JP4110824B2 - 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、内燃機関の排ガス温度上昇要求に応じて燃料噴射時期を遅角処理できる燃料噴射装置、時に、インジェクタの開弁時に圧力値が大小２段に分けられた燃料を切換え弁の作動により順次供給して噴射率を小より大に変化させて燃焼室に的確に噴射処理できる燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両は排ガス処理の上でその排気系に排ガス後処理装置を装備しているがこの排ガス後処理装置を有効に作動させる上で内蔵された触媒を活性化する必要がある。
そこで、車両の排気系は排ガスの早期昇温化を図るべく、燃料系におけるアフタ噴射や噴射時期の大幅な遅延化を図ることが知られている。
【０００３】
ところで、従来の燃料噴射装置として、例えば、蓄圧室を成すコモンレールに燃料供給系からの高圧燃料を貯留し、このコモンレールの高圧燃料をインジェクタの電磁弁の開時に燃焼室に噴霧するコモンレール式燃料噴射装置が知られている。更に、コモンレールの高圧燃料を燃焼室に直接噴霧する低圧噴射と、コモンレールとインジェクタ電磁弁を結ぶ高圧燃料路の途中に増圧機構を有した分岐路を設け、低圧噴射の途中で切換え弁を駆動し、増圧機構により増圧された高圧燃料を燃焼室に高圧噴射して２段に噴射率を変化できる増圧型燃料噴射装置が知られている。
【０００４】
ところで、例えばコモンレール式燃料噴射装置を用いて噴射時期の遅延化を行い、排ガス温度の上昇を図るとする。この場合、運転状態に応じて算出された目標燃料噴射量を確保する噴射処理にあたり、コモンレール圧と目標燃料噴射量とにより噴射期間を算出し、エンジン回転数相当の噴射開始時期を算出し、例えば図６に示すような噴射率モードで噴射処理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この場合、インジェクタ電磁弁の噴射開始時期θｏを同一時期としてコモンレール圧を(3)＞(2)＞(1)と順次変化させると、図６に示すようにコモンレール圧が(3)より(1)と低くなるほど噴射率が下がり、閉弁時期θｃまでの噴射期間Ｉｍ３、Ｉｍ２、Ｉｍ１が順次増大し、等容度の低下、即ち、出力に寄与する燃焼の度合の低下に起因し、図７（ａ）に示すように排気温度上昇効果が高いことが知られている。ここで、噴射開始時期θｏ(1)（コモンレール圧が比較的低い）の場合、噴射開始時期θｏ(3)（コモンレール圧が比較的高い）の場合より全体として排気温度が高くなり、特に、噴射開始時期θｏの遅角量を増やすとその傾向が高くなっている。しかし、噴射開始時期θｏ(1)（コモンレール圧が比較的低い）の場合、噴射開始時期θｏの遅角量を増やすと着火不安定状態に陥る上に、図７（ｂ）に示すように、スモーク発生が急増し、噴射時期遅延限界が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、図６に２点鎖線ｅで示すように、２段に噴射率を変化できる増圧型燃料噴射装置を用いたとしても、従来のコモンレール圧、噴射開始時期θｏ、切換え弁を駆動する噴射率切換え作動時期の制御では排温の上昇と着火の安定性を確保し、スモークの発生防止を図ることはできない。
本発明は、以上のような課題に基づき、的確な燃料噴射制御が成され、十分に排温上昇、着火安定性を確保できスモーク発生を防止できる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧燃料供給路の燃料をインジェクタを介して燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧燃料供給路からの燃料をインジェクタを介して燃焼室に噴射する燃料噴射装置において、エンジンの排気通路に設けられた排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置もしくは上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の温度情報が上記排ガス浄化装置の活性化温度以下の場合に、上記インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および上記切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態である吸気圧及び吸気温度に応じて遅角側に補正する補正手段を設け、上記補正手段による上記作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されることを特徴とする。
このように、インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態である吸気圧及び吸気温度に応じて遅角側に補正するので、低圧初期噴射期間が増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域での高圧噴射により安定燃焼を確保できる。
【０００８】
特に、切換え弁の作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項1記載の燃料噴射装置において、上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧蓄圧室に貯留された燃料を通して上記インジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧蓄圧室に貯留された燃料を上記インジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする。
このように、低圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で高圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項1記載の燃料噴射装置において、上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して蓄圧室に貯留された燃料を燃料供給路を通してインジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で燃料供給路に接続された増圧機構により増圧された燃料を切換え弁を駆動してインジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする。
このように、蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で増圧機構により増圧された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての燃料噴射装置を図１乃至図４を参照して説明する。
ここでの燃料噴射装置１は高圧と低圧の２つの蓄圧室を備えた燃料噴射装置であり、図示しない車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記す）２に装着される。
エンジン２はエンジン本体３内に複数の燃焼室４（図１では１つのみ記載した）を備え、同燃焼室４内の図示しないピストンのリニア駆動をクランクシャフト５によって回転力に変換し、図示しない回転駆動系に伝達する。クランクシャフト５にはクランク角センサ６が対設され、クランク角センサ６によりクランク角情報Δθをコントローラ７に出力している。
【００１２】
排気系は排気管８の排気通路Ｅの途中に触媒コンバータ９を装着する。触媒コンバータ９は内部に前後の触媒担体９０１、９０２を配備し、同担体にＮＯｘ触媒、酸化触媒を順次配備し、これにより、排気ガスのＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを無害化処理し、大気中に放出できる。なお、触媒コンバータ９には触媒温度（排ガス温度に相当する）Ｔｃを検出する温度検出手段としての触媒温度センサ３４が取付けられている。
【００１３】
燃料噴射装置１は、各燃焼室４に燃料噴射を行う各インジェクタ１１と、各インジェクタ１１の流入路１２に高圧燃料路１３を介して高圧燃料を供給する高圧コモンレール１４と、流入路１２に低圧燃料路１５を介して低圧燃料を供給する低圧コモンレール１６と、高圧コモンレール１４に高圧燃料を供給し、低圧コモンレール１６の戻し燃料を燃料タンク１７に戻す燃料供給装置１８と、各インジェクタ１１のインジェクタ電磁弁１９及び低高切換え電磁弁である切換え弁２１を駆動制御するエンジン制御装置としてのコントローラ７を備える。
【００１４】
燃料供給装置１８は燃料タンク１７と、同燃料タンク１７の燃料を供給路２６のフィルタ２２を介し吸入し、高圧化して高圧コモンレール１４に圧送する供給ポンプ２３と、低圧コモンレール１６側の低圧燃料を調圧弁２４を介して燃料タンク１７に導く低圧管２５とを備える。なお、高圧コモンレール１４の燃圧ＰＨＰＣＲは供給ポンプの作動制御によって目標とする圧力に設定され、低圧コモンレール１６の燃圧ＰＬＰＣＲは調圧弁２４で指定される設定値に保持される。
【００１５】
高圧コモンレール１４は、供給ポンプ２３からの高圧燃料を貯蔵し、高圧燃料路１３を介し各気筒のインジェクタ１１に高圧燃料を供給可能に構成される。
【００１６】
各インジェクタ１１は同一構成であり、ノズル部１１１とインジェクタ電磁弁１９とインジェクタ切換制御部３０を備える。ノズル部１１１は燃焼室４に燃料噴射可能にエンジン本体３に支持される。インジェクタ電磁弁１９はコントローラ７の駆動信号でオンオフ作動して高圧燃料路１３或いは低圧燃料路１５からの燃料をノズル部１１１を介し燃焼室４に噴射供給できる。
インジェクタ切換制御部３０は流入路１２より分岐する高圧燃料路１３及び低圧燃料路１５を形成される。高圧燃料路１３は高圧コモンレール１４と流入路１２間に切換え弁２１を配備し、これの開時（オン時）に高圧コモンレール１４の高圧の燃料をインジェクタ１１に導き、高圧噴射を行う。
【００１７】
低圧燃料路１５は低圧コモンレール１６と流入路１２間に分岐して並列路１５１、１５２を備え、並列路１５１に逆止弁２７を、並列路１５２にオリフィス２８を装着する。これにより、高圧燃料路１３からの分岐流をオリフィス２８を介して低圧コモンレール１６に供給でき、低圧噴射時には低圧コモンレール１６の低圧燃料を逆止弁２７を介してインジェクタ１１に導き、低圧噴射を可能としている。
【００１８】
コントローラ７はその入出力回路に多数のポートを有し、エンジンの運転情報を検出するための各種センサを接続しており、特に、エンジン２のアクセルペダル開度θａを検出するアクセルペダル開度センサ３２と、クランク角情報Δθを検出するクランク角センサ６と、水温ｗｔを検出する水温センサ３３と、触媒温度Ｔｃを検出する触媒温度センサ３４と、大気圧Ｐａを検出する大気圧センサ３５と、ブースト圧力Ｐｂを検出するブースト圧力センサ３６と、ブースト温度Ｔｂを検出する大気温センサ３７とが接続される。ここでクランク角情報Δθはコントローラ７においてエンジン回転数Ｎｅの導出に用いられる。
【００１９】
このコントローラ７は周知のエンジン制御処理機能を有し、ここでは特に、燃料量算出手段Ａ０と、噴射時期算出手段Ａ１と、補正手段Ａ２を備える。
燃料圧力制御手段Ａ０は、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂを求め、運転条件に応じた、たとえば水温ｗｔや大気圧Ｐａの各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
【００２０】
噴射時期算出手段Ａ１は高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetよりコモンレール圧マップｍ１、ｍ２（図３参照）で導出する。特に、コモンレール圧マップｍ２では目標燃料噴射量ｑtargetの増加に応じてコモンレール圧ＰＨＰＣＲが低下し、コモンレール圧マップｍ１ではコモンレール圧ＰＬＰＣＲが増加するように設定される。更に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の噴射率切換え作動時期である切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて噴射時期マップｍ３（図３参照）より算出する。ここではエンジン回転数Ｎｅの増加に応じて噴射開始時期θＬおよび切換え時期θＨが低下するように設定される。
【００２１】
補正手段Ａ２は、触媒温度Ｔｃが所定の温度Ｔｃ１以下の場合に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え時期θＨをエンジンの給気状態であるブースト圧力Ｐｂ,ブースト温度Ｔｂに応じてそれぞれ遅角マップｍ４、ｍ５（図３参照）より算出する。
次に、図１の燃料噴射装置の作動をコントローラ７の制御処理に沿って説明する。
【００２２】
図示しない車両のエンジン２の駆動時において、コントローラ７は複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系で適宜駆動されている関連機器、センサ類の自己チェック結果を取込み、これが正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では図示しないエンジン制御処理ルーチンを実行し、その途中で図５に示す燃料噴射制御ルーチンを実行する。
【００２３】
燃料噴射制御ルーチンのステップｓ１に達すると、最新のデータ、例えば、触媒温度Ｔｃ、クランク角度Δθ、エンジン回転数Ｎｅ、ブースト圧力Ｐｂ，ブースト温度Ｔｂ，水温ｗｔ、大気圧Ｐａ等が取り込まれ、それぞれ記憶処理される。
ステップｓ２では触媒温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１、即ち、ここでは酸化触媒及びＮＯｘ触媒の両者が活性化する、例えば、３００℃を閾値とし、それ未満か否か判断し、上回る場合はステップｓ３の通常制御処理に、低温ではステップｓ４に進む。
【００２４】
ステップｓ３の通常制御処理では基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を順次算出する。更に、高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをＮｅとｑtargetより図示しない通常時コモンレール圧マップ（図３のｍ１、ｍ２に相当する通常時用マップ）で導出し、これら値を供給ポンプ２３、調圧弁２４の図示しないコモンレール圧ドライバーにセットする。更に、インジェクタ電磁弁１９の通常時噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の通常時切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて通常時噴射時期マップ（図３のｍ３に相当する通常時用マップ）で導出する。
【００２５】
更に、導出されたθＨとθＬより低圧噴射期間Δｔｉｎｊを求め、低圧コモンレール圧ＰＬＰＣＲと低圧噴射期間Δｔｉｎｊとより、低圧噴射期間に噴射される低圧燃料噴射量を算出する。そして、目標燃料噴射量ｑtargetから低圧燃料噴射量を差し引いた高圧燃料噴射量を求めて、目標高圧燃料噴射量と高圧コモンレールの圧力よりインジェクタ電磁弁１９及び切換弁２１の閉弁時期θｃを導出する。
その上で、図２に示すように、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨ、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ（＝θＨ−θＬ）、及び閉弁時期θｃに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００２６】
これに応じて燃料噴射用ドライバは、クランク角Δθ信号に基き、各インジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１に噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨに弁切換え出力を発し、閉弁時期θｃに閉じ、図２のブーツ型噴射率噴射モードＭ１でインジェクタ５が噴射駆動する。
一方、ステップs２よりステップs４に達すると、排気温上昇制御に入る。
ここでは、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、水温ｗｔや大気圧ｐａの各補正値ｄｔ（低温域で比較的大きな補正値となる），ｄｐより目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
【００２７】
ステップs５では高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetより図３のコモンレール圧マップｍ１、ｍ２で導出し、これら値を供給ポンプ２３、調圧弁２４用の図示しないコモンレール圧ドライバーにセットする。
ステップｓ６ではインジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて図３の噴射時期マップｍ３で導出する。
【００２８】
更に、導出されたθＨとθＬより低圧噴射期間Δｔｉｎｊを求め、低圧コモンレール圧ＰＬＰＣＲと低圧噴射期間Δｔｉｎｊとより、低圧噴射期間に噴射される低圧燃料噴射量を算出する。そして、目標燃料噴射量ｑtargetから低圧燃料噴射量を差し引いた高圧燃料噴射量を求めて、目標高圧燃料噴射量と高圧コモンレールの圧力よりインジェクタ電磁弁１９及び切換弁２１の閉弁時期θｃを導出する。
ステップs７では噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨを補正すべく、ブースト圧力Ｐｂ，ブースト温度Ｔｂ相当の噴射遅角量Δθを図３の遅角量マップｍ４、ｍ５で演算する。
【００２９】
各遅角量マップｍ４、ｍ５はブースト圧力Ｐｂが大きいほど、ブースト温度Ｔｂが高いほど噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨの遅角量ΔθＨ，ΔθＬが増すように予め設定され、特に、これらの遅角量ΔθＨ，ΔθＬが、スモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値としてマップ化されている。
このため、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨがスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【００３０】
ステップs８では噴射開始時期θＬを演算した遅角量ΔθＬで遅角補正し、更に、切換え時期θＨを遅角量ΔθＨで遅角補正して設定し、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ（＝θＨ−θＬ）を算出することとなる。
ステップs９はインジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬ、切換え弁２１の切換え時期θＨ、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ及びインジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１の閉弁時期θｃに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３１】
これに応じて燃料噴射用ドライバはクランク角Δθ信号に基き、各インジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１に対し、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨ及び閉弁時期θｃに切換え出力を発して、２段噴射であるブーツ型２段噴射モードＭ１（図２参照）でインジェクタ１１が噴射駆動する。
このように、燃料噴射装置１は、触媒温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１を下回る低排温時に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の切換え時期θＨをエンジン２の給気状態であるブースト圧力Ｐｂ、ブースト温度Ｔｂに応じて遅角量ΔθＬ、ΔθＨで補正するので、前期噴射域ｆ１の低圧噴射期間Δｔｉｎｊが増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域ｆ２での高圧噴射により安定燃焼を確保でき、スモークの発生を抑制できる。
【００３２】
しかも、切換え弁２１の切換え時期θＨがブースト圧力Ｐｂ、ブースト温度Ｔｂに応じて遅角量ΔθＬ、ΔθＨで補正するにあたり、スモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として遅角量ΔθＬ、ΔθＨがステップｓ７で設定されるので、スモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
図１の燃料噴射装置１は、低圧コモンレール１６に貯留された燃料をインジェクタ１１より燃焼室４に噴射し、その途中で高圧コモンレール１４に貯留された燃料を燃焼室４に噴射することで、確実にブーツ型２段噴射を行うものであるが、図５のような増圧機構付きの燃料噴射装置１ａを用いても良い。なお、ここでの構成部材は図１の構成部材と同一のものに同一符号を付け重複説明を略す。
【００３３】
ここではインジェクタ電磁弁１９を駆動してコモンレール１６ａに貯留された燃料を燃料供給路１５ａを通してインジェクタ１１より燃焼室４に噴射し、その低圧噴射の途中で燃料供給路１５ａに接続された増圧機構５０により増圧された燃料を切換え弁２１ａを駆動してインジェクタ１１より燃焼室４に噴射する。ここで増圧機構５０は燃料供給路１５ａの途中の分岐路１３ａに配設される。
増圧機構５０は大小の内径のシリンダ室５１、５２を備え、ここに大小の外径で一体化した増圧ピストン５３、５４を収容する。シリンダ室５１は燃料供給路１５ａの上流分岐部（コモンレール側）ｂ１にシリンダ室５２は燃料供給路１５ａの下流分岐部（インジェクタ側）ｂ２に連通する。大径シリンダ室５１の側壁には切換え弁２１ａを備えた開放路５５と、燃料供給路１５ａの中間分岐部ｂ３に絞り５６を介し連通する調圧路５７とが接続される。更に、燃料供給路１５ａの下流分岐部ｂ１と中間分岐部ｂ３の間には逆止弁５８が配設される。
【００３４】
ここでは燃料供給路１５ａが低圧燃料供給路を構成し、増圧機構５０より燃料供給路１５ａの下流分岐部（インジェクタ側）ｂ２に達する部位が高圧燃料供給路を構成することとなる。
ここでのコモンレール圧Ｐ’ＬＰＣＲは供給ポンプ２３’で調整され、増圧機構５０の増圧機構圧Ｐ’ＨＰＣＲはコモンレール圧Ｐ’ＬＰＣＲに比例した値として調整されることとなる。この燃料噴射装置においてもインジェクタ電磁弁１９および切換え弁２１ａの開弁時期を給気状態に応じて遅角させることにより前述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
上述のところにおいて、図１の燃料噴射装置が暖機促進を図ったのは酸化触媒及びＮＯｘ触媒であったが、これ以外の排ガス浄化装置である三元触媒を内蔵した排ガス浄化装置や、排ガス中のディーゼルパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置等にも同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、排ガス浄化装置が活性化温度以下の場合に、インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態に応じて遅角側に補正するので、低圧初期噴射期間が増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域での高圧噴射により安定燃焼を確保できると共に、スモークの発生を抑えられる。
【００３７】
特に、切換え弁の作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【００３８】
請求項２の発明は、低圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で高圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００３９】
請求項３の発明は、蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で増圧機構により増圧された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料噴射装置と同装置を装着するエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の燃料噴射装置の作動モード説明図である。
【図３】図１の燃料噴射装置の機能ブロック図である。
【図４】図１の燃料噴射装置の燃料噴射制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】図１の燃料噴射装置に代えて採用可能な燃料噴射装置の概略構成図である。
【図６】燃料噴射装置の噴射率説明図である。
【図７】燃料噴射装置の開弁時期と噴射率の大小に応じた特性説明図で、（ａ）は排気温度説明図、（ｂ）はスモーク濃度説明図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
２ エンジン
４ 燃焼室
９ 排ガス浄化装置
１１ インジェクタ
１３ 高圧燃料路
１５ 低圧燃料路
１９ インジェクタ電磁弁
２１ 切換え弁
３４ 触媒温度センサ
Ｔｃ 排ガス温度
Ｔｃ１ 所定の温度
θＬ 噴射開始時期
θＨ 切換え時期
Ａ２ 補正手段
Ｅ 排気通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス温度上昇要求に応じて燃料噴射時期を遅角処理できる燃料噴射装置、時に、インジェクタの開弁時に圧力値が大小２段に分けられた燃料を切換え弁の作動により順次供給して噴射率を小より大に変化させて燃焼室に的確に噴射処理できる燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両は排ガス処理の上でその排気系に排ガス後処理装置を装備しているがこの排ガス後処理装置を有効に作動させる上で内蔵された触媒を活性化する必要がある。
そこで、車両の排気系は排ガスの早期昇温化を図るべく、燃料系におけるアフタ噴射や噴射時期の大幅な遅延化を図ることが知られている。
【０００３】
ところで、従来の燃料噴射装置として、例えば、蓄圧室を成すコモンレールに燃料供給系からの高圧燃料を貯留し、このコモンレールの高圧燃料をインジェクタの電磁弁の開時に燃焼室に噴霧するコモンレール式燃料噴射装置が知られている。更に、コモンレールの高圧燃料を燃焼室に直接噴霧する低圧噴射と、コモンレールとインジェクタ電磁弁を結ぶ高圧燃料路の途中に増圧機構を有した分岐路を設け、低圧噴射の途中で切換え弁を駆動し、増圧機構により増圧された高圧燃料を燃焼室に高圧噴射して２段に噴射率を変化できる増圧型燃料噴射装置が知られている。
【０００４】
ところで、例えばコモンレール式燃料噴射装置を用いて噴射時期の遅延化を行い、排ガス温度の上昇を図るとする。この場合、運転状態に応じて算出された目標燃料噴射量を確保する噴射処理にあたり、コモンレール圧と目標燃料噴射量とにより噴射期間を算出し、エンジン回転数相当の噴射開始時期を算出し、例えば図６に示すような噴射率モードで噴射処理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この場合、インジェクタ電磁弁の噴射開始時期θｏを同一時期としてコモンレール圧を(3)＞(2)＞(1)と順次変化させると、図６に示すようにコモンレール圧が(3)より(1)と低くなるほど噴射率が下がり、閉弁時期θｃまでの噴射期間Ｉｍ３、Ｉｍ２、Ｉｍ１が順次増大し、等容度の低下、即ち、出力に寄与する燃焼の度合の低下に起因し、図７（ａ）に示すように排気温度上昇効果が高いことが知られている。ここで、噴射開始時期θｏ(1)（コモンレール圧が比較的低い）の場合、噴射開始時期θｏ(3)（コモンレール圧が比較的高い）の場合より全体として排気温度が高くなり、特に、噴射開始時期θｏの遅角量を増やすとその傾向が高くなっている。しかし、噴射開始時期θｏ(1)（コモンレール圧が比較的低い）の場合、噴射開始時期θｏの遅角量を増やすと着火不安定状態に陥る上に、図７（ｂ）に示すように、スモーク発生が急増し、噴射時期遅延限界が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、図６に２点鎖線ｅで示すように、２段に噴射率を変化できる増圧型燃料噴射装置を用いたとしても、従来のコモンレール圧、噴射開始時期θｏ、切換え弁を駆動する噴射率切換え作動時期の制御では排温の上昇と着火の安定性を確保し、スモークの発生防止を図ることはできない。
本発明は、以上のような課題に基づき、的確な燃料噴射制御が成され、十分に排温上昇、着火安定性を確保できスモーク発生を防止できる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧燃料供給路の燃料をインジェクタを介して燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧燃料供給路からの燃料をインジェクタを介して燃焼室に噴射する燃料噴射装置において、エンジンの排気通路に設けられた排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置もしくは上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の温度情報が上記排ガス浄化装置の活性化温度以下の場合に、上記インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および上記切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態である吸気圧及び吸気温度に応じて遅角側に補正する補正手段を設け、上記補正手段による上記作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されることを特徴とする。
このように、インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態である吸気圧及び吸気温度に応じて遅角側に補正するので、低圧初期噴射期間が増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域での高圧噴射により安定燃焼を確保できる。
【０００８】
特に、切換え弁の作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項1記載の燃料噴射装置において、上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧蓄圧室に貯留された燃料を通して上記インジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧蓄圧室に貯留された燃料を上記インジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする。
このように、低圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で高圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項1記載の燃料噴射装置において、上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して蓄圧室に貯留された燃料を燃料供給路を通してインジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で燃料供給路に接続された増圧機構により増圧された燃料を切換え弁を駆動してインジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする。
このように、蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で増圧機構により増圧された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての燃料噴射装置を図１乃至図４を参照して説明する。
ここでの燃料噴射装置１は高圧と低圧の２つの蓄圧室を備えた燃料噴射装置であり、図示しない車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記す）２に装着される。
エンジン２はエンジン本体３内に複数の燃焼室４（図１では１つのみ記載した）を備え、同燃焼室４内の図示しないピストンのリニア駆動をクランクシャフト５によって回転力に変換し、図示しない回転駆動系に伝達する。クランクシャフト５にはクランク角センサ６が対設され、クランク角センサ６によりクランク角情報Δθをコントローラ７に出力している。
【００１２】
排気系は排気管８の排気通路Ｅの途中に触媒コンバータ９を装着する。触媒コンバータ９は内部に前後の触媒担体９０１、９０２を配備し、同担体にＮＯｘ触媒、酸化触媒を順次配備し、これにより、排気ガスのＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを無害化処理し、大気中に放出できる。なお、触媒コンバータ９には触媒温度（排ガス温度に相当する）Ｔｃを検出する温度検出手段としての触媒温度センサ３４が取付けられている。
【００１３】
燃料噴射装置１は、各燃焼室４に燃料噴射を行う各インジェクタ１１と、各インジェクタ１１の流入路１２に高圧燃料路１３を介して高圧燃料を供給する高圧コモンレール１４と、流入路１２に低圧燃料路１５を介して低圧燃料を供給する低圧コモンレール１６と、高圧コモンレール１４に高圧燃料を供給し、低圧コモンレール１６の戻し燃料を燃料タンク１７に戻す燃料供給装置１８と、各インジェクタ１１のインジェクタ電磁弁１９及び低高切換え電磁弁である切換え弁２１を駆動制御するエンジン制御装置としてのコントローラ７を備える。
【００１４】
燃料供給装置１８は燃料タンク１７と、同燃料タンク１７の燃料を供給路２６のフィルタ２２を介し吸入し、高圧化して高圧コモンレール１４に圧送する供給ポンプ２３と、低圧コモンレール１６側の低圧燃料を調圧弁２４を介して燃料タンク１７に導く低圧管２５とを備える。なお、高圧コモンレール１４の燃圧ＰＨＰＣＲは供給ポンプの作動制御によって目標とする圧力に設定され、低圧コモンレール１６の燃圧ＰＬＰＣＲは調圧弁２４で指定される設定値に保持される。
【００１５】
高圧コモンレール１４は、供給ポンプ２３からの高圧燃料を貯蔵し、高圧燃料路１３を介し各気筒のインジェクタ１１に高圧燃料を供給可能に構成される。
【００１６】
各インジェクタ１１は同一構成であり、ノズル部１１１とインジェクタ電磁弁１９とインジェクタ切換制御部３０を備える。ノズル部１１１は燃焼室４に燃料噴射可能にエンジン本体３に支持される。インジェクタ電磁弁１９はコントローラ７の駆動信号でオンオフ作動して高圧燃料路１３或いは低圧燃料路１５からの燃料をノズル部１１１を介し燃焼室４に噴射供給できる。
インジェクタ切換制御部３０は流入路１２より分岐する高圧燃料路１３及び低圧燃料路１５を形成される。高圧燃料路１３は高圧コモンレール１４と流入路１２間に切換え弁２１を配備し、これの開時（オン時）に高圧コモンレール１４の高圧の燃料をインジェクタ１１に導き、高圧噴射を行う。
【００１７】
低圧燃料路１５は低圧コモンレール１６と流入路１２間に分岐して並列路１５１、１５２を備え、並列路１５１に逆止弁２７を、並列路１５２にオリフィス２８を装着する。これにより、高圧燃料路１３からの分岐流をオリフィス２８を介して低圧コモンレール１６に供給でき、低圧噴射時には低圧コモンレール１６の低圧燃料を逆止弁２７を介してインジェクタ１１に導き、低圧噴射を可能としている。
【００１８】
コントローラ７はその入出力回路に多数のポートを有し、エンジンの運転情報を検出するための各種センサを接続しており、特に、エンジン２のアクセルペダル開度θａを検出するアクセルペダル開度センサ３２と、クランク角情報Δθを検出するクランク角センサ６と、水温ｗｔを検出する水温センサ３３と、触媒温度Ｔｃを検出する触媒温度センサ３４と、大気圧Ｐａを検出する大気圧センサ３５と、ブースト圧力Ｐｂを検出するブースト圧力センサ３６と、ブースト温度Ｔｂを検出する大気温センサ３７とが接続される。ここでクランク角情報Δθはコントローラ７においてエンジン回転数Ｎｅの導出に用いられる。
【００１９】
このコントローラ７は周知のエンジン制御処理機能を有し、ここでは特に、燃料量算出手段Ａ０と、噴射時期算出手段Ａ１と、補正手段Ａ２を備える。
燃料圧力制御手段Ａ０は、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂを求め、運転条件に応じた、たとえば水温ｗｔや大気圧Ｐａの各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
【００２０】
噴射時期算出手段Ａ１は高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetよりコモンレール圧マップｍ１、ｍ２（図３参照）で導出する。特に、コモンレール圧マップｍ２では目標燃料噴射量ｑtargetの増加に応じてコモンレール圧ＰＨＰＣＲが低下し、コモンレール圧マップｍ１ではコモンレール圧ＰＬＰＣＲが増加するように設定される。更に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の噴射率切換え作動時期である切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて噴射時期マップｍ３（図３参照）より算出する。ここではエンジン回転数Ｎｅの増加に応じて噴射開始時期θＬおよび切換え時期θＨが低下するように設定される。
【００２１】
補正手段Ａ２は、触媒温度Ｔｃが所定の温度Ｔｃ１以下の場合に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え時期θＨをエンジンの給気状態であるブースト圧力Ｐｂ,ブースト温度Ｔｂに応じてそれぞれ遅角マップｍ４、ｍ５（図３参照）より算出する。
次に、図１の燃料噴射装置の作動をコントローラ７の制御処理に沿って説明する。
【００２２】
図示しない車両のエンジン２の駆動時において、コントローラ７は複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系で適宜駆動されている関連機器、センサ類の自己チェック結果を取込み、これが正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では図示しないエンジン制御処理ルーチンを実行し、その途中で図５に示す燃料噴射制御ルーチンを実行する。
【００２３】
燃料噴射制御ルーチンのステップｓ１に達すると、最新のデータ、例えば、触媒温度Ｔｃ、クランク角度Δθ、エンジン回転数Ｎｅ、ブースト圧力Ｐｂ，ブースト温度Ｔｂ，水温ｗｔ、大気圧Ｐａ等が取り込まれ、それぞれ記憶処理される。
ステップｓ２では触媒温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１、即ち、ここでは酸化触媒及びＮＯｘ触媒の両者が活性化する、例えば、３００℃を閾値とし、それ未満か否か判断し、上回る場合はステップｓ３の通常制御処理に、低温ではステップｓ４に進む。
【００２４】
ステップｓ３の通常制御処理では基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を順次算出する。更に、高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをＮｅとｑtargetより図示しない通常時コモンレール圧マップ（図３のｍ１、ｍ２に相当する通常時用マップ）で導出し、これら値を供給ポンプ２３、調圧弁２４の図示しないコモンレール圧ドライバーにセットする。更に、インジェクタ電磁弁１９の通常時噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の通常時切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて通常時噴射時期マップ（図３のｍ３に相当する通常時用マップ）で導出する。
【００２５】
更に、導出されたθＨとθＬより低圧噴射期間Δｔｉｎｊを求め、低圧コモンレール圧ＰＬＰＣＲと低圧噴射期間Δｔｉｎｊとより、低圧噴射期間に噴射される低圧燃料噴射量を算出する。そして、目標燃料噴射量ｑtargetから低圧燃料噴射量を差し引いた高圧燃料噴射量を求めて、目標高圧燃料噴射量と高圧コモンレールの圧力よりインジェクタ電磁弁１９及び切換弁２１の閉弁時期θｃを導出する。
その上で、図２に示すように、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨ、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ（＝θＨ−θＬ）、及び閉弁時期θｃに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００２６】
これに応じて燃料噴射用ドライバは、クランク角Δθ信号に基き、各インジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１に噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨに弁切換え出力を発し、閉弁時期θｃに閉じ、図２のブーツ型噴射率噴射モードＭ１でインジェクタ５が噴射駆動する。
一方、ステップs２よりステップs４に達すると、排気温上昇制御に入る。
ここでは、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、水温ｗｔや大気圧ｐａの各補正値ｄｔ（低温域で比較的大きな補正値となる），ｄｐより目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
【００２７】
ステップs５では高低コモンレール圧ＰＨＰＣＲ，ＰＬＰＣＲをエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetより図３のコモンレール圧マップｍ１、ｍ２で導出し、これら値を供給ポンプ２３、調圧弁２４用の図示しないコモンレール圧ドライバーにセットする。
ステップｓ６ではインジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の切換え時期θＨをエンジン回転数Ｎｅに応じて図３の噴射時期マップｍ３で導出する。
【００２８】
更に、導出されたθＨとθＬより低圧噴射期間Δｔｉｎｊを求め、低圧コモンレール圧ＰＬＰＣＲと低圧噴射期間Δｔｉｎｊとより、低圧噴射期間に噴射される低圧燃料噴射量を算出する。そして、目標燃料噴射量ｑtargetから低圧燃料噴射量を差し引いた高圧燃料噴射量を求めて、目標高圧燃料噴射量と高圧コモンレールの圧力よりインジェクタ電磁弁１９及び切換弁２１の閉弁時期θｃを導出する。
ステップs７では噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨを補正すべく、ブースト圧力Ｐｂ，ブースト温度Ｔｂ相当の噴射遅角量Δθを図３の遅角量マップｍ４、ｍ５で演算する。
【００２９】
各遅角量マップｍ４、ｍ５はブースト圧力Ｐｂが大きいほど、ブースト温度Ｔｂが高いほど噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨの遅角量ΔθＨ，ΔθＬが増すように予め設定され、特に、これらの遅角量ΔθＨ，ΔθＬが、スモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値としてマップ化されている。
このため、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨがスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【００３０】
ステップs８では噴射開始時期θＬを演算した遅角量ΔθＬで遅角補正し、更に、切換え時期θＨを遅角量ΔθＨで遅角補正して設定し、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ（＝θＨ−θＬ）を算出することとなる。
ステップs９はインジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬ、切換え弁２１の切換え時期θＨ、今回の低圧噴射期間Δｔｉｎｊ及びインジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１の閉弁時期θｃに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３１】
これに応じて燃料噴射用ドライバはクランク角Δθ信号に基き、各インジェクタ電磁弁１９及び切換え弁２１に対し、噴射開始時期θＬ、切換え時期θＨ及び閉弁時期θｃに切換え出力を発して、２段噴射であるブーツ型２段噴射モードＭ１（図２参照）でインジェクタ１１が噴射駆動する。
このように、燃料噴射装置１は、触媒温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１を下回る低排温時に、インジェクタ電磁弁１９の噴射開始時期θＬおよび切換え弁２１の切換え時期θＨをエンジン２の給気状態であるブースト圧力Ｐｂ、ブースト温度Ｔｂに応じて遅角量ΔθＬ、ΔθＨで補正するので、前期噴射域ｆ１の低圧噴射期間Δｔｉｎｊが増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域ｆ２での高圧噴射により安定燃焼を確保でき、スモークの発生を抑制できる。
【００３２】
しかも、切換え弁２１の切換え時期θＨがブースト圧力Ｐｂ、ブースト温度Ｔｂに応じて遅角量ΔθＬ、ΔθＨで補正するにあたり、スモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として遅角量ΔθＬ、ΔθＨがステップｓ７で設定されるので、スモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
図１の燃料噴射装置１は、低圧コモンレール１６に貯留された燃料をインジェクタ１１より燃焼室４に噴射し、その途中で高圧コモンレール１４に貯留された燃料を燃焼室４に噴射することで、確実にブーツ型２段噴射を行うものであるが、図５のような増圧機構付きの燃料噴射装置１ａを用いても良い。なお、ここでの構成部材は図１の構成部材と同一のものに同一符号を付け重複説明を略す。
【００３３】
ここではインジェクタ電磁弁１９を駆動してコモンレール１６ａに貯留された燃料を燃料供給路１５ａを通してインジェクタ１１より燃焼室４に噴射し、その低圧噴射の途中で燃料供給路１５ａに接続された増圧機構５０により増圧された燃料を切換え弁２１ａを駆動してインジェクタ１１より燃焼室４に噴射する。ここで増圧機構５０は燃料供給路１５ａの途中の分岐路１３ａに配設される。
増圧機構５０は大小の内径のシリンダ室５１、５２を備え、ここに大小の外径で一体化した増圧ピストン５３、５４を収容する。シリンダ室５１は燃料供給路１５ａの上流分岐部（コモンレール側）ｂ１にシリンダ室５２は燃料供給路１５ａの下流分岐部（インジェクタ側）ｂ２に連通する。大径シリンダ室５１の側壁には切換え弁２１ａを備えた開放路５５と、燃料供給路１５ａの中間分岐部ｂ３に絞り５６を介し連通する調圧路５７とが接続される。更に、燃料供給路１５ａの下流分岐部ｂ１と中間分岐部ｂ３の間には逆止弁５８が配設される。
【００３４】
ここでは燃料供給路１５ａが低圧燃料供給路を構成し、増圧機構５０より燃料供給路１５ａの下流分岐部（インジェクタ側）ｂ２に達する部位が高圧燃料供給路を構成することとなる。
ここでのコモンレール圧Ｐ’ＬＰＣＲは供給ポンプ２３’で調整され、増圧機構５０の増圧機構圧Ｐ’ＨＰＣＲはコモンレール圧Ｐ’ＬＰＣＲに比例した値として調整されることとなる。この燃料噴射装置においてもインジェクタ電磁弁１９および切換え弁２１ａの開弁時期を給気状態に応じて遅角させることにより前述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
上述のところにおいて、図１の燃料噴射装置が暖機促進を図ったのは酸化触媒及びＮＯｘ触媒であったが、これ以外の排ガス浄化装置である三元触媒を内蔵した排ガス浄化装置や、排ガス中のディーゼルパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置等にも同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、排ガス浄化装置が活性化温度以下の場合に、インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態に応じて遅角側に補正するので、低圧初期噴射期間が増加して排気温度を容易に高めることができ、その後の後期噴射域での高圧噴射により安定燃焼を確保できると共に、スモークの発生を抑えられる。
【００３７】
特に、切換え弁の作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されるので、確実にスモークを抑えた上で、排気温度を容易に高めることができる。
【００３８】
請求項２の発明は、低圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で高圧蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【００３９】
請求項３の発明は、蓄圧室に貯留された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射し、その途中で増圧機構により増圧された燃料をインジェクタより燃焼室に噴射する燃料噴射装置を用いるので、確実に２段噴射を行え、インジェクタの噴射開始時期および切換え弁の作動時期を遅角側に補正でき、排気温度を容易に高め、安定燃焼を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料噴射装置と同装置を装着するエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の燃料噴射装置の作動モード説明図である。
【図３】図１の燃料噴射装置の機能ブロック図である。
【図４】図１の燃料噴射装置の燃料噴射制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】図１の燃料噴射装置に代えて採用可能な燃料噴射装置の概略構成図である。
【図６】燃料噴射装置の噴射率説明図である。
【図７】燃料噴射装置の開弁時期と噴射率の大小に応じた特性説明図で、（ａ）は排気温度説明図、（ｂ）はスモーク濃度説明図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
２ エンジン
４ 燃焼室
９ 排ガス浄化装置
１１ インジェクタ
１３ 高圧燃料路
１５ 低圧燃料路
１９ インジェクタ電磁弁
２１ 切換え弁
３４ 触媒温度センサ
Ｔｃ 排ガス温度
Ｔｃ１ 所定の温度
θＬ 噴射開始時期
θＨ 切換え時期
Ａ２ 補正手段
Ｅ 排気通路
Claims (3)
- インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧燃料供給路の燃料をインジェクタを介して燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧燃料供給路からの燃料を上記インジェクタを介して燃焼室に噴射する燃料噴射装置において、エンジンの排気通路に設けられた排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置もしくは上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の温度情報が上記排ガス浄化装置の活性化温度以下の場合に、上記インジェクタ駆動用電磁弁の噴射開始時期および上記切換え弁の作動時期をエンジンの給気状態である吸気圧及び吸気温度に応じて遅角側に補正する補正手段を設け、
上記補正手段による上記作動時期がスモーク限界時期以前の範囲で最大限に遅角するような値として設定されることを特徴とする燃料噴射装置。 - 上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して低圧蓄圧室に貯留された燃料を上記インジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で切換え弁を駆動して高圧蓄圧室に貯留された燃料を上記インジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
- 上記インジェクタ駆動用電磁弁を駆動して蓄圧室に貯留された燃料を燃料供給路を通してインジェクタより燃焼室に噴射し、その低圧噴射の途中で燃料供給路に接続された増圧機構により増圧された燃料を切換え弁を駆動してインジェクタより燃焼室に噴射することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
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