(57)【要約】【課題】筒内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンにおいて、低負荷領域で燃焼室内に噴射される燃料濃度が低すぎると、噴射量のバラツキや筒内の乱れの影響を受け、サイクル毎の着火時期が安定せず、トルクが変動してしまう。【解決手段】筒内に複数のインジェクタを備えた圧縮着火エンジンで、１つのインジェクタから噴射される燃料量が少なく、燃焼が不安定となる恐れのある第１負荷未満では、複数の燃料噴射弁のうち1つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射することで、噴射量を確保し、燃費と着火安定性を両立する。【選択図】図７
2014156852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンと、上記シリンダ及びピストンとともに燃焼室を規定するシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上記シリンダの軸線よりも外周側に配置された複数の燃料噴射弁とを有し、上記燃料噴射弁を制御するコントローラを有する圧縮着火エンジンであって、
上記複数の燃料噴射弁がそれぞれ、燃料噴霧を該燃料噴射弁の中心軸よりも上記シリンダの内周側に指向する噴孔を複数有しており、
上記コントローラが、
上記圧縮着火エンジンの負荷が、第１負荷以上のときには、上記複数の燃料噴射弁から燃料を噴射し、
上記圧縮着火エンジンの負荷が、第１負荷未満のときには、上記複数の燃料噴射弁のうち１つの燃料噴射弁が燃料を噴射するように、
上記複数の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする圧縮着火エンジン。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮着火エンジンにおいて、
上記コントローラは、上記第１負荷未満のときには、上記複数の燃料噴射弁のうち、気筒内に燃料を噴射する１つの燃料噴射弁を所定サイクル毎に切替えることを特徴とする圧縮着火エンジン。
【請求項３】
請求項１又は２記載の圧縮着火エンジンにおいて、
上記コントローラは、上記第１負荷未満のときには、スワール流が弱くなるようにスワール制御手段を制御することを特徴とする圧縮着火エンジン。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の圧縮着火エンジンにおいて、
燃焼室内に２つの燃料噴射弁が備えられ、上記コントローラは上記２つの燃料噴射弁から噴射された噴霧は互いに衝突しないようにオフセットして、吸気のスワール流と同方向に噴射するように制御することを特徴とする圧縮着火エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内の燃焼室に直接燃料を噴射するための圧縮着火エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直噴式のディーゼルエンジンにおいては、例えば特許文献１のように燃料噴射弁を燃焼室のほぼ中央に配置（センター噴射）し、ピストンの頂面にキャビティを形成し、ピストンの圧縮上死点近傍で燃焼室の中央に配置した燃料噴射弁から燃料をキャビティ内に放射状に噴射して圧縮着火させるものが一般的である。
これは、燃焼室中央に燃料噴射弁を配置して燃焼室内に放射状に燃料を噴射することで、燃焼室内の空気を均等に利用している。
【０００３】
図１０に従来のセンター噴射を行うディーゼルエンジンの燃焼状態を表す模式図を示す。燃焼室２０３の中央に配置された燃料噴射弁２０５から燃焼室半径Ｒｄ方向に噴射された燃料は、燃焼室２０３内で圧縮着火し、圧縮着火した火炎２０２が燃焼室壁面２０４に衝突する。そして、衝突により火炎２０２が燃焼室壁面２０４に対して接触面積が広がって行くことで、火炎２０２の熱エネルギが燃焼室壁面の広い範囲からピストン２１３に伝わることで冷却損失が大きくなり、エンジンの熱効率が低下してしまう。
このようなセンター噴射における冷却損失を改善するためには、燃料噴射弁の燃料噴射孔から燃焼室壁面の距離を長くして噴霧の飛翔距離を長くすることが考えられる。図１１に燃料噴射弁を燃焼室中央からシリンダ外方に配置（サイド噴射）させた際の燃焼状態を表す模式図を示す。燃焼室中央より半径Ｒｃだけ外側にオフセットさせた燃料噴射弁４Ａから噴射された燃料は、燃料噴射弁４Ａから燃焼室壁面１３aまでの噴霧の飛翔距離は最大で燃焼室３の直径分の距離を確保することができる。よって、火炎３０１と燃焼室壁面１３aが直接接触することを抑制できる結果、上記冷却損失を低減することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、上記サイド噴射として燃焼室壁面までの飛翔距離を確保すると、噴孔を配置する範囲が限定されるため、燃料噴射弁から噴射する噴射量が低減する。
【０００５】
噴射量を確保しようと燃料噴射圧を高くすると、火炎と壁面の衝突時の流速が速くなり、熱伝達率が増加し、冷却損失が増大するため、上記サイド噴射のメリットがなくなってしまう。
これに対して、発明者らは、特願２０１３−０１８８２４号に開示したように冷却損失の改善を図り、且つ、十分な燃料噴射量を確保するために、複数の燃料噴射弁、具体的にはシリンダ外周に２つの燃料噴射弁を配置し、筒内に燃料を噴射するディーゼルエンジンを発明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特願２０１３−０１８８２４号に記載のディーゼルエンジンによれば、筒内に予め形成されたスワール流に沿って燃料噴射を行うため、燃料噴霧の根元部分に絶えずシリンダ外周部の新鮮な空気が供給される。その結果として、一般的に用いられている1つの燃料噴射弁によるセンター噴射のディーゼルエンジンよりも、空気と燃料の混合が促進されて比較的リーンな混合気を形成することができ、すすの発生を抑制することができる。
しかしながら、当該のディーゼルエンジンでは，空気と燃料の混合が促進されるため、燃料噴射量の少なく、すすの発生が問題とならない低負荷領域においては、過度に混合気の燃料濃度が低下してしまう。燃料濃度が低すぎる混合気は、そのものが着火困難である上に、噴射量のバラツキやエンジン筒内に導入される空気量のバラツキ、および筒内の乱れといった各種の変動要因の影響を受けやすいため、サイクル毎の着火時期が安定せず、トルクが変動してしまう。特に、冷間始動時や寒冷地での運転では失火に至ってしまうこともある。
【０００８】
上記サイクル変動を小さくして燃焼安定性を向上するために噴射量を増量することが考えられる。しかし、噴射量を多くすると要求出力以上の出力が出てしまう。
そこで、エンジンの要求出力に合わせるために、燃料噴射弁から噴射する噴射タイミングをリタードさせて、エンジンの出力を強制的に低下させる必要がある。しかし、このように強制的に出力を抑える制御は、燃料噴射量に対する熱効率を悪化させる結果となり、燃費が悪化する。
【０００９】
本発明は、斯かる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筒内に複数のインジェクタを備えた圧縮着火エンジンにおいて、サイクル変動が大きくなる所定の運転領域においても燃費を悪化させることなく安定した圧縮着火燃焼を行うところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンと、上記シリンダ及びピストンとともに燃焼室を規定するシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上記シリンダの軸線よりも外周側に配置された複数の燃料噴射弁とを有し、上記燃料噴射弁を制御するコントローラを有する圧縮着火ルエンジンであって、
上記複数の燃料噴射弁がそれぞれ、燃料噴霧を該燃料噴射弁の中心軸よりも上記シリンダの内周側に指向する噴孔を複数有しており、上記コントローラが、
上記圧縮着火エンジンの負荷が、第１負荷以上のときには、上記複数の燃料噴射弁から燃料を噴射し、
上記圧縮着火エンジンの負荷が、第１負荷未満のときには、上記複数の燃料噴射弁のうち１つの燃料噴射弁が燃料を噴射するように、上記複数の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする圧縮着火エンジンである。
【００１１】
本発明によれば、上記第１負荷未満の低負荷運転領域においては、１つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射することで、１つの燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を複数の燃料噴射弁に分けて噴射する場合に比べて増量することができるので、燃焼が不安定となることを防止でき、結果として熱効率を向上させることができる。
【００１２】
そして、上記第１負荷以上の運転領域では、１つの気筒に対して複数の燃料噴射弁からサイド噴射により燃料を噴射することで、燃料噴射弁から燃焼室壁面までの噴霧の飛翔距離を長くすることができ、燃焼室壁面からの冷却損失を低減でき、エンジンの熱効率を向上させることができる。
【００１３】
以上のように、本発明では、低負荷領域から高負荷領域の広い範囲に亘ってエンジンの熱効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、好ましくは、上記コントローラは、上記第１負荷未満のときには、上記複数の燃料噴射弁のうち、気筒内に燃料を噴射する１つの燃料噴射弁を所定サイクル毎に切替えることを特徴とする圧縮着火エンジンである。
【００１５】
この構成によれば、複数の燃料噴射弁のうち、特定の燃料噴射弁からのみ燃料を噴射して燃焼サイクルが繰り返し行われると、燃料を噴射しない燃料噴射弁が焼付きを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、好ましくは、上記コントローラは、上記第１負荷未満のときには、スワール流が弱くなるようにスワール制御手段を制御することを特徴とする圧縮着火エンジンである。
【００１７】
この構成によれば、気筒内に噴射した燃料を１つの燃料噴射弁からのみ噴射する際は、筒内に発生させるスワール流を弱くし、気筒内に噴射した噴霧の濃度分布がサイクル毎に変動することを防止することができる。よって、所定の運転領域においては気筒内の燃焼安定性を向上させることができ、所定の運転領域以外の領域においては、スワール流を強化することで、筒内の空気と燃料の混合を良好に行い、煤の発生を防止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、好ましくは、燃焼室内に２つの燃料噴射弁が備えられ、上記コントローラは上記２つの燃料噴射弁から噴射された噴霧は互いに衝突しないようにオフセットして、吸気のスワール流と同方向に噴射するように制御することを特徴とする圧縮着火エンジンである。
【００１９】
この構成によれば、筒内に備えられた２つの燃料噴射弁から噴射される燃料が互いに衝突することなくオフセットして噴射することにより、燃料が衝突することで筒内に相対的にリッチな混合気が発生することを防止し、さらに、スワール流と同方向に噴射することで筒内の燃料と空気の混合を良好にし、煤の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の制御装置によると、筒内に複数の燃料噴射弁を備えたディーゼルエンジンにおいて、低負荷領域から高負荷領域の広い領域に亘って燃費を悪化させることなく安定した圧縮着火燃焼を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】本発明の運転領域を示す図
【図９】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１０】従来のセンター噴射を示す図
【図１１】サイド噴射を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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７に示すフローチャートを用いて後述する。
【００２７】
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工程がこの順に繰り返し実行される。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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９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。
【００３５】
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。
【００３６】
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の運転状態が図８に示すように相対的に低負荷側の第１負荷未満であればＹＥＳとなり、ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ４では、１つの気筒２に対して現在の燃焼サイクルの１つ前のサイクルで第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂの両方から燃料噴射を実施したか、それとも、１つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射したかどうかを判定する。そして、前のサイクルで第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂの両方から燃料噴射を実施していればＹＥＳとなり、次のステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５では、第１燃料噴射弁４Ａから燃料噴射を実行し、第２燃料噴射弁４Ｂは閉弁状態を維持して燃料噴射を遮断してからリターンする。
【００３７】
これにより、第１負荷未満の低負荷領域において、１つの気筒２内に２つの第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂを備えたエンジンでも、第１燃料噴射４Ａからのみ燃料を噴射することで，筒内に噴射した噴霧の濃度分布がわずかな乱流等によってばらつくことなく、燃焼安定性を確保することができる。
燃焼が不安定となる低負荷運転領域において、例えば、複数の燃料噴射弁から同時に同量の燃料を噴射する場合、複数の燃料噴射弁から噴射する燃料量を多くすることで燃焼安定性を向上することができる。しかし、噴射量を多くすると低負荷運転領域で求められるエンジンの要求出力以上の出力が出てしまう。
エンジンの要求出力に合わせようとすると燃料噴射弁から噴射する噴射タイミングをリタードさせて、エンジンの出力を低下させる制御を行う必要がある。
このように強制的に出力を抑えることは、燃料噴射量に対する熱効率を悪化させる結果となってしまう。
第１負荷未満の低負荷運転領域において、１つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射することで安定的に着火する濃度の混合気を形成することができ、燃焼安定性を向上させながら熱効率を向上させることができるのである。
【００３８】
また、ステップＳ４において、１つの気筒２に対して現在の燃焼サイクルの１つ前のサイクルで1つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射していれば、ＮＯとなり、ステップＳ７へ進む。そして、ステップＳ７において、前サイクルで第１燃料噴射弁４Ａから噴射したか、それとも、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射したかどうかを判定する。
これにより、第１負荷未満の低負荷領域において、１つの気筒２内に２つの第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂを備えたエンジンでも、第１燃料噴射４Ａからのみ燃料を噴射することで筒内に噴射した噴霧の濃度分布がわずかな乱流等によって、ばらつくことなく、燃焼安定性を向上させることができる。
【００３９】
例えば、燃焼が不安定となる低負荷運転領域で複数の燃料噴射弁から同時に燃料を噴射して、燃焼安定性を向上させようとすると複数の燃料噴射弁から噴射する燃料量を多くする必要がある。噴射量を多くすると低負荷運転領域で求められるエンジンの要求出力以上の出力が出てしまう。
エンジンの要求出力に合わせようとすると燃料噴射弁から噴射する噴射タイミングをリタードさせて、エンジンの出力を低下させる制御を行う必要がある。
このように強制的に出力を抑えることは、燃料噴射量に対する熱効率を悪化させる結果となってしまう。
つまり、第１負荷未満の低負荷運転領域においては、１つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射することで燃焼安定性を向上させながら熱効率を向上させることができるのである。
【００４０】
また、ステップＳ４において、１つの気筒２に対して現在の燃焼サイクルの１つ前のサイクルで1つの燃料噴射弁からのみ燃料を噴射していれば、ＮＯとなり、ステップＳ７へ進む。そして、ステップＳ７において、前サイクルで第１燃料噴射弁４Ａから噴射したか、それとも、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射したかどうかを判定する。
【００４１】
そして、ステップＳ７で第２燃料噴射弁４Ｂから噴射していれば、ＮＯとなり、前記ステップＳ５に進む。また、ステップＳ７で第１燃料噴射弁４Ａから噴射していればＹＥＳとなり、ステップＳ８へと進む。そして、ステップＳ８では、第１燃料噴射弁４Ａは閉弁状態として燃料噴射を遮断し、第２燃料噴射弁４Ｂは燃料噴射を実行してリターンする。
【００４２】
このように、第１負荷未満の低負荷領域で第１燃料噴射弁４Ａからの燃料噴射と、第２燃料噴射弁４Ｂからの燃料噴射をサイクル毎に切り替えることにより、片側の燃料噴射弁が焼付いてしまうことを防止することができる。
【００４３】
また、前記ステップＳ３でエンジン１の運転状態が図８に示すように相対的に高負荷側の第１負荷以上であれば、ＮＯとなり、第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂの両方から１つの気筒２に対して燃料を噴射させて、リターンする。
【００４４】
図９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Ｓ５においては、図９（a）に示すように圧縮工程において、第１燃料噴射弁４Ａのみｔ１からｔ２までの所定期間だけ開弁させ、第２燃料噴射弁４Ｂは閉弁状態を維持させる。そして、前記ステップＳ８においては、図９（b）に示すように第１燃料噴射弁４Ａは閉弁を維持し、第２燃料噴射弁４Ｂのみｔ１からｔ２までの所定期間だけ開弁して気筒２への燃料噴射を行う。
【００４５】
また、前記ステップＳ６においては、図９（c）に示すように第１、第２燃料噴射弁４Ａ,４Ｂの両方をｔ１からｔ２までの所定期間だけ開弁させて燃料噴射を行う。
【００４６】
なお、上記実施形態では、１サイクル毎に第１燃料噴射弁４Ａと、第２燃料噴射弁４Ｂを切り替えているが、１サイクル毎でなく数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】
【００４７】
本発明は圧縮着火エンジンに関する発明であり、特に、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】
【００４８】
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】
2014156852.tif 000003
【図２】
2014156852.tif 000004
【図３】
2014156852.tif 000005
【図４】
2014156852.tif 000006
【図５】
2014156852.tif 000007
【図６】
2014156852.tif 000008
【図７】
2014156852.tif 000009
【図８】
2014156852.tif 000010
【図９】
2014156852.tif 000011
【図１０】
2014156852.tif 000012
【図１１】
2014156852.tif 000013