JP2898769B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置に関し、特に高負荷運転時のスモーク
を低減するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるパティキュレート（微粒子）は、主として可溶性有
機成分（未燃ＨＣ）とスモークとからなり、これら未燃
ＨＣとスモークの低減が特に要請されているが、その有
効な対策は未だ確立されていない。

【０００３】図１１に示すように、低負荷時には燃焼室
ガス温も低いため未燃ＨＣの排出量が多いが、燃料噴射
量も少なく空気量も過剰であるためスモークの排出量は
少ない。これに対して、高負荷時には燃焼室ガス温が高
いため未燃ＨＣの排出量が少なくなるが、燃料噴射量が
多くなって燃料と空気とのミキシングが不十分となるこ
と、また噴射期間が長くなって燃焼速度が低下すること
などの理由により、スモークの排出量が多くなる。従っ
て、低負荷時における未燃ＨＣの発生を抑制するととも
に高負荷時におけるスモークの発生を抑制することが有
効である。

【０００４】ところで、未燃ＨＣの発生を抑制するに
は、噴射圧を低くして噴射燃料の到達距離を小さくする
ことが望ましい。これに対して、スモークの発生を抑制
するには、噴射燃料の噴霧と空気とのミキシングを促進
すること、及び高速燃焼によりカ−ボン粒子の酸化を促
進すること、が望ましい。一方、従来より、噴霧と空気
とのミキシングの為の吸気スワールを発生させる為にヘ
リカル形状の吸気ポートを設けるとともに、低負荷時オ
ーバースワールを抑制する為に各気筒毎に吸気スワール
を打ち消す方向に空気を供給するサブ吸気ポートを設
け、これらサブ吸気ポートを開閉するシャッタ弁を設
け、高負荷時にはシャッタ弁によりサブ吸気ポートを閉
じて吸気スワールを強化しまた低負荷時にはサブ吸気ポ
ートを開いて吸気スワールを抑制するようにした吸気ス
ワール可変機構も実用に供されている。

【０００５】最近、燃料噴射制御を改善する為、例えば
特開平２−３７１５２号公報に示すように、燃料供給系
に、高圧燃料ポンプと、加圧燃料を蓄圧するアキュムレ
ータと、アキュムレータの加圧燃料を受けて燃料を噴射
する電磁切換弁付きユニットインジェクタと、アキュム
レータ内の燃料圧つまり噴射圧力を調節する電磁リリー
フ弁とを設け、噴射圧力をエンジン回転数とアクセル開
度又はエンジン負荷とで決まる運転状態に応じて変化さ
せるようにしたものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記公報のユニットイ
ンジェクタ方式の燃料噴射制御装置など、従来技術では
エンジン回転数とアクセル開度で決まる運転状態に応じ
て噴射圧力を決定し、この噴射圧力と必要な燃料噴射量
とに基いて噴射期間を決定するような制御を採用してい
る。ところで、高負荷運転時には噴霧と空気とのミキシ
ング促進の為、通常噴射圧力が高く設定されるが、噴射
圧力を高くすると噴射燃料の噴霧角が大きくなるが、高
回転時には吸気流速が大きく吸気スワールが強力なの
で、噴霧角が過大になると噴霧と噴霧との重なり合いが
生じて噴霧と空気とのミキシング不良によりスモーク発
生量が増加する。これに対して、低回転時には吸気流速
が小さいので吸気スワールが弱く、噴霧と空気とのミキ
シング不良によりスモーク発生量が増加する。

【０００７】本発明の目的は、高負荷時のスモーク発生
量を低減し得るようなディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置は、図９の機能ブロック
図に示すように、燃料供給系路に介設され噴射圧力を調
節可能な噴射圧力可変手段と、エンジン回転数と負荷と
で規定される運転状態を検出する運転状態検出手段とを
備えたディーゼルエンジンにおいて、運転状態検出手段
で検出された運転状態に基いて、高負荷運転時に吸気流
速が低い程噴射圧力可変手段を介して噴射圧力を高く設
定する噴射圧力制御手段を備えたものである。

【０００９】請求項２に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置は、請求項１に記載のディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置において、前記噴射圧力制御手段
は、高負荷運転時にエンジン回転数が低い程噴射圧力を
高く設定するように構成されたものである。

【００１０】請求項３に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置は、図１０の機能ブロック図に示すよう
に、燃料供給系路に介設され噴射圧力を調節可能な噴射
圧力可変手段と、燃焼室内の吸気スワールの強さを低負
荷運転時に弱くまた高負荷運転時に強く設定する吸気ス
ワール可変手段と、エンジン回転数と負荷とで規定され
る運転状態を検出する運転状態検出手段とを備えたディ
ーゼルエンジンにおいて、運転状態検出手段で検出され
た運転状態に基いて、高負荷運転時に吸気スワールが弱
い程噴射圧力可変手段を介して噴射圧力を高く設定する
噴射圧力制御手段を備えたものである。

【００１１】請求項４に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置は、請求項３に記載のディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置において、前記噴射圧力制御手段
は、エンジン回転数が低回転時には高回転時よりも噴射
圧力を高く設定するように構成されたものである。

【００１２】

【作用】請求項１に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置においては、燃料供給系路に介設され噴射圧力
を調節可能な噴射圧力可変手段と、エンジン回転数と負
荷とで規定される運転状態を検出する運転状態検出手段
とが設けられており、運転状態検出手段で検出された運
転状態に基いて、噴射圧力制御手段によって高負荷運転
時に吸気流速が低い程噴射圧力可変手段を介して噴射圧
力を高く設定するので、吸気流速が低く燃焼室内の吸気
スワールが弱い程、つまり噴霧と空気とのミキシングが
不十分となる程噴射圧力を高く設定することで噴霧の微
粒化を図り且つ噴霧の噴霧角を大きくして噴霧と空気と
のミキシングを促進してスモークの発生を抑制すること
が出来る。

【００１３】請求項２に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置においては、基本的に請求項１と同様の作
用が得られる。加えて、前記噴射圧力制御手段は、高負
荷運転時にエンジン回転数が低い程噴射圧力を高く設定
するように構成されているので、高負荷運転時にエンジ
ン回転数が低く吸気スワールが弱く噴霧と空気とのミキ
シングが不十分となるのに応じて噴射圧力を高く設定す
ることで噴霧の微粒化を図り且つ噴霧の噴霧角を大きく
して噴霧と空気とのミキシングを促進してスモークの発
生を抑制することが出来る。

【００１４】請求項３に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置においては、燃料供給系路に介設され噴射
圧力を調節可能な噴射圧力可変手段と、燃焼室内の吸気
スワールの強さを低負荷運転時に弱くまた高負荷運転時
に強く設定する吸気スワール可変手段とが設けられてお
り、運転状態検出手段で検出された運転状態に基いて、
噴射圧力制御手段によって高負荷運転時に吸気スワール
が弱い程噴射圧力可変手段を介して噴射圧力を高く設定
するので、請求項１と同様に、燃焼室内の吸気スワール
が弱い程、つまり噴霧と空気とのミキシングが不十分と
なる程噴射圧力を高く設定することで噴霧の微粒化を図
り且つ噴霧の噴霧角を大きくして噴霧と空気とのミキシ
ングを促進してスモークの発生を抑制することが出来
る。

【００１５】請求項４に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置においては、基本的に請求項３と同様の作
用が得られる。加えて、前記噴射圧力制御手段は、エン
ジン回転数が低回転時には高回転時よりも噴射圧力を高
く設定するように構成されているので、低回転時吸気流
速が遅く吸気スワールが弱いときに噴射圧力を高く設定
して噴霧角を大きくし、噴霧と空気とのミキシングを促
進してスモークの発生を抑制することが出来る。そし
て、高回転時吸気流速が速く吸気スワールが強いときに
過大な噴射圧力で過大な噴霧角となり、噴霧の重なり合
いによってスモークの発生量が増大するのを防止するこ
とが出来る。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に係るディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置によれば、前記作用の項で説明したよう
に、高負荷運転時に、吸気流速が低く燃焼室内の吸気ス
ワールが弱い程、つまり噴霧と空気とのミキシングが不
十分となる程噴射圧力を高く設定することで噴霧の微粒
化を図り且つ噴霧の噴霧角を大きくして噴霧と空気との
ミキシングを促進してスモークの発生を抑制することが
出来、燃費を改善することが出来る。

【００１７】請求項２に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置によれば、前記作用の項で説明したよう
に、基本的に請求項２と同様の効果が得られる。加え
て、高負荷運転時にエンジン回転数が低いときに噴射圧
力を高く設定することで噴霧の微粒化を図り且つ噴霧の
噴霧角を大きくして噴霧と空気とのミキシングを促進し
てスモークの発生を抑制することが出来る。

【００１８】請求項３に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置によれば、前記作用の項で説明したよう
に、高負荷運転時に、燃焼室内の吸気スワールが弱い
程、つまり噴霧と空気とのミキシングが不十分となる程
噴射圧力を高く設定することで噴霧の微粒化を図り且つ
噴霧の噴霧角を大きくして噴霧と空気とのミキシングを
促進してスモークの発生を抑制することが出来、燃費を
改善することが出来る。

【００１９】請求項４に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置によれば、前記作用の項で説明したよう
に、基本的に請求項３と同様の効果が得られる。加え
て、低回転時吸気流速が遅く吸気スワールが弱いときに
噴射圧力を高く設定して噴霧角を大きくし、噴霧と空気
とのミキシングを促進してスモークの発生を抑制するこ
とが出来る。そして、高回転時吸気流速が速く吸気スワ
ールが強いときに過大な噴射圧力で過大な噴霧角とな
り、噴霧の重なり合いによってスモークの発生量が増大
するのを防止することが出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜図８を
参照しながら説明する。本実施例は、自動車用の４気筒
直列ディーゼルエンジンの燃料噴射システムに本発明を
適用した場合の例である。最初に、図１に基いてディー
ゼルエンジン１の吸気系と排気系について説明すると、
各気筒５０には吸気弁で開閉される吸気ポート開口５１
と排気弁で開閉される排気ポート開口５２が設けられ、
各気筒５０の吸気ポート５３は図１において反時計回り
の吸気スワールを発生させるヘリカル吸気ポートに構成
され、これら吸気ポート５３は吸気マニホールド５４の
分岐吸気管５４ａに夫々接続され、吸気マニホールド５
４が合流した吸気通路５５にはエアクリーナ５６が設け
られ、また各吸気ポート５３に対応させて吸気ポート５
３よりも小径のサブ吸気ポート５７が設けられ、これら
サブ吸気ポート５７は吸気通路５５から分岐したサブ吸
気通路５８に接続され、サブ吸気通路５８にはその通路
を開閉する電磁開閉弁５９が介設されている。前記サブ
吸気ポート５７は低負荷運転状態のときに吸気スワール
を抑制するためのものであり、反時計回りの吸気スワー
ルに対抗する接線方向から燃焼室内に空気を供給するよ
うに形成されている。従って、吸気の主流は吸気ポート
５３から供給されて燃焼室内に反時計回りの吸気スワー
ルを発生させるが、電磁開閉弁５９が開かれてサブ吸気
ポート５７からも空気が供給されるときにはその吸気流
で燃焼室内の吸気スワールが弱められることになる。排
気マニホールド６０の４つの分岐排気管６０ａは排気ポ
ート６１に夫々接続されている。尚、電磁開閉弁５９の
代りに、各サブ吸気ポート５７を夫々開閉する４つの連
動式シャッタ弁とこれらを同期駆動する電動アクチュエ
ータを設けてもよい。

【００２１】次に、図２に基いて燃料噴射システムの全
体構成について説明する。ディーゼルエンジン１（以
下、エンジンという）の燃料噴射システムは、エンジン
１で駆動される高圧燃料ポンプ２と、この燃料ポンプ２
で加圧された燃料を蓄圧するアキュムレータ３と、燃料
ポンプ２からアキュムレータ３へ通ずる燃料通路４に介
設された電磁三方リリーフ弁５と、アキュムレータ３に
燃料供給路６を介して夫々接続されアキュムレータ３か
ら供給される加圧燃料を４つの気筒の燃焼室へ夫々噴射
供給する４組のユニットインジェクタ７と、４組のユニ
ットインジェクタ７の電磁切換弁に駆動パルスを供給す
る駆動回路ユニット８と、コントロールユニット１０
と、センサ類とを備えている。尚、符号９は燃料タンク
である。

【００２２】センサ類としては、アキュムレータ３内の
燃料圧を検出する燃料圧センサ１１と、クランク角の回
転角を電磁ピックアップセンサなどで検出する周知のク
ランク角センサ１２及び基準気筒の基準タイミング（例
えば、吸気ＴＤＣ）を前記同様に検出する周知の基準ク
ランク角センサ１３と、アクセルペダルに連係させて設
けられアクセル踏込量に相当するアクセル開度（これが
エンジンの負荷に相当する）をポテンショメータ等で検
出するアクセル開度センサ１４と、エンジン冷却水の水
温を検出する水温センサ１５と、吸気通路の上流部で吸
入される空気の温度を検出する気温センサ１６及び気圧
を検出する気圧センサ１７などが設けられ、これらセン
サ類１１〜１７の検出信号は夫々コントロールユニット
１０へ供給されている。コントロールユニット１０は、
駆動回路ユニット８へ制御信号を出力することで４組の
ユニットインジェクタ７を制御するとともに、電磁三方
リリーフ弁５のソレノイドへ駆動パルスを出力すること
でアキュムレータ３内の燃料圧つまり噴射圧を制御す
る。

【００２３】ここで、図３に基いて、ユニットインジェ
クタ７の構造について簡単に説明する。ユニットインジ
ェクタ７はインジェクタ本体２０とその上端に取付けら
れた電磁切換弁２１とからなり、インジェクタ本体２０
において、針弁体２２の下端には針弁２３が形成され、
針弁体２２はバネ受け２４を介して第１バネ２５で閉弁
側へ付勢され、シリンダ孔２６にピストン２７と第２バ
ネ２８とバネ受け２９とが装着され、第２バネ２８で下
方へ付勢されるピストン２７のロッド２７ａの下端はバ
ネ受け２４に当接し、バネ受け２９のオリフィス３０は
電磁切換弁２１の制御圧ポート３１に連通している。針
弁体２２の下半部の外周側に出口室３２が形成され、ア
キュムレータ３から燃料供給路６を経て出口室３２に加
圧燃料が供給され、針弁体２２は出口室３２の燃料圧を
受圧して上方へ付勢される。

【００２４】電磁切換弁２１において、制御圧ポート３
１の上側の弁孔３３に第１弁体３４が収容され、第１弁
体３４により制御圧ポート３１とドレン路３５との間が
開閉可能に構成され、第１弁体３４の内室３６は中心孔
３７により制御圧ポート３１に連通しており、第１弁体
３４の上端中央部には第２弁体３８が摺動自在に装着さ
れ、第２弁体３８の下端部で中心孔３７が開閉可能に構
成され、第１弁体３４は閉弁バネ３９で下方へ付勢され
るとともに、ソレノイド４０に通電されると第１弁体３
４は閉弁バネ３９に抗して上昇して開弁し制御圧ポート
３１をドレン路３５に連通させ、これと同時に第２弁体
３８は中心孔３７を閉じるようになっている。第１弁体
３４の中段部の外側には入力ポート４１が形成され、入
力ポート４１は入力路４２で燃料供給路６に接続され、
図示のようにソレノイド４０がＯＦＦで第１弁体３４が
閉弁位置のときに入力ポート４１と内室３６とは第１弁
体３４の入力孔４３で連通される。

【００２５】従って、ソレノイド４０がＯＦＦのときに
は、第１弁体３４が閉位置となって制御圧ポート３１と
ドレン路３５とは遮断されるので、燃料供給路６の加圧
燃料は、入力路４２、入力ポート４１、入力孔４３、内
室３６、中心孔３７、制御圧ポート３１、オリフィス３
０を経て受圧室２６ａに充満し、ピストン２７が下方へ
強力に付勢されるので、ピストン２７で押される針弁体
２２は下限位置となり、噴口４４は針弁２３で閉鎖され
るから、燃料は噴射されない。これに対して、ソレノイ
ド４０に通電されると、第１弁体３４が上昇して開位置
へ移り、第２弁体３８は第１弁体３４に対して相対的に
下降して中心孔３７を閉じるので、受圧室２６ａの燃料
圧がドレン圧まで低下し、針弁体２２は出口室３２の燃
料圧により上昇して噴口４４から燃料噴射が行なわれ
る。

【００２６】次に、図２に示す前記コントロールユニッ
ト１０について説明すると、コントロールユニット１０
は、センサ１１、１４〜１７からの検出信号Ａ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器、センサ１２、１３からの検出信号を
波形整形する回路、入出力インターフェイス、ＣＰＵと
ＲＯＭとＲＡＭとを有するマイクロコンピュータ、電磁
三方リリーフ弁５の為の駆動回路及び電磁開閉弁５９の
為の駆動回路などを備えており、ＲＯＭには後述の燃料
噴射制御の制御プログラム及びこれに付随する後述の種
々のマップ（或いは、テーブル、演算式でもよい）と、
この燃料噴射制御で決定された噴射タイミングと噴射期
間のデータを受けて４つのユニットインジェクタ７を順
々に駆動する燃料噴射実行制御の制御プログラムが予め
入力格納されている。但し、燃料噴射実行制御はクラン
ク角センサ１２から得られるパルス信号と基準クランク
角センサ１３からの基準クランク角のパルス信号とクロ
ックパルス信号などに基いて、各気筒が前記噴射（開
始）タイミングになったか否か常時演算しつつ監視し、
噴射タイミングになる毎に対応するユニットインジェク
タ７に対して前記噴射期間の間噴射を実行させる周知の
一般的な制御であるので、その詳しい説明は省略する。

【００２７】次に、噴射圧力と噴射期間と噴射タイミン
グとを決定する燃料噴射制御について説明する。但し、
この燃料噴射制御装置には電磁開閉弁５９を介してなさ
れる吸気スワール可変制御も含まれている。ディーゼル
エンジン１の負荷を低負荷と高負荷とに大別するものと
して説明すると、低負荷時にも高負荷時にも空気供給量
は十分に多く、低負荷時には燃料噴射量が少ないことか
ら吸気スワールが強すぎる場合には噴霧が空気で希釈さ
れてしまい燃焼性が低下する。そのため、低負荷時には
前記電磁開閉弁５９を開状態に保持し、燃焼室内の吸気
スワールを弱く設定する。噴射圧力に関しては、噴霧の
到達距離を短かくして燃焼性を高める為に、噴射圧力を
低く設定する。

【００２８】一方、高負荷時には燃料噴射量が多くなる
ので、噴霧と空気とのミキシングの促進を図る為に吸気
スワールを強化することが望ましいことから、電磁開閉
弁５９を閉状態に保持する。噴射圧力に関しては、エン
ジン回転数が低くなる程、吸気流速が低くなり、吸気ス
ワールが弱くなることに鑑み、噴射圧力を高くして噴霧
の微粒化と噴霧角の増大を図り、噴霧と空気とのミキシ
ングを促進するものとする。

【００２９】次に、燃料噴射制御の制御プログラムに付
随して予めＲＯＭに格納してあるマップについて簡単に
説明しておく。図４のゾーンマップは、前記電磁開閉弁
５９を開いて吸気スワールを弱くする弱スワールゾーン
（低負荷運転領域）と電磁開閉弁５９を閉じて吸気スワ
ールを強くする強スワールゾーン（高負荷運転領域）と
を示すものである。図５の燃料噴射量Ｑのマップは、エ
ンジン回転数とアクセル開度とをパラメータとする運転
領域の全域についての燃料噴射量Ｑ（各インジェクタの
１回当たりの噴射量）を設定した一例を示すものであ
る。

【００３０】図６の噴射圧力のマップは、運転領域の全
域についての噴射圧力を設定した一例を示すもので、エ
ンジン回転数が一定の状態では負荷の増大に応じて噴射
圧力が高くなり、また負荷が一定の状態ではエンジン回
転数が小さくなる程噴射圧力が高くなるように設定され
ている。図７の噴射タイミングマップは、運転領域の全
域についての噴射タイミング（噴射開始タイミング）を
圧縮ＴＤＣ前のクランク角（ｄｅｇ）で一例を示したも
のである。

【００３１】次に、前述のマップ類を用いてコントロー
ルユニットによって行なわれる燃料噴射制御のルーチン
について図８のフローチャートに基いて説明する。但
し、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、・・・・）は各ステップを
示すものである。エンジンの始動とともに制御が開始さ
れると、ＲＡＭのメモリ等に対して必要な初期設定が実
行され（Ｓ１）、次にセンサ類１１〜１７から各種検出
信号が読込まれ（Ｓ２）、次にクランク角信号に基いて
エンジン回転数Ｎｅが演算され（Ｓ３）、次にこのエン
ジン回転数Ｎｅと検出されたアクセル開度とで決まる現
在の運転状態が図４のゾーンマップの弱スワールゾーン
（つまり、低負荷領域）に入っているか否か判定される
（Ｓ４）。但し、図４のマップを省略してアクセル開度
に基いて判定することも可能である。次にＳ４でＹｅｓ
と判定されたときには、電磁開閉弁５９のソレノイドへ
駆動電流が出力され、電磁開閉弁５９が開状態に保持さ
れる（Ｓ５）。次に現在の運転状態に対応する燃料噴射
量Ｑが図５のマップを用いて演算される（Ｓ７）。但
し、センサ１６、１７で検出される気温と気圧とを用い
て燃料噴射量Ｑに対して温度補正と密度補正とが施され
る。

【００３２】次に現在の運転状態に対応する噴射圧力が
図６のマップを用いて演算され（Ｓ８）、次に燃料噴射
量Ｑ＝定数×噴射期間×噴射圧力の計算式で表されるこ
とから、前記求めた燃料噴射量及び噴射圧力を上記の計
算式に適用して噴射期間が演算され（Ｓ９）、次に現在
の運転状態に対応する噴射タイミングが図７のマップを
用いて演算され（Ｓ１０）、次にＳ１１において、噴射
圧力に対応する駆動パルスが駆動回路を介して電磁三方
リリーフ弁５のソレノイドへ出力されてアキュムレータ
３内の燃料圧が上記のように求めた噴射圧力に調節さ
れ、また噴射タイミングと噴射期間のデータが燃料噴射
実行制御へ出力され、その後Ｓ１１からＳ２へ戻り、Ｓ
２以降が所定微小時間ごとに繰返される。尚、燃料噴射
実行制御においては、各気筒が噴射タイミングになる毎
にその気筒に対応するインジェクタ７のソレノイド４０
へ駆動回路ユニット８を介して駆動電流を噴射期間の間
だけ供給して燃料噴射を実行する。

【００３３】現在の運転状態が高負荷領域つまり強スワ
ールゾーンに入ると、Ｓ４でＮｏと判定されてＳ６へ移
行し、Ｓ６において電磁開閉弁５９への駆動電流の供給
が停止され電磁開閉弁５９が閉状態に保持され、その後
Ｓ７へ移行し、Ｓ７以降が実行される。

【００３４】次に、以上説明した燃料噴射制御の作用に
ついて説明する。低負荷運転状態のときには、噴射圧力
を全体的に低く設定するので、噴射燃料の到達距離が短
くなって燃焼室内の比較的狭い領域での燃焼により燃焼
温度が低下するのが防止され且つシリンダやピストンの
壁面に付着する量が減少するので、未燃ＨＣの発生量が
格段に減少する。そして、負荷の低下に応じて噴射圧力
を低く設定するので、燃料噴射量が少なくなるのに応じ
て噴霧の到達距離を小さくすることが出来、またエンジ
ン回転数の増大に応じて噴射圧力を低く設定するので、
吸気スワールが強くなるのに応じて噴霧の到達距離を小
さくすることにより燃焼性の低下を防止することが出来
る。また、電磁開閉弁５９を開状態に保持して燃焼室内
の吸気スワールを弱くするので、噴霧が空気で希釈され
にくくなり、燃焼性の低下を防ぐことが出来、未燃ＨＣ
の発生を抑制できる。尚、燃料噴射量Ｑも少なく空気過
剰状態故にスモークの発生量は少ない。

【００３５】高負荷運転状態のときには、噴射圧力を全
体的に高く設定するとともに電磁開閉弁５９を閉状態に
保持して燃焼室内の吸気スワールを強く設定するので、
噴霧の微粒化を促進し且つ噴霧と空気とのミキシングを
促進してスモーク発生量を低減することが出来る。そし
て、エンジン回転数が高くなり吸気スワールが強力にな
るのに応じて噴射圧力を低くして噴霧角を小さくするの
で、噴霧の重なり合いによるスモーク発生を防止するこ
とが出来、燃費を改善することが出来る。エンジン回転
数の低下に応じて吸気流速が低下して吸気スワールが弱
くなるのに応じて噴射圧力を高くするので、吸気スワー
ルの弱化により噴霧と空気とのミキシングが低下するの
を噴霧の微粒化と噴霧の粒子の運動エネルギの増大と噴
霧角の増大とで補うことが出来る。そして、負荷の増大
つまり燃料噴射量の増大に応じて噴射圧力を高くするの
で、噴霧の微粒化と噴霧の粒子の運動エネルギの増大と
噴霧角の増大とで噴霧と空気とのミキシングを促進して
スモーク発生を抑制でき、燃費を改善することが出来
る。特に、エンジン回転数が低回転域で負荷が最大負荷
域のときに、燃料噴射量が多いにも拘らず吸気スワール
が弱いことからスモークが多量に発生しやすいのである
が、本願の燃料噴射制御では上記運転領域において噴射
圧力が最も高くなるように設定するので噴霧の微粒化と
噴霧角の拡大と噴霧粒子の運動エネルギの増大により噴
霧と空気とのミキシングを促進してスモーク発生を抑制
することが出来、燃費を改善することが出来る。

【００３６】尚、燃料噴射量のマップと噴射圧力のマッ
プとに基いて予め噴射期間のマップを設定しておくこと
も可能であり、この場合Ｓ７のステップを省略すること
が可能である。尚、前記電磁開閉弁５９の代りに、開度
を連続的に変えることの出来るような電磁制御弁を設
け、中負荷領域において負荷の増大に応じて開度を漸減
させるように構成してもよい。尚、前記実施例は、アキ
ュムレータ３を用いた蓄圧式のユニットインジェクタ７
を設けた場合について説明したが、これに代えて増圧式
のユニットインジェクタ（電気制御式インジェクタを設
けるとともにこれにプランジャ式燃料ポンプと調圧手段
とを夫々付設してなるもの）を設けたものにも、本発明
を同様に適用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るディーゼルエンジンの吸気系と排
気系の構成図である。

【図２】図１のディーゼルエンジンの燃料噴射システム
の全体構成図である。

【図３】図１のユニットインジェクタの断面図である。

【図４】ゾーンマップの説明図である。

【図５】燃料噴射量マップを示す線図である。

【図６】噴射圧力マップを示す線図である。

【図７】噴射タイミングマップを示す線図である。

【図８】燃料噴射制御のルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】請求項１のディーゼルエンジン燃料噴射制御装
置の機能ブロック図である。

【図１０】請求項３のディーゼルエンジン燃料噴射制御
装置の機能ブロック図である。

【図１１】従来技術におけるディーゼルエンジンの排気
ガスに含まれるパティキュレートに関する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ 高圧燃料ポンプ ３ アキュムレータ ５ 電磁三方リリーフ弁 ７ ユニットインジェクタ ８ 駆動回路ユニット １０ コントロールユニット １２ クランク角センサ １４ アクセル開度センサ ２１ 電磁切換弁 ５３ 吸気ポート ５７ サブ吸気ポート ５８ サブ吸気通路 ５９ 電磁開閉弁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料供給系路に介設され噴射圧力を調節可
   能な噴射圧力可変手段と、エンジン回転数と負荷とで規
   定される運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え
   たディーゼルエンジンにおいて、 運転状態検出手段で検出された運転状態に基いて、高負
   荷運転時に吸気流速が低い程噴射圧力可変手段を介して
   噴射圧力を高く設定する噴射圧力制御手段を備えたこと
   を特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】前記噴射圧力制御手段は、高負荷運転時に
   エンジン回転数が低い程噴射圧力を高く設定するように
   構成された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制御装置。
3. 【請求項３】燃料供給系路に介設され噴射圧力を調節可
   能な噴射圧力可変手段と、燃焼室内の吸気スワールの強
   さを低負荷運転時に弱くまた高負荷運転時に強く設定す
   る吸気スワール可変手段と、エンジン回転数と負荷とで
   規定される運転状態を検出する運転状態検出手段とを備
   えたディーゼルエンジンにおいて、 運転状態検出手段で検出された運転状態に基いて、高負
   荷運転時に吸気スワールが弱い程噴射圧力可変手段を介
   して噴射圧力を高く設定する噴射圧力制御手段を備えた
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
   置。
4. 【請求項４】前記噴射圧力制御手段は、エンジン回転数
   が低回転時には高回転時よりも噴射圧力を高く設定する
   ように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のデ
   ィーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。