JP5516144B2 - Automotive diesel engine - Google Patents

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ここに開示する技術は、自動車搭載用ディーゼルエンジンに関し、特にその燃料噴射制御に関する。   The technology disclosed herein relates to an automobile-mounted diesel engine, and particularly to fuel injection control thereof.

自動車に搭載されたディーゼルエンジンでは、排ガス中のNOxや煤の低減、騒音乃至振動の低減、燃費やトルクの向上等を図るため、エンジン1サイクル中に、気筒内に複数回の燃料の噴射を行うことがある。例えば特許文献1には、排気ガス還流通路を通じて排気ガスを吸気通路還流させる、いわゆる外部EGR制御を実行するディーゼルエンジンにおいて、トルク発生のためのメイン噴射、気筒を予熱するためにメイン噴射に先立ち行われるパイロット噴射、パイロット噴射とメイン噴射との間でメイン噴射による燃料の着火遅れを抑制するためのプレ噴射、メイン噴射後において排気ガス温度を上昇させるためのアフタ噴射、及び、アフタ噴射後に排気系に燃料を直接導入して触媒の昇温を図るポスト噴射の5つのタイミングで、燃料噴射を実行することが記載されている。   In a diesel engine installed in an automobile, in order to reduce NOx and soot in exhaust gas, reduce noise and vibration, improve fuel consumption and torque, etc., multiple injections of fuel into the cylinder are performed during one engine cycle. There are things to do. For example, in Patent Document 1, in a diesel engine that performs so-called external EGR control in which exhaust gas is recirculated through an exhaust gas recirculation passage, main injection for torque generation is performed prior to main injection for preheating the cylinder. Pilot injection, pre-injection for suppressing fuel ignition delay due to main injection between pilot injection and after injection, after-injection for raising exhaust gas temperature after main injection, and exhaust system after after-injection Describes that fuel injection is performed at five timings of post-injection in which fuel is directly introduced to increase the temperature of the catalyst.

特開2009−293383号公報JP 2009-293383 A

ところで、エンジン負荷及びエンジン回転数に係るエンジンの運転領域を、幾つかの領域に区分して、その各々の領域において、前述した5つのタイミングの燃料噴射を、適宜、選択しかつ組み合わせることで、互いに異なる燃料噴射形態を設定することが考えられる。このことは言い換えると、各々の運転領域において、エンジン負荷やエンジン回転数に応じて総燃料噴射量を増減しながら、気筒内の状態に対応した燃料の噴射形態に切り替えることであり、こうすることによって、気筒内の燃焼状態を各運転領域に最適化することが可能となる。   By the way, by dividing the engine operating region related to the engine load and the engine speed into several regions, and appropriately selecting and combining the above-described five timing fuel injections in each region, It is conceivable to set different fuel injection modes. In other words, in each operation region, the fuel injection mode corresponding to the state in the cylinder is switched while increasing / decreasing the total fuel injection amount according to the engine load and the engine speed. Thus, the combustion state in the cylinder can be optimized for each operation region.

ところが、本願発明者らは、車両の加速や減速に伴い運転領域が移行する過渡時に、その移行と同時に燃料の噴射形態を切り替えたのでは、燃焼状態が不安定になったり、燃焼音が大きくなったりする等の不都合が生じる得ることを見いだした。   However, the inventors of the present application switched the fuel injection mode at the same time as the transition of the driving region with the acceleration or deceleration of the vehicle, so that the combustion state became unstable or the combustion noise was loud. I found that inconvenience such as becoming may occur.

ここに開示する技術は、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、自動車搭載用ディーゼルエンジンにおいて、燃料の噴射形態が切り替わる過渡時において、気筒内の燃焼状態の不安定性や燃焼音の増大等を含む不都合を回避することにある。   The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and the object of the technology is to provide instability of the combustion state in the cylinder during a transition in which the fuel injection mode is switched in a diesel engine for an automobile. And to avoid inconveniences including increased combustion noise.

本願発明者らが検討したところによると、運転領域の移行過渡時には、エンジン負荷及び回転数に応じて運転領域が移行することに対し、気筒内の状態の切り替わりは遅れる一方で、燃料の噴射形態を運転領域の移行と同時に切り替えたのでは、気筒内の状態と切り替え後の燃料の噴射形態とが対応しなくなり、そのことが、燃焼状態の不安定さや、燃焼音の増大を招いていることを見い出した。   According to a study by the inventors of the present application, during the transition transition of the operation region, the operation region is shifted according to the engine load and the rotational speed, whereas the state change in the cylinder is delayed while the fuel injection mode is changed. Is switched at the same time as the transition of the operation region, the state in the cylinder does not correspond to the fuel injection form after switching, which leads to instability of combustion state and increase in combustion noise I found out.

そこで、ここに開示する技術は、運転領域の移行過渡時に、燃料の噴射形態の切り替えを、運転領域の移行に対して遅らせるようにしたものである。   Accordingly, the technology disclosed herein delays the switching of the fuel injection mode with respect to the transition of the operation region at the transition transition of the operation region.

具体的にここに開示する技術は、自動車搭載用ディーゼルエンジンを対象とし、このディーゼルエンジンは、自動車に搭載されかつ軽油を主成分とした燃料が供給されるエンジン本体と、前記エンジン本体の気筒内に臨んで配設されかつ、当該気筒内に前記燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁を通じた、前記気筒内への前記燃料の噴射形態を制御する噴射制御手段と、を備える。   Specifically, the technology disclosed herein is directed to a diesel engine mounted on an automobile, and the diesel engine is mounted on an automobile and supplied with fuel mainly composed of light oil, and in a cylinder of the engine body. And a fuel injection valve that directly injects the fuel into the cylinder, and an injection control means that controls the fuel injection mode into the cylinder through the fuel injection valve. .

前記噴射制御手段は、拡散燃焼を主体とした主燃焼を行うために圧縮上死点付近において燃料を噴射する主噴射と、前記圧縮上死点前の所定時期に熱発生率がピークとなる前段燃焼が発生するように、前記主噴射の前に燃料を噴射する、少なくとも1回の前段噴射と、を実行すると共に、前記エンジン本体の負荷が高い運転領域ほど、前記前段噴射の実行回数を少ない回数に設定し、前記噴射制御手段はまた、前記エンジン本体が相対的に低負荷の運転領域からそれよりも高負荷の運転領域に移行する加速時には、前記高負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前記前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも多い回数に保持する過渡制御を実行する。   The injection control means includes a main injection that injects fuel in the vicinity of compression top dead center to perform main combustion mainly consisting of diffusion combustion, and a pre-stage where the heat generation rate reaches a peak at a predetermined time before the compression top dead center. At least one pre-injection in which fuel is injected before the main injection is performed so that combustion occurs, and the number of executions of the pre-injection is less in an operation region where the load of the engine body is higher The number of times, the injection control means, after the engine body shifts to the higher load operation region from the relatively low load operation region to the higher load operation region, after the transition to the high load operation region, During the predetermined period, transient control is performed in which the number of times of the preceding stage injection is maintained at a number greater than the number of times set in the shifted operation region.

この構成によると、エンジン本体が低負荷領域にあるときには、主噴射前に実行する前段噴射の回数を増やすことによって、圧縮上死点前の所定時期に熱発生率がピークとなる前段燃焼が確実に発生し、その後の主燃焼の安定性の向上や燃焼音の低減を図り得る。   According to this configuration, when the engine main body is in a low load region, the number of the pre-stage injections executed before the main injection is increased, so that the pre-stage combustion in which the heat generation rate reaches a peak at a predetermined time before the compression top dead center is ensured. It is possible to improve the stability of the subsequent main combustion and reduce the combustion noise.

一方、エンジン本体が高負荷領域にあるときには、総燃料噴射量が増えると共に、負荷の上昇と共に気筒内の温度も高くなるため、前段噴射の回数を減らしても、前記と同様に、圧縮上死点前の所定時期に熱発生率がピークとなる前段燃焼が発生し、その後の主燃焼の安定性の向上や、燃焼音の低減を図り得る。逆に、前段噴射の回数が多すぎると、前段燃焼の熱発生率が高くなりすぎて、燃焼音の増大を招き得る。   On the other hand, when the engine body is in the high load region, the total fuel injection amount increases, and the temperature in the cylinder increases as the load increases. Pre-stage combustion in which the heat generation rate reaches a peak at a predetermined time before the point occurs, and the stability of the subsequent main combustion can be improved and combustion noise can be reduced. On the other hand, if the number of times of the pre-stage injection is too large, the heat generation rate of the pre-stage combustion becomes too high, which may increase the combustion noise.

そうして、エンジン本体が、相対的に低負荷の運転領域からそれよりも高負荷の運転領域に移行する加速時には、高負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも多い回数に保持する過渡制御を実行する。このことは、燃料の噴射形態の切り替えを、運転領域の移行後、所定期間、遅らせることと等価である。こうして、気筒内の状態が、移行した運転領域に相当する状態に切り替わるまでは、移行後の運転領域よりも移行前の運転領域に対応し得るような燃料噴射形態にして、気筒内の状態が切り替わることを待つと共に、気筒内の状態が切り替わってから、燃料の噴射形態を移行後の運転領域に対応する噴射形態に切り替えることになる。その結果、運転領域の移行過渡時に、気筒内の状態と燃料噴射形態とが対応しない状態になることが回避され、そのことに起因する、燃焼の不安定が回避され得る。また、気筒内の状態が切り替わってからは、前段噴射の回数を減らすため、燃焼音の増大も回避し得る。   Thus, at the time of acceleration in which the engine body shifts from a relatively low load operation region to a higher load operation region, after the transition to the high load operation region, the number of times of the pre-stage injection is set for a predetermined period. Then, the transient control is executed to keep the number of times larger than the number of times set in the shifted operation region. This is equivalent to delaying the switching of the fuel injection form for a predetermined period after the transition to the operation region. Thus, until the state in the cylinder is switched to the state corresponding to the transitioned operation region, the fuel injection mode is set so as to correspond to the operation region before the transition than the operation region after the transition, and the state in the cylinder is changed. While waiting for switching, the fuel injection mode is switched to the injection mode corresponding to the operation region after the transition after the state in the cylinder is switched. As a result, it is possible to avoid a state in which the state in the cylinder does not correspond to the fuel injection mode at the transition transition of the operation region, and it is possible to avoid instability of combustion caused by the state. Further, since the number of pre-stage injections is reduced after the state in the cylinder is switched, an increase in combustion noise can be avoided.

ここで、「前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも多い回数に保持する」ことには、例えば移行前の運転領域では2回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では1回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を1回よりも多い2回に保持することを含む。同様に、移行前の運転領域では3回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では2回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を2回よりも多い3回に保持することを含む。   Here, in order to “hold the number of times of the preceding stage injection to a number greater than the number set in the transitioned operation region”, for example, in the operation region before the transition, two previous stage injections are set and the transition is performed. In the case where one pre-injection is set in the subsequent operation region, the predetermined period includes holding the number of pre-injection twice more than once after the operation region is shifted. Similarly, in the case where three pre-stage injections are set in the operation area before the transition and two pre-stage injections are set in the operation area after the transition, the predetermined period is Including maintaining the number of injections at 3 times, more than 2 times.

また、例えば移行前の運転領域では3回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では1回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を1回よりも多い3回に保持すること、及び、2回に保持することを含む。さらに、移行前の運転領域では3回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では1回の前段噴射が設定されているような場合、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を3回に保持し、その後の所定期間は、前段噴射の回数を2回に保持し、その上で、前段噴射の回数を、当該移行後の運転領域において設定されている1回に切り替えるように、段階的に回数を減らすことも含み得る。   Further, for example, in the case where three pre-stage injections are set in the operation area before the transition and one pre-injection is set in the operation area after the transition, the predetermined period after the transition of the operation area is This includes holding the number of injections at three times, more than once, and holding it twice. Furthermore, in the case where three pre-stage injections are set in the operation region before the transition and one pre-injection is set in the operation region after the transition, the predetermined period of the pre-injection is changed after the transition of the operation region. The number of times is held at three times, and the number of times of preceding stage injection is held at two times for a predetermined period thereafter, and then the number of times of preceding stage injection is switched to once set in the operation region after the transition. As described above, the number of times may be decreased step by step.

この過渡制御は特に、移行前の運転領域において設定されている燃料噴射形態と、移行後の運転領域において設定されている燃料噴射形態とを比較したときに、前段噴射の回数のみが異なるような場合に有効である。つまり、例えば運転領域の移行前後で、主噴射のタイミングを大幅に異ならせるような場合や、例えば運転領域の移行前後で、前段噴射の数を減らしつつ、後段噴射の数を増やすような場合等に、前記の過渡制御を適用することは好ましくない。これは、運転領域の移行前後で主噴射のタイミングを大幅に異ならせるような場合や、運転領域の移行前後で、前段噴射の数を減らしつつ、後段噴射の数を増やすような場合は、移行前の運転領域での燃焼コンセプトと移行後の運転領域での燃焼コンセプトとがそもそも相違するような場合があり、運転領域が移行した後においても、燃料噴射形態の切り替えを遅らせるような過渡制御を実行したのでは、その切り替えを遅らせている間に、燃焼安定性、燃焼音、排気エミッション等の観点で不都合が生じ得るためである。   In particular, this transient control is such that when the fuel injection mode set in the operation region before the transition is compared with the fuel injection mode set in the operation region after the transition, only the number of the previous stage injections is different. It is effective in the case. That is, for example, when the timing of main injection is significantly different before and after the transition of the operation region, or when increasing the number of subsequent injections while reducing the number of front-stage injections, for example, before and after the transition of the operation region, etc. In addition, it is not preferable to apply the above transient control. This is the case when the timing of main injection is significantly different before and after the transition of the operation region, or when the number of subsequent injections is increased while reducing the number of front-stage injections before and after the transition of the operation region. In some cases, the combustion concept in the previous operation region and the combustion concept in the operation region after the transition may be different from each other, and even after the operation region has transitioned, transient control that delays the switching of the fuel injection mode is performed. The reason for this is that there may be inconveniences in terms of combustion stability, combustion noise, exhaust emission, etc. while the switching is delayed.

尚、ここでいう前段噴射の回数の増減は、特に同じ種類の前段噴射、具体的にはパイロット噴射の回数の増減、又は、プレ噴射の回数の増減であり、特にはプレ噴射の回数の増減に関係する。   Note that the increase / decrease in the number of pre-injections here is particularly the same type of pre-injection, specifically, the increase / decrease in the number of pilot injections, or the increase / decrease in the number of pre-injections. Related to.

前記ディーゼルエンジンは、前記気筒内に導入するEGRガス量を調整するEGR量制御手段、をさらに備え、前記過渡制御は、移行前後の運転領域が共に、前記EGR量制御手段により前記気筒内にEGRガスを導入しない運転領域であるときに実行する。
The diesel engine further includes an EGR amount control means for adjusting the amount of EGR gas introduced into the cylinder, and the transient control is performed by the EGR amount control means in the EGR amount control means in both the operation region before and after the transition. to run when it is operating region without introducing gas.

EGRガスを導入している運転領域を含む移行においては、燃料の噴射形態の切り替えが前段噴射の回数の増減だけでない場合が多い。これに対し、移行前後の運転領域が共に、EGRガスを導入していない運転領域であるときには、燃料噴射形態の切り替えが、前段噴射の回数の増減だけの場合があり得るため、そうした場合に、前述した過渡制御を適用することが好ましい。   In the transition including the operation region in which the EGR gas is introduced, there are many cases where the change of the fuel injection mode is not only the increase / decrease of the number of times of the pre-stage injection. On the other hand, when the operation region before and after the transition is an operation region where the EGR gas is not introduced, the fuel injection mode may be switched only by increasing or decreasing the number of times of the previous stage injection. It is preferable to apply the transient control described above.

前記噴射制御手段は、前記高負荷の領域に移行した後、同一気筒における所定サイクルの期間だけ、前記前段噴射の回数を、設定よりも多い回数に保持する、としてもよい。   After the transition to the high load region, the injection control means may hold the number of times of the pre-stage injection at a number greater than a set value for a predetermined cycle period in the same cylinder.

つまり、前段噴射の回数を設定よりも多い回数に保持する所定期間は、気筒内の状態が移行後の運転領域に相当する状態に切り替わり得る程度の期間に設定すればよく、例えばエンジン本体の温度状態(温間であるか冷間であるか等の状態)に応じて、数サイクル〜数百サイクル程度の範囲で、所定期間を適宜設定すればよい。   In other words, the predetermined period in which the number of times of the pre-stage injection is kept higher than the setting may be set to a period that can switch the state in the cylinder to a state corresponding to the operation region after the transition, for example, the temperature of the engine body What is necessary is just to set a predetermined period suitably in the range of several cycles-several hundred cycles according to a state (states, such as whether it is warm or cold).

ここに開示する、前記とは別のディーゼルエンジンは、その噴射制御手段が、前記エンジン本体が、相対的に高負荷の運転領域からそれよりも低負荷の運転領域に移行する減速時には、前記低負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前記前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも少ない回数に保持する過渡制御を実行する。   The diesel engine different from the above disclosed in the present invention has its injection control means in which the engine body is low during deceleration when the engine body shifts from a relatively high load operation region to a lower load operation region. After shifting to the operating region of the load, transient control is executed for maintaining the number of times of the pre-stage injection at a number smaller than the number of times set in the shifted operating region for a predetermined period.

前記とは逆の減速時においては、低負荷負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも少ない回数に保持する過渡制御を実行する。このことにより、前記加速時の過渡制御と同様に、気筒内の状態が、移行した運転領域に相当する状態に切り替わるまでは、移行後の運転領域よりも移行前の運転領域に対応し得るような燃料噴射形態にして、気筒内の状態が切り替わることを待つと共に、気筒内の状態が切り替わってから、燃料の噴射形態を、移行後の運転領域に対応する噴射形態に切り替えることになるため、運転領域の移行過渡時において、気筒内の状態と燃料噴射形態とが対応しないことが回避され、そのことに起因する、燃焼音の増大が回避され得る。また、気筒内の状態が切り替わってからは、前段噴射の回数を増やすため、燃焼状態の安定化と共に、燃焼音の増大も回避し得る。   At the time of deceleration opposite to the above, after transitioning to the operation region of low load load, the transition for maintaining the number of previous injections at a number smaller than the number of times set in the transitioned operation region for a predetermined period. Execute control. Thus, as in the case of the transient control during acceleration, until the state in the cylinder is switched to a state corresponding to the transitioned operation region, the operation region before the transition can correspond to the operation region before the transition. In order to switch the fuel injection mode to the injection mode corresponding to the operating region after the transition, after waiting for the state in the cylinder to switch, and after the state in the cylinder switches, At the transition transition of the operation region, it is avoided that the state in the cylinder does not correspond to the fuel injection mode, and an increase in combustion noise due to that can be avoided. Further, since the number of pre-injections is increased after the state in the cylinder is switched, the combustion state is stabilized and an increase in combustion noise can be avoided.

ここで、「前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも少ない回数に保持する」ことには、例えば移行前の運転領域では1回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では2回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を2回よりも少ない1回に保持することを含むと共に、これと同様に、移行前の運転領域では2回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では3回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を3回よりも少ない2回に保持することを含む。   Here, in order to “hold the number of previous stage injections to a number smaller than the number set in the transitioned operation region”, for example, one front stage injection is set in the operation region before transition, and the transition In the case where two previous-stage injections are set in the subsequent operation region, the predetermined period after the transition to the operation region includes holding the number of previous-stage injections to one less than two times, and Similarly, in the case where two pre-stage injections are set in the operation region before the transition and three pre-stage injections are set in the operation region after the transition, the predetermined period is set after the transition of the operation region. , Including maintaining the number of times of the pre-stage injection at two times less than three times.

また、例えば移行前の運転領域では1回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では3回の前段噴射が設定されているような場合は、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を3回よりも少ない1回に保持すること、及び、2回に保持することを含む。さらに、移行前の運転領域では1回の前段噴射が設定され、移行後の運転領域では3回の前段噴射が設定されているような場合、運転領域の移行後、所定期間は、前段噴射の回数を1回に保持し、その後の所定期間は、前段噴射の回数を2回に保持し、その上で、前段噴射の回数を、当該移行後の運転領域において設定されている3回に切り替えるように、段階的に回数を増やすことも含み得る。   Further, for example, in the case where one pre-injection is set in the operation region before the transition and three pre-injections are set in the operation region after the transition, the predetermined period after the transition of the operation region is This includes holding the number of injections at one less than three times, and holding at two times. Furthermore, in the case where one pre-injection is set in the operation region before the transition and three pre-injections are set in the operation region after the transition, the predetermined period of The number of times is held once, and the number of times of preceding stage injection is held twice during a predetermined period thereafter, and then the number of times of preceding stage injection is switched to 3 times set in the operation region after the transition. As described above, the number of times may be increased step by step.

前記過渡制御は、移行前後の運転領域が共に、前記EGR量制御手段により前記気筒内にEGRガスを導入しない運転領域であるときに実行する。
Said transient control is to run when the operating region of the longitudinal migration both of which are operating region not to introduce EGR gas into the cylinder by the EGR quantity control means.

また、前記噴射制御手段は、前記低負荷の領域に移行した後、同一気筒における所定サイクルの期間だけ、前記前段噴射の回数を、設定よりも少ない回数に保持する、としてもよい。   Further, after the transition to the low load region, the injection control means may hold the number of times of the pre-stage injection at a number smaller than a set number during a predetermined cycle in the same cylinder.

以上説明したように、前記の自動車搭載用ディーゼルエンジンによると、加速又は減速に伴う運転領域の移行過渡時には、運転領域を移行した後、所定期間は、燃料の噴射形態の切り替えを遅らせることにより、気筒内の状態と燃料噴射形態とが対応しない状態を回避して、そのことに起因する、燃焼状態の不安定や燃焼音の増大を回避し得る。   As described above, according to the above-described diesel engine for mounting on an automobile, at the time of transition of the operation region due to acceleration or deceleration, after shifting the operation region, by delaying the switching of the fuel injection form for a predetermined period, It is possible to avoid a state in which the state in the cylinder does not correspond to the fuel injection form, and avoid instability of the combustion state and increase in combustion noise due to the state.

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 a diesel engine. 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、インジェクタの燃料噴射モードのマップの一例である。It is an example of the map of the fuel injection mode of an injector according to the state of a diesel engine. 領域A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 A, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying 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. 領域D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 D, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域E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 E, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域F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 F, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域G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 G, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 領域H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 H, and an example of the log | history of the heat release rate accompanying it. 運転領域の移行過渡時における燃料噴射制御に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the fuel-injection control at the time of the transition transition of an operation area | region. プレ燃焼の発生時期に関する基準範囲を説明する図である。It is a figure explaining the reference | standard range regarding the generation | occurrence | production time of pre combustion.

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。尚、ここでは、直列4気筒エンジンとする)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 supplied with fuel mainly composed of light oil, and includes a plurality of cylinders 11a (only one is shown. Here, an in-line four-cylinder engine is used. ), A cylinder head 12 disposed on the cylinder block 11, and an oil pan 13 disposed below the cylinder block 11 and storing lubricating oil. Yes. 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.

前記シリンダヘッド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)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。   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). 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.

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。尚、VVM71による内部EGR制御は、主に燃料の着火性が低いエンジン1の冷間時に行われる。   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. The internal EGR control by the VVM 71 is performed mainly when the engine 1 with low fuel ignitability is cold.

前記シリンダヘッド12には、燃料を噴射するインジェクタ18と、エンジン1の冷間時に各気筒11a内の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。前記インジェクタ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。   The cylinder head 12 is provided with an injector 18 for injecting fuel, and a glow plug 19 for warming the intake air in each cylinder 11a to improve the ignitability of the fuel when the engine 1 is cold. The injector 18 is arranged so 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.

前記エンジン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、前記エンジン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、前記各気筒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 is provided for adjusting the amount of intake air into the combustion chamber 14a of each cylinder 11a. The throttle valve 36 is basically fully opened, but is fully closed when the engine 1 is stopped so that no shock is generated.

前記排気通路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、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、フィルタという)41b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及びフィルタ41bは1つのケース内に収容されている。前記酸化触媒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及びHOが生成する反応を促すものである。また、前記フィルタ41bは、エンジン1の排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。尚、フィルタ41b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 diesel particulate filter (hereinafter referred to as a filter) 41b, which are arranged in this order from the upstream side. The oxidation catalyst 41a and the filter 41b are accommodated in one case. The oxidation catalyst 41a has an oxidation catalyst carrying 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 filter 41b collects particulates such as soot contained in the exhaust gas of the engine 1. The filter 41b may be coated with an oxidation catalyst.

前記吸気通路30における前記サージタンク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、前記排気通路40における前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 on the downstream side 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前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 turbines 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、及び、排気中の酸素濃度を検出するOセンサSW6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, and the detection signal of the O 2 sensor SW6 for detecting an oxygen concentration in the exhaust is input, determines the state of the engine 1 and the vehicle by performing various calculations based on these detection signals, according to this Actuator 18, glow plug 19, valve-operated VVM 71, various valves 36, 51 a, 63 a, 64 a, 65 a The control signal is output to the data.

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)
前記PCM10によるエンジン1の基本的な制御は、主に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ものである。また、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。
(Outline of engine combustion control)
The basic control of the engine 1 by the PCM 10 mainly determines the target torque (target load) based on the accelerator opening, and controls the operation of the injector 18 based on the fuel injection amount and the injection timing corresponding thereto. It is realized by. Further, the recirculation ratio of the exhaust gas into the cylinder 11a is controlled by controlling the opening degree of the throttle valve 36 and the exhaust gas recirculation valve 51a (external EGR control) and by controlling the VVM 71 (internal EGR control).

図3は、エンジン1の温間時の、エンジンの状態に応じたインジェクタ18の燃料噴射モードを示すマップである。図3に示すように、エンジン1は、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、A〜Hの9個(この内、Bの運転領域は2個存在している)の運転領域が設定されており、各運転領域毎に燃焼モードが設定されている。   FIG. 3 is a map showing the fuel injection mode of the injector 18 according to the state of the engine when the engine 1 is warm. As shown in FIG. 3, when the engine 1 is warm, the engine 1 has nine A to H (of which the operating range of B is 2) according to the engine speed and the engine load (actual total fuel injection amount). Are present), and a combustion mode is set for each operation region.

ここで、図3における、領域A,D,Eの、相対的に負荷が低くかつ回転数が低い領域においては、前記排気ガス還流弁51a及びスロットル弁36の開度の制御により、気筒11a内には比較的大量の外部EGRガスが導入されて、排気エミッション(NOx)の向上が図られている。この大量の外部EGRガスの導入と、前述したようにエンジン1が低圧縮比であることとが相俟って、これらの運転領域では特に、気筒11a内は燃料の着火性が低下した状態となり得る。   Here, in the regions A, D, and E in FIG. 3 where the load is relatively low and the rotational speed is low, the inside of the cylinder 11a is controlled by controlling the openings of the exhaust gas recirculation valve 51a and the throttle valve 36. A relatively large amount of external EGR gas is introduced to improve exhaust emission (NOx). In combination with the introduction of a large amount of external EGR gas and the low compression ratio of the engine 1 as described above, the ignitability of the fuel is reduced particularly in the cylinder 11a in these operating regions. obtain.

以下、各運転領域の燃料噴射形態について、図4〜11を参照しながら説明する。尚、図4〜図11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 fuel injection mode in each operation region will be described with reference to FIGS. The fuel injection amount and the heat generation rate shown in FIGS. 4 to 11 do not necessarily indicate the relative fuel injection amount or the heat generation rate when these figures are compared with each other. .

先ず、図4は、運転領域A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、アイドル領域を含む、相対的に低回転でかつ低負荷の運転領域である。この領域Aにおける燃料噴射形態は、圧縮上死点前の圧縮行程中において、比較的噴射量の多い燃料噴射(プレ噴射)を、所定の時間間隔を空けて2回実行すると共に、圧縮上死点後に、比較的パルス幅の短い主噴射を実行し、さらにその後に、1回の燃料噴射を実行する。従って、この運転領域Aでは、合計4回の燃料噴射を実行する。   First, FIG. 4 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region A (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region A is an operation region that includes an idle region and has a relatively low rotation and a low load. In the fuel injection mode in this region A, during the compression stroke before the compression top dead center, fuel injection (pre-injection) with a relatively large injection amount is executed twice with a predetermined time interval, and compression top dead After the point, main injection with a relatively short pulse width is executed, and thereafter, one fuel injection is executed. Therefore, in this operation region A, a total of four fuel injections are executed.

図5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、運転領域Aよりも相対的に高回転側の運転領域、又は、運転領域Aよりも相対的に高負荷側の運転領域である。この運転領域Bでは、圧縮行程中における圧縮上死点に比較的近いタイミングで、比較的短い時間間隔を空けて2回の燃料噴射(プレ噴射)を実行すると共に、その後の圧縮上死点付近において主噴射を1回、実行する。つまり、運転領域Bでは合計3回の燃料噴射を実行する。2回のプレ噴射の実行は、十分な熱発生率を有するプレ燃焼(前段燃焼)を、圧縮上死点前の所定の時期に発生させ、そのことが、その後の主燃焼の安定性を高めると共に、その熱発生率の上昇を緩慢にさせる。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。   FIG. 5 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 on the higher rotation side than the operation area A or an operation area on the higher load side than the operation area A. In this operation region B, two fuel injections (pre-injections) are performed at a relatively short time interval at a timing relatively close to the compression top dead center during the compression stroke, and in the vicinity of the compression top dead center thereafter. The main injection is executed once. That is, in the operation region B, a total of three fuel injections are executed. Execution of pre-injection twice causes pre-combustion (pre-stage combustion) having a sufficient heat generation rate to occur at a predetermined time before compression top dead center, which improves the stability of the subsequent main combustion. At the same time, the increase in the heat generation rate is slowed down. Thus, avoiding the rapid increase in the heat generation rate can be advantageous in reducing combustion noise and improving NVH performance.

図6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、運転領域Bよりも相対的に高回転側でかつ、相対的に高負荷側の運転領域である。この運転領域Cでは、圧縮行程中において、1回の燃料噴射(プレ噴射)を実行すると共に、圧縮上死点付近において主噴射を実行することで、合計2回の燃料噴射を実行する。運転領域Cは、運転領域Bと比較して高回転でかつ高負荷であり、十分な過給量が得られると共に、燃料噴射量も増大している。このため、運転領域Cでは、筒内温度が高くなって、運転領域Bよりも燃料の着火性は向上しており、プレ噴射の回数を減らしても、運転領域Bと同様に、十分な熱発生率を有するプレ燃焼が、圧縮上死点前の所定の時期に発生し得る。つまり、運転領域Bと運転領域Cとで、プレ燃焼の高さ(熱発生率)やそのピークの位置は、互いにほぼ同じになるように、各領域B,Cにおけるプレ噴射が設定、具体的にプレ噴射の回数が増減される。その結果、運転領域Cにおいても、主燃焼の安定性が高まると共に、熱発生率が急上昇することを回避して、NVH性能を高める上で有利になり得る。   FIG. 6 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 area C is an operation area relatively higher than the operation area B and on the relatively high load side. In this operation region C, during the compression stroke, one fuel injection (pre-injection) is executed, and the main injection is executed in the vicinity of the compression top dead center, whereby a total of two fuel injections are executed. The operation region C has a higher rotation speed and a higher load than the operation region B, and a sufficient supercharging amount is obtained and the fuel injection amount is also increased. For this reason, in the operation region C, the in-cylinder temperature is higher and the ignitability of the fuel is improved than in the operation region B. Even if the number of pre-injections is reduced, sufficient heat is obtained as in the operation region B. Pre-combustion having an occurrence rate can occur at a predetermined time before compression top dead center. That is, the pre-injection in each of the regions B and C is set so that the pre-combustion height (heat generation rate) and the peak position thereof are substantially the same in the operation region B and the operation region C. The number of pre-injections is increased or decreased. As a result, also in the operation region C, the stability of the main combustion is increased, and it is possible to avoid the rapid increase in the heat generation rate, which is advantageous in improving the NVH performance.

このように、運転領域Aよりも運転領域B、また、運転領域Bよりも運転領域Cのように、エンジン1の回転数が高くなるほど、また、エンジン1の負荷が高くなるほど、燃料噴射の回数は少なくなるように設定されている。これは、エンジン1の回転数が高くなるほど、また、負荷が高くなるほど、燃料噴射量は増大することで燃料の着火には有利になるため、燃料噴射の回数を減らしても所望の燃焼形態を達成し得る一方で、燃料噴射の回数を減らすことは燃料の噴射精度を高めて、ロバスト性の向上に寄与するためでもある。   As described above, the number of fuel injections increases as the rotation speed of the engine 1 increases and the load of the engine 1 increases as in the operation region B rather than the operation region A and the operation region C than the operation region B. Is set to be less. This is because the higher the engine speed and the higher the load, the more the fuel injection amount increases, which is advantageous for fuel ignition. Therefore, even if the number of fuel injections is reduced, the desired combustion mode is achieved. On the other hand, reducing the number of times of fuel injection improves the fuel injection accuracy and contributes to the improvement of robustness.

図7は、運転領域D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Dは、エンジンの回転数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内における相対的に高回転の領域である。運転領域Dは、一例として、但しこれに限定されないが、1600〜2200rpm程度の回転数領域に相当する。運転領域Dはまた、負荷としては部分負荷(中負荷)の領域である。この運転領域Dでは、圧縮行程中において2回の燃料噴射を実行する。この内、最初の燃料噴射は、圧縮上死点に対して相対的に離れた、換言すれば比較的早いタイミングで実行されるパイロット噴射である一方、2回目の噴射は、圧縮上死点に近いタイミングで実行されるプレ噴射である。パイロット噴射の実行は、燃料の予混合性を高めて煤の発生を抑制する上で有利になり得る。つまり、前述したように運転領域Dは、大量の外部EGRガスが導入されていると共に、後述する運転領域Eと比較して低負荷の領域であるため過給量も少なく、煤の発生に関しては不利な状態である。このため、パイロット噴射の実行によって、煤の発生を効果的に抑制し得る。   FIG. 7 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region D (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region D is a region of relatively high rotation in the region on the low rotation side when the engine speed is divided into the low rotation side and the high rotation side. The operation area D is an example, but is not limited to this, but corresponds to a rotation speed area of about 1600 to 2200 rpm. The operation region D is also a partial load (medium load) region as a load. In this operation region D, two fuel injections are executed during the compression stroke. Among these, the first fuel injection is a pilot injection that is performed relatively far from the compression top dead center, in other words, at a relatively early timing, while the second injection is performed at the compression top dead center. The pre-injection is executed at a close timing. Execution of pilot injection can be advantageous in improving fuel premixing and suppressing soot generation. That is, as described above, the operation region D is introduced with a large amount of external EGR gas and is a low-load region as compared with the operation region E described later, so that the amount of supercharging is also small. It is a disadvantageous state. For this reason, generation | occurrence | production of soot can be suppressed effectively by execution of pilot injection.

また、運転領域Dは、前述したように大量の外部EGRガスが導入されていると共に、そもそもエンジン1の幾何学的圧縮比が低圧縮比化されている上に、過給量も少ないため、気筒11a内の燃料の着火性は低くなる領域である。そのため、前段噴射としてのパイロット噴射及びプレ噴射の組み合わせは、主燃焼前に十分なプレ燃焼を発生させて、圧縮上死点付近における主噴射によって噴射された燃料の着火遅れを短くして、熱発生率の急上昇を抑制し得る。このことはNVH性能の向上に寄与し得る。   In addition, since the operation region D is introduced with a large amount of external EGR gas as described above, the geometric compression ratio of the engine 1 is reduced in the first place, and the supercharging amount is small. This is a region where the ignitability of the fuel in the cylinder 11a is lowered. Therefore, the combination of pilot injection and pre-injection as pre-injection generates sufficient pre-combustion before main combustion, shortens the ignition delay of fuel injected by main injection in the vicinity of compression top dead center, and The sudden increase in the incidence can be suppressed. This can contribute to the improvement of NVH performance.

運転領域Dではまた、主噴射の後に後段噴射(アフタ噴射)を1回実行する。このアフタ噴射は、主燃焼の最中、言い換えると主燃焼によって熱発生している最中に実行される燃料噴射であり、アフタ噴射によって噴射された燃料噴霧の少なくとも一部は、圧縮上死点後で下降しているピストン14のキャビティ内に至る。好ましくは、アフタ噴射によって噴射された燃料噴霧の大部分がキャビティ内に至ることである。このアフタ噴射は、主燃焼を促進して後燃え期間を短縮させる。すなわち、図7の下図において実線で示す波形は、アフタ噴射を実行する場合の波形の例、一点鎖線で示す波形はアフタ噴射を実行しない場合の波形の例であるが、アフタ噴射の実行は、主燃焼の立ち上がりに対しては何の影響を与えることなく、その燃焼期間を短くすることを可能にする。このことは、トルク向上に有利になり、ひいては燃費の向上に寄与し得る。   In the operation region D, the post injection (after injection) is executed once after the main injection. This after-injection is fuel injection that is executed during main combustion, in other words, during heat generation by main combustion, and at least part of the fuel spray injected by after-injection is compression top dead center It reaches into the cavity of the piston 14 descending later. Preferably, most of the fuel spray injected by after injection reaches the cavity. This after injection accelerates the main combustion and shortens the afterburn period. That is, the waveform indicated by the solid line in the lower diagram of FIG. 7 is an example of a waveform when executing the after injection, and the waveform indicated by the alternate long and short dash line is an example of a waveform when not performing the after injection, It makes it possible to shorten the combustion period without affecting the rise of the main combustion. This is advantageous for improving the torque and can contribute to improving the fuel efficiency.

図8は、運転領域E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Eは、運転領域Dに隣接する、相対的に高負荷側の領域である。従って、運転領域Eは、エンジン1の回転数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内における相対的に高回転の領域であって、部分負荷(中負荷)の領域に相当する。運転領域Eでは、圧縮行程中においてプレ噴射を1回実行する。従って、運転領域Dと比較して、パイロット噴射を省略しており、前段噴射の回数は減っている。運転領域Eは、相対的に負荷が高いことで過給量が増大していると共に、燃料噴射量も相対的に多く、着火性は運転領域Dよりも改善している。前段噴射の回数を減少させることは、過剰な前段噴射に起因するプレ燃焼の熱発生率が高くなりすぎることを未然に回避して、NVH性能の低下を回避する上で有利になる。すなわち、過剰な前段噴射は、主燃焼の前に、高い熱発生率のピークを有するプレ燃焼を発生させることになり、このプレ燃焼の高いピークと主燃焼のピークとの2つのピークが発生することで、特に低周波の燃焼騒音の点で不利になる。前述したように、運転領域Eにおけるパイロット噴射の省略は、プレ燃焼のピークを抑えて、NVH性能を向上し得るのである。   FIG. 8 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region E (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region E is a region on the relatively high load side adjacent to the operation region D. Accordingly, the operation region E is a region of relatively high rotation in the region of the low rotation side when the engine 1 is divided into the low rotation side and the high rotation side. This corresponds to the medium load area. In the operation region E, pre-injection is executed once during the compression stroke. Therefore, compared with the operation region D, pilot injection is omitted, and the number of pre-stage injections is reduced. In the operation region E, the supercharging amount is increased due to a relatively high load, the fuel injection amount is relatively large, and the ignitability is improved as compared with the operation region D. Reducing the number of pre-stage injections is advantageous in avoiding a decrease in NVH performance by avoiding an excessive increase in the heat generation rate of pre-combustion due to excessive pre-stage injection. That is, the excessive pre-stage injection generates pre-combustion having a peak of high heat generation rate before main combustion, and two peaks, a high peak of pre-combustion and a peak of main combustion, are generated. This is particularly disadvantageous in terms of low-frequency combustion noise. As described above, omission of pilot injection in the operation region E can improve the NVH performance by suppressing the pre-combustion peak.

運転領域Eではさらに、主噴射の後に、第1のアフタ噴射及び第2のアフタ噴射の2回のアフタ噴射を実行する。この内、第1のアフタ噴射は、主噴射の後の相対的に早いタイミングで実行する噴射であり、運転領域Dにおけるアフタ噴射と同様に、この第1のアフタ噴射によって噴射された燃料噴霧の少なくとも一部は、圧縮上死点後で下降しているピストン14のキャビティ内に至る。第1のアフタ噴射は、その燃料噴霧の大部分がキャビティ内に至るようなタイミングとすることが好ましい。このことにより、前述したように、主燃焼を促進して、その燃焼期間が短縮し得る(図8の下図の一点鎖線を参照)。   In the operation area E, after the main injection, two after injections of the first after injection and the second after injection are executed. Among these, the first after injection is an injection that is executed at a relatively early timing after the main injection, and, like the after injection in the operation region D, the fuel spray injected by the first after injection. At least a portion reaches the cavity of the piston 14 descending after compression top dead center. The first after-injection is preferably timed so that most of the fuel spray reaches the cavity. As a result, as described above, the main combustion can be promoted, and the combustion period can be shortened (see the one-dot chain line in the lower diagram of FIG. 8).

一方、第2のアフタ噴射は、第1のアフタ噴射後の、相対的に遅いタイミングで実行する噴射である。第2のアフタ噴射は、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)で実行する噴射である。第2のアフタ噴射は、主燃焼を継続させて、気筒11a内の温度の低下を抑制し、膨張行程中の気筒11a内の温度を高い温度のままに保持する機能を有しており、これによって、燃焼後期において煤の酸化を促進する。   On the other hand, the second after injection is an injection executed at a relatively late timing after the first after injection. The second after injection is an injection that is performed at a timing (retarding limit) at which main combustion is continued and at a timing (advance limit) at which fuel spray reaches the outside of the cavity of the descending piston 14. It is. The second after-injection has a function of continuing main combustion, suppressing a decrease in temperature in the cylinder 11a, and maintaining the temperature in the cylinder 11a during the expansion stroke at a high temperature. This promotes soot oxidation in the later stage of combustion.

つまり、運転領域Eは、運転領域Dよりも負荷が高く、燃料の噴射量は増大する一方で、前述したようにパイロット噴射を省略している分、煤が発生し易くなる。また、図7、8を比較すると明らかなように、トルク向上の観点から、主噴射のタイミングは、運転領域Eの方が運転領域Dよりも早いタイミングに設定されており、このこともまた、煤の発生の点で不利である。さらに、前記の第1のアフタ噴射の実行は、主燃焼の期間内において燃料を追加で噴射することであるから、このことも、煤の発生の点では不利である。   That is, in the operation region E, the load is higher than that in the operation region D and the fuel injection amount is increased. On the other hand, the pilot injection is omitted as described above, so that soot is easily generated. 7 and 8, the main injection timing is set to be earlier in the operation region E than in the operation region D from the viewpoint of torque improvement. It is disadvantageous in terms of the occurrence of wrinkles. Furthermore, since the execution of the first after injection is to additionally inject fuel during the main combustion period, this is also disadvantageous in terms of soot generation.

これに対し第2のアフタ噴射は、前述したように、主燃焼を継続させるようにして、気筒内の温度の低下を抑制し、膨張行程中の気筒内の温度を高い温度のままに保持する。このことは、換言すれば、気筒内の温度が次第に低下する燃焼後期に、図示は省略するφ−TマップにおいてOH帯に留まる時間を長くすることである。また、第2のアフタ噴射は、その燃料噴霧がキャビティ外に至るタイミングで実行するため、キャビティ外の空気の利用率が高まる。従って、気筒11a内を高温に保持することと、キャビティ外の空気の利用率が高まることとが組み合わさって、燃焼後期に煤の酸化が促進する。このことは、煤の発生に関して不利な運転領域Eにおいて、煤の排出を可及的に低減し得る。   In contrast, in the second after-injection, as described above, the main combustion is continued to suppress the temperature drop in the cylinder, and the temperature in the cylinder during the expansion stroke is kept at a high temperature. . In other words, in the late combustion stage when the temperature in the cylinder gradually decreases, the time for staying in the OH band in the φ-T map (not shown) is lengthened. Further, since the second after injection is executed at the timing when the fuel spray reaches the outside of the cavity, the utilization rate of the air outside the cavity is increased. Therefore, the combination of maintaining the inside of the cylinder 11a at a high temperature and increasing the utilization rate of the air outside the cavity promotes the oxidation of soot at the later stage of combustion. This can reduce soot discharge as much as possible in the operating region E, which is disadvantageous with respect to soot generation.

図9は、運転領域F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Fは、高負荷(全負荷)領域における、相対的に低回転側の領域である。この運転領域Fでは、圧縮行程中において、1回の燃料噴射(プレ噴射)を実行すると共に、主噴射を2回に分割して実行する。つまり、圧縮上死点付近における第1の主噴射と、その後の第2の主噴射との2回の主噴射を行うことで、この運転領域Fでは、合計3回の燃料噴射が実行される。   FIG. 9 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region F (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region F is a region on the relatively low rotation side in the high load (full load) region. In this operation region F, during the compression stroke, one fuel injection (pre-injection) is executed, and the main injection is divided into two and executed. That is, a total of three fuel injections are performed in this operation region F by performing two main injections of the first main injection near the compression top dead center and the subsequent second main injection. .

運転領域Fは負荷が高いため燃料噴射量は増大するが、大量の燃料を1回の主噴射で筒内に供給したのでは、熱発生率が急峻になると共に燃焼圧が高くなりすぎるため、燃焼音、ひいてはNVH性能(特に振動)の点で不利になり得る。特にこのエンジン1は、ターボ過給機付で、高負荷領域において高トルク化を図っているため、NVH性能は低下し易いと共に、この運転領域Fは、エンジン回転数が比較的低い領域であることから、NVH性能に関しては不利な状況でもある。そこで、運転領域Fでは、主噴射を複数回、ここでは2回に分割することによって、1回当たりの燃料噴射量を少なくする。このことと、前記プレ噴射を行いプレ燃焼を発生させることと、によって、熱発生率の急上昇を回避すると共に、燃焼圧が高くなってしまうことを抑制する。その結果、NVH性能の向上に有利になり得る。一方で、主噴射を分割することは、その分、主燃焼の期間を長くすることになるため、トルクの向上の点では有利になり得る。図9の下図に示すように、第1の主噴射による熱発生率と、第2の主噴射による熱発生率とは連続するようになり、それらのピークが並ぶようになって、主燃焼の期間が実質的に長くなっている。よって、高負荷でかつ相対的に低回転の運転領域Fにおいて、高トルクの確保とNVH性能の向上とが共に達成し得る。   In the operation region F, the fuel injection amount increases because the load is high. However, if a large amount of fuel is supplied into the cylinder by one main injection, the heat generation rate becomes steep and the combustion pressure becomes too high. It can be disadvantageous in terms of combustion noise and thus NVH performance (particularly vibration). In particular, since the engine 1 is equipped with a turbocharger and increases the torque in a high load region, the NVH performance is likely to deteriorate, and the operation region F is a region where the engine speed is relatively low. This is also a disadvantageous situation with respect to NVH performance. Therefore, in the operation region F, the fuel injection amount per time is reduced by dividing the main injection into a plurality of times, here, twice. By this and pre-injection to generate pre-combustion, a rapid increase in the heat generation rate is avoided and an increase in the combustion pressure is suppressed. As a result, it can be advantageous to improve NVH performance. On the other hand, dividing the main injection can be advantageous in terms of improving torque because the main combustion period is lengthened accordingly. As shown in the lower diagram of FIG. 9, the heat generation rate by the first main injection and the heat generation rate by the second main injection become continuous, and their peaks are aligned, so that the main combustion The period is substantially longer. Therefore, both high torque and improved NVH performance can be achieved in the operation region F with high load and relatively low rotation.

図10は、運転領域G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Gは、高負荷(全負荷)領域における、運転領域Fよりも高回転側の領域である。この運転領域G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Gでは、合計2回の燃料噴射を実行する。   FIG. 10 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region G (upper diagram) and the associated heat release rate in the cylinder 11a. The operation region G is a region on the higher rotation side than the operation region F in the high load (full load) region. In this operation region G, a single fuel injection (pilot injection) is performed during the compression stroke, and a main injection is performed once in the vicinity of the compression top dead center. The fuel injection is executed.

運転領域Fは負荷が高くかつ、回転数も高いため、燃料噴射量が増大し煤の発生については不利な領域である。また、加速時等において過給遅れが生じ得る領域でもあり、煤の発生については、さらに不利になり得る。そのため、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。   The operation region F is a disadvantageous region for the generation of soot due to an increase in fuel injection amount because the load is high and the rotational speed is high. In addition, it is a region where a supercharging delay can occur during acceleration or the like, and the occurrence of soot can be further disadvantageous. Therefore, by performing the pilot injection as the pre-stage injection, the fuel pre-mixability is improved and advantageous in terms of soot generation, while the number of fuel injection is only two times of the pilot injection and the main injection, A high torque can be secured by sufficiently securing the fuel injection amount during the main injection.

図11は、運転領域H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Hは、高負荷(全負荷)領域において、運転領域Gよりもさらに高回転側の領域である。この運転領域H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H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。   FIG. 11 shows an example (lower diagram) of the history of fuel injection in the operating region H (upper diagram) and the associated heat generation rate history in the cylinder 11a. The operation region H is a region on the higher rotation side than the operation region G in the high load (full load) region. In this operation region H, the main injection is executed only once near the compression top dead center. That is, in this operating region H, the output is increased and the maximum torque is ensured while improving the robustness.

尚、前述した各運転領域における燃料噴射形態は一例であり、これに限定されるものではない。例えば前段噴射の回数、後段噴射の回数及び主噴射の回数を、適宜の範囲で増減させることが可能である。   In addition, the fuel injection form in each operation area | region mentioned above is an example, and is not limited to this. For example, it is possible to increase / decrease the number of pre-injections, the number of post-injections, and the number of main injections within an appropriate range.

以上説明したように、このディーゼルエンジン1においては、9個の運転領域に区分され、各々の運転領域において互いに異なる燃料噴射形態が設定されている。   As described above, the diesel engine 1 is divided into nine operation regions, and different fuel injection modes are set in each operation region.

ここで、前述したように、EGRを行わない運転領域Bと運転領域Cとは、図5及び図6の下図を比較すれば判るように、熱発生率波形は概略同じである。逆にいうと、運転領域B及びCは、熱発生率波形が概略同じになるように(より正確には、プレ燃焼の発生時期やその熱発生率が同じになるように)、負荷に応じてプレ噴射の回数を増減している。従って、車両の加速に伴い、低負荷の運転領域Bから高負荷の運転領域Cに移行するときには、プレ噴射の回数を2回から1回に減らすことになる。尚、相対的に低回転の運転領域Bから運転領域Cに移行するときも、同じである。   Here, as described above, the operation region B in which EGR is not performed and the operation region C have substantially the same heat release rate waveform as can be seen by comparing the lower diagrams of FIGS. 5 and 6. In other words, the operation regions B and C are in accordance with the load so that the heat generation rate waveforms are approximately the same (more precisely, the pre-combustion generation time and the heat generation rate are the same). The number of pre-injections is increased or decreased. Therefore, the number of pre-injections is reduced from two to one when shifting from the low load operation region B to the high load operation region C as the vehicle accelerates. The same is true when the operation region B is shifted from the operation region B having a relatively low rotation speed.

逆に、車両の減速に伴い相対的に負荷の高い運転領域Cから、相対的に負荷の低い運転領域Bに移行する場合も燃料噴射形態の切り替えが行われ、具体的には、プレ噴射の回数が1回から2回へと増える。運転領域Cから、相対的に回転数の低い運転領域Bに移行する場合も同じである。   Conversely, when the vehicle is decelerated, the fuel injection mode is also switched when the operation region C, which has a relatively high load, is shifted to the operation region B, which has a relatively low load. The number of times increases from once to twice. The same applies when the operation region C is shifted to the operation region B having a relatively low rotational speed.

ここで、運転領域の移行過渡時には、気筒内の状態は、回転数や負荷によって決定される運転領域の移行に比べて応答性が悪いため、運転領域が移行した後においても、しばらくは、気筒内の状態が移行前の運転領域に相当する状態の場合がある。その場合に、運転領域の移行と同時に燃料の噴射形態を切り替えたのでは、気筒内の状態と燃料噴射形態とが互いに対応しなくなる。その結果、例えば相対的に低負荷の運転領域Bから相対的に高負荷の運転領域Cに移行するような場合には、気筒内の状態が運転領域Bのように着火性が比較的低い状態であるにも拘わらず、運転領域Cについて設定されているようにプレ噴射の回数を1回に減らしてしまうことで、十分な熱発生率を有するプレ燃焼を所定のタイミングで発生させることができずに主燃焼が不安定になったり、逆に、相対的に高負荷の運転領域Cから相対的に低負荷の運転領域Bに移行するような場合には、気筒内の状態が運転領域Cのように着火性が比較的高い状態であるにも拘わらず、運転領域Bについて設定されているようにプレ噴射の回数を2回に増やしてしまうことで、過剰なプレ燃焼が発生して、燃焼音が悪化したりすることになる。   Here, at the transition transition of the operation region, the state in the cylinder is less responsive than the transition of the operation region determined by the rotation speed and the load. The state inside may correspond to the state of operation before the transition. In this case, if the fuel injection mode is switched simultaneously with the shift of the operation region, the state in the cylinder and the fuel injection mode do not correspond to each other. As a result, for example, when the operation region B is shifted from the relatively low load operation region B to the relatively high load operation region C, the state in the cylinder is relatively low as in the operation region B. Despite this, pre-injection with a sufficient heat generation rate can be generated at a predetermined timing by reducing the number of pre-injections to one as set for the operation region C. In the case where the main combustion becomes unstable, or conversely, the operation region C shifts from the relatively high load operation region C to the relatively low load operation region B, the state in the cylinder is changed to the operation region C. In spite of the relatively high ignitability as described above, by increasing the number of pre-injections to 2 as set for the operation region B, excessive pre-combustion occurs, Combustion noise will worsen.

そこで、こうした問題を解消すべくこのディーゼルエンジン1(PCM10)では、運転領域Bと運転領域Cとの間での運転領域の移行過渡時に、燃料噴射に関する所定の過渡制御を行う。次に、PCM10が実行する過渡制御について、図12に示すフローチャートを参照しながら説明する。このフローは、エンジン1が運転領域B又は運転領域Cにあるとき、及び、運転領域B及び運転領域C間で移行しているときに係り、運転領域B及びC以外の運転領域にあるときや、運転領域B又はCから、運転領域B及びC以外の運転領域に移行するときには実行されない。   Therefore, in order to solve such a problem, the diesel engine 1 (PCM 10) performs predetermined transient control related to fuel injection at the transition transition of the operation region between the operation region B and the operation region C. Next, the transient control executed by the PCM 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flow is related to when the engine 1 is in the operation region B or the operation region C and when the engine 1 is moving between the operation region B and the operation region C, and when the engine 1 is in an operation region other than the operation regions B and C. This is not executed when the operation region B or C is shifted to an operation region other than the operation regions B and C.

図12のフローチャートにおいて、スタート後のステップS1では、4サイクル前のエンジントルク及び現時点のエンジン回転数を読み出し、それに基づいて、プレ噴射パターンAを設定する。ここで、エンジン1は4気筒エンジンであるため、4サイクル前、つまり当該気筒については前回時におけるトルクに基づく。また、プレ噴射パターンAはプレ噴射の回数に相当し、ステップS1では、図5の上図に示す、運転領域Bでの燃料噴射形態に対応するプレ噴射パターンA(プレ噴射が1回)、及び、図6の上図に示す、運転領域Cでの燃料噴射形態に対応するプレ噴射パターンA(プレ噴射が2回)のいずれか一方が、選択的に設定される。   In the flowchart of FIG. 12, in step S1 after the start, the engine torque four cycles before and the current engine speed are read, and a pre-injection pattern A is set based on the read engine torque. Here, since the engine 1 is a four-cylinder engine, four cycles before, that is, the cylinder is based on the torque at the previous time. The pre-injection pattern A corresponds to the number of pre-injections. In step S1, the pre-injection pattern A (pre-injection is one time) corresponding to the fuel injection mode in the operation region B shown in the upper diagram of FIG. And any one of the pre-injection patterns A (pre-injection is 2 times) corresponding to the fuel injection mode in the operation region C shown in the upper diagram of FIG. 6 is selectively set.

続くステップS2では、ステップS1で設定したプレ噴射パターンA(プレ噴射の回数)が、前回のプレ噴射パターンB(プレ噴射の回数)と同じであるか否かを判定し、同じであるときにはステップS3に移行する一方、異なる場合にはステップS5に移行する。   In the subsequent step S2, it is determined whether or not the pre-injection pattern A (the number of pre-injections) set in step S1 is the same as the previous pre-injection pattern B (the number of pre-injections). On the other hand, the process proceeds to S3, and if different, the process proceeds to Step S5.

ステップS3では、プレ噴射パターンBに、今回のプレ噴射パターンAを入力し(プレ噴射パターンB=プレ噴射パターンA)、続くステップS4で4サイクル前のトルクと現時点でのエンジン回転数とから、設定したプレ噴射パターン(燃料噴射形態)での総燃料噴射量及び噴射時期をそれぞれ算出する。そうして、設定した燃料噴射形態、噴射タイミング及び噴射量に従って、燃料噴射を実行する。フローが、ステップS2、ステップS3からステップS4に至る場合は、プレ噴射パターンが変化しないため、車両及びエンジンは、運転領域B又は運転領域Cにおいて定常運転していることに相当する。   In step S3, the current pre-injection pattern A is input to the pre-injection pattern B (pre-injection pattern B = pre-injection pattern A), and in the subsequent step S4, the torque four cycles before and the current engine speed are The total fuel injection amount and the injection timing in the set pre-injection pattern (fuel injection form) are respectively calculated. Then, fuel injection is executed according to the set fuel injection mode, injection timing, and injection amount. When the flow reaches from step S2 and step S3 to step S4, the pre-injection pattern does not change, and thus the vehicle and the engine are in steady operation in the operation region B or the operation region C.

一方、前記のステップS2において、プレ噴射パターンBとプレ噴射パターンAとが異なるとして移行したステップS5では、今回設定したプレ噴射パターンAのプレ噴射の回数と前回のプレ噴射パターンBのプレ噴射の回数とを比較して、プレ噴射パターンAの回数が、プレ噴射パターンBの回数よりも少ないか否かを判定する。プレ噴射パターンAの回数が、プレ噴射パターンBの回数よりも少ないとき(YESのとき)は、ステップS6に移行する。これは、燃料噴射形態が、図5に示すプレ噴射が2回の噴射形態(プレ噴射パターンB)から、図6に示すプレ噴射が1回の噴射形態(プレ噴射パターンA)へと変更したことに相当するから、エンジン1の運転領域が運転領域Bから運転領域Cへと移行する加速時に相当する。   On the other hand, in step S5, which has been shifted in step S2 because the pre-injection pattern B and the pre-injection pattern A are different, the number of pre-injections of the pre-injection pattern A set this time and the pre-injection of the previous pre-injection pattern B The number of times of the pre-injection pattern A is compared with the number of times, and it is determined whether or not the number of times of the pre-injection pattern B is smaller than the number of times of the pre-injection pattern B. When the number of pre-injection patterns A is smaller than the number of pre-injection patterns B (YES), the process proceeds to step S6. This is because the fuel injection mode is changed from the two-injection pre-injection mode (pre-injection pattern B) shown in FIG. 5 to the one-injection mode (pre-injection pattern A) shown in FIG. This corresponds to the acceleration when the operation region of the engine 1 shifts from the operation region B to the operation region C.

これに対し、ステップS5において、プレ噴射パターンAの回数が、プレ噴射パターンBの回数以上のとき(NOのとき)は、ステップS9に移行する。これは、燃料噴射形態が、図6に示すプレ噴射が1回の噴射形態(プレ噴射パターンB)から、図5に示すプレ噴射が2回の噴射形態(プレ噴射パターンA)へと変更したことに相当するから、エンジン1の運転領域が運転領域Cから運転領域Bへと移行する減速時に相当する。   On the other hand, when the number of pre-injection patterns A is greater than or equal to the number of pre-injection patterns B in step S5 (NO), the process proceeds to step S9. This is because the fuel injection mode is changed from a single injection mode (pre-injection pattern B) shown in FIG. 6 to a two-time injection mode (pre-injection pattern A) shown in FIG. This corresponds to the time of deceleration when the operation region of the engine 1 shifts from the operation region C to the operation region B.

加速時のステップS6では、プレ噴射パターンB−1回、ここでは、運転領域Bのプレ噴射回数の2回から1を引いた1回のプレ噴射を行った場合に、プレ燃焼が発生するタイミングを、予め設定したモデルを用いて推定する。ここでの推定に用いるモデルは、例えば、筒内温度、燃料のセタン価、筒内圧、燃料の噴射圧、筒内のO濃度、エンジン回転数、エンジン水温、及び、エンジン油温の全部又は一部に基づいて燃料の着火遅れを推定するモデルとすればよい。 In step S6 during acceleration, the timing at which pre-combustion occurs when pre-injection pattern B-1 is performed, in this case, one pre-injection is performed by subtracting 1 from two pre-injections in operation region B. Is estimated using a preset model. The model used for estimation here is, for example, all or all of in-cylinder temperature, fuel cetane number, in-cylinder pressure, fuel injection pressure, in-cylinder O 2 concentration, engine speed, engine water temperature, and engine oil temperature. A model that estimates the ignition delay of the fuel based on a part may be used.

続くステップS7では、ステップS6で推定したプレ燃焼の発生タイミングが、予め基準範囲内であるか否かを判定する。ここでの基準範囲は、図13に示すように、圧縮上死点前の、プレ燃焼の目標タイミングを中心とした所定の期間として設定すればよく、プレ燃焼の目標タイミングは、例えばBTDC5°CA、基準範囲は、±5°CAに設定してもよい。ステップS7の判定は、加速時に相当し、気筒内の状態は、着火性が相対的に低い状態から着火性の高い状態へと移行する過渡であることから、プレ噴射の回数を1回に減らしても、プレ燃焼を遅れることなく発生させることができるか否か、を判定していることになる。つまり、このフローでは、気筒11a内の状態が、移行後の運転領域(ここでは運転領域Cであり、後述するステップS10では運転領域Bである)に対応する状態に変化したか否かを、モデルを利用して推定している。   In subsequent step S7, it is determined whether or not the pre-combustion occurrence timing estimated in step S6 is within the reference range in advance. As shown in FIG. 13, the reference range here may be set as a predetermined period centered on the target timing of pre-combustion before compression top dead center. The target timing of pre-combustion is, for example, BTDC 5 ° CA. The reference range may be set to ± 5 ° CA. The determination in step S7 corresponds to the time of acceleration, and the state in the cylinder is a transition from a relatively low ignitability state to a high ignitability state, so the number of pre-injections is reduced to one. However, it is determined whether or not the pre-combustion can be generated without delay. That is, in this flow, whether or not the state in the cylinder 11a has changed to a state corresponding to the operation region after the transition (here, the operation region C and the operation region B in step S10 described later). Estimated using a model.

ステップS7において、基準範囲内でプレ燃焼を発生させることができない場合、つまり、プレ燃焼の発生が、基準範囲よりも遅れてしまうような場合(NOの場合)は、気筒11a内の状態が、移行後の運転領域Cに対応する状態に未だ変化していないとして、そのままステップS4に移行し、プレ噴射パターンを前回のままで変更せずに(ここでは、2回のままで)、エンジントルク及び回転数から総噴射量及び噴射タイミングを設定する。このことは、エンジントルク(負荷)及び/又はエンジン回転数の変化に伴い、運転領域Bから運転領域Cに移行した後(ステップS2においてNO)においても、プレ噴射の回数を、その運転領域Cにおいて設定されている回数(1回)よりも多い回数に保持することになる。   In step S7, when the pre-combustion cannot be generated within the reference range, that is, when the pre-combustion is delayed from the reference range (in the case of NO), the state in the cylinder 11a is Assuming that the state corresponding to the operation region C after the transition has not been changed yet, the process proceeds to step S4 as it is, and the pre-injection pattern is not changed as it was last time (here, remains twice), and the engine torque is changed. And the total injection amount and the injection timing are set from the rotation speed. This means that the number of pre-injections can be set in the operation region C even after the operation region B is shifted to the operation region C (NO in step S2) with changes in the engine torque (load) and / or engine speed. In this case, the number of times is held more than the number of times set in (1).

一方、ステップS7において、基準範囲内でプレ燃焼を発生させることができる場合(YESの場合)は、気筒11a内の状態が、移行後の運転領域Cに対応する状態に変化したとして、ステップS8に移行して、プレ噴射パターンBを、プレ噴射パターンB−1回に変更する(ここでは2回から1回に変更する)。従って、プレ噴射の回数を、移行後の運転領域Bにおいて設定されている回数(1回)に切り替えることになる。その後、フローはステップS4に移行し、エンジントルク及び回転数から総噴射量及び噴射タイミングを設定する。   On the other hand, when pre-combustion can be generated within the reference range in step S7 (in the case of YES), it is assumed that the state in the cylinder 11a has changed to a state corresponding to the operation region C after the transition. , The pre-injection pattern B is changed to pre-injection pattern B-1 times (here, it is changed from 2 times to 1 time). Therefore, the number of pre-injections is switched to the number (one time) set in the operation region B after the transition. Thereafter, the flow proceeds to step S4, and the total injection amount and the injection timing are set from the engine torque and the rotational speed.

減速時のステップS9では、プレ噴射パターンB+1回、ここでは、運転領域Cのプレ噴射回数の1回に1を足した2回のプレ噴射を行った場合に、プレ燃焼が発生するタイミングを、前記のモデルを用いて推定する。   In step S9 during deceleration, the pre-injection pattern B + 1 times, here, the timing at which pre-combustion occurs when two pre-injections are performed by adding 1 to the number of pre-injections in the operation region C, Estimation is performed using the above model.

続くステップS10では、ステップS9で推定したプレ燃焼の発生タイミングが、予め基準範囲内であるか否かを判定する。ここでは、減速時に相当し、気筒内の状態は、着火性が相対的に高い状態から着火性の低い状態へと移行する過渡であることから、プレ噴射の回数を2回に増やしても、プレ燃焼が早すぎずに発生させることができるか否かを判定していることになる。   In subsequent step S10, it is determined whether or not the pre-combustion occurrence timing estimated in step S9 is within the reference range in advance. Here, it corresponds to the time of deceleration, and the state in the cylinder is a transition from a relatively high ignitability state to a low ignitability state, so even if the number of pre-injections is increased to 2, It is determined whether or not the pre-combustion can be generated without being too early.

ステップS10において、基準範囲内でプレ燃焼を発生させることができない場合、つまり、プレ燃焼の発生が、基準範囲よりも早くなってしまうような場合(NOの場合)は、気筒11a内の状態が、移行後の運転領域Bに対応する状態に未だ変化していないとして、そのままステップS4に移行して、プレ噴射パターンを前回のままで変更せずに(ここでは、1回のままで)、エンジントルク及び回転数から総噴射量及び噴射タイミングを設定する。このことは、エンジントルク(負荷)及び/又はエンジン回転数の変化に伴い、運転領域Cから運転領域Bに移行した後(ステップS2においてNO)においても、プレ噴射の回数を、その運転領域Bにおいて設定されている回数(2回)よりも少ない回数に保持することになる。   In step S10, when the pre-combustion cannot be generated within the reference range, that is, when the pre-combustion occurs earlier than the reference range (in the case of NO), the state in the cylinder 11a is Assuming that the state corresponding to the operation region B after the transition has not been changed yet, the process proceeds to step S4 as it is, and the pre-injection pattern is not changed as it was last time (here, once), The total injection amount and injection timing are set from the engine torque and the rotational speed. This means that the number of pre-injections can be set in the operation region B even after the operation region C is shifted from the operation region C to the operation region B (NO in step S2) with changes in engine torque (load) and / or engine speed. The number of times is less than the number of times set in (2).

一方、ステップS10において、基準範囲内でプレ燃焼を発生させることができる場合(YESの場合)は、気筒11a内の状態が、移行後の運転領域Bに対応する状態に変化したとしてステップS11に移行し、プレ噴射パターンBを、プレ噴射パターンB+1回に変更する(ここでは1回から2回に変更する)。従って、プレ噴射の回数を、移行後の運転領域Bにおいて設定されている回数(2回)に切り替えることになる。その後、フローはステップS4に移行し、エンジントルク及び回転数から総噴射量及び噴射タイミングを設定する。   On the other hand, when pre-combustion can be generated within the reference range in step S10 (in the case of YES), it is determined that the state in the cylinder 11a has changed to a state corresponding to the operation region B after the transition to step S11. Then, the pre-injection pattern B is changed to the pre-injection pattern B + 1 times (here, changed from once to twice). Therefore, the number of pre-injections is switched to the number (two times) set in the operation region B after the transition. Thereafter, the flow proceeds to step S4, and the total injection amount and the injection timing are set from the engine torque and the rotational speed.

このように、ディーゼルエンジン1の運転領域Bから運転領域Cへ移行する加速時には、運転領域Cへの移行後も、所定期間は、プレ燃焼の回数を、運転領域Cにおいて設定されている1回よりも増やした2回に保持する。これは、移行前の運転領域Bにおいて設定されている回数を保持する、と言い換えることができる。このことにより、運転領域Cへの移行後、気筒11a内の状態が、その運転領域Cに相当する状態に切り替わることを待つことになると共に、気筒11a内の状態が切り替わってから、燃料の噴射形態を切り替えることになる。その結果、加速時に、気筒11a内の状態と燃料噴射形態とが対応しない状態になることが回避され、そのことに起因する、燃焼の不安定が回避され得る。また、気筒11a内の状態が、運転領域Cに相当する状態に切り替わってからは、プレ噴射の回数を減らすため、燃焼音の増大も回避し得る。   As described above, at the time of acceleration when the diesel engine 1 shifts from the operation region B to the operation region C, the number of pre-combustions is set once in the operation region C for a predetermined period after the shift to the operation region C. Hold twice more than. In other words, the number of times set in the operation region B before the transition is held. This waits for the state in the cylinder 11a to switch to a state corresponding to the operation region C after the transition to the operation region C, and fuel injection after the state in the cylinder 11a is switched. The form will be switched. As a result, it is possible to avoid a state in which the state in the cylinder 11a does not correspond to the fuel injection mode at the time of acceleration, and instability of combustion resulting from that can be avoided. Further, after the state in the cylinder 11a is switched to the state corresponding to the operation region C, the number of pre-injections is reduced, so that an increase in combustion noise can be avoided.

これとは逆に、ディーゼルエンジン1の運転領域Cから運転領域Bへ移行する減速時には、運転領域Bへの移行後も、所定期間は、プレ燃焼の回数を、運転領域Bにおいて設定されている2回よりも減らした1回に保持する。これは、移行前の運転領域Cにおいて設定されている回数を保持する、と言い換えることができる。このことにより、運転領域Bへの移行後、気筒11a内の状態が、その運転領域Bに相当する状態に切り替わることを待つことになると共に、気筒11a内の状態が切り替わってから、燃料の噴射形態を切り替えることになる。その結果、減速時に、気筒11a内の状態と燃料噴射形態とが対応しない状態になることが回避され、そのことに起因する、燃焼の不安定及び燃焼音の増大を回避し得る。   On the contrary, at the time of deceleration from the operation region C to the operation region B of the diesel engine 1, the number of pre-combustions is set in the operation region B for a predetermined period after the transition to the operation region B. Hold once less than twice. In other words, the number of times set in the operation region C before the transition is held. This waits for the state in the cylinder 11a to switch to the state corresponding to the operation region B after the transition to the operation region B, and fuel injection after the state in the cylinder 11a is switched. The form will be switched. As a result, it is avoided that the state in the cylinder 11a does not correspond to the fuel injection mode at the time of deceleration, and it is possible to avoid unstable combustion and increase in combustion noise due to that.

ここで、運転領域Bと運転領域Cとは、前述したように、EGRを行わない領域であると共に、プレ噴射の回数のみが相違しており、その燃焼コンセプトは互いに同じである。このため、運転領域Bにおいて、運転領域Cのようにプレ燃焼を1回にしても、運転領域Cにおいて、運転領域Bのようにプレ燃焼を2回にしても、燃焼安定性、燃焼音、排気エミッション等の観点で不都合が生じ難い。つまり、前記の過渡制御は、運転領域Bと運転領域Cとの間での移行時に特に有効である。   Here, as described above, the operation region B and the operation region C are regions where EGR is not performed, only the number of pre-injections is different, and the combustion concepts are the same. For this reason, even if the pre-combustion is performed once in the operation region B as in the operation region C, or the pre-combustion is performed twice in the operation region C as in the operation region B, combustion stability, combustion sound, Inconvenience hardly occurs from the viewpoint of exhaust emission. That is, the transient control is particularly effective at the time of transition between the operation region B and the operation region C.

図12に示すフローにおいては、モデルを利用して推定したプレ燃焼の発生タイミングが基準範囲内に入るか否かに基づいて、燃料噴射形態の切り替えタイミングを設定しているが、その切り替えタイミング(運転領域の移行後の所定期間)は、具体的には、エンジン1の温度状態に応じて、温間時であれば同一気筒における数サイクル程度の期間となり、冷間時であれば百数サイクル〜数百サイクル程度の期間となる。そこで、前記のフローにおけるステップS6,7に代えて、エンジン1の温度状態に応じて予め設定した、サイクル数を基準とした所定期間だけ待って、燃料の噴射形態を切り替えるようにしてもよい。   In the flow shown in FIG. 12, the fuel injection mode switching timing is set based on whether or not the pre-combustion generation timing estimated using the model falls within the reference range. Specifically, according to the temperature state of the engine 1, the predetermined period after the shift of the operation region is a period of about several cycles in the same cylinder if it is warm, and hundreds if it is cold. The period is about several hundred cycles. Therefore, instead of steps S6 and S7 in the above flow, the fuel injection mode may be switched after waiting for a predetermined period based on the number of cycles set in advance according to the temperature state of the engine 1.

また、前記の構成では、プレ噴射回数が2回から1回への変更、又は、プレ噴射回数が1回から2回への変更に係るが、例えばプレ噴射回数が3回に設定されているような運転領域を含む場合、運転領域の移行に際して、プレ噴射回数を3回から2回へ変更したり、2回から3回へ変更したりする場合が起き得る。この場合も前記と同様の過渡制御を行うことが可能である。   In the above configuration, the number of pre-injections is changed from 2 to 1 or the number of pre-injections is changed from 1 to 2, but for example, the number of pre-injections is set to 3 times. When such an operation region is included, when the operation region is shifted, the number of pre-injections may be changed from 3 times to 2 times or may be changed from 2 times to 3 times. In this case, the same transient control as described above can be performed.

さらに、プレ噴射回数が3回に設定されているような運転領域を含む場合は、運転領域の移行に伴い、プレ噴射回数を3回から1回へ変更したり、1回から3回へ変更したりする場合が起き得る。例えばプレ噴射回数を3回から1回へ変更する場合は、運転領域の移行後、所定期間は、プレ噴射の回数を、移行後の1回よりも多い2回に保持した後、移行後の運転領域に対応する1回にしてもよい。逆に、運転領域の移行に伴いプレ噴射回数を1回から3回へ変更する場合も、運転領域の移行後、所定期間は、プレ噴射の回数を、移行後の3回よりも少ない2回に保持し、その後、移行後の運転領域に対応する3回にしてもよい。   In addition, when the operation area is set such that the number of pre-injections is set to 3 times, the pre-injection number is changed from 3 times to 1 time or changed from 1 time to 3 times with the shift of the operation area. Or you can happen. For example, when the number of pre-injections is changed from three to one, after the transition of the operation region, the number of pre-injections is held twice more than once after the transition for a predetermined period. It may be performed once corresponding to the operation region. Conversely, even when the pre-injection count is changed from 1 to 3 with the shift of the operation region, the pre-injection count is set to 2 times less than the post-transfer 3 times after the shift of the operation region. It may be held three times and then three times corresponding to the operation region after the transition.

加えて、プレ噴射回数を3回から1回へ変更する場合は、運転領域の移行後、所定期間は、プレ噴射の回数を3回に保持し、その後、プレ噴射の回数を2回にして、所定期間だけそれを保持し、その上で、プレ噴射の回数を1回にするように、段階的に回数を減らすようにしてもよい。逆に、運転領域の移行に伴いプレ噴射回数を1回から3回へ変更する場合は、運転領域の移行後、所定期間は、プレ噴射の回数を1回に保持し、その後、プレ噴射の回数を2回にして、所定期間だけそれを保持し、その上で、プレ噴射の回数を3回にするように、段階的に回数を増やすようにしてもよい。こうした、プレ噴射の回数を段階的に増減する制御は、図12に示すフローをそのまま適用することが可能である。   In addition, when changing the number of pre-injections from 3 times to 1 time, after the transition to the operation region, the number of pre-injections is kept at 3 times for a predetermined period, and then the number of pre-injections is set to 2 times. Alternatively, the number of pre-injections may be reduced stepwise so that the number of pre-injections is held once only after a predetermined period. Conversely, when changing the number of pre-injections from 1 to 3 with the transition of the operation region, after the transition of the operation region, the number of pre-injections is held once for a predetermined period, and then the pre-injection It is also possible to increase the number of times step by step so that the number of times is set to 2 and held for a predetermined period, and then the number of pre-injections is set to 3. Such control for increasing or decreasing the number of pre-injections stepwise can apply the flow shown in FIG. 12 as it is.

1 ディーゼルエンジン(エンジン本体)
10 PCM(噴射制御手段、EGR量制御手段)
11a 気筒
18 インジェクタ(燃料噴射弁)
51a 排気ガス還流弁(EGR量制御手段)
1 Diesel engine (engine body)
10 PCM (injection control means, EGR amount control means)
11a Cylinder 18 injector (fuel injection valve)
51a Exhaust gas recirculation valve (EGR amount control means)

Claims (4)

自動車に搭載されかつ軽油を主成分とした燃料が供給されるエンジン本体と、
前記エンジン本体の気筒内に臨んで配設されかつ、当該気筒内に前記燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁を通じた、前記気筒内への前記燃料の噴射形態を制御する噴射制御手段と、
前記気筒内に導入するEGRガス量を調整するEGR量制御手段と、を備え、
前記噴射制御手段は、拡散燃焼を主体とした主燃焼を行うために圧縮上死点付近において燃料を噴射する主噴射と、前記圧縮上死点前の所定時期に熱発生率がピークとなる前段燃焼が発生するように、前記主噴射の前に燃料を噴射する、少なくとも1回の前段噴射と、を実行すると共に、前記エンジン本体の負荷が高い運転領域ほど、前記前段噴射の実行回数を少ない回数に設定し、
前記噴射制御手段はまた、前記エンジン本体が相対的に低負荷の運転領域からそれよりも高負荷の運転領域に移行する加速時には、前記高負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前記前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも多い回数に保持する過渡制御を実行し、
前記加速時の過渡制御は、移行前後の運転領域が共に、前記EGR量制御手段により前記気筒内にEGRガスを導入しない運転領域であるときに実行する自動車搭載用ディーゼルエンジン。
An engine body mounted on a vehicle and supplied with fuel mainly composed of light oil;
A fuel injection valve that faces the cylinder of the engine body and directly injects the fuel into the cylinder;
Injection control means for controlling the injection mode of the fuel into the cylinder through the fuel injection valve;
EGR amount control means for adjusting the amount of EGR gas introduced into the cylinder ,
The injection control means includes a main injection that injects fuel in the vicinity of compression top dead center to perform main combustion mainly consisting of diffusion combustion, and a pre-stage where the heat generation rate reaches a peak at a predetermined time before the compression top dead center. At least one pre-injection in which fuel is injected before the main injection is performed so that combustion occurs, and the number of executions of the pre-injection is less in an operation region where the load of the engine body is higher Set the number of times,
The injection control means also has a predetermined period after the transition to the high load operation region during acceleration when the engine body shifts from a relatively low load operation region to a higher load operation region. The transient control is performed to maintain the number of times of the pre-stage injection at a number greater than the number set in the transitioned operation region ,
The transient control at the time of acceleration is an on-vehicle diesel engine that is executed when both the operation region before and after the transition is an operation region in which EGR gas is not introduced into the cylinder by the EGR amount control means .
請求項に記載の自動車搭載用ディーゼルエンジンにおいて、
前記噴射制御手段は、前記高負荷の領域に移行した後、同一気筒における所定サイクルの期間だけ、前記前段噴射の回数を、設定よりも多い回数に保持する自動車搭載用ディーゼルエンジン。
The on-board diesel engine according to claim 1 ,
After the transition to the high load region, the injection control means is an on-vehicle diesel engine that maintains the number of times of the pre-stage injection at a number greater than the set number only during a predetermined cycle in the same cylinder.
自動車に搭載されかつ軽油を主成分とした燃料が供給されるエンジン本体と、
前記エンジン本体の気筒内に臨んで配設されかつ、当該気筒内に前記燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁を通じた、前記気筒内への前記燃料の噴射形態を制御する噴射制御手段と、
前記気筒内に導入するEGRガス量を調整するEGR量制御手段と、を備え、
前記噴射制御手段は、拡散燃焼を主体とした主燃焼を行うために圧縮上死点付近において燃料を噴射する主噴射と、前記圧縮上死点前の所定時期に熱発生率がピークとなる前段燃焼が発生するように、前記主噴射の前に燃料を噴射する、少なくとも1回の前段噴射と、を実行すると共に、前記エンジン本体の負荷が高い運転領域ほど、前記前段噴射の実行回数を少ない回数に設定し、
前記噴射制御手段はまた、前記エンジン本体が、相対的に高負荷の運転領域からそれよりも低負荷の運転領域に移行する減速時には、前記低負荷の運転領域に移行した後、所定期間は、前記前段噴射の回数を、移行した当該運転領域において設定されている回数よりも少ない回数に保持する過渡制御を実行し
前記減速時の過渡制御は、移行前後の運転領域が共に、前記EGR量制御手段により前記気筒内にEGRガスを導入しない運転領域であるときに実行する自動車搭載用ディーゼルエンジン。
An engine body mounted on a vehicle and supplied with fuel mainly composed of light oil;
A fuel injection valve that faces the cylinder of the engine body and directly injects the fuel into the cylinder;
Injection control means for controlling the injection mode of the fuel into the cylinder through the fuel injection valve;
EGR amount control means for adjusting the amount of EGR gas introduced into the cylinder ,
The injection control means includes a main injection that injects fuel in the vicinity of compression top dead center to perform main combustion mainly consisting of diffusion combustion, and a pre-stage where the heat generation rate reaches a peak at a predetermined time before the compression top dead center. At least one pre-injection in which fuel is injected before the main injection is performed so that combustion occurs, and the number of executions of the pre-injection is less in an operation region where the load of the engine body is higher Set the number of times,
The injection control means also has a predetermined period after the engine main body shifts to the low load operation region during deceleration when the engine body shifts from a relatively high load operation region to a lower load operation region. Performing the transient control to keep the number of times of the preceding stage injection at a number smaller than the number of times set in the shifted operation region ,
The transient control at the time of deceleration is an on-vehicle diesel engine that is executed when both the operation region before and after the transition is an operation region in which EGR gas is not introduced into the cylinder by the EGR amount control means .
請求項に記載の自動車搭載用ディーゼルエンジンにおいて、
前記噴射制御手段は、前記低負荷の領域に移行した後、同一気筒における所定サイクルの期間だけ、前記前段噴射の回数を、設定よりも少ない回数に保持する自動車搭載用ディーゼルエンジン。
The on-board diesel engine according to claim 3 ,
After the transition to the low load region, the injection control means is an on-vehicle diesel engine that keeps the number of times of the preceding stage injection less than the set number only for a predetermined cycle in the same cylinder.
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