(57)【要約】      （修正有）【課題】先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることを防止し、結果として燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減する。【解決手段】ディーゼルエンジンにおいて、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁４Ａおよび第２燃料噴射弁４Ｂを有し、第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸ＳＬとし、シリンダ軸線Ｐ方向から見た燃焼室の平面視領域を対称軸で二分した場合の一側を第１領域Ｄ１、他側を第２領域Ｄ２としたとき、第１燃料噴射弁は第１領域に向けて燃料を噴射し、第２燃料噴射弁は第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行った場合、他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、
一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行った場合、他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う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。
【請求項２】
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、
上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射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。
【請求項３】
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、
上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合、所定量のメイン噴射を他方の燃料噴射弁により噴射し、所定量と要求噴射量の差分を上記一方の燃料噴射弁により噴射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。
【請求項４】
請求項２〜３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、
上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射は、他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射時期に比べて遅角させる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。
【請求項５】
請求項４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、
上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射終了時期を、他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射の終了時期と同期させる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。
【請求項６】
請求項４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、
上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じて決定する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンにおいては、燃焼を制御することにより着火性の改善、排気ガスのNOｘや煤の発生量の低減、燃焼音及び振動の低減を図っている。
例えば、特許文献1には急激な燃焼を抑制し、燃焼音及びNOxを低減するために、メイン噴射に先立って微量のプレ噴射を行うものが記載されている。
【０００３】
一方、本発明者は先に、燃焼室の周縁部に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射させることで、対向する燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧との重なりを回避し、燃料噴霧のピストン壁面に到達するまでの飛翔距離を長く確保することにより、各噴霧の飛翔中に燃料噴霧が十分に霧化され空気を取り込めるようにし、燃焼室内に存在する空気の利用率を高め、酸素が過度に少ない環境下で燃焼が起きることを抑制して、煤の発生量を効果的に低減するディーゼルエンジンを提案した。(特願2013-018824)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-41896
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１のようにメイン噴射とプレ噴射の噴射間隔は互いに近接し、加えて、微量であるプレ噴射の貫徹力は小さく、一方、噴射量の多いメイン噴射の貫徹力は大きい。このため、メイン噴射が噴射されるまでの間隔におけるプレ噴射の飛翔距離は短く、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なってしまい、メイン噴射の燃料噴霧が空気を取り込むことを阻害しスモークが発生するという問題を有する。
【０００６】
特願2013-018824で提案した燃焼室の周縁部に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射させるディーゼルエンジンにおいては、空気利用率の向上では大きな効果が見られるものの、燃焼音の低減やNOxの低減については解決されていない。そこで、この課題を解決するために、上記特許文献１に開示されているようなプレ噴射システムを組み込むことが考えられるが、プレ噴射を行う所定の運転領域では、先行するプレ噴射の燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることで、メイン噴射の燃料噴霧が空気を取り込むことを阻害するため、ピストン壁面に到達するまでの飛翔距離の長さを確保したことによる空気の利用率向上効果を得られていない。
【０００７】
このプレ噴射とメイン噴射の重なりを防止する対策として、例えばプレ噴射とメイン噴射の噴射間隔を長く設定する方法が考えられるが、噴射間隔が長いとプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔が広がってしまいメイン噴射による急激な燃焼を抑制することができない。一方、噴射間隔が短いと上述のように燃料噴霧が重なってしまうため、適切な燃料噴射制御には燃料噴霧の飛翔距離に加えて燃焼時期まで考慮しなければならず、従来よりも高度な燃料噴射制御技術が要求される。また、ディーゼルエンジンでは着火時期などが燃焼室内の状態に強く影響されるため、エンジン回転数、負荷などをさらに加味して燃料噴射制御を行わなければならず現実的には非常に困難である。
【０００８】
本発明は、斯かる課題に鑑みてなされたものであり、プレ噴射を行う所定の運転領域においても、燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減したディーゼルエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するものとして、請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、
一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行った場合、他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う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である。
【００１０】
本発明によれば、メイン噴射とプレ噴射とを相対向且つ噴射領域が重複しない燃料噴射弁にそれぞれ分担することで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることを防止し、結果として燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、上記メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合、上記メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射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である。
【００１２】
この構成によれば、シリンダ周辺位置に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射するディーゼルエンジンでは、燃料噴射弁のピストン壁面に傾いた側では燃料噴射弁とピストン壁面との距離が近くなってしまい、燃料噴射弁とピストン壁面との距離を長くするためには噴射方向を限定する必要があり、一方の燃料噴射弁で噴射可能な燃料量は従来のディーゼルエンジンに比べて少なくなっているが、メイン噴射を両燃料噴射弁で分割することで、要求噴射量を確保する。加えて、プレ噴射と同じ噴射弁から噴射するメイン噴射の燃料噴射量は分割された分だけ少量になっているため貫徹力が小さく飛翔距離も短くなっており、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なる部分が減り、結果として適切な燃料噴射と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、上記メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合、所定量のメイン噴射を他方の燃料噴射弁により噴射し、所定量と要求噴射量の差分を上記一方の燃料噴射弁により噴射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である。
【００１４】
この構成によれば、要求噴射量に足りない噴射量だけを一方の燃料噴射弁から噴射するため、プレ噴射と同じ噴射弁から噴射するメイン噴射の燃料噴射量を必要最低限に抑えることでメイン噴射の貫徹力及び飛翔距離も抑制され、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なる部分がさらに減り、結果として適切な燃料噴射と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射は、他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射時期に比べて遅角させる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。
【００１６】
この構成によれば、拡散燃焼に相当するメイン噴射の着火時期は他方のメイン噴射の噴射開始時期により決まるため、プレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げることなく、プレ噴射とメイン噴射との噴射間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な燃焼間隔の制御と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減を両立することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射終了時期を、他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射終了時期と同期させる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である。
【００１８】
この構成によれば、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射終了時期を他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射終了時期と同期させるため、一方のメイン噴射の燃料噴射時期を遅角したとしても燃焼期間を広げることなく、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な燃焼終了時期の制御と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は上記一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行い、上記一方の燃料噴射弁及び上記他方の燃料噴射弁によりメイン噴射を行う際に、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じて決定する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である。
【００２０】
この構成によれば、車両の運転状態に応じて一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を決定することにより、運転状態のその時々に応じて運転への影響の少ない範囲での遅角量を設定できるため、運転状態へ影響を与えずにプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な運転状態の維持と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、前記のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によると、プレ噴射を行う運転領域にあるときには、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行うとともに、一方の噴射弁とは相対向且つ噴射領域が重複しない他方の噴射弁によりメイン噴射を行うことで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることを防止して、燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンの全体構成図を示す図である。
【図２】上記ディーゼルエンジンのエンジン本体の構造を示す断面図である。
【図３】上記ディーゼルエンジンの燃料噴射弁（第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁）の構造を示す断面図である。
【図４】上記燃料噴射弁の先端部の側面図である。
【図５】上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の位置関係と、噴射方向を示す平面図である。
【図６】図５に対応する側面図である。
【図７】本発明のフローチャートを示す図である。
【図８】プレ噴射とメイン噴射の噴霧を示す図である。
【図９】プレ噴射とメイン噴射（初段）と分割メイン噴射の噴霧を示す図である。
【図１０】上記燃料噴射弁の噴射時期を示すタイムチャート図である。
【図１１】別実施例の上記燃料噴射弁の噴射時期を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（１）エンジンの全体構成
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２は、本実施形態に適用されたディーゼルエンジンの全体構成図を示すものである。図１に示されるディーゼルエンジンは、車両に搭載される４サイクルの４気筒ディーゼルエンジンである。このディーゼルエンジンについては、４つの気筒２が直列に並ぶ直列４気筒型のエンジン本体１と、各気筒に吸気を導入するための吸気通路２０と、各気筒内の燃焼により生成された排気ガスを排出するための排気通路２５とを備えている。
吸気通路２０には、各気筒２の吸気ポート６に吸気を分配するための独立吸気通路２１を備えており、独立吸気通路２１の内部には各気筒内のスワール流を制御するスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）１９を備えている。
そして、各独立吸気通路２１の上流部には共通に接続されたサージタンク２２を備え、サージタンク２２の上流部にはサージタンク２２に吸気を導入する１本の吸気管２３を備えている。
【００２４】
排気通路２５には、各気筒２の排気ポート７より排気ガスを排出するための独立排気通路２６を備え、各独立排気通路２６の下流部が１つに集合した集合部２７と、集合部２７から下流側に延びる１本の排気管２８を備えている。
各気筒２には、燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁が備えられており、
各気筒２に対して第１燃料噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂの２つのインジェクタをそれぞれ備えている。
【００２５】
各気筒２の第１燃料噴射弁４Ａは、気筒の列方向に延びる共通の第１コモンレール３０に接続されている。第１コモンレール３０には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第１高圧燃料ポンプ３２により高圧にされた燃料が供給される。第１コモンレール３０に供給された高圧の燃料は第１燃料噴射弁４Ａから噴射される。
第２燃料噴射弁４Ｂも同様に、気筒の列方向に延びる共通の第２コモンレール３１に接続されている。第２コモンレール３１には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第２高圧燃料ポンプ３３により高圧にされた燃料が供給される。第２コモンレール３１に供給された高圧の燃料は第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される。
【００２６】
エンジン本体１の各気筒２の構成については図２に示すように、シリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の下方に各気筒２を形成するシリンダブロック１１を備え、各気筒２の内部には往復摺動可能に挿入されたピストン１３を備えている。そして、ピストン１３の上方に燃焼室３が区画形成され、ピストン１３の往復動によって燃焼室３の容積が変化する。
また、エンジン１のシリンダヘッド１２には、気筒２毎に吸気ポート６及び排気ポート７が形成されて、それぞれ燃焼室３の天井部に開口している。吸気ポート６及び排気ポート７の開口端には個々に吸気弁８及び排気弁９が備えられており、図示は省略するが、カムシャフト等の動弁機構によって駆動され、吸気ポート６及び排気ポート７をそれぞれ所定のタイミングで開閉するようになっている。
【００２７】
また、ＥＣＵ１００によるエンジン１の基本的な制御については、図示は省略するがエンジン１に備えられた各種センサ等（アクセル開度センサ、クランク角センサ、大気圧センサ、エンジン水温センサ）の検出値に基づいて、第１、第２燃料ポンプ３２、３３や第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの制御を実施する。詳細な制御手段については図に示すフローチャートを用いて後述する。
【００２８】
また、燃焼室３では第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂから噴射される燃料が空気と混合されて、燃焼室３内で燃料が圧縮着火することにより燃焼し、燃焼による熱エネルギにより燃焼室３を膨張させ、ピストン１３を往復運動させる。そして、ピストン１３の往復運動が、コネクティングロッド１６を介して出力軸であるクランク軸５の回転運動に変換される。当実施形態のディーゼルエンジンでは４サイクル式であるため、クランク軸５の回転に伴い、各気筒２では、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程がこの順に繰り返し実行される。
【００２９】
（２）燃料噴射弁の構成
図３は本実施形態に適用される燃料噴射弁の先端部の構造を示す断面図であり、図４は燃料噴射弁を側方から見た側面図である。
燃料噴射弁の構成については図３の断面図に示すように、筒状のバルブボディ４１と、バルブボディ４１内の中央には軸方向に移動可能なニードル弁４３を備えており、バルブボディ４１とニードル弁４３にとによって燃料が流通可能な燃料流路４２が形成されている。バルブボディ４１の先端部には、内部の燃料流路４２と連通する複数の噴孔４４a〜４４fが形成されている。エンジンの運転中においては、ニードル弁４３が図示しないソレノイドによって上下に移動可能に駆動される。そして、ニードル弁４３の駆動に伴って噴孔４４a〜４４fが開弁または閉弁される。
つまり、ニードル弁４３の端部がバルブボディ４１の端部と接触するまで下方に移動させた際には、燃料流路４２が遮断され、燃料が噴孔４４a〜４４fから噴射されないようになる。また、ニードル弁が上方に移動させた際には燃料流路４２が解放され、燃料が噴孔４４a〜４４fへ導かれ、燃料が噴射される。そして、噴孔４４a〜４４fの解放時間を制御制御することにより燃料噴射量を調整する。
【００３０】
次に、図５および図６に示す平面図および側面図により、各気筒２における第１燃料噴射弁４Ａおよび第２燃料噴射弁４Ｂの位置関係について説明する。図５は、ある気筒２の第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂを燃焼室３の天井側から見た平面図であり、図６は当該気筒２のピストン１３が圧縮上死点まで上昇したときの燃焼室３の側面図である。
なお、図５では、ピストン１３の冠面に設けられたキャビティ部１３ａの周縁、つまり、キャビティ部１３ａとその周囲のスキッシュ部１３ｂとの境界線を２点鎖線で表しており、図６では、このキャビティ部１３ａの周縁の半径をＲｃとして表記している。
図５および図６に示すように、第１燃料噴射弁４Ａの先端部は、燃焼室３の天井部（シリンダヘッド１２の下壁）の一箇所であって、燃焼室３の中心Ｐからキャビティ部１３ａの半径Ｒｃだけ吸気側にオフセットした位置に配置されている。
【００３１】
一方、第２燃料噴射弁４Ｂの先端部は、燃焼室３を天井側から見た平面視において、燃焼室３の中心Ｐを中心として第１噴射弁４Ａを１８０°回転させた位置、つまり、第１燃料噴射弁４Ａに対し燃焼室３の中心Ｐを挟んで点対称の排気側の位置に配置されている。つまり、第１噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂは燃焼室４の中心Ｐを挟んで対向するような位置に設定せれている。
図５および図６において、第１燃料噴射弁４Ａから延びる矢印ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから延びる矢印ｂ１〜ｂ４は、燃料噴射弁４の各噴孔４４a〜４４fから噴射された燃料噴霧の中心線を表している。
具体的に、第１燃料噴射弁４Ａについては、噴孔４４ａからの噴霧がａ１、噴孔４４ｂからの噴霧がａ２、噴孔４４ｃからの噴霧がａ３、噴孔４４ｄからの噴霧がａ４、噴孔４４ｅからの噴霧がａ５、噴孔４４ｆからの噴霧がａ６である。ただし、図５の平面図では、周方向位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ２の組と、ａ３，ａ４の組と、ａ５，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、図６の側面図では、上下位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ３，ａ５の組と、ａ２，ａ４，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、第２燃料噴射弁４Ｂについても同様に示している。
【００３２】
図５において、第１燃料噴射弁４Ａおよび第燃料２噴射弁４Ｂの各中心を通る線を設定し、これを対称軸ＳＬとする。また、この対称軸ＳＬによって燃焼室３の平面領域を二分した場合の一側を第１領域Ｄ１、他側を第２領域Ｄ２とした際に、第１燃料噴射弁４Ａは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆから第１領域Ｄ１に向けて放射状に燃料を噴射し、第２燃料噴射弁４Ｂは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆから第２領域Ｄ２に向けて燃料を噴射する。これにより、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される燃料の噴霧ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される燃料の噴霧ｂ１〜ｂ６とが、互いにオフセットした方向に延び、途中で交差することがないように設定されている。
【００３３】
また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧は、噴孔４４ａ，４４ｂからの噴霧ａ１，ａ２である。この噴霧ａ１，ａ２の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度（噴霧角）をｒ１とすると、当該噴霧角ｒ１は、７°以上１５°以下に設定されている。
また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧は、噴孔４４ｃ，４４ｄからの噴霧ａ３，ａ４である。さらに、対称軸ＳＬから最も遠い噴霧は、噴孔４４ｅ，４４ｆからの噴霧ａ５，ａ６である。これら各噴霧の平均の角度、つまり、噴霧ａ３，ａ４の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度と、噴霧ａ５，ａ６の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度とを平均した角度を平均噴霧角ｒ２とすると、当該平均噴霧角ｒ２は、４５±１０°に設定されている。第２燃料噴射弁４Ｂについても同様である。
【００３４】
また、図５に示すように、第１燃料噴射弁４Ａからの噴霧ａ１〜ａ６の飛翔方向、および第２噴射弁４Ｂからの噴霧ｂ１〜ｂ６の飛翔方向は、それぞれ、燃焼室３に形成されるスワール流Ｓ１の流れに沿うように設定されている。
そして、第１、第２燃料噴射弁４Ａ，４Ｂがそれぞれ有する６つの噴孔４４ａ〜４４ｆは、対称軸ＳＬから遠い噴霧に対応するものほど孔径が小さくなるように形成されている。すなわち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧ａ１，ａ２（またはｂ１，ｂ２）に対応する噴孔４４ａ，４４ｂの孔径よりも、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧ａ３，ａ４（またはｂ３，ｂ４）に対応する噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径の方が小さい値に設定され、当該噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径よりも、対称軸ＳＬに最も遠い噴霧ａ５，ａ６（またはｂ５，ｂ６）に対応する噴孔４４ｅ，４４ｆの孔径の方が小さい値に設定されている。
【００３５】
（３）燃料噴射弁の燃料噴射制御手段
次に、第１、第２燃料噴射弁４Ａ, ４Ｂの燃料噴射制御手段について図７のフローチャートと図１０の第１、第２燃料噴射弁４Ａ, ４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図を参照して具体的に説明する。
【００３６】
まず、スタート後のステップＳ１では、各種センサ１０１〜１０４等からの信号をＥＣＵに入力し、続くステップＳ２では、エンジン要求出力、エンジン回転速度を演算する。エンジン回転速度はクランク角センサ１０２からの信号に基づいて演算され、エンジン要求出力は、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて、予めＥＣＵ１００に記憶されているマップ（図示省略）から読み込まれる。尚、そのマップには、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転速度が高いほど、そのエンジン要求出力が大きくなるように設定されている。
【００３７】
ステップＳ３では、前記ステップ２で求めたエンジン要求出力、エンジン回転速度から、エンジン１の運転状態がプレ噴射を実行する運転領域か否かをマップ（図示省略）から判定する。プレ噴射を実行する運転領域であればＹＥＳとなり、ステップＳ４に進む。そして。ステップＳ４では、エンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてプレ噴射の燃料噴射量が設定される。続くステップＳ５ではエンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてメイン噴射の燃料噴射量が設定される。
【００３８】
ステップＳ６では、メイン噴射の燃料噴射量が所定量Ｔ以下であればＹＥＳとなりステップＳ７へ進む。そして、ステップＳ７において、第１燃料噴射弁４Ａによりプレ噴射を実行し、続くステップＳ８において、第２燃料噴射弁４Ｂによりメイン噴射を実行しリターンする。尚、所定量Ｔは燃料噴射弁の性能、燃料噴射弁とピストン壁面の距離などを考慮して設定される。
【００３９】
これにより、図８に示すように、メイン噴射とプレ噴射とを相対向且つ噴射領域が重複しない燃料噴射弁にそれぞれ分担することで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避される。結果として燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することが可能となる。
【００４０】
また、ステップＳ６において、メイン噴射の燃料噴射量が所定量Ｔより大きい場合ＮＯとなりステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、ステップＳ５で演算されたメイン噴射の燃料噴射量が第２燃料噴射弁４Ｂにより噴射されるメイン噴射（初段）と第１燃料噴射弁４Ａにより噴射される分割メイン噴射とに分割するよう演算される。具体的には、メイン噴射（初段）の燃料噴射量がＴに設定され、分割メイン噴射の燃料噴射量がステップＳ５で演算されたメイン噴射の燃料噴射量からＴを引いた値に設定される。ステップＳ１０では、分割メイン噴射がメイン噴射（初段）の噴射時期に対してΔθだけ遅れて噴射されるよう、エンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてΔθが演算される。ステップＳ１１において、第１燃料噴射弁４Ａによりプレ噴射を実行し、続くステップＳ１２において、第２燃料噴射弁４Ｂによりメイン噴射（初段）を実行する。ステップＳ１３においてメイン噴射（初段）の噴射時期からΔθ遅れて第１燃料噴射弁４Ａから分割メイン噴射を実行しリターンする。
【００４１】
これにより、プレ噴射と同じ噴射弁により実行される分割メイン噴射の間隔を空け、加えて、分割メイン噴射の燃料噴射量は分割している分だけの少量であり貫徹力が小さく飛翔距離が短いため、図９に示すように、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧と分割メイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避され、結果として適切な燃料噴射と燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００４２】
また、Δθが大きいと分割メイン噴射の燃焼時期が遅れトルクが低くなってしまい、特にトルクが必要な運転状態では影響が大きい。したがって、Δθをトルクが必要な運転状態では小さい値に設定するなど、運転状態に応じて適切な範囲に設定することが好ましい。
【００４３】
これにより、運転状態のその時々に応じて運転への影響の少ない範囲での遅角量を設定できるため、運転状態へ影響を与えずにプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な運転状態の維持と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００４４】
図１０は、本実施形態における第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図である。
図７の前記フローチャートの前記ステップＳ１３においては、図１０に示すように、第１燃料噴射弁４Ｂのメイン噴射（初段）の噴射開始時期からΔθだけ遅れて第２燃料噴射弁４Ａの分割メイン噴射が実行される。
【００４５】
図１１は、別実施形態における第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図である。
図１１に示すように、第１燃料噴射弁４Ｂのメイン噴射（初段）の噴射終了時期と第２燃料噴射弁４Ａの分割メイン噴射の終了時期とを同期させても良い。
【００４６】
これにより、燃焼期間を広げることなく、プレ噴射と同じ噴射弁により実行される分割メイン噴射の間隔を空け、加えて、分割メイン噴射の燃料噴射量は分割している分だけの少量であり貫徹力が小さく飛翔距離が短いため、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧と分割メイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避され、結果として適切な燃焼期間の制御と燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、第１燃料噴射弁４Ａがプレ噴射及び分割メイン噴射を実行し、第２燃料噴射弁４Ｂメイン噴射及びメイン噴射（初段）を実行していたが、第１燃料噴射弁４Ｂがプレ噴射及び分割メイン噴射を実行し、第１燃料噴射弁４Ａがメイン噴射及びメイン噴射（初段）するように変更しても良く、所定サイクル毎に切り替えても良い。
また、各インジェクタからは１サイクル中に複数回の燃料噴射を実行する多段噴射であっても良い。
その他、本発明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明はディーゼルエンジンに関する発明であり、筒内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンで安定した燃焼を行う場合に有用である。
【符号の説明】
【００４９】
２  気筒
３  燃焼室
４Ａ  第１燃料噴射弁
４Ｂ  第２燃料噴射弁
１９  スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１００  ＥＣＵ
１０１  アクセル開度センサ
１０２  クランク角センサ
１０３  大気圧センサ
１０４  エンジン水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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