JP7070391B2 - Compression ignition engine controller - Google Patents

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JP7070391B2 JP2018240609A JP2018240609A JP7070391B2 JP 7070391 B2 JP7070391 B2 JP 7070391B2 JP 2018240609 A JP2018240609 A JP 2018240609A JP 2018240609 A JP2018240609 A JP 2018240609A JP 7070391 B2 JP7070391 B2 JP 7070391B2
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Description

本発明は、インジェクタから燃焼室に噴射された燃料を圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a compression ignition engine that burns fuel injected from an injector into a combustion chamber by compression ignition.

従来、下記特許文献１に示されるように、多段噴射により複数回に分けて噴射した燃料を圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンにおいて、プレ噴射（第１の燃料噴射）による燃焼の圧力上昇率のピークとメイン噴射（第２の燃料噴射）による燃焼の圧力上昇率のピークとの間隔を、最大燃焼騒音圧力レベルになる周波数帯の１／２周期となるように設定することが知られている。 Conventionally, as shown in Patent Document 1 below, in a compression ignition type engine in which fuel injected in a plurality of times by multi-stage injection is burned by compression ignition, the pressure increase rate of combustion by pre-injection (first fuel injection). It is known that the interval between the peak of the above and the peak of the pressure rise rate of combustion due to the main injection (second fuel injection) is set to be 1/2 cycle of the frequency band that becomes the maximum combustion noise pressure level. There is.

この特許文献１の技術によれば、プレ噴射による燃焼の圧力波とメイン噴射による燃焼の圧力波とが互いに打ち消し合うので、燃焼騒音を十分に低減する効果が期待できる。 According to the technique of Patent Document 1, since the pressure wave of combustion by pre-injection and the pressure wave of combustion by main injection cancel each other out, the effect of sufficiently reducing combustion noise can be expected.

特開２０１６－１６６５８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-166587

ここで、噴射時期の早いプレ噴射による燃焼の形式が予混合圧縮着火燃焼である場合には、このプレ噴射を開始してから燃料が着火する（燃焼が開始される）までの間に、着火遅れと呼ばれるタイムラグが存在する。この着火遅れは、燃焼室内の温度や圧力といった燃焼環境要因の相違により変動する。着火遅れが変動すると、プレ噴射による燃焼の圧力上昇率のピーク発生時期（あるいはプレ噴射の開始からピーク発生時期までの期間であるピーク遅れ）が変動し、その結果、プレ噴射およびメイン噴射による各燃焼の圧力上昇率のピークどうしの間隔が所期のものからずれるので、燃焼騒音が増大することが懸念される。 Here, when the type of combustion by pre-injection with an early injection timing is premixed compression ignition combustion, ignition is performed between the start of this pre-injection and the ignition of the fuel (combustion is started). There is a time lag called delay. This ignition delay varies due to differences in combustion environmental factors such as temperature and pressure in the combustion chamber. When the ignition delay fluctuates, the peak occurrence time (or the peak delay, which is the period from the start of the pre-injection to the peak occurrence time) of the combustion pressure rise rate due to the pre-injection fluctuates, and as a result, each of the pre-injection and the main injection Since the interval between the peaks of the combustion pressure rise rate deviates from the expected one, there is a concern that the combustion noise will increase.

前記のような問題に対処する方法として、燃焼環境要因の変動（それによる着火遅れの変動）に合わせてメイン噴射の噴射時期を補正することが考えられる。しかしながら、圧縮上死点に近いタイミングで行われるメイン噴射の噴射時期の変更は、熱効率やトルクに及ぼす影響が大きく、好ましくない。 As a method of dealing with the above-mentioned problems, it is conceivable to correct the injection timing of the main injection according to the fluctuation of the combustion environmental factor (the fluctuation of the ignition delay due to the fluctuation). However, changing the injection timing of the main injection performed at a timing close to the compression top dead center has a large effect on the thermal efficiency and torque, and is not preferable.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃焼環境要因の変動が生じたときに、プレ噴射の態様を主導的に補正することで燃焼騒音を抑制することが可能な圧縮着火式エンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to suppress combustion noise by proactively correcting the mode of pre-injection when changes in combustion environmental factors occur. It is an object of the present invention to provide a control device for a compression ignition type engine.

前記課題を解決するためのものとして、本願の第１の発明は、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、燃焼室に導入される吸気が流通する吸気通路と、吸気通路内の吸気を過給する過給機とを備え、かつ前記インジェクタから噴射された燃料を前記燃焼室内で圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンを制御する装置であって、アクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する検出部と、前記検出部によりアクセル開度の上昇が検出されたときに、前記過給機による過給圧が目標よりも低くなる過給圧不足が生じるか否かを判定する判定部と、圧縮上死点よりも進角側で燃料を噴射するプレ噴射と当該プレ噴射により噴射された燃料の燃焼中に燃料を噴射するメイン噴射とを前記インジェクタに実行させるとともに、前記プレ噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第１ピークと前記メイン噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第２ピークとの間隔が、前記プレ噴射およびメイン噴射の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合う間隔となるように、前記プレ噴射およびメイン噴射の噴射時期を設定する燃料噴射制御部とを備え、前記燃料噴射制御部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの間隔を前記各圧力波が打ち消し合う間隔とするための標準的な前記プレ噴射の噴射量および噴射時期を基準量および基準時期として設定する設定部と、当該基準量および基準時期を必要に応じ補正する補正部とを有し、前記補正部は、前記判定部により前記過給圧不足が生じると判定された場合に、当該過給圧不足が生じる期間にわたって、前記プレ噴射の噴射時期を前記基準時期よりも遅角させるとともに前記プレ噴射の噴射量を前記基準量よりも減少させる、ことを特徴とするものである（請求項１）。 To solve the above problems, the first invention of the present application supercharges an injector that injects fuel into a combustion chamber, an intake passage through which intake air introduced into the combustion chamber flows, and intake air in the intake passage. It is a device that controls a compression ignition type engine that burns fuel injected from the injector by compression ignition in the combustion chamber, and detects the accelerator opening, which is the opening of the accelerator pedal. When the detection unit detects an increase in the accelerator opening, a detection unit for determining whether or not a boost pressure shortage occurs in which the boost pressure by the supercharger becomes lower than the target. The injector is made to execute a pre-injection that injects fuel on the advance side of the compression top dead point and a main injection that injects fuel during combustion of the fuel injected by the pre-injection, and is injected by the pre-injection. The interval between the first peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel and the second peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel injected by the main injection is the distance between the pre-injection and main injection fuels. The fuel injection control unit includes a fuel injection control unit that sets injection timings of the pre-injection and the main injection so that the pressure waves generated by the combustion of the fuel can cancel each other out, and the fuel injection control unit has the first peak and the first peak. A setting unit that sets the standard injection amount and injection timing of the pre-injection as the reference amount and reference time for the interval between the two peaks to be the interval at which the pressure waves cancel each other, and the reference amount and reference time. It has a correction unit that corrects as necessary, and when the determination unit determines that the boost pressure deficiency occurs, the correction unit injects the pre-injection over a period in which the boost pressure deficiency occurs. It is characterized in that the timing is retarded from the reference timing and the injection amount of the pre-injection is reduced from the reference amount (claim 1).

この第１の発明によれば、第１ピークおよび第２ピークを含む熱発生特性が得られるようにプレ噴射およびメイン噴射が実行されるとともに、第１ピークと第２ピークとの間隔が、プレ噴射およびメイン噴射の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合うような間隔に設定されるので、プレ噴射およびメイン噴射による燃焼騒音の音圧レベルを相互干渉により効果的に低減することができ、燃焼騒音が十分に抑制された静粛性の高い燃焼を実現することができる。 According to the first invention, the pre-injection and the main injection are executed so that the heat generation characteristics including the first peak and the second peak can be obtained, and the interval between the first peak and the second peak is pre-injected. Since the pressure waves generated by the combustion of each fuel of the injection and the main injection are set at intervals that cancel each other out, the sound pressure level of the combustion noise due to the pre-injection and the main injection can be effectively reduced by mutual interference. It is possible to realize highly quiet combustion in which combustion noise is sufficiently suppressed.

また、アクセル開度の上昇時に過給圧の応答遅れに起因して過給圧が目標を下回る過給圧不足が生じる場合には、プレ噴射の噴射時期が遅角されかつ噴射量が減らされるので、過給圧不足により生じる第１ピークのずれを修正することができ、当該ずれによって生じ得る燃焼騒音の増大を未然に防止することができる。 In addition, if the boost pressure is insufficient when the boost pressure falls below the target due to the delay in the response of the boost pressure when the accelerator opening is increased, the injection timing of the pre-injection is retarded and the injection amount is reduced. Therefore, it is possible to correct the deviation of the first peak caused by the insufficient boost pressure, and it is possible to prevent an increase in combustion noise that may occur due to the deviation.

すなわち、過給圧不足が生じると、第１ピークの発生時期が目標値（つまり第２ピークまでの間隔が所期の間隔となるような時期）よりも遅角側に移動するとともに、第１ピークの高さが目標値よりも低くなる。これに対し、前記第１の発明では、過給圧不足が生じているときにプレ噴射の噴射時期が遅角されかつ噴射量が減らされるので、前記のような第１ピークのずれを修正することができ、第１ピークおよび第２ピークの各高さを目標値付近に収めながら、両ピークの間隔を燃焼騒音の面で有利な上述した間隔に維持することができる。これにより、過給圧不足の有無にかかわらず燃焼騒音を十分に抑制することができ、エンジンの商品性を効果的に向上させることができる。 That is, when the boost pressure is insufficient, the time when the first peak occurs moves to the retard side from the target value (that is, the time when the interval to the second peak becomes the desired interval), and the first peak is generated. The peak height is lower than the target value. On the other hand, in the first invention, when the boost pressure is insufficient, the injection timing of the pre-injection is retarded and the injection amount is reduced, so that the deviation of the first peak as described above is corrected. It is possible to keep the heights of the first peak and the second peak in the vicinity of the target value, and maintain the interval between the two peaks at the above-mentioned interval which is advantageous in terms of combustion noise. As a result, combustion noise can be sufficiently suppressed regardless of whether or not the boost pressure is insufficient, and the commercial value of the engine can be effectively improved.

前記第１の発明において、好ましくは、前記過給圧不足が生じているとき、前記補正部は、前記過給圧不足により前記第１ピークの発生時期が目標から遅角側にずれる量である遅角ずれを推定するとともに、推定した当該遅角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期が進角するように、前記プレ噴射の噴射時期の遅角量を設定する（請求項２）。 In the first invention, preferably, when the boost pressure deficiency occurs, the correction unit is an amount in which the occurrence time of the first peak shifts to the retard side from the target due to the boost pressure deficiency. The retard angle amount of the injection timing of the pre-injection is set so that the retard angle deviation is estimated and the occurrence timing of the first peak is advanced larger than the estimated retard angle deviation (claim 2).

さらに好ましくは、前記過給圧不足が生じているとき、前記補正部は、設定した前記プレ噴射の噴射時期の遅角量に基づいて、当該噴射時期の遅角により前記第１ピークの高さが目標から増大する量である伸長ずれを推定するとともに、推定した当該伸長ずれに相当する量だけ前記第１ピークの高さが低下するように、前記プレ噴射の噴射量の減少量を設定する（請求項３）。 More preferably, when the boost pressure shortage occurs, the correction unit sets the height of the first peak due to the retard angle of the injection timing based on the set retard amount of the injection timing of the pre-injection. Estimates the extension deviation, which is an amount that increases from the target, and sets the amount of decrease in the injection amount of the pre-injection so that the height of the first peak decreases by the amount corresponding to the estimated extension deviation. (Claim 3).

これらの構成によれば、プレ噴射の遅角化とプレ噴射の減量との組合せにより達成される第１ピークの最終的な発生時期および高さが目標値付近に収まるように、プレ噴射の遅角量および減少量を演算により適正に求めることができ、燃焼騒音を十分に抑制することができる。 According to these configurations, the pre-injection is delayed so that the final occurrence time and height of the first peak achieved by the combination of the pre-injection retardation and the pre-injection reduction are within the target values. The amount of angular amount and the amount of decrease can be appropriately obtained by calculation, and combustion noise can be sufficiently suppressed.

また、本願の第２の発明は、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、燃焼室に導入される吸気が流通する吸気通路と、吸気通路内の吸気を過給する過給機とを備え、かつ前記インジェクタから噴射された燃料を前記燃焼室内で圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンを制御する装置であって、アクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する検出部と、前記検出部によりアクセル開度の低下が検出されたときに、前記過給機による過給圧が目標よりも高くなる過給圧過剰が生じるか否かを判定する判定部と、圧縮上死点よりも進角側で燃料を噴射するプレ噴射と当該プレ噴射により噴射された燃料の燃焼中に燃料を噴射するメイン噴射とを前記インジェクタに実行させるとともに、前記プレ噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第１ピークと前記メイン噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第２ピークとの間隔が、前記プレ噴射およびメイン噴射の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合う間隔となるように、前記プレ噴射およびメイン噴射の噴射時期を設定する燃料噴射制御部とを備え、前記燃料噴射制御部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの間隔を前記各圧力波が打ち消し合う間隔とするための標準的な前記プレ噴射の噴射量および噴射時期を基準量および基準時期として設定する設定部と、当該基準量および基準時期を必要に応じ補正する補正部とを有し、前記補正部は、前記判定部により前記過給圧過剰が生じると判定された場合に、当該過給圧過剰が生じる期間にわたって、前記プレ噴射の噴射時期を前記基準時期よりも進角させるとともに前記プレ噴射の噴射量を前記基準量よりも増大させる、ことを特徴とするものである（請求項４）。 Further, the second invention of the present application includes an injector for injecting fuel into the combustion chamber, an intake passage through which the intake air introduced into the combustion chamber flows, and a supercharger for supercharging the intake air in the intake passage. A device that controls a compression ignition type engine that burns fuel injected from the injector by compression ignition in the combustion chamber, and a detection unit that detects the accelerator opening, which is the opening of the accelerator pedal, and the detection unit. When a decrease in the accelerator opening is detected, a determination unit for determining whether or not an excess boost pressure occurs in which the boost pressure by the booster becomes higher than the target, and an advance from the compression top dead point. This was caused by the combustion of the fuel injected by the pre-injection while causing the injector to execute the pre-injection that injects fuel on the corner side and the main injection that injects fuel during the combustion of the fuel injected by the pre-injection. The interval between the first peak of the heat generation rate and the second peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel injected by the main injection is such that the pressure waves generated by the combustion of the fuels of the pre-injection and the main injection are mutually exclusive. The fuel injection control unit is provided with a fuel injection control unit that sets the injection timings of the pre-injection and the main injection so as to cancel each other out, and the fuel injection control unit sets the interval between the first peak and the second peak as described above. A setting unit that sets the standard injection amount and injection timing of the pre-injection as a reference amount and a reference timing for the interval at which the pressure waves cancel each other, and a correction unit that corrects the reference amount and the reference timing as necessary. When the determination unit determines that the boost pressure excess occurs, the correction unit advances the injection timing of the pre-injection from the reference time over the period in which the boost pressure excess occurs. It is characterized in that the injection amount of the pre-injection is increased more than the reference amount while making the angle (claim 4).

この第２の発明によれば、上述した第１の発明と同様に、プレ噴射およびメイン噴射による燃焼騒音の音圧レベルを相互干渉により効果的に低減することができ、燃焼騒音が十分に抑制された静粛性の高い燃焼を実現することができる。 According to the second invention, as in the first invention described above, the sound pressure level of the combustion noise due to the pre-injection and the main injection can be effectively reduced by mutual interference, and the combustion noise is sufficiently suppressed. It is possible to realize highly quiet combustion.

また、アクセル開度の低下時に過給圧の応答遅れに起因して過給圧が目標を上回る過給圧過剰が生じる場合には、プレ噴射の噴射時期が進角されかつ噴射量が増やされるので、過給圧過剰により生じる第１ピークのずれを修正することができ、当該ずれによって生じ得る燃焼騒音の増大を未然に防止することができる。 Further, when the boost pressure exceeds the target due to the delay in the response of the boost pressure when the accelerator opening is lowered, the injection timing of the pre-injection is advanced and the injection amount is increased. Therefore, the deviation of the first peak caused by the excessive boost pressure can be corrected, and the increase of the combustion noise that can be caused by the deviation can be prevented.

すなわち、過給圧過剰が生じると、第１ピークの発生時期が目標値（つまり第２ピークまでの間隔が所期の間隔となるような時期）よりも進角側に移動するとともに、第１ピークの高さが目標値よりも高くなる。これに対し、前記第２の発明では、過給圧過剰が生じているときにプレ噴射の噴射時期が進角されかつ噴射量が増やされるので、前記のような第１ピークのずれを修正することができ、第１ピークおよび第２ピークの各高さを目標値付近に収めながら、両ピークの間隔を燃焼騒音の面で有利な上述した間隔に維持することができる。これにより、過給圧過剰の有無にかかわらず燃焼騒音を十分に抑制することができ、エンジンの商品性を効果的に向上させることができる。 That is, when the boost pressure is excessive, the time when the first peak occurs moves to the advance side from the target value (that is, the time when the interval to the second peak becomes the desired interval), and the first peak is generated. The peak height is higher than the target value. On the other hand, in the second invention, when the boost pressure is excessive, the injection timing of the pre-injection is advanced and the injection amount is increased, so that the deviation of the first peak as described above is corrected. It is possible to keep the heights of the first peak and the second peak in the vicinity of the target value, and maintain the interval between the two peaks at the above-mentioned interval which is advantageous in terms of combustion noise. As a result, combustion noise can be sufficiently suppressed regardless of the presence or absence of excess boost pressure, and the commercial value of the engine can be effectively improved.

前記第２の発明において、好ましくは、前記過給圧過剰が生じているとき、前記補正部は、前記過給圧過剰により前記第１ピークの発生時期が目標から進角側にずれる量である進角ずれを推定するとともに、推定した当該進角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期が遅角するように、前記プレ噴射の噴射時期の進角量を設定する（請求項５）。 In the second invention, preferably, when the supercharging pressure excess occurs, the correction unit is an amount in which the occurrence time of the first peak shifts from the target to the advance angle side due to the supercharging pressure excess. The advance angle deviation is estimated, and the advance angle amount of the injection timing of the pre-injection is set so that the occurrence timing of the first peak is delayed larger than the estimated advance angle deviation (claim 5).

さらに好ましくは、前記過給圧過剰が生じているとき、前記補正部は、設定した前記プレ噴射の噴射時期の進角量に基づいて、当該噴射時期の進角により前記第１ピークの高さが目標から低下する量である縮小ずれを推定するとともに、推定した当該縮小ずれに相当する量だけ前記第１ピークの高さが増大するように、前記プレ噴射の噴射量の増大量を設定する（請求項６）。 More preferably, when the boost pressure excess occurs, the correction unit sets the height of the first peak according to the advance angle of the injection timing based on the set advance amount of the injection timing of the pre-injection. Estimates the reduction deviation, which is the amount of decrease from the target, and sets the increase amount of the injection amount of the pre-injection so that the height of the first peak increases by the amount corresponding to the estimated reduction deviation. (Claim 6).

これらの構成によれば、プレ噴射の進角化とプレ噴射の増量との組合せにより達成される第１ピークの最終的な発生時期および高さが目標値付近に収まるように、プレ噴射の進角量および増大量を演算により適正に求めることができ、燃焼騒音を十分に抑制することができる。 According to these configurations, the advance of the pre-injection is such that the final occurrence time and height of the first peak achieved by the combination of the advancement of the pre-injection and the increase of the pre-injection are within the target value. The amount of angle and the amount of increase can be appropriately obtained by calculation, and combustion noise can be sufficiently suppressed.

前記構成において、より好ましくは、前記燃料噴射制御部は、前記進角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期を遅角させるための前記プレ噴射の噴射時期の進角量が、当該プレ噴射が所定クランク角よりも進角側で開始されるような大きな値に算出された場合に、前記プレ噴射を複数回に分割して実行する（請求項７）。 In the above configuration, more preferably, in the fuel injection control unit, the advance amount of the injection timing of the pre-injection for retarding the generation timing of the first peak larger than the advance deviation is the pre-injection. Is calculated to be a large value such that it starts on the advance side of the predetermined crank angle, the pre-injection is divided into a plurality of times and executed (claim 7).

この構成によれば、プレ噴射により噴射された燃料を燃焼室内の適切な位置（例えばピスン冠面に設けられるキャビティの内部）に供給しながら、燃料のペネトレーション（貫徹力）が弱まるように時期的に分割された２回の噴射をプレ噴射として実行することにより、噴射開始から着火までの期間において燃焼室内の混合気の均質化を促進することができ、あたかも噴射時期を進角させたのと同様の効果を得ることができる。これにより、燃料の空気利用率が十分に確保されたクリーンな燃焼を実現しながら、第１ピークのずれを適正に修正して燃焼騒音を抑制することができる。 According to this configuration, the fuel injected by the pre-injection is supplied to an appropriate position in the combustion chamber (for example, inside the cavity provided on the crown surface of the pison), and the penetration of the fuel is weakened in a timely manner. By executing the two injections divided into two as pre-injection, it is possible to promote the homogenization of the air-fuel mixture in the combustion chamber during the period from the start of injection to ignition, and it is as if the injection timing was advanced. A similar effect can be obtained. As a result, it is possible to appropriately correct the deviation of the first peak and suppress the combustion noise while realizing clean combustion in which the air utilization rate of the fuel is sufficiently secured.

前記第１または第２の発明において、好ましくは、前記プレ噴射の噴射時期は、当該プレ噴射により噴射された燃料が予混合圧縮着火燃焼するように圧縮上死点に対し所定量以上進角された時期に設定され、前記メイン噴射は、当該メイン噴射により噴射された燃料が拡散燃焼するように、前記プレ噴射により噴射された燃料の予混合圧縮燃焼による前記第１ピークの発生以降に開始される（請求項８）。 In the first or second invention, preferably, the injection timing of the pre-injection is advanced by a predetermined amount or more with respect to the compression top dead center so that the fuel injected by the pre-injection is premixed, compressed, ignited and combusted. The main injection is started after the first peak is generated by the premixed compression combustion of the fuel injected by the pre-injection so that the fuel injected by the main injection is diffusely burned. (Claim 8).

この構成によれば、第２ピークを生じさせるメイン噴射による燃焼の形式が、噴射開始から着火までの期間（着火遅れ期間）が環境要因により左右され難い拡散燃焼とされるので、第２ピークの発生時期をメイン噴射の噴射時期から確定的に求めることができる。このため、メイン噴射の噴射時期を固定しつつプレ噴射の噴射量／噴射時期を調整することにより、前記第１ピークと第２ピークとの間隔を所期の間隔（燃焼圧力波が互いに打ち消し合うような間隔）に精度よく収めることができ、騒音抑制効果を安定的に確保することができる。 According to this configuration, the type of combustion by the main injection that causes the second peak is the diffusion combustion in which the period from the start of injection to the ignition (ignition delay period) is not easily influenced by environmental factors. The generation time can be deterministically obtained from the injection time of the main injection. Therefore, by adjusting the injection amount / injection timing of the pre-injection while fixing the injection timing of the main injection, the interval between the first peak and the second peak is canceled by the desired interval (combustion pressure waves cancel each other out). It is possible to accurately fit the noise into the space, and the noise suppression effect can be stably ensured.

以上説明したように、本発明の圧縮着火式エンジンの制御装置によれば、燃焼環境要因の変動が生じたときに、プレ噴射の態様を主導的に補正することで燃焼騒音を抑制することができる。 As described above, according to the control device of the compression ignition type engine of the present invention, it is possible to suppress combustion noise by proactively correcting the mode of pre-injection when a change in combustion environmental factors occurs. can.

図１は、本発明に係る制御装置が適用されるディーゼルエンジンのシステム図である。FIG. 1 is a system diagram of a diesel engine to which the control device according to the present invention is applied. 図２（Ａ）は、図１に示されたディーゼルエンジンのピストンの冠面部分の斜視図、図２（Ｂ）は、前記ピストンの断面付きの斜視図である。2 (A) is a perspective view of a crown surface portion of the piston of the diesel engine shown in FIG. 1, and FIG. 2 (B) is a perspective view of the piston with a cross section. 図３は、図２（Ｂ）に示すピストン断面の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a cross section of the piston shown in FIG. 2 (B). 図４は、ピストンの冠面とインジェクタによる燃料の噴射軸との関係を説明するためのピストンの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the piston for explaining the relationship between the crown surface of the piston and the fuel injection shaft by the injector. 図５は、燃料噴射のタイミングおよび熱発生率を示すタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing the timing of fuel injection and the heat generation rate. 図６は、燃焼室における混合気の生成状況を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing the generation state of the air-fuel mixture in the combustion chamber. 図７は、ディーゼルエンジンの制御系統を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a control system of a diesel engine. 図８は、目標熱発生特性の一例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of the target heat generation characteristic. 図９（Ａ）は、プレ噴射およびメイン噴射による各燃焼により生じる熱発生率のピークを示す概略図であり、図９（Ｂ）は、圧力波の打ち消し効果を説明するための模式図である。FIG. 9A is a schematic diagram showing the peak of the heat generation rate generated by each combustion by the pre-injection and the main injection, and FIG. 9B is a schematic diagram for explaining the effect of canceling the pressure wave. .. エンジンの運転状態に応じた目標過給圧の設定例を示すグラフである。It is a graph which shows the setting example of the target boost pressure according to the operating state of an engine. 図１１は、目標熱発生特性の達成に影響を与える燃焼環境要因を説明するための概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the combustion environmental factors that influence the achievement of the target heat generation characteristics. 図１２（Ａ）は、プレ噴射に起因する前段燃焼のピーク遅れを示す図、図１２（Ｂ）は前記ピーク遅れの予測モデル式、図１２（Ｃ）は前記予測モデル式のキャリブレーション結果を示す表形式の図である。FIG. 12 (A) is a diagram showing the peak delay of the pre-stage combustion due to pre-injection, FIG. 12 (B) is a prediction model formula of the peak delay, and FIG. 12 (C) is a calibration result of the prediction model formula. It is the figure of the tabular form which shows. 図１３は、図１２の予測モデル式に含まれる種々のパラメータの変動がピーク遅れに及ぼす影響を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the effect of fluctuations of various parameters included in the prediction model formula of FIG. 12 on the peak delay. 図１４（Ａ）は前段燃焼のピーク高さの予測モデル式、図１４（Ｂ）は前記予測モデル式のキャリブレーション結果を示す表形式の図である。FIG. 14 (A) is a predicted model formula for the peak height of the pre-stage combustion, and FIG. 14 (B) is a tabular diagram showing the calibration results of the predicted model formula. 図１５（Ａ）は、ピーク遅れの変動が前記ピーク高さに及ぼす影響を示す模式図、図１５（Ｂ）は、噴射量の変動が前記ピーク高さに及ぼす影響を示す模式図である。FIG. 15A is a schematic diagram showing the effect of fluctuations in peak delay on the peak height, and FIG. 15B is a schematic diagram showing the effect of fluctuations in injection amount on the peak height. 図１６は、燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an example of fuel injection control. 図１７は、過給圧不足が生じたときの各種状態量の時間変化を示すタイムチャートである。FIG. 17 is a time chart showing time changes of various state quantities when a boost pressure shortage occurs. 図１８は、過給圧過剰が生じたときの各種状態量の時間変化を示すタイムチャートである。FIG. 18 is a time chart showing time changes of various state quantities when an excessive boost pressure occurs. 図１９は、過給圧不足または過給圧過剰が生じたときに実行される燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing an example of fuel injection control executed when the boost pressure is insufficient or the boost pressure is excessive. 図２０（Ａ）は、過給圧不足が生じたときにプレ噴射の噴射量および噴射時期をともに補正しなかった場合の熱発生特性を示すグラフ、図２０（Ｂ）は、プレ噴射の噴射時期のみを補正した場合の熱発生特性を示すグラフ、図２０（Ｃ）は、プレ噴射の噴射量および噴射時期の双方を補正した場合の熱発生特性を示すグラフである。FIG. 20 (A) is a graph showing the heat generation characteristics when both the injection amount and the injection timing of the pre-injection are not corrected when the boost pressure is insufficient, and FIG. 20 (B) is the injection of the pre-injection. A graph showing the heat generation characteristics when only the timing is corrected, FIG. 20C is a graph showing the heat generation characteristics when both the injection amount of the pre-injection and the injection timing are corrected. 図２１（Ａ）は、過給圧過剰が生じたときにプレ噴射の噴射量および噴射時期をともに補正しなかった場合の熱発生特性を示すグラフ、図２１（Ｂ）は、プレ噴射の噴射量のみを補正した場合の熱発生特性を示すグラフ、図２１（Ｃ）は、プレ噴射の噴射量および噴射時期の双方を補正した場合の熱発生特性を示すグラフである。FIG. 21 (A) is a graph showing the heat generation characteristics when both the injection amount and the injection timing of the pre-injection are not corrected when the boost pressure is excessive, and FIG. 21 (B) is the injection of the pre-injection. A graph showing the heat generation characteristics when only the amount is corrected, FIG. 21C is a graph showing the heat generation characteristics when both the injection amount and the injection timing of the pre-injection are corrected. 前記実施形態の変形例を説明するための図であり、図２２（Ａ）は、プレ噴射の噴射時期が進角限界に達していないときの噴射パターンを示すタイムチャート、図２２（Ｂ）は、プレ噴射の噴射時期が進角限界に達したときの噴射パターンを示すタイムチャートである。22 (A) is a diagram for explaining a modification of the embodiment, FIG. 22 (A) is a time chart showing an injection pattern when the injection timing of pre-injection does not reach the advance limit, and FIG. 22 (B) is a diagram. , Is a time chart showing an injection pattern when the injection timing of pre-injection reaches the advance limit.

［エンジンの全体構成］
以下、図面に基づいて、本発明に係る圧縮着火式エンジンの制御装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム図である。この図１に示すディーゼルエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンは、複数のシリンダ２を有し軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部を吸気通路３０に還流させるＥＧＲ装置４４と、排気通路４０を通過する排気ガスにより駆動されるターボ過給機４６とを備えている。 [Overall engine configuration]
Hereinafter, embodiments of the control device for the compression ignition engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing an overall configuration of a diesel engine to which the control device according to the present invention is applied. The diesel engine shown in FIG. 1 is a four-cycle diesel engine mounted on a vehicle as a power source for traveling. The diesel engine has an engine main body 1 having a plurality of cylinders 2 and being driven by being supplied with fuel containing light oil as a main component, an intake passage 30 through which the intake air introduced into the engine main body 1 flows, and the engine main body 1. The exhaust passage 40 through which the exhaust gas discharged from the engine flows, the EGR device 44 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 to the intake passage 30, and the turbo driven by the exhaust gas passing through the exhaust passage 40. It is equipped with a supercharger 46.

エンジン本体１は、図１の紙面に垂直な方向に並ぶ複数のシリンダ２（図１ではそのうちの一つのみを示す）を有し、軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジンである。エンジン本体１は、シリンダブロック３、シリンダヘッド４およびピストン５を備える。シリンダブロック３は、シリンダ２を形成するシリンダライナを有する。シリンダヘッド４は、シリンダブロック３の上面に取り付けられ、シリンダ２の上部開口を塞いでいる。ピストン５は、シリンダ２に往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。ピストン５の構造については、後で詳述する。 The engine body 1 has a plurality of cylinders 2 (only one of them is shown in FIG. 1) arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and is driven by being supplied with fuel containing light oil as a main component. It is an engine. The engine body 1 includes a cylinder block 3, a cylinder head 4, and a piston 5. The cylinder block 3 has a cylinder liner that forms the cylinder 2. The cylinder head 4 is attached to the upper surface of the cylinder block 3 and closes the upper opening of the cylinder 2. The piston 5 is housed in the cylinder 2 so as to be slidable back and forth, and is connected to the crank shaft 7 via a connecting rod 8. The crank shaft 7 rotates around its central axis in response to the reciprocating motion of the piston 5. The structure of the piston 5 will be described in detail later.

ピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。燃焼室６は、シリンダヘッド４の下面（燃焼室天井面６Ｕ、図３および図４参照）、シリンダ２およびピストン５の冠面５０によって形成されている。燃焼室６には前記燃料が、後述するインジェクタ１５からの噴射によって供給される。供給された燃料と空気との混合気が燃焼室６で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。 A combustion chamber 6 is formed above the piston 5. The combustion chamber 6 is formed by the lower surface of the cylinder head 4 (combustion chamber ceiling surface 6U, see FIGS. 3 and 4), the cylinder 2 and the crown surface 50 of the piston 5. The fuel is supplied to the combustion chamber 6 by injection from an injector 15, which will be described later. The air-fuel mixture of the supplied fuel and air is burned in the combustion chamber 6, and the piston 5 pushed down by the expansion force due to the combustion reciprocates in the vertical direction.

シリンダブロック３には、クランク角センサＳＮ１および水温センサＳＮ２が取り付けられている。クランク角センサＳＮ１は、クランク軸７の回転角度（クランク角）およびクランク軸７の回転数（エンジン回転数）を検出する。水温センサＳＮ２は、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４の内部を流通する冷却水の温度（エンジン水温）を検出する。 A crank angle sensor SN1 and a water temperature sensor SN2 are attached to the cylinder block 3. The crank angle sensor SN1 detects the rotation angle (crank angle) of the crank shaft 7 and the rotation speed (engine rotation speed) of the crank shaft 7. The water temperature sensor SN2 detects the temperature (engine water temperature) of the cooling water flowing inside the cylinder block 3 and the cylinder head 4.

シリンダヘッド４には、燃焼室６と連通する吸気ポート９および排気ポート１０が形成されている。シリンダヘッド４の下面には、吸気ポート９の下流端である吸気側開口と、排気ポート１０の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド４には、前記吸気側開口を開閉する吸気弁１１と、前記排気側開口を開閉する排気弁１２とが組み付けられている。なお、図示は省いているが、エンジン本体１のバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であって、吸気ポート９および排気ポート１０は、各シリンダ２につき２つずつ設けられるとともに、吸気弁１１および排気弁１２も２つずつ設けられている。 The cylinder head 4 is formed with an intake port 9 and an exhaust port 10 that communicate with the combustion chamber 6. On the lower surface of the cylinder head 4, an intake side opening which is a downstream end of the intake port 9 and an exhaust side opening which is an upstream end of the exhaust port 10 are formed. The cylinder head 4 is assembled with an intake valve 11 that opens and closes the intake side opening and an exhaust valve 12 that opens and closes the exhaust side opening. Although not shown, the valve type of the engine body 1 is a 4-valve type of 2 intake valves x 2 exhaust valves, and two intake ports 9 and two exhaust ports 10 are provided for each cylinder 2. At the same time, two intake valves 11 and two exhaust valves 12 are also provided.

シリンダヘッド４には、カムシャフトを含む吸気側動弁機構１３および排気側動弁機構１４が配設されている。吸気弁１１および排気弁１２は、これら動弁機構１３、１４により、クランク軸７の回転に連動して開閉駆動される。吸気側動弁機構１３には、吸気弁１１の開閉時期を変更可能な吸気ＶＶＴ１３ａが、排気側動弁機構１４には、排気弁１２の開閉時期を変更可能な排気ＶＶＴ１４ａが、各々内蔵されている（図７参照）。 The cylinder head 4 is provided with an intake side valve mechanism 13 including a camshaft and an exhaust side valve mechanism 14. The intake valve 11 and the exhaust valve 12 are driven to open and close in conjunction with the rotation of the crank shaft 7 by the valve valves 13 and 14. The intake side valve mechanism 13 has an intake VVT 13a that can change the opening / closing timing of the intake valve 11, and the exhaust side valve mechanism 14 has an exhaust VVT 14a that can change the opening / closing timing of the exhaust valve 12. (See Fig. 7).

シリンダヘッド４には、先端部から燃焼室６内に燃料を噴射するインジェクタ１５が、各シリンダ２につき１つずつ取り付けられている。インジェクタ１５は、図略の燃料供給管を通して供給された燃料を燃焼室６に噴射する燃料噴射弁である。インジェクタ１５は、燃料を噴射する先端部（ノズル１５１；図４）が燃焼室６の径方向中心またはその近傍に位置するように、シリンダヘッド４に組み付けられ、ピストン５の冠面５０に形成された後述のキャビティ５Ｃ（図２～図４）に向けて燃料を噴射する。 An injector 15 for injecting fuel into the combustion chamber 6 from the tip of the cylinder head 4 is attached to the cylinder head 4 one by one for each cylinder 2. The injector 15 is a fuel injection valve that injects fuel supplied through a fuel supply pipe (not shown) into a combustion chamber 6. The injector 15 is assembled to the cylinder head 4 so that the tip portion (nozzle 151; FIG. 4) for injecting fuel is located at or near the radial center of the combustion chamber 6 and is formed on the crown surface 50 of the piston 5. Fuel is injected toward the cavity 5C (FIGS. 2 to 4) described later.

インジェクタ１５は、燃料供給管を介して全シリンダ２に共通の蓄圧用コモンレール（図示せず）と接続されている。コモンレール内には、図外の燃料ポンプにより加圧された高圧の燃料が貯留されている。このコモンレール内で蓄圧された燃料が各シリンダ２のインジェクタ１５に供給されることにより、各インジェクタ１５から高い圧力（例えば１５０ＭＰａ～２５０ＭＰａ程度）で燃料が燃焼室６内に噴射される。 The injector 15 is connected to a pressure accumulator common rail (not shown) common to all cylinders 2 via a fuel supply pipe. High-pressure fuel pressurized by a fuel pump (not shown) is stored in the common rail. By supplying the fuel accumulated in the common rail to the injectors 15 of each cylinder 2, the fuel is injected into the combustion chamber 6 from each injector 15 at a high pressure (for example, about 150 MPa to 250 MPa).

図１には図示していないが、前記燃料ポンプと前記コモンレールとの間には、インジェクタ１５に供給される燃料の圧力（燃圧）を変更するための燃圧レギュレータ１６（図７）が設けられている。また、インジェクタ１５の内部には、インジェクタ１５からの燃料の噴射圧力である噴射圧を検出する噴射圧センサＳＮ７（図７）が備えられている。 Although not shown in FIG. 1, a fuel pressure regulator 16 (FIG. 7) for changing the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the injector 15 is provided between the fuel pump and the common rail. There is. Further, inside the injector 15, an injection pressure sensor SN7 (FIG. 7) for detecting an injection pressure which is an injection pressure of fuel from the injector 15 is provided.

吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。吸気通路３０の上流端から取り込まれた空気（新気）は、吸気通路３０および吸気ポート９を通じて燃焼室６に導入される。吸気通路３０には、その上流側から順に、エアクリーナ３１、ターボ過給機４６、スロットル弁３２、インタークーラ３３およびサージタンク３４が配置されている。 The intake passage 30 is connected to one side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the intake port 9. The air (fresh air) taken in from the upstream end of the intake passage 30 is introduced into the combustion chamber 6 through the intake passage 30 and the intake port 9. An air cleaner 31, a turbocharger 46, a throttle valve 32, an intercooler 33, and a surge tank 34 are arranged in the intake passage 30 in this order from the upstream side.

エアクリーナ３１は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。スロットル弁３２は、図略のアクセルの踏み込み動作と連動して吸気通路３０を開閉し、吸気通路３０における吸気の流量を調整する。ターボ過給機４６は、吸気を圧縮しつつ吸気通路３０の下流側へ当該吸気を送り出す。インタークーラ３３は、過給機４６により圧縮された吸気を冷却する。サージタンク３４は、吸気ポート９に連なるインテークマニホールドの直上流に配置され、複数のシリンダ２に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。 The air cleaner 31 removes foreign matter in the intake air to purify the intake air. The throttle valve 32 opens and closes the intake passage 30 in conjunction with the stepping motion of the accelerator (not shown), and adjusts the flow rate of intake air in the intake passage 30. The turbocharger 46 compresses the intake air and sends the intake air to the downstream side of the intake passage 30. The intercooler 33 cools the intake air compressed by the supercharger 46. The surge tank 34 is a tank that is arranged immediately upstream of the intake manifold connected to the intake port 9 and provides a space for evenly distributing the intake air to the plurality of cylinders 2.

吸気通路３０には、エアフローセンサＳＮ３、吸気温センサＳＮ４、吸気圧センサＳＮ５、および吸気Ｏ２センサＳＮ６が配置されている。エアフローセンサＳＮ３は、エアクリーナ３１の下流側に配置され、当該部分を通過する吸気の流量を検出する。吸気温センサＳＮ４は、インタークーラ３３の下流側に配置され、当該部分を通過する吸気の温度を検出する。吸気圧センサＳＮ５および吸気Ｏ２センサＳＮ６は、サージタンク３４に配置され、それぞれ当該サージタンク３４を通過する吸気の圧力、吸気の酸素濃度を検出する。 An air flow sensor SN3, an intake air temperature sensor SN4, an intake pressure sensor SN5, and an intake O2 sensor SN6 are arranged in the intake passage 30. The air flow sensor SN3 is arranged on the downstream side of the air cleaner 31 and detects the flow rate of the intake air passing through the portion. The intake air temperature sensor SN4 is arranged on the downstream side of the intercooler 33 and detects the temperature of the intake air passing through the portion. The intake pressure sensor SN5 and the intake O2 sensor SN6 are arranged in the surge tank 34, and detect the pressure of the intake air passing through the surge tank 34 and the oxygen concentration of the intake air, respectively.

排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。燃焼室６で生成された既燃ガス（排気ガス）は、排気ポート１０および排気通路４０を通して車両の外部に排出される。 The exhaust passage 40 is connected to the other side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the exhaust port 10. The burnt gas (exhaust gas) generated in the combustion chamber 6 is discharged to the outside of the vehicle through the exhaust port 10 and the exhaust passage 40.

排気通路４０には排気Ｏ２センサＳＮ８が配置されている。排気Ｏ２センサＳＮ８は、ターボ過給機４６と排気浄化装置４１との間に配置され、当該部分を通過する排気の酸素濃度を検出する。 An exhaust O 2 sensor SN8 is arranged in the exhaust passage 40. The exhaust O 2 sensor SN8 is arranged between the turbocharger 46 and the exhaust purification device 41, and detects the oxygen concentration of the exhaust passing through the portion.

排気通路４０には排気浄化装置４１が設けられている。排気浄化装置４１には、排気ガス中に含まれる有害成分（ＣＯおよびＨＣ）を酸化して無害化する酸化触媒４２と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）４３とが内蔵されている。なお、排気通路４０における排気浄化装置４１よりも下流側の位置に、ＮＯｘを還元して無害化するＮＯｘ触媒をさらに設けてもよい。 The exhaust passage 40 is provided with an exhaust purification device 41. The exhaust purification device 41 includes an oxidation catalyst 42 that oxidizes harmful components (CO and HC) contained in the exhaust gas to make them harmless, and a DPF (diesel) for collecting particulate matter contained in the exhaust gas. -The particulate filter) 43 is built-in. A NOx catalyst that reduces NOx to make it harmless may be further provided at a position downstream of the exhaust purification device 41 in the exhaust passage 40.

排気浄化装置４１には触媒温度センサＳＮ９が設けられている。触媒温度センサＳＮ９は、排気浄化装置４１内の触媒の温度、ここでは特に酸化触媒４２の温度を検出する。 The exhaust gas purification device 41 is provided with a catalyst temperature sensor SN9. The catalyst temperature sensor SN9 detects the temperature of the catalyst in the exhaust gas purification device 41, in particular the temperature of the oxidation catalyst 42.

ＥＧＲ装置４４は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路４４Ａと、ＥＧＲ通路４４Ａに設けられたＥＧＲ弁４５とを備える。ＥＧＲ弁４５は、ＥＧＲ通路４４Ａを通じて排気通路４０から吸気通路３０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整する。ＥＧＲ通路４４Ａは、排気通路４０におけるターボ過給機４６よりも上流側の部分と、吸気通路３０におけるインタークーラ３３とサージタンク３４との間の部分とを互いに接続している。ＥＧＲ通路４４Ａには、熱交換によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ（図略）が配置されている。 The EGR device 44 includes an EGR passage 44A connecting the exhaust passage 40 and the intake passage 30, and an EGR valve 45 provided in the EGR passage 44A. The EGR valve 45 adjusts the flow rate of the exhaust gas (EGR gas) that is returned from the exhaust passage 40 to the intake passage 30 through the EGR passage 44A. The EGR passage 44A connects a portion of the exhaust passage 40 upstream of the turbocharger 46 and a portion of the intake passage 30 between the intercooler 33 and the surge tank 34 to each other. An EGR cooler (not shown) that cools the EGR gas by heat exchange is arranged in the EGR passage 44A.

ターボ過給機４６は、吸気通路３０に配置されたコンプレッサ４７と、排気通路４０に配置されたタービン４８とを含む。コンプレッサ４７とタービン４８とは、タービン軸で一体回転可能に連結されている。タービン４８は、排気通路４０を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転する。これに連動してコンプレッサ４７が回転することにより、吸気通路３０を流通する空気が圧縮（過給）される。 The turbocharger 46 includes a compressor 47 arranged in the intake passage 30 and a turbine 48 arranged in the exhaust passage 40. The compressor 47 and the turbine 48 are integrally rotatably connected by a turbine shaft. The turbine 48 rotates by receiving the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40. By rotating the compressor 47 in conjunction with this, the air flowing through the intake passage 30 is compressed (supercharged).

タービン４８には、タービン４８に流入する排気ガスの流速を調整するための可変ベーン機構４８ａが適用されている。言い換えると、本実施形態では、ターボ過給機４６としていわゆる可変ジオメトリーターボチャージャ（ＶＧＴ）が採用されている。詳細な図示は省略するが、可変ベーン機構４８ａは、タービン４８に流入する排気の流路面積を可変にするためにタービン４８の周囲に角度変更可能に設けられた複数のノズルベーンと、各ノズルベーンの角度を変更するベーンアクチュエータとを有している。 A variable vane mechanism 48a for adjusting the flow velocity of the exhaust gas flowing into the turbine 48 is applied to the turbine 48. In other words, in this embodiment, a so-called variable geometry turbocharger (VGT) is adopted as the turbocharger 46. Although detailed illustration is omitted, the variable vane mechanism 48a includes a plurality of nozzle vanes provided around the turbine 48 so as to change the angle of the flow path area of the exhaust gas flowing into the turbine 48, and each nozzle vane. It has a vane actuator that changes the angle.

排気通路４０には、タービン４８をバイパスするようにバイパス通路４０ａが設けられている。バイパス通路４０ａには、ウェストゲート弁４９が開閉可能に設けられている。ウェストゲート弁４９は、コンプレッサ４７により圧縮された空気を含む吸気圧、つまり吸気圧センサＳＮ５により検出される過給後の吸気圧である過給圧を許容値以下に制御する。すなわち、ウェストゲート弁４９は、過給圧が予め定められた許容値を超えるような場合に開弁され、それ以外の場合に閉弁される。 The exhaust passage 40 is provided with a bypass passage 40a so as to bypass the turbine 48. A waist gate valve 49 is provided in the bypass passage 40a so as to be openable and closable. The waist gate valve 49 controls the intake pressure including the air compressed by the compressor 47, that is, the supercharging pressure which is the intake pressure after supercharging detected by the intake pressure sensor SN5 to a permissible value or less. That is, the waist gate valve 49 is opened when the boost pressure exceeds a predetermined allowable value, and is closed in other cases.

［ピストンの詳細構造］
続いて、ピストン５の構造、とりわけ冠面５０の構造について詳細に説明する。図２（Ａ）は、ピストン５の上方部分を主に示す斜視図である。ピストン５は、上方側のピストンヘッドと、下方側に位置するスカート部とを備えるが、図２（Ａ）では、冠面５０を頂面に有する前記ピストンヘッド部分を示している。図２（Ｂ）は、ピストン５の径方向断面付きの斜視図である。図３は、図２（Ｂ）に示す径方向断面の拡大図である。なお、図２（Ａ）および（Ｂ）において、シリンダ軸方向Ａおよび燃焼室の径方向Ｂを矢印で示している。 [Detailed structure of piston]
Subsequently, the structure of the piston 5, particularly the structure of the crown surface 50 will be described in detail. FIG. 2A is a perspective view mainly showing the upper portion of the piston 5. The piston 5 includes an upper piston head and a skirt portion located on the lower side, and FIG. 2A shows the piston head portion having a crown surface 50 on the top surface. FIG. 2B is a perspective view of the piston 5 with a radial cross section. FIG. 3 is an enlarged view of the radial cross section shown in FIG. 2 (B). In FIGS. 2A and 2B, the cylinder axial direction A and the radial direction B of the combustion chamber are indicated by arrows.

ピストン５は、キャビティ５Ｃ、周縁平面部５５および側周面５６を含む。上述の通り、燃焼室６を区画する燃焼室壁面の一部（底面）は、ピストン５の冠面５０で形成されており、キャビティ５Ｃは、この冠面５０に備えられている。キャビティ５Ｃは、シリンダ軸方向Ａにおいて冠面５０が下方に凹没された部分であり、インジェクタ１５から燃料の噴射を受ける部分である。周縁平面部５５は、冠面５０において径方向Ｂの外周縁付近の領域に配置された環状の平面部である。キャビティ５Ｃは、周縁平面部５５を除く冠面５０の径方向Ｂの中央領域に配置されている。側周面５６は、シリンダ２の内壁面と摺接する面であり、図略のピストンリングが嵌め込まれるリング溝が複数備えられている。 The piston 5 includes a cavity 5C, a peripheral flat surface portion 55, and a side peripheral surface 56. As described above, a part (bottom surface) of the wall surface of the combustion chamber that partitions the combustion chamber 6 is formed by the crown surface 50 of the piston 5, and the cavity 5C is provided on the crown surface 50. The cavity 5C is a portion where the crown surface 50 is recessed downward in the cylinder axial direction A, and is a portion where fuel is injected from the injector 15. The peripheral flat surface portion 55 is an annular flat surface portion arranged in a region near the outer peripheral edge in the radial direction B on the crown surface 50. The cavity 5C is arranged in the central region in the radial direction B of the crown surface 50 excluding the peripheral flat surface portion 55. The side peripheral surface 56 is a surface that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder 2, and is provided with a plurality of ring grooves into which the piston ring (not shown) is fitted.

キャビティ５Ｃは、第１キャビティ部５１、第２キャビティ部５２、連結部５３および山部５４を含む。第１キャビティ部５１は、冠面５０の径方向Ｂの中心領域に配置された凹部である。第２キャビティ部５２は、冠面５０における第１キャビティ部５１の外周側に配置された、環状の凹部である。連結部５３は、第１キャビティ部５１と第２キャビティ部５２とを径方向Ｂに繋ぐ部分である。山部５４は、冠面５０（第１キャビティ部５１）の径方向Ｂの中心位置に配置された山型の凸部である。山部５４は、インジェクタ１５のノズル１５１の直下の位置に凸設されている（図４）。 The cavity 5C includes a first cavity portion 51, a second cavity portion 52, a connecting portion 53, and a mountain portion 54. The first cavity portion 51 is a recess arranged in the central region of the crown surface 50 in the radial direction B. The second cavity portion 52 is an annular recess arranged on the outer peripheral side of the first cavity portion 51 on the crown surface 50. The connecting portion 53 is a portion that connects the first cavity portion 51 and the second cavity portion 52 in the radial direction B. The mountain portion 54 is a mountain-shaped convex portion arranged at the center position in the radial direction B of the crown surface 50 (first cavity portion 51). The mountain portion 54 is projected at a position directly below the nozzle 151 of the injector 15 (FIG. 4).

第１キャビティ部５１は、第１上端部５１１、第１底部５１２および第１内側端部５１３を含む。第１上端部５１１は、第１キャビティ部５１において最も高い位置にあり、連結部５３に連なっている。第１底部５１２は、第１キャビティ部５１において最も凹没した、上面視で環状の領域である。キャビティ５Ｃ全体としても、この第１底部５１２は最深部であって、第１キャビティ部５１は、第１底部５１２においてシリンダ軸方向Ａに所定の深さ（第１の深さ）を有している。上面視において、第１底部５１２は、連結部５３に対して径方向Ｂの内側に近接した位置にある。 The first cavity portion 51 includes a first upper end portion 511, a first bottom portion 512, and a first inner end portion 513. The first upper end portion 511 is at the highest position in the first cavity portion 51 and is connected to the connecting portion 53. The first bottom portion 512 is the most recessed, top-view, annular region in the first cavity portion 51. As for the entire cavity 5C, the first bottom portion 512 is the deepest portion, and the first cavity portion 51 has a predetermined depth (first depth) in the cylinder axial direction A in the first bottom portion 512. There is. In top view, the first bottom portion 512 is located close to the inside of the radial direction B with respect to the connecting portion 53.

第１上端部５１１と第１底部５１２との間は、径方向Ｂの外側に湾曲した径方向窪み部５１４で繋がれている。径方向窪み部５１４は、連結部５３よりも径方向Ｂの外側に窪んだ部分を有している。第１内側端部５１３は、第１キャビティ部５１において最も径方向内側の位置にあり、山部５４の下端に連なっている。第１内側端部５１３と第１底部５１２との間は、裾野状に緩やかに湾曲した曲面で繋がれている。 The first upper end portion 511 and the first bottom portion 512 are connected by a radial recess portion 514 curved outward in the radial direction B. The radial recessed portion 514 has a recessed portion on the outer side in the radial direction B with respect to the connecting portion 53. The first inner end portion 513 is located at the innermost position in the radial direction in the first cavity portion 51, and is connected to the lower end of the mountain portion 54. The first inner end portion 513 and the first bottom portion 512 are connected by a curved surface gently curved like a skirt.

第２キャビティ部５２は、第２内側端部５２１、第２底部５２２、第２上端部５２３、テーパ領域５２４および立ち壁領域５２５を含む。第２内側端部５２１は、第２キャビティ部５２において最も径方向内側の位置にあり、連結部５３に連なっている。第２底部５２２は、第２キャビティ部５２において最も凹没した領域である。第２キャビティ部５２は、第２底部５２２においてシリンダ軸方向Ａに第１底部５１２よりも浅い深さを備えている。つまり、第２キャビティ部５２は、第１キャビティ部５１よりもシリンダ軸方向Ａにおいて上側に位置する凹部である。第２上端部５２３は、第２キャビティ部５２において最も高い位置であって最も径方向外側に位置し、周縁平面部５５に連なっている。 The second cavity portion 52 includes a second inner end portion 521, a second bottom portion 522, a second upper end portion 523, a tapered region 524, and a standing wall region 525. The second inner end portion 521 is located at the innermost position in the radial direction in the second cavity portion 52 and is connected to the connecting portion 53. The second bottom portion 522 is the most recessed region in the second cavity portion 52. The second cavity portion 52 has a depth shallower than that of the first bottom portion 512 in the cylinder axial direction A in the second bottom portion 522. That is, the second cavity portion 52 is a recess located above the first cavity portion 51 in the cylinder axial direction A. The second upper end portion 523 is located at the highest position in the second cavity portion 52 and is located on the outermost side in the radial direction, and is connected to the peripheral flat surface portion 55.

テーパ領域５２４は、第２内側端部５２１から第２底部５２２に向けて延び、径方向外側へ先下がりに傾斜した面形状を有する部分である。図３に示されているように、テーパ領域５２４は、径方向Ｂに延びる水平ラインＣ１に対して傾き角αで交差する傾斜ラインＣ２に沿った傾きを有している。 The tapered region 524 is a portion extending from the second inner end portion 521 toward the second bottom portion 522 and having a surface shape inclined outward in the radial direction. As shown in FIG. 3, the tapered region 524 has an inclination along an inclination line C2 that intersects the horizontal line C1 extending in the radial direction B at an inclination angle α.

立ち壁領域５２５は、第２底部５２２よりも径方向外側において、比較的急峻に立ち上がるように形成された壁面である。径方向Ｂの断面形状において、第２底部５２２から第２上端部５２３にかけて、第２キャビティ部５２の壁面が水平方向から上方向へ向かうように湾曲された曲面とされており、第２上端部５２３の近傍において垂直壁に近い壁面とされている部分が立ち壁領域５２５である。立ち壁領域５２５の上端位置に対して、立ち壁領域５２５の下方部分は、径方向Ｂの内側に位置している。これにより、混合気が燃焼室６の径方向Ｂの内側へ戻り過ぎないようにし、立ち壁領域５２５よりも径方向外側の空間（スキッシュ空間）に存在する空気をも有効に利用した燃焼を行わせることができる。 The standing wall region 525 is a wall surface formed so as to rise relatively steeply on the radial outer side of the second bottom portion 522. In the cross-sectional shape of the radial direction B, from the second bottom portion 522 to the second upper end portion 523, the wall surface of the second cavity portion 52 is a curved surface curved from the horizontal direction to the upward direction, and the second upper end portion. The portion of the wall surface close to the vertical wall in the vicinity of 523 is the standing wall area 525. The lower portion of the standing wall region 525 is located inside the radial direction B with respect to the upper end position of the standing wall region 525. As a result, the air-fuel mixture is prevented from returning too much to the inside of the radial direction B of the combustion chamber 6, and the air existing in the space (squish space) radially outside the standing wall region 525 is also effectively used for combustion. Can be made.

連結部５３は、径方向Ｂの断面形状において、下側に位置する第１キャビティ部５１と上側に位置する第２キャビティ部５２との間で、径方向内側にコブ状に突出する形状を有している。連結部５３は、下端部５３１および第３上端部５３２（シリンダ軸方向の上端部）と、これらの間の中央に位置する中央部５３３とを有している。下端部５３１は、第１キャビティ部５１の第１上端部５１１に対する連設部分である。第３上端部５３２は、第２キャビティ部５２の第２内側端部５２１に対する連設部分である。 The connecting portion 53 has a shape in which the first cavity portion 51 located on the lower side and the second cavity portion 52 located on the upper side project in a radial direction in a bump shape in the cross-sectional shape of the radial direction B. are doing. The connecting portion 53 has a lower end portion 531 and a third upper end portion 532 (upper end portion in the cylinder axial direction), and a central portion 533 located at the center between them. The lower end portion 531 is a continuous portion of the first cavity portion 51 with respect to the first upper end portion 511. The third upper end portion 532 is a continuous portion of the second cavity portion 52 with respect to the second inner end portion 521.

シリンダ軸方向Ａにおいて、下端部５３１は連結部５３の最も下方に位置する部分、第３上端部５３２は最も上方に位置する部分である。上述のテーパ領域５２４は、第３上端部５３２から第２底部５２２に向けて延びる領域でもある。第２底部５２２は、第３上端部５３２よりも下方に位置している。つまり、本実施形態の第２キャビティ部５２は、第３上端部５３２から径方向Ｂの外側に水平に延びる底面を有しているのではなく、換言すると、第３上端部５３２から周縁平面部５５までが水平面で繋がっているのではなく、第３上端部５３２よりも下方に窪んだ第２底部５２２を有している。 In the cylinder axial direction A, the lower end portion 531 is the lowermost portion of the connecting portion 53, and the third upper end portion 532 is the uppermost portion. The above-mentioned tapered region 524 is also a region extending from the third upper end portion 532 toward the second bottom portion 522. The second bottom portion 522 is located below the third upper end portion 532. That is, the second cavity portion 52 of the present embodiment does not have a bottom surface extending horizontally from the third upper end portion 532 to the outside in the radial direction B, in other words, the peripheral plane portion from the third upper end portion 532. Up to 55 is not connected by a horizontal plane, but has a second bottom portion 522 recessed below the third upper end portion 532.

山部５４は、上方に向けて突出しているが、その突出高さは連結部５３の第３上端部５３２の高さと同一であり、周縁平面部５５よりは窪んだ位置にある。山部５４は、上面視で円形の第１キャビティ部５１の中心に位置しており、これにより第１キャビティ部５１は山部５４の周囲に形成された環状溝の態様となっている。 The mountain portion 54 projects upward, but the height of the protrusion is the same as the height of the third upper end portion 532 of the connecting portion 53, and is recessed from the peripheral flat surface portion 55. The mountain portion 54 is located at the center of the circular first cavity portion 51 in the top view, whereby the first cavity portion 51 is in the form of an annular groove formed around the mountain portion 54.

［燃料噴射の空間的分離について］
続いて、インジェクタ１５によるキャビティ５Ｃへの燃料噴射状況、および噴射後の混合気の流れについて、図４に基づいて説明する。図４は、燃焼室６の簡略的な断面図であって、冠面５０（キャビティ５Ｃ）とインジェクタ１５から噴射される噴射燃料１５Ｅの噴射軸ＡＸとの関係と、噴射後の混合気の流れを模式的に表す矢印Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３とが示されている。 [Spatial separation of fuel injection]
Subsequently, the fuel injection state to the cavity 5C by the injector 15 and the flow of the air-fuel mixture after the injection will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a simplified cross-sectional view of the combustion chamber 6, showing the relationship between the crown surface 50 (cavity 5C) and the injection shaft AX of the injection fuel 15E injected from the injector 15, and the flow of the air-fuel mixture after injection. The arrows F11, F12, F13, F21, F22, and F23 schematically represent the above are shown.

インジェクタ１５は、燃焼室天井面６Ｕ（シリンダヘッド４の下面）から燃焼室６へ下方に突出するように配置されたノズル１５１を備えている。ノズル１５１は、燃焼室６内へ燃料を噴射する噴射孔１５２を備えている。図４では一つの噴射孔１５２を示しているが、実際は複数個の噴射孔１５２がノズル１５１の周方向に等ピッチで配列されている。噴射孔１５２から噴射される燃料は、図中の噴射軸ＡＸに沿って噴射される。噴射された燃料は、噴霧角θをもって拡散する。図４には、噴射軸ＡＸに対する上方向への拡散を示す上拡散軸ＡＸ１と、下方向への拡散を示す下拡散軸ＡＸ２とが示されている。噴霧角θは、上拡散軸ＡＸ１と下拡散軸ＡＸ２とがなす角である。 The injector 15 includes a nozzle 151 arranged so as to project downward from the combustion chamber ceiling surface 6U (lower surface of the cylinder head 4) to the combustion chamber 6. The nozzle 151 includes an injection hole 152 for injecting fuel into the combustion chamber 6. Although one injection hole 152 is shown in FIG. 4, a plurality of injection holes 152 are actually arranged at equal pitches in the circumferential direction of the nozzle 151. The fuel injected from the injection hole 152 is injected along the injection shaft AX in the figure. The injected fuel diffuses with a spray angle θ. FIG. 4 shows an upper diffusion axis AX1 showing upward diffusion with respect to the injection axis AX and a lower diffusion axis AX2 showing downward diffusion. The spray angle θ is an angle formed by the upper diffusion axis AX1 and the lower diffusion axis AX2.

噴射孔１５２は、キャビティ５Ｃの連結部５３に向けて燃料を噴射可能である。すなわち、ピストン５の所定のクランク角において噴射孔１５２から燃料噴射動作を行わせることで、噴射軸ＡＸを連結部５３に指向させることができる。図４は、前記所定のクランク角における噴射軸ＡＸとキャビティ５Ｃとの位置関係を示している。噴射孔１５２から噴射された燃料は、燃焼室６の空気と混合されて混合気を形成しつつ、連結部５３に吹き当たることになる。 The injection hole 152 can inject fuel toward the connecting portion 53 of the cavity 5C. That is, the injection shaft AX can be directed to the connecting portion 53 by performing the fuel injection operation from the injection hole 152 at a predetermined crank angle of the piston 5. FIG. 4 shows the positional relationship between the injection shaft AX and the cavity 5C at the predetermined crank angle. The fuel injected from the injection hole 152 is mixed with the air in the combustion chamber 6 to form an air-fuel mixture, and is blown onto the connecting portion 53.

図４に示すように、噴射軸ＡＸに沿って連結部５３に向けて噴射された燃料１５Ｅは、連結部５３に衝突し、その後、第１キャビティ部５１の方向（下方向）へ向かうもの（矢印Ｆ１１）と、第２キャビティ部５２の方向（上方向）へ向かうもの（矢印Ｆ２１）とに空間的に分離される。すなわち、連結部５３の中央部５３３を指向して噴射された燃料は、上下に分離され、その後は各々第１、第２キャビティ部５１、５２に存在する空気と混合しながら、これらキャビティ部５１、５２の面形状に沿って流動する。 As shown in FIG. 4, the fuel 15E injected toward the connecting portion 53 along the injection shaft AX collides with the connecting portion 53 and then heads in the direction (downward) of the first cavity portion 51 (downward). The arrow F11) and the one pointing in the direction (upward) of the second cavity 52 (arrow F21) are spatially separated. That is, the fuel injected toward the central portion 533 of the connecting portion 53 is separated into upper and lower parts, and then the cavities 51 are mixed with the air existing in the first and second cavities 51 and 52, respectively. , 52 flows along the surface shape.

詳しくは、矢印Ｆ１１の方向（下方向）に向かう混合気は、連結部５３の下端部５３１から第１キャビティ部５１の径方向窪み部５１４へ入り込み、下方向に流れる。その後、混合気は、径方向窪み部５１４の湾曲形状によって流動方向を下方向から径方向Ｂの内側方向へ変え、矢印Ｆ１２で示すように、第１底部５１２を有する第１キャビティ部５１の底面形状に倣って流動する。この際、混合気は、第１キャビティ部５１の空気と混合して濃度を薄めて行く。山部５４が存在することによって、第１キャビティ部５１の底面は径方向中央に向けてせり上がる形状を有している。したがって、矢印Ｆ１２方向に流動する混合気は上方に持ち上げられ、ついには矢印Ｆ１３で示すように、燃焼室天井面６Ｕから径方向外側へ向かうように流動する。このような流動の際にも、前記混合気は燃焼室６内に残存する空気と混合し、均質で薄い混合気となってゆく。 Specifically, the air-fuel mixture directed in the direction of the arrow F11 (downward) enters the radial recess 514 of the first cavity 51 from the lower end 531 of the connecting portion 53 and flows downward. After that, the air-fuel mixture changes the flow direction from the lower direction to the inner direction of the radial direction B due to the curved shape of the radial recessed portion 514, and as shown by the arrow F12, the bottom surface of the first cavity portion 51 having the first bottom portion 512. It flows according to the shape. At this time, the air-fuel mixture is mixed with the air in the first cavity portion 51 to dilute the concentration. Due to the presence of the mountain portion 54, the bottom surface of the first cavity portion 51 has a shape that rises toward the center in the radial direction. Therefore, the air-fuel mixture flowing in the direction of the arrow F12 is lifted upward, and finally, as shown by the arrow F13, flows outward from the combustion chamber ceiling surface 6U in the radial direction. Even during such a flow, the air-fuel mixture mixes with the air remaining in the combustion chamber 6 to become a homogeneous and thin air-fuel mixture.

一方、矢印Ｆ２１の方向（上方向）に向かう混合気は、連結部５３の第３上端部５３２から第２キャビティ部５２のテーパ領域５２４に入り込み、テーパ領域５２４の傾きに沿って斜め下方に向かう。そして、矢印Ｆ２２で示すように、前記混合気は第２底部５２２に至る。ここで、テーパ領域５２４は噴射軸ＡＸに沿う傾きを持つ面とされている。このため、前記混合気は径方向外側へスムースに流動することができる。つまり前記混合気は、テーパ領域５２４の存在、並びに、連結部５３の第３上端部５３２も下方に位置する第２底部５２２の存在によって、燃焼室６の径方向外側の奥深い位置まで到達することができる。 On the other hand, the air-fuel mixture heading in the direction of the arrow F21 (upward) enters the tapered region 524 of the second cavity portion 52 from the third upper end portion 532 of the connecting portion 53, and heads diagonally downward along the inclination of the tapered region 524. .. Then, as shown by the arrow F22, the air-fuel mixture reaches the second bottom portion 522. Here, the tapered region 524 is a surface having an inclination along the injection shaft AX. Therefore, the air-fuel mixture can smoothly flow outward in the radial direction. That is, the air-fuel mixture reaches a deep position on the radial outer side of the combustion chamber 6 due to the presence of the tapered region 524 and the presence of the second bottom portion 522 in which the third upper end portion 532 of the connecting portion 53 is also located below. Can be done.

しかる後、前記混合気は、第２底部５２２から立ち壁領域５２５の間の立ち上がり曲面によって上方に持ち上げられ、燃焼室天井面６Ｕから径方向内側へ向かうように流動する。このような、矢印Ｆ２２で示す流動の際に、前記混合気は第２キャビティ部５２内の空気と混合し、均質で薄い混合気となって行く。ここで、第２底部５２２よりも径方向外側に、概ね上下方向に延びる立ち壁領域５２５が存在することで、噴射された燃料（混合気）がシリンダ２の内周壁（一般に、図略のライナーが存在する）に到達することが阻止される。つまり、前記混合気は、第２底部５２２の形成によって燃焼室６の径方向外側付近まで流動できるが、立ち壁領域５２５の存在によって、シリンダ２の内周壁との干渉は抑止される。このため、前記干渉による冷損の発生を抑制することができる。 After that, the air-fuel mixture is lifted upward by the rising curved surface between the second bottom portion 522 and the standing wall region 525, and flows inward in the radial direction from the combustion chamber ceiling surface 6U. During such a flow indicated by the arrow F22, the air-fuel mixture mixes with the air in the second cavity portion 52 to become a homogeneous and thin air-fuel mixture. Here, due to the existence of the standing wall region 525 extending in the vertical direction substantially radially outside the second bottom portion 522, the injected fuel (air-fuel mixture) is applied to the inner peripheral wall of the cylinder 2 (generally, the liner in the figure). Is prevented from reaching). That is, the air-fuel mixture can flow to the vicinity of the radial outer side of the combustion chamber 6 by forming the second bottom portion 522, but the presence of the standing wall region 525 suppresses interference with the inner peripheral wall of the cylinder 2. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cold loss due to the interference.

ここで、立ち壁領域５２５は、その下方部分が、上端位置に対して径方向Ｂの内側に位置する形状を備えている。このため、矢印Ｆ２２で示す流動は過度に強くならず、混合気が径方向Ｂの内側へ戻り過ぎないようにすることができる。矢印Ｆ２２の流動が強すぎると、一部燃焼している混合気が新たに噴射された燃料の拡散が十分に進行する前に当該燃料と衝突し、燃料との反応に利用される空気の割合である空気利用率が低下し、煤などを発生させる。しかし、本実施形態の立ち壁領域５２５は、径方向外側に抉れた形状を備えておらず、矢印Ｆ２２の流動は抑制的となり、矢印Ｆ２３にて示す径方向Ｂの外側へ向かう流動も生成する。とりわけ、燃焼後期では逆スッキシュ流に牽引されることもあり、矢印Ｆ２３の流動が生じ易くなる。したがって、立ち壁領域２５２よりも径方向外側の空間（周縁平面部５５上のスキッシュ空間）に存在する空気も有効に利用した燃焼を行わせることができる。これにより、煤の発生などを抑止し、燃焼室６全体の空気を利用したエミッション性に優れた燃焼を実現させることができる。 Here, the standing wall region 525 has a shape in which the lower portion thereof is located inside the radial direction B with respect to the upper end position. Therefore, the flow indicated by the arrow F22 does not become excessively strong, and the air-fuel mixture can be prevented from returning too much to the inside of the radial direction B. If the flow of the arrow F22 is too strong, the partially burning air-fuel mixture collides with the newly injected fuel before the diffusion of the newly injected fuel progresses sufficiently, and the proportion of air used for the reaction with the fuel. The air utilization rate is reduced, and soot is generated. However, the standing wall region 525 of the present embodiment does not have a shape scooped out in the radial direction, the flow of the arrow F22 is suppressed, and the flow toward the outside of the radial direction B indicated by the arrow F23 is also generated. do. In particular, in the latter stage of combustion, it may be towed by the reverse squishy flow, and the flow of the arrow F23 is likely to occur. Therefore, the air existing in the space radially outside the standing wall region 252 (squish space on the peripheral flat surface portion 55) can also be effectively used for combustion. As a result, it is possible to suppress the generation of soot and realize combustion having excellent emission properties using the air of the entire combustion chamber 6.

以上の通り、噴射軸ＡＸに沿って連結部５３に向けて噴射された燃料が連結部５３に衝突して空間的に分離され、第１、第２キャビティ部５１、５２の空間に各々存在する空気を利用した燃焼（空気利用率の高い燃焼）が実現されることにより、燃焼時に煤などの発生を抑制することができる。 As described above, the fuel injected toward the connecting portion 53 along the injection shaft AX collides with the connecting portion 53 and is spatially separated, and exists in the spaces of the first and second cavities 51 and 52, respectively. By realizing combustion using air (combustion with a high air utilization rate), it is possible to suppress the generation of soot and the like during combustion.

［燃料噴射の時間的分離について］
本実施形態では、上述した燃料噴射の空間的分離に加え、時間的にも分離して、より燃焼室６内の空気を有効活用する例を示す。図５は、インジェクタ１５からキャビティ５Ｃに燃料を噴射するときの噴射パターンの一例と、この燃料噴射により発生する熱発生率の波形である熱発生特性Ｈとを示すタイムチャートである。本実施形態では、予混合圧縮着火燃焼（Premixed Compression Ignition combustion；以下、ＰＣＩ燃焼という）が適用される運転領域が予め定められており、図５に示される噴射パターンは、このＰＣＩ燃焼が適用される運転領域（以下、ＰＣＩ領域という）での運転時に選択される噴射パターンの一例を示している。インジェクタ１５による燃料噴射の動作は、後述の燃料噴射制御部７２（図７参照）によって制御される。燃料噴射制御部７２は、ＰＣＩ領域での運転時に、エンジンの各燃焼サイクルにおいて、噴射時期の早いプレ噴射Ｐ１と、噴射時期の遅いメイン噴射Ｐ３とを少なくとも実行させる。なお、図５では、プレ噴射Ｐ１とメイン噴射Ｐ３との間に中段噴射Ｐ２が実行される例が示されている。 [Time separation of fuel injection]
In this embodiment, in addition to the above-mentioned spatial separation of fuel injection, an example of separating in time to more effectively utilize the air in the combustion chamber 6 is shown. FIG. 5 is a time chart showing an example of an injection pattern when fuel is injected from the injector 15 into the cavity 5C and a heat generation characteristic H which is a waveform of the heat generation rate generated by the fuel injection. In the present embodiment, the operating region to which the premixed compression ignition combustion (hereinafter referred to as PCI combustion) is applied is predetermined, and this PCI combustion is applied to the injection pattern shown in FIG. An example of an injection pattern selected at the time of operation in the operation area (hereinafter referred to as PCI area) is shown. The operation of fuel injection by the injector 15 is controlled by the fuel injection control unit 72 (see FIG. 7) described later. The fuel injection control unit 72 causes at least the pre-injection P1 having an early injection timing and the main injection P3 having a late injection timing to be executed in each combustion cycle of the engine during operation in the PCI region. Note that FIG. 5 shows an example in which the middle stage injection P2 is executed between the pre-injection P1 and the main injection P3.

プレ噴射Ｐ１は、圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早いタイミングで実行される燃料噴射である。図５では、－２０°ＣＡから－１０°ＣＡの期間内にプレ噴射Ｐ１が実行される例を示している。なお、「°ＣＡ」はクランク角を表し、マイナスのクランク角はＴＤＣよりも進角側であることを、プラスのクランク角はＴＤＣよりも遅角側であることを、それぞれ示している。プレ噴射Ｐ１によりＴＤＣよりも早いタイミングで噴射された燃料は、空気と十分に混合された後に自着火により燃焼する（ＰＣＩ燃焼）。言い換えると、プレ噴射Ｐ１の噴射時期のＴＤＣに対する進角量は、当該プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料がＰＣＩ燃焼（予混合圧縮着火燃焼）するような値に設定される。 The pre-injection P1 is a fuel injection executed at a timing earlier than the compression top dead center (TDC). FIG. 5 shows an example in which the pre-injection P1 is executed within a period of −20 ° CA to −10 ° CA. Note that "° CA" represents the crank angle, indicating that the negative crank angle is on the advance side of the TDC and that the positive crank angle is on the retard side of the TDC. The fuel injected by the pre-injection P1 at a timing earlier than the TDC is sufficiently mixed with air and then burned by self-ignition (PCI combustion). In other words, the amount of advance of the pre-injection P1 with respect to the TDC at the injection timing is set to a value such that the fuel injected by the pre-injection P1 is PCI combustion (premixed compression ignition combustion).

メイン噴射Ｐ３は、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料の着火後（燃焼中）でかつピストン５が圧縮上死点（ＴＤＣ）付近に位置するタイミングで実行される燃料噴射である。図５では、ＴＤＣよりもやや遅角側のタイミングでメイン噴射Ｐ３が開始される例を示している。より詳しくは、メイン噴射Ｐ３の開始時期は、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料の燃焼（ＰＣＩ燃焼）に起因して生じる熱発生率のピーク、つまり図５の熱発生特性ＨにおいてＴＤＣ付近に形成されるピーク（後述する図９（Ａ）の第１ピークＨＡｐに対応）の発生時期と同時かもしくはこれよりも遅角側のタイミングに設定される。図５では、前記ＰＣＩ燃焼による熱発生率のピーク（第１ピーク）の発生時期よりもやや遅角側のタイミングでメイン噴射Ｐ３が開始される例を示している。メイン噴射Ｐ３によりＰＣＩ燃焼中に噴射された燃料は、噴射開始からごく短時間のうちに自着火に至る。このようなメイン噴射Ｐ３に基づく燃焼は、ＰＣＩ燃焼ではなく拡散燃焼となる。 The main injection P3 is a fuel injection executed after ignition (during combustion) of the fuel injected by the pre-injection P1 and at a timing when the piston 5 is located near the compression top dead center (TDC). FIG. 5 shows an example in which the main injection P3 is started at a timing slightly retarded to the TDC. More specifically, the start time of the main injection P3 is formed near the TDC in the peak of the heat generation rate caused by the combustion (PCI combustion) of the fuel injected by the pre-injection P1, that is, the heat generation characteristic H in FIG. It is set at the same time as the occurrence time of the peak to be generated (corresponding to the first peak HAp in FIG. 9A described later) or at a timing on the retard side of this. FIG. 5 shows an example in which the main injection P3 is started at a timing slightly retarded from the time when the peak (first peak) of the heat generation rate due to the PCI combustion is generated. The fuel injected during PCI combustion by the main injection P3 reaches self-ignition within a very short time from the start of injection. Combustion based on such main injection P3 is not PCI combustion but diffusion combustion.

本実施形態において、燃料の噴射率の最大値はプレ噴射Ｐ１とメイン噴射Ｐ３とで同一であるが、燃料の噴射期間はプレ噴射Ｐ１の方が長く設定されている。すなわち、本実施形態では、ＰＣＩ領域において、メイン噴射Ｐ３の噴射量よりもプレ噴射Ｐ１の噴射量の方が多くなるようにインジェクタ１５が制御される。 In the present embodiment, the maximum value of the fuel injection rate is the same for the pre-injection P1 and the main injection P3, but the fuel injection period is set longer for the pre-injection P1. That is, in the present embodiment, the injector 15 is controlled so that the injection amount of the pre-injection P1 is larger than the injection amount of the main injection P3 in the PCI region.

中段噴射Ｐ２は、プレ噴射Ｐ１とメイン噴射Ｐ３との間において、各噴射Ｐ１，Ｐ３のいずれよりも少量の燃料を噴射する。中段噴射Ｐ２は、熱発生特性Ｈにおけるピーク間の谷部（２～３°ＣＡ付近の谷部）を可及的に小さくして消音を図る目的で実行されるが、この中段噴射Ｐ２を省くことも可能である。 The middle stage injection P2 injects a smaller amount of fuel between the pre-injection P1 and the main injection P3 than any of the injections P1 and P3. The middle stage injection P2 is executed for the purpose of reducing the valley portion between peaks (the valley portion near 2 to 3 ° CA) in the heat generation characteristic H as much as possible to muffle the sound, but the middle stage injection P2 is omitted. It is also possible.

ここで、上述した連結部５３を指向した燃料噴射は、プレ噴射Ｐ１の際に実行される。メイン噴射Ｐ３は、プレ噴射Ｐ１にて噴射された燃料（混合気）が、上述の通り下側の第１キャビティ部５１と上側の第２キャビティ部５２とに空間的に分離された後に、その分離された上下の混合気間に噴射される噴射である。この点を図６に基づいて説明する。図６は、メイン噴射Ｐ３が終了するタイミングにおける、燃焼室６での混合気の生成状況を模式的に示す図である。 Here, the fuel injection directed to the connecting portion 53 described above is executed at the time of the pre-injection P1. The main injection P3 is the fuel (air-fuel mixture) injected in the pre-injection P1 after being spatially separated into the lower first cavity portion 51 and the upper second cavity portion 52 as described above. It is an injection that is injected between the separated upper and lower air-fuel mixture. This point will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing the generation state of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 at the timing when the main injection P3 ends.

プレ噴射Ｐ１による噴射燃料は、燃焼室６内の空気と混合されて混合気となりつつ、連結部５３に吹き当たる。連結部５３への吹き当たりによって当該混合気は、図６に示すように、第１キャビティ部５１へ向かう下側混合気Ｍ１１と、第２キャビティ部５２へ向かう上側混合気Ｍ１２とに分離される。これが上述した混合気の空間的分離である。メイン噴射Ｐ３は、プレ噴射Ｐ１にて噴射された燃料（混合気）が第１、第２キャビティ部５１、５２の空間に入り込んで空間的に分離された後に、その分離された２つの混合気間の空間に残存する空気を利用して新たな混合気を形成するべく実行される噴射である。 The fuel injected by the pre-injection P1 is mixed with the air in the combustion chamber 6 to form an air-fuel mixture, and is blown onto the connecting portion 53. As shown in FIG. 6, the air-fuel mixture is separated into a lower air-fuel mixture M11 toward the first cavity portion 51 and an upper air-fuel mixture M12 toward the second cavity portion 52 by blowing onto the connecting portion 53. .. This is the spatial separation of the air-fuel mixture described above. In the main injection P3, the fuel (air-fuel mixture) injected by the pre-injection P1 enters the space of the first and second cavities 51 and 52 and is spatially separated, and then the two separated air-fuel mixture is separated. It is an injection performed to form a new air-fuel mixture using the air remaining in the space between them.

図６に基づきさらに説明を加える。メイン噴射Ｐ３の実行タイミングではピストン５はほぼＴＤＣの位置にあるので、当該メイン噴射Ｐ３の燃料は、連結部５３のやや下方位置を指向して噴射されることになる。先に噴射されたプレ噴射Ｐ１の下側混合気Ｍ１１、上側混合気Ｍ１２は、各々第１キャビティ部５１、第２キャビティ部５２に入り込み、それぞれの空間の空気と混合して稀釈化が進行している。メイン噴射Ｐ３が開始される直前は、下側混合気Ｍ１１と上側混合気Ｍ１２との間に未使用の空気（燃料と混合していない空気）が存在する状態である。このような未使用空気層の形成に、第１キャビティ部５１のエッグシェープ形状が貢献する。メイン噴射Ｐ３の噴射燃料は、下側混合気Ｍ１１と上側混合気Ｍ１２との間に入り込む形態となり、前記未使用の空気と混合されて第２混合気Ｍ２となる。これが燃料噴射の時間的分離である。以上の通り、本実施形態では、燃料噴射の空間的、時間的分離によって、燃焼室６に存在する空気を有効利用した燃焼を実現させることができる。 Further explanation will be added based on FIG. Since the piston 5 is substantially at the TDC position at the execution timing of the main injection P3, the fuel of the main injection P3 is injected toward a position slightly below the connecting portion 53. The lower air-fuel mixture M11 and the upper air-fuel mixture M12 of the pre-injection P1 previously injected enter the first cavity portion 51 and the second cavity portion 52, respectively, and mix with the air in the respective spaces to proceed with dilution. ing. Immediately before the start of the main injection P3, unused air (air not mixed with fuel) exists between the lower air-fuel mixture M11 and the upper air-fuel mixture M12. The egg shape shape of the first cavity portion 51 contributes to the formation of such an unused air layer. The injected fuel of the main injection P3 enters between the lower air-fuel mixture M11 and the upper air-fuel mixture M12, and is mixed with the unused air to become the second air-fuel mixture M2. This is the temporal separation of fuel injection. As described above, in the present embodiment, it is possible to realize combustion that effectively utilizes the air existing in the combustion chamber 6 by spatially and temporally separating the fuel injections.

［制御構成］
図７は、前記ディーゼルエンジンシステムの制御構成を示すブロック図である。本実施形態のエンジンシステムは、プロセッサ７０によって統括的に制御される。プロセッサ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される。プロセッサ７０には、車両に搭載された各種センサからの検出信号が入力される。先に説明したセンサＳＮ１～ＳＮ９に加え、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＮ１０と、車両の外気の圧力（大気圧）を計測する大気圧センサＳＮ１１と、車両の外気の温度（外気温）を計測する外気温センサＳＮ１２とが備えられている。なお、アクセル開度センサＳＮ１０は、本発明における「検出部」の一例に該当する。 [Control configuration]
FIG. 7 is a block diagram showing a control configuration of the diesel engine system. The engine system of this embodiment is collectively controlled by the processor 70. The processor 70 is composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Detection signals from various sensors mounted on the vehicle are input to the processor 70. In addition to the sensors SN1 to SN9 described above, the vehicle is equipped with an accelerator opening sensor SN10 that detects the accelerator opening, which is the opening of the accelerator pedal operated by the driver who drives the vehicle, and the pressure of the outside air of the vehicle. An atmospheric pressure sensor SN11 for measuring (atmospheric pressure) and an outside temperature sensor SN12 for measuring the temperature (outside temperature) of the outside air of the vehicle are provided. The accelerator opening sensor SN10 corresponds to an example of the "detection unit" in the present invention.

プロセッサ７０は、上述したクランク角センサＳＮ１、水温センサＳＮ２、エアフローセンサＳＮ３、吸気温センサＳＮ４、吸気圧センサＳＮ５、吸気Ｏ２センサＳＮ６、噴射圧センサＳＮ７、排気Ｏ２センサＳＮ８、触媒温度センサＳＮ９、アクセル開度センサＳＮ１０、大気圧センサＳＮ１１、および外気温センサＳＮ１２と電気的に接続されている。これらのセンサＳＮ１～ＳＮ１２によって検出された情報、すなわち、クランク角、エンジン回転数、エンジン水温、吸気流量、吸気温度、吸気圧、吸気酸素濃度、燃圧（インジェクタ１５の噴射圧）、排気酸素濃度、触媒温度、アクセル開度、大気圧、外気温等の情報がプロセッサ７０に逐次入力される。 The processor 70 includes the crank angle sensor SN1, water temperature sensor SN2, airflow sensor SN3, intake air temperature sensor SN4, intake pressure sensor SN5, intake O 2 sensor SN6, injection pressure sensor SN7, exhaust O 2 sensor SN8, and catalyst temperature sensor SN9. , The accelerator opening sensor SN10, the atmospheric pressure sensor SN11, and the outside temperature sensor SN12 are electrically connected. Information detected by these sensors SN1 to SN12, that is, crank angle, engine rotation speed, engine water temperature, intake flow rate, intake temperature, intake pressure, intake oxygen concentration, fuel pressure (injection pressure of injector 15), exhaust oxygen concentration, Information such as the catalyst temperature, the accelerator opening degree, the atmospheric pressure, and the outside temperature is sequentially input to the processor 70.

プロセッサ７０は、前記各センサＳＮ１～ＳＮ１２他からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、プロセッサ７０は、インジェクタ１５、燃圧レギュレータ１６、スロットル弁３２、ＥＧＲ弁４５、吸気ＶＶＴ１３ａ、排気ＶＶＴ１４ａ、可変ベーン機構４８ａ、およびウェストゲート弁４９等と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。 The processor 70 controls each part of the engine while executing various determinations and calculations based on the input signals from the sensors SN1 to SN12 and the like. That is, the processor 70 is electrically connected to the injector 15, the fuel pressure regulator 16, the throttle valve 32, the EGR valve 45, the intake VVT13a, the exhaust VVT14a, the variable vane mechanism 48a, the waist gate valve 49, etc. Control signals are output to each of these devices based on the results.

プロセッサ７０は、機能的に、運転状態判定部７１、燃料噴射制御部７２、過給圧制御部７７、および記憶部７８を備えている。 The processor 70 functionally includes an operating state determination unit 71, a fuel injection control unit 72, a boost pressure control unit 77, and a storage unit 78.

運転状態判定部７１は、クランク角センサＳＮ１の検出値に基づくエンジン回転数と、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値（アクセルペダルの開度情報）に基づくエンジン負荷などから、エンジンの運転状態を判定するモジュールである。例えば、運転状態判定部７１は、現状のエンジンの運転領域が、上述したプレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３が実行される（予混合圧縮着火燃焼が実行される）ＰＣＩ領域であるか否かを判定する。 The operating state determination unit 71 determines the operating state of the engine from the engine rotation speed based on the detection value of the crank angle sensor SN1 and the engine load based on the detection value (accelerator pedal opening information) of the accelerator opening sensor SN10. It is a module to do. For example, the operating state determination unit 71 determines whether or not the operating region of the current engine is the PCI region in which the above-mentioned pre-injection P1 and main injection P3 are executed (premixed compression ignition combustion is executed). do.

燃料噴射制御部７２は、インジェクタ１５による燃料の噴射動作を制御する制御モジュールである。前記ＰＣＩ領域でエンジンが運転されているとき、燃料噴射制御部７２は、エンジンの燃焼サイクルごとに、圧縮上死点より前の所定のタイミングで燃料を噴射させるプレ噴射Ｐ１と、ピストン５が圧縮上死点付近に位置するタイミングで燃料噴射を行わせるメイン噴射Ｐ３と、を少なくとも含む複数回の燃料噴射をインジェクタ１５に実行させる。 The fuel injection control unit 72 is a control module that controls the fuel injection operation by the injector 15. When the engine is operating in the PCI region, the fuel injection control unit 72 compresses the pre-injection P1 for injecting fuel at a predetermined timing before the compression top dead point and the piston 5 for each combustion cycle of the engine. The injector 15 is made to execute a plurality of fuel injections including at least a main injection P3 for injecting fuel at a timing located near the top dead point.

さらに、燃料噴射制御部７２は、機能的に、噴射パターン選択部７３、設定部７４、予測部７５、および補正部７６を備えている。 Further, the fuel injection control unit 72 functionally includes an injection pattern selection unit 73, a setting unit 74, a prediction unit 75, and a correction unit 76.

噴射パターン選択部７３は、インジェクタ１５からの燃料噴射のパターンを、各種の条件に応じて設定する。少なくとも前記ＰＣＩ領域において、噴射パターン選択部７３は、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む燃料噴射のパターンを設定する。 The injection pattern selection unit 73 sets the fuel injection pattern from the injector 15 according to various conditions. At least in the PCI region, the injection pattern selection unit 73 sets a fuel injection pattern including the pre-injection P1 and the main injection P3.

設定部７４は、インジェクタ１５からの燃料の噴射量および噴射時期を、各種の条件に応じて設定する。例えば、設定部７４は、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値等から特定されるエンジン負荷が高いほど（言い換えるとアクセル開度が高いほど）燃料の噴射量が多くなるように、インジェクタ１５を制御する。すなわち、アクセル開度の高い高負荷条件では、エンジンに高い出力トルクが要求されているので、設定部７４は、この要求トルクに見合った高い熱量を発生させるべく、１燃焼サイクルあたりの燃料の噴射量（燃料を分割噴射する場合はその総量）を増大させる。 The setting unit 74 sets the injection amount and injection timing of the fuel from the injector 15 according to various conditions. For example, the setting unit 74 controls the injector 15 so that the higher the engine load specified from the detection value of the accelerator opening sensor SN10 (in other words, the higher the accelerator opening), the larger the fuel injection amount. .. That is, since a high output torque is required for the engine under a high load condition with a high accelerator opening, the setting unit 74 injects fuel per combustion cycle in order to generate a high amount of heat commensurate with this required torque. Increase the amount (or the total amount if the fuel is injected separately).

また、前記ＰＣＩ領域において、設定部７４は、プレ噴射Ｐ１に伴う燃焼室６内の熱発生率の上昇ピークである第１ピークと、メイン噴射Ｐ３に伴う燃焼室６内の熱発生率の上昇ピークである第２ピークとを含む目標熱発生特性が得られるように、インジェクタ１５からの燃料の噴射量および噴射時期を設定する。図８に、目標熱発生特性Ｈｓの一例を示す。例示された目標熱発生特性Ｈｓでは、４°ＣＡ付近に前記第１ピークが、８°ＣＡ付近に前記第２ピークが各々表れている。 Further, in the PCI region, the setting unit 74 has a first peak, which is an increase peak of the heat generation rate in the combustion chamber 6 due to the pre-injection P1, and an increase in the heat generation rate in the combustion chamber 6 due to the main injection P3. The injection amount and injection timing of the fuel from the injector 15 are set so that the target heat generation characteristics including the second peak, which is the peak, can be obtained. FIG. 8 shows an example of the target heat generation characteristic Hs. In the exemplified target heat generation characteristic Hs, the first peak appears near 4 ° CA and the second peak appears near 8 ° CA.

さらに、設定部７４は、前記第１ピークが発生する時期と前記第２ピークが発生する時期とのピーク間隔が、プレ噴射Ｐ１の燃料の燃焼に起因して生じる圧力波とメイン噴射Ｐ３の燃料の燃焼に起因して生じる圧力波とが互いに打ち消し合う間隔となるように、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３の噴射時期を設定する。これにより、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３によって各々発生する燃焼騒音どうしが打ち消し合うこととなり、ディーゼルノック音等の燃焼騒音を十分に低いレベルに抑制することができる。これらについては、後で詳述する。 Further, in the setting unit 74, the peak interval between the time when the first peak occurs and the time when the second peak occurs is the pressure wave generated by the combustion of the fuel of the pre-injection P1 and the fuel of the main injection P3. The injection timings of the pre-injection P1 and the main injection P3 are set so that the pressure waves generated due to the combustion of the above can cancel each other out. As a result, the combustion noise generated by the pre-injection P1 and the main injection P3 cancel each other out, and the combustion noise such as the diesel knock noise can be suppressed to a sufficiently low level. These will be described in detail later.

プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３が少なくとも実行される前記ＰＣＩ領域での運転時、燃料の着火時期は、最も早いタイミングで比較的多くの燃料を噴射するプレ噴射Ｐ１の実行状況に主に支配される。言い換えると、ＰＣＩ領域では、プレ噴射Ｐ１の態様（噴射量、噴射時期）を定めれば、その後の燃料噴射（中段噴射Ｐ２およびメイン噴射Ｐ３）に伴う燃焼は比較的ロバスト性の高いものとなる。したがって、本実施形態では、ＰＣＩ領域での運転時に、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期を主導的に調整し、これによって前記第１ピークと前記第２ピークとの高さ比率を目標値に近づけかつ前記第１ピークと第２ピークとの間隔（インターバル）を目標値に近づけるようにしている。なお、メイン噴射Ｐ３の態様（噴射量や噴射時期）を主導的に変更した場合には、燃焼期間が全体的にシフトし、燃費性能やトルクに影響を及ぼすことがある。 During operation in the PCI region where the pre-injection P1 and the main injection P3 are executed at least, the ignition timing of the fuel is mainly controlled by the execution status of the pre-injection P1 that injects a relatively large amount of fuel at the earliest timing. .. In other words, in the PCI region, if the mode (injection amount, injection timing) of the pre-injection P1 is determined, the combustion accompanying the subsequent fuel injection (middle stage injection P2 and main injection P3) becomes relatively robust. .. Therefore, in the present embodiment, the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1 are voluntarily adjusted during the operation in the PCI region, whereby the height ratio between the first peak and the second peak is set as the target value. The interval between the first peak and the second peak is set to be close to the target value. If the mode of the main injection P3 (injection amount and injection timing) is changed in a leading manner, the combustion period may shift as a whole, which may affect fuel efficiency and torque.

予測部７５は、ＰＣＩ領域での運転時に、設定部７４が目標熱発生特性Ｈｓに基づいて設定した燃料噴射（プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３等）の噴射量および噴射時期と、燃焼室６での燃焼に影響を与える所定の燃焼環境要因とに基づいて、現状のコンデション下で生じる熱発生特性を予測する処理を実行する。例えば、予測部７５は、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期と前記燃焼環境要因とに基づいて、プレ噴射Ｐ１に伴い生じる熱発生率のピークである第１ピークの発生時期と、当該第１ピークの高さ（ピーク値）とを予測する処理を実行する。 The prediction unit 75 determines the injection amount and injection timing of the fuel injection (pre-injection P1 and main injection P3, etc.) set by the setting unit 74 based on the target heat generation characteristic Hs during operation in the PCI region, and the combustion chamber 6. Based on the predetermined combustion environmental factors that affect the combustion of the fuel, the process of predicting the heat generation characteristics generated under the current conditions is executed. For example, the prediction unit 75 may generate a first peak, which is a peak of the heat generation rate generated by the pre-injection P1, and a first peak based on the injection amount and injection timing of the pre-injection P1 and the combustion environmental factor. The process of predicting the peak height (peak value) is executed.

予測部７５は、この予測のために所定の予測モデル式を用いる（図１２～図１５に基づき後述する）。前記第１ピークの発生時期および高さは、各種センサＳＮ１～ＳＮ１２の検出結果に基づきフィードバック制御により調整することも可能である。しかしながら、フィードバック制御では、現にディーゼルノック音が発生してしまうことがあり、ドライバーに不快感を与えかねない。そこで、予測部７５は、前記予測モデル式を用いたフィードフォワード方式により、前記第１ピークの発生時期および高さを予測するとともに、予測した発生時期および高さとそれぞれの目標値（つまり目標熱発生特性Ｈｓに規定される第１ピークの発生時期および高さ）とのずれを予測する。 The prediction unit 75 uses a predetermined prediction model formula for this prediction (described later based on FIGS. 12 to 15). The time and height of the first peak can be adjusted by feedback control based on the detection results of the various sensors SN1 to SN12. However, in the feedback control, a diesel knocking sound may actually be generated, which may cause discomfort to the driver. Therefore, the prediction unit 75 predicts the occurrence time and height of the first peak by the feedforward method using the prediction model formula, and also predicts the occurrence time and height and the respective target values (that is, the target heat generation). The deviation from the occurrence time and height of the first peak defined in the characteristic Hs is predicted.

補正部７６は、予測部７５により予測された前記第１ピークの発生時期および高さに基づいて、設定部７４が設定したプレ噴射Ｐ１の噴射量もしくは燃料時期を補正する。すなわち、補正部７６は、燃焼環境要因を参照して予測部７５により求められた前記第１ピークの発生時期および高さの予測値と、目標熱発生特性Ｈｓにおける対応する値（目標値）との乖離を解消させるように、プレ噴射Ｐ１の噴射量もしくは燃料時期を補正する。つまり、ディーゼルノック音が発生してしまう前に、前記乖離を解消する補正が行われる。 The correction unit 76 corrects the injection amount or fuel timing of the pre-injection P1 set by the setting unit 74 based on the generation time and height of the first peak predicted by the prediction unit 75. That is, the correction unit 76 includes the predicted value of the occurrence time and height of the first peak obtained by the prediction unit 75 with reference to the combustion environmental factor, and the corresponding value (target value) in the target heat generation characteristic Hs. The injection amount or fuel timing of the pre-injection P1 is corrected so as to eliminate the deviation between the two. That is, before the diesel knock sound is generated, the correction for eliminating the deviation is performed.

記憶部７８は、前記ＰＣＩ領域での運転時に標準的に採用される燃料の噴射量および噴射時期を、基準量および基準時期として記憶している。基準量および基準時期は、前記燃焼環境要因が想定している標準範囲内であることを条件に上述した目標熱発生特性Ｈｓが得られるような噴射量および噴射時期のことであり、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む各燃料噴射についてそれぞれ定められている。各燃料噴射の基準量および基準時期は、アクセル開度等から特定されるエンジン負荷やエンジン回転数を含む種々の条件ごとに定められている。例えば、基準量は、アクセル開度（エンジン負荷）が高くなるほど増大され、基準時期は、基準量の変化に応じて進角または遅角される。ＰＣＩ領域での運転時、設定部７４は、記憶部７８に記憶されている種々の条件に対応した基準量および基準時期の中から、現状の運転状態に適合する基準量および基準時期を都度読み出して、これを現時点で使用すべき基準量および基準時期として設定する。 The storage unit 78 stores the injection amount and injection timing of the fuel, which is standardly adopted during operation in the PCI region, as the reference amount and the reference timing. The reference amount and the reference time are the injection amount and the injection timing so that the above-mentioned target heat generation characteristic Hs can be obtained on condition that the combustion environmental factor is within the assumed standard range, and the pre-injection P1. And each fuel injection including the main injection P3 is defined respectively. The reference amount and reference time for each fuel injection are set for each of various conditions including the engine load and engine speed specified from the accelerator opening and the like. For example, the reference amount is increased as the accelerator opening degree (engine load) is increased, and the reference time is advanced or retarded according to a change in the reference amount. During operation in the PCI area, the setting unit 74 reads out the reference amount and the reference time suitable for the current operating state from the reference amount and the reference time corresponding to various conditions stored in the storage unit 78 each time. Then, set this as the reference amount and reference time to be used at the present time.

また、記憶部７８は、燃料噴射制御部７２の予測部７５が所定の演算処理を行う際に用いる予測モデル式を記憶している。予測モデル式は、所定の燃焼環境要因に基づいて、前記第１ピークの発生時期および高さの目標値（目標熱発生特性Ｈｓによる規定値）に対する変動を予測する式である。なお、前記燃焼環境要因は、各センサＳＮ１～１２の計測値から直接的または間接的に導出されるものであり、例えば燃焼室６の壁面温度、筒内圧、筒内ガス温度、筒内酸素濃度、噴射圧などが含まれる。 Further, the storage unit 78 stores the prediction model formula used when the prediction unit 75 of the fuel injection control unit 72 performs a predetermined arithmetic process. The prediction model formula is a formula for predicting fluctuations in the target value (specified value according to the target heat generation characteristic Hs) of the occurrence time and height of the first peak based on a predetermined combustion environmental factor. The combustion environment factor is directly or indirectly derived from the measured values of the sensors SN1 to 12, for example, the wall surface temperature, the in-cylinder pressure, the in-cylinder gas temperature, and the in-cylinder oxygen concentration of the combustion chamber 6. , Injection pressure, etc. are included.

過給圧制御部７７は、エンジンの運転状態に応じて過給圧（吸気圧センサＳＮ５により検出される過給後の吸気圧）を制御する。具体的に、過給圧制御部７７は、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値等から特定されるエンジン負荷（要求トルク）と、クランク角センサＳＮ１の検出値から特定されるエンジン回転数とを含む所定のパラメータに基づいて、過給圧の目標値である目標過給圧を設定するとともに、設定した目標過給圧が得られるように可変ベーン機構４８ａやウェストゲート弁４９（さらに必要な場合はＥＧＲ弁４５やスロットル弁３２）を制御する。目標過給圧は、例えば図１０に示すように、エンジン負荷および回転数が高い条件であるほど高くなるように設定される。 The supercharging pressure control unit 77 controls the supercharging pressure (intake pressure after supercharging detected by the intake pressure sensor SN5) according to the operating state of the engine. Specifically, the boost pressure control unit 77 includes an engine load (required torque) specified from the detected value of the accelerator opening sensor SN10 and the engine speed specified from the detected value of the crank angle sensor SN1. A variable vane mechanism 48a and a waist gate valve 49 (if necessary) are set so that the target boost pressure, which is the target value of the boost pressure, is set based on a predetermined parameter, and the set target boost pressure can be obtained. It controls the EGR valve 45 and the throttle valve 32). As shown in FIG. 10, for example, the target boost pressure is set so as to be higher as the engine load and the rotation speed are higher.

［二段熱発生率と騒音相殺］
図９（Ａ）は、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３の各燃焼により生じる熱発生率の波形を示す図である。図９（Ａ）では、波形の特徴がより分かり易くなるように、図５に示した熱発生特性Ｈを多少デフォルメして図示している。 [Two-stage heat generation rate and noise offset]
FIG. 9A is a diagram showing waveforms of the heat generation rate generated by each combustion of the pre-injection P1 and the main injection P3. In FIG. 9A, the heat generation characteristic H shown in FIG. 5 is shown in a slightly deformed manner so that the characteristics of the waveform can be more easily understood.

熱発生特性Ｈは、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料の燃焼に伴い生じる熱発生率の波形である前段燃焼部分ＨＡと、メイン噴射Ｐ３により噴射された燃料の燃焼に伴い生じる熱発生率の波形である後段燃焼部分ＨＢとを有する。前段燃焼部分ＨＡおよび後段燃焼部分ＨＢは、それぞれ山型の波形を呈するとともに、その頂点に、最も熱発生率が高い第１ピークＨＡｐおよび第２ピークＨＢｐを有する。これら第１・第２ピークＨＡｐ，ＨＢｐに対応して、燃焼圧力の変化率（上昇率）にも２つのピークが生じることとなる。 The heat generation characteristic H is a waveform of the heat generation rate generated by the combustion of the fuel injected by the pre-injection P1 and the front-stage combustion portion HA which is a waveform of the heat generation rate generated by the combustion of the fuel injected by the pre-injection P1. It has a post-stage combustion portion HB which is. The first-stage combustion portion HA and the second-stage combustion portion HB each exhibit a mountain-shaped waveform, and have a first peak HAp and a second peak HBp having the highest heat generation rate at the apex thereof. Corresponding to these first and second peaks HAp and HBp, two peaks also occur in the rate of change (rate of increase) in combustion pressure.

第１ピークＨＡｐにおける熱発生率の値（ピーク値）であるピーク高さＸＡと、第２ピークＨＢｐにおける熱発生率の値（ピーク値）であるピーク高さＸＢとを比較した場合、図９（Ａ）に例示される熱発生特性では、第１ピークＨＡｐの高さＸＡの方が第２ピークＨＢｐの高さＸＢよりも小さくなっている。ただし、第１ピークＨＡｐの高さＸＡまたは第２ピークＨＢｐの高さＸＢのいずれかが傑出して高いと、これに起因して燃焼騒音が大きくなる。したがって、第１ピークＨＡｐの高さＸＡと第２ピークＨＢｐの高さＸＢとの差が過大にならないように、前段燃焼部分ＨＡと後段燃焼部分ＨＢとの熱発生割合を制御することが望ましい。 When the peak height XA, which is the value (peak value) of the heat generation rate at the first peak HAp, and the peak height XB, which is the value (peak value) of the heat generation rate at the second peak HBp, are compared, FIG. In the heat generation characteristics exemplified in (A), the height XA of the first peak HAp is smaller than the height XB of the second peak HBp. However, if either the height XA of the first peak HAp or the height XB of the second peak HBp is remarkably high, the combustion noise becomes large due to this. Therefore, it is desirable to control the heat generation ratio between the front-stage combustion portion HA and the rear-stage combustion portion HB so that the difference between the height XA of the first peak HAp and the height XB of the second peak HBp does not become excessive.

また、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡと第２ピークＨＢｐの発生時期ＹＢとの間隔をピーク間隔Ｚとする。このピーク間隔Ｚも、燃焼騒音に大きな影響を与える。すなわち、ピーク間隔Ｚを、前段燃焼部分ＨＡの燃焼に起因する圧力波（音波）と、後段燃焼部分ＨＢの燃焼に起因する圧力波とが互いに打ち消し合う間隔とすれば、周波数効果によって表出する圧力波（燃焼騒音）を抑制することができる。この点につき、図９（Ｂ）に基づき説明を加える。 Further, the interval between the occurrence time YA of the first peak HAp and the occurrence time YB of the second peak HBp is defined as the peak interval Z. This peak interval Z also has a great influence on the combustion noise. That is, if the peak interval Z is an interval in which the pressure wave (sound wave) caused by the combustion of the front-stage combustion portion HA and the pressure wave caused by the combustion of the rear-stage combustion portion HB cancel each other out, it is expressed by the frequency effect. Pressure waves (combustion noise) can be suppressed. An explanation will be added to this point based on FIG. 9B.

図９（Ｂ）は、圧力波の打ち消し効果を説明するための模式図である。この図９（Ｂ）では、図９（Ａ）に示したピーク間隔Ｚが、前段燃焼部分ＨＡおよび後段燃焼部分ＨＢの各々の燃焼に起因する圧力波が互いに打ち消し合う間隔に設定されていた場合の各圧力波を示している。図９（Ｂ）において、前段燃焼部分ＨＡの燃焼に起因して発生する前段圧力波をＥＡｗ、後段燃焼部分ＨＢの燃焼に起因して発生する後段圧力波をＥＢｗとすると、これら前段圧力波ＥＡｗおよび後段圧力波ＥＢｗは、ともに圧縮着火燃焼に起因して生じる圧力波であり、その周期は基本的に同一値Ｆｗとなる。この場合において、図９（Ａ）に示したピーク間隔Ｚがこの前段圧力波ＥＡｗおよび後段圧力波ＥＢｗの周期Ｆｗの１／２倍に設定されていたとすると、図９（Ｂ）に示すように、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとは逆位相となって互いに打ち消し合うように干渉し、その合成波ＥＭの振幅は大幅に低減される。これが圧力波（燃焼騒音）の打ち消し効果である。 FIG. 9B is a schematic diagram for explaining the effect of canceling the pressure wave. In FIG. 9B, when the peak interval Z shown in FIG. 9A is set to an interval in which the pressure waves caused by the combustion of the front-stage combustion portion HA and the rear-stage combustion portion HB cancel each other out. Each pressure wave of is shown. In FIG. 9B, assuming that the pre-stage pressure wave generated due to the combustion of the pre-stage combustion portion HA is EAw and the post-stage pressure wave generated due to the combustion of the post-stage combustion portion HB is EBw, these pre-stage pressure waves EAw. Both the post-stage pressure wave EBw and the post-stage pressure wave EBw are pressure waves generated due to compression ignition combustion, and their periods are basically the same value Fw. In this case, assuming that the peak interval Z shown in FIG. 9A is set to 1/2 times the period Fw of the front pressure wave EAw and the rear pressure wave EBw, as shown in FIG. 9B. The front pressure wave EAw and the rear pressure wave EBw are in opposite phase and interfere with each other so as to cancel each other, and the amplitude of the combined wave EM is significantly reduced. This is the effect of canceling the pressure wave (combustion noise).

なお、前段圧力波ＥＡｗの振幅と後段圧力波ＥＢｗの振幅とは、第１ピークＨＡｐおよび第２ピークＨＢｐの各高さＸＡ，ＸＢに応じた値となり、必ずしも同一になるわけではない。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射量／噴射時期と、メイン噴射Ｐ３の噴射量／噴射時期とは、それぞれ、エンジンの燃費や出力トルク等の種々の要求を勘案して定められるものであり、多くのケースでは、第２ピークＨＢｐの高さＸＢの方が第１ピークＨＡｐの高さＸＡよりも幾分大きくなるように設定される（これにより後段圧力波ＥＢｗの振幅の方が前段圧力波ＥＡｗの振幅よりも大きくなる）。このため、各圧力波ＥＡｗ，ＥＢｗが逆位相になるようにピーク間隔Ｚを周期Ｆｗの１／２倍（もしくはその近傍値）に設定する前記対策を採ったとしても、図９（Ｂ）に示すように、合成後の圧力波形である合成波ＥＭの振幅はゼロにはならない。しかしながら、仮にピーク間隔Ｚが周期Ｆｗの１／２倍から乖離した値に設定されていた場合に比べれば、合成波ＥＭの振幅（ひいては燃焼騒音）を小さくする効果は十分なものとなる。 The amplitude of the first-stage pressure wave EAw and the amplitude of the second-stage pressure wave EBw are values corresponding to the heights XA and XB of the first peak HAp and the second peak HBp, and are not necessarily the same. That is, the injection amount / injection timing of the pre-injection P1 and the injection amount / injection timing of the main injection P3 are determined in consideration of various requirements such as engine fuel efficiency and output torque, respectively. In the case, the height XB of the second peak HBp is set to be slightly larger than the height XA of the first peak HAp (so that the amplitude of the post-stage pressure wave EBw is larger than that of the pre-stage pressure wave EAw). Greater than the amplitude). Therefore, even if the above-mentioned measures for setting the peak interval Z to 1/2 times the period Fw (or a value in the vicinity thereof) so that the pressure waves EAw and EBw have opposite phases are taken, FIG. 9B shows. As shown, the amplitude of the composite wave EM, which is the pressure waveform after synthesis, does not become zero. However, as compared with the case where the peak interval Z is set to a value deviating from 1/2 times the period Fw, the effect of reducing the amplitude (and thus the combustion noise) of the synthetic wave EM is sufficient.

例えば、図９（Ａ）に一点鎖線の波形で示す比較例のように、第１ピークＨＡｐの発生時期が所期のものからずれて、結果としてピーク間隔Ｚが周期Ｆｗの１／２倍から乖離した値になったとする。この場合には、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとは完全な逆位相とはならないので、両圧力波ＥＡｗ，ＥＢｗの打ち消し効果は減退し、場合によっては合成波ＥＭが逆に増幅されてしまう。例えば、両圧力波ＥＡｗ，ＥＢｗが同位相となった場合には、合成波ＥＭは両圧力波ＥＡｗ，ＥＢｗが合算されて大きな振幅となる。つまり、燃焼騒音が増大してしまう。 For example, as shown in the comparative example shown by the waveform of the alternate long and short dash line in FIG. 9A, the time of occurrence of the first peak HAp deviates from the intended one, and as a result, the peak interval Z is from 1/2 times the period Fw. It is assumed that the values are divergent. In this case, since the front pressure wave EAw and the rear pressure wave EBw are not completely out of phase, the canceling effect of both pressure waves EAw and EBw is diminished, and in some cases, the combined wave EM is amplified in reverse. It ends up. For example, when both pressure waves EAw and EBw are in phase, the combined wave EM has a large amplitude by adding up both pressure waves EAw and EBw. That is, the combustion noise increases.

以上の事情から、本実施形態では、燃焼騒音を可及的に低減するべく、第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの間隔（ピーク間隔Ｚ）が、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとが互いに打ち消し合う間隔（≒１／２×Ｆｗ）となるように、設定部７４によってインジェクタ１５からの燃料の噴射量および噴射時期が設定される。すなわち、設定部７４は、圧力波（燃焼騒音）の打ち消し効果を発揮できる目標熱発生特性Ｈｓを設定し、当該目標熱発生特性Ｈｓを達成する燃焼が行われるように、プレ噴射Ｐ１またはメイン噴射Ｐ３（とりわけプレ噴射Ｐ１）における噴射量および噴射時期を調整する。 From the above circumstances, in the present embodiment, in order to reduce combustion noise as much as possible, the interval between the first peak HAp and the second peak HBp (peak interval Z) is set to the pre-stage pressure wave EAw and the post-stage pressure wave EBw. The injection amount and injection timing of the fuel from the injector 15 are set by the setting unit 74 so that the intervals (≈1 / 2 × Fw) cancel each other out. That is, the setting unit 74 sets the target heat generation characteristic Hs that can exert the effect of canceling the pressure wave (combustion noise), and the pre-injection P1 or the main injection so that the combustion that achieves the target heat generation characteristic Hs is performed. The injection amount and injection timing in P3 (particularly pre-injection P1) are adjusted.

［予測モデル式について］
続いて、前記ＰＣＩ領域での運転時に予測部７５が使用する予測モデル式の具体例について説明する。図１１は、目標熱発生特性の達成に影響を与える燃焼環境要因を説明するための図である。図１１の左上に示すような目標熱発生特性Ｈｓが、記憶部７８に記憶されているとする。燃焼環境要因が想定している標準範囲内であれば、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む各燃料噴射の噴射量および噴射時期を、予め定められた基準量および基準時期に設定することにより、目標熱発生特性Ｈｓに沿った燃焼を燃焼室６で実現することができる。ここで、既に説明したとおり、燃料噴射の基準量および基準時期は、燃焼環境要因が標準範囲内であるときに目標熱発生特性Ｈｓを得ることが可能な噴射量および噴射時期として、記憶部７８に予め記憶されており、現状の運転状態（エンジン負荷および回転数等の条件）に適合する基準量および基準条件が設定部７４によって記憶部７８から都度読み出されて使用される。 [About the prediction model formula]
Subsequently, a specific example of the prediction model formula used by the prediction unit 75 during operation in the PCI region will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the combustion environmental factors that influence the achievement of the target heat generation characteristics. It is assumed that the target heat generation characteristic Hs as shown in the upper left of FIG. 11 is stored in the storage unit 78. If the combustion environment factor is within the assumed standard range, the injection amount and injection timing of each fuel injection including the pre-injection P1 and the main injection P3 can be set to a predetermined reference amount and reference timing. Combustion along the target heat generation characteristic Hs can be realized in the combustion chamber 6. Here, as described above, the reference amount and reference timing of fuel injection are stored in the storage unit 78 as the injection amount and injection timing at which the target heat generation characteristic Hs can be obtained when the combustion environment factor is within the standard range. A reference amount and a reference condition that are stored in advance in the storage unit 74 and that match the current operating conditions (conditions such as engine load and rotation speed) are read out from the storage unit 78 by the setting unit 74 and used.

しかしながら、燃焼環境要因が標準範囲から外れた場合、燃焼室６の筒内状態量が変化する。このような状況下で前記基準量および基準時期を採用しても、目標熱発生特性Ｈｓを得ることができない場合が生じる。例えば、図１１の左下に示したような、過早着火や着火遅れが生じる可能性がある。過早着火は、混合気への着火が所期のタイミングよりも早くなる結果として、前段燃焼部分ＨＡが過剰に高い熱発生率を持ってしまうケースである。着火遅れは、混合気への着火が所期のタイミングよりも遅れる結果、後段燃焼部分ＨＢが過剰に高い熱発生率を持ってしまうケースである。 However, when the combustion environmental factor deviates from the standard range, the in-cylinder state quantity of the combustion chamber 6 changes. Even if the reference amount and the reference time are adopted under such a situation, the target heat generation characteristic Hs may not be obtained in some cases. For example, premature ignition or ignition delay may occur as shown in the lower left of FIG. Premature ignition is a case in which the pre-combustion portion HA has an excessively high heat generation rate as a result of ignition of the air-fuel mixture earlier than the expected timing. The ignition delay is a case where the ignition of the air-fuel mixture is delayed from the expected timing, and as a result, the post-stage combustion portion HB has an excessively high heat generation rate.

筒内状態量に影響を与える主要な燃焼環境要因は、図１１の右欄に列挙されているように、燃焼室６の壁面温度、筒内圧、筒内ガス温度、筒内酸素濃度、エンジン回転数、燃料の噴射量、噴射時期、および噴射圧である。例えば、壁面温度、筒内圧、および筒内ガス温度は、外気温や外気圧、エンジン冷却水の温度によって変動する。また、筒内酸素濃度は、外部から吸気通路３０に流入する空気（外気）中の酸素濃度や、燃焼室６に取り込まれるＥＧＲガス量などによって変動する。さらに、運転状態が大きく変化する際の過渡的な要因によっても、燃焼環境要因は変動し得る。なお、ここでいう燃焼室６の壁面温度とは、シリンダ２を規定するシリンダブロック３の内周壁の温度のことであり、筒内圧とは、燃焼室６の内部ガスの圧力のことであり、筒内ガス温度とは、燃焼室６の内部ガスの温度のことであり、筒内酸素濃度とは、燃焼室６の内部ガス中の酸素濃度のことである。また、燃焼室６の内部ガスとは、燃焼の開始前（かつ吸気行程の終了後）に燃焼室６内に存在する全ガスのことであり、ＥＧＲが実行されている場合は燃焼室６内に導入された空気とＥＧＲガスとの混合ガスのことである。 As listed in the right column of FIG. 11, the main combustion environmental factors that affect the amount of the in-cylinder state are the wall surface temperature, the in-cylinder pressure, the in-cylinder gas temperature, the in-cylinder oxygen concentration, and the engine rotation of the combustion chamber 6. Number, fuel injection amount, injection timing, and injection pressure. For example, the wall surface temperature, the in-cylinder pressure, and the in-cylinder gas temperature vary depending on the outside air temperature, the outside air pressure, and the temperature of the engine cooling water. Further, the in-cylinder oxygen concentration varies depending on the oxygen concentration in the air (outside air) flowing into the intake passage 30 from the outside, the amount of EGR gas taken into the combustion chamber 6, and the like. Furthermore, the combustion environmental factors can also fluctuate due to transient factors when the operating conditions change significantly. The wall surface temperature of the combustion chamber 6 referred to here is the temperature of the inner peripheral wall of the cylinder block 3 defining the cylinder 2, and the cylinder internal pressure is the pressure of the internal gas of the combustion chamber 6. The in-cylinder gas temperature is the temperature of the internal gas of the combustion chamber 6, and the in-cylinder oxygen concentration is the oxygen concentration in the internal gas of the combustion chamber 6. Further, the internal gas of the combustion chamber 6 is all the gas existing in the combustion chamber 6 before the start of combustion (and after the end of the intake stroke), and when EGR is executed, it is in the combustion chamber 6. It is a mixed gas of air and EGR gas introduced into.

図１２は、熱発生特性Ｈにおける前段燃焼部分ＨＡの第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡを予測するモデル式を説明するための図である。図１２（Ａ）に示すように、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡは、プレ噴射Ｐ１の開始時期から、第１ピークＨＡｐが生じるまでの期間である「ピーク遅れ」として予測される。 FIG. 12 is a diagram for explaining a model formula for predicting the generation time YA of the first peak HAp of the pre-stage combustion portion HA in the heat generation characteristic H. As shown in FIG. 12A, the occurrence time YA of the first peak HAp is predicted as a “peak delay” which is a period from the start time of the pre-injection P1 to the occurrence of the first peak HAp.

図１２（Ｂ）には、前記ピーク遅れの予測モデル式が示されている。ここでは、種々のパラメータの変動が前記ピーク遅れに及ぼす影響が、アレニウス型の予測式で表現されている。この予測式の右辺は、図１１の右欄に列挙された各燃焼環境要因をパラメータとする多項式である。すなわち、ピーク遅れは、所定の係数Ａに、燃料の噴射量、噴射時期、噴射圧、筒内圧、筒内ガス温度、壁面温度、筒内酸素濃度、エンジン回転数の各パラメータに対応する複数の項目を掛け合せた多項式で表現される。係数Ａは、右辺の値を全体的に変動させる切片である。燃料の噴射量、噴射時期‥‥等の各パラメータに付されている指数Ｂ～Ｉは、そのパラメータの感度を示すものであり、プラス符号のものは比例、マイナス符号のものは反比例の意味を持つ。なお、前記の項目に、エンジン油温などを加えるようにしても良い。 FIG. 12B shows the peak delay prediction model formula. Here, the influence of fluctuations of various parameters on the peak delay is expressed by an Arrhenius-type prediction formula. The right side of this prediction formula is a polynomial with each combustion environmental factor listed in the right column of FIG. 11 as a parameter. That is, the peak delay has a plurality of parameters corresponding to each parameter of fuel injection amount, injection timing, injection pressure, in-cylinder pressure, in-cylinder gas temperature, wall surface temperature, in-cylinder oxygen concentration, and engine rotation speed, with a predetermined coefficient A. It is represented by a polynomial that is a product of items. The coefficient A is an intercept that fluctuates the value on the right side as a whole. The indices B to I attached to each parameter such as fuel injection amount, injection timing, etc. indicate the sensitivity of the parameter, and the one with a plus sign means proportional and the one with a minus sign means inverse proportionality. Have. The engine oil temperature and the like may be added to the above items.

図１２（Ｃ）は前記予測モデル式のキャリブレーション結果を示す表形式の図であり、係数Ａの値、および指数Ｂ～Ｉの値を示している。この結果は、燃料の噴射量、噴射時期‥‥等の前記各パラメータを初期値から種々変化させた場合に生じる燃焼波形のデータを燃焼シミュレーション等により取得し、取得した多数のデータに基づいて、各パラメータとピーク遅れとの関係を重回帰分析により特定したものである。なお、この予測モデル式によるピーク遅れの予測結果（第１ピークＨＡｐが生じるクランク角）と、実測によるピーク遅れと差である予実差は、±２ｄｅｇ以下であることが確認されている。 FIG. 12C is a tabular diagram showing the calibration results of the prediction model formula, showing the values of the coefficients A and the values of the indices B to I. This result is obtained by acquiring the combustion waveform data generated when each of the above parameters such as fuel injection amount, injection timing, etc. is changed from the initial value by combustion simulation, etc., and based on a large number of acquired data. The relationship between each parameter and the peak delay was identified by multiple regression analysis. It has been confirmed that the predicted actual difference between the peak delay prediction result (crank angle at which the first peak HAp occurs) measured by this prediction model formula and the peak delay measured is ± 2 deg or less.

図１３は、図１２の予測モデル式に含まれるパラメータのうち、噴射量、噴射時期、筒内圧の各変動がピーク遅れに及ぼす影響を説明するためのグラフである。この図１３のグラフにおいて、横軸のパラメータ変化率とは、各パラメータの初期値を１００としたときに当該初期値に対する変化率を表す値であり、縦軸のピーク遅れ変化率とは、ピーク遅れの初期値（つまり各パラメータが全て初期値であったときに得られるピーク遅れ）を１００としたときに当該初期値に対する変化率を表す値である。言い換えると、図１３のグラフでは、各パラメータの変動およびそれに伴うピーク遅れの変動が、それぞれの初期値（１００）を基準とした無次元化量で表されている。この場合に、噴射量は、横軸の値が１００より大きく（小さく）なるほど初期値から増大（減少）したことになり、噴射時期は、横軸の値が１００より大きく（小さく）なるほど初期値から進角（遅角）したことになり、筒内圧は、横軸の値が１００より大きく（小さく）なるほど初期値から上昇（低下）したことになる。また、ピーク遅れは、縦軸の値が１００より大きく（小さく）なるほどピーク遅れが長く（短く）なったことになる。 FIG. 13 is a graph for explaining the influence of each fluctuation of the injection amount, the injection timing, and the in-cylinder pressure on the peak delay among the parameters included in the prediction model formula of FIG. In the graph of FIG. 13, the parameter change rate on the horizontal axis is a value representing the change rate with respect to the initial value when the initial value of each parameter is 100, and the peak delay change rate on the vertical axis is the peak. It is a value representing the rate of change with respect to the initial value when the initial value of the delay (that is, the peak delay obtained when each parameter is all the initial value) is set to 100. In other words, in the graph of FIG. 13, the variation of each parameter and the variation of the peak delay accompanying it are represented by the dimensionless quantity based on the respective initial value (100). In this case, the injection amount increases (decreases) from the initial value as the value on the horizontal axis becomes larger (smaller) than 100, and the injection timing increases (decreases) as the value on the horizontal axis becomes larger (smaller) than 100. The in-cylinder pressure increases (decreases) from the initial value as the value on the horizontal axis becomes larger (smaller) than 100. Further, as for the peak delay, the larger (smaller) the value on the vertical axis is, the longer (shorter) the peak delay is.

図１３のグラフから理解されるように、噴射量、噴射時期、および筒内圧の各パラメータは、それ以外のパラメータが一定であることを条件に、それぞれ次のようにピーク遅れに影響する。
・噴射量が増大（減少）するほどピーク遅れは短く（長く）なる。
・噴射時期が進角（遅角）するほどピーク遅れは長く（短く）なる。
・筒内圧が上昇（低下）するほどピーク遅れは短く（長く）なる。 As can be understood from the graph of FIG. 13, each parameter of injection amount, injection timing, and in-cylinder pressure affects the peak delay as follows, provided that the other parameters are constant.
-The peak delay becomes shorter (longer) as the injection amount increases (decreases).
・ The peak delay becomes longer (shorter) as the injection timing advances (retards).
・ The peak delay becomes shorter (longer) as the in-cylinder pressure rises (decreases).

次に、第１ピークＨＡｐの高さＸＡの予測モデル式について、図１４を参照しつつ説明する。図１４（Ａ）に示すように、第１ピークＨＡｐの高さＸＡ（以下、単にピーク高さともいう）は、図１２に示した「ピーク遅れ」の予測モデル式と、公知の燃焼効率予測モデル式とを組み合わせたアレニウス型の予測式を用いて求めることができる。この予測式の右辺は、所定の係数Ａに、上述のピーク遅れ、燃焼効率、エンジン回転数、噴射量の各パラメータに対応する複数の項目を掛け合せた多項式である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の予測モデル式のキャリブレーション結果を示す表形式の図であり、重回帰分析により得られた係数Ａの値、および指数Ｂ～Ｅの値を示している。 Next, a prediction model formula for the height XA of the first peak HAp will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14 (A), the height XA of the first peak HAp (hereinafter, also simply referred to as the peak height) is the "peak delay" prediction model formula shown in FIG. 12 and the known combustion efficiency prediction. It can be obtained by using the Arrhenius-type prediction formula combined with the model formula. The right side of this prediction formula is a polynomial obtained by multiplying a predetermined coefficient A by a plurality of items corresponding to the above-mentioned peak delay, combustion efficiency, engine speed, and injection amount parameters. 14 (B) is a tabular diagram showing the calibration result of the prediction model formula of FIG. 14 (A), and shows the value of the coefficient A and the value of the exponents B to E obtained by the multiple regression analysis. ing.

図１５（Ａ）は、ピーク遅れがピーク高さに及ぼす影響を説明するための図である。ピーク遅れ以外のパラメータが一定であるとき、ピーク高さは、ピーク遅れが短くなるほど高くなる。例えば、互いに異なるタイミングで実行される複数の燃料噴射Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３と、一定のタイミングにピークをもった複数の熱発生とを想定する。燃料の噴射時期がＰ１１→Ｐ１２→Ｐ１３の順に遅くなり（ただし噴射量は一定）、これに伴ってピーク遅れ（噴射開始からピーク発生までの期間）がＰ１１→Ｐ１２→Ｐ１３の順に短くなるものとする。この場合において、燃料噴射Ｐ１１に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ１、燃料噴射Ｐ１２に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ２、燃料噴射Ｐ１３に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ３とすると、ピーク高さは、ｈ１→ｈ２→ｈ３の順に高くなる。このように、ピーク高さはピーク遅れが短くなるほど高くなる。 FIG. 15A is a diagram for explaining the effect of peak delay on peak height. When the parameters other than the peak delay are constant, the peak height becomes higher as the peak delay becomes shorter. For example, it is assumed that a plurality of fuel injections P11, P12, and P13 are executed at different timings and a plurality of heat generations having peaks at a fixed timing. The fuel injection timing is delayed in the order of P11 → P12 → P13 (however, the injection amount is constant), and the peak delay (the period from the start of injection to the occurrence of the peak) is shortened in the order of P11 → P12 → P13. do. In this case, the peak height of the heat generation rate generated corresponding to the fuel injection P11 is h1, the peak height of the heat generation rate generated corresponding to the fuel injection P12 is h2, and the heat generation generated corresponding to the fuel injection P13. Assuming that the peak height of the rate is h3, the peak height increases in the order of h1 → h2 → h3. In this way, the peak height increases as the peak delay becomes shorter.

図１５（Ｂ）は、燃料の噴射量がピーク高さに及ぼす影響を説明するための図である。ピーク高さ以外のパラメータが一定であるとき、ピーク高さは、噴射量が多くなるほど高くなる。例えば、互いに異なる噴射量をもたらす複数の燃料噴射Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３と、一定のタイミングにピークをもった複数の熱発生とを想定する。燃料の噴射量は、Ｐ１１→Ｐ１２→Ｐ１３の順に多くなるものとする（ただし噴射時期は一定）。この場合において、燃料噴射Ｐ１１に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ１、燃料噴射Ｐ１２に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ２、燃料噴射Ｐ１３に対応して生じる熱発生率のピーク高さをｈ３とすると、ピーク高さは、ｈ１→ｈ２→ｈ３の順に高くなる。このように、ピーク高さは燃料の噴射量が多くなるほど高くなる。 FIG. 15B is a diagram for explaining the effect of the fuel injection amount on the peak height. When the parameters other than the peak height are constant, the peak height increases as the injection amount increases. For example, it is assumed that a plurality of fuel injections P11, P12, P13 that bring about different injection amounts and a plurality of heat generations having peaks at a certain timing are generated. The fuel injection amount is assumed to increase in the order of P11 → P12 → P13 (however, the injection timing is constant). In this case, the peak height of the heat generation rate generated corresponding to the fuel injection P11 is h1, the peak height of the heat generation rate generated corresponding to the fuel injection P12 is h2, and the heat generation generated corresponding to the fuel injection P13. Assuming that the peak height of the rate is h3, the peak height increases in the order of h1 → h2 → h3. In this way, the peak height increases as the fuel injection amount increases.

上述したピーク遅れおよびピーク高さの予測モデル式（図１２、図１４）は、記憶部７８に予め格納されている。予測部７５は、記憶部７８から予測モデル式を読み出し、燃焼サイクルごとに、現状の環境条件下で生じる第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡおよび高さＸＡの予測演算を行う。 The above-mentioned peak delay and peak height prediction model equations (FIGS. 12 and 14) are stored in the storage unit 78 in advance. The prediction unit 75 reads out the prediction model formula from the storage unit 78, and performs a prediction calculation of the occurrence time YA and the height XA of the first peak HAp that occurs under the current environmental conditions for each combustion cycle.

［制御フロー］
図１６は、プロセッサ７０による燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御がスタートすると、プロセッサ７０の運転状態判定部７１は、図７に示した各センサＳＮ１～ＳＮ１２の検出値等に基づいて、エンジンの運転領域に関する情報、および上述した燃焼環境要因に対応する環境情報を取得する（ステップＳ１）。 [Control flow]
FIG. 16 is a flowchart showing an example of fuel injection control by the processor 70. When the control shown in this flowchart is started, the operating state determination unit 71 of the processor 70 is based on the detection values of the sensors SN1 to SN12 shown in FIG. 7, information on the operating region of the engine, and the above-mentioned combustion environmental factor. Acquire the environment information corresponding to (step S1).

次いで、運転状態判定部７１は、ステップＳ１で取得された運転領域に関する情報に基づいて、現状の運転領域が予混合圧縮着火燃焼を実行させるＰＣＩ領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ２）。ＰＣＩ領域に該当しない場合（ステップＳ２でＮＯ）、プロセッサ７０の燃料噴射制御部７２は、ＰＣＩ領域以外の運転領域について予め定められた他の燃焼制御に対応する燃料噴射を実行する（ステップＳ３）。すなわち、燃料噴射制御部７２の噴射パターン選択部７３が、他の燃焼制御に対応する燃料噴射パターンを設定する。 Next, the operating state determination unit 71 determines whether or not the current operating region corresponds to the PCI region for executing premixed compression ignition combustion based on the information regarding the operating region acquired in step S1 (step S2). ). When it does not correspond to the PCI region (NO in step S2), the fuel injection control unit 72 of the processor 70 executes fuel injection corresponding to other predetermined combustion control for the operating region other than the PCI region (step S3). .. That is, the injection pattern selection unit 73 of the fuel injection control unit 72 sets the fuel injection pattern corresponding to other combustion control.

これに対し、ＰＣＩ領域に該当する場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、噴射パターン選択部７３は、図５に例示したような、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む分割噴射パターンを設定する（ステップＳ４）。 On the other hand, when it corresponds to the PCI region (YES in step S2), the injection pattern selection unit 73 sets a split injection pattern including the pre-injection P1 and the main injection P3 as illustrated in FIG. 5 (step S4). ).

次いで、燃料噴射制御部７２の設定部７４は、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む各燃料噴射の噴射量および噴射時期を仮設定する（ステップＳ５）。ここで仮設定される噴射量および噴射時期は、例えば図８に例示したような目標熱発生特性Ｈｓを得るために記憶部７８に予め記憶されている基準量および基準時期である。既に説明したとおり、記憶部７８には、燃焼環境要因が標準範囲内であるときに目標熱発生特性Ｈｓを得ることが可能な噴射量および噴射時期が、基準量および基準時期として予め記憶されている。設定部７４は、現状のアクセル開度（エンジン負荷）やエンジン回転数等に適合する基準量および基準時期を記憶部７８から読み出し、これを前記噴射量および噴射時期の仮の目標値として設定する。 Next, the setting unit 74 of the fuel injection control unit 72 temporarily sets the injection amount and injection timing of each fuel injection including the pre-injection P1 and the main injection P3 (step S5). The injection amount and injection timing tentatively set here are, for example, a reference amount and a reference timing stored in advance in the storage unit 78 in order to obtain the target heat generation characteristic Hs as illustrated in FIG. As described above, the storage unit 78 stores in advance the injection amount and the injection timing at which the target heat generation characteristic Hs can be obtained when the combustion environmental factor is within the standard range as the reference amount and the reference timing. There is. The setting unit 74 reads out from the storage unit 78 a reference amount and a reference time that match the current accelerator opening (engine load), engine speed, and the like, and sets this as a tentative target value of the injection amount and the injection time. ..

次いで、燃料噴射制御部７２の予測部７５は、記憶部７８に格納されている予測モデル式（図１２、図１４）を用いて、ステップＳ１で取得された環境情報（燃焼環境要因）から熱発生率の予測特性を導出する。以下、このように予測モデル式を用いて予測される熱発生特性を、予測熱発生特性Ｈｐと称する。さらに、予測部７５は、この予測熱発生特性Ｈｐと前記目標熱発生特性Ｈｓとを比較して、両者のずれ、つまり熱発生率における予測と目標とのずれを特定する（ステップＳ６）。 Next, the prediction unit 75 of the fuel injection control unit 72 heats from the environmental information (combustion environmental factor) acquired in step S1 using the prediction model formulas (FIGS. 12 and 14) stored in the storage unit 78. Derive the prediction characteristics of the incidence. Hereinafter, the heat generation characteristic predicted by using the prediction model formula in this way is referred to as a predicted heat generation characteristic Hp. Further, the prediction unit 75 compares the predicted heat generation characteristic Hp with the target heat generation characteristic Hs, and identifies the deviation between the two, that is, the deviation between the prediction and the target in the heat generation rate (step S6).

次いで、燃料噴射制御部７２の補正部７６は、ステップＳ６で特定されたずれが修正されるように、ステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量もしくは噴射時期を補正する補正値を導出する（ステップＳ７）。例えば、上述した予測熱発生特性Ｈｐと前記目標熱発生特性Ｈｓとの比較から、前段燃焼部分ＨＡの熱発生率のピークである第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標値よりも大きいかまたは小さいと予測され、あるいは、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標値よりも遅いかまたは早いと予測されたとする。この場合、補正部７６は、これらピーク高さＸＡまたは発生時期ＹＡのずれに基づいて、当該ずれが修正されるような補正値を、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期の少なくとも一方について導出する。もちろん、燃焼環境要因が予め定められた補正不要の範囲内であれば、補正部７６による補正は行われない。 Next, the correction unit 76 of the fuel injection control unit 72 derives a correction value for correcting the injection amount or injection timing of the pre-injection P1 tentatively set in step S5 so that the deviation specified in step S6 is corrected. (Step S7). For example, from the comparison between the predicted heat generation characteristic Hp and the target heat generation characteristic Hs described above, the height XA of the first peak HAp, which is the peak of the heat generation rate of the pre-stage combustion portion HA, is larger or smaller than the target value. Or, it is assumed that the occurrence time YA of the first peak HAp is predicted to be later or earlier than the target value. In this case, the correction unit 76 derives a correction value for correcting the deviation based on the deviation of the peak height XA or the occurrence time YA for at least one of the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1. .. Of course, if the combustion environmental factor is within a predetermined range that does not require correction, the correction unit 76 does not perform correction.

次いで、設定部７４は、ステップＳ７で得られた補正値を参照して、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む各燃料噴射の噴射量および噴射時期を本設定する（ステップＳ８）。そして、燃料噴射制御部７２は、この設定通りの噴射量および噴射時期が実現されるようにインジェクタ１５の噴射動作を制御する。 Next, the setting unit 74 sets the injection amount and injection timing of each fuel injection including the pre-injection P1 and the main injection P3 with reference to the correction value obtained in step S7 (step S8). Then, the fuel injection control unit 72 controls the injection operation of the injector 15 so that the injection amount and the injection timing as set are realized.

具体的に、ステップＳ８において、設定部７４は、ステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量もしくは噴射時期（つまり基準量および基準時期）を、ステップＳ７で得られた補正値を用いて補正する。ここで、ステップＳ８にてプレ噴射Ｐ１の噴射量が補正される場合、設定部７４は、この補正後のプレ噴射Ｐ１の噴射量に合わせて、メイン噴射Ｐ３の噴射量を調整する。また、両噴射Ｐ１，Ｐ３の間に中段噴射Ｐ２が実行される場合、設定部７４は、必要に応じてこの中段噴射Ｐ２の噴射量も調整する。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射量が補正される場合、設定部７４は、プレ噴射Ｐ１以外の燃料噴射による噴射量を付随的に増大または低減し、これによって１サイクル中の燃料噴射量（プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む各燃料噴射の総量）が維持されるようにする。 Specifically, in step S8, the setting unit 74 uses the correction value obtained in step S7 to set the injection amount or injection timing (that is, the reference amount and the reference time) of the pre-injection P1 provisionally set in step S5. to correct. Here, when the injection amount of the pre-injection P1 is corrected in step S8, the setting unit 74 adjusts the injection amount of the main injection P3 according to the injection amount of the pre-injection P1 after the correction. Further, when the middle stage injection P2 is executed between the two injections P1 and P3, the setting unit 74 also adjusts the injection amount of the middle stage injection P2 as necessary. That is, when the injection amount of the pre-injection P1 is corrected, the setting unit 74 incidentally increases or decreases the injection amount due to the fuel injection other than the pre-injection P1, thereby increasing or decreasing the fuel injection amount during one cycle (pre-injection). The total amount of each fuel injection including P1 and main injection P3) is maintained.

以上の処理により、ステップＳ８では、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３（場合によってはさらに中段噴射Ｐ２）の最終的な噴射量および噴射時期が決定される。なお、既に説明した通り、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を含む複数回の噴射が行われるＰＣＩ領域では、プレ噴射Ｐ１の態様が定まれば、その後の燃料噴射に伴う燃焼はロバスト性の高いものとなる。そこで、本実施形態では上述したとおり、プレ噴射Ｐ１の噴射量／噴射時期を主導的に決定し、その後にメイン噴射Ｐ３の噴射量等を決定するようにしている。 By the above processing, in step S8, the final injection amount and injection timing of the pre-injection P1 and the main injection P3 (in some cases, the middle stage injection P2) are determined. As described above, in the PCI region where a plurality of injections including the pre-injection P1 and the main injection P3 are performed, if the mode of the pre-injection P1 is determined, the combustion accompanying the subsequent fuel injection is highly robust. Will be. Therefore, in the present embodiment, as described above, the injection amount / injection timing of the pre-injection P1 is determined in a leading manner, and then the injection amount of the main injection P3 and the like are determined.

［補正の具体例］
続いて、上述した補正制御を含む燃料噴射制御の具体例について、図１７～図２１を参照しつつ説明する。ここでは特に、前記ＰＣＩ領域において過給圧不足または過給圧過剰が生じる状況下での燃料噴射の補正制御について説明する。 [Specific example of correction]
Subsequently, a specific example of the fuel injection control including the above-mentioned correction control will be described with reference to FIGS. 17 to 21. Here, in particular, the correction control of fuel injection under the situation where the boost pressure is insufficient or the boost pressure is excessive in the PCI region will be described.

図１７は、過給圧不足が生じたときの各種状態量の時間変化を示すタイムチャートである。このタイムチャートにおける時点ｔ１１は、アクセル開度が比較的大きく上昇したことがアクセル開度センサＳＮ１０によって検出された時点である（チャート（ａ））。ここで、既に説明したとおり、アクセル開度が高くなるほど、つまりエンジン負荷が高くなるほど、過給圧が高くなるように過給機４６が制御され（図１０参照）、また１サイクル中に噴射される燃料の総噴射量が多くなるようにインジェクタ１５が制御される。このため、時点ｔ１１においてアクセル開度の上昇が検出されると、これに合わせて過給圧が上昇するとともに（チャート（ｂ））、１サイクルあたりの燃料の総噴射量も増大する（チャート（ｃ））。なお、燃料噴射としてプレ噴射Ｐ１、中段噴射Ｐ２、およびメイン噴射Ｐ３が実行される場合、総噴射量とは、これら各燃料噴射Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３による噴射量の合計である。図１７のように噴射量が大幅に増大されるようなケースでは、通常、プレ噴射Ｐ１、中段噴射Ｐ２、およびメイン噴射Ｐ３のいずれについてもその噴射量が増大されることになる。 FIG. 17 is a time chart showing time changes of various state quantities when a boost pressure shortage occurs. The time point t11 in this time chart is a time point when the accelerator opening degree sensor SN10 detects that the accelerator opening degree has increased relatively significantly (chart (a)). Here, as described above, the supercharger 46 is controlled so that the boost pressure increases as the accelerator opening increases, that is, as the engine load increases (see FIG. 10), and the fuel is injected during one cycle. The injector 15 is controlled so that the total injection amount of the fuel is increased. Therefore, when an increase in the accelerator opening is detected at the time point t11, the boost pressure increases accordingly (chart (b)), and the total fuel injection amount per cycle also increases (chart (chart (b)). c)). When the pre-injection P1, the middle stage injection P2, and the main injection P3 are executed as the fuel injection, the total injection amount is the total of the injection amounts by each of the fuel injections P1, P2, and P3. In the case where the injection amount is significantly increased as shown in FIG. 17, the injection amount is usually increased for any of the pre-injection P1, the middle stage injection P2, and the main injection P3.

燃料噴射量は、図１７のチャート（ｃ）に示すように、アクセル開度の上昇に合わせて直ちに（開度上昇が検出された直後の燃焼サイクルから）増やされる。一方で、過給圧については、チャート（ｂ）に示すように、その目標値である目標過給圧（一点鎖線）が時点ｔ１１にて急増されるものの、実際の過給圧である実過給圧（実線）は徐々にしか上昇しない。すなわち、アクセル開度の上昇を受けて目標過給圧が急増されても、実過給圧はこれに追随せず、時点ｔ１１以降の所定サイクルをかけて目標過給圧まで上昇する。これは、排気通路４０および吸気通路３０の長さや可変ベーン機構４８ａの駆動所要時間（目標開度まで駆動するのに要する時間）等に起因した不可避的な応答遅れが存在するからである。 As shown in the chart (c) of FIG. 17, the fuel injection amount is immediately increased (from the combustion cycle immediately after the increase in the opening degree is detected) in accordance with the increase in the accelerator opening degree. On the other hand, regarding the supercharging pressure, as shown in the chart (b), although the target supercharging pressure (dashed-dotted line), which is the target value, rapidly increases at the time point t11, the actual supercharging pressure is the actual supercharging pressure. The supply pressure (solid line) rises only gradually. That is, even if the target boost pressure is rapidly increased in response to the increase in the accelerator opening degree, the actual boost pressure does not follow this and rises to the target boost pressure over a predetermined cycle after the time point t11. This is because there is an unavoidable response delay due to the lengths of the exhaust passage 40 and the intake passage 30, the required driving time of the variable vane mechanism 48a (the time required to drive to the target opening degree), and the like.

実過給圧が目標過給圧に到達した時点をｔ１２とすると、アクセル開度の上昇時点ｔ１１からこの過給圧の到達時点ｔ１２までの期間においては、実過給圧が目標過給圧よりも低くなる過給圧不足が生じている。以下では、過給圧不足が生じる当該期間（時点ｔ１１から時点ｔ１２までの期間）のことをターボラグ期間ということがある。このターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２において過給圧不足が生じているということは、燃焼室６の内部ガスの圧力である筒内圧も不足しているはずである。この筒内圧の不足は、上述したとおり、噴射開始から第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡまでの期間であるピーク遅れ（図１２）を長くする作用をもたらし、熱発生特性Ｈの変動（予測熱発生特性Ｈｐと目標熱発生特性Ｈｓとのずれ）を引き起こす。そこで、当該変動を解消するべく、燃料噴射制御部７２は、過給圧不足が生じている前記ターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２の間、プレ噴射Ｐ１の噴射量および基準時期と、メイン噴射Ｐ３の噴射量とをそれぞれ補正する。 Assuming that the time when the actual boost pressure reaches the target boost pressure is t12, the actual boost pressure is higher than the target boost pressure in the period from the time when the accelerator opening rises t11 to the time when the actual boost pressure reaches t12. There is a shortage of boost pressure, which is also low. In the following, the period (the period from the time point t11 to the time point t12) in which the boost pressure shortage occurs may be referred to as a turbo lag period. The fact that the boost pressure is insufficient during the turbo lag periods t11 to t12 means that the in-cylinder pressure, which is the pressure of the internal gas in the combustion chamber 6, should also be insufficient. As described above, this insufficient in-cylinder pressure has the effect of prolonging the peak delay (FIG. 12), which is the period from the start of injection to the generation time YA of the first peak HAp, and changes in the heat generation characteristic H (predicted heat generation). It causes a deviation between the characteristic Hp and the target heat generation characteristic Hs). Therefore, in order to eliminate the fluctuation, the fuel injection control unit 72 determines the injection amount and reference time of the pre-injection P1 and the injection amount of the main injection P3 during the turbo lag period t11 to t12 in which the boost pressure is insufficient. And are corrected respectively.

具体的に、前記ターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２の間、燃料噴射制御部７２は、図１７のチャート（ｄ）（ｆ）（ｇ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期（噴射開始時期）を基準量ＴＲａよりも遅角させるとともに、プレ噴射Ｐ１の噴射量を基準量ＱＲａよりも減少させ、さらにメイン噴射Ｐ３の噴射量を基準量ＱＲｂよりも増大させる。一方、メイン噴射Ｐ３の噴射時期（噴射開始時期）は特に変更されず、一定の基準時期ＴＲｂに維持される（チャート（ｅ））。 Specifically, during the turbo lag period t11 to t12, the fuel injection control unit 72 sets the injection timing (injection start timing) of the pre-injection P1 as shown in the charts (d), (f) and (g) of FIG. The angle is retarded from the reference amount TRa, the injection amount of the pre-injection P1 is reduced from the reference amount QRa, and the injection amount of the main injection P3 is increased from the reference amount QRb. On the other hand, the injection timing (injection start timing) of the main injection P3 is not particularly changed and is maintained at a constant reference time TRb (chart (e)).

ここで、既に説明したとおり、プレ噴射Ｐ１またはメイン噴射Ｐ３の基準量および基準時期とは、燃焼環境要因が想定している標準範囲内であるときに目標熱発生特性Ｈｓが得られるような噴射量および噴射時期であり、エンジン負荷および回転数等の条件に応じて可変的に設定される。このため、アクセル開度の上昇が検出された時点ｔ１１よりも後の基準量および基準時期は、時点ｔ１１以前のそれとは異なる値をとるのが通常である。なお、図１７のチャート（ｄ）～（ｇ）では、プレ噴射Ｐ１の基準量ＱＲａおよび基準時期ＴＲａと、メイン噴射Ｐ３の基準量ＱＲｂおよび基準時期ＴＲｂとを、それぞれ時点ｔ１１の前でも後でも同一の値であるかのように図示しているが、これは便宜上であって、実際には、時点ｔ１１より後の基準量（ＱＲａ，ＱＲｂ）および基準時期（ＴＲａ，ＴＲｂ）は、時点ｔ１１以前のそれとは異なる値をとり得る（少なくとも基準量については時点ｔ１１を境に変化する）。 Here, as already explained, the reference amount and the reference timing of the pre-injection P1 or the main injection P3 are injections such that the target heat generation characteristic Hs can be obtained when the combustion environmental factor is within the assumed standard range. It is the amount and injection timing, and is variably set according to conditions such as engine load and rotation speed. Therefore, the reference amount and the reference time after the time point t11 when the increase in the accelerator opening degree is detected usually take different values from those before the time point t11. In the charts (d) to (g) of FIG. 17, the reference amount QRa and the reference time TRa of the pre-injection P1 and the reference amount QRb and the reference time TRb of the main injection P3 are set before and after the time point t11, respectively. Although the figures are shown as if they are the same value, this is for convenience, and in reality, the reference amount (QRa, QRb) and the reference time (TRa, TRb) after the time point t11 are the time point t11. It can take a different value from the previous one (at least the reference amount changes at time point t11).

前記ターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２中に設定される各燃料噴射Ｐ１，Ｐ３に関する補正値をそれぞれΔＴ１ａ，ΔＱ１ａ，ΔＱ１ｂとする。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の基準時期ＴＲａに対する遅角量をΔＴ１ａ、プレ噴射Ｐ１の噴射量の基準量ＱＲａに対する減少量をΔＱ１ａ、メイン噴射Ｐ３の噴射量の基準量ＱＲｂに対する増大量をΔＱ１ｂとする。これらの値ΔＴ１ａ，ΔＱ１ａ，ΔＱ１ｂは、過給圧の不足量に応じて設定されるが、ここでは特に、アクセル開度の上昇時点ｔ１１の前後における目標過給圧の上昇量（言い換えると実過給圧と目標過給圧との差分の最大値）ΔＢ１に基づいた一定のΔＴ１ａ，ΔＱ１ａ，ΔＱ１ｂをターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２にわたって採用する例について説明する。 The correction values for the fuel injections P1 and P3 set during the turbo lag periods t11 to t12 are set to ΔT1a, ΔQ1a, and ΔQ1b, respectively. That is, the retard angle amount of the injection timing of the pre-injection P1 with respect to the reference time TRa is ΔT1a, the decrease amount of the injection amount of the pre-injection P1 with respect to the reference amount QRa is ΔQ1a, and the increase amount of the injection amount of the main injection P3 with respect to the reference amount QRb is ΔQ1b. And. These values ΔT1a, ΔQ1a, and ΔQ1b are set according to the amount of insufficient supercharging pressure, but here, in particular, the amount of increase in the target supercharging pressure before and after the time point t11 when the accelerator opening is increased (in other words, the actual amount). An example of adopting constant ΔT1a, ΔQ1a, and ΔQ1b based on ΔB1 (maximum value of the difference between the feed pressure and the target boost pressure) over the turbo lag period t11 to t12 will be described.

すなわち、図１７の例において、燃料噴射制御部７２は、ターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２における過給圧の不足量が、一律に、実過給圧と目標過給圧との差分の最大値ΔＢ１の半分つまりΔＢ１／２であると仮定し、この仮定の下でΔＴ１ａ，ΔＱ１ａ，ΔＱ１ｂを設定する。より詳しくは、燃料噴射制御部７２は、過給圧が前記ΔＢ１／２だけ不足している場合に生じる熱発生特性Ｈのずれを予測し、この予測したずれに基づいて（当該ずれが修正されるように）プレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａ、プレ噴射Ｐ１の減少量ΔＱ１ａ、およびメイン噴射Ｐ３の増大量ΔＱ１ｂをそれぞれ求め、求めた各値をターボラグ期間ｔ１１～ｔ１２における補正値として採用する。これらの補正値ΔＴ１ａ，ΔＱ１ａ，ΔＱ１ｂは、ターボラグ期間の終了とともに（つまり実過給圧が目標過給圧まで上昇する時点ｔ１２にて）ゼロまで減らされる。 That is, in the example of FIG. 17, in the fuel injection control unit 72, the insufficient amount of the supercharging pressure in the turbo lag period t11 to t12 is uniformly half of the maximum value ΔB1 of the difference between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure. That is, it is assumed that it is ΔB1 / 2, and ΔT1a, ΔQ1a, and ΔQ1b are set under this assumption. More specifically, the fuel injection control unit 72 predicts a deviation of the heat generation characteristic H that occurs when the boost pressure is insufficient by ΔB1 / 2, and based on this predicted deviation (the deviation is corrected). As described above, the retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1, the decrease amount ΔQ1a of the pre-injection P1, and the increase amount ΔQ1b of the main injection P3 are obtained, and each of the obtained values is adopted as a correction value in the turbo lag period t11 to t12. These correction values ΔT1a, ΔQ1a, ΔQ1b are reduced to zero at the end of the turbo lag period (that is, at the time t12 when the actual boost pressure rises to the target boost pressure).

以上、過給圧が目標よりも低くなる過給圧不足が生じた場合の制御について図１７を用いて説明したが、過給圧が目標よりも高くなる過給圧過剰が生じた場合には、図１７とは正反対の補正制御が実行される。図１８は、このような過給圧過剰が生じたときの各種状態量の時間変化を示すタイムチャートである。このタイムチャートにおける時点ｔ２１は、アクセル開度が比較的大きく低下したことがアクセル開度センサＳＮ１０によって検出された時点である（チャート（ａ））。このようなアクセル開度の低下が検出されると、これに合わせて過給圧が低下するとともに（チャート（ｂ））、１サイクルあたりの燃料の総噴射量が減少する（チャート（ｃ））。 The control when the boost pressure is insufficient to be lower than the target has been described above with reference to FIG. 17, but when the boost pressure is excessive to be higher than the target, the boost pressure is excessive. , The correction control opposite to that in FIG. 17 is executed. FIG. 18 is a time chart showing time changes of various state quantities when such an excess of boost pressure occurs. The time point t21 in this time chart is a time point when the accelerator opening degree sensor SN10 detects that the accelerator opening degree has decreased relatively significantly (chart (a)). When such a decrease in the accelerator opening is detected, the boost pressure decreases accordingly (chart (b)), and the total fuel injection amount per cycle decreases (chart (c)). ..

燃料噴射量は、図１８のチャート（ｃ）に示すように、アクセル開度の低下に合わせて直ちに（開度低下が検出された直後の燃焼サイクルから）減らされる。一方で、過給圧については、チャート（ｂ）に示すように、その目標値である目標過給圧（一点鎖線）が時点ｔ２１にて急減されるものの、実際の過給圧である実過給圧（実線）は徐々にしか低下しない。すなわち、アクセル開度の低下を受けて目標過給圧が急減されても、実過給圧はこれに追随せず、時点ｔ２１以降の所定サイクルをかけて目標過給圧まで低下する。これは、過給圧制御の応答遅れ（残圧）の影響である。 As shown in the chart (c) of FIG. 18, the fuel injection amount is immediately reduced (from the combustion cycle immediately after the decrease in opening is detected) in accordance with the decrease in the accelerator opening. On the other hand, regarding the supercharging pressure, as shown in the chart (b), although the target supercharging pressure (dashed-dotted line), which is the target value, is sharply reduced at the time point t21, the actual supercharging pressure is the actual supercharging pressure. The supply pressure (solid line) decreases only gradually. That is, even if the target boost pressure is suddenly reduced due to the decrease in the accelerator opening degree, the actual boost pressure does not follow this, and the target boost pressure is lowered to the target boost pressure over a predetermined cycle after the time point t21. This is the effect of the response delay (residual pressure) of the boost pressure control.

実過給圧が目標過給圧に到達した時点をｔ２２とすると、アクセル開度の低下時点ｔ２１からこの過給圧の到達時点ｔ２２までの期間においては、実過給圧が目標過給圧よりも高くなる過給圧過剰が生じている。この期間（ターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２）において過給圧過剰が生じているということは、燃焼室６の内部ガスの圧力である筒内圧も過剰になっているはずである。この筒内圧の過剰は、上述したとおり、噴射開始から第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡまでの期間であるピーク遅れ（図１２）を短くする作用をもたらし、熱発生特性Ｈの変動（予測熱発生特性Ｈｐと目標熱発生特性Ｈｓとのずれ）を引き起こす。そこで、当該変動を解消するべく、燃料噴射制御部７２は、過給圧過剰が生じている前記ターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２の間、プレ噴射Ｐ１の噴射量および基準時期と、メイン噴射Ｐ３の噴射量とをそれぞれ補正する。 Assuming that the time when the actual boost pressure reaches the target boost pressure is t22, the actual boost pressure is higher than the target boost pressure in the period from the time when the accelerator opening is lowered t21 to the time when the actual boost pressure is reached t22. There is an excessive boost pressure that also increases. The fact that the boost pressure is excessive during this period (turbo lag period t21 to t22) means that the in-cylinder pressure, which is the pressure of the internal gas in the combustion chamber 6, should also be excessive. As described above, this excess in-cylinder pressure has the effect of shortening the peak delay (FIG. 12), which is the period from the start of injection to the generation time YA of the first peak HAp, and changes in the heat generation characteristic H (predicted heat generation). It causes a deviation between the characteristic Hp and the target heat generation characteristic Hs). Therefore, in order to eliminate the fluctuation, the fuel injection control unit 72 determines the injection amount and reference time of the pre-injection P1 and the injection amount of the main injection P3 during the turbo lag period t21 to t22 in which the boost pressure excess occurs. And are corrected respectively.

具体的に、前記ターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２の間、燃料噴射制御部７２は、図１８のチャート（ｄ）（ｆ）（ｇ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期（噴射開始時期）を基準量ＴＲａよりも進角させるとともに、プレ噴射Ｐ１の噴射量を基準量ＱＲａよりも増大させ、さらにメイン噴射Ｐ３の噴射量を基準量ＱＲｂよりも減少させる。一方、メイン噴射Ｐ３の噴射時期（噴射開始時期）は特に変更されず、一定の基準時期ＴＲｂに維持される（チャート（ｅ））。なお、基準量（ＱＲａ，ＱＲｂ）および基準時期（ＴＲａ，ＴＲｂ）が時点ｔ２１の前後において異なる値をとり得る（少なくとも基準量については時点ｔ２１を境に変化する）ことは、上述した図１７のケースと同様である。 Specifically, during the turbo lag period t21 to t22, the fuel injection control unit 72 sets the injection timing (injection start timing) of the pre-injection P1 as shown in the charts (d), (f) and (g) of FIG. The angle is advanced from the reference amount TRa, the injection amount of the pre-injection P1 is increased from the reference amount QRa, and the injection amount of the main injection P3 is decreased from the reference amount QRb. On the other hand, the injection timing (injection start timing) of the main injection P3 is not particularly changed and is maintained at a constant reference time TRb (chart (e)). It should be noted that the reference amount (QRa, QRb) and the reference time (TRa, TRb) can take different values before and after the time point t21 (at least the reference amount changes at the time point t21) in FIG. 17 described above. Similar to the case.

前記ターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２中に設定される各燃料噴射Ｐ１，Ｐ３に関する補正値をそれぞれΔＴ２ａ，ΔＱ２ａ，ΔＱ２ｂとする。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の基準時期ＴＲａに対する進角量をΔＴ２ａ、プレ噴射Ｐ１の噴射量の基準量ＱＲａに対する増大量をΔＱ２ａ、メイン噴射Ｐ３の噴射量の基準量ＱＲｂに対する減少量をΔＱ２ｂとする。これらの値ΔＴ２ａ，ΔＱ２ａ，ΔＱ２ｂは、過給圧の過剰量に応じて設定されるが、ここでは特に、アクセル開度の低下時点ｔ２１の前後における目標過給圧の低下量（言い換えると実過給圧と目標過給圧との差分の最大値）ΔＢ２に基づいた一定のΔＴ２ａ，ΔＱ２ａ，ΔＱ２ｂをターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２にわたって採用する例について説明する。 The correction values for the fuel injections P1 and P3 set during the turbo lag periods t21 to t22 are set to ΔT2a, ΔQ2a, and ΔQ2b, respectively. That is, the advance angle amount of the injection timing of the pre-injection P1 with respect to the reference time TRa is ΔT2a, the increase amount of the injection amount of the pre-injection P1 with respect to the reference amount QRa is ΔQ2a, and the decrease amount of the injection amount of the main injection P3 with respect to the reference amount QRb is ΔQ2b. And. These values ΔT2a, ΔQ2a, and ΔQ2b are set according to the excess amount of the supercharging pressure, but here, in particular, the amount of decrease in the target supercharging pressure before and after the time point t21 when the accelerator opening is lowered (in other words, the actual amount). An example will be described in which constant ΔT2a, ΔQ2a, and ΔQ2b based on (maximum value of the difference between the feed pressure and the target boost pressure) ΔB2 are adopted over the turbo lag period t21 to t22.

すなわち、図１８の例において、燃料噴射制御部７２は、ターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２における過給圧の過剰量が、一律に、実過給圧と目標過給圧との差分の最大値ΔＢ２の半分つまりΔＢ２／２であると仮定し、この仮定の下でΔＴ２ａ，ΔＱ２ａ，ΔＱ２ｂを設定する。すなわち、燃料噴射制御部７２は、過給圧が前記ΔＢ２／２だけ過剰となっている場合に生じる熱発生特性Ｈのずれを予測し、この予測したずれに基づいて（当該ずれが修正されるように）プレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａ、プレ噴射Ｐ１の増大量ΔＱ２ａ、およびメイン噴射Ｐ３の減少量ΔＱ２ｂをそれぞれ求め、求めた各値をターボラグ期間ｔ２１～ｔ２２における補正値として採用する。これらの補正値ΔＴ２ａ，ΔＱ２ａ，ΔＱ２ｂは、ターボラグ期間の終了とともに（つまり実過給圧が目標過給圧まで低下する時点ｔ２２にて）ゼロまで減らされる。 That is, in the example of FIG. 18, in the fuel injection control unit 72, the excess amount of the supercharging pressure in the turbo lag period t21 to t22 is uniformly half of the maximum value ΔB2 of the difference between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure. That is, it is assumed that it is ΔB2 / 2, and ΔT2a, ΔQ2a, and ΔQ2b are set under this assumption. That is, the fuel injection control unit 72 predicts the deviation of the heat generation characteristic H that occurs when the boost pressure is excessive by ΔB2 / 2, and based on this predicted deviation (the deviation is corrected). As described above, the advance amount ΔT2a of the pre-injection P1, the increase amount ΔQ2a of the pre-injection P1, and the decrease amount ΔQ2b of the main injection P3 are obtained, and each of the obtained values is adopted as a correction value in the turbo lag period t21 to t22. These correction values ΔT2a, ΔQ2a, ΔQ2b are reduced to zero at the end of the turbo lag period (that is, at the time t22 when the actual boost pressure drops to the target boost pressure).

図１９は、上述した過給圧の不足または過剰に応じた燃料噴射制御（プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３の態様を変更する制御）の具体例を説明するためのフローチャートである。なお、この図１９のフローチャートは、上述した図１６のフローチャートにおけるステップＳ６～Ｓ８の処理の一部を構成するものであり、特に過給圧が不足または過剰になったときに実行される制御に特化した制御フローとして表現したものである。 FIG. 19 is a flowchart for explaining a specific example of fuel injection control (control for changing the mode of pre-injection P1 and main injection P3) according to the above-mentioned insufficient or excessive boost pressure. It should be noted that the flowchart of FIG. 19 constitutes a part of the processes of steps S6 to S8 in the flowchart of FIG. 16 described above, and is particularly for control executed when the boost pressure becomes insufficient or excessive. It is expressed as a specialized control flow.

図１９のフローチャートに示す制御がスタートすると、プロセッサ７０の運転状態判定部７１は、実過給圧が目標過給圧を下回る過給圧不足が生じるほどのアクセル開度の上昇が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。すなわち、運転状態判定部７１は、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値から特定されるアクセル開度の挙動（変化量および変化速度）に基づいて、実過給圧と目標過給圧との間に有意な（熱発生特性に影響を与えるほどの）乖離が生じる程度にアクセル開度が大きく上昇したか否かを判定する。 When the control shown in the flowchart of FIG. 19 starts, whether or not the operating state determination unit 71 of the processor 70 has detected an increase in the accelerator opening to the extent that the actual boost pressure is lower than the target boost pressure and the boost pressure is insufficient. (Step S11). That is, the operating state determination unit 71 between the actual boost pressure and the target boost pressure based on the behavior (change amount and change speed) of the accelerator opening specified from the detection value of the accelerator opening sensor SN10. It is determined whether or not the accelerator opening has increased significantly to the extent that a significant deviation (which affects the heat generation characteristics) occurs.

ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて過給圧不足が生じるほどにアクセル開度が上昇したことが確認された場合、プロセッサ７０の燃料噴射制御部７２は、確認されたアクセル開度の上昇量および上昇速度から、実過給圧が目標過給圧を下回る量である過給圧不足量と、実過給圧が目標過給圧を下回る期間であるターボラグ期間とを、それぞれ所定の演算により推定する（ステップＳ１２）。ターボラグ期間は、図１７の時点ｔ１１～ｔ１２に相当する期間であり、アクセル開度の上昇量および上昇速度が大きいほど長いものとして推定される。過給圧不足量は、ここではターボラグ期間の間に生じる平均的な過給圧の不足量のことであり、実過給圧と目標過給圧との差分の最大値（図１７のΔＢ１）を半分にした値（ΔＢ１／２）として算出される。 When it is determined as YES in step S11 and it is confirmed that the accelerator opening has increased to such an extent that the supercharging pressure is insufficient, the fuel injection control unit 72 of the processor 70 increases the amount and increase of the confirmed accelerator opening. From the speed, the supercharging pressure shortage amount, which is the amount in which the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure, and the turbo lag period, which is the period in which the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure, are estimated by predetermined calculations. (Step S12). The turbo lag period is a period corresponding to the time points t11 to t12 in FIG. 17, and is estimated to be longer as the amount of increase in accelerator opening and the increase speed are larger. The boost pressure deficiency here is the average boost pressure deficiency that occurs during the turbo lag period, and is the maximum value of the difference between the actual boost pressure and the target boost pressure (ΔB1 in FIG. 17). Is calculated as a value obtained by halving (ΔB1 / 2).

なお、上述の過給圧不足量およびターボラグ期間を吸気圧センサＳＮ５の検出値に基づき特定することも可能である。ただし、過給圧不足が生じる期間はごく短期間（典型的には数サイクル程度）であるので、吸気圧センサＳＮ５の検出値に依拠していたのでは（つまりセンサ値に基づくフィードバック制御を採用したのでは）、実際の挙動に高応答に追従した制御を実現できないおそれがある。そこで、本実施形態では、前記ステップＳ１２のように、所定の演算を用いたフィードフォワード方式により、前記過給圧不足量およびターボラグ期間を予測するようにしている。 It is also possible to specify the above-mentioned boost pressure shortage amount and turbo lag period based on the detection values of the intake pressure sensor SN5. However, since the period when the boost pressure shortage occurs is a very short period (typically several cycles), it may have depended on the detection value of the intake pressure sensor SN5 (that is, feedback control based on the sensor value is adopted. However, there is a risk that control that follows the actual behavior with high response cannot be realized. Therefore, in the present embodiment, as in step S12, the boost pressure shortage amount and the turbo lag period are predicted by a feedforward method using a predetermined calculation.

次いで、燃料噴射制御部７２の予測部７５は、記憶部７８に格納されているピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））を用いて、前段燃焼部分ＨＡの熱発生率のピークである第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡについて生じるはずの遅角ずれを推定する（ステップＳ１３）。ここでいう遅角ずれとは、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標に対し遅角側にずれる量のことである。すなわち、過給圧不足の発生は筒内圧の不足（想定していた標準範囲からの減少方向のずれ）に直結し、この筒内圧の不足は、図１２および図１３に示したように、噴射開始からピーク発生時期までの期間であるピーク遅れを長くする作用をもたらす。このとき、噴射開始時期が一定であるとすれば、ピーク遅れの延長によってピーク発生時期は遅角側にずれることになる。このことは、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標の発生時期（目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークの発生時期）に対し遅角側にずれることを意味する。そこで、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で特定された過給圧不足量（ΔＢ１／２）に基づいて、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが遅角側にずれる量である遅角ずれを推定する。 Next, the prediction unit 75 of the fuel injection control unit 72 is the peak of the heat generation rate of the pre-stage combustion portion HA by using the peak delay prediction model formula (FIG. 12B) stored in the storage unit 78. The retard deviation that should occur for the first peak HAp generation time YA is estimated (step S13). The retard angle deviation here is an amount in which the occurrence time YA of the first peak HAp shifts to the retard angle side with respect to the target. That is, the occurrence of insufficient boost pressure is directly linked to the insufficient in-cylinder pressure (deviation in the decreasing direction from the assumed standard range), and this insufficient in-cylinder pressure is injected as shown in FIGS. 12 and 13. It has the effect of prolonging the peak delay, which is the period from the start to the peak occurrence time. At this time, if the injection start time is constant, the peak generation time shifts to the retard side due to the extension of the peak delay. This means that the generation time YA of the first peak HAp shifts to the retard side with respect to the target generation time (the generation time of the first peak in the target heat generation characteristic Hs). Therefore, in step S13, based on the boost pressure shortage amount (ΔB1 / 2) specified in step S12, the retard angle deviation, which is the amount at which the generation time YA of the first peak HAp shifts to the retard angle side, is estimated.

具体的に、ステップＳ１３において、予測部７５は、ステップＳ１２で特定された過給圧不足量（ΔＢ１／２）を前記ピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））に適用することにより、予測されるピーク遅れ、ひいては第１ピークＨＡｐの予測発生時期を求める。そして、この第１ピークＨＡｐの予測発生時期と、記憶部７８に記憶されている目標熱発生特性Ｈｓから規定される第１ピークＨＡｐの目標発生時期とを比較することにより、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標に対し遅角側にずれる量である遅角ずれを特定する。 Specifically, in step S13, the prediction unit 75 applies the boost pressure shortage amount (ΔB1 / 2) specified in step S12 to the peak delay prediction model formula (FIG. 12B). The predicted peak delay, and eventually the predicted occurrence time of the first peak HAp, is obtained. Then, by comparing the predicted generation time of the first peak HAp with the target generation time of the first peak HAp defined by the target heat generation characteristic Hs stored in the storage unit 78, the first peak HAp Occurrence time YA identifies the retard deviation, which is the amount of deviation toward the retard side with respect to the target.

次いで、燃料噴射制御部７２の補正部７６は、ステップＳ１３で特定された第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡの遅角ずれに基づいて、この遅角ずれを過剰に修正するための補正値であるプレ噴射Ｐ１の噴射時期の遅角量を導出する（ステップＳ１４）。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射時期が遅角されると、これに応じてピーク遅れが短縮され（図１２、図１３参照）、その結果ピーク発生時期ＹＡが進角される。このため、プレ噴射Ｐ１の遅角化は前記遅角ずれを修正する働きをする。ただし、補正部７６は、前記遅角ずれと同量の修正をするのではなく、前記遅角ずれが過剰に修正されるように、つまり、当該遅角ずれを所定量上回るクランク角だけ第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが進角されるように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の遅角量を設定する。なお、ここで設定されるプレ噴射Ｐ１の遅角量は、図１７のチャート（ｄ）に示したΔＴ１ａに対応しており、仮に過給圧不足量がゼロであった場合に設定される噴射時期（基準時期ＴＲａ）に対する遅角量である。プレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａは、ピーク発生時期ＹＡの遅角ずれが大きいほど大きくなるように設定される。 Next, the correction unit 76 of the fuel injection control unit 72 is a correction value for excessively correcting this retard angle deviation based on the retard angle deviation of the first peak HAp generation time YA specified in step S13. The amount of retardation of the injection timing of the pre-injection P1 is derived (step S14). That is, when the injection timing of the pre-injection P1 is retarded, the peak delay is shortened accordingly (see FIGS. 12 and 13), and as a result, the peak occurrence timing YA is advanced. Therefore, the retarding of the pre-injection P1 serves to correct the retard deviation. However, the correction unit 76 does not correct the retard angle deviation by the same amount, but makes the retard angle deviation excessively corrected, that is, the first crank angle that exceeds the retard angle deviation by a predetermined amount. The amount of retardation of the injection timing of the pre-injection P1 is set so that the peak HAp generation timing YA is advanced. The retard angle amount of the pre-injection P1 set here corresponds to ΔT1a shown in the chart (d) of FIG. 17, and is set when the boost pressure shortage amount is zero. It is the amount of retardation with respect to the time (reference time TRa). The retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 is set so as to increase as the retard angle deviation of the peak occurrence time YA increases.

ここで、ステップＳ１４においてプレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａが過剰気味に設定される（つまり前記遅角ずれを所定量上回るクランク角だけピーク発生時期ＹＡが進角するような過剰な遅角量ΔＴ１ａが設定される）のは、プレ噴射Ｐ１の遅角化と併せて実行されるプレ噴射Ｐ１の減量（図１７のチャート（ｆ）または後述するステップＳ１６参照）によるピーク遅れの延長を見越したものである。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射量が減少すると、その減少量ΔＱ１ａ（図１７）に応じてピーク遅れが延長され、その結果ピーク発生時期ＹＡが遅角される。そこで、補正部７６は、前記ステップＳ１４でプレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａを設定する際に、プレ噴射Ｐ１の減量との組合せにより達成されるピーク発生時期ＹＡの最終的な進角量、つまり、プレ噴射Ｐ１の遅角化（ΔＴ１ａ）により生じるピーク発生時期ＹＡの進角量からプレ噴射Ｐ１の減量（ΔＱ１ａ）により生じるピーク発生時期ＹＡの遅角量を差し引いて得られる最終的な進角量が前記遅角ずれとほぼ一致するように、プレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａを過剰気味に設定する。言い換えると、補正部７６は、前記遅角ずれをゼロまで減少させるのに必要なプレ噴射Ｐ１の遅角量である基本遅角量に対し、プレ噴射Ｐ１の減量（ΔＱ１ａ）による逆作用（ピーク発生時期ＹＡの遅角化）を見越して定められる付加的遅角量を加えた値を、プレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａとして算出する。なお、上述した「遅角ずれを所定量上回るクランク角」の「所定量」とは、後者の付加的遅角量により生じるピーク発生時期ＹＡの進角量に相当する。 Here, in step S14, the retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 is set to be excessive (that is, the excess retard angle amount ΔT1a such that the peak generation time YA is advanced by a crank angle exceeding the retard angle deviation by a predetermined amount). Is set) in anticipation of the extension of the peak delay due to the reduction of the pre-injection P1 executed in conjunction with the retarding of the pre-injection P1 (see chart (f) in FIG. 17 or step S16 described later). Is. That is, when the injection amount of the pre-injection P1 decreases, the peak delay is extended according to the decrease amount ΔQ1a (FIG. 17), and as a result, the peak occurrence time YA is retarded. Therefore, the correction unit 76 sets the retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 in step S14, and the final advance angle amount of the peak occurrence time YA achieved by the combination with the reduction of the pre-injection P1. , The final advance angle obtained by subtracting the peak occurrence time YA retardation amount caused by the reduction of the pre-injection P1 (ΔQ1a) from the advance angle amount of the peak occurrence time YA caused by the retarding of the pre-injection P1 (ΔT1a). The retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 is set to be excessive so that the amount substantially matches the retard angle deviation. In other words, the correction unit 76 has an adverse effect (peak) due to the reduction (ΔQ1a) of the pre-injection P1 with respect to the basic retard angle amount, which is the retard angle amount of the pre-injection P1 required to reduce the retard angle deviation to zero. The value obtained by adding the additional retardation amount determined in anticipation of the occurrence time YA retardation) is calculated as the retardation amount ΔT1a of the pre-injection P1. The "predetermined amount" of the above-mentioned "crank angle exceeding the retard deviation by a predetermined amount" corresponds to the advance amount of the peak occurrence time YA caused by the latter additional retard angle amount.

次いで、予測部７５は、記憶部７８に格納されているピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））およびピーク高さの予測モデル式（図１４（Ａ））を用いて、ステップＳ１４で得られた遅角量ΔＴ１ａの分だけプレ噴射Ｐ１の噴射時期を遅角させた場合に生じるはずの第１ピークＨＡｐの高さＸＡの伸長ずれを推定する（ステップＳ１５）。ここでいう伸長ずれとは、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標に対し増大する量のことである。すなわち、燃料の噴射時期の遅角化はピーク遅れを短くする作用をもたらし（図１２、図１３参照）、また、図１４および図１５（Ａ）によれば、ピーク遅れの短縮はピーク高さを高くする作用をもたらす。そこで、ステップＳ１５では、ステップＳ１４で得られたプレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａに基づいて、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが増大する量である伸長ずれを推定する。 Next, the prediction unit 75 uses the peak delay prediction model formula (FIG. 12 (B)) and the peak height prediction model formula (FIG. 14 (A)) stored in the storage unit 78 in step S14. The extension deviation of the height XA of the first peak HAp that should occur when the injection timing of the pre-injection P1 is retarded by the obtained retard angle amount ΔT1a is estimated (step S15). The elongation deviation here is an amount in which the height XA of the first peak HAp increases with respect to the target. That is, the retarding of the fuel injection timing has the effect of shortening the peak delay (see FIGS. 12 and 13), and according to FIGS. 14 and 15 (A), the shortening of the peak delay is the peak height. Brings the effect of increasing. Therefore, in step S15, the extension deviation, which is the amount in which the height XA of the first peak HAp increases, is estimated based on the retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 obtained in step S14.

具体的に、ステップＳ１５において、予測部７５は、ステップＳ１４で得られたプレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａを前記ピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））に適用することにより、予測されるピーク遅れの変化を求め、さらに、求めたピーク遅れの変化を前記ピーク高さの予測モデル式（図１４（Ａ））に適用することにより、第１ピークＨＡｐの予測高さを求める。そして、この第１ピークＨＡｐの予測高さと、記憶部７８に記憶されている目標熱発生特性Ｈｓから規定される第１ピークＨＡｐの目標高さとを比較することにより、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標に対し増大する量である伸長ずれを特定する。 Specifically, in step S15, the prediction unit 75 is predicted by applying the retard angle amount ΔT1a of the pre-injection P1 obtained in step S14 to the peak delay prediction model formula (FIG. 12B). The predicted height of the first peak HAp is obtained by obtaining the change in the peak delay and further applying the obtained change in the peak delay to the peak height prediction model formula (FIG. 14 (A)). Then, by comparing the predicted height of the first peak HAp with the target height of the first peak HAp defined by the target heat generation characteristic Hs stored in the storage unit 78, the height of the first peak HAp is increased. Identify the stretch deviation, which is the amount by which XA increases relative to the target.

次いで、補正部７６は、ステップＳ１５で特定された第１ピークＨＡｐの高さＸＡの伸長ずれに基づいて、この伸長ずれをほぼ過不足なく修正するための補正値であるプレ噴射Ｐ１の噴射量の減少量を導出する（ステップＳ１６）。すなわち、補正部７６は、前記伸長ずれに相当する量（ほぼ同量）だけ第１ピークＨＡｐの高さＸＡが低下するように、プレ噴射Ｐ１の噴射量の減少量を設定する。なお、ここで設定されるプレ噴射Ｐ１の減少量は、図１７のチャート（ｆ）に示したΔＱ１ａに対応しており、仮に過給圧不足量がゼロであった場合に設定される噴射量（基準量ＱＲａ）に対する減少量である。プレ噴射Ｐ１の減少量ΔＱ１ａは、ピーク高さＸＡの伸長ずれが大きいほど大きくなるように設定される。 Next, the correction unit 76 is the injection amount of the pre-injection P1 which is a correction value for correcting the extension deviation almost without excess or deficiency based on the extension deviation of the height XA of the first peak HAp specified in step S15. Is derived (step S16). That is, the correction unit 76 sets the amount of decrease in the injection amount of the pre-injection P1 so that the height XA of the first peak HAp decreases by the amount corresponding to the extension deviation (almost the same amount). The decrease amount of the pre-injection P1 set here corresponds to ΔQ1a shown in the chart (f) of FIG. 17, and the injection amount set when the boost pressure shortage amount is zero. It is a decrease amount with respect to (reference amount QRa). The decrease amount ΔQ1a of the pre-injection P1 is set so as to increase as the extension deviation of the peak height XA increases.

次いで、燃料噴射制御部７２の設定部７４は、ステップＳ１４、Ｓ１６で補正値として導出された遅角量ΔＴ１ａおよび減少量ΔＱ１ａを参照して、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期を本設定する（ステップＳ１７）。すなわち、設定部７４は、図１６のステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量（つまり基準量）に減少量ΔＱ１ａを減算して求めた噴射量を最終的なプレ噴射Ｐ１の噴射量として決定するとともに、前記ステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射時期（つまり基準時期）を前記遅角量ΔＴ１ａだけ遅角して求めた噴射時期を、最終的なプレ噴射Ｐ１の噴射時期として決定する。 Next, the setting unit 74 of the fuel injection control unit 72 sets the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1 with reference to the retard angle amount ΔT1a and the decrease amount ΔQ1a derived as correction values in steps S14 and S16. (Step S17). That is, the setting unit 74 determines the injection amount obtained by subtracting the reduction amount ΔQ1a from the injection amount (that is, the reference amount) of the pre-injection P1 provisionally set in step S5 of FIG. The injection timing obtained by retarding the injection timing (that is, the reference timing) of the pre-injection P1 tentatively set in step S5 by the retard angle amount ΔT1a is the injection timing of the final pre-injection P1. To be determined as.

次いで、設定部７４は、ステップＳ１７にて本設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量に基づいて、メイン噴射Ｐ３の噴射量を本設定する（ステップＳ１８）。すなわち、設定部７４は、本設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量を含む１サイクルあたりの総噴射量が、プレ噴射Ｐ１を減量する前のものと同一になるように、メイン噴射Ｐ３の噴射量を増やす。例えば、前記のようにプレ噴射Ｐ１の噴射量がΔＱ１ａだけ減らされる場合には、このΔＱｆａを相殺するようにメイン噴射Ｐ３の噴射量が増やされる。なお、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３以外の燃料噴射（例えば中段噴射Ｐ２）の噴射量が増減されない場合、メイン噴射Ｐ３の増大量（図１７のΔＱ１ｂ）は、プレ噴射Ｐ１の減少量ΔＱ１ａと同一になる。 Next, the setting unit 74 finally sets the injection amount of the main injection P3 based on the injection amount of the pre-injection P1 that was finally set in step S17 (step S18). That is, the setting unit 74 sets the injection amount of the main injection P3 so that the total injection amount per cycle including the injection amount of the pre-injection P1 set is the same as that before the pre-injection P1 is reduced. To increase. For example, when the injection amount of the pre-injection P1 is reduced by ΔQ1a as described above, the injection amount of the main injection P3 is increased so as to offset this ΔQfa. When the injection amount of the fuel injection other than the pre-injection P1 and the main injection P3 (for example, the middle stage injection P2) is not increased or decreased, the increase amount of the main injection P3 (ΔQ1b in FIG. 17) is the same as the decrease amount ΔQ1a of the pre-injection P1. become.

ステップＳ１８では、メイン噴射Ｐ３の噴射量のみが調整され、噴射時期は変更されない。すなわち、メイン噴射Ｐ３の噴射時期（噴射開始時期）は、過給圧不足の有無にかかわらず、一定の時期ＴＲｂ（基準時期）に維持される（図１７のチャート（ｅ））。 In step S18, only the injection amount of the main injection P3 is adjusted, and the injection timing is not changed. That is, the injection timing (injection start timing) of the main injection P3 is maintained at a fixed time TRb (reference time) regardless of the presence or absence of insufficient boost pressure (chart (e) in FIG. 17).

次に、ステップＳ１１でＮＯと判定された場合、つまりアクセル開度の上昇が検出されなかった場合の制御について説明する。この場合、運転状態判定部７１は、実過給圧が目標過給圧を上回る過給圧過剰が生じるほどのアクセル開度の低下が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１９）。すなわち、運転状態判定部７１は、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値から特定されるアクセル開度の挙動（変化量および変化速度）に基づいて、実過給圧と目標過給圧との間に有意な（熱発生特性に影響を与えるほどの）乖離が生じる程度にアクセル開度が大きく低下したか否かを判定する。 Next, the control when NO is determined in step S11, that is, when the increase in the accelerator opening degree is not detected will be described. In this case, the operating state determination unit 71 determines whether or not a decrease in the accelerator opening degree is detected so that an excess boost pressure in which the actual boost pressure exceeds the target boost pressure is detected (step S19). That is, the operating state determination unit 71 between the actual boost pressure and the target boost pressure based on the behavior (change amount and change speed) of the accelerator opening specified from the detection value of the accelerator opening sensor SN10. It is determined whether or not the accelerator opening is significantly reduced to the extent that a significant deviation (which affects the heat generation characteristics) occurs.

ステップＳ１９でＹＥＳと判定されて過給圧過剰が生じるほどにアクセル開度が低下したことが確認された場合、燃料噴射制御部７２は、確認されたアクセル開度の低下量および低下速度から、実過給圧が目標過給圧を上回る量である過給圧過剰量と、実過給圧が目標過給圧を上回る期間であるターボラグ期間とを、それぞれ所定の演算により推定する（ステップＳ２０）。ターボラグ期間は、図１８の時点ｔ２１～ｔ２２に相当する期間であり、アクセル開度の低下量および低下速度が大きいほど長いものとして推定される。過給圧過剰量は、ここではターボラグ期間の間に生じる平均的な過給圧の過剰量のことであり、実過給圧と目標過給圧との差分の最大値（図１８のΔＢ２）を半分にした値（ΔＢ２／２）として算出される。 When it is determined in step S19 that the accelerator opening has decreased to the extent that the supercharging pressure is excessive, the fuel injection control unit 72 determines from the confirmed decrease in the accelerator opening and the decrease speed. The excess supercharging pressure, which is the amount in which the actual supercharging pressure exceeds the target supercharging pressure, and the turbo lag period, which is the period in which the actual supercharging pressure exceeds the target supercharging pressure, are estimated by predetermined calculations (step S20). ). The turbo lag period is a period corresponding to the time points t21 to t22 in FIG. 18, and is estimated to be longer as the amount of decrease in accelerator opening and the rate of decrease are larger. The supercharging pressure excess amount here is the average supercharging pressure excess amount that occurs during the turbo lag period, and is the maximum value of the difference between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure (ΔB2 in FIG. 18). Is calculated as a value obtained by halving (ΔB2 / 2).

次いで、予測部７５は、記憶部７８に格納されているピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））を用いて、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡについて生じるはずの進角ずれを推定する（ステップＳ２１）。ここでいう進角ずれとは、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標に対し進角側にずれる量のことである。すなわち、過給圧過剰の発生は筒内圧の過剰（想定していた標準範囲からの増大方向のずれ）に直結し、この筒内圧の過剰は、図１２および図１３に示したように、噴射開始からピーク発生時期までの期間であるピーク遅れを短くする作用をもたらす。このとき、噴射開始時期が一定であるとすれば、ピーク遅れの短縮によってピーク発生時期は進角側にずれることになる。このことは、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標の発生時期（目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークの発生時期）に対し進角側にずれることを意味する。そこで、ステップＳ２１では、ステップＳ２０で特定された過給圧過剰量（ΔＢ２／２）に基づいて、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが進角側にずれる量である進角ずれを推定する。 Next, the prediction unit 75 estimates the advance angle deviation that should occur for the occurrence time YA of the first peak HAp by using the peak delay prediction model formula (FIG. 12 (B)) stored in the storage unit 78. (Step S21). The advance angle deviation referred to here is an amount in which the first peak HAp generation time YA deviates to the advance angle side with respect to the target. That is, the occurrence of excess boost pressure is directly linked to excess in-cylinder pressure (deviation in the increasing direction from the assumed standard range), and this excess in-cylinder pressure is injected as shown in FIGS. 12 and 13. It has the effect of shortening the peak delay, which is the period from the start to the peak occurrence time. At this time, if the injection start time is constant, the peak generation time shifts to the advance angle side due to the shortening of the peak delay. This means that the generation time YA of the first peak HAp shifts to the advance angle side with respect to the target generation time (the generation time of the first peak in the target heat generation characteristic Hs). Therefore, in step S21, based on the boost pressure excess amount (ΔB2 / 2) specified in step S20, the advance angle deviation, which is the amount at which the first peak HAp generation time YA shifts to the advance angle side, is estimated.

具体的に、ステップＳ２１において、予測部７５は、ステップＳ２０で特定された過給圧過剰量（ΔＢ２／２）を前記ピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））に適用することにより、予測されるピーク遅れ、ひいては第１ピークＨＡｐの予測発生時期を求める。そして、この第１ピークＨＡｐの予測発生時期と、記憶部７８に記憶されている目標熱発生特性Ｈｓから規定される第１ピークＨＡｐの目標発生時期とを比較することにより、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標に対し進角側にずれる量である進角ずれを特定する。 Specifically, in step S21, the prediction unit 75 applies the boost pressure excess amount (ΔB2 / 2) specified in step S20 to the peak delay prediction model formula (FIG. 12B). The predicted peak delay, and eventually the predicted occurrence time of the first peak HAp, is obtained. Then, by comparing the predicted generation time of the first peak HAp with the target generation time of the first peak HAp defined by the target heat generation characteristic Hs stored in the storage unit 78, the first peak HAp Occurrence time YA identifies the advance deviation, which is the amount of deviation toward the advance side with respect to the target.

次いで、補正部７６は、ステップＳ２１で特定された第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡの進角ずれに基づいて、この進角ずれを過剰に修正するための補正値であるプレ噴射Ｐ１の噴射時期の進角量を導出する（ステップＳ２２）。すなわち、プレ噴射Ｐ１の噴射時期が進角されると、これに応じてピーク遅れが延長され（図１２、図１３参照）、その結果ピーク発生時期ＹＡが遅角される。このため、プレ噴射Ｐ１の進角化は前記進角ずれを修正する働きをする。ただし、補正部７６は、前記進角ずれと同量の修正をするのではなく、前記進角ずれが過剰に修正されるように、つまり、当該進角ずれを所定量上回るクランク角だけ第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが遅角されるように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の進角量を設定する。なお、ここで設定されるプレ噴射Ｐ１の進角量は、図１８のチャート（ｄ）に示したΔＴ２ａに対応しており、仮に過給圧過剰量がゼロであった場合に設定される噴射時期（基準時期ＴＲａ）に対する進角量である。プレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａは、ピーク発生時期ＹＡの進角ずれが大きいほど大きくなるように設定される。 Next, the correction unit 76 determines the injection timing of the pre-injection P1 which is a correction value for excessively correcting the advance deviation based on the advance deviation of the first peak HAp generation time YA specified in step S21. Derivation of the advance angle amount of (step S22). That is, when the injection timing of the pre-injection P1 is advanced, the peak delay is extended accordingly (see FIGS. 12 and 13), and as a result, the peak occurrence timing YA is retarded. Therefore, the advancement of the pre-injection P1 serves to correct the advance deviation. However, the correction unit 76 does not correct the advance angle deviation by the same amount, but makes the advance angle deviation excessively corrected, that is, the first crank angle that exceeds the advance angle deviation by a predetermined amount. The amount of advance of the injection timing of the pre-injection P1 is set so that the peak HAp generation timing YA is retarded. The advance amount of the pre-injection P1 set here corresponds to ΔT2a shown in the chart (d) of FIG. 18, and the injection is set when the excess boost pressure amount is zero. It is the amount of advance angle with respect to the time (reference time TRa). The advance angle amount ΔT2a of the pre-injection P1 is set so as to increase as the advance angle deviation of the peak occurrence time YA increases.

ここで、ステップＳ２２においてプレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａが過剰気味に設定される（つまり前記進角ずれを所定量上回るクランク角だけピーク発生時期ＹＡが遅角するような過剰な進角量ΔＴ２ａが設定される）のは、上述したステップＳ１４のときと同様の理由であり、プレ噴射Ｐ１の進角化と併せて実行されるプレ噴射Ｐ１の増量（図１８のチャート（ｆ）または後述するステップＳ２４参照）によるピーク遅れの短縮を見越したものである。 Here, in step S22, the advance amount ΔT2a of the pre-injection P1 is set to be excessive (that is, the excess advance amount ΔT2a such that the peak generation time YA is retarded by the crank angle exceeding the advance angle deviation by a predetermined amount). Is set) for the same reason as in step S14 described above, and the increase in the amount of pre-injection P1 executed in conjunction with the advancement of the pre-injection P1 (chart (f) in FIG. 18 or described later). This is in anticipation of shortening the peak delay due to (see step S24).

次いで、予測部７５は、記憶部７８に格納されているピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））およびピーク高さの予測モデル式（図１４（Ａ））を用いて、ステップＳ２２で得られた進角量ΔＴ２ａの分だけプレ噴射Ｐ１の噴射時期を進角させた場合に生じるはずの第１ピークＨＡｐの高さＸＡの縮小ずれを推定する（ステップＳ２３）。ここでいう縮小ずれとは、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標に対し低下する量のことである。すなわち、燃料の噴射時期の進角化はピーク遅れを長くする作用をもたらし（図１２、図１３参照）、また、図１４および図１５（Ａ）によれば、ピーク遅れの延長はピーク高さを低くする作用をもたらす。そこで、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で得られたプレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａに基づいて、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが低下する量である縮小ずれを推定する。 Next, the prediction unit 75 uses the peak delay prediction model formula (FIG. 12 (B)) and the peak height prediction model formula (FIG. 14 (A)) stored in the storage unit 78 in step S22. It is estimated that the height XA of the first peak HAp, which should occur when the injection timing of the pre-injection P1 is advanced by the obtained advance angle amount ΔT2a, is reduced (step S23). The reduction deviation referred to here is the amount at which the height XA of the first peak HAp decreases with respect to the target. That is, the advancement of the fuel injection timing has the effect of prolonging the peak delay (see FIGS. 12 and 13), and according to FIGS. 14 and 15 (A), the extension of the peak delay is the peak height. Brings the effect of lowering. Therefore, in step S23, the reduction deviation, which is the amount by which the height XA of the first peak HAp decreases, is estimated based on the advance angle amount ΔT2a of the pre-injection P1 obtained in step S22.

具体的に、ステップＳ２３において、予測部７５は、ステップＳ２２で得られたプレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａを前記ピーク遅れの予測モデル式（図１２（Ｂ））に適用することにより、予測されるピーク遅れの変化を求め、さらに、求めたピーク遅れの変化を前記ピーク高さの予測モデル式（図１４（Ａ））に適用することにより、第１ピークＨＡｐの予測高さを求める。そして、この第１ピークＨＡｐの予測高さと、記憶部７８に記憶されている目標熱発生特性Ｈｓから規定される第１ピークＨＡｐの目標高さとを比較することにより、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標に対し低下する量である縮小ずれを特定する。 Specifically, in step S23, the prediction unit 75 is predicted by applying the advance angle amount ΔT2a of the pre-injection P1 obtained in step S22 to the peak delay prediction model formula (FIG. 12B). The predicted height of the first peak HAp is obtained by obtaining the change in the peak delay and further applying the obtained change in the peak delay to the predicted peak height prediction model formula (FIG. 14 (A)). Then, by comparing the predicted height of the first peak HAp with the target height of the first peak HAp defined by the target heat generation characteristic Hs stored in the storage unit 78, the height of the first peak HAp is increased. Identify the reduction deviation, which is the amount by which XA decreases relative to the target.

次いで、補正部７６は、ステップＳ２３で特定された第１ピークＨＡｐの高さＸＡの縮小ずれに基づいて、この縮小ずれをほぼ過不足なく修正するための補正値であるプレ噴射Ｐ１の噴射量の増大量を導出する（ステップＳ２４）。すなわち、補正部７６は、前記縮小ずれに相当する量（ほぼ同量）だけ第１ピークＨＡｐの高さＸＡが増大するように、プレ噴射Ｐ１の噴射量の増大量を設定する。なお、ここで設定されるプレ噴射Ｐ１の増大量は、図１８のチャート（ｆ）に示したΔＱ２ａに対応しており、仮に過給圧過剰量がゼロであった場合に設定される噴射量（基準量ＱＲａ）に対する増大量である。プレ噴射Ｐ１の増大量ΔＱ２ａは、ピーク高さＸＡの縮小ずれが大きいほど大きくなるように設定される。 Next, the correction unit 76 determines the injection amount of the pre-injection P1 which is a correction value for correcting this reduction deviation almost without excess or deficiency based on the reduction deviation of the height XA of the first peak HAp specified in step S23. Is derived (step S24). That is, the correction unit 76 sets the increase amount of the injection amount of the pre-injection P1 so that the height XA of the first peak HAp increases by the amount corresponding to the reduction deviation (almost the same amount). The increase amount of the pre-injection P1 set here corresponds to ΔQ2a shown in the chart (f) of FIG. 18, and the injection amount set when the excess boost pressure amount is zero. It is an increase amount with respect to (reference amount QRa). The increase amount ΔQ2a of the pre-injection P1 is set so as to increase as the reduction deviation of the peak height XA increases.

次いで、設定部７４は、ステップＳ２２、Ｓ２４で補正値として導出された進角量ΔＴ２ａおよび増大量ΔＱ２ａを参照して、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期を本設定する（ステップＳ１７）。すなわち、設定部７４は、図１６のステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量（つまり基準量）に増大量ΔＱ２ａを加算して求めた噴射量を最終的なプレ噴射Ｐ１の噴射量として決定するとともに、前記ステップＳ５で仮設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射時期（つまり基準時期）を前記進角量ΔＴ２ａだけ進角して求めた噴射時期を、最終的なプレ噴射Ｐ１の噴射時期として決定する。 Next, the setting unit 74 mainly sets the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1 with reference to the advance angle amount ΔT2a and the increase amount ΔQ2a derived as correction values in steps S22 and S24 (step S17). That is, the setting unit 74 adds the increase amount ΔQ2a to the injection amount (that is, the reference amount) of the pre-injection P1 tentatively set in step S5 of FIG. The injection timing obtained by advancing the injection timing (that is, the reference timing) of the pre-injection P1 tentatively set in step S5 by the advance angle amount ΔT2a is the final injection timing of the pre-injection P1. To be determined as.

次いで、設定部７４は、ステップＳ１７にて本設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量に基づいて、メイン噴射Ｐ３の噴射量を本設定する（ステップＳ１８）。すなわち、設定部７４は、本設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射量を含む１サイクルあたりの総噴射量が、プレ噴射Ｐ１を増量する前のものと同一になるように、メイン噴射Ｐ３の噴射量を減らす。 Next, the setting unit 74 finally sets the injection amount of the main injection P3 based on the injection amount of the pre-injection P1 that was finally set in step S17 (step S18). That is, the setting unit 74 sets the injection amount of the main injection P3 so that the total injection amount per cycle including the injection amount of the pre-injection P1 set is the same as that before the pre-injection P1 is increased. To reduce.

図２０および図２１は、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡのずれがプレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期の補正により修正される状況を説明するため図である。まず、図２０を用いて、実過給圧が目標過給圧を下回る過給圧不足が生じたときに実行される補正制御の作用について説明する。具体的に、図２０（Ａ）では、過給圧不足のときにプレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期をともに補正しなかった場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈ”として示し、図２０（Ｂ）では、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の補正（遅角補正）のみを実行した場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈ’として示し、図２０（Ｃ）では、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の補正に加えて噴射量の補正（減量補正）を実行した場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈとして示している。なお、これら図２０（Ａ）～（Ｃ）では、ピーク発生時期の違いを強調するため、図５等の他の図よりも横軸を引き延ばした状態で熱発生率の波形を示している。このことは、後述する図２１（Ａ）～（Ｃ）でも同様である。 20 and 21 are diagrams for explaining a situation in which the deviation of the generation time YA of the first peak HAp is corrected by the correction of the injection amount and the injection time of the pre-injection P1. First, with reference to FIG. 20, the operation of the correction control executed when the boost pressure shortage occurs when the actual boost pressure is lower than the target boost pressure will be described. Specifically, in FIG. 20A, the waveform of the heat generation rate when both the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1 are not corrected when the boost pressure is insufficient is shown as the heat generation characteristic H ”. In 20 (B), the waveform of the heat generation rate when only the correction (decade angle correction) of the injection timing of the pre-injection P1 is executed is shown as the heat generation characteristic H', and in FIG. 20 (C), the pre-injection P1 The waveform of the heat generation rate when the injection amount is corrected (reduction correction) in addition to the injection timing correction is shown as the heat generation characteristic H. In these FIGS. 20A to 20C, the peaks are shown. In order to emphasize the difference in the time of occurrence, the waveform of the heat generation rate is shown in a state where the horizontal axis is stretched more than in other figures such as FIG. 5, which will be described later in FIGS. 21 (A) to 21 (C). But the same is true.

図２０（Ａ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期をいずれも実行しなかった場合の熱発生特性Ｈ”（実線）は、比較のために示す目標熱発生特性Ｈｓ（一点鎖線）と同様に、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料の燃焼に伴う前段燃焼部分ＨＡと、主にメイン噴射Ｐ３により噴射された燃料の燃焼に伴い生じる後段燃焼部分ＨＢとを有している。しかしながら、過給圧不足に起因して、熱発生特性Ｈ”の前段燃焼部分ＨＡのピークである第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡは、目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークＨＡｐｓの発生時期（目標発生時期）と比べて遅角側に移動している。つまり、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡに遅角ずれが生じている。また、この遅角ずれに伴い、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが、目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークＨＡｐｓの高さ（目標高さ）よりもやや小さい値まで低下している。なお、熱発生特性Ｈ”の後段燃焼部分ＨＢのピークである第２ピークＨＢｐの発生時期は、目標熱発生特性Ｈｓの第２ピークＨＢｐｓの発生時期からほとんど変化していない。これは、後段燃焼部分ＨＢは主にメイン噴射Ｐ３の拡散燃焼により生じるものであり、そのピークの発生時期は主にメイン噴射Ｐ３の噴射時期に支配されるからである。 As shown in FIG. 20A, the heat generation characteristic H ”(solid line) when neither the injection amount nor the injection timing of the pre-injection P1 is executed is the target heat generation characteristic Hs (one point) shown for comparison. Similar to the chain line), it has a pre-stage combustion portion HA accompanying the combustion of the fuel injected by the pre-injection P1 and a post-stage combustion portion HB mainly generated by the combustion of the fuel injected by the main injection P3. However, due to the insufficient boost pressure, the generation time YA of the first peak HAp, which is the peak of the combustion portion HA in the pre-stage combustion part of the heat generation characteristic H, is the generation time of the first peak HAps in the target heat generation characteristic Hs (target). It has moved to the retard side compared to the time of occurrence). That is, there is a retardation shift in the time YA when the first peak HAp is generated. Further, with this retard angle deviation, the height XA of the first peak HAp is lowered to a value slightly smaller than the height (target height) of the first peak HAps in the target heat generation characteristic Hs. The time of occurrence of the second peak HBp, which is the peak of the latter stage combustion portion HB of the heat generation characteristic H, has hardly changed from the time of occurrence of the second peak HBps of the target heat generation characteristic Hs. This is because the partial HB is mainly generated by the diffusion combustion of the main injection P3, and the peak generation time is mainly controlled by the injection time of the main injection P3.

これに対し、図２０（Ｂ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期が遅角された場合に得られる熱発生特性Ｈ’では、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが大きく進角側に移動している。すなわち、図１９のステップＳ１３，Ｓ１４の処理を通じて導出される補正値（遅角量ΔＴ１ａ）の分だけプレ噴射Ｐ１の噴射時期が遅角されることにより、上述した第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡの遅角ずれが過剰に修正され、その結果、当該第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標発生時期（目標とする第１ピークＨＡｐｓの発生時期）を超えてさらに進角側まで移動している。ただし、ここでの過剰修正により生じる進角側へのずれ量は、修正前に生じていた遅角側へのずれ量よりも小さくされる。 On the other hand, as shown in FIG. 20B, in the heat generation characteristic H'obtained when the injection timing of the pre-injection P1 is retarded, the generation timing YA of the first peak HAp is largely on the advance side. I'm moving. That is, the injection timing of the pre-injection P1 is retarded by the correction value (lag angle amount ΔT1a) derived through the processing of steps S13 and S14 in FIG. As a result, the retardation deviation of the first peak HAp is excessively corrected, and as a result, the occurrence time YA of the first peak HAp is further moved to the advance angle side beyond the target occurrence time (the target occurrence time of the first peak HAps). .. However, the amount of deviation to the advance angle side caused by the excessive correction here is smaller than the amount of deviation to the retard angle side that occurred before the correction.

ここで、プレ噴射Ｐ１の遅角化は、第１ピークＨＡｐの高さＸＡの増大につながる。このため、前記のようにプレ噴射Ｐ１の噴射時期が過剰気味に遅角されると、図２０（Ｂ）に示すように、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標高さ（目標とする第１ピークＨＡｐｓの高さ）よりも大きい値まで増大する。つまり、第１ピークＨＡｐの高さＸＡに伸長ずれが生じている。 Here, the retarding of the pre-injection P1 leads to an increase in the height XA of the first peak HAp. Therefore, when the injection timing of the pre-injection P1 is slightly retarded as described above, the height XA of the first peak HAp becomes the target height (targeted first) as shown in FIG. 20 (B). It increases to a value larger than 1 peak HAps height). That is, there is an elongation shift in the height XA of the first peak HAp.

これに対し、図２０（Ｃ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射量が補正された場合に得られる熱発生特性Ｈでは、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが上述した伸長ずれの分だけ低下している。すなわち、図１９のステップＳ１５，Ｓ１６の処理を通じて導出される補正値（減少量ΔＱ１ａ）だけプレ噴射Ｐ１の噴射量が減らされることにより、前記伸長ずれに相当する量だけ第１ピークＨＡｐの高さＸＡが低下し、その結果、当該第１ピークＨＡｐの高さＸＡが前記目標高さとほぼ一致するようになる。さらに、プレ噴射Ｐ１の減量の影響により、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが遅角側に移動する結果、上述したプレ噴射Ｐ１の遅角化による過剰な修正から生じた進角側へのずれ（図２０（Ｂ））が解消されて、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが前記目標発生時期とほぼ一致するようになる。なお、図２０（Ｃ）においては、前記プレ噴射Ｐ１の減量に伴いメイン噴射Ｐ３の噴射量がΔＱ１ｂだけ増やされ、これによって１サイクルあたりの総噴射量が図２０（Ａ）と同量に維持されているものとする。 On the other hand, as shown in FIG. 20C, in the heat generation characteristic H obtained when the injection amount of the pre-injection P1 is corrected, the height XA of the first peak HAp is equal to the above-mentioned extension deviation. It is declining. That is, by reducing the injection amount of the pre-injection P1 by the correction value (decrease amount ΔQ1a) derived through the processing of steps S15 and S16 in FIG. 19, the height of the first peak HAp is increased by the amount corresponding to the extension deviation. XA decreases, and as a result, the height XA of the first peak HAp becomes substantially the same as the target height. Further, as a result of the occurrence time YA of the first peak HAp moving to the retard side due to the influence of the weight loss of the pre-injection P1, the deviation to the advance side caused by the excessive correction due to the retardation of the pre-injection P1 described above. (FIG. 20B) is resolved, and the occurrence time YA of the first peak HAp almost coincides with the target occurrence time. In FIG. 20C, the injection amount of the main injection P3 is increased by ΔQ1b as the amount of the pre-injection P1 is reduced, whereby the total injection amount per cycle is maintained at the same amount as in FIG. 20A. It is assumed that it has been done.

次に、図２１を用いて、実過給圧が目標過給圧を上回る過給圧過剰が生じたときに実行される補正制御の作用について説明する。具体的に、図２１（Ａ）では、過給圧過剰のときにプレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期をともに補正しなかった場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈ”として示し、図２１（Ｂ）では、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の補正（進角補正）のみを実行した場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈ’として示し、図２１（Ｃ）では、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の補正に加えて噴射量の補正（増量補正）を実行した場合の熱発生率の波形を熱発生特性Ｈとして示している。 Next, with reference to FIG. 21, the operation of the correction control executed when the actual boost pressure exceeds the target boost pressure and the excess boost pressure occurs will be described. Specifically, in FIG. 21A, the waveform of the heat generation rate when both the injection amount and the injection timing of the pre-injection P1 are not corrected when the boost pressure is excessive is shown as the heat generation characteristic H ”. In 21 (B), the waveform of the heat generation rate when only the injection timing correction (advance angle correction) of the pre-injection P1 is executed is shown as the heat generation characteristic H', and in FIG. 21 (C), the pre-injection P1 The waveform of the heat generation rate when the correction of the injection amount (increase correction) is executed in addition to the correction of the injection timing is shown as the heat generation characteristic H.

図２１（Ａ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射量および噴射時期をいずれも実行しなかった場合に得られる熱発生特性Ｈ”では、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが、目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークＨＡｐｓの発生時期（目標発生時期）と比べて進角側に移動している。つまり、第１ピークＨＡｐの発生時期に進角ずれが生じている。また、この進角ずれに伴い、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが、目標熱発生特性Ｈｓにおける第１ピークＨＡｐｓの高さ（目標高さ）よりもやや大きい値まで増大している。 As shown in FIG. 21 (A), in the heat generation characteristic H "obtained when neither the injection amount nor the injection timing of the pre-injection P1 is executed, the generation time YA of the first peak HAp is the target heat generation. It has moved to the advance angle side with respect to the generation time (target generation time) of the first peak HAps in the characteristic Hs. That is, the advance angle shift has occurred at the generation time of the first peak HAp. With the deviation, the height XA of the first peak HAp increases to a value slightly larger than the height (target height) of the first peak HAps in the target heat generation characteristic Hs.

これに対し、図２１（Ｂ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期が進角された場合に得られる熱発生特性Ｈ’では、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが大きく遅角側に移動している。すなわち、図１９のステップＳ２１，Ｓ２２の処理を通じて導出される補正値（進角量ΔＴ２ａ）の分だけプレ噴射Ｐ１の噴射時期が進角されることにより、上述した第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡの進角ずれが過剰に修正され、その結果、当該第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標発生時期（目標とする第１ピークＨＡｐｓの発生時期）を超えてさらに遅角側まで移動している。ただし、ここでの過剰修正により生じる遅角側へのずれ量は、修正前に生じていた進角側へのずれ量よりも小さくされる。 On the other hand, as shown in FIG. 21B, in the heat generation characteristic H'obtained when the injection timing of the pre-injection P1 is advanced, the generation timing YA of the first peak HAp is largely on the retard side. I'm moving. That is, the injection timing of the pre-injection P1 is advanced by the amount of the correction value (advance angle amount ΔT2a) derived through the processing of steps S21 and S22 in FIG. As a result, the time of occurrence of the first peak HAp, YA, exceeds the target time of occurrence (the time of occurrence of the target first peak HAps) and moves further to the retard side. .. However, the amount of deviation to the retard side caused by the excessive correction here is smaller than the amount of deviation to the advance side that occurred before the correction.

ここで、プレ噴射Ｐ１の進角化は、第１ピークＨＡｐの高さＸＡの低下につながる。このため、前記のようにプレ噴射Ｐ１の噴射時期が過剰気味に進角されると、図２１（Ｂ）に示すように、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標高さ（目標とする第１ピークＨＡｐｓの高さ）よりも小さい値まで低下する。つまり、第１ピークＨＡｐの高さＸＡに縮小ずれが生じている。 Here, the advancement of the pre-injection P1 leads to a decrease in the height XA of the first peak HAp. Therefore, when the injection timing of the pre-injection P1 is advanced to an excessive degree as described above, the height XA of the first peak HAp becomes the target height (targeted first) as shown in FIG. 21 (B). It drops to a value smaller than 1 peak HAps height). That is, there is a reduction shift in the height XA of the first peak HAp.

これに対し、図２１（Ｃ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の噴射量が補正された場合に得られる熱発生特性Ｈでは、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが上述した縮小ずれの分だけ増大している。すなわち、図１９のステップＳ２３，Ｓ２４の処理を通じて導出される補正値（増大量ΔＱ２ａ）だけプレ噴射Ｐ１の噴射量が増やされることにより、前記縮小ずれに相当する量だけ第１ピークＨＡｐの高さＸＡが増大し、その結果、当該第１ピークＨＡｐの高さＸＡが前記目標高さとほぼ一致するようになる。さらに、プレ噴射Ｐ１の増量の影響により、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが進角側に移動する結果、上述したプレ噴射Ｐ１の進角化による過剰な修正から生じた遅角側へのずれ（図２１（Ｂ））が解消されて、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが前記目標発生時期とほぼ一致するようになる。なお、図２１（Ｃ）においては、前記プレ噴射Ｐ１の増量に伴いメイン噴射Ｐ３の噴射量がΔＱ２ｂだけ減らされ、これによって１サイクルあたりの総噴射量が図２１（Ａ）と同量に維持されているものとする。 On the other hand, as shown in FIG. 21C, in the heat generation characteristic H obtained when the injection amount of the pre-injection P1 is corrected, the height XA of the first peak HAp is the amount of the above-mentioned reduction deviation. It is increasing. That is, by increasing the injection amount of the pre-injection P1 by the correction value (increase amount ΔQ2a) derived through the processing of steps S23 and S24 in FIG. 19, the height of the first peak HAp is increased by the amount corresponding to the reduction deviation. XA increases, and as a result, the height XA of the first peak HAp becomes substantially the same as the target height. Further, as a result of the occurrence time YA of the first peak HAp moving to the advance angle side due to the influence of the increase in the pre-injection P1, the shift to the retard angle side caused by the excessive correction due to the advancement of the pre-injection P1 described above. (FIG. 21 (B)) is resolved, and the occurrence time YA of the first peak HAp almost coincides with the target occurrence time. In FIG. 21C, the injection amount of the main injection P3 is reduced by ΔQ2b as the amount of the pre-injection P1 is increased, whereby the total injection amount per cycle is maintained at the same amount as in FIG. 21A. It is assumed that it has been done.

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、ＰＣＩ領域での運転時に、第１ピークＨＡｐおよび第２ピークＨＢｐを含む熱発生特性が得られるようにプレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３が実行されるとともに、第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの間隔（ピーク間隔）Ｚが、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合うような間隔（つまり圧力波の周期Ｆｗの略１／２倍）に設定されるので、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３による燃焼騒音の音圧レベルを相互干渉により効果的に低減することができ、ディーゼルノック音等の騒音が十分に抑制された静粛性の高い燃焼を実現することができる。 [Action effect]
As described above, in the present embodiment, the pre-injection P1 and the main injection P3 are executed and the main injection P3 is executed so as to obtain the heat generation characteristics including the first peak HAp and the second peak HBp during the operation in the PCI region. The interval (peak interval) Z between the 1-peak HAp and the 2nd peak HBp is such that the pressure waves generated by the combustion of the fuels of the pre-injection P1 and the main injection P3 cancel each other out (that is, the abbreviation of the pressure wave period Fw). Since it is set to 1/2 times), the sound pressure level of the combustion noise due to the pre-injection P1 and the main injection P3 can be effectively reduced by mutual interference, and the noise such as the diesel knock noise is sufficiently suppressed. It is possible to realize highly quiet combustion.

また、アクセル開度の上昇時に過給圧の応答遅れに起因して過給圧（実過給圧）が目標（目標過給圧）を下回る過給圧不足が生じる場合には、プレ噴射Ｐ１の噴射時期が遅角されかつプレ噴射Ｐ１の噴射量が減らされるので、過給圧不足により生じる第１ピークＨＡｐのずれを修正することができ、当該ずれによって生じ得る燃焼騒音の増大を未然に防止することができる。 Further, when the boost pressure (actual boost pressure) is lower than the target (target boost pressure) due to the delay in the response of the boost pressure when the accelerator opening is increased, the pre-injection P1 Since the injection timing of the pre-injection P1 is retarded and the injection amount of the pre-injection P1 is reduced, the deviation of the first peak HAp caused by the insufficient boost pressure can be corrected, and the increase in combustion noise that may occur due to the deviation can be prevented. Can be prevented.

すなわち、過給圧不足が生じると、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標値（つまり第２ピークＨＢｐまでの間隔が所期の間隔となるような時期）よりも遅角側に移動するとともに、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標値よりも低くなる（図２０（Ａ）参照）。これに対し、前記実施形態では、過給圧不足が生じているときにプレ噴射Ｐ１の噴射時期が遅角されかつ噴射量が減らされるので、前記のような第１ピークＨＡｐのずれを修正することができ、第１ピークＨＡｐおよび第２ピークＨＢｐの各高さＸＡ，ＸＢを目標値付近に収めながら、両ピークＨＡｐ，ＨＢｐの間隔Ｚを燃焼騒音の面で有利な上述した間隔に維持することができる（図２０（Ｃ）参照）。 That is, when the boost pressure is insufficient, the first peak HAp occurrence time YA moves to the retard side from the target value (that is, the time when the interval to the second peak HBp is the desired interval). , The height XA of the first peak HAp becomes lower than the target value (see FIG. 20 (A)). On the other hand, in the above embodiment, when the boost pressure is insufficient, the injection timing of the pre-injection P1 is retarded and the injection amount is reduced, so that the deviation of the first peak HAp as described above is corrected. It is possible to keep the heights XA and XB of the first peak HAp and the second peak HBp close to the target value, and maintain the interval Z of both peak HAp and HBp at the above-mentioned interval which is advantageous in terms of combustion noise. Can be done (see FIG. 20 (C)).

一方、アクセル開度の低下時に過給圧の応答遅れに起因して過給圧（実過給圧）が目標（目標過給圧）を上回る過給圧過剰が生じる場合には、第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標値よりも進角側に移動するとともに、第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標値よりも高くなる（図２１（Ａ）参照）。これに対し、前記実施形態では、過給圧過剰が生じているときにプレ噴射Ｐ１の噴射時期が進角されかつ噴射量が増やされるので、前記のような第１ピークＨＡｐのずれを修正することができ、第１ピークＨＡｐおよび第２ピークＨＢｐの各高さＸＡ，ＸＢを目標値付近に収めながら、両ピークＨＡｐ，ＨＢｐの間隔Ｚを燃焼騒音の面で有利な上述した間隔に維持することができる（図２１（Ｃ）参照）。 On the other hand, when the boost pressure (actual boost pressure) exceeds the target (target boost pressure) due to the delay in the response of the boost pressure when the accelerator opening is lowered, the first peak occurs. The HAp generation time YA moves to the advance side from the target value, and the height XA of the first peak HAp becomes higher than the target value (see FIG. 21 (A)). On the other hand, in the above embodiment, when the boost pressure is excessive, the injection timing of the pre-injection P1 is advanced and the injection amount is increased, so that the deviation of the first peak HAp as described above is corrected. It is possible to keep the heights XA and XB of the first peak HAp and the second peak HBp close to the target value, and maintain the interval Z of both peak HAp and HBp at the above-mentioned interval which is advantageous in terms of combustion noise. (See FIG. 21 (C)).

以上により、前記実施形態によれば、過給圧の不足または過剰にかかわらず燃焼騒音を十分に抑制することができ、エンジンの商品性を効果的に向上させることができる。 As described above, according to the above-described embodiment, the combustion noise can be sufficiently suppressed regardless of whether the boost pressure is insufficient or excessive, and the commercial value of the engine can be effectively improved.

また、前記実施形態では、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料がＰＣＩ燃焼（予混合圧縮着火燃焼）するように当該プレ噴射Ｐ１の噴射時期が圧縮上死点に対し十分に進角された時期に設定されるとともに、メイン噴射Ｐ３により噴射された燃料が拡散燃焼するように当該メイン噴射Ｐ３の開始時期が前記第１ピークＨＡｐ（プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料のＰＣＩ燃焼によるピーク）の発生時期ＹＡ以降のタイミングに設定される。このような構成によれば、第２ピークＨＢｐを生じさせるメイン噴射Ｐ３による燃焼の形式が、噴射開始から着火までの期間（着火遅れ期間）が環境要因により左右され難い拡散燃焼とされるので、第２ピークＨＢｐの発生時期ＹＢをメイン噴射Ｐ３の噴射時期から確定的に求めることができる。このため、メイン噴射Ｐ３の噴射時期を固定しつつプレ噴射Ｐ１の噴射量／噴射時期を調整することにより、前記第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの間隔Ｚを所期の間隔（燃焼圧力波が互いに打ち消し合うような間隔）に精度よく収めることができ、騒音抑制効果を安定的に確保することができる。 Further, in the above embodiment, when the injection timing of the pre-injection P1 is sufficiently advanced with respect to the compression top dead center so that the fuel injected by the pre-injection P1 is PCI combustion (premixed compression ignition combustion). At the same time as being set, the start time of the main injection P3 is the generation time of the first peak HAp (peak due to PCI combustion of the fuel injected by the pre-injection P1) so that the fuel injected by the main injection P3 is diffusely burned. It is set at the timing after YA. According to such a configuration, the form of combustion by the main injection P3 that causes the second peak HBp is considered to be diffusion combustion in which the period from the start of injection to ignition (ignition delay period) is not easily influenced by environmental factors. The generation time YB of the second peak HBp can be deterministically obtained from the injection time of the main injection P3. Therefore, by adjusting the injection amount / injection timing of the pre-injection P1 while fixing the injection timing of the main injection P3, the interval Z between the first peak HAp and the second peak HBp is set to the desired interval (combustion pressure). It is possible to accurately fit the waves at intervals that cancel each other out), and the noise suppression effect can be stably ensured.

また、前記実施形態では、過給圧不足（過給圧過剰）が生じているときに、当該過給圧不足（過給圧過剰）により第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが目標から遅角側（進角側）にずれる量である遅角ずれ（進角ずれ）が推定されるとともに、推定された当該遅角ずれ（進角ずれ）よりも大きく第１ピークＨＡｐの発生時期ＹＡが進角（遅角）するように、プレ噴射Ｐ１の噴射時期の遅角量ΔＴ１ａ（進角量ΔＴ２ａ）が設定される。またさらに、設定されたプレ噴射Ｐ１の噴射時期の遅角量ΔＴ１ａ（進角量ΔＴ２ａ）に基づいて、当該噴射時期の遅角（進角）により第１ピークＨＡｐの高さＸＡが目標から増大（低下）する量である伸長ずれ（縮小ずれ）が推定されるとともに、推定された当該伸長ずれ（縮小ずれ）に相当する量だけ第１ピークＨＡｐの高さが低下（増大）するように、プレ噴射Ｐ１の噴射量の減少量ΔＱ１ａ（増大量ΔＱ２ａ）が設定される。このような構成によれば、プレ噴射Ｐ１の遅角化（進角化）とプレ噴射Ｐ１の減量（増量）との組合せにより達成される第１ピークＨＡｐの最終的な発生時期ＹＡおよび高さＸＡが目標値付近に収まるように、プレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａ（進角量ΔＴ２ａ）および減少量ΔＱ１ａ（増大量ΔＱ２ａ）を演算により適正に求めることができ、燃焼騒音を十分に抑制することができる。 Further, in the above embodiment, when the boost pressure is insufficient (supercharging pressure is excessive), the first peak HAp generation time YA is retarded from the target due to the boost pressure shortage (supercharging pressure is excessive). The retard angle deviation (advance angle deviation), which is the amount of deviation to the (advance angle side), is estimated, and the first peak HAp occurrence time YA is larger than the estimated retard angle deviation (advance angle deviation). The retard angle amount ΔT1a (advance angle amount ΔT2a) of the injection timing of the pre-injection P1 is set so as to (retard angle). Furthermore, based on the retard amount ΔT1a (advance angle amount ΔT2a) of the injection timing of the set pre-injection P1, the height XA of the first peak HAp increases from the target due to the retard angle (advance angle) of the injection timing. The extension deviation (reduction deviation), which is the amount of (decrease), is estimated, and the height of the first peak HAp decreases (increases) by the amount corresponding to the estimated expansion deviation (reduction deviation). The decrease amount ΔQ1a (increase amount ΔQ2a) of the injection amount of the pre-injection P1 is set. According to such a configuration, the final occurrence time YA and height of the first peak HAp achieved by the combination of the retarding (advancing) of the pre-injection P1 and the decrease (increase) of the pre-injection P1. The retard angle amount ΔT1a (advance angle amount ΔT2a) and decrease amount ΔQ1a (increase amount ΔQ2a) of the pre-injection P1 can be appropriately obtained by calculation so that XA is within the vicinity of the target value, and combustion noise is sufficiently suppressed. be able to.

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。 [Modification example]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and for example, the following modified embodiment can be adopted.

（１）前記実施形態では特に言及しなかったが、過給圧過剰に伴う第１ピークＨＡｐのずれが比較的大きかった場合には、このずれを修正するために設定されるプレ噴射Ｐ１の噴射時期の進角量ΔＴ２ａも比較的大きくなるので、これを無制限に許容してしまうと、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料を燃焼室６内の適切の位置（つまりキャビティＣの内部）に供給できなくなる可能性がある。そこで、プレ噴射Ｐ１の進角量の大きさによってプレ噴射Ｐ１の回数を変更することが考えられる。図２２（Ａ）（Ｂ）は、この対策を採用した場合の具体例を説明するための図である。なお、本図におけるクランク角Ｗは、プレ噴射Ｐ１の進角量の限界（進角限界）を表すクランク角であり、本発明にいう「所定クランク角」に相当するものである。 (1) Although not particularly mentioned in the above embodiment, when the deviation of the first peak HAp due to the excessive boost pressure is relatively large, the injection of the pre-injection P1 set to correct this deviation is performed. Since the advance amount ΔT2a of the timing is also relatively large, if this is allowed indefinitely, the fuel injected by the pre-injection P1 can be supplied to an appropriate position in the combustion chamber 6 (that is, inside the cavity C). It may disappear. Therefore, it is conceivable to change the number of pre-injection P1 depending on the magnitude of the advance angle of the pre-injection P1. 22 (A) and 22 (B) are diagrams for explaining a specific example when this measure is adopted. The crank angle W in this figure is a crank angle representing the limit (advance angle limit) of the advance angle amount of the pre-injection P1, and corresponds to the "predetermined crank angle" referred to in the present invention.

図２２（Ａ）（Ｂ）に示す例では、第１ピークＨＡｐの高さＸＡの進角ずれに基づき算出されるプレ噴射Ｐ１の進角量ΔＴ２ａの大小によって、プレ噴射Ｐ１の噴射回数が１回または２回に可変的に設定される。例えば、上述した図１９のステップＳ２４により算出された進角量ΔＴ２ａが、プレ噴射Ｐ１が前記進角限界Ｗ以降に開始されるような比較的小さい値であったとする。すなわち、算出された進角量ΔＴ２ａだけ実際にプレ噴射Ｐ１を進角させても、プレ噴射Ｐ１の開始時期が進角限界Ｗと同じかこれよりも遅角側のタイミングに収まるものとする。この場合は、図２２（Ａ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の回数を前記実施形態と同じ１回とする。 In the example shown in FIGS. 22A and 22B, the number of injections of the pre-injection P1 is 1 depending on the magnitude of the advance angle amount ΔT2a of the pre-injection P1 calculated based on the advance deviation of the height XA of the first peak HAp. It is variably set to once or twice. For example, it is assumed that the advance angle amount ΔT2a calculated in step S24 of FIG. 19 described above is a relatively small value such that the pre-injection P1 is started after the advance angle limit W. That is, even if the pre-injection P1 is actually advanced by the calculated advance angle amount ΔT2a, the start timing of the pre-injection P1 is assumed to be the same as or within the timing on the retard side of the advance limit W. In this case, as shown in FIG. 22 (A), the number of times of pre-injection P1 is the same as that of the embodiment.

一方、前記ステップＳ２４により算出された進角量ΔＴ２ａが、プレ噴射Ｐ１が進角限界Ｗよりも進角側で開始されるような大きな値であったとする。すなわち、算出された進角量ΔＴ２ａだけ実際にプレ噴射Ｐ１を進角させると、プレ噴射Ｐ１の開始時期が進角限界Ｗよりもさらに進角側になってしまうものとする。この場合は、図２２（Ｂ）に示すように、プレ噴射Ｐ１の開始時期を進角限界Ｗに保持しながら、プレ噴射Ｐ１の回数を２回に増やす。これにより、プレ噴射Ｐ１により噴射された燃料を燃焼室６内の適切な位置（キャビティＣの内部）に供給しながら、燃料のペネトレーション（貫徹力）が弱まるように時期的に分割された２回の噴射をプレ噴射Ｐ１として実行することにより、噴射開始から着火までの期間において燃焼室６（主にキャビティＣ）内の混合気の均質化を促進することができ、あたかも噴射時期を進角させたのと同様の効果を得ることができる。これにより、燃料の空気利用率が十分に確保されたクリーンな燃焼を実現しながら、第１ピークＨＡｐのずれを適正に修正して燃焼騒音を抑制することができる。 On the other hand, it is assumed that the advance angle amount ΔT2a calculated in step S24 is such a large value that the pre-injection P1 is started on the advance angle side of the advance angle limit W. That is, if the pre-injection P1 is actually advanced by the calculated advance angle amount ΔT2a, the start timing of the pre-injection P1 will be further on the advance side than the advance limit W. In this case, as shown in FIG. 22B, the number of pre-injection P1 is increased to 2 while keeping the start time of the pre-injection P1 at the advance limit W. As a result, the fuel injected by the pre-injection P1 is supplied to an appropriate position (inside the cavity C) in the combustion chamber 6, and the fuel penetration (penetration force) is weakened twice in a timely manner. By executing the injection of the above as the pre-injection P1, it is possible to promote the homogenization of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 (mainly the cavity C) during the period from the start of the injection to the ignition, and it is as if the injection timing is advanced. You can get the same effect as you did. As a result, it is possible to appropriately correct the deviation of the first peak HAp and suppress the combustion noise while realizing clean combustion in which the air utilization rate of the fuel is sufficiently secured.

なお、図２２（Ａ）（Ｂ）に示した変形例において、プレ噴射Ｐ１を分割する回数は２回に限られず、３回以上にしてもよい。例えば、進角限界Ｗを超えるような大きな進角量ΔＴ２ａが算出されたときに、進角限界Ｗに対するオーバー量が大きいほど分割回数を２回→３回‥‥と徐々に増やすようにしてもよい。また、前記変形例では、進角限界Ｗを超えるような大きな進角量ΔＴ２ａが算出された場合に、プレ噴射Ｐ１の開始時期を進角限界Ｗに保持しつつプレ噴射Ｐ１を複数回に分割したが、分割噴射によるペネトレーションの低下を考慮して、進角限界Ｗよりも若干進角したタイミングまでプレ噴射Ｐ１の開始時期を進角させることを許容してもよい。 In the modified example shown in FIGS. 22A and 22B, the number of times the pre-injection P1 is divided is not limited to two, and may be three or more. For example, when a large advance amount ΔT2a that exceeds the advance limit W is calculated, the number of divisions may be gradually increased from 2 times to 3 times as the amount of excess with respect to the advance limit W is large. good. Further, in the modification, when a large advance amount ΔT2a that exceeds the advance limit W is calculated, the pre-injection P1 is divided into a plurality of times while keeping the start time of the pre-injection P1 at the advance limit W. However, in consideration of the decrease in penetration due to the split injection, it may be allowed to advance the start time of the pre-injection P1 to a timing slightly advanced from the advance limit W.

（２）前記実施形態では、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値から特定されるアクセル開度の挙動に基づき過給圧不足が生じると判定された場合に、過給圧不足が生じる期間であるターボラグ期間（図１７の時点ｔ１１～ｔ１２）にわたって、実過給圧と目標過給圧との差分の最大値の半分であるΔＢ１／２だけ過給圧が不足すると仮定し、この仮定の下で上述したプレ噴射Ｐ１の遅角量ΔＴ１ａおよび減少量ΔＱ１ａを求めたが、過給圧不足量を時間経過に応じ可変的に設定してもよい。例えば、ターボラグ期間の開始時点ｔ１１における過給圧不足量をΔＢ１、ターボラグ期間の終了時点ｔ１２における過給圧不足量をゼロとして、時点ｔ１１から時点ｔ１２までの間の過給圧不足量を線形補間により可変的に設定する、つまり、時点ｔ１１からの経過時間が短いほどΔＢ１に近づくように（時点ｔ１１からの経過時間が長いほどゼロに近づくように）過給圧不足量を可変的に設定してもよい。このことは、実過給圧が目標過給圧を上回る過給圧過剰が生じるときにその過剰量を求めるときも同様である。 (2) In the above embodiment, when it is determined that the supercharging pressure is insufficient based on the behavior of the accelerator opening specified from the detection value of the accelerator opening sensor SN10, the turbo lag is the period during which the supercharging pressure is insufficient. It is assumed that the supercharging pressure is insufficient by ΔB1 / 2, which is half of the maximum value of the difference between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure, over a period (time points t11 to t12 in FIG. 17). Although the retard angle amount ΔT1a and the decrease amount ΔQ1a of the pre-injection P1 have been obtained, the supercharging pressure shortage amount may be variably set according to the passage of time. For example, the supercharging pressure shortage amount at the start time t11 of the turbo lag period is set to ΔB1, the supercharging pressure shortage amount at the end time point t12 of the turbo lag period is set to zero, and the supercharging pressure shortage amount between the time point t11 and the time point t12 is linearly interpolated. In other words, the amount of insufficient boost pressure is variably set so that the shorter the elapsed time from the time point t11, the closer to ΔB1 (the longer the elapsed time from the time point t11, the closer to zero). You may. This also applies when the excess amount is obtained when an excess of the boost pressure occurs in which the actual boost pressure exceeds the target boost pressure.

（３）前記実施形態では、アクセル開度センサＳＮ１０の検出値から特定されるアクセル開度の挙動に基づいて過給圧不足が生じるか否かを判定し、生じると判定した場合にはさらに過給圧不足量およびターボラグ期間を所定の演算により予測するようにしたが、吸気圧センサＳＮ５による過給圧の検出値に基づいて同様の処理（過給圧不足の判定および過給圧不足量等の特定）を行ってもよい。このことは、過給圧過剰が生じるときの処理においても同様である。 (3) In the above embodiment, it is determined whether or not the boost pressure shortage occurs based on the behavior of the accelerator opening degree specified from the detection value of the accelerator opening degree sensor SN10, and if it is determined that the boost pressure shortage occurs, it is further excessive. The amount of insufficient boost pressure and the turbo lag period are predicted by a predetermined calculation, but the same processing is performed based on the detection value of the boost pressure by the intake pressure sensor SN5 (determination of insufficient boost pressure and insufficient boost pressure, etc.). (Specification) may be performed. This also applies to the treatment when the boost pressure is excessive.

（４）前記実施形態では、燃料の噴射パターンとして、プレ噴射Ｐ１、中段噴射Ｐ２、およびメイン噴射Ｐ３が実行される例を示したが、これは一例であり、例えば中段噴射Ｐ２は省略することが可能である。あるいは、煤の発生を抑制するためのアフター噴射をメイン噴射Ｐ３の後に実行してもよい。さらには、プレ噴射Ｐ１およびメイン噴射Ｐ３を、それぞれ複数回の噴射に分割してもよい。 (4) In the above embodiment, an example in which the pre-injection P1, the middle stage injection P2, and the main stage injection P3 are executed as the fuel injection pattern is shown, but this is an example, and for example, the middle stage injection P2 is omitted. Is possible. Alternatively, after-injection for suppressing the generation of soot may be executed after the main injection P3. Further, the pre-injection P1 and the main injection P3 may be each divided into a plurality of injections.

（５）前記実施形態では、燃焼室６の底面を区画するピストン５のキャビティ５Ｃが、第１キャビティ部５１および第２キャビティ部５２を備える二段エッグシェープ形状を具備する例を示したが、本発明の燃料噴射制御は、二段エッグシェープ形状以外の他の窪み形状のキャビティ５Ｃを備える場合にも適用可能である。 (5) In the above embodiment, an example is shown in which the cavity 5C of the piston 5 that partitions the bottom surface of the combustion chamber 6 has a two-stage egg shape shape including the first cavity portion 51 and the second cavity portion 52. The fuel injection control of the present invention can also be applied to the case where the cavity 5C having a recessed shape other than the two-stage egg shape shape is provided.

６ 燃焼室
１５ インジェクタ
３０ 吸気通路
４６ ターボ過給機（過給機）
７１ 運転状態判定部（判定部）
７２ 燃料噴射制御部
ＳＮ１０ アクセル開度センサ（検出部）
Ｐ１ プレ噴射
Ｐ３ メイン噴射
ΔＴ１ａ （プレ噴射の噴射時期の）遅角量
ΔＱ１ａ （プレ噴射の噴射量の）減少量
ΔＴ２ａ （プレ噴射の噴射時期の）進角量
ΔＱ２ａ （プレ噴射の噴射量の）増大量
ＨＡｐ 第１ピーク
ＸＡ （第１ピークの）高さ
ＹＡ （第１ピークの）発生時期
ＨＢｐ 第２ピーク
Ｚ ピーク間隔
Ｗ 進角限界（所定クランク角） 6 Combustion chamber 15 Injector 30 Intake passage 46 Turbocharger (supercharger)
71 Operating condition judgment unit (judgment unit)
72 Fuel injection control unit SN10 Accelerator opening sensor (detection unit)
P1 pre-injection P3 main injection ΔT1a (pre-injection injection timing) retardation amount ΔQ1a (pre-injection injection amount) decrease amount ΔT2a (pre-injection injection timing) advance angle amount ΔQ2a (pre-injection injection amount) Increased amount HAp 1st peak XA (1st peak) height YA (1st peak) occurrence time HBp 2nd peak Z peak interval W advance limit (predetermined crank angle)

Claims (8)

燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、燃焼室に導入される吸気が流通する吸気通路と、吸気通路内の吸気を過給する過給機とを備え、かつ前記インジェクタから噴射された燃料を前記燃焼室内で圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンを制御する装置であって、
アクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する検出部と、
前記検出部によりアクセル開度の上昇が検出されたときに、前記過給機による過給圧が目標よりも低くなる過給圧不足が生じるか否かを判定する判定部と、
圧縮上死点よりも進角側で燃料を噴射するプレ噴射と当該プレ噴射により噴射された燃料の燃焼中に燃料を噴射するメイン噴射とを前記インジェクタに実行させるとともに、前記プレ噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第１ピークと前記メイン噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第２ピークとの間隔が、前記プレ噴射およびメイン噴射の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合う間隔となるように、前記プレ噴射およびメイン噴射の噴射時期を設定する燃料噴射制御部とを備え、
前記燃料噴射制御部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの間隔を前記各圧力波が打ち消し合う間隔とするための標準的な前記プレ噴射の噴射量および噴射時期を基準量および基準時期として設定する設定部と、当該基準量および基準時期を必要に応じ補正する補正部とを有し、
前記補正部は、前記判定部により前記過給圧不足が生じると判定された場合に、当該過給圧不足が生じる期間にわたって、前記プレ噴射の噴射時期を前記基準時期よりも遅角させるとともに前記プレ噴射の噴射量を前記基準量よりも減少させる、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 The injector provided with an injector for injecting fuel into the combustion chamber, an intake passage through which the intake air introduced into the combustion chamber flows, and a supercharger for supercharging the intake air in the intake passage, and the fuel injected from the injector is used as described above. A device that controls a compression ignition type engine that burns by compression ignition in the combustion chamber.
A detector that detects the accelerator opening, which is the opening of the accelerator pedal,
When the detection unit detects an increase in the accelerator opening, a determination unit for determining whether or not a supercharging pressure shortage occurs in which the supercharging pressure by the turbocharger becomes lower than the target.
The injector is made to execute a pre-injection that injects fuel on the advance side of the compression top dead point and a main injection that injects fuel during combustion of the fuel injected by the pre-injection, and is injected by the pre-injection. The interval between the first peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel and the second peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel injected by the main injection is the distance between the pre-injection and main injection fuels. It is provided with a fuel injection control unit that sets the injection timings of the pre-injection and the main injection so that the pressure waves generated by combustion cancel each other out.
The fuel injection control unit sets a standard injection amount and injection timing of the pre-injection as a reference amount and a reference timing so that the interval between the first peak and the second peak is an interval at which the pressure waves cancel each other out. It has a setting unit to be set as, and a correction unit to correct the reference amount and reference time as necessary.
When the determination unit determines that the boost pressure deficiency occurs, the correction unit delays the injection timing of the pre-injection from the reference timing and delays the injection timing of the pre-injection from the reference timing for the period in which the boost pressure deficiency occurs. A control device for a compression ignition engine, characterized in that the injection amount of pre-injection is reduced from the reference amount. 請求項１に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給圧不足が生じているとき、前記補正部は、前記過給圧不足により前記第１ピークの発生時期が目標から遅角側にずれる量である遅角ずれを推定するとともに、推定した当該遅角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期が進角するように、前記プレ噴射の噴射時期の遅角量を設定する、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to claim 1.
When the boost pressure deficiency has occurred, the correction unit estimates and estimates the retard angle deviation, which is the amount at which the occurrence time of the first peak shifts from the target to the retard angle side due to the boost pressure deficiency. A control device for a compression ignition engine, characterized in that the amount of retardation of the injection timing of the pre-injection is set so that the occurrence timing of the first peak advances larger than the retard angle deviation. 請求項２に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給圧不足が生じているとき、前記補正部は、設定した前記プレ噴射の噴射時期の遅角量に基づいて、当該噴射時期の遅角により前記第１ピークの高さが目標から増大する量である伸長ずれを推定するとともに、推定した当該伸長ずれに相当する量だけ前記第１ピークの高さが低下するように、前記プレ噴射の噴射量の減少量を設定する、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to claim 2.
When the boost pressure shortage occurs, the correction unit increases the height of the first peak from the target by the retard angle of the injection timing based on the set retard angle amount of the injection timing of the pre-injection. It is characterized in that the extension deviation, which is the amount to be extended, is estimated, and the reduction amount of the injection amount of the pre-injection is set so that the height of the first peak is lowered by the amount corresponding to the estimated extension deviation. The control device for the compression ignition type engine. 燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、燃焼室に導入される吸気が流通する吸気通路と、吸気通路内の吸気を過給する過給機とを備え、かつ前記インジェクタから噴射された燃料を前記燃焼室内で圧縮着火により燃焼させる圧縮着火式エンジンを制御する装置であって、
アクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する検出部と、
前記検出部によりアクセル開度の低下が検出されたときに、前記過給機による過給圧が目標よりも高くなる過給圧過剰が生じるか否かを判定する判定部と、
圧縮上死点よりも進角側で燃料を噴射するプレ噴射と当該プレ噴射により噴射された燃料の燃焼中に燃料を噴射するメイン噴射とを前記インジェクタに実行させるとともに、前記プレ噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第１ピークと前記メイン噴射により噴射された燃料の燃焼に起因した熱発生率の第２ピークとの間隔が、前記プレ噴射およびメイン噴射の各燃料の燃焼により生じる圧力波が互いに打ち消し合う間隔となるように、前記プレ噴射およびメイン噴射の噴射時期を設定する燃料噴射制御部とを備え、
前記燃料噴射制御部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの間隔を前記各圧力波が打ち消し合う間隔とするための標準的な前記プレ噴射の噴射量および噴射時期を基準量および基準時期として設定する設定部と、当該基準量および基準時期を必要に応じ補正する補正部とを有し、
前記補正部は、前記判定部により前記過給圧過剰が生じると判定された場合に、当該過給圧過剰が生じる期間にわたって、前記プレ噴射の噴射時期を前記基準時期よりも進角させるとともに前記プレ噴射の噴射量を前記基準量よりも増大させる、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 The injector provided with an injector for injecting fuel into the combustion chamber, an intake passage through which the intake air introduced into the combustion chamber flows, and a supercharger for supercharging the intake air in the intake passage, and the fuel injected from the injector is referred to as described above. It is a device that controls a compression ignition type engine that burns by compression ignition in the combustion chamber.
A detector that detects the accelerator opening, which is the opening of the accelerator pedal,
When the detection unit detects a decrease in the accelerator opening, a determination unit for determining whether or not an excess supercharging pressure occurs in which the supercharging pressure by the turbocharger becomes higher than the target, and a determination unit.
The injector is made to execute a pre-injection that injects fuel on the advance side of the compression top dead point and a main injection that injects fuel during combustion of the fuel injected by the pre-injection, and is injected by the pre-injection. The interval between the first peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel and the second peak of the heat generation rate due to the combustion of the fuel injected by the main injection is the distance between the pre-injection and main injection fuels. It is provided with a fuel injection control unit that sets the injection timings of the pre-injection and the main injection so that the pressure waves generated by combustion cancel each other out.
The fuel injection control unit sets a standard injection amount and injection timing of the pre-injection as a reference amount and a reference timing so that the interval between the first peak and the second peak is an interval at which the pressure waves cancel each other out. It has a setting unit to be set as, and a correction unit to correct the reference amount and reference time as necessary.
When the determination unit determines that the supercharging pressure excess occurs, the correction unit advances the injection timing of the pre-injection from the reference time and advances the injection timing of the pre-injection from the reference time over the period in which the boost pressure excess occurs. A control device for a compression ignition type engine, characterized in that the injection amount of pre-injection is increased from the reference amount. 請求項４に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給圧過剰が生じているとき、前記補正部は、前記過給圧過剰により前記第１ピークの発生時期が目標から進角側にずれる量である進角ずれを推定するとともに、推定した当該進角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期が遅角するように、前記プレ噴射の噴射時期の進角量を設定する、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to claim 4.
When the supercharging pressure excess occurs, the correction unit estimates and estimates the advance angle deviation, which is the amount at which the occurrence time of the first peak shifts from the target to the advance angle side due to the supercharging pressure excess. A control device for a compression ignition engine, characterized in that the advance angle amount of the injection timing of the pre-injection is set so that the generation timing of the first peak is retarded larger than the advance angle deviation. 請求項５に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給圧過剰が生じているとき、前記補正部は、設定した前記プレ噴射の噴射時期の進角量に基づいて、当該噴射時期の進角により前記第１ピークの高さが目標から低下する量である縮小ずれを推定するとともに、推定した当該縮小ずれに相当する量だけ前記第１ピークの高さが増大するように、前記プレ噴射の噴射量の増大量を設定する、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to claim 5.
When the boost pressure excess occurs, the correction unit reduces the height of the first peak from the target due to the advance angle of the injection timing based on the set advance amount of the injection timing of the pre-injection. It is characterized in that the reduction deviation, which is the amount to be reduced, is estimated, and the increase amount of the injection amount of the pre-injection is set so that the height of the first peak is increased by the amount corresponding to the estimated reduction deviation. The control device for the compression ignition type engine. 請求項５または６に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記燃料噴射制御部は、前記進角ずれよりも大きく前記第１ピークの発生時期を遅角させるための前記プレ噴射の噴射時期の進角量が、当該プレ噴射が所定クランク角よりも進角側で開始されるような大きな値に算出された場合に、前記プレ噴射を複数回に分割して実行する、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to claim 5 or 6.
In the fuel injection control unit, the advance amount of the injection timing of the pre-injection for retarding the generation timing of the first peak larger than the advance deviation is larger than the predetermined crank angle of the pre-injection. A control device for a compression ignition engine, characterized in that the pre-injection is divided into a plurality of times and executed when calculated to a large value such as to be started on the side. 請求項１～７のいずれか１項に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記プレ噴射の噴射時期は、当該プレ噴射により噴射された燃料が予混合圧縮着火燃焼するように圧縮上死点に対し所定量以上進角された時期に設定され、
前記メイン噴射は、当該メイン噴射により噴射された燃料が拡散燃焼するように、前記プレ噴射により噴射された燃料の予混合圧縮燃焼による前記第１ピークの発生以降に開始される、ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 In the control device for the compression ignition type engine according to any one of claims 1 to 7.
The injection timing of the pre-injection is set to a timing in which the fuel injected by the pre-injection is advanced by a predetermined amount or more with respect to the compression top dead center so as to be premixed, compressed, ignited and combusted.
The main injection is characterized in that it is started after the first peak is generated by the premixed compression combustion of the fuel injected by the pre-injection so that the fuel injected by the main injection is diffused and burned. A control device for a compression ignition engine.
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