JP2006348791A - 多気筒ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 各気筒毎に低エミッション燃焼（予混合燃焼）領域を拡大させる。
【解決手段】 複数の気筒１１を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の各気筒１１内に燃料を噴射するための燃料噴射装置１４と、エンジン本体１０の各気筒１１毎にＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲ率調整手段１７と、エンジン本体１０の各気筒１１の着火時期を検出するための着火時期検出手段２２と、着火時期検出手段２２の検出値に基づいて燃料噴射装置１４及びＥＧＲ率調整手段１７を制御するための制御装置１６とを備え、制御装置１６は、エンジン本体１０の各気筒１１毎に、着火時期検出手段２２の検出値が所定の着火時期の範囲内となるように、ＥＧＲ率調整手段１７で調整可能な限界までピストンの圧縮上死点よりも早期に燃料を噴射して予混合燃焼を維持させ、その限界を超えたエンジン本体１０の気筒１１を順次、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して拡散燃焼に切り替えるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の気筒を有するエンジン本体を備えた多気筒ディーゼルエンジンに係り、特に、エンジンの運転状態に応じて予混合燃焼と拡散燃焼とを切り替えるようにした多気筒ディーゼルエンジンに関する。

予混合燃焼（或いはディーゼル予混合圧縮着火燃焼、以下ＰＣＩ燃焼という）は、低ＮＯｘ、低ＰＭを実現できる燃焼方式として、排気ガス規制に対し極めて有効な手段である。ＰＣＩ燃焼の技術的ポイントは、ピストンの圧縮上死点よりも早期に燃料を噴射すると共に、大量のＥＧＲ（排気ガス再循環）により着火時期を燃料噴射終了後且つ圧縮上死点近傍まで維持させることである。

そのため、着火時期のセンシング（検出）を行い、着火時期が圧縮上死点近傍からずれた場合にはＥＧＲ率（或いはＥＧＲ量）を調整することで着火時期をコントロール（制御）している。ＰＣＩ燃焼を実施できる負荷範囲（運転領域）は、ノッキング及び失火によって制限される。即ち、着火時期が圧縮上死点に対して過早側にずれた場合はノッキングが生じやすくなり、着火時期が圧縮上死点に対して遅れ側にずれた場合は失火（煤の増加）が生じやすくなる。

なお、特許文献１には、予混合燃焼と拡散燃焼とを運転領域により切換えるようにしたディーゼルエンジンにおいて、予混合燃焼、拡散燃焼のそれぞれに最適な目標空気過剰率と目標ＥＧＲ率を運転状況に応じて予め設定しておき、運転中に予混合燃焼、拡散燃焼のいずれの燃焼であるのかを判定し、いずれの燃焼であっても判定結果に応じた目標値となるように空気過剰率とＥＧＲ率を制御するようにしたディーゼルエンジンの制御装置が記載されている。

特開２００２−３２７６３８号公報

ところで、多気筒ディーゼルエンジンでは、吸排気系の形状や配置（レイアウト）によって体積効率やＥＧＲ率が気筒毎にばらつくため、ＰＣＩ燃焼時にノッキングが生じやすい気筒や失火が生じやすい気筒が混在する。そこで従来、着火時期が制御できなくなる程度のノッキングや失火がいずれかの気筒で生じる領域をＰＣＩ燃焼の限界ととらえ、その限界となる領域の手前の領域で全ての気筒について一括してＰＣＩ燃焼をやめ拡散燃焼へと移行させるようにしていた。

しかし、気筒によってはまだＰＣＩ燃焼を維持できる状態のものもあるが、全ての気筒を一括してＰＣＩ燃焼から拡散燃焼へと移行させるように制御しているため、ＰＣＩ燃焼の利点の全てを活かしきれているわけではなかった。

そこで、本発明の目的は、各気筒毎に低エミッション燃焼（ＰＣＩ燃焼）領域を拡大させることができる多気筒ディーゼルエンジンを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体の各気筒内に燃料を噴射するための燃料噴射装置と、上記エンジン本体の各気筒毎にＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲ率調整手段と、上記エンジン本体の各気筒の着火時期を検出するための着火時期検出手段と、該着火時期検出手段の検出値に基づいて上記燃料噴射装置及び上記ＥＧＲ率調整手段を制御するための制御装置とを備え、該制御装置は、上記エンジン本体の各気筒毎に、上記着火時期検出手段の検出値が所定の着火時期の範囲内となるように、上記ＥＧＲ率調整手段で調整可能な限界までピストンの圧縮上死点よりも早期に燃料を噴射して予混合燃焼を維持させ、その限界を超えた上記エンジン本体の気筒を順次、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して拡散燃焼に切り替えるようにしたことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。

請求項２の発明は、上記ＥＧＲ率調整手段が、上記エンジン本体の各気筒毎に設けられたＥＧＲバルブを有し、上記制御装置は、着火時期の過早側に対しては上記エンジン本体の各気筒のＥＧＲバルブの開度が所定の上限値に達したとき、着火時期の遅れ側に対しては上記エンジン本体の各気筒のＥＧＲバルブの開度が所定の下限値に達したときに、上記拡散燃焼に切り替える請求項１記載の多気筒ディーゼルエンジンである。

請求項３の発明は、上記所定の上限値が１００％であり、上記所定の下限値が０％である請求項２記載の多気筒ディーゼルエンジンである。

請求項４の発明は、上記着火時期検出手段が、上記エンジン本体の各気筒毎に設けられた加速度センサである請求項１から３いずれかに記載の多気筒ディーゼルエンジンである。

本発明によれば、各気筒毎に低エミッション燃焼（ＰＣＩ燃焼）領域を拡大させることができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施形態に係る多気筒ディーゼルエンジンの概略図である。

本実施形態の多気筒ディーゼルエンジン（以下エンジンという）は、車両に搭載される直列四気筒ディーゼルエンジンである。

図１中、１０はエンジン本体であり、エンジン本体１０は、複数（四つ）の気筒（シリンダ）１１、吸気マニフォールド１２、排気マニフォールド１３、インジェクタ（燃料噴射装置）１４等を備えている。本実施形態では、インジェクタ１４には各気筒１１毎に独立したドライバ１５が接続されており、後述するＥＣＵ１６によってインジェクタ１４による燃料噴射パターン、燃料噴射時期及び燃料噴射量等が各気筒１１毎に任意に調節できるようになっている。各気筒１１内には燃焼室（図示せず）が形成されており、燃焼室内に臨んで設けられたインジェクタ１４から各気筒１１（燃焼室）内に燃料が直接噴射される。

本実施形態のエンジンは、排気マニフォールド１３内を流れる排気ガスの一部を各気筒１１（燃焼室）内に還流すると共に、各気筒１１毎にＥＧＲ率（或いはＥＧＲ量）を調整するためのＥＧＲ装置（ＥＧＲ率調整手段）１７と、各気筒１１の着火時期を検出するための着火時期検出手段２２とを備えている。

ＥＧＲ装置１７は、吸気マニフォールド１２と排気マニフォールド１３とを結ぶＥＧＲ管１８と、ＥＧＲ管１８を通って気筒１１（燃焼室）内に還流されるＥＧＲガス（排気ガス）の流量を各気筒１１毎に調節するためのＥＧＲバルブ１９と、ＥＧＲバルブ１９の上流側にてＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０とを備える。本実施形態では、ＥＧＲ管１８における吸気マニフォールド１２側の端部が各気筒１１毎に分岐されており、それら各分岐部２１の途中にＥＧＲバルブ１９がそれぞれ設けられている。これらＥＧＲバルブ１９はそれぞれＥＣＵ１６に接続されており、ＥＣＵ１６により各ＥＧＲバルブ１９を開閉制御することで、各気筒１１毎にＥＧＲ装置１７によるＥＧＲ率（或いはＥＧＲ量）を調節できるようになっている。

本実施形態の着火時期検出手段２２は、各気筒１１毎に独立に設けられた加速度センサである。例えば、加速度センサ２２としては、圧電素子を有するノックセンサを用いることができる。

エンジンの各種装置を電子制御するためのＥＣＵ（制御装置）１６が設けられる。ＥＣＵ１６には、上記の加速度センサ２２、エンジンのクランクシャフト（図示せず）の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２３、クランクシャフトの角度を検出するクランク角度センサ（図示せず）、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ（図示せず）等の各種センサ類が接続される。

ＥＣＵ１６は、それら各種センサ類からエンジンの運転状態を読み取り、そのエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射パターン、目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量及び目標ＥＧＲバルブ開度等を決定して、インジェクタ１４のドライバ１５やＥＧＲ装置１７のＥＧＲバルブ１９等を制御するようになっている。例えば、上記の目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量及び目標ＥＧＲバルブ開度等は、ＥＣＵ１６に予めマップの形式として入力される（図２〜５参照）。図２及び図３はそれぞれ、エンジン回転速度・目標燃料噴射量と目標燃料噴射時期或いは目標ＥＧＲバルブ開度との関係を表した、後述する拡散燃焼用の目標燃料噴射時期マップ及び目標ＥＧＲバルブ開度マップの一例を示し、図４及び図５はそれぞれ、エンジン回転速度・目標燃料噴射量と目標燃料噴射時期或いは目標ＥＧＲバルブ開度との関係を表した、後述するＰＣＩ燃焼用の目標燃料噴射時期マップ及び目標ＥＧＲバルブ開度マップの一例を示す。

本実施形態のエンジンは、上記の各種センサ類の検出値に基づいて判断されるエンジンの運転状態に応じて、ＰＣＩ燃焼と拡散燃焼とを切り替えるものである。

本実施形態では、ＥＣＵ１６は、エンジンの運転状態が予め決められた所定の運転状態よりも低負荷・低回転領域にあるときには、ピストン（図示せず）の圧縮上死点よりも早期に燃料を噴射して、燃料の噴射終了後且つ圧縮上死点近傍で圧縮着火を生じさせてＰＣＩ燃焼を実現し、エンジンの運転状態が上記の所定の運転状態よりも高負荷・高回転領域にあるときには、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して、燃料の噴射中に着火を生じさせて拡散燃焼を実現するようになっている。

ＥＣＵ１６は、エンジンの運転状態に基づいて、燃料噴射パターンを決定すると共に、目標燃料噴射時期及び目標燃料噴射量等を上記のマップから読み取り、それらに従ってインジェクタ１４のドライバ１５等を制御する。またＥＣＵ１６は、エンジンの運転状態に基づいて、混合気の実際のＥＧＲ率（或いはＥＧＲ量）が目標ＥＧＲ率（或いは目標ＥＧＲ量）と一致するような目標ＥＧＲバルブ開度を上記のマップから読み取り、これに従ってＥＧＲバルブ１９を開閉制御する。

さらに本実施形態では、ＥＣＵ１６は、エンジンの運転状態が上記の所定の運転状態よりも低負荷・低回転領域、つまりＰＣＩ燃焼を実現させる領域にあるときには、各気筒１１毎に、加速度センサ２２により検出された各気筒１１の着火時期が所定の着火時期の範囲内（例えば、ＴＤＣ（圧縮上死点）−１°以上でＴＤＣ＋１°以下）となるように、ＥＧＲ装置１７のＥＧＲバルブ１９の開閉制御により調整可能な限界までＰＣＩ燃焼を維持させ、その限界を超えた気筒１１を順次、拡散燃焼に切り替えるようになっている。

即ち、ＥＣＵ１６は、ＰＣＩ燃焼を維持することができる限界を超えた気筒１１から順次拡散燃焼用の燃料噴射パターン、目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量及び目標ＥＧＲバルブ開度等に切り替え、ＰＣＩ燃焼を維持することが可能な気筒１１については、そのままＰＣＩ燃焼用の燃料噴射パターン、目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量及び目標ＥＧＲバルブ開度等を維持するようになっている。

ここで、本実施形態では、上記の着火時期は混合気が着火したときのクランクシャフトの角度（クランク角度）で表される。また本実施形態では、図６で示されるように、圧縮上死点にあるときのクランク角度を０°とし、圧縮上死点（０°）よりも過早側、つまり圧縮上死点前のクランク角度を正値（＋）とし、圧縮上死点（０°）よりも遅れ側、つまり圧縮上死点後のクランク角度を負値（−）としている。

ＥＣＵ１６は、着火時期の過早側（ＴＤＣ＋１°以上）に対しては、着火時期が上記の所定の着火時期の範囲内となるまで各気筒１１の目標ＥＧＲバルブ開度に、実験や解析等により予め決められた所定の修正量（例えば、１％）を順次足していき、各気筒１１の目標ＥＧＲバルブ開度が予め決められた所定の上限値（例えば、１００％（最大ＥＧＲ付加））に達したときに拡散燃焼に切り替えるようになっている。一方、ＥＣＵ１６は、着火時期の遅れ側（ＴＤＣ−１°以下）に対しては、着火時期が上記の所定の着火時期の範囲内となるまで各気筒１１の目標ＥＧＲバルブ開度から上記の所定の修正量を順次引いていき、各気筒１１の目標ＥＧＲバルブ開度が予め決められた所定の下限値（例えば、０％（ＥＧＲ付加なし））に達したときに、拡散燃焼に切り替えるようになっている。

次に、ＥＣＵ１６による処理フローを図７〜９を用いて説明する。

本実施形態では、本処理はＥＣＵ１６によって、エンジンを始動したときからエンジンの停止まで実行される。

本処理で使用する定数について説明する。

ｎ（＃ｎ）は、判断する気筒の番号である。Ｋｎ（Ｋ１〜Ｋ４）は、＃ｎ気筒の燃焼状態を示すフラッグである。本処理では、フラッグＫｎが０であれば（Ｋｎ＝０）、＃ｎ気筒の燃焼状態が拡散燃焼であることを示し、フラッグＫｎが１であれば（Ｋｎ＝１）、＃ｎ気筒の燃焼状態がＰＣＩ燃焼であることを示す。例えば、フラッグＫｎの総和が１以上であれば（（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋Ｋ４）≧１）、少なくともいずれか一つの気筒の燃焼状態がＰＣＩ燃焼であることがわかる。

Ｎｉ及びＱｊはそれぞれ、エンジン回転速度及び目標燃料噴射量である。Ｔｉｊ及びＶｉｊはそれぞれ、拡散燃焼用の目標燃料噴射時期及び目標ＥＧＲバルブ開度である。ｔｉｊ及びｖｉｊはそれぞれ、ＰＣＩ燃焼用の目標燃料噴射時期及び目標ＥＧＲバルブ開度である。

ＳＣｎは、＃ｎ気筒の着火時期である。δｖは、目標ＥＧＲバルブ開度を調整する修正量である。

まず、図７に示すように、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０１において、全ての気筒１１のフラッグＫｎをリセットし（Ｋ１＝０、Ｋ２＝０、Ｋ３＝０、Ｋ４＝０）、ステップＳ１０２において、エンジン回転速度センサ２３から信号を検出することでエンジン回転速度Ｎｉを測定すると共に、ステップＳ１０３において、上記のマップから目標燃料噴射量Ｑｊを読み取る。次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０４において、フラッグＫｎの総和が１以上であるか（（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋Ｋ４）≧１）を判定する。

次に、ＥＣＵ１６は、フラッグＫｎの総和が１以上であるとステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０５において、ＰＣＩ燃焼用の目標燃料噴射時期マップ及び目標ＥＧＲバルブ開度マップから目標燃料噴射時期ｔｉｊ及び目標ＥＧＲバルブ開度ｖｉｊをそれぞれ読み取り、ステップＳ１０６において、各気筒１１のインジェクタ１４のドライバ１５にて目標燃料噴射時期ｔｉｊで燃料噴射制御すると共に、ステップＳ１０７において、各気筒１１のＥＧＲバルブの開度を目標バルブ開度ｖｉｊに制御する。

一方、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０４でフラッグＫｎの総和が０であるとステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０２で測定したエンジン回転速度Ｎｉが所定のエンジン回転速度Ｎｐよりも小さいか（Ｎｉ＜Ｎｐ）を判定する。

次に、ＥＣＵ１６は、エンジン回転速度Ｎｉが所定のエンジン回転速度Ｎｐよりも小さい（低回転時）とステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０３で読み取った目標燃料噴射量Ｑｊが所定の燃料噴射量Ｑｐよりも小さいか（Ｑｊ＜Ｑｐ）を判定する。

次に、ＥＣＵ１６は、目標燃料噴射量Ｑｊが所定の燃料噴射量Ｑｐよりも小さい（低負荷時）とステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０５からの手順を行う。

また、ステップＳ１０８でエンジン回転速度Ｎｉが所定のエンジン回転速度Ｎｐ以上であったとき（中・高回転時）、ステップＳ１０９で目標燃料噴射量Ｑｊが所定の燃料噴射量Ｑｐ以上であったとき（中・高負荷時）には、ＥＣＵ１６はステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０からの手順を行う。

ＥＣＵ１６は、ステップＳ１１０において、拡散燃焼用の目標燃料噴射時期マップ及び目標ＥＧＲバルブ開度マップから目標燃料噴射時期Ｔｉｊ及び目標ＥＧＲバルブ開度Ｖｉｊをそれぞれ読み取り、ステップＳ１１１において、各気筒１１のインジェクタ１４のドライバ１５にて目標燃料噴射時期Ｔｉｊで燃料噴射制御すると共に、ステップＳ１１２において、各気筒１１のＥＧＲバルブ１９の開度を目標バルブ開度Ｖｉｊに制御する。次いで、ＥＣＵ１６はステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２からの手順を再度行う。

次に、図８に示すように、ＥＣＵ１６はステップＳ１０５〜Ｓ１０７でＰＣＩ燃焼を実行した後にステップＳ２０１に進み、ステップＳ２０１において、判断する気筒の番号ｎを１とし（ｎ＝１）、ステップＳ２０２において、＃ｎ気筒の加速度センサ２２から信号を検出することで＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎを検出する。次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０３において、検出した＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期の範囲内であるか（ＴＤＣ−１°≦ＳＣｎ≦ＴＤＣ＋１°）を判定する。

次に、ＥＣＵ１６は、検出した＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期の範囲内であるとステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０４において、＃ｎ気筒のフラッグＫｎを１（ＰＣＩ燃焼状態）とし（Ｋｎ＝１）、ステップＳ２０５において、判断する気筒の番号ｎに１を足す（ｎ＝ｎ＋１）。次いで、ＥＣＵ１６は、ｎ＝２〜４の場合にはステップＳ２０２に戻りステップＳ２０２からの手順を＃（ｎ＋１）気筒について行い、ｎ＝５の場合にはステップＳ１０２に戻りステップＳ１０２からの手順を再度行う。

一方、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０３で＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期の範囲外であるとステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０６において、＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期よりも早いか（ＳＣｎ＞ＴＤＣ＋１°）を判定する。

次に、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０６で＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期よりも早いとステップＳ２０７に進み、ステップＳ２０７において、＃ｎ気筒の目標バルブ開度Ｖｎに修正量δｖを足した値が所定の上限値よりも小さいか（Ｖｎ＋δｖ＜１００％）を判定した後、所定の上限値よりも小さい場合にはステップＳ２０８において、＃ｎ気筒のＥＧＲバルブ１９の開度を目標バルブ開度Ｖｎに修正量δｖを足した値（Ｖｎ＝Ｖｎ＋δｖ）に制御する。次いで、ＥＣＵ１６はステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２からの手順を再度行う。

また、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０６で＃ｎ気筒の着火時期ＳＣｎが所定の着火時期よりも遅いとステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０９において、＃ｎ気筒の目標バルブ開度Ｖｎから修正量δｖを引いた値が所定の下限値よりも大きいか（Ｖｎ−δｖ＞０％）を判定した後、所定の下限値よりも大きい場合にはステップＳ２１０において、＃ｎ気筒のＥＧＲバルブ１９の開度を目標バルブ開度Ｖｎから修正量δｖを引いた値（Ｖｎ＝Ｖｎ−δｖ）に制御する。そして、ＥＣＵ１６はステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２からの手順を再度行う。

さらに、ステップＳ２０７で目標ＥＧＲバルブ開度Ｖｎに修正量δｖを足した値が所定の上限値以上であったとき、ステップＳ２０９で目標バルブ開度Ｖｎから修正量δｖを引いた値が所定の下限値以下であったときには、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２１１或いはＳ２１２に進み、＃ｎ気筒のフラッグＫｎを０（拡散燃焼状態）とする（Ｋｎ＝０）。

次に、図９に示すように、ＥＣＵ１６は＃ｎ気筒を拡散燃焼に切り替えるべくステップＳ２１１或いはＳ２１２の後にステップＳ３０１に進み、ステップＳ３０１において、拡散燃焼用の目標燃料噴射時期マップ及び目標ＥＧＲバルブ開度マップから目標燃料噴射時期Ｔｉｊ及び目標ＥＧＲバルブ開度Ｖｉｊをそれぞれ読み取り、ステップＳ３０２において、＃ｎ気筒のインジェクタ１４のドライバ１５にて目標燃料噴射時期Ｔｉｊで燃料噴射制御すると共に、ステップＳ３０３において、＃ｎ気筒のＥＧＲバルブ１９の開度を目標バルブ開度Ｖｉｊに制御する。次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ３０４において判断する気筒の番号ｎに１を足し（ｎ＝ｎ＋１）、ｎ＝２〜４の場合にはステップＳ２０２に戻りステップＳ２０２からの手順を＃（ｎ＋１）気筒について行い、ｎ＝５の場合にはステップＳ１０２に戻りステップＳ１０２からの手順を再度行う。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、各気筒１１毎に、加速度センサ２２により検出された各気筒１１の着火時期が所定の着火時期の範囲内（ステップＳ２０３）となるように、ＥＧＲ装置１７のＥＧＲバルブ１９の開閉制御で調整可能な限界までＰＣＩ燃焼を維持させ、その限界を超えた気筒１１を順次、拡散燃焼に切り替えるようにしたため、全ての気筒１１で拡散燃焼を行う時間を減らすことができる。従って、低ＮＯｘ、低ＰＭを実現できるＰＣＩ燃焼の利点を最大限に活かし、各気筒毎に低エミッション燃焼（ＰＣＩ燃焼）領域を拡大することが可能となる。

例えばＰＣＩ燃焼を行った際のＮＯｘの発生が拡散燃焼を行ったときに比べて１／１０である場合、図１で示した四気筒エンジンでは、一つの気筒１１でもＰＣＩ燃焼を維持できれば、残りの三つの気筒１１が全て拡散燃焼に移行したとしても、全ての気筒１１で拡散燃焼を行う場合に比べてＮＯｘを約２３％低減できることになる。

また本実施形態では、各気筒１１毎に加速度センサ２２を独立させて設けたため、一つの加速度センサ２２により全ての気筒１１の着火時期を検出するのに比べて、各気筒１１の着火時期を正確に検出することができる。

ところで、吸排気系の形状や配置（レイアウト）によって体積効率が高めの気筒と低めの気筒、ＥＧＲ率が高めの気筒と低めの気筒をほぼ特定することができるため、ＰＣＩ燃焼を行いやすい気筒（つまりノッキングや失火が生じにくい気筒）、ノッキングが生じやすい気筒、及び、失火が生じやすい気筒がほぼ決まる。そこで、ＰＣＩ燃焼を行いやすい気筒、ノッキングが生じやすい気筒、及び、失火が生じやすい気筒にそれぞれグループ分けを行うと共に、全ての気筒の着火時期検出は行わずに各グループの代表的な気筒での着火時期検出とし、各グループの気筒毎にＰＣＩ燃焼と拡散燃焼とを切り替えるようにしても良い。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、ＥＧＲ装置（ＥＧＲ率調整手段）１７が、各気筒１１毎に独立に設けられ吸気を適宜絞るための吸気絞りバルブ（図示せず）を有していても良い。

また、上述の実施形態では四気筒エンジンを例に説明したが、本発明は多気筒エンジンであれば気筒数に関わらず適用可能であるのは勿論である。

さらに、本発明が適用されるエンジンは、直列エンジンには限定されず、Ｖ形エンジン等であってもよい。

本発明の一実施形態に係る多気筒ディーゼルエンジンの概略図である。 拡散燃焼用の目標燃料噴射時期マップの一例を示す図である。 拡散燃焼用の目標ＥＧＲバルブ開度マップの一例を示す図である。 ＰＣＩ燃焼用の目標燃料噴射時期マップの一例を示す図である。 ＰＣＩ燃焼用の目標ＥＧＲバルブ開度マップの一例を示す図である。 着火時期の正負を説明するための図である。 ＥＣＵによる処理フローチャートである。 ＥＣＵによる処理フローチャートである。 ＥＣＵによる処理フローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン本体
１１ 気筒
１４ インジェクタ（燃料噴射装置）
１６ ＥＣＵ（制御装置）
１７ ＥＧＲ装置（ＥＧＲ率調整手段）
１９ ＥＧＲバルブ
２２ 加速度センサ（着火時期検出手段）

Claims (4)

1. 複数の気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体の各気筒内に燃料を噴射するための燃料噴射装置と、上記エンジン本体の各気筒毎にＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲ率調整手段と、上記エンジン本体の各気筒の着火時期を検出するための着火時期検出手段と、該着火時期検出手段の検出値に基づいて上記燃料噴射装置及び上記ＥＧＲ率調整手段を制御するための制御装置とを備え、
   該制御装置は、上記エンジン本体の各気筒毎に、上記着火時期検出手段の検出値が所定の着火時期の範囲内となるように、上記ＥＧＲ率調整手段で調整可能な限界までピストンの圧縮上死点よりも早期に燃料を噴射して予混合燃焼を維持させ、その限界を超えた上記エンジン本体の気筒を順次、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して拡散燃焼に切り替えるようにしたことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。
2. 上記ＥＧＲ率調整手段が、上記エンジン本体の各気筒毎に設けられたＥＧＲバルブを有し、上記制御装置は、着火時期の過早側に対しては上記エンジン本体の各気筒のＥＧＲバルブの開度が所定の上限値に達したとき、着火時期の遅れ側に対しては上記エンジン本体の各気筒のＥＧＲバルブの開度が所定の下限値に達したときに、上記拡散燃焼に切り替える請求項１記載の多気筒ディーゼルエンジン。
3. 上記所定の上限値が１００％であり、上記所定の下限値が０％である請求項２記載の多気筒ディーゼルエンジン。
4. 上記着火時期検出手段が、上記エンジン本体の各気筒毎に設けられた加速度センサである請求項１から３いずれかに記載の多気筒ディーゼルエンジン。
   

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