JP2002303192A - ディーゼルエンジンの燃料噴射装置及びその異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主噴射燃焼終了時期を容易かつ迅速に検出な
いしは判定することができ、この時期付近で後噴射を実
行することができ、煤及びＨＣの発生量を低減すること
ができるディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供す
る。 【解決手段】 圧縮行程上死点付近で主噴射を行い膨張
行程で後噴射を行うディーゼルエンジンにおいては、主
噴射後に排気ガス中のＯ_２濃度が逆パルス状低下する時
点が拡散燃焼終了時期とほぼ一致するといった現象を利
用して、リニアＯ_２センサによって検出される排気ガス
中のＯ_２濃度に基づいて、主噴射燃料の拡散燃焼終了時
期、すなわち熱発生率がほぼ０以下となる時期が容易か
つ迅速に検出される。そして、この時期に後噴射が実行
され、煤及びＨＣの発生量が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置及びその異常診断装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用の直噴式ディーゼルエ
ンジンにおいては、吸気行程で燃焼室内にエアを吸入
し、圧縮行程でこのエアを圧縮して高温・高圧状態に
し、圧縮行程上死点付近で燃料噴射弁からこのエア中に
燃料を噴射するようにしている。そして、この燃料は、
高温・高圧のエア中で自己着火して燃焼する。かかるデ
ィーゼルエンジンでは、普通、燃焼室内へはほぼ一定量
（最大限）のエアが吸入され、燃料噴射弁からの燃料噴
射量を増減させることによりエンジン出力を制御するよ
うにしているので、エア過剰状態であることが多い。

【０００３】ところで、ディーゼルエンジンから排出さ
れる排気ガスには、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸
化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の大気汚染物質が含まれ
ているので、これらを浄化するため、排気通路には排気
ガス浄化触媒が設けられる。かかる排気ガス浄化触媒
は、その温度が低いと十分な浄化力を発揮しない。しか
しながら、ディーゼルエンジンでは、多くはエア過剰状
態であるので、排気ガス温度が比較的低いことが多く
（とくに、冷間始動時）、排気ガス浄化触媒の浄化力が
充分でないときもある。そこで、燃料噴射を、圧縮行程
上死点付近で実行される主噴射と、主噴射後の膨張行程
で実行される後噴射とに分けて行い、後噴射によって噴
射された燃料の燃焼熱により排気ガス温度、ひいては排
気ガス浄化触媒の温度を高めるようにしたディーゼルエ
ンジンが提案されている（例えば、特開２０００−１７
０５８５号公報参照）。

【０００４】しかしながら、このように後噴射を行う場
合、後噴射の態様（噴射時期、噴射量等）が適切でない
と、煤あるいはＨＣの発生量が増加し、ひいては燃費性
能が低下するといった問題が生じる。そこで、前記特開
２０００−１７０５８５号公報に開示されたディーゼル
エンジンでは、後噴射時期を圧縮上死点後１０〜２０°
ＣＡに設定することにより、煤の発生を防止するととも
に燃費性能の低下を抑制するようにしている。また、排
気ガス浄化触媒上流における排気ガス中の酸素濃度に応
じて後噴射燃料量をフィードバック制御し、後噴射燃料
量のばらつきを抑制するようにしたディーゼルエンジン
も提案されている（例えば、特開平１０−２０５３８４
号公報、特開平１０−２５２５４４号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かくして、本願発明者
は、実験により、主噴射後の膨張行程において、主噴射
燃料の燃焼が終了する時期（すなわち、該燃料の燃焼に
より発生する熱がほぼ０となる時期）付近で後噴射を実
行すれば、煤及びＨＣの発生量を大幅に低減することが
できるといった事実を見出した。しかしながら、主噴射
燃料の燃焼が終了する時期は、自動車ないしはエンジン
の運転状態や、噴射弁等の経年劣化に応じて変化する。
したがって、実際問題としては、主噴射燃料の燃焼が終
了する時期に精度よく後噴射時期を設定するのは容易で
ないといった問題がある。

【０００６】このため、主噴射燃料の燃焼が終了する時
期を容易かつ迅速に検出ないしは判定することができ、
かかる適切な時期に後噴射を実行することができ、煤及
びＨＣの発生量を大幅に低減することができるディーゼ
ルエンジンの燃料噴射装置が求められている。また、一
般に、燃料噴射弁ないしはその制御装置の経年劣化、故
障等により、後段噴射時期が異常となることがある。し
かしながら、ユーザ側の日常点検でこのような異常を発
見することは極めて困難である。このため、後噴射時期
の異常をユーザ側で容易に発見することができる燃料噴
射装置の異常診断装置も求められている。

【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、主噴射燃料の燃焼が終了する
時期を容易かつ迅速に検出ないしは判定することがで
き、この時期付近で後噴射を実行することができ、煤及
びＨＣの発生量を大幅に低減することができるディーゼ
ルエンジンの燃料噴射装置、ないしは該燃料噴射装置の
異常診断装置を提供することを解決すべき課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた、本発明にかかるディーゼルエンジンの燃料
噴射装置は、（ｉ）燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射
弁と、（ii）圧縮行程上死点付近で燃料噴射弁に燃料を
噴射させて主噴射（多段噴射を含む）を実行する主噴射
手段と、（iii）主噴射後において膨張行程の所定期間
内（ないしは、主噴射から膨張行程の間の所定の期間）
で、主噴射により噴射された燃料（以下、「主噴射燃
料」という。）の燃焼（拡散燃焼）が終了する時期（以
下、「主噴射燃焼終了時期」という。）に基づいて燃料
噴射弁に燃料を噴射させて後噴射（多段噴射を含む）を
実行する後噴射手段とを備えているディーゼルエンジン
の燃料噴射装置であって、（iv）排気通路に配置され、
排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段が設
けられていて、（ｖ）後噴射手段が、酸素濃度検出手段
によって検出される酸素濃度に基づいて、主噴射燃焼終
了時期（すなわち、熱発生率がほぼ０以下となる時期）
を判定（ないしは検出）し、該判定に基づいて後噴射を
実行することを特徴とするものである。

【０００９】主噴射燃焼終了時期には、排気ガス中の酸
素濃度が、一時的に逆パルス状（略Ｕ字状）に低下す
る。したがって、この酸素濃度が低下する時点が、主噴
射燃焼終了時期とほぼ一致する。そして、このディーゼ
ルエンジンの燃料噴射装置では、後噴射手段が、酸素濃
度検出手段によって検出される酸素濃度に基づいて、主
噴射燃焼終了時期を判定する。したがって、主噴射燃焼
終了時期を容易かつ迅速に検出ないしは判定することが
できる。そして、後噴射手段は、この判定に基づいて後
噴射を実行する。このため、後噴射時期を、主噴射燃焼
終了時期付近に精度よく設定して後噴射を実行すること
ができ、煤及びＨＣの発生量を大幅に低減することがで
きる。

【００１０】上記ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に
おいては、後噴射手段が、酸素濃度検出手段によって検
出される酸素濃度に基づいて、後噴射実行時における酸
素濃度が所定値以下となるよう、少なくとも後噴射時期
を補正するのが好ましい。このようにすれば、後噴射時
期を、主噴射燃焼終了時期付近により精度よく設定する
ことができる。

【００１１】上記ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に
おいては、後噴射手段が、酸素濃度検出手段によって検
出される酸素濃度に基づいて主噴射時期と後噴射時期と
の離隔期間を長くした場合（例えば、後噴射を遅角させ
た場合）に、後噴射実行時における酸素濃度が減少すれ
ば、上記離隔期間が長くなる方向に後噴射時期を補正す
る（例えば、後噴射を遅角させる）のが好ましく、後噴
射実行時における酸素濃度が増加すれば、上記離隔期間
が短くなる方向に後噴射時期を補正する（例えば、後噴
射を進角させる）のが好ましい。なお、この場合、後噴
射燃料量は変化させなくてもよい。

【００１２】また、上記ディーゼルエンジンの燃料噴射
装置においては、後噴射手段が、後噴射実行時付近で酸
素濃度が経時的に減少している場合は上記離隔期間が長
くなる方向に後噴射時期を強制的に補正し（例えば、後
噴射を遅角させる）、経時的に増加している場合は上記
離隔期間が短くなる方向に後噴射時期を強制的に補正す
る（例えば、後噴射を進角させる）ようになっていても
よい。このようにすれば、後噴射時期を、主噴射燃焼終
了時期付近により精度よく設定することができる。

【００１３】上記ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に
おいては、後噴射手段が、主噴射燃焼終了時期を判定す
る際に、後噴射燃料量を所定値以上に設定するようにな
っているのが好ましい。このようにすれば、主噴射燃焼
終了時期における酸素濃度変化が大きくなるので、主噴
射燃焼終了時期の検出精度が向上する。

【００１４】本発明にかかるディーゼルエンジンの燃料
噴射装置の診断装置は、（ｉ）燃焼室内に燃料を噴射す
る燃料噴射弁と、（ii）圧縮行程上死点付近で燃料噴射
弁に燃料を噴射させて主噴射を実行する主噴射手段と、
（iii）主噴射後において膨張行程の所定期間内で、主
噴射燃焼終了時期に基づいて燃料噴射弁に燃料を噴射さ
せて後噴射を実行する後噴射手段とを備えているディー
ゼルエンジンの燃料噴射装置の異常診断装置であって、
（iv）排気通路に配置され、排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素濃度検出手段と、（ｖ）酸素濃度検出手段に
よって検出される酸素濃度に基づいて、後噴射時期の異
常を診断する異常診断手段とが設けられていることを特
徴とするものである。

【００１５】この診断異常診断装置によれば、経年劣
化、故障等により後噴射時期がずれた状態を、容易かつ
迅速に診断することができる。そして、この異常をユー
ザにワーニングランプ等で報知するようにすれば、ユー
ザは後噴射時期の異常を容易に発見することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１は、本発明にかかる燃料噴射装置及
びその異常診断装置を備えた自動車用ディーゼルエンジ
ン（以下、単に「エンジン」という。）の構成を示して
いる。図１に示すように、このエンジンの本体部１（以
下、「エンジン本体１」という。）は、複数の気筒２
（１つのみ図示）を有し、各気筒２内にはそれぞれピス
トン３が往復動可能に嵌挿されている。そして、ピスト
ン３の上面によって気筒２内に燃焼室４が画成されてい
る。また、燃焼室４の天井面のほぼ中央部には燃料噴射
弁５が配設され、この燃料噴射弁５から燃焼室４内に所
定のタイミングで燃料が直接噴射されるようになってい
る。さらに、エンジン本体１のウォータジャケット（図
示せず）に臨んで、エンジンの冷却水温度（エンジン温
度）を検出する水温センサ１８が設けられている。

【００１７】各燃料噴射弁５は、高圧の燃料を蓄えるコ
モンレール６に接続されている。このコモンレール６に
は、その内部の燃料圧（コモンレール圧）を検出する圧
力センサ６ａが配設されるとともに、クランク軸７によ
って駆動される高圧燃料供給ポンプ８が接続されてい
る。高圧燃料供給ポンプ８は、燃料の供給圧力を制御す
ることにより、圧力センサ６ａによって検出されたコモ
ンレール６内の燃料圧を、例えばアイドル運転時にはお
よそ２０ＭＰａ以上に保持し、その以外の運転時にはお
よそ５０ＭＰａ以上に保持するようになっている。

【００１８】また、クランク軸７には、その回転角度を
検出するクランク角センサ９が設けられている。このク
ランク角センサ９は、詳しくは図示していないが、クラ
ンク軸７の端部に設けられた被検出プレートと、その外
周部に対向するように配設された電磁ピックアップとか
らなり、電磁ピックアップが被検出プレートの外周部に
形成された突起部の通過を検出してパルス信号を出力す
るようになっている。

【００１９】エンジン本体１に接続された吸気通路１０
の下流端は、サージタンク（図示せず）を介して各気筒
２ごとに分岐し、この分岐部がそれぞれ吸気ポートを介
して各気筒２の燃焼室４に接続されている。また、サー
ジタンクには、各気筒２内に供給される吸気の圧力を検
出する吸気圧センサ１０ａが設けられている。

【００２０】吸気通路１０には、吸気流れ方向にみて上
流側から順に、エンジン本体１内に吸入される吸気流量
を検出するエアフローセンサ１１と、後で説明するター
ビン２１によって駆動され吸気を圧縮するブロワ１２
と、このブロワ１２によって圧縮されて高温化した空気
を冷却するインタークーラー１３と、吸気の流通面積を
変化させる吸気絞り弁１４とが設けられている。

【００２１】吸気絞り弁１４は、全閉状態でも吸気が流
通できるように切欠きが設けられたバタフライバルブか
らなる。この吸気絞り弁１４は、後で説明するＥＧＲ弁
２４と同様に、負圧制御用の電磁弁１６によってダイヤ
フラム式のアクチュエータ１５に作用する負圧の大きさ
に応じて、弁開度が変更される。また、吸気絞り弁１４
の設置部には、その弁開度を検出するセンサ（図示せ
ず）が設けられている。

【００２２】エンジン本体１に接続された排気通路２０
の上流端は、各気筒２ごとに分岐し、この分岐部がそれ
ぞれ排気ポートを介して各気筒２の燃焼室４に接続され
ている。排気通路２０には、排気流れ方向にみて上流側
から順に、排気ガス中のＯ_２濃度を検出するリニアＯ_２
センサ１７と、排気ガス流により回転駆動されるタービ
ン２１と、排気ガス中のＮＯx等の大気汚染物質を浄化
する排気浄化装置２２と、この排気浄化装置２２を通過
した排気ガス中のＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ１９
とが配設されている。この排気浄化装置２２は、Ｏ_２過
剰雰囲気でＮＯｘを吸収する一方、Ｏ_２濃度の低下によ
りこのＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収材を備えたＮＯｘト
ラップ触媒（ＮＯｘ吸収触媒）を用いている。

【００２３】このＮＯｘトラップ触媒は、触媒成分であ
るＰｔと、ＮＯｘ吸収材であるＢａと、担体であるＡｌ
_２Ｏ_３とを含んでいる。ここで、Ｂａは排気ガス中のＯ
_２含有率が比較的高いとき（リーンなとき）は、排気ガ
ス中のＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ_２）を吸収する。なお、Ｂａ
は、Ｂａ（ＮＯ_３）_２の形態でＮＯｘを吸収することが
多い。他方、Ｂａは、排気ガス中のＯ_２含有率が低いと
き（リッチなとき）は、吸収しているＮＯｘを、排気ガ
ス中にＮＯあるいはＮＯ_２の形態で放出する。そして、
このときＰｔは、排気ガス中のＨＣを還元剤として利用
して、ＮＯｘを無害のＮ_２に還元・浄化する。なお、Ｎ
Ｏｘトラップ触媒以外のＮＯｘ浄化触媒、あるいはその
他の排気ガス浄化触媒を用いてもよいのはもちろんであ
る。

【００２４】ＮＯxトラップ触媒を用いた排気浄化装置
２２は、詳しくは図示していないが、排気の流れ方向に
沿って互いに平行に延びる多数の小径の孔部（貫通孔）
を有するハニカム構造に形成されたコージェライト製の
担体を備え、その各貫通孔壁面にＮＯｘトラップ触媒層
を形成したものである。具体的には、前記のＮＯｘトラ
ップ触媒を含む触媒層が、多孔質材であるＭＦＩ型ゼオ
ライト（ＺＳＭ５）等の担体に担持されている。そし
て、排気ガスは、担体に形成された多数の孔部内を流通
する。このため、排気ガスに含まれる煤（スモーク）の
量が多いと、該孔部が目詰まりを起こすおそれがある。
しかしながら、このエンジンでは、後で説明するよう
に、後噴射により煤の発生量が低減されているので、こ
のような不具合は生じない。

【００２５】吸気通路１０に配設されたブロワ１２と排
気通路２０に配設されたタービン２１とを備えたターボ
過給機２５は、排気通路２０のノズル断面積を変化させ
ることができるバリアブルジオメトリーターボ（ＶＧ
Ｔ）である。このターボ過給機２５には、そのノズル断
面積を変化させるためのダイヤフラム式のアクチュエー
タ３０と、このアクチュエータ３０の負圧を制御するた
めの電磁弁３１とが設けられている。

【００２６】タービン２１の上流側において排気通路２
０には、排気ガスの一部をＥＧＲとして吸気通路１０に
還流させるための排気還流通路２３（以下、「ＥＧＲ通
路２３」という。）が接続されている。、そして、ＥＧ
Ｒ通路２３の下流端は、吸気絞り弁１４の下流側におい
て吸気通路１０に接続されている。ＥＧＲ通路２３の下
流側部分には、弁開度が調節可能な負圧作動式の排気還
流量調節弁２４（以下、「ＥＧＲ弁２４」という。）が
配設され、このＥＧＲ弁２４とＥＧＲ通路２３とにより
排気ガス還流手段３３が構成されている。なお、排気ガ
ス還流手段３３は、主として、燃料の燃焼温度を低下さ
せてＮＯｘ発生量を低減するために設けられている。

【００２７】ＥＧＲ弁２４は、詳しくは図示していない
が、弁本体がスプリングによって閉弁方向に付勢される
とともに、ダイヤフラム式のアクチュエータ２４ａによ
り開弁方向に駆動され、これによりＥＧＲ通路２３の開
度をリニアに調節する。アクチュエータ２４ａには負圧
通路２７が接続され、この負圧通路２７は負圧制御用の
電磁弁２８を介してバキュームポンプ２９（負圧源）に
接続されている。そして、電磁弁２８は、負圧通路２７
を連通させ又は遮断することによりＥＧＲ弁駆動用の負
圧を調節し、これによりＥＧＲ弁２４が開閉駆動され
る。また、ＥＧＲ弁２４の設置部には、その弁本体の位
置を検出するリフトセンサ２６が設けられている。

【００２８】燃料噴射弁５、高圧燃料供給ポンプ８、吸
気絞り弁１４、ＥＧＲ弁２４、ターボ過給機２５等は、
後で説明するエンジンコントロールユニット３５（以
下、「ＥＣＵ３５」という。）から出力される制御信号
に応じて、その作動状態が制御される。また、ＥＣＵ３
５には、圧力センサ６ａの出力信号と、クランク角セン
サ９の出力信号と、エアフローセンサ１１の出力信号
と、水温センサ１８の出力信号と、運転者によって操作
されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセン
サ３２の出力信号とが入力される。

【００２９】ＥＣＵ３５は、活性状態判定手段３７と、
排気還流制御手段３９と、主噴射制御手段４０と、後噴
射制御手段４１とを備えている。ここで、活性状態判定
手段３７は、排気浄化装置２２（ＮＯｘトラップ触媒）
が活性状態にあるか否かを判定する。排気還流制御手段
３９は、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲ弁２４を駆
動して、排気還流量を制御する。

【００３０】主噴射制御手段４０（主噴射手段）は、エ
ンジンの運転状態に応じて、圧縮行程上死点付近で燃料
噴射弁５から主噴射により噴射される燃料（主噴射燃
料）の噴射状態を制御する。後噴射制御手段４１（後噴
射手段）は、燃料の主噴射時期から膨張行程までの間の
所定時期（主噴射後における膨張行程の所定期間内）
に、主噴射燃焼終了時期（ないしは、拡散燃焼終了時
期）に基づいて、燃料噴射弁５から後噴射により噴射さ
れる燃料（後噴射燃料）の噴射状態を制御する。なお、
後で説明するように、後噴射制御手段４１は、Ｏ_２セン
サ１７によって検出されるＯ_２濃度に基づいて、主噴射
燃焼終了時期を検出・判定し、該判定に基づいて後噴射
を実行する。

【００３１】燃焼室４内からのＲａｗＮＯxの排出量が
多い運転状態、例えばエンジンが中負荷・中回転以上の
運転状態にある場合、あるいは排気浄化装置２２（ＮＯ
ｘトラップ触媒）が不活性状態にある場合等において
は、後噴射は、主噴射後においてＡＴＤＣ（圧縮上死点
後）３０°〜６０°ＣＡ（クランク角）の範囲内におけ
る所定時期に行われる。これにより、大気中へのＮＯx
の放出が抑制（制御）される。

【００３２】このエンジンにおいては、主噴射後の所定
時期に後噴射を行うことにより、主噴射により発生した
煤を低減することができる。この場合、燃焼室４から排
出される煤の量が多くなる傾向にある運転状態では、主
噴射による燃料の拡散燃焼が終了した時点を基準にして
設定された所定時期（エンジン回転数が１５００ｒｐｍ
以上の運転状態では、ＡＴＤＣ３０°〜６０°ＣＡの時
期）に後噴射が行われ、これにより煤の排出量が低減さ
れる。なお、上記の煤の排出量が多い運転状態として
は、例えば、エンジン負荷が中負荷以上の運転状態、エ
ンジン回転数が２０００ｒｐｍ程度の中回転数以上の運
転状態、あるいは排気通路２０にディーゼルパティキュ
レートフィルタ（ＤＰＦ）が設置されている場合におい
てＤＰＦが３００°以下の低温状態にあり、その浄化機
能が低い場合などがあげられる。

【００３３】なお、主噴射とは、要求出力に相当する噴
射量、あるいはそれ以上の噴射量でもって、吸気行程か
ら膨張行程初期の所定時期に行われる噴射である。この
主噴射により燃料の全部又は一部の拡散燃焼が行われる
場合は、煤が発生するため、後噴射は、煤を低減するた
めに行われる。この場合、圧縮行程上死点付近から膨張
行程初期にかけての所期時期に主噴射を行えば、軽負荷
の場合を除き、全ての燃料について拡散燃焼が行われ
る。他方、軽負荷の場合には、一部の燃料について予混
合燃焼が行われ、残りの燃料について拡散燃焼が行われ
る。

【００３４】また、主噴射を、吸気行程から圧縮行程上
死点より前にかけて行うと、予混合燃焼が主体となり、
この燃焼の場合、煤はほとんど発生しない。ただし、燃
焼室壁面に付着した燃料が、圧縮行程上死点付近で着火
して拡散燃焼が行われ、煤を発生させる場合もある。し
かしながら、このような場合でも、後噴射により煤を低
減することができる。なお、これには、主噴射が、吸気
行程から圧縮上死点までの所定時期と、圧縮上死点付近
から膨張行程初期までの所定時期との少なくとも２回に
分けて行われる場合も含まれる。

【００３５】以下、このエンジンにおける燃料噴射制御
の制御手法を説明する。まず、図２に示すフローチャー
トを参照しつつ、この燃料噴射制御における基本制御の
制御手法を説明する。図２に示すように、この燃料噴射
制御においては、まずステップＳ１で各センサの検出デ
ータが入力される。続いて、ステップＳ２で、エンジン
の要求トルクに対応する主噴射における燃料噴射量Ｑ_Ｍ
及び主噴射時期Ｉ_Ｍが、予め設定されたマップから読み
出されて設定される。この後、ステップＳ３で、エンジ
ンが定常運転状態にあるか否かが判定される。

【００３６】ステップＳ３でエンジンが定常状態にある
と判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ４で、ＥＣ
Ｕ３５に設けられた活性状態判定手段３７により、排気
浄化装置２２（ＮＯｘトラップ触媒）が所定温度以上の
活性状態にあるか否かが判定される。ここで、排気浄化
装置２２が活性状態にあると判定されれば（ＹＥＳ）、
ステップＳ５で、エンジン負荷が中負荷以上であるか否
かが判定される。そして、エンジン負荷が中負荷以上で
ないと判定されれば（ＮＯ）、ステップＳ６で、エンジ
ン回転数が中回転以上であるか否かが判定される。

【００３７】かくして、ステップＳ４で排気浄化装置２
２（ＮＯｘトラップ触媒）が活性状態でない（不活性状
態である）と判定された場合（ＮＯ）、ステップＳ５で
エンジン負荷が中負荷以上であると判定された場合（Ｙ
ＥＳ）、又はステップＳ６でエンジン回転数が中回転以
上であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ７
で、予め設定されたマップからエンジンの運転状態に対
応する後噴射における燃料噴射量Ｑ_Ｆ及び後噴射時期Ｉ
_Ｆが読み出されて設定される。これにより、主噴射後に
おけるＡＴＤＣ３０°〜６０°ＣＡの範囲内の所定時期
に、後噴射時期が設定される。この後、ステップＳ８
で、燃料の噴射制御が実行される。

【００３８】このように、例えば主噴射後のＡＴＤＣ３
０°〜６０°ＣＡの範囲内で後噴射を行う場合、主噴射
により燃焼室４内に噴射された燃料（主噴射燃料）が予
混合燃焼した後に生じる拡散燃焼が終了した時点（以
下、「拡散燃焼終了時期」という。）で、後噴射により
燃焼室４内に噴射された燃料（後噴射燃料）の燃焼が行
われる。このため、拡散燃焼終了時期に燃焼室４内に存
在する煤と酸素との混合が促進される。このように、着
火し易い状態で、後噴射燃料が噴射されてその燃焼が始
まるため、煤の発生を低減することができる。

【００３９】ここで、拡散燃焼終了時期について詳細に
説明する。拡散燃焼の態様は熱発生率に基づいて求めら
れる。例えば、書籍「内燃機関講義（株式会社養賢堂出
版、長尾不二夫著）」によれば、熱発生率は、次の式１
で表される。

【００４０】 ｄＱ／ｄθ＝Ａ／(Ｋ_θ−１)・[Ｖ_θ・(ｄＰ_θ／ｄθ) ＋Ｋ_θ・Ｐ_θ・(ｄＶ_θ／ｄθ)]……………………式１ Ａ ：熱の仕事当量 Ｋ_θ：比熱比 Ｖ_θ：行程容積 Ｐ_θ：筒内圧力 θ ：クランク角

【００４１】例えば、小野測器株式会社製の燃料解析装
置ＣＢ５６６のマニュアル書によれば、比熱比Ｋ_θは、
次の式２〜式５で表される。 Ｋ_θ＝Ｃｐ／Ｃｖ…………………………………………………………式２ Ｃｐ＝ａｐ＋ｂ・(Ｔ_θ／１００)＋ｃ・(Ｔ_θ／１００)^２ ＋ｄ・(１００／Ｔ_θ)…………………………………………式３ Ｃｖ＝Ｃｐ−(Ａ・Ｒｏ)／Ｍ …………………………………………式４ Ｔ_θ＝(Ｐ_θ・Ｖ_θ)／２９．２７・Ｇ……………………………………式５ Ｃｐ：定圧比熱 Ｃｖ：定容比熱 Ｒｏ：ガス定数 Ｍ ：空気の分子量 Ｔ_θ ：ガス温度 Ｇ ：ガス重量 ａｐ、ｂ、ｃ、ｄ：その他の定数

【００４２】式２〜式５によれば、式１で表される熱発
生率ｄＱ／ｄθは、筒内圧力Ｐ_θと行程容積Ｖ_θとを独
立変数とする関数ｆ（Ｐ_θ，Ｖ_θ）となる。また、行程
容積Ｖ_θを、ボア径Ｂ及びストロークＳに基づいて表す
と、次の式６のようになる。 Ｖ_θ＝（π・Ｂ^２・Ｓ／８）・（１−ｃｏｓθ）………………………式６ したがって、熱発生率ｄＱ／ｄθは、次の式７で表され
る。 ｄＱ／ｄθ＝[ｆ（Ｐ_θ＋Δθ，Ｖ_θ＋Δθ)−ｆ（Ｐ_θ，Ｖ_θ）]／Δθ… …式７ よって、クランク角毎の筒内圧力データがあれば、これ
に基づいて熱発生率を計算することができる。

【００４３】図３（ａ）〜（ｃ）に、それぞれ、ニード
ルリフトパターン（燃料噴射量）が互いに異なる３つの
ケースについて、このようにして求めた熱発生率の経時
変化をグラフで示す。図３（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、主噴射燃料の燃焼に伴って熱発生率が正方向に大き
な値を示した後、拡散燃焼の終了に伴って熱発生率が０
となる。このため、熱発生率がほぼ０となる時点ｔ_１に
基づき、拡散燃焼終了時期を求めることができる。な
お、図３（ａ）〜（ｃ）において、Ａ_１〜Ａ_３（破線）
は、それぞれ、後噴射燃料の燃焼による熱発生率（Ｆ／
ＵＰによる熱発生）を示している。

【００４４】この実施の形態では、このようにして予め
求められた時点ｔ_１の近傍で後噴射燃料の燃焼が開始さ
れるよう、後噴射時期が設定されている。この後噴射時
期は、運転状態に基づいて予め設定された着火遅れ時間
τ_Ｆ（例えば、０.４〜０.７ｍｓの間）を考慮して、ｔ
_１よりもこの着火遅れ時間τ_Ｆ分だけ早く設定されてい
る。着火遅れ時間τ_Ｆは、エンジン排気量、燃料噴射圧
力にもよるが、１０００〜３０００ｃｃクラスのエンジ
ンにおいて、噴射圧力が５０〜２００ＭＰaの場合は、
０.４〜０.７ｍｓ程度となる（運転状態によりまちまち
である）。

【００４５】なお、この後噴射燃料の着火遅れ時間τ_Ｆ
は、圧縮行程上死点付近で行われる主噴射の着火遅れ時
間τ_ｍａｉｎ（約０.１（高回転時）〜０.３ｍｓ（低回
転時））よりも長いが、これは後噴射が圧縮上死点後の
筒内温度が比較的低い温度の時に行われるからである。
また、燃料噴射弁５への噴射駆動信号は、着火遅れ時間
τ_Ｆ、τ_ｍａｉｎに加えて、さらに噴射弁開閉信号から
実際に噴射の開始・終了が起こる間の無効時間（駆動遅
れ時間）も考慮されて、ＥＣＵに記憶されている。

【００４６】拡散燃焼終了時期は、エンジンの運転状態
に応じて変化し、エンジン負荷あるいは回転数が上昇す
るほど、拡散燃焼終了時期が遅くなる傾向がある。例え
ば、エンジン回転数が２０００ｒｐｍに制御されるとと
もに、平均有効圧力Ｐｅが０.５７ＭＰａに制御される
中負荷・中回転時に、クランク角に対応するシリンダ内
の圧力変化と、シリンダの容積変化とに基づき、燃焼室
４内の熱発生率を熱力学的に計算してグラフ化すると、
図３（ｂ）に示すようになる。この場合、、ピストンの
圧縮上死点近傍で噴射された主噴射燃料の予混合燃焼に
よる熱発生Ｙと、これとほぼ同程度の拡散燃焼による熱
発生Ｋとが生じる。そして、ＡＴＤＣ３５°ＣＡ程度よ
り約０.５ｍｓ遅れた時点ｔ_１で、拡散燃焼が終了する
ことが確認されている。

【００４７】これに対して、例えば、エンジン回転数が
２５００ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐ
ｅが０.９ＭＰａに制御される高負荷・高回転時には、
図３（ｃ）に示すように、主噴射燃料の予混合燃焼によ
る熱発生Ｙに比べて、かなりの長期間にわたって拡散燃
焼による熱発生Ｋが生じる。この場合、拡散燃焼は、Ａ
ＴＤＣ４７°ＣＡ程度より約０.７ｍｓ遅れた、かなり
遅い時点ｔ_１で終了することが確認されている。

【００４８】なお、例えば、エンジン回転数が１５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
３ＭＰａに制御される低負荷・低回転時には、図３
（ａ）に示すように、主噴射燃料の予混合燃焼と拡散燃
焼とを熱発生状態によって区別することは困難である。
この場合、ＡＴＤＣ３０°ＣＡ程度より約０.６ｍｓ遅
れた、比較的に早い時点ｔ_１で燃焼が終了することが確
認されている。

【００４９】次に、拡散燃焼終了時期付近で後噴射を開
始することによる煤の低減効果について説明する。図４
（ａ）に、エンジン回転数が１５００ｒｐｍに制御され
るとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.３ＭＰａに制御さ
れたエンジンの低負荷・低回転時において、主噴射後に
後噴射時期を種々変化させて煤の発生量を測定した結果
を示す。図４（ａ）に示すように、後噴射時期を、主噴
射後においてＡＴＤＣ３０°ＣＡ以降に設定した場合、
煤の発生量が顕著に低減される。

【００５０】図４（ｂ）に、エンジン回転数が２０００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
５７ＭＰａに制御された中負荷・中回転時において、主
噴射後に後噴射時期を種々変化させて煤の発生量を測定
した結果を示す。図４（ｂ）に示すように、後噴射時期
を、主噴射後においてＡＴＤＣ３５°ＣＡ以降に設定し
た場合、煤の発生量が顕著に低減される。

【００５１】図４（ｃ）に、エンジン回転数が２５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
９ＭＰａに制御された高負荷・高回転時において、主噴
射後に後噴射時期を種々変化させて煤の発生量を測定し
た結果を示す。図４（ｃ）に示すように、後噴射時期
を、主噴射後においてＡＴＤＣ４７°以降に設定した場
合、煤の発生量が顕著に低減される。なお、上記測定で
は、エンジン負荷を一定に設定するとともに、主噴射燃
料量に対する後噴射燃料量の比率を２０％に設定してい
る。図４（ａ）〜図４（ｃ）において、縦軸のＳは、後
噴射を行わない場合の煤発生量（以下、「基準値」とい
う。）を示している。なお、後で説明するＨＣ量（図
５）、燃費率（図６）、ＮＯｘ量（図７）の場合も同様
である。

【００５２】図８（ａ）中の実線のグラフは、エンジン
回転数が１５００ｒｐｍに制御されるとともに、平均有
効圧力Ｐｅが０.３ＭＰａに制御された低負荷・低回転
時に、主噴射燃料の拡散燃焼終了時点の近傍よりも着火
遅れ分だけ進角した時点であると考えられるＡＴＤＣ３
０°ＣＡの時点で後噴射を行った場合において、主噴射
燃料量に対する後噴射燃料量の比率（以下、「後噴射割
合」という。）を１０〜４５％の範囲内で種々変化させ
て煤の発生量を測定した結果を示す。図８（ａ）中に実
線で示すように、後噴射割合の増加に伴って煤発生量が
減少する。これに対して、図８（ａ）中に破線で示すよ
うに、拡散燃焼終了時期より前であると考えられるＡＴ
ＤＣ８°ＣＡの時点で後噴射を行った場合は、後噴射量
割合の増大に伴って煤発生量が増加する。

【００５３】図８（ｂ）に、エンジン回転数が２０００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
５７ＭＰａに制御された中負荷・中回転時において、拡
散燃焼終了時点の近傍よりも着火遅れ分だけ進角した時
点であると考えられるＡＴＤＣ３５°ＣＡの時点と、拡
散燃焼終了時期より前であると考えられるＡＴＤＣ２０
°ＣＡの時点とで後噴射を行って、図８（ａ）の場合と
同様に煤の発生量を測定した結果を示す。

【００５４】図８（ｃ）に、エンジン回転数が２５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
９ＭＰａに制御された高負荷・高回転時において、拡散
燃焼終了時期の近傍よりも着火遅れ分だけ進角した時点
であると考えられるＡＴＤＣ４８°ＣＡの時点と、拡散
燃焼終了時期より前であると考えられるＡＴＤＣ２０°
ＣＡの時点とで後噴射を行って、図８（ａ）の場合と同
様に煤の発生量を測定した結果を示す。図８（ｂ）、
（ｃ）から明らかなとおり、図８（ａ）に示す低負荷・
低回転時の場合と同傾向の結果が得られている。

【００５５】上記測定結果によれば、主噴射燃料の拡散
燃焼終了時期を基準にして後噴射時期を設定し、拡散燃
焼終了時期又はその前後近傍で後噴射燃料が着火するよ
うにすれば、燃焼室４内に存在する炭素と酸素とが充分
に混合された状態で後噴射が行われ、炭素が効果的に燃
焼させられ、燃焼室４内から排気通路２０への煤の排出
量が低減されることがわかる。

【００５６】拡散燃焼終了時期は、エンジン負荷あるい
はエンジン回転数等に応じて変化する。このため、例え
ば図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すような、拡散燃焼によ
る熱発生率が０となる時点ｔ_１を、それぞれエンジンの
運転状態が異なる種々の実験データに基づいてマップ化
し、このマップからを読み出すことにより設定すること
ができる。

【００５７】また、燃焼室４内の温度を検出する温度セ
ンサの検出信号、燃焼光センサの検出信号、あるいは燃
焼室４内に存在する電荷が偏った反応性の高い水素や炭
化水素等の量を検出するセンサの検出信号等に基づいて
拡散燃焼状態を判別する燃焼状態判別手段を設けてもよ
い。この場合、燃焼状態判別手段により、主噴射後の温
度が所定温度以下の低温となった否か、燃焼光の発光が
がなくなったか否か、あるいは水素や炭化水素の量が急
減したか否か等を判別することにより、拡散燃焼終了時
期を求め、これを基準にして次の燃焼サイクルでの後噴
射時期を設定するようにしてもよい。さらに、温度セン
サによって検出された気筒内温度から断熱膨張温度を減
算した値の微分値を求め、この微分値が−の値から０に
なった時点を検出することにより、拡散燃焼終了時期を
判別するようにしてもよい。

【００５８】このように、エンジンの運転状態に基づい
て判別された拡散燃焼終了時期に基づいて、この拡散燃
焼終了時期付近（クランク角で±５°以内）の時期、好
ましくは拡散燃焼終了直後に後噴射燃料の燃焼が開始さ
れるように、それぞれの運転状態に応じて燃料の後噴射
の開始時期を設定すれば、エンジンの運転状態に応じて
最適時期に後噴射を行うことができ、煤の排出量を効果
的に低減することができる。

【００５９】以下、このエンジンの燃料噴射制御による
ＮＯx低減効果について説明する。図５（ａ）に、エン
ジン回転数が１５００ｒｐｍに制御されるとともに、平
均有効圧力Ｐｅが０.３ＭＰａに制御された低負荷・低
回転時において、主噴射後のＡＴＤＣ２.５〜５０°Ｃ
Ａの範囲内で後噴射時期を種々変化させてＨＣ量を測定
した結果を示す。図５（ａ）に示すように、後噴射時期
を、主噴射後のＡＴＤＣ３０°ＣＡ以降に設定した場
合、ＨＣ量が顕著に増加する。

【００６０】図５（ｂ）に、エンジン回転数が２０００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
５７ＭＰａに制御された中負荷・中回転時において、後
噴射時期を種々変化させてＨＣ量を測定した結果を示
す。図５（ｂ）に示すように、後噴射時期を、主噴射後
のＡＴＤＣ３５°ＣＡ以降に設定した場合、ＨＣ量が顕
著に増加する。

【００６１】図５（ｃ）に、エンジン回転数が２５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
９ＭＰａに制御された高負荷・高回転時において、後噴
射時期を種々変化させてＨＣ量を測定した結果を示す。
図５（ｃ）に示すように、後燃料時期を、主噴射後のＡ
ＴＤＣ４５°ＣＡ以降に設定した場合、ＨＣ量が顕著に
増加する。上記測定では、エンジン負荷を一定に制御す
るとともに、主噴射燃料量に対する後噴射燃料量の比率
をそれぞれ２０％に設定している。なお、図５（ａ）〜
図５（ｃ）において、縦軸のＳは、ＨＣ量の基準値を示
している。

【００６２】上記測定結果によれば、主噴射後のＡＴＤ
Ｃ３０°ＣＡ以降に後噴射を行った場合、ＨＣ量が増加
してＮＯxの還元剤となる電荷が偏った反応性の高い水
素や炭化水素量が増加し、燃焼室４内から排気通路２０
へのＲａｗＮＯxの排出量を低減することができること
がわかる。

【００６３】図６（ａ）〜図６（ｃ）に、それぞれ、低
負荷・低回転時と、中負荷・中回転時と、高負荷・高回
転時とにおいて、後噴射時期を種々変化させて燃費率
（燃料消費率）を測定した結果を示す。なお、図６
（ａ）〜図６（ｃ）において、縦軸のＳは、燃費率の基
準値を示している。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すよう
に、後噴射時期が遅くなるほど燃費率が悪化することが
わかる。これは、後噴射時期を遅くするほど、後噴射燃
料がエンジン出力の向上に寄与しなくなるからである。
したがって、燃費が悪化するのを防止するには、後噴射
時期を、主噴射後のＡＴＤＣ６０°ＣＡ以前に設定する
のが好ましい。かくして、例えば、主噴射後のＡＴＤＣ
３０〜６０°ＣＡの範囲内における所定時期に後噴射を
行うことにより、燃費性能を悪化させることなく、大気
中へのＮＯxの放出を効果的に防止して排気ガスを浄化
できる。

【００６４】図７（ａ）〜図７（ｃ）に、それぞれ、低
負荷・低回転時と、中負荷・中回転時と、高負荷・高回
転時とにおいて、後噴射時期を種々変化させてＮＯｘ排
出量を測定した結果を示す。なお、図７（ａ）〜図７
（ｃ）において、縦軸のＳは、ＮＯｘ排出量の基準値を
示している。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、主
噴射後のＡＴＤＣ３０〜６０°ＣＡの範囲内における所
定時期に後噴射を行うことにより、燃費を悪化させるこ
となく、大気中へのＮＯxの放出を効果的に防止して排
気ガスを浄化することができる。上記測定では、排気還
流率は一定となるように制御されている。排気還流制御
手段３９による排気ガスの還流制御が実行されると、後
噴射によって生じる排圧上昇によるＥＧＲ効果によりＲ
ａｗＮＯxの発生量が変化し、後噴射によるＲａｗＮＯx
の低減効果を正確に確認することが困難となるからであ
る。

【００６５】なお、後噴射時期を、クランク角に応じて
設定するのではなく、タイマに基づいて設定される時間
に応じて設定してもよい。この場合、主噴射後において
圧縮上死点後の１.２〜４ｍｓの範囲内における所定時
期に後噴射を行うことにより、燃費を悪化させることな
く、大気中へのＮＯxの放出を効果的に防止することが
できる。

【００６６】このように、このエンジンの燃料噴射制御
によれば、煤の発生量の低減と、ＮＯxの発生量の低減
とを両立させるでき、かつ後噴射時期を主噴射後の拡散
燃焼終了時期を基準にして設定して燃費性能を向上させ
ることができる。例えば、エンジン回転数が１５００ｒ
ｐｍで低負荷の場合は、拡散燃焼終了時期はＡＴＤＣ３
０°ＣＡより約０.５ｍｓ遅れた時点である。したがっ
て、煤の発生量及びＮＯxの発生量を低減するには、後
噴射時期を、ＡＴＤＣ３０°ＣＡ付近、例えばＡＴＤＣ
２７〜３５°ＣＡに設定すればよく、最適な時期はＡＴ
ＤＣ３０°ＣＡである。

【００６７】エンジン回転数が２０００ｒｐｍで中負荷
の場合は、拡散燃焼終了時期はＡＴＤＣ３５°ＣＡより
約０.５ｍｓ遅れた時点である。したがって、後噴射時
期を、ＡＴＤＣ３５°ＣＡ付近、例えばＡＴＤＣ３３〜
４０°ＣＡに設定すればよく、最適な時期はＡＴＤＣ３
５°ＣＡである。また、エンジン回転数が２５００ｒｐ
ｍで高負荷の場合は、拡散燃焼終了時期はＡＴＤＣ４７
°ＣＡより約０．７ｍｓ遅れた時点である。したがっ
て、後噴射時期を、ＡＴＤＣ４７°付近、例えばＡＴＤ
Ｃ４５〜４８°ＣＡに設定すればよく、最適な時期はＡ
ＴＤＣ４７°ＣＡである。

【００６８】また、排気ガスにより駆動されて吸気を過
給するターボ過給機２５を備えたこのディーゼルエンジ
ンでは、上記のように、主噴射後に所定量の燃料が後噴
射されると排気ガス圧力が上昇してターボ過給機２５の
過給作用が高められる。その結果、燃焼室４内に導入さ
れる新気量が増大され、これにより燃焼室４内に残存す
る炭素の燃焼が促進され、煤の発生が効果的に抑制され
る。そして、ターボ過給機２５の過給作用により吸入空
気量が増大すると、主噴射燃料の拡散燃焼終了時期が早
くなる傾向がある。このため、この拡散燃焼終了時期に
応じて後噴射時期を補正することにより、煤の発生を効
果的に抑制して排気通路２０に排出される煤の導出量
を、より低減することができる。

【００６９】また、ターボ過給機２５を備えたこのディ
ーゼルエンジンには、排気ガスの一部を吸気系に還流さ
せる排気ガス還流手段３３が設けられている。ここで、
ＥＣＵ３５に設けられた排気還流制御手段３９により排
気ガスの還流率を目標値に追従するようフィードバック
制御する場合、ターボ過給機２５の過給作用により吸入
空気量が増大すると、これに対応して吸気系に還流され
る排気ガスが増量される。このため、燃焼室４内から排
気通路２０へＲａｗＮＯxの排出量が、さらに効果的に
低減される。

【００７０】さらに、排気通路２０に介設された排気浄
化装置２２内のＮＯxトラップ触媒が不活性状態にある
場合、拡散燃焼終了時期を基準にして後噴射時期を設定
するといった制御を行えば、上記のとおり、燃焼室４内
で反応性の高い炭化水素量等を増大させてＲａｗＮＯx
を低減する作用と、炭素の燃焼を促進させて煤の排出量
を低減する作用とが同時に得られる。

【００７１】とくに、ＮＯｘトラップ触媒が活性状態に
ある場合は、ＮＯxトラップ触媒に供給される還元剤の
量が充分に確保される時期、すなわちＡＴＤＣ６０°〜
１８０°ＣＡの範囲内における所定時期に後噴射時期を
設定する一方、ＮＯxトラップ触媒が不活性状態にある
場合は、後噴射時期を進角させることにより拡散燃焼終
了時期に対応させて後噴射を行うようにしてもよい。こ
のようにすれば、ＮＯxトラップ触媒の活性時には、そ
の浄化作用により大気中へのＮＯxの放出を抑制するこ
とができる。他方、ＮＯxトラップ触媒の不活性時に
は、燃焼室４内における反応性の高い炭化水素量を増大
させるなどして、燃焼室４から排気通路２０へのＮＯx
排出量を効果的に低減することができる。

【００７２】前に説明した図８（ａ）〜図８（ｃ）中に
実線で示すように、実験に基づく後噴射割合と煤発生量
との対応関係によれば、低負荷・低回転時、中負荷・中
回転時及び高負荷・高回転時のいずれの運転状態におい
ても、後噴射割合を大きくすればするほど、煤の発生を
抑制することができることがわかる。

【００７３】図９（ａ）に、エンジン回転数が１５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
３ＭＰａに制御された低負荷・低回転時に、ＡＴＤＣ３
０°ＣＡの時点とＡＴＤＣ８°ＣＡの時点とで後噴射を
行った場合において、後噴射割合を種々変化させてＨＣ
量を測定した結果を示す。図９（ａ）中に実線で示すよ
うに、拡散燃料終了時期付近であるＡＴＤＣ３０°ＣＡ
の時点で後噴射を行った場合、後噴射割合の増加に伴っ
てＨＣ量が増加する。これに対して、図９（ａ）中に破
線で示すように、拡散燃料終了時期よりかなり前のＡＴ
ＤＣ８°ＣＡの時点で後噴射を行った場合は、ＨＣ量は
ほとんど変化しない。

【００７４】図９（ｂ）に、エンジン回転数が２０００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
５７ＭＰａに制御された中負荷・中回転時において、Ａ
ＴＤＣ３５°ＣＡの時点とＡＴＤＣ２０°ＣＡの時点と
で後噴射を行って、図９（ａ）の場合と同様にＨＣ量を
測定した結果を示す。この場合も、図９（ｂ）中に実線
で示すように、拡散燃料終了時期付近であるＡＴＤＣ３
５°ＣＡの時点で後噴射を行った場合は、後噴射割合の
増加に伴ってＨＣ量が増加する。これに対して、図９
（ｂ）中に破線で示すように、拡散燃料終了時期よりか
なり前のＡＴＤＣ２０°ＣＡの時点で後噴射を行った場
合は、ＨＣ量は後噴射割合に対して単調には増加・減少
しない。

【００７５】図９（ｃ）に、エンジン回転数が２５００
ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが０.
９ＭＰａに制御された高負荷・高回転時において、ＡＴ
ＤＣ４８°ＣＡの時点とＡＴＤＣ２０°ＣＡの時点とで
後噴射を行って、図９（ａ）の場合と同様にＨＣ量を測
定した結果を示す。この場合は、いずれにおいても、Ｈ
Ｃ量は後噴射割合に対して単調には増加・減少しない。

【００７６】図１０（ａ）に、エンジン回転数が１５０
０ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが
０.３ＭＰａに制御された低負荷・低回転時において、
ＡＴＤＣ３０°ＣＡの時点とＡＴＤＣ８°ＣＡの時点と
で後噴射を行った場合において、後噴射割合を種々変化
させて燃費率を測定した結果を示す。図１０（ａ）中に
破線で示すように、拡散燃料終了時期よりかなり前のＡ
ＴＤＣ８°ＣＡの時点で後噴射を行った場合、後噴射割
合の増大に対して燃費率はほとんで変化しない。これに
対して、図１０（ａ）中に実線で示すように、拡散燃焼
終了時期付近で後噴射燃料の燃焼が行われると考えられ
るＡＴＤＣ３０°ＣＡの時点で後噴射を行った場合に
は、後噴射割合の増加に伴って、燃費率が顕著に悪化す
る。

【００７７】図１０（ｂ）に、エンジン回転数が２００
０ｒｐｍに制御されるとともに、平均有効圧力Ｐｅが
０.５７ＭＰａに制御された中負荷・中回転時におい
て、ＡＴＤＣ３５°ＣＡの時点とＡＴＤＣ２０°ＣＡの
時点とで後噴射を行って、図１０（ａ）の場合と同様に
燃費率を測定した結果を示す。また、図１０（ｃ）に、
エンジン回転数が２５００ｒｐｍに制御されるととも
に、平均有効圧力Ｐｅが０.９ＭＰａに制御された高負
荷・高回転時において、ＡＴＤＣ４８°ＣＡの時点とＡ
ＴＤＣ２０°ＣＡの時点とで後噴射を行って、図１０
（ａ）の場合と同様に燃費率を測定した結果を示す。図
１０（ｂ）、（ｃ）から明らかなとおり、図１０（ａ）
に示す低負荷・低回転時の場合と同傾向の結果が得られ
ている。

【００７８】したがって、拡散燃焼終了時期を基準にし
て後噴射時期を設定し、拡散燃焼終了時期、又はその前
後付近で後噴射燃料が着火するようにすれば、後噴射燃
料量を、総燃料噴射量の０.２％〜５０％に、好ましく
は１５％〜３５％の範囲内に設定することにより、燃費
を悪化させることなく、煤の発生量を効果的に低減する
ことができる。

【００７９】なお、この実施の形態では、ＮＯxトラッ
プ触媒の活性状態や、エンジン負荷及びエンジン回転数
に応じて後噴射を実行するようにしているが、後噴射の
実行形態はこれに限られず、種々の変形が可能である。
例えば、エンジンの全ての運転状態で燃料の後噴射を実
行するようにしてもよい。

【００８０】以下、図１１〜図１４に示すフローチャー
トを参照しつつ、エンジンの燃料噴射制御における、後
噴射時期を拡散燃焼終了時期に基づいて設定して後噴射
を実行するための制御ルーチンと、後噴射時期の異常診
断ルーチンとを説明する。まず、この制御の基本概念を
説明する。

【００８１】図１５に示すように、後噴射時期を主噴射
による熱発生率が高い時に設定すると、燃え残りが存在
するためＯ_２濃度は高いが、熱発生率が高いときからほ
ぼ０になる時期に設定すると、燃え残りが燃焼されてＯ
_２濃度は低くなる。その後、後噴射時期を、熱発生率が
ほぼ０になってから遅れた時期に設定すると、燃焼性が
悪化してＯ_２濃度は高くなる。したがって、このＯ_２濃
度が低下する時点が拡散燃焼終了時期とほぼ一致するこ
とになる。そこで、このＯ_２濃度が低下する時点より、
後噴射燃料の着火遅れ分だけ前の時刻ｔ_Ｂで後噴射を実
行する。このように、後噴射時期を拡散燃焼終了時期付
近に精度よく設定して後噴射を実行することができるの
で、煤及びＨＣの発生量を大幅に低減することができ
る。なお、Ｏ_２濃度はリニアＯ_２センサ１７によって時
々刻々検出される。したがって、リニアＯ_２センサ１７
は、気筒毎のＯ_２濃度を検出することができる。

【００８２】以下、具体的な制御方法を説明する。図１
１に示すように、この制御ルーチンにおいては、まずス
テップＳ１１で各種データが入力された後、ステップＳ
１２で、アクセル開度αと車速Ｖとに基づいて目標トル
クＴｒが設定（セット）される。図１６（ａ）に示すよ
うに、目標トルクＴｒは、アクセル開度αが大きいとき
ほど、また車速Ｖが高いときほど大きくなるように設定
される。

【００８３】次に、ステップＳ１３で、主噴射燃料量Ｑ
_Ｍ及び後噴射燃料量Ｑ_Ｆがセットされる。図１６（ｂ）
に示すように、アイドル領域と、高負荷又は高回転であ
る領域とでは、後噴射燃料量Ｑ_Ｆは０に設定される。そ
して、低中負荷・低中回転領域では、後噴射燃料量Ｑ_Ｆ
は所定の値（＞０）にセットされる。ただし、低中負荷
・低中回転領域内において、煤（Ｒａｗスモーク）の発
生量が増大する高負荷・高回転側の領域では、煤の発生
量が所定値以下となるように、後噴射燃料量Ｑ_Ｆはより
大きい値に設定される。

【００８４】そして、ステップＳ１４で主噴射時期Ｉ_Ｍ
及び後噴射時期Ｉ_Ｆが読みこまれ（セットされ）、続い
てステップＳ１５で上記燃料噴射量Ｑ_Ｍ、Ｑ_Ｆと、上記
噴射時期Ｉ_Ｍ、Ｉ_Ｆとでもって、主噴射及び後噴射が実
行される。この後、ステップＳ１１に復帰する。

【００８５】前記のとおり、拡散燃焼終了時期ないしは
後噴射時期Ｉ_Ｆは、リニアＯ_２センサ１７によって時々
刻々検出されるＯ_２濃度に基づいて検出ないしは設定さ
れ、かつ学習補正される（以下、「学習補正ルーチン」
という。）。以下、図１２及び図１３に示すフローチャ
ートに従って、学習補正ルーチンチンの具体的な制御手
法を説明する。図１２及び図１３に示すように、この学
習補正ルーチンでは、まずステップＳ２１で各種データ
が入力される。

【００８６】続いて、ステップＳ２２とステップＳ２３
とで、それぞれ、エンジンが定常状態であるか否かと、
後噴射燃料量Ｑ_Ｆが設定値_ＱＦ０を超えているか否かと
が判定される。エンジンが定常状態であるか否かは、ア
クセル開度αの時間に対する変化率Δαが、所定の設定
値Δα_０未満であるか否かで判定される。

【００８７】ステップＳ２２でエンジンが定常状態でな
いと判定された場合は（ＮＯ）、学習補正ルーチンを実
行するのに適した状態ではないので、ステップＳ２１に
復帰する。このとき、後で説明するＯ_２濃度なまし処理
はリセットされる。また、ステップＳ２３で後噴射燃料
量Ｑ_Ｆが設定値_ＱＦ０以下であると判定された場合も
（ＮＯ）、学習補正ルーチンを実行するのに適した状態
ではないので、ステップＳ２１に復帰する。後噴射燃料
量Ｑ_Ｆが少ないときは、拡散燃料終了時期におけるＯ_２
濃度の変化（低下）が小さく、その検出精度が低いから
である。

【００８８】他方、ステップＳ２２でエンジンが定常状
態であると判定され（ＹＥＳ）、かつステップＳ２３で
後噴射燃料量Ｑ_Ｆが設定値_ＱＦ０を超えていると判定さ
れた場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２４でＯ_２濃度なま
し処理が行われる。このＯ_２濃度なまし処理は、全気筒
（例えば、４気筒）の排気ガスがリニアＯ_２センサ１７
を通過したときの平均値である（１〜１０００気行の間
で設定可能である）。

【００８９】次に、ステップＳ２５で、全気筒分のＯ_２
濃度なまし処理が完了したか否かが判定される。なお、
Ｏ_２濃度のレスポンスが比較的遅いため、例えばエンジ
ンが４気筒エンジンであれば、４気筒分のＯ_２濃度に基
づいて、次の４気筒の補正値Ａ（ステップＳ３５〜Ｓ３
８参照）がセットされる（１〜１０００気行の間で設定
可能である）。ステップＳ２５で全気筒分のＯ_２濃度な
まし処理が完了していないと判定された場合は（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ２１に復帰する。

【００９０】他方、ステップＳ２５で、全気筒分のＯ_２
濃度なまし処理が完了していると判定された場合は（Ｙ
ＥＳ）、ステップＳ２６で、このＯ_２濃度なまし値が、
今回のＯ_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ）とされる。続いて、
ステップＳ２７で、前回補正された後噴射時期Ｉ_Ｆが、
今回の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ）とされる。

【００９１】次に、ステップＳ２８で、今回のＯ_２濃度
なまし値Ｏ_２（ｎ）が設定値Ｏ_２０を超えているか否か
が判定される。超えていなければ（ＮＯ）、ステップＳ
３１でＯ_２濃度なまし値がリセットされた後、ステップ
Ｓ２１に復帰する。他方、ステップＳ２８で、今回のＯ
_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ）が設定値Ｏ_２０を超えている
と判定された場合は（ＹＥＳ）、Ｏ_２濃度が高く、後噴
射燃料は拡散燃焼終了時期ちょうどに着火していないも
のと判定し、ステップＳ２９で、今回のＯ_２濃度なまし
値Ｏ_２（ｎ）から前回のＯ_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ−
１）を減算することにより、Ｏ_２濃度なまし値偏差ΔＯ
_２が演算される。続いて、ステップＳ３０で、最新の４
気筒分の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ）から１順前の４気筒分の
後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ−１）を減算することにより、後噴
射時期偏差ΔＩ_Ｆが演算される。

【００９２】この後、ステップＳ３２で、Ｏ_２濃度なま
し値偏差ΔＯ_２が０を超えているか否かが判定される。
ここで、Ｏ_２濃度なまし値偏差ΔＯ_２が０を超えていれ
ば（ＹＥＳ）、すなわちＯ_２濃度が上昇していれば、ス
テップＳ３３で後噴射時期偏差ΔＩ_Ｆが進角値であるか
否かが判定される。そして、進角値であれば（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ３５で今回の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ）に
所定値Ａが加算され、補正された後噴射時期Ｉ_Ｆが演算
される。すなわち、後噴射時期が進角したときにＯ _２濃
度が上昇しているので、後噴射時期Ｉ_ＦがＡだけ遅角
（リタード）され、拡散燃料終了時期に近づけられる。

【００９３】他方、進角値でなければ（ＮＯ）、すなわ
ち遅角値であれば、ステップＳ３６で今回の後噴射時期
Ｉ_Ｆ（ｎ）から所定値Ａが減算され、補正された後噴射
時期Ｉ_Ｆが演算される。すなわち、後噴射時期が遅角し
たときにＯ_２濃度が上昇しているので、後噴射時期Ｉ_Ｆ
がＡだけ進角（アドバンス）され、拡散燃料終了時期に
近づけられる。

【００９４】他方、ステップＳ３２でＯ_２濃度なまし値
偏差ΔＯ_２が０以下であると判定された場合（ＮＯ）、
すなわちＯ_２濃度が減少していれば、ステップＳ３４で
後噴射時期偏差ΔＩ_Ｆが進角値であるか否かが判定され
る。そして、進角値であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３
７で今回の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ）から所定値Ａが減算さ
れ、補正された後噴射時期Ｉ_Ｆが演算される。すなわ
ち、後噴射時期が進角したときにＯ_２濃度が低下してい
るので、後噴射時期Ｉ_ＦがＡだけ進角され、拡散燃料終
了時期に近づけられる。これに対して、ステップＳ３４
で進角値でなければ（ＮＯ）、すなわち遅角値であれ
ば、ステップＳ３８で今回の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ）に所
定値Ａが加算され、補正された後噴射時期Ｉ_Ｆが演算さ
れる。すなわち、後噴射時期が遅角したときにＯ_２濃度
が低下しているので、後噴射時期Ｉ_ＦがＡだけ遅角さ
れ、拡散燃料終了時期に近づけられる。

【００９５】このようにして後噴射時期Ｉ_Ｆが補正され
た後、ステップＳ３９でＩ_Ｆガード処理が行われる。こ
こで、Ｉ_Ｆガード処理とは、過度な補正（行き過ぎ）を
防止するために、後噴射時期Ｉ_Ｆがある一定限度を超え
ないようにガードする処理である。続いて、ステップＳ
４０で、次回のルーチンに備えて、Ｏ_２濃度なまし値Ｏ
_２及び後噴射時期Ｉ_Ｆが更新される。すなわち、今回の
Ｏ_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ）が前回のＯ_２濃度なまし値
Ｏ_２（ｎ−１）に繰り下げられ、今回の後噴射時期Ｉ_Ｆ
（ｎ）が前回の後噴射時期Ｉ_Ｆ（ｎ−１）繰り下げられ
る。この後、ステップＳ２１に復帰する。

【００９６】ところで、図１２及び図１３は、前記のと
おり、燃料噴射制御の制御ルーチンを示している。しか
しながら、図１２及び図１３に示すフローチャートの、
ステップＳ２８とステップＳ２９との間に、図１４
（ａ）に示す制御ルーチンを挿入するとともに、ステッ
プＳ３９（Ｉ_Ｆガード処理）を、図１４（ｂ）に示す制
御ルーチンで置き換えれば、後噴射時期の異常診断を行
うことができる（異常診断ルーチンを備える）。

【００９７】このように、後噴射時期の異常診断機能を
付加した場合は、図１４（ａ）に示すように、前記ステ
ップＳ２８が実行された後、ステップＳ５１とステップ
Ｓ５２とで、それぞれ、今回のＯ_２濃度なまし値Ｏ
_２（ｎ）が、後噴射が実際に行われないためにＯ_２濃度
が減少していないものとして、予め設定された設定値Ｏ
_{２ １}を（Ｏ_２１＞Ｏ_２０）超えているか否かと、この状
態が連続しているかとが判定される。ここで、今回のＯ
_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ）が設定値Ｏ_２１を超えてお
り、かつこの状態が連続していれば（両ステップＳ５
１、Ｓ５２でＹＥＳ）、ステップＳ５３で後噴射時期が
異常であると判定され（フォローアップ異常判定）、続
いてステップＳ５４で後噴射燃料量Ｑ_Ｆが強制的に０に
セットされる。このとき、後噴射時期が異常である旨が
報知される。なお、ステップＳ５１あるいはステップＳ
５２で、今回のＯ_２濃度なまし値Ｏ_２（ｎ）が設定値Ｏ
_２１以下であるか、又は設定値Ｏ_２１を超える状態が連
続していなければ、前記ステップＳ２９が実行される。

【００９８】また、図１４（ｂ）に示すように、前記ス
テップＳ３５〜Ｓ３８のいずれか１つが実行された後、
ステップＳ５５とステップＳ５６とで、それぞれ、後噴
射時期Ｉ_Ｆが上限値Ｉ_Ｆｍａｘを超えているか否かと、
後噴射時期Ｉ_Ｆが下限値Ｉ_{Ｆ ｍｉｎ}未満であるかとが判
定される。ここで、後噴射時期Ｉ_Ｆが上限値Ｉ_{Ｆｍａ ｘ}
を超えているか、又は下限値Ｉ_Ｆｍｉｎ未満であれば、
（ステップＳ５５、Ｓ５６のいずれか一方がＹＥＳ）、
ステップＳ５７で後噴射時期が異常であると判定され
（フォローアップ異常判定）、続いてステップＳ５８で
後噴射燃料量Ｑ_Ｆが強制的に０にセットされる。このと
き、後噴射時期が異常である旨が報知される。なお、ス
テップＳ５５及びステップＳ５６で、後噴射時期Ｉ_Ｆが
上限値Ｉ_{Ｆ ｍａｘ}以下であり、かつ下限値Ｉ_Ｆｍｉｎ以
上であると判定された場合は、前記ステップＳ４０が実
行される。

【００９９】以上、本発明によれば、主噴射燃料の燃焼
が終了する時期を容易かつ迅速に検出ないしは判定する
ことができ、この時期付近で後噴射を実行することがで
き、煤及びＨＣの発生量を大幅に低減することができる
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置、ないしは該燃料噴
射装置の異常診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる燃料噴射装置及びその異常診
断装置を備えた直噴ディーゼルエンジンのシステム構成
図である。

【図２】 図１に示すエンジンにおける燃料噴射制御の
基本的な制御方法を示すフローチャートである。

【図３】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、燃焼室内にお
ける熱発生率の経時変化を示すタイムチャートである。

【図４】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射時期と
煤発生量との関係を示すグラフである。

【図５】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射時期と
排気ガス中のＨＣ量との関係を示すグラフである。

【図６】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射時期と
燃費率との関係を示すグラフである。

【図７】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射時期と
排気ガス中のＮＯｘ量との関係を示すグラフである。

【図８】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射割合と
煤発生量との関係を示すグラフである。

【図９】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射割合と
排気ガス中のＨＣ量との関係を示すグラフである。

【図１０】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、後噴射割合
と燃費率との関係を示すグラフである。

【図１１】 後噴射時期を設定するための燃料噴射制御
の制御方法を示すフローチャートである。

【図１２】 後噴射時期学習補正ルーチンのフローチャ
ートの一部である。

【図１３】 後噴射時期学習補正ルーチンのフローチャ
ートの一部である。

【図１４】 （ａ）及び（ｂ）は、後噴射時期異常診断
ルーチンのフローチャートである。

【図１５】 主噴射と後噴射とが行われたときの、熱発
生量及びＯ_２濃度の経時変化を示すグラフである。

【図１６】 （ａ）は車速とアクセル開度とをパラメー
タとする目標トルクマップの特性を示す図であり、
（ｂ）はエンジン回転数と目標トルクとをパラメータと
する後噴射燃料量マップの特性を示す図である。

【符号の説明】

１…エンジン本体、２…気筒、３…ピストン、４…燃焼
室、５…燃料噴射弁、６…コモンレール、７…クランク
軸、８…高圧燃料供給ポンプ、９…クランク角センサ、
１０…吸気通路、１１…エアフローセンサ、１２…ブロ
ワ、１３…インタークーラ、１４…吸気絞り弁、１７…
リニアＯ_２センサ、２０…排気通路、２１…タービン、
２２…排気浄化装置（ＮＯxトラップ触媒）、２４…Ｅ
ＧＲ弁、２５…ターボ過給機、３３…排気ガス還流手
段、３５…ＥＣＵ（コントロールユニット）、３７…活
性状態判定手段、３９…排気還流制御手段、４０…主噴
射制御手段、４１…後噴射制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝谷 泰荘 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA15 CA03 CA05 CA09 DA10 DA27 EB08 EB17 EB25 FA07 FA10 FA11 FA12 FA17 FA20 FA22 FA23 FA29 FA33 FA38 FA39 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 JA25 JB09 KA08 KA09 KA24 KA25 LA03 LB11 LC07 MA11 MA19 MA23 NA01 NC02 ND21 NE11 NE12 PA01Z PA07Z PA11Z PB05A PB05Z PB08A PB08Z PC03Z PC05Z PD01Z PD04Z PD15A PD15Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PF03Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁
   と、 圧縮行程上死点付近で燃料噴射弁に燃料を噴射させて主
   噴射を実行する主噴射手段と、 主噴射後において膨張行程の所定期間内で、主噴射によ
   り噴射された燃料の燃焼が終了する時期に基づいて燃料
   噴射弁に燃料を噴射させて後噴射を実行する後噴射手段
   とを備えているディーゼルエンジンの燃料噴射装置であ
   って、 排気通路に配置され、排気ガス中の酸素濃度を検出する
   酸素濃度検出手段が設けられていて、 後噴射手段が、酸素濃度検出手段によって検出される酸
   素濃度に基づいて、主噴射手段により噴射された燃料の
   燃焼が終了する時期を判定し、該判定に基づいて後噴射
   を実行することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   噴射装置。
2. 【請求項２】 後噴射手段が、酸素濃度検出手段によっ
   て検出される酸素濃度に基づいて、後噴射実行時におけ
   る酸素濃度が所定値以下となるように、少なくとも後噴
   射時期を補正することを特徴とする請求項１に記載のデ
   ィーゼルエンジンの燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 後噴射手段が、酸素濃度検出手段によっ
   て検出される酸素濃度に基づいて主噴射時期と後噴射時
   期との離隔期間を長くした場合に、後噴射実行時におけ
   る酸素濃度が減少すれば、上記離隔期間が長くなる方向
   に後噴射時期を補正することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 後噴射手段が、酸素濃度検出手段によっ
   て検出される酸素濃度に基づいて主噴射時期と後噴射時
   期との離隔期間を長くした場合に、後噴射実行時におけ
   る酸素濃度が増加すれば、上記離隔期間が短くなる方向
   に後噴射時期を補正することを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの燃料噴射
   装置。
5. 【請求項５】 後噴射手段が、後噴射実行時付近で酸素
   濃度が経時的に減少している場合は上記離隔期間が長く
   なる方向に後噴射時期を強制的に補正し、経時的に増加
   している場合は上記離隔期間が短くなる方向に後噴射時
   期を強制的に補正することを特徴とする請求項３又は４
   に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 後噴射手段が、主噴射手段により噴射さ
   れた燃料の燃焼が終了する時期を判定する際に、後噴射
   燃料量を所定値以上に設定することを特徴とする請求項
   １〜５のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの燃
   料噴射装置。
7. 【請求項７】 燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁
   と、 圧縮行程上死点付近で燃料噴射弁に燃料を噴射させて主
   噴射を実行する主噴射手段と、 主噴射後において膨張行程の所定期間内で、主噴射によ
   り噴射された燃料の燃焼が終了する時期に基づいて燃料
   噴射弁に燃料を噴射させて後噴射を実行する後噴射手段
   とを備えているディーゼルエンジンの燃料噴射装置の異
   常診断装置であって、 排気通路に配置され、排気ガス中の酸素濃度を検出する
   酸素濃度検出手段と、 酸素濃度検出手段によって検出される酸素濃度に基づい
   て、後噴射時期の異常を診断する異常診断手段とが設け
   られていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   噴射装置の異常診断装置。