JP7179790B2 - CONTROL DEVICE FOR COMPRESSION IGNITION INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

CONTROL DEVICE FOR COMPRESSION IGNITION INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDF

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Description

本発明は、圧縮自己着火式内燃機関を制御する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a compression self-ignition internal combustion engine, which controls the compression self-ignition internal combustion engine.

ピストンで空気を圧縮加熱した燃焼室内に燃料を噴射して自己着火させて燃焼させる圧縮自己着火式内燃機関（例えば一般的なディーゼルエンジン）では、空気と燃料が混合された燃焼室内で点火プラグのスパークにて着火させて燃焼させる火花点火式内燃機関（例えば一般的なガソリンエンジン）と比較して燃焼時の騒音が大きく、燃焼騒音の低減が望まれている。 In a compression self-ignition internal combustion engine (for example, a typical diesel engine) in which fuel is injected into a combustion chamber where air is compressed and heated by a piston and self-ignited for combustion, a spark plug is fired in a combustion chamber where air and fuel are mixed. Compared to a spark-ignited internal combustion engine (for example, a general gasoline engine) that ignites with a spark, noise during combustion is large, and reduction of combustion noise is desired.

従来より、圧縮自己着火式内燃機関では、１回の燃焼サイクルにて、主となるメイン噴射の前段噴射となる１つ以上のパイロット噴射を行った後にメイン噴射を行い、パイロット噴射によって発生したパイロット燃焼と、メイン噴射によって発生したメイン燃焼と、のそれぞれの圧力波を相互干渉させることで燃焼騒音を低減する種々の方法が考案されている。 Conventionally, in a compression self-ignition internal combustion engine, in one combustion cycle, after performing one or more pilot injections that are pre-injections of the main main injection, the main injection is performed, and the pilot injection generated by the pilot injection is performed. Various methods have been devised to reduce combustion noise by causing mutual interference between pressure waves of combustion and main combustion generated by main injection.

例えば特許文献１に記載の圧縮自己着火式エンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置では、メイン噴射の前にプレ噴射を行い、メイン噴射の後にアフター噴射を行っている。そして１回の燃焼工程におけるプレ噴射の燃焼であるプレ燃焼による熱発生率のピーク位置と、メイン噴射の燃焼であるメイン燃焼による熱発生率のピーク位置との時間差と、メイン燃焼による熱発生率のピーク位置と、アフター噴射の燃焼であるアフター燃焼による熱発生率のピーク位置との時間差と、を内燃機関の負荷や回転数（内燃機関の運転状態）が変動しても狙いの間隔となるように制御している。この制御により、エンジンの構造系が有する複数の共振周波数帯域の内、最も周波数の高い３５００［Ｈｚ］近傍のピークを有する周波数帯域の共振を抑制するとともに、共振周波数帯域のうち低周波側の１３００［Ｈｚ］、１７００［Ｈｚ］、２５００［Ｈｚ］をピークとするノック音を低減している。 For example, in the fuel injection control method and fuel injection control device for a compression self-ignition engine disclosed in Patent Document 1, pre-injection is performed before main injection, and after-injection is performed after main injection. Then, the time difference between the peak position of the heat release rate due to pre-combustion, which is the combustion of pre-injection, and the peak position of the heat release rate due to main combustion, which is the combustion of main injection in one combustion process, and the heat release rate due to main combustion The time difference between the peak position of and the peak position of the heat release rate due to after-combustion, which is the combustion of after-injection, is the target interval even if the load and rotation speed of the internal combustion engine (the operating state of the internal combustion engine) fluctuate. controlled as follows. This control suppresses the resonance of the frequency band having a peak near 3500 [Hz], which is the highest frequency among the multiple resonance frequency bands of the engine structural system, and suppresses the resonance of the frequency band having a peak near 3500 [Hz], Knocking noise with peaks at [Hz], 1700 [Hz], and 2500 [Hz] is reduced.

特許第６２８８０６６号公報Japanese Patent No. 6288066

以降では、特に記載が無ければ、メイン噴射の前に噴射されるパイロット噴射とプレ噴射を区別せず、メイン噴射の前に噴射されるパイロット噴射とプレ噴射をまとめて「パイロット噴射」と呼ぶ。そしてパイロット噴射による燃焼であるパイロット燃焼によって発生する圧力波と、メイン噴射による燃焼であるメイン燃焼によって発生する圧力波と、にて、燃焼騒音を相殺して低減する相殺波が形成されると仮定する。 Hereinafter, pilot injection and pre-injection before main injection are collectively referred to as "pilot injection" unless otherwise specified. Then, it is assumed that the pressure wave generated by the pilot combustion, which is the combustion by the pilot injection, and the pressure wave generated by the main combustion, which is the combustion by the main injection, cancel and reduce the combustion noise. do.

本願発明者は、種々の実験やシミュレーションによって、圧縮自己着火式内燃機関の燃焼騒音をより低減するための相殺波は、圧縮自己着火式内燃機関に固有の共振周波数に限らず、圧縮自己着火式内燃機関の運転状態に応じて最適な相殺周波数が存在すること、さらに、最適な相殺周波数において、最適な相殺振幅が存在すること、を見い出した。つまり、圧縮自己着火式内燃機関の燃焼騒音は、固有の共振周波数以外にも影響度の大きなものがあり、共振周波数に絞った周波数の相殺波を形成するのでなく、運転領域に応じて周波数と振幅を調整した相殺波を形成することで、総合的な燃焼騒音をより低減できることを見い出した。 Through various experiments and simulations, the inventors of the present application have found that the canceling wave for further reducing the combustion noise of the compression self-ignition internal combustion engine is not limited to the resonance frequency unique to the compression self-ignition internal combustion engine. We have found that there is an optimum cancellation frequency depending on the operating state of the internal combustion engine, and that there is an optimum cancellation amplitude at the optimum cancellation frequency. In other words, the combustion noise of a compression self-ignition internal combustion engine has a large degree of influence other than the inherent resonance frequency, and rather than forming an offset wave with a frequency narrowed down to the resonance frequency, We have found that the overall combustion noise can be further reduced by forming offset waves with adjusted amplitudes.

特許文献１では、相殺波の周波数を、エンジン固有の共振周波数の１３００［Ｈｚ］、１７００［Ｈｚ］、２５００［Ｈｚ］のノック音を相殺するように、プレ燃焼（パイロット燃焼）の熱発生率のピーク位置とメイン燃焼の熱発生率のピーク位置との時間差と、メイン燃焼の熱発生率のピーク位置とアフター燃焼の熱発生率のピーク位置との時間差と、を狙いの間隔に制御している。つまり、圧縮自己着火式内燃機関に固有の共振周波数に着目しており、運転状態に応じた最適な相殺周波数に着目していない。また、圧縮自己着火式内燃機関の運転状態に応じてプレ噴射（パイロット噴射）の噴射量の増量を行っているが、燃焼しにくい運転領域において狙った位置でプレ燃焼（パイロット燃焼）を発生させるための増量であり、最適な相殺振幅にするためのものではない。 In Patent Document 1, the frequency of the canceling wave is adjusted to cancel the engine-specific resonance frequency of 1300 [Hz], 1700 [Hz], and 2500 [Hz], so that the heat release rate of pre-combustion (pilot combustion) is adjusted. The time difference between the peak position of the main combustion heat release rate and the peak position of the heat release rate of the main combustion and the time difference between the peak position of the heat release rate of the main combustion and the peak position of the heat release rate of the after combustion are controlled to the target intervals. there is In other words, attention is paid to the resonance frequency unique to the compression self-ignition internal combustion engine, and attention is not paid to the optimum offset frequency according to the operating state. In addition, although the injection amount of pre-injection (pilot injection) is increased according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine, pre-combustion (pilot combustion) is generated at the target position in the operating region where combustion is difficult. This is an increase for the purpose, not for the optimum cancellation amplitude.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、幅広い運転状態に対して、圧縮自己着火式内燃機関の共振周波数のノック音に限らず総合的な燃焼騒音を適切に低減することができる、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been invented in view of such points, and appropriately reduces not only the knocking noise of the resonance frequency of the compression self-ignition internal combustion engine but also the overall combustion noise in a wide range of operating conditions. It is an object of the present invention to provide a control device for a compression self-ignition internal combustion engine.

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、１回の燃焼工程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、前記メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射と、を筒内に噴射して、単数または複数の前記パイロット噴射によって１つの燃焼であるパイロット燃焼を発生させ、前記メイン噴射によって１つの燃焼であるメイン燃焼を発生させる圧縮自己着火式内燃機関を制御する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、１回の燃焼工程において、時間に応じて変化する筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク時間位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク時間位置と、の時間差をΔｔ、前記パイロットピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｐ、前記メインピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、あるいは、１回の燃焼工程において、クランクシャフトの回転角度であるクランク角度に応じて変化する筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク角度位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク角度位置と、の前記クランク角度の差を、前記クランク角度の差とクランクシャフトの回転数とに基づいて時間に換算した時間差をΔｔ、前記パイロットピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｐ、前記メインピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、前記制御装置は、前記圧縮自己着火式内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、前記圧縮自己着火式内燃機関の前記運転状態に応じた目標時間差または目標時間差関連量と、目標ピーク高さ比と、を求め、前記Δｔが前記目標時間差に近づくようにまたは前記Δｔに基づいた時間差関連量が前記目標時間差関連量に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、燃料噴射制御部と、を有する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the first invention of the present invention provides main injection, which is the main fuel injection, and single or multiple fuel injections, which are pre-injections of the main injection, for one combustion process. is injected into a cylinder, one or more of the pilot injections generate pilot combustion, which is one combustion, and the main injection generates one combustion, main combustion. A control device for a compression self-ignition internal combustion engine for controlling a compression self-ignition internal combustion engine, wherein in a single combustion process, a plurality of values according to the time differential value of the in-cylinder pressure or the time differential value of the in-cylinder heat that change with time Δt is the time difference between the pilot peak time position, which is the peak position corresponding to the pilot combustion, and the main peak time position, which is the peak position corresponding to the main combustion, among the plurality of peak positions , Hp is the time differential value of the in-cylinder pressure or the time differential value of the in-cylinder heat at the pilot peak time position, Hm is the time differential value of the in-cylinder pressure or the time differential value of the in-cylinder heat at the main peak time position , and the peak height ratio is Hp/Hm, or in one combustion process, the crank angle differential value of the in-cylinder pressure that changes according to the crank angle that is the rotation angle of the crankshaft, or the in-cylinder heat A pilot peak angle position, which is a peak position corresponding to the pilot combustion among a plurality of peak positions based on crank angle differential values, and a main peak angle position, which is a peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions. Δt is the time difference obtained by converting the crank angle difference between and the crank angle difference into time based on the crank angle difference and the number of revolutions of the crankshaft, and the crank angle differential value of the in-cylinder pressure at the pilot peak angle position or the cylinder When Hp is the crank angle differential value of the internal heat, Hm is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure at the main peak angle position or Hm is the crank angle differential value of the in-cylinder heat, and the peak height ratio is Hp/Hm, The control device includes an operating state detection unit that detects an operating state of the compression self-ignition internal combustion engine, a target time difference or a target time difference-related amount according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine, and a target peak height. so that the Δt approaches the target time difference or the time difference related quantity based on the Δt approaches the target time difference related quantity, and the Hp/Hm is the target peak height ratio get close to a fuel injection control unit that controls the injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection, and the injection timing and injection amount of the main injection; A control device for a compression self-ignition internal combustion engine.

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記燃料噴射制御部にて、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数が略一定であって前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が低負荷から高負荷へと増加した場合、前記Δｔが長くなるように前記目標時間差または前記目標時間差関連量を変更するとともに前記Ｈｐ／Ｈｍが小さくなるように前記目標ピーク高さ比を変更する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。 Next, a second invention of the present invention is a control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to the first invention, wherein the control device controls the compression self-ignition internal combustion engine in the fuel injection control unit. When the rotational speed of the internal combustion engine is substantially constant and the load of the compression self-ignition internal combustion engine increases from a low load to a high load, the target time difference or the target time difference related quantity is changed so that the Δt becomes longer. and changing the target peak height ratio so that the Hp/Hm becomes smaller.

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、前記制御装置には、前記パイロット燃焼と前記メイン燃焼による燃焼騒音を相殺して低減する相殺周波数帯の略中心となる周波数である相殺中心周波数であって前記目標時間差に基づいて求めた前記目標時間差関連量である目標相殺中心周波数または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、の一方を縦軸、他方を横軸として、予め設定された複数の回転数のそれぞれに対応させた目標時間・目標ピーク高さ比特性が記憶されており、前記目標時間・目標ピーク高さ比特性は、設定された回転数に対して、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷に応じた位置が設定されており、前記制御装置は、前記燃料噴射制御部にて、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数に応じた前記目標時間・目標ピーク高さ比特性を選定し、選定した前記目標時間・目標ピーク高さ比特性と前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷とに基づいて、前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求めることで、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数と負荷に応じた前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求め、前記Δｔに基づいた前記時間差関連量である前記相殺中心周波数が前記目標時間差関連量である前記目標相殺中心周波数に近づくようにまたは前記Δｔが前記目標時間差に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。 Next, a third invention of the present invention is a control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to the first invention or the second invention, wherein the control device comprises the pilot combustion and the main combustion. The target offset center frequency that is the approximate center frequency of the offset frequency band that offsets and reduces the combustion noise due to combustion noise and is the target time difference related amount obtained based on the target time difference or the target time difference , the target peak height ratio, and the target time/target peak height ratio characteristic corresponding to each of a plurality of preset rotation speeds is stored, with one of the target peak height ratio on the vertical axis and the other on the horizontal axis, The target time/target peak height ratio characteristic is set to a position corresponding to the load of the compression self-ignition internal combustion engine with respect to the set rotation speed, and the control device includes the fuel injection control unit At, the target time/target peak height ratio characteristic is selected according to the rotation speed of the compression self-ignition internal combustion engine, and the selected target time/target peak height ratio characteristic and the compression self-ignition internal combustion engine By obtaining the target time difference related quantity or the target time difference and the target peak height ratio based on the load of the compression self-ignition internal combustion engine, the target time difference related amount according to the rotation speed and the load Amount or the target time difference and the target peak height ratio are obtained so that the cancellation center frequency, which is the time difference related quantity based on the Δt, approaches the target cancellation center frequency, which is the target time difference related quantity. Alternatively, the injection timing of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection and A control device for a compression self-ignition internal combustion engine that controls an injection amount, and the injection timing and injection amount of the main injection.

次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記燃料噴射制御部にて、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する場合、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に対して、ずれ量が許容高さ比内に収まるように制御し、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が所定負荷の近傍である場合は前記許容高さ比は許容高さ比基準値に設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも小さくなるにしたがって前記許容高さ比は前記許容高さ比基準値よりも大きくなるように設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも大きくなるにしたがって前記許容高さ比は前記許容高さ比基準値よりも小さくなるように設定されている、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。 Next, a fourth aspect of the present invention is a control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to the third aspect, wherein the control device controls the Hp/Hm by the fuel injection control section. When controlling the injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection and the injection timing and injection amount of the main injection so as to approach the target peak height ratio, Hp/Hm is controlled so that the amount of deviation from the target peak height ratio falls within the allowable height ratio, and when the load of the compression self-ignition type internal combustion engine is in the vicinity of the predetermined load, the allowable height The ratio is set to an allowable height ratio reference value, and the allowable height ratio becomes larger than the allowable height ratio reference value as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes smaller than the predetermined load. and the allowable height ratio is set to become smaller than the allowable height ratio reference value as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes larger than the predetermined load. A control device for an internal combustion engine.

次に、本発明の第５の発明は、上記第３の発明または第４の発明に係る圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記燃料噴射制御部にて、前記相殺中心周波数が前記目標相殺中心周波数に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する場合、前記相殺中心周波数が前記目標相殺中心周波数に対して、ずれ量が許容周波数内に収まるように制御し、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が所定負荷の近傍である場合は前記許容周波数は許容周波数基準値に設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも小さくなるにしたがって前記許容周波数は前記許容周波数基準値よりも大きくなるように設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも大きくなるにしたがって前記許容周波数は前記許容周波数基準値よりも小さくなるように設定されている、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。 Next, a fifth aspect of the present invention is a control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to the third aspect or the fourth aspect, wherein the control device includes, in the fuel injection control section, The injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection and the injection timing and injection amount of the main injection are controlled so that the offset center frequency approaches the target offset center frequency. In this case, the offset center frequency is controlled so that the amount of deviation from the target offset center frequency falls within an allowable frequency, and when the load of the compression self-ignition internal combustion engine is in the vicinity of the predetermined load, the allowable A frequency is set to a permissible frequency reference value, and as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes smaller than the predetermined load, the permissible frequency is set to exceed the permissible frequency reference value, and the compression self-ignition internal combustion engine In the control device for a compression ignition type internal combustion engine, the allowable frequency is set to become smaller than the allowable frequency reference value as the load of the ignition type internal combustion engine becomes larger than the predetermined load.

第１の発明によれば、時間差Δｔが、圧縮自己着火式内燃機関の運転状態に応じた目標時間差（または目標時間差関連量）に近づくように、少なくともメイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御することで、相殺波の周波数を、運転状態に応じた最適な周波数に近づけることができる。また、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍが、圧縮自己着火式内燃機関の運転状態に応じた目標ピーク高さ比に近づくように、少なくともメイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御することで、相殺波の振幅を、運転状態に応じた最適な振幅に近づけることができる。従って、幅広い運転状態に対して、圧縮自己着火式内燃機関の共振周波数のノック音に限らず総合的な燃焼騒音を適切に低減することができる。 According to the first invention, at least the pilot injection preceding the main injection by one is injected so that the time difference Δt approaches the target time difference (or the target time difference related quantity) according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine. By controlling the timing and injection amount, and the injection timing and injection amount of the main injection, the frequency of the canceling wave can be brought closer to the optimum frequency according to the operating state. In addition, the injection timing and the injection amount of at least the pilot injection immediately before the main injection are adjusted so that the peak height ratio Hp/Hm approaches the target peak height ratio according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine. By controlling the injection timing and injection amount of the main injection, the amplitude of the canceling wave can be brought close to the optimum amplitude according to the operating state. Therefore, it is possible to appropriately reduce not only the knocking noise of the resonance frequency of the compression self-ignition internal combustion engine but also the overall combustion noise in a wide range of operating conditions.

第２の発明によれば、圧縮自己着火式内燃機関の回転数が略一定であって負荷が低負荷から高負荷へと増加する運転状態（より幅広い運転状態）に対して、時間差Δｔが長くなるように、かつ、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍが小さくなるように制御することで、総合的な燃焼騒音を適切に低減することができる。 According to the second invention, the time difference Δt increases with respect to an operating state (wider operating state) in which the rotational speed of the compression self-ignition internal combustion engine is substantially constant and the load increases from low load to high load. and the peak height ratio Hp/Hm is reduced, the overall combustion noise can be appropriately reduced.

第３の発明によれば、目標時間・目標ピーク高さ比特性と、圧縮自己着火式内燃機関の運転状態（回転数と負荷（噴射量））に基づいて、運転状態に応じた最適な目標相殺中心周波数（目標時間差関連量）または目標時間差と目標ピーク高さ比と、を容易に求めることができる。 According to the third invention, the optimum target according to the operating state is determined based on the target time/target peak height ratio characteristic and the operating state (rotation speed and load (injection amount)) of the compression self-ignition internal combustion engine. The offset center frequency (target time difference related quantity) or the target time difference and target peak height ratio can be easily obtained.

第４の発明によれば、目標ピーク高さ比に対する実際のピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍの許容誤差範囲を明確にすることで、実際のピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを、目標ピーク高さ比に対して、どこまで近づければ燃焼騒音の低減効果が得られるかが明確になる。従って、種々の要因によって実際のピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを目標ピーク高さ比と一致させることができない場合などで便利である。 According to the fourth invention, by clarifying the allowable error range of the actual peak height ratio Hp/Hm with respect to the target peak height ratio, the actual peak height ratio Hp/Hm is set to the target peak height ratio , it becomes clear how close it should be to obtain the effect of reducing combustion noise. Therefore, it is convenient when the actual peak height ratio Hp/Hm cannot be matched with the target peak height ratio due to various factors.

第５の発明によれば、目標相殺中心周波数に対する実際の相殺中心周波数の許容誤差範囲を明確にすることで、実際の相殺中心周波数を、目標相殺中心周波数に対して、どこまで近づければ燃焼騒音の低減効果が得られるかが明確になる。従って、種々の要因によって実際の相殺中心周波数を目標相殺中心周波数と一致させることができない場合などで便利である。 According to the fifth invention, by clarifying the allowable error range of the actual cancellation center frequency with respect to the target cancellation center frequency, how close the actual cancellation center frequency should be to the target cancellation center frequency, the combustion noise It becomes clear whether the reduction effect of is obtained. Therefore, it is convenient when the actual cancellation center frequency cannot be matched with the target cancellation center frequency due to various factors.

圧縮自己着火式内燃機関のシステム全体の概略構成の例を説明する図である。1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an entire system of a compression self-ignition internal combustion engine; FIG. １回の燃焼工程におけるパイロット噴射、メイン噴射、パイロット燃焼圧力、メイン燃焼圧力、パイロット燃焼による圧力発生率、メイン燃焼による圧力発生率と、クランク角度と、の関係の例を説明する図である。4 is a diagram illustrating an example of the relationship between pilot injection, main injection, pilot combustion pressure, main combustion pressure, pressure generation rate due to pilot combustion, pressure generation rate due to main combustion, and crank angle in one combustion process. FIG. 図２に対して、パイロット燃焼による圧力発生率とメイン燃焼による圧力発生率を、パイロット燃焼による熱発生率とメイン燃焼による熱発生率に変更した例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an example in which the pressure generation rate by pilot combustion and the pressure generation rate by main combustion are changed to the heat generation rate by pilot combustion and the heat generation rate by main combustion with respect to FIG. 2 ; 圧縮自己着火式内燃機関の回転数Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］、噴射量Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］時のシミュレーション結果の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of simulation results when the compression self-ignition internal combustion engine has a rotational speed Ne of 1600 [rpm] and an injection amount Qv of 30 [mm 3 /st]; 圧縮自己着火式内燃機関の回転数Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］、噴射量Ｑｖ＝５５［ｍｍ3／ｓｔ］時のシミュレーション結果の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of simulation results when the compression self-ignition internal combustion engine has a rotational speed Ne of 1600 [rpm] and an injection amount Qv of 55 [mm 3 /st]; 圧縮自己着火式内燃機関の回転数Ｎｅ＝２４００［ｒｐｍ］、噴射量Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］時のシミュレーション結果の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of simulation results when the compression self-ignition internal combustion engine has a rotational speed Ne of 2400 [rpm] and an injection amount Qv of 30 [mm 3 /st]; 図４～図６の結果を、回転数と噴射量（負荷）で示した圧縮自己着火式内燃機関の運転状態中の位置にあてはめた様子を説明する図である。FIG. 7 is a diagram explaining how the results of FIGS. 4 to 6 are applied to positions during the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine indicated by the number of revolutions and the injection amount (load). 図４中のデータＳ１、Ｓ２のそれぞれの圧力発生率を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating pressure generation rates of data S1 and S2 in FIG. 4; 図４中のデータＳ１、Ｓ２のそれぞれの燃焼騒音を説明する図である。5 is a diagram for explaining combustion noise of data S1 and S2 in FIG. 4; FIG. 図５中のデータＳ３、Ｓ４のそれぞれの圧力発生率を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating pressure generation rates of data S3 and S4 in FIG. 5; 図５中のデータＳ３、Ｓ４のそれぞれの燃焼騒音を説明する図である。6 is a diagram for explaining combustion noise of data S3 and S4 in FIG. 5; FIG. 目標時間・目標ピーク高さ比特性の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the target time / target peak height ratio characteristic. 目標時間・目標ピーク高さ比特性の許容誤差を説明する図である。It is a figure explaining the allowable error of a target time / target peak height ratio characteristic. 制御装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure of a control device;

●［内燃機関システム１の概略構成の例（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関システム１の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、圧縮自己着火式燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。以降、内燃機関１０は、圧縮自己着火式内燃機関を指す。 ● [Example of schematic configuration of internal combustion engine system 1 (Fig. 1)]
A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an example of a schematic configuration of an internal combustion engine system 1 will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, an internal combustion engine 10 (for example, a diesel engine) mounted on a vehicle is used as an example of a compression self-ignition combustion engine. Hereinafter, internal combustion engine 10 refers to a compression self-ignition internal combustion engine.

以下、システム全体について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。吸気管１１Ａの流入側には、エアクリーナ（図示省略）、吸気流量検出手段２１（例えば、吸気流量センサ）が設けられている。吸気流量検出手段２１は、内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また吸気流量検出手段２１には、吸気温度検出手段２８Ａ（例えば、吸気温度センサ）、大気圧検出手段２３（例えば、大気圧センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ａは、吸気流量検出手段２１を通過する吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。大気圧検出手段２３は、周囲の大気圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 The entire system will be described below in order from the intake side to the exhaust side. An air cleaner (not shown) and an intake flow rate detecting means 21 (for example, an intake flow rate sensor) are provided on the inflow side of the intake pipe 11A. The intake flow rate detection means 21 outputs a detection signal corresponding to the flow rate of the air taken in by the internal combustion engine 10 to the control device 50 . Further, the intake air flow rate detection means 21 is provided with an intake air temperature detection means 28A (for example, an intake air temperature sensor) and an atmospheric pressure detection means 23 (for example, an atmospheric pressure sensor). The intake air temperature detection means 28A outputs a detection signal corresponding to the temperature of the intake air passing through the intake air flow rate detection means 21 to the control device 50 . The atmospheric pressure detection means 23 outputs a detection signal corresponding to the ambient atmospheric pressure to the control device 50 .

吸気管１１Ａの流出側はコンプレッサ３５の流入側に接続され、コンプレッサ３５の流出側は吸気管１１Ｂの流入側に接続されている。ターボ過給機３０のコンプレッサ３５は、排気ガスのエネルギーによって回転駆動されるタービン３６にて回転駆動され、吸気管１１Ａから流入された吸気を吸気管１１Ｂに圧送することで過給する。 The outflow side of the intake pipe 11A is connected to the inflow side of the compressor 35, and the outflow side of the compressor 35 is connected to the inflow side of the intake pipe 11B. The compressor 35 of the turbocharger 30 is rotationally driven by a turbine 36 rotationally driven by the energy of the exhaust gas, and supercharges the intake air flowing in from the intake pipe 11A to the intake pipe 11B.

コンプレッサ３５の上流側となる吸気管１１Ａには、コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａは、吸気管１１Ａ内の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。コンプレッサ３５の下流側となる吸気管１１Ｂ（吸気管１１Ｂにおけるコンプレッサ３５とインタークーラ１６との間の位置）には、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂは、吸気管１１Ｂ内の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 The intake pipe 11A on the upstream side of the compressor 35 is provided with compressor upstream pressure detection means 24A (for example, a pressure sensor). The compressor upstream pressure detection means 24A outputs a detection signal to the control device 50 according to the pressure in the intake pipe 11A. A compressor downstream pressure detection means 24B (for example, a pressure sensor) is provided in the intake pipe 11B downstream of the compressor 35 (a position between the compressor 35 and the intercooler 16 in the intake pipe 11B). The compressor downstream pressure detection means 24B outputs a detection signal corresponding to the pressure inside the intake pipe 11B to the control device 50 .

吸気管１１Ｂには、上流側にインタークーラ１６が配置され、インタークーラ１６よりも下流側にスロットル装置４７が配置されている。インタークーラ１６は、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂよりも下流側に配置されている。インタークーラ１６とスロットル装置４７との間には、吸気温度検出手段２８Ｂ（例えば、吸気温度センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ｂは、インタークーラ１６にて温度が低下された吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 An intercooler 16 is arranged upstream of the intake pipe 11</b>B, and a throttle device 47 is arranged downstream of the intercooler 16 . The intercooler 16 is arranged downstream of the compressor downstream pressure detection means 24B. Between the intercooler 16 and the throttle device 47, an intake air temperature detection means 28B (for example, an intake air temperature sensor) is provided. The intake air temperature detection means 28B outputs a detection signal corresponding to the temperature of the intake air whose temperature has been lowered by the intercooler 16 to the control device 50 .

スロットル装置４７は、制御装置５０からの制御信号に基づいて吸気管１１Ｂの開度を調整するスロットルバルブ４７Ｖを駆動し、吸気流量を調整可能である。制御装置５０は、スロットル開度検出手段４７Ｓ（例えば、スロットル開度センサ）からの検出信号と目標スロットル開度に基づいて、スロットル装置４７に制御信号を出力してスロットルバルブ４７Ｖの開度を調整可能である。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて検出したアクセルペダルの踏込量と内燃機関１０の運転状態等に基づいて目標スロットル開度を求める。 The throttle device 47 drives a throttle valve 47V that adjusts the opening degree of the intake pipe 11B based on a control signal from the control device 50, and can adjust the intake flow rate. The control device 50 outputs a control signal to the throttle device 47 to adjust the opening of the throttle valve 47V based on the detection signal from the throttle opening detection means 47S (for example, throttle opening sensor) and the target throttle opening. It is possible. The control device 50 obtains the target throttle opening based on the depression amount of the accelerator pedal detected based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means 25 and the operating state of the internal combustion engine 10 .

アクセルペダル踏込量検出手段２５は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。 The accelerator pedal depression amount detection means 25 is, for example, an accelerator pedal depression angle sensor, and is provided on the accelerator pedal. The control device 50 can detect the amount of depression of the accelerator pedal by the driver based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means 25 .

吸気管１１Ｂにおけるスロットル装置４７よりも下流側には、吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃ（例えば圧力センサ）が設けられており、ＥＧＲ配管１３の流出側が接続されている。そして吸気管１１Ｂの流出側は吸気マニホルド１１Ｃの流入側に接続されており、吸気マニホルド１１Ｃの流出側は内燃機関１０の流入側に接続されている。吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃは、吸気マニホルド１１Ｃに流入する直前の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。またＥＧＲ配管１３の流出側（吸気管１１Ｂとの接続部）からは、ＥＧＲ配管１３の流入側（排気管１２Ｂとの接続部）から流入してきたＥＧＲガスが、吸気管１１Ｂ内に吐出される。 An intake manifold pressure detection means 24C (for example, a pressure sensor) is provided downstream of the throttle device 47 in the intake pipe 11B, and the outflow side of the EGR pipe 13 is connected. The outflow side of the intake pipe 11B is connected to the inflow side of the intake manifold 11C, and the outflow side of the intake manifold 11C is connected to the inflow side of the internal combustion engine . The intake manifold pressure detection means 24C outputs a detection signal to the control device 50 according to the pressure of the intake air immediately before it flows into the intake manifold 11C. EGR gas that has flowed in from the inflow side of the EGR pipe 13 (the connection portion with the exhaust pipe 12B) is discharged into the intake pipe 11B from the outflow side of the EGR pipe 13 (the connection portion with the intake pipe 11B). .

内燃機関１０は複数のシリンダ４５Ａ～４５Ｄを有しており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ４３Ａ～４３Ｄには、コモンレール４１と燃料配管４２Ａ～４２Ｄを介して燃料が供給されており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄは、制御装置５０からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ４５Ａ～４５Ｄ内に燃料を噴射する。 The internal combustion engine 10 has a plurality of cylinders 45A-45D, each of which is provided with an injector 43A-43D. Fuel is supplied to the injectors 43A-43D via a common rail 41 and fuel pipes 42A-42D. The injectors 43A-43D are driven by control signals from a control device 50, and are injected into the respective cylinders 45A-45D. Inject fuel.

内燃機関１０には、回転検出手段２２、クーラント温度検出手段２８Ｃ等が設けられている。回転検出手段２２は、例えば回転センサであり、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。クーラント温度検出手段２８Ｃは、例えば温度センサであり、内燃機関１０内に循環されている冷却用クーラントの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 The internal combustion engine 10 is provided with a rotation detection means 22, a coolant temperature detection means 28C, and the like. The rotation detection means 22 is, for example, a rotation sensor, and outputs a detection signal corresponding to the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 10 (that is, the engine rotation speed) to the control device 50 . The coolant temperature detection means 28C is, for example, a temperature sensor, and outputs a detection signal corresponding to the temperature of the cooling coolant circulating in the internal combustion engine 10 to the control device 50 .

内燃機関１０の排気側には排気マニホルド１２Ａの流入側が接続され、排気マニホルド１２Ａの流出側には排気管１２Ｂの流入側が接続されている。排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。 The inflow side of an exhaust manifold 12A is connected to the exhaust side of the internal combustion engine 10, and the inflow side of an exhaust pipe 12B is connected to the outflow side of the exhaust manifold 12A. The outflow side of the exhaust pipe 12B is connected to the inflow side of the turbine 36, and the outflow side of the turbine 36 is connected to the inflow side of the exhaust pipe 12C.

排気管１２Ｂには、ＥＧＲ配管１３の流入側が接続されている。ＥＧＲ配管１３は、排気管１２Ｂと吸気管１１Ｂとを連通し、排気管１２Ｂ（排気経路に相当）の排気ガスの一部を吸気管１１Ｂ（吸気経路に相当）に還流させることが可能である。またＥＧＲ配管１３には、ＥＧＲクーラ１５、ＥＧＲ弁１４が設けられている。ＥＧＲ弁１４は、制御装置５０からの制御信号に基づいて、ＥＧＲ配管１３の開度を調整することで、ＥＧＲ配管１３内を流れるＥＧＲガスの流量を調整する。 The inflow side of the EGR pipe 13 is connected to the exhaust pipe 12B. The EGR pipe 13 allows the exhaust pipe 12B and the intake pipe 11B to communicate with each other, and allows part of the exhaust gas in the exhaust pipe 12B (corresponding to an exhaust path) to be recirculated to the intake pipe 11B (corresponding to an intake path). . An EGR cooler 15 and an EGR valve 14 are provided in the EGR pipe 13 . The EGR valve 14 adjusts the flow rate of EGR gas flowing through the EGR pipe 13 by adjusting the opening degree of the EGR pipe 13 based on a control signal from the control device 50 .

排気管１２Ｂには、排気温度検出手段２９が設けられている。排気温度検出手段２９は、例えば排気温度センサであり、排気温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 An exhaust temperature detection means 29 is provided in the exhaust pipe 12B. The exhaust temperature detection means 29 is, for example, an exhaust temperature sensor, and outputs a detection signal corresponding to the exhaust temperature to the control device 50 .

排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。タービン３６には、タービン３６へ導く排気ガスの流速を制御可能な（タービンへと排気ガスを導く流路の開度を調整可能な）可変ノズル３３が設けられており、可変ノズル３３は、ノズル駆動手段３１によって開度が調整される。制御装置５０は、ノズル開度検出手段３２（例えば、ノズル開度センサ）からの検出信号と目標ノズル開度に基づいて、ノズル駆動手段３１に制御信号を出力して可変ノズル３３の開度を調整可能である。 The outflow side of the exhaust pipe 12B is connected to the inflow side of the turbine 36, and the outflow side of the turbine 36 is connected to the inflow side of the exhaust pipe 12C. The turbine 36 is provided with a variable nozzle 33 capable of controlling the flow velocity of the exhaust gas led to the turbine 36 (adjusting the opening of the flow path leading the exhaust gas to the turbine). The opening is adjusted by the drive means 31 . The control device 50 outputs a control signal to the nozzle driving means 31 to adjust the opening of the variable nozzle 33 based on the detection signal from the nozzle opening detection means 32 (for example, a nozzle opening sensor) and the target nozzle opening. Adjustable.

タービン３６の上流側となる排気管１２Ｂには、タービン上流圧力検出手段２６Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン上流圧力検出手段２６Ａは、排気管１２Ｂ内の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。タービン３６の下流側となる排気管１２Ｃには、タービン下流圧力検出手段２６Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン下流圧力検出手段２６Ｂは、排気管１２Ｃ内の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 A turbine upstream pressure detection means 26A (for example, a pressure sensor) is provided in the exhaust pipe 12B on the upstream side of the turbine 36 . Turbine upstream pressure detection means 26A outputs a detection signal corresponding to the pressure in exhaust pipe 12B to control device 50 . A turbine downstream pressure detection means 26B (for example, a pressure sensor) is provided in the exhaust pipe 12C on the downstream side of the turbine 36 . The turbine downstream pressure detection means 26B outputs a detection signal to the control device 50 according to the pressure in the exhaust pipe 12C.

排気管１２Ｃの流出側には排気浄化装置６１が接続されている。例えば内燃機関１０がディーゼルエンジンの場合、排気浄化装置６１には、酸化触媒、微粒子捕集フィルタ、選択式還元触媒等が含まれている。 An exhaust purification device 61 is connected to the outflow side of the exhaust pipe 12C. For example, when the internal combustion engine 10 is a diesel engine, the exhaust purification device 61 includes an oxidation catalyst, a particulate filter, a selective reduction catalyst, and the like.

車速検出手段２７は、例えば車両速度検出センサであり、車両の車輪等に設けられている。車速検出手段２７は、車両の車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。 The vehicle speed detection means 27 is, for example, a vehicle speed detection sensor, and is provided on the wheels of the vehicle. The vehicle speed detection means 27 outputs a detection signal corresponding to the rotation speed of the wheels of the vehicle to the control device 50 .

制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、記憶装置５３、タイマ５４等を有している。制御装置５０（ＣＰＵ５１）には、上述した種々の検出手段からの検出信号が入力され制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置５０の入出力は、上記の検出手段やアクチュエータに限定されるものではない。また、各部の温度や圧力等はセンサを搭載せずに推定計算により算出しても良い。制御装置５０は、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出し、上記のアクチュエータを含む各種のアクチュエータを制御する。記憶装置５３は、例えばＦｌａｓｈ－ＲＯＭ等の記憶装置であり、内燃機関の制御や自己診断等を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。また制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、運転状態検出部５１Ａ、燃料噴射制御部５１Ｂ等を有しているが、これらの詳細については後述する。 The control device 50 has a CPU 51, a RAM 52, a storage device 53, a timer 54 and the like. The control device 50 (CPU 51) receives detection signals from the various detection means described above, and the control device 50 (CPU 51) outputs control signals to the various actuators described above. The input/output of the control device 50 is not limited to the detection means and actuators described above. Also, the temperature, pressure, etc. of each part may be calculated by estimation calculation without mounting the sensor. The control device 50 detects the operating state of the internal combustion engine 10 based on detection signals from various detection means including the detection means described above, and controls various actuators including the actuator described above. The storage device 53 is a storage device such as Flash-ROM, for example, and stores programs, data, and the like for controlling the internal combustion engine and performing self-diagnosis. The control device 50 (CPU 51) also has an operating state detection section 51A, a fuel injection control section 51B, and the like, the details of which will be described later.

制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、１回の燃焼工程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射とを、空気を圧縮加熱した筒内に噴射する。なお本実施の形態の説明では、１回の燃焼工程においてメイン噴射よりも前の噴射を、すべてまとめて「パイロット噴射」と呼ぶ。またパイロット噴射の数及び噴射量、メイン噴射の噴射量等は、１回の燃焼工程での総燃料噴射量と内燃機関の運転状態等に基づいて適宜算出される。 Based on the operating state of the internal combustion engine 10, the control device 50 performs main injection, which is the main fuel injection, and single or multiple fuel injections, which are pre-injections of the main injection, for one combustion process. A pilot injection is injected into a cylinder in which air is compressed and heated. In the description of the present embodiment, all injections before the main injection in one combustion process are collectively referred to as "pilot injection". The number and injection amount of pilot injections, the injection amount of main injection, and the like are appropriately calculated based on the total fuel injection amount in one combustion process, the operating state of the internal combustion engine, and the like.

●［パイロット噴射とメイン噴射、筒内での圧力発生率（図２）と、熱発生率（図３）］
次に、内燃機関１０の気筒（例えば１番気筒）において、１回の燃焼工程でのパイロット噴射とメイン噴射に対して、クランク角度に応じた筒内の圧力発生率（図２）、筒内の熱発生率（図３）について説明する。図２及び図３の例では、制御装置５０は、対象気筒の圧縮上死点（クランク角度＝０［ｄｅｇ］の位置）の位置よりも少し前にて、３回のパイロット噴射を実施し、圧縮上死点の位置よりも少し後にて、１回のメイン噴射を実施した例を示している。 ● [Pilot injection and main injection, pressure generation rate in cylinder (Fig. 2) and heat generation rate (Fig. 3)]
Next, in the cylinder of the internal combustion engine 10 (for example, the first cylinder), for the pilot injection and the main injection in one combustion process, the pressure generation rate in the cylinder according to the crank angle ( FIG. 2 ), the in-cylinder The heat release rate of (Fig. 3) will be explained. In the example of FIGS. 2 and 3, the control device 50 performs three pilot injections slightly before the compression top dead center (crank angle=0 [deg] position) of the target cylinder, This shows an example in which one main injection is performed slightly after the compression top dead center position.

図２は、横軸をクランクシャフトの回転角度であるクランク角度、縦軸を筒内の圧力発生率、とした場合の実験またはシミュレーションの結果である。図２の例では、吸気（空気）をピストンにて圧縮加熱した燃焼室内に、３回のパイロット噴射で燃料を噴射して自己着火させ、メイン噴射で燃料を噴射して自己着火させている。３回のパイロット噴射によって１つの燃焼であるパイロット燃焼が発生し、当該パイロット燃焼による筒内圧力は、図２中の点線にて示すパイロット燃焼圧力Ｐｐに示すように変化する。また１回のメイン噴射によって１つの燃焼であるメイン燃焼が発生し、当該メイン燃焼による筒内圧力はパイロット燃焼圧力Ｐｐと重なり、図２中の一点鎖線にて示すメイン燃焼圧力Ｐｍに示すように変化する。 FIG. 2 shows the results of experiments or simulations in which the horizontal axis represents the crank angle, which is the rotation angle of the crankshaft, and the vertical axis represents the pressure generation rate in the cylinder. In the example of FIG. 2, fuel is injected into a combustion chamber where intake air (air) is compressed and heated by a piston by pilot injection three times to cause self-ignition, and fuel is injected by main injection to cause self-ignition. Pilot combustion, which is one type of combustion, occurs by three pilot injections, and the in-cylinder pressure due to the pilot combustion changes as indicated by the pilot combustion pressure Pp indicated by the dotted line in FIG. In addition, main combustion, which is one combustion, occurs by one main injection, and the cylinder pressure due to the main combustion overlaps with the pilot combustion pressure Pp, as indicated by the main combustion pressure Pm indicated by the dashed dotted line in FIG. Change.

図２中に実線にて示す圧力発生率ｆ（θ）は、１回の燃焼工程において、クランク角度に応じて変化する筒内圧力のクランク角度微分値（パイロット燃焼圧力Ｐｐとメイン燃焼圧力Ｐｍの総合筒内圧力の変化の傾き）を示している。図２に示すように、１回の燃焼工程の圧力発生率ｆ（θ）における複数のピーク位置の中でパイロット燃焼に対応するピーク位置をパイロットピーク角度位置Ｐａｐとする。同様に、１回の燃焼工程の圧力発生率ｆ（θ）における複数のピーク位置の中でメイン燃焼に対応するピーク位置をメインピーク角度位置Ｐａｍとする。そして図２に示すように、パイロットピーク角度位置Ｐａｐのクランク角度をθｐ、パイロットピーク角度位置Ｐａｐの筒内圧力のクランク角度微分値をＨｐ、とする。同様に、メインピーク角度位置Ｐａｍのクランク角度をθｍ、メインピーク角度位置Ｐａｍの筒内圧力のクランク角度微分値をＨｍ、とする。そしてメインピーク角度位置Ｐａｍとパイロットピーク角度位置Ｐａｐと、のクランク角度差Δθ（Δθ＝θｍ－θｐ）を、クランク角度の差とクランクシャフトの回転数とに基づいて時間に換算した時間差（Δθに対応する時間差）をΔｔとする。また、パイロットピーク角度位置Ｐａｐにおける筒内圧力のクランク角度微分値（すなわち、圧力発生率の値）をＨｐ、メインピーク角度位置Ｐａｍにおける筒内圧力のクランク角度微分値（すなわち、圧力発生率の値）をＨｍ、として、さらにピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとする。 The pressure generation rate f(θ) indicated by the solid line in FIG. slope of the change in the total in-cylinder pressure). As shown in FIG. 2, among a plurality of peak positions in the pressure generation rate f(θ) of one combustion process, the peak position corresponding to pilot combustion is defined as a pilot peak angle position Pap. Similarly, the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions in the pressure generation rate f(θ) of one combustion process is defined as the main peak angular position Pam. As shown in FIG. 2, let θp be the crank angle at the pilot peak angle position Pap, and Hp be the crank angle differential value of the in-cylinder pressure at the pilot peak angle position Pap. Similarly, let θm be the crank angle at the main peak angle position Pam, and Hm be the crank angle differential value of the in-cylinder pressure at the main peak angle position Pam. Then, the crank angle difference Δθ (Δθ=θm−θp) between the main peak angle position Pam and the pilot peak angle position Pap is converted into time based on the crank angle difference and the crankshaft rotation speed (Δθ The corresponding time difference) is Δt. Further, Hp is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure at the pilot peak angle position Pap (that is, the pressure generation rate value), and the crank angle differential value of the cylinder pressure at the main peak angle position Pam (that is, the pressure generation rate value) ) is Hm, and the peak height ratio is Hp/Hm.

なお図示省略するが、図２に示す横軸をクランク角度［ｄｅｇ］から時間［ｓｅｃ］に変更し、縦軸を圧力発生率［ＭＰａ／ｄｅｇ］から圧力発生率［ＭＰａ／ｓｅｃ］に変更してもよい。この場合、圧力発生率（この場合、筒内圧力の時間微分値）は、図２の圧力発生率ｆ（θ）と同様であり、圧力発生率における複数のピーク位置の中でパイロット燃焼、メイン燃焼のそれぞれに対応するピーク位置を、それぞれパイロットピーク時間位置ＰｔＰ、メインピーク時間位置Ｐｔｍとする。そして、メインピーク時間位置Ｐｔｍ（ｔｍ、Ｈｍ）、パイロットピーク時間位置Ｐｔｐ（ｔｐ、Ｈｐ）とした場合、時間差Δｔ＝ｔｍ－ｔｐで表され、ピーク高さ比はＨｐ／Ｈｍと表される。 Although not shown, the horizontal axis shown in FIG. 2 is changed from crank angle [deg] to time [sec], and the vertical axis is changed from pressure generation rate [MPa/deg] to pressure generation rate [MPa/sec]. may In this case, the pressure generation rate (in this case, the time differential value of the in-cylinder pressure) is the same as the pressure generation rate f(θ) in FIG. Let the peak positions corresponding to each combustion be a pilot peak time position PtP and a main peak time position Ptm, respectively. When the main peak time position is Ptm (tm, Hm) and the pilot peak time position is Ptp (tp, Hp), the time difference Δt=tm−tp and the peak height ratio is Hp/Hm.

図３は、筒内の圧力に着目した図２に対して、筒内の熱に着目した場合を示している。図３は、図２と同じパイロット噴射、メイン噴射を実行した場合において、横軸は図２と同様にクランク角度であり、縦軸は熱発生率（筒内熱のクランク角度微分値）である点が異なる。図３は、横軸をクランクシャフトの回転角度であるクランク角度、縦軸を筒内の熱発生率、とした場合の実験またはシミュレーションの結果である。 FIG. 3 shows a case of focusing on the heat inside the cylinder, as opposed to FIG. 2 focusing on the pressure inside the cylinder. In FIG. 3, when the same pilot injection and main injection as in FIG. 2 are executed, the horizontal axis is the crank angle as in FIG. 2, and the vertical axis is the heat release rate (crank angle differential value of heat in the cylinder). Points are different. FIG. 3 shows the results of experiments or simulations in which the horizontal axis represents the crank angle, which is the rotation angle of the crankshaft, and the vertical axis represents the heat release rate in the cylinder.

図３中に実線にて示す熱発生率ｇ（θ）は、１回の燃焼工程において、クランク角度に応じて変化する筒内熱のクランク角度微分値（パイロット燃焼熱Ｅｐとメイン燃焼熱Ｅｍの総合筒内熱の変化の傾き）を示している。図３に示すように、１回の燃焼工程の熱発生率ｇ（θ）における複数のピーク位置の中でパイロット燃焼に対応するピーク位置をパイロットピーク角度位置Ｅａｐとする。同様に、１回の燃焼工程の熱発生率ｇ（θ）における複数のピーク位置の中でメイン燃焼に対応するピーク位置をメインピーク角度位置Ｅａｍとする。そして図３に示すように、パイロットピーク角度位置Ｅａｐのクランク角度をθｐ、パイロットピーク角度位置Ｅａｐの筒内熱のクランク角度微分値をＨｐ、とする。同様に、メインピーク角度位置Ｅａｍのクランク角度をθｍ、メインピーク角度位置Ｅａｍの筒内熱のクランク角度微分値をＨｍ、とする。そしてメインピーク角度位置Ｅａｍとパイロットピーク角度位置Ｅａｐと、のクランク角度差Δθ（Δθ＝θｍ－θｐ）を、クランク角度の差とクランクシャフトの回転数とに基づいて時間に換算した時間差（Δθに対応する時間差）をΔｔとする。また、パイロットピーク角度位置Ｅａｐにおける筒内熱のクランク角度微分値（すなわち、熱発生率の値）をＨｐ、メインピーク角度位置Ｅａｍにおける筒内熱のクランク角度微分値（すなわち、熱発生率の値）をＨｍ、として、さらにピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとする。 The heat release rate g(θ) indicated by the solid line in FIG. slope of change in total in-cylinder heat). As shown in FIG. 3, among a plurality of peak positions in the heat release rate g(θ) of one combustion process, the peak position corresponding to pilot combustion is defined as a pilot peak angular position Eap. Similarly, the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions in the heat release rate g(θ) of one combustion process is defined as the main peak angular position Eam. As shown in FIG. 3, let θp be the crank angle at the pilot peak angle position Eap, and Hp be the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the pilot peak angle position Eap. Similarly, let θm be the crank angle at the main peak angle position Eam, and Hm be the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the main peak angle position Eam. Then, the crank angle difference Δθ (Δθ=θm−θp) between the main peak angle position Eam and the pilot peak angle position Eap is converted into time based on the crank angle difference and the crankshaft rotation speed (Δθ The corresponding time difference) is Δt. Further, Hp is the crank angle differential value of in-cylinder heat (that is, the heat release rate value) at the pilot peak angle position Eap, and the crank angle differential value (that is, the heat release rate value) of the in-cylinder heat at the main peak angle position Eam ) is Hm, and the peak height ratio is Hp/Hm.

なお図示省略するが、図３に示す横軸をクランク角度［ｄｅｇ］から時間［ｓｅｃ］に変更し、縦軸を熱発生率［Ｊ／ｄｅｇ］から熱発生率［Ｊ／ｓｅｃ］に変更してもよい。この場合、熱発生率（この場合、筒内熱の時間微分値）は、図３の熱発生率ｇ（θ）と同様であり、熱発生率における複数のピーク位置の中でパイロット燃焼、メイン燃焼のそれぞれに対応するピーク位置を、それぞれパイロットピーク時間位置ＥｔＰ、メインピーク時間位置Ｅｔｍとする。そして、メインピーク時間位置Ｅｔｍ（ｔｍ、Ｈｍ）、パイロットピーク時間位置Ｅｔｐ（ｔｐ、Ｈｐ）とした場合、時間差Δｔ＝ｔｍ－ｔｐで表され、ピーク高さ比はＨｐ／Ｈｍと表される。 Although not shown, the horizontal axis shown in FIG. 3 is changed from crank angle [deg] to time [sec], and the vertical axis is changed from heat release rate [J/deg] to heat release rate [J/sec]. may In this case, the heat release rate (in this case, the time differential value of the in-cylinder heat) is the same as the heat release rate g(θ) in FIG. Let the peak positions corresponding to each combustion be a pilot peak time position EtP and a main peak time position Etm, respectively. When the main peak time position is Etm (tm, Hm) and the pilot peak time position is Etp (tp, Hp), the time difference Δt=tm−tp and the peak height ratio is Hp/Hm.

発明者は、種々の実験及びシミュレーションにて、内燃機関の運転状態に応じた、内燃機関の燃焼騒音を低減するための最適な時間差Δｔ及び最適なピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍが有ることを見い出した。なお、時間差Δｔ、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍは、図２に示すクランク角度・圧力発生率、図３に示すクランク角度・熱発生率、図示省略した時間・圧力発生率、図示省略した時間・熱発生率、のいずれを用いてもよいが、以降の本実施の形態の説明は、図２に示すクランク角度・圧力発生率に基づいて説明する。 Through various experiments and simulations, the inventor found that there is an optimum time difference Δt and an optimum peak height ratio Hp/Hm for reducing the combustion noise of the internal combustion engine, depending on the operating state of the internal combustion engine. rice field. The time difference Δt and the peak height ratio Hp/Hm are the crank angle/pressure generation rate shown in FIG. 2, the crank angle/heat generation rate shown in FIG. However, the following description of the present embodiment will be based on the crank angle/pressure generation rate shown in FIG.

●［各運転状態における、シミュレーション（または実験）の結果（図４～図７）］
次に図４～図７を用いて、内燃機関の各運転状態で、時間差Δｔ、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを、種々の値に変更した場合のシミュレーション（または実験）の結果を示す。なお、図４～図６に示す相殺中心周波数は、時間差Δｔに基づいた時間差関連量であって、時間差Δｔに基づいて算出した周波数であり、時間差Δｔ［ｓｅｃ］を１／２周期とする周波数であり、ｆ＝１／（２＊Δｔ）となる。例えば時間差Δｔ＝０．２６［ｍｓ］の場合、周波数＝１／（０．０００２６［ｓｅｃ］＊２）≒１．９２３［ＫＨｚ］となる。相殺中心周波数は、パイロット燃焼とメイン燃焼による燃焼騒音を相殺して低減する相殺周波数帯（ｆ＝０．３／Δｔからｆ＝０．７／Δｔ）の略中心となる周波数である。 ● [Simulation (or experiment) results in each operating state (Figs. 4 to 7)]
Next, FIG. 4 to FIG. 7 show simulation (or experiment) results when the time difference Δt and the peak height ratio Hp/Hm are changed to various values in each operating state of the internal combustion engine. 4 to 6 is a time difference-related quantity based on the time difference Δt, a frequency calculated based on the time difference Δt, and a frequency with the time difference Δt [sec] as 1/2 period. and f=1/(2*Δt). For example, when the time difference Δt=0.26 [ms], the frequency=1/(0.00026 [sec]*2)≈1.923 [KHz]. The cancellation center frequency is a frequency that is approximately the center of the cancellation frequency band (from f=0.3/Δt to f=0.7/Δt) in which combustion noise due to pilot combustion and main combustion is canceled and reduced.

図４は、内燃機関の回転数Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］、１回の燃焼工程にて噴射する噴射量（負荷）Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］、の場合において、時間差Δｔとピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを、種々の値に設定（図４中の丸印の位置）したシミュレーション（または実験）の結果を示している。なお、相殺中心周波数は、上述したとおり、時間差Δｔから換算した周波数である。なお、この内燃機関のアイドリング状態では、回転数Ｎｅ＝約７００［ｒｐｍ］、噴射量（負荷）Ｑｖ＝約５［ｍｍ3／ｓｔ］程度である。 FIG. 4 shows the time difference Δt and the peak height when the rotational speed of the internal combustion engine Ne=1600 [rpm] and the injection amount (load) Qv=30 [mm 3 /st] injected in one combustion process. The results of simulations (or experiments) in which the ratio Hp/Hm was set to various values (circled positions in FIG. 4) are shown. Note that the cancellation center frequency is a frequency converted from the time difference Δt, as described above. In this idling state of the internal combustion engine, the rotational speed Ne is about 700 [rpm] and the injection quantity (load) Qv is about 5 [mm 3 /st].

図４中において、一点鎖線で示す燃焼騒音レベルＤ１～Ｄ５の曲線は、シミュレーション（または実験）の結果、観測された燃焼騒音の０．９から５．６［ＫＨｚ］の範囲で積算したオーバーオールの燃焼騒音レベルを示しており、燃焼騒音レベルＤ５＞Ｄ４＞Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１である。なお、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍが１．０を超える領域は、パイロット燃焼のピーク位置がメイン燃焼のピーク位置よりも高い領域であるので、現実的でない。またピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍは、０．２未満はパイロット燃焼が小さ過ぎて現実的ではないので、０．２以上を考慮する。従って、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍは、１．０以下かつ０．２以上について考慮する。また相殺中心周波数が２．２［ＫＨｚ］を超える領域は、時間差Δｔが約０．２２７［ｍｓｅｃ］よりも短くなる領域であってインジェクタと制御の限界に近い領域であり、現実的でない。また相殺中心周波数が０．６［ＫＨｚ］未満の領域は、時間差Δｔが約０．８３３［ｍｓｅｃ］よりも長くなる領域でありパイロット噴射とメイン噴射の間隔が長過ぎて相殺周波数帯の幅が短くなり相殺の効果が得られないので、０．６［ＫＨｚ］以上を考慮する。従って、相殺中心周波数は、２．２［ＫＨｚ］以下かつ０．６［ＫＨｚ］以上について考慮する（図５、図６も同様）。 In FIG. 4, the curves of the combustion noise levels D1 to D5 indicated by the dashed-dotted lines are the results of the simulation (or experiment), and the total integrated in the range of 0.9 to 5.6 [KHz] of the observed combustion noise. Combustion noise levels are shown, and the combustion noise levels are D5>D4>D3>D2>D1. It should be noted that the region where the peak height ratio Hp/Hm exceeds 1.0 is a region where the peak position of pilot combustion is higher than the peak position of main combustion, so this is not realistic. Also, if the peak height ratio Hp/Hm is less than 0.2, the pilot combustion is too small to be realistic, so a value of 0.2 or more is considered. Therefore, the peak height ratio Hp/Hm should be 1.0 or less and 0.2 or more. In addition, the region where the cancellation center frequency exceeds 2.2 [KHz] is a region where the time difference Δt is shorter than about 0.227 [msec] and is a region close to the limit of the injector and control, which is not realistic. In the region where the cancellation center frequency is less than 0.6 [KHz], the time difference Δt is longer than about 0.833 [msec], and the interval between the pilot injection and the main injection is too long and the width of the cancellation frequency band is large. 0.6 [KHz] or more is taken into consideration because it is too short to obtain the effect of cancellation. Therefore, the cancellation center frequency is considered to be 2.2 [KHz] or less and 0.6 [KHz] or more (the same applies to FIGS. 5 and 6).

図４に示す場合の運転状態（回転数＝１６００［ｒｐｍ］、燃料噴射量（負荷）＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］）を、横軸を回転数、縦軸を燃料噴射量（負荷）とした運転状態を示す図７中にＵ１にて示す。この運転状態Ｕ１では、図４に表れているように、燃焼騒音レベルＤ１以下とするためには、相殺中心周波数を約１．９［ＫＨｚ］～約２．２［ＫＨｚ］（つまり、時間差Δｔを約０．２２７［ｍｓｅｃ］～約０．２６３［ｍｓｅｃ］）、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを約０．８５～約１．０にすればよいことがわかる。 The operating state (rotational speed = 1600 [rpm], fuel injection amount (load) = 30 [mm 3 /st]) in the case shown in FIG. U1 in FIG. 7 shows the operating state. In this operating state U1, as shown in FIG. 4, in order to keep the combustion noise level D1 or less, the canceling center frequency must be set to about 1.9 [KHz] to about 2.2 [KHz] (that is, the time difference Δt is about 0.227 [msec] to about 0.263 [msec]), and the peak height ratio Hp/Hm is about 0.85 to about 1.0.

図５は、内燃機関の回転数Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］、１回の燃焼工程にて噴射する噴射量（負荷）Ｑｖ＝５５［ｍｍ3／ｓｔ］、の場合において、時間差Δｔとピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを、種々の値に設定（図５中の丸印の位置）したシミュレーション（または実験）の結果を示している。なお、相殺中心周波数は、上述したとおり、時間差Δｔから換算した周波数である。 FIG. 5 shows the time difference Δt and the peak height when the rotational speed of the internal combustion engine Ne=1600 [rpm] and the injection amount (load) Qv=55 [mm 3 /st] injected in one combustion process. The results of simulations (or experiments) in which the ratio Hp/Hm was set to various values (positions of circles in FIG. 5) are shown. Note that the cancellation center frequency is a frequency converted from the time difference Δt, as described above.

図５中において、一点鎖線で示す燃焼騒音レベルＤ１～Ｄ５の曲線は、図４の場合と同様、観測されたオーバーオールの燃焼騒音のレベルを示しており、燃焼騒音レベルＤ５＞Ｄ４＞Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１である。また、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍについては、１．０以下かつ０．２以上について考慮し、相殺中心周波数については２．２［ＫＨｚ］以下かつ０．６［ＫＨｚ］以上について考慮する点も同様である。ただし、噴射量Ｑｖが、図４の運転状態の燃料噴射量よりも増量されており、相殺中心周波数は、約０．９［ＫＨｚ］以下について考慮することが現実的である。 In FIG. 5, the curves of the combustion noise levels D1 to D5 indicated by the dashed-dotted lines show the observed overall combustion noise levels, as in the case of FIG. >D1. Also, the peak height ratio Hp/Hm is considered to be 1.0 or less and 0.2 or more, and the cancellation center frequency is considered to be 2.2 [KHz] or less and 0.6 [KHz] or more. It is the same. However, since the injection quantity Qv is larger than the fuel injection quantity in the operating state shown in FIG. 4, it is realistic to consider a cancellation center frequency of about 0.9 [KHz] or less.

図５に示す場合の運転状態（回転数＝１６００［ｒｐｍ］、燃料噴射量（負荷）＝５５［ｍｍ3／ｓｔ］）を、横軸を回転数、縦軸を燃料噴射量（負荷）とした運転状態を示す図７中にＵ２にて示す。この運転状態Ｕ２では、図５及び現実的な相殺中心周波数＝約０．９［ＫＨｚ］以下の燃焼騒音レベルＤ２以下とするためには、相殺中心周波数を約０．９［ＫＨｚ］以上（つまり、時間差Δｔを約０．５５６［ｍｓｅｃ］以下）、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを約０．２～約０．５にすればよいことがわかる。 The operating state (rotational speed = 1600 [rpm], fuel injection amount (load) = 55 [mm 3 /st]) in the case shown in FIG. This operating state is indicated by U2 in FIG. In this operating state U2, in order to reduce the combustion noise level D2 or lower, which corresponds to FIG. , the time difference Δt to about 0.556 [msec] or less), and the peak height ratio Hp/Hm to about 0.2 to about 0.5.

図６は、内燃機関の回転数Ｎｅ＝２４００［ｒｐｍ］、１回の燃焼工程にて噴射する噴射量（負荷）Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］、の場合において、時間差Δｔとピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを、種々の値に設定（図６中の丸印の位置）したシミュレーション（または実験）の結果を示している。なお、相殺中心周波数は、上述したとおり、時間差Δｔから換算した周波数である。 FIG. 6 shows the time difference Δt and the peak height when the rotational speed of the internal combustion engine Ne=2400 [rpm] and the injection amount (load) Qv=30 [mm 3 /st] injected in one combustion process. The results of simulations (or experiments) in which the ratio Hp/Hm was set to various values (positions of circles in FIG. 6) are shown. Note that the cancellation center frequency is a frequency converted from the time difference Δt, as described above.

図６中において、一点鎖線で示す燃焼騒音レベルＤ２～Ｄ５の曲線は、図４の場合と同様、観測された燃焼騒音のレベルを示しており、燃焼騒音レベルＤ５＞Ｄ４＞Ｄ３＞Ｄ２である。また、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍについては、１．０以下かつ０．２以上について考慮し、相殺中心周波数については２．２［ＫＨｚ］以下かつ０．６［ＫＨｚ］以上について考慮する点も同様である。ただし、回転数Ｎｅが、図４の運転状態の回転数よりも増加されており、燃焼騒音レベルＤ１まで低下しなかった。 In FIG. 6, the curves of the combustion noise levels D2 to D5 indicated by dashed lines indicate the levels of the observed combustion noise, similarly to the case of FIG. 4, and the combustion noise levels D5>D4>D3>D2. . Also, the peak height ratio Hp/Hm is considered to be 1.0 or less and 0.2 or more, and the cancellation center frequency is considered to be 2.2 [KHz] or less and 0.6 [KHz] or more. It is the same. However, the rotational speed Ne was higher than the rotational speed in the operating state of FIG. 4, and did not decrease to the combustion noise level D1.

図６に示す場合の運転状態（回転数＝２４００［ｒｐｍ］、燃料噴射量（負荷）＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］）を、横軸を回転数、縦軸を燃料噴射量（負荷）とした運転状態を示す図７中にＵ３にて示す。この運転状態Ｕ３では、図６に表れているように、燃焼騒音レベルＤ２以下とするためには、相殺中心周波数を約１．２２［ＫＨｚ］～約２．２［ＫＨｚ］（つまり、時間差Δｔを約０．２２７［ｍｓｅｃ］～約０．４１０［ｍｓｅｃ］）、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを約０．７５～約１．０にすればよいことがわかる。 The operating state (rotational speed = 2400 [rpm], fuel injection amount (load) = 30 [mm 3 /st]) in the case shown in FIG. This operating state is indicated by U3 in FIG. In this operating state U3, as shown in FIG. 6, in order to keep the combustion noise level D2 or less, the canceling center frequency must be set to about 1.22 [KHz] to about 2.2 [KHz] (that is, the time difference Δt is about 0.227 [msec] to about 0.410 [msec]), and the peak height ratio Hp/Hm is about 0.75 to about 1.0.

以上、図７に示すように、回転数が略一定であって負荷（燃料噴射量）が低負荷から高負荷へと増量した場合、時間差Δｔを長くするとともにピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍを小さくすれば、燃焼騒音の低減に効果があることがわかる。また、負荷（燃料噴射量）が略一定であって回転数が低回転から高回転へと増加した場合、時間差Δｔの許容範囲が長い方に拡大され、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍの許容範囲が低い方に拡大されることがわかる。 As described above, as shown in FIG. 7, when the engine speed is substantially constant and the load (fuel injection amount) increases from a low load to a high load, the time difference Δt is increased and the peak height ratio Hp/Hm is decreased. It can be seen that this is effective in reducing combustion noise. Further, when the load (fuel injection amount) is substantially constant and the rotation speed increases from low rotation to high rotation, the permissible range of the time difference Δt is expanded to the longer one, and the permissible range of the peak height ratio Hp/Hm It can be seen that is expanded in the lower direction.

以上に説明したように、時間差Δｔ（または、時間差Δｔから換算した相殺中心周波数（時間差関連量））とピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍは、燃焼騒音の低減に大きく影響し、運転状態に応じた、最適な時間差Δｔ、最適なピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍが存在する。 As described above, the time difference Δt (or the offset center frequency (time difference related quantity) converted from the time difference Δt) and the peak height ratio Hp/Hm greatly affect the reduction of the combustion noise, and are dependent on the operating conditions. , an optimal time difference Δt, and an optimal peak height ratio Hp/Hm.

●［各運転状態における、最適な時間差Δｔと、最適なピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍ（図８～図１１）］
図８は、図４中のデータＳ１（１．９［ＫＨｚ］、０．８８）の場合におけるクランク角度・圧力発生率であるｆｓ１（θ）と、図４中のデータＳ２（１．９［ＫＨｚ］、０．５８）の場合におけるクランク角度・圧力発生率であるｆｓ２（θ）を示している。時間差Δｔから換算した周波数はどちらも１．９［ＫＨｚ］であるので、クランク角度差Δθは同じである。またｆｓ１（θ）のピーク高さ比Ｈｐ（Ｈ）／Ｈｍ（Ｈ）＝０．８８であり、ｆｓ２（θ）のピーク高さ比Ｈｐ（Ｌ）／Ｈｍ（Ｌ）＝０．５８である。この場合の周波数・燃焼騒音スペクトルの観測結果を図９に示す。 ● [Optimal time difference Δt and optimal peak height ratio Hp/Hm in each operating state (Figs. 8 to 11)]
FIG. 8 shows fs1 (θ), which is the crank angle/pressure generation rate in the case of data S1 (1.9 [KHz], 0.88) in FIG. 4, and data S2 (1.9 [ kHz], 0.58). Since the frequencies converted from the time difference Δt are both 1.9 [KHz], the crank angle difference Δθ is the same. The fs1(θ) peak height ratio Hp(H)/Hm(H)=0.88, and the fs2(θ) peak height ratio Hp(L)/Hm(L)=0.58. . FIG. 9 shows the observation results of the frequency/combustion noise spectrum in this case.

図９に示すように、同一の時間差Δｔ（換算周波数＝１．９［ＫＨｚ］）であるが、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍ＝０．５８（ｆｓ２（θ）による燃焼騒音（図９中の点線グラフ））に対して、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍ＝０．８８（ｆｓ１（θ）による燃焼騒音（図９中の実線グラフ））のほうが、約１．２［ＫＨｚ］～約２．５［ＫＨｚ］の周波数帯において燃焼騒音が比較的大きく低減されていることがわかる。 As shown in FIG. 9, the same time difference Δt (converted frequency = 1.9 [KHz]), but the peak height ratio Hp/Hm = 0.58 (fs2 (θ) due to combustion noise ( Dotted line graph)), the peak height ratio Hp/Hm=0.88 (combustion noise due to fs1(θ) (solid line graph in FIG. 9)) is about 1.2 [KHz] to about 2.0 kHz. It can be seen that the combustion noise is relatively greatly reduced in the frequency band of 5 [KHz].

図１０は、図５中のデータＳ３（０．８３［ＫＨｚ］、０．７５）の場合におけるクランク角度・圧力発生率であるｆｓ３（θ）と、図５中のデータＳ４（０．８３［ＫＨｚ］、０．２６）の場合におけるクランク角度・圧力発生率であるｆｓ４（θ）を示している。時間差Δｔから換算した周波数はどちらも０．８３［ＫＨｚ］であるので、クランク角度差Δθは同じである。またｆｓ３（θ）のピーク高さ比Ｈｐ（Ｈ）／Ｈｍ（Ｈ）＝０．７５であり、ｆｓ４（θ）のピーク高さ比Ｈｐ（Ｌ）／Ｈｍ（Ｌ）＝０．２６である。図８の条件よりもメイン噴射量が多くなる条件であるため、メインの噴射開始からメインのピークまでの時間が長くなり、パイロットとメインの噴射インターバルの制約のため、パイロットのピークとの時間差Δｔ（クランク角度差Δθ）を短縮することが困難になる。この場合の周波数・燃焼騒音スペクトルの観測結果を図１１に示す。 FIG. 10 shows fs3 (θ), which is the crank angle/pressure generation rate in the case of data S3 (0.83 [KHz], 0.75) in FIG. 5, and data S4 (0.83 [ kHz], 0.26). Since the frequencies converted from the time difference Δt are both 0.83 [KHz], the crank angle difference Δθ is the same. The fs3(θ) peak height ratio Hp(H)/Hm(H)=0.75, and the fs4(θ) peak height ratio Hp(L)/Hm(L)=0.26. . Since the main injection amount is larger than the condition in FIG. 8, the time from the start of the main injection to the main peak is longer, and the time difference Δt between the pilot and the peak due to restrictions on the pilot and main injection intervals. It becomes difficult to shorten (crank angle difference Δθ). FIG. 11 shows the observation results of the frequency/combustion noise spectrum in this case.

図１１に示すように、同一の時間差Δｔ（換算周波数＝０．８３［ＫＨｚ］）であるが、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍ＝０．７５（ｆｓ３（θ）による燃焼騒音（図１１中の点線グラフ））に対して、ピーク高さ比Ｈｐ／Ｈｍ＝０．２６（ｆｓ４（θ）による燃焼騒音（図１１中の実線グラフ））のほうが、約０．５［ＫＨｚ］～約１．２［ＫＨｚ］の相殺周波数帯での騒音低減効果は少ないが、約１．７［ＫＨｚ］を中心とする約１．２［ＫＨｚ］～約２．２［ＫＨｚ］の増幅周波数帯における騒音増大効果が抑えられており、オーバーオール燃焼騒音値の積算範囲の０．９［ＫＨｚ］～５．６［ＫＨｚ］でのスペクトルの最大値が低くなり、燃焼騒音が比較的大きく低減されていることがわかる。 As shown in FIG. 11, the same time difference Δt (converted frequency = 0.83 [KHz]), but the peak height ratio Hp/Hm = 0.75 (fs3 (θ) combustion noise ( Dotted line graph)), peak height ratio Hp/Hm=0.26 (combustion noise due to fs4(θ) (solid line graph in FIG. 11)) is about 0.5 [KHz] to about 1.5 [KHz]. The noise reduction effect in the 2 [KHz] offset frequency band is small, but the noise increase in the amplification frequency band of about 1.2 [KHz] to about 2.2 [KHz] centered on about 1.7 [KHz] The effect is suppressed, the maximum value of the spectrum in the cumulative range of overall combustion noise value 0.9 [KHz] to 5.6 [KHz] is low, and the combustion noise is relatively greatly reduced. Recognize.

●［目標時間・目標ピーク高さ比特性（図１２、図１３）の設定］
以上の結果から、内燃機関の運転状態（具体的には、回転数と負荷（噴射量））に応じて、最適な目標時間差（または最適な目標時間差関連量（目標相殺中心周波数））及び最適な目標ピーク高さ比を設定した、目標時間・目標ピーク高さ比特性（図１２参照）を作成し、制御装置５０の記憶装置５３に記憶しておく。目標時間・目標ピーク高さ比特性は、目標時間差に基づいて求めた目標時間差関連量である目標相殺中心周波数（または目標時間差）と、目標ピーク高さ比と、の一方を縦軸、他方を横軸として、予め設定された複数の回転数のそれぞれに対応させて設定されている。 ● [Setting of target time/target peak height ratio characteristics (Fig. 12, Fig. 13)]
From the above results, the optimum target time difference (or the optimum target time difference related quantity (target offset center frequency)) and the optimum A target time/target peak height ratio characteristic (see FIG. 12) in which an appropriate target peak height ratio is set is created and stored in the storage device 53 of the control device 50 . In the target time/target peak height ratio characteristic, one of the target offset center frequency (or target time difference), which is the target time difference related quantity obtained based on the target time difference, and the target peak height ratio is plotted on the vertical axis, and the other is The horizontal axis is set so as to correspond to each of a plurality of preset rotation speeds.

目標時間・目標ピーク高さ比特性は、図１２の例に示すように、回転数毎のグラフ状の特性で表現されている。図１２には、Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］の場合の特性がｈ（１６００）で表現され、Ｎｅ＝２０００［ｒｐｍ］の場合の特性がｈ（２０００）で表現され、Ｎｅ＝２４００［ｒｐｍ］の場合の特性がｈ（２４００）で表現されている。 The target time/target peak height ratio characteristic is represented by a graph-like characteristic for each rotational speed, as shown in the example of FIG. In FIG. 12, the characteristics when Ne=1600 [rpm] are expressed by h(1600), the characteristics when Ne=2000 [rpm] are expressed by h(2000), and the characteristics when Ne=2400 [rpm] are expressed by h(1600). The characteristic of the case is represented by h(2400).

また、例えば図１２中のｈ（１６００）（Ｎｅ＝１６００［ｒｐｍ］）の特性において、噴射量（負荷）Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］の場合の位置はＭ１１（Ｎｅ１６００、Ｑｖ３０）の位置で表現され、噴射量（負荷）Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］の場合の位置はＭ１２（Ｎｅ１６００、Ｑｖ４０）の位置で表現され、噴射量（負荷）Ｑｖ＝５５［ｍｍ3／ｓｔ］の位置はＭ１３（Ｎｅ１６００、Ｑｖ５５）の位置で表現されている。同様に、図１２中のｈ（２０００）（Ｎｅ＝２０００［ｒｐｍ］）の特性において、噴射量（負荷）Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］の位置はＭ２２（Ｎｅ２０００、Ｑｖ４０）の位置で表現され、噴射量（負荷）Ｑｖ＝５５［ｍｍ3／ｓｔ］の位置はＭ２３（Ｎｅ２０００、Ｑｖ５５）の位置で表現されている。同様に、図１２中のｈ（２４００）（Ｎｅ＝２４００［ｒｐｍ］）の特性において、噴射量（負荷）Ｑｖ＝３０［ｍｍ3／ｓｔ］の位置はＭ３１（Ｎｅ２４００、Ｑｖ３０）の位置で表現され、噴射量（負荷）Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］の位置はＭ３２（Ｎｅ２４００、Ｑｖ４０）の位置で表現されている。なお図１２中に記載した一点鎖線は、同一負荷の位置を通る等負荷線を示している。図１２に示すように、内燃機関の回転数が略一定であって内燃機関の負荷が低負荷から高負荷へと増加した場合、時間差（Δｔ）が長くなるように目標時間差関連量が変更され（目標相殺中心周波数が低くなるように変更され）、ピーク高さ比（Ｈｐ／Ｈｍ）が小さくなるように目標ピーク高さ比が変更される。 Further, for example, in the characteristics of h(1600) ( Ne=1600 [rpm]) in FIG. , and the position when the injection quantity (load) Qv = 40 [mm 3 /st] is expressed by the position of M12 (Ne1600, Qv40), and when the injection quantity (load) Qv = 55 [mm 3 /st] The position is represented by the position of M13 (Ne1600, Qv55). Similarly, in the characteristics of h(2000) (Ne=2000 [rpm]) in FIG. 12, the position of injection quantity (load) Qv=40 [mm 3 /st] is represented by the position of M22 (Ne2000, Qv40). , and the injection quantity (load) Qv=55 [mm 3 /st] position is represented by the position of M23 (Ne2000, Qv55). Similarly, in the characteristics of h(2400) ( Ne=2400 [rpm]) in FIG. and the injection quantity (load) Qv=40 [mm 3 /st] position is represented by the position of M32 (Ne2400, Qv40). The dashed-dotted lines shown in FIG. 12 indicate iso-load lines passing through the positions of the same load. As shown in FIG. 12, when the rotational speed of the internal combustion engine is substantially constant and the load on the internal combustion engine increases from a low load to a high load, the target time difference related quantity is changed so that the time difference (Δt) becomes longer. (the target cancellation center frequency is changed to be lower), and the target peak height ratio is changed so that the peak height ratio (Hp/Hm) is smaller.

例えば制御装置５０は、検出した内燃機関の運転状態（回転数、負荷）と、記憶装置５３に記憶している目標時間・目標ピーク高さ比特性（図１２）を用いることで、内燃機関の運転状態（回転数、負荷）に応じた、目標時間差関連量（この場合、目標相殺中心周波数）と目標ピーク高さ比と、を求めることができる。 For example, the control device 50 uses the detected operating state (rotational speed, load) of the internal combustion engine and the target time/target peak height ratio characteristic ( FIG. 12 ) stored in the storage device 53 to A target time difference related quantity (in this case, a target offset center frequency) and a target peak height ratio can be obtained according to the operating state (rotational speed, load).

図１３は、図１２中のｈ（１６００）の特性における許容上限（Ｍａｘ）ｈ（１６００）の例と、許容下限（Ｍｉｎ）ｈ（１６００）の例を示している。図１３においてＭ１１の例では、図４のデータＳ１を基に、目標ピーク高さ比に対して±０．１５、目標相殺中心周波数に対して±０．２［ＫＨｚ］を達成すれば、ほぼ目標騒音レベル±１［ｄＢＡ］内に収めることができる。なお、図１３における許容上限（Ｍａｘ）ｈ（１６００）、許容下限（Ｍｉｎ）ｈ（１６００）に示すように、Ｍ１１の例では、目標ピーク高さ比に対して±０．１５よりも若干大きな値であっても、目標相殺中心周波数に対して±０．２［ＫＨｚ］よりも若干大きな値であっても、ほぼ目標騒音レベル±１［ｄＢＡ］内に収めることができる。 FIG. 13 shows an example of the allowable upper limit (Max) h(1600) and the allowable lower limit (Min) h(1600) in the characteristics of h(1600) in FIG. In the example of M11 in FIG. 13, based on the data S1 in FIG. The target noise level can be kept within ±1 [dBA]. In addition, as shown in the allowable upper limit (Max) h (1600) and the allowable lower limit (Min) h (1600) in FIG. Even if it is a value slightly larger than ±0.2 [KHz] with respect to the target cancellation center frequency, it can be kept within approximately ±1 [dBA] of the target noise level.

また、図１３においてＭ１１より負荷の上がったＭ１２の例では、目標ピーク高さ比に対して、±０．１５、目標相殺中心周波数に対して±０．２［ＫＨｚ］を達成すれば、ほぼ目標騒音レベル±１［ｄＢＡ］内に収めることができる。また、図１３においてＭ１２よりさらに負荷の上がったＭ１３の例では、図５のデータＳ４を基に、目標ピーク高さ比に対して±０．１５よりも若干小さな値、目標相殺中心周波数に対して±０．１［ＫＨｚ］を達成すれば、ほぼ目標騒音レベル±１［ｄＢＡ］内に収めることができることを発明者は、種々のシミュレーションや実験の結果より確認した。図１３における許容上限（Ｍａｘ）ｈ（１６００）、許容下限（Ｍｉｎ）ｈ（１６００）に示すように、Ｍ１３の例では、目標ピーク高さ比に対して±０．１５よりも若干小さな値、目標相殺中心周波数に対して±０．２［ＫＨｚ］よりも若干小さな±０．１［ＫＨｚ］に設定することで、ほぼ目標騒音レベル±１［ｄＢＡ］内に収めることができる。 In addition, in the example of M12 in which the load is higher than that of M11 in FIG. The target noise level can be kept within ±1 [dBA]. In addition, in the example of M13, which has a higher load than M12 in FIG. 13, based on the data S4 of FIG. The inventor has confirmed from the results of various simulations and experiments that the target noise level can be kept within ±1 [dBA] by achieving ±0.1 [KHz]. As shown in the allowable upper limit (Max) h (1600) and the allowable lower limit (Min) h (1600) in FIG. By setting ±0.1 [KHz], which is slightly smaller than ±0.2 [KHz] with respect to the target cancellation center frequency, it is possible to keep the noise level substantially within ±1 [dBA] of the target noise level.

つまり、Ｈｐ／Ｈｍが、目標ピーク高さ比に対して、ずれ量が許容高さ比内に収まるように制御することが好ましい。そして「許容高さ比」は、負荷（Ｑｖ）が所定負荷の近傍（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］の近傍）である場合では０．１５（許容高さ比基準値）に設定されている。また、負荷（Ｑｖ）が所定負荷（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］）よりも小さくなるにしたがって許容高さ比は許容高さ比基準値よりも大きくなるように設定されている（０．１５よりも若干大きな値に設定されている）。また、負荷（Ｑｖ）が所定負荷（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］）よりも大きくなるにしたがって許容高さ比は許容高さ比基準値よりも小さくなるように設定されている（０．１５よりも若干小さな値に設定されている）。このため、図１３において、許容上限（Ｍａｘ）ｈ（１６００）と許容下限（Ｍｉｎ）ｈ（１６００）における目標ピーク高さ比の方向の間隔は、負荷（Ｑｖ）が大きくなるにしたがって狭くなるように設定され、負荷（Ｑｖ）が小さくなるにしたがって広くなるように設定されている。 That is, it is preferable to control Hp/Hm so that the amount of deviation from the target peak height ratio falls within the allowable height ratio. And the "permissible height ratio" is 0.15 (permissible height ratio reference value) when the load (Qv) is near the predetermined load (in this case, near Qv = 40 [mm 3 /st]). is set. Also, as the load (Qv) becomes smaller than a predetermined load (Qv=40 [mm 3 /st] in this case), the allowable height ratio is set to become larger than the allowable height ratio reference value. (set to a value slightly greater than 0.15). Also, as the load (Qv) becomes larger than a predetermined load (Qv=40 [mm 3 /st] in this case), the allowable height ratio is set to become smaller than the allowable height ratio reference value. (set to a value slightly less than 0.15). Therefore, in FIG. 13, the interval in the direction of the target peak height ratio between the allowable upper limit (Max) h (1600) and the allowable lower limit (Min) h (1600) becomes narrower as the load (Qv) increases. , and is set to widen as the load (Qv) becomes smaller.

目標相殺中心周波数も同様に、実際の相殺中心周波数が、目標相殺中心周波数に対して、ずれ量が許容周波数内に収まるように制御することが好ましい。そして「許容周波数」は、負荷（Ｑｖ）が所定負荷の近傍（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］の近傍）である場合では０．２［ＫＨｚ］（許容周波数基準値）に設定されている。また、負荷（Ｑｖ）が所定負荷（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］）よりも小さくなるにしたがって許容周波数は許容周波数基準値よりも大きくなるように設定されている（０．２［ＫＨｚ］よりも若干大きな値に設定されている）。また、負荷（Ｑｖ）が所定負荷（この場合、Ｑｖ＝４０［ｍｍ3／ｓｔ］）よりも大きくなるにしたがって許容周波数は許容周波数基準値よりも小さくなるように設定されている（０．２［ＫＨｚ］よりも若干小さな値に設定されている）。このため、図１３において、許容上限（Ｍａｘ）ｈ（１６００）と許容下限（Ｍｉｎ）ｈ（１６００）における目標相殺中心周波数の方向の間隔は、負荷（Ｑｖ）が大きくなるにしたがって狭くなるように設定され、負荷（Ｑｖ）が小さくなるにしたがって広くなるように設定されている。 Similarly, the target cancellation center frequency is preferably controlled so that the deviation of the actual cancellation center frequency from the target cancellation center frequency is within the allowable frequency range. The "permissible frequency" is set to 0.2 [KHz] (permissible frequency reference value) when the load (Qv) is near the predetermined load (in this case, Qv = 40 [mm 3 /st]). It is Also, as the load (Qv) becomes smaller than the predetermined load (in this case, Qv=40 [mm 3 /st]), the allowable frequency is set to become larger than the allowable frequency reference value (0.2 (set to a value slightly larger than [KHz]). Also, as the load (Qv) becomes larger than the predetermined load (in this case, Qv=40 [mm 3 /st]), the allowable frequency is set to become smaller than the allowable frequency reference value (0.2 (set to a value slightly smaller than [KHz]). Therefore, in FIG. 13, the interval in the direction of the target cancellation center frequency between the allowable upper limit (Max) h (1600) and the allowable lower limit (Min) h (1600) is narrowed as the load (Qv) increases. It is set so that it becomes wider as the load (Qv) becomes smaller.

●［制御装置５０の処理手順（図１４）］
次に図１４に示すフローチャートを用いて、制御装置５０による処理手順の例について説明する。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定クランク角度毎（例えば４気筒の場合では１８０［°ＣＡ］毎）にて、図１４に示す処理を起動し、ステップＳ０１０に処理を進める。 ● [Processing procedure of control device 50 (Fig. 14)]
Next, an example of the processing procedure by the control device 50 will be described using the flowchart shown in FIG. The control device 50 (CPU 51) starts the process shown in FIG. 14, for example, at each predetermined crank angle (for example, at every 180° CA in the case of four cylinders), and advances the process to step S010.

ステップＳ０１０にて制御装置５０は、内燃機関の種々の運転状態を検出し、ステップＳ０１５に処理を進める。例えば制御装置５０は、図１に示す各種の検出手段からの検出信号やインジェクタの制御量（前回の燃料噴射量）に基づいて、内燃機関回転数、吸気量、吸気マニホルド内圧力、可変ノズル開度量、アクセルペダル踏込量、燃料噴射量等を検出する。ステップＳ０１０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部５１Ａ（図１参照）に相当している。 In step S010, control device 50 detects various operating states of the internal combustion engine, and proceeds to step S015. For example, the control device 50 controls the internal combustion engine speed, intake air amount, intake manifold internal pressure, variable nozzle opening, and so on based on detection signals from various detection means shown in FIG. 1 and injector control amounts (previous fuel injection amounts). It detects the power, the amount of depression of the accelerator pedal, the amount of fuel injection, and the like. The control device 50 (CPU 51) executing the process of step S010 corresponds to the operating state detector 51A (see FIG. 1) that detects the operating state of the internal combustion engine.

ステップＳ０１５にて制御装置５０は、検出した運転状態に基づいて、運転者からの要求トルクを算出し、ステップＳ０２０に処理を進める。例えば制御装置５０は、内燃機関回転数とアクセルペダル踏込量に基づいて、記憶装置に記憶されているマップや、計算式等に基づいて、要求トルクを算出する。 In step S015, control device 50 calculates the torque requested by the driver based on the detected driving state, and proceeds to step S020. For example, the control device 50 calculates the required torque based on a map stored in a storage device, a calculation formula, etc., based on the internal combustion engine speed and the amount of depression of the accelerator pedal.

ステップＳ０２０にて制御装置５０は、算出した要求トルクと内燃機関の運転状態と、に基づいて（次回の）噴射量（Ｑｖ）を算出し、ステップＳ０２５に処理を進める。なお、噴射量（Ｑｖ）の算出手順の詳細については説明を省略する。 In step S020, the control device 50 calculates the (next) injection amount (Qv) based on the calculated required torque and the operating state of the internal combustion engine, and proceeds to step S025. A detailed description of the procedure for calculating the injection amount (Qv) is omitted.

ステップＳ０２５にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態（回転数、負荷（噴射量））と、記憶装置に記憶されている目標時間・目標ピーク高さ比特性（図１２参照）と、に基づいて、目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）と目標ピーク高さ比を求め、ステップＳ０３０に処理を進める。例えば、制御装置５０は、（回転数、負荷（噴射量））が（１６００［ｒｐｍ］、３０［ｍｍ3／ｓｔ］）の場合、図１２に示す目標時間・目標ピーク高さ比特性の中からｈ（１６００）を選定し、選定したｈ（１６００）における３０［ｍｍ3／ｓｔ］の位置に相当するＭ１１（Ｎｅ１６００、Ｑｖ３０）の位置により、目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）と目標ピーク高さ比を求める。 In step S025, the control device 50 stores the operating state (rpm, load (injection amount)) of the internal combustion engine and the target time/target peak height ratio characteristic (see FIG. 12) stored in the storage device. Based on this, a target time difference related quantity (target offset center frequency) and a target peak height ratio are obtained, and the process proceeds to step S030. For example, when (rotational speed, load (injection amount)) is (1600 [rpm], 30 [mm 3 /st]), the control device 50 controls the target time/target peak height ratio characteristic shown in FIG. h (1600) is selected from the selected h (1600) , and the target time difference related quantity (target offset center frequency) and the target Find the peak height ratio.

ステップＳ０３０にて制御装置５０は、（次回の）噴射量（Ｑｖ）、目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）、目標ピーク高さ比、内燃機関の運転状態に基づいて、次回の燃料噴射における、パイロット噴射の数、各パイロット噴射の噴射時期及び噴射量、メイン噴射の噴射時期及び噴射量を求め、処理を終了する。なお、１回の燃焼工程での噴射では、パイロット噴射の数は１回または複数回であり、メイン噴射の数は１回である。 In step S030, the control device 50 determines the following fuel injection amount (Qv), the target time difference related amount (target offset center frequency), the target peak height ratio, and the operating state of the internal combustion engine. , the number of pilot injections, the injection timing and injection amount of each pilot injection, and the injection timing and injection amount of the main injection, and the process ends. Injection in one combustion process includes one or more pilot injections and one main injection.

このとき、メイン噴射の噴射時期と、メイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期は、目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）に基づいて設定される。例えば、記憶装置には、目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）に応じた目標時間間隔が、マップ等の形式にて記憶されており、制御装置５０は、目標時間差関連量と当該マップを用いて目標時間間隔となるように、メイン噴射の噴射時期と、メイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期と、を求める。なお、上記のマップは、シミュレーションや実験等を用いて作成され、記憶装置に記憶されている。 At this time, the injection timing of the main injection and the injection timing of the pilot injection immediately before the main injection are set based on the target time difference related quantity (target offset center frequency). For example, the storage device stores a target time interval corresponding to the target time difference related quantity (target offset center frequency) in the form of a map or the like, and the control device 50 uses the target time difference related quantity and the map. Then, the injection timing of the main injection and the injection timing of the pilot injection immediately before the main injection are obtained so that the target time interval is obtained. Note that the above map is created using simulations, experiments, etc., and is stored in a storage device.

また、複数のパイロット噴射の噴射量の合計となる総パイロット噴射量と、メイン噴射の噴射量は、目標ピーク高さ比に基づいて、所定の計算式やマップ等にて求められる。例えば、制御装置５０は、（次回の）噴射量（Ｑｖ）を、目標ピーク高さ比に応じて、総パイロット噴射量とメイン噴射量に分割することで、総パイロット噴射量とメイン噴射量とを求める。なお、上記の所定の計算式やマップは、シミュレーションや実験等を用いて作成され、記憶装置に記憶されている。 Further, the total pilot injection amount, which is the sum of the injection amounts of a plurality of pilot injections, and the injection amount of the main injection are obtained by a predetermined formula, map, or the like, based on the target peak height ratio. For example, the control device 50 divides the (next) injection quantity (Qv) into a total pilot injection quantity and a main injection quantity according to the target peak height ratio, thereby dividing the total pilot injection quantity and the main injection quantity into Ask for Note that the above-described predetermined calculation formulas and maps are created using simulations, experiments, etc., and are stored in the storage device.

以上のように、パイロット噴射の数、各パイロット噴射の噴射時期及び噴射量、メイン噴射の噴射時期及び噴射量を設定すれば、図示省略するが、制御装置５０によって、既存のパイロット噴射のスケジューリング処理、既存のメイン噴射のスケジューリング処理にて、狙ったタイミングにて各噴射の処理が実行される。 If the number of pilot injections, the injection timing and injection amount of each pilot injection, and the injection timing and injection amount of main injection are set as described above, the control device 50 performs the existing pilot injection scheduling process (not shown). In the existing main injection scheduling process, each injection process is executed at the target timing.

なお、以上の説明における目標時間差関連量（目標相殺中心周波数）を、目標時間差に変更してもよい。目標時間差は、目標相殺中心周波数での１周期の半分（半波長）の時間である。例えば、図１２に示す目標時間・目標ピーク高さ比特性の横軸を、目標相殺中心周波数（目標時間差関連量）から目標時間差に変更した目標時間・目標ピーク高さ比特性を記憶装置に記憶しておく。そしてステップＳ０２５にて、制御装置５０は、内燃機関の運転状態（回転数、負荷（噴射量））と、記憶装置に記憶されている目標時間・目標ピーク高さ比特性と、に基づいて、目標時間差と目標ピーク高さ比を求める。そしてステップＳ０３０にて制御装置５０は、メイン噴射の噴射時期と、メイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期を、目標時間差に基づいて設定する。 Note that the target time difference related quantity (target cancellation center frequency) in the above description may be changed to the target time difference. The target time difference is the time of half a period (half wavelength) at the target cancellation center frequency. For example, the target time/target peak height ratio characteristic in which the horizontal axis of the target time/target peak height ratio characteristic shown in FIG. Keep Then, in step S025, the control device 50, based on the operating state (rpm, load (injection amount)) of the internal combustion engine and the target time/target peak height ratio characteristic stored in the storage device, Determine the target time difference and target peak height ratio. Then, in step S030, the control device 50 sets the injection timing of the main injection and the injection timing of the pilot injection immediately before the main injection based on the target time difference.

以上に説明したステップＳ０２５、Ｓ０３０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に応じた目標時間差または目標時間差関連量と、目標ピーク高さ比と、を求め、時間差（Δｔ）が目標時間差に近づくように（または時間差（Δｔ）に基づいた時間差関連量が目標時間差関連量に近づくように）、かつ、ピーク高さ比（Ｈｐ／Ｈｍ）が目標ピーク高さ比に近づくように前段噴射における少なくともメイン噴射の１つ前のパイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、メイン噴射の噴射時期及び噴射量とを制御する、燃料噴射制御部５１Ｂ（図１参照）に相当している。 The control device 50 (CPU 51) executing the processes of steps S025 and S030 described above obtains the target time difference or the target time difference-related quantity and the target peak height ratio according to the operating state of the internal combustion engine, The time difference (Δt) approaches the target time difference (or the time difference related quantity based on the time difference (Δt) approaches the target time difference related quantity), and the peak height ratio (Hp/Hm) approaches the target peak height. A fuel injection control unit 51B (see FIG. 1) that controls the injection timing and injection amount of at least one pilot injection before the main injection in the pre-injection and the injection timing and injection amount of the main injection so as to approach the ratio Equivalent.

本発明の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。 The control device for a compression self-ignition internal combustion engine of the present invention is not limited to the configuration, structure, processing procedure, etc. described in the present embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. It is possible.

本実施の形態の説明では、図２、図３、図８、図１０において、横軸をクランク角度としてクランク角度差Δθを求める例を説明したが、横軸を時間として時間差Δｔを求めるようにしてもよい。また、図４、図５、図６、図１２、図１３において、横軸を相殺中心周波数ｆ（時間差関連量）とした例を説明したが、当該図の横軸を時間差Δｔ（ｆ＝１／（Δｔ＊２））としてもよい。 2, 3, 8 and 10, the crank angle difference .DELTA..theta. is obtained with the horizontal axis as the crank angle. However, the time difference .DELTA.t is obtained with the horizontal axis as time. may 4, 5, 6, 12, and 13, an example in which the horizontal axis is the cancellation center frequency f (time difference related quantity) has been described. /(Δt*2)).

また、本発明の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置は、ディーゼルエンジンに限定されず、圧縮自己着火式のガソリンエンジンにも適用することが可能である。 Further, the control device for a compression self-ignition internal combustion engine of the present invention is not limited to a diesel engine, and can also be applied to a compression self-ignition gasoline engine.

また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（より小さい）（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。 Greater than (≧), less than (≦), greater than (>), less than (less than) (<), etc. may or may not include an equal sign. Also, the numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and the present invention is not limited to these numerical values.

１０ 内燃機関
１１Ａ、１１Ｂ 吸気管
１１Ｃ 吸気マニホルド
１２Ａ 排気マニホルド
１２Ｂ、１２Ｃ 排気管
１３ ＥＧＲ配管
１４ ＥＧＲ弁
１５ ＥＧＲクーラ
２１ 吸気流量検出手段
２２ 回転検出手段
２３ 大気圧検出手段
２４Ａ コンプレッサ上流圧力検出手段
２４Ｂ コンプレッサ下流圧力検出手段
２４Ｃ 吸気マニホルド圧力検出手段
２５ アクセルペダル踏込量検出手段
２６Ａ タービン上流圧力検出手段
２６Ｂ タービン下流圧力検出手段
２７ 車速検出手段
２８Ａ、２８Ｂ 吸気温度検出手段
２８Ｃ クーラント温度検出手段
２９ 排気温度検出手段
３０ ターボ過給機
３１ ノズル駆動手段
３２ ノズル開度検出手段
３３ 可変ノズル
３５ コンプレッサ
３６ タービン
４１ コモンレール
４３Ａ～４３Ｄ インジェクタ
４５Ａ～４５Ｄ シリンダ
４７ スロットル装置
４７Ｓ スロットル開度検出手段
４７Ｖ スロットルバルブ
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
５１Ａ 運転状態検出部
５１Ｂ 燃料噴射制御部
５３ 記憶装置
６１ 排気浄化装置
ｆ（θ） 圧力発生率
Ｐａｍ メインピーク角度位置
Ｐａｐ パイロットピーク角度位置
Ｐｍ メイン燃焼圧力
Ｐｐ パイロット燃焼圧力
ｇ（θ） 熱発生率
Ｅａｍ メインピーク角度位置
Ｅａｐ パイロットピーク角度位置
Ｅｍ メイン燃焼熱
Ｅｐ パイロット燃焼熱
Ｈｐ／Ｈｍ ピーク高さ比
Δｔ 時間差
Δθ クランク角度差
10 Internal combustion engine 11A, 11B Intake pipe 11C Intake manifold 12A Exhaust manifold 12B, 12C Exhaust pipe 13 EGR pipe 14 EGR valve 15 EGR cooler 21 Intake flow detection means 22 Rotation detection means 23 Atmospheric pressure detection means 24A Compressor upstream pressure detection means 24B Compressor Downstream pressure detection means 24C Intake manifold pressure detection means 25 Accelerator pedal depression amount detection means 26A Turbine upstream pressure detection means 26B Turbine downstream pressure detection means 27 Vehicle speed detection means 28A, 28B Intake temperature detection means 28C Coolant temperature detection means 29 Exhaust temperature detection means 30 Turbocharger 31 Nozzle drive means 32 Nozzle opening detection means 33 Variable nozzle 35 Compressor 36 Turbine 41 Common rail 43A-43D Injector 45A-45D Cylinder 47 Throttle device 47S Throttle opening detection means 47V Throttle valve 50 Control device 51 CPU
51A Operating state detector 51B Fuel injection controller 53 Storage device 61 Exhaust purification device f(θ) Pressure generation rate Pam Main peak angle position Pap Pilot peak angle position Pm Main combustion pressure Pp Pilot combustion pressure g(θ) Heat release rate Eam Main peak angle position Eap Pilot peak angle position Em Main combustion heat Ep Pilot combustion heat Hp/Hm Peak height ratio Δt Time difference Δθ Crank angle difference

Claims (5)

１回の燃焼工程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、前記メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射と、を筒内に噴射して、単数または複数の前記パイロット噴射によって１つの燃焼であるパイロット燃焼を発生させ、前記メイン噴射によって１つの燃焼であるメイン燃焼を発生させる圧縮自己着火式内燃機関を制御する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
１回の燃焼工程において、時間に応じて変化する筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク時間位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク時間位置と、の時間差をΔｔ、前記パイロットピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｐ、前記メインピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、
あるいは、１回の燃焼工程において、クランクシャフトの回転角度であるクランク角度に応じて変化する筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク角度位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク角度位置と、の前記クランク角度の差を、前記クランク角度の差とクランクシャフトの回転数とに基づいて時間に換算した時間差をΔｔ、前記パイロットピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｐ、前記メインピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、
前記制御装置は、
前記圧縮自己着火式内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記圧縮自己着火式内燃機関の前記運転状態に応じた目標時間差または目標時間差関連量と、目標ピーク高さ比と、を求め、前記Δｔが前記目標時間差に近づくようにまたは前記Δｔに基づいた時間差関連量が前記目標時間差関連量に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、燃料噴射制御部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記燃料噴射制御部にて、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数が略一定であって前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が低負荷から高負荷へと増加した場合、前記Δｔが長くなるように前記目標時間差または前記目標時間差関連量を変更するとともに前記Ｈｐ／Ｈｍが小さくなるように前記目標ピーク高さ比を変更する、
圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 For one combustion process, a main injection, which is the main fuel injection, and a pilot injection, which is a single or a plurality of fuel injections that are the pre-injections of the main injection, are injected into the cylinder, and a single or A control device for a compression self-ignition internal combustion engine, which controls a compression self-ignition internal combustion engine in which pilot combustion, which is one combustion, is generated by a plurality of the pilot injections, and main combustion, which is one combustion, is generated by the main injection. and
A pilot peak time position, which is a peak position corresponding to the pilot combustion among a plurality of peak positions of the time-differentiated value of the in-cylinder pressure or the time-differentiated value of the in-cylinder heat that changes with time in one combustion process. and the main peak time position, which is the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions, Δt, the time differential value of the in-cylinder pressure at the pilot peak time position or the in-cylinder heat When Hp is the time differential value, Hm is the time differential value of the in-cylinder pressure or the time differential value of the in-cylinder heat at the main peak time position, and Hp/Hm is the peak height ratio,
Alternatively, in one combustion process, among a plurality of peak positions according to the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat that changes according to the crank angle that is the rotation angle of the crankshaft. The difference in the crank angle between the pilot peak angle position, which is the peak position corresponding to combustion, and the main peak angle position, which is the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions, is defined as the crank angle. Δt is the time difference converted into time based on the difference and the rotation speed of the crankshaft, Hp is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the pilot peak angle position, and the main peak angle When Hm is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the position, and the peak height ratio is Hp/Hm,
The control device is
an operating state detection unit that detects an operating state of the compression self-ignition internal combustion engine;
A target time difference or a target time difference-related quantity and a target peak height ratio are obtained according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine, and the time difference is obtained such that the Δt approaches the target time difference or is based on the Δt. Injection timing of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-injection so that the related quantity approaches the target time difference related quantity and the Hp/Hm approaches the target peak height ratio and an injection amount, and a fuel injection control unit that controls the injection timing and injection amount of the main injection;
has
The control device is
In the fuel injection control unit, when the rotational speed of the compression self-ignition internal combustion engine is substantially constant and the load of the compression self-ignition internal combustion engine increases from a low load to a high load, the Δt becomes longer. changing the target time difference or the target time difference related quantity as follows, and changing the target peak height ratio so that the Hp/Hm becomes smaller;
A control device for a compression self-ignition internal combustion engine. １回の燃焼工程に対して、主となる燃料噴射であるメイン噴射と、前記メイン噴射の前段噴射となる単数または複数の燃料噴射であるパイロット噴射と、を筒内に噴射して、単数または複数の前記パイロット噴射によって１つの燃焼であるパイロット燃焼を発生させ、前記メイン噴射によって１つの燃焼であるメイン燃焼を発生させる圧縮自己着火式内燃機関を制御する、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
１回の燃焼工程において、時間に応じて変化する筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク時間位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク時間位置と、の時間差をΔｔ、前記パイロットピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｐ、前記メインピーク時間位置における前記筒内圧力の時間微分値または筒内熱の時間微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、
あるいは、１回の燃焼工程において、クランクシャフトの回転角度であるクランク角度に応じて変化する筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値による複数のピーク位置の中で前記パイロット燃焼に対応するピーク位置であるパイロットピーク角度位置と、複数の前記ピーク位置の中で前記メイン燃焼に対応するピーク位置であるメインピーク角度位置と、の前記クランク角度の差を、前記クランク角度の差とクランクシャフトの回転数とに基づいて時間に換算した時間差をΔｔ、前記パイロットピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｐ、前記メインピーク角度位置における前記筒内圧力のクランク角度微分値または筒内熱のクランク角度微分値をＨｍ、としてピーク高さ比をＨｐ／Ｈｍとした場合、
前記制御装置は、
前記圧縮自己着火式内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記圧縮自己着火式内燃機関の前記運転状態に応じた目標時間差または目標時間差関連量と、目標ピーク高さ比と、を求め、前記Δｔが前記目標時間差に近づくようにまたは前記Δｔに基づいた時間差関連量が前記目標時間差関連量に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、燃料噴射制御部と、
を有し、
前記制御装置には、
前記パイロット燃焼と前記メイン燃焼による燃焼騒音を相殺して低減する相殺周波数帯の略中心となる周波数である相殺中心周波数であって前記目標時間差に基づいて求めた前記目標時間差関連量である目標相殺中心周波数または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、の一方を縦軸、他方を横軸として、予め設定された複数の回転数のそれぞれに対応させた目標時間・目標ピーク高さ比特性が記憶されており、
前記目標時間・目標ピーク高さ比特性は、
設定された回転数に対して、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷に応じた位置が設定されており、
前記制御装置は、
前記燃料噴射制御部にて、
前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数に応じた前記目標時間・目標ピーク高さ比特性を選定し、選定した前記目標時間・目標ピーク高さ比特性と前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷とに基づいて、前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求めることで、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数と負荷に応じた前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求め、
前記Δｔに基づいた前記時間差関連量である前記相殺中心周波数が前記目標時間差関連量である前記目標相殺中心周波数に近づくようにまたは前記Δｔが前記目標時間差に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、
圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 For one combustion process, a main injection, which is the main fuel injection, and a pilot injection, which is a single or a plurality of fuel injections that are the pre-injections of the main injection, are injected into the cylinder, and a single or A control device for a compression self-ignition internal combustion engine, which controls a compression self-ignition internal combustion engine in which pilot combustion, which is one combustion, is generated by a plurality of the pilot injections, and main combustion, which is one combustion, is generated by the main injection. and
A pilot peak time position, which is a peak position corresponding to the pilot combustion among a plurality of peak positions of the time-differentiated value of the in-cylinder pressure or the time-differentiated value of the in-cylinder heat that changes with time in one combustion process. and the main peak time position, which is the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions, Δt, the time differential value of the in-cylinder pressure at the pilot peak time position or the in-cylinder heat When Hp is the time differential value, Hm is the time differential value of the in-cylinder pressure or the time differential value of the in-cylinder heat at the main peak time position, and Hp/Hm is the peak height ratio,
Alternatively, in one combustion process, among a plurality of peak positions according to the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat that changes according to the crank angle that is the rotation angle of the crankshaft. The difference in the crank angle between the pilot peak angle position, which is the peak position corresponding to combustion, and the main peak angle position, which is the peak position corresponding to the main combustion among the plurality of peak positions, is defined as the crank angle. Δt is the time difference converted into time based on the difference and the rotation speed of the crankshaft, Hp is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the pilot peak angle position, and the main peak angle When Hm is the crank angle differential value of the in-cylinder pressure or the crank angle differential value of the in-cylinder heat at the position, and the peak height ratio is Hp/Hm,
The control device is
an operating state detection unit that detects an operating state of the compression self-ignition internal combustion engine;
A target time difference or a target time difference-related quantity and a target peak height ratio are obtained according to the operating state of the compression self-ignition internal combustion engine, and the time difference is obtained such that the Δt approaches the target time difference or is based on the Δt. Injection timing of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-injection so that the related quantity approaches the target time difference related quantity and the Hp/Hm approaches the target peak height ratio and an injection amount, and a fuel injection control unit that controls the injection timing and injection amount of the main injection;
has
The control device includes:
A target offset that is the target time difference-related amount obtained based on the target time difference and that is a frequency that is substantially at the center of an offset frequency band that cancels and reduces combustion noise due to the pilot combustion and the main combustion. One of the center frequency or the target time difference and the target peak height ratio is plotted on the vertical axis, and the other is plotted on the horizontal axis. properties are stored,
The target time/target peak height ratio characteristic is
A position is set according to the load of the compression self-ignition internal combustion engine with respect to the set rotation speed,
The control device is
At the fuel injection control unit,
The target time/target peak height ratio characteristic is selected according to the rotation speed of the compression self-ignition internal combustion engine, and the selected target time/target peak height ratio characteristic and the load of the compression self-ignition internal combustion engine are combined. By obtaining the target time difference related quantity or the target time difference and the target peak height ratio based on, the target time difference related quantity or the target time difference related quantity or the Obtaining the target time difference and the target peak height ratio,
The offset center frequency, which is the time difference related quantity based on the Δt, approaches the target offset center frequency, which is the target time difference related quantity, or the Δt approaches the target time difference, and the Hp/Hm controls the injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-injection and the injection timing and injection amount of the main injection so that the approaches the target peak height ratio;
A control device for a compression self-ignition internal combustion engine. 請求項１に記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置には、
前記パイロット燃焼と前記メイン燃焼による燃焼騒音を相殺して低減する相殺周波数帯の略中心となる周波数である相殺中心周波数であって前記目標時間差に基づいて求めた前記目標時間差関連量である目標相殺中心周波数または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、の一方を縦軸、他方を横軸として、予め設定された複数の回転数のそれぞれに対応させた目標時間・目標ピーク高さ比特性が記憶されており、
前記目標時間・目標ピーク高さ比特性は、
設定された回転数に対して、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷に応じた位置が設定されており、
前記制御装置は、
前記燃料噴射制御部にて、
前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数に応じた前記目標時間・目標ピーク高さ比特性を選定し、選定した前記目標時間・目標ピーク高さ比特性と前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷とに基づいて、前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求めることで、前記圧縮自己着火式内燃機関の回転数と負荷に応じた前記目標時間差関連量または前記目標時間差と、前記目標ピーク高さ比と、を求め、
前記Δｔに基づいた前記時間差関連量である前記相殺中心周波数が前記目標時間差関連量である前記目標相殺中心周波数に近づくようにまたは前記Δｔが前記目標時間差に近づくように、かつ、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する、
圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 A control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to claim 1 ,
The control device includes:
A target offset that is the target time difference-related amount obtained based on the target time difference and that is a frequency that is substantially at the center of an offset frequency band that cancels and reduces combustion noise due to the pilot combustion and the main combustion. One of the center frequency or the target time difference and the target peak height ratio is plotted on the vertical axis, and the other is plotted on the horizontal axis. properties are stored,
The target time/target peak height ratio characteristic is
A position is set according to the load of the compression self-ignition internal combustion engine with respect to the set rotation speed,
The control device is
At the fuel injection control unit,
The target time/target peak height ratio characteristic is selected according to the rotation speed of the compression self-ignition internal combustion engine, and the selected target time/target peak height ratio characteristic and the load of the compression self-ignition internal combustion engine are combined. By obtaining the target time difference related quantity or the target time difference and the target peak height ratio based on, the target time difference related quantity or the target time difference related quantity or the Obtaining the target time difference and the target peak height ratio,
The offset center frequency, which is the time difference related quantity based on the Δt, approaches the target offset center frequency, which is the target time difference related quantity, or the Δt approaches the target time difference, and the Hp/Hm controls the injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-injection and the injection timing and injection amount of the main injection so that the approaches the target peak height ratio;
A control device for a compression self-ignition internal combustion engine. 請求項２または３に記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記燃料噴射制御部にて、
前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する場合、前記Ｈｐ／Ｈｍが前記目標ピーク高さ比に対して、ずれ量が許容高さ比内に収まるように制御し、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が所定負荷の近傍である場合は前記許容高さ比は許容高さ比基準値に設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも小さくなるにしたがって前記許容高さ比は前記許容高さ比基準値よりも大きくなるように設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも大きくなるにしたがって前記許容高さ比は前記許容高さ比基準値よりも小さくなるように設定されている、
圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 A control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to claim 2 or 3 ,
The control device is
At the fuel injection control unit,
The injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection and the injection timing and injection amount of the main injection are adjusted so that the Hp/Hm approaches the target peak height ratio. When the Hp/Hm is controlled so that the amount of deviation from the target peak height ratio falls within an allowable height ratio, and the load of the compression self-ignition internal combustion engine is in the vicinity of a predetermined load The allowable height ratio is set to the allowable height ratio reference value, and as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes smaller than the predetermined load, the allowable height ratio becomes lower than the allowable height ratio reference value. and the allowable height ratio is set to become smaller than the allowable height ratio reference value as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes larger than the predetermined load. ,
A control device for a compression self-ignition internal combustion engine. 請求項２～４のいずれか一項に記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記燃料噴射制御部にて、
前記相殺中心周波数が前記目標相殺中心周波数に近づくように、前記前段噴射における少なくとも前記メイン噴射の１つ前の前記パイロット噴射の噴射時期及び噴射量と、前記メイン噴射の噴射時期及び噴射量を制御する場合、前記相殺中心周波数が前記目標相殺中心周波数に対して、ずれ量が許容周波数内に収まるように制御し、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が所定負荷の近傍である場合は前記許容周波数は許容周波数基準値に設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも小さくなるにしたがって前記許容周波数は前記許容周波数基準値よりも大きくなるように設定され、前記圧縮自己着火式内燃機関の負荷が前記所定負荷よりも大きくなるにしたがって前記許容周波数は前記許容周波数基準値よりも小さくなるように設定されている、
圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。

A control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4 ,
The control device is
At the fuel injection control unit,
The injection timing and injection amount of the pilot injection at least one before the main injection in the pre-stage injection and the injection timing and injection amount of the main injection are controlled so that the offset center frequency approaches the target offset center frequency. In this case, the offset center frequency is controlled so that the amount of deviation from the target offset center frequency falls within an allowable frequency, and when the load of the compression self-ignition internal combustion engine is in the vicinity of the predetermined load, the allowable A frequency is set to a permissible frequency reference value, and as the load of the compression self-ignition internal combustion engine becomes smaller than the predetermined load, the permissible frequency is set to exceed the permissible frequency reference value, and the compression self-ignition internal combustion engine The allowable frequency is set to become smaller than the allowable frequency reference value as the load of the ignition type internal combustion engine becomes larger than the predetermined load.
A control device for a compression self-ignition internal combustion engine.
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