JP3760583B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置、例えば、ディーゼルエンジンに用いられる蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、蓄圧式（コモンレール式）燃料噴射装置は、蓄圧室から供給される高圧燃料を燃料噴射弁の内部に設けた制御室に導入して、燃料制御弁のニードル弁を下降させ、このニードル弁を常閉状態に保ち、さらに、制御室内の燃料を燃料排出路にリークさせ、制御室内を減圧することで、ニードル弁を上昇させ、このニードル弁を開いて燃料噴射孔より燃料噴射をする構成である。
【０００３】
このような燃料噴射装置において、図２０に示したように、機関の運転騒音の低減及び排気ガス中のＮＯx の低減を目的として、燃料噴射サイクル毎に、最初短時間内に少量のパイロット噴射を行い、休止時間を置いた後、相対的に長い時間にわたり多量のメイン噴射を行う噴射パターンを採用することが行われている。
【０００４】
これによれば、最初のパイロット噴射による少量の燃料は直ちには燃焼せず、続くメイン噴射の初期に噴射される燃料と共に緩やかな燃焼が生起され、その結果、燃焼圧力、燃焼温度の低い燃焼が生起され、機関の振動、騒音が低くなり、かつ、排気ガス中のＮＯx 量が少なくなる。
【０００５】
また、図２１に示したように、メイン噴射の後に、ポスト噴射と呼ばれる燃料噴射を行うことも知られている。ポスト噴射は、メイン噴射の後、休止時間を置いた後、少量の燃料を噴射することで、アフター燃料噴射ともいう。ポスト噴射は内燃機関の性能改善のため、種々の場面で利用されている。
【０００６】
例えば、特開平７−１０３０３号では、特定の運転状態にあるときに、膨張行程においてポスト噴射を行い、排気ガスの圧力を高め、過給機のタービンの出力を増加し、吸気圧力を高めるようにしている。
【０００７】
特開平８−４２３２６号では、メイン噴射の後に排気弁が閉止する直前にポスト噴射し、燃焼することで、排気ガスを高温化し、パティキュレート・フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却するものである。
【０００８】
特開平８−２３２７４３号や、特開平８−２７０４３３号では、排気系に設けたＮＯx 還元触媒をポスト噴射された燃料で活性化することによって、ＮＯx を還元するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような内燃機関において、メイン噴射は、ピストンが上死点近傍に来たとき行われるので、噴射された燃料のほとんどがピストン頂部に衝突することとなり、シリンダ内壁面に付着する燃料は問題とならない。
【００１０】
しかし、パイロット噴射やポスト噴射では、燃料噴射時期においてピストンが上死点から離れた位置にあり、このため、燃料噴射時に、シリンダ内壁面に付着する量が多く、付着した燃料が蒸発し難い機関運転状態ではボアフラッシングを引き起こしたり、燃料が潤滑オイルを希釈してしまうという問題を生じることととなる。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、メイン噴射とは異なる時期に行われるパイロット噴射やポスト噴射において、噴射した燃料がシリンダ内壁面にできるだけ付着しないようにすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁により機関シリンダ内に噴射されるメイン噴射と、この主たる燃料噴射とは時期をずらして噴射されるサブ噴射を行う燃料噴射装置において、前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を、前記シリンダ内壁面の燃料付着量を減少すべく制御する燃料噴射制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、シリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータとは、エンジンオイル温度、冷却水温度、吸気温、圧縮ガス温度等で代表される筒内雰囲気温度、燃料噴射時期、ピストンの位置、メイン噴射における燃料噴射量などである。
【００１４】
これらパラメータに応じてサブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御すると、シリンダ内壁面への燃料付着量を低減できる。
【００１５】
パラメータとして筒内雰囲気温度を使用するとき、前記燃料噴射制御手段は、例えば、筒内雰囲気温度が低いほど、前記サブ噴射の噴射時期の、上死点から離れる側への制限時期（噴射開始時期あるいは噴射終了時期）を、上死点側へと近づける。
【００１６】
サブ噴射の噴射時期の、上死点から離れる側への制限時期を、上死点側へと近づけると、燃料がピストン頂部に衝突する確率が高くなり、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１７】
また、前記燃料噴射制御手段は、筒内雰囲気温度が低いほどサブ噴射の噴射量の上限値を減少させるようにしてもよい。サブ噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１８】
前記燃料噴射制御手段は、筒内雰囲気温度が低いほどサブ噴射の噴射圧力の上限値を減少させるようにしてもよい。サブ噴射の噴射圧力の上限値を減少させることで、燃料噴射の貫徹力が低減され燃料の飛散距離が短くなりシリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１９】
前記パラメータとして、サブ噴射の噴射時期を示すパラメータを参酌するとき、前記燃料噴射制御手段は、サブ噴射の噴射時期が上死点側から離れるほどサブ噴射の噴射量上限値を小さくするようにしてもよい。サブ噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２０】
同様に、前記燃料噴射制御手段は、サブ噴射の噴射時期が上死点側から離れるほどサブ噴射の噴射圧力を高くするようにしてもよい。サブ噴射の噴射圧力を高くすることで、燃料の微粒子化が進み燃料粒子がシリンダ内壁面に付着する確率が低減する。
【００２１】
なお、サブ噴射の噴射時期を示すパラメータとしては、サブ噴射の噴射時期自体の他、クランク角度、筒内圧力、筒内の空気密度、燃料噴射圧と筒内圧との差圧を例示できる。
【００２２】
以上は、サブ噴射がメイン噴射の所定時間前に行われるパイロット噴射及びメイン噴射の所定時間経過後に行われるポスト噴射の双方の場合に適用されるが、以下のようにポスト噴射の場合にのみ適用される場合がある。
【００２３】
すなわち、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射時期の遅延制限時期を進角させるようにする。
【００２４】
メイン噴射の噴射量が小さく燃焼ガスの温度が低いほどポスト噴射の噴射時期の遅延制限時期を進角させることで、燃料がピストン頂部に衝突する確率が高くなり、燃料がシリンダ内壁面に直接到達して付着することが抑制される。また、ポスト噴射の噴射時期が進角されるため、シリンダ内ガスの密度及び温度の高い雰囲気中に燃料を噴射することができ、燃料がシリンダ内壁面に付着することが抑制される。
【００２５】
同様に、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射量の上限値を減少するようにしてもよい。ポスト噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２６】
また、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射圧力の上限値を低くするようにしてもよい。ポスト噴射の噴射圧力の上限値を減少させることで、燃料噴射の貫徹力が低減され燃料の飛散距離が短くなりシリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２７】
本発明は、燃料噴射弁をシリンダに設け、シリンダ内に直接燃料噴射を行う、直噴型の燃料噴射装置に好適に用いられる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態を、図面を参照して説明する。
＜装置の全体構成＞
図１に、本発明を適用した燃料噴射装置の一例を示す。この装置は、燃料供給源である燃料タンク１から燃料を汲み上げて、所定圧力で送出する燃料ポンプ２（ロータリーサプライポンプ）と、この燃料ポンプ２から送出されて来る燃料を受け、所定の供給圧力に蓄圧する燃料蓄圧室３を備えている。
【００２９】
この燃料蓄圧室３には、複数の燃料供給路４が接続され、各燃料供給路４には、内燃機関に取り付けられた複数の燃料噴射弁５が接続されている。内燃機関がたとえば６気筒で、各気筒にそれぞれ１つの燃料噴射弁５を設けた場合、燃料供給路４、及び、燃料噴射弁５はそれぞれ６つとなる。
【００３０】
前記燃料蓄圧室３には、燃料圧センサ６が設けられ、燃料蓄圧室３内の燃料圧を検出するようになっている。さらに、この燃料圧センサ６は、コンピュータからなる制御装置７に接続されている。
【００３１】
この制御装置７には、アクセルペダルが踏み込まれた状態か否かを検出するアクセルセンサＳ１、内燃機関への吸気圧力を検出する吸気圧センサＳ２、内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサＳ３、内燃機関の回転数を検出する機関回転数センサ（ＮＥセンサ）Ｓ４、内燃機関への空気吸入量を検出するエアロフローメータＳ５、車両に加わる慣性力を検出するＧセンサＳ６他、車両制御に必要な各種センサが接続されている。
【００３２】
また、制御装置７には、燃料ポンプ駆動制御部８、燃料噴射制御手段である燃料噴射弁駆動制御部９が設けられ、これらは、前記各種センサからの情報を基に決定される運転条件に従って、燃料ポンプ２や燃料噴射弁５を駆動制御するようになっている。
【００３３】
制御装置７では、予め設定された定常運転用の目標圧力となるよう、燃料蓄圧室３内の燃料圧をフィードバック制御する。すなわち、前記燃料圧センサ６からの検出圧力が、前記目標圧力になるまで、前記燃料ポンプ２に駆動信号を送り、燃料の供給を継続し、目標圧力になったところで、前記燃料ポンプ２の駆動を停止する制御を繰り返す。
【００３４】
また、前記燃料蓄圧室３には、前記燃料蓄圧室３内の圧力が、前記目標圧力を越えた、所定の設定圧力となったとき、燃料蓄圧室３内の圧力を解放して逃がすリリーフ弁１１が設けられている。このリリーフ弁１１は、燃料供給源側すなわち燃料タンク１へと接続された燃料解放路１２に介在する形で設置される。
＜燃料噴射弁＞
図２に示したように、前記燃料噴射弁５は、先端に燃料噴射孔２１を有する筒状本体２２と、この筒状本体２２の内部に進退移動自在に設けられ、進出時に前記燃料噴射孔２１を閉じ、後退時に前記燃料噴射孔２１を開く針状のニードル弁２３（弁体）と、このニードル弁２３を閉方向に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング２４とを備えている。
【００３５】
さらに、燃料噴射弁５は、燃料供給源である蓄圧室３から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前記燃料噴射孔２１へ導く第１の燃料供給路３１と、高圧燃料を受け入れて前記ニードル弁２３を閉方向に押圧する制御室３２と、前記第１の燃料供給路３１から分岐し、燃料供給源である蓄圧室から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前記制御室３２へと導く第２の燃料供給路３３と、制御室３２内の高圧燃料を排出して制御室３２内の液圧を下げる燃料排出路３４とを備えている。
【００３６】
そして、第２の燃料供給路３３には、制御室３２への燃料流入量を決定するインレットオリフィス３３ａが設けられる一方、燃料排出路３４には燃料排出量を決定するアウトレットオリフィス３４ａが設けられている。これらインレットオリフィス３３ａとアウトレットオリフィス３４ａの通路断面積の比は、例えば、２：３といったように、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定している。
【００３７】
また、前記ニードル弁２３は、前記制御室３２に臨み、制御室３２内の燃料圧力を受けてニードル弁２３を下降させるメイン・ピストン２３ａを有し、このメイン・ピストン２３ａに対し、ニードル弁２３の燃料噴射孔２１側に、サブ・ピストン２３ｃが設けられている。このサブ・ピストン２３ｃに臨むように、前記燃料噴射孔２１へと続く第１の燃料供給路３１の途中に燃料溜まり３１ａが設けられている。このため、燃料溜まり３１ａ内の燃料圧がサブ・ピストン２３ｃに加わり、ニードル弁２３を開く方向（図の上方）に押している。このサブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｓは、前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｍより小さく設定されている。さらに、サブ・ピストン２３ｃのメインピストン２３ａ側に、ニードル弁２３を閉弁方向に付勢する前記コイルスプリング２４が配設されている。
【００３８】
前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧から受ける押圧力をＦｍ、前記サブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧から受ける押圧力をＦｓ、前記コイルスプリング２４の付勢力をＦｃとしたとき、定常時は、Ｆｍ＋Ｆｃ＞Ｆｓ、Ｆｃ＜Ｆｓである。
【００３９】
さらに、制御室３２からの燃料排出路３４に介在し、閉時には制御室３２に高圧燃料を封じ込め、開時には制御室３２から燃料排出路３４へと燃料を逃がす、常閉の背圧制御弁３５が設けられている。この背圧制御弁３５は、電磁弁で形成され、筒状本体２２内に設けられている。そして、この背圧制御弁３５が閉じているときは、制御室３２に印加される燃料圧が上昇し、その圧力により、メイン・ピストン２３ａが押され、これにスプリング２４の付勢力も加わってニードル弁２３が下降する。
【００４０】
その際、第１の燃料供給路３１から燃料溜まり３１ａにも制御室３２内に印加されたと同圧の燃料が導入され、サブ・ピストン２３ｃを押すが、その押圧力Ｆｓは、Ｆｍ＋Ｆｃに抗しきれないので、ニードル弁２３は燃料噴射孔２１を閉じた状態に保持される。
【００４１】
その後、背圧制御弁３５が開かれると、燃料排出路３４から制御室３２内の燃料が排出するが、このとき、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定してあるため、制御室３２内への燃料流入量より制御室内からの燃料流出量が多くなり、その結果、制御室３２内の燃料圧が下降する。
【００４２】
そして、Ｆｍ＋Ｆｃ＜Ｆｓとなった時点で、スプリング２４の付勢力に抗してニードル弁２３がリフトし、燃料噴射孔２１が開き、燃料噴射が開始される。
次に、前記燃料噴射孔２１と、ニードル弁２３との関係を図３の詳細図で示す。弁座を形成する燃料噴射孔２１の内側壁はテーパー状に形成され、これに対応し、ニードル弁２３の先端もテーパー状の円錐形になっている。このような形状のため、ニードル弁２３がリフトし、弁座である内壁面から離れたときに形成される通路面積Ｓｐが燃料噴射孔２１の断面積Ｓｆより小さいときは、その通路面積により燃料噴射率が決定され、ニードル弁２３がさらにリフトして、通路面積Ｓｐが燃料噴射孔２１の断面積より大きくなった後は、燃料噴射孔２１の断面積により燃料噴射率が決定する。
＜燃料噴射弁の取り付け構造＞
前記燃料噴射弁５は、図３に示したように、シリンダヘッド６０に取り付けられ、燃料噴射弁５がシリンダ６１上部のほぼ中央に臨むように配置されている。また、シリンダ６１内にはピストン６２が上下動自在に内装され、このピストン頂部には、燃料と吸気との混合気を受け入れる凹部６３が形成されている。
【００４３】
本発明においては、直噴型燃料噴射装置に好適に適用されるが、直噴型では、シリンダヘッド中央に燃料噴射弁を配置して、ピストン上方から下方のピストン頂部に向けて燃料噴射する場合の他、シリンダヘッドの一側に、燃料噴射孔をピストン頂部へと斜め下方に向けて燃料噴射弁を配置する場合でにも適用できる。＜燃料噴射制御手段＞
燃料噴射装置は、前記ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁５に主たる燃料噴射であるメイン噴射を指令するとともに、この主たる燃料噴射とは時期をずらしてメイン噴射よりも少量の燃料噴射であるサブ噴射を指令する燃料噴射制御手段７を有している。
【００４４】
この燃料噴射制御手段７は、プログラムにより制御用コンピュータのＣＰＵで主として実現される。そして、燃料噴射制御手段７は、前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御する。
【００４５】
ここで、サブ噴射とは、メイン噴射の所定時間前に噴射されるパイロット噴射と、メイン噴射の所定時間後に噴射されるポスト噴射の双方を含む。
サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータとしては、以下のパラメータである。
【００４６】
すなわち、エンジンオイル温度、冷却水温度、吸気温、圧縮ガス温度等で代表される筒内雰囲気温度、燃料噴射時期、ピストンの位置、メイン噴射における燃料噴射量、クランク角、筒内圧力、筒内空気密度などである。
＜実施例１＞
まず、これらのパラメータを使用して、パイロット噴射制御を行う場合を説明する。
【００４７】
燃料噴射制御手段を実現するための、ハードウェア構成は以下の通りである。
図４に示したように、燃料噴射制御手段９を実現するため、中央処理装置（ＣＰＵ）３６、所定の制御プログラム及びマップ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３７、ＣＰＵ３６の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３８、予め記憶されたデータを保存するバックアップラムＲＡＭ３９等と、これら各部と入力ポート４０及び出力ポート４１等とをバス４２によって接続した論理演算回路が備えられている。
【００４８】
ＣＰＵ３６は、図１に示したように、内燃機関の運転状態に基づき、メイン噴射のみを行なう通常噴射モードと所定間隔でパイロット噴射及びメイン噴射を行なうパイロット噴射モードとを選択的に切り替えるモード切替手段１３を備える。前記燃料噴射制御手段は、モード切替手段１３によって、通常噴射モードからパイロット噴射モードに切り替える際、又は、パイロット噴射モードから通常噴射モードに切り替える際に、そのときの内燃機関の運転状態に基づき、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。パイロット噴射モードのときは、パイロット噴射とメイン噴射との間の噴射間隔が所定時間に設定され、メイン噴射モードのときは、当該噴射間隔が０に設定される。
【００４９】
前記入力ポート４０には、前記アクセルセンサＳ１、エアロフローメータＳ５、吸気圧センサＳ２、水温センサＳ３、ＧセンサＳ６、その他エンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等各種センサＳ７が、バッファ４３，４４，４５，４６，４７,７５、マルチプレクサ４８及びＡ／Ｄ変換器４９を介して接続されている。また、入力ポート４０には、前記機関回転数センサＳ４が波形整形回路５０を介して接続されている。
【００５０】
これら、センサのうち、エンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等は、パイロット噴射の際、前記パラメータとしての筒内雰囲気温度を検出する筒内雰囲気温度検出手段として機能する。
なお、筒内雰囲気検出手段としては、例えばエンジン回転数センサで検出したエンジン回転数などのパラメータと筒内雰囲気温度との関係をあらかじめマップとして規定し、エンジン回転数から筒内雰囲気温度を推定する雰囲気温度演算手段により実現してもよい。
【００５１】
ＣＰＵ３６は入力ポート４０を介して入力される各センサの検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポート４１には各駆動回路５１，５２，５３を介して背圧制御弁、燃料ポンプ２等が接続されている。そして、燃料噴射制御手段は、各センサから読み込んだ入力値に基づき、背圧制御弁、燃料ポンプ２等の運転を制御する。
【００５２】
前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射時期を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御するために、図５に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００５３】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射量、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【００５４】
図５から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、パイロット上限噴射量は多く、エンジン冷却水温が低いとき、パイロット上限噴射量は少ない。また、パイロット噴射時期が早いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にパイロット上限噴射量は少なくなり、パイロット噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にパイロット上限噴射量は多くなる。換言すれば、同じパイロット噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００５５】
このマップを用いた制御を図６に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ１０１）。
【００５６】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔、及びパイロット噴射量を設定する。これがステップ１０２でのパイロット噴射時期指令値決定処理である。
【００５７】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ１０３）、図５のマップを参照して、設定パイロット噴射量と冷却水温度に対応するパイロット噴射時期を読みだす。冷却水温度が低いほど、パイロット噴射時期が上死点に近い側へと移動した結果となり、これをパイロット許可噴射時期としてメモリに格納する（ステップ１０４）。すなわち、同じパイロット噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００５８】
次いで、ステップ１０２で決定されたパイロット噴射時期指令値とステップ１０４で決定されたパイロット許可噴射時期とを比較し（ステップ１０５）、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値以上の値であるとき、すなわち、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値より進角しているとき、実行すべきパイロット噴射時期をパイロット噴射時期指令値とし（ステップ１０６）、その後、そのパイロット噴射時期指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ１０８）。
【００５９】
パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値未満のとき、すなわち、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値より遅角しているとき、実行すべきパイロット噴射時期をパイロット許可噴射時期とし（ステップ１０７）、その後、そのパイロット許可噴射時期に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ１０８）。このときのパイロット噴射時期はパイロット許可噴射時期であるため、通常のパイロット噴射時期より上死点側でパイロット噴射が行われる。
【００６０】
気筒内雰囲気温度が高いとき、燃料は気化しやすいので、パイロット噴射時期が上死点から離れた時期であっても噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき、上死点からピストンが離れていると、気化しなかった燃料がシリンダ内壁面に付着するおそれがあるが、本実施例では、上死点側に近い時期にパイロット噴射が行われるので、燃料はピストン頂部で受けることができ、上記問題は生じにくい。
＜実施例２＞
この場合は、実施例１と同一のマップを用い、パイロット噴射量を制御量とし、エンジン冷却水温等で推定される筒内雰囲気温度が低いほどパイロット噴射量を少なくするようにした例である。
【００６１】
図７に示したように、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ２０１）。
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射量指令値を決定する（ステップ２０２）。
【００６２】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ２０３）、図５のマップを参照して、冷却水温度に従ったパイロット上限噴射量を読みだし、これをパイロット許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ２０４）。
【００６３】
次いで、ステップ２０２で決定されたパイロット噴射量指令値とステップ２０４で決定されたパイロット許可噴射量とを比較し（ステップ２０５）、パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット噴射量指令値とし（ステップ２０６）、その後、そのパイロット噴射量指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ２０８）。
【００６４】
パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット許可噴射量とし（ステップ２０７）、その後、そのパイロット許可噴射量に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ２０８）。
【００６５】
実行すべきパイロット噴射量がパイロット許可噴射量であるとき、当初に設定されたパイロット噴射量より少ないパイロット噴射量となるので、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
＜実施例３＞
この実施例で、前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射圧力を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関する筒内雰囲気温度に従って前記制御量を制御するために、図８に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００６６】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射圧、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【００６７】
図８から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、パイロット上限噴射圧は高くてもよく、エンジン冷却水温が低いとき、パイロット上限噴射圧は小さい方がよい。また、パイロット噴射時期が早いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にパイロット上限噴射圧は高くなり、パイロット噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にパイロット上限噴射圧は低くなる。換言すれば、同じパイロット噴射上限圧であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近くなる。
【００６８】
このマップを用いた制御を図９に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ３０１）。
【００６９】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射圧指令値を決定する（ステップ３０２）。
【００７０】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ３０３）、図８のマップを参照して、冷却水温度に従ったパイロット上限噴射圧を読みだし、これをパイロット許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ３０４）。
【００７１】
次いで、ステップ２０２で決定されたパイロット噴射圧指令値とステップ３０４で決定されたパイロット許可噴射圧とを比較し（ステップ３０５）、パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット噴射圧指令値とし（ステップ３０６）、その後、そのパイロット噴射圧指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ３０８）。
【００７２】
パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット許可噴射圧とし（ステップ３０７）、その後、そのパイロット許可噴射圧に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ３０８）。
【００７３】
実行すべきパイロット噴射圧がパイロット許可噴射圧であるとき、当初に設定されたパイロット噴射圧より少ないパイロット噴射圧となるので、噴射燃料の貫徹力は通常より小さくなり燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
【００７４】
なお、上記例において図１０に示したマップに従ってパイロット噴射量をパイロット噴射圧力に応じて変化させることができる。
＜実施例４＞
次に、前記パラメータを使用して、ポスト噴射制御を行う場合を説明する。
【００７５】
燃料噴射制御手段を実現するための、ハードウェア構成は実施例１と同様である。
さらに、ＣＰＵ３６は、内燃機関の運転状態に基づき、メイン噴射のみを行なう通常噴射モードと所定間隔でメイン噴射及びポスト噴射を行なうポスト噴射モードとを選択的に切り替える第２のモード切替手段を備える。前記燃料噴射制御手段は、モード切替手段によって、通常噴射モードからポスト噴射モードに切り替える際、又は、ポスト噴射モードから通常噴射モードに切り替える際に、そのときの内燃機関の運転状態に基づき、基準となる所定のクランク角度θａからの、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミング、及び、ポスト噴射開始タイミングθａ、ポスト噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔を設定する。ポスト噴射モードのときは、メイン噴射とポスト噴射との間の噴射間隔が所定時間に設定され、メイン噴射モードのときは、当該噴射間隔が０に設定される。
【００７６】
そして、センサとしてエンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等が、ポスト噴射の際、前記パラメータとしての筒内雰囲気温度を検出する筒内雰囲気温度検出手段として機能する。
【００７７】
ＣＰＵ３６は入力ポート４０を介して入力される各センサの検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポート４１には各駆動回路５１，５２，５３を介して背圧制御弁、燃料ポンプ２等が接続されている。そして、燃料噴射制御手段は、各センサから読み込んだ入力値に基づき、背圧制御弁、燃料ポンプ２等の運転を制御する。
【００７８】
前記燃料噴射制御手段は、前記ポスト噴射における燃料噴射時期を制御量とし、ポスト噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御するために、図１１に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００７９】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するポスト上限噴射量、及び、ポスト噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。エンジン冷却水温度は、筒内雰囲気温度を代表するものであるが、同時にメイン噴射量の多寡をも示すパラメータである。メイン噴射量が多いとき、筒内雰囲気温度は高くなり、メイン噴射量が少ないとき、筒内雰囲気温度は低くなるからである。
【００８０】
図１１から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、ポスト上限噴射量は多く、エンジン冷却水温が低いとき、ポスト上限噴射量は少ない。また、ポスト噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にポスト上限噴射量は少なくなり、ポスト噴射時期が早いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にポスト上限噴射量は多くなる。換言すれば、同じポスト噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がポスト噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００８１】
このマップを用い、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限時期を上死点側に近づける制御を図１２に従って説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ４０１）。
【００８２】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、図２１のように、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ２、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射量を設定する。これがステップ４０２でのポスト噴射時期指令値決定処理である。
【００８３】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ４０３）、図１１のマップを参照して、設定ポスト噴射量と冷却水温度（メイン噴射量の多寡）に対応するポスト噴射時期を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射時期を上死点より遠い側へと移動した結果となり、これをポスト許可噴射時期としてメモリに格納する（ステップ４０４）。すなわち、同じポスト噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射時期が上死点に近くなる。
【００８４】
次いで、ステップ４０２で決定されたポスト噴射時期指令値とステップ４０４で決定されたポスト許可噴射時期とを比較し（ステップ４０５）、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値以上の値であるとき、すなわち、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値より遅角しているとき、実行すべきポスト噴射時期をポスト噴射時期指令値とし（ステップ４０６）、その後、そのポスト噴射時期指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う。
【００８５】
ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値未満のとき、すなわち、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値より進角しているとき、実行すべきポスト噴射時期をポスト許可噴射時期とし（ステップ４０７）、その後、そのポスト許可噴射時期に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ４０８）。このときのポスト噴射時期はポスト許可噴射時期であるため、通常のポスト噴射時期より上死点側の早い時期にポスト噴射が行われる。
【００８６】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射時期が上死点から離れた時期であっても噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、上死点からピストンが離れていると、気化しなかった燃料がシリンダ内壁面に付着するおそれがあるが、本実施例では、上死点側に近い時期にポスト噴射が行われるので、燃料はピストン頂部で受けることができ、上記問題は生じにくい。
＜実施例５＞
この実施例は、ポスト噴射制御を行う場合において、図１１のマップを使用して、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限噴射量を減少させる場合の例である。
【００８７】
各構成は実施例４の場合と同様である。
図１３に示したように、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ５０１）。
【００８８】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、図２１のように、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ２、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射時期を設定する。同時にポスト噴射量指令値を決定する（ステップ５０２）。
【００８９】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ５０３）、図１１のマップを参照して、冷却水温度に対応するポスト噴射量を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射量が低くなる。このマップの参照結果をポスト許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ５０４）。すなわち、同じポスト噴射時期であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射量が減少する。
【００９０】
次いで、ステップ５０２で決定されたポスト噴射量指令値とステップ５０４で決定されたポスト許可噴射量とを比較し（ステップ５０５）、ポスト許可噴射量がポスト噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきポスト噴射量をポスト噴射量指令値とし（ステップ５０６）、その後、そのポスト噴射量指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ５０８）。
【００９１】
ポスト許可噴射量がポスト噴射量指令値未満のとき、実行すべきポスト噴射量をポスト許可噴射量とし（ステップ５０７）、その後、そのポスト許可噴射量に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ５０８）。このときのポスト噴射量はポスト許可噴射量であるため、通常のポスト噴射量より低い圧力でポスト噴射が行われる。
【００９２】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射量が高くとも噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、は生じにくい。
＜実施例６＞
この実施例は、ポスト噴射制御を行う場合において、図１４のマップを使用し、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限噴射圧力を減少させる場合の例である。
【００９３】
各構成は実施例４の場合と同様である。
図１５に従い、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ６０１）。
【００９４】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射量を設定する。同時にポスト噴射圧指令値を決定する（ステップ６０２）。
【００９５】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ５０３）、図１４のマップを参照して、冷却水温度に対応するポスト噴射圧を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射圧が低くなる。このマップの参照結果をポスト許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ５０４）。すなわち、同じポスト噴射時期であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射圧が減少する。
【００９６】
次いで、ステップ６０２で決定されたポスト噴射圧指令値とステップ６０４で決定されたポスト許可噴射圧とを比較し（ステップ６０５）、ポスト許可噴射圧がポスト噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきポスト噴射圧をポスト噴射圧指令値とし（ステップ６０６）、その後、そのポスト噴射圧指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ６０８）。
【００９７】
ポスト許可噴射圧がポスト噴射圧指令値未満のとき、実行すべきポスト噴射圧をポスト許可噴射圧とし（ステップ６０７）、その後、そのポスト許可噴射圧に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ６０８）。このときのポスト噴射圧はポスト許可噴射圧であるため、通常のポスト噴射圧より低い圧力でポスト噴射が行われる。
【００９８】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射圧が高くとも噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、は生じにくい。
＜実施例７＞
この場合は、図１６に示したように、筒内圧力あるいは空気密度とシリンダ内壁面への燃料付着をできるだけ少なくしうるパイロット噴射量との関係を示したマップを用い、パイロット噴射量を制御する。すなわち、ピストンが上死点に近づくほど筒内圧力あるいは空気密度が高まり、燃料の壁面付着が少なくなることに鑑み、筒内圧力あるいは空気密度をパラメータとして、または、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータを利用して、パイロット噴射量との関係を定めたのである。パイロット噴射の噴射時期を示すパラメータとして、筒内圧力、筒内の空気密度を使用した例である。
【００９９】
図１７に示したように、ここではまず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ７０１）。
【０１００】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射量指令値を決定する（ステップ７０２）。
【０１０１】
この間、筒内圧力あるいは空気密度を、エアロフローメータで検出した空気吸入量や、クランク角センサにより検出したクランク角から推定し（ステップ７０３）、図１６のマップを参照して、筒内圧力あるいは空気密度の大きさに従ったパイロット上限噴射量を読みだし、これをパイロット許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ７０４）。
【０１０２】
次いで、ステップ７０２で決定されたパイロット噴射量指令値とステップ７０４で決定されたパイロット許可噴射量とを比較し（ステップ７０５）、パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット噴射量指令値とし（ステップ７０６）、その後、そのパイロット噴射量指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ７０８）。
【０１０３】
パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット許可噴射量とし（ステップ７０７）、その後、そのパイロット許可噴射量に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ７０８）。
【０１０４】
実行すべきパイロット噴射量が本来より少ないパイロット許可噴射量であるときは、筒内圧力あるいは空気密度が小さいときであって、ピストンは上死点から離れた位置にある。このときのパイロット噴射量が当初に設定されたパイロット噴射量より少ないパイロット噴射量となるため、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
＜実施例８＞
この実施例で、前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射圧力を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関する筒内圧力、空気密度をパイロット噴射の噴射時期を示すパラメータとし、筒内圧力、筒内の空気密度に従って前記制御量を制御するために、図１８に示したマップをＲＯＭに備えている。
【０１０５】
このマップは、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータとしてのクランク角または燃圧・筒内圧間の差圧と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射圧、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【０１０６】
ピストンが上死点に近づくほど筒内圧力あるいは空気密度が高まり、燃料の壁面付着が少なくなる。そして、クランク角が上死点より離れるほど燃圧と筒内圧との間の差圧が大きくなり、燃料が微細化する。
【０１０７】
このことに鑑み、筒内圧力あるいは空気密度をパラメータとして、または、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータを利用して、パイロット噴射量との関係を定めたのである。
【０１０８】
このマップを用いた制御を図１９に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ８０１）。
【０１０９】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射圧指令値を決定する（ステップ８０２）。
【０１１０】
この間、筒内圧力あるいは空気密度を、エアロフローメータで検出した空気吸入量や、クランク角センサにより検出したクランク角から推定し（ステップ８０３）、図のマップを参照して、筒内圧力あるいは空気密度の大きさに従ったパイロット上限噴射圧を読みだし、これをパイロット許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ８０４）。
【０１１１】
次いで、ステップ８０２で決定されたパイロット噴射圧指令値とステップ８０４で決定されたパイロット許可噴射圧とを比較し（ステップ８０５）、パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット噴射圧指令値とし（ステップ８０６）、その後、そのパイロット噴射圧指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ８０８）。
【０１１２】
パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット許可噴射圧とし（ステップ８０７）、その後、そのパイロット許可噴射圧に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ８０８）。
【０１１３】
実行すべきパイロット噴射圧がパイロット許可噴射圧であるとき、当初に設定されたパイロット噴射圧より少ないパイロット噴射圧となり、噴射燃料の貫徹力が小さくなる。このときは、ピストンが上死点より離れていて筒内圧力あるいは空気密度が小さいときであり、このような時点で、噴射燃料の貫徹力が通常より小さくなったことは、燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することを回避する要因となる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば、パイロット噴射やポスト噴射において、シリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力を制御することで、噴射した燃料がシリンダ内壁面にできるだけ付着しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件発明にかかる装置の全体構成図
【図２】実施形態の燃料噴射弁を示した図
【図３】燃料噴射弁のシリンダ取り付け構造を示した図
【図４】燃料噴射制御手段を示したブロック図
【図５】エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射量、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたマップを示した図
【図６】実施例１の手順を示したフローチャート図
【図７】実施例２の手順を示したフローチャート図
【図８】エンジン冷却水温度とパイロット上限噴射圧との関係を定めたマップを示した図
【図９】実施例３の手順を示したフローチャート図
【図１０】パイロット噴射圧力とパイロット上限噴射量との関係を示したマップ
【図１１】エンジン冷却水温度とポスト上限噴射量、ポスト噴射時期の関係を定めたマップを示した図
【図１２】実施例４の手順を示したフローチャート図
【図１３】実施例５の手順を示したフローチャート図
【図１４】エンジン冷却水温度とポスト上限噴射圧、ポスト噴射時期の関係を定めたマップを示した図
【図１５】実施例６の手順を示したフローチャート図
【図１６】筒内圧力、筒内空気密度とパイロット上限噴射量との関係を定めたマップを示した図
【図１７】実施例７の手順を示したフローチャート図
【図１８】筒内圧力、筒内空気密度とパイロット上限噴射圧との関係を定めたマップを示した図
【図１９】実施例８の手順を示したフローチャート図
【図２０】パイロット噴射とメイン噴射を示したタイミングチャート図
【図２１】メイン噴射とポスト噴射を示したタイミングチャート図
１・・燃料供給源である燃料タンク
２・・燃料ポンプ
３・・燃料蓄圧室
４・・燃料供給路
５・・燃料噴射弁
６・・燃料圧センサ
７・・制御装置
８・・燃料ポンプ駆動制御部
９・・燃料噴射弁駆動制御部（燃料噴射制御手段）
１１・・リリーフ弁
１２・・燃料解放路
２１・・燃料噴射孔
２２・・筒状本体
２３・・ニードル弁
２４・・コイルスプリング
３１・・第１の燃料供給路
３２・・制御室
３３・・第２の燃料供給路
３３ａ・・インレットオリフィス
３４・・燃料排出路
３４ａ・・アウトレットオリフィス
３５・・背圧制御弁
３６・・ＣＰＵ
４０・・入力ポート
４１・・出力ポート
４３，４４，４５，４６，４７,７５・・バッファ
４８・・マルチプレクサ
４９・・Ａ／Ｄ変換器
５０・・波形整形回路
５１、５２、５３・・駆動回路
６０・・シリンダヘッド
６１・・シリンダ
６２・・ピストン
６３・・凹部
Ｓ１・・アクセルセンサ
Ｓ２・・吸気圧センサ
Ｓ３・・水温センサ
Ｓ４・・機関回転数センサ
Ｓ５・・エアロフローメータ
Ｓ６・・Ｇセンサ
Ｓ７・・各種センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置、例えば、ディーゼルエンジンに用いられる蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、蓄圧式（コモンレール式）燃料噴射装置は、蓄圧室から供給される高圧燃料を燃料噴射弁の内部に設けた制御室に導入して、燃料制御弁のニードル弁を下降させ、このニードル弁を常閉状態に保ち、さらに、制御室内の燃料を燃料排出路にリークさせ、制御室内を減圧することで、ニードル弁を上昇させ、このニードル弁を開いて燃料噴射孔より燃料噴射をする構成である。
【０００３】
このような燃料噴射装置において、図２０に示したように、機関の運転騒音の低減及び排気ガス中のＮＯx の低減を目的として、燃料噴射サイクル毎に、最初短時間内に少量のパイロット噴射を行い、休止時間を置いた後、相対的に長い時間にわたり多量のメイン噴射を行う噴射パターンを採用することが行われている。
【０００４】
これによれば、最初のパイロット噴射による少量の燃料は直ちには燃焼せず、続くメイン噴射の初期に噴射される燃料と共に緩やかな燃焼が生起され、その結果、燃焼圧力、燃焼温度の低い燃焼が生起され、機関の振動、騒音が低くなり、かつ、排気ガス中のＮＯx 量が少なくなる。
【０００５】
また、図２１に示したように、メイン噴射の後に、ポスト噴射と呼ばれる燃料噴射を行うことも知られている。ポスト噴射は、メイン噴射の後、休止時間を置いた後、少量の燃料を噴射することで、アフター燃料噴射ともいう。ポスト噴射は内燃機関の性能改善のため、種々の場面で利用されている。
【０００６】
例えば、特開平７−１０３０３号では、特定の運転状態にあるときに、膨張行程においてポスト噴射を行い、排気ガスの圧力を高め、過給機のタービンの出力を増加し、吸気圧力を高めるようにしている。
【０００７】
特開平８−４２３２６号では、メイン噴射の後に排気弁が閉止する直前にポスト噴射し、燃焼することで、排気ガスを高温化し、パティキュレート・フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却するものである。
【０００８】
特開平８−２３２７４３号や、特開平８−２７０４３３号では、排気系に設けたＮＯx 還元触媒をポスト噴射された燃料で活性化することによって、ＮＯx を還元するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような内燃機関において、メイン噴射は、ピストンが上死点近傍に来たとき行われるので、噴射された燃料のほとんどがピストン頂部に衝突することとなり、シリンダ内壁面に付着する燃料は問題とならない。
【００１０】
しかし、パイロット噴射やポスト噴射では、燃料噴射時期においてピストンが上死点から離れた位置にあり、このため、燃料噴射時に、シリンダ内壁面に付着する量が多く、付着した燃料が蒸発し難い機関運転状態ではボアフラッシングを引き起こしたり、燃料が潤滑オイルを希釈してしまうという問題を生じることととなる。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、メイン噴射とは異なる時期に行われるパイロット噴射やポスト噴射において、噴射した燃料がシリンダ内壁面にできるだけ付着しないようにすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁により機関シリンダ内に噴射されるメイン噴射と、この主たる燃料噴射とは時期をずらして噴射されるサブ噴射を行う燃料噴射装置において、前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を、前記シリンダ内壁面の燃料付着量を減少すべく制御する燃料噴射制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、シリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータとは、エンジンオイル温度、冷却水温度、吸気温、圧縮ガス温度等で代表される筒内雰囲気温度、燃料噴射時期、ピストンの位置、メイン噴射における燃料噴射量などである。
【００１４】
これらパラメータに応じてサブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御すると、シリンダ内壁面への燃料付着量を低減できる。
【００１５】
パラメータとして筒内雰囲気温度を使用するとき、前記燃料噴射制御手段は、例えば、筒内雰囲気温度が低いほど、前記サブ噴射の噴射時期の、上死点から離れる側への制限時期（噴射開始時期あるいは噴射終了時期）を、上死点側へと近づける。
【００１６】
サブ噴射の噴射時期の、上死点から離れる側への制限時期を、上死点側へと近づけると、燃料がピストン頂部に衝突する確率が高くなり、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１７】
また、前記燃料噴射制御手段は、筒内雰囲気温度が低いほどサブ噴射の噴射量の上限値を減少させるようにしてもよい。サブ噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１８】
前記燃料噴射制御手段は、筒内雰囲気温度が低いほどサブ噴射の噴射圧力の上限値を減少させるようにしてもよい。サブ噴射の噴射圧力の上限値を減少させることで、燃料噴射の貫徹力が低減され燃料の飛散距離が短くなりシリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００１９】
前記パラメータとして、サブ噴射の噴射時期を示すパラメータを参酌するとき、前記燃料噴射制御手段は、サブ噴射の噴射時期が上死点側から離れるほどサブ噴射の噴射量上限値を小さくするようにしてもよい。サブ噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２０】
同様に、前記燃料噴射制御手段は、サブ噴射の噴射時期が上死点側から離れるほどサブ噴射の噴射圧力を高くするようにしてもよい。サブ噴射の噴射圧力を高くすることで、燃料の微粒子化が進み燃料粒子がシリンダ内壁面に付着する確率が低減する。
【００２１】
なお、サブ噴射の噴射時期を示すパラメータとしては、サブ噴射の噴射時期自体の他、クランク角度、筒内圧力、筒内の空気密度、燃料噴射圧と筒内圧との差圧を例示できる。
【００２２】
以上は、サブ噴射がメイン噴射の所定時間前に行われるパイロット噴射及びメイン噴射の所定時間経過後に行われるポスト噴射の双方の場合に適用されるが、以下のようにポスト噴射の場合にのみ適用される場合がある。
【００２３】
すなわち、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射時期の遅延制限時期を進角させるようにする。
【００２４】
メイン噴射の噴射量が小さく燃焼ガスの温度が低いほどポスト噴射の噴射時期の遅延制限時期を進角させることで、燃料がピストン頂部に衝突する確率が高くなり、燃料がシリンダ内壁面に直接到達して付着することが抑制される。また、ポスト噴射の噴射時期が進角されるため、シリンダ内ガスの密度及び温度の高い雰囲気中に燃料を噴射することができ、燃料がシリンダ内壁面に付着することが抑制される。
【００２５】
同様に、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射量の上限値を減少するようにしてもよい。ポスト噴射の噴射量の上限値を減少させることで、シリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２６】
また、内燃機関の排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する場合、前記燃料噴射制御手段は、パラメータとしてメイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射圧力の上限値を低くするようにしてもよい。ポスト噴射の噴射圧力の上限値を減少させることで、燃料噴射の貫徹力が低減され燃料の飛散距離が短くなりシリンダ内壁面への燃料付着量が減少する。
【００２７】
本発明は、燃料噴射弁をシリンダに設け、シリンダ内に直接燃料噴射を行う、直噴型の燃料噴射装置に好適に用いられる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態を、図面を参照して説明する。
＜装置の全体構成＞
図１に、本発明を適用した燃料噴射装置の一例を示す。この装置は、燃料供給源である燃料タンク１から燃料を汲み上げて、所定圧力で送出する燃料ポンプ２（ロータリーサプライポンプ）と、この燃料ポンプ２から送出されて来る燃料を受け、所定の供給圧力に蓄圧する燃料蓄圧室３を備えている。
【００２９】
この燃料蓄圧室３には、複数の燃料供給路４が接続され、各燃料供給路４には、内燃機関に取り付けられた複数の燃料噴射弁５が接続されている。内燃機関がたとえば６気筒で、各気筒にそれぞれ１つの燃料噴射弁５を設けた場合、燃料供給路４、及び、燃料噴射弁５はそれぞれ６つとなる。
【００３０】
前記燃料蓄圧室３には、燃料圧センサ６が設けられ、燃料蓄圧室３内の燃料圧を検出するようになっている。さらに、この燃料圧センサ６は、コンピュータからなる制御装置７に接続されている。
【００３１】
この制御装置７には、アクセルペダルが踏み込まれた状態か否かを検出するアクセルセンサＳ１、内燃機関への吸気圧力を検出する吸気圧センサＳ２、内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサＳ３、内燃機関の回転数を検出する機関回転数センサ（ＮＥセンサ）Ｓ４、内燃機関への空気吸入量を検出するエアロフローメータＳ５、車両に加わる慣性力を検出するＧセンサＳ６他、車両制御に必要な各種センサが接続されている。
【００３２】
また、制御装置７には、燃料ポンプ駆動制御部８、燃料噴射制御手段である燃料噴射弁駆動制御部９が設けられ、これらは、前記各種センサからの情報を基に決定される運転条件に従って、燃料ポンプ２や燃料噴射弁５を駆動制御するようになっている。
【００３３】
制御装置７では、予め設定された定常運転用の目標圧力となるよう、燃料蓄圧室３内の燃料圧をフィードバック制御する。すなわち、前記燃料圧センサ６からの検出圧力が、前記目標圧力になるまで、前記燃料ポンプ２に駆動信号を送り、燃料の供給を継続し、目標圧力になったところで、前記燃料ポンプ２の駆動を停止する制御を繰り返す。
【００３４】
また、前記燃料蓄圧室３には、前記燃料蓄圧室３内の圧力が、前記目標圧力を越えた、所定の設定圧力となったとき、燃料蓄圧室３内の圧力を解放して逃がすリリーフ弁１１が設けられている。このリリーフ弁１１は、燃料供給源側すなわち燃料タンク１へと接続された燃料解放路１２に介在する形で設置される。
＜燃料噴射弁＞
図２に示したように、前記燃料噴射弁５は、先端に燃料噴射孔２１を有する筒状本体２２と、この筒状本体２２の内部に進退移動自在に設けられ、進出時に前記燃料噴射孔２１を閉じ、後退時に前記燃料噴射孔２１を開く針状のニードル弁２３（弁体）と、このニードル弁２３を閉方向に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング２４とを備えている。
【００３５】
さらに、燃料噴射弁５は、燃料供給源である蓄圧室３から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前記燃料噴射孔２１へ導く第１の燃料供給路３１と、高圧燃料を受け入れて前記ニードル弁２３を閉方向に押圧する制御室３２と、前記第１の燃料供給路３１から分岐し、燃料供給源である蓄圧室から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前記制御室３２へと導く第２の燃料供給路３３と、制御室３２内の高圧燃料を排出して制御室３２内の液圧を下げる燃料排出路３４とを備えている。
【００３６】
そして、第２の燃料供給路３３には、制御室３２への燃料流入量を決定するインレットオリフィス３３ａが設けられる一方、燃料排出路３４には燃料排出量を決定するアウトレットオリフィス３４ａが設けられている。これらインレットオリフィス３３ａとアウトレットオリフィス３４ａの通路断面積の比は、例えば、２：３といったように、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定している。
【００３７】
また、前記ニードル弁２３は、前記制御室３２に臨み、制御室３２内の燃料圧力を受けてニードル弁２３を下降させるメイン・ピストン２３ａを有し、このメイン・ピストン２３ａに対し、ニードル弁２３の燃料噴射孔２１側に、サブ・ピストン２３ｃが設けられている。このサブ・ピストン２３ｃに臨むように、前記燃料噴射孔２１へと続く第１の燃料供給路３１の途中に燃料溜まり３１ａが設けられている。このため、燃料溜まり３１ａ内の燃料圧がサブ・ピストン２３ｃに加わり、ニードル弁２３を開く方向（図の上方）に押している。このサブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｓは、前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｍより小さく設定されている。さらに、サブ・ピストン２３ｃのメインピストン２３ａ側に、ニードル弁２３を閉弁方向に付勢する前記コイルスプリング２４が配設されている。
【００３８】
前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧から受ける押圧力をＦｍ、前記サブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧から受ける押圧力をＦｓ、前記コイルスプリング２４の付勢力をＦｃとしたとき、定常時は、Ｆｍ＋Ｆｃ＞Ｆｓ、Ｆｃ＜Ｆｓである。
【００３９】
さらに、制御室３２からの燃料排出路３４に介在し、閉時には制御室３２に高圧燃料を封じ込め、開時には制御室３２から燃料排出路３４へと燃料を逃がす、常閉の背圧制御弁３５が設けられている。この背圧制御弁３５は、電磁弁で形成され、筒状本体２２内に設けられている。そして、この背圧制御弁３５が閉じているときは、制御室３２に印加される燃料圧が上昇し、その圧力により、メイン・ピストン２３ａが押され、これにスプリング２４の付勢力も加わってニードル弁２３が下降する。
【００４０】
その際、第１の燃料供給路３１から燃料溜まり３１ａにも制御室３２内に印加されたと同圧の燃料が導入され、サブ・ピストン２３ｃを押すが、その押圧力Ｆｓは、Ｆｍ＋Ｆｃに抗しきれないので、ニードル弁２３は燃料噴射孔２１を閉じた状態に保持される。
【００４１】
その後、背圧制御弁３５が開かれると、燃料排出路３４から制御室３２内の燃料が排出するが、このとき、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定してあるため、制御室３２内への燃料流入量より制御室内からの燃料流出量が多くなり、その結果、制御室３２内の燃料圧が下降する。
【００４２】
そして、Ｆｍ＋Ｆｃ＜Ｆｓとなった時点で、スプリング２４の付勢力に抗してニードル弁２３がリフトし、燃料噴射孔２１が開き、燃料噴射が開始される。
次に、前記燃料噴射孔２１と、ニードル弁２３との関係を図３の詳細図で示す。弁座を形成する燃料噴射孔２１の内側壁はテーパー状に形成され、これに対応し、ニードル弁２３の先端もテーパー状の円錐形になっている。このような形状のため、ニードル弁２３がリフトし、弁座である内壁面から離れたときに形成される通路面積Ｓｐが燃料噴射孔２１の断面積Ｓｆより小さいときは、その通路面積により燃料噴射率が決定され、ニードル弁２３がさらにリフトして、通路面積Ｓｐが燃料噴射孔２１の断面積より大きくなった後は、燃料噴射孔２１の断面積により燃料噴射率が決定する。
＜燃料噴射弁の取り付け構造＞
前記燃料噴射弁５は、図３に示したように、シリンダヘッド６０に取り付けられ、燃料噴射弁５がシリンダ６１上部のほぼ中央に臨むように配置されている。また、シリンダ６１内にはピストン６２が上下動自在に内装され、このピストン頂部には、燃料と吸気との混合気を受け入れる凹部６３が形成されている。
【００４３】
本発明においては、直噴型燃料噴射装置に好適に適用されるが、直噴型では、シリンダヘッド中央に燃料噴射弁を配置して、ピストン上方から下方のピストン頂部に向けて燃料噴射する場合の他、シリンダヘッドの一側に、燃料噴射孔をピストン頂部へと斜め下方に向けて燃料噴射弁を配置する場合でにも適用できる。＜燃料噴射制御手段＞
燃料噴射装置は、前記ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁５に主たる燃料噴射であるメイン噴射を指令するとともに、この主たる燃料噴射とは時期をずらしてメイン噴射よりも少量の燃料噴射であるサブ噴射を指令する燃料噴射制御手段７を有している。
【００４４】
この燃料噴射制御手段７は、プログラムにより制御用コンピュータのＣＰＵで主として実現される。そして、燃料噴射制御手段７は、前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御する。
【００４５】
ここで、サブ噴射とは、メイン噴射の所定時間前に噴射されるパイロット噴射と、メイン噴射の所定時間後に噴射されるポスト噴射の双方を含む。
サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータとしては、以下のパラメータである。
【００４６】
すなわち、エンジンオイル温度、冷却水温度、吸気温、圧縮ガス温度等で代表される筒内雰囲気温度、燃料噴射時期、ピストンの位置、メイン噴射における燃料噴射量、クランク角、筒内圧力、筒内空気密度などである。
＜実施例１＞
まず、これらのパラメータを使用して、パイロット噴射制御を行う場合を説明する。
【００４７】
燃料噴射制御手段を実現するための、ハードウェア構成は以下の通りである。
図４に示したように、燃料噴射制御手段９を実現するため、中央処理装置（ＣＰＵ）３６、所定の制御プログラム及びマップ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３７、ＣＰＵ３６の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３８、予め記憶されたデータを保存するバックアップラムＲＡＭ３９等と、これら各部と入力ポート４０及び出力ポート４１等とをバス４２によって接続した論理演算回路が備えられている。
【００４８】
ＣＰＵ３６は、図１に示したように、内燃機関の運転状態に基づき、メイン噴射のみを行なう通常噴射モードと所定間隔でパイロット噴射及びメイン噴射を行なうパイロット噴射モードとを選択的に切り替えるモード切替手段１３を備える。前記燃料噴射制御手段は、モード切替手段１３によって、通常噴射モードからパイロット噴射モードに切り替える際、又は、パイロット噴射モードから通常噴射モードに切り替える際に、そのときの内燃機関の運転状態に基づき、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。パイロット噴射モードのときは、パイロット噴射とメイン噴射との間の噴射間隔が所定時間に設定され、メイン噴射モードのときは、当該噴射間隔が０に設定される。
【００４９】
前記入力ポート４０には、前記アクセルセンサＳ１、エアロフローメータＳ５、吸気圧センサＳ２、水温センサＳ３、ＧセンサＳ６、その他エンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等各種センサＳ７が、バッファ４３，４４，４５，４６，４７,７５、マルチプレクサ４８及びＡ／Ｄ変換器４９を介して接続されている。また、入力ポート４０には、前記機関回転数センサＳ４が波形整形回路５０を介して接続されている。
【００５０】
これら、センサのうち、エンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等は、パイロット噴射の際、前記パラメータとしての筒内雰囲気温度を検出する筒内雰囲気温度検出手段として機能する。
なお、筒内雰囲気検出手段としては、例えばエンジン回転数センサで検出したエンジン回転数などのパラメータと筒内雰囲気温度との関係をあらかじめマップとして規定し、エンジン回転数から筒内雰囲気温度を推定する雰囲気温度演算手段により実現してもよい。
【００５１】
ＣＰＵ３６は入力ポート４０を介して入力される各センサの検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポート４１には各駆動回路５１，５２，５３を介して背圧制御弁、燃料ポンプ２等が接続されている。そして、燃料噴射制御手段は、各センサから読み込んだ入力値に基づき、背圧制御弁、燃料ポンプ２等の運転を制御する。
【００５２】
前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射時期を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御するために、図５に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００５３】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射量、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【００５４】
図５から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、パイロット上限噴射量は多く、エンジン冷却水温が低いとき、パイロット上限噴射量は少ない。また、パイロット噴射時期が早いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にパイロット上限噴射量は少なくなり、パイロット噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にパイロット上限噴射量は多くなる。換言すれば、同じパイロット噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００５５】
このマップを用いた制御を図６に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ１０１）。
【００５６】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔、及びパイロット噴射量を設定する。これがステップ１０２でのパイロット噴射時期指令値決定処理である。
【００５７】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ１０３）、図５のマップを参照して、設定パイロット噴射量と冷却水温度に対応するパイロット噴射時期を読みだす。冷却水温度が低いほど、パイロット噴射時期が上死点に近い側へと移動した結果となり、これをパイロット許可噴射時期としてメモリに格納する（ステップ１０４）。すなわち、同じパイロット噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００５８】
次いで、ステップ１０２で決定されたパイロット噴射時期指令値とステップ１０４で決定されたパイロット許可噴射時期とを比較し（ステップ１０５）、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値以上の値であるとき、すなわち、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値より進角しているとき、実行すべきパイロット噴射時期をパイロット噴射時期指令値とし（ステップ１０６）、その後、そのパイロット噴射時期指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ１０８）。
【００５９】
パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値未満のとき、すなわち、パイロット許可噴射時期がパイロット噴射時期指令値より遅角しているとき、実行すべきパイロット噴射時期をパイロット許可噴射時期とし（ステップ１０７）、その後、そのパイロット許可噴射時期に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ１０８）。このときのパイロット噴射時期はパイロット許可噴射時期であるため、通常のパイロット噴射時期より上死点側でパイロット噴射が行われる。
【００６０】
気筒内雰囲気温度が高いとき、燃料は気化しやすいので、パイロット噴射時期が上死点から離れた時期であっても噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき、上死点からピストンが離れていると、気化しなかった燃料がシリンダ内壁面に付着するおそれがあるが、本実施例では、上死点側に近い時期にパイロット噴射が行われるので、燃料はピストン頂部で受けることができ、上記問題は生じにくい。
＜実施例２＞
この場合は、実施例１と同一のマップを用い、パイロット噴射量を制御量とし、エンジン冷却水温等で推定される筒内雰囲気温度が低いほどパイロット噴射量を少なくするようにした例である。
【００６１】
図７に示したように、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ２０１）。
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射量指令値を決定する（ステップ２０２）。
【００６２】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ２０３）、図５のマップを参照して、冷却水温度に従ったパイロット上限噴射量を読みだし、これをパイロット許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ２０４）。
【００６３】
次いで、ステップ２０２で決定されたパイロット噴射量指令値とステップ２０４で決定されたパイロット許可噴射量とを比較し（ステップ２０５）、パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット噴射量指令値とし（ステップ２０６）、その後、そのパイロット噴射量指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ２０８）。
【００６４】
パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット許可噴射量とし（ステップ２０７）、その後、そのパイロット許可噴射量に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ２０８）。
【００６５】
実行すべきパイロット噴射量がパイロット許可噴射量であるとき、当初に設定されたパイロット噴射量より少ないパイロット噴射量となるので、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
＜実施例３＞
この実施例で、前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射圧力を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関する筒内雰囲気温度に従って前記制御量を制御するために、図８に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００６６】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射圧、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【００６７】
図８から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、パイロット上限噴射圧は高くてもよく、エンジン冷却水温が低いとき、パイロット上限噴射圧は小さい方がよい。また、パイロット噴射時期が早いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にパイロット上限噴射圧は高くなり、パイロット噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にパイロット上限噴射圧は低くなる。換言すれば、同じパイロット噴射上限圧であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がパイロット噴射時期が上死点に近くなる。
【００６８】
このマップを用いた制御を図９に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ３０１）。
【００６９】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射圧指令値を決定する（ステップ３０２）。
【００７０】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ３０３）、図８のマップを参照して、冷却水温度に従ったパイロット上限噴射圧を読みだし、これをパイロット許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ３０４）。
【００７１】
次いで、ステップ２０２で決定されたパイロット噴射圧指令値とステップ３０４で決定されたパイロット許可噴射圧とを比較し（ステップ３０５）、パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット噴射圧指令値とし（ステップ３０６）、その後、そのパイロット噴射圧指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ３０８）。
【００７２】
パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット許可噴射圧とし（ステップ３０７）、その後、そのパイロット許可噴射圧に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ３０８）。
【００７３】
実行すべきパイロット噴射圧がパイロット許可噴射圧であるとき、当初に設定されたパイロット噴射圧より少ないパイロット噴射圧となるので、噴射燃料の貫徹力は通常より小さくなり燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
【００７４】
なお、上記例において図１０に示したマップに従ってパイロット噴射量をパイロット噴射圧力に応じて変化させることができる。
＜実施例４＞
次に、前記パラメータを使用して、ポスト噴射制御を行う場合を説明する。
【００７５】
燃料噴射制御手段を実現するための、ハードウェア構成は実施例１と同様である。
さらに、ＣＰＵ３６は、内燃機関の運転状態に基づき、メイン噴射のみを行なう通常噴射モードと所定間隔でメイン噴射及びポスト噴射を行なうポスト噴射モードとを選択的に切り替える第２のモード切替手段を備える。前記燃料噴射制御手段は、モード切替手段によって、通常噴射モードからポスト噴射モードに切り替える際、又は、ポスト噴射モードから通常噴射モードに切り替える際に、そのときの内燃機関の運転状態に基づき、基準となる所定のクランク角度θａからの、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミング、及び、ポスト噴射開始タイミングθａ、ポスト噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔を設定する。ポスト噴射モードのときは、メイン噴射とポスト噴射との間の噴射間隔が所定時間に設定され、メイン噴射モードのときは、当該噴射間隔が０に設定される。
【００７６】
そして、センサとしてエンジンオイルセンサ、冷却水温度センサ、吸気温度センサ、圧縮ガス温度センサ等が、ポスト噴射の際、前記パラメータとしての筒内雰囲気温度を検出する筒内雰囲気温度検出手段として機能する。
【００７７】
ＣＰＵ３６は入力ポート４０を介して入力される各センサの検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポート４１には各駆動回路５１，５２，５３を介して背圧制御弁、燃料ポンプ２等が接続されている。そして、燃料噴射制御手段は、各センサから読み込んだ入力値に基づき、背圧制御弁、燃料ポンプ２等の運転を制御する。
【００７８】
前記燃料噴射制御手段は、前記ポスト噴射における燃料噴射時期を制御量とし、ポスト噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を制御するために、図１１に示したマップをＲＯＭに備えている。
【００７９】
このマップは、エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するポスト上限噴射量、及び、ポスト噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。エンジン冷却水温度は、筒内雰囲気温度を代表するものであるが、同時にメイン噴射量の多寡をも示すパラメータである。メイン噴射量が多いとき、筒内雰囲気温度は高くなり、メイン噴射量が少ないとき、筒内雰囲気温度は低くなるからである。
【００８０】
図１１から明らかなように、エンジン冷却水温が高いとき、燃料の気化が促進されるため、ポスト上限噴射量は多く、エンジン冷却水温が低いとき、ポスト上限噴射量は少ない。また、ポスト噴射時期が遅いとき、すなわち、上死点から遠いとき、全体的にポスト上限噴射量は少なくなり、ポスト噴射時期が早いとき、すなわち、上死点に近いとき、全体的にポスト上限噴射量は多くなる。換言すれば、同じポスト噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合より低い場合の方がポスト噴射時期が上死点に近づくこととなる。
【００８１】
このマップを用い、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限時期を上死点側に近づける制御を図１２に従って説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ４０１）。
【００８２】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、図２１のように、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ２、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射量を設定する。これがステップ４０２でのポスト噴射時期指令値決定処理である。
【００８３】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ４０３）、図１１のマップを参照して、設定ポスト噴射量と冷却水温度（メイン噴射量の多寡）に対応するポスト噴射時期を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射時期を上死点より遠い側へと移動した結果となり、これをポスト許可噴射時期としてメモリに格納する（ステップ４０４）。すなわち、同じポスト噴射上限量であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射時期が上死点に近くなる。
【００８４】
次いで、ステップ４０２で決定されたポスト噴射時期指令値とステップ４０４で決定されたポスト許可噴射時期とを比較し（ステップ４０５）、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値以上の値であるとき、すなわち、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値より遅角しているとき、実行すべきポスト噴射時期をポスト噴射時期指令値とし（ステップ４０６）、その後、そのポスト噴射時期指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う。
【００８５】
ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値未満のとき、すなわち、ポスト許可噴射時期がポスト噴射時期指令値より進角しているとき、実行すべきポスト噴射時期をポスト許可噴射時期とし（ステップ４０７）、その後、そのポスト許可噴射時期に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ４０８）。このときのポスト噴射時期はポスト許可噴射時期であるため、通常のポスト噴射時期より上死点側の早い時期にポスト噴射が行われる。
【００８６】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射時期が上死点から離れた時期であっても噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、上死点からピストンが離れていると、気化しなかった燃料がシリンダ内壁面に付着するおそれがあるが、本実施例では、上死点側に近い時期にポスト噴射が行われるので、燃料はピストン頂部で受けることができ、上記問題は生じにくい。
＜実施例５＞
この実施例は、ポスト噴射制御を行う場合において、図１１のマップを使用して、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限噴射量を減少させる場合の例である。
【００８７】
各構成は実施例４の場合と同様である。
図１３に示したように、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ５０１）。
【００８８】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、図２１のように、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ２、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射時期を設定する。同時にポスト噴射量指令値を決定する（ステップ５０２）。
【００８９】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ５０３）、図１１のマップを参照して、冷却水温度に対応するポスト噴射量を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射量が低くなる。このマップの参照結果をポスト許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ５０４）。すなわち、同じポスト噴射時期であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射量が減少する。
【００９０】
次いで、ステップ５０２で決定されたポスト噴射量指令値とステップ５０４で決定されたポスト許可噴射量とを比較し（ステップ５０５）、ポスト許可噴射量がポスト噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきポスト噴射量をポスト噴射量指令値とし（ステップ５０６）、その後、そのポスト噴射量指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ５０８）。
【００９１】
ポスト許可噴射量がポスト噴射量指令値未満のとき、実行すべきポスト噴射量をポスト許可噴射量とし（ステップ５０７）、その後、そのポスト許可噴射量に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ５０８）。このときのポスト噴射量はポスト許可噴射量であるため、通常のポスト噴射量より低い圧力でポスト噴射が行われる。
【００９２】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射量が高くとも噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、は生じにくい。
＜実施例６＞
この実施例は、ポスト噴射制御を行う場合において、図１４のマップを使用し、メイン噴射量が少ないほどポスト噴射の制限噴射圧力を減少させる場合の例である。
【００９３】
各構成は実施例４の場合と同様である。
図１５に従い、まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ６０１）。
【００９４】
モード切替手段は、運転状況によってポスト噴射をすべきか否かを決定し、ポスト噴射をすべきと判定した場合、基準となる所定のクランク角度θａからメイン噴射開始タイミングθM、メイン噴射終了タイミング、ポスト噴射開始タイミングθｐ、ポスト噴射終了タイミング、それぞれ求めて、ポスト噴射モードでの噴射間隔、及びポスト噴射量を設定する。同時にポスト噴射圧指令値を決定する（ステップ６０２）。
【００９５】
この間、筒内雰囲気温度としてエンジン冷却水温度が検出され（ステップ５０３）、図１４のマップを参照して、冷却水温度に対応するポスト噴射圧を読みだす。冷却水温度が低いほど（メイン噴射量が少ないほど）、ポスト噴射圧が低くなる。このマップの参照結果をポスト許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ５０４）。すなわち、同じポスト噴射時期であれば、冷却水温度が高い場合（メイン噴射量が多い場合）より低い場合（メイン噴射量が少ない場合）の方がポスト噴射圧が減少する。
【００９６】
次いで、ステップ６０２で決定されたポスト噴射圧指令値とステップ６０４で決定されたポスト許可噴射圧とを比較し（ステップ６０５）、ポスト許可噴射圧がポスト噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきポスト噴射圧をポスト噴射圧指令値とし（ステップ６０６）、その後、そのポスト噴射圧指令値に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ６０８）。
【００９７】
ポスト許可噴射圧がポスト噴射圧指令値未満のとき、実行すべきポスト噴射圧をポスト許可噴射圧とし（ステップ６０７）、その後、そのポスト許可噴射圧に従ってポスト噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ６０８）。このときのポスト噴射圧はポスト許可噴射圧であるため、通常のポスト噴射圧より低い圧力でポスト噴射が行われる。
【００９８】
気筒内雰囲気温度が高いとき（メイン噴射量が多い場合）、燃料は気化しやすいので、ポスト噴射圧が高くとも噴射された燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがないが、気筒内雰囲気温度が低いとき（メイン噴射量が少ない場合）、は生じにくい。
＜実施例７＞
この場合は、図１６に示したように、筒内圧力あるいは空気密度とシリンダ内壁面への燃料付着をできるだけ少なくしうるパイロット噴射量との関係を示したマップを用い、パイロット噴射量を制御する。すなわち、ピストンが上死点に近づくほど筒内圧力あるいは空気密度が高まり、燃料の壁面付着が少なくなることに鑑み、筒内圧力あるいは空気密度をパラメータとして、または、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータを利用して、パイロット噴射量との関係を定めたのである。パイロット噴射の噴射時期を示すパラメータとして、筒内圧力、筒内の空気密度を使用した例である。
【００９９】
図１７に示したように、ここではまず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ７０１）。
【０１００】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射量指令値を決定する（ステップ７０２）。
【０１０１】
この間、筒内圧力あるいは空気密度を、エアロフローメータで検出した空気吸入量や、クランク角センサにより検出したクランク角から推定し（ステップ７０３）、図１６のマップを参照して、筒内圧力あるいは空気密度の大きさに従ったパイロット上限噴射量を読みだし、これをパイロット許可噴射量としてメモリに格納する（ステップ７０４）。
【０１０２】
次いで、ステップ７０２で決定されたパイロット噴射量指令値とステップ７０４で決定されたパイロット許可噴射量とを比較し（ステップ７０５）、パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット噴射量指令値とし（ステップ７０６）、その後、そのパイロット噴射量指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ７０８）。
【０１０３】
パイロット許可噴射量がパイロット噴射量指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射量をパイロット許可噴射量とし（ステップ７０７）、その後、そのパイロット許可噴射量に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ７０８）。
【０１０４】
実行すべきパイロット噴射量が本来より少ないパイロット許可噴射量であるときは、筒内圧力あるいは空気密度が小さいときであって、ピストンは上死点から離れた位置にある。このときのパイロット噴射量が当初に設定されたパイロット噴射量より少ないパイロット噴射量となるため、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することがない。
＜実施例８＞
この実施例で、前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射における燃料噴射圧力を制御量とし、パイロット噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関する筒内圧力、空気密度をパイロット噴射の噴射時期を示すパラメータとし、筒内圧力、筒内の空気密度に従って前記制御量を制御するために、図１８に示したマップをＲＯＭに備えている。
【０１０５】
このマップは、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータとしてのクランク角または燃圧・筒内圧間の差圧と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射圧、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたもので、本件発明者による経験値として求めたものである。
【０１０６】
ピストンが上死点に近づくほど筒内圧力あるいは空気密度が高まり、燃料の壁面付着が少なくなる。そして、クランク角が上死点より離れるほど燃圧と筒内圧との間の差圧が大きくなり、燃料が微細化する。
【０１０７】
このことに鑑み、筒内圧力あるいは空気密度をパラメータとして、または、筒内圧力あるいは空気密度を示すパラメータを利用して、パイロット噴射量との関係を定めたのである。
【０１０８】
このマップを用いた制御を図１９に従い説明する。
まず、エンジン回転数やアクセルペダルの開度情報を取り込み、これらの情報から機関の運転状況を判定する（ステップ８０１）。
【０１０９】
モード切替手段は、運転状況によってパイロット噴射をすべきか否かを決定し、パイロット噴射をすべきと判定した場合、図２０のように、基準となる所定のクランク角度θａからのパイロット噴射開始タイミングθｐ、パイロット噴射終了タイミング、メイン噴射開始タイミングθM及びメイン噴射終了タイミングをそれぞれ求めて、パイロット噴射モードでの噴射間隔を設定する。同時に、パイロット噴射圧指令値を決定する（ステップ８０２）。
【０１１０】
この間、筒内圧力あるいは空気密度を、エアロフローメータで検出した空気吸入量や、クランク角センサにより検出したクランク角から推定し（ステップ８０３）、図のマップを参照して、筒内圧力あるいは空気密度の大きさに従ったパイロット上限噴射圧を読みだし、これをパイロット許可噴射圧としてメモリに格納する（ステップ８０４）。
【０１１１】
次いで、ステップ８０２で決定されたパイロット噴射圧指令値とステップ８０４で決定されたパイロット許可噴射圧とを比較し（ステップ８０５）、パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値以上の値であるとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット噴射圧指令値とし（ステップ８０６）、その後、そのパイロット噴射圧指令値に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ８０８）。
【０１１２】
パイロット許可噴射圧がパイロット噴射圧指令値未満のとき、実行すべきパイロット噴射圧をパイロット許可噴射圧とし（ステップ８０７）、その後、そのパイロット許可噴射圧に従ってパイロット噴射を行い、さらに、メイン噴射を行う（ステップ８０８）。
【０１１３】
実行すべきパイロット噴射圧がパイロット許可噴射圧であるとき、当初に設定されたパイロット噴射圧より少ないパイロット噴射圧となり、噴射燃料の貫徹力が小さくなる。このときは、ピストンが上死点より離れていて筒内圧力あるいは空気密度が小さいときであり、このような時点で、噴射燃料の貫徹力が通常より小さくなったことは、燃料がシリンダ内壁面に到達して付着することを回避する要因となる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば、パイロット噴射やポスト噴射において、シリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力を制御することで、噴射した燃料がシリンダ内壁面にできるだけ付着しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件発明にかかる装置の全体構成図
【図２】実施形態の燃料噴射弁を示した図
【図３】燃料噴射弁のシリンダ取り付け構造を示した図
【図４】燃料噴射制御手段を示したブロック図
【図５】エンジン冷却水温と、シリンダ内壁面への付着限界を規定するパイロット上限噴射量、及び、パイロット噴射時期との関係を定めたマップを示した図
【図６】実施例１の手順を示したフローチャート図
【図７】実施例２の手順を示したフローチャート図
【図８】エンジン冷却水温度とパイロット上限噴射圧との関係を定めたマップを示した図
【図９】実施例３の手順を示したフローチャート図
【図１０】パイロット噴射圧力とパイロット上限噴射量との関係を示したマップ
【図１１】エンジン冷却水温度とポスト上限噴射量、ポスト噴射時期の関係を定めたマップを示した図
【図１２】実施例４の手順を示したフローチャート図
【図１３】実施例５の手順を示したフローチャート図
【図１４】エンジン冷却水温度とポスト上限噴射圧、ポスト噴射時期の関係を定めたマップを示した図
【図１５】実施例６の手順を示したフローチャート図
【図１６】筒内圧力、筒内空気密度とパイロット上限噴射量との関係を定めたマップを示した図
【図１７】実施例７の手順を示したフローチャート図
【図１８】筒内圧力、筒内空気密度とパイロット上限噴射圧との関係を定めたマップを示した図
【図１９】実施例８の手順を示したフローチャート図
【図２０】パイロット噴射とメイン噴射を示したタイミングチャート図
【図２１】メイン噴射とポスト噴射を示したタイミングチャート図
１・・燃料供給源である燃料タンク
２・・燃料ポンプ
３・・燃料蓄圧室
４・・燃料供給路
５・・燃料噴射弁
６・・燃料圧センサ
７・・制御装置
８・・燃料ポンプ駆動制御部
９・・燃料噴射弁駆動制御部（燃料噴射制御手段）
１１・・リリーフ弁
１２・・燃料解放路
２１・・燃料噴射孔
２２・・筒状本体
２３・・ニードル弁
２４・・コイルスプリング
３１・・第１の燃料供給路
３２・・制御室
３３・・第２の燃料供給路
３３ａ・・インレットオリフィス
３４・・燃料排出路
３４ａ・・アウトレットオリフィス
３５・・背圧制御弁
３６・・ＣＰＵ
４０・・入力ポート
４１・・出力ポート
４３，４４，４５，４６，４７,７５・・バッファ
４８・・マルチプレクサ
４９・・Ａ／Ｄ変換器
５０・・波形整形回路
５１、５２、５３・・駆動回路
６０・・シリンダヘッド
６１・・シリンダ
６２・・ピストン
６３・・凹部
Ｓ１・・アクセルセンサ
Ｓ２・・吸気圧センサ
Ｓ３・・水温センサ
Ｓ４・・機関回転数センサ
Ｓ５・・エアロフローメータ
Ｓ６・・Ｇセンサ
Ｓ７・・各種センサ
Claims (3)
- ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁により機関シリンダ内に噴射されるメイン噴射と、この主たる燃料噴射とは時期をずらして噴射されるサブ噴射を行う燃料噴射装置において、
前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を、前記シリンダ内壁面の燃料付着量を減少すべく制御する燃料噴射制御手段を備え、
排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する内燃機関に設けられ、
前記パラメータは、メイン噴射の噴射量であり、
前記燃料噴射制御手段は、メイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射時期の遅延制限時期を進角させることを特徴とする燃料噴射装置。 - ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁により機関シリンダ内に噴射されるメイン噴射と、この主たる燃料噴射とは時期をずらして噴射されるサブ噴射を行う燃料噴射装置において、
前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を、前記シリンダ内壁面の燃料付着量を減少すべく制御する燃料噴射制御手段を備え、
排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する内燃機関に設けられ、
前記パラメータは、メイン噴射の噴射量であり、
前記燃料噴射制御手段は、メイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射量の上限値を減少することを特徴とする燃料噴射装置。 - ピストンが上死点近傍に位置したときに燃料噴射弁により機関シリンダ内に噴射されるメイン噴射と、この主たる燃料噴射とは時期をずらして噴射されるサブ噴射を行う燃料噴射装置において、
前記サブ噴射における燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力の内、少なくとも１つを制御量とし、サブ噴射の際におけるシリンダ内壁面の燃料付着量に相関するパラメータに従って前記制御量を、前記シリンダ内壁面の燃料付着量を減少すべく制御する燃料噴射制
御手段を備え、
排気系に排気浄化触媒を設け、サブ噴射としてポスト噴射で触媒を還元する内燃機関に設けられ、
前記パラメータは、メイン噴射の噴射量であり、
前記燃料噴射制御手段は、メイン噴射の噴射量を参酌し、このメイン噴射の噴射量が小さいほどポスト噴射の噴射圧力の上限値を低くすることを特徴とする燃料噴射装置。
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