JP2013068134A - Combustion control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion control device capable of reducing HC and CO in low rotation/low load regions of an engine.SOLUTION: An ECU of a combustion control device determines fuel injection amounts and fuel injection timings of main fuel injection the first time and subsequent main fuel injection the second time, and then determines a fuel injection amount and a fuel injection timing of auxiliary after fuel injection performed after the main fuel injection the second time when an engine rotation speed detected by a crank angle sensor is lower than a predetermined rotation speed and when an engine load detected by an acceleration sensor is lower than a predetermined load. The ECU controls an injector so that the main fuel injection the first time, the main fuel injection the second time, and the after fuel injection are sequentially performed in accordance with the determined fuel injection amounts and the fuel injection timings.

Description

本発明は、予混合圧縮着火(PCCI)燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置に関するものである。   The present invention relates to a combustion control device for an engine that performs premixed compression ignition (PCCI) combustion.

予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置としては、例えば特許文献1に記載されているものが知られている。特許文献1に記載の燃焼制御装置は、エンジンの低負荷域において、圧縮行程の比較的早期に燃料噴射弁により第1噴射量の燃料噴射を行った後、圧縮行程終盤における予混合気の冷炎反応が開始する頃に燃料噴射弁により第2噴射量の燃料噴射を行うというものである。   As an engine combustion control device that performs premixed compression ignition combustion, for example, the one described in Patent Document 1 is known. In the combustion control device described in Patent Document 1, after a first injection amount of fuel is injected by the fuel injection valve at a relatively early stage of the compression stroke in the low load region of the engine, the cooling of the premixed gas at the end of the compression stroke is performed. When the flame reaction starts, fuel injection of the second injection amount is performed by the fuel injection valve.

特開2004−100603号公報JP 2004-100603 A

ところで、エンジンの低回転域・低負荷域では、燃料噴射量が比較的少ないので、燃焼室内の温度があまり上昇せず、未燃分のHCやCOが発生しやすくなる。しかし、上記従来技術においては、煤やNOxの低減が図られるものの、そのようなHCやCOの発生抑制については何ら考慮されていない。   By the way, since the fuel injection amount is relatively small in the low rotation region and low load region of the engine, the temperature in the combustion chamber does not rise so much, and unburned HC and CO are likely to be generated. However, in the above prior art, although soot and NOx are reduced, no consideration is given to such suppression of generation of HC and CO.

本発明の目的は、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを低減することができる燃焼制御装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the combustion control apparatus which can reduce HC and CO in the low rotation area and low load area of an engine.

本発明は、予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、第1のメイン燃料噴射を実施してから第2のメイン燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する第1の噴射弁制御手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、回転数検出手段により検出されたエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つ負荷検出手段により検出されたエンジンの負荷が所定負荷よりも低いかどうかを判断する判断手段と、判断手段によりエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つエンジンの負荷が所定負荷よりも低いと判断されたときに、第2のメイン燃料噴射が実施された後に補助的なアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する第2の噴射弁制御手段とを備えることを特徴とするものである。   The present invention relates to an engine combustion control apparatus that performs premixed compression ignition combustion, a fuel injection valve that injects fuel into the combustion chamber of the engine, and a second main fuel injection after the first main fuel injection is performed. As detected, the first injection valve control means for controlling the fuel injection valve, the rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed, the load detection means for detecting the engine load, and the rotation speed detection means. Determining means for determining whether the engine speed detected is lower than the predetermined engine speed and the engine load detected by the load detecting means is lower than the predetermined load; And after the second main fuel injection is performed, the auxiliary after fuel injection is performed when it is determined that the engine load is lower than the predetermined load. It is characterized in further comprising a second injector control means for controlling the fuel injection valve.

このように本発明の燃焼制御装置においては、第1のメイン燃料噴射及び第2のメイン燃料噴射を順次実施した後、エンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つエンジンの負荷が所定負荷よりも低いときは、更に補助的なアフター燃料噴射を実施することにより、アフター燃料噴射による燃焼が行われ、燃焼室内の温度が上昇するため、未燃分の酸化反応が促進され、HCやCOが発生しにくくなる。これにより、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを低減することができる。   As described above, in the combustion control apparatus of the present invention, after the first main fuel injection and the second main fuel injection are sequentially performed, the engine speed is lower than the predetermined speed and the engine load is higher than the predetermined load. Is lower, further auxiliary after-injection is performed, so that combustion by after-fuel injection is performed and the temperature in the combustion chamber rises, so that the oxidation reaction of unburned fuel is promoted and HC and CO are reduced. Less likely to occur. Thereby, HC and CO can be reduced in a low engine speed and low load range.

好ましくは、第2の噴射弁制御手段は、第2のメイン燃料噴射の実施によって燃焼室内に存在する燃料が高温酸化反応を生じている間に着火可能となる時期にアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する。このようにアフター燃料噴射を適切な時期に実施することにより、アフター燃料噴射による燃焼が活発化し、燃焼室内の温度が十分上昇するようになる。これにより、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを一層低減することができる。   Preferably, the second injection valve control means performs the after fuel injection at a timing when the second main fuel injection can be ignited while the fuel existing in the combustion chamber undergoes a high temperature oxidation reaction. In addition, the fuel injection valve is controlled. By performing after fuel injection at an appropriate time in this way, combustion by after fuel injection is activated, and the temperature in the combustion chamber is sufficiently increased. As a result, HC and CO can be further reduced in the low engine speed / low load range of the engine.

また、好ましくは、第2の噴射弁制御手段は、アフター燃料噴射による燃料噴射量を設定する噴射量設定手段を有し、噴射量設定手段により設定された燃料噴射量に応じてアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する。この場合には、条件に応じた最適な燃料噴射量を設定することで、アフター燃料噴射を適切に実施することができる。   Preferably, the second injection valve control means has injection amount setting means for setting a fuel injection amount by after-fuel injection, and performs after-fuel injection according to the fuel injection amount set by the injection amount setting means. The fuel injection valve is controlled to perform. In this case, after-fuel injection can be appropriately performed by setting an optimal fuel injection amount according to the conditions.

このとき、好ましくは、第2の噴射弁制御手段は、噴射量設定手段によりアフター燃料噴射による燃料噴射量が設定されたときに、第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量を減量する噴射量減量手段を有する。第2のメイン燃料噴射を実施すると、その時の吸熱反応によって第1のメイン燃料噴射の酸化反応が抑制される。しかし、第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量を減量することにより、そのような吸熱反応による抑制効果が低減されるため、第1のメイン燃料噴射による燃焼が活発になる。   In this case, preferably, the second injection valve control means reduces the fuel injection quantity by the second main fuel injection when the fuel injection quantity by the after fuel injection is set by the injection quantity setting means. Have means. When the second main fuel injection is performed, the oxidation reaction of the first main fuel injection is suppressed by the endothermic reaction at that time. However, by reducing the fuel injection amount by the second main fuel injection, the suppression effect by such endothermic reaction is reduced, so that the combustion by the first main fuel injection becomes active.

このとき、好ましくは、噴射量減量手段は、第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量から噴射量設定手段により設定されたアフター燃料噴射による燃料噴射量分を減量する。この場合には、第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量が十分減量されることになるため、上記第1のメイン燃料噴射による燃焼が一層活発になる。   At this time, the injection amount reducing means preferably reduces the fuel injection amount by the after fuel injection set by the injection amount setting means from the fuel injection amount by the second main fuel injection. In this case, since the fuel injection amount by the second main fuel injection is sufficiently reduced, the combustion by the first main fuel injection becomes more active.

また、好ましくは、エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段を更に備え、噴射量設定手段は、水温検出手段により検出されたエンジンの冷却水温が第1の所定温度よりも低いかどうかを判断する手段と、水温検出手段により検出されたエンジンの冷却水温が第1の所定温度と同等以上の第2の所定温度よりも高いかどうかを判断する手段と、エンジンの冷却水温が第1の所定温度よりも低いと判断されたときは、アフター燃料噴射による燃料噴射量を増加させ、エンジンの冷却水温が第2の所定温度よりも高いと判断されたときは、アフター燃料噴射による燃料噴射量を減少させる手段とを有する。エンジンの冷却水温が低いときに、空燃比をリーン側に補正する場合は、空気量の増大によりスモークが発生しにくくなる。そこで、エンジンの冷却水温が第1の所定温度よりも低いときは、アフター燃料噴射による燃料噴射量を増加させることにより、スモークの発生を少なくしつつ、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを低減することができる。一方、エンジンの冷却水温が高いときに、空燃比をリッチ側に補正する場合は、空気量の低下等によりスモークが発生しやすくなる。そこで、エンジンの冷却水温が第2の所定温度よりも高いときは、アフター燃料噴射による燃料噴射量を減少させることにより、スモークの発生を抑制することができる。   Preferably, the apparatus further comprises a water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature of the engine, and the injection amount setting means determines whether or not the engine cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is lower than the first predetermined temperature. Means for determining whether the engine coolant temperature detected by the water temperature detector is higher than a second predetermined temperature equal to or higher than the first predetermined temperature, and the engine coolant temperature is the first predetermined temperature. When it is determined that the fuel injection amount is lower than that, the fuel injection amount by the after fuel injection is increased, and when it is determined that the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature, the fuel injection amount by the after fuel injection is decreased. Means. When the air-fuel ratio is corrected to the lean side when the engine coolant temperature is low, smoke does not easily occur due to an increase in the air amount. Therefore, when the engine coolant temperature is lower than the first predetermined temperature, the amount of fuel injection by after-fuel injection is increased, thereby reducing the generation of smoke and reducing the HC in the low engine speed range and low load range of the engine. And CO can be reduced. On the other hand, when the air-fuel ratio is corrected to the rich side when the engine coolant temperature is high, smoke is likely to occur due to a decrease in the air amount or the like. Therefore, when the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature, the generation of smoke can be suppressed by reducing the fuel injection amount by the after fuel injection.

本発明によれば、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを低減することができる。これにより、優れた予混合圧縮着火燃焼を実現することが可能となる。   According to the present invention, HC and CO can be reduced in a low engine speed and low load range. Thereby, it is possible to realize excellent premixed compression ignition combustion.

本発明に係わる燃焼制御装置の一実施形態を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the diesel engine provided with one Embodiment of the combustion control apparatus concerning this invention. 図1に示したECUにより実行される処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence performed by ECU shown in FIG. 1回目のメイン燃料噴射、2回目のメイン燃料噴射、アフター燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection quantity of 1st main fuel injection, 2nd main fuel injection, and after fuel injection, and fuel injection timing. 図2に示したアフター燃料噴射の燃料噴射量の決定処理手順の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the determination processing procedure of the fuel injection quantity of the after fuel injection shown in FIG. アフター燃料噴射を実施した場合及びアフター燃料噴射を実施しない場合の熱発生率波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the heat release rate waveform when the after fuel injection is performed and when the after fuel injection is not performed. アフター燃料噴射の燃料噴射時期とCO発生量、HC発生量及びスモーク発生率との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the fuel injection timing of after fuel injection, CO generation amount, HC generation amount, and a smoke generation rate. アフター燃料噴射の燃料噴射量とCO発生量及びスモーク発生率との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the fuel injection quantity of after fuel injection, CO generation amount, and a smoke generation rate.

以下、本発明に係わる燃焼制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a combustion control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係わる燃焼制御装置の一実施形態を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。同図において、本実施形態に係るディーゼルエンジン1は、コモンレール式の燃料噴射装置を備えた4気筒直列ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジン1はエンジン本体2を備え、このエンジン本体2には4つのシリンダ3が設けられている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine equipped with an embodiment of a combustion control device according to the present invention. In the figure, a diesel engine 1 according to this embodiment is a four-cylinder in-line diesel engine equipped with a common rail fuel injection device. The diesel engine 1 includes an engine body 2, and the engine body 2 is provided with four cylinders 3.

各シリンダ3には、燃焼室4内に燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)5がそれぞれ配設されている。インジェクタ5は、噴射ノズル5aから放射状に燃料を噴射する。各インジェクタ5はコモンレール6に接続されており、コモンレール6に貯留された高圧燃料が各インジェクタ5に常時供給されている。   Each cylinder 3 is provided with an injector (fuel injection valve) 5 for injecting fuel into the combustion chamber 4. The injector 5 injects fuel radially from the injection nozzle 5a. Each injector 5 is connected to a common rail 6, and high-pressure fuel stored in the common rail 6 is constantly supplied to each injector 5.

エンジン本体2には、燃焼室4内に空気を吸入するための吸気通路7がインテークマニホールド8を介して接続されている。また、エンジン本体2には、燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路9がエキゾーストマニホールド10を介して接続されている。   An intake passage 7 for sucking air into the combustion chamber 4 is connected to the engine body 2 via an intake manifold 8. In addition, an exhaust passage 9 for discharging exhaust gas after combustion is connected to the engine body 2 via an exhaust manifold 10.

吸気通路7には、上流側から下流側に向けてエアクリーナー11、ターボ過給機12のコンプレッサ13、インタークーラー14及びスロットルバルブ15が設けられている。スロットルバルブ15は、吸気通路7の通路面積を絞り、下流側に負圧を発生させることで、後述する排気再循環(EGR)を可能とする。排気通路9には、ターボ過給機12のタービン16及び触媒付きDPF17が設けられている。   In the intake passage 7, an air cleaner 11, a compressor 13 of the turbocharger 12, an intercooler 14, and a throttle valve 15 are provided from the upstream side toward the downstream side. The throttle valve 15 restricts the passage area of the intake passage 7 and generates negative pressure downstream, thereby enabling exhaust gas recirculation (EGR), which will be described later. In the exhaust passage 9, a turbine 16 of the turbocharger 12 and a DPF 17 with a catalyst are provided.

また、ディーゼルエンジン1は、燃焼後の排気ガスの一部を燃焼室4内に還流する排気再循環(EGR)装置18を備えている。EGR装置18は、吸気通路7とエキゾーストマニホールド10とを繋ぐEGR通路19と、エキゾーストマニホールド10から吸気通路7への排気再循環ガス(EGRガス)の還流量を調整するEGRバルブ20と、EGR通路19を通るEGRガスを冷却するEGRクーラ21と、このEGRクーラ21をバイパスするようにEGR通路19に接続されたバイパス通路22と、EGRガスの流路をEGRクーラ21側またはバイパス通路22側に切り替える切替弁23とを有している。   The diesel engine 1 also includes an exhaust gas recirculation (EGR) device 18 that recirculates part of the exhaust gas after combustion into the combustion chamber 4. The EGR device 18 includes an EGR passage 19 that connects the intake passage 7 and the exhaust manifold 10, an EGR valve 20 that adjusts the recirculation amount of exhaust recirculation gas (EGR gas) from the exhaust manifold 10 to the intake passage 7, and an EGR passage. The EGR cooler 21 that cools the EGR gas passing through the EGR 19, the bypass passage 22 connected to the EGR passage 19 so as to bypass the EGR cooler 21, and the EGR gas flow path to the EGR cooler 21 side or the bypass passage 22 side And a switching valve 23 for switching.

上記の各インジェクタ5、スロットルバルブ15、EGRバルブ20及び切替弁23は、電子制御ユニット(ECU)24によって制御される。ECU24には、クランク角センサ25、アクセルセンサ26及び水温センサ27が接続されている。   Each injector 5, throttle valve 15, EGR valve 20 and switching valve 23 are controlled by an electronic control unit (ECU) 24. A crank angle sensor 25, an accelerator sensor 26, and a water temperature sensor 27 are connected to the ECU 24.

クランク角センサ25は、図示しないピストンが連結されるクランク軸の回転角度(クランク角)を検出することで、エンジン本体2の回転数(エンジン回転数)を算出可能とする回転数検出手段を構成している。アクセルセンサ26は、エンジン本体2の負荷(エンジン負荷)の代替値として、アクセルペダルの踏込み角(アクセル開度)を検出する負荷検出手段を構成している。なお、コモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンでは、燃料噴射量を電子制御しており、エンジン負荷の代替値として、燃料噴射量を用いることも可能である。水温センサ27は、エンジン本体2の冷却水温(エンジン冷却水温)を検出する水温検出手段を構成しており、例えばエンジン本体2のシリンダヘッドに取り付けられ、シリンダヘッド内のウォータジャケットの水温を検出している。   The crank angle sensor 25 constitutes rotation speed detection means that can calculate the rotation speed (engine rotation speed) of the engine body 2 by detecting the rotation angle (crank angle) of a crankshaft to which a piston (not shown) is coupled. doing. The accelerator sensor 26 constitutes load detecting means for detecting the depression angle (accelerator opening) of the accelerator pedal as an alternative value of the load (engine load) of the engine body 2. In a diesel engine equipped with a common rail fuel injection device, the fuel injection amount is electronically controlled, and the fuel injection amount can be used as an alternative value for the engine load. The water temperature sensor 27 constitutes a water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature of the engine body 2 (engine cooling water temperature). For example, the water temperature sensor 27 is attached to the cylinder head of the engine body 2 and detects the water temperature of the water jacket in the cylinder head. ing.

ECU24は、クランク角センサ25、アクセルセンサ26及び水温センサ27の検出信号を入力し、所定の処理を行い、インジェクタ5、スロットルバルブ15、EGRバルブ20及び切替弁23を制御する。   The ECU 24 inputs detection signals from the crank angle sensor 25, the accelerator sensor 26, and the water temperature sensor 27, performs predetermined processing, and controls the injector 5, the throttle valve 15, the EGR valve 20, and the switching valve 23.

ここで、インジェクタ5、ECU24及びセンサ25〜27は燃焼制御装置28を構成し、更に本実施形態では、燃焼制御装置28にスロットルバルブ15、EGRバルブ20及び切替弁23が含まれている。このような燃焼制御装置28は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程という1サイクルにおいて、各インジェクタ5から燃料を複数回に分けて噴射する分割噴射の予混合圧縮着火(PCCI)燃焼を行うように制御する。   Here, the injector 5, the ECU 24, and the sensors 25 to 27 constitute a combustion control device 28. Further, in this embodiment, the combustion control device 28 includes a throttle valve 15, an EGR valve 20, and a switching valve 23. Such a combustion control device 28 performs premixed compression ignition (PCCI) combustion of split injection in which fuel is injected from each injector 5 in a plurality of times in one cycle of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. Control to do.

本実施形態では、上記の如く、ディーゼルエンジンにおいて、分割噴射する燃料の量及び時期を制御することで、予混合圧縮着火燃焼を行う。ここで、予混合圧縮着火燃焼について、補足する。予混合圧縮着火燃焼は、その燃焼過程において、燃焼室4内に噴射された燃料より、熱発生が緩やかに生じる低温酸化反応と、低温酸化反応後に熱発生が急激に高まる高温酸化反応を伴う。本実施形態では、燃料噴射完了後に高温酸化反応が生じる場合、すなわち、高温酸化反応前に予混合時間が存在する場合を、予混合圧縮着火燃焼とする。以下に記載するメイン燃料噴射は、予混合圧縮着火燃焼を行うための燃料噴射である。   In the present embodiment, as described above, premixed compression ignition combustion is performed in the diesel engine by controlling the amount and timing of fuel to be dividedly injected. Here, the premixed compression ignition combustion will be supplemented. Premixed compression ignition combustion is accompanied by a low temperature oxidation reaction in which heat generation occurs more slowly than the fuel injected into the combustion chamber 4 in the combustion process, and a high temperature oxidation reaction in which heat generation increases rapidly after the low temperature oxidation reaction. In this embodiment, the case where the high temperature oxidation reaction occurs after the completion of fuel injection, that is, the case where the premixing time exists before the high temperature oxidation reaction is referred to as premixed compression ignition combustion. The main fuel injection described below is a fuel injection for performing premixed compression ignition combustion.

図2は、ECU24により実行される処理手順を示すフローチャートである。本処理は、センサ25〜27の検出信号に基づいてインジェクタ5及びEGRバルブ20を制御する処理である。   FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure executed by the ECU 24. This process is a process for controlling the injector 5 and the EGR valve 20 based on the detection signals of the sensors 25 to 27.

同図において、まずアフター燃料噴射フラグFを0に初期設定する(手順S101)。続いて、クランク角センサ25により検出されたエンジン回転数とアクセルセンサ26により検出されたエンジン負荷とに基づいて、図3に示すように、1回目のメイン燃料噴射及びこの後に実施される2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する(手順S102)。このとき、2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量は、例えば1回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量よりも少なくする。また、2回目のメイン燃料噴射の開始時期は、例えばクランク角が圧縮上死点(TDC)直前とする。   In the figure, first, an after fuel injection flag F is initially set to 0 (step S101). Subsequently, based on the engine speed detected by the crank angle sensor 25 and the engine load detected by the accelerator sensor 26, as shown in FIG. 3, the first main fuel injection and the second time executed thereafter are performed. The fuel injection amount and fuel injection timing of the main fuel injection are determined (step S102). At this time, the fuel injection amount of the second main fuel injection is made smaller than the fuel injection amount of the first main fuel injection, for example. In addition, the start timing of the second main fuel injection is, for example, the crank angle immediately before the compression top dead center (TDC).

続いて、クランク角センサ25により検出されたエンジン回転数が所定回転数よりも低いかどうかを判断する(手順S103)。ここで、所定回転数は、最高回転数の1/2よりも低い回転数(例えば2000rpm程度)とする。エンジン回転数が所定回転数よりも低いと判断されたときは、アクセルセンサ26により検出されたエンジン負荷が所定負荷よりも低いかどうかを判断する(手順S104)。ここで、所定負荷は、アクセルペダルの踏込み角に置き換えた場合に、例えば踏込み角の最大値に対し、20%程度の踏込み角とする。   Subsequently, it is determined whether or not the engine speed detected by the crank angle sensor 25 is lower than a predetermined speed (step S103). Here, the predetermined rotational speed is set to a rotational speed lower than ½ of the maximum rotational speed (for example, about 2000 rpm). When it is determined that the engine speed is lower than the predetermined speed, it is determined whether the engine load detected by the accelerator sensor 26 is lower than the predetermined load (step S104). Here, when the predetermined load is replaced by the depression angle of the accelerator pedal, for example, the predetermined load is a depression angle of about 20% with respect to the maximum depression angle.

エンジン負荷が所定負荷よりも低いと判断されたときは、図3に示すように、2回目のメイン燃料噴射の後に実施される補助的なアフター燃料噴射の燃料噴射時期を決定する(手順S105)。具体的には、アフター燃料噴射の燃料噴射時期は、2回目のメイン燃料噴射の実施によって燃焼室4内に存在する噴射燃料が燃焼している間に燃料と空気との予混合気が着火可能となるような時期とするのが好ましい。   When it is determined that the engine load is lower than the predetermined load, as shown in FIG. 3, the fuel injection timing of the auxiliary after fuel injection that is performed after the second main fuel injection is determined (step S105). . Specifically, the fuel injection timing of the after fuel injection is such that the premixed mixture of fuel and air can be ignited while the injected fuel existing in the combustion chamber 4 is combusted by performing the second main fuel injection. It is preferable that the time be such that.

続いて、アフター燃料噴射の燃料噴射量を決定する(手順S106)。このアフター燃料噴射の燃料噴射量の決定処理手順の詳細を図4に示す。   Subsequently, the fuel injection amount of the after fuel injection is determined (procedure S106). FIG. 4 shows details of the procedure for determining the fuel injection amount for the after fuel injection.

同図において、まずアフター燃料噴射の燃料噴射量を設定する(手順S201)。アフター燃料噴射の燃料噴射量は、クランク角センサ25により検出されたエンジン回転数とアクセルセンサ26により検出されたエンジン負荷とに基づいて求めても良いし、予め一定値として決めておいても良い。   In the figure, first, the fuel injection amount of the after fuel injection is set (step S201). The fuel injection amount of the after fuel injection may be obtained based on the engine speed detected by the crank angle sensor 25 and the engine load detected by the accelerator sensor 26, or may be determined as a constant value in advance. .

続いて、水温センサ27により検出されたエンジン冷却水温が第1の所定温度よりも低いかどうかを判断する(手順S202)。エンジン冷却水温が第1の所定温度よりも低いと判断されたときは、燃焼室4内の空燃比(A/F)をリーン側に補正すべく、吸気通路7へのEGRガスの還流量を減少させることで燃焼室4内への吸入空気量を増加させるように、EGRバルブ20を制御する(手順S203)。なお、空燃比をリーン側に補正するときは、燃焼室4内への燃料噴射量を変えずに、燃焼室4内への吸入空気量を増やすようにする。   Subsequently, it is determined whether or not the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 27 is lower than the first predetermined temperature (step S202). When it is determined that the engine coolant temperature is lower than the first predetermined temperature, the recirculation amount of the EGR gas to the intake passage 7 is set to correct the air-fuel ratio (A / F) in the combustion chamber 4 to the lean side. The EGR valve 20 is controlled so as to increase the amount of intake air into the combustion chamber 4 by decreasing (step S203). When the air-fuel ratio is corrected to the lean side, the amount of intake air into the combustion chamber 4 is increased without changing the fuel injection amount into the combustion chamber 4.

続いて、エンジン冷却水温に応じて、手順S201で設定されたアフター燃料噴射の燃料噴射量を増加させる(手順S204)。このとき、例えばエンジン冷却水温が低くなるほど、アフター燃料噴射の燃料噴射量を多くする。   Subsequently, the after-injection fuel injection amount set in step S201 is increased according to the engine coolant temperature (step S204). At this time, for example, the fuel injection amount of the after fuel injection is increased as the engine coolant temperature becomes lower.

手順S202でエンジン冷却水温が第1の所定温度よりも低くないと判断されたときは、エンジン冷却水温が第2の所定温度よりも高いかどうかを判断する(手順S205)。なお、第2の所定温度は、第1の所定温度よりも高いのが望ましいが、第1の所定温度と同じでも良い。   If it is determined in step S202 that the engine coolant temperature is not lower than the first predetermined temperature, it is determined whether the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature (step S205). The second predetermined temperature is preferably higher than the first predetermined temperature, but may be the same as the first predetermined temperature.

エンジン冷却水温が第2の所定温度よりも高いと判断されたときは、燃焼室4内の空燃比をリッチ側に補正すべく、吸気通路7へのEGRガスの還流量を増加させることで燃焼室4内への吸入空気量を減少させるように、EGRバルブ20を制御する(手順S206)。なお、空燃比をリッチ側に補正するときは、燃焼室4内への燃料噴射量を変えずに、燃焼室4内への吸入空気量を減らすようにする。   When it is determined that the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature, combustion is performed by increasing the recirculation amount of EGR gas to the intake passage 7 in order to correct the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 to the rich side. The EGR valve 20 is controlled so as to reduce the amount of intake air into the chamber 4 (step S206). When the air-fuel ratio is corrected to the rich side, the amount of intake air into the combustion chamber 4 is reduced without changing the fuel injection amount into the combustion chamber 4.

なお、手順S203および手順S206によっても、燃焼室4内の空燃比はリーン環境下にある。上述するリーン側への補正、あるいはリッチ側への補正は、エンジン冷却水温が、第1の所定温度及び第2の所定温度の間にあるときに設定される空燃比(A/F)の値を標準とし、その標準に対し、リーン側またはリッチ側に補正することを意味する。   Note that the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 is also in a lean environment by the procedure S203 and the procedure S206. The correction to the lean side or the correction to the rich side described above is the value of the air-fuel ratio (A / F) set when the engine coolant temperature is between the first predetermined temperature and the second predetermined temperature. Means that the correction is made to the lean side or the rich side with respect to the standard.

続いて、エンジン冷却水温に応じて、手順S201で設定されたアフター燃料噴射の燃料噴射量を減少させる(手順S207)。このとき、例えばエンジン冷却水温が高くなるほど、アフター燃料噴射の燃料噴射量を少なくする。   Subsequently, the fuel injection amount of the after fuel injection set in step S201 is decreased according to the engine coolant temperature (step S207). At this time, for example, the fuel injection amount of the after fuel injection is decreased as the engine coolant temperature becomes higher.

手順S205でエンジン冷却水温が第2の所定温度よりも高くないと判断されたときは、手順S201で設定されたアフター燃料噴射の燃料噴射量を変えることは無い。   When it is determined in step S205 that the engine coolant temperature is not higher than the second predetermined temperature, the after-injection fuel injection amount set in step S201 is not changed.

その後、図3に示すように、2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からアフター燃料噴射の燃料噴射量分を減量することで、上記手順102で決定された2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を変更する(手順S208)。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the fuel injection amount of the second main fuel injection determined in the procedure 102 is reduced by subtracting the fuel injection amount of the after fuel injection from the fuel injection amount of the second main fuel injection. The amount is changed (procedure S208).

ただし、2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からアフター燃料噴射の燃料噴射量分を減量したときに、2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量がインジェクタ5の噴射ノズル5aの最低噴射量を下回る場合には、アフター燃料噴射の燃料噴射量の残り分を1回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量から減量する。それでも、アフター燃料噴射の燃料噴射量が不足する場合は、インジェクタ5の噴射ノズル5aの最低噴射量を下回らない範囲内でアフター燃料噴射の燃料噴射量を減らすようにする。これにより、全燃料噴射量は、一定に維持される。   However, when the fuel injection amount of the after fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the second main fuel injection, the fuel injection amount of the second main fuel injection is lower than the minimum injection amount of the injection nozzle 5a of the injector 5. In this case, the remaining fuel injection amount of the after fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the first main fuel injection. If the fuel injection amount of the after fuel injection is still insufficient, the fuel injection amount of the after fuel injection is reduced within a range that does not fall below the minimum injection amount of the injection nozzle 5a of the injector 5. Thereby, the total fuel injection amount is kept constant.

図2に戻り、上記のようにアフター燃料噴射の燃料噴射量を決定した後、アフター燃料噴射フラグFを1にセットする(手順S107)。   Returning to FIG. 2, after determining the fuel injection amount of the after fuel injection as described above, the after fuel injection flag F is set to 1 (step S107).

そして、その手順S107が実行された後、或いは手順S103でエンジン回転数が所定回転数よりも低くないと判断されたとき、手順S104でエンジン負荷が所定負荷よりも低くないと判断されたときは、手順S102で決定された燃料噴射時期において、手順S102で決定された燃料噴射量に従って1回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ5を制御する(手順S108)。   Then, after step S107 is executed, or when it is determined in step S103 that the engine speed is not lower than the predetermined speed, if it is determined in step S104 that the engine load is not lower than the predetermined load. Then, at the fuel injection timing determined in step S102, the injector 5 is controlled so that the first main fuel injection is performed in accordance with the fuel injection amount determined in step S102 (step S108).

続いて、手順S102で決定された燃料噴射時期において、手順S102で決定された燃料噴射量または手順S208で変更された燃料噴射量に従って2回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ5を制御する(手順S109)。具体的には、後のアフター燃料噴射を実施しないときは、手順S102で決定された燃料噴射量に従って2回目のメイン燃料噴射を実施し、後のアフター燃料噴射を実施するときは、手順S208で変更された燃料噴射量に従って2回目のメイン燃料噴射を実施する。   Subsequently, at the fuel injection timing determined in step S102, the injector 5 is controlled so that the second main fuel injection is performed according to the fuel injection amount determined in step S102 or the fuel injection amount changed in step S208. (Step S109). Specifically, when the subsequent after fuel injection is not performed, the second main fuel injection is performed according to the fuel injection amount determined in step S102, and when the subsequent after fuel injection is performed, in step S208. A second main fuel injection is performed according to the changed fuel injection amount.

続いて、アフター燃料噴射フラグFが1であるかどうかを判断し(手順S110)、アフター燃料噴射フラグFが1でないときは、アフター燃料噴射を実施すること無く、本処理を終了する。アフター燃料噴射フラグFが1であるときは、手順S105で決定された燃料噴射時期において、手順S106で決定された燃料噴射量に従ってアフター燃料噴射を実施するように、インジェクタ5を制御し(手順S111)、本処理を終了する。   Subsequently, it is determined whether or not the after fuel injection flag F is 1 (procedure S110). If the after fuel injection flag F is not 1, this processing is terminated without performing after fuel injection. When the after fuel injection flag F is 1, the injector 5 is controlled to perform after fuel injection according to the fuel injection amount determined in step S106 at the fuel injection timing determined in step S105 (step S111). ), This process is terminated.

ここで、2回目のメイン燃料噴射を実施すると、燃料の吸熱反応によって1回目のメイン燃料噴射の高温酸化反応が抑制される。しかし、アフター燃料噴射を実施するときは、アフター燃料噴射の燃料噴射量分だけ2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量が減少するので、2回目のメイン燃料噴射における燃料の吸熱反応による1回目のメイン燃料噴射の抑制効果が低減され、1回目のメイン燃料噴射の高温酸化反応が活発になる。   Here, when the second main fuel injection is performed, the high temperature oxidation reaction of the first main fuel injection is suppressed by the endothermic reaction of the fuel. However, when the after fuel injection is performed, the fuel injection amount of the second main fuel injection is reduced by the amount of the fuel injection of the after fuel injection, so the first end due to the endothermic reaction of the fuel in the second main fuel injection. The suppression effect of the main fuel injection is reduced, and the high temperature oxidation reaction of the first main fuel injection becomes active.

以上において、第1のメイン燃料噴射を実施してから第2のメイン燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁5を制御する第1の噴射弁制御手段は、ECU24よりなり、上記手順S102,S108,S109がその機能にあたる。回転数検出手段25により検出されたエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つ負荷検出手段26により検出されたエンジンの負荷が所定負荷よりも低いかどうかを判断する判断手段は、ECU24よりなり、上記手順S103,S104がその機能にあたる。判断手段によりエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つエンジンの負荷が所定負荷よりも低いと判断されたときに、第2のメイン燃料噴射が実施された後に補助的なアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁5を制御する第2の噴射弁制御手段は、ECU24よりなり、上記手順S105,S106,S111がその機能にあたる。   In the above, the first injection valve control means for controlling the fuel injection valve 5 so as to perform the second main fuel injection after the first main fuel injection is made up of the ECU 24, and the procedure S102, S108 and S109 correspond to the function. The judging means for judging whether or not the engine speed detected by the speed detecting means 25 is lower than the predetermined speed and whether the engine load detected by the load detecting means 26 is lower than the predetermined load comprises the ECU 24. The above steps S103 and S104 correspond to the function. When the determination means determines that the engine speed is lower than the predetermined speed and the engine load is lower than the predetermined load, an auxiliary after-fuel injection is performed after the second main fuel injection is performed. As described above, the second injection valve control means for controlling the fuel injection valve 5 comprises the ECU 24, and the above-described procedures S105, S106, and S111 correspond to the function thereof.

また、アフター燃料噴射による燃料噴射量を設定する噴射量設定手段は、ECU24よりなり、上記手順S201〜S207がその機能にあたる。噴射量設定手段によりアフター燃料噴射による燃料噴射量が設定されたときに、第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量を減量する噴射量減量手段は、ECU24よりなり、上記手順S208がその機能にあたる。   Further, the injection amount setting means for setting the fuel injection amount by the after fuel injection includes the ECU 24, and the above steps S201 to S207 correspond to the function. The injection amount reducing means for reducing the fuel injection amount by the second main fuel injection when the fuel injection amount by the after fuel injection is set by the injection amount setting means is composed of the ECU 24, and the above-described procedure S208 corresponds to the function.

以上のように構成した本実施形態においては、エンジン回転数が所定回転数よりも低く且つエンジン負荷が所定負荷よりも低いときは、1回目のメイン燃料噴射及び2回目のメイン燃料噴射に続いて、アフター燃料噴射を実施するようにしたので、燃焼室4内(筒内)における燃焼の後期にアフター燃料噴射による燃焼が行われ、燃焼室4内の温度(筒内温度)が上昇する。従って、未燃分の酸化反応が促進され、HCやCOが発生しにくくなる。これにより、エンジン1の低回転域及び低負荷域において、HCやCOを低減することができる。   In the present embodiment configured as described above, when the engine speed is lower than the predetermined speed and the engine load is lower than the predetermined load, following the first main fuel injection and the second main fuel injection. Since the after fuel injection is performed, the combustion by the after fuel injection is performed in the later stage of the combustion in the combustion chamber 4 (in the cylinder), and the temperature in the combustion chamber 4 (the in-cylinder temperature) rises. Therefore, the oxidation reaction of unburned matter is promoted, and HC and CO are hardly generated. Thereby, HC and CO can be reduced in the low rotation range and low load range of the engine 1.

図5は、アフター燃料噴射を実施した場合及びアフター燃料噴射を実施しない場合の熱発生率波形の一例を示したものである。図5において、破線Pは、アフター燃料噴射を実施しない場合の熱発生率波形を示し、1点鎖線Q及び実線Rは、アフター燃料噴射を異なるタイミングで実施した場合の熱発生率波形を示している。アフター燃料噴射を実施した場合には、アフター燃料噴射に相当する熱発生領域(山形形状)が、1点鎖線Qでは10°ATDC付近にて発生し、実線Rでは15°ATDC付近にて発生している。また、アフター燃料噴射を実施した場合には、アフター燃料噴射の燃料噴射量分だけ2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量が減量されているため、アフター燃料噴射を実施しない場合に比べて熱発生率のピークが抑えられている。   FIG. 5 shows an example of the heat release rate waveform when the after fuel injection is performed and when the after fuel injection is not performed. In FIG. 5, the broken line P indicates the heat generation rate waveform when the after fuel injection is not performed, and the one-dot chain line Q and the solid line R indicate the heat generation rate waveform when the after fuel injection is performed at different timings. Yes. When the after fuel injection is performed, a heat generation region (mountain shape) corresponding to the after fuel injection occurs around 10 ° ATDC in the one-dot chain line Q, and around 15 ° ATDC in the solid line R. ing. In addition, when the after fuel injection is performed, the amount of fuel injection of the second main fuel injection is reduced by the amount of the fuel injection of the after fuel injection, so that heat is generated compared to the case where the after fuel injection is not performed. The rate peak is suppressed.

図6(a)は、アフター燃料噴射の燃料噴射時期とCO発生量との関係の一例を示し、図6(b)は、アフター燃料噴射の燃料噴射時期とHC発生量との関係の一例を示し、図6(c)は、アフター燃料噴射の燃料噴射時期とスモーク発生率との関係の一例を示している。図6(a),(b)に示すように、アフター燃料噴射を実施した場合(実線S参照)には、アフター燃料噴射を実施しない場合(破線T参照)に比べてCOやHCが低減されることが明らかである。   FIG. 6A shows an example of the relationship between the fuel injection timing of the after fuel injection and the CO generation amount, and FIG. 6B shows an example of the relationship between the fuel injection timing of the after fuel injection and the HC generation amount. FIG. 6C shows an example of the relationship between the fuel injection timing of the after fuel injection and the smoke occurrence rate. As shown in FIGS. 6A and 6B, when after-fuel injection is performed (see the solid line S), CO and HC are reduced compared to when no after-fuel injection is performed (see the broken line T). It is clear that

このとき、2回目のメイン燃料噴射の実施による噴射燃料が燃焼している間に予混合気が着火可能となる時期にアフター燃料噴射を実施することにより、アフター燃料噴射による燃焼が活発化し、筒内温度が十分上昇する。従って、未燃分の酸化反応が促進され、HCやCOが更に発生しにくくなるため、HCやCOを一層低減することができる。   At this time, by performing the after fuel injection at a time when the premixed gas can be ignited while the fuel injected by the second main fuel injection is combusting, the combustion by the after fuel injection is activated, and the cylinder The internal temperature rises sufficiently. Accordingly, the oxidation reaction of the unburned portion is promoted, and HC and CO are further hardly generated, so that HC and CO can be further reduced.

図5において、1点鎖線Qは、アフター燃料噴射の燃料噴射時期を2回目のメイン燃料噴射の実施による噴射燃料が燃焼している間に着火可能となる時期(5°ATDC)とした場合の熱発生率波形を示し、実線Rは、アフター燃料噴射の燃料噴射時期を2回目のメイン燃料噴射の実施による噴射燃料の燃焼が終了した後に着火可能となる時期(8°ATDC)とした場合の熱発生率波形を示している。   In FIG. 5, an alternate long and short dash line Q indicates a case where the fuel injection timing of the after fuel injection is set to a timing (5 ° ATDC) at which ignition is possible while the injected fuel is burned by performing the second main fuel injection. A heat generation rate waveform is shown, and a solid line R represents a case where the fuel injection timing of the after fuel injection is set to a timing (8 ° ATDC) at which ignition is possible after the combustion of the injected fuel by the second main fuel injection is completed. The heat release rate waveform is shown.

図6(a)、(b)に示すように、アフター燃料噴射の燃料噴射時期を5°ATDCとした場合には、8°ATDCとした場合に比べてCOやHCが低減されることが明らかである。また、図6(c)に示すように、アフター燃料噴射の燃料噴射時期を5°ATDCとした場合には、8°ATDCとした場合に比べてスモークの発生率が低くなっている。従って、アフター燃料噴射の燃料噴射時期を2回目のメイン燃料噴射の実施による噴射燃料が燃焼している間に着火可能となる時期とすることにより、スモークの増大を抑制しつつ、HCやCOを低減することができる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, when the fuel injection timing of after fuel injection is set to 5 ° ATDC, it is clear that CO and HC are reduced compared to the case where 8 ° ATDC is set. It is. Further, as shown in FIG. 6C, when the fuel injection timing of the after fuel injection is 5 ° ATDC, the smoke generation rate is lower than when the fuel injection timing is 8 ° ATDC. Therefore, by setting the fuel injection timing of the after fuel injection to a timing at which ignition can be performed while the fuel injected by the second main fuel injection is combusting, the increase in smoke is suppressed and HC and CO are reduced. Can be reduced.

また、エンジン冷却水温が第1の所定温度よりも低いときは、上記のように空燃比をリーン側に補正することで、燃焼室4内へ吸入される空気量が多くなるため、スモークが発生しにくくなる。従って、エンジン冷却水温が第1の所定温度よりも低いときは、アフター燃料噴射の燃料噴射量を増加させることにより、スモークの発生を抑えつつ、HCやCOを低減することができる。   Further, when the engine coolant temperature is lower than the first predetermined temperature, the amount of air taken into the combustion chamber 4 increases by correcting the air-fuel ratio to the lean side as described above, so that smoke is generated. It becomes difficult to do. Therefore, when the engine cooling water temperature is lower than the first predetermined temperature, it is possible to reduce HC and CO while suppressing the generation of smoke by increasing the fuel injection amount of the after fuel injection.

図7(a)は、アフター燃料噴射の燃料噴射量とCO発生量との関係の一例を示し、図7(b)は、アフター燃料噴射の燃料噴射量とスモーク発生率との関係の一例を示している。いずれのグラフも、エンジン冷却水温が20℃のときの特性を示している。なお、エンジン冷却水温が80℃のときの燃料噴射量は、1.1mm3/st程度である。   FIG. 7A shows an example of the relationship between the fuel injection amount of the after fuel injection and the CO generation amount, and FIG. 7B shows an example of the relationship between the fuel injection amount of the after fuel injection and the smoke generation rate. Show. Both graphs show the characteristics when the engine coolant temperature is 20 ° C. The fuel injection amount when the engine coolant temperature is 80 ° C. is about 1.1 mm 3 / st.

図7(a)から分かるように、アフター燃料噴射の燃料噴射量を1.1mm3/stから増加させるに従い、COが少なくなる。また、図7(b)から分かるように、アフター燃料噴射の燃料噴射量を1.1mm3/stから2.0mm3/stまで増加させても、スモークは殆ど増加しない。従って、アフター燃料噴射の燃料噴射量を1.1〜2.0mm3/stの範囲内で増加させることで、スモークの発生を抑えつつ、COを低減することが可能となる。   As can be seen from FIG. 7A, the CO decreases as the fuel injection amount of the after fuel injection is increased from 1.1 mm 3 / st. Further, as can be seen from FIG. 7B, even if the fuel injection amount of the after fuel injection is increased from 1.1 mm 3 / st to 2.0 mm 3 / st, the smoke hardly increases. Therefore, by increasing the fuel injection amount of the after fuel injection within the range of 1.1 to 2.0 mm 3 / st, it becomes possible to reduce CO while suppressing the generation of smoke.

一方、エンジン冷却水温が第2の所定温度よりも高いときは、上記のように空燃比をリッチ側に補正することで、燃焼室4内へ吸入される空気量が少なくなり、予混合気の着火遅れが短縮されるため、スモークが発生しやすくなる。従って、エンジン冷却水温が第2の所定温度よりも高いときは、アフター燃料噴射の燃料噴射量を減少させることにより、スモークの発生を抑えることができる。   On the other hand, when the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature, the amount of air sucked into the combustion chamber 4 is reduced by correcting the air-fuel ratio to the rich side as described above, and the premixed gas Since the ignition delay is shortened, smoke is likely to occur. Therefore, when the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature, the generation of smoke can be suppressed by reducing the fuel injection amount of the after fuel injection.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジン回転数が所定回転数よりも低く且つエンジン負荷が所定負荷よりも低いときは、1回目のメイン燃料噴射、2回目のメイン燃料噴射及びアフター燃料噴射を順次実施するようにしたが、更に1回目のメイン燃料噴射を実施する前に、補助的なプレ燃料噴射を実施しても良い。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, when the engine speed is lower than the predetermined speed and the engine load is lower than the predetermined load, the first main fuel injection, the second main fuel injection, and the after fuel injection are sequentially performed. However, an auxiliary pre-fuel injection may be performed before the first main fuel injection is performed.

また、上記実施形態では、アフター燃料噴射を実施するときは、基本的には2回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からアフター燃料噴射の燃料噴射量分を減量するようにしたが、2回目のメイン燃料噴射の燃料減少量としては、特にアフター燃料噴射の燃料噴射量分には限られない。   In the above embodiment, when the after fuel injection is performed, the fuel injection amount of the after fuel injection is basically reduced from the fuel injection amount of the second main fuel injection. The fuel decrease amount of the main fuel injection is not particularly limited to the fuel injection amount of the after fuel injection.

さらに、上記実施形態では、水温センサ27により検出されたエンジン冷却水温に応じて、アフター燃料噴射の燃料噴射量を増減させるようにしたが、水温センサ27に加えて、外気温度を検出する外気温センサを設け、エンジン冷却水温及び外気温度に基づいてアフター燃料噴射の燃料噴射量を増減させるようにしても良い。例えば、エンジン冷却水温及び外気温度について補正係数をそれぞれ予め設定しておき、エンジン冷却水温及び外気温度に基づいてエンジン冷却水温の補正係数及び外気温度の補正係数のうち大きいほうを選択し、その選択した補正係数を先に得られた基本燃料噴射量に掛けることで、アフター燃料噴射の燃料噴射量を求めるようにする。   Furthermore, in the above embodiment, the fuel injection amount of the after fuel injection is increased or decreased according to the engine cooling water temperature detected by the water temperature sensor 27. However, in addition to the water temperature sensor 27, the outside air temperature for detecting the outside air temperature. A sensor may be provided to increase or decrease the fuel injection amount of the after fuel injection based on the engine coolant temperature and the outside air temperature. For example, a correction coefficient is set in advance for each of the engine cooling water temperature and the outside air temperature, and the larger one of the engine cooling water temperature correction coefficient and the outside air temperature correction coefficient is selected based on the engine cooling water temperature and the outside air temperature. By multiplying the previously obtained basic fuel injection amount by the correction coefficient, the fuel injection amount of the after fuel injection is obtained.

また、上記実施形態では、エンジン水温に応じて、EGRバルブ20によりEGRガスの流量を調整することで、燃焼室4内の空燃比を制御するようにしたが、特にその手法には限られず、エンジン水温に応じて、スロットルバルブ15により空気の吸入量を調整することで、燃焼室4内の空燃比を制御しても良い。また、エンジン水温に応じてEGRバルブ20及びスロットルバルブ15の両方を制御しても良い。   In the above embodiment, the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 is controlled by adjusting the flow rate of the EGR gas by the EGR valve 20 in accordance with the engine water temperature. The air-fuel ratio in the combustion chamber 4 may be controlled by adjusting the air intake amount by the throttle valve 15 according to the engine water temperature. Further, both the EGR valve 20 and the throttle valve 15 may be controlled according to the engine water temperature.

さらに、上記実施形態では、1サイクル毎に2回のメイン燃料噴射を実施しているが、1サイクル毎にメイン燃料噴射を3回以上実施しても良い。なお、メイン燃料噴射を3回以上実施する場合には、最後のメイン燃料噴射が第2のメイン燃料噴射に相当し、その一つ前のメイン燃料噴射が第1のメイン燃料噴射に相当する。   Further, in the above embodiment, the main fuel injection is performed twice per cycle, but the main fuel injection may be performed three times or more per cycle. When the main fuel injection is performed three times or more, the last main fuel injection corresponds to the second main fuel injection, and the immediately preceding main fuel injection corresponds to the first main fuel injection.

1…ディーゼルエンジン、4…燃焼室、5…インジェクタ(燃料噴射弁)、24…ECU(第1の噴射弁制御手段、判断手段、第2の噴射弁制御手段、噴射量設定手段、噴射量減量手段)、25…クランク角センサ(回転数検出手段)、26…アクセルセンサ(負荷検出手段)、27…水温センサ(水温検出手段)、28…燃焼制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine, 4 ... Combustion chamber, 5 ... Injector (fuel injection valve), 24 ... ECU (1st injection valve control means, judgment means, 2nd injection valve control means, injection amount setting means, injection amount reduction) Means), 25 ... crank angle sensor (rotation speed detection means), 26 ... accelerator sensor (load detection means), 27 ... water temperature sensor (water temperature detection means), 28 ... combustion control device.

本発明は、予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、第1のメイン燃料噴射を実施してから第2のメイン燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する第1の噴射弁制御手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、回転数検出手段により検出されたエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つ負荷検出手段により検出されたエンジンの負荷が所定負荷よりも低いかどうかを判断する判断手段と、判断手段によりエンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つエンジンの負荷が所定負荷よりも低いと判断されたときに、第2のメイン燃料噴射が実施された後に補助的なアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御する第2の噴射弁制御手段とを備え、第2の噴射弁制御手段は、第2のメイン燃料噴射の実施によって燃焼室内に存在する燃料が高温酸化反応を生じている間に着火可能となる時期にアフター燃料噴射を実施するように、燃料噴射弁を制御することを特徴とするものである。 The present invention relates to an engine combustion control apparatus that performs premixed compression ignition combustion, a fuel injection valve that injects fuel into the combustion chamber of the engine, and a second main fuel injection after the first main fuel injection is performed. As detected, the first injection valve control means for controlling the fuel injection valve, the rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed, the load detection means for detecting the engine load, and the rotation speed detection means. Determining means for determining whether the engine speed detected is lower than the predetermined engine speed and the engine load detected by the load detecting means is lower than the predetermined load; And after the second main fuel injection is performed, the auxiliary after fuel injection is performed when it is determined that the engine load is lower than the predetermined load. And a second injection valve control means for controlling the fuel injection valve, the second injection valve control means, while the fuel present in the combustion chamber by the practice of the second main fuel injection occurs a high temperature oxidation reaction The fuel injection valve is controlled so that after-fuel injection is performed at a time when ignition is possible .

また、アフター燃料噴射を上述した適切な時期に実施することにより、アフター燃料噴射による燃焼が活発化し、燃焼室内の温度が十分上昇するようになる。これにより、エンジンの低回転域・低負荷域においてHCやCOを一層低減することができる。 In addition, by performing the after fuel injection at the appropriate time described above, the combustion by the after fuel injection is activated, and the temperature in the combustion chamber is sufficiently increased. As a result, HC and CO can be further reduced in the low engine speed / low load range of the engine.

Claims (6)

予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
第1のメイン燃料噴射を実施してから第2のメイン燃料噴射を実施するように、前記燃料噴射弁を制御する第1の噴射弁制御手段と、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、
前記回転数検出手段により検出された前記エンジンの回転数が所定回転数よりも低く且つ前記負荷検出手段により検出された前記エンジンの負荷が所定負荷よりも低いかどうかを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記エンジンの回転数が前記所定回転数よりも低く且つ前記エンジンの負荷が前記所定負荷よりも低いと判断されたときに、前記第2のメイン燃料噴射が実施された後に補助的なアフター燃料噴射を実施するように、前記燃料噴射弁を制御する第2の噴射弁制御手段とを備えることを特徴とする燃焼制御装置。
In an engine combustion control device that performs premixed compression ignition combustion,
A fuel injection valve for injecting fuel into the combustion chamber of the engine;
First injection valve control means for controlling the fuel injection valve so that the second main fuel injection is performed after the first main fuel injection is performed;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine;
Load detecting means for detecting the load of the engine;
Determining means for determining whether the engine speed detected by the engine speed detecting means is lower than a predetermined engine speed and whether the engine load detected by the load detecting means is lower than a predetermined load;
When it is determined by the determination means that the engine speed is lower than the predetermined speed and the engine load is lower than the predetermined load, an auxiliary is performed after the second main fuel injection is performed. And a second injection valve control means for controlling the fuel injection valve so as to perform the after-fuel injection.
前記第2の噴射弁制御手段は、前記第2のメイン燃料噴射の実施によって前記燃焼室内に存在する燃料が高温酸化反応を生じている間に着火可能となる時期に前記アフター燃料噴射を実施するように、前記燃料噴射弁を制御することを特徴とする請求項1記載の燃焼制御装置。   The second injection valve control means performs the after fuel injection at a time when ignition is possible while the fuel existing in the combustion chamber undergoes a high-temperature oxidation reaction by performing the second main fuel injection. The combustion control apparatus according to claim 1, wherein the fuel injection valve is controlled as described above. 前記第2の噴射弁制御手段は、前記アフター燃料噴射による燃料噴射量を設定する噴射量設定手段を有し、前記噴射量設定手段により設定された燃料噴射量に応じて前記アフター燃料噴射を実施するように、前記燃料噴射弁を制御することを特徴とする請求項1または2記載の燃焼制御装置。   The second injection valve control means has an injection amount setting means for setting a fuel injection amount by the after fuel injection, and performs the after fuel injection according to the fuel injection amount set by the injection amount setting means. The combustion control apparatus according to claim 1, wherein the fuel injection valve is controlled. 前記第2の噴射弁制御手段は、前記噴射量設定手段により前記アフター燃料噴射による燃料噴射量が設定されたときに、前記第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量を減量する噴射量減量手段を有することを特徴とする請求項3記載の燃焼制御装置。   The second injection valve control means includes an injection amount reducing means for reducing the fuel injection quantity by the second main fuel injection when the fuel injection quantity by the after fuel injection is set by the injection quantity setting means. The combustion control device according to claim 3, wherein the combustion control device is provided. 前記噴射量減量手段は、前記第2のメイン燃料噴射による燃料噴射量から前記噴射量設定手段により設定された前記アフター燃料噴射による燃料噴射量分を減量することを特徴とする請求項4記載の燃焼制御装置。   5. The fuel injection amount reduction unit according to claim 4, wherein the injection amount reduction unit reduces a fuel injection amount by the after-fuel injection set by the injection amount setting unit from a fuel injection amount by the second main fuel injection. Combustion control device. 前記エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段を更に備え、
前記噴射量設定手段は、前記水温検出手段により検出された前記エンジンの冷却水温が第1の所定温度よりも低いかどうかを判断する手段と、前記水温検出手段により検出された前記エンジンの冷却水温が前記第1の所定温度と同等以上の第2の所定温度よりも高いかどうかを判断する手段と、前記エンジンの冷却水温が前記第1の所定温度よりも低いと判断されたときは、前記アフター燃料噴射による燃料噴射量を増加させ、前記エンジンの冷却水温が前記第2の所定温度よりも高いと判断されたときは、前記アフター燃料噴射による燃料噴射量を減少させる手段とを有することを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項記載の燃焼制御装置。
A water temperature detecting means for detecting a cooling water temperature of the engine;
The injection amount setting means determines whether the engine cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is lower than a first predetermined temperature, and the engine cooling water temperature detected by the water temperature detecting means. Is determined to be higher than a second predetermined temperature equal to or higher than the first predetermined temperature, and when it is determined that the cooling water temperature of the engine is lower than the first predetermined temperature, Means for increasing the amount of fuel injected by after-fuel injection and reducing the amount of fuel injected by after-fuel injection when it is determined that the engine coolant temperature is higher than the second predetermined temperature. The combustion control device according to any one of claims 3 to 5, wherein
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