JP2014202142A - Combustion control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion control device capable of sufficiently suppressing increase of HC and CO of unburned components even when a water temperature or an oil temperature of an engine is low.SOLUTION: A combustion control device 38 is loaded in a diesel engine in which a piston is cooled by an oil. The combustion control device 38 includes: an ECU 33; a water temperature sensor 36 for detecting an engine water temperature; and an oil temperature sensor 37 for detecting an engine oil temperature. The ECU 33 controls an injector 5 to execute pre-injection of fuel when the engine water temperature detected by the water temperature sensor 36 is lower than an upper reference temperature for water temperature, or the engine oil temperature detected by the oil temperature sensor 37 is lower than an upper reference temperature for oil temperature, and then controls the injector 5 to successively execute first and second main fuel injections.

Description

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

予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の燃焼制御装置は、低温予混合燃焼を行う場合、冷間時において着火遅れ期間が長期化するときは、燃料の噴射時期を進角側に補正すると共に、噴射圧力を低下させることで燃料の噴射期間を長期化させる方向に補正することにより、燃料が燃焼室内に過度に拡散することを防止し、未燃ＨＣの増加を抑制するというものである。   As an engine combustion control device that performs premixed compression ignition combustion, for example, the one described in Patent Document 1 is known. The combustion control device described in Patent Document 1 corrects the fuel injection timing to the advance side and lowers the injection pressure when the ignition delay period is prolonged in cold when performing low temperature premixed combustion. By correcting the fuel injection period in such a way as to extend the fuel injection period, the fuel is prevented from excessively diffusing into the combustion chamber and the increase in unburned HC is suppressed.

また、特許文献２には、クランクケースに配設されたオイルジェットからピストンの裏面に対してオイルを噴射して、ピストンの冷却を行うエンジンの燃焼制御装置が記載されている。   Patent Document 2 describes a combustion control device for an engine that cools the piston by injecting oil from the oil jet disposed in the crankcase to the back surface of the piston.

特開２００３−１８４６０９号公報JP 2003-184609 A 特開２００５−３２５６９４号公報JP 2005-325694 A

しかしながら、上記特許文献１のように燃料の噴射期間を長期化させても、早期に噴射された燃料については拡散する時間が長くなる。このため、燃料の過拡散を十分に防ぐことが困難となるため、未燃分のＨＣ及びＣＯの増加を十分抑制することができない可能性がある。また、上記特許文献２のようにオイルによりピストンを冷却するエンジンでは、オイルの温度（油温）が低下すると、未燃分のＨＣ及びＣＯが増加してしまう。   However, even if the fuel injection period is extended as in Patent Document 1, the time for diffusing the fuel injected earlier becomes longer. For this reason, it becomes difficult to sufficiently prevent overdiffusion of the fuel, and thus there is a possibility that an increase in unburned HC and CO cannot be sufficiently suppressed. Moreover, in the engine which cools a piston with oil like the said patent document 2, if the temperature (oil temperature) of oil falls, HC and CO for unburned will increase.

本発明の目的は、エンジンの水温または油温が低いときでも、未燃分のＨＣ及びＣＯの増加を十分抑制することができる燃焼制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a combustion control device that can sufficiently suppress an increase in unburned HC and CO even when the engine water temperature or oil temperature is low.

本発明は、オイルによりピストンを冷却する機能を有し予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、メイン燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御するメイン噴射制御手段と、エンジンの水温を検出する水温検出手段と、エンジンの油温を検出する油温検出手段と、水温検出手段により検出されたエンジンの水温が第１所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御する第１着火時期制御手段と、油温検出手段により検出されたエンジンの油温が第２所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御する第２着火時期制御手段とを備えることを特徴とするものである。   The present invention relates to a combustion control apparatus for an engine that has a function of cooling a piston with oil and performs premixed compression ignition combustion, a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber of the engine, and a main fuel injection. Main injection control means for controlling the fuel injection valve, water temperature detection means for detecting the water temperature of the engine, oil temperature detection means for detecting the oil temperature of the engine, and the water temperature of the engine detected by the water temperature detection means is a first predetermined value. When the temperature is lower than the temperature, the first ignition timing control means for controlling the ignition timing by the main fuel injection to be advanced, and the engine oil temperature detected by the oil temperature detection means is lower than the second predetermined temperature And a second ignition timing control means for controlling the ignition timing by the main fuel injection to advance.

このように本発明の燃焼制御装置においては、エンジンの水温が第１所定温度よりも低いときは、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御することにより、熱発生率波形（燃焼波形）が暖気状態時に近づくようになるため、燃焼が活発化する。これにより、エンジンの水温が低いときでも、未燃分のＨＣ及びＣＯの増加を十分抑制することができる。また、エンジンの油温が第２所定温度よりも低いときにも、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御することにより、上記と同様に、燃焼波形が暖気状態時に近づくようになるため、燃焼が活発化する。これにより、エンジンの水温が低いときだけでなく、エンジンの油温が低いときにも、未燃分のＨＣ及びＣＯの増加を十分抑制することができる。   As described above, in the combustion control device of the present invention, when the engine water temperature is lower than the first predetermined temperature, the ignition rate waveform (combustion waveform) is controlled by controlling the ignition timing by main fuel injection to advance. ) Comes closer to the warm-up state, so combustion is activated. Thereby, even when the engine water temperature is low, an increase in unburned HC and CO can be sufficiently suppressed. Also, when the engine oil temperature is lower than the second predetermined temperature, by controlling the ignition timing by main fuel injection to advance, the combustion waveform approaches the warm-up state as described above. Therefore, combustion is activated. Thereby, not only when the water temperature of the engine is low, but also when the oil temperature of the engine is low, it is possible to sufficiently suppress the increase in unburned HC and CO.

好ましくは、第１着火時期制御手段は、エンジンの水温が第１所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御する第１プレ噴射制御手段を有し、第２着火時期制御手段は、エンジンの油温が第２所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御する第２プレ噴射制御手段を有する。   Preferably, the first ignition timing control means controls the fuel injection valve so that the pre-fuel injection is performed before the main fuel injection is performed when the engine water temperature is lower than the first predetermined temperature. The second ignition timing control means controls the fuel injection valve to perform the pre-fuel injection before the main fuel injection when the engine oil temperature is lower than the second predetermined temperature. It has the 2nd pre-injection control means to control.

このようにメイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施することにより、プレ燃料噴射による予熱によって、メイン燃料噴射による着火時期を確実に進角させることができる。   By performing the pre-fuel injection before performing the main fuel injection in this way, the ignition timing by the main fuel injection can be surely advanced by the preheating by the pre-fuel injection.

このとき、好ましくは、メイン燃料噴射の噴射時期を決定するメイン噴射時期決定手段を更に備え、第１着火時期制御手段は、プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段と、水温検出手段により検出されたエンジンの水温が第１所定温度未満の第３所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第１噴射時期補正手段とを更に有し、第１プレ噴射制御手段は、エンジンの水温が第３所定温度よりも低いときは、第１噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じてプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御し、第２着火時期制御手段は、プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段と、油温検出手段により検出されたエンジンの油温が第２所定温度未満の第４所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第２噴射時期補正手段とを更に有し、第２プレ噴射制御手段は、エンジンの油温が第４所定温度よりも低いときは、第２噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じてプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御し、メイン噴射制御手段は、エンジンの水温が第３所定温度よりも低いときは、第１噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じてメイン燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御し、エンジンの油温が第４所定温度よりも低いときは、第２噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じてメイン燃料噴射を実施するように燃料噴射弁を制御する。   At this time, it is preferable to further include a main injection timing determining means for determining the injection timing of the main fuel injection, and the first ignition timing control means is detected by the means for determining the injection timing of the pre-fuel injection and the water temperature detecting means. And a first injection timing correction means for advancing the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the engine water temperature is lower than a third predetermined temperature lower than the first predetermined temperature. The injection control means controls the fuel injection valve to perform pre-fuel injection according to the injection timing corrected by the first injection timing correction means when the water temperature of the engine is lower than the third predetermined temperature, The two ignition timing control means is configured to determine the pre-fuel injection timing, and when the engine oil temperature detected by the oil temperature detection means is lower than a fourth predetermined temperature that is less than a second predetermined temperature, And a second injection timing correction means for advancing the injection timing of the injection and the main fuel injection, and the second pre-injection control means is configured to perform the second injection when the oil temperature of the engine is lower than the fourth predetermined temperature. The fuel injection valve is controlled to perform pre-fuel injection according to the injection timing corrected by the timing correction means, and the main injection control means is configured to perform the first injection when the engine water temperature is lower than the third predetermined temperature. The fuel injection valve is controlled to perform main fuel injection according to the injection timing corrected by the timing correction means. When the engine oil temperature is lower than the fourth predetermined temperature, the fuel injection valve is corrected by the second injection timing correction means. The fuel injection valve is controlled to perform main fuel injection according to the injection timing.

このようにエンジンの水温または油温が十分低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させることにより、メイン燃料噴射による着火時期を更に進角させることができる。   Thus, when the water temperature or oil temperature of the engine is sufficiently low, the ignition timing of the main fuel injection can be further advanced by advancing the injection timing of the pre-fuel injection and the main fuel injection.

このとき、好ましくは、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段を更に備え、第１着火時期制御手段は、負荷検出手段により検出されたエンジンの負荷が所定値以下であるかどうかを判断する手段を更に有し、第１噴射時期補正手段は、エンジンの負荷が所定値以下であり且つエンジンの水温が第３所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させ、第２着火時期制御手段は、負荷検出手段により検出されたエンジンの負荷が所定値以下であるかどうかを判断する手段を更に有し、第２噴射時期補正手段は、エンジンの負荷が所定値以下であり且つエンジンの油温が第４所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させる。   At this time, it is preferable to further include load detection means for detecting engine load, and the first ignition timing control means includes means for determining whether or not the engine load detected by the load detection means is equal to or less than a predetermined value. The first injection timing correction means further advances the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the engine load is equal to or lower than a predetermined value and the engine water temperature is lower than the third predetermined temperature. The second ignition timing control means further includes means for determining whether or not the engine load detected by the load detection means is equal to or less than a predetermined value, and the second injection timing correction means is configured such that the engine load is a predetermined value. When the engine oil temperature is lower than the fourth predetermined temperature, the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection are advanced.

エンジンの負荷が極めて低いときは、エンジンの水温または油温が低くなるほど、燃焼波形が暖気状態時のものと大きく異なるようになる。従って、エンジンの負荷が所定値以下であり且つエンジンの水温が第１所定温度未満の第３所定温度よりも低いとき、またはエンジンの負荷が所定値以下であり且つエンジンの油温が第２所定温度未満の第４所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させるのが効果的である。   When the engine load is extremely low, the combustion waveform becomes significantly different from that in the warm-up state as the water temperature or oil temperature of the engine decreases. Accordingly, when the engine load is lower than the predetermined value and the engine water temperature is lower than the third predetermined temperature lower than the first predetermined temperature, or when the engine load is lower than the predetermined value and the engine oil temperature is lower than the second predetermined temperature. When the temperature is lower than the fourth predetermined temperature that is lower than the temperature, it is effective to advance the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection.

本発明によれば、エンジンの水温または油温が低いときでも、未燃分のＨＣ及びＣＯの増加を十分抑制することができる。これにより、優れた予混合圧縮着火燃焼を実現することが可能となる。   According to the present invention, an increase in unburnt HC and CO can be sufficiently suppressed even when the engine water temperature or oil temperature is low. Thereby, it is possible to realize excellent premixed compression ignition combustion.

本発明に係る燃焼制御装置の一実施形態を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a diesel engine provided with one embodiment of a combustion control device concerning the present invention. 図１に示したシリンダを含む部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part containing the cylinder shown in FIG. 図１に示した燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the combustion control apparatus shown in FIG. 図３に示したＥＣＵにより実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the control processing procedure performed by ECU shown in FIG. エンジン水温とエンジン油温との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between engine water temperature and engine oil temperature. エンジン油温とＨＣ排出量、ＣＯ排出量及び燃焼音との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between engine oil temperature, HC discharge | emission amount, CO discharge | emission amount, and a combustion sound. エンジン油温が異なる場合の熱発生率波形を比較して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the heat release rate waveform in case engine oil temperature differs.

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

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

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

エンジン本体２には、燃焼室４内に空気を吸入するための吸気通路７がインテークマニホールド８を介して接続されている。また、エンジン本体２には、燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路９がエキゾーストマニホールド１０を介して接続されている。燃焼室４とインテークマニホールド８との間は、吸気バルブ１１によって開閉される（図２参照）。燃焼室４とエキゾーストマニホールド１０との間は、排気バルブ１２によって開閉される（図２参照）。   An intake passage 7 for sucking air into the combustion chamber 4 is connected to the engine body 2 via an intake manifold 8. In addition, an exhaust passage 9 for discharging exhaust gas after combustion is connected to the engine body 2 via an exhaust manifold 10. The intake chamber 11 is opened and closed between the combustion chamber 4 and the intake manifold 8 (see FIG. 2). An exhaust valve 12 opens and closes between the combustion chamber 4 and the exhaust manifold 10 (see FIG. 2).

吸気通路７には、上流側から下流側に向けてエアクリーナー１３、ターボ過給機１４のコンプレッサ１５、インタークーラー１６及びスロットルバルブ１７が設けられている。排気通路９には、上流側から下流側に向けてターボ過給機１４のタービン１８及びＤＰＦ付き触媒１９が設けられている。   An air cleaner 13, a compressor 15 of the turbocharger 14, an intercooler 16, and a throttle valve 17 are provided in the intake passage 7 from the upstream side toward the downstream side. The exhaust passage 9 is provided with a turbine 18 of the turbocharger 14 and a catalyst 19 with a DPF from the upstream side toward the downstream side.

また、ディーゼルエンジン１は、燃焼後の排気ガスの一部を排気再循環ガス（ＥＧＲガス）として燃焼室４内に還流する排気再循環（ＥＧＲ）ユニット２０を備えている。ＥＧＲユニット２０は、吸気通路７とエキゾーストマニホールド１０とを繋ぐように設けられ、ＥＧＲガスを還流するためのＥＧＲ通路２１と、エキゾーストマニホールド１０から吸気通路７へのＥＧＲガスの還流量を調整するＥＧＲバルブ２２と、ＥＧＲ通路２１を通るＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３と、このＥＧＲクーラ２３をバイパスするようにＥＧＲ通路２１に接続されたバイパス通路２４と、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２３側またはバイパス通路２４側に切り替える切替弁２５とを有している。   The diesel engine 1 also includes an exhaust gas recirculation (EGR) unit 20 that recirculates a part of the exhaust gas after combustion into the combustion chamber 4 as exhaust gas recirculation gas (EGR gas). The EGR unit 20 is provided so as to connect the intake passage 7 and the exhaust manifold 10, and an EGR passage 21 that recirculates EGR gas, and an EGR that adjusts the recirculation amount of EGR gas from the exhaust manifold 10 to the intake passage 7. The EGR cooler 23 that cools the EGR gas that passes through the valve 22, the EGR passage 21, the bypass passage 24 that is connected to the EGR passage 21 so as to bypass the EGR cooler 23, and the EGR gas passage on the EGR cooler 23 side Or it has the switching valve 25 switched to the bypass channel | path 24 side.

図２に示すように、シリンダ３の内部には、ピストン２６が往復運動可能に収容されている。ピストン２６は、クランクシャフト２７にコンロッド２８を介して連結されている。   As shown in FIG. 2, a piston 26 is accommodated in the cylinder 3 so as to be able to reciprocate. The piston 26 is connected to the crankshaft 27 via a connecting rod 28.

シリンダ３のシリンダブロック３ａには、ピストン２６の裏面に対してエンジンオイル（以下、単にオイルという）を噴射するオイルジェット２９が取り付けられている。また、シリンダブロック３ａには、オイルジェット２９にオイルを供給するためのオイル流路３０が形成されている。   An oil jet 29 that injects engine oil (hereinafter simply referred to as oil) to the back surface of the piston 26 is attached to the cylinder block 3 a of the cylinder 3. The cylinder block 3 a is formed with an oil passage 30 for supplying oil to the oil jet 29.

ピストン２６には、オイルジェット２９から噴射されたオイルが導入されるクーリングチャンネル３２が形成されている。クーリングチャンネル３２にオイルが導入されることで、ピストン２６が効率的に冷却される。なお、クーリングチャンネル３２に導入されたオイルは、オイル排出口３１からピストン２６の外部に排出される。   The piston 26 is formed with a cooling channel 32 into which oil injected from the oil jet 29 is introduced. By introducing the oil into the cooling channel 32, the piston 26 is efficiently cooled. The oil introduced into the cooling channel 32 is discharged from the oil discharge port 31 to the outside of the piston 26.

ディーゼルエンジン１は、図３にも示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３３と、このＥＣＵ３３に接続されたアクセル開度センサ３４、回転数センサ３５、水温センサ３６及び油温センサ３７とを備えている。   As shown in FIG. 3, the diesel engine 1 includes an electronic control unit (ECU) 33 and an accelerator opening sensor 34, a rotation speed sensor 35, a water temperature sensor 36, and an oil temperature sensor 37 connected to the ECU 33. ing.

アクセル開度センサ３４は、エンジン本体２の負荷（エンジン負荷）の代替値として、アクセルペダルの踏込み角（アクセル開度）を検出するセンサ（負荷検出手段）である。なお、本実施形態のようなコモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジン１では、燃料噴射量を電子制御しており、エンジン負荷の代替値として燃料噴射量を用いることも可能である。   The accelerator opening sensor 34 is a sensor (load detection means) that detects the depression angle (accelerator opening) of the accelerator pedal as an alternative value of the load (engine load) of the engine body 2. In addition, in the diesel engine 1 provided with the common rail type fuel injection device as in the present embodiment, the fuel injection amount is electronically controlled, and the fuel injection amount can be used as an alternative value of the engine load.

回転数センサ３５は、エンジン本体２の回転数（エンジン回転数）を検出するセンサである。回転数センサ３５は、例えばクランクシャフト２７の回転角度（クランク角）を検出することで、エンジン回転数を検出する。   The rotational speed sensor 35 is a sensor that detects the rotational speed of the engine body 2 (engine rotational speed). The rotation speed sensor 35 detects the engine rotation speed by detecting the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 27, for example.

水温センサ３６は、エンジン本体２内を流れる冷却水の温度（エンジン水温）を検出するセンサ（水温検出手段）である。油温センサ３７は、エンジン本体２内を流れるオイルの温度（油温）を検出するセンサ（油温検出手段）である。   The water temperature sensor 36 is a sensor (water temperature detecting means) that detects the temperature of the cooling water flowing in the engine body 2 (engine water temperature). The oil temperature sensor 37 is a sensor (oil temperature detection means) that detects the temperature (oil temperature) of the oil flowing in the engine body 2.

ＥＣＵ３３は、アクセル開度センサ３４、回転数センサ３５、水温センサ３６及び油温センサ３７の検出値を入力し、所定の処理を行い、各インジェクタ５を制御することで、各燃焼室４内への燃料の噴射を制御する。   The ECU 33 inputs the detection values of the accelerator opening sensor 34, the rotation speed sensor 35, the water temperature sensor 36, and the oil temperature sensor 37, performs predetermined processing, and controls each injector 5 so as to enter each combustion chamber 4. Controls fuel injection.

ここで、各インジェクタ５、ＥＣＵ３３、アクセル開度センサ３４、回転数センサ３５、水温センサ３６及び油温センサ３７は、本実施形態の燃焼制御装置３８を構成している。このような燃焼制御装置３８は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程という１サイクルにおいて、各インジェクタ５から燃料を複数回に分けて噴射する分割噴射の予混合圧縮着火燃焼を行うように制御する。   Here, each injector 5, ECU 33, accelerator opening sensor 34, rotation speed sensor 35, water temperature sensor 36, and oil temperature sensor 37 constitute a combustion control device 38 of the present embodiment. Such a combustion control device 38 performs premixed compression ignition combustion of split injection in which fuel is injected from each injector 5 in a plurality of times in one cycle of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. Control.

図４は、ＥＣＵ３３により実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まずアクセル開度センサ３４により検出されたアクセル開度（エンジン負荷）と回転数センサ３５により検出されたエンジン回転数とに基づいて、１回目のメイン燃料噴射及びこの後に実施される２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する（手順Ｓ１０１）。このとき、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量は、１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量よりも少なくする。また、２回目のメイン燃料噴射は、１回目のメイン燃料噴射によって生じる低温酸化反応による熱発生率のピーク以降で且つ１回目のメイン燃料噴射によって生じる高温酸化反応による熱発生率のピーク以前の期間に行われる。   FIG. 4 is a flowchart showing details of a control processing procedure executed by the ECU 33. In the figure, first, the first main fuel injection is performed based on the accelerator opening (engine load) detected by the accelerator opening sensor 34 and the engine rotational speed detected by the rotational speed sensor 35. The fuel injection amount and fuel injection timing of the second main fuel injection are determined (procedure S101). At this time, the fuel injection amount of the second main fuel injection is made smaller than the fuel injection amount of the first main fuel injection. The second main fuel injection is a period after the peak of the heat generation rate due to the low temperature oxidation reaction caused by the first main fuel injection and before the peak of the heat generation rate due to the high temperature oxidation reaction caused by the first main fuel injection. To be done.

続いて、水温センサ３６により検出されたエンジン水温が水温用上側基準温度（例えば完全暖気状態よりも低い温度）よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１０２）。なお、完全暖気状態とは、エンジン本体２の暖機が完了し、エンジン水温の上昇が止まる定常状態を指し、エンジン水温が例えば８０℃以上の状態をいう。エンジン水温が水温用上側基準温度よりも低いと判断されたときは、エンジン負荷、エンジン回転数及びエンジン水温に基づいて、１回目のメイン燃料噴射の前に実施されるプレ燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する（手順Ｓ１０３）。   Subsequently, it is determined whether or not the engine water temperature detected by the water temperature sensor 36 is lower than a water temperature upper reference temperature (for example, a temperature lower than the complete warm-up state) (step S102). The complete warm-up state refers to a steady state in which the engine body 2 has been warmed up and the engine water temperature stops rising, and the engine water temperature is, for example, 80 ° C. or higher. When it is determined that the engine water temperature is lower than the water temperature upper reference temperature, the fuel injection amount of the pre-fuel injection that is performed before the first main fuel injection based on the engine load, the engine speed, and the engine water temperature And the fuel injection timing is determined (procedure S103).

このとき、プレ燃料噴射の燃料噴射量は、１回目及び２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量よりも少なくする。また、エンジン水温が低くなるほど、プレ燃料噴射の燃料噴射量を多くし、エンジン負荷及びエンジン回転数が高くなるほど、プレ燃料噴射の燃料噴射量を少なくする。   At this time, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is made smaller than the fuel injection amounts of the first and second main fuel injections. Further, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is increased as the engine water temperature is lowered, and the fuel injection amount of the pre-fuel injection is decreased as the engine load and the engine speed are increased.

続いて、油温センサ３７により検出されたエンジン油温が油温用上側基準温度（例えば上記の完全暖気状態よりも低い温度）以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１０４）。エンジン油温が油温用上側基準温度以上であると判断されたときは、引き続いてエンジン負荷が所定値よりも高いかどうかを判断する（手順Ｓ１０５）。   Subsequently, it is determined whether or not the engine oil temperature detected by the oil temperature sensor 37 is equal to or higher than the oil temperature upper reference temperature (for example, a temperature lower than the above-described complete warm-up state) (step S104). When it is determined that the engine oil temperature is equal to or higher than the oil temperature upper reference temperature, it is subsequently determined whether the engine load is higher than a predetermined value (step S105).

エンジン負荷が所定値より高いと判断されたときは、１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量する（手順Ｓ１０６）。従って、手順Ｓ１０１で設定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量が補正されることとなる。そして、手順Ｓ１０３で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   When it is determined that the engine load is higher than the predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the first main fuel injection (step S106). Therefore, the fuel injection amount of the first main fuel injection set in step S101 is corrected. Then, the injector 5 is controlled so that the pre-fuel injection is performed according to the fuel injection amount and the fuel injection timing set in step S103 (step S107).

一方、手順Ｓ１０５でエンジン負荷が所定値より高くないと判断されたときは、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量する（手順Ｓ１０８）。従って、手順Ｓ１０１で設定された２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量が補正されることとなる。   On the other hand, when it is determined in step S105 that the engine load is not higher than the predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the second main fuel injection (procedure S108). Therefore, the fuel injection amount of the second main fuel injection set in step S101 is corrected.

続いて、エンジン水温が上記の水温用上側基準温度未満の水温用下側基準温度よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１０９）。エンジン水温が水温用下側基準温度よりも低くないと判断されたときは、手順Ｓ１０３で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   Subsequently, it is determined whether or not the engine water temperature is lower than the water temperature lower reference temperature that is lower than the water temperature upper reference temperature (step S109). When it is determined that the engine water temperature is not lower than the lower reference temperature for water temperature, the injector 5 is controlled to perform pre-fuel injection according to the fuel injection amount and fuel injection timing set in step S103 (procedure) S107).

一方、エンジン水温が水温用下側基準温度よりも低いと判断されたときは、手順Ｓ１０３で設定されたプレ燃料噴射の燃料噴射時期及び手順Ｓ１０１で設定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期をそれぞれ同じ量だけ進角させる（手順Ｓ１１０）。従って、手順Ｓ１０１で設定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期と手順Ｓ１０３で設定されたプレ燃料噴射の燃料噴射時期とが補正されることとなる。このとき、エンジン水温が低いことにより、燃焼室４内の温度が下がることによる着火遅れ分だけ各燃料噴射の燃料噴射時期を進角させるのが好ましい。   On the other hand, when it is determined that the engine water temperature is lower than the lower reference temperature for water temperature, the fuel injection timing of the pre-fuel injection set in step S103 and the fuel injection of the first main fuel injection set in step S101 The timing is advanced by the same amount (step S110). Therefore, the fuel injection timing of the first main fuel injection set in step S101 and the fuel injection timing of pre-fuel injection set in step S103 are corrected. At this time, it is preferable to advance the fuel injection timing of each fuel injection by the ignition delay due to the temperature in the combustion chamber 4 decreasing due to the low engine water temperature.

続いて、手順Ｓ１０３で設定された燃料噴射量及び手順Ｓ１１０で補正された燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   Subsequently, the injector 5 is controlled to perform pre-fuel injection according to the fuel injection amount set in step S103 and the fuel injection timing corrected in step S110 (step S107).

手順Ｓ１０２でエンジン水温が水温用上側基準温度よりも低くないと判断されたときは、引き続いてエンジン油温が油温用上側基準温度（前述）よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。   When it is determined in step S102 that the engine water temperature is not lower than the water temperature upper reference temperature, it is subsequently determined whether the engine oil temperature is lower than the oil temperature upper reference temperature (described above) (step S111).

エンジン油温が油温用上側基準温度よりも低いと判断されたときは、エンジン負荷、エンジン回転数及びエンジン油温に基づいて、プレ燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する（手順Ｓ１１２）。   When it is determined that the engine oil temperature is lower than the upper reference temperature for oil temperature, the fuel injection amount and fuel injection timing of the pre-fuel injection are determined based on the engine load, the engine speed, and the engine oil temperature (procedure S112).

手順Ｓ１０４でエンジン油温が油温用上側基準温度以上でないと判断されたとき、または手順Ｓ１１２を実施した後、エンジン負荷が所定値よりも高いかどうかを判断する（手順Ｓ１１３）。   When it is determined in step S104 that the engine oil temperature is not equal to or higher than the oil temperature upper reference temperature, or after step S112 is performed, it is determined whether the engine load is higher than a predetermined value (step S113).

エンジン負荷が所定値よりも高いと判断されたときは、手順Ｓ１０６と同様に、１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量する(手順Ｓ１１４)。そして、手順Ｓ１１２で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   When it is determined that the engine load is higher than the predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the first main fuel injection, similarly to step S106 (step S114). Then, the injector 5 is controlled to perform pre-fuel injection according to the fuel injection amount and fuel injection timing set in step S112 (step S107).

一方、手順Ｓ１１３でエンジン負荷が所定値より高くないと判断されたときは、手順Ｓ１０８と同様に、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量する（手順Ｓ１１５）。   On the other hand, when it is determined in step S113 that the engine load is not higher than the predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the second main fuel injection as in step S108 (procedure S115).

続いて、エンジン油温が上記の油温用上側基準温度未満の油温用下側基準温度よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１１６）。エンジン油温が油温用下側基準温度よりも低くないと判断されたときは、手順Ｓ１１２で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   Subsequently, it is determined whether the engine oil temperature is lower than the lower reference temperature for oil temperature lower than the upper reference temperature for oil temperature (step S116). When it is determined that the engine oil temperature is not lower than the lower reference temperature for oil temperature, the injector 5 is controlled to perform pre-fuel injection according to the fuel injection amount and fuel injection timing set in step S112. (Procedure S107).

一方、エンジン油温が油温用下側基準温度よりも低いと判断されたときは、手順Ｓ１１２で設定されたプレ燃料噴射の燃料噴射時期及び手順Ｓ１０１で設定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期をそれぞれ同じ量だけ進角させる（手順Ｓ１１７）。従って、手順Ｓ１０１で設定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期と手順Ｓ１１２で設定されたプレ燃料噴射の燃料噴射時期とが補正されることとなる。この時の燃料噴射時期の進角量は、手順Ｓ１１０と同様である。   On the other hand, when it is determined that the engine oil temperature is lower than the lower reference temperature for oil temperature, the fuel injection timing of the pre-fuel injection set in step S112 and the first main fuel injection set in step S101 are determined. The fuel injection timing is advanced by the same amount (step S117). Therefore, the fuel injection timing of the first main fuel injection set in step S101 and the fuel injection timing of pre-fuel injection set in step S112 are corrected. The advance amount of the fuel injection timing at this time is the same as in step S110.

続いて、手順Ｓ１１２で設定された燃料噴射量及び手順Ｓ１１７で補正された燃料噴射時期に従ってプレ燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０７）。   Subsequently, the injector 5 is controlled to perform pre-fuel injection according to the fuel injection amount set in step S112 and the fuel injection timing corrected in step S117 (step S107).

手順Ｓ１０７が実施された後、手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射量または手順Ｓ１０６，Ｓ１１４の何れかで補正された燃料噴射量及び手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射時期または手順Ｓ１１０，Ｓ１１７の何れかで補正された燃料噴射時期に従って、１回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１１８）。続いて、手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射量または手順Ｓ１０８，Ｓ１１５の何れかで補正された燃料噴射量及び手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射時期に従って、２回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１１９）。   After step S107 is performed, the fuel injection amount set in step S101 or the fuel injection amount corrected in any of steps S106 and S114 and the fuel injection timing set in step S101 or any of steps S110 and S117 The injector 5 is controlled so that the first main fuel injection is performed in accordance with the fuel injection timing corrected in (Step S118). Subsequently, the second main fuel injection is performed according to the fuel injection amount set in step S101 or the fuel injection amount corrected in any of steps S108 and S115 and the fuel injection timing set in step S101. Then, the injector 5 is controlled (step S119).

手順Ｓ１１１でエンジン油温が油温用上側基準温度よりも低くないと判断されたときは、手順Ｓ１０７においてプレ燃料噴射を実施すること無く、手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従って１回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１１８）。続いて、手順Ｓ１０１で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に従って２回目のメイン燃料噴射を実施するように、インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１１９）。   When it is determined in step S111 that the engine oil temperature is not lower than the upper reference temperature for oil temperature, the pre-fuel injection is not performed in step S107, and the fuel injection amount and fuel injection timing set in step S101 are used. The injector 5 is controlled so that the first main fuel injection is performed (step S118). Subsequently, the injector 5 is controlled so as to perform the second main fuel injection in accordance with the fuel injection amount and fuel injection timing set in step S101 (step S119).

なお、水温用上側基準温度は、油温用上側基準温度と同じでも良いし異なっていても良い。また、水温用下側基準温度は、油温用下側基準温度と同じでも良いし異なっていても良い。   The water temperature upper reference temperature may be the same as or different from the oil temperature upper reference temperature. Further, the lower reference temperature for water temperature may be the same as or different from the lower reference temperature for oil temperature.

以上において、ＥＣＵ３３は、メイン燃料噴射を実施するように燃料噴射弁５を制御するメイン噴射制御手段と、水温検出手段３６により検出されたエンジン１の水温が第１所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御する第１着火時期制御手段と、油温検出手段３７により検出されたエンジン１の油温が第２所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御する第２着火時期制御手段と、メイン燃料噴射の噴射時期を決定するメイン噴射時期決定手段とを構成する。   In the above, when the water temperature of the engine 1 detected by the water injection temperature detection means 36 and the main injection control means for controlling the fuel injection valve 5 to perform the main fuel injection is lower than the first predetermined temperature, the ECU 33 When the oil temperature of the engine 1 detected by the oil temperature detecting means 37 is lower than the second predetermined temperature, the first ignition timing control means for controlling the ignition timing by the main fuel injection to advance, and the main fuel injection The second ignition timing control means for controlling the ignition timing to be advanced, and the main injection timing determining means for determining the injection timing of the main fuel injection.

このとき、上記の手順Ｓ１０１は、メイン噴射時期決定手段として機能し、上記の手順Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０５〜Ｓ１１０は、第１着火時期制御手段として機能し、上記の手順Ｓ１１１〜Ｓ１１７は、第２着火時期制御手段として機能し、上記の手順Ｓ１１８，Ｓ１１９は、メイン噴射制御手段として機能する。   At this time, the procedure S101 functions as a main injection timing determination unit, the procedures S102, S103, S105 to S110 function as a first ignition timing control unit, and the procedures S111 to S117 include a second injection timing control unit. It functions as ignition timing control means, and the above-described procedures S118 and S119 function as main injection control means.

具体的には、上記の手順Ｓ１０２，Ｓ１０７は、エンジン１の水温が第１所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁５を制御する第１プレ噴射制御手段として機能する。上記の手順Ｓ１０４，Ｓ１１１，Ｓ１０７は、エンジン１の油温が第２所定温度よりも低いときに、メイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するように燃料噴射弁５を制御する第２プレ噴射制御手段として機能する。   Specifically, the above steps S102 and S107 control the fuel injection valve 5 so that the pre-fuel injection is performed before the main fuel injection when the water temperature of the engine 1 is lower than the first predetermined temperature. Functions as first pre-injection control means. The above steps S104, S111, S107 control the fuel injection valve 5 so that the pre-fuel injection is performed before the main fuel injection is performed when the oil temperature of the engine 1 is lower than the second predetermined temperature. It functions as two pre-injection control means.

また、上記の手順Ｓ１０３は、プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段として機能し、上記の手順Ｓ１０９，Ｓ１１０は、水温検出手段３６により検出されたエンジン１の水温が第１所定温度未満の第３所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第１噴射時期補正手段として機能する。上記の手順Ｓ１１２は、プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段として機能し、上記の手順Ｓ１１６，Ｓ１１７は、油温検出手段３７により検出されたエンジン１の油温が第２所定温度未満の第４所定温度よりも低いときに、プレ燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第２噴射時期補正手段として機能する。   Further, the above step S103 functions as a means for determining the injection timing of the pre-fuel injection, and the above steps S109 and S110 are performed when the water temperature of the engine 1 detected by the water temperature detecting means 36 is less than the first predetermined temperature. 3. Functions as first injection timing correction means for advancing the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the temperature is lower than the predetermined temperature. The above-described procedure S112 functions as a means for determining the injection timing of the pre-fuel injection, and the above-described procedures S116 and S117 are performed when the oil temperature of the engine 1 detected by the oil temperature detecting means 37 is less than the second predetermined temperature. 4 Functions as second injection timing correction means for advancing the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the temperature is lower than the predetermined temperature.

さらに、上記の手順Ｓ１０５は、負荷検出手段３４により検出されたエンジン１の負荷が所定値以下であるかどうかを判断する手段として機能する。上記の手順Ｓ１１３は、負荷検出手段３４により検出されたエンジン１の負荷が所定値以下であるかどうかを判断する手段として機能する。   Further, the above-described procedure S105 functions as means for determining whether or not the load of the engine 1 detected by the load detection means 34 is equal to or less than a predetermined value. The above step S113 functions as means for determining whether or not the load of the engine 1 detected by the load detection means 34 is equal to or less than a predetermined value.

ここで、エンジン水温とエンジン油温との関係の一例を図５に示す。図５から分かるように、完全暖気状態に至る過程では、エンジン油温の上昇速度がエンジン水温の上昇速度よりも遅いため、エンジン油温がエンジン水温よりも低くなる傾向にある。   Here, an example of the relationship between engine water temperature and engine oil temperature is shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, in the process of reaching the complete warm-up state, the engine oil temperature tends to be lower than the engine water temperature because the engine oil temperature rise speed is slower than the engine water temperature rise speed.

本実施形態では、エンジン水温が水温用上側基準温度よりも低く、且つエンジン油温が油温用上側基準温度よりも低い状況（図５中の領域Ｘ参照）では、プレ燃料噴射を実施してから１回目及び２回目のメイン燃料噴射を順次実施する。また、エンジン水温が水温用上側基準温度よりも高いが、エンジン油温が油温用上側基準温度よりも低い状況（図５中の領域Ｙ参照）でも、プレ燃料噴射を実施してから１回目及び２回目のメイン燃料噴射を順次実施する。一方、エンジン水温が水温用上側基準温度よりも高く、且つエンジン油温が油温用上側基準温度よりも高い状況では、プレ燃料噴射を実施せずに１回目及び２回目のメイン燃料噴射を順次実施する。   In the present embodiment, in a situation where the engine water temperature is lower than the water temperature upper reference temperature and the engine oil temperature is lower than the oil temperature upper reference temperature (see region X in FIG. 5), pre-fuel injection is performed. The first and second main fuel injections are sequentially performed. Even in a situation where the engine water temperature is higher than the water temperature upper reference temperature but the engine oil temperature is lower than the oil temperature upper reference temperature (see region Y in FIG. 5), the first time after the pre-fuel injection is performed. And the second main fuel injection is sequentially performed. On the other hand, in a situation where the engine water temperature is higher than the water temperature upper reference temperature and the engine oil temperature is higher than the oil temperature upper reference temperature, the first and second main fuel injections are sequentially performed without performing the pre-fuel injection. carry out.

ところで、エンジン水温が低い場合には、プレ燃料噴射を実施しないと、暖気状態時に比べて、メイン燃料噴射による燃料と空気との予混合気の着火時期が遅れるため、熱発生率波形で示される燃焼状態が理想的な形状より外れる。このような燃焼状態では、燃料の未燃分が増加し、ＨＣ及びＣＯの排出が増加する。   By the way, when the engine water temperature is low, if the pre-fuel injection is not performed, the ignition timing of the premixed mixture of the fuel and the air by the main fuel injection is delayed as compared with the warm air state, and therefore, the heat generation rate waveform is shown. The combustion state deviates from the ideal shape. In such a combustion state, the amount of unburned fuel increases, and HC and CO emissions increase.

また、エンジン水温が一定（例えば８０℃）である状態で、エンジン油温が低下した場合には、プレ燃料噴射を実施しないと、エンジン水温が低い場合と同様に、未燃分のＨＣ及びＣＯの排出量が増加する（図６（ａ），（ｂ）参照）と共に、燃焼音が低下する（図６（ｃ）参照）。また、熱発生率波形としては、図７に示すように、エンジン油温が低くなると、リタード燃焼となる。なお、図７は、油温の影響が分かり易いように、１回の燃料噴射の予混合で比較したグラフであり、実線Ｐは、エンジン油温が８３℃の時の熱発生率波形を示し、実線Ｑは、エンジン油温が７５℃の時の熱発生率波形を示している。   Further, when the engine oil temperature is lowered in a state where the engine water temperature is constant (for example, 80 ° C.), if the pre-fuel injection is not performed, the unburned HC and CO are discharged as in the case where the engine water temperature is low. As the amount of exhaust gas increases (see FIGS. 6A and 6B), the combustion noise decreases (see FIG. 6C). Further, as shown in FIG. 7, as the heat generation rate waveform, when the engine oil temperature becomes low, retard combustion occurs. Note that FIG. 7 is a graph comparing the premixing of one fuel injection so that the influence of the oil temperature can be easily understood, and the solid line P shows the heat generation rate waveform when the engine oil temperature is 83 ° C. The solid line Q indicates the heat generation rate waveform when the engine oil temperature is 75 ° C.

これに対し本実施形態においては、エンジン水温が水温用上側基準温度よりも低いとき、またはエンジン油温が油温用上側基準温度よりも低いときは、１回目のメイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するようにしたので、プレ燃料噴射による予熱によって、メイン燃料噴射による燃料と空気との予混合気の着火時期が進角する。このため、燃焼波形が暖気状態時に近づくようになるため、燃焼が活発化する。これにより、エンジン水温が低いときにも、エンジン油温が低いときにも、未燃分のＨＣ及びＣＯを低減すると共に、燃焼音の変化を抑制することができる。   On the other hand, in this embodiment, when the engine water temperature is lower than the water temperature upper reference temperature, or when the engine oil temperature is lower than the oil temperature upper reference temperature, before performing the first main fuel injection. Since the pre-fuel injection is performed, the ignition timing of the pre-mixture of fuel and air by the main fuel injection is advanced by the preheating by the pre-fuel injection. For this reason, since the combustion waveform comes closer to the warm-up state, combustion is activated. Thereby, both when the engine water temperature is low and when the engine oil temperature is low, it is possible to reduce the unburnt HC and CO and to suppress changes in combustion noise.

このとき、プレ燃料噴射を実施する際に、エンジン負荷が所定値以下であるときは、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量するので、１回目のメイン燃料噴射による燃焼が十分活発化される。これにより、未燃分のＨＣ及びＣＯを一層低減することができる。また、予混合度合いが低い２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量が減少すると共に、予混合度合いが高いプレ燃料噴射及び１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量の合計が増加するため、ＮＯｘやスモークを低減することができる。   At this time, when the pre-fuel injection is performed, if the engine load is equal to or less than the predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the second main fuel injection. Combustion by main fuel injection is sufficiently activated. Thereby, the unburned HC and CO can be further reduced. In addition, since the fuel injection amount of the second main fuel injection with a low premixing degree decreases and the total fuel injection amount of the prefuel injection with a high premixing degree and the first main fuel injection increases, NOx and Smoke can be reduced.

一方、プレ燃料噴射を実施する際に、エンジン負荷が所定値よりも高いときは、１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量からプレ燃料噴射の燃料噴射量分を減量するので、１回目のメイン燃料噴射による熱発生率の波形が理想的な形状より急峻となることが抑えられる。従って、燃焼音の増大を抑制することができる。   On the other hand, when the pre-fuel injection is performed and the engine load is higher than a predetermined value, the fuel injection amount of the pre-fuel injection is reduced from the fuel injection amount of the first main fuel injection. It can be suppressed that the waveform of the heat generation rate due to fuel injection becomes steeper than an ideal shape. Therefore, an increase in combustion noise can be suppressed.

また、エンジン負荷が所定値以下である場合に、エンジン水温が水温用下側基準温度よりも低いとき、またはエンジン油温が油温用下側基準温度よりも低いときは、プレ燃料噴射の燃料噴射時期及び１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期を進角させるようにしたので、メイン燃料噴射による燃料と空気との予混合気の着火時期が完全暖気状態時とほぼ一致するようになる。従って、エンジン負荷が十分低いときに、エンジン水温またはエンジン油温が低くても、燃焼波形が暖気状態時に近づくようになるため、未燃分のＨＣ及びＣＯを低減することができる。   In addition, when the engine load is equal to or lower than a predetermined value and the engine water temperature is lower than the lower reference temperature for water temperature, or when the engine oil temperature is lower than the lower reference temperature for oil temperature, the fuel for pre-fuel injection Since the injection timing and the fuel injection timing of the first main fuel injection are advanced, the ignition timing of the premixed mixture of fuel and air by the main fuel injection almost coincides with that in the complete warm-up state. Therefore, when the engine load is sufficiently low, even if the engine water temperature or the engine oil temperature is low, the combustion waveform comes closer to the warm-up state, so that HC and CO that are not burned can be reduced.

以上のように本実施形態によれば、低水温時だけでなく、低油温時においても、暖気状態時と同様な予混合圧縮着火燃焼を実現し、未燃ＨＣや未燃ＣＯ、燃焼騒音の増大を十分抑制することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, not only at low water temperature but also at low oil temperature, premixed compression ignition combustion similar to that in the warm air state is realized, and unburned HC, unburned CO, combustion noise is realized. Can be sufficiently suppressed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジン水温が水温用上側基準温度よりも低いとき、またはエンジン油温が油温用上側基準温度よりも低いときに、プレ燃料噴射を行うことで、着火時期を進角させるようにしたが、特にその手法には限られず、エンジン水温またはエンジン油温の変化に応じて空燃比（Ａ／Ｆ）を調整したり、或いはエンジン水温またはエンジン油温の変化に応じてＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２３側またはバイパス通路２４側に切り換えることで、着火時期を進角させるようにしても良い。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, when the engine water temperature is lower than the water temperature upper reference temperature or when the engine oil temperature is lower than the oil temperature upper reference temperature, the ignition timing is advanced by performing pre-fuel injection. However, the method is not particularly limited, and the air-fuel ratio (A / F) is adjusted according to the change in the engine water temperature or the engine oil temperature, or the EGR gas according to the change in the engine water temperature or the engine oil temperature. The ignition timing may be advanced by switching the flow path to the EGR cooler 23 side or the bypass passage 24 side.

また、上記実施形態では、メイン燃料噴射を２回に分けて行うようにしたが、メイン燃料噴射の噴射回数としては、特に２回には限られず、１回のみであっても良いし、３回以上であっても良い。   In the above embodiment, the main fuel injection is performed twice. However, the number of main fuel injections is not limited to two, and may be only one. It may be more than once.

１…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、５…インジェクタ（燃料噴射弁）、２６…ピストン、２９…オイルジェット、３３…ＥＣＵ（メイン噴射制御手段、第１着火時期制御手段、第２着火時期制御手段、メイン噴射時期決定手段、第１プレ噴射制御手段、第２プレ噴射制御手段、第１噴射時期補正手段、第２噴射時期補正手段）、３４…アクセル開度センサ（負荷検出手段）、３６…水温センサ（水温検出手段）、３７…油温センサ（油温検出手段）、３８…燃焼制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine, 4 ... Combustion chamber, 5 ... Injector (fuel injection valve), 26 ... Piston, 29 ... Oil jet, 33 ... ECU (Main injection control means, 1st ignition timing control means, 2nd ignition timing control means) , Main injection timing determination means, first pre-injection control means, second pre-injection control means, first injection timing correction means, second injection timing correction means), 34 ... accelerator opening sensor (load detection means), 36 ... Water temperature sensor (water temperature detection means), 37 ... oil temperature sensor (oil temperature detection means), 38 ... combustion control device.

Claims (4)

オイルによりピストンを冷却する機能を有し予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
メイン燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御するメイン噴射制御手段と、
前記エンジンの水温を検出する水温検出手段と、
前記エンジンの油温を検出する油温検出手段と、
前記水温検出手段により検出された前記エンジンの水温が第１所定温度よりも低いときに、前記メイン燃料噴射による着火時期を進角させるように制御する第１着火時期制御手段と、
前記油温検出手段により検出された前記エンジンの油温が第２所定温度よりも低いときに、前記メイン燃料噴射による前記着火時期を進角させるように制御する第２着火時期制御手段とを備えることを特徴とする燃焼制御装置。 In a combustion control device for an engine that has a function of cooling a piston with oil and performs premixed compression ignition combustion,
A fuel injection valve for injecting fuel into the combustion chamber of the engine;
Main injection control means for controlling the fuel injection valve to perform main fuel injection;
Water temperature detecting means for detecting the water temperature of the engine;
Oil temperature detecting means for detecting the oil temperature of the engine;
First ignition timing control means for controlling to advance the ignition timing by the main fuel injection when the water temperature of the engine detected by the water temperature detection means is lower than a first predetermined temperature;
Second ignition timing control means for controlling the ignition timing by the main fuel injection to advance when the oil temperature of the engine detected by the oil temperature detection means is lower than a second predetermined temperature. Combustion control device characterized by the above. 前記第１着火時期制御手段は、前記エンジンの水温が前記第１所定温度よりも低いときに、前記メイン燃料噴射を実施する前にプレ燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御する第１プレ噴射制御手段を有し、
前記第２着火時期制御手段は、前記エンジンの油温が前記第２所定温度よりも低いときに、前記メイン燃料噴射を実施する前に前記プレ燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御する第２プレ噴射制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の燃焼制御装置。 The first ignition timing control means controls the fuel injection valve to perform pre-fuel injection before performing the main fuel injection when the water temperature of the engine is lower than the first predetermined temperature. 1 pre-injection control means,
The second ignition timing control means controls the fuel injection valve so that the pre-fuel injection is performed before the main fuel injection is performed when the oil temperature of the engine is lower than the second predetermined temperature. The combustion control apparatus according to claim 1, further comprising second pre-injection control means. 前記メイン燃料噴射の噴射時期を決定するメイン噴射時期決定手段を更に備え、
前記第１着火時期制御手段は、前記プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段と、前記水温検出手段により検出された前記エンジンの水温が前記第１所定温度未満の第３所定温度よりも低いときに、前記プレ燃料噴射及び前記メイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第１噴射時期補正手段とを更に有し、
前記第１プレ噴射制御手段は、前記エンジンの水温が前記第３所定温度よりも低いときは、前記第１噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じて前記プレ燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御し、
前記第２着火時期制御手段は、前記プレ燃料噴射の噴射時期を決定する手段と、前記油温検出手段により検出された前記エンジンの油温が前記第２所定温度未満の第４所定温度よりも低いときに、前記プレ燃料噴射及び前記メイン燃料噴射の噴射時期を進角させる第２噴射時期補正手段とを更に有し、
前記第２プレ噴射制御手段は、前記エンジンの油温が前記第４所定温度よりも低いときは、前記第２噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じて前記プレ燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御し、
前記メイン噴射制御手段は、前記エンジンの水温が前記第３所定温度よりも低いときは、前記第１噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じて前記メイン燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御し、前記エンジンの油温が前記第４所定温度よりも低いときは、前記第２噴射時期補正手段により補正された噴射時期に応じて前記メイン燃料噴射を実施するように前記燃料噴射弁を制御することを特徴とする請求項２記載の燃焼制御装置。 A main injection timing determining means for determining an injection timing of the main fuel injection;
The first ignition timing control means is means for determining the injection timing of the pre-fuel injection, and when the water temperature of the engine detected by the water temperature detecting means is lower than a third predetermined temperature less than the first predetermined temperature. And a first injection timing correction means for advancing the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection,
The first pre-injection control means performs the pre-fuel injection according to the injection timing corrected by the first injection timing correction means when the water temperature of the engine is lower than the third predetermined temperature. Controlling the fuel injection valve;
The second ignition timing control means includes means for determining the injection timing of the pre-fuel injection, and the engine oil temperature detected by the oil temperature detection means is lower than a fourth predetermined temperature that is less than the second predetermined temperature. A second injection timing correction means for advancing the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when low,
The second pre-injection control means performs the pre-fuel injection according to the injection timing corrected by the second injection timing correction means when the oil temperature of the engine is lower than the fourth predetermined temperature. Controlling the fuel injection valve at
The main injection control means performs the main fuel injection according to the injection timing corrected by the first injection timing correction means when the water temperature of the engine is lower than the third predetermined temperature. The fuel is controlled so as to perform the main fuel injection according to the injection timing corrected by the second injection timing correction means when the injection valve is controlled and the oil temperature of the engine is lower than the fourth predetermined temperature. The combustion control device according to claim 2, wherein the injection valve is controlled. 前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段を更に備え、
前記第１着火時期制御手段は、前記負荷検出手段により検出された前記エンジンの負荷が所定値以下であるかどうかを判断する手段を更に有し、
前記第１噴射時期補正手段は、前記エンジンの負荷が前記所定値以下であり且つ前記エンジンの水温が前記第３所定温度よりも低いときに、前記プレ燃料噴射及び前記メイン燃料噴射の噴射時期を進角させ、
前記第２着火時期制御手段は、前記負荷検出手段により検出された前記エンジンの負荷が前記所定値以下であるかどうかを判断する手段を更に有し、
前記第２噴射時期補正手段は、前記エンジンの負荷が前記所定値以下であり且つ前記エンジンの油温が前記第４所定温度よりも低いときに、前記プレ燃料噴射及び前記メイン燃料噴射の噴射時期を進角させることを特徴とする請求項３記載の燃焼制御装置。 A load detecting means for detecting the load of the engine;
The first ignition timing control means further comprises means for determining whether or not the engine load detected by the load detection means is a predetermined value or less,
The first injection timing correction means determines the injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the engine load is equal to or lower than the predetermined value and the water temperature of the engine is lower than the third predetermined temperature. Advance,
The second ignition timing control means further comprises means for determining whether or not the engine load detected by the load detection means is equal to or less than the predetermined value,
The second injection timing correction means is configured to perform injection timings of the pre-fuel injection and the main fuel injection when the engine load is equal to or lower than the predetermined value and the engine oil temperature is lower than the fourth predetermined temperature. The combustion control device according to claim 3, wherein the angle is advanced.
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