特許 5987734 圧縮着火エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5987734

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】圧縮着火エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/40 20060101AFI20160825BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20160825BHJP

   F02B 23/06 20060101ALI20160825BHJP

   F02D 41/38 20060101ALI20160825BHJP

   F02M 61/14 20060101ALI20160825BHJP

   F02M 61/18 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   F02D41/40 C

   F02D41/04 385Z

   F02B23/06 M

   F02B23/06 E

   F02B23/06 L

   F02D41/38 B

   F02M61/14 310U

   F02M61/18 320B

   F02M61/18 360J

   F02M61/14 310Z

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-46587(P2013-46587)

(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公開番号】特開2014-173493(P2014-173493A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】飯田 晋也

(72)【発明者】

【氏名】金 尚奎

(72)【発明者】

【氏名】神崎 淳

(72)【発明者】

【氏名】横尾 健志

【審査官】 戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２３１９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１４７５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１８７７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０８６００６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−０７１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−００５７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９００４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６８７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３１９１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／４０

Ｆ０２Ｂ ２３／０６

Ｆ０２Ｄ ４１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／３８

Ｆ０２Ｍ ６１／１４

Ｆ０２Ｍ ６１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンと、上記シリンダ及びピストンとともに燃焼室を規定するシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上記シリンダの中心線よりも外周側に配置された複数の燃料噴射弁を有し、上記燃料噴射弁を制御するコントローラを有する圧縮着火エンジンであって、
上記燃料噴射弁はそれぞれ、燃料噴霧を該燃料噴射弁の中心軸よりも上記シリンダの中心側に指向する噴孔を複数有しており、
上記コントローラは、
上記圧縮着火エンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高いときには、上記複数の燃料噴射弁のうち少なくとも２つの燃料噴射弁から、噴霧が互いに衝突しないようにオフセットして燃料を噴射し、
上記少なくとも２つの燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射開始時期が、それぞれ、異なる時期に噴射するように制御し、
上記複数の燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射期間がオーバーラップし、かつ、上記圧縮着火エンジンの回転数が高くなるにつれて、最初に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射開始時期を遅らせて上記オーバーラップ量を大きくするように、上記複数の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする圧縮着火エンジン。

【請求項2】

請求項１に記載の圧縮着火エンジンにおいて、
上記コントローラは、上記複数の燃料噴射弁から複数回の分割噴射をするように制御することを特徴とする圧縮着火エンジン。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の圧縮着火エンジンにおいて、
上記コントローラは、上記複数の燃料噴射弁から噴射された燃料のオーバーラップ期間が圧縮上死点以降となるように制御することを特徴とする圧縮着火エンジン。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧縮着火エンジンにおいて、
燃焼室内に２つの燃料噴射弁が対向して備えられ、上記コントローラは上記２つの燃料噴射弁から噴射された噴霧が吸気のスワール流と同方向に噴射するように制御することを特徴とする圧縮着火エンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気筒内の燃焼室に直接燃料を噴射する圧縮着火エンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディーゼルエンジンにおいては、高負荷運転領域での燃料噴射量の増大により、圧縮着火時に燃焼室内での熱発生率（ｄＱ／ｄθ）が急峻となり、燃焼圧が高くなることから燃焼騒音が増大することを防止するために、例えば特許文献１のように高負荷運転領域でピストンの圧縮上死点近傍で燃焼室の中央に配置した燃料噴射弁からキャビティ内に燃料を噴射する主噴射を「第１の主噴射」と「第２の主噴射」に分けて分割噴射とするディーゼルエンジンが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−０１２９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の分割噴射は、燃焼騒音を低減できるものの、燃焼期間が長くなり、膨張行程のピストンが下方に下がっている際も熱発生が起き、機関効率が悪化してしまう。

【0005】

一方で、燃焼期間を短くするために「第１の主噴射」と「第２の主噴射」とを行う間隔を短くすると、「第１の主噴射」と「第２の主噴射」が燃焼室内の同一方向に近接して噴射されるために燃焼自体が連続し、分割噴射の効果が十分に得られなくなり燃焼騒音が問題となる。

【0006】

また、噴射タイミングを進角させて、機関効率の悪化を防止しようとすると、圧縮行程中の燃焼室内の圧力が上昇している最中に燃料が噴射され着火により、さらに、燃焼室内の圧力が上昇してしまうため、燃焼室内の最大圧力が大きくなり燃焼騒音が問題となる。

【0007】

よって、従来の分割噴射では、燃焼騒音と機関効率のいずれか一方を犠牲にしながらエンジンの運転状態に合わせた噴射制御を行っていた。

【0008】

本発明は、斯かる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筒内にインジェクタを備えた圧縮着火エンジンにおいて、高負荷運転領域における燃焼騒音の低減と、機関効率の向上とを両立することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンと、上記シリンダ及びピストンとともに燃焼室を規定するシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上記シリンダの中心線よりも外周側に配置された複数の燃料噴射弁を有し、上記燃料噴射弁を制御するコントローラを有する圧縮着火エンジンであって、
上記燃料噴射弁はそれぞれ、燃料噴霧を該燃料噴射弁の中心軸よりも上記シリンダの中心に指向する噴孔を複数有しており、
上記コントローラは、上記圧縮着火エンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高いときには、上記複数の燃料噴射弁のうち少なくとも2つの燃料噴射弁から噴霧が互いに衝突しないようにオフセットして燃料を噴射し、
上記少なくとも２つの燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射開始時期が、それぞれ、異なる時期に噴射するよう制御し、
上記複数の燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射期間がオーバーラップし、かつ、上記圧縮着火エンジンの回転数が高くなるにつれて、最初に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射開始時期を遅らせて上記オーバーラップ量を大きくするように、上記複数の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする圧縮着火エンジンである。

【0010】

本発明によれば、上記高負荷運転領域において、複数の燃料噴射弁から噴射する噴霧が互いに衝突しないようにオフセットさせ、噴射期間をオーバーラップさせることにより、燃焼騒音と機関効率を両立した噴射制御を行うことができる。

【0011】

すなわち、1つの燃料噴射弁を駆動制御して主噴射を「第１の主噴射」と「第２の主噴射」に分割噴射とすると、燃焼騒音を低減するためには、分割噴射の間隔を短くすることに限界があったが、本件により燃焼騒音の低減と、機関効率の向上を両立することができる。

【0013】

また、この構成によれば、エンジンの回転数が高くなるにつれてオーバーラップ量を長くすることで、回転数が高くなっても燃焼騒音と機関効率を両立することができる。

【0014】

請求項２に記載の発明は、好ましくは、上記コントローラは、上記複数の燃料噴射弁から複数回の分割噴射をするように制御することを特徴とする圧縮着火エンジンである。

【0015】

この構成によれば、各インジェクタからの燃料噴射を分割噴射とすることで、より燃焼騒音を低減することができる。

【0016】

請求項３に記載の発明は、好ましくは、上記コントローラは、上記複数の燃料噴射弁から噴射された燃料のオーバーラップ期間が圧縮上死点以降となるように制御することを特徴とする圧縮着火エンジンである。

【0017】

この構成によれば、燃料噴射のオーバーラップ期間が圧縮上死点以降として、燃焼室内に噴射される燃料量が多くなる期間を膨張行程の燃焼室内の圧力が低下する期間に設定することで、燃焼室内の最大圧力を小さくして燃焼騒音を低減することができる。

【0018】

請求項４に記載の発明は、好ましくは、燃焼室内に２つの燃料噴射弁が対向して備えられ、上記コントローラは上記２つの燃料噴射弁から噴射された噴霧が吸気のスワール流と同方向に噴射するように制御することを特徴とする圧縮着火エンジンである。

【0019】

この構成によれば、燃料噴射弁から噴射される燃料を衝突させることなく、スワール流と同方向に噴射することで筒内の燃料と空気の混合を良好にし、燃焼効率を向上させながら燃焼騒音を低減するための適切な混合気を形成することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上説明したように、本発明の圧縮着火エンジンによると、燃焼室内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンにおいて、高負荷領域での燃焼騒音の低減と機関効率の向上を両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンの全体構成図を示す図である。

【図2】上記ディーゼルエンジンのエンジン本体の構造を示す断面図である。

【図3】上記ディーゼルエンジンの燃料噴射弁（第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁）の構造を示す断面図である。

【図4】上記燃料噴射弁の先端部の側面図である。

【図5】上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の位置関係と、噴射方向を示す平面図である。

【図6】図５に対応する側面図である。

【図7】本発明のフローチャートを示す図である。

【図8】本発明の運転領域を示す図

【図9】従来の１つの燃料噴射弁を備えたディーゼルエンジンの分割噴射の噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を示すタイムチャート図である。

【図10】本発明の低回転時での噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を示すタイムチャート図である。

【図11】図１０に対して回転数が上昇した際の噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を示すタイムチャート図である。

【図12】本発明の高回転高負荷領域での噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を示すタイムチャート図である。

【図13】他の実施例での噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を示すタイムチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（１）エンジンの全体構成
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２は、本実施形態に適用されたディーゼルエンジンの全体構成図を示すものである。図１に示されるディーゼルエンジンは、車両に搭載される４サイクルの４気筒ディーゼルエンジンである。このディーゼルエンジンについては、４つの気筒２が直列に並ぶ直列４気筒型のエンジン本体１と、各気筒に吸気を導入するための吸気通路２０と、各気筒内の燃焼により生成された排気ガスを排出するための排気通路２５とを備えている。
吸気通路２０には、各気筒２の吸気ポート６に吸気を分配するための独立吸気通路２１を備えており、独立吸気通路２１の内部には各気筒内のスワール流を制御するスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）１９を備えている。
そして、各独立吸気通路２１の上流部には共通に接続されたサージタンク２２を備え、サージタンク２２の上流部にはサージタンク２２に吸気を導入する１本の吸気管２３を備えている。

【0023】

排気通路２５には、各気筒２の排気ポート７より排気ガスを排出するための独立排気通路２６を備え、各独立排気通路２６の下流部が１つに集合した集合部２７と、集合部２７から下流側に延びる１本の排気管２８を備えている。
各気筒２には、燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁が備えられており、
各気筒２に対して第１燃料噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂの２つの燃料噴射弁をそれぞれ備えている。

【0024】

各気筒２の第１燃料噴射弁４Ａは、気筒の列方向に延びる共通の第１コモンレール３０に接続されている。第１コモンレール３０には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第１高圧燃料ポンプ３２により高圧にされた燃料が供給される。第１コモンレール３０に供給された高圧の燃料は第１燃料噴射弁４Ａから噴射される。
第２燃料噴射弁４Ｂも同様に、気筒の列方向に延びる共通の第２コモンレール３１に接続されている。第２コモンレール３１には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第２高圧燃料ポンプ３３により高圧にされた燃料が供給される。第２コモンレール３１に供給された高圧の燃料は第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される。

【0025】

エンジン本体１の各気筒２の構成については図２に示すように、シリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の下方に各気筒２を形成するシリンダブロック１１を備え、各気筒２の内部には往復摺動可能に挿入されたピストン１３を備えている。そして、ピストン１３の上方に燃焼室３が区画形成され、ピストン１３の往復動によって燃焼室３の容積が変化する。
また、エンジン１のシリンダヘッド１２には、気筒２毎に吸気ポート６及び排気ポート７が形成されて、それぞれ燃焼室３の天井部に開口している。吸気ポート６及び排気ポート７の開口端には個々に吸気弁８及び排気弁９が備えられており、図示は省略するが、カムシャフト等の動弁機構によって駆動され、吸気ポート６及び排気ポート７をそれぞれ所定のタイミングで開閉するようになっている。

【0026】

また、ＥＣＵ１００によるエンジン１の基本的な制御については、図示は省略するがエンジン１に備えられた各種センサ等（アクセル開度センサ、クランク角センサ、大気圧センサ、エンジン水温センサ）の検出値に基づいて、第１、第２燃料ポンプ３２、３３や第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの制御を実施する。詳細な制御手段については図７に示すフローチャートを用いて後述する。

【0027】

また、燃焼室３では第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂから噴射される燃料が空気と混合されて、燃焼室３内で燃料が自己着火することにより燃焼し、燃焼による熱エネルギにより燃焼室３を膨張させ、ピストン１３を往復運動させる。そして、ピストン１３の往復運動が、コネクティングロッド１６を介して出力軸であるクランク軸５の回転運動に変換される。当実施形態のディーゼルエンジンでは４サイクル式であるため、クランク軸５の回転に伴い、各気筒２では、吸気、圧縮、膨張、排気の４工程がこの順に繰り返し実行される。

【0028】

（２）燃料噴射弁の構成
図３は本実施形態に適用される燃料噴射弁の先端部の構造を示す断面図であり、図４は燃料噴射弁を側方から見た側面図である。
燃料噴射弁の構成については図３の断面図に示すように、筒状のバルブボディ４１と、バルブボディ４１内の中央には軸方向に移動可能なニードル弁４３を備えており、バルブボディ４１とニードル弁４３にとによって燃料が流通可能な燃料流路４２が形成されている。バルブボディ４１の先端部には、内部の燃料流路４２と連通する複数の噴孔４４a〜４４fが形成されている。エンジンの運転中においては、ニードル弁４３が図示しないソレノイドによって上下に移動可能に駆動される。そして、ニードル弁４３の駆動に伴って噴孔４４a〜４４fが開弁または閉弁される。
つまり、ニードル弁４３の端部がバルブボディ４１の端部と接触するまで下方に移動させた際には、燃料流路４２が遮断され、燃料が噴孔４４a〜４４fから噴射されないようになる。また、ニードル弁が上方に移動させた際には燃料流路４２が解放され、燃料が噴孔４４a〜４４fへ導かれ、燃料が噴射される。そして、噴孔４４a〜４４fの解放時間を制御することにより燃料噴射量を調整する。

【0029】

次に、図５および図６に示す平面図および側面図により、各気筒２における第１燃料噴射弁４Ａおよび第２燃料噴射弁４Ｂの位置関係について説明する。図５は、ある気筒２の第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂを燃焼室３の天井側から見た平面図であり、図６は当該気筒２のピストン１３が圧縮上死点まで上昇したときの燃焼室３の側面図である。
なお、図５では、ピストン１３の冠面に設けられたキャビティ部１３ａの周縁、つまり、キャビティ部１３ａとその周囲のスキッシュ部１３ｂとの境界線を２点鎖線で表しており、図６では、このキャビティ部１３ａの周縁の半径をＲｃとして表記している。
図５および図６に示すように、第１燃料噴射弁４Ａの先端部は、燃焼室３の天井部（シリンダヘッド１２の下壁）の一箇所であって、燃焼室３の中心Ｐから外周側でキャビティ部１３ａの半径Ｒｃだけ吸気側にオフセットした位置に配置されている。

【0030】

一方、第２燃料噴射弁４Ｂの先端部は、燃焼室３を天井側から見た平面視において、燃焼室３の中心Ｐを中心として第１噴射弁４Ａを１８０°回転させた位置、つまり、第１燃料噴射弁４Ａに対し燃焼室３の中心Ｐを挟んで点対称の排気側の位置に配置されている。つまり、第１噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂは燃焼室４の中心Ｐを挟んで対向するような位置に設定せれている。
図５および図６において、第１燃料噴射弁４Ａから延びる矢印ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから延びる矢印ｂ１〜ｂ４は、燃料噴射弁４の各噴孔４４a〜４４fから噴射された燃料噴霧の中心線を表している。
具体的に、第１燃料噴射弁４Ａについては、噴孔４４ａからの噴霧がａ１、噴孔４４ｂからの噴霧がａ２、噴孔４４ｃからの噴霧がａ３、噴孔４４ｄからの噴霧がａ４、噴孔４４ｅからの噴霧がａ５、噴孔４４ｆからの噴霧がａ６である。ただし、図５の平面図では、周方向位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ２の組と、ａ３，ａ４の組と、ａ５，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、図６の側面図では、上下位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ３，ａ５の組と、ａ２，ａ４，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、第２燃料噴射弁４Ｂについても同様に示している。

【0031】

図５において、第１燃料噴射弁４Ａおよび第燃料２噴射弁４Ｂの各中心を通る線を設定し、これを対称軸ＳＬとする。また、この対称軸ＳＬによって燃焼室３の平面領域を二分した場合の一側を第１領域Ｄ１、他側を第２領域Ｄ２とした際に、第１燃料噴射弁４Ａは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆからシリンダ内周側の第１領域Ｄ１に向けて放射状に燃料を噴射し、第２燃料噴射弁４Ｂは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆからシリンダ内周側の第２領域Ｄ２に向けて燃料を噴射する。これにより、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される燃料の噴霧ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される燃料の噴霧ｂ１〜ｂ６とが、互いにオフセットした方向に延び、途中で交差することがないように設定されている。

【0032】

また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧は、噴孔４４ａ，４４ｂからの噴霧ａ１，ａ２である。この噴霧ａ１，ａ２の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度（噴霧角）をｒ１とすると、当該噴霧角ｒ１は、７°以上１５°以下に設定されている。
また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧は、噴孔４４ｃ，４４ｄからの噴霧ａ３，ａ４である。さらに、対称軸ＳＬから最も遠い噴霧は、噴孔４４ｅ，４４ｆからの噴霧ａ５，ａ６である。これら各噴霧の平均の角度、つまり、噴霧ａ３，ａ４の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度と、噴霧ａ５，ａ６の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度とを平均した角度を平均噴霧角ｒ２とすると、当該平均噴霧角ｒ２は、４５±１０°に設定されている。第２燃料噴射弁４Ｂについても同様である。

【0033】

また、図５に示すように、第１燃料噴射弁４Ａからの噴霧ａ１〜ａ６の飛翔方向、および第２噴射弁４Ｂからの噴霧ｂ１〜ｂ６の飛翔方向は、それぞれ、燃焼室３に形成されるスワール流Ｓ１の流れに沿うように設定されている。
そして、図４に示すように第１、第２燃料噴射弁４Ａ，４Ｂがそれぞれ有する６つの噴孔４４ａ〜４４ｆは、対称軸ＳＬから遠い噴霧に対応するものほど孔径が小さくなるように形成されている。すなわち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧ａ１，ａ２（またはｂ１，ｂ２）に対応する噴孔４４ａ，４４ｂの孔径よりも、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧ａ３，ａ４（またはｂ３，ｂ４）に対応する噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径の方が小さい値に設定され、当該噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径よりも、対称軸ＳＬに最も遠い噴霧ａ５，ａ６（またはｂ５，ｂ６）に対応する噴孔４４ｅ，４４ｆの孔径の方が小さい値に設定されている。

【0034】

（３）燃料噴射弁の燃料噴射制御手段
次に、第１、第２燃料噴射弁４Ａ, ４Ｂの燃料噴射制御手段について図７のフローチャートを参照して具体的に説明する。

【0035】

まず、スタート後のステップＳ１では、各種センサ１０１〜１０４等からの信号をＥＣＵ１００に入力し、続くステップＳ２では、エンジン要求出力、エンジン回転速度を演算する。エンジン回転速度はクランク角センサ１０２からの信号に基づいて演算され、エンジン要求出力は、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて、予めＥＣＵ１００に記憶されているマップ（図示省略）から読み込まれる。尚、そのマップには、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転速度が高いほど、そのエンジン要求出力が大きくなるように設定されている。

【0036】

ステップＳ３では、前記ステップ２で求めたエンジン要求出力、エンジン回転速度から、エンジン１の運転状態が図８に示す高負荷側の第１運転領域であると判定するとステップＳ４へ進む。そして、ステップＳ４では、現在のエンジン回転速度に対して最適な燃焼形態を算出し、燃焼形態を実現するための第１燃料噴射弁４Ａの噴射開始時期と、第１燃料噴射弁４Ａの噴射後に第２燃料噴射弁４Ｂから燃料を噴射する噴射遅れ期間Δｔ（s）を算出する。

【0037】

そして、ステップＳ５へ進み、第１燃料噴射弁４Ａから燃料を噴射した後に、ステップＳ６で上記噴射遅れ期間Δｔ（s）後に第２燃料噴射弁４Ｂから燃料を噴射して、リターンする。

【0038】

これにより、第１燃料噴射弁４Ａから噴射する燃料の噴射開始時期を燃焼騒音が低減できるタイミングとしながら、且つ、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射する燃料の噴射終わり時期を機関効率が悪化しないタイミングとすることができる。
よって、圧縮着火エンジンにおける燃焼騒音と機関効率を両立することができる。

【0039】

また、ステップＳ３において現在の運転状態が低負荷側の第2運転領域と判定された場合は、ステップＳ７へ進み、ベース噴射を行う。ベース噴射については、説明は省略するが、本発明の構成である燃焼室内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンにおいて、本発明者らにより発明した特願２０１３−０２９５５０に示すように運転状態に応じて1つの燃料噴射弁から噴射しても良く、複数の燃料噴射弁から噴射しても良い。

【0040】

図９は従来の燃焼室内に燃料噴射弁が1つ備えられて、分割噴射を行った時の噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を表すタイムチャートである。
高負荷領域において燃焼騒音を低減するために、１つの燃料噴射弁を開閉制御して、第１の主噴射と第２の主噴射とに分割噴射を行う。1つの燃料噴射弁を２回開閉制御するために、燃焼期間が比較的長くなり燃焼騒音を低減できるが、機関効率が悪化してしまう。

【0041】

一方、図１０、１１、１２は、本実施形態における第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂの噴射時期と熱発生率（ｄＱ/ｄθ）を表すタイムチャート図である。
高負荷運転領域における低回転域では、図１０に示すように第１燃料噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂのオーバーラップ期間ｔ_ovlを比較的短くして燃焼期間を長く確保できるようにする。

【0042】

本実施形態では２つの燃料噴射弁を用いてオーバーラップ期間を備えているため、図１０の熱発生率のタイムチャートに示すように、従来の燃料噴射弁が１つのものに対して燃焼期間を短くするとともに、熱発生率の最大値も抑えることで、燃焼騒音を低減しながら機関効率を向上させることができる。

【0043】

そして、エンジン回転数が上昇するにつれて、図１１に示すように上記オーバーラップ期間ｔ_ovl長くして、燃焼期間を徐々に短くする。これにより、エンジン回転数が上昇して、クランク角に対する燃焼期間が相対的に長くなったとしても燃焼騒音と機関効率を両立したままエンジンの運転を行うことができる。

【0044】

また、さらにエンジン回転数が上昇した高回転高負荷運転領域においては、図１２に示すように第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁の噴射開始時期と噴射終了時期を同じタイミングにして、燃焼期間を短くしながら、噴射量を十分に確保して、高負荷領域での出力を確保することができる。

【0045】

図１３に示すタイムチャートは、本発明の他の実施例を示す。図１３に示すように、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁から噴射する噴霧は、それぞれ分割噴射されるようになっていても良い。
このように、各燃料噴射弁からの燃料噴射を分割噴射とすることで、より燃焼騒音を低減することができる。

【0046】

また、本発明の実施形態ではディーゼルエンジンを例とした圧縮着火エンジンとしたが、ガソリンにより圧縮着火可能なエンジンであってもよい。
なお、その他、本発明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は圧縮着火エンジンに関する発明であり、特に、筒内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンで燃焼騒音と機関効率の両立をする場合に有用である。

【符号の説明】

【0048】

２ 気筒
３ 燃焼室
４Ａ 第１燃料噴射弁
４Ｂ 第２燃料噴射弁
１９ スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１００ ＥＣＵ
１０１ アクセル開度センサ
１０２ クランク角センサ
１０３ 大気圧センサ
１０４ エンジン水温センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】