JP5464079B2

JP5464079B2 - diesel engine

Info

Publication number: JP5464079B2
Application number: JP2010150174A
Authority: JP
Inventors: 博幸西村; 勇樹三村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012012999A

Description

本発明は、酸化機能を有する触媒とディーゼルパティキュレートフィルタとを排気通路に備えたディーゼルエンジンに関するものである。 The present invention relates to a diesel engine provided with a catalyst having an oxidation function and a diesel particulate filter in an exhaust passage.

従来より、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」ともいう）が排気通路に設けられたディーゼルエンジンがよく知られている。このＤＰＦは、排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate matter）を捕捉するものであり、粒子状物質の堆積量が増加すると、再生する必要がある。このようなＤＰＦの上流側には、通常、酸化機能を有する触媒、例えば、酸化触媒が設けられており、ＤＰＦの再生には、この触媒が利用される。例えば、特許文献１に係るディーゼルエンジンでは、気筒内にトルク発生のための燃料を噴射する主噴射を行った後に、ポスト噴射を行って、未燃状態の燃料を排気通路へ導入している。未燃燃料が触媒まで到達すると、そこで酸化反応して、排気温度を上昇させる。その結果、ＤＰＦに堆積したＰＭが高温の排気によって焼却除去される。こうして、ＤＰＦの再生が行われる。 Conventionally, a diesel engine in which a diesel particulate filter (hereinafter also referred to as “DPF”) is provided in an exhaust passage is well known. The DPF captures particulate matter (PM) in the exhaust gas, and needs to be regenerated as the amount of particulate matter deposited increases. A catalyst having an oxidation function, for example, an oxidation catalyst is usually provided on the upstream side of the DPF, and this catalyst is used for regeneration of the DPF. For example, in a diesel engine according to Patent Document 1, after performing main injection that injects fuel for generating torque into a cylinder, post-injection is performed to introduce unburned fuel into the exhaust passage. When the unburned fuel reaches the catalyst, it undergoes an oxidation reaction to raise the exhaust temperature. As a result, PM deposited on the DPF is incinerated and removed by high-temperature exhaust. In this way, DPF regeneration is performed.

特開２００９−２９３３８３号公報JP 2009-293383 A

しかしながら、上述のようなＤＰＦの再生においては、触媒における未燃燃料の酸化反応が必須であるが、排気温度が低いと、触媒での未燃燃料の反応が不十分となる虞がある。その結果、排気温度が十分に上昇せず、ＤＰＦの再生が困難となる。 However, in the regeneration of the DPF as described above, the oxidation reaction of the unburned fuel in the catalyst is essential. However, when the exhaust temperature is low, the reaction of the unburned fuel in the catalyst may be insufficient. As a result, the exhaust temperature does not rise sufficiently, and it becomes difficult to regenerate the DPF.

ここに開示された技術は、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、排気温度が低い状況下においてもＤＰＦの再生を実行可能とすることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to enable regeneration of the DPF even under a situation where the exhaust gas temperature is low.

ここに開示された技術は、軽油を主成分とする燃料が供給されるエンジン本体と、該エンジン本体の気筒内に臨んで配設され且つ該気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、該エンジン本体の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変更可能な可変動弁機構と、該エンジン本体に接続された排気通路内に配設される酸化機能を有する触媒と、該排気通路内において該触媒の下流に配設されるＤＰＦとを備えたディーゼルエンジンが対象である。そして、このディーゼルエンジンは、主燃焼を発生させるための燃料を噴射する主噴射と該主燃焼後に燃料を噴射する第２後段噴射とを上記燃料噴射弁に行わせることによって上記ＤＰＦのフィルタ再生を実行する再生制御部をさらに備え、上記再生制御部は、上記エンジン本体が相対的に低負荷の領域にあるときに、上記主噴射及び第２後段噴射に加えて、該第２後段噴射の前であって且つ主燃焼期間中に燃料を噴射する第１後段噴射を上記燃料噴射弁に行わせる低負荷モードと、上記エンジン本体が相対的に高負荷の領域にあるときに、上記燃料噴射弁に上記第１後段噴射を行わせることなく、上記主噴射及び第２後段噴射を行わせる高負荷モードとを有し、上記低負荷モードには、上記エンジン本体が相対的に低回転の領域にあるときに、上記可変動弁機構を介して内部ＥＧＲを行うＥＧＲモードと、上記エンジン本体が相対的に高回転の領域にあるときに、上記内部ＥＧＲを行わない非ＥＧＲモードとを含むものとする。 The technology disclosed herein includes an engine body that is supplied with fuel mainly composed of light oil, a fuel injection valve that is disposed facing a cylinder of the engine body and directly injects fuel into the cylinder, A variable valve mechanism capable of changing an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of the engine body, a catalyst having an oxidation function disposed in an exhaust passage connected to the engine body, and the exhaust passage A diesel engine equipped with a DPF disposed downstream of the catalyst is an object. The diesel engine performs the filter regeneration of the DPF by causing the fuel injection valve to perform main injection for injecting fuel for generating main combustion and second post-injection for injecting fuel after the main combustion. And a regeneration control unit that executes the regeneration control unit before the second subsequent injection in addition to the main injection and the second subsequent injection when the engine body is in a relatively low load region. A low load mode for causing the fuel injection valve to perform a first post-injection for injecting fuel during a main combustion period, and the fuel injection valve when the engine body is in a relatively high load region. And a high load mode in which the main injection and the second post injection are performed without causing the first post injection, and in the low load mode, the engine body is in a relatively low rotation region. One day , An EGR mode for the internal EGR via the variable valve mechanism, when the engine body is in the region of relatively high rotation, is intended to include a non-EGR mode is not performed the internal EGR.

上記の構成によれば、エンジン本体が所定の運転領域、例えば、排気温度が上昇し難い運転領域にあるときには、内部ＥＧＲを行いつつ上記第２後段噴射を行うことによって上記フィルタ再生が行われる。すなわち、内部ＥＧＲを行うことによって、気筒内の排気温度が上昇し、触媒の活性化ないし活性維持に有利になる。この状態で第２後段噴射を行うことによって、排気通路へ排出される未燃燃料が触媒において効率良く酸化され、これに伴って発生する酸化反応熱によってＤＰＦを加熱することができる。これにより、ＤＰＦに捕集されているＰＭを燃焼除去することができる。こうして、フィルタ再生が行われる。 According to the above configuration, when the engine body is in a predetermined operation region, for example, an operation region in which the exhaust temperature does not easily rise, the filter regeneration is performed by performing the second second-stage injection while performing internal EGR. That is, by performing the internal EGR, the exhaust temperature in the cylinder rises, which is advantageous for activating or maintaining the catalyst. By performing the second post-stage injection in this state, the unburned fuel discharged to the exhaust passage is efficiently oxidized in the catalyst, and the DPF can be heated by the oxidation reaction heat generated accordingly. Thereby, PM collected by DPF can be burned and removed. Thus, filter regeneration is performed.

つまり、排気温度が低い場合には、第２後段噴射だけでは、未燃燃料を触媒において十分に酸化させることができず、フィルタ再生が困難となる。そこで、第２後段噴射に加えて、内部ＥＧＲを行うことによって、排気温度を上昇させ、触媒における未燃燃料の酸化を促進させることができ、ひいては、フィルタ再生を行うことができるようになる。 That is, when the exhaust gas temperature is low, the unburned fuel cannot be sufficiently oxidized in the catalyst only by the second post-injection, and the filter regeneration becomes difficult. Therefore, by performing internal EGR in addition to the second post-stage injection, it is possible to increase the exhaust gas temperature and promote the oxidation of unburned fuel in the catalyst, and thus it is possible to perform filter regeneration.

尚、上記ＥＧＲモードを行う上記所定の運転領域は、排気温度が、第２後段噴射だけでは未燃燃料を触媒において十分に酸化させることができない温度になると想定される運転領域に設定し得る。 The predetermined operation region in which the EGR mode is performed can be set to an operation region in which the exhaust temperature is assumed to be a temperature at which the unburned fuel cannot be sufficiently oxidized in the catalyst only by the second post-injection.

ところが、運転領域によっては、内部ＥＧＲだけでは、排気温度を十分に上昇させることができない場合もある。つまり、上記ＥＧＲモードを行う上記所定の運転領域のうち相対的に低負荷領域においては、燃料噴射量が相対的に少なく、排気温度が高くない。そのため、内部ＥＧＲだけでは、排気温度を、未燃燃料が触媒において十分に酸化する程度まで上昇させることができない虞がある。 However, depending on the operation region, the exhaust temperature may not be sufficiently increased only by the internal EGR. That is, the fuel injection amount is relatively small and the exhaust temperature is not high in the relatively low load region in the predetermined operation region in which the EGR mode is performed. Therefore, there is a possibility that the exhaust temperature cannot be raised to the extent that the unburned fuel is sufficiently oxidized in the catalyst only by the internal EGR.

そこで、上記再生制御部は、上記ＥＧＲモードを行う上記所定の運転領域のうち相対的に低負荷の領域では、内部ＥＧＲを行いつつ、上記第１後段噴射及び第２後段噴射を行うことによって上記フィルタ再生を行う。この第１後段噴射は、前述の通り、第２後段噴射の前であって且つ主燃焼期間中に行われる燃料噴射である。つまり、第１後段噴射は、主燃焼を継続させるための後段噴射であって、膨張行程中の気筒内の温度低下を抑制する機能を有している。したがって、内部ＥＧＲだけでは排気温度を十分に上昇させることができない場合でっても、第１後段噴射を行うことによって、排気温度を、未燃燃料が触媒において十分に酸化する程度まで上昇させ得る。その結果、フィルタ再生を行うことができるようになる。 Therefore, the regeneration control unit performs the first second-stage injection and the second second-stage injection while performing the internal EGR in the relatively low load region of the predetermined operation region in which the EGR mode is performed. Perform filter regeneration. As described above, the first second-stage injection is a fuel injection that is performed before the second second-stage injection and during the main combustion period. That is, the first second-stage injection is a second-stage injection for continuing main combustion, and has a function of suppressing a temperature drop in the cylinder during the expansion stroke. Therefore, even if the exhaust temperature cannot be sufficiently increased only by the internal EGR, the exhaust temperature can be increased to such an extent that the unburned fuel is sufficiently oxidized in the catalyst by performing the first post-injection. . As a result, filter regeneration can be performed.

一方、上記ＥＧＲモードを行う上記所定の運転領域のうち相対的に高負荷の領域では、内部ＥＧＲだけでも、排気温度を、未燃燃料が触媒において十分に酸化する程度まで上昇させることができるので、上記第１後段噴射を行うことなく、内部ＥＧＲ及び第２後段噴射によって上記フィルタ再生を行う。 On the other hand, in the relatively high load region of the predetermined operation region in which the EGR mode is performed, the exhaust temperature can be raised to the extent that the unburned fuel is sufficiently oxidized in the catalyst only by the internal EGR. The filter regeneration is performed by the internal EGR and the second second-stage injection without performing the first second-stage injection.

上記フィルタ再生時における主燃焼は、拡散燃焼を主体とした燃焼であることが好ましい。 It is preferable that the main combustion during the regeneration of the filter is combustion mainly composed of diffusion combustion.

拡散燃焼は、予混合燃焼と比較して、燃焼期間が長くなる。つまり、拡散燃焼は、上記第１後段噴射を組み合わせることによって、より効果的に燃焼期間を長期化させて、膨張行程中の気筒内の温度低下を抑制することができる。 Diffusion combustion has a longer combustion period than premixed combustion. That is, in the diffusion combustion, by combining the first post-stage injection, the combustion period can be prolonged more effectively, and the temperature drop in the cylinder during the expansion stroke can be suppressed.

また、上記再生制御部は、上記フィルタ再生時には、主燃焼の開始時又は開始前に拡散燃焼に繋がる前段燃焼が発生するように燃料を噴射する前段噴射を上記燃料噴射弁に行わせることが好ましい。 In addition, the regeneration control unit preferably causes the fuel injection valve to perform pre-stage injection for injecting fuel so that pre-stage combustion that leads to diffusion combustion occurs at the start or before the start of main combustion during the regeneration of the filter. .

この前段噴射は、主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ことができる。つまり、主燃焼が不安定な場合には、上記第１後段噴射を所定のタイミングで行っても、主燃焼期間から外れてしまう虞もある。特に、ガス温が低く且つ低負荷領域においては、着火性が悪く、主燃焼が不安定となり得る。それに対して、前段噴射を行うことによって、例えば、ガス温が低く且つ低負荷領域であっても、主燃焼を安定させることができる。主燃焼が安定すると、該第１後段噴射を主燃焼期間内に確実に行うことができる。 This pre-stage injection can suppress the ignition delay of the fuel due to the main injection and can lead to stable diffusion combustion. That is, when the main combustion is unstable, even if the first second-stage injection is performed at a predetermined timing, the main combustion period may be lost. In particular, when the gas temperature is low and the load is low, the ignitability is poor and the main combustion can be unstable. On the other hand, by performing the pre-injection, for example, the main combustion can be stabilized even when the gas temperature is low and the load range is low. When the main combustion is stabilized, the first post-stage injection can be reliably performed within the main combustion period.

さらに、上記第２後段噴射の回数は、上記第１後段噴射の回数よりも多いことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the number of times of the second latter-stage injection is greater than the number of times of the first latter-stage injection.

上記第２後段噴射による総噴射量は、フィルタ再生に要する量として決定される。そのため、第２後段噴射の回数が増えるということは、第２後段噴射の１回当たりの噴射量が少なくなることを意味する。そして、１回当たりの噴射量は、燃料の到達距離に影響する。すなわち、１回当たりの噴射量が多くなるほど、燃料の到達距離が長くなる。第２後段噴射により噴射された燃料は、気筒内で燃焼しないため、１回当たりの噴射量が多くなると、燃料が気筒の内壁まで容易に到達し、内壁に付着してしまう。気筒壁の内壁に付着した燃料は、ピストンの往復動によってオイルと混合され得る。すなわち、１回当たりの噴射量が多すぎると、噴霧された燃料がオイル希釈を引き起こし得る。つまり、第２後段噴射の回数を相対的に多くすることによって、第２後段噴射の１回当たりの噴射量を低減することができ、その結果、オイル希釈を抑制することができる。 The total injection amount by the second second-stage injection is determined as an amount required for filter regeneration. Therefore, an increase in the number of second second-stage injections means that the amount of injection per second second-stage injection is reduced. The injection amount per time affects the fuel reach distance. That is, the fuel reach distance becomes longer as the injection amount per time increases. Since the fuel injected by the second post-stage injection does not burn in the cylinder, when the injection amount per one increases, the fuel easily reaches the inner wall of the cylinder and adheres to the inner wall. The fuel adhering to the inner wall of the cylinder wall can be mixed with oil by the reciprocating motion of the piston. That is, when the injection amount per one time is too large, the sprayed fuel can cause oil dilution. That is, by relatively increasing the number of times of the second second-stage injection, the injection amount per second second-stage injection can be reduced, and as a result, oil dilution can be suppressed.

一方、第１後段噴射は、主燃焼に継続する燃焼を生じさせるものであるため、トルクに影響を与える。そのため、第１後段噴射の噴射量は少ないことが好ましい。つまり、第１後段噴射の回数を相対的に少なくすることによって、第１後段噴射により噴射される燃料の総量を低減することができ、トルクに与える影響を低減することができる。 On the other hand, the first post-injection causes the combustion that continues to the main combustion, and thus affects the torque. Therefore, it is preferable that the injection amount of the first second-stage injection is small. That is, by relatively reducing the number of first post-stage injections, the total amount of fuel injected by the first post-stage injection can be reduced, and the influence on torque can be reduced.

また、上記ディーゼルエンジンは、上記排気通路において上記ＤＰＦの上流側に配設されたタービンを有するターボ過給機をさらに備えるものとしてもよい。 The diesel engine may further include a turbocharger having a turbine disposed on the upstream side of the DPF in the exhaust passage.

上記の構成によれば、排気ガスの熱量がタービンによって吸収されるため、上記触媒及びＤＰＦにおける排気温度が低くなる傾向にある。すなわち、排気通路にタービンが存在することは、未燃燃料の触媒における酸化を促進させる観点からは不利である。そのため、ターボ過給機を備えるディーゼルエンジンにおいては、上記ＥＧＲモードや、さらには上記低負荷モードを設けることが特に有効となる。 According to said structure, since the heat quantity of exhaust gas is absorbed by the turbine, it exists in the tendency for the exhaust temperature in the said catalyst and DPF to become low. That is, the presence of the turbine in the exhaust passage is disadvantageous from the viewpoint of promoting oxidation of the unburned fuel in the catalyst. Therefore, in a diesel engine equipped with a turbocharger, it is particularly effective to provide the EGR mode or the low load mode.

また、上記エンジン本体の幾何学的圧縮比が１５以下であってもよい。 Further, the geometric compression ratio of the engine body may be 15 or less.

上記のような、いわゆる低圧縮比のディーゼルエンジンにおいては、排気温度が低くなる。すなわち、エンジン本体が低圧縮比であることは、未燃燃料の触媒における酸化を促進させる観点からは不利である。そのため、低圧縮比のディーゼルエンジンにおいては、上記ＥＧＲモードや、さらには上記低負荷モードを設けることが特に有効となる。 In the so-called low compression ratio diesel engine as described above, the exhaust temperature is low. That is, the low compression ratio of the engine body is disadvantageous from the viewpoint of promoting oxidation of unburned fuel in the catalyst. Therefore, in a diesel engine with a low compression ratio, it is particularly effective to provide the EGR mode or the low load mode.

上記ディーゼルエンジンによれば、排気温度が低い場合であっても、内部ＥＧＲに加えて第１後段噴射を行うことによって、気筒内の温度、ひいては、排気温度を上昇させることができ、第２後段噴射による未燃燃料を触媒において十分に酸化させることができる。その結果、排気温度が低い場合であっても、早期に排気温度を上昇させて、上記フィルタ再生を行うことができる。 According to the diesel engine, even if the exhaust gas temperature is low, by performing the first rear injection in addition to the internal EGR, it is possible to increase the temperature in the cylinder, and thus the exhaust temperature, and the second rear engine. Unburned fuel by injection can be sufficiently oxidized in the catalyst. As a result, even if the exhaust gas temperature is low, the filter regeneration can be performed by raising the exhaust gas temperature early.

ターボ過給機付ディーゼルエンジンの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the diesel engine with a turbocharger. ディーゼルエンジンの制御に係るブロック図である。It is a block diagram concerning control of a diesel engine. ディーゼルエンジンの状態に応じた、ＤＰＦの再生モードのマップの一例である。It is an example of the map of the regeneration mode of DPF according to the state of a diesel engine. 領域ａ１における燃料噴射形態の一例と、それに伴う熱発生率の履歴の一例とを示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection form in the area | region a1, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域ａ２における燃料噴射形態の一例と、それに伴う熱発生率の履歴の一例とを示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection form in the area | region a2, and an example of the log | history of the heat release rate in connection with it. 領域Ｂにおける燃料噴射形態の一例と、それに伴う熱発生率の履歴の一例とを示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection form in the area | region B, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域Ｃにおける燃料噴射形態の一例と、それに伴う熱発生率の履歴の一例とを示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection form in the area | region C, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it.

以下、実施形態に係るディーゼルエンジンを図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図１，２は、実施形態に係るエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されると共に、軽油を主成分とした燃料が供給されるディーゼルエンジンであって、複数の気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。このエンジン１の各気筒１１ａ内には、ピストン１４が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１４の頂面にはリエントラント形燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。このピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されている。 Hereinafter, the diesel engine which concerns on embodiment is demonstrated based on drawing. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature. 1 and 2 show a schematic configuration of an engine (engine body) 1 according to the embodiment. The engine 1 is a diesel engine that is mounted on a vehicle and is supplied with fuel mainly composed of light oil. The cylinder block 11 is provided with a plurality of cylinders 11a (only one is shown), and the cylinder A cylinder head 12 disposed on the block 11 and an oil pan 13 disposed on the lower side of the cylinder block 11 and storing lubricating oil are provided. In each cylinder 11a of the engine 1, a piston 14 is fitted and removably fitted. A top surface of the piston 14 is formed with a cavity defining a reentrant combustion chamber 14a. The piston 14 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 14b.

上記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａ毎に吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。 In the cylinder head 12, an intake port 16 and an exhaust port 17 are formed for each cylinder 11a, and an intake valve 21 and an exhaust valve that open and close the opening of the intake port 16 and the exhaust port 17 on the combustion chamber 14a side. 22 are arranged respectively.

これら吸排気弁２１，２２をそれぞれ駆動する動弁系において、排気弁側には、当該排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える油圧作動式の可変機構（図２参照。以下、ＶＶＭ（Variable Valve Motion）と称する）７１が設けられている。このＶＶＭ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、カム山を１つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロファイルの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁に伝達するロストモーション機構を含んで構成されており、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。このＶＶＭ７１が可変動弁機構を構成する。 In the valve systems that drive these intake and exhaust valves 21 and 22, respectively, a hydraulically operated variable mechanism that switches the operation mode of the exhaust valve 22 between a normal mode and a special mode on the exhaust valve side (see FIG. 2 below). , VVM (Variable Valve Motion) 71). Although detailed illustration of the configuration of the VVM 71 is omitted, two types of cams having different cam profiles, a first cam having one cam peak and a second cam having two cam peaks, and the first cam When a lost motion mechanism that selectively transmits the operating state of one of the first and second cams to the exhaust valve is included, and the operating state of the first cam is transmitted to the exhaust valve 22 The exhaust valve 22 operates in a normal mode in which the valve is opened only once during the exhaust stroke, whereas when the operating state of the second cam is transmitted to the exhaust valve 22, the exhaust valve 22 is in the exhaust stroke. In addition, the valve operates in a special mode in which the exhaust is opened twice so that the valve is opened during the intake stroke. This VVM 71 constitutes a variable valve mechanism.

ＶＶＭ７１の通常モードと特殊モードとの切り替えは、エンジン駆動の油圧ポンプ（図示省略）から供給される油圧によって行われ、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用され得る。尚、こうした通常モードと特殊モードとの切り替えを可能にする上で、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。また、内部ＥＧＲの実行としては、排気の二度開きに限定されるものではなく、例えば吸気弁２１を２回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気弁２１及び排気弁２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。 Switching between the normal mode and the special mode of the VVM 71 is performed by hydraulic pressure supplied from an engine-driven hydraulic pump (not shown), and the special mode can be used in the control related to the internal EGR. In order to enable switching between the normal mode and the special mode, an electromagnetically driven valve system that drives the exhaust valve 22 by an electromagnetic actuator may be employed. The execution of the internal EGR is not limited to the double opening of the exhaust. For example, the internal EGR control may be performed by opening the intake valve 21 twice, or by opening the intake twice. An internal EGR control may be performed in which the burned gas remains by providing a negative overlap period in which both the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are closed in the intake stroke.

上記シリンダヘッド１２には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、エンジン１の冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ１９とが設けられている。上記インジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室１４ａの天井面から該燃焼室１４ａに臨むように配設されていて、基本的には圧縮行程上死点付近で、燃焼室１４ａに燃料を直接噴射供給するようになっている。このインジェクタ１８が燃焼噴射弁を構成する。 The cylinder head 12 is provided with an injector 18 for injecting fuel and a glow plug 19 for warming intake air to improve the ignitability of the fuel when the engine 1 is cold. The injector 18 is disposed such that its fuel injection port faces the combustion chamber 14a from the ceiling surface of the combustion chamber 14a. Basically, fuel is directly supplied to the combustion chamber 14a near the top dead center of the compression stroke. The injection is supplied. This injector 18 constitutes a combustion injection valve.

上記エンジン１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、上記エンジン１の他側面には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａからの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、詳しくは後述するが、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とが配設されている。 An intake passage 30 is connected to one side of the engine 1 so as to communicate with the intake port 16 of each cylinder 11a. On the other hand, an exhaust passage 40 for discharging burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 14a of each cylinder 11a is connected to the other side of the engine 1. In the intake passage 30 and the exhaust passage 40, as will be described in detail later, a large turbocharger 61 and a small turbocharger 62 for supercharging intake air are disposed.

吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。一方、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１１ａ毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。 An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 30. On the other hand, a surge tank 33 is disposed near the downstream end of the intake passage 30. The intake passage 30 downstream of the surge tank 33 is an independent passage branched for each cylinder 11a, and the downstream end of each independent passage is connected to the intake port 16 of each cylinder 11a.

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、大型及び小型ターボ過給機６１，６２のコンプレッサ６１ａ，６２ａと、該コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、上記各気筒１１ａの燃焼室１４ａへの吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。このスロットル弁３６は、基本的には全開状態とされるが、エンジン１の停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。 Between the air cleaner 31 and the surge tank 33 in the intake passage 30, compressors 61a and 62a of the large and small turbochargers 61 and 62, and an intercooler 35 for cooling the air compressed by the compressors 61a and 62a, A throttle valve 36 for adjusting the amount of intake air into the combustion chamber 14a of each cylinder 11a is provided. The throttle valve 36 is basically fully opened, but is fully closed when the engine 1 is stopped so that no shock is generated.

上記排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１１ａ毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。 The upstream portion of the exhaust passage 40 is constituted by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 11a and connected to the outer end of the exhaust port 17 and a collecting portion where the independent passages gather. Yes.

この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂ、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４１と、サイレンサ４２とが配設されている。 On the downstream side of the exhaust manifold in the exhaust passage 40, the turbine 62b of the small turbocharger 62, the turbine 61b of the large turbocharger 61, and exhaust for purifying harmful components in the exhaust gas in order from the upstream side. A purification device 41 and a silencer 42 are provided.

この排気浄化装置４１は、酸化触媒４１ａと、ＤＰＦ４１ｂとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒４１ａ及びＤＰＦ４１ｂは１つのケース内に収容されている。上記酸化触媒４１ａは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ_２及びＨ_２Ｏが生成する反応を促すものである。この酸化触媒４１ａが、酸化機能を有する触媒を構成する。また、上記ＤＰＦ４１ｂは、エンジン１の排気ガス中に含まれる煤等のＰＭを捕集するものであって、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）やコーディエライト等の耐熱性セラミック材によって形成されたウォールフロー型フィルタ、或いは耐熱性セラミックス繊維によって形成された三次元網目状フィルタである。尚、ＤＰＦ４１ｂに酸化触媒をコーティングしてもよい。 The exhaust purification device 41 includes an oxidation catalyst 41a and a DPF 41b, which are arranged in this order from the upstream side. The oxidation catalyst 41a and the DPF 41b are accommodated in one case. The oxidation catalyst 41a has an oxidation catalyst supporting platinum or platinum added with palladium or the like, and promotes a reaction in which CO and HC in the exhaust gas are oxidized to produce CO ₂ and H ₂ O. Is. The oxidation catalyst 41a constitutes a catalyst having an oxidation function. The DPF 41b collects PM such as soot contained in the exhaust gas of the engine 1 and is formed of a heat-resistant ceramic material such as silicon carbide (SiC) or cordierite. It is a three-dimensional mesh filter formed of a flow type filter or a heat resistant ceramic fiber. The DPF 41b may be coated with an oxidation catalyst.

上記吸気通路３０における上記サージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａよりも下流側部分）と、上記排気通路４０における上記排気マニホールドと小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂとの間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりも上流側部分）とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するための排気ガス還流通路５１によって接続されている。この排気ガス還流通路５１には、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するための排気ガス還流弁５１ａ及び排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２とが配設されている。 A portion of the intake passage 30 between the surge tank 33 and the throttle valve 36 (that is, a portion downstream of the small compressor 62a of the small turbocharger 62), the exhaust manifold and the small turbocharger in the exhaust passage 40. The portion between the turbocharger 62 and the small turbine 62 b (that is, the upstream portion of the small turbocharger 62 from the small turbine 62 b) is an exhaust gas recirculation for recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage 30. They are connected by a passage 51. The exhaust gas recirculation passage 51 is provided with an exhaust gas recirculation valve 51a for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake passage 30 and an EGR cooler 52 for cooling the exhaust gas with engine cooling water. Yes.

大型ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設された大型コンプレッサ６１ａと、排気通路４０に配設された大型タービン６１ｂとを有している。大型コンプレッサ６１ａは、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とインタークーラ３５との間に配設されている。一方、大型タービン６１ｂは、排気通路４０における排気マニホールドと酸化触媒４１ａとの間に配設されている。 The large turbocharger 61 has a large compressor 61 a disposed in the intake passage 30 and a large turbine 61 b disposed in the exhaust passage 40. The large compressor 61 a is disposed between the air cleaner 31 and the intercooler 35 in the intake passage 30. On the other hand, the large turbine 61b is disposed between the exhaust manifold and the oxidation catalyst 41a in the exhaust passage 40.

小型ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設された小型コンプレッサ６２ａと、排気通路４０に配設された小型タービン６２ｂとを有している。小型コンプレッサ６２ａは、吸気通路３０における大型コンプレッサ６１ａの下流側に配設されている。一方、小型タービン６２ｂは、排気通路４０における大型タービン６１ｂの上流側に配設されている。 The small turbocharger 62 has a small compressor 62 a disposed in the intake passage 30 and a small turbine 62 b disposed in the exhaust passage 40. The small compressor 62 a is disposed on the downstream side of the large compressor 61 a in the intake passage 30. On the other hand, the small turbine 62 b is disposed on the upstream side of the large turbine 61 b in the exhaust passage 40.

すなわち、吸気通路３０においては、上流側から順に大型コンプレッサ６１ａと小型コンプレッサ６２ａとが直列に配設され、排気通路４０においては、上流側から順に小型タービン６２ｂと大型タービン６１ｂとが直列に配設されている。これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂが排気ガス流により回転し、これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂの回転により、該大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂとそれぞれ連結された上記大型及び小型コンプレッサ６１ａ，６２ａがそれぞれ作動する。 That is, in the intake passage 30, a large compressor 61a and a small compressor 62a are arranged in series from the upstream side, and in the exhaust passage 40, a small turbine 62b and a large turbine 61b are arranged in series from the upstream side. Has been. The large and small turbines 61b and 62b are rotated by the exhaust gas flow, and the large and small compressors 61a and 62a connected to the large and small turbines 61b and 62b are rotated by the rotation of the large and small turbines 61b and 62b, respectively. Each operates.

小型ターボ過給機６２は、相対的に小型のものであり、大型ターボ過給機６１は、相対的に大型のものである。すなわち、大型ターボ過給機６１の大型タービン６１ｂの方が小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりもイナーシャが大きい。 The small turbocharger 62 is relatively small, and the large turbocharger 61 is relatively large. That is, the large turbine 61 b of the large turbocharger 61 has a larger inertia than the small turbine 62 b of the small turbocharger 62.

そして、吸気通路３０には、小型コンプレッサ６２ａをバイパスする小型吸気バイパス通路６３が接続されている。この小型吸気バイパス通路６３には、該小型吸気バイパス通路６３へ流れる空気量を調整するための小型吸気バイパス弁６３ａが配設されている。この小型吸気バイパス弁６３ａは、無通電時には全閉状態（ノーマルクローズ）となるように構成されている。 The intake passage 30 is connected to a small intake bypass passage 63 that bypasses the small compressor 62a. The small intake bypass passage 63 is provided with a small intake bypass valve 63 a for adjusting the amount of air flowing to the small intake bypass passage 63. The small intake bypass valve 63a is configured to be in a fully closed state (normally closed) when no power is supplied.

一方、排気通路４０には、小型タービン６２ｂをバイパスする小型排気バイパス通路６４と、大型タービン６１ｂをバイパスする大型排気バイパス通路６５とが接続されている。小型排気バイパス通路６４には、該小型排気バイパス通路６４へ流れる排気量を調整するためのレギュレートバルブ６４ａが配設され、大型排気バイパス通路６５には、該大型排気バイパス通路６５へ流れる排気量を調整するためのウエストゲートバルブ６５ａが配設されている。レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａは共に、無通電時には全開状態（ノーマルオープン）となるように構成されている。 On the other hand, the exhaust passage 40 is connected to a small exhaust bypass passage 64 that bypasses the small turbine 62b and a large exhaust bypass passage 65 that bypasses the large turbine 61b. The small exhaust bypass passage 64 is provided with a regulating valve 64a for adjusting the exhaust amount flowing to the small exhaust bypass passage 64, and the large exhaust bypass passage 65 has an exhaust amount flowing to the large exhaust bypass passage 65. A wastegate valve 65a for adjusting the pressure is provided. Both the regulating valve 64a and the waste gate valve 65a are configured to be in a fully open state (normally open) when no power is supplied.

このように構成されたディーゼルエンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御装置を構成する。ＰＣＭ１０には、図２に示すように、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１、サージタンク３３に取り付けられて、燃焼室１４ａに供給される空気の圧力を検出する過給圧センサＳＷ２、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ３、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ４、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ５、ＤＰＦ４１ｂの上流側の排気圧力を検出する上流側排圧センサＳＷ６，及び、ＤＰＦ４１ｂの下流側の排気圧力を検出する下流側排圧センサＳＷ７の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ１８、グロープラグ１９，動弁系のＶＶＭ７１、各種の弁３６、５１ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａのアクチュエータへ制御信号を出力する。 The diesel engine 1 configured as described above is controlled by a powertrain control module (hereinafter referred to as PCM) 10. The PCM 10 includes a microprocessor having a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a path connecting these units. The PCM 10 constitutes a control device. As shown in FIG. 2, the PCM 10 includes a water temperature sensor SW1 that detects the temperature of the engine cooling water, a supercharging pressure sensor SW2 that is attached to the surge tank 33 and detects the pressure of the air supplied to the combustion chamber 14a, An intake air temperature sensor SW3 that detects the temperature of the intake air, a crank angle sensor SW4 that detects the rotation angle of the crankshaft 15, and an accelerator opening sensor that detects an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle. SW5, upstream exhaust pressure sensor SW6 for detecting the exhaust pressure upstream of DPF 41b, and downstream exhaust pressure sensor SW7 for detecting the exhaust pressure downstream of DPF 41b are input, and based on these detection signals The state of the engine 1 and the vehicle is determined by performing various calculations, and the injector 18 and the glow plug are accordingly determined. 19, VVM71 of the valve operating system, various valves 36,51a, 63a, 64a, and outputs a control signal to 65a actuator.

そうして、このエンジン１は、その幾何学的圧縮比を１２以上１５以下とした、比較的低圧縮比となるように構成されており、これによって排気エミッション性能の向上及び熱効率の向上を図るようにしている。一方で、このエンジン１では、前述した大型及び小型ターボ過給機６１，６２によってトルクを高めるようにして、幾何学的圧縮比の低圧縮比化を補っている。 Thus, the engine 1 is configured to have a relatively low compression ratio with a geometric compression ratio of 12 or more and 15 or less, thereby improving exhaust emission performance and thermal efficiency. I am doing so. On the other hand, in the engine 1, torque is increased by the large and small turbochargers 61 and 62 described above to compensate for a low compression ratio of the geometric compression ratio.

（エンジンの燃焼制御の概要）
上記ＰＣＭ１０は、エンジン１の基本的な制御として、主にエンジン回転数及びアクセル開度に基づいて目標トルク（目標となる負荷）を決定し、これに対応する燃料の噴射量や噴射時期等をインジェクタ１８の作動制御によって実現する。目標トルクは、アクセル開度が大きくなるほど、またエンジン回転数が高くなるほど大きくなるように設定される。目標トルクとエンジン回転数とに基づいて燃料の噴射量が設定される。噴射量は、目標トルクが高くなるほど、またエンジン回転数が高くなるほど大きくなるようにされる。 (Outline of engine combustion control)
The PCM 10 determines the target torque (target load) mainly based on the engine speed and the accelerator opening as the basic control of the engine 1, and determines the fuel injection amount, the injection timing, and the like corresponding thereto. This is realized by operation control of the injector 18. The target torque is set so as to increase as the accelerator opening increases and as the engine speed increases. A fuel injection amount is set based on the target torque and the engine speed. The injection amount is set to increase as the target torque increases and as the engine speed increases.

また、ＰＣＭ１０は、スロットル弁３６や排気ガス還流弁５１ａの開度の制御（外部ＥＧＲ制御）や、ＶＶＭ７１の制御（内部ＥＧＲ制御）によって、気筒１１ａ内への排気の還流割合を制御する。 Further, the PCM 10 controls the recirculation ratio of the exhaust gas into the cylinder 11a by controlling the opening degree of the throttle valve 36 and the exhaust gas recirculation valve 51a (external EGR control) and controlling the VVM 71 (internal EGR control).

さらに、ＰＣＭ１０は、ＤＰＦ４１ｂの再生条件が成立したときに、インジェクタ１８及びＶＶＭ７１を作動制御することによって、ＤＰＦ４１ｂのフィルタ再生を実行する。ここで、ＤＰＦ４１ｂの再生条件とは、ＤＰＦ４１ｂの再生が必要と判定し得る所定の条件である。一例として、本実施形態では、上流側及び下流側排圧センサＳＷ６，ＳＷ７より検出されるＤＰＦ４１ｂの上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧ΔＰが所定値以上となることをもって、ＤＰＦ４１ｂの再生条件成立としている。すなわち、ＤＰＦ４１ｂのＰＭ捕集量が多くなるほど、ＤＰＦ４１ｂでの排気の流れが悪くなり、上記差圧ΔＰが上昇する。尚、フィルタ再生は、上記差圧ΔＰが、再生条件としての所定値よりも小さい所定の下限値を下回ることをもって、終了する。 Further, the PCM 10 performs filter regeneration of the DPF 41b by controlling the operation of the injector 18 and the VVM 71 when the regeneration condition of the DPF 41b is satisfied. Here, the regeneration condition of the DPF 41b is a predetermined condition that can be determined to require the regeneration of the DPF 41b. As an example, in the present embodiment, the differential pressure ΔP between the upstream exhaust pressure and the downstream exhaust pressure of the DPF 41b detected by the upstream and downstream exhaust pressure sensors SW6 and SW7 is equal to or greater than a predetermined value. The regeneration condition of the DPF 41b is established. That is, as the amount of PM collected by the DPF 41b increases, the flow of exhaust gas in the DPF 41b becomes worse and the differential pressure ΔP increases. The filter regeneration ends when the differential pressure ΔP falls below a predetermined lower limit value that is smaller than a predetermined value as a regeneration condition.

図３は、エンジン１の温間時における、エンジン１の状態に応じたＤＰＦ４１ｂの再生モードを示すマップである。つまり、エンジン１の温間時において上記フィルタ再生条件が成立したときには、ＰＣＭ１０は、図３に示すマップに基づいてフィルタ再生を実行する。図３に示すように、エンジン１の温間時には、エンジン回転数とエンジン負荷（燃料の実総噴射量）とに応じて、複数の運転領域が設定されており、各運転領域毎に再生モードが設定されている。 FIG. 3 is a map showing the regeneration mode of the DPF 41b according to the state of the engine 1 when the engine 1 is warm. That is, when the filter regeneration condition is satisfied when the engine 1 is warm, the PCM 10 performs filter regeneration based on the map shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the engine 1 is warm, a plurality of operation regions are set according to the engine speed and the engine load (actual total fuel injection amount), and the regeneration mode is set for each operation region. Is set.

以下、各運転領域の再生モードについて、図４〜７を参照しながら説明する。尚、図４〜図７に示す燃料噴射量や熱発生率は、これらの図を相互に比較したときに、必ずしも、相対的な燃料噴射量の大小や熱発生率の大小を示してはいない。 Hereinafter, the regeneration mode of each operation region will be described with reference to FIGS. The fuel injection amount and the heat generation rate shown in FIGS. 4 to 7 do not necessarily indicate the relative fuel injection amount or the heat generation rate when these figures are compared with each other. .

先ず、エンジン１の運転領域を、エンジン負荷に応じて３つに分割したときの３つの運転領域Ａ〜Ｃについて説明する。 First, three operation areas A to C when the operation area of the engine 1 is divided into three according to the engine load will be described.

図４は、運転領域Ａ中の運転領域ａ１における燃料噴射形態（上図）及びそれに伴う気筒１１ａ内の熱発生率の履歴の一例（下図）を、図５は、運転領域Ａ中の運転領域ａ２における燃料噴射形態（上図）及びそれに伴う気筒１１ａ内の熱発生率の履歴の一例（下図）を示している。運転領域Ａは、高負荷のうちでも最大負荷の９０％以上となるような極めて高負荷の運転領域であって、運転領域ａ１，ａ２を含んでいる。運転領域ａ２は、運転領域Ａのうち相対的に高回転の運転領域である。運転領域ａ１は、運転領域Ａのうち運転領域ａ２以外の領域である。 4 shows an example of the fuel injection mode (upper diagram) in the operation region a1 in the operation region A and the history of the heat generation rate in the cylinder 11a (lower diagram), and FIG. 5 shows the operation region in the operation region A. An example (lower diagram) of the history of the heat generation rate in the cylinder 11a accompanying the fuel injection mode (upper diagram) at a2 is shown. The operation area A is an extremely high load operation area that is 90% or more of the maximum load among high loads, and includes operation areas a1 and a2. The operation region a2 is a relatively high rotation operation region in the operation region A. The operation area a1 is an area other than the operation area a2 in the operation area A.

運転領域ａ１では、圧縮行程中において、１回の燃料噴射（パイロット噴射）を実行すると共に、圧縮上死点付近で主噴射を１回実行することによって、この運転領域ａ１では、合計２回の燃料噴射を実行する。運転領域ａ１では、前段噴射としてパイロット噴射を実行することにより、燃料の予混合性を高めて煤の発生の点で有利にしつつ、燃料噴射回数を、パイロット噴射及び主噴射の２回だけにすることで、主噴射時の燃料噴射量を十分に確保して、高トルクを確保し得る。一方、運転領域ａ２では、圧縮上死点付近で主噴射を１回だけ実行する。つまり、この運転領域ａ２では、特にロバスト性を高めつつ、出力を高めて最高トルクを確保する。 In the operation region a1, during the compression stroke, one fuel injection (pilot injection) is performed, and the main injection is performed once in the vicinity of the compression top dead center. Perform fuel injection. In the operation region a1, by performing pilot injection as pre-injection, the fuel premixability is improved to be advantageous in terms of soot generation, and the number of fuel injections is limited to only two times of pilot injection and main injection. As a result, a sufficient amount of fuel can be ensured during main injection to ensure high torque. On the other hand, in the operation region a2, the main injection is executed only once near the compression top dead center. That is, in this operation region a2, the output is increased and the maximum torque is ensured while improving the robustness.

運転領域Ａでは、排気温度が高く、ＤＰＦ４１ｂに捕集されたＰＭを自然に焼却除去し得るため、後述するポスト噴射のようなフィルタ再生のための特別な制御を行っていない。 In the operation area A, the exhaust gas temperature is high, and the PM collected in the DPF 41b can be naturally incinerated and removed. Therefore, special control for filter regeneration such as post injection described later is not performed.

図６は、運転領域Ｂにおける燃料噴射形態（上図）及びそれに伴う気筒１１ａ内の熱発生率の履歴の一例（下図）を示している。運転領域Ｂは、部分負荷（中負荷）及び高負荷（領域領域Ａを除く）の運転領域である。この運転領域Ｂでは、圧縮上死点前の圧縮行程中において、プレ噴射を１回実行し、その後の圧縮上死点付近において主噴射を１回実行し、主噴射の後にポスト噴射を２回実行する。ここで、プレ噴射は、圧縮上死点前の所定の時期にプレ燃焼を発生させて、主噴射による燃料の着火遅れを抑制するための燃料噴射である。主噴射は、エンジン１のトルクを発生させるための燃焼である主燃焼を発生させるための燃料噴射である。ポスト噴射は、主燃焼後に噴射され、未燃燃料を排気通路４０に導入するための燃料噴射である。換言すれば、ポスト噴射は、気筒１１ａ内で燃焼を発生させない燃料噴射である。 FIG. 6 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region B (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation area B is an operation area of partial load (medium load) and high load (excluding the area area A). In this operation region B, during the compression stroke before the compression top dead center, the pre-injection is executed once, the main injection is executed once near the compression top dead center, and the post injection is performed twice after the main injection. Run. Here, the pre-injection is a fuel injection for generating a pre-combustion at a predetermined time before the compression top dead center to suppress a fuel ignition delay due to the main injection. The main injection is fuel injection for generating main combustion that is combustion for generating torque of the engine 1. The post-injection is a fuel injection that is injected after the main combustion and introduces unburned fuel into the exhaust passage 40. In other words, the post injection is a fuel injection that does not cause combustion in the cylinder 11a.

運転領域Ｂでは、主噴射による主燃焼前に十分な熱発生率を有するプレ燃焼を、圧縮上死点前の所定の時期に発生させる。これにより、それに続く主燃焼を安定して発生させることができる。尚、プレ燃焼は、主燃焼の熱発生率の上昇を緩慢にさせる効果もある。このように熱発生率の急上昇を回避することは、燃焼音を低減して、ＮＶＨ性能を高める上で有利になり得る。そして、主噴射による主燃焼の後に、ポスト噴射が実行される。その結果、未燃燃料が排気通路４０に導入され、酸化触媒４１ａに到達する。この運転領域Ｂでは、排気温度が酸化触媒４１ａを活性化させるのに十分な温度となっているため、未燃燃料が酸化触媒４１ａにおいて良好に酸化される。そして、これに伴って発生する酸化反応熱によってＤＰＦ４１ｂに捕集されているＰＭが燃焼除去される。つまり、フィルタ再生が行われる。 In the operation region B, pre-combustion having a sufficient heat generation rate before main combustion by main injection is generated at a predetermined time before compression top dead center. Thereby, the subsequent main combustion can be generated stably. The pre-combustion also has an effect of slowing the increase in the heat generation rate of the main combustion. Thus, avoiding the rapid increase in the heat generation rate can be advantageous in reducing combustion noise and improving NVH performance. And post injection is performed after the main combustion by main injection. As a result, unburned fuel is introduced into the exhaust passage 40 and reaches the oxidation catalyst 41a. In this operation region B, since the exhaust temperature is sufficient to activate the oxidation catalyst 41a, the unburned fuel is favorably oxidized in the oxidation catalyst 41a. Then, the PM trapped in the DPF 41b is burned and removed by the oxidation reaction heat generated along with this. That is, filter regeneration is performed.

図７は、運転領域Ｃにおける燃料噴射形態（上図）及びそれに伴う気筒１１ａ内の熱発生率の履歴の一例（下図）を示している。運転領域Ｃは、相対的に低負荷の運転領域である。この運転領域Ｃでは、圧縮上死点前の圧縮行程中において、プレ噴射を１回実行し、その後の圧縮上死点付近において主噴射を１回実行し、主噴射の後にアフタ噴射を１回実行し、アフタ噴射の後にポスト噴射を２回実行する。ここで、アフタ噴射は、主燃焼期間中に噴射され、主燃焼に継続して燃焼を発生させるための燃料噴射である。主燃焼期間は、少なくともＴＤＣを含み、主燃焼による熱発生が開始してから終了するまでの期間である。アフタ噴射は、主燃焼期間の比較的遅いタイミング（主燃焼期間を二分割した場合の少なくとも後半に含まれるタイミング）で実行される。さらに詳しくは、アフタ噴射は、主燃焼を継続させるようなタイミング（遅角限界）でかつ、燃料噴霧が、下降しているピストン１４のキャビティ外に至るようなタイミング（進角限界）で実行される。アフタ噴射は、主燃焼を継続させて、燃焼期間を長期化させる。尚、図７中の破線は、アフタ噴射をしない場合の主燃焼による熱発生率を表している。これにより、気筒１１ａ内の温度（以下、単に筒内温度ともいう）の低下を抑制して、膨張行程中の筒内温度を高い温度のままに保持する。これによって、排気温度も上昇する。 FIG. 7 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region C (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region C is a relatively low load operation region. In this operation region C, during the compression stroke before the compression top dead center, the pre-injection is executed once, the main injection is executed once near the compression top dead center, and the after injection is performed once after the main injection. The post injection is executed twice after the after injection. Here, the after-injection is a fuel injection that is injected during the main combustion period and generates combustion following the main combustion. The main combustion period includes at least TDC and is a period from the start of heat generation by main combustion to the end. After-injection is executed at a relatively late timing of the main combustion period (a timing included in at least the second half when the main combustion period is divided into two). More specifically, after-injection is executed at a timing (maintenance limit) at which main combustion is continued and at a timing (advance limit) at which fuel spray reaches outside the cavity of the descending piston 14. The After-injection continues the main combustion and extends the combustion period. In addition, the broken line in FIG. 7 represents the heat generation rate by main combustion when not performing after injection. This suppresses a decrease in the temperature in the cylinder 11a (hereinafter also simply referred to as the in-cylinder temperature), and maintains the in-cylinder temperature during the expansion stroke at a high temperature. As a result, the exhaust temperature also increases.

運転領域Ｃは、低負荷の運転領域であるため、燃料噴射量が少なく、排気温度が相対的に低くなる。すなわち、運転領域Ｃは、ポスト噴射による未燃燃料を酸化触媒４１ａで酸化反応させるには不利な領域である。そこで、アフタ噴射を行うことによって、筒内温度及び排気温度を上昇させている。これにより、未燃燃料が酸化触媒４１ａにおいて良好に酸化され、その酸化反応熱によってＤＰＦ４１ｂに捕集されているＰＭを適切に燃焼除去することができる。つまり、フィルタ再生を良好に行うことができるようになる。 Since the operation region C is a low-load operation region, the fuel injection amount is small and the exhaust temperature is relatively low. That is, the operation region C is a disadvantageous region in which the unburned fuel obtained by post injection is oxidized by the oxidation catalyst 41a. Therefore, by performing after injection, the in-cylinder temperature and the exhaust temperature are raised. As a result, unburned fuel is satisfactorily oxidized in the oxidation catalyst 41a, and PM trapped in the DPF 41b can be appropriately burned and removed by the oxidation reaction heat. That is, filter regeneration can be performed satisfactorily.

尚、運転領域Ｃのうち、アイドル領域を含む、極めて低回転でかつ低負荷の運転領域ｃ１は、極めて低回転且つ低負荷の運転領域であるため、排気温度が非常に低い領域であることに加えて、上記ＶＶＭ７１を駆動するのに必要な油圧を確保することができない。つまり、内部ＥＧＲを行うことができない。そのため、この運転領域ｃ１では、排気温度を十分に上昇させることができない領域であるため、フィルタ再生を実行しない。 In addition, among the operation areas C, the operation area c1 having an extremely low rotation and a low load, including the idle area, is an operation area having an extremely low rotation and a low load, and therefore, the exhaust temperature is an extremely low area. In addition, the hydraulic pressure required to drive the VVM 71 cannot be ensured. That is, internal EGR cannot be performed. Therefore, in this operation region c1, since the exhaust temperature cannot be sufficiently increased, filter regeneration is not executed.

ここで、運転領域Ｂ，Ｃにおける、エンジン１の運転状態が相対的に低回転の運転領域（エンジンの運転領域を、低回転側と高回転側との２つに分けた場合の低回転側の領域）には、内部ＥＧＲを行いつつポスト噴射を行う運転領域Ｅが設けられている。運転領域Ｅは、低回転の運転領域であるため、排気温度が相対的に低くなる。すなわち、運転領域Ｅは、ポスト噴射による未燃燃料を酸化触媒４１ａで酸化反応させるには不利な領域である。そこで、運転領域Ｅでは、フィルタ再生時に上記排気の二度開きにより内部ＥＧＲを行うことによって、筒内温度及び排気温度を上昇させている。つまり、内部ＥＧＲを行うと、排気通路４０に一旦排出された排気ガスが気筒１１ａ内に還流するため、筒内温度が上昇する。その状態で、次の燃焼が実行されると、排気温度も上昇する。このように、運転領域Ｅでは、内部ＥＧＲにより筒内温度及び排気温度を上昇させて、未燃燃焼を酸化触媒４１ａで効率良く酸化反応させている。 Here, in the operation regions B and C, the operation state of the engine 1 is a relatively low rotation operation region (the low rotation side when the engine operation region is divided into a low rotation side and a high rotation side) (Operating area E) is provided with an operating area E in which post injection is performed while internal EGR is being performed. Since the operation region E is a low rotation operation region, the exhaust temperature is relatively low. That is, the operation region E is a disadvantageous region in which the unburned fuel obtained by the post injection is oxidized by the oxidation catalyst 41a. Therefore, in the operation region E, the in-cylinder temperature and the exhaust gas temperature are increased by performing internal EGR by opening the exhaust gas twice during filter regeneration. That is, when the internal EGR is performed, the exhaust gas once discharged into the exhaust passage 40 is recirculated into the cylinder 11a, and the in-cylinder temperature rises. In this state, when the next combustion is executed, the exhaust temperature also rises. As described above, in the operation region E, the in-cylinder temperature and the exhaust gas temperature are increased by the internal EGR, and the unburned combustion is efficiently oxidized by the oxidation catalyst 41a.

この運転領域Ｅのうち、相対的に高負荷側の運転領域（エンジンの運転領域を、低負荷側と高負荷側との２つに分けた場合の高負荷側の領域）ｅ１では、上記運転領域Ｂと同様に、圧縮上死点前の圧縮行程中において、プレ噴射を１回実行し、その後の圧縮上死点付近において主噴射を１回実行し、主噴射の後にポスト噴射を２回実行する。この運転領域ｅ１では、内部ＥＧＲが行われているため、筒内温度が高く、排気温度も高くなっている。そのため、ポスト噴射による未燃燃料は、酸化触媒４１ａにおいて十分に酸化反応し、十分な反応熱を発生させる。その結果、ＤＰＦ４１ｂも良好に再生される。尚、運転領域ｅ１は、高負荷及び高回転側に拡大されている。これは、排気ガスの流量が多くなることは、未燃燃料の、酸化触媒４１ａにおける滞留時間が短くなるため、酸化反応の促進の観点からは不利である。そのため、酸化反応を促進させるための排気ガスの要求温度も高くなる。したがって、内部ＥＧＲを行って排気温度を上昇させる運転領域を、排気ガスの流量が多くなる高負荷及び高回転側へ拡大している。上記プレ噴射が前段噴射に相当し、ポスト噴射が第２後段噴射に相当する。 Among the operation areas E, in the operation area on the relatively high load side (high load side area when the engine operation area is divided into the low load side and the high load side) e1, the above operation is performed. Similarly to the region B, during the compression stroke before the compression top dead center, the pre-injection is executed once, the main injection is executed once near the compression top dead center, and the post injection is performed twice after the main injection. Run. In this operation region e1, since the internal EGR is performed, the in-cylinder temperature is high and the exhaust temperature is also high. Therefore, the unburned fuel by post injection sufficiently oxidizes in the oxidation catalyst 41a and generates sufficient reaction heat. As a result, the DPF 41b is also regenerated well. Note that the operation region e1 is expanded to a high load and high rotation side. This is disadvantageous from the viewpoint of promoting the oxidation reaction because the increase in the flow rate of the exhaust gas shortens the residence time of the unburned fuel in the oxidation catalyst 41a. Therefore, the required temperature of the exhaust gas for promoting the oxidation reaction is also increased. Therefore, the operating range in which the exhaust temperature is increased by performing the internal EGR is expanded to the high load and high rotation side where the flow rate of the exhaust gas increases. The pre-injection corresponds to the front-stage injection, and the post-injection corresponds to the second rear-stage injection.

一方、運転領域Ｅのうち、相対的に低負荷側の運転領域（エンジンの運転領域を、低負荷側と高負荷側との２つに分けた場合の低負荷側の領域）ｅ２では、上記運転領域Ｃと同様に、圧縮上死点前の圧縮行程中において、プレ噴射を１回実行し、その後の圧縮上死点付近において主噴射を１回実行し、主噴射の後にアフタ噴射を１回実行し、アフタ噴射の後にポスト噴射を２回実行する。すなわち、運転領域ｅ２は、燃料噴射量が少ないため、運転領域Ｅの中でも排気温度が相対的に上昇し難い。そこで、運転領域ｅ２では、内部ＥＧＲに加えて、アフタ噴射を行うことによって、筒内温度及び排気温度を可及的に上昇させている。つまり、運転領域ｅ２では、アフタ噴射によって、単に排気温度を上昇させるだけでなく、内部ＥＧＲによって気筒１１ａ内に還流されるＥＧＲガスの温度も高くなる。こうして、アフタ噴射と内部ＥＧＲとの相乗効果によって、排気温度をより上昇させることができる。上記アフタ噴射が第１後段噴射に相当する。 On the other hand, in the operation region E, the operation region on the relatively low load side (the region on the low load side when the engine operation region is divided into the low load side and the high load side) e2, Similarly to the operation region C, during the compression stroke before the compression top dead center, the pre-injection is executed once, the main injection is executed once near the compression top dead center, and the after injection is performed after the main injection. The post-injection is executed twice after the after injection. That is, since the fuel injection amount is small in the operation region e2, the exhaust gas temperature is relatively difficult to rise even in the operation region E. Therefore, in the operation region e2, in-cylinder temperature and exhaust gas temperature are increased as much as possible by performing after injection in addition to internal EGR. That is, in the operation region e2, not only the exhaust gas temperature is simply raised by the after injection, but the temperature of the EGR gas recirculated into the cylinder 11a by the internal EGR is also increased. Thus, the exhaust gas temperature can be further increased by the synergistic effect of the after injection and the internal EGR. The after injection corresponds to the first second-stage injection.

ここで、上記運転領域Ｅにおける制御モードがＥＧＲモードに相当し、運転領域ｅ１における制御モードが高負荷モードに相当し、運転領域ｅ２における制御モードが低負荷モードに相当する。 Here, the control mode in the operation region E corresponds to the EGR mode, the control mode in the operation region e1 corresponds to the high load mode, and the control mode in the operation region e2 corresponds to the low load mode.

尚、本実施形態では、運転領域ｅ１と運転領域ｅ２とのエンジン負荷の境界が、運転領域Ｂと運転領域Ｃとのエンジン負荷の境界と一致しているが、これに限られるものではない。両者の境界が異なっていてもよい。 In the present embodiment, the engine load boundary between the operation region e1 and the operation region e2 matches the engine load boundary between the operation region B and the operation region C. However, the present invention is not limited to this. The boundary between the two may be different.

したがって、本実施形態によれば、ＤＰＦ４１ｂを再生する際に、エンジン１が相対的に低回転且つ低負荷の運転領域にあるときには、内部ＥＧＲを行いながらポスト噴射を行うことによりフィルタ再生を実行する。こうして、内部ＥＧＲをポスト噴射と並行して行うことによって、排気温度が上昇し難い運転領域であっても、筒内温度及び排気温度を上昇させることで酸化触媒４１ａの活性化を促進させ、酸化触媒４１ａにおける未燃燃料を酸化反応を良好に行わせることができる。 Therefore, according to this embodiment, when the DPF 41b is regenerated, if the engine 1 is in an operation region of relatively low rotation and low load, filter regeneration is executed by performing post injection while performing internal EGR. . Thus, by performing the internal EGR in parallel with the post-injection, the activation of the oxidation catalyst 41a is promoted by increasing the in-cylinder temperature and the exhaust temperature, even in the operation region where the exhaust temperature does not easily rise, and the oxidation The unburned fuel in the catalyst 41a can be favorably oxidized.

それに加えて、ＥＧＲモードでフィルタ再生を行う運転領域のうち、相対的に低負荷側の運転領域ｅ２では、アフタ噴射を追加している。つまり、この低負荷側の運転領域ｅ２は、燃料噴射量が少ないため排気温度が非常に上昇し難い。そのため、内部ＥＧＲを行っても、排気温度を、酸化触媒４１ａを十分に活性化させる温度まで上昇させ難い。そこで、アフタ噴射を行うことによって、排気温度をさらに上昇させている。このアフタ噴射によれば、気筒１１ａ内での燃焼が長期化され、筒内温度が上昇すると共に排気温度が上昇する。これに内部ＥＧＲが組み合わさることによって、ＥＧＲガスとして還流される排気ガスも高温となるため、内部ＥＧＲによる排気温度の上昇効果をさらに向上させることができる。つまり、低負荷側の運転領域ｅ２では、アフタ噴射と内部ＥＧＲとの相乗効果により排気温度を一段と高めることによって、酸化触媒４１ａの活性化を促進させて、ＤＰＦ４１ｂの再生を良好に行うことができる。 In addition, after-injection is added in the operation region e2 on the relatively low load side among the operation regions in which filter regeneration is performed in the EGR mode. That is, in this low load side operation region e2, the exhaust gas temperature is hardly increased because the fuel injection amount is small. Therefore, even if the internal EGR is performed, it is difficult to raise the exhaust temperature to a temperature that sufficiently activates the oxidation catalyst 41a. Therefore, the exhaust temperature is further increased by performing after injection. According to this after injection, the combustion in the cylinder 11a is prolonged, and the in-cylinder temperature rises and the exhaust temperature rises. When the internal EGR is combined with this, the exhaust gas recirculated as the EGR gas also has a high temperature, so that the effect of increasing the exhaust temperature by the internal EGR can be further improved. That is, in the operation region e2 on the low load side, activation of the oxidation catalyst 41a can be promoted and the regeneration of the DPF 41b can be favorably performed by further increasing the exhaust gas temperature by the synergistic effect of the after injection and the internal EGR. .

特に、本実施形態のエンジン１は、幾何学的圧縮比が１２以上１５以下と低圧縮比に設定されている。低圧縮比のエンジン１においては、排気温度が上昇し難く、フィルタ再生には不利である。このようにフィルタ再生に不利な状況においても、内部ＥＧＲとアフタ噴射とを組み合わせることによって、フィルタ再生を可能とすることができる。 In particular, the engine 1 of this embodiment has a geometric compression ratio set to a low compression ratio of 12 to 15. In the engine 1 with a low compression ratio, the exhaust temperature hardly rises, which is disadvantageous for filter regeneration. Thus, even in a disadvantageous condition for filter regeneration, filter regeneration can be achieved by combining internal EGR and after-injection.

さらに、本実施形態のエンジン１は、排気通路４０において、酸化触媒４１ａの上流側に、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂ及び大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂが設けられている。このような構成の場合、排気ガスの熱量の一部は、タービン６２ｂ，６１ｂに奪われてしまう。つまり、ターボ過給機を備えたエンジン１においては、内部ＥＧＲ及びアフタ噴射により排気温度を上昇させることが、特に有効となる。 Furthermore, the engine 1 of the present embodiment is provided with a turbine 62b of the small turbocharger 62 and a turbine 61b of the large turbocharger 61 on the upstream side of the oxidation catalyst 41a in the exhaust passage 40. In such a configuration, a part of the heat quantity of the exhaust gas is taken away by the turbines 62b and 61b. That is, in the engine 1 provided with the turbocharger, it is particularly effective to raise the exhaust temperature by internal EGR and after injection.

また、エンジン１の主燃焼が予混合燃焼ではなく、拡散燃焼を主体とする燃焼であるため、アフタ噴射にによって、気筒１１ａ内の燃焼を良好に長期化させることができる。つまり、予混合燃焼は、燃焼期間が本来的に短く、燃焼期間の長期化に不向きである。それに対して、拡散燃焼は燃焼期間が本来的に長いため、燃焼期間の長期化に向いている。さらに、拡散燃焼は、燃焼期間が長いため、アフタ噴射を適切なタイミングで実行し易く、主燃焼に継続する燃焼を適切に発生させることができる
。 Further, since the main combustion of the engine 1 is not premixed combustion but combustion mainly consisting of diffusion combustion, the combustion in the cylinder 11a can be satisfactorily prolonged by the after injection. That is, premixed combustion is inherently short in the combustion period and is not suitable for extending the combustion period. On the other hand, diffusion combustion is inherently long in combustion period, and thus is suitable for extending the combustion period. Furthermore, since diffusion combustion has a long combustion period, it is easy to execute after injection at an appropriate timing, and combustion that continues to main combustion can be appropriately generated.

さらに、ＥＧＲモードでは、プレ噴射を行うことによって、主噴射による燃料の着火遅れを抑制して、主燃焼を安定して発生させることができる。アフタ噴射を一定のタイミングで行ったとしても、主燃焼が不安定な場合は、アフタ噴射が主燃焼期間から外れて、主燃焼に継続する燃焼を発生させることができない虞がある。つまり、主燃焼を安定させることによって、それに続く、アフタ噴射による燃焼を安定して発生させて、燃焼の長期化を確実なものとすることができる。 Further, in the EGR mode, by performing the pre-injection, it is possible to suppress the ignition delay of the fuel due to the main injection and to stably generate the main combustion. Even if after-injection is performed at a fixed timing, if the main combustion is unstable, the after-injection may be out of the main combustion period and combustion that continues to the main combustion may not be generated. That is, by stabilizing the main combustion, the subsequent combustion by the after injection can be stably generated, and the combustion can be prolonged for a long time.

ここで、アフタ噴射及びポスト噴射の回数は、上記の回数に限られるものではない。ただし、ポスト噴射の回数の方がアフタ噴射の回数よりも多いことが好ましい。つまり、ポスト噴射による総噴射量は、フィルタ再生に要する量として決定され、ポスト噴射の回数が増えると、ポスト噴射１回当たりの噴射量が少なくなる。ポスト噴射の噴射量が少なくなると、噴射された燃料の到達距離が短くなる。ここで、ポスト噴射により噴射された燃料は、気筒１１ａ内で燃焼しないため、気筒１１ａ内では未燃燃料として存在する。この未燃燃料は、気筒１１ａ内を漂っている場合には簡単に気筒１１ａ外へ排出されるが、気筒１１ａの内壁に付着してしまうと、気筒１１ａへ排出されずに、該内壁に留まる場合もある。この場合、ピストン１４の往復動によってオイルと混合され、オイル希釈を引き起こし得る。つまり、ポスト噴射の回数を多くすることによって、気筒１１ａの内壁まで到達する燃料を減少させて、オイル希釈を抑制することができる。 Here, the number of after injections and post injections is not limited to the above number. However, it is preferable that the number of post injections is larger than the number of after injections. That is, the total injection amount by post injection is determined as the amount required for filter regeneration, and as the number of post injections increases, the injection amount per post injection decreases. When the amount of post-injection decreases, the reach of injected fuel decreases. Here, since the fuel injected by the post injection does not burn in the cylinder 11a, it exists as unburned fuel in the cylinder 11a. The unburned fuel is easily discharged out of the cylinder 11a when drifting in the cylinder 11a. However, if the unburned fuel adheres to the inner wall of the cylinder 11a, it remains on the inner wall without being discharged into the cylinder 11a. In some cases. In this case, it can be mixed with oil by the reciprocating motion of the piston 14 and cause oil dilution. That is, by increasing the number of post injections, the fuel reaching the inner wall of the cylinder 11a can be reduced, and oil dilution can be suppressed.

一方、アフタ噴射は、主燃焼に継続する燃焼を生じさせるものであるため、トルクに影響を与える。トルクを制御する上で、制御量が増えることは制御を複雑にするため好ましくない。そのため、アフタ噴射の回数は少ないことが好ましい。つまり、アフタ噴射の回数を相対的に少なくすることによって、アフタ噴射により噴射される燃料の総量を低減することができ、トルクに与える影響を低減することができる。 On the other hand, after-injection causes combustion that continues to main combustion, and thus affects torque. In controlling the torque, an increase in the amount of control is not preferable because it complicates the control. Therefore, it is preferable that the number of after injections is small. That is, by relatively reducing the number of after injections, the total amount of fuel injected by the after injection can be reduced, and the influence on the torque can be reduced.

尚、上記の燃料噴射形態は一例に過ぎず、これらに限られるものではない。特に、運転領域ｅ１，ｅ２においては、プレ噴射は、省略してもよく、主噴射、アフタ噴射及びポスト噴射の回数は上記の例に限られるものではない。 In addition, said fuel injection form is only an example, and is not restricted to these. In particular, in the operation areas e1 and e2, pre-injection may be omitted, and the number of main injections, after-injections, and post-injections is not limited to the above example.

１ディーゼルエンジン（エンジン本体）
１０ＰＣＭ（再生制御部）
１１ａ気筒
１８インジェクタ（燃料噴射弁）
２１吸気弁
２２排気弁
４０排気通路
４１ａ酸化触媒（触媒）
４１ｂＤＰＦ
６１大型ターボ過給機
６１ｂタービン
６２小型ターボ過給機
６２ｂタービン
７１ＶＶＭ（可変動弁機構） 1 Diesel engine (engine body)
10 PCM (Reproduction Control Unit)
11a Cylinder 18 injector (fuel injection valve)
21 Intake valve 22 Exhaust valve 40 Exhaust passage 41a Oxidation catalyst (catalyst)
41b DPF
61 Large turbocharger 61b Turbine 62 Small turbocharger 62b Turbine 71 VVM (Variable valve mechanism)

Claims

An engine main body to which fuel mainly composed of light oil is supplied; a fuel injection valve that faces the cylinder of the engine main body and directly injects fuel into the cylinder; an intake valve and an exhaust of the engine main body A variable valve mechanism capable of changing an opening / closing timing of at least one of the valves, a catalyst having an oxidation function disposed in an exhaust passage connected to the engine body, and a downstream of the catalyst in the exhaust passage. A diesel engine equipped with a diesel particulate filter installed;
Regeneration control for performing filter regeneration of the diesel particulate filter by causing the fuel injection valve to perform main injection for injecting fuel for generating main combustion and second post-injection for injecting fuel after the main combustion. Further comprising
When the engine body is in a relatively low load region, the regeneration control unit is in addition to the main injection and the second post-stage injection, and before the second post-stage injection and during the main combustion period. When the fuel injection valve performs a first post-injection for injecting fuel, and when the engine body is in a relatively high load region, the fuel injection valve performs the first post-injection. Without having to perform the main injection and the second post-injection,
The low load mode includes an EGR mode in which internal EGR is performed via the variable valve mechanism when the engine body is in a relatively low rotation area, and an area in which the engine body is relatively high rotation. And a non-EGR mode in which the internal EGR is not performed .

The diesel engine according to claim 1,
A diesel engine characterized in that main combustion during regeneration of the filter is combustion mainly consisting of diffusion combustion.

The diesel engine according to claim 2,
The regeneration control unit causes the fuel injection valve to perform pre-injection to inject fuel so that pre-combustion that leads to diffusion combustion occurs at the start or before the start of main combustion during the filter regeneration. diesel engine.

The diesel engine according to any one of claims 1 to 3,
The diesel engine characterized in that the number of times of the second second-stage injection is greater than the number of times of the first second-stage injection.

The diesel engine according to any one of claims 1 to 4,
The diesel engine further comprising a turbocharger having a turbine disposed in the exhaust passage on the upstream side of the diesel particulate filter.

The diesel engine according to any one of claims 1 to 5,
A diesel engine characterized in that the engine body has a geometric compression ratio of 15 or less.