは、エ
ンジン出力を高めていわゆる車両の出足を改善したいと
いう要求もあり、このエンジン出力の向上と前記NOx
の低減という相反する要求を同時に満たす必要がある。
[0005] On the other hand, from the viewpoint of the improvement of the marketability, there is also a demand to increase the engine output to improve the so-called vehicle start-up.
It is necessary to simultaneously meet the conflicting demands for reduction of the temperature.

【0006】さらに、ディーゼルエンジンの場合、車両
の発進等に伴うエンジンの加速運転時にスモークが発生
するという特有の問題がある。これは、例えば車両の発
進時には、吸気流動の弱いエンジン低回転域にも拘わら
ず、運転者の加速要求に応えるために燃料噴射量を増や
さなくてはならないため、その増やされた燃料と空気と
の混合状態が一時的に悪化することによるものと考えら
れている。
[0006] Further, in the case of a diesel engine, there is a specific problem that smoke is generated when the engine is accelerated when the vehicle starts moving. This is because, for example, when the vehicle starts, the fuel injection amount must be increased in order to respond to the driver's acceleration request despite the low engine speed range where the intake air flow is weak. It is believed that this is due to a temporary worsening of the mixed state of.

【0007】このエンジン加速時のスモークの問題につ
いて考察すると、前記従来例の如く空燃比を制御するよ
うにしたものでは、通常、車両の発進時等には排気還流
量が減らされて、吸入空気量が増加することから、燃料
噴射量が増えても空燃比を目標値に維持することがで
き、そのことで、スモークを軽減できると考えられる。
しかし実際には、運転者によってアクセルペダルが踏み
込まれると、燃料噴射量が直ちに増量されるのに対しそ
れから遅れて吸入空気量が増加するので、結局、空燃比
は一時的に過度にリッチな状態になってしまい、スモー
クを十分に軽減することはできない。
Considering the problem of smoke at the time of acceleration of the engine, when the air-fuel ratio is controlled as in the above-mentioned prior art, the exhaust gas recirculation amount is usually reduced when the vehicle starts, and the intake air Since the amount increases, it is considered that the air-fuel ratio can be maintained at the target value even when the fuel injection amount increases, thereby reducing smoke.
However, in practice, when the accelerator pedal is depressed by the driver, the fuel injection amount is immediately increased, while the intake air amount is delayed later, so that the air-fuel ratio is temporarily excessively rich. And smoke cannot be reduced sufficiently.

【0008】これに対し、車両の発進時等に燃料噴射の
時期を進角させて、燃料と空気との混合を促しかつ燃料
を十分に気化霧化させることで、スモークの生成を抑え
ることも考えられる。しかし、そのようにすると、燃料
の増量とも相まっていわゆる予混合燃焼が極めて激しく
なり、NOx生成量の著しい増大を招くという弊害があ
るので、現実的ではない。
[0008] On the other hand, the generation of smoke can be suppressed by advancing the timing of fuel injection at the start of a vehicle or the like to promote mixing of fuel and air and sufficiently vaporize and atomize the fuel. Conceivable. However, in such a case, the so-called premixed combustion becomes extremely violent in combination with an increase in the amount of fuel, and there is a harmful effect of causing a remarkable increase in the amount of generated NOx, which is not realistic.

【0009】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ディーゼルエンジン
の加速運転時の燃料噴射手順に工夫を凝らすことで、エ
ンジンへの要求出力の増大に応えつつ、燃焼状態を改善
して排気中のスモーク増大を十分に抑制し、かつNOx
の低減を図ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to increase a required output to an engine by devising a fuel injection procedure during an acceleration operation of a diesel engine. While responding, the combustion state is improved to sufficiently suppress the increase in smoke in exhaust gas, and NOx
Is to reduce.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、エンジンが定常運転状態か
ら加速運転状態に移行したとき、各気筒の圧縮行程で燃
料を多段階に分けて噴射(以下、多段噴射ともいう)さ
せるとともに、そのうちの最後の噴射を定常運転状態で
の燃料噴射よりも早く終了させるようにした。
In order to achieve the above object, according to the present invention, when the engine shifts from a steady operation state to an acceleration operation state, fuel is divided into multiple stages in a compression stroke of each cylinder. Injection (hereinafter, also referred to as multi-stage injection), and the last of the injections is terminated earlier than the fuel injection in the steady operation state.

【0011】具体的に、請求項1記載の発明は、図1に
例示するように、エンジン1の気筒内燃焼室4に燃料を
噴射する燃料噴射弁5を備え、該燃料噴射弁5による燃
料噴射量を少なくとも制御するようにしたディーゼルエ
ンジンの制御装置Aが前提である。そして、エンジン1
が加速運転状態へ移行したことを判定する加速判定手段
35aと、前記加速判定手段手段35aによりエンジン
1の加速運転状態への移行が判定されたとき、前記燃料
噴射弁5による燃料噴射を、気筒の圧縮上死点前30°
CA(以下、BTDC30°CAという)以前の圧縮行
程で行う早期噴射と圧縮上死点近傍で行う後期噴射とを
含む多段階に分けて実行させる噴射時期制御手段35b
とを設け、前記早期噴射を、各気筒毎の1回の燃焼サイ
クルにおける燃料噴射量の1/3以上を噴射するものと
し、また、前記後期噴射を、残りの燃料を前記加速判定
直前の圧縮上死点近傍における燃料噴射よりも早い時期
に噴射するものとする。
Specifically, as shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 includes a fuel injection valve 5 for injecting fuel into a combustion chamber 4 in a cylinder of the engine 1, and the fuel by the fuel injection valve 5 The premise is a diesel engine control device A that controls at least the injection amount. And engine 1
Determination means 35a for determining that the engine 1 has shifted to the acceleration operation state, and when the acceleration determination means means 35a determines that the engine 1 has shifted to the acceleration operation state, the fuel injection by the fuel injection valve 5 is performed by the cylinder. 30 ° before top dead center of compression
Injection timing control means 35b for executing in multiple stages including early injection performed in the compression stroke before CA (hereinafter referred to as BTDC 30 ° CA) and late injection performed in the vicinity of compression top dead center.
The early injection is performed by injecting 1/3 or more of the fuel injection amount in one combustion cycle for each cylinder, and the late injection is performed by compressing the remaining fuel with the compression just before the acceleration determination. It is assumed that the fuel is injected earlier than the fuel injection near the top dead center.

【0012】前記の構成により、車両の運転者がアクセ
ルを踏み込んで、エンジン1が例えば定常運転状態から
加速運転状態へ移行したとき、前記アクセル操作に応じ
て燃料噴射量が増量されるとともに、まず、各気筒2毎
に1回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の1/3以上
が圧縮行程でかつBTDC30°CA以前に早期噴射さ
れる。この早期噴射された燃料は、気筒内の空気の流動
によって空気と十分に混合されかつ十分に気化霧化し
て、ピストン3の上昇に伴う気筒内圧の上昇と共に周囲
の酸素と徐々に反応するようになる。そして、圧縮行程
終期に燃焼室全体の温度がいわゆる自己着火温度に達す
ると、爆発的に燃焼する。一方、残りの燃料は圧縮上死
点近傍で後期噴射され、極く僅かな着火遅れ期間を経て
急速に燃焼する。
With the above configuration, when the driver of the vehicle depresses the accelerator and the engine 1 shifts from, for example, a steady operation state to an acceleration operation state, the fuel injection amount is increased according to the accelerator operation, and One-third or more of the fuel injection amount in one combustion cycle for each cylinder 2 is injected early in the compression stroke and before BTDC 30 ° CA. This early-injected fuel is sufficiently mixed with air and sufficiently vaporized and atomized by the flow of air in the cylinder, so that the fuel gradually reacts with the surrounding oxygen with the rise of the cylinder pressure due to the rise of the piston 3. Become. When the temperature of the entire combustion chamber reaches the so-called self-ignition temperature at the end of the compression stroke, the combustion chamber explosively burns. On the other hand, the remaining fuel is injected late in the vicinity of the compression top dead center, and burns rapidly after a very short ignition delay period.

【0013】このような燃焼状態においては、まず、早
期噴射されて相対的に大きく広がった燃料噴霧が十分に
気化霧化しかつ空気と混合されて良好に燃焼するので、
燃焼室4における空気利用率が極めて高くなる。しか
も、その燃料は周囲の酸素と徐々に反応しながら爆発的
な燃焼状態へ移行してゆくので、燃焼室温度が自己着火
温度に達した後の燃焼圧力や燃焼温度の立ち上がりは過
度に急峻にはならない。このことで、NOxの生成を大
幅に低減できる。
[0013] In such a combustion state, first, the fuel spray which is injected early and spreads relatively large is sufficiently vaporized and atomized and mixed with air to burn well.
The air utilization rate in the combustion chamber 4 becomes extremely high. In addition, the fuel gradually reacts with the surrounding oxygen and transitions to an explosive combustion state, so that the combustion pressure and combustion temperature rise excessively sharply after the combustion chamber temperature reaches the self-ignition temperature. Not be. This can significantly reduce NOx generation.

【0014】また、そのようにして多くの燃料が早期噴
射される結果、総燃料噴射量がかなり多くなっても、圧
縮上死点近傍での後期噴射の噴射量は過度に多くはなら
ない。しかも、該後期噴射の時期が加速判定直前の定常
運転状態における噴射時期よりも早められているので、
その燃料噴霧は、早期噴射された燃料の弱い燃焼によっ
て徐々に温度及び圧力が高まりつつある燃焼室へ噴射さ
れて、空気と良好に混合されかつ十分に気化霧化され
て、急速にかつ良好に燃焼される。このことで、燃料噴
射の総量がかなり多くても、スモークの増大を十分に抑
制できる。
Further, as a result of the early injection of a large amount of fuel, the injection amount of the late injection near the compression top dead center does not become excessively large even if the total fuel injection amount becomes considerably large. In addition, since the timing of the latter injection is earlier than the injection timing in the steady operation state immediately before the acceleration determination,
The fuel spray is injected into the combustion chamber whose temperature and pressure are gradually increasing due to the weak combustion of the early injected fuel, and is well mixed with the air and sufficiently vaporized and atomized, and rapidly and successfully. Burned. Thereby, even if the total amount of fuel injection is considerably large, the increase in smoke can be sufficiently suppressed.

【0015】さらに、後期噴射された燃料噴霧は、既に
燃焼が始まっている燃焼室へ噴射されることになるの
で、噴射時期が早められていてもその燃焼は過度に激し
くはならない。つまり、噴射時期を定常運転状態よりも
早めていても、そのことによってNOx生成量の著しい
増大を招くことはない。
Further, since the fuel spray injected in the latter stage is injected into the combustion chamber where combustion has already started, the combustion does not become excessively violent even if the injection timing is advanced. That is, even if the injection timing is set earlier than in the steady operation state, this does not cause a significant increase in the NOx generation amount.

【0016】したがって、この構成によれば、エンジン
1の運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ移行し
たとき、エンジン出力を高めるために燃料噴射量が増や
されていても、排気中のスモーク増大を十分に抑制する
ことができ、かつNOxも従来よりも低減することがで
きる。
Therefore, according to this configuration, when the operation state of the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state, even if the fuel injection amount is increased to increase the engine output, the smoke in the exhaust gas increases. Can be sufficiently suppressed, and NOx can be reduced as compared with the conventional case.

【0017】請求項2記載の発明は、図1に例示するよ
うに、エンジン1の気筒内燃焼室4に燃料を噴射する燃
料噴射弁5と、アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁
5による燃料噴射量を制御する噴射量制御手段35c
と、エンジン1の吸気系10に排気の一部を還流させる
排気還流通路23と、該排気還流通路23における排気
の還流量を調節する排気還流量調節弁24と、該排気還
流量調節弁24の開度を、排気の還流状態に関する還流
状態量がエンジン1の運転状態に応じて設定された目標
値になるようにフィードバック制御する排気還流制御手
段35dとを備えたディーゼルエンジンの制御装置Aが
前提である。そして、エンジン1が加速運転状態へ移行
したことを判定する加速判定手段35aを備え、前記排
気還流制御手段35dを、前記加速判定手段35aによ
りエンジン1の加速運転状態への移行が判定されたとき
に排気還流量調節弁24を閉じる側に作動させるように
構成し、該排気還流制御手段35dによる排気還流制御
が行われていて、かつ前記加速判定手段手段35aによ
りエンジン1の加速運転状態への移行が判定されたと
き、前記燃料噴射弁5による燃料噴射を、気筒の圧縮行
程で終了する最初の噴射と、前記加速判定直前の圧縮上
死点近傍における燃料噴射よりも早く終了する最後の噴
射とを含む多段階に分けて実行させる噴射時期制御手段
35bを設ける構成とする。
As shown in FIG. 1, the invention according to claim 2 includes a fuel injection valve 5 for injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber 4 of the engine 1 and the fuel injection valve 5 according to an accelerator operation amount. Injection amount control means 35c for controlling fuel injection amount
An exhaust gas recirculation passage 23 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system 10 of the engine 1; an exhaust gas recirculation amount control valve 24 for adjusting the amount of exhaust gas recirculated in the exhaust gas recirculation passage 23; The exhaust gas recirculation control means 35d which feedback-controls the opening degree of the exhaust gas so that the recirculation state quantity relating to the recirculation state of the exhaust gas becomes a target value set in accordance with the operation state of the engine 1 is controlled by a diesel engine control device A It is a premise. The exhaust recirculation control unit 35d is provided with an acceleration determination unit 35a for determining that the engine 1 has shifted to the accelerated operation state, and determines whether the transition of the engine 1 to the accelerated operation state is determined by the acceleration determination unit 35a. The exhaust gas recirculation control valve 35 is operated to the closed side, the exhaust gas recirculation control is performed by the exhaust gas recirculation control means 35d, and the acceleration determination means 35a switches the engine 1 to the accelerated operation state. When the transition is determined, the fuel injection by the fuel injection valve 5 is terminated at the first injection ending in the compression stroke of the cylinder and the last injection ending earlier than the fuel injection near the compression top dead center immediately before the acceleration determination. The injection timing control means 35b which is executed in multiple stages including the following is provided.

【0018】前記の構成により、車両の運転者がアクセ
ルを踏み込んで、エンジン1が例えば定常運転状態から
加速運転状態へ移行したとき、請求項1記載の発明と同
様に、前記アクセル操作に応じて燃料噴射量が増量され
るとともに、気筒の圧縮行程で終了する最初の噴射を含
む少なくとも1回の早期噴射と圧縮上死点近傍での最後
の噴射(後期噴射)とが行われ、かつ該後期噴射の時期
が加速判定直前の定常運転状態における燃料噴射よりも
早く行われる。このことで、前記請求項1記載の発明と
同様にエンジン出力を高めつつ、排気中のスモーク増大
を十分に抑制することができ、しかもNOxの低減が図
られる。
With the above configuration, when the driver of the vehicle depresses the accelerator and the engine 1 shifts from, for example, a steady operation state to an acceleration operation state, the engine 1 responds to the accelerator operation in the same manner as in the first aspect. The fuel injection amount is increased, and at least one early injection including the first injection ending in the compression stroke of the cylinder and the last injection near the compression top dead center (late injection) are performed. The injection timing is performed earlier than the fuel injection in the steady operation state immediately before the acceleration determination. As a result, similarly to the first aspect of the invention, it is possible to sufficiently suppress the increase in smoke in the exhaust while increasing the engine output, and to reduce NOx.

【0019】また同時に、前記燃料噴射量の増量に伴
い、排気還流制御手段35dにより排気還流量調節弁2
4が閉じる側に作動され、排気還流量の減少によって新
気の吸入空気量が増加することで、エンジン出力をさら
に高めつつ、スモークの増大を一層、抑制することがで
きる。
At the same time, with the increase in the fuel injection amount, the exhaust gas recirculation amount control valve 2 is controlled by the exhaust gas recirculation control means 35d.
4 is actuated on the closing side, and the amount of fresh intake air increases due to the decrease in the amount of exhaust gas recirculation, so that the engine output can be further increased and the increase in smoke can be further suppressed.

【0020】請求項3記載の発明では、請求項1又は2
のいずれかに記載の発明における噴射時期制御手段は、
エンジンが低回転運転域にあるときに、多段階の燃料噴
射を実行させるものとする。このことで、エンジンが低
回転運転域にあるときには、中回転運転域に比べて気筒
の充填効率が低いので、特にこの低回転運転域から加速
運転状態へ移行したときにスモーク量が増大する虞れが
強い。従って、このような場合に多段階の燃料噴射及び
後期噴射時期の進角によってNOx及びスモークの低減
を図ることは、特に有効な作用を奏する。
According to the third aspect of the present invention, the first or second aspect is provided.
The injection timing control means in the invention according to any one of
When the engine is in the low-speed operation range, multi-stage fuel injection is executed. As a result, when the engine is in the low-speed operation range, the filling efficiency of the cylinder is lower than that in the medium-speed operation range, so that the smoke amount may increase especially when the engine is shifted from the low-speed operation range to the acceleration operation state. This is strong. Therefore, in such a case, it is particularly effective to reduce NOx and smoke by multi-stage fuel injection and advancement of the late injection timing.

【0021】請求項4記載の発明では、請求項2記載の
発明における噴射時期制御手段は、燃料噴射弁による燃
料噴射を、各気筒毎の1回の燃焼サイクルにおける燃料
噴射量の1/3以上を圧縮上死点前30°CA以前の圧
縮行程で噴射させるものとする。
According to a fourth aspect of the present invention, the injection timing control means in the second aspect of the present invention controls the fuel injection by the fuel injection valve to be at least / of the fuel injection amount in one combustion cycle for each cylinder. In the compression stroke before 30 ° CA before the compression top dead center.

【0022】そのようにすれば、早期噴射を気筒の圧縮
行程でBTDC30°CA以前に実行することで、燃料
噴霧を十分に大きく広げ、空気とよく混合しかつ気化霧
化させて、空気利用率を高めることができる。またその
際、気筒の1回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の1
/3以上を噴射させることで、燃料噴霧を自己着火可能
な程度の濃度状態に維持することができる。さらに、残
りの燃量が総噴射量の2/3よりも少なくなるので、圧
縮上死点近傍で噴射した燃料を速やかにかつ燃え残りな
く燃焼させることができる。よって、請求項2記載の発
明の作用効果が十分に得られる。
By doing so, the early injection is performed before BTDC 30 ° CA in the compression stroke of the cylinder, so that the fuel spray can be sufficiently widened, mixed well with air and vaporized and atomized, and the air utilization rate can be improved. Can be increased. At this time, the fuel injection amount in one combustion cycle of the cylinder is 1
By injecting / 3 or more, the fuel spray can be maintained in a concentration state capable of self-ignition. Further, since the remaining fuel amount is less than 2/3 of the total injection amount, the fuel injected near the compression top dead center can be burned quickly and without burning. Therefore, the function and effect of the invention described in claim 2 can be sufficiently obtained.

【0023】請求項5記載の発明では、請求項2記載の
発明において、エンジンの吸気通路における吸入空気量
を計測する吸気量センサが設けられ、排気還流制御手段
は、排気還流量調節弁の開度を、前記吸気量センサによ
り計測される吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて求め
られる燃焼室の空燃比が目標値になるようにフィードバ
ック制御するものとする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, an intake air amount sensor for measuring an intake air amount in an intake passage of the engine is provided, and the exhaust gas recirculation control means opens the exhaust gas recirculation amount adjusting valve. The feedback control is performed so that the air-fuel ratio of the combustion chamber obtained based on the intake air amount and the fuel injection amount measured by the intake air amount sensor becomes a target value.

【0024】この構成では、吸気量センサにより検出さ
れた吸入空気量と噴射量制御手段により制御される燃料
噴射量とに基づいて、燃焼室の実空燃比を求めることが
できるので、排気還流量調節弁の開度制御によって、燃
焼室の空燃比を目標値になるように高精度にフィードバ
ック制御できる。つまり、高精度の空燃比制御と燃料噴
射時期の制御とを併せて行うことにより、車両の発進時
等における排気中のNOx低減及びスモーク抑制を高次
元で両立できる。
With this configuration, the actual air-fuel ratio of the combustion chamber can be obtained based on the intake air amount detected by the intake air amount sensor and the fuel injection amount controlled by the injection amount control means. By controlling the opening of the control valve, feedback control can be performed with high accuracy so that the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes a target value. In other words, by performing high-precision air-fuel ratio control and fuel injection timing control together, it is possible to achieve both high-dimensional reduction of NOx in exhaust gas and suppression of smoke at the time of starting the vehicle.

【0025】請求項6記載の発明では、請求項5記載の
発明における排気還流制御手段は、エンジンの運転状態
に対応する空燃比の目標値が設定された目標空燃比マッ
プを有し、噴射量制御手段は、エンジンの運転状態に対
応する燃料噴射量の目標値が設定された目標燃料噴射量
マップを有する構成とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation control means according to the fifth aspect of the present invention has a target air-fuel ratio map in which a target value of an air-fuel ratio corresponding to an operating state of the engine is set, and The control means has a target fuel injection amount map in which a target value of the fuel injection amount corresponding to the operating state of the engine is set.

【0026】このことで、噴射量制御手段及び排気還流
制御手段による制御はいずれも予め設定されたマップか
ら目標値を読み込んで、高精度にかつ応答性良く実行さ
れる。よって、そのような高精度かつ高応答の空燃比制
御が行われることで、車両の発進時等における排気中の
NOx低減及びスモーク抑制をさらに高次元で両立でき
る。
Thus, the control by the injection amount control means and the exhaust gas recirculation control means are both performed with high accuracy and responsiveness by reading the target value from a preset map. Therefore, by performing such high-accuracy and high-response air-fuel ratio control, reduction of NOx in exhaust gas and suppression of smoke at the time of starting of the vehicle can be achieved at a higher level.

【0027】請求項7記載の発明では、請求項2記載の
発明において、排気還流量調節弁が実際に閉じる側に作
動したことを検出する閉作動検出手段を設け、噴射時期
制御手段は、前記閉作動検出手段により排気還流量調節
弁の閉作動が検出されたとき、多段階の燃料噴射を開始
させる構成とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, there is provided a closing operation detecting means for detecting that the exhaust gas recirculation amount control valve has actually been operated to the closing side, and the injection timing control means comprises When the closing operation detecting means detects the closing operation of the exhaust gas recirculation amount control valve, multi-stage fuel injection is started.

【0028】すなわち、エンジンが加速運転状態に移行
した直後は、排気還流制御弁の作動遅れに起因して排気
還流量が過度に多くなってしまうことがあり、そのとき
に多段階の燃料噴射を行うと、却って燃焼状態が悪化し
てスモーク増大を招く虞れがある。そこで、この発明で
は、閉作動検出手段により排気還流量調節弁の実際の閉
作動が検出されたときに、多段階の燃料噴射及び後期噴
射時期の進角を開始させることで、前記のスモーク増大
という弊害を回避できる。
That is, immediately after the engine shifts to the accelerating operation state, the exhaust gas recirculation amount may become excessively large due to the operation delay of the exhaust gas recirculation control valve. If it does, there is a possibility that the combustion state may worsen and smoke may increase. Therefore, in the present invention, when the actual closing operation of the exhaust gas recirculation amount control valve is detected by the closing operation detecting means, the multi-stage fuel injection and the advance of the late injection timing are started to increase the smoke increase. This can avoid the adverse effect.

【0029】請求項8記載の発明では、請求項2記載の
発明において、エンジンの吸気通路における吸入空気量
を計測する吸気量センサが設けられ、噴射時期制御手段
は、前記吸気量センサにより計測された吸入空気量及び
燃料噴射量に基づいて求められる燃焼室の空燃比が設定
値以上になったときに、多段階の燃料噴射を開始させる
構成とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, an intake air amount sensor for measuring an intake air amount in an intake passage of the engine is provided, and the injection timing control means is measured by the intake air amount sensor. When the air-fuel ratio of the combustion chamber obtained based on the intake air amount and the fuel injection amount becomes equal to or higher than a set value, multi-stage fuel injection is started.

【0030】この構成では、エンジンが加速運転状態へ
移行したとき、吸気量センサにより計測された吸入空気
量と噴射量制御手段により制御される燃料噴射量とに基
づいて、燃焼室の実空燃比が求められる。そして、その
求められた空燃比が設定値以上になったときに、多段階
の燃料噴射と後期噴射時期の進角が開始される。つま
り、エンジンの加速運転状態への移行時に燃焼室の実空
燃比が設定値以上になったときに、即ち排気還流量が過
度に多い状態でないことを確認した上で、燃料の多段噴
射及び後期噴射の進角を開始させることで、加速直後の
多段噴射に起因するスモーク増大の弊害を確実に回避で
きる。
With this configuration, when the engine shifts to the accelerated operation state, the actual air-fuel ratio of the combustion chamber is determined based on the intake air amount measured by the intake air amount sensor and the fuel injection amount controlled by the injection amount control means. Is required. Then, when the obtained air-fuel ratio becomes equal to or more than the set value, the multi-stage fuel injection and the advance of the late injection timing are started. That is, when the actual air-fuel ratio of the combustion chamber becomes equal to or higher than the set value during the transition to the acceleration operation state of the engine, that is, after confirming that the exhaust gas recirculation amount is not excessively large, the multi-stage injection of fuel and the latter By starting the advance of the injection, it is possible to reliably avoid the adverse effect of the increase in smoke caused by the multi-stage injection immediately after the acceleration.

【0031】請求項9記載の発明では、請求項7又は8
のいずれかに記載の発明おける噴射時期制御手段は、エ
ンジンが加速運転状態に移行してから所定期間が経過し
た後、最後の燃料噴射の時期を加速判定直前の燃料噴射
時期まで戻す構成とする。尚、前記所定期間とはエンジ
ンの加速運転初期に対応する期間であり、例えば、エン
ジンが加速運転状態に移行してからの経過時間やクラン
ク角度の変化等に対応するように設定すればよい。
According to the ninth aspect of the present invention, the seventh or eighth aspect is provided.
The injection timing control means in any one of the inventions is configured to return the timing of the last fuel injection to the fuel injection timing immediately before the acceleration determination after a predetermined period has elapsed after the engine has shifted to the acceleration operation state. . The predetermined period is a period corresponding to the initial stage of the acceleration operation of the engine, and may be set to correspond to, for example, the elapsed time after the engine is shifted to the acceleration operation state, a change in the crank angle, and the like.

【0032】このことで、エンジンが加速運転状態に移
行したとき、まず、燃料噴射量の増量及び吸入空気量の
不足によって空燃比が特にリッチな状態になっている間
は、後期噴射の時期を進角させることにより、排気中の
NOx及びスモークのうち、優先的にスモークを抑制で
きる。一方、その後、燃焼室の空燃比がリーン側に変化
すれば、それに対応するように後期噴射の時期を戻し
て、NOx及びスモークの両方を低減できる。
Thus, when the engine shifts to the acceleration operation state, first, during the period when the air-fuel ratio is particularly rich due to the increase in the fuel injection amount and the shortage of the intake air amount, the timing of the late injection is set. By advancing, smoke can be preferentially suppressed out of NOx and smoke in the exhaust gas. On the other hand, if the air-fuel ratio of the combustion chamber thereafter changes to the lean side, the timing of the late injection can be returned to correspond to that, and both NOx and smoke can be reduced.

【0033】請求項10記載の発明では、請求項2又は
3のいずれかに記載の発明において、排気還流通路はエ
ンジンの吸気通路に接続され、その排気還流通路との接
続部よりも吸気上流側の吸気通路に吸気絞り弁が配設さ
れており、エンジンの低回転低負荷運転領域で、前記吸
気絞り弁をそれ以外の運転領域よりも閉じた状態に制御
する吸気絞り弁制御手段が設けられている構成とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the exhaust gas recirculation passage is connected to the intake passage of the engine, and the intake recirculation passage is upstream of the connection with the exhaust gas recirculation passage. An intake throttle valve is disposed in the intake passage of the engine, and intake throttle valve control means for controlling the intake throttle valve to be in a closed state in the low-speed low-load operation region of the engine compared to other operation regions is provided. Configuration.

【0034】すなわち、一般に、ディーゼルエンジンに
おいては、吸気通路内の負圧が小さく排気還流通路によ
る排気の還流量を十分に確保し難いので、吸気通路に吸
気絞り弁を設けて、吸排気間の差圧を高めることが行わ
れている。このようなものでは、エンジンが加速運転状
態に移行したときに、前記吸気絞り弁により吸気の流通
抵抗が増大しているため、燃焼室への吸入空気量が不足
しやすく、スモークが増大する虞れが特に強い。従っ
て、前記吸気絞り弁を装備したディーゼルエンジンにお
いて、エンジンの加速運転状態への移行時に排気還流制
御と燃料の多段噴射とを併せて実行することで、スモー
クを抑制しつつNOxを低減できることは、極めて有効
な作用を奏する。
That is, in general, in a diesel engine, the negative pressure in the intake passage is so small that it is difficult to secure a sufficient amount of exhaust gas to be recirculated through the exhaust gas recirculation passage. Increasing the differential pressure has been performed. In such an engine, when the engine shifts to the accelerated operation state, the intake air flow resistance is increased by the intake throttle valve, so that the amount of intake air to the combustion chamber tends to be insufficient, and smoke may increase. This is particularly strong. Therefore, in the diesel engine equipped with the intake throttle valve, by performing the exhaust gas recirculation control and the multi-stage injection of the fuel at the time of transition to the acceleration operation state of the engine, it is possible to reduce NOx while suppressing smoke. It has an extremely effective action.

【0035】請求項11記載の発明では、請求項1又は
2のいずれかにおいて、燃料を噴射圧以上の高圧状態で
蓄える蓄圧室に燃料噴射弁が接続されたコモンレール式
燃料噴射系を備えるものとする。このことで、燃料噴射
系の構成が具体化され、噴射時期制御手段による燃料噴
射時期の制御が実現される。
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, there is provided a common rail type fuel injection system in which a fuel injection valve is connected to a pressure accumulating chamber for storing fuel in a high pressure state higher than an injection pressure. I do. Thereby, the configuration of the fuel injection system is embodied, and the control of the fuel injection timing by the injection timing control means is realized.

【0036】請求項12記載の発明では、請求項1又は
2のいずれかに記載の発明における噴射時期制御手段
は、エンジンが定常運転状態にあるとき、燃料噴射弁に
よる燃料噴射を圧縮上死点近傍で一括して実行させる構
成とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, the injection timing control means according to any one of the first and second aspects of the present invention, when the engine is in a steady operation state, controls the fuel injection by the fuel injection valve to the compression top dead center. It is configured to be executed collectively in the vicinity.

【0037】すなわち、一般に、燃料の多段噴射を行う
と、早期噴射された燃料の燃焼力の一部がいわゆる逆駆
動力になって、エンジンの燃費率が若干、悪化するとい
う難があるので、この発明では、エンジンが定常運転状
態にあるときには、多段噴射は行わずに、燃料噴射を圧
縮上死点近傍で一括して実行させることで、前記多段噴
射に起因する燃費の悪化を抑制できる。
That is, in general, when multi-stage injection of fuel is performed, a part of the combustion power of the fuel injected early becomes so-called reverse driving force, and there is a difficulty that the fuel efficiency of the engine is slightly deteriorated. According to the present invention, when the engine is in the steady operation state, the fuel injection is collectively executed in the vicinity of the compression top dead center without performing the multi-stage injection, so that the deterioration of the fuel efficiency due to the multi-stage injection can be suppressed.

【0038】請求項13記載の発明では、請求項1又は
2のいずれかに記載の発明における噴射時期制御手段
は、エンジンが定常運転状態の低回転低負荷運転領域に
あるとき、燃料噴射弁による燃料噴射を圧縮上死点近傍
での主噴射とその直前のパイロット噴射とに分けて実行
させる構成とする。このことで、エンジンの低回転低負
荷運転領域では、パイロット噴射を行うことで、主噴射
の予混合燃焼時の燃焼圧力の立ち上がりを適度に緩和す
ることができ、よって、エンジンの運転騒音を低減する
ことができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the injection timing control means according to any one of the first and second aspects of the present invention is configured such that when the engine is in a low-speed low-load operation range in a steady operation state, the fuel injection valve is used. The fuel injection is divided into the main injection near the compression top dead center and the pilot injection immediately before the main injection. As a result, in the low-speed low-load operation region of the engine, by performing the pilot injection, the rise of the combustion pressure during the premixed combustion of the main injection can be moderately moderated, thereby reducing the engine operation noise. can do.

【0039】[0039]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】(実施形態1) (全体構成)図1は本発明の実施形態1に係るディーゼ
ルエンジンの制御装置Aの全体構成を示し、1は例えば
マニュアルトランスミッションを装備する車両に搭載さ
れた4気筒ディーゼルエンジンである。このエンジン1
は4つの気筒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によって各気筒2内に燃焼室4が
区画されている。また、燃焼室4の上面の略中央部に
は、インジェクタ5が先端部の噴孔を燃焼室4に臨ませ
て配設されていて、各気筒毎に所定の噴射タイミングで
開閉作動されて、燃焼室4に燃料を直接噴射するように
なっている。
(Embodiment 1) (Overall Configuration) FIG. 1 shows an overall configuration of a diesel engine control device A according to Embodiment 1 of the present invention, and 1 is, for example, a four-cylinder mounted on a vehicle equipped with a manual transmission. It is a diesel engine. This engine 1
Has four cylinders 2, 2, ... (only one is shown),
A piston 3 is inserted into each cylinder 2 so as to be able to reciprocate, and a combustion chamber 4 is defined in each cylinder 2 by the piston 3. An injector 5 is disposed at a substantially central portion of the upper surface of the combustion chamber 4 with the injection hole at the tip end facing the combustion chamber 4, and is opened and closed at a predetermined injection timing for each cylinder. The fuel is directly injected into the combustion chamber 4.

【0041】前記各インジェクタ5は高圧の燃料を蓄え
る共通のコモンレール(蓄圧室)6に接続されていて、
そのコモンレール6には、内部の燃圧(コモンレール
圧)を検出する圧力センサ6aが配設されているととも
に、クランク軸7により駆動される高圧供給ポンプ8が
接続されている。この高圧供給ポンプ8は、圧力センサ
6aにより検出されるコモンレール6内の燃圧が所定値
以上(例えば、アイドル運転時に40MPa、それ以外
の運転状態では80MPa以上)に保持されるように作
動する。また、クランク軸7の一端部にはその回転角度
を検出するクランク角センサ9が設けられている。この
クランク角センサ9は、クランク軸7の端部に設けた被
検出用プレート(図示せず)と、その外周に相対向する
ように配置され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形成された突起部
の通過に対応してパルス信号を出力するようになってい
る。
Each of the injectors 5 is connected to a common common rail (accumulator) 6 for storing high-pressure fuel.
The common rail 6 is provided with a pressure sensor 6 a for detecting an internal fuel pressure (common rail pressure), and is connected to a high-pressure supply pump 8 driven by a crankshaft 7. The high-pressure supply pump 8 operates so that the fuel pressure in the common rail 6 detected by the pressure sensor 6a is maintained at a predetermined value or more (for example, 40 MPa during idle operation and 80 MPa or more in other operation states). A crank angle sensor 9 for detecting the rotation angle is provided at one end of the crank shaft 7. The crank angle sensor 9 includes a plate to be detected (not shown) provided at an end of the crankshaft 7 and an electromagnetic pickup disposed so as to face the outer periphery thereof. A pulse signal is output in response to the passage of the projection formed over the entire outer periphery.

【0042】また、10はエンジン1の燃焼室4に対し
図外のエアクリーナで濾過した吸気(空気)を供給する
吸気通路であり、この吸気通路10の下流端部は、図示
しないサージタンクを介して気筒毎に分岐して、それぞ
れ吸気ポートにより各気筒2の燃焼室4に接続されてい
る。また、サージタンク内で各気筒2に供給される過給
圧力を検出する過給圧センサ10aが設けられている。
前記吸気通路10には上流側から下流側に向かって順
に、エンジン1に吸入される吸気流量を検出するエアフ
ローセンサ(吸気量センサ)11と、後述のタービン2
1により駆動されて吸気を圧縮するブロワ12と、この
ブロワ12により圧縮した吸気を冷却するインタークー
ラ13と、吸気通路10の断面積を絞る吸気絞り弁14
とがそれぞれ設けられている。この吸気絞り弁14は、
全閉状態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けら
れたバタフライバルブからなり、後述のEGR弁24と
同様、ダイヤフラム15に作用する負圧の大きさが負圧
制御用の電磁弁16により調節されることで、弁の開度
が制御されるようになっている。
Reference numeral 10 denotes an intake passage for supplying intake air (air) filtered by an air cleaner (not shown) to the combustion chamber 4 of the engine 1. The downstream end of the intake passage 10 is connected to a surge tank (not shown). Each cylinder 2 is branched and connected to a combustion chamber 4 of each cylinder 2 by an intake port. Further, a supercharging pressure sensor 10a for detecting a supercharging pressure supplied to each cylinder 2 in the surge tank is provided.
In the intake passage 10, an air flow sensor (intake amount sensor) 11 for detecting an intake flow rate to be taken into the engine 1 in order from an upstream side to a downstream side, and a turbine 2 described later.
1, a blower 12 for compressing the intake air, an intercooler 13 for cooling the intake air compressed by the blower 12, and an intake throttle valve 14 for reducing the sectional area of the intake passage 10.
Are provided respectively. This intake throttle valve 14
A butterfly valve provided with a notch so that intake air can flow even in the fully closed state. The magnitude of the negative pressure acting on the diaphragm 15 is controlled by a negative pressure control electromagnetic valve 16 like the EGR valve 24 described later. By being adjusted, the opening degree of the valve is controlled.

【0043】前記エアフローセンサ11は、流速変動が
あっても空気流量を確実にとらえることのできる定温度
型ホットフィルム式エアフローセンサであり、図示しな
いが、吸気通路10に吸気流れ方向と直交するように配
置されたヒータと、このヒータを挟んで上流側と下流側
とに配置されたホットフィルムとを備えていて、両ホッ
トフィルムの温度の高低に基づいて、吸気通路10を下
流側(各気筒2の側)に向かう正方向流及び上流側に向
かう逆流をそれぞれ検出するようになっている。このエ
アフローセンサ11による計測値に基づいて、正方向の
空気流量のみを計測することができ、排気還流量の制御
に逆流による誤差が入ることを避けることができる。
The air flow sensor 11 is a constant temperature hot film air flow sensor capable of reliably detecting the air flow rate even if there is a variation in the flow velocity. , And hot films disposed upstream and downstream of the heater, and based on the temperature of the two hot films, the intake passage 10 is connected to the downstream side (each cylinder). 2) and a reverse flow toward the upstream side are respectively detected. Only the air flow in the forward direction can be measured based on the value measured by the air flow sensor 11, and it is possible to avoid an error due to a backflow in controlling the exhaust gas recirculation amount.

【0044】また、図1において20は各気筒2の燃焼
室4から燃焼ガスを排出する排気通路で、この排気通路
20の上流端部は分岐してそれぞれ図示しない排気ポー
トにより各気筒2の燃焼室4に接続されている。この排
気通路20には、上流側から下流側に向かって順に、排
気流により回転されるタービン21と、排気中のHC、
CO及びNOx並びにパティキュレートを浄化可能な触
媒コンバータ22とが配設されている。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an exhaust passage for discharging combustion gas from the combustion chamber 4 of each cylinder 2. The upstream end of the exhaust passage 20 is branched and the combustion port of each cylinder 2 is opened by an exhaust port (not shown). It is connected to room 4. The exhaust passage 20 includes, in order from the upstream side to the downstream side, a turbine 21 that is rotated by the exhaust flow, HC in the exhaust gas,
A catalytic converter 22 capable of purifying CO and NOx and particulates is provided.

【0045】前記タービン21及びブロワ12からなる
ターボ過給機25は、図2に示すように、タービン21
を収容するタービン室21aに該タービン21aの全周
を囲むように複数のフラップ21b,21b,…が設け
られ、その各フラップ21bが排気流路のノズル断面積
Aを変化させるように回動するVGT(バリアブルジオ
メトリーターボ)である。このVGTの場合、同図
(a)に示すように、フラップ21b,21b,…をタ
ービン21に対し周方向に向くように位置付けてノズル
断面積Aを小さくすることで、排気流量の少ないエンジ
ン1の低回転域でも過給効率を高めることができる。一
方、同図(b)に示すように、フラップ21b,21
b,…をその先端がタービン21の中心に向くように位
置付けて、ノズル断面積Aを大きくすれば、排気流量の
多いエンジン1の高回転域でも高い過給効率が得られ
る。
As shown in FIG. 2, the turbocharger 25 comprising the turbine 21 and the blower 12
A plurality of flaps 21b, 21b,... Are provided so as to surround the entire circumference of the turbine 21a, and each flap 21b rotates so as to change the nozzle cross-sectional area A of the exhaust passage. VGT (Variable Geometry Turbo). In the case of this VGT, as shown in FIG. 2A, the flaps 21b, 21b,. The supercharging efficiency can be improved even in the low rotation speed range. On the other hand, as shown in FIG.
If b,... are positioned so that their tips face the center of the turbine 21 and the nozzle cross-sectional area A is increased, high supercharging efficiency can be obtained even in a high rotation range of the engine 1 having a large exhaust flow rate.

【0046】前記排気通路20は、タービン21よりも
上流側の部位で、排気の一部を吸気側に還流させる排気
還流通路(以下EGR通路という)23の上流端に分岐
接続されている。このEGR通路23の下流端は吸気絞
り弁14よりも吸気下流側の吸気通路10に接続されて
おり、そのEGR通路23の途中の下流端寄りには、開
度調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁(以下EG
R弁という)24が配置されていて、排気通路20の排
気の一部をEGR弁24により流量調節しながら吸気通
路10に還流させるようになっている。
The exhaust passage 20 is located upstream of the turbine 21 and is branched and connected to an upstream end of an exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an EGR passage) 23 for recirculating a part of exhaust gas to the intake side. The downstream end of the EGR passage 23 is connected to the intake passage 10 on the downstream side of the intake throttle valve 14 with respect to the intake air. Exhaust gas recirculation amount control valve (hereinafter EG)
An EGR valve 24 recirculates a part of the exhaust gas from the exhaust passage 20 to the intake passage 10 while adjusting the flow rate.

【0047】前記EGR弁24は、図3に示すように、
弁箱を仕切るダイヤフラム24aに弁棒24bが固定さ
れ、この弁棒24bの両端にEGR通路23の開度をリ
ニアに調節する弁本体24cとリフトセンサ26とが設
けられたものである。前記弁本体24cはスプリング2
4dによって閉方向(図の下方)に付勢されている一
方、弁箱の負圧室(ダイヤフラム24aよりも上側の
室)には負圧通路27が接続されている。この負圧通路
27は、負圧制御用の電磁弁28を介してバキュームポ
ンプ(負圧源)29に接続されており、電磁弁28が後
述のECU35からの制御信号によって負圧通路27を
連通・遮断することによって、負圧室のEGR弁駆動負
圧が調節され、そのことによって、弁本体24cにより
EGR通路23の開度がリニアに調節されるようになっ
ている。
The EGR valve 24 is, as shown in FIG.
A valve rod 24b is fixed to a diaphragm 24a that partitions the valve box, and a valve body 24c for linearly adjusting the opening degree of the EGR passage 23 and a lift sensor 26 are provided at both ends of the valve rod 24b. The valve body 24c has a spring 2
While being biased in the closing direction (downward in the figure) by 4d, a negative pressure passage 27 is connected to a negative pressure chamber (a chamber above the diaphragm 24a) of the valve box. The negative pressure passage 27 is connected to a vacuum pump (negative pressure source) 29 via a negative pressure control electromagnetic valve 28, and the electromagnetic valve 28 communicates with the negative pressure passage 27 according to a control signal from an ECU 35 described later. By shutting off, the negative pressure for driving the EGR valve in the negative pressure chamber is adjusted, whereby the opening of the EGR passage 23 is linearly adjusted by the valve body 24c.

【0048】つまり、図4(a)に示すように、電流が
大きくなるに従ってEGR弁駆動負圧が大きく(圧力が
低く)なり、そのEGR弁駆動負圧に比例して、同図
(b)に示すようにEGR弁本体24cのリフト量が変
化する。但し、EGR弁本体24cのリフト量の変化に
はヒステリシスが見られる。
That is, as shown in FIG. 4 (a), the negative pressure for driving the EGR valve increases (lower pressure) as the current increases, and is proportional to the negative pressure for driving the EGR valve. As shown in (5), the lift amount of the EGR valve body 24c changes. However, hysteresis is observed in the change in the lift amount of the EGR valve main body 24c.

【0049】尚、前記ターボ過給機25のフラップ21
b,21b,…にもEGR弁24と同様にダイヤフラム
30が取り付けられていて、負圧制御用の電磁弁31に
よりダイヤフラム30に作用する負圧が調節されること
で、前記フラップ21b,21b,…の作動量が調節さ
れるようになっている。
The flap 21 of the turbocharger 25
A diaphragm 30 is attached to each of b, 21b,... similarly to the EGR valve 24, and the negative pressure acting on the diaphragm 30 is adjusted by an electromagnetic valve 31 for negative pressure control, so that the flaps 21b, 21b,. The amount of operation of ... is adjusted.

【0050】前記各インジェクタ5、高圧供給ポンプ
8、吸気絞り弁14、EGR弁24、ターボ過給機25
のフラップ21b,21b,…等はコントロールユニッ
ト(Electronic Contorol Unit:以下ECUという)3
5からの制御信号によって作動するように構成されてい
る。一方、このECU35には、前記圧力センサ6aか
らの出力信号と、クランク角センサ9からの出力信号
と、エアフローセンサ11からの出力信号と、EGR弁
24のリフトセンサ26からの出力信号と、車両の運転
者による図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル
開度)を検出するアクセル開度センサ32からの出力信
号と、図示しないが、エンジン1の冷却水温を検出する
水温センサからの出力信号とが少なくとも入力されてい
る。
Each of the injectors 5, high-pressure supply pump 8, intake throttle valve 14, EGR valve 24, turbocharger 25
Are the control unit (Electronic Control Unit: hereinafter referred to as ECU) 3
5 to be operated by a control signal from the control unit 5. On the other hand, the ECU 35 includes an output signal from the pressure sensor 6a, an output signal from the crank angle sensor 9, an output signal from the air flow sensor 11, an output signal from the lift sensor 26 of the EGR valve 24, An output signal from an accelerator opening sensor 32 for detecting an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) by a driver of the vehicle and an output signal from a water temperature sensor for detecting a cooling water temperature of the engine 1 (not shown). At least it has been entered.

【0051】(制御システムの全体構成)前記ECU3
5におけるエンジン制御の基本的な処理の概要は図5の
ブロック図に示されており、基本的にアクセル開度に基
づいて基本となる燃料噴射量を決定するとともに、EG
R弁24の作動によりEGR率を調節して、各気筒の空
燃比(還流状態量)を均一かつ高精度に制御するように
している。また、高圧供給ポンプ8の作動によるコモン
レール圧力の制御と、吸気絞り弁14の作動制御と、タ
ーボ過給機25のフラップ21b,21b,…の作動制
御(VGT制御)とが行われている。
(Overall Configuration of Control System) The ECU 3
The basic processing of the engine control in FIG. 5 is schematically shown in the block diagram of FIG. 5, and the basic fuel injection amount is basically determined based on the accelerator opening and the EG
The EGR rate is adjusted by the operation of the R valve 24 to control the air-fuel ratio (recirculation amount) of each cylinder uniformly and with high accuracy. Further, control of the common rail pressure by operation of the high-pressure supply pump 8, operation control of the intake throttle valve 14, and operation control (VGT control) of the flaps 21b, 21b, ... of the turbocharger 25 are performed.

【0052】前記EGR率は全排気量中の還流される排
気量(EGR量)の割合をいう。すなわち、 E
GR率=EGR量/全排気量ここで、EGR通路23か
ら吸気通路10に還流される排気の各気筒2への分配性
はそれぞれ異なり、加えて各気筒毎の空気吸入特性自体
にもばらつきがあるので、EGR通路23におけるEG
R弁24の開度を同じにしても、各気筒2におけるEG
R率及び吸入空気量偏差にはばらつきを生じ、EGR率
の高い気筒ではその吸入空気量が少なく、EGR率の低
い気筒ではその吸入空気量が多くなる。そこで、基本的
には全気筒2に共通の目標空燃比を定め、各気筒毎に吸
入空気量を検出して、この吸入空気量に応じて前記目標
空燃比となるように気筒毎に排気還流量を制御するよう
にしている。つまり、各気筒2の吸入空気量に対するE
GR量の割合の均一化を図るのではなく、所定の空燃比
を目標として気筒毎に排気還流量を制御しており、この
ことで、各気筒2の空燃比を均一かつ高精度に制御する
ことができる。
The EGR rate refers to the ratio of the recirculated exhaust gas amount (EGR amount) to the total exhaust gas amount. That is, E
GR ratio = EGR amount / total exhaust amount Here, the distribution of the exhaust gas recirculated from the EGR passage 23 to the intake passage 10 to the cylinders 2 differs, and in addition, the air intake characteristics per cylinder also vary. EG in the EGR passage 23
Even if the opening of the R valve 24 is the same, the EG in each cylinder 2
The deviation in the R ratio and the intake air amount deviation varies, and the intake air amount is small in a cylinder with a high EGR ratio and large in a cylinder with a low EGR ratio. Therefore, a target air-fuel ratio common to all the cylinders 2 is basically determined, the intake air amount is detected for each cylinder, and the exhaust gas is returned to each cylinder so as to reach the target air-fuel ratio according to the intake air amount. The flow rate is controlled. That is, E to the intake air amount of each cylinder 2
Instead of making the GR amount ratio uniform, the exhaust gas recirculation amount is controlled for each cylinder with a predetermined air-fuel ratio as a target, whereby the air-fuel ratio of each cylinder 2 is controlled uniformly and with high accuracy. be able to.

【0053】具体的に、前記ECU35には、アクセル
開度Acc及びエンジン回転数Neの変化に対して、目標ト
ルクtrqsolの最適値を実験的に決定して記録した二次元
マップ36と、エンジン回転数Ne、目標トルクtrqsol及
び新気量(吸入空気量のことであり燃料を含まない。以
下、同じ。)FAirの変化に対して、目標燃料噴射量Fsol
の最適値を実験的に決定して記録した目標燃料噴射量マ
ップとしての三次元マップ37と、エンジン回転数Neと
目標トルクtrqsolの変化に対して、目標空燃比A/Fsolの
最適値を実験的に決定して記録した目標空燃比マップと
しての二次元マップ38とがそれぞれメモリ上に電子的
に格納されている。
Specifically, the ECU 35 includes a two-dimensional map 36 in which the optimum value of the target torque trqsol is experimentally determined and recorded with respect to changes in the accelerator opening Acc and the engine speed Ne. The target fuel injection amount Fsol with respect to changes in the number Ne, the target torque trqsol, and the fresh air amount (this is the intake air amount and does not include fuel. The same applies hereinafter) FAir changes.
The three-dimensional map 37 as a target fuel injection amount map, which is obtained by experimentally determining and recording the optimum value of the engine, and the optimum value of the target air-fuel ratio A / Fsol with respect to changes in the engine speed Ne and the target torque trqsol. A two-dimensional map 38 as a target air-fuel ratio map, which is determined and recorded, is electronically stored in a memory.

【0054】前記目標空燃比A/FsolがNOxの低減とス
モークの低減とを両立させるように排気の還流量を決定
するための制御目標値となるものである。すなわち、図
6にディーゼルエンジンの空燃比と排気中のNOx量と
の関係を例示するように、空燃比が上昇するとNOx量
が増大する傾向があるので、排気還流量を多くして空燃
比を下げれば、NOxの発生を少なくすることができ
る。
The target air-fuel ratio A / Fsol is a control target value for determining the exhaust gas recirculation amount so as to achieve both reduction of NOx and reduction of smoke. That is, as shown in FIG. 6, as the relationship between the air-fuel ratio of the diesel engine and the NOx amount in the exhaust gas is illustrated, the NOx amount tends to increase as the air-fuel ratio increases. If it is lowered, the generation of NOx can be reduced.

【0055】しかし、図7に例示すように、同じエンジ
ンの空燃比と排気中のスモーク値との関係によれば、空
燃比がリッチ側に変化してある空燃比以下になると、ス
モーク量が急に増大することが分かる。つまり、NOx
量の低減のために排気の還流量を多くするといっても限
度がある。そこで、この実施形態の制御装置Aでは、排
気中のNOx量の低減とスモーク量の増大抑制との両立
を図るために、前記目標空燃比A/Fsolをスモーク量が急
増し始める手前のできるだけリッチ側の値に設定してい
る。
However, as shown in the example of FIG. 7, according to the relationship between the air-fuel ratio of the same engine and the smoke value in the exhaust, when the air-fuel ratio becomes lower than the air-fuel ratio which has changed to the rich side, the smoke amount becomes smaller. It turns out that it increases suddenly. That is, NOx
There is a limit to increasing the amount of exhaust gas recirculation to reduce the amount. Therefore, in the control device A of this embodiment, the target air-fuel ratio A / Fsol is set to be as rich as possible before the smoke amount starts to rapidly increase in order to achieve both reduction of the NOx amount in the exhaust gas and suppression of increase in the smoke amount. It is set to the value on the side.

【0056】燃料噴射制御 具体的に、まず、アクセル開度センサ32により検出さ
れたアクセル開度Accとクランク角センサ9により検出
されたエンジン回転数Neとを用いて、目標トルク演算部
41において前記メモリ上の二次元マップ36を参照し
て目標トルクtrqsolを決定する。この目標トルクtrqsol
と、エアフローセンサ11によって計測された新気量FA
irとエンジン回転数Neとを用いて、目標噴射量演算部4
2において前記メモリ上の三次元マップ37を参照して
目標噴射量Fsolを決定する。そして、この目標噴射量Fs
olと後述の如く制御されたコモンレール圧力CRPとに基
づいて、各インジェクタ5の励磁時間を決定し、それぞ
れ制御する。このように、予め設定されたマップ37を
参照して目標噴射量Fsolを決定することで、燃料噴射制
御を高精度にかつ応答性良く実行できる。前記目標トル
ク演算部41及び目標噴射量演算部42が噴射量制御手
段35c(図1参照)に対応している。
Fuel Injection Control Specifically, first, the target torque calculating section 41 uses the accelerator opening Acc detected by the accelerator opening sensor 32 and the engine speed Ne detected by the crank angle sensor 9 to generate the target torque. The target torque trqsol is determined with reference to the two-dimensional map 36 on the memory. This target torque trqsol
And the fresh air amount FA measured by the air flow sensor 11
Using ir and the engine speed Ne, the target injection amount calculation unit 4
In step 2, the target injection amount Fsol is determined with reference to the three-dimensional map 37 in the memory. And this target injection amount Fs
Based on ol and the common rail pressure CRP controlled as described later, the excitation time of each injector 5 is determined and controlled. Thus, by determining the target injection amount Fsol with reference to the preset map 37, the fuel injection control can be executed with high accuracy and high responsiveness. The target torque calculator 41 and the target injection amount calculator 42 correspond to the injection amount controller 35c (see FIG. 1).

【0057】排気還流制御 一方、前記目標トルク演算部41において求められた目
標トルクtrqsolとエンジン回転数Neとを用いて、目標空
燃比演算部43においてメモリ上の二次元マップ38を
参照して、前記のNOx及びスモークの両立を図るため
の目標空燃比A/Fsolを決定する。このように、予め設定
されたマップ38を参照して目標空燃比A/Fsolを決定す
ることで、制御の精度及び応答性が高められる。そし
て、この目標空燃比A/Fsolと前記目標噴射量演算部42
において求められた目標噴射量Fsolとを用いて、目標新
気量演算部44において目標新気量FAsolを算出し(FAs
ol=Fsol×A/Fsol)、この目標新気量FAsolを目標とし
て、新気量制御部45において新気量制御を行う。この
新気量制御は新気供給量自体を直接調節するのではな
く、排気の還流量を調節することによって新気量を変化
させるものである。すなわち、新気の補正量を決定する
のではなく、目標とする新気量FAsolに基づいてEGR
弁24の操作量EGRsolを決定し、その操作量EGRsolに対
応するようにEGR弁の開度を制御する。前記目標空燃
比演算部43、目標新気量演算部44及び新気量制御部
45が排気還流制御手段35dに対応している。
Exhaust gas recirculation control On the other hand, using the target torque trqsol and the engine speed Ne obtained in the target torque calculation section 41, the target air-fuel ratio calculation section 43 refers to the two-dimensional map 38 in the memory, A target air-fuel ratio A / Fsol for achieving both NOx and smoke is determined. As described above, by determining the target air-fuel ratio A / Fsol with reference to the preset map 38, control accuracy and responsiveness are improved. The target air-fuel ratio A / Fsol and the target injection amount calculation unit 42
The target fresh air amount FAsol is calculated in the target fresh air amount calculation unit 44 using the target injection amount Fsol obtained in (1).
ol = Fsol × A / Fsol), and the new air amount control unit 45 performs the new air amount control with the target new air amount FAsol as a target. This fresh air control does not directly adjust the fresh air supply amount itself, but changes the fresh air amount by adjusting the recirculation amount of exhaust gas. That is, instead of determining the correction amount of the fresh air, the EGR is performed based on the target fresh air amount FAsol.
The operation amount EGRsol of the valve 24 is determined, and the opening of the EGR valve is controlled so as to correspond to the operation amount EGRsol. The target air-fuel ratio calculation unit 43, the target fresh air amount calculation unit 44, and the fresh air amount control unit 45 correspond to the exhaust gas recirculation control unit 35d.

【0058】コモンレール圧制御 また、ECU35には、目標トルクtrqsol及びエンジン
回転数Neの変化における、実験的に決定された最適なコ
モンレール圧力CRPsolを記録した二次元マップ50がメ
モリ上に電子的に格納して備えられており、前記目標ト
ルク演算部41において得られた目標トルクtrqsolとエ
ンジン回転数Neとを用いて、コモンレール圧力演算部4
6において当該マップ50を参照して目標コモンレール
圧力CRPsolを演算し、これを用いてコモンレール圧力を
制御する。
Common Rail Pressure Control The ECU 35 also electronically stores a two-dimensional map 50 in which an optimum experimentally determined common rail pressure CRPsol in response to changes in the target torque trqsol and the engine speed Ne is recorded in a memory. The common rail pressure calculation unit 4 is provided using the target torque trqsol obtained by the target torque calculation unit 41 and the engine speed Ne.
In step 6, the target common rail pressure CRPsol is calculated with reference to the map 50, and the calculated common rail pressure CRPsol is used to control the common rail pressure.

【0059】前記マップ50において、コモンレール圧
力CRPsolはエンジン回転数Neが高いほど高められるよう
に、また、目標トルクtrqsolが大きいほど高められるよ
うに設定されている。これは、エンジン回転数Neが高い
ほどインジェクタ5の開弁時間を相対的に短くしなくて
はならないので、噴射量を確保するために噴射圧を高め
る必要があるからである。一方、エンジン1の低回転域
では、燃料をある程度の長い時間をかけて噴射して、気
筒内の空気流動により燃料噴霧を大きく広げることが好
ましいので、インジェクタ5の開弁時間を長くしてお
り、それに併せて噴射圧を下げるようにしている。ま
た、目標トルクに関しては、エンジン1への負荷が大き
いほど燃料噴射量を多くする必要があるので、その噴射
量を確保するために噴射圧を高めるようにしてる。
In the map 50, the common rail pressure CRPsol is set so as to increase as the engine speed Ne increases and as the target torque trqsol increases. This is because the valve opening time of the injector 5 must be relatively shortened as the engine speed Ne increases, so that the injection pressure needs to be increased to secure the injection amount. On the other hand, in the low rotational speed range of the engine 1, it is preferable to inject fuel over a certain long period of time and to widely spread the fuel spray by the air flow in the cylinder. Therefore, the valve opening time of the injector 5 is lengthened. In addition, the injection pressure is reduced accordingly. Further, as for the target torque, it is necessary to increase the fuel injection amount as the load on the engine 1 increases, so the injection pressure is increased to secure the injection amount.

【0060】吸気絞り弁制御 ECU35には、目標燃料噴射量Fsol及びエンジン回転
数Neの変化における、実験的に決定された最適な目標吸
気絞り量THsolを記録した二次元マップ51をメモリ上
に電子的に格納して備えており、前記目標噴射量演算部
42において得られた目標噴射量Fsolとエンジン回転数
Neとを用いて、目標吸気絞り量演算部47において当該
マップ51を参照して目標吸気絞り量THsolを演算し、
これを用いて吸気絞り弁14の開度を制御する。前記目
標噴射量演算部42が吸気絞り弁制御手段35eに対応
している。
The intake throttle valve control ECU 35 stores in a memory a two-dimensional map 51 in which an optimum target intake throttle amount THsol determined experimentally in response to changes in the target fuel injection amount Fsol and the engine speed Ne is stored in a memory. The target injection amount Fsol and the engine speed obtained by the target injection amount calculation unit 42 are stored.
Using Ne and the target intake throttle amount calculation unit 47, the target intake throttle amount THsol is calculated with reference to the map 51,
Using this, the opening of the intake throttle valve 14 is controlled. The target injection amount calculation section 42 corresponds to the intake throttle valve control means 35e.

【0061】VGT制御 さらに、ECU35には、目標トルクtrqsol及びエンジ
ン回転数Neの変化における、実験的に決定された最適な
目標過給圧力Boostsolを記録した二次元マップ52をメ
モリ上に電子的に格納して備えており、前記目標トルク
演算部41において得られた目標トルクtrqsolとエンジ
ン回転数Neとを用いて、目標過給圧力演算部48におい
て当該マップ52を参照して目標過給圧力Boostsolを演
算する。そして、この目標過給圧力Boostsolと過給圧セ
ンサ10aにより検出された吸気絞り弁14下流の吸気
通路10の吸気圧力Boostとを用いて、過給圧力制御部
49において、吸気圧力Boostが目標過給圧力Boostsol
になるようなターボ過給機25のフラップ21b,21
b,…の開度VGTsolを演算し、これを用いてフラップ2
1b,21b,…を適正な開度になるように制御する。
VGT Control Further, the ECU 35 electronically stores, in a memory, a two-dimensional map 52 recording an experimentally determined optimum target supercharging pressure Boostsol with respect to changes in the target torque trqsol and the engine speed Ne. The target supercharging pressure Boostsol is stored in the target supercharging pressure calculating unit 48 with reference to the map 52 using the target torque trqsol obtained in the target torque calculating unit 41 and the engine speed Ne. Is calculated. Using the target boost pressure Boostsol and the intake pressure Boost of the intake passage 10 downstream of the intake throttle valve 14 detected by the boost pressure sensor 10a, the boost pressure control unit 49 sets the intake pressure Boost to the target boost pressure. Supply pressure Boostsol
Flaps 21b and 21 of the turbocharger 25 such that
Calculate the opening degree VGTsol of b,.
1b, 21b,... Are controlled to have an appropriate opening degree.

【0062】(排気還流制御及び燃料噴射量制御の全体
の流れ)次に、前記ECU35による排気還流及び燃料
噴射量制御の全体的な流れを図8に基づいて説明する。
この制御はメモリ上に電子的に格納された制御プログラ
ムに従い、エンジン1の回転に同期して実行される。
(Overall Flow of Exhaust Gas Recirculation Control and Fuel Injection Amount Control) Next, the overall flow of exhaust gas recirculation and fuel injection amount control by the ECU 35 will be described with reference to FIG.
This control is executed in synchronization with the rotation of the engine 1 in accordance with a control program stored electronically on a memory.

【0063】まず、同図のステップS1〜S3に示すよ
うに、エアフローセンサ11によって検出される吸入空
気量及びクランク角センサ9によって検出されるクラン
ク角度(°CA)に基づいて、気筒毎に吸入空気量FAir
が求められる。また、クランク角センサ9からの出力に
よって求められるエンジン回転数Ne、アクセル開度セン
サ32によって検出されるアクセル開度Acc及び前記吸
入空気量FAirに基づいて、目標燃料噴射量Fsolが求めら
れる(ステップS4〜S6)。
First, as shown in steps S1 to S3 in the figure, suction is performed for each cylinder based on the intake air amount detected by the air flow sensor 11 and the crank angle (° CA) detected by the crank angle sensor 9. Air volume FAir
Is required. Further, the target fuel injection amount Fsol is obtained based on the engine speed Ne obtained by the output from the crank angle sensor 9, the accelerator opening Acc detected by the accelerator opening sensor 32, and the intake air amount FAir (step). S4 to S6).

【0064】続いて、アクセル開度Acc、エンジン回転
数Ne等に基づいてエンジン1が低負荷ないし中負荷の定
常運転状態にあるか、或いは加速運転状態にあるかの過
渡判定が行なわれ(ステップS7)、定常運転時には基
本目標空燃比が設定され、それに基づいて目標吸入空気
量が求められて、EGR弁基本制御が行なわれ、さら
に、この基本制御が気筒毎の吸入空気量FAirに基づく気
筒毎のEGR弁制御によって補正される(ステップS8
〜S11)。一方、加速運転時には加速時の目標空燃比
が設定され、加速時のEGR弁制御及び噴射量制御が行
なわれる(ステップS12〜S14)。
Subsequently, a transient determination is made as to whether the engine 1 is in a steady operation state with a low load or a medium load or in an acceleration operation state based on the accelerator opening Acc, the engine speed Ne, and the like (step S1). S7) At the time of steady operation, a basic target air-fuel ratio is set, a target intake air amount is obtained based thereon, basic control of the EGR valve is performed, and this basic control is performed based on the intake air amount FAir of each cylinder. It is corrected by the EGR valve control for each (step S8
To S11). On the other hand, during acceleration operation, the target air-fuel ratio during acceleration is set, and EGR valve control and injection amount control during acceleration are performed (steps S12 to S14).

【0065】(気筒毎の吸入空気量の演算)前記エアフ
ローセンサ11により検出された吸入空気流量は、例え
ば図9に示すようになっている。同図の斜線を入れた部
分が吸気の逆流分であり、この逆流分を差し引いた積分
値、即ち実際に各気筒2に吸入された吸入空気量が僅か
ながら変動していることが見てとれる。
(Calculation of Intake Air Volume for Each Cylinder) The intake air flow rate detected by the air flow sensor 11 is, for example, as shown in FIG. It can be seen that the hatched portion in the drawing is the backflow of intake air, and the integrated value obtained by subtracting this backflow, that is, the amount of intake air actually drawn into each cylinder 2 slightly fluctuates. .

【0066】図10に、前記エアフローセンサ11を用
いた気筒毎の吸入空気量を算出するとき(図8のステッ
プS1〜S3)の具体的な制御手順を示す。すなわち、
まずエアフローセンサ11により検出した吸入空気流量
を積分するとともに、そのときの経過時間を計測してい
って、クランク角度が180°CA変化する都度、その
180度分の吸入空気流量の積分値Q(=FAir)を当該
気筒(i)の吸入空気量Qiとし、また、その所要時間(ク
ランクタイマ時間T)を当該気筒(i)のクランク間隔Ti
とする。そして、得られた4気筒の吸入空気量Qiの平
均値を基本吸入空気量Qavとして求める(ステップA1
〜A7)。尚、4気筒の各々には、便宜上、着火順の気
筒番号「0,1,2,3」を与えている。
FIG. 10 shows a specific control procedure when calculating the intake air amount for each cylinder using the air flow sensor 11 (steps S1 to S3 in FIG. 8). That is,
First, the intake air flow rate detected by the air flow sensor 11 is integrated, and the elapsed time at that time is measured. Each time the crank angle changes by 180 ° CA, the integral value Q (180 ( = FAir) is the intake air amount Qi of the cylinder (i), and the required time (crank timer time T) is the crank interval Ti of the cylinder (i).
And Then, the average value of the obtained intake air amounts Qi of the four cylinders is obtained as a basic intake air amount Qav (step A1).
~ A7). For convenience, cylinder numbers "0, 1, 2, 3" in the order of ignition are given to each of the four cylinders.

【0067】また、当該気筒(i)の吸入空気量の変化率
ΔQi=Qi/Qi-1及びクランク間隔の変化率ΔTi=Ti/
Ti-1を、当該気筒(i)よりも1つ前に吸気行程になる気
筒(i-1)を基準として求め、続いて、吸気行程の時間を
加味した吸入空気量の変化指数ΔQti=ΔQi/ΔTiを
求める(ステップA8〜A10)。ここで、ΔTiを考
慮するのは、トルク変動(クランク軸7の角速度変動)
による外乱をできるだけ排除するためであり、この処理
は特にトルク変動の大きなアイドル運転時に効を奏す
る。そして、この変化指数ΔQtiに基づいて各気筒毎の
吸入空気量特性ΔQt'(i)を次式により求める(ステッ
プA11)。
The rate of change ΔQi = Qi / Qi−1 of the intake air amount of the cylinder (i) and the rate of change ΔTi = Ti /
Ti-1 is determined with reference to the cylinder (i-1) which is one stroke earlier than the cylinder (i) to be in the intake stroke, and subsequently, the change index ΔQti = ΔQi of the intake air amount in consideration of the intake stroke time. / ΔTi is determined (steps A8 to A10). Here, ΔTi is taken into consideration due to torque fluctuation (angular velocity fluctuation of crankshaft 7).
This process is particularly effective during idling operation with large torque fluctuations. Then, based on the change index ΔQti, an intake air amount characteristic ΔQt ′ (i) for each cylinder is obtained by the following equation (step A11).

【0068】 ΔQt'(i)=ΔQti×r+ΔQti′×(1−r) 但し、0<r≦1 ここで、ΔQti′は変化指数ΔQtiの前回値であり、前
記の演算を繰り返し実行することで、当該気筒(i)の吸
入空気量特性ΔQt'(i)に変化指数ΔQtiの今回値及び
前回値がそれぞれ所定の割合で反映されていって、吸入
空気量に関する気筒間の固体差が徐々に明瞭になってい
く。
ΔQt ′ (i) = ΔQti × r + ΔQti ′ × (1-r) where 0 <r ≦ 1 Here, ΔQti ′ is the previous value of the change index ΔQti, and the above operation is repeatedly executed. The current value and the previous value of the change index ΔQti are respectively reflected at a predetermined ratio in the intake air amount characteristic ΔQt ′ (i) of the cylinder (i), and the individual difference between the cylinders with respect to the intake air amount gradually increases. It becomes clearer.

【0069】(過渡判定)図11に過渡判定(図8のス
テップS4〜S7)の具体的な制御手順を示す。この過
渡判定は加速判定であり、アクセル開度の変化による判
定と、燃料噴射量の変化による判定とを行う。すなわ
ち、エンジン1が定常運転状態から加速運転状態に移行
したときには、燃料噴射量の増量に応じて吸入空気量を
増やす必要があるので、EGR弁24を速やかに閉じる
側に作動させて、排気の還流量を減らすようにしてお
り、そのようなEGR弁24の制御を実行するための過
渡判定である。尚、車両の減速時には、一部の運転領域
を除いて燃料噴射を中断し(フューエルカット)、その
ときには、EGR弁24の開度は零として、排気還流を
行わないようにしている。
(Transient Determination) FIG. 11 shows a specific control procedure of the transient determination (steps S4 to S7 in FIG. 8). This transient determination is an acceleration determination, and a determination based on a change in the accelerator opening and a determination based on a change in the fuel injection amount are performed. That is, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state, it is necessary to increase the intake air amount in accordance with the increase in the fuel injection amount. The recirculation amount is reduced, and is a transient determination for executing such control of the EGR valve 24. During deceleration of the vehicle, fuel injection is interrupted except for a part of the operating range (fuel cut). At that time, the opening of the EGR valve 24 is set to zero so that exhaust gas recirculation is not performed.

【0070】具体的に、まずアクセル開度Accの変化に
基づく判定手順として、アクセル開度Accとエンジン回
転数Neと吸入空気量Qavとを用いて、図5の三次元マッ
プ37より燃料噴射量F(=目標噴射量Fsol)を読み込
むとともに、アクセル開度の今回値Accと前回値Acc′と
に基づいてその変化量ΔAcc=Acc−Acc′を求める(ステ
ップB1〜B3)。一方、燃料噴射量Fとエンジン回転
数Neとを用いて二次元マップから加速判定基準αccを読
み込む(ステップB4)。
Specifically, first, as a determination procedure based on the change in the accelerator opening Acc, the fuel injection amount is calculated from the three-dimensional map 37 in FIG. 5 using the accelerator opening Acc, the engine speed Ne, and the intake air amount Qav. F (= target injection amount Fsol) is read, and a change amount ΔAcc = Acc−Acc ′ is obtained based on the current value Acc and the previous value Acc ′ of the accelerator opening (steps B1 to B3). On the other hand, the acceleration determination reference αcc is read from the two-dimensional map using the fuel injection amount F and the engine speed Ne (step B4).

【0071】この加速判定基準αccは、前記アクセル開
度変化量ΔAccに基づいて加速判定をするためのもので
あり、例えばエンジン回転数Neが高いほど大きくなって
加速と判定され難くなる一方、燃料噴射量Fが多いほど
小さくなって加速と判定され易くなるというように燃料
噴射量F及びエンジン回転数Neに対応づけて設定されて
いて、その設定されたマップがメモリ上に電子的に格納
されている。また、低負荷運転時はもともと排気還流量
が多いので、アクセル開度の増大変化(燃料噴射量の増
量)が大きいときには速やかに排気還流量を低減しなく
てはならない。そこで、前記αccは燃料噴射量が多いほ
ど小さくなるように設定されている。
The acceleration determination criterion αcc is used for making an acceleration determination based on the accelerator opening change amount ΔAcc. For example, the higher the engine speed Ne becomes, the larger it becomes, and it becomes difficult to determine that the vehicle is accelerating. The fuel injection amount F and the engine speed Ne are set so as to correspond to the fuel injection amount F and the engine speed Ne such that the larger the injection amount F becomes, the easier it is to determine the acceleration, and the set map is electronically stored in the memory. ing. In addition, since the exhaust gas recirculation amount is originally large during low load operation, the exhaust gas recirculation amount must be promptly reduced when the increase in the accelerator opening (increase in fuel injection amount) is large. Therefore, αcc is set so as to decrease as the fuel injection amount increases.

【0072】そして、加速係数α=ΔAcc/αccが1より
も大のときにエンジン1が加速運転状態にあると判定
し、加速係数αと別途、求めた目標空燃比TA/F(=A/Fs
ol)とに基づいて、過渡時のEGR弁操作量KTegr(=
EGRsol)をマップから読み込む(ステップB5〜B
7)。すなわち、アクセル開度の増大変化が大きいほど
排気の還流量を速やかに減らす必要があるので、そのた
めに、前記のEGR弁操作量KTegrのマップは、加速
係数αが大きくなるほどEGR弁24の開度が小さくな
るようにその操作量が実験的に求められて設定され、メ
モリ上に電子的に格納されている。
When the acceleration coefficient α = ΔAcc / αcc is larger than 1, it is determined that the engine 1 is in the accelerating operation state, and the target air-fuel ratio TA / F (= A / A Fs
ol), the EGR valve operation amount KTegr (=
Read EGRsol from the map (Steps B5 to B)
7). That is, the larger the change in the accelerator opening, the more quickly the exhaust gas recirculation amount needs to be reduced. Therefore, the map of the EGR valve operation amount KTegr shows that the opening degree of the EGR valve 24 increases as the acceleration coefficient α increases. The amount of operation is experimentally determined and set so that is smaller, and is electronically stored in the memory.

【0073】続いて、燃料噴射量の変化に基づく加速判
定を行う。前記アクセル開度に基づく加速判定の場合
は、その判定に基づいて言わば見込みでEGR弁操作量
を決定するのであるが、次の燃料噴射量に基づく加速判
定の場合は、実際の加速要求を燃料噴射量に基づいてチ
ェックし、その加速要求に見合った制御を行なうように
している。
Subsequently, an acceleration determination based on a change in the fuel injection amount is performed. In the case of the acceleration determination based on the accelerator opening, the EGR valve operation amount is determined based on the determination, so to speak, but in the case of the acceleration determination based on the next fuel injection amount, the actual acceleration request is A check is performed based on the injection amount, and control is performed in accordance with the acceleration demand.

【0074】すなわち、燃料噴射量の今回値Fと前回値
F′とに基づいてその変化率ΔF=F/F′を求め、燃
料噴射量Fとエンジン回転数Neとを用いて二次元マップ
から加速判定基準Fkを読み込む(ステップB8,B
9)。このFkも前記αccと同様に設定されてメモリ上
に電子的に格納されている。そして、噴射量変化係数β
=ΔF/Fkが1よりも大のときに加速運転状態と判定
して、加速時の制御に進む一方、小のときには定常運転
状態と判定して、定常時の制御に進む(ステップB1
0,B11)。
That is, the rate of change ΔF = F / F ′ is determined based on the current value F and the previous value F ′ of the fuel injection amount, and a two-dimensional map is obtained using the fuel injection amount F and the engine speed Ne. The acceleration criterion Fk is read (steps B8, B
9). This Fk is set in the same way as the αcc and is electronically stored in the memory. Then, the injection amount change coefficient β
When ΔF / Fk is greater than 1, it is determined that the vehicle is in the accelerated operation state, and the process proceeds to control during acceleration.
0, B11).

【0075】(定常時の制御)定常時の制御は図12に
示されており、エンジン回転数Neとアクセル開度Accと
を用いて図5の二次元マップ36から目標トルクTtrq
(=Trqsol)を読み込み、このTtrqとNeとを用いて二
次元マップ38から目標空燃比TA/F(=A/Fsol)を読み
込んで、その目標空燃比TA/Fに燃料噴射量Fを乗算し
て、目標吸入空気量TQ(=FAsol)を算出する(ステッ
プC1〜C3)。
(Control in Steady State) The control in the steady state is shown in FIG. 12, and the target torque Ttrq is obtained from the two-dimensional map 36 in FIG. 5 using the engine speed Ne and the accelerator opening Acc.
(= Trqsol), the target air-fuel ratio TA / F (= A / Fsol) is read from the two-dimensional map 38 using the Ttrq and Ne, and the target air-fuel ratio TA / F is multiplied by the fuel injection amount F. Then, the target intake air amount TQ (= FAsol) is calculated (steps C1 to C3).

【0076】前記目標空燃比TA/Fは、上述の如くNO
x低減とスモーク低減とを両立できるような値に設定さ
れているが、その値はエンジン1の運転領域、即ちエン
ジン回転数Ne及びエンジントルクTtrq(換言すれば、
燃料噴射量F)に応じて少しずつ異なっている。例え
ば、ターボ過給機25により十分な過給が行なわれる運
転領域では、吸気充填効率が高いため筒内圧縮温度も高
くなる上、燃焼室4での空気流動が強くなって空気と燃
料との混合状態も良好になり、スモークの生成が極めて
少なくなる。従って、エンジン1の高回転域(過給圧が
高くなる領域)と低回転域とでは前者の方が目標空燃比
をより小さく(リッチ側に)設定することができる。
The target air-fuel ratio TA / F is set to NO as described above.
The value is set so that both the x reduction and the smoke reduction can be achieved. The value is set in the operating range of the engine 1, that is, the engine speed Ne and the engine torque Ttrq (in other words,
It is slightly different depending on the fuel injection amount F). For example, in an operation region in which sufficient supercharging is performed by the turbocharger 25, the in-cylinder compression temperature increases due to the high intake air charging efficiency, and the air flow in the combustion chamber 4 increases to increase the air-fuel ratio. The mixing state is also good, and the generation of smoke is extremely reduced. Therefore, the target air-fuel ratio can be set smaller (toward the rich side) in the high speed range (region where the supercharging pressure is high) and the low speed range of the engine 1.

【0077】目標吸入空気量TQの算出に続いて、吸入
空気量偏差Qerr=TQ−Qavを求め、この偏差Qerrが
零になるようにPID制御則に従って基本EGR弁操作
量Tegr(=EGRsol)を求める(ステップC4,C5)。
すなわち、例えば、前記偏差Qerrに比例制御動作の制
御ゲイン(Pゲイン)を積算した比例制御項と、前記偏
差Qerrの積分値に積分制御動作の制御ゲイン(Iゲイ
ン)を積算した積分制御項と、前記偏差Qerrの微分値
に微分制御動作の制御ゲイン(Dゲイン)を積算した微
分制御項とを合算して、基本EGR弁操作量Tegrを決
定する。ここで、前記比例制御動作の制御ゲインは基本
となる値にゲイン係数Kを乗算して得られるもので、後
述の如くゲイン係数Kを減少又は増大補正することで、
制御の応答性や収束性を変えることができるようになっ
ている。
Following the calculation of the target intake air amount TQ, an intake air amount deviation Qerr = TQ-Qav is obtained, and the basic EGR valve operation amount Tegr (= EGRsol) is determined in accordance with the PID control law so that the deviation Qerr becomes zero. (Steps C4 and C5).
That is, for example, a proportional control term obtained by integrating the control gain (P gain) of the proportional control operation with the deviation Qerr, and an integral control term obtained by integrating the control gain (I gain) of the integral control operation with the integrated value of the deviation Qerr. The basic EGR valve operation amount Tegr is determined by adding the differential value of the deviation Qerr to the differential control term obtained by integrating the control gain (D gain) of the differential control operation. Here, the control gain of the proportional control operation is obtained by multiplying a basic value by a gain coefficient K, and by reducing or increasing the gain coefficient K as described later,
The responsiveness and convergence of the control can be changed.

【0078】基本EGR弁操作量Tegrの決定に続い
て、アクセル開度変化量ΔAccの絶対値が所定の閾値Tha
ccよりも小さい状態が所定数nサイクル連続し且つ燃料
噴射が行なわれている、という定常運転状態の確認の条
件をチェックする(ステップC6)。そして、定常運転
状態が確認されると、各気筒毎に順番に(i=0,1,
2,3)、先に求めた吸入空気量特性ΔQt'(i)とEG
R補正ゲインE(i)とに基づいて気筒毎のEGR弁補正
操作量ΔTegr(i)を算出する(ステップC7)。すなわ
ち、 ΔTegr(i)=ΔQt'(i)×E(i)+ΔTegr(i)′ 但し、ΔTegr(i)′は当該気筒(i)のEGR弁補正操作
量の前回値である。そして、前記演算においてΔQt'
(i)の値自体は強調されたものであるが、その演算を繰
り返すことで、EGR弁補正操作量は徐々に気筒間の固
体差に応じた適切な値に到達する。
Following the determination of the basic EGR valve operation amount Tegr, the absolute value of the accelerator opening change amount ΔAcc is changed to a predetermined threshold value Tha
A condition for confirming a steady operation state that a state smaller than cc continues for a predetermined number of n cycles and fuel injection is performed is checked (step C6). Then, when the steady state of operation is confirmed, (i = 0, 1,
2, 3), the intake air amount characteristic ΔQt '(i) obtained above and EG
An EGR valve correction operation amount ΔTegr (i) for each cylinder is calculated based on the R correction gain E (i) (step C7). That is, ΔTegr (i) = ΔQt ′ (i) × E (i) + ΔTegr (i) ′ where ΔTegr (i) ′ is the previous value of the EGR valve correction operation amount of the cylinder (i). Then, in the above calculation, ΔQt ′
The value of (i) itself is emphasized, but by repeating the calculation, the EGR valve correction operation amount gradually reaches an appropriate value according to the individual difference between the cylinders.

【0079】このようにして、例えば、i=0,1,
2,3の順番に4気筒すべてのEGR弁補正操作量を求
めた後、気筒番号i=3になれば(ステップC8)、そ
の4気筒分のEGR弁補正操作量の平均値ΔTegr-avを
求める。この平均値は本来は零になるべきものである
が、前記ステップC7の演算を行なうと、種々の要因で
その平均値がマイナス又はプラスになってしまい、基本
EGR弁操作量Tegrを基準として各気筒2のEGR弁
操作量を補正制御するという本来の目的が損なわれる。
そこで、前記平均値ΔTegr-avがマイナスになれば、そ
の絶対値を前記各気筒2のΔTegr(i)に加算し、反対に
プラスになれば減算することで、平均値ΔTegr-avを零
に補正する(ステップC9)。
In this way, for example, i = 0, 1,
After obtaining the EGR valve correction operation amounts of all four cylinders in the order of 2, 3 and then, when the cylinder number i = 3 (step C8), the average value ΔTegr-av of the EGR valve correction operation amounts for the four cylinders is calculated. Ask. Although this average value should originally be zero, when the calculation in step C7 is performed, the average value becomes negative or positive due to various factors, and the average value becomes negative or positive based on the basic EGR valve operation amount Tegr. The original purpose of correcting and controlling the EGR valve operation amount of the cylinder 2 is impaired.
Therefore, when the average value ΔTegr-av becomes negative, the absolute value is added to ΔTegr (i) of each of the cylinders 2, and when the average value ΔTegr-av becomes positive, the absolute value is subtracted, so that the average value ΔTegr-av becomes zero. Correct (step C9).

【0080】そして、このようにして得られたΔTegr
(i)を前記基本EGR弁操作量Tegrに加えて、各気筒2
のEGR弁操作量Tegr(i)を求め(ステップC10)、
図13のステップD1へ進む。
The ΔTegr thus obtained is
(i) is added to the basic EGR valve operation amount Tegr, and each cylinder 2
EGR valve operation amount Tegr (i) is obtained (step C10),
Proceed to step D1 in FIG.

【0081】(加速係数αに基づく加速判定時の制御)
一方、前記図11のステップB6において加速判定がな
されたときには、ステップB7で求められる過渡時の目
標EGR弁操作量KTegrは、加速係数α及びTA/Fの大
きさに応じて異なり、加速係数αが所定以上に大きいと
きにはEGR弁24の開度は零とされる。すなわち、運
転者の加速要求が大きい場合には、排気の還流が行なわ
れなくなり、各気筒2の吸入空気量が最大限に大きくな
るので、スモーク量の増大を抑えつつ、燃料噴射量を増
量してエンジン出力を高めることができるようになる。
(Control at Acceleration Determination Based on Acceleration Coefficient α)
On the other hand, when the acceleration is determined in step B6 in FIG. 11, the transient target EGR valve operation amount KTegr obtained in step B7 varies depending on the magnitude of the acceleration coefficient α and TA / F, and the acceleration coefficient α Is larger than a predetermined value, the opening of the EGR valve 24 is set to zero. That is, when the driver's request for acceleration is large, the exhaust gas is not recirculated and the intake air amount of each cylinder 2 is maximized. Therefore, the increase in the fuel injection amount is suppressed while suppressing the increase in the smoke amount. The engine output can be increased.

【0082】また、その場合には、EGR弁24に対し
プリセットを与える制御を行ない、エンジン1が前記加
速運転状態から再び定常運転状態に移行するときに、排
気還流制御に速やかに移行できるようにする。すなわ
ち、EGR弁24によりEGR通路23を閉じたとき、
弁本体24cがスプリング24dによって弁座に押圧さ
れる力ができるだけ小さくなるような、ひいては押圧力
が零となるような所定のEGR弁駆動負圧(プリセット
負圧)を負圧室に作用させて、スプリング24dによる
閉方向の押圧力とEGR弁駆動負圧とを釣り合わせるよ
うにしている。このプリセット負圧は、図4(b)に示
すように、EGR弁24を閉方向に制御しEGR弁リフ
ト量が零に到達した時点のEGR弁駆動負圧である。
In this case, a control for giving a preset to the EGR valve 24 is performed so that when the engine 1 shifts from the acceleration operation state to the steady operation state again, the exhaust gas recirculation control can be promptly shifted. I do. That is, when the EGR passage 23 is closed by the EGR valve 24,
A predetermined EGR valve driving negative pressure (preset negative pressure) is applied to the negative pressure chamber so that the force of pressing the valve body 24c against the valve seat by the spring 24d becomes as small as possible, and thus the pressing force becomes zero. And the pressing force in the closing direction by the spring 24d is balanced with the negative pressure for driving the EGR valve. The preset negative pressure is, as shown in FIG. 4B, the EGR valve driving negative pressure at the time when the EGR valve 24 is controlled to close and the EGR valve lift reaches zero.

【0083】具体的に、EGR弁24にプリセット負圧
を与えるための制御フローは、図13に示すようにな
る。すなわち、まず、EGR弁操作量Tegrが、EGR
弁24のリフト量が零となる操作量であるときは、リフ
トセンサ26の値EGRVliFtを読み込む(ステップD1,
D2)。そして、この値EGRVliFtがリフト量零に対応す
る値EGRV0よりも大きいときには、その値EGRV0と等しく
なるまでEGR弁制御を行なって(ステップD3,D
4)、前記EGR弁駆動負圧をプリセット負圧EGRV0に
なるまで低下させる。
Specifically, a control flow for applying a preset negative pressure to the EGR valve 24 is as shown in FIG. That is, first, the EGR valve operation amount Tegr is
If the lift amount of the valve 24 is an operation amount that becomes zero, the value EGRVliFt of the lift sensor 26 is read (step D1,
D2). When the value EGRVliFt is larger than the value EGRV0 corresponding to the lift amount of zero, the EGR valve control is performed until the value becomes equal to the value EGRV0 (steps D3 and D3).
4) The negative pressure for driving the EGR valve is reduced until it becomes the preset negative pressure EGRV0.

【0084】一方、前記ステップD1において、EGR
弁操作量Tegrが前記のリフト量零に対応する操作量で
ないときには、前記ステップD2,D3の手順は行わず
に、通常のEGR弁制御を実行して(ステップD1→D
4)、しかる後にリターンする。
On the other hand, in step D1, the EGR
If the valve operation amount Tegr is not the operation amount corresponding to the lift amount zero, the normal EGR valve control is executed without performing the procedures of steps D2 and D3 (steps D1 → D
4) Then return.

【0085】(噴射量変化係数βに基づく加速判定時の
制御)また、図11のステップB11において加速判定
がなされたときには、図14の各ステップに示すよう
に、まず、噴射量変化係数β、燃料噴射量F及びエンジ
ン回転数Neを用いて、これらの変化における最適な過渡
時目標空燃比KTA/F(=A/Fsol)を記録した三次元マッ
プからKTA/Fを読み込む(ステップG1)。この過渡
時目標空燃比KTA/Fは、排気の還流量を低下させてス
モークの生成を抑えながら速やかにエンジン出力を高め
ることができるように、定常時の目標空燃比TA/Fより
もリーン側に設定されている。前記三次元マップは、図
示しないが、燃料噴射量Fが少ないほど、また噴射量変
化係数βが大きいほど、さらにはエンジン回転数Neが低
いほどそれぞれリーン側になるように、それぞれの値の
変化に対する最適なKTA/Fの値を実験的に求めて記録
したものであり、メモリ上に電子的に格納されている。
(Control at Acceleration Judgment Based on Injection Quantity Change Coefficient β) When the acceleration judgment is made in step B11 of FIG. 11, first, as shown in each step of FIG. Using the fuel injection amount F and the engine speed Ne, KTA / F is read from a three-dimensional map in which the optimum transient target air-fuel ratio KTA / F (= A / Fsol) in these changes is recorded (step G1). The transient target air-fuel ratio KTA / F is leaner than the steady-state target air-fuel ratio TA / F so that the engine output can be quickly increased while reducing the amount of exhaust gas recirculation and suppressing the generation of smoke. Is set to Although not shown, the three-dimensional map shows the change of each value such that the smaller the fuel injection amount F, the larger the injection amount change coefficient β, and the lower the engine speed Ne, the closer to the lean side. The optimum value of KTA / F with respect to is recorded experimentally and stored electronically in a memory.

【0086】続いて、前記の過渡時目標空燃比KTA/F
と燃料噴射量Fとに基づいて、過渡時の目標吸入空気量
TQ(=FAsol)を算出する(ステップG2)。そして、
このTQに基づいて先の定常運転時と同様にEGR弁操
作量を決定し、排気の還流量を速やかに減らして、吸入
空気量を増大させるようにしている(以下のステップG
5に続く図12のステップC4〜C6,図13のステッ
プD1〜D4)。
Subsequently, the transient target air-fuel ratio KTA / F
A target intake air amount TQ (= FAsol) during transition is calculated based on the fuel injection amount F and the fuel injection amount F (step G2). And
Based on this TQ, the EGR valve operation amount is determined in the same manner as in the above-mentioned steady operation, and the amount of exhaust gas is rapidly reduced to increase the amount of intake air (step G below).
Steps C4 to C6 in FIG. 12 following Step 5 and steps D1 to D4 in FIG. 13).

【0087】このように過渡時目標空燃比KTA/Fを定
常時よりもリーン側に設定していても、エンジン1が加
速運転状態に移行したときには、各気筒2の燃焼室4に
噴射される燃料が一時的に過大になる虞れがある。そこ
で、このフローでは燃料の増量を抑制すべく一定の制限
を設けている。すなわち、燃料噴射量Fとエンジン回転
数Neのマップから限界空燃比LimitA/Fを読み込む(ステ
ップG3)。そして、得られた限界空燃比LimitA/Fと現
在の吸入空気量Q(i)とに基づいて燃料噴射量のリミッ
ト値FLimitを算出し、基本噴射量F、リミット値FLim
it及び最大噴射量Fmaxのうちの最も少ない値を目標噴
射量TFとして設定して、図12のステップC4へ進む
(ステップG4,G5)。
As described above, even when the transient target air-fuel ratio KTA / F is set leaner than the steady state, when the engine 1 shifts to the acceleration operation state, the fuel is injected into the combustion chamber 4 of each cylinder 2. There is a risk that the fuel will temporarily become excessive. Therefore, in this flow, a certain restriction is provided in order to suppress an increase in the amount of fuel. That is, the limit air-fuel ratio LimitA / F is read from the map of the fuel injection amount F and the engine speed Ne (step G3). Then, a limit value FLimit of the fuel injection amount is calculated based on the obtained limit air-fuel ratio LimitA / F and the current intake air amount Q (i), and the basic injection amount F and the limit value FLim
The smallest value among it and the maximum injection amount Fmax is set as the target injection amount TF, and the process proceeds to step C4 in FIG. 12 (steps G4 and G5).

【0088】前記限界空燃比LimitA/F、過渡時の目標空
燃比KTA/F及び定常時の目標空燃比TA/Fの関係は図1
5に示す通りであり、定常時の目標空燃比TA/Fよりも
リーン側に過渡時の目標空燃比KTA/Fが設定され、反
対に定常時の目標空燃比TA/Fよりもリッチ側に限界空
燃比LimitA/Fが設定されている。この限界空燃比LimitA
/Fに対応する限界スモーク量は、定常時の限界スモーク
量よりもやや多く、例えば2BU程度のスモーク量とさ
れている。また、限界空燃比LimitA/Fは、基本的には燃
料噴射量が多いほどリーン側に、また、エンジン回転数
が高いほどリッチ側に設定することができ、燃料噴射量
Fとエンジン回転数Neの変化に対して、実験的に求めら
れた最適な値がメモリ上に電子的に記録されている。
尚、基本噴射量Fは、エンジン回転数Neとアクセル開度
Accとによって定まる燃料噴射量であり、最大噴射量Fm
axはエンジン1の破壊を招かない燃料噴射量の上限値で
ある。
The relationship between the limit air-fuel ratio LimitA / F, the target air-fuel ratio KTA / F during transition and the target air-fuel ratio TA / F during steady state is shown in FIG.
5, the transient target air-fuel ratio KTA / F is set to be leaner than the steady-state target air-fuel ratio TA / F, and conversely, richer than the steady-state target air-fuel ratio TA / F. The limit air-fuel ratio LimitA / F is set. This limit air-fuel ratio LimitA
The limit smoke amount corresponding to / F is slightly larger than the limit smoke amount in the steady state, and is, for example, about 2 BU. In addition, the limit air-fuel ratio LimitA / F can be basically set to the lean side as the fuel injection amount increases, and to the rich side as the engine speed increases, and the fuel injection amount F and the engine speed Ne can be set. The optimum value experimentally obtained for the change of is stored electronically in the memory.
The basic injection amount F is based on the engine speed Ne and the accelerator opening.
Acc is the fuel injection amount determined by Acc and the maximum injection amount Fm
ax is the upper limit of the fuel injection amount that does not cause the destruction of the engine 1.

【0089】(吸気絞り弁制御)次に、ECU35によ
る吸気絞り弁制御について、具体的に図16及び図18
に示すフローチャート図に基づいて説明する。この制御
は排気還流制御と同様、メモリ上に電子的に格納された
制御プログラムに従ってエンジン1の回転に同期して実
行される。
(Intake Throttle Valve Control) Next, the intake throttle valve control by the ECU 35 will be described in detail with reference to FIGS.
This will be described based on the flowchart shown in FIG. This control is executed in synchronization with the rotation of the engine 1 in accordance with a control program electronically stored in a memory, similarly to the exhaust gas recirculation control.

【0090】まず、前記排気還流制御と同様にアクセル
開度Acc及びエンジン回転数Neを検出し、燃料噴射量F
を読み込み(ステップH1〜H3)、続いて、アクセル
開度センサ32からの出力信号に基づいて、アクセル戻
し状態かどうかを判定する(ステップH4)。すなわ
ち、アクセル操作量が所定以上、急に減少して、アクセ
ル開度が略零になったYESならば、ステップH5に進
んで、アクセル戻し判定フラグFlagの値をFlag=1と
し、続くステップH6で、アクセル戻し状態が判定され
てからの経過時間を計測するためのカウンタをリセット
して(Tup=0)、その後、ステップH9に進む。
First, similarly to the exhaust gas recirculation control, the accelerator opening Acc and the engine speed Ne are detected, and the fuel injection amount F
Is read (steps H1 to H3), and it is determined whether or not the accelerator is in the returned state based on the output signal from the accelerator opening sensor 32 (step H4). That is, if the accelerator operation amount suddenly decreases by a predetermined amount or more and the accelerator opening becomes substantially zero, the process proceeds to step H5, where the value of the accelerator return determination flag Flag is set to Flag = 1, and the following step H6 Then, the counter for measuring the elapsed time from the determination of the accelerator return state is reset (Tup = 0), and thereafter, the process proceeds to step H9.

【0091】一方、前記ステップH4でアクセル戻し状
態でないNOと判定されて進んだステップH7では、前
記アクセル戻し判定フラグFlagの値が1であるか否かを
判別し、Flag=0でNOであれば後述のステップH12
に進む一方、Flag=1でYESであればステップH8に
進んで、前記カウンタの値をインクリメントして(Tup
=Tup+Δt)、ステップH9に進む。
On the other hand, in step H7, in which it is determined in step H4 that the accelerator is not in the return state and NO, it is determined whether or not the value of the accelerator return determination flag Flag is 1, and if Flag = 0 is NO. Step H12 described later
On the other hand, if Flag = 1 and YES, the process proceeds to step H8 where the value of the counter is incremented (Tup
= Tup + Δt), and proceeds to step H9.

【0092】このステップH9では、前記カウンタ値T
upが予め設定した所定時間に対応する所定値Tup1以下
であるか否かを判定し、カウンタ値Tupが所定値Tup1
よりも大きいNOと判定されれば、ステップH11に進
む一方、カウンタ値Tupが所定値Tup1以下でYESで
あれば、即ち、アクセル戻し状態が判定されてから所定
時間が経過するまでの間は、ステップH10に進んで、
EGR弁の制御ゲインを補正するためのゲイン補正係数
γ1を二次元マップから読み込む。
In step H9, the counter value T
It is determined whether or not up is equal to or less than a predetermined value Tup1 corresponding to a predetermined time set in advance, and the counter value Tup is set to the predetermined value Tup1.
If the determination is NO, the process proceeds to step H11. On the other hand, if the counter value Tup is equal to or less than the predetermined value Tup1 and the determination is YES, that is, from when the accelerator return state is determined until a predetermined time elapses, Proceed to step H10,
A gain correction coefficient γ1 for correcting the control gain of the EGR valve is read from the two-dimensional map.

【0093】この二次元マップは、アクセル戻し状態に
対応してEGR弁制御の応答性が高まるように、前記ゲ
イン補正係数γとして相対的に大きな値γ1を設定した
もので、図17に例示するように、吸気絞り量TH及びエ
ンジン回転数Neに対応する最適なゲイン補正係数値γ1
を実験的に決定して記録したものである。γ1の値は0
<γ1<1の範囲でエンジン回転数Neが高いほど、また
吸気絞り量THが大きいほど小さくなるように設定されて
いる。尚、このステップで用いる吸気絞り量THは、前回
の制御サイクルで設定された値である。
This two-dimensional map is a map in which a relatively large value γ1 is set as the gain correction coefficient γ so that the response of the EGR valve control increases in response to the accelerator return state, and is illustrated in FIG. As described above, the optimum gain correction coefficient value γ1 corresponding to the intake throttle amount TH and the engine speed Ne.
Was experimentally determined and recorded. The value of γ1 is 0
In the range of <γ1 <1, the engine speed Ne is set to be smaller as the engine speed Ne is higher and the intake throttle amount TH is larger. The intake throttle amount TH used in this step is a value set in the previous control cycle.

【0094】一方、前記ステップH9においてカウンタ
値Tupが所定値Tup1よりも大きいNOと判定されて進
んだステップH11では、アクセル戻し判定フラグをク
リアする(Flag=0)。すなわち、アクセル戻し状態が
判定されてから前記所定時間が経過すれば、その次の制
御サイクルにおけるステップH7でNOと判定されてス
テップH12に進むことになり、このステップH12で
は、前記二次元マップ(図17参照)と同様の別の二次
元マップからゲイン補正係数γ2を読み込む。この別の
二次元マップは、アクセル戻し状態でない通常時のゲイ
ン補正係数γ2を設定したもので、マップの全設定領域
において、γ2<γ1になっている。
On the other hand, in step H11, where it was determined that the counter value Tup was larger than the predetermined value Tup1 in step H9 and the process proceeded, the accelerator return determination flag is cleared (Flag = 0). That is, if the predetermined time has elapsed after the accelerator return state is determined, the determination in step H7 in the next control cycle is NO, and the process proceeds to step H12. In this step H12, the two-dimensional map ( The gain correction coefficient γ2 is read from another two-dimensional map similar to that shown in FIG. 17). In this other two-dimensional map, a gain correction coefficient γ2 in a normal state in which the accelerator is not returned is set, and γ2 <γ1 in all setting regions of the map.

【0095】前記ステップH10,11,12に続い
て、図18のフローチャート図におけるステップH13
では、エンジン1がアイドル運転状態にあるかどうかを
判定する。すなわち、アクセル全閉でかつ車両の走行速
度が零のアイドル運転状態でYESならば後述のステッ
プH17に進む一方、アイドル運転状態でないNOなら
ばステップH14に進み、吸気絞りマップをサーチす
る。この吸気絞りマップは図5のマップ51に相当する
ものであるが、詳しくは図19に示すように、燃料噴射
量F及びエンジン回転数Neに対応する最適な吸気絞り量
TH(=THsol)が実験的に決定されて記録されたデジタ
ルの二次元マップである。
Following steps H10, H11, H12, step H13 in the flowchart of FIG.
Then, it is determined whether or not the engine 1 is in an idling operation state. That is, if YES in the idling operation state where the accelerator is fully closed and the running speed of the vehicle is zero, the flow proceeds to step H17 described later, while if NO in the idling operation state, the flow proceeds to step H14 to search the intake throttle map. This intake throttle map is equivalent to the map 51 in FIG. 5, but in detail, as shown in FIG. 19, the optimal intake throttle amount corresponding to the fuel injection amount F and the engine speed Ne.
TH (= THsol) is a digital two-dimensional map determined and recorded experimentally.

【0096】このマップによれば、エンジン1が高回転
域ないし高負荷域にあって、燃料噴射量Fないしエンジ
ン回転数Neが大きければ、吸気絞り量THが零に設定され
て、吸気絞り弁14が全開状態に制御される。すなわ
ち、エンジン1の高回転域では吸排気間の差圧が高いこ
とから、排気還流量が多くなって吸入空気量が不足しや
すく、また、高負荷域では燃料噴射量が多くなって、相
対的に吸入空気量が不足しやすいので、前記吸気絞りマ
ップによれば、エンジン1の高回転域ないし高負荷域で
吸気絞り弁14を全開状態に制御して、吸入空気量の不
足に起因するスモーク増大を防止するようにしている。
According to this map, when the engine 1 is in the high rotation range or the high load range and the fuel injection amount F or the engine speed Ne is large, the intake throttle amount TH is set to zero, and the intake throttle valve is set. 14 is controlled to the fully open state. That is, since the differential pressure between intake and exhaust is high in the high speed region of the engine 1, the amount of exhaust gas recirculation increases, and the amount of intake air tends to be insufficient. According to the intake throttle map, the intake throttle valve 14 is controlled to a fully open state in a high rotation range or a high load range of the engine 1 due to the shortage of the intake air. The smoke is prevented from increasing.

【0097】また、前記マップによれば、高回転域ない
し高負荷域を除いた相対的に低負荷の運転状態で、吸気
絞り量THは、燃料噴射量Fが小さいほど、またエンジン
回転数Neが低いほど大きくなるように設定されている。
すなわち、エンジン回転数Neが低いほど吸排気間の差圧
が小さくなるので、これに対応して吸気絞り弁14の開
度を小さく制御するようにして、吸排気間の差圧を高め
て排気の還流量を十分に確保できるようにしている。
According to the above-mentioned map, in a relatively low-load operation state excluding a high rotation range or a high load range, the intake throttle amount TH decreases as the fuel injection amount F decreases and the engine speed Ne increases. Is set to be larger as the value is lower.
That is, the lower the engine speed Ne, the lower the differential pressure between the intake and exhaust, and accordingly, the opening degree of the intake throttle valve 14 is controlled to be small, and the differential pressure between the intake and exhaust is increased to increase the exhaust pressure. To ensure a sufficient amount of reflux.

【0098】前記ステップH14に続いて、ステップH
15では、アクセル戻し判定フラグFlagの値と吸気絞り
マップのサーチ結果とに基づいて、吸気を絞るかどうか
を判定する。すなわち、Flag=0であるか、或いはFlag
=1であってもエンジン1が高負荷ないし高回転運転状
態になっていて、吸気を絞らないNOであれば、ステッ
プH19に進む一方、Flag=1であってかつ前記以外の
運転状態で、吸気を絞るYESであれば、ステップH1
6に進み、吸気絞りマップから読み込んだ値に従って吸
気絞り量THを設定する。また、前記ステップH14にお
いて、アイドル運転状態でYESと判定されて進んだス
テップH17では、アイドル運転状態に対応して、吸気
絞り弁14が全閉になるように吸気絞り量THを設定す
る。
Following step H14, step H
In 15, it is determined whether or not the intake is to be reduced based on the value of the accelerator return determination flag Flag and the search result of the intake throttle map. That is, Flag = 0 or Flag
Even if = 1, if the engine 1 is in a high-load or high-speed operation state and NO to restrict the intake, the process proceeds to step H19, while the flag is 1 and the operation state is other than the above, If YES to reduce the intake, step H1
Proceeding to 6, the intake throttle amount TH is set according to the value read from the intake throttle map. Further, in step H17, which was determined in step H14 when the idling operation state was determined to be YES, the intake throttle amount TH is set so that the intake throttle valve 14 is fully closed in accordance with the idling operation state.

【0099】そして、前記ステップH16又はH17に
続くステップH18では、それらの各ステップで設定さ
れた吸気絞り量THに基づいて、負圧制御用の電磁弁16
に制御信号を出力して、吸気絞り弁14の開度制御を実
行する。続いて、ステップH19では、前記ステップH
10又はステップH12のいずれか読み込んだゲイン補
正係数γに基づいて、EGR弁制御における制御ゲイン
の値を決定するゲイン係数Kを演算して、しかる後にリ
ターンする。
In step H18 following step H16 or H17, the solenoid valve 16 for negative pressure control is determined based on the intake throttle amount TH set in each step.
To control the opening degree of the intake throttle valve 14. Subsequently, in Step H19, the aforementioned Step H
Based on the gain correction coefficient γ read in either step 10 or step H12, a gain coefficient K for determining the value of the control gain in the EGR valve control is calculated, and then the process returns.

【0100】K = K×(1+γ) ここで、アクセル戻し状態に対応するゲイン補正係数γ
1が読み込まれている場合、γ1の値がγ2の値よりも
大きい分だけ、ゲイン係数Kが通常の運転状態よりも増
大され、上述のEGR弁制御(図12参照)における比
例制御ゲインが大きくなって、EGR弁24の作動応答
性が高められる。つまり、アクセル戻し状態が判定され
たときから所定時間が経過するまでの間は、アクセル操
作量が急変しているような状況であり、その変化に遅れ
ないようにEGR弁24の作動応答性を高めることがで
きる。尚、前記所定時間は、例えばマニュアルトランス
ミッションの変速操作に対応する比較的短い時間(例え
ば1〜2秒)とすればよく、その短い時間、制御の収束
性が悪化してもあまり問題はない。
K = K × (1 + γ) Here, the gain correction coefficient γ corresponding to the accelerator return state
When 1 is read, the gain coefficient K is increased from the normal operation state by an amount that the value of γ1 is larger than the value of γ2, and the proportional control gain in the above-described EGR valve control (see FIG. 12) increases. As a result, the operation responsiveness of the EGR valve 24 is improved. In other words, during a period from when the accelerator return state is determined to when the predetermined time elapses, the accelerator operation amount is rapidly changing, and the operation responsiveness of the EGR valve 24 is changed so as not to delay the change. Can be enhanced. The predetermined time may be, for example, a relatively short time (for example, 1 to 2 seconds) corresponding to the shift operation of the manual transmission, and there is no problem even if the convergence of the control deteriorates in the short time.

【0101】上述の如き吸気絞り弁制御によれば、例え
ばエンジン1がアイドル運転状態にあって、車両の発進
のためのアクセルペダルの踏み込みが予測されるとき
に、吸気絞り弁14が全閉状態にされ、吸排気間の差圧
が高められることで、EGR弁24の開度が相対的に小
さく(例えば半分くらい開いた状態に)される。そし
て、車両の発進に伴い、エンジン1が定常運転状態から
加速運転状態に移行すると、吸気絞り弁14が速やかに
開作動されるとともに、燃料噴射量の増量に伴いEGR
弁24も閉じる側に作動されることになるが、上述の如
くEGR弁24の開度が予め小さくされているので、そ
のEGR弁24の閉作動の遅れを軽減することができ
る。つまり、EGR弁24を迅速に全開状態にさせて吸
入空気量を最大限に増大させることにより、車両の発進
時のスモーク発生を軽減することができる。
According to the above-described intake throttle valve control, for example, when the accelerator pedal for starting the vehicle is predicted to be depressed while the engine 1 is in an idling operation state, the intake throttle valve 14 is fully closed. As the differential pressure between intake and exhaust is increased, the opening of the EGR valve 24 is made relatively small (for example, about half open). Then, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state with the start of the vehicle, the intake throttle valve 14 is quickly opened and the EGR is increased with an increase in the fuel injection amount.
Although the valve 24 is also operated to be closed, the delay of the closing operation of the EGR valve 24 can be reduced because the opening degree of the EGR valve 24 is previously reduced as described above. That is, by causing the EGR valve 24 to be fully opened quickly to maximize the amount of intake air, it is possible to reduce the occurrence of smoke when the vehicle starts moving.

【0102】(燃料噴射時期の設定)本発明の特徴は、
上述の如く排気還流量の調節による間接的な空燃比制御
が行われているディーゼルエンジンにおいて、エンジン
1が定常運転状態から加速運転状態に移行したときに、
各気筒2の圧縮行程で燃料を早期及び後期の2回に分け
て噴射(以下、多段噴射という)させるとともに、その
うちの後期噴射の時期を定常運転状態のときの燃料噴射
よりも早い時期に設定したことにある。
(Setting of Fuel Injection Timing) The feature of the present invention is as follows.
In the diesel engine in which the indirect air-fuel ratio control is performed by adjusting the exhaust gas recirculation amount as described above, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the accelerated operation state,
In the compression stroke of each cylinder 2, fuel is injected in two stages, early and late (hereinafter referred to as multi-stage injection), and the late injection timing is set earlier than the fuel injection in the steady operation state. I did it.

【0103】具体的に、エンジン1が定常運転状態のと
きには、図20(a)に例示するように各気筒2の圧縮
上死点近傍(図例ではATDC4°CA)で、インジェ
クタ5から燃料を1回の主噴射で一括して噴射させるよ
うにしており、特にエンジン1の低回転低負荷領域(例
えばエンジンのアイドリング運転状態に相当する運転領
域)においては、同図(b)に例示するように、その主
噴射の直前に所定量の燃料を噴射するパイロット噴射も
行うようにしている。
Specifically, when the engine 1 is in a steady operation state, fuel is supplied from the injector 5 near the compression top dead center of each cylinder 2 (ATDC 4 ° CA in the example) as illustrated in FIG. Injection is performed by one main injection at a time, and particularly in a low-rotation low-load region of the engine 1 (for example, an operation region corresponding to an idling operation state of the engine), as illustrated in FIG. In addition, a pilot injection for injecting a predetermined amount of fuel immediately before the main injection is also performed.

【0104】そして、エンジン1の運転状態が前記定常
運転状態から加速運転状態に移行したときには、同図
(c)に例示するように、インジェクタ5からの燃料噴
射を各気筒2の圧縮行程中期(図例ではBTDC90°
CA)での早期噴射と、圧縮上死点近傍での後期噴射と
に分けて実行させ、かつ該後期噴射をその終了時期が前
記定常運転状態における主噴射よりも早くなるように進
角設定している。
When the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerating operating state, the fuel injection from the injector 5 is performed in the middle of the compression stroke of each cylinder 2 as shown in FIG. In the example shown, BTDC 90 °
CA) and the late injection near the compression top dead center are executed separately, and the late injection is advanced so that the end timing is earlier than the main injection in the steady operation state. ing.

【0105】次に、前記ECU35による燃料噴射時期
制御の処理手順を図21〜23に示すフローチャート図
に基づいて具体的に説明する。この制御は、前記吸気絞
り弁制御等と同様、メモリ上に電子的に格納された制御
プログラムに従って、クランク角センサ9からの出力信
号に同期して所定クランク角毎に実行される。
Next, the processing procedure of the fuel injection timing control by the ECU 35 will be specifically described with reference to the flowcharts shown in FIGS. This control is executed at every predetermined crank angle in synchronization with the output signal from the crank angle sensor 9 in accordance with a control program stored electronically in a memory, similarly to the intake throttle valve control and the like.

【0106】まず、図21に示すように、スタート後の
ステップJ1、ステップJ2において排気還流制御等と
同様にしてそれぞれアクセル開度Acc及びエンジン回転
数Neを検出し、続いて、水温センサからの出力信号に基
づいてエンジン水温を読み込み、さらに、燃料噴射量F
及びコモンレール圧力CRPを読み込む(ステップJ3〜
J5)。
First, as shown in FIG. 21, in steps J1 and J2 after the start, the accelerator opening Acc and the engine speed Ne are respectively detected in the same manner as in the exhaust gas recirculation control and the like. The engine coolant temperature is read based on the output signal, and the fuel injection amount F
And read the common rail pressure CRP (Step J3 ~
J5).

【0107】続いて、ステップJ6では、排気還流制御
における過渡判定(図11参照)と同様にして、エンジ
ン1が加速運転状態になったか(加速開始か?)どうか
を判定する。すなわち、アクセル開度の変化に対応する
加速係数αと燃料噴射量Fの変化に対応する噴射量変化
係数βとに基づいて、α≦1かつβ≦1の定常運転状態
からα>1又はβ>1に変化して、加速運転状態になっ
たYESと判定されたとき、ステップJ7に進む一方、
それ以外の場合、即ち前記定常運転状態であるか又は継
続して加速運転状態になっていれば、ステップJ10に
進む。
Subsequently, at step J6, it is determined whether or not the engine 1 is in an acceleration operation state (acceleration start?), Similarly to the transient determination in the exhaust gas recirculation control (see FIG. 11). That is, based on the acceleration coefficient α corresponding to the change of the accelerator opening and the injection amount change coefficient β corresponding to the change of the fuel injection amount F, α> 1 or β from the steady operation state of α ≦ 1 and β ≦ 1 > 1, and when it is determined that the vehicle is in the accelerated operation state, the process proceeds to step J7.
Otherwise, that is, if the vehicle is in the steady operation state or continuously in the accelerated operation state, the process proceeds to step J10.

【0108】ステップJ7では、エンジン1が加速運転
状態に移行したときに多段噴射を行う期間であることを
示す多段噴射実行フラグFlagspの値を1とし(Flagsp=
1)、続くステップJ8で、前記多段噴射を行う期間を
計測するためのカウンタをリセットして(カウンタ値T
down=Tdown0)、ステップJ9に進む。前記カウンタ
の初期値Tdown0は予め設定されているものである。
In step J7, the value of the multi-stage injection execution flag Flagsp indicating that it is the period in which the multi-stage injection is performed when the engine 1 shifts to the acceleration operation state is set to 1 (Flagsp =
1) In a succeeding step J8, a counter for measuring a period for performing the multi-stage injection is reset (counter value T
down = Tdown0), and proceeds to step J9. The initial value Tdown0 of the counter is set in advance.

【0109】ステップJ9では、EGR弁24のリフト
センサ26からの出力信号に基づいて、該EGR弁24
が前記加速判定の前に比べて実際に閉じる側に動作した
かどうかを判定する。すなわち、例えばEGR弁24の
開度が前記ステップJ6における加速判定時点よりも所
定以上、小さくなったか、或いはEGR弁24の開度が
予め設定した所定開度よりも小さくなったときには、E
GR弁24が閉じる側に作動したYESと判定して、図
22のステップJ21に進んで燃料の多段噴射を実行す
る。一方、EGR弁24が未だ閉作動していないNOと
判定したときには、図23のステップJ31に進んで燃
料を主に圧縮上死点近傍の主噴射により一括して噴射さ
せる。
In step J9, based on the output signal from the lift sensor 26 of the EGR valve 24, the EGR valve 24
Is actually moved to the closing side as compared to before the acceleration determination. That is, for example, when the opening of the EGR valve 24 has become smaller than a predetermined value or more than the acceleration determination time in step J6, or when the opening of the EGR valve 24 has become smaller than a predetermined predetermined opening, E
It is determined that the GR valve 24 has been operated to the closed side, ie, YES, and the flow proceeds to step J21 in FIG. 22 to execute the multi-stage fuel injection. On the other hand, when it is determined that the EGR valve 24 has not been closed yet, the process proceeds to step J31 in FIG. 23 to inject the fuel mainly by the main injection near the compression top dead center.

【0110】つまり、エンジン1の運転状態が定常運転
状態から加速運転状態に移行したときには、さらにEG
R弁24が実際に閉じる側に作動したことを確認した上
で、燃料の多段噴射を開始させるようにしている。
That is, when the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerated operating state, EG
After confirming that the R valve 24 has actually been operated to the closing side, multi-stage injection of fuel is started.

【0111】これに対し、前記ステップJ6で、エンジ
ン1が定常運転状態であるか又は継続して加速運転状態
になっていると判定されて進んだステップJ10では、
多段噴射実行フラグFlagspの値が1であるか否かを判別
し、Flagsp=0でNOならば、多段噴射を行う期間でな
いと判定して図23のステップJ31に進む一方、Flag
sp=1でYESであればステップJ11に進んで、前記
カウンタをカウントダウンして、ステップJ12に進
む。このステップJ12では、カウンタ値Tdownが零に
なったか否かを判別し、カウンタ値Tdownが零でないN
Oと判別されれば、多段噴射を行う期間であると判定し
て、前記ステップJ9に進む。一方、カウンタ値Tdown
=0でYESであれば、多段噴射を行う期間は終了した
と判定して、ステップJ13に進み、多段噴射実行フラ
グFlagspをクリアして(Flagsp=0)、図23のステッ
プJ31に進む。
On the other hand, in step J10, where it is determined in step J6 that the engine 1 is in the steady operation state or is continuously in the accelerated operation state, the process proceeds to step J10.
It is determined whether or not the value of the multi-stage injection execution flag Flagsp is 1, and if Flagsp = 0 and NO, it is determined that the multi-stage injection is not being performed and the process proceeds to step J31 in FIG.
If sp = 1 and YES, the flow advances to step J11 to count down the counter, and the flow advances to step J12. In this step J12, it is determined whether or not the counter value Tdown has become zero.
If it is determined to be O, it is determined that the period is for performing the multi-stage injection, and the process proceeds to step J9. On the other hand, the counter value Tdown
If = 0 and YES, it is determined that the period for performing the multi-stage injection has ended, the process proceeds to step J13, the multi-stage injection execution flag Flagsp is cleared (Flagsp = 0), and the process proceeds to step J31 in FIG.

【0112】つまり、エンジン1の運転状態が定常運転
状態から加速運転状態に移行して、燃料の噴射形態を一
括噴射から多段噴射に切換えた後、カウンタにより計測
される設定時間が経過するまでは継続して多段噴射を行
わせる一方、その設定時間が経過すれば、エンジン1が
加速運転状態であっても一括噴射に切り換えるようにし
ている。このことで、加速開始時の燃料増量に伴うスモ
ークの増大を多段噴射によって十分に抑制できるだけで
なく、設定時間の経過後に一括噴射に切り換えて、多段
噴射に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
That is, after the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerated operating state, and the fuel injection mode is switched from the batch injection to the multi-stage injection, until the set time measured by the counter elapses. While the multi-stage injection is continuously performed, if the set time has elapsed, the injection is switched to the batch injection even when the engine 1 is in the accelerating operation state. Thus, not only can the increase in smoke due to the increase in fuel at the start of acceleration be sufficiently suppressed by the multi-stage injection, but also, by switching to the batch injection after the elapse of the set time, deterioration in fuel efficiency due to the multi-stage injection can be suppressed. .

【0113】そして、図22のステップJ21では、コ
モンレール圧力CRP及び燃料噴射量Fに基づいて、これ
らの値に対応する燃料噴射パルス幅Wallをメモリ上の
マップから読み込む。この噴射パルス幅Wallは、各気
筒2の圧縮行程で燃料を早期噴射及び後期噴射の2回に
分けて多段噴射する場合に、その2回分の噴射パルス幅
を足し合わせたものに相当する。また、前記マップは、
コモンレール圧力CRP及び燃料噴射量Fの変化に対応す
る噴射パルス幅Wallの最適な値を実験的に求めて記録
したものであり、噴射パルス幅Wallは燃料噴射量Fが
大きいほど長く、またコモンレール圧力CRPが高いほど
短くなるように設定されている。
At step J21 in FIG. 22, the fuel injection pulse width Wall corresponding to these values is read from the map on the memory based on the common rail pressure CRP and the fuel injection amount F. This injection pulse width Wall is equivalent to the sum of the two injection pulse widths when the fuel is divided into two stages of early injection and late injection in the compression stroke of each cylinder 2 and multistage injection. Also, the map is:
The optimum value of the injection pulse width Wall corresponding to the change of the common rail pressure CRP and the fuel injection amount F is experimentally obtained and recorded. The injection pulse width Wall becomes longer as the fuel injection amount F becomes larger, and the common rail pressure becomes larger. The higher the CRP, the shorter it is set.

【0114】続いて、ステップJ22では、前記ステッ
プJ21で求めた噴射パルス幅Wallに基づいて、メモ
リに電子的に格納されたマップから後期噴射のパルス幅
W2を読み込んで決定する。このマップは、総噴射パル
ス幅Wallに対応する最適なW2の値を実験的に求めて記
録したものであり、図24に例示するように、W2はWa
llが相対的に小さい範囲でそのWallと等しくなる一
方、Wallが相対的に大きな範囲では、W2の割合は徐々
に小さくなって最終的にWallの約半分になるように設
定されている。つまり、燃料噴射量の多いエンジン1の
加速運転状態では、後期噴射量は総噴射量の2/3〜1/
2になり、その結果、早期噴射量は総噴射量の1/3〜
1/2になる。
Subsequently, in step J22, based on the injection pulse width Wall obtained in step J21, the pulse width W2 of the late injection is read from the map electronically stored in the memory and determined. This map is obtained by experimentally finding and recording the optimum value of W2 corresponding to the total injection pulse width Wall. As shown in FIG.
In a range where ll is relatively small, it is equal to the wall, while in a range where wall is relatively large, the ratio of W2 is set so as to gradually decrease to finally become about half of the wall. That is, in the accelerated operation state of the engine 1 having a large fuel injection amount, the late injection amount is 2/3 to 1/1 / the total injection amount.
2. As a result, the early injection amount is 1/3 of the total injection amount.
It becomes 1/2.

【0115】続いて、ステップJ23では、エンジン水
温やコモンレール圧力CRP等に基づいて、メモリに電子
的に格納された噴射タイミングマップから後期噴射タイ
ミングTW2を読み込む。この噴射タイミングマップは、
例えば図25(a)(b)に示す2つのマップ53a、
53bからなり、まず、同図(a)に示す基本マップ5
3aには、エンジン水温及びエンジン回転数Neに対応す
る基本的な後期噴射タイミングが実験的に求められて記
録されている。この基本マップ53aによれば、基本的
な後期噴射タイミングはエンジン水温が低いほど、また
エンジン回転数Neが高いほど早められるように設定され
ている。これは、エンジン水温やエンジン回転数Neが異
なれば燃料噴霧の着火遅れ時間が異なるからである。
Subsequently, in step J23, the late injection timing TW2 is read from the injection timing map electronically stored in the memory based on the engine coolant temperature, the common rail pressure CRP, and the like. This injection timing map is
For example, two maps 53a shown in FIGS.
53b. First, a basic map 5 shown in FIG.
In 3a, the basic late injection timing corresponding to the engine water temperature and the engine speed Ne is experimentally determined and recorded. According to the basic map 53a, the basic late injection timing is set to be advanced as the engine water temperature is lower and the engine speed Ne is higher. This is because the ignition delay time of the fuel spray is different if the engine water temperature or the engine speed Ne is different.

【0116】また、同図(b)に示す進角量マップ53
bには、コモンレール圧力CRPに対応する後期噴射タイ
ミングの最適な進角量が実験的に求められて記録されて
おり、後期噴射タイミングの進角量は、コモンレール圧
力CRPが低いほど大きくなるように設定されている。す
なわち、後期噴射タイミングTW2は基本マップ53aに
設定された基本的な噴射タイミングよりも早くなるよう
に進角設定されるが、その進角量はコモンレール圧力CR
Pによって変化し、コモンレール圧力CRPが低いほど、燃
料噴霧の形状等の燃料噴射状態が悪化するので、噴射タ
イミングを早めてスモークの生成を抑えるようにしてい
る。一方、コモンレール圧力CRPが高いほど、燃料噴霧
の貫徹力が強くなって燃料が燃焼室4の壁面に付着しや
すいので、この壁面付着を軽減するために噴射タイミン
グを遅くするようにしている。
The advance angle map 53 shown in FIG.
In b, the optimal advance amount of the late injection timing corresponding to the common rail pressure CRP is experimentally obtained and recorded, and the advance amount of the late injection timing is increased as the common rail pressure CRP is lower. Is set. That is, the late injection timing TW2 is advanced so as to be earlier than the basic injection timing set in the basic map 53a.
The fuel injection state, such as the shape of the fuel spray, deteriorates as the common rail pressure CRP changes depending on P, so that the injection timing is advanced to suppress the generation of smoke. On the other hand, the higher the common rail pressure CRP is, the more the fuel spray penetrates and the easier the fuel adheres to the wall surface of the combustion chamber 4. Therefore, the injection timing is delayed to reduce the wall surface adhesion.

【0117】続いて、ステップJ24において、後期噴
射の噴射パルス幅W2及び噴射タイミングTW2を設定す
る。尚、この噴射タイミングTW2は燃料噴射を終了する
タイミングであり、噴射を開始するタイミングは前記噴
射タイミングTW2を基礎として、噴射パルス幅W2が長
いほど早められる一方、噴射パルス幅W2が短いほど遅
くされるようになっている。
Subsequently, in step J24, the injection pulse width W2 and the injection timing TW2 of the latter injection are set. The injection timing TW2 is a timing to end the fuel injection, and the timing to start the injection is advanced based on the injection timing TW2 as the injection pulse width W2 is longer, while it is delayed as the injection pulse width W2 is shorter. It has become so.

【0118】続いて、ステップJ25では、噴射パルス
幅Wallから後期噴射のパルス幅W2を減算して、早期噴
射の噴射パルス幅W1を算出し、続くステップJ26で
は、エンジン水温及びコモンレール圧力CRPに基づい
て、例えば図26に例示するような噴射タイミングマッ
プ54から早期噴射タイミングTW1を読み込む。この噴
射タイミングマップ54には、エンジン水温及びコモン
レール圧力CRPに対応する最適な早期噴射タイミングが
実験的に求められて記録されている。このマップ54に
よれば、早期噴射タイミングはエンジン水温が高いほ
ど、またコモンレール圧力CRPが低いほど早められるよ
うに設定されている。
Next, at step J25, the pulse width W2 of the late injection is subtracted from the injection pulse width Wall to calculate the injection pulse width W1 of the early injection. At the next step J26, the injection pulse width W1 is calculated based on the engine coolant temperature and the common rail pressure CRP. Thus, for example, the early injection timing TW1 is read from the injection timing map 54 illustrated in FIG. In the injection timing map 54, the optimum early injection timing corresponding to the engine water temperature and the common rail pressure CRP is experimentally determined and recorded. According to this map 54, the early injection timing is set to be advanced as the engine water temperature is higher and the common rail pressure CRP is lower.

【0119】前記早期噴射の噴射タイミングマップ54
によれば、早期噴射の噴射タイミングTW1即ち燃料噴射
を終了するタイミングは、図27に例示するように気筒
の圧縮行程におけるBTDC90°〜30°CAの領域
内に設定されている。すなわち、早期噴射は燃焼室4の
筒内圧力があまり高くないときに行われるので、エンジ
ン水温が低いと、噴射した燃料の燃焼室4の壁面への付
着が問題になる。そこで、エンジン水温が低いほど噴射
タイミングを遅くさせて、燃料の壁面付着する量を減ら
すようにしている。また、早期噴射タイミングTW1とコ
モンレール圧力CRPとの関係については、前記進角量マ
ップ53bと同様である。
The early injection timing map 54
According to the above, the injection timing TW1 of the early injection, that is, the timing of ending the fuel injection, is set within the range of BTDC 90 ° to 30 ° CA in the compression stroke of the cylinder as illustrated in FIG. That is, since the early injection is performed when the in-cylinder pressure of the combustion chamber 4 is not so high, if the engine water temperature is low, adhesion of the injected fuel to the wall surface of the combustion chamber 4 becomes a problem. Therefore, the injection timing is delayed as the engine water temperature is lower, so that the amount of fuel adhering to the wall surface is reduced. The relationship between the early injection timing TW1 and the common rail pressure CRP is the same as in the advance angle map 53b.

【0120】そして、ステップJ27において、早期噴
射の噴射パルス幅W1及び噴射タイミングTW1を設定し
て、しかる後にリターンする。
Then, in step J27, the injection pulse width W1 and the injection timing TW1 of the early injection are set, and thereafter, the routine returns.

【0121】一方、図23のステップJ31では、コモ
ンレール圧力CRP及び燃料噴射量Fに基づいて、前記ス
テップJ21で用いたものと同様のマップから主噴射パ
ルス幅Wmを読み込む。この主噴射パルス幅Wmは、各気
筒2の圧縮上死点近傍で燃料を一括して噴射する主噴射
のためのものである。続いて、ステップJ32におい
て、エンジン水温及びエンジン回転数Neに基づいて、ス
テップJ23で用いた噴射タイミングの基本マップ53
a(図25(a)参照)から主噴射タイミングTmを読
み込み、続くステップJ33では、主噴射パルス幅Wm
及び主噴射タイミングTmを設定して、ステップJ34
に進む。尚、この主噴射タイミングTmも燃料噴射を終
了するタイミングである。
On the other hand, in step J31 of FIG. 23, the main injection pulse width Wm is read from the same map as that used in step J21 based on the common rail pressure CRP and the fuel injection amount F. The main injection pulse width Wm is for the main injection in which the fuel is collectively injected near the compression top dead center of each cylinder 2. Subsequently, in step J32, the basic map 53 of the injection timing used in step J23 based on the engine coolant temperature and the engine speed Ne.
a (see FIG. 25 (a)), the main injection timing Tm is read, and in the subsequent step J33, the main injection pulse width Wm
And the main injection timing Tm is set, and Step J34
Proceed to. Note that the main injection timing Tm is also a timing at which the fuel injection ends.

【0122】続いて、ステップJ34,J35では、今
度はパイロット噴射の実行判定を行う。すなわち、ステ
ップJ34では、エンジン回転数Ne及び燃料噴射量Fに
対応してエンジン1の運転領域を設定した領域判定マッ
プを参照し、続くステップJ35で、エンジン回転数Ne
及び燃料噴射量Fに基づいて、エンジン1の運転状態が
例えばアイドル運転時に対応する低回転低負荷運転領域
にあるかどうかを判定する。この判定がNOのときに
は、パイロット噴射は行わずにリターンする一方、判定
がYESのときにはステップJ36に進み、ステップJ
21,J31と同様にしてマップからパイロット噴射パ
ルス幅Wpを読み込む。このマップによれば、パイロッ
ト噴射パルス幅Wpは主噴射パルス幅Wmの約10%程度
で、コモンレール圧力CRPが高いほど短くなるように設
定されている。
Subsequently, in steps J34 and J35, execution determination of pilot injection is performed. That is, in step J34, an area determination map in which the operating area of the engine 1 is set in accordance with the engine speed Ne and the fuel injection amount F is referred to.
Based on the fuel injection amount F and whether the operating state of the engine 1 is in a low-speed low-load operation region corresponding to, for example, the idling operation, it is determined. When the determination is NO, the routine returns without performing the pilot injection. When the determination is YES, the process proceeds to step J36 and proceeds to step J36.
The pilot injection pulse width Wp is read from the map in the same manner as in steps 21 and J31. According to this map, the pilot injection pulse width Wp is about 10% of the main injection pulse width Wm, and is set to be shorter as the common rail pressure CRP is higher.

【0123】続いて、ステップJ37では、前記パイロ
ット噴射パルス幅Wpと主噴射の噴射タイミングTmとに
基づいて、パイロット噴射の終了時期Tpを演算する。
すなわち、パイロット噴射の終了後に所定間隔を空けて
主噴射が開始されるようなパイロット噴射タイミングT
pを求める。そして、ステップJ38では、パイロット
噴射の噴射パルス幅Wp及び噴射タイミングTpを設定し
て、しかる後にリターンする。
Subsequently, at step J37, the end timing Tp of the pilot injection is calculated based on the pilot injection pulse width Wp and the injection timing Tm of the main injection.
That is, the pilot injection timing T such that the main injection is started at a predetermined interval after the end of the pilot injection.
Find p. Then, in step J38, the injection pulse width Wp and the injection timing Tp of the pilot injection are set, and then the process returns.

【0124】つまり、エンジン1が定常運転状態になっ
ていて、かつ低負荷低回転運転領域にあるときには、パ
イロット噴射により前記主噴射の予混合燃焼における燃
焼圧力及び燃焼温度の急激な立ち上がりを緩和するよう
にしており、このことで、エンジン1の運転騒音を低減
させることができる。
That is, when the engine 1 is in the steady operation state and in the low-load low-speed operation region, the sudden rise of the combustion pressure and the combustion temperature in the premixed combustion of the main injection is alleviated by the pilot injection. As a result, the operating noise of the engine 1 can be reduced.

【0125】前記図21に示すフローのステップJ6に
より、エンジン1の運転状態が定常運転状態から加速運
転状態へ移行したことを判定する加速判定手段35aが
構成され、また、ステップJ10により、EGR弁(排
気還流量調節弁)24が実際に閉じる側に作動したこと
を検出する閉作動検出手35fが構成されている。
Step J6 of the flow shown in FIG. 21 constitutes acceleration judging means 35a for judging that the operation state of the engine 1 has shifted from the steady operation state to the acceleration operation state. (Exhaust gas recirculation amount control valve) A closing operation detecting hand 35f is configured to detect that the operation has actually been performed to the closing side.

【0126】また、前記図22に示すフローのステップ
J21〜J27の各ステップにより、エンジン1の運転
状態が定常運転状態から加速運転状態に移行したこと
が、前記加速判定手段35aにより判定されたときに、
インジェクタ5による燃料噴射を、気筒2の圧縮行程中
期での早期噴射と圧縮上死点近傍で前記加速判定直前の
定常運転状態における主噴射よりも早く終了する後期噴
射とに2段階に分けて実行させる噴射時期制御手段35
bが構成されている。
When the acceleration determining means 35a determines that the operating state of the engine 1 has shifted from the steady operating state to the accelerated operating state in each of the steps J21 to J27 of the flow shown in FIG. To
The fuel injection by the injector 5 is executed in two stages: an early injection in the middle stage of the compression stroke of the cylinder 2 and a late injection near the compression top dead center, which ends earlier than the main injection in the steady operation state immediately before the acceleration determination. Injection timing control means 35
b.

【0127】次に、この実施形態1に係る制御装置Aの
作用効果を、図28及び図29に基づいて説明する。
Next, the operation and effect of the control device A according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 28 and 29.

【0128】この実施形態では、車両の運転者がアクセ
ルを踏み込んで、エンジン1の運転状態が定常運転状態
から加速運転状態に移行したときに、前記アクセル操作
に応じて燃料噴射量が増量されるとともに、まず、各気
筒2の圧縮行程中期で1回の燃焼サイクルにおける総噴
射量のうちの略1/3以上の燃料が早期噴射される。こ
の早期噴射された燃料は、気筒2内の空気の流動によっ
て空気と混合されかつ十分に気化霧化して、ピストン3
の上昇に伴う気筒内圧の上昇と共に周囲の酸素と徐々に
反応するようになる。そして、圧縮行程終期に燃焼室全
体の温度がいわゆる自己着火温度に達すると、爆発的に
燃焼する。一方、圧縮上死点近傍では残りの燃料が後期
噴射され、この後期噴射の燃料噴霧は極く僅かな着火遅
れ期間を経て急速に燃焼する。
In this embodiment, when the driver of the vehicle depresses the accelerator and the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerated operating state, the fuel injection amount is increased in accordance with the accelerator operation. At the same time, in the middle stage of the compression stroke of each of the cylinders 2, fuel of approximately one third or more of the total injection amount in one combustion cycle is early injected. This early-injected fuel is mixed with air by the flow of air in the cylinder 2 and is sufficiently vaporized and atomized.
And gradually reacts with the surrounding oxygen as the cylinder pressure rises. When the temperature of the entire combustion chamber reaches the so-called self-ignition temperature at the end of the compression stroke, the combustion chamber explosively burns. On the other hand, the remaining fuel is injected late in the vicinity of the compression top dead center, and the fuel spray in the latter injection burns rapidly after a very short ignition delay period.

【0129】このような多段噴射による燃焼によれば、
まず、早期噴射された燃料噴霧が相対的に大きく広がっ
て空気と混合され、かつ十分に気化霧化して良好に燃焼
するので、燃焼室4の空気利用率が極めて高くなる。し
かも、その燃料噴霧は周囲の酸素と徐々に反応しながら
爆発的な燃焼状態へと移行してゆくので、自己着火後の
予混合燃焼が過度に激しくなることがない。すなわち、
多段噴射を行ったときには、例えば図28に実線で示す
ように各気筒2の筒内圧力Pは圧縮上死点(TDC)の
手前で一括噴射の場合(同図に破線で示す)よりも高く
なり、その後、爆発的な燃焼により立ち上がってピーク
値となるが、そのピーク値が一括噴射の場合に比べて低
くなっている。しかも前記燃焼圧力の立ち上がりも一括
噴射の場合に比べて緩やかになる。よって、NOxの生
成を大幅に低減できる。
According to the combustion by such multi-stage injection,
First, the fuel spray injected early spreads relatively large and mixes with the air, and is sufficiently vaporized and atomized to burn well, so that the air utilization rate of the combustion chamber 4 becomes extremely high. In addition, the fuel spray gradually transitions to an explosive combustion state while reacting with ambient oxygen, so that premixed combustion after self-ignition does not become excessively violent. That is,
When multi-stage injection is performed, for example, as shown by a solid line in FIG. 28, the in-cylinder pressure P of each cylinder 2 is higher than the case of batch injection before the compression top dead center (TDC) (shown by a broken line in FIG. 28). After that, it rises due to explosive combustion and reaches a peak value, but the peak value is lower than that in the case of batch injection. Moreover, the rise of the combustion pressure becomes gentler than in the case of the batch injection. Therefore, generation of NOx can be significantly reduced.

【0130】一方、そのようにして多くの燃料を早期噴
射した結果、1回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量F
の総量がかなり多くても、後期噴射の噴射量はあまり多
くはならず、しかも、その後期噴射の燃料噴霧は、早期
噴射された燃料の弱い燃焼によって高温高圧になってい
る燃焼室4へ噴射されて、空気と良好に混合されかつ十
分に気化霧化されて、急速にかつ良好に燃焼される。さ
らに、後期噴射の時期が定常運転状態における噴射時期
よりも早められているので、燃料と空気との混合状態は
一層、改善され、燃焼速度はさらに高くなる。よって、
燃料噴射の総量がかなり多いにも拘わらずスモーク増大
を十分に抑制できる。
On the other hand, as a result of the early injection of a large amount of fuel, the fuel injection amount F in one combustion cycle is obtained.
Even if the total amount of the fuel is considerably large, the injection quantity of the latter injection does not increase so much, and the fuel spray of the latter injection is injected into the combustion chamber 4 which is at a high temperature and a high pressure due to the weak combustion of the early injected fuel. It is well mixed with air and is sufficiently vaporized and atomized to burn quickly and well. Further, since the timing of the late injection is earlier than the injection timing in the steady operation state, the mixed state of the fuel and the air is further improved, and the combustion speed is further increased. Therefore,
Although the total amount of fuel injection is considerably large, it is possible to sufficiently suppress the increase in smoke.

【0131】加えて、後期噴射された燃料噴霧は、既に
燃焼が始まっている燃焼室へ噴射されることになるの
で、噴射時期が早められていてもその燃焼圧力及び燃焼
温度の立ち上がりは過度に急峻にはならない(前記図2
8参照)。つまり、噴射時期を定常運転状態よりも早め
ていても、そのことによってNOx生成量の著しい増大
を招くことはないのである。
In addition, since the fuel spray injected at the latter stage is injected into the combustion chamber in which combustion has already started, even if the injection timing is advanced, the rise of the combustion pressure and combustion temperature is excessive. It does not become steep (see FIG. 2
8). That is, even if the injection timing is set earlier than in the steady operation state, it does not cause a significant increase in the NOx generation amount.

【0132】図29は、燃料の多段噴射によるNOx及
びスモークの低減を確かめるために本発明者が行った実
験結果の一例を示すものである。その実験ではこの実施
形態と略同じ構成の直列4気筒直噴式ディーゼルエンジ
ンを用い、低回転かつ中負荷の一定の運転条件の下でE
GR率を所定範囲内で変化させながら、燃料を多段噴射
する場合と一括噴射する場合のそれぞれについて排気中
のNOx濃度とスモーク濃度をと計測している。但し、
多段噴射における後期噴射の終了時期は一括の主噴射の
終了時期と同じにしている。
FIG. 29 shows an example of the results of an experiment conducted by the present inventor to confirm the reduction of NOx and smoke due to the multi-stage fuel injection. In the experiment, an in-line four-cylinder direct-injection diesel engine having substantially the same configuration as that of this embodiment was used, and under a constant operating condition of low rotation speed and medium load,
While changing the GR rate within a predetermined range, the NOx concentration and the smoke concentration in the exhaust are measured for each of the multi-stage injection and the batch injection of the fuel. However,
The end timing of the late injection in the multi-stage injection is the same as the end timing of the collective main injection.

【0133】同図によれば、燃料を多段噴射した場合に
は、一括噴射の場合に比べてNOx濃度が大幅に低くな
っており、またその際、EGR率が同図に示す点Xに対
応する値よりも低ければ、スモークも低減できることが
分かる。すなわち、燃焼室への排気の還流量をあまり多
くする必要のない場合には、燃料の多段噴射を行わせる
とともに、排気の還流量を減らしてEGR率を低下させ
ることで、NOx及びスモークを両方共に減らすことが
できることが分かる。従って、これに加えて、後期噴射
の時期を早めるようにすれば、その後期噴射による燃料
と空気との混合状態をさらに改善して、スモークをさら
に減らすことができる。
According to the figure, when fuel is injected in multiple stages, the NOx concentration is significantly lower than in the case of batch injection, and the EGR rate corresponds to the point X shown in the figure. It can be seen that if the value is lower than the required value, the smoke can be reduced. That is, when it is not necessary to increase the amount of exhaust gas recirculation to the combustion chamber, it is necessary to perform multi-stage injection of fuel and reduce the amount of exhaust gas recirculation to lower the EGR rate, thereby reducing both NOx and smoke. It can be seen that both can be reduced. Therefore, in addition to this, if the timing of the late injection is advanced, the mixed state of fuel and air by the late injection can be further improved, and smoke can be further reduced.

【0134】したがって、この実施形態に係るディーゼ
ルエンジンの制御装置Aによれば、エンジン1の運転状
態が定常運転状態から加速運転状態へ移行したときに、
運転者のアクセル操作に応じて燃料噴射量が増量される
とともに、インジェクタ5による燃料噴射が早期と後期
との2回に分けて行われ、かつ該後期噴射の時期が加速
運転状態への移行直前の定常運転状態のときよりも早め
られる。このことで、エンジン出力を高めかつNOxを
低減しつつ、排気中のスモーク増大を十分に抑制するこ
とができる。また、前記燃料噴射量の増量に伴い、EG
R弁24が閉じる側に作動されるとともに、吸気絞り弁
14が全開状態にされて新気の吸入空気量が増加し、そ
のことによって、エンジン出力がさらに高められ、かつ
スモークを一層、抑制できる。
Therefore, according to the diesel engine control apparatus A of this embodiment, when the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerated operating state,
The fuel injection amount is increased according to the driver's accelerator operation, and the fuel injection by the injector 5 is performed in two stages, an early stage and a late stage, and the timing of the late injection is immediately before the shift to the accelerated operation state. In the normal operation state. As a result, it is possible to sufficiently suppress the increase in smoke in the exhaust gas while increasing the engine output and reducing NOx. Further, with the increase in the fuel injection amount, EG
The R valve 24 is operated to the closing side, and the intake throttle valve 14 is fully opened to increase the amount of fresh intake air, thereby further increasing the engine output and further suppressing smoke. .

【0135】特にこの実施形態の場合、EGR通路23
との接続部よりも上流側の吸気通路10に吸気絞り弁1
4を設け、この吸気絞り弁14をエンジン1の低回転低
負荷運転状態で所定量閉じて、吸気通路10内の負圧を
大きくさせるようにしている。そのため、例えば車両の
発進時にエンジン1が加速運転状態に移行したときに
は、前記吸気絞り弁14により吸気通路10における吸
気の流通抵抗が増大しているため、燃焼室4への吸入空
気量が特に不足し易く、そのことによるスモーク増大の
虞れが極めて強い。よって、そのような構成において、
上述の如く燃料噴射の2分割及び後期噴射時期の進角制
御により、NOxを低減しつつスモークを十分に抑制で
きることの効果は極めて有効なものになる。
Particularly in the case of this embodiment, the EGR passage 23
The throttle valve 1 is provided in the intake passage 10 upstream of the connection with the
The intake throttle valve 14 is closed by a predetermined amount while the engine 1 is operating at a low rotation speed and a low load so that the negative pressure in the intake passage 10 is increased. Therefore, for example, when the engine 1 shifts to the accelerated operation state when the vehicle starts, the intake air flow resistance in the intake passage 10 is increased by the intake throttle valve 14, so that the amount of intake air to the combustion chamber 4 is particularly insufficient. Therefore, there is a strong possibility that smoke is increased. Therefore, in such a configuration,
As described above, the effect of being able to sufficiently suppress smoke while reducing NOx is extremely effective by the fuel injection divided into two and the late injection timing advance control.

【0136】また、この実施形態では、エンジン1の加
速運転状態への移行が判定されたとき、リフトセンサ2
6からの出力信号に基づいてEGR弁24の閉作動を確
認した上で、燃料の多段噴射を開始するようにしてい
る。すなわち、エンジン1が加速運転状態になった直後
には、EGR弁24の作動遅れに起因して一時的に排気
還流量が過剰な状態になるため、この状態で燃料の多段
噴射を行うと却って燃焼状態が悪化して、スモーク増大
を招く虞れがある。このことは、上述の吸気絞り弁制御
(図18参照)によってEGR弁24の作動遅れを軽減
していても完全には解消されていない。そこで、EGR
弁24の閉作動を確認した上で、燃料の多段噴射を開始
するようにすることで、前記のスモーク増大を回避する
ことができる。
In this embodiment, when the shift of the engine 1 to the accelerated operation state is determined, the lift sensor 2
After confirming the closing operation of the EGR valve 24 based on the output signal from the ECU 6, the multi-stage injection of the fuel is started. That is, immediately after the engine 1 enters the accelerated operation state, the exhaust gas recirculation amount temporarily becomes excessive due to the operation delay of the EGR valve 24. There is a risk that the combustion state will deteriorate and smoke will increase. This is not completely solved even if the operation delay of the EGR valve 24 is reduced by the above-described intake throttle valve control (see FIG. 18). Therefore, EGR
By confirming the closing operation of the valve 24 and starting multi-stage fuel injection, the above-mentioned increase in smoke can be avoided.

【0137】(実施形態1の変形例)上述の如く前記実
施形態1では、エンジン1が定常運転状態から加速運転
状態に移行したときに、EGR弁24の閉作動を確認し
た上で燃料の多段噴射を開始することで、加速開始直後
に排気の還流量が過大になることに起因するスモーク増
大を回避できるようになっている。これに対し、EGR
弁24の閉作動を検出する代わりにエンジン1の燃焼室
4の空燃比を検出して、その検出結果に基づいて、多段
噴射を開始するどうかを決定するようにしてもよい。
(Modification of First Embodiment) As described above, in the first embodiment, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the accelerated operation state, the closing operation of the EGR valve 24 is confirmed, and then the multi-stage fuel injection is performed. By starting the injection, it is possible to avoid an increase in smoke caused by an excessive amount of exhaust gas recirculation immediately after the start of acceleration. In contrast, EGR
Instead of detecting the closing operation of the valve 24, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 may be detected, and whether or not to start the multi-stage injection may be determined based on the detection result.

【0138】具体的には、前記図21に示す燃料噴射制
御のフローのステップJ6又はJ12において、多段噴
射を実行する期間であると判定されたとき(ステップJ
6でYES、ステップJ12でNO)、図30のフロー
に示すステップJ100に進んで、エアフローセンサ1
1からの出力信号に基づいて求められる吸入空気量Qi
を読み込み、続くステップJ101において前記吸入空
気量Qiを燃料噴射量Fで除算して、実空燃比A/Fを算出
する。続いて、ステップJ102では、エンジン回転数
Ne及び実空燃比A/Fに基づいて、図31に例示するよう
な領域判定マップ55を参照し、続くステップJ103
において、燃料を多段噴射させるか一括噴射させるかを
判定する。そして、多段噴射を行う運転領域(ア)にあ
るYESならば、図22のステップJ21に進んで燃料
の多段噴射を実行する一方、それ以外の運転領域(イ)
にあるNOならば、図23のステップJ31に進んで、
燃料の一括噴射を実行する。
Specifically, when it is determined in step J6 or J12 of the fuel injection control flow shown in FIG.
6, YES in step J12), and proceeds to step J100 shown in the flow of FIG.
Intake air amount Qi obtained based on the output signal from
Is read, and in subsequent step J101, the actual air-fuel ratio A / F is calculated by dividing the intake air amount Qi by the fuel injection amount F. Subsequently, at step J102, the engine speed
Based on Ne and the actual air-fuel ratio A / F, reference is made to a region determination map 55 as illustrated in FIG.
, It is determined whether the fuel is to be injected in multiple stages or collectively. If YES in the operation region (a) where multi-stage injection is performed, the process proceeds to step J21 in FIG. 22 to execute multi-stage fuel injection, while the other operation region (a).
If the answer is NO, the process proceeds to step J31 in FIG.
Execute fuel batch injection.

【0139】前記領域判定マップ55は、エンジン回転
数Ne及び空燃比A/Fに応じて前記運転領域(ア)、
(イ)を設定したもので、エンジン回転数Neが高くなる
に従い徐々に値が小さくなるように設定した空燃比の境
界値(設定値)A/F*に対して、A/F≧A/F*の側が燃料
の多段噴射を行う運転領域(ア)とされ、反対側が燃料
を一括して噴射する運転領域(イ)とされている。ここ
で、燃焼室4の空燃比A/Fは排気の還流量の調節によっ
て間接的に制御されているので、前記領域判定マップ5
5において空燃比A/F≧A/F*になるということは、すな
わち、EGR率が所定の基準値以下になっていることに
相当する。
[0139] The region determination map 55 indicates the operating regions (A), according to the engine speed Ne and the air-fuel ratio A / F.
(A), where A / F ≧ A /, with respect to the boundary value (set value) A / F * of the air-fuel ratio set so that the value gradually decreases as the engine speed Ne increases. The F * side is an operation area (A) for performing multi-stage fuel injection, and the opposite side is an operation area (A) for collectively injecting fuel. Here, the air-fuel ratio A / F of the combustion chamber 4 is indirectly controlled by adjusting the recirculation amount of the exhaust gas.
The fact that the air-fuel ratio A / F ≧ A / F * in 5 corresponds to the fact that the EGR rate is equal to or less than a predetermined reference value.

【0140】つまり、例えば図29のグラフにおいて点
Xに対応するEGR率を基準値とし、その基準値に対応
する空燃比A/Fを空燃比の境界値A/F*として設定すれ
ば、前記燃料の多段噴射を行う運転領域(ア)は、エン
ジン1の各気筒毎のEGR率が前記基準値以下になって
いて、燃料の多段噴射によりNOx及びスモークを一括
噴射の場合よりも低減できるような運転領域に対応する
ことになる。尚、前記境界値A/F*がエンジン1の高回
転側ほど小さくなっているのは、エンジン1の低回転域
で気筒2の吸気充填効率が低下していることや、高回転
域では低回転域に比べてEGR率を高めても燃焼安定性
が損なわれないことによるものである。
That is, for example, if the EGR rate corresponding to the point X in the graph of FIG. 29 is set as the reference value and the air-fuel ratio A / F corresponding to the reference value is set as the boundary value A / F * of the air-fuel ratio, In the operation region (a) in which the multi-stage fuel injection is performed, the EGR rate for each cylinder of the engine 1 is equal to or less than the reference value, and the multi-stage fuel injection can reduce NOx and smoke more than in the case of the batch injection. It corresponds to a suitable operation region. The reason why the boundary value A / F * becomes smaller as the engine 1 rotates at higher rotation speeds is that the intake charging efficiency of the cylinder 2 is reduced in the low rotation speed range of the engine 1 or is low in the high rotation speed range. This is because combustion stability is not impaired even if the EGR rate is increased as compared with the rotation range.

【0141】したがって、この変形例によれば、前記実
施形態2と同じく、エンジン1の運転状態が定常運転状
態から加速運転状態へ移行したときに燃料の多段噴射と
後期噴射の進角制御とが行われ、かつ排気還流量が減ら
されることで、NOxの生成を低減しつつ、スモーク増
大を十分に抑制することができる。また、エンジン1の
加速運転状態に対応してエンジン出力を高めることがで
きる。
Therefore, according to this modification, similarly to the second embodiment, when the operating state of the engine 1 shifts from the steady operating state to the accelerated operating state, the multi-stage injection of fuel and the advance control of late injection are performed. This is performed and the amount of exhaust gas recirculation is reduced, so that it is possible to sufficiently suppress the increase in smoke while reducing the generation of NOx. Further, the engine output can be increased in accordance with the acceleration operation state of the engine 1.

【0142】さらに、この変形例では、エンジン1が加
速運転状態になったとき、燃焼室4の空燃比A/Fが境界
値A/F*以上になったことを確認した上で、燃料の多段
噴射を開始するようにしているので、エンジン1が定常
運転状態から加速運転状態に移行したときに、仮に吸気
絞り弁14の開作動が遅れて吸入空気量が不足したり、
或いはEGR弁24の閉作動の遅れが大きくなったりし
て、一時的にEGR率が大き過ぎ空燃比も過度にリッチ
な状態になったとしても、そのような状態では多段噴射
は行われない。このことで、加速開始直後のスモーク増
大を確実に回避できる。
Further, in this modification, when the engine 1 is in the acceleration operation state, it is confirmed that the air-fuel ratio A / F of the combustion chamber 4 has become equal to or larger than the boundary value A / F *, Since the multi-stage injection is started, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state, if the opening operation of the intake throttle valve 14 is delayed and the intake air amount becomes insufficient,
Alternatively, even if the delay of the closing operation of the EGR valve 24 becomes large and the EGR rate becomes temporarily too high and the air-fuel ratio becomes excessively rich, the multi-stage injection is not performed in such a state. Thus, an increase in smoke immediately after the start of acceleration can be reliably avoided.

【0143】(実施形態2)図32は、本発明の実施形
態2における早期噴射時期の設定の具体的な処理手順を
示す。この実施形態2に係るディーゼルエンジンの制御
装置Aの構成は実施形態1のものと同様なので、実施形
態1と同じ構成要素については同一符号を付して、その
説明は省略する。
(Embodiment 2) FIG. 32 shows a specific processing procedure for setting the early injection timing in Embodiment 2 of the present invention. Since the configuration of the control device A for a diesel engine according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and description thereof will be omitted.

【0144】そして、この実施形態2の制御装置Aにお
いては、前記実施形態1のものと同様、エンジン1が定
常運転状態から加速運転状態に移行したときに排気の還
流量が減らされるとともに、燃料の多段噴射が行われか
つ後期噴射の時期が早められるようになっており、これ
に加えて、早期噴射をさらに2回に分けて行わせるよう
にしたものである。
In the control device A according to the second embodiment, as in the first embodiment, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state, the recirculation amount of the exhaust gas is reduced and the fuel is reduced. Is performed and the timing of the late injection is advanced, and in addition, the early injection is further divided into two times.

【0145】具体的に、この実施形態における燃料噴射
時期の制御では、エンジン1が定常運転状態から加速運
転状態に移行して、燃料の多段噴射を行う期間であるこ
とが判定され(図21参照)、後期噴射の噴射パルス幅
W2と噴射タイミングTW2とが設定されて(図22のス
テップJ21〜J24)、次のステップJ25で早期噴
射パルス幅W1が算出された後、図32に示すステップ
J41に進む。このステップJ41では、早期噴射パル
ス幅W1の大きさが予め設定した所定量以上であるか否
かを判別する。そして、所定量以上でないNOであれば
ステップJ48に進む一方、所定量以上でYESであれ
ば、ステップJ42及びステップJ43に進んで、早期
噴射パルス幅W1をさらに第1及び第2の2つのパルス
幅W11,W12に分割する。
Specifically, in the control of the fuel injection timing in this embodiment, it is determined that the engine 1 shifts from the steady operation state to the accelerated operation state and is in the period of performing the multi-stage fuel injection (see FIG. 21). After the injection pulse width W2 of the late injection and the injection timing TW2 are set (steps J21 to J24 in FIG. 22) and the early injection pulse width W1 is calculated in the next step J25, the step J41 shown in FIG. Proceed to. In this step J41, it is determined whether or not the magnitude of the early injection pulse width W1 is equal to or greater than a predetermined amount. If NO is determined not to be equal to or greater than the predetermined amount, the process proceeds to step J48, while if YES is determined to be equal to or more than the predetermined amount, the process proceeds to step J42 and step J43 to further reduce the early injection pulse width W1 by the first and second two pulses. It is divided into widths W11 and W12.

【0146】すなわち、まず、ステップJ42では、早
期噴射パルス幅W1に所定の分割係数ε(ε=0.1〜
0.5)を乗算して、第1噴射パルス幅W11を算出し、
続くステップJ43では、早期噴射パルス幅W1から第
1噴射パルス幅W11を減算して、第2噴射パルス幅W12
を算出する。そして、続くステップJ44では、エンジ
ン水温及びコモンレール圧力CRPに基づいて、前記実施
形態1におけるものと同じ噴射タイミングマップ54
(図26参照)から第1噴射タイミングTW11を読み込
み、続くステップJ45で、第1噴射の噴射パルス幅W
11及び噴射タイミングTW11を設定する。
That is, first, in step J42, a predetermined division coefficient ε (ε = 0.1 to
0.5) to calculate the first injection pulse width W11,
In a succeeding step J43, the first injection pulse width W11 is subtracted from the early injection pulse width W1 to obtain a second injection pulse width W12.
Is calculated. Then, in a succeeding step J44, based on the engine coolant temperature and the common rail pressure CRP, the same injection timing map 54 as that in the first embodiment is used.
The first injection timing TW11 is read from FIG. 26 (see FIG. 26), and in the subsequent step J45, the injection pulse width W of the first injection
11 and the injection timing TW11 are set.

【0147】続いて、ステップJ46では、前記第1噴
射タイミングTW11、第2噴射パルス幅W12、及び予め
設定されている最小パルス間隔W0(例えば、100〜1000
マイクロ秒)に基づいて、第2噴射タイミングTW12を演算
する。すなわち、第1噴射の終了タイミングTW11から
最小パルス間隔W0及び第2噴射パルス幅W12の分だけ
遅らせた時期を第2噴射の終了タイミングTW12とす
る。そして、ステップJ47に進んで、第2噴射の噴射
パルス幅W12及び噴射タイミングTW12を設定し、しか
る後にリターンする。つまり、早期噴射の噴射量が多く
なって早期噴射パルス幅W1が所定量以上に大きくなれ
ば、早期噴射を第1及び第2噴射の2回に分けるように
している。
Subsequently, at step J46, the first injection timing TW11, the second injection pulse width W12, and the preset minimum pulse interval W0 (for example, 100 to 1000)
The second injection timing TW12 is calculated based on (microseconds). That is, the timing delayed from the end timing TW11 of the first injection by the minimum pulse interval W0 and the width W12 of the second injection pulse is defined as the end timing TW12 of the second injection. Then, the process proceeds to a step J47, wherein the injection pulse width W12 and the injection timing TW12 of the second injection are set, and thereafter, the process returns. That is, if the injection amount of the early injection increases and the early injection pulse width W1 becomes larger than a predetermined amount, the early injection is divided into the first and second injections.

【0148】一方、前記ステップJ41で、早期噴射パ
ルス幅W1の大きさが予め設定した所定量よりも小さい
と判定された場合には、早期噴射の分割は行わない。す
なわち、ステップJ48及びJ49において、前記実施
形態1の場合と同様に(図22のステップJ26,J2
7参照)エンジン水温及びコモンレール圧力CRPに基づ
いて噴射タイミングマップ54から早期噴射タイミング
TW1を読み込み、その読み込んだ早期噴射タイミングT
W1と早期噴射パルス幅W1を設定して、しかる後にリタ
ーンする。
On the other hand, if it is determined in step J41 that the early injection pulse width W1 is smaller than the predetermined amount, the early injection is not divided. That is, in steps J48 and J49, as in the case of the first embodiment (steps J26 and J2 in FIG. 22).
7) Read the early injection timing TW1 from the injection timing map 54 based on the engine coolant temperature and the common rail pressure CRP, and read the read early injection timing T
W1 and the early injection pulse width W1 are set, and then the process returns.

【0149】したがって、この実施形態2によれば、前
記実施形態1と同じく、エンジン1の運転状態が定常運
転状態から加速運転状態へ移行したときに燃料の多段噴
射と後期噴射の進角制御とが行われ、かつ排気還流量が
減らされることで、NOxの生成を低減しつつ、スモー
ク増大を十分に抑制することができる。また、エンジン
1の加速運転状態に対応してエンジン出力を高めること
ができる。
Therefore, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, when the operation state of the engine 1 shifts from the steady operation state to the acceleration operation state, the multi-stage injection of fuel and the advance control of late injection are performed. Is performed and the exhaust gas recirculation amount is reduced, so that the increase in smoke can be sufficiently suppressed while the generation of NOx is reduced. Further, the engine output can be increased in accordance with the acceleration operation state of the engine 1.

【0150】さらに、早期噴射の噴射量が多い場合に
は、その早期噴射を2回に分けて行わせ、その早期噴射
した燃料の空気との混合状態をさらに改善することがで
きる。このことで、NOx及びスモークのより一層の低
減が図られる。
Further, when the injection amount of the early injection is large, the early injection is performed in two parts, and the mixed state of the early injected fuel and the air can be further improved. This further reduces NOx and smoke.

【0151】(他の実施形態)なお、本発明は前記各実
施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施
形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態1
における燃料の多段噴射では、早期噴射及び後期噴射を
各1回づつ行わせるようにしており、また、実施形態2
では、早期噴射をさらに2回に分けていて、圧縮行程で
合計3段階の多段噴射を行わせるようにしているが、こ
れに限らず、早期噴射を3回以上としてもよい。その場
合、各早期噴射をいずれも圧縮行程でかつBTDC30
°CAで実行し、かつそれらの早期噴射による合計の噴
射量を気筒の1燃焼サイクルにおける燃料噴射量の1/
3以上とすることが好ましい。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiments, but encompasses other various embodiments. That is, the first embodiment
In the multi-stage fuel injection in the first embodiment, the early injection and the late injection are performed once each.
In the above, the early injection is further divided into two times, and the multi-stage injection of three stages in total is performed in the compression stroke. However, the present invention is not limited to this, and the early injection may be performed three times or more. In this case, each early injection is performed in the compression stroke and the BTDC 30
° CA, and the total injection amount of these early injections is 1 / of the fuel injection amount in one combustion cycle of the cylinder.
It is preferable that the number be 3 or more.

【0152】また、前記各実施形態では、エンジン1が
定常運転状態から加速運転状態に移行したときに燃料の
噴射形態を一括噴射から多段噴射に切換え、カウンタに
より計測される設定時間が経過するまでは継続して多段
噴射を行わせるようにしているが、これに限らず、その
多段噴射を行う期間の初期に後期噴射を進角させる一
方、その後、後期噴射の時期を徐々に定常運転状態のと
きと同じ時期まで戻すようにしてもよい。
In each of the above embodiments, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the accelerated operation state, the fuel injection mode is switched from the collective injection to the multi-stage injection until the set time measured by the counter elapses. Is to continuously perform the multi-stage injection, but the invention is not limited to this, while the latter-stage injection is advanced at the beginning of the period in which the multi-stage injection is performed, and then the period of the latter-stage injection is gradually changed to the steady operation state. You may make it return to the same time as time.

【0153】そのようにすれば、エンジン1が加速運転
状態に移行したとき、まず、多段噴射を行う期間の初期
に空燃比が特にリッチな状態になっていても、後期噴射
の進角によって優先的にスモークを抑制することができ
る。一方、前記の多段噴射を行う期間中に空燃比は次第
にリーン側に変化するので、このことに対応するように
後期噴射の時期を戻して、NOx及びスモークをバラン
スよく低減できる。
Thus, when the engine 1 shifts to the acceleration operation state, first, even if the air-fuel ratio is particularly rich at the beginning of the period of performing the multi-stage injection, priority is given to the advance of the late injection. Smoke can be suppressed. On the other hand, since the air-fuel ratio gradually changes to the lean side during the period in which the above-mentioned multi-stage injection is performed, the timing of the latter-stage injection is returned to correspond to this, so that NOx and smoke can be reduced in a well-balanced manner.

【0154】さらに、前記各実施形態では、エンジン1
の各気筒毎への排気還流量を調節することで、該各気筒
2の燃焼室4における空燃比を均一にかつ目標値になる
ように制御しているが、これに限らず、4つの気筒2の
全部について排気還流量をまとめて制御するようにして
もよい。また、本発明は排気還流制御が行われていない
エンジンにも適用でき、その場合にも排気中の有害成分
を低減することは可能である。
In each of the above embodiments, the engine 1
By controlling the exhaust gas recirculation amount for each cylinder, the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 of each cylinder 2 is controlled to be uniform and a target value. However, the present invention is not limited to this. The exhaust gas recirculation amount may be controlled collectively for all of the two. Further, the present invention can be applied to an engine in which exhaust gas recirculation control is not performed, and in that case, it is possible to reduce harmful components in exhaust gas.

【0155】また、前記各実施形態では、本発明に係る
制御装置Aをターボ過給機25が装備されているディー
ゼルエンジン1に適用しているが、本発明は、むしろタ
ーボ過給機の装備されていないディーゼルエンジンに好
適である。
In each of the above embodiments, the control device A according to the present invention is applied to the diesel engine 1 provided with the turbocharger 25. Suitable for diesel engines that have not been used.

【0156】また、前記各実施形態では、本発明をコモ
ンレール式燃料噴射系が装備されてい直噴式るディーゼ
ルエンジン1に適用しているが、これに限らず、コモン
レール式燃料噴射系の代わりに各気筒毎にユニットイン
ジェクタが設けられているディーゼルエンジンにも適用
可能である。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the direct-injection diesel engine 1 equipped with a common rail fuel injection system. However, the present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to a diesel engine in which a unit injector is provided for each cylinder.

【0157】[0157]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明におけるディーゼルエンジンの制御装置によると、エ
ンジンが加速運転状態へ移行したとき、燃料の1/3以
上を圧縮行程上死点前30°CA以前で噴射させ、残り
の燃料を前記加速運転状態への移行直前の圧縮上死点近
傍における燃料噴射よりも早い時期に噴射させること
で、燃焼室における空気利用率を高めつつ予混合燃焼時
の燃焼圧力や燃焼温度の立ち上がりを適度に緩和して、
NOxの生成を低減でき、また、燃料を速やかに気化霧
化させ急速にかつ良好に燃焼させて、スモークの増大を
十分に抑制できる。さらに、加速運転に対応してエンジ
ン出力を高めることができる。
As described above, according to the control apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention, when the engine shifts to the acceleration operation state, one-third or more of the fuel is reduced to 30% before the top dead center of the compression stroke. ° CA before injection, and the remaining fuel is injected earlier than the fuel injection near the compression top dead center immediately before the transition to the accelerated operation state, thereby increasing the air utilization rate in the combustion chamber while premixing combustion. Moderately reduce the rise of combustion pressure and combustion temperature at the time,
The generation of NOx can be reduced, and the fuel can be quickly vaporized and atomized and quickly and satisfactorily burned to sufficiently suppress the increase in smoke. Further, the engine output can be increased corresponding to the acceleration operation.

【0158】また、請求項2記載の発明におけるディー
ゼルエンジンの制御装置によると、エンジンが加速運転
状態へ移行したとき、燃料噴射量の増量に併せて排気還
流量を減少させるとともに、燃料噴射を、気筒の圧縮行
程で終了する最初の噴射と、圧縮上死点近傍で前記定常
運転状態における燃料噴射よりも早く終了する最後の噴
射とを含む多段階に分けて実行させることで、請求項1
記載の発明と同様の作用効果が得られる。
According to the control apparatus for a diesel engine according to the second aspect of the present invention, when the engine shifts to the acceleration operation state, the exhaust gas recirculation amount is reduced in accordance with the increase in the fuel injection amount, and the fuel injection is reduced. 2. The method according to claim 1, wherein the fuel injection is performed in multiple stages including a first injection ending in the compression stroke of the cylinder and a last injection ending near the compression top dead center earlier than the fuel injection in the steady operation state.
The same operation and effect as those of the described invention can be obtained.

【0159】請求項3記載の発明によると、吸気充填効
率が低いエンジン低回転運転域における加速運転状態へ
の移行時に、多段階の燃料噴射によりNOx及びスモー
クの低減を図ることが特に有効になる。
According to the third aspect of the present invention, it is particularly effective to reduce NOx and smoke by multi-stage fuel injection at the time of transition to the acceleration operation state in the low engine speed operation region where the intake charge efficiency is low. .

【0160】請求項4記載の発明によると、各気筒毎の
1回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の1/3以上を
圧縮上死点前30°CA以前の圧縮行程で噴射させるこ
とで、前記請求項2の発明による効果を十分に得ること
ができる。
According to the fourth aspect of the invention, at least one third of the fuel injection amount in one combustion cycle for each cylinder is injected in the compression stroke before 30 ° CA before the compression top dead center. The effect of the second aspect can be sufficiently obtained.

【0161】請求項5記載の発明によると、吸気量セン
サからの出力信号に基づいて排気還流量調節弁を開閉作
動させることで、エンジンの燃焼室の空燃比を目標値に
なるように高精度にフィードバック制御できるので、そ
の高精度の空燃比制御と燃料の多段噴射とを併せて行う
ことにより、排気中のNOx低減及びスモーク低減を高
次元で両立できる。
According to the fifth aspect of the present invention, by opening and closing the exhaust gas recirculation amount control valve based on the output signal from the intake air amount sensor, the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine can be highly accurately adjusted to the target value. By performing high-precision air-fuel ratio control and multi-stage fuel injection together, it is possible to achieve both high-dimensional reduction of NOx and smoke in exhaust gas.

【0162】請求項6記載の発明によると、高精度かつ
高応答のの空燃比制御と多段階の燃料噴射とを併せて行
うことにより、排気中のNOx低減及びスモーク低減を
さらに高次元で両立できる。
According to the sixth aspect of the present invention, high-precision and high-responsive air-fuel ratio control and multi-stage fuel injection are performed in combination to further reduce NOx and smoke in exhaust gas at a higher level. it can.

【0163】請求項7記載の発明によると、エンジンが
加速運転状態に移行したとき、排気還流量調節弁の実際
の閉作動を確認した上で多段階の燃料噴射を開始させる
ことで、加速開始直後のスモーク増大を回避できる。
According to the seventh aspect of the invention, when the engine shifts to the acceleration operation state, the actual closing operation of the exhaust gas recirculation amount control valve is confirmed, and then the multi-stage fuel injection is started to start the acceleration. Immediately after the smoke increase can be avoided.

【0164】請求項8記載の発明によると、エンジンが
加速運転状態に移行したとき、燃焼室の実空燃比が設定
値以上になったことを確認した上で多段階の燃料噴射を
開始させることで、加速開始直後のスモーク増大を確実
に回避できる。
According to the eighth aspect of the present invention, when the engine shifts to the acceleration operation state, it is confirmed that the actual air-fuel ratio of the combustion chamber has become equal to or higher than the set value, and then the multi-stage fuel injection is started. Thus, the increase in smoke immediately after the start of acceleration can be reliably avoided.

【0165】請求項9記載の発明によると、エンジンの
加速運転初期に排気中のスモーク抑制を優先する一方、
その後、NOx及びスモークを両方ともに低減できる。
According to the ninth aspect of the present invention, while giving priority to the suppression of smoke in the exhaust gas at the beginning of the acceleration operation of the engine,
Thereafter, both NOx and smoke can be reduced.

【0166】請求項10記載の発明によると、吸気通路
に吸気絞り弁が配設されているものにおいて、車両の発
進時等にスモーク増大を抑制しつつNOxを低減できる
という効果が特に有効なものになる。
According to the tenth aspect of the present invention, in which the intake throttle valve is provided in the intake passage, the effect that NOx can be reduced while suppressing increase in smoke when the vehicle starts moving is particularly effective. become.

【0167】請求項11記載の発明によると、いわゆる
コモンレール式燃料噴射系によって、噴射時期制御手段
による燃料噴射時期の制御が実現できる。
According to the eleventh aspect, control of fuel injection timing by injection timing control means can be realized by a so-called common rail type fuel injection system.

【0168】請求項12記載の発明によると、多段階の
燃料噴射に伴う燃費の悪化を全体として抑制できる。
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to suppress overall deterioration of fuel efficiency due to multi-stage fuel injection.

【0169】請求項13記載の発明によると、パイロッ
ト噴射によってエンジンの運転騒音の低減が図られる。
According to the thirteenth aspect, the engine operation noise is reduced by the pilot injection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの全体構成図
である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】ターボ過給機の一部を、A/R小の状態
(a)、又はA/R大の状態(b)でそれぞれ示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a part of the turbocharger in a small A / R state (a) or a large A / R state (b).

【図3】EGR弁及びその駆動系の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an EGR valve and a drive system thereof.

【図4】EGR弁の駆動電流と駆動負圧(a)、又はリ
フト量(b)との関係をそれぞれ示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a drive current of the EGR valve and a drive negative pressure (a) or a lift amount (b).

【図5】エンジンの制御系の全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram of an engine control system.

【図6】空燃比とNOx排出量との関係を示すグラフ図
である。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an air-fuel ratio and a NOx emission amount.

【図7】空燃比とスモーク値との関係を示すグラフ図で
ある。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an air-fuel ratio and a smoke value.

【図8】排気還流及び燃料噴射量制御の基本フローを示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a basic flow of exhaust gas recirculation and fuel injection amount control.

【図9】エンジンの吸入空気流量の時間変化を示すグラ
フ図である。
FIG. 9 is a graph showing a time change of an intake air flow rate of the engine.

【図10】吸入空気量の算出手順を示すフローチャート
図である。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a calculation procedure of an intake air amount.

【図11】過渡判定の処理手順を示すフローチャート図
である。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of a transient determination process.

【図12】EGR弁操作量の算出手順を示すフローチャ
ート図である。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for calculating an EGR valve operation amount.

【図13】プリセットを与える制御の処理手順を示すフ
ローチャート図である。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a processing procedure of control for giving a preset.

【図14】過渡時の燃料噴射量制御の処理手順を示すフ
ローチャート図である。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of fuel injection amount control during a transition.

【図15】定常時の目標空燃比、過渡時の目標空燃比及
び過渡時の限界空燃比の関係を示すグラフ図である。
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a target air-fuel ratio in a steady state, a target air-fuel ratio in a transient state, and a limit air-fuel ratio in a transient state.

【図16】排気還流制御の制御ゲインを補正する手順を
示すフローチャート図である。
FIG. 16 is a flowchart illustrating a procedure for correcting a control gain of the exhaust gas recirculation control.

【図17】吸気絞り量及びエンジン回転数に対するゲイ
ン補正係数を設定したマップの一例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a map in which a gain correction coefficient is set for an intake throttle amount and an engine speed.

【図18】吸気絞り弁制御の処理手順を示すフローチャ
ート図である。
FIG. 18 is a flowchart illustrating a processing procedure of intake throttle valve control.

【図19】燃料噴射量及びエンジン回転数に対する吸気
絞り量を設定したマップの一例を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a map in which an intake throttle amount with respect to a fuel injection amount and an engine speed is set.

【図20】燃料の多段噴射及び一括噴射の時期をそれぞ
れ示すタイムチャート図である。
FIG. 20 is a time chart showing timings of multi-stage injection and batch injection of fuel;

【図21】コントロールユニットで行われる燃料噴射時
期制御の処理手順の前半部を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 21 is a flowchart illustrating a first half of a processing procedure of fuel injection timing control performed by the control unit.

【図22】燃料噴射時期制御の後半部で多段噴射の場合
の処理手順を示すフローチャート図である。
FIG. 22 is a flowchart showing a processing procedure in the latter half of fuel injection timing control in the case of multi-stage injection.

【図23】燃料噴射時期制御の後半部で一括噴射の場合
の処理手順を示すフローチャート図である。
FIG. 23 is a flowchart showing a processing procedure in the case of batch injection in the latter half of fuel injection timing control.

【図24】燃料の総噴射パルス幅に対する後期噴射パル
ス幅を設定したマップの一例を示す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a map in which a late injection pulse width is set with respect to a total injection pulse width of fuel.

【図25】エンジン水温及びエンジン回転数に対する基
本的な噴射タイミングを設定した基本マップの一例を示
す図(a)、及び、コモンレール圧力に対する噴射タイ
ミングの進角量を設定した進角量マップの一例を示す図
(b)である。
FIG. 25A is a diagram showing an example of a basic map in which basic injection timing is set with respect to an engine water temperature and an engine speed, and an example of an advanced angle map in which an advanced amount of injection timing is set with respect to a common rail pressure. (B) of FIG.

【図26】エンジン水温及びコモンレール圧力に対する
噴射タイミングを設定した噴射タイミングマップの一例
を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an example of an injection timing map in which injection timing is set with respect to engine water temperature and common rail pressure.

【図27】早期噴射の終了タイミングが含まれる領域を
示した説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing an area including an end timing of early injection.

【図28】燃料を多段噴射しかつ後期噴射を進角させた
ときの燃焼圧波形を一括噴射したときのものと比較して
示す説明図である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a combustion pressure waveform when fuel is injected in multiple stages and a late injection is advanced, in comparison with that when batch injection is performed.

【図29】燃料を多段噴射したときと一括噴射したとき
のそれぞれについて、EGR率を所定範囲で変化させた
ときの排気中のNOx濃度とスモーク濃度とを互いに関
連づけて示すグラフ図である。
FIG. 29 is a graph showing the relationship between the NOx concentration and the smoke concentration in the exhaust gas when the EGR rate is changed within a predetermined range for each of multi-stage injection and batch injection of fuel.

【図30】実施形態1の変形例において、燃焼室の空燃
比に基づいて燃料の多段噴射に切替える手順を示すフロ
ーチャート図である。
FIG. 30 is a flowchart showing a procedure for switching to multi-stage fuel injection based on the air-fuel ratio of the combustion chamber in a modification of the first embodiment.

【図31】実施形態1の変形例において、燃料の多段噴
射に切替える運転領域を設定した領域判定マップの一例
を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing an example of a region determination map in which an operation region in which switching to multi-stage fuel injection is performed is set in a modification of the first embodiment.

【図32】実施形態2において、早期噴射をさらに2回
に分ける場合の噴射時期の設定手順を示すフローチャー
ト図である。
FIG. 32 is a flowchart illustrating a procedure for setting an injection timing when the early injection is further divided into two injections in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ディーゼルエンジンの制御装置 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) 6 蓄圧室 10 吸気通路(吸気系) 11 エアフローセンサ(吸気量センサ) 14 吸気絞り弁 23 EGR通路(排気還流通路) 24 EGR弁(排気還流量調節弁) 35a 加速判定手段 35b 噴射時期制御手段 35c 噴射量制御手段 35d 排気還流制御手段 35e 吸気絞り弁制御手段 35f 閉作動検出手段 37 目標燃料噴射量マップ 38 目標空燃比マップ A/F 空燃比(還流状態量) A/F* 空燃比の境界値(設定値) TA/F,KTA/F 空燃比の目標値 A Diesel engine control device 1 Diesel engine 2 Cylinder 4 Combustion chamber 5 Injector (fuel injection valve) 6 Accumulation chamber 10 Intake passage (intake system) 11 Air flow sensor (intake amount sensor) 14 Intake throttle valve 23 EGR passage (exhaust recirculation passage) 24) EGR valve (exhaust gas recirculation amount control valve) 35a acceleration determination means 35b injection timing control means 35c injection quantity control means 35d exhaust recirculation control means 35e intake throttle valve control means 35f closing operation detection means 37 target fuel injection amount map 38 target empty Fuel ratio map A / F Air-fuel ratio (reflux amount) A / F * Boundary value of air-fuel ratio (set value) TA / F, KTA / F Target value of air-fuel ratio

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301H 301J 301N F02M 25/07 550 F02M 25/07 550A 550J 570 570B 570F (72)発明者 細谷 英生 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA05 BA06 CA04 CA07 EA05 FA08 GA04 GA05 GA06 GA07 GA08 GA14 GA15 GA21 3G084 AA01 BA13 BA15 BA20 CA04 CA05 DA10 EB08 EB12 EC02 FA00 FA07 FA10 FA11 FA20 FA33 FA38 FA39 3G092 AA02 AA13 AA17 AA18 AB03 BA01 BA04 BB01 BB06 BB13 DC01 DC09 DC10 DG06 EA17 EB01 EB03 FA17 FA18 GA05 GA12 GA17 HA01X HA01Z HA05Z HA06X HA06Z HA16X HA16Z HB01X HB01Z HB02X HB02Z HB03X HB03Z HD07X HD07Z HE03Z HF09Z 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 JA25 JA37 KA07 KA08 KA09 KA12 KA21 KA24 KA25 KB01 LA00 LA03 LB13 MA01 MA11 MA15 MA19 MA23 MA26 NA01 NA03 NA04 NA05 NA08 NC02 ND02 ND05 NE01 NE11 NE15 NE17 NE23 PA04Z PA07Z PA17Z PB03Z PB08Z PD01A PD01Z PD15A PD15Z PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PE06A PE06Z PE07Z PE08Z PF01Z PF03Z PF04Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301H 301J 301N F02M 25/07 550 F02M 25/07 550A 550J 570 570B 570F ( 72) Inventor Hideo Hosoya 3-1, Fuchi-machi, Shinchu, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Corporation (72) Inventor Keiji Araki 3-1, Shinchi, Funaka-cho, Aki County, Hiroshima Prefecture F-term (reference) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA05 BA06 CA04 CA07 EA05 FA08 GA04 GA05 GA06 GA07 GA08 GA14 GA15 GA21 3G084 AA01 BA13 BA15 BA20 CA04 CA05 DA10 EB08 EB12 EC02 FA00 FA07 FA10 FA11 FA20 FA33 FA38 FA39 3G092 AA02 AA13 AA17 BB03 DC01 BA01 DC EA17 EB01 EB03 FA17 FA18 GA05 GA12 GA17 HA01X HA01Z HA05Z HA0 6X HA06Z HA16X HA16Z HB01X HB01Z HB02X HB02Z HB03X HB03Z HD07X HD07Z HE03Z HF09Z 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 JA25 JA37 KA07 KA08 KA09 KA12 NE11 NA15 NA03 MA01 NA05 MA03 NE23 PA04Z PA07Z PA17Z PB03Z PB08Z PD01A PD01Z PD15A PD15Z PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PE06A PE06Z PE07Z PE08Z PF01Z PF03Z PF04Z

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射す
る燃料噴射弁を備え、該燃料噴射弁による燃料噴射量を
少なくとも制御するようにしたディーゼルエンジンの制
御装置において、 エンジンが加速運転状態に移行したことを判定する加速
判定手段と、 前記加速判定手段によりエンジンの加速運転状態への移
行が判定されたとき、前記燃料噴射弁による燃料噴射
を、気筒の圧縮上死点前30°CA以前の圧縮行程で行
う早期噴射と圧縮上死点近傍で行う後期噴射とを含む多
段階に分けて実行させる噴射時期制御手段とが設けら
れ、 前記早期噴射は、各気筒毎の1回の燃焼サイクルにおけ
る燃料噴射量の1/3以上を噴射するものであり、 前記後期噴射は、残りの燃料を前記加速判定直前の圧縮
上死点近傍における燃料噴射よりも早い時期に噴射する
ものであることを特徴とするディーゼルエンジンの制御
装置。
1. A diesel engine control device, comprising: a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber in a cylinder of an engine, wherein at least a fuel injection amount of the fuel injection valve is controlled. Acceleration determination means for determining that the engine has shifted; and when the acceleration determination means determines that the engine has shifted to an accelerated operation state, the fuel injection by the fuel injection valve is performed before 30 ° CA before the compression top dead center of the cylinder. Injection timing control means for performing the injection in multiple stages including an early injection performed in the compression stroke and a late injection performed in the vicinity of the compression top dead center, wherein the early injection is performed by one combustion cycle for each cylinder. In the latter-stage injection, the remaining fuel is injected at a timing earlier than the fuel injection near the compression top dead center immediately before the acceleration determination. Control apparatus for a diesel engine, characterized in that the morphism.
【請求項2】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射す
る燃料噴射弁と、 アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射
量を制御する噴射量制御手段と、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通
路と、 前記排気還流通路における排気の還流量を調節する排気
還流量調節弁と、 前記排気還流量調節弁の開度を、排気の還流状態に関す
る還流状態量がエンジンの運転状態に応じて設定された
目標値になるようにフィードバック制御する排気還流制
御手段とを備えたディーゼルエンジンの制御装置におい
て、 エンジンが加速運転状態へ移行したことを判定する加速
判定手段を備え、 前記排気還流制御手段は、前記加速判定手段によりエン
ジンの加速運転状態への移行が判定されたとき、排気還
流量調節弁を閉じる側に作動させるように構成され、 前記排気還流制御手段による排気還流制御が行われてい
て、かつ前記加速判定手段手段によりエンジンの加速運
転状態への移行が判定されたとき、前記燃料噴射弁によ
る燃料噴射を、気筒の圧縮行程で終了する最初の噴射
と、前記加速判定直前の圧縮上死点近傍における燃料噴
射よりも早く終了する最後の噴射とを含む多段階に分け
て実行させる噴射時期制御手段が設けられていることを
特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
A fuel injection valve for injecting fuel into an in-cylinder combustion chamber of the engine; an injection amount control means for controlling a fuel injection amount by the fuel injection valve according to an accelerator operation amount; An exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas, an exhaust gas recirculation amount adjusting valve for adjusting the amount of exhaust gas recirculated in the exhaust gas recirculation passage, and an opening degree of the exhaust gas recirculation amount adjusting valve. An exhaust recirculation control unit that performs feedback control so as to achieve a target value set in accordance with an operation state of the engine. The exhaust gas recirculation control means is operated to close the exhaust gas recirculation amount control valve when the acceleration judgment means judges that the engine has shifted to an acceleration operation state. When the exhaust gas recirculation control is performed by the exhaust gas recirculation control means, and when the transition to the acceleration operation state of the engine is determined by the acceleration determination means, the fuel injection by the fuel injection valve is performed. Injection timing control means is provided for performing the injection in multiple stages including the first injection ending in the compression stroke of the cylinder and the last injection ending earlier than the fuel injection near the compression top dead center immediately before the acceleration determination. A control device for a diesel engine, comprising:
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 噴射時期制御手段は、エンジンが低回転運転域にあると
きに多段階の燃料噴射を実行させるものであることを特
徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
3. The diesel engine according to claim 1, wherein the injection timing control means executes multi-stage fuel injection when the engine is in a low-speed operation range. Control device.
【請求項4】 請求項2において、 噴射時期制御手段は、各気筒毎の1回の燃焼サイクルに
おける燃料噴射量の1/3以上を圧縮上死点前30°C
A以前の圧縮行程で噴射させるものであることを特徴と
するディーゼルエンジンの制御装置。
4. The fuel injection control device according to claim 2, wherein the injection timing control means sets at least one third of the fuel injection amount in one combustion cycle for each cylinder to 30 ° C. before compression top dead center.
A control device for a diesel engine, which performs injection in a compression stroke before A.
【請求項5】 請求項2において、 エンジンの吸気通路における吸入空気量を計測する吸気
量センサが設けられ、 排気還流制御手段は、排気還流量調節弁の開度を、前記
吸気量センサにより計測される吸入空気量と燃料噴射量
とに基づいて求められる燃焼室の空燃比が目標値になる
ようにフィードバック制御するものであることを特徴と
するディーゼルエンジンの制御装置。
5. An intake air amount sensor for measuring an intake air amount in an intake passage of an engine according to claim 2, wherein the exhaust gas recirculation control means measures an opening degree of an exhaust gas recirculation amount adjusting valve by the intake air amount sensor. A control apparatus for a diesel engine, wherein feedback control is performed so that an air-fuel ratio of a combustion chamber, which is obtained based on an intake air amount and a fuel injection amount, is a target value.
【請求項6】 請求項5において、 排気還流制御手段は、エンジンの運転状態に対応する空
燃比の目標値が設定された目標空燃比マップを有し、 噴射量制御手段は、エンジンの運転状態に対応する燃料
噴射量の目標値が設定された目標燃料噴射量マップを有
することを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
6. The exhaust gas recirculation control unit according to claim 5, wherein the exhaust gas recirculation control unit has a target air-fuel ratio map in which a target value of an air-fuel ratio corresponding to an operation state of the engine is set. A control device for a diesel engine, comprising a target fuel injection amount map in which a target value of a fuel injection amount corresponding to (i) is set.
【請求項7】 請求項2において、 排気還流量調節弁が実際に閉じる側に作動したことを検
出する閉作動検出手段が設けられ、 噴射時期制御手段は、前記閉作動検出手段により排気還
流量調節弁の閉作動が検出されたときに、多段階の燃料
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
るディーゼルエンジンの制御装置。
7. The apparatus according to claim 2, further comprising a closing operation detecting means for detecting that the exhaust gas recirculation amount control valve has actually been operated to the closing side, and wherein the injection timing control means detects the exhaust gas recirculating amount by the closing operation detecting means. A control apparatus for a diesel engine, wherein a multi-stage fuel injection is started when a closing operation of a control valve is detected.
【請求項8】 請求項2において、 エンジンの吸気通路における吸入空気量を計測する吸気
量センサが設けられ、 噴射時期制御手段は、前記吸気量センサにより計測され
た吸入空気量と燃料噴射量とに基づいて求められる燃焼
室の空燃比が設定値以上になったときに、多段階の燃料
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
るディーゼルエンジンの制御装置。
8. An intake air amount sensor for measuring an intake air amount in an intake passage of an engine according to claim 2, wherein the injection timing control means includes an intake air amount and a fuel injection amount measured by the intake amount sensor. A multi-stage fuel injection control device is configured to start multi-stage fuel injection when the air-fuel ratio of the combustion chamber calculated based on the fuel injection ratio becomes equal to or more than a set value.
【請求項9】 請求項7又は8のいずれかにおいて、 噴射時期制御手段は、エンジンが加速運転状態に移行し
てから所定期間が経過した後、最後の燃料噴射の時期を
加速判定直前の燃料噴射時期まで戻すように構成されて
いることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
9. The fuel injection control device according to claim 7, wherein the injection timing control means sets the last fuel injection timing to a value immediately before the acceleration determination after a predetermined period has elapsed since the engine transitioned to the acceleration operation state. A control device for a diesel engine, which is configured to return to an injection timing.
【請求項10】 請求項2又は3のいずれかにおいて、 排気還流通路はエンジンの吸気通路に接続され、 前記排気還流通路との接続部よりも吸気上流側の吸気通
路に吸気絞り弁が配設されており、 エンジンの低回転低負荷運転領域で、前記吸気絞り弁を
それ以外の運転領域よりも閉じた状態に制御する吸気絞
り弁制御手段が設けられていることを特徴とするディー
ゼルエンジンの制御装置。
10. The exhaust gas recirculation passage according to claim 2, wherein the exhaust gas recirculation passage is connected to an intake passage of the engine, and an intake throttle valve is arranged in the intake passage upstream of the connection with the exhaust gas recirculation passage. In a low-speed, low-load operation region of the engine, there is provided intake throttle valve control means for controlling the intake throttle valve to be more closed than the other operation regions. Control device.
【請求項11】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 燃料を噴射圧以上の高圧状態で蓄える蓄圧室に燃料噴射
弁が接続されたコモンレール式燃料噴射系を備えている
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
11. The diesel engine according to claim 1, further comprising a common rail fuel injection system in which a fuel injection valve is connected to a pressure accumulating chamber for storing fuel in a high pressure state higher than an injection pressure. Engine control device.
【請求項12】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 噴射時期制御手段は、エンジンが定常運転状態にあると
き、燃料噴射弁による燃料噴射を圧縮上死点近傍で一括
して実行させるように構成されていることを特徴とする
ディーゼルエンジンの制御装置。
12. The injection timing control means according to claim 1, wherein when the engine is in a steady operation state, the fuel injection by the fuel injection valve is collectively executed near the compression top dead center. A control device for a diesel engine, comprising:
【請求項13】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 噴射時期制御手段は、エンジンが定常運転状態の低回転
低負荷運転領域にあるとき、燃料噴射弁による燃料噴射
を圧縮上死点近傍での主噴射とその直前のパイロット噴
射とに分けて実行させるように構成されていることを特
徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
13. The injection timing control means according to claim 1, wherein when the engine is in a low-speed low-load operation region in a steady operation state, the fuel injection by the fuel injection valve is performed near a compression top dead center. A control device for a diesel engine, characterized in that it is configured to execute the main injection and the pilot injection immediately before the main injection separately.
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