JP2013227927A

JP2013227927A - Fuel pressure control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2013227927A
Application number: JP2012100699A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Nada; 光博灘
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-11-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel pressure control device for an internal combustion engine, capable of suppressing combustion noise and improving a fuel consumption rate irrespective of specifications of an injector.SOLUTION: An intersection (Xi, Yi) between a combustion noise suppression line and a combustion efficiency securing line is found by the following expressions (2) and (3) on a coordinate consisting of indicated power and a fuel pressure, where -Xi=(-260×injection hole diameter of fuel injection valve+52)×(number of injection holes of fuel injection valve/10) (2) and Yi=4.615×Xi (3). The fuel pressure in accordance with the indicated power on the combustion efficiency securing line is set as an upper limit value at the side where the indicated power is lower than the point Xi. The fuel pressure in accordance with the indicated power on the combustion noise suppression line is set as the upper limit value at the side where the indicated power is higher than the point Xi.

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに代表される内燃機関の燃料圧力を制御する装置に係る。 The present invention relates to an apparatus for controlling the fuel pressure of an internal combustion engine represented by a diesel engine.

従来から周知のように、自動車用エンジン等として使用されるディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と呼ぶ場合もある）では、各種の制約（燃焼音等）が所定の許容範囲内となるように、また、燃料消費率が所定の目標値となるように、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」と呼ぶ場合もある）から噴射される燃料の圧力（燃料噴射圧力）の制御が行われている。 As is well known in the art, in a diesel engine (hereinafter sometimes simply referred to as an “engine”) used as an automobile engine or the like, various restrictions (combustion noise etc.) are within a predetermined allowable range. Further, the pressure of the fuel (fuel injection pressure) injected from the fuel injection valve (hereinafter also referred to as “injector”) is controlled so that the fuel consumption rate becomes a predetermined target value.

例えば、下記の特許文献１には、燃料噴射圧力の制御に関し、エンジンに要求される出力（要求パワー）に応じて目標燃料圧力を設定することが開示されている。具体的には、要求出力の全領域に亘って、この要求出力と目標燃料圧力とを比例関係に設定し、要求出力に対して目標燃料圧力を一義的に決定することが開示されている。 For example, Patent Document 1 below discloses setting a target fuel pressure in accordance with an output (required power) required for an engine regarding control of fuel injection pressure. Specifically, it is disclosed that the required output and the target fuel pressure are set in a proportional relationship over the entire range of the required output, and the target fuel pressure is uniquely determined with respect to the required output.

特開２０１１−２０２６２９号公報JP 2011-202629 A

しかしながら、単に、要求出力と目標燃料圧力とを比例関係に設定して目標燃料圧力を決定した場合、エンジンの運転領域（例えば図示パワー）によっては、燃焼音が十分に抑制できない状況を招き商品性の悪化を招いたり、燃料消費率の悪化を招いたりする可能性があった。 However, if the target fuel pressure is determined by simply setting the required output and the target fuel pressure in a proportional relationship, depending on the engine operating range (for example, the indicated power), the combustion noise may not be sufficiently suppressed, resulting in merchantability. This may cause deterioration of fuel consumption and fuel consumption rate.

また、車格（エンジンの総排気量等）に応じて上記燃焼音の制限値や燃料消費率の目標値は異なっており、また、各種エンジンには諸元（噴孔数や噴孔径）が互いに異なるインジェクタが搭載される。このため、従来では、それぞれに応じて制御パラメータ（目標燃料圧力）の適合値を取得するといった多大な作業を必要としていた。つまり、エンジンの種類毎に、実験的に燃料圧力の適合値を試行錯誤で個別に求めておく必要があった。 In addition, the combustion noise limit value and fuel consumption rate target value differ depending on the vehicle model (total engine displacement, etc.), and various engines have different specifications (number of nozzle holes and nozzle diameter). Different injectors are mounted. For this reason, conventionally, a large amount of work has been required, such as obtaining an appropriate value of the control parameter (target fuel pressure) according to each. In other words, it has been necessary to experimentally obtain a suitable value for the fuel pressure by trial and error for each type of engine.

このように、試行錯誤で燃料圧力の適合値を決定していたため、適合の複雑化を招き、種々のエンジンに共通した体系的な燃料圧力の設定手法を構築することが不可能であった。 As described above, since the matching value of the fuel pressure is determined by trial and error, the matching becomes complicated, and it is impossible to construct a systematic method for setting the fuel pressure common to various engines.

本発明は、かかる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、インジェクタの諸元等に関わらず、燃焼音の抑制および燃料消費率の改善を図ることができる内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel for an internal combustion engine that can suppress combustion noise and improve the fuel consumption rate regardless of the specifications of the injector. The object is to provide a pressure control device.

−発明の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関の出力が比較的低い運転領域にあっては内燃機関の運転効率を確保するように燃料圧力の上限値を規定し、内燃機関の出力が比較的高い運転領域にあっては内燃機関の燃焼音を制限値以下に抑えるように燃料圧力の上限値を規定するようにしている。 -Solution principle of the invention-
The solution principle of the present invention taken to achieve the above object is to define an upper limit value of the fuel pressure so as to ensure the operation efficiency of the internal combustion engine in an operation region where the output of the internal combustion engine is relatively low. In the operating region where the output of the internal combustion engine is relatively high, the upper limit value of the fuel pressure is defined so as to suppress the combustion noise of the internal combustion engine below the limit value.

−解決手段−
具体的に、本発明は、圧縮自着火式内燃機関の筒内に噴射される燃料の圧力を制御する装置を前提とする。この燃料圧力制御装置に対し、内燃機関の出力と燃料圧力との関係を規定する座標上において、燃焼音を所定の制限値以下に抑えるための出力と燃料圧力との関係を規定する燃焼音抑制線と、所定値以上の燃焼効率を確保するための出力と燃料圧力との関係を規定する燃焼効率確保線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）における出力座標上の点Ｘｉおよび燃料圧力座標上の点Ｙｉを以下の式（２），（３）
Ｘｉ＝（−２６０×燃料噴射弁の噴孔径＋５２）×
（燃料噴射弁の噴孔数／１０） …（２）
Ｙｉ＝４．６１５×Ｘｉ …（３）
（但し、内燃機関の回転速度が１８００ｒｐｍ以下）
によって求め、
上記出力座標上の点Ｘｉよりも出力が低い側にあっては、燃焼効率確保線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定し、上記出力座標上の点Ｘｉよりも出力が高い側にあっては、燃焼音抑制線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定する構成としている。 -Solution-
Specifically, the present invention is premised on an apparatus for controlling the pressure of fuel injected into a cylinder of a compression self-ignition internal combustion engine. Combustion noise suppression that regulates the relationship between the fuel pressure and the output for suppressing the combustion noise to a predetermined limit or less on the coordinates that define the relationship between the output of the internal combustion engine and the fuel pressure. A point on the output coordinate and a point on the fuel pressure coordinate at the intersection (Xi, Yi) of the line and the combustion efficiency ensuring line that defines the relationship between the output and the fuel pressure for ensuring the combustion efficiency of a predetermined value or more Yi is expressed by the following equations (2), (3)
Xi = (− 260 × fuel injection valve nozzle diameter + 52) ×
(Number of injection holes of fuel injection valve / 10) (2)
Yi = 4.615 × Xi (3)
(However, the rotational speed of the internal combustion engine is 1800 rpm or less)
Sought by,
On the side where the output is lower than the point Xi on the output coordinate, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion efficiency securing line is set as the fuel pressure reference upper limit value, and the output is higher than the point Xi on the output coordinate. On the higher side, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion noise suppression line is set as the fuel pressure reference upper limit value.

このように、比較的燃焼音が小さい運転領域（出力座標上の点Ｘｉよりも出力が低い側）にあっては、燃焼効率確保線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定し、これにより、所定値以上の燃焼効率を確保することができる。一方、燃焼音が大きくなり燃焼効率が確保できない運転領域（出力座標上の点Ｘｉよりも出力が高い側）にあっては、燃焼音抑制線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定し、これにより、燃焼音を所定の制限値以下に抑えることができる。このように、本解決手段によれば、略全ての運転領域において燃焼音の抑制および燃料消費率の改善を図ることが可能になる。 Thus, in an operation region where the combustion noise is relatively low (on the side where the output is lower than the point Xi on the output coordinates), the fuel pressure corresponding to the output on the combustion efficiency securing line is set as the fuel pressure reference upper limit value. Thus, it is possible to ensure combustion efficiency of a predetermined value or more. On the other hand, in the operation region where the combustion noise is loud and the combustion efficiency cannot be secured (the output is higher than the point Xi on the output coordinates), the fuel pressure corresponding to the output on the combustion noise suppression line is set to the fuel pressure reference upper limit value. As a result, the combustion noise can be suppressed to a predetermined limit value or less. Thus, according to this solution, it is possible to suppress combustion noise and improve the fuel consumption rate in almost all operation regions.

また、上記燃料圧力基準上限値に対して燃料圧力を補正する場合の構成として以下のものが挙げられる。先ず、内燃機関の軽負荷高回転域において、上記出力座標上の点Ｘｉよりも出力が低い場合に、上記燃料圧力基準上限値に対して燃料圧力を高める側に補正し、その補正量を、上記燃焼音抑制線上の燃料圧力を上限として、内燃機関の回転数が高いほど大きく設定するものである。 Moreover, the following is mentioned as a structure in the case of correct | amending a fuel pressure with respect to the said fuel pressure reference | standard upper limit. First, when the output is lower than the point Xi on the output coordinate in the light load high rotation region of the internal combustion engine, the fuel pressure is corrected to the side that increases the fuel pressure with respect to the fuel pressure reference upper limit value, and the correction amount is The upper limit is the fuel pressure on the combustion noise suppression line, and the higher the rotational speed of the internal combustion engine, the larger the pressure is set.

また、内燃機関の出力トルクが目標値に達した場合に、燃料圧力が、内燃機関の回転数に応じて予め設定された燃料圧力上限値に制限され、出力が増加しても燃料圧力が燃料圧力上限値に維持されるものである。 Further, when the output torque of the internal combustion engine reaches a target value, the fuel pressure is limited to a fuel pressure upper limit value set in advance according to the rotational speed of the internal combustion engine, and the fuel pressure remains the fuel even if the output increases. The pressure upper limit value is maintained.

このようにして燃料圧力基準上限値に対して燃料圧力を補正することにより、燃料圧力の上限値として最適値を求めることができ、必要以上に上限値が制限されてしまって燃焼効率を十分に高めることができなくなったり、上限値を高く設定しすぎることで燃焼音が大きくなったりするといったことを確実に回避できる。 In this way, by correcting the fuel pressure with respect to the fuel pressure reference upper limit value, the optimum value can be obtained as the upper limit value of the fuel pressure, and the upper limit value is limited more than necessary, so that the combustion efficiency is sufficiently increased. It can be reliably avoided that the combustion noise cannot be increased or the combustion noise becomes louder if the upper limit value is set too high.

また、上記出力としては、内燃機関の図示出力が挙げられる。 Further, as the output, there is an illustrated output of the internal combustion engine.

本発明では、出力座標上の点Ｘｉよりも出力が低い側にあっては、燃焼効率確保線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定し、上記出力座標上の点Ｘｉよりも出力が高い側にあっては、燃焼音抑制線上における出力に応じた燃料圧力を燃料圧力基準上限値として設定するようにしている。これにより、燃焼音の抑制および燃料消費率の改善を図ることが可能になる。 In the present invention, on the side where the output is lower than the point Xi on the output coordinate, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion efficiency securing line is set as the fuel pressure reference upper limit value, and from the point Xi on the output coordinate. On the higher output side, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion noise suppression line is set as the fuel pressure reference upper limit value. This makes it possible to suppress combustion noise and improve the fuel consumption rate.

実施形態に係るエンジンおよびその制御系統の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the engine which concerns on embodiment, and its control system. ディーゼルエンジンの燃焼室およびその周辺部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustion chamber of a diesel engine, and its peripheral part. ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of control systems, such as ECU. 膨張行程時の熱発生率（クランク軸の単位回転角度当たりの熱発生量）の変化及び燃料噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）の変化をそれぞれ示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the change of the heat release rate (heat generation amount per unit rotation angle of a crankshaft) and the change of a fuel injection rate (fuel injection amount per unit rotation angle of a crankshaft) at the time of an expansion stroke, respectively. 燃料圧力上限値マップを示す図である。It is a figure which shows a fuel pressure upper limit map. 燃料圧力上限値マップの作成手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the preparation procedure of a fuel pressure upper limit map. インジェクタの噴孔径と燃焼音抑制を優先したエンジン最小出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nozzle hole diameter of an injector, and the engine minimum output which gave priority to combustion noise suppression. エンジン回転数とエンジン低出力時の燃料圧力の傾きとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine speed and the inclination of the fuel pressure at the time of engine low output. 燃料圧力上限値マップにおける各点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each point in a fuel pressure upper limit map.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a common rail in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, in-line 4-cylinder) diesel engine (compression self-ignition internal combustion engine) mounted on an automobile will be described.

−エンジンの構成−
まず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１およびその制御系統の概略構成図である。また、図２は、ディーゼルエンジン１の燃焼室３およびその周辺部を示す断面図である。 -Engine configuration-
First, a schematic configuration of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine 1 and its control system according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the combustion chamber 3 of the diesel engine 1 and its periphery.

図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６、排気系７等を主要部とするディーゼルエンジンシステムとして構成されている。 As shown in FIG. 1, the engine 1 according to the present embodiment is configured as a diesel engine system having a fuel supply system 2, a combustion chamber 3, an intake system 6, an exhaust system 7 and the like as main parts.

燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、インジェクタ（燃料噴射弁）２３、機関燃料通路２７等を備えて構成されている。 The fuel supply system 2 includes a supply pump 21, a common rail 22, an injector (fuel injection valve) 23, an engine fuel passage 27, and the like.

上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料通路２７を介してコモンレール２２に供給する。コモンレール２２は、高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２３，２３，…に分配する。インジェクタ２３は、その内部に圧電素子（ピエゾ素子）を備え、適宜開弁して燃焼室３内に燃料を噴射供給するピエゾインジェクタにより構成されている。 The supply pump 21 pumps fuel from the fuel tank, makes the pumped fuel high pressure, and supplies it to the common rail 22 via the engine fuel passage 27. The common rail 22 has a function as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) high pressure fuel at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to the injectors 23, 23,. The injector 23 includes a piezoelectric element (piezo element) therein, and is configured by a piezo injector that is appropriately opened to supply fuel into the combustion chamber 3.

吸気系６は、シリンダヘッド１５（図２参照）に形成された吸気ポート１５ａに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、この吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ４３、吸気絞り弁（ディーゼルスロットル）６２が配設されている。上記エアフローメータ４３は、エアクリーナ６５を介して吸気通路に流入される空気量に応じた電気信号を出力する。 The intake system 6 includes an intake manifold 63 connected to an intake port 15a formed in the cylinder head 15 (see FIG. 2), and an intake pipe 64 that constitutes an intake passage is connected to the intake manifold 63. In addition, an air cleaner 65, an air flow meter 43, and an intake throttle valve (diesel throttle) 62 are arranged in this intake passage in order from the upstream side. The air flow meter 43 outputs an electrical signal corresponding to the amount of air flowing into the intake passage via the air cleaner 65.

排気系７は、シリンダヘッド１５に形成された排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に対して、排気通路を構成する排気管７３が接続されている。また、この排気通路には排気浄化ユニット７７が配設されている。この排気浄化ユニット７７には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒としてのＮＳＲ（ＮＯｘＳｔｏｒａｇｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒(排気浄化触媒)７５およびＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）７６が備えられている。なお、排気浄化ユニット７７としてＤＰＮＲ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘＲｅｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）触媒を適用してもよい。 The exhaust system 7 includes an exhaust manifold 72 connected to an exhaust port 71 formed in the cylinder head 15, and an exhaust pipe 73 constituting an exhaust passage is connected to the exhaust manifold 72. An exhaust purification unit 77 is disposed in the exhaust passage. The exhaust purification unit 77 is provided with an NSR (NOx Storage Reduction) catalyst (exhaust purification catalyst) 75 and a DPF (Diesel Particle Filter) 76 as NOx storage reduction catalysts. A DPNR (Diesel Particulate-NOx Reduction system) catalyst may be applied as the exhaust purification unit 77.

上記ＮＳＲ触媒７５は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低く、且つ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ₂となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。即ち、ＮＳＲ触媒７５に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜調整することにより、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができるようになっている。本実施形態のものでは、この排気中の酸素濃度やＨＣ成分の調整を上記インジェクタ２３からの燃料噴射動作（ポスト噴射）や吸気絞り弁６２の開度制御によって行うようになっている。 The NSR catalyst 75 stores NOx in a state where a large amount of oxygen is present in the exhaust gas, has a low oxygen concentration in the exhaust gas, and a large amount of reducing component (for example, unburned component (HC) of fuel). In the existing state, NOx is reduced to NO ₂ or NO and released. NO NOx released as NO ₂ or NO, the N ₂ is further reduced due to quickly reacting with HC or CO in the exhaust. Further, HC and CO are oxidized to H ₂ O and CO ₂ by reducing NO ₂ and NO. That is, by appropriately adjusting the oxygen concentration and HC component in the exhaust gas introduced into the NSR catalyst 75, HC, CO, and NOx in the exhaust gas can be purified. In the present embodiment, the oxygen concentration and HC component in the exhaust gas are adjusted by the fuel injection operation (post injection) from the injector 23 and the opening degree control of the intake throttle valve 62.

また、ＤＰＦ７６は、例えば多孔質セラミック構造体で成り、排気ガスが多孔質の壁を通過する際に、この排気ガス中に含まれるＰＭ（ＰａｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：微粒子）を捕集するようになっている。また、このＤＰＦ７６には、ＤＰＦ再生運転時に、上記捕集したＰＭを酸化・燃焼するための触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。 Further, the DPF 76 is made of, for example, a porous ceramic structure, and collects PM (Pattern Matter) contained in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the porous wall. . The DPF 76 carries a catalyst (for example, an oxidation catalyst mainly composed of a noble metal such as platinum) for oxidizing and burning the collected PM during the DPF regeneration operation.

ここで、エンジン１の燃焼室３およびその周辺部の構成について、図２を用いて説明する。この図２に示すように、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック１１には、各気筒（４気筒）毎に円筒状のシリンダボア１２が形成されており、各シリンダボア１２の内部にはピストン１３が上下方向に摺動可能に収容されている。 Here, the structure of the combustion chamber 3 of the engine 1 and its peripheral part will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a cylinder block 11 constituting a part of the engine body is formed with a cylindrical cylinder bore 12 for each cylinder (four cylinders), and a piston 13 is formed inside each cylinder bore 12. Is accommodated so as to be slidable in the vertical direction.

ピストン１３の頂面１３ａの上側には上記燃焼室３が形成されている。つまり、この燃焼室３は、シリンダブロック１１の上部に取り付けられたシリンダヘッド１５の下面と、シリンダボア１２の内壁面と、ピストン１３の頂面１３ａとにより区画形成されている。そして、ピストン１３の頂面１３ａの略中央部には、キャビティ（凹陥部）１３ｂが凹設されており、このキャビティ１３ｂも燃焼室３の一部を構成している。 The combustion chamber 3 is formed above the top surface 13 a of the piston 13. That is, the combustion chamber 3 is defined by the lower surface of the cylinder head 15 attached to the upper portion of the cylinder block 11, the inner wall surface of the cylinder bore 12, and the top surface 13 a of the piston 13. A cavity (concave portion) 13 b is formed in a substantially central portion of the top surface 13 a of the piston 13, and this cavity 13 b also constitutes a part of the combustion chamber 3.

上記ピストン１３は、コネクティングロッド１８によってエンジン出力軸であるクランクシャフトに連結されている。これにより、シリンダボア１２内でのピストン１３の往復移動がコネクティングロッド１８を介してクランクシャフトに伝達され、このクランクシャフトが回転することでエンジン出力が得られるようになっている。 The piston 13 is connected to a crankshaft, which is an engine output shaft, by a connecting rod 18. As a result, the reciprocating movement of the piston 13 in the cylinder bore 12 is transmitted to the crankshaft via the connecting rod 18, and the engine output is obtained by rotating the crankshaft.

また、燃焼室３に向けてグロープラグ１９が配設されている。このグロープラグ１９は、エンジン１の始動直前に電流が流されることにより赤熱し、これに燃料噴霧の一部が吹きつけられることで着火・燃焼が促進される始動補助装置として機能する。 Further, a glow plug 19 is disposed toward the combustion chamber 3. The glow plug 19 functions as a start-up assisting device that is heated red when an electric current is applied immediately before the engine 1 is started and a part of the fuel spray is blown onto the glow plug 19 to promote ignition and combustion.

上記シリンダヘッド１５には、上記吸気ポート１５ａおよび上記排気ポート７１がそれぞれ形成されていると共に、吸気ポート１５ａを開閉する吸気バルブ１６および排気ポート７１を開閉する排気バルブ１７が配設されている。また、シリンダヘッド１５には、燃焼室３の内部へ直接的に燃料を噴射する上記インジェクタ２３が取り付けられている。このインジェクタ２３は、シリンダ中心線Ｐに沿う起立姿勢で燃焼室３の略中央上部に配設されており、上記コモンレール２２から導入される燃料を燃焼室３に向けて所定のタイミングで噴射する。 The cylinder head 15 is formed with an intake port 15a and an exhaust port 71, respectively, and an intake valve 16 for opening and closing the intake port 15a and an exhaust valve 17 for opening and closing the exhaust port 71 are disposed. The cylinder head 15 is provided with the injector 23 that directly injects fuel into the combustion chamber 3. The injector 23 is disposed at a substantially upper center of the combustion chamber 3 in a standing posture along the cylinder center line P, and injects fuel introduced from the common rail 22 toward the combustion chamber 3 at a predetermined timing.

さらに、図１に示す如く、このエンジン１には、過給機（ターボチャージャ）５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５１を介して連結されたタービンホイール５２およびコンプレッサホイール５３を備えている。コンプレッサホイール５３は吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５２は排気管７３内部に臨んで配置されている。このためターボチャージャ５は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといった所謂過給動作を行うようになっている。本実施形態におけるターボチャージャ５は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール５２側に可変ノズルベーン機構（図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。 Further, as shown in FIG. 1, the engine 1 is provided with a supercharger (turbocharger) 5. The turbocharger 5 includes a turbine wheel 52 and a compressor wheel 53 that are connected via a turbine shaft 51. The compressor wheel 53 is disposed facing the intake pipe 64, and the turbine wheel 52 is disposed facing the exhaust pipe 73. For this reason, the turbocharger 5 performs a so-called supercharging operation in which the compressor wheel 53 is rotated using the exhaust flow (exhaust pressure) received by the turbine wheel 52 to increase the intake pressure. The turbocharger 5 in the present embodiment is a variable nozzle type turbocharger, and a variable nozzle vane mechanism (not shown) is provided on the turbine wheel 52 side. By adjusting the opening of the variable nozzle vane mechanism, the engine 1 supercharging pressure can be adjusted.

吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。 An intake pipe 64 of the intake system 6 is provided with an intercooler 61 for forcibly cooling the intake air whose temperature has been raised by supercharging in the turbocharger 5.

また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）８が設けられている。このＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ生成量を低減させるものである。また、このＥＧＲ通路８には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路８を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲバルブ８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられている。これらＥＧＲ通路８、ＥＧＲバルブ８１、ＥＧＲクーラ８２等によってＥＧＲ装置（排気還流装置）が構成されている。 Further, the engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 8 that connects the intake system 6 and the exhaust system 7. The EGR passage 8 is configured to reduce the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust gas to the intake system 6 and supplying it again to the combustion chamber 3, thereby reducing the amount of NOx generated. Further, the EGR passage 8 is opened and closed steplessly by electronic control, and an exhaust gas flowing through the EGR passage 8 (refluxing) is cooled by an EGR valve 81 that can freely adjust the exhaust flow rate flowing through the passage 8. An EGR cooler 82 is provided. The EGR passage 8, the EGR valve 81, the EGR cooler 82, and the like constitute an EGR device (exhaust gas recirculation device).

−センサ類−
エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。 -Sensors-
Various sensors are attached to each part of the engine 1, and signals related to environmental conditions of each part and the operating state of the engine 1 are output.

例えば、上記エアフローメータ４３は、吸気系６内の吸気絞り弁６２上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ４１はコモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ４２は吸気絞り弁６２の開度を検出する。吸気圧センサ４８は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ４９は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆ（空燃比）センサ４４ａ，４４ｂは、ＮＳＲ触媒７５の上流側および下流側にそれぞれ配設され、排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。なお、Ａ／Ｆセンサの配設位置としては、ＮＳＲ触媒７５の上流側のみであってもよいし、ＮＳＲ触媒７５の下流側のみであってもよい。排気温センサ４５ａ，４５ｂは、同じくＮＳＲ触媒７５の上流側および下流側にそれぞれ配設され、排気ガスの温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。なお、排気温センサの配設位置も、ＮＳＲ触媒７５の上流側のみであってもよいし、ＮＳＲ触媒７５の下流側のみであってもよい。 For example, the air flow meter 43 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake air amount) of intake air upstream of the intake throttle valve 62 in the intake system 6. The rail pressure sensor 41 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 22. The throttle opening sensor 42 detects the opening of the intake throttle valve 62. The intake pressure sensor 48 is disposed in the intake manifold 63 and outputs a detection signal corresponding to the intake air pressure. The intake air temperature sensor 49 is disposed in the intake manifold 63 and outputs a detection signal corresponding to the temperature of the intake air. A / F (air-fuel ratio) sensors 44a and 44b are arranged on the upstream side and the downstream side of the NSR catalyst 75, respectively, and output detection signals that change continuously according to the oxygen concentration in the exhaust gas. The A / F sensor may be disposed only on the upstream side of the NSR catalyst 75 or only on the downstream side of the NSR catalyst 75. Similarly, the exhaust temperature sensors 45a and 45b are arranged on the upstream side and the downstream side of the NSR catalyst 75, respectively, and output detection signals corresponding to the exhaust gas temperature (exhaust temperature). The exhaust temperature sensor may be disposed only on the upstream side of the NSR catalyst 75 or only on the downstream side of the NSR catalyst 75.

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。図３に示すように、ＥＣＵ１００の入力回路には、上記レール圧センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフローメータ４３、Ａ／Ｆセンサ４４ａ，４４ｂ、排気温センサ４５ａ，４５ｂ、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９が接続されている。さらに、入力回路には、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する水温センサ４６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ４７、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力するクランクポジションセンサ４０などが接続されている。 -ECU-
The ECU 100 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown) and an input / output circuit. As shown in FIG. 3, the input circuit of the ECU 100 includes the rail pressure sensor 41, the throttle opening sensor 42, the air flow meter 43, the A / F sensors 44a and 44b, the exhaust temperature sensors 45a and 45b, the intake pressure sensor 48, An intake air temperature sensor 49 is connected. Further, the input circuit includes a water temperature sensor 46 that outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature of the engine 1, an accelerator opening sensor 47 that outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal, and an output shaft (crank) of the engine 1. A crank position sensor 40 that outputs a detection signal (pulse) each time the shaft rotates a certain angle is connected.

一方、ＥＣＵ１００の出力回路には、上記サプライポンプ２１、インジェクタ２３、吸気絞り弁６２、ＥＧＲバルブ８１、および、上記ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構（可変ノズルベーンの開度を調整するアクチュエータ）５４が接続されている。 On the other hand, the supply circuit 21, the injector 23, the intake throttle valve 62, the EGR valve 81, and the variable nozzle vane mechanism (actuator for adjusting the opening degree of the variable nozzle vane) 54 of the turbocharger 5 are connected to the output circuit of the ECU 100. Has been.

そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値、または、上記ＲＯＭに記憶された各種マップに基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。 Then, the ECU 100 executes various controls of the engine 1 based on outputs from the various sensors described above, calculated values obtained by arithmetic expressions using the output values, or various maps stored in the ROM. .

例えば、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２３の燃料噴射制御として、パイロット噴射（副噴射）とメイン噴射（主噴射）とを実行する。 For example, the ECU 100 executes pilot injection (sub-injection) and main injection (main injection) as fuel injection control of the injector 23.

上記パイロット噴射は、インジェクタ２３からのメイン噴射に先立ち、予め少量の燃料を噴射する動作である。また、このパイロット噴射は、メイン噴射による燃料の着火遅れを抑制し、安定した拡散燃焼に導くための噴射動作であって、副噴射とも呼ばれる。 The pilot injection is an operation for injecting a small amount of fuel in advance prior to the main injection from the injector 23. The pilot injection is an injection operation for suppressing the ignition delay of fuel due to the main injection and leading to stable diffusion combustion, and is also referred to as sub-injection.

上記メイン噴射は、エンジン１のトルク発生のための噴射動作（トルク発生用燃料の供給動作）である。このメイン噴射での噴射量は、基本的には、エンジン回転数（エンジン回転速度）、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度等の運転状態に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、エンジン回転数（クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出されるエンジン回転数；エンジン回転速度）が高いほど、また、アクセル操作量（アクセル開度センサ４７により検出されるアクセルペダルの踏み込み量）が大きいほど（アクセル開度が大きいほど）エンジン１のトルク要求値としては高く得られ、それに応じてメイン噴射での燃料噴射量としても多く設定されることになる。 The main injection is an injection operation (torque generation fuel supply operation) for generating torque of the engine 1. The injection amount in the main injection is basically determined so that the required torque can be obtained according to the operating state such as the engine speed (engine speed), the accelerator operation amount, the coolant temperature, the intake air temperature, and the like. . For example, as the engine speed (engine speed calculated based on the detection value of the crank position sensor 40; engine speed) increases, the accelerator operation amount (depressing the accelerator pedal detected by the accelerator opening sensor 47) increases. The larger the (amount) (the greater the accelerator opening), the higher the required torque value of the engine 1, and the greater the fuel injection amount in the main injection.

具体的な燃料噴射形態の一例としては、ピストン１３が圧縮上死点に達する前に上記パイロット噴射（インジェクタ２３に形成された複数の噴孔からの燃料噴射）が実行され、燃料噴射が一旦停止された後、所定のインターバルを経て、ピストン１３が圧縮上死点近傍に達した時点で上記メイン噴射が実行されることになる。これにより燃料が自己着火によって燃焼し、この燃焼により発生したエネルギは、ピストン１３を下死点に向かって押し下げるための運動エネルギ（エンジン出力となるエネルギ）、燃焼室３内を温度上昇させる熱エネルギ、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１５を経て外部（例えば冷却水）に放熱される熱エネルギとなる。 As an example of a specific fuel injection mode, the pilot injection (fuel injection from a plurality of injection holes formed in the injector 23) is performed before the piston 13 reaches the compression top dead center, and the fuel injection is temporarily stopped. After that, the main injection is executed when the piston 13 reaches the vicinity of the compression top dead center after a predetermined interval. As a result, the fuel is combusted by self-ignition, and energy generated by this combustion is kinetic energy for pushing the piston 13 toward the bottom dead center (energy serving as engine output), and heat energy for raising the temperature in the combustion chamber 3. The heat energy is radiated to the outside (for example, cooling water) through the cylinder block 11 and the cylinder head 15.

燃料噴射を実行する際の燃料噴射圧は、コモンレール２２の内圧（コモンレール圧力）により決定される。このコモンレール内圧として、一般に、コモンレール２２からインジェクタ２３へ供給される燃料圧力の目標値、即ち目標レール圧は、エンジン負荷（機関負荷）が高くなるほど、および、エンジン回転数（機関回転数）が高くなるほど高いものとされる。この目標レール圧は例えば上記ＲＯＭに記憶された燃圧設定マップに従って設定される。本実施形態では、エンジン負荷等に応じて燃料圧力が３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの間で調整されるようになっている。なお、本実施形態では、目標レール圧の上限値が燃料圧力上限値マップによって規定されるようになっている。この燃料圧力上限値マップについては後述する。 The fuel injection pressure when executing fuel injection is determined by the internal pressure of the common rail 22 (common rail pressure). As the common rail internal pressure, generally, the target value of the fuel pressure supplied from the common rail 22 to the injector 23, that is, the target rail pressure, increases as the engine load (engine load) increases and the engine speed (engine speed) increases. It will be expensive. This target rail pressure is set according to a fuel pressure setting map stored in the ROM, for example. In the present embodiment, the fuel pressure is adjusted between 30 MPa and 200 MPa according to the engine load and the like. In the present embodiment, the upper limit value of the target rail pressure is defined by the fuel pressure upper limit value map. The fuel pressure upper limit map will be described later.

次に、膨張行程時における熱発生率及び燃料噴射率について説明する。図４の上段に示す波形のうちの実線は、横軸をクランク角度、縦軸を熱発生率とし、パイロット噴射及びメイン噴射で噴射された燃料の燃焼に係る理想的な熱発生率波形を示している。図中のＴＤＣはピストン１３の圧縮上死点に対応したクランク角度位置を示している。また、図４の下段に示す波形は、インジェクタ２３から噴射される燃料の噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）波形を示している。 Next, the heat generation rate and the fuel injection rate during the expansion stroke will be described. The solid line of the waveforms shown in the upper part of FIG. 4 shows an ideal heat generation rate waveform related to the combustion of fuel injected in pilot injection and main injection, with the horizontal axis representing the crank angle and the vertical axis representing the heat generation rate. ing. TDC in the figure indicates the crank angle position corresponding to the compression top dead center of the piston 13. The waveform shown in the lower part of FIG. 4 shows the waveform of the injection rate of fuel injected from the injector 23 (fuel injection amount per unit rotation angle of the crankshaft).

上記熱発生率波形としては、例えば、ピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼が開始され、ピストン１３の圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点）で熱発生率が極大値（ピーク値）に達し、更に、圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）の時点）で上記メイン噴射において噴射された燃料の燃焼が終了するようになっている。このような熱発生率の変化状態で混合気の燃焼を行わせるようにすれば、例えば圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点で気筒内の混合気のうちの５０％が燃焼を完了した状況となる。つまり、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点が燃焼重心となって、膨張行程における総熱発生量の約５０％がＡＴＤＣ１０°までに発生し、高い熱効率でエンジン１を運転させることが可能となる。 As the heat generation rate waveform, for example, combustion of fuel injected by main injection from the compression top dead center (TDC) of the piston 13 is started, and a predetermined piston position after the compression top dead center of the piston 13 (for example, compression) The heat generation rate reaches a maximum value (peak value) at 10 degrees after top dead center (ATDC 10 °), and further, a predetermined piston position after compression top dead center (for example, 25 degrees after compression top dead center (ATDC 25) The combustion of the fuel injected in the main injection is completed at the time of ()). If combustion of the air-fuel mixture is performed in such a state where the heat generation rate changes, for example, 50% of the air-fuel mixture in the cylinder burns at 10 degrees after compression top dead center (ATDC 10 °). Completed status. That is, the combustion center of gravity is 10 degrees after compression top dead center (ATDC 10 °), and about 50% of the total heat generation amount in the expansion stroke is generated by ATDC 10 °, and the engine 1 is operated with high thermal efficiency. Is possible.

また、この燃焼重心に到達した時点でのクランク角度と燃料噴射率波形との関係としては、インジェクタ２３に対して燃料噴射停止信号を送信した時点から燃料噴射が完全に停止するまでの期間（図４における期間Ｔ１）に燃焼重心が位置することになる。さらに、理想的には、燃焼重心位置と燃料噴射停止時点とが一致していることが好ましい。 The relationship between the crank angle and the fuel injection rate waveform when the combustion center of gravity is reached is the period from when the fuel injection stop signal is transmitted to the injector 23 until the fuel injection is completely stopped (see FIG. 4 is located in the period T1). Further, ideally, it is preferable that the combustion gravity center position and the fuel injection stop point coincide with each other.

尚、上記パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼ではピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）において１０［Ｊ／°ＣＡ］の熱発生率となっており、これにより、メイン噴射で噴射された燃料の安定した拡散燃焼が実現されることになる。この値は、これに限定されるものではなく。例えば、総燃料噴射量に応じて適宜設定される。 Note that the combustion of the fuel injected by the pilot injection has a heat generation rate of 10 [J / ° CA] at the compression top dead center (TDC) of the piston 13, and thus the fuel injected by the main injection. Thus, stable diffusion combustion can be realized. This value is not limited to this. For example, it is appropriately set according to the total fuel injection amount.

以上のようにして本実施形態では、パイロット噴射によって気筒内の予熱が十分に行われる。この予熱により、メイン噴射が開始された場合、このメイン噴射で噴射された燃料は、直ちに自着火温度以上の温度環境下に晒されて熱分解が進み、噴射後は直ちに燃焼が開始されることになる。 As described above, in the present embodiment, the cylinder is sufficiently preheated by the pilot injection. When the main injection is started by this preheating, the fuel injected by the main injection is immediately exposed to a temperature environment equal to or higher than the self-ignition temperature, and the thermal decomposition proceeds, and the combustion starts immediately after the injection. become.

また、図４に二点鎖線αで示す波形は、燃料噴射圧力が、適正値よりも高く設定された場合の熱発生率波形であり、燃焼速度及びピーク値が共に高くなりすぎており、燃焼音の増大やＮＯｘ発生量の増加が懸念される状態である。一方、図４に二点鎖線βで示す波形は、燃料噴射圧力が、適正値よりも低く設定された場合の熱発生率波形であり、燃焼速度が低く且つピークの現れるタイミングが大きく遅角側に移行していることで十分なエンジントルクが確保できないことが懸念される状態である。 Further, the waveform indicated by a two-dot chain line α in FIG. 4 is a heat generation rate waveform when the fuel injection pressure is set higher than the appropriate value, and both the combustion speed and the peak value are too high, and the combustion This is a state in which there is a concern about an increase in sound and an increase in the amount of NOx generated. On the other hand, the waveform indicated by the two-dot chain line β in FIG. 4 is a heat release rate waveform when the fuel injection pressure is set lower than the appropriate value, and the timing at which the combustion speed is low and the peak appears is greatly retarded. There is a concern that sufficient engine torque cannot be ensured by shifting to.

なお、上述したパイロット噴射およびメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。これらの噴射の機能は周知である。特に、ポスト噴射は、ＮＯｘ還元処理、Ｓ被毒回復制御、ＤＰＦ再生処理に利用される。 In addition to the pilot injection and main injection described above, after injection and post injection are performed as necessary. The function of these injections is well known. In particular, the post injection is used for NOx reduction processing, S poison recovery control, and DPF regeneration processing.

また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲバルブ８１の開度を制御し、吸気マニホールド６３に向けての排気還流量（ＥＧＲ量）を調整する。このＥＧＲ量は、予め実験やシミュレーション等によって作成されて上記ＲＯＭに記憶されたＥＧＲマップに従って設定される。このＥＧＲマップは、エンジン回転数およびエンジン負荷をパラメータとしてＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を決定するためのマップである。 Further, the ECU 100 controls the opening degree of the EGR valve 81 according to the operating state of the engine 1 to adjust the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) toward the intake manifold 63. This EGR amount is set in accordance with an EGR map that is created in advance by experiments, simulations, or the like and stored in the ROM. This EGR map is a map for determining the EGR amount (EGR rate) using the engine speed and the engine load as parameters.

−燃料圧力の上限値設定−
次に、本実施形態の特徴である燃料圧力の上限値設定について説明する。この燃料圧力の上限値は、燃焼音の抑制および燃料消費率の改善を図ることを可能にする燃料圧力の許容上限値として、エンジン１の運転状態（具体的にはエンジン１の出力；本実施形態にあっては図示出力：要求図示出力）に応じて設定される。図５は、この燃料圧力の上限値を設定するための燃料圧力上限値マップを示している。つまり、この燃料圧力上限値マップに従って燃料圧力の上限値が設定され、燃料圧力がこの上限値を超えないように上記サプライポンプ２１の制御が行われる。 -Upper limit setting of fuel pressure-
Next, setting of the upper limit value of the fuel pressure, which is a feature of the present embodiment, will be described. The upper limit value of the fuel pressure is an allowable upper limit value of the fuel pressure that makes it possible to suppress combustion noise and improve the fuel consumption rate. The operating state of the engine 1 (specifically, the output of the engine 1; this embodiment) In the form, it is set according to the indicated output: requested indicated output). FIG. 5 shows a fuel pressure upper limit value map for setting the upper limit value of the fuel pressure. That is, the upper limit value of the fuel pressure is set according to the fuel pressure upper limit value map, and the supply pump 21 is controlled so that the fuel pressure does not exceed the upper limit value.

この燃料圧力上限値マップは、エンジン１における図示出力と、その図示出力に応じて設定されるコモンレール圧力の上限値との関係を示すものである。つまり、コモンレール圧力は、この上限値以下の範囲内で上記目標レール圧が設定されることになる。言い換えると、エンジン負荷等に応じて設定される目標レール圧が上記上限値を超える状況にある場合には、目標レール圧は、この上限値に規制されることになる。 This fuel pressure upper limit value map shows the relationship between the indicated output in the engine 1 and the upper limit value of the common rail pressure set according to the indicated output. That is, the common rail pressure is set to the target rail pressure within a range equal to or lower than the upper limit value. In other words, when the target rail pressure set according to the engine load or the like exceeds the upper limit value, the target rail pressure is regulated to the upper limit value.

以下、この燃料圧力上限値マップの作成手順について説明する。この燃料圧力上限値マップの作成にあっては、「効率確保線」、「燃焼音抑制線」、「高回転補正線」、「回転数毎の上限線」を利用する。以下、それぞれについて説明する。 The procedure for creating this fuel pressure upper limit map will be described below. In creating the fuel pressure upper limit value map, an “efficiency securing line”, “combustion noise suppression line”, “high rotation correction line”, and “upper limit line for each rotation speed” are used. Each will be described below.

（効率確保線）
効率確保線は、上述した燃焼重心の位置（クランク角度位置）を理想的な一定の位置（例えば圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の位置）に設定するために、等パワーライン上でコモンレール圧力を一定に定義する（要求パワーに応じて割り当てられたコモンレール圧力を定義する）制御線である。つまり、図５に示すような図示出力とコモンレール圧力との関係を示す図にあっては、図中に破線で示すように、原点（図示出力が「０」である場合にはコモンレール圧力も「０」である）を通り、所定勾配を有する直線として表されるものである。この所定勾配については後述する。このように、効率確保線は、所定値以上の燃焼効率を確保するための図示出力とコモンレール圧力（燃料圧力）との関係を規定するものとなっている。 (Efficiency securing line)
In order to set the above-described combustion center of gravity position (crank angle position) to an ideal constant position (for example, 10 degrees after compression top dead center (ATDC 10 °)), the efficiency securing line is set on the equal power line. It is a control line that defines the common rail pressure to be constant (defines the common rail pressure assigned according to the required power). That is, in the diagram showing the relationship between the indicated output and the common rail pressure as shown in FIG. 5, as shown by the broken line in the drawing, the common rail pressure is “0” when the indicated output is “0”. 0 ") and is represented as a straight line having a predetermined gradient. This predetermined gradient will be described later. Thus, the efficiency securing line defines the relationship between the illustrated output and the common rail pressure (fuel pressure) for securing combustion efficiency of a predetermined value or more.

（燃焼音抑制線）
燃焼音抑制線は、上記効率確保線上に沿ってコモンレール圧力を変化させていった場合（コモンレール圧力を上昇させていった場合）に、所定値以上のコモンレール圧力領域にあっては燃焼音が所定の制限値を超えてしまうことになるため、燃焼音がこの制限値を超えないようにするためにコモンレール圧力を制限する直線（図５における一点鎖線を参照）である。 (Combustion noise suppression line)
When the common rail pressure is changed along the efficiency securing line (when the common rail pressure is increased), the combustion noise suppression line has a predetermined combustion noise in a common rail pressure region that is equal to or greater than a predetermined value. This is a straight line that restricts the common rail pressure so that the combustion noise does not exceed this limit value (see the dashed line in FIG. 5).

そして、この燃焼音抑制線は、図中に二点鎖線で示す比例配分線に平行な直線として表される。この比例配分線は、エンジン１における図示出力範囲内（例えば０ｋＷ〜１３０ｋＷ）でコモンレール圧力を均等に配分（０ＭＰａ〜２００ＭＰａを均等に配分）した場合における図示出力とコモンレール圧力との関係（図示出力の変化に対するコモンレール圧力の変化勾配）を示す直線である。また、コモンレール圧力が低いほど燃焼室３内での燃焼が緩慢になることから燃焼音は小さくなるが、このコモンレール圧力が低い場合には燃焼効率の悪化を来す可能性がある。このため、上記燃焼音抑制線は、燃焼音が所定の制限値を超えない範囲で最もコモンレール圧力が高く得られる直線として与えられる。このように、燃焼音抑制線は、燃焼音を所定の制限値以下に抑えるための図示出力と燃料圧力との関係を規定するものとなっている。 The combustion noise suppression line is expressed as a straight line parallel to the proportional distribution line indicated by a two-dot chain line in the drawing. This proportional distribution line indicates the relationship between the illustrated output and the common rail pressure when the common rail pressure is evenly distributed (0 MPa to 200 MPa is equally distributed) within the illustrated output range (for example, 0 kW to 130 kW) of the engine 1 (the illustrated output It is a straight line showing the change gradient of the common rail pressure with respect to the change). Further, although the combustion noise in the combustion chamber 3 becomes slower as the common rail pressure is lower, the combustion noise is reduced. However, when the common rail pressure is low, the combustion efficiency may be deteriorated. For this reason, the combustion noise suppression line is given as a straight line that provides the highest common rail pressure within a range in which the combustion noise does not exceed a predetermined limit value. As described above, the combustion noise suppression line defines the relationship between the illustrated output and the fuel pressure for suppressing the combustion noise to a predetermined limit value or less.

（高回転補正線）
高回転補正線は、エンジン１が軽負荷高回転域にある場合に、燃料の噴射期間が不足して所定の燃料噴射量が得られなくなる可能性があることを考慮し、上記燃焼音抑制線で制限されるコモンレール圧力の範囲内で、コモンレール圧力を上昇させるように補正するための直線である（例えば図５に破線Ａで示す直線を参照）。つまり、コモンレール圧力を、上記効率確保線で規定される値よりも高めるように補正する直線として与えられるものである。具体的には、燃焼音抑制線よりも効率確保線が低圧側にある範囲（具体的には、燃焼音抑制線と効率確保線との交点である図示出力が約３０ｋＷよりも低圧側の範囲）において、エンジン回転数に比例して燃焼音抑制線に近づくようにコモンレール圧力を上昇させるものとして設定される（図５に矢印Ｂで示す補正方向を参照）。つまり、コモンレール圧力を上昇させる側への補正量は、上記燃焼音抑制線上のコモンレール圧力を上限として、エンジン回転数が高いほど大きく設定されるようになっている。なお、このコモンレール圧力を上昇させる補正量の最大値は、高回転補正線Ａが上記燃焼音抑制線に一致する値である。 (High rotation correction line)
Considering that there is a possibility that a predetermined fuel injection amount may not be obtained due to a shortage of fuel injection period when the engine 1 is in a light load high rotation region, the high rotation correction line is used. This is a straight line for correcting the common rail pressure so as to increase within the range of the common rail pressure limited by (see, for example, the straight line indicated by the broken line A in FIG. 5). That is, it is given as a straight line that corrects the common rail pressure so as to be higher than the value defined by the efficiency securing line. Specifically, the range in which the efficiency securing line is on the low pressure side relative to the combustion noise suppression line (specifically, the indicated output that is the intersection of the combustion noise suppressing line and the efficiency securing line is in the range on the low pressure side from about 30 kW. ) Is set to increase the common rail pressure so as to approach the combustion noise suppression line in proportion to the engine speed (see the correction direction indicated by arrow B in FIG. 5). That is, the correction amount to the side that increases the common rail pressure is set to be larger as the engine speed is higher, with the common rail pressure on the combustion noise suppression line as the upper limit. The maximum correction amount for increasing the common rail pressure is a value at which the high rotation correction line A matches the combustion noise suppression line.

このように、燃料圧力上限値マップにあっては、図示出力が比較的低い運転領域（上記効率確保線と燃焼音抑制線との交点における図示出力よりも低い図示出力での運転領域）にあっては、軽負荷高回転域以外では、図中の実線で示す直線（効率確保線に沿った直線；本発明でいう燃料圧力基準上限値）が燃料圧力の上限値を規定することになる。一方、軽負荷高回転域では、上記高回転補正線が燃料圧力の上限値を規定することになる。 Thus, in the fuel pressure upper limit map, the indicated output is in an operating region where the indicated output is relatively low (an operating region with an indicated output lower than the indicated output at the intersection of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line). In other words, in a region other than the light load high rotation range, a straight line (a straight line along the efficiency securing line; the fuel pressure reference upper limit value in the present invention) shown in the figure defines the upper limit value of the fuel pressure. On the other hand, in the light load high rotation region, the high rotation correction line defines the upper limit value of the fuel pressure.

（回転数毎の上限線）
回転数毎の上限線は、燃焼音抑制線よりも効率確保線が高圧側にある範囲（具体的には、燃焼音抑制線と効率確保線との交点である図示出力が約３０ｋＷよりも高圧側の範囲）において、エンジン回転数に応じてコモンレール圧力に制限を与えるものである。 (Upper limit line for each rotation speed)
The upper limit line for each rotation speed is within the range where the efficiency securing line is on the high pressure side of the combustion noise suppression line (specifically, the indicated output which is the intersection of the combustion noise suppression line and the efficiency securing line is higher than about 30 kW. In the range on the side), the common rail pressure is limited according to the engine speed.

具体的には、エンジン１のトルクが所定値に到達した後には、エンジン回転数に応じてコモンレール圧力を所定の一定値に維持するものである。つまり、エンジン１の高負荷運転領域にあっては、回転数の上昇に伴って燃焼音が増大する可能性があるので、この燃焼音の増大を抑制するべく、コモンレール圧力に制限を与える（コモンレール圧力の上昇を制限する）ようにしている。図５に示す回転数毎の上限線ａ〜ｅのうち、ａはエンジン回転数が１４００ｒｐｍの場合の回転数毎の上限線、ｂはエンジン回転数が１６００ｒｐｍの場合の回転数毎の上限線、ｃはエンジン回転数が１８００ｒｐｍの場合の回転数毎の上限線、ｄはエンジン回転数が２０００ｒｐｍの場合の回転数毎の上限線、ｅはエンジン回転数が２２００ｒｐｍの場合の回転数毎の上限線となっている。つまり、これらエンジン回転数に達した場合には、図示出力が上昇したとしてもコモンレール圧力は一定に維持されるようになっている。 Specifically, after the torque of the engine 1 reaches a predetermined value, the common rail pressure is maintained at a predetermined constant value according to the engine speed. That is, in the high-load operation region of the engine 1, the combustion noise may increase as the rotational speed increases. Therefore, in order to suppress the increase in the combustion noise, the common rail pressure is limited (common rail). Limiting the rise in pressure). Among the upper limit lines a to e for each rotation speed shown in FIG. 5, a is the upper limit line for each rotation speed when the engine rotation speed is 1400 rpm, b is the upper limit line for each rotation speed when the engine rotation speed is 1600 rpm, c is an upper limit line for each engine speed when the engine speed is 1800 rpm, d is an upper limit line for each engine speed when the engine speed is 2000 rpm, and e is an upper limit line for each engine speed when the engine speed is 2200 rpm. It has become. That is, when these engine speeds are reached, the common rail pressure is kept constant even if the illustrated output increases.

このように、燃料圧力上限値マップにあっては、図示出力が比較的高い運転領域（上記効率確保線と燃焼音抑制線との交点における図示出力よりも高い図示出力での運転領域）にあっては、エンジン回転数が上記所定回転数に達するまでは、燃焼音抑制線に沿った直線（本発明でいう燃料圧力基準上限値）が燃料圧力の上限値を規定することになる。一方、エンジン回転数が上記所定回転数に達すると、上記回転数毎の上限線が燃料圧力の上限値を規定することになる。 Thus, in the fuel pressure upper limit map, the indicated output is in an operating region where the indicated output is relatively high (an operating region with an indicated output higher than the indicated output at the intersection of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line). Thus, until the engine speed reaches the predetermined speed, a straight line along the combustion noise suppression line (the fuel pressure reference upper limit value in the present invention) defines the upper limit value of the fuel pressure. On the other hand, when the engine speed reaches the predetermined speed, the upper limit line for each speed defines the upper limit value of the fuel pressure.

（燃料圧力上限値マップの作成手順）
次に、燃料圧力上限値マップの作成手順について説明する。この燃料圧力上限値マップの作成手順としては、図６に示すように、（１）効率確保線と燃焼音抑制線との交点を求める工程、（２）燃焼音抑制線を求める工程、（３）コモンレール圧力の増加補正値を求める工程、（４）コモンレール圧力のガード値を求める工程が順に行われることになる。以下、各工程について、図９を参照しながら具体的に説明する。 (Procedure for creating fuel pressure upper limit map)
Next, a procedure for creating the fuel pressure upper limit map will be described. As shown in FIG. 6, the fuel pressure upper limit map creation procedure includes (1) a step of obtaining an intersection between an efficiency securing line and a combustion noise suppression line, (2) a step of obtaining a combustion noise suppression line, (3 ) A step of obtaining an increase correction value of the common rail pressure, and a step of (4) obtaining a guard value of the common rail pressure are sequentially performed. Hereinafter, each step will be specifically described with reference to FIG.

（１）効率確保線と燃焼音抑制線との交点を求める工程
上記効率確保線と燃焼音抑制線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）を求める工程としては、先ず、燃焼音抑制を優先したエンジン最小出力の特性を求める。ここで求められる特性としては、インジェクタ２３の噴孔数を「１０」と仮定し、且つ各噴孔の噴孔径を「ｄ」とした場合に、この噴孔径ｄの変化に対する上記燃焼音抑制を優先したエンジン最小出力の変化の特性である。具体的には、実験またはシミュレーションによって図７に示すように、噴孔径［ｍｍ］と、燃焼音抑制を優先したエンジン最小出力［ｋＷ］との関係が求められる。この場合におけるエンジン最小出力Ｘｉ（上記効率確保線と燃焼音抑制線との交点における図９における図示出力座標上の値に相当）としては、以下の式（１）が成立している。 (1) Step of obtaining the intersection of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line As the step of obtaining the intersection (Xi, Yi) of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line, first, the engine minimum that gives priority to combustion noise suppression Find the output characteristics. The characteristic required here is that when the number of injection holes of the injector 23 is assumed to be “10” and the injection hole diameter of each injection hole is set to “d”, the combustion noise suppression with respect to the change of the injection hole diameter d is suppressed. It is a characteristic of the change in the minimum engine output that has priority. Specifically, as shown in FIG. 7 by experiment or simulation, the relationship between the nozzle hole diameter [mm] and the engine minimum output [kW] giving priority to combustion noise suppression is obtained. As the engine minimum output Xi in this case (corresponding to the value on the output coordinate shown in FIG. 9 at the intersection of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line), the following expression (1) is established.

Ｘｉ＝−２６０×噴孔径ｄ＋５２ …（１）
また、インジェクタ２３の噴孔数が多いほど、同一燃料噴射量を噴射する場合における噴孔１つ当たりの燃料噴射量は少なくなる。このように噴孔１つ当たりの燃料噴射量が少なくなると、燃焼場における燃料の燃焼は緩慢となり、その結果、燃焼音は小さくなる。つまり、噴孔数が多いインジェクタ２３ほど、エンジン最小出力Ｘｉとしては高く設定することが可能となる（燃焼音を制限範囲内に抑えながらもエンジン最小出力Ｘｉを高く得ることができる）。このため、上記式（１）に噴孔数比（噴孔数「１０」に対し、対象とするエンジンにおけるインジェクタの噴孔数の比）を乗算する以下の式（２）によって、インジェクタ２３の噴孔数に応じた最小出力Ｘｉを求めることができる。 Xi = −260 × hole diameter d + 52 (1)
Further, the larger the number of injection holes of the injector 23, the smaller the fuel injection amount per injection hole when the same fuel injection amount is injected. Thus, when the fuel injection amount per nozzle hole decreases, the combustion of fuel in the combustion field becomes slow, and as a result, the combustion noise is reduced. That is, the injector 23 having a larger number of nozzle holes can be set to have a higher engine minimum output Xi (higher engine minimum output Xi can be obtained while suppressing the combustion noise within the limit range). For this reason, the following formula (2), which multiplies the above formula (1) by the nozzle hole ratio (ratio of the number of nozzle holes in the target engine to the nozzle hole number “10”), The minimum output Xi according to the number of nozzle holes can be obtained.

Ｘｉ＝（−２６０×噴孔径ｄ＋５２）×（噴孔数／１０） …（２）
この式（２）で求められたエンジン最小出力Ｘｉが、効率確保線と燃焼音抑制線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）の図示出力座標上の値となる（図９を参照）。 Xi = (− 260 × injection hole diameter d + 52) × (number of injection holes / 10) (2)
The engine minimum output Xi obtained by this equation (2) is a value on the indicated output coordinates of the intersection (Xi, Yi) of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line (see FIG. 9).

一方、効率確保線と燃焼音抑制線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）のコモンレール圧力座標上の値Ｙｉは、効率確保線を表す関数（図５において破線で示した直線で表される関数）として求められ、その傾きは、実験またはシミュレーションによって、例えば座標（１３ｋＷ，６０ＭＰａ）を通る直線を規定するものとして「４．６１５」と求められている。これは、上述した如く、効率確保線は図５における原点を通るものであって、上記燃焼音抑制を優先したエンジン最小出力点を通る直線として定義されることにより求められた値である。具体的には、燃料噴射が、熱発生率波形の上記燃焼重心であるＡＴＤＣ１０°ＣＡ以内に（ＡＴＤＣ１０°ＣＡまでに）終了する（燃料噴射波形がＡＴＤＣ１０°ＣＡまでに「０」となる）ものとして求められている。 On the other hand, the value Yi on the common rail pressure coordinate at the intersection (Xi, Yi) of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line is a function representing the efficiency securing line (a function represented by a straight line shown by a broken line in FIG. 5). The inclination is determined to be “4.615” by defining a straight line passing through coordinates (13 kW, 60 MPa), for example, by experiment or simulation. As described above, this is a value obtained by defining the efficiency securing line as passing through the origin in FIG. 5 and defining as a straight line passing through the engine minimum output point giving priority to the combustion noise suppression. Specifically, the fuel injection ends within ATDC 10 ° CA, which is the combustion center of gravity of the heat release rate waveform (by ATDC 10 ° CA) (the fuel injection waveform becomes “0” by ATDC 10 ° CA). It is demanded as.

以上のことから、効率確保線と燃焼音抑制線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）のコモンレール圧力座標上の値Ｙｉは、以下の式（３）によって求めることができる。 From the above, the value Yi on the common rail pressure coordinate at the intersection (Xi, Yi) of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line can be obtained by the following equation (3).

Ｙｉ＝４．６１５×Ｘｉ …（３）
以上が、効率確保線と燃焼音抑制線との交点を求める工程である。
（２）燃焼音抑制線を求める工程
上記燃焼音抑制線は以下のようにして求められる。先ず、上記比例配分線の傾きを求める。この比例配分線の傾きは、コモンレール圧力の最大値（最大レール圧；Ｐｃｒｍａｘ）を最大図示出力で除算することで求められる（下記の式（４ｂ））。ここで、最大図示出力は、以下の式（４ａ）により求められる。 Yi = 4.615 × Xi (3)
The above is the process for obtaining the intersection between the efficiency securing line and the combustion noise suppression line.
(2) Step of obtaining combustion noise suppression line The combustion noise suppression line is obtained as follows. First, the slope of the proportional distribution line is obtained. The slope of this proportional distribution line is obtained by dividing the maximum value of the common rail pressure (maximum rail pressure; Pcrmax) by the maximum indicated output (the following formula (4b)). Here, the maximum indicated output is obtained by the following equation (4a).

最大図示出力＝２×３．１４×最大出力時のエンジン回転数×最大出力時の燃料噴射量×図示トルク変換係数／６０／１０００ …（４ａ）
ここで、図示トルク変換係数は５．２［Ｎｍ／ｍｍ³］である。 Maximum indicated output = 2 × 3.14 × engine speed at maximum output × fuel injection amount at maximum output × torque conversion coefficient / 60/1000 (4a)
Here, the indicated torque conversion coefficient is 5.2 [Nm / mm ³ ].

そして、比例配分線の傾きは、以下の式（４ｂ）により求められる。 And the inclination of the proportional distribution line is calculated | required by the following formula | equation (4b).

比例配分線の傾き＝Ｐｃｒｍａｘ／最大図示出力 …（４ｂ）
この比例配分線の傾きが、上記燃焼音抑制線の傾きに一致することになる。 Slope of proportional distribution line = Pcrmax / maximum indicated output (4b)
The inclination of the proportional distribution line coincides with the inclination of the combustion noise suppression line.

なお、最大レール圧は、上記サプライポンプ２１の性能やその他の構成によって決定される固有の値である。 The maximum rail pressure is a specific value determined by the performance of the supply pump 21 and other configurations.

そして、図中の縦軸上（コモンレール圧力軸上）の燃焼音抑制線の切片は以下の式（４ｃ）により求められる。 Then, the intercept of the combustion noise suppression line on the vertical axis (on the common rail pressure axis) in the figure is obtained by the following equation (4c).

燃焼音抑制線の縦軸上の切片＝Ｙｉ−比例配分線の傾き×Ｘｉ …（４ｃ）
そして、コモンレール圧力が最大となる範囲における図示出力の最小値Ｘｃは、以下の式（４ｄ）により求められる。 Intercept on vertical axis of combustion noise suppression line = Yi−proportional distribution line inclination × Xi (4c)
And the minimum value Xc of the illustrated output in the range where the common rail pressure is maximum is obtained by the following equation (4d).

Ｘｃ＝（Ｐｃｒｍａｘ−燃焼音抑制線の縦軸上の切片）
／比例配分線の傾き …（４ｄ）
（３）コモンレール圧力の増加補正値を求める工程
但し、上記式（３）における定数「４．６１５」は、エンジン回転数が比較的低い回転数（具体的には１８００ｒｐｍ未満）の範囲において有効な値である。これは、エンジン回転数が１８００ｒｐｍ以上である場合に、１８００ｒｐｍ未満の場合と同一コモンレール圧力であると、燃料の噴射期間（クランク角度上での噴射期間）が長くなってしまうため、エンジン回転数が１８００ｒｐｍ以上である場合には、コモンレール圧力を増加補正する必要があるからである。 Xc = (Pcrmax−intercept on the vertical axis of the combustion noise suppression line)
/ Slope of proportional distribution line (4d)
(3) Step for obtaining increase correction value of common rail pressure However, the constant “4.615” in the above equation (3) is effective in the range where the engine speed is relatively low (specifically, less than 1800 rpm). Value. This is because when the engine speed is 1800 rpm or more and the same common rail pressure is used when the engine speed is less than 1800 rpm, the fuel injection period (injection period on the crank angle) becomes longer, so the engine speed is This is because when the speed is 1800 rpm or more, it is necessary to correct the common rail pressure to be increased.

以下では、上記燃焼音抑制線の傾き（＝比例配分線の傾き「１．５３８４」）をＡｃと表し、効率確保線の傾きをＡｅ（「４．６１５」）として表すこととする。 Hereinafter, the slope of the combustion noise suppression line (= proportional distribution line slope “1.5384”) is represented as Ac, and the efficiency securing line slope is represented as Ae (“4.615”).

そして、このコモンレール圧力を増加補正する場合には、上記効率確保線と燃焼音抑制線との交点（Ｘｉ，Ｙｉ）を固定した状態で、エンジン回転数に応じて、エンジン低出力時の傾きＡｅｄを求める。この傾きＡｅｄは、実験またはシミュレーションによって図８に示すように、エンジン回転数が１８００ｒｐｍ〜４３００ｒｐｍの範囲において、エンジン回転数が高いほど低い値として求められることになる。具体的には、以下の式（５）によって求めることができる。 When the common rail pressure is corrected to be increased, the slope Aed at the time of engine low output according to the engine speed with the intersection (Xi, Yi) between the efficiency securing line and the combustion noise suppression line fixed. Ask for. As shown in FIG. 8 by experiment or simulation, this slope Aed is obtained as a lower value as the engine speed is higher in the range of engine speed from 1800 rpm to 4300 rpm. Specifically, it can be obtained by the following equation (5).

Ａｅｄ＝−０．００１２×エンジン回転数＋６．７４５６ …（５）
つまり、この傾きＡｅｄとしては、以下のことが成り立っている。 Aed = −0.0012 × engine speed + 6.7456 (5)
In other words, the following is true for the inclination Aed.

・Ａｅｄ＜Ａｃのとき
Ａｅｄ＝Ａｃ …（６）
・Ａｅｄ≧４．６１５のとき
コモンレール圧力Ｐｃｒ＝４．６１５×Ｐｉ …（７）
Ｐｉは図示出力である。 When Aed <Ac Aed = Ac (6)
・ When Aed ≧ 4.615 Common rail pressure Pcr = 4.615 × Pi (7)
Pi is the illustrated output.

（Ｐｉ＝Ｘｉ）
・Ａｅｄ＜４．６１５のとき
コモンレール圧力Ｐｃｒ＝Ａｅｄ×Ｐｉ＋Ｂｅ …（８）
この場合、Ｂｅ＝Ｙｉ−Ａｅｄ×Ｘｉ …（９）
（４）コモンレール圧力のガード値を求める工程
但し、この場合、コモンレール圧力は、その最大圧力Ｐｃｒｍａｘで上限ガードされ、最小圧力Ｐｃｒｍｉｎで下限ガードされることになる。 (Pi = Xi)
・ When Aed <4.615 Common rail pressure Pcr = Aed × Pi + Be (8)
In this case, Be = Yi−Aed × Xi (9)
(4) Step for obtaining guard value of common rail pressure However, in this case, the upper limit of the common rail pressure is guarded by the maximum pressure Pcrmax, and the lower limit is guarded by the minimum pressure Pcrmin.

つまり、上限ガードとしては、
・Ｐｉ≧Ｘｃのとき
コモンレール圧力Ｐｃｒ＝Ｐｃｒｍａｘ …（１０）
・コモンレール圧力Ｐｃｒ＜Ｐｃｒｍｉｎのとき
コモンレール圧力Ｐｃｒ＝Ｐｃｒｍｉｎ …（１１）
となる。 In other words, as an upper guard,
When Pi ≧ Xc Common rail pressure Pcr = Pcrmax (10)
When common rail pressure Pcr <Pcrmin Common rail pressure Pcr = Pcrmin (11)
It becomes.

なお、燃焼音抑制のための高出力領域上限ガードとしては、
Ｐｃｒ＿ｃｍ＝０．０５×エンジン回転数＋６０
コモンレール圧力Ｐｃｒ＞Ｐｃｒ＿ｃｍかつエンジン回転数＜２８００ｒｐｍのとき
コモンレール圧力Ｐｃｒ＝Ｐｃｒ＿ｃｍ
となる。 In addition, as a high output area upper limit guard for combustion noise suppression,
Pcr_cm = 0.05 × engine speed + 60
When common rail pressure Pcr> Pcr_cm and engine speed <2800 rpm Common rail pressure Pcr = Pcr_cm
It becomes.

以上説明したように、本実施形態では、効率確保線と燃焼音抑制線との交点における図示出力よりも低い図示出力での運転領域と、この交点における図示出力よりも高い図示出力での運転領域とで、図示出力に対するコモンレール圧力の上限値の変化勾配を異ならせる燃料圧力上限値マップによって燃料圧力の上限値を設定するようにしている。このため、全ての運転領域において燃焼音の抑制および燃料消費率の改善を図ることが可能になる。また、この燃料圧力上限値マップは、インジェクタの諸元等に関わらず一般化されたものであるため、インジェクタの諸元等に応じて適合値を取得するといった多大な作業を必要とせず、種々のエンジンに共通した体系的な燃料圧力の設定手法を構築することが可能である。 As described above, in the present embodiment, the operation region at the illustrated output lower than the illustrated output at the intersection of the efficiency securing line and the combustion noise suppression line, and the operation region at the illustrated output higher than the illustrated output at this intersection. Thus, the upper limit value of the fuel pressure is set by the fuel pressure upper limit value map in which the change gradient of the upper limit value of the common rail pressure with respect to the illustrated output is made different. For this reason, it is possible to suppress combustion noise and improve the fuel consumption rate in all operation regions. In addition, since this fuel pressure upper limit map is generalized regardless of the specifications of the injector, it does not require a great deal of work such as obtaining a conforming value according to the specifications of the injector. It is possible to construct a systematic fuel pressure setting method common to all engines.

さらに、筒内温度が比較的低い場合や低回転運転時等にあっては、コモンレール圧力が低く抑えられるため、インジェクタ２３から噴射された燃料の貫徹力を低く抑えることが可能となって、燃料の壁面付着を抑制することができる。その結果、筒内温度が比較的低い場合の運転可能領域の拡大を図ったり、燃料によるオイル希釈を抑制して高い潤滑性能の維持を図ることが可能となる。 Further, when the in-cylinder temperature is relatively low or during low-speed operation, the common rail pressure is kept low, so that the penetration force of the fuel injected from the injector 23 can be kept low. Can be prevented from adhering to the wall surface. As a result, it is possible to expand the operable region when the in-cylinder temperature is relatively low, or to maintain high lubrication performance by suppressing oil dilution with fuel.

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）についても特に限定されるものではない。 -Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to an in-line four-cylinder diesel engine mounted on an automobile has been described. The present invention is applicable not only to automobiles but also to engines used for other purposes. Further, the number of cylinders and the engine type (separate type engine, V-type engine, horizontally opposed engine, etc.) are not particularly limited.

また、上記実施形態では、本発明に係る燃料圧力制御装置を車載のＥＣＵ１００のＲＯＭに格納し、エンジン１の運転状態において燃料圧力の上限値を規定するようにしていた。本発明はこれに限らず、実験装置（エンジンベンチ試験器）に上記燃料圧力制御装置を備えさせ、エンジン１の設計段階において、この実験装置上でエンジン１を試験運転させる際に燃料圧力の上限値を規定するといった使用形態に適用することも可能である。 Further, in the above embodiment, the fuel pressure control device according to the present invention is stored in the ROM of the vehicle-mounted ECU 100, and the upper limit value of the fuel pressure is defined in the operating state of the engine 1. The present invention is not limited to this, and an experimental device (engine bench tester) is provided with the fuel pressure control device, and when the engine 1 is subjected to a test operation on the experimental device in the design stage of the engine 1, the upper limit of the fuel pressure is determined. It is also possible to apply to usage patterns such as defining values.

また、上記実施形態では、通電期間においてのみ全開の開弁状態となることにより燃料噴射率を変更するピエゾインジェクタ２３を適用したエンジン１について説明したが、本発明は、可変噴射率インジェクタを適用したエンジンへの適用も可能である。 Further, in the above-described embodiment, the engine 1 to which the piezo injector 23 that changes the fuel injection rate by being in a fully opened valve state only during the energization period is described. However, the present invention applies a variable injection rate injector. Application to engines is also possible.

本発明は、自動車に搭載されるディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射圧力の上限値の制御に適用可能である。 The present invention can be applied to control of the upper limit value of fuel injection pressure in a diesel engine mounted on an automobile.

１エンジン（内燃機関）
１２シリンダボア
２３インジェクタ（燃料噴射弁）
３燃焼室
４０クランクポジションセンサ
１００ＥＣＵ 1 engine (internal combustion engine)
12 Cylinder bore 23 Injector (fuel injection valve)
3 Combustion chamber 40 Crank position sensor 100 ECU

Claims

A device for controlling the pressure of fuel injected into a cylinder of a compression self-ignition internal combustion engine,
Combustion noise suppression line that defines the relationship between the output and fuel pressure for suppressing the combustion noise below a predetermined limit on the coordinates that define the relationship between the output of the internal combustion engine and the fuel pressure, and combustion that exceeds the predetermined value A point Xi on the output coordinate and a point Yi on the fuel pressure coordinate at the intersection (Xi, Yi) of the combustion efficiency ensuring line that defines the relationship between the output and fuel pressure for ensuring efficiency are expressed by the following equation (2). , (3)
Xi = (− 260 × fuel injection valve nozzle diameter + 52) ×
(Number of injection holes of fuel injection valve / 10) (2)
Yi = 4.615 × Xi (3)
(However, the rotational speed of the internal combustion engine is 1800 rpm or less)
Sought by,
On the side where the output is lower than the point Xi on the output coordinate, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion efficiency securing line is set as the fuel pressure reference upper limit value, and the output is higher than the point Xi on the output coordinate. A fuel pressure control device for an internal combustion engine, characterized in that, on the higher side, the fuel pressure corresponding to the output on the combustion noise suppression line is set as a fuel pressure reference upper limit value.

The fuel pressure control device for an internal combustion engine according to claim 1,
When the output is lower than the point Xi on the output coordinate in the light load high rotation region of the internal combustion engine, the fuel pressure is corrected to the side where the fuel pressure is increased with respect to the fuel pressure reference upper limit value. A fuel pressure control device for an internal combustion engine, wherein the fuel pressure on the combustion noise suppression line is set as an upper limit, and the fuel pressure control device for the internal combustion engine is set to increase as the rotational speed of the internal combustion engine increases.

The fuel pressure control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
When the output torque of the internal combustion engine reaches the target value, the fuel pressure is limited to a fuel pressure upper limit value set in advance according to the rotational speed of the internal combustion engine. A fuel pressure control apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel pressure control apparatus is maintained at an upper limit value.

The fuel pressure control device for an internal combustion engine according to claim 1, 2, or 3,
The fuel pressure control device for an internal combustion engine, wherein the output is an illustrated output of the internal combustion engine.