(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒と、気筒に導入される空気が流通する吸気通路と、気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、排気通路を流通する排気ガスのエネルギーにより駆動されるタービンと当該タービンにより駆動されて吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサとを含むターボ過給機とを備えた車両用のディーゼルエンジンを制御する装置であって、
エンジンの運転状態に基づいて上記インジェクタから噴射すべき燃料の噴射量と当該燃料の基本噴射タイミングとを設定するとともに、エンジンの最大筒内圧力が予め定められた許容値と一致する燃料の噴射タイミングである安全噴射タイミングを求める演算手段と、
少なくともエンジンの負荷および回転速度が一定である定常運転時に、上記演算手段により設定された基本噴射タイミングで上記インジェクタから燃料を噴射する噴射制御手段とを備え、
上記演算手段により設定される上記基本噴射タイミングは、エンジン回転速度が同一の条件下において、負荷が低いときは高いときに比べて進角側に設定されるものであり、
上記演算手段により求められる安全噴射タイミングは、少なくともエンジンの吸気圧力の検出値と上記演算出段により設定された燃料の噴射量とに基づいて演算により求められるものであり、
上記最大筒内圧力は、圧縮行程から膨張行程にかけて変化する筒内圧力の最大値であり、
上記許容値は、エンジンの信頼性を確保できる筒内圧力の上限値として予め定められており、
上記噴射制御手段は、上記ターボ過給機が作動する運転領域内において、車両に設けられたアクセルペダルの開度低下に伴いエンジン負荷が高負荷から低負荷へと移行すると、上記安全噴射タイミングが上記基本噴射タイミングよりも遅角側のタイミングに算出される期間に限って、上記安全噴射タイミングで燃料を噴射するセーフティ噴射制御を実行することを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置において、
上記ターボ過給機は、小型ターボ過給機と大型ターボ過給機とを含み、
上記大型ターボ過給機は、上記タービンおよびコンプレッサのサイズが上記小型ターボ過給機のものよりも大きく、
上記噴射制御手段は、少なくとも上記大型ターボ過給機が作動する運転領域内で負荷が高負荷から低負荷へと移行したときに、上記セーフティ噴射制御を実行することを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置において、
上記エンジンが、幾何学的圧縮比が１６未満に設定されたディーゼルエンジンであることを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置において、
上記噴射制御手段は、圧縮上死点付近で開始されるメイン燃焼を引き起こすためのメイン噴射と、上記メイン燃焼よりも前の予備的な燃焼である予備燃焼を引き起こすためのパイロット噴射とを実行するものであり、
上記演算手段は、少なくとも上記メイン噴射について上記安全噴射タイミングを求め、
上記セーフティ噴射制御では、少なくとも上記メイン噴射のタイミングが上記安全噴射タイミングにまで遅くされることを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内に燃料を噴射するインジェクタと、排気エネルギーを利用して吸入空気を圧縮するターボ過給機とを備えたディーゼルエンジンを制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮により高温、高圧化した筒内に燃料を噴射して自着火させるディーゼルエンジンは、一般に、ガソリンエンジンのような火花点火式エンジンよりも熱効率に優れ、排出されるＣＯ2の量も少ないことから、近年、トラックのような大型車両用のエンジンとしてだけでなく、乗用車用のエンジンとしても広く普及しつつある。
【０００３】
上記ディーゼルエンジンの制御装置として、例えば下記特許文献１のものが知られている。この特許文献１に記載されているとおり、ディーゼルエンジンでは、筒内に噴射される燃料の噴射量および噴射タイミングが、エンジンの負荷や回転速度等に基づき決定され、例えば、エンジンの高回転かつ高負荷側ほど燃料の噴射量が増大されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７４０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、エンジンの負荷や回転速度に応じて燃料の噴射量や噴射タイミングを決定したとしても、例えばラフなアクセル操作によってエンジンの負荷が急激に変化した場合には、筒内での圧縮空気量や燃焼熱量等によって定まる最大筒内圧力が一時的に過大になるおそれがある。特に、上記特許文献１のディーゼルエンジンには、排気エネルギーにより駆動されるタービンと吸入空気を圧縮するコンプレッサとを含むターボ過給機が備わっているので、このターボ過給機の応答遅れに起因して過給量が過剰になることがあり、上記のような現象（最大筒内圧力の過上昇）が起き易い。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ターボ過給機の応答遅れに起因した最大筒内圧力の過上昇を効果的に防止し、もってエンジンの信頼性を高めることが可能なターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒と、気筒に導入される空気が流通する吸気通路と、気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、排気通路を流通する排気ガスのエネルギーにより駆動されるタービンと当該タービンにより駆動されて吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサとを含むターボ過給機とを備えた車両用のディーゼルエンジンを制御する装置であって、エンジンの運転状態に基づいて上記インジェクタから噴射すべき燃料の噴射量と当該燃料の基本噴射タイミングとを設定するとともに、エンジンの最大筒内圧力が予め定められた許容値と一致する燃料の噴射タイミングである安全噴射タイミングを求める演算手段と、少なくともエンジンの負荷および回転速度が一定である定常運転時に、上記演算手段により設定された基本噴射タイミングで上記インジェクタから燃料を噴射する噴射制御手段とを備え、上記演算手段により設定される上記基本噴射タイミングは、エンジン回転速度が同一の条件下において、負荷が低いときは高いときに比べて進角側に設定されるものであり、上記演算手段により求められる安全噴射タイミングは、少なくともエンジンの吸気圧力の検出値と上記演算出段により設定された燃料の噴射量とに基づいて演算により求められるものであり、上記最大筒内圧力は、圧縮行程から膨張行程にかけて変化する筒内圧力の最大値であり、上記許容値は、エンジンの信頼性を確保できる筒内圧力の上限値として予め定められており、上記噴射制御手段は、上記ターボ過給機が作動する運転領域内において、車両に設けられたアクセルペダルの開度低下に伴いエンジン負荷が高負荷から低負荷へと移行すると、上記安全噴射タイミングが上記基本噴射タイミングよりも遅角側のタイミングに算出される期間に限って、上記安全噴射タイミングで燃料を噴射するセーフティ噴射制御を実行することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
本発明によれば、ターボ過給機の作動中の高負荷から低負荷への移行時に、インジェクタからの噴射タイミングを一時的に遅らせるセーフティ噴射制御が実行されるので、負荷の低下に対し過給量の低下が遅れるといった応答遅れがあったとしても、エンジンの最大筒内圧力（筒内圧力の最大値）が過度に上昇することが防止される。このため、ターボ過給機として大きな過給能力を備えたものを用いたとしても、ピストンやシリンダヘッドといった部品の損傷からエンジンを確実に保護することができ、エンジンの信頼性を向上させることができる。
また、セーフティ噴射制御の際には、最大筒内圧力が許容値を超えない限界のタイミングで燃料が噴射されるので、必要以上に噴射タイミングが遅角されてパワーダウンを起こすことを効果的に防止することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、上記ターボ過給機は、小型ターボ過給機と大型ターボ過給機とを含み、上記大型ターボ過給機は、上記タービンおよびコンプレッサのサイズが上記小型ターボ過給機のものよりも大きく、上記噴射制御手段は、少なくとも上記大型ターボ過給機が作動する運転領域内で負荷が高負荷から低負荷へと移行したときに、上記セーフティ噴射制御を実行する（請求項２）。
【００１０】
このように、小型ターボ過給機と大型ターボ過給機とが備わるディーゼルエンジンにおいて、少なくとも大型ターボ過給機（つまり質量が大きく応答遅れが起き易いターボ過給機）が作動する運転領域で上記セーフティ噴射制御を実行可能とした場合には、ターボ過給機の応答遅れによる最大筒内圧力の過上昇をセーフティ噴射制御によって適正に回避することができ、エンジンを確実に保護することができる。
【００１１】
本発明が適用されるディーゼルエンジンは、幾何学的圧縮比が１６未満に設定されたディーゼルエンジンであることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
幾何学的圧縮比が１６未満というディーゼルエンジンでは、従来のディーゼルエンジン（圧縮比１８以上が一般的）よりも最大筒内圧力の値を抑えることができる。この上で、本発明では、上述したセーフティ噴射制御により最大筒内圧力の過上昇が抑制されるため、エンジンに必要とされる強度を従来に比べて下げることができ、エンジンの軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
上記のような低圧縮比のディーゼルエンジンでは、着火性を改善する等の観点から、上記インジェクタからの燃料噴射として、圧縮上死点付近で開始されるメイン燃焼を引き起こすためのメイン噴射と、上記メイン燃焼よりも前の予備的な燃焼である予備燃焼を引き起こすためのパイロット噴射とを実行するとよい。この場合、最大筒内圧力の上昇に最も影響するのはメイン噴射であるから、上記演算手段は、少なくとも上記メイン噴射について上記安全噴射タイミングを求め、上記セーフティ噴射制御では、少なくとも上記メイン噴射のタイミングを上記安全噴射タイミングにまで遅くするとよい（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明のターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置によれば、ターボ過給機の応答遅れに起因した最大筒内圧力の過上昇を防止して、エンジンの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置が適用されたターボ過給機付きディーゼルエンジンの全体構成を示す図である。
【図２】上記エンジンの制御系を示すブロック図である。
【図３】上記ターボ過給機の制御に用いられる制御マップの一例を示す図である。
【図４】上記エンジンの燃焼室に燃料を噴射する制御（燃料噴射制御）の具体的内容を示すフローチャートである。
【図５】燃料の噴射パターンの一例を示す模式図である。
【図６】エンジン負荷に応じて燃料噴射量がどのように設定されるのかを示す図である。
【図７】圧縮上死点の前後における筒内圧力および熱発生率の変化を示す図であり、（ａ）が筒内圧力を、（ｂ）が熱発生率をそれぞれ示している。
【図８】本発明の作用を検証するために行った実験の結果を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる制御装置が適用されたターボ過給機付きディーゼルエンジンの全体構成を示す図である。本図に示されるディーゼルエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。このエンジンのエンジン本体１は、直列多気筒型のものであり、複数の気筒１１ａ（図１では１つのみ図示）を有するシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。
【００１７】
上記エンジン本体１の各気筒１１ａには、ピストン１４が往復動可能に嵌挿されており、このピストン１４の頂面には、リエントラント形の燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。
【００１８】
上記ピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されており、このピストン１４の往復運動に応じて上記クランクシャフト１５が中心軸回りに回転する。
【００１９】
上記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａに開口する吸気ポート１６および排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６および排気ポート１７を開閉するための吸気弁２１および排気弁２２が設けられている。
【００２０】
上記シリンダヘッド１２には、軽油を主成分とする燃料を噴射するインジェクタ１８が、各気筒１１ａにつき１つずつ設けられている。インジェクタ１８は、その先端に備わる噴口（燃料の噴射口）がピストン１４頂面のキャビティを臨むように配置されており、圧縮上死点（圧縮行程の終了時）の前後にかけた適宜のタイミングで燃焼室１４ａに向けて燃料を噴射する。
【００２１】
ここで、当実施形態のエンジン本体１は、その幾何学的圧縮比（ピストン１４が下死点にあるときの燃焼室容積とピストン１４が上死点にあるときの燃焼室容積との比）が１４に設定されている。すなわち、一般的な車載用のディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が１８もしくはそれ以上に設定されることが多いのに対し、当実施形態では、幾何学的圧縮比が１４というかなり低い値に設定されている。
【００２２】
上記エンジン本体１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続され、上記エンジン本体１の他側面には、各気筒１１ａの排気ポート１７に連通するように排気通路４０が接続されている。すなわち、外部からの吸入空気が上記吸気通路３０および吸気ポート１６を通じて燃焼室１４ａに導入されるとともに、燃焼室１４ａで生成された排気ガス（燃焼ガス）が上記排気ポート１７および排気通路４０を通じて外部に排出されるようになっている。
【００２３】
上記吸気通路３０および排気通路４０には、大型ターボ過給機６１および小型ターボ過給機６２が設けられている。
【００２４】
上記大型ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設されたコンプレッサ６１ａと、コンプレッサ６１ａと同軸に連結され、かつ排気通路４０に配設されたタービン６１ｂとを有している。
【００２５】
同様に、上記小型ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設されたコンプレッサ６２ａと、コンプレッサ６２ａと同軸に連結され、かつ排気通路４０に配設されたタービン６２ｂとを有している。
【００２６】
上記大型、小型ターボ過給機６１，６２は、排気エネルギーにより駆動されて吸入空気を圧縮する。すなわち、エンジンの運転中、排気通路４０を高温・高速の排気ガスが通過すると、その排気ガスのエネルギーを受けて各ターボ過給機６１，６２のタービン６１ｂ，６２ｂが回転するとともに、これと連結されたコンプレッサ６１ａ，６２ａも同時に回転する。これにより、吸気通路３０を通過する空気（吸入空気）が圧縮されて高圧化され、エンジン本体１の各気筒１１ａへと圧送される。
【００２７】
上記大型ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａおよびタービン６１ｂは、小型ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａおよびタービン６２ｂよりも大きいサイズに形成されている。特に、排気通路４０に設けられるタービンは耐熱性の合金等からなるため、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂが有する質量（イナーシャ）は、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂに比べて大きなものになる。
【００２８】
上記大型ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａは、小型ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａよりも吸気通路３０の上流側に配設されており、上記大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂは、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂよりも排気通路４０の下流側に配設されている。
【００２９】
上記吸気通路３０には、小型ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａをバイパスするための吸気バイパス通路６３が設けられており、この吸気バイパス通路６３には開閉可能な吸気バイパスバルブ６３ａが設けられている。
【００３０】
上記排気通路４０には、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂをバイパスするための第１排気バイパス通路６４と、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂをバイパスするための第２排気バイパス通路６５とが設けられている。これら第１排気バイパス通路６４および第２排気バイパス通路６５には、開閉可能なレギュレートバルブ６４ａおよびウエストゲートバルブ６５ａがそれぞれ設けられている。
【００３１】
上記吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するためのエアクリーナ３１が設けられており、吸気通路３０の下流端付近（エンジン本体１の近傍）には、サージタンク３３が設けられている。サージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１１ａごとに分岐した独立通路とされ、各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。
【００３２】
上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、上流側から順に、大型ターボ過給機６１および小型ターボ過給機６２の各コンプレッサ６１ａ，６２ａと、各コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ３５と、吸気通路３０の通路断面積を調節するための開閉可能なスロットルバルブ３６とが設けられている。なお、スロットルバルブ３６は、エンジンの運転中は基本的に全開もしくはこれに近い高開度に維持されており、エンジンの停止時等の必要時にのみ閉弁されて吸気通路３０を遮断する。
【００３３】
上記排気通路４０のうち、エンジン本体１に隣接する上流側部分は、各気筒１１ａの排気ポート１７に連通するように分岐した独立通路と各独立通路が集合する集合部とを含む排気マニホールドとされている。
【００３４】
上記排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型ターボ過給機６２および大型ターボ過給機６１の各タービン６２ｂ，６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化するための排気浄化装置４１と、排気音を低減するためのサイレンサ４２とが設けられている。
【００３５】
上記排気浄化装置４１には、排気ガス中のＣＯおよびＨＣを酸化する機能を有する酸化触媒４１ａと、排気ガス中のＰＭ（煤）を捕集する機能を有するＤＰＦ４１ｂとが含まれている。
【００３６】
上記吸気通路３０と排気通路４０との間には、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５１が設けられている。すなわち、サージタンク３３とスロットルバルブ３６との間の吸気通路３０と、排気マニホールドと小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂとの間の排気通路４０とが、上記ＥＧＲ通路５１を介して互いに接続されている。また、ＥＧＲ通路５１には、吸気通路３０への排気ガスの還流量を調整するための開閉可能なＥＧＲバルブ５１ａと、エンジンの冷却水によって排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５２とが設けられている。
【００３７】
（２）制御系
以上のように構成されたエンジンは、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェースおよびこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。
【００３８】
ＰＣＭ１０には、図２に示される各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、エンジンもしくは車両には、エンジン本体１の冷却水の温度（エンジン水温）を検出するための水温センサＳＷ１と、吸気通路３０を通過する吸入空気の流量（吸入空気量）を検出するためのエアフローセンサＳＷ２と、サージタンク３３内の吸入空気の圧力（吸気圧力）を検出するための吸気圧センサＳＷ３と、吸入空気の温度（吸気温度）を検出するための吸気温センサＳＷ４と、エンジン本体１のクランクシャフト１５の回転速度（エンジン回転速度）を検出するためのエンジン回転速度センサＳＷ５と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサＳＷ６とが設けられており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ６がＰＣＭ１０と電気的に接続されている。ＰＣＭ１０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ６からの入力信号に基づいて、エンジン水温、吸気流量、吸気圧力、吸気温度、エンジン回転速度、およびアクセル開度といった種々の情報を取得する。
【００３９】
また、ＰＣＭ１０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ６からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＰＣＭ１０は、インジェクタ１８、スロットルバルブ３６、ＥＧＲバルブ５１ａ、吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ、およびウエストゲートバルブ６５ａと電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００４０】
上記ＰＣＭ１０が有するより具体的な機能について説明する。図２に示すように、ＰＣＭ１０は、演算手段１０ａ、噴射制御手段１０ｂ、ＥＧＲ制御手段１０ｃ、および過給制御手段１０ｄを機能的に有している。
【００４１】
上記演算手段１０ａは、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ６の検出信号に基づいて種々の演算を実行するとともに、エンジンおよび車両の状態を判定するものである。
【００４２】
上記噴射制御手段１０ｂは、上記演算手段１０ａの演算等から定まる噴射量および噴射タイミングに従って各気筒１１ａに燃料が噴射されるようにインジェクタ１８を駆動制御するものである。なお、このインジェクタ１８から燃料を噴射する制御の具体的内容については、後述する「（３）燃料噴射制御」の中で説明する。
【００４３】
上記ＥＧＲ制御手段１０ｃは、上記ＥＧＲバルブ５１ａの開度を制御することにより、排気通路４０から吸気通路３０に還流する排気ガスの量（ＥＧＲ量）を調節するものである。
【００４４】
上記過給制御手段１０ｄは、上記吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ、およびウエストゲートバルブ６５ａの開度を制御することにより、上記大型ターボ過給機６１および小型ターボ過給機６２の作動を制御するものである。
【００４５】
上記各ターボ過給機６１，６２の作動切替は、図３に示される制御マップに基づき行われる。この図３において、エンジン回転速度が相対的に低い低速側に位置する第１領域Ａは、大型ターボ過給機６１および小型ターボ過給機６２の両方が作動する領域として設定されている。一方、上記第１領域Ａよりも高速側に位置する第２領域Ｂは、大型ターボ過給機６１のみが作動する領域として設定されている。そして、これら第１領域Ａおよび第２領域Ｂのいずれの運転領域でエンジンが運転されているかが上記演算手段１０ａによって判定され、その結果に基づいて、上記過給制御手段１０ｄが上記各バルブ６３ａ，６４ａ，６５ａを制御する。
【００４６】
具体的に、低速側の第１領域Ａでは、吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ、およびウエストゲートバルブ６５ａが基本的に全て全閉とされることにより、上記大型ターボ過給機６１および小型ターボ過給機６２の両方が作動させられる。一方、高速側の第２領域Ｂでは、排気ガスの量が比較的多く、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂが排気抵抗になるため、吸気バイパスバルブ６３ａおよびレギュレートバルブ６４ａが全開とされるとともに、ウエストゲートバルブ６５ａが全閉とされることにより、大型ターボ過給機６１のみが作動させられ、小型ターボ過給機６２は非作動とされる。なお、上記第２領域Ｂでは、大型ターボ過給機６１の過回転を防止するため、ウエストゲートバルブ６５ａが一時的に開かれることもある。
【００４７】
（３）燃料噴射制御
次に、エンジンの運転中にＰＣＭ１０により行われる燃料噴射制御の具体的内容について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
図４に示す処理がスタートすると、ＰＣＭ１０の演算手段１０ａは、各種センサ値を読み込む制御を実行する（ステップＳ１）。具体的には、水温センサＳＷ１、エアフローセンサＳＷ２、吸気圧センサＳＷ３、吸気温センサＳＷ４、エンジン回転速度センサＳＷ５、およびアクセル開度センサＳＷ６からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基づいて、エンジンの冷却水温、吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、エンジン回転速度、アクセル開度等の情報を取得する。
【００４９】
次いで、演算手段１０ａは、上記ステップＳ１で取得した各種情報に基づいて、インジェクタ１８から噴射すべき燃料の噴射量および噴射パターンを決定するとともに、燃料の基本的な噴射タイミングである基本噴射タイミングＴａを決定する制御を実行する（ステップＳ２，Ｓ３）。これら噴射量、噴射パターン、噴射タイミング（基本噴射タイミングＴａ）は、アクセル開度やエンジン回転速度等の各種パラメータに応じた適切な燃料噴射の態様を定めた燃料噴射マップＭｆを参照して決定される。すなわち、この燃料噴射マップＭｆの参照により、少なくともアクセル開度（つまりエンジンの要求トルク）に基づいて燃料噴射量が決定されるとともに、少なくともその決定された噴射量とエンジン回転速度とに基づいて、燃料の噴射パターンおよび噴射タイミングが決定される。このとき、吸気温度やエンジン水温等によっては、噴射量、噴射パターン、噴射タイミングに補正が加えられる。
【００５０】
ここで、上記ステップＳ２でいう噴射パターンとは、インジェクタ１８から噴射すべき噴射量を、何回に分けて、どのような比率で噴射するかというものである。具体的に、当実施形態では、図５に模式的に示すように、パイロット噴射およびメイン噴射と呼ばれる少なくとも２回の燃料噴射Ｉｐ，Ｉｍが、多くの運転領域で実行される。メイン噴射Ｉｍとは、噴射した燃料が圧縮上死点付近から燃焼し始めるように、圧縮上死点の手前ないし近傍で燃料を噴射することであり、パイロット噴射Ｉｐとは、上記メイン噴射Ｉｍに基づく燃焼（メイン燃焼）よりも前に予備的な燃焼（予備燃焼）を生じさせるために、上記メイン噴射Ｉｍよりも前に少量の燃料を噴射することである。なお、運転領域によっては、上記メイン噴射Ｉｍの後に、アフター噴射と呼ばれる追加の燃料噴射が行われることもある。
【００５１】
上記ステップＳ２での噴射パターンの決定としては、例えば、燃料噴射をパイロット噴射Ｉｐの１回のみとするのか、パイロット噴射Ｉｐおよびメイン噴射Ｉｍの２回とするのか、さらにアフター噴射を追加した３回とするのかが決定されるとともに、複数回噴射である場合には噴射量の分割比率についても決定される。
【００５２】
一方、上記ステップＳ３では、基本噴射タイミングＴａとして、必要トルクや燃費、ＥＭ（エミッション性）等を考慮した最適な噴射タイミングが決定される。すなわち、燃料噴射マップＭｆには、トルクや燃費等を考慮した最適な噴射タイミングが各種条件ごとに記憶されており、その中から現在の運転条件に適合する噴射タイミングが読み出されて、上記基本噴射タイミングＴａとして決定される。このため、少なくともエンジンの定常運転時には、インジェクタ１８からの噴射タイミングとして上記基本噴射タイミングＴａが必然的に採用される。
【００５３】
なお、噴射パターンが複数回噴射であるとき（例えばパイロット噴射Ｉｐ、メイン噴射Ｉｍに分けて燃料を噴射するとき）、上記ステップＳ３（基本噴射タイミングＴａの決定）では、複数回噴射における各回のタイミングがそれぞれ決定されることになる。ただし、以下の説明において、噴射タイミングとは、特に断らない限り、メイン噴射のタイミングのことを指すものとする。
【００５４】
上記基本噴射タイミングＴａは、エンジン回転速度が同一という条件下において、図６に示すように、噴射量が多くなる高負荷側ほど遅めに設定される。具体的に、図６の例において、基本噴射タイミングＴａ（複数回噴射のときはメイン噴射のタイミング）は、低負荷域では圧縮上死点（ＴＤＣ）に対しある程度進角したタイミングに設定されているのに対し、そこから負荷が上昇するにつれて遅角側へと移行し、最高負荷Ｌｍａｘ（アクセル開度１００％）では圧縮上死点の近傍に設定されている。このように、負荷が高まるほど基本噴射タイミングＴａを遅角させるのは、高いトルクが必要な高負荷域において、気筒１１ａ内の圧力（以下、筒内圧力という）が過大になるのを防止しつつ、必要な燃焼エネルギーを得るためである。なお、エンジン回転速度が異なるときの基本噴射タイミングＴａは、図６とは異なるものとなるが、高負荷側ほどタイミングが遅角されるという傾向は同じである。
【００５５】
上記のように基本噴射タイミングＴａの設定が終了すると、演算手段１０ａは、上記ステップＳ１で取得した各種情報に基づいて、エンジン回転速度が図３に破線で示す基準速度Ｎｅｘ以上で、かつ吸気圧力が予め定められた基準圧力ＩＮｘ以上という条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、基準速度Ｎｅｘは、アイドリング速度よりも高い値であり、例えば１０００〜２０００ｒｐｍのいずれかに設定される。また、基準圧力ＩＮｘは、例えば１５０ｋＰａ程度に設定される。
【００５６】
上記ステップＳ４での判定は、エンジン本体１の筒内圧力が過大になる危険があるか否かを判定するためのものである。すなわち、エンジン回転速度≧Ｎｅｘかつ吸気圧力≧ＩＮｘという状態は、大型ターボ過給機６１による過給がある程度効いている状態であるといえる。大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂは大型で質量も大きいため、エンジン負荷が急に変動したときなどは、上記タービン６１ｂの回転低下の遅れによって一時的に過給量が過剰になり、筒内圧力が想定を上回るおそれがある。このような危険があるか否かを判定するために、上記ステップＳ４の判定が行われる。
【００５７】
図７（ａ）（ｂ）は、圧縮上死点の前後における筒内圧力および熱発生率の変化を、エンジン負荷（アクセル開度に基づく要求トルク）が高いときと低いときのそれぞれについて示したグラフである。具体的に、図７（ａ）の波形Ａ１および（ｂ）の波形Ｂ１は、アクセル開度が５０％の状態で定常運転されているときの筒内圧力および熱発生率を示しており、図７（ａ）の波形Ａ２および（ｂ）の波形Ｂ２は、アクセル開度が１００％（全負荷）の状態で定常運転されているときの筒内圧力および熱発生率を示している。なお、いずれの波形のデータにおいても、エンジン回転速度は３２００ｒｐｍで同一とした。
【００５８】
上記図７（ａ）に示した筒内圧のグラフにおいて、各波形Ａ１，Ａ２の頂部は、筒内圧力が最大になるポイントであり、このときの値を最大筒内圧力Ｐｍａｘとする。また、グラフの縦軸に示したＸｐは、エンジン本体１（ピストン１４、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２）の材質や強度等を考慮して、エンジンの信頼性を確保できる上限として予め定められた許容値を示している。
【００５９】
上記波形Ａ２に示すように、たとえアクセル開度が１００％（全負荷）であっても、最大筒内圧力Ｐｍａｘは許容値Ｘｐを下回っている。これは、上述したように、基本噴射タイミングＴａが高負荷側ほど（つまり噴射量が多いほど）遅めに設定されることから（図６）、アクセル開度１００％のときの燃焼のピーク（図７（ｂ）の波形Ｂ２の頂部）が圧縮上死点よりもかなり遅れた時期となり、これによって最大筒内圧力Ｐｍａｘの上昇が抑えられているためである。
【００６０】
一方、アクセル開度が５０％のときは、基本噴射タイミングＴａは早まるものの（図６）、そもそも燃料噴射量が少なく、発生熱量が少ない。このため、図７（ａ）の波形Ａ１に示すように、アクセル開度５０％のときの最大筒内圧力Ｐｍａｘは、アクセル開度１００％のときＰｍａｘよりも低く、当然ながら許容値Ｘｐを下回っている。
【００６１】
このように、アクセル開度が１００％であっても５０％であっても、その状態で定常的に運転されている限り、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えることはない。しかしながら、例えばアクセル開度が１００％から５０％に急激に低下したような場合（つまりエンジン負荷が高負荷から低負荷へと急激に移行したような場合）には、これに伴い基本噴射タイミングＴａが急激に進角される一方で、過給圧は一時的に高い値のまま維持されるため、図７（ａ）に波形Ａ１’として示すように、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えてしまうおそれがある。すなわち、噴射タイミングの進角によって燃焼のピークが圧縮上死点に近づく上に、高い過給圧で圧送された多量の空気が筒内に導入されて圧縮されることにより、最大筒内圧力Ｐｍａｘが過度に上昇し、上記許容値Ｘｐを超えるおそれがある。特に、当実施形態では、大型で質量の大きいタービン６１ｂを含む大型ターボ過給機６１がエンジンに備えられているため、高負荷域で高速で回転していたタービン６１ｂが低負荷域への移行後も一時的に惰性で回転することにより、過給圧が高いままとなり、上記のような最大筒内圧力Ｐｍａｘの過上昇が起き易い。
【００６２】
以上のような点を考慮して、上記ステップＳ４では、エンジン回転速度および吸気圧に基づいて大型ターボ過給機６１による過給が効いているかどうかを判定し、それによって最大筒内圧力Ｐｍａｘの過上昇が起きるおそれがあるか否かを判定している。
【００６３】
上記ステップＳ４でＮＯと判定されて筒内圧力の過上昇の危険がないことが確認された場合、上記ＰＣＭ１０の噴射制御手段１０ｂは、上記ステップＳ３で演算手段１０ａが決定した基本噴射タイミングＴａに従ってインジェクタ１８から燃料を噴射する通常噴射制御を実行する（ステップＳ８）。すなわち、インジェクタ１８からの燃料の噴射タイミングが、エンジンの運転状態（負荷、回転速度等）から燃料噴射マップＭｆを用いて定められた基本噴射タイミングＴａと一致するように、インジェクタ１８の噴射動作が制御される。
【００６４】
一方、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定されて筒内圧力の過上昇の危険があることが確認された場合、上記演算手段１０ａは、筒内圧力の過上昇を起こさせない噴射タイミングである安全噴射タイミングを演算により求める（ステップＳ５）。具体的には、上記ステップＳ１で取得したエンジンの吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、回転速度、および冷却水温と、上記ステップＳ２で決定した燃料の噴射量および噴射パターンとに基づいて、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐと一致する燃料噴射タイミングを求め、これを安全噴射タイミングＴｂとして決定する。なお、噴射パターンが複数回噴射である（例えばパイロット噴射Ｉｐおよびメイン噴射Ｉｍに分けて燃料を噴射する）場合には、少なくともメイン噴射Ｉｍについて安全噴射タイミングを演算する。
【００６５】
ここで、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐに一致するタイミングである上記安全噴射タイミングＴｂは、実験等から導き出した所定の演算式によって求めることが可能である。例えば、エンジンの吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、回転速度、燃料噴射量等が異なる複数の条件下で燃焼実験やシミュレーションを繰り返すことにより、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐに一致するタイミングを複数の条件下で割り出し、その結果に基づいて、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐに一致する噴射タイミング（つまり安全噴射タイミングＴｂ）を求めるための一般化した演算式を設定しておく。上記ステップＳ５の制御では、このような方法で予め設定しておいた演算式を用いて、上記安全噴射タイミングＴｂを求める。
【００６６】
上記のようにして安全噴射タイミングＴｂの算出が終了すると、上記演算手段１０ａは、算出した安全噴射タイミングＴｂが、上記ステップＳ３において決定された基本噴射タイミングＴａよりも遅いか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６７】
上記ステップＳ６でＹＥＳと判定されて安全噴射タイミングＴｂが基本噴射タイミングＴａよりも遅いことが確認された場合、上記噴射制御手段１０ｂは、安全噴射タイミングＴｂでインジェクタ１８から燃料を噴射するセーフティ噴射制御を実行する（ステップＳ７）。すなわち、安全噴射タイミングＴｂが基本噴射タイミングＴａよりも遅いということは、仮に基本噴射タイミングＴａで燃料を噴射したとすると最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えてしまうことを意味する。そこで、このような事態を回避するべく、上記ステップＳ７では、基本噴射タイミングＴａではなく、安全噴射タイミングＴｂでインジェクタ１８から燃料を噴射する。
【００６８】
一方、上記ステップＳ６でＮＯと判定されて安全噴射タイミングＴｂが基本噴射タイミングＴａと同時もしくはこれよりも早いことが確認された場合、上記噴射制御手段１０ｂは、上記ステップＳ３で決定した基本噴射タイミングＴａでインジェクタ１８から燃料を噴射する通常噴射制御を実行する（ステップＳ８）。
【００６９】
（４）作用等
以上説明したように、当実施形態のディーゼルエンジンでは、その運転中、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐと一致するタイミングである安全噴射タイミングＴｂが演算により求められ、この安全噴射タイミングＴｂが、エンジンの運転状態（負荷、回転速度等）に応じて定められる基本噴射タイミングＴａよりも遅ければ、上記安全噴射タイミングＴｂでインジェクタ１８から燃料を噴射するセーフティ噴射制御が実行される。このような構成によれば、最大筒内圧力Ｐｍａｘが常に許容値Ｘｐ以下となるようにエンジンが制御されるので、例えば負荷の変動により一時的に過剰な過給量が供給されたとしても、最大筒内圧力Ｐｍａｘの過上昇が防止され、ピストン１４やシリンダヘッド１２といった部品の損傷からエンジンを確実に保護することができる。
【００７０】
図８は、このような作用を検証するために行った実験の結果を示すタイムチャートである。この実験では、エンジン回転速度を固定したまま、アクセル開度を急激に変化させ、その前後における各種状態量（吸気圧力、噴射量、最大筒内圧力、噴射タイミング）の変化を調べた。なお、実験で用いたエンジンでは、図８のいずれの時点でもパイロット噴射Ｉｐおよびメイン噴射Ｉｍ（図５）を含む噴射パターンで燃料が噴射されるが、図８に示す噴射タイミングとは、メイン噴射Ｉｍのタイミングのことである。
【００７１】
図８の実験では、時点ｔ１に至るまで、アクセル開度１００％の高負荷の状態でエンジンが定常的に運転され、時点ｔ１において、アクセル開度が１００％から５０％まで急激に減らされている。その時点ｔ１の後は、アクセル開度５０％の低負荷のまま定常運転されている。また、時点ｔ１の前後にかかわらず、エンジン回転速度は３２００ｒｐｍで一定とされている。
【００７２】
このような実験に対応する運転状態の変化を、図３のマップ上に図示した。図８の時点ｔ１の前の状態（アクセル開度１００％、回転速度３２００ｒｐｍ）がポイントＤ１に相当し、時点ｔ１の後の状態（アクセル開度５０％、回転速度３２００ｒｐｍ）がポイントＤ２に相当する。ポイントＤ１，Ｄ２のいずれも、大型ターボ過給機６１のみが作動する第２領域Ｂに属しており、大型ターボ過給機６１による過給量が多い領域であることが分かる。
【００７３】
図８に示すように、アクセル開度が１００％である時点ｔ１よりも前の期間では、吸気圧力がＰ１、燃料の噴射量がＱ１、噴射タイミング（メイン噴射のタイミング）がθ１とされている。なお、噴射量Ｑ１および噴射タイミングθ１は、アクセル開度１００％、回転速度３２００ｒｐｍという運転状態に応じた噴射量および噴射タイミングとして燃料噴射マップＭｆに基づき決定されたものである。よって、噴射タイミングθ２は、図４のステップＳ３で決定される基本噴射タイミングＴａと一致しており、この時点では通常噴射制御が行われていることになる。
【００７４】
そして、時点ｔ１において、アクセル開度が１００％から５０％まで急激に低下すると、これに連動して、燃料の噴射量が、Ｑ１からＱ２まで急激に減らされる。このように噴射量が急減したとき、燃料の噴射タイミングは、本来であれば、破線の波形で示すように、タイミングθ２まで急激に進角されるはずである。つまり、アクセル開度５０％に対応して噴射量がＱ２まで急減したとき、上述した燃料噴射マップＭｆに従えば、その噴射量の急減に対応して、噴射タイミングがθ２まで急激に進角されることになる。しかしながら、実際は、実線の波形で示すように、時点ｔ１からｔ２までの間、噴射タイミングは徐々にしか進角していない。これは、上記時点ｔ１からｔ２までの間、図４のステップＳ５で算出される安全噴射タイミングＴｂが上記燃料噴射マップＭｆに基づく基本噴射タイミングＴａよりも遅いものとして算出されることにより、実際の噴射タイミングとして安全噴射タイミングＴｂが採用されているからである。
【００７５】
図８の２点鎖線の波形は安全噴射タイミングＴｂを示している。図示のように、時点ｔ１よりも前では、安全噴射タイミングＴｂがθ１よりも進角側になっている。このため、時点ｔ１より前において、実際の噴射タイミングは、基本噴射タイミングＴａに一致する上記θ１に設定される。一方、時点ｔ１〜ｔ２では、安全噴射タイミングＴｂが、時点ｔ２後の基本噴射タイミングＴａ（＝θ２）よりも遅角側になっている。このため、時点ｔ１〜ｔ２における実際の噴射タイミングは、θ２ではなく、これよりも遅角側の安全噴射タイミングＴｂに設定される（セーフティ噴射制御）。
【００７６】
上記のように、時点ｔ１〜ｔ２において、安全噴射タイミングＴｂが、時点ｔ１後の基本噴射タイミングＴａ（＝θ２）よりも遅角側に設定されるのは、時点ｔ１の後も、大型ターボ過給機６１による過給圧が高い値を維持しているからと考えられる。すなわち、時点ｔ１以降の吸気圧力の波形から理解できるように、アクセル開度を急減させた時点ｔ１以降、吸気圧力は徐々にしか低下していない。これは、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂが時点ｔ１以降も高速で回転し続け、高い過給圧を維持しているためである。つまり、大型で質量も大きいタービン６１ｂは、アクセル開度（噴射量）の急減によって排気エネルギーが低下しても、慣性によって一時的に高速で回転し続ける。時点ｔ１以降の吸気圧力が徐々にしか低下していないのはこのためであり、さらにこのこと（吸気圧力の低下遅れ）が原因となって、安全噴射タイミングＴｂが遅めのタイミングとして算出されているものと考えられる。以上のような事情から、図８では、時点ｔ１〜ｔ２において、基本噴射タイミングＴａよりも遅角側の安全噴射タイミングＴｂで燃料を噴射するセーフティ噴射制御が実施されている。
【００７７】
その後、時点ｔ２以降については、安全噴射タイミングＴｂが再び基本噴射タイミングＴａよりも進角側に移動するので、実際の噴射タイミングが、基本噴射タイミングＴａに一致するタイミングθ２に設定されることになる（通常噴射制御）。
【００７８】
図８の最下段には、最大筒内圧力Ｐｍａｘの変化を示している。図示のように、最大筒内圧力Ｐｍａｘは、上記のような噴射タイミングの制御の結果として、いずれの時点においても許容値Ｘｐ以下に抑えられている。これに対し、上述した時点ｔ１〜ｔ２でのセーフティ噴射制御が行われなかった場合には、破線の波形として示すように、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えてしまい、エンジンの信頼性を確保する上で問題となる。
【００７９】
以上のように、当実施形態のディーゼルエンジンでは、エンジン負荷が高負荷から低負荷へと移行したときに（図８の時点ｔ１）、その移行から所定期間（ｔ１〜ｔ２）に限って、基本噴射タイミングＴａよりも遅角側の安全噴射タイミングＴｂで燃料を噴射するセーフティ噴射制御が実行されるため、大型ターボ過給機６１の応答遅れにより一時的に過給量が過剰になったとしても、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えることが回避され、エンジンの信頼性を向上させることができる。
【００８０】
なお、図８では、アクセル開度を１００％から５０％まで低下させたときの噴射量や噴射タイミング等のデータを示したが、同様の傾向のデータは、上記以外のアクセル操作のときにも当然に起こり得る。いずれにせよ、主に大型ターボ過給機６１が作動する回転域（当実施形態では図３の基準速度Ｎｅｘ以上の回転域）において、エンジン負荷が高負荷から低負荷に移行したときには、図８の時点ｔ１〜ｔ２と同様、噴射タイミングを一時的に遅らせるセーフティ噴射制御が行われる余地がある。ただし、この場合において、「高負荷」、「低負荷」とは、負荷の高低差がある程度存在することを意味しており、その絶対値は特に問題ではない。すなわち、負荷方向に所定以上の落差（例えばアクセル開度にして３０％以上の差）があれば、高い方が高負荷であり、低いほうが低負荷である。
【００８１】
また、上記実施形態のディーゼルエンジンでは、エンジン本体１の幾何学的圧縮比を１４に設定したため、従来のディーゼルエンジン（圧縮比１８以上が一般的）と異なり、最大筒内圧力Ｐｍａｘの値を抑えることができる。この上で、上記実施形態では、セーフティ噴射制御により最大筒内圧力Ｐｍａｘの過上昇が抑制されるため、エンジン本体１に必要とされる強度を従来に比べて下げることができ、エンジンの軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、少なくとも一部の運転領域で、圧縮上死点付近で開始されるメイン燃焼を引き起こすためのメイン噴射Ｉｍと、メイン燃焼よりも前の予備的な燃焼である予備燃焼を引き起こすためのパイロット噴射Ｉｐとが実行される。このように、メイン噴射Ｉｍに先駆けてパイロット噴射Ｉｐが行うことにより、幾何学的圧縮比１４という低圧縮比に設定された当実施形態のディーゼルエンジンにおいても、燃料の着火性を改善し、失火を確実に防止することができる。
【００８３】
また、上記実施形態では、エンジンの吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、回転速度、冷却水温、燃料噴射量、噴射パターンの各パラメータに基づく演算により、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐと一致する燃料噴射タイミングを求め、これを上記安全噴射タイミングＴｂとして決定するようにしたため、上記セーフティ噴射制御の際には、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを超えない限界のタイミングで燃料を噴射することができ、必要以上に噴射タイミングが遅角されてパワーダウンを起こすことを効果的に防止することができる。
【００８４】
なお、上記実施形態では、図３に示したように、低速側の第１領域Ａで大型、小型ターボ過給機６１，６２の両方を作動させ、高速側の第２領域Ｂで大型ターボ過給機６１のみを作動させるようにしたが、低速側の第１領域Ａでは、小型ターボ過給機６２のみを作動させて大型ターボ過給機６１を停止させる（つまりウエストゲートバルブ６５ａを全開にする）ようにしてもよい。このように、高速側の第２領域Ｂでのみ大型ターボ過給機６１を作動させるようにした場合、安全噴射タイミングＴｂの算出（図４のステップＳ５）は、この第２領域Ｂでの運転時にのみ行えばよい。すなわち、大型ターボ過給機６１が第２領域Ｂでのみ作動するのであれば、最大筒内圧力Ｐｍａｘが過上昇するおそれがあるのも、第２領域Ｂのみとなる。そこで、この第２領域Ｂでのみ、安全噴射タイミングＴｂの算出を行い、必要に応じてセーフティ噴射制御（当該タイミングＴｂでの燃料噴射）を実行すればよい。いずれにせよ、大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２という２種類のターボ過給機を備える上記実施形態のようなディーゼルエンジンでは、少なくとも大型ターボ過給機６１が実質的に作動するときにセーフティ噴射制御を実行すればよい。
【００８５】
また、大型、小型ターボ過給機６１，６２という２種類のターボ過給機をエンジンに設けた上記実施形態の構成に代えて、単一種のターボ過給機をエンジンに設けた構成としてもよい。この場合でも、よほど低速重視のセッティングとしない限り、そのターボ過給機のタービンはある程度大型にならざるを得ないため、程度の差こそあれ、タービン回転の低下遅れに起因した最大筒内圧力Ｐｍａｘの過上昇という問題は、同様に生じ得る。したがって、高負荷から低負荷への移行時に一時的に噴射タイミングを遅らせるという本発明の構成は、ターボ過給機付きエンジンであれば、ターボ過給機の数にかかわらず適用することができる。
【００８６】
また、上記実施形態では、エンジンの吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、回転速度、冷却水温、燃料噴射量、噴射パターンの各パラメータに基づく演算により、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐと一致する燃料噴射タイミングである安全噴射タイミングＴｂを求めるようにしたが、必ずしもこれら全てのパラメータに基づいて安全噴射タイミングＴｂを求める必要はない。例えば、安全噴射タイミングＴｂの算出が必要となるシーンが限られている場合、つまり、最大筒内圧力Ｐｍａｘが許容値Ｘｐを一時的に超えるおそれがある運転条件が限られている場合には、いくつかのパラメータを除外して安全噴射タイミングＴｂを求めてもよい。ただし、少なくとも、吸気圧力と燃料噴射量については考慮する必要があり、上記安全噴射タイミングＴｂを求めるための演算式には、この２つのパラメータ（吸気圧力と燃料噴射量）が必ず含まれる。
【００８７】
また、上記実施形態では、燃料噴射のパターンが、パイロット噴射Ｉｐやメイン噴射Ｉｍを含む複数回噴射である場合には、少なくともメイン噴射Ｉｍについて安全噴射タイミングＴｂを演算し、必要に応じてこの安全噴射タイミングＴｂまでメイン噴射Ｉｍのタイミングを遅らせるようにしたが、噴射タイミングを遅らせる対象は、メイン噴射Ｉｍに限らず、パイロット噴射Ｉｐであってもよい。最大筒内圧力Ｐｍａｘを最も左右するのは、圧縮上死点付近で噴射されるメイン噴射Ｉｍのタイミングであるが、パイロット噴射Ｉｐのタイミングが最大筒内圧力Ｐｍａｘを多少なりとも左右することもあり得る。その場合には、パイロット噴射Ｉｐのタイミングを遅らせることによって最大筒内圧力Ｐｍａｘを低下させることも可能である。
【００８８】
また、上記実施形態では、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が１４であるものとしたが、それ以外の幾何学的圧縮比のディーゼルエンジンについても、本発明の構成を好適に適用することができる。ただし、従来のディーゼルエンジンよりも幾何学的圧縮比を下げて軽量化等を図るのであれば、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比は、少なくとも１６未満とすべきである。一方、燃料の着火性の限界から、幾何学的圧縮比は１２以上は必要であると考えられる。このような観点から、本発明において、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比は、１２以上１６未満とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００８９】
１  エンジン本体
１０ａ  演算手段
１０ｂ  噴射制御手段
１１ａ  気筒
１８  インジェクタ
６１  大型ターボ過給機
６２  小型ターボ過給機
Ｎｅｘ  基準速度
Ｔａ  基本噴射タイミング
Ｔｂ  安全噴射タイミング
Ｐｍａｘ  最大筒内圧力
Ｘｐ  許容値
Ｉｐ  パイロット噴射
Ｉｍ  メイン噴射
【図１】
0005978662.tif 000002
【図２】
0005978662.tif 000003
【図３】
0005978662.tif 000004
【図４】
0005978662.tif 000005
【図５】
0005978662.tif 000006
【図６】
0005978662.tif 000007
【図７】
0005978662.tif 000008
【図８】
0005978662.tif 000009