(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転条件に応じてエンジンの燃焼温度を制御する燃焼温度制御手段と、エンジンの運転条件に応じて噴射燃料の着火遅れ期間を制御する着火遅れ期間制御手段と、燃焼室にスワールを生成するスワール生成手段と、を備え、冷間・暖機中に低温予混合燃焼を行うディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置において、
エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、
冷間・暖機中にあっても、拡散燃焼主体の通常のディーゼルエンジンの暖機後の燃焼率波形に比べて、緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する燃焼率波形が得られるように、予めエンジンの冷却水温に応じて燃焼温度の補正特性を定めたテーブルを参照し、前記水温検出手段により検出された冷却水温に応じて前記燃焼温度制御手段により制御する燃焼温度を補正する燃焼温度水温補正手段と、
冷間・暖機中にあっても、拡散燃焼主体の通常のディーゼルエンジンの暖機後の燃焼率波形に比べて、緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する燃焼率波形が得られるように、予めエンジンの冷却水温に応じて着火遅れ期間の補正特性を定めたテーブルを参照し、前記水温検出手段により検出された冷却水温に応じて前記着火遅れ期間制御手段により制御する着火遅れ期間を補正する着火遅れ期間水温補正手段と、
を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項２】
前記燃焼温度制御手段は、ＥＧＲ装置であることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項３】
前記着火遅れ期間制御手段は、燃料の噴射時期を調整する噴射時期調整手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項４】
前記燃焼温度制御手段及び着火遅れ期間制御手段は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項５】
前記スワール生成手段に対し、前記冷却水温に応じてスワール強度を補正するスワール強度水温補正手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項６】
前記燃焼温度水温補正手段は、前記冷却水温が低いときほど前記ＥＧＲ装置の目標ＥＧＲ弁開度を小さく補正することを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【請求項７】
前記スワール強度水温補正手段は、低水温時の高スワール領域を高水温時の高スワール領域より大きく補正することを特徴とする請求項５記載のディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置に関し、特に、燃焼室内に噴射された燃料の着火遅れ期間と燃焼温度とを制御し、冷間・暖機中でも緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する範囲とするディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンにおいては、一般に、大量にＥＧＲ（排気還流）をかけてＮＯｘを低減すると、燃焼室に噴射された燃料が着火するまでの着火遅れ期間が長くなり、燃焼温度の低下の他、膨張行程後期の燃焼割合が増え、かつ燃焼雰囲気が酸素不足となるため、一般に排気微粒子（以下ＰＭ；Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒと称する）や他の排気成分（ＨＣ，ＣＯ）が悪化する傾向にある。
【０００３】
そこで、このトレードオフの関係を改善するために、従来の拡散燃焼主体の直噴ディーゼルエンジンに対し、近年、新たな燃焼コンセプトが提案されている。
例えば、特開平８−８６２５１号に示されるように、エンジンの運転条件に応じてエンジンの燃焼温度を低下させ、燃焼温度を低下させる運転領域にて噴射燃料の着火遅れ期間を積極的に長くし、更に燃焼室内にスワールを生成することにより、ＮＯｘとＰＭ（スモーク）とを同時に低減する。
【０００４】
燃焼温度が低下されると、ＮＯｘ濃度が減少されると共に、このとき着火遅れ期間が長くされると、燃焼室のスワールによってスモーク濃度も減少される。これは、通常のディーゼル燃焼は、着火遅れ期間に形成される予混合気が一気に燃え上がる予混合燃焼（初期燃焼）と、この燃焼に引き続いて起こり、燃焼速度が燃料及び空気の拡散速度によって制限を受ける拡散燃焼（主燃焼）等からなるが、燃焼室のスワールによって燃料と空気とのミキシングが促進されると共に、燃焼のほとんどが予混合燃焼となって、スモークが発生しにくくなるからである。
【０００５】
一方、エンジンを始動した直後は、エンジン、燃焼室内、燃料共に冷えているため、燃焼室に噴射された燃料が着火するまでの着火遅れ期間が延びて燃焼が遅れるので、ＨＣが増大し白煙が排出されたり、燃焼が不安定になる。このため、ディーゼルエンジンでは、一般的に冷間時は噴射時期を進角することにより、上記問題を解決している。
【０００６】
加えて、エンジン冷間時や暖機中の排気低減や運転性の向上のため、ＥＧＲ量を制御する方法として、例えば、特開平６−１０８９２６号や特開平８−７４６７６号に示されるように、エンジン冷却水温によってＥＧＲ弁開度や吸気絞り弁開度を調整する方法が知られている。
また、ディーゼルエンジンは一般的に燃費が良く、特に部分負荷時の熱効率が高いため、エンジン冷却水に伝わる熱量が少ないため、エンジン冷間時の暖房性能がガソリンエンジンと比較して劣る。
【０００７】
このため、例えば、特開平８−９３５１０号に示されるように、排気絞り弁を運転条件によって制御して、排温を調整することにより、スモークを悪化させずに、暖房性能を向上させる方法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、近年の排気清浄化の高まりから、ＮＯｘとＰＭ（スモーク）とを同時に低減する必要があり、冷間・暖機中の排気を更に低減する必要がある。
しかしながら、冷間・暖機中の運転性や白煙を防止するため、進角補正すると、ＮＯｘが悪化する。
【０００９】
また、暖機後と同じように、冷間・暖機中もＥＧＲ量を増してＮＯｘを低減しようとすると、エンジン壁温が低く、暖機後に比べて冷却損失が増大しているため、失火しやすく、エンジンが不安定になったり、白煙や異臭を生じる可能性がある。
更に、先に述べた特開平８−８６２５１号に示される燃焼コンセプトに従い、低水温時も、噴射された燃料の着火遅れ期間を長くし、燃焼温度を下げると、予混合燃焼割合が増大するため、未燃の燃料に起因する白煙やＰＭ中のＳＯＦ（可溶性有機物質）が増加することがある。
【００１０】
一方、エンジン冷間時の暖房性能を改善するため、前述のように吸気絞りや排気絞りを設けると、スモークや白煙が悪化し、特に低負荷時のエンジンの安定度が悪くなることがある。また、吸気絞りや排気絞りにより排温を上昇させることは、すなわち燃費を悪化させていることとなり、燃費を悪化させずに暖機中の暖房性能を向上する方法が要望されている。
【００１１】
同様に暖機中はエンジンのフリクションが増大しているため、燃費・排気を更に低減するためには、エンジンの暖機を速やかに完了する必要がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、ディーゼルエンジンの冷間・暖機中における排気低減、白煙防止とエンジン安定度向上とを両立させ、かつ冷間・暖機中のヒータ性能向上をも達成することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、エンジンの運転条件に応じてエンジンの燃焼温度を制御する燃焼温度制御手段と、エンジンの運転条件に応じて噴射燃料の着火遅れ期間を制御する着火遅れ期間制御手段と、燃焼室にスワールを生成するスワール生成手段と、を備え、冷間・暖機中に低温予混合燃焼を行うディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置において、エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、冷間・暖機中にあっても、拡散燃焼主体の通常のディーゼルエンジンの暖機後の燃焼率波形に比べて、緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する燃焼率波形が得られるように、予めエンジンの冷却水温に応じて燃焼温度の補正特性を定めたテーブルを参照し、前記水温検出手段により検出された冷却水温に応じて前記燃焼温度制御手段により制御する燃焼温度を補正する燃焼温度水温補正手段と、冷間・暖機中にあっても、拡散燃焼主体の通常のディーゼルエンジンの暖機後の燃焼率波形に比べて、緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する燃焼率波形が得られるように、予めエンジンの冷却水温に応じて着火遅れ期間の補正特性を定めたテーブルを参照し、前記水温検出手段により検出された冷却水温に応じて前記着火遅れ期間制御手段により制御する着火遅れ期間を補正する着火遅れ期間水温補正手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１３】
図２は、暖機後及び冷間時の通常の直噴ディーゼル（通常ＤＩ）と、暖機中に着火遅れ期間を長くして燃焼温度を下げる本発明のコンセプト（以下、低温予混合燃焼）とで、燃焼割合（燃焼率；１燃焼サイクルにおける全熱発生率に対する時々刻々の熱発生率の割合）を比較したものである。
暖機後の通常の直噴ディーゼルの燃焼割合を見ると、早期に着火し、燃焼初期に熱発生率が急激に上昇し、燃焼の後半は拡散燃焼により燃焼が進むのに対し、暖機中に低温予混合燃焼をさせると、緩慢な初期燃焼の後、中期以降の燃焼が急速に進み、通常の直噴ディーゼルとほぼ同時期に燃焼が完了している。一方、冷間時の通常の直噴ディーゼルの燃焼割合を見ると、燃焼室内の壁温が低く、冷却損失が大きくなっているため、着火遅れ期間が長くなり、燃焼中心が遅角していることがわかる。
【００１４】
このときの排気を図３に比較した。通常の直噴ディーゼルの拡散燃焼主体の燃焼に対し、低温予混合燃焼とすることにより、大幅にＮＯｘとＰＭとのトレードオフが改善されている。一方、同一負荷時の暖機前後の通常の直噴ディーゼルの排気を比較すると、冷間時には、前述のとおり着火遅れ期間が長くなり、燃焼中心が遅角しているため、ＮＯｘは低下しているものの、ＳＯＦの増大により、大幅にＰＭが悪化している。
【００１５】
これらの結果から、冷間時にあっても、緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立するように、着火遅れ期間と燃焼温度とを制御すればよいことがわかる。
そこで、本発明は、冷間・暖機中でも緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する範囲とするように、燃焼室内に噴射された燃料の着火遅れ期間と燃焼温度とを制御することにより、排気の低減と燃費向上、白煙防止、更にはエンジンの安定度の向上を図るのである。
【００１６】
請求項２に係る発明では、前記燃焼温度制御手段は、ＥＧＲ装置であることを特徴とする。
請求項３に係る発明では、前記着火遅れ期間制御手段は、燃料の噴射時期を調整する噴射時期調整手段であることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、前記燃焼温度制御手段及び着火遅れ期間制御手段は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明では、前記スワール生成手段に対し、前記冷却水温に応じてスワール強度を補正するスワール強度水温補正手段を設けたことを特徴とする（図１参照）。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、冷間・暖機中でも緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する範囲とするように、水温補正により、燃焼室内に噴射された燃料の着火遅れ期間と燃焼温度とを制御することにより、排気の低減と燃費向上、白煙防止、更にはエンジンの安定度の向上を達成すると共に、冷間時のヒータ性能の向上も可能になる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、燃焼温度の制御のため、ＥＧＲ装置を用いることにより、簡単に実施できる。
請求項３に係る発明によれば、着火遅れ期間の制御のため、燃料噴射時期を調整することにより、簡単に実施できる。
請求項４に係る発明によれば、燃焼温度及び着火遅れ期間の制御のため、ＥＧＲガス冷却装置を備えることにより、シリンダに吸入する新気の密度が向上するために、排気を更に改善できると共に、暖機性能を更に向上させることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、冷却水温に応じてスワール強度を補正することにより、排気を更に改善できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
図４は本発明の実施の一形態を示すシステム図である。
ディーゼルエンジン１において、燃料は、電子制御燃料噴射ポンプ２により、燃料噴射ノズル３を介して、燃焼室４内に直接噴射供給される。
【００２２】
吸気には、排気の一部がＥＧＲ装置により導入される。ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路（ＥＧＲ管）５、ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁６、及びコレクタ７（ＥＧＲガス導入位置）上流の吸気絞り弁８を含んで構成される。ＥＧＲ通路５には、エンジン冷却水によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置９が設けられている。
【００２３】
また、スワール生成手段として、コレクタ７下流にスワール制御弁１０が設けられていて、これにより燃焼室４内にスワールを生成可能である。
また、この例では、吸・排気系に、例えば可変ノズルアクチュエータ１１を有する可変ノズル式過給機（過給圧制御機構付きＶＧＴ）１２と、インタークーラ１３とが装着されている。１４はエアフローメータ、１５は吸気温センサである。
【００２４】
電子制御燃料噴射ポンプ２及び燃料噴射ノズル３を含む燃料噴射装置の具体例は、図５に示される。
電子制御燃料噴射ポンプ２は、ドライブシャフト２１によって回転し、燃料を予圧するフィードポンプ２２と、フィードポンプ２２によって加圧された燃料を蓄えると共にポンプ内部を潤滑させるポンプ室２３と、ドライブシャフト２１によって回転し、回転しながらフェイスカム２４により往復運動を与えられて、ポンプ室２３の燃料を吸入し、加圧分配するプランジャ２５と、各気筒毎に設けられてプランジャ２５により分配された燃料を各気筒の燃料噴射ノズル３へ送出するデリバリバルブ２６と、プランジャ２５によって加圧された燃料をポンプ室２３へ洩らすことによって噴射終わりを決定するコントロールスリーブ２７と、コントロールスリーブ２７の位置を自在に動して、燃料噴射量を調整するロータリーソレノイド２８と、プランジャ２５の燃料吸入を停止させてエンジンを停止させる燃料カットバルブ２９と、を備える。
【００２５】
また、電子制御燃料噴射ポンプ２は、燃料噴射時期調整機構として、図５の他、図６に示されるように、前記フェイスカム２４と結合され、その位置を移動させることにより、フェイスカム２４の位相を変化させて、燃料噴射時期を調整可能なタイマピストン３０と、タイマピストン３０を駆動する高圧室内の高圧燃料を低圧室側に洩らすことによりタイマ高圧室圧力を調圧して、燃料噴射時期を調整するタイミングコントロールバルブ３１と、を備える。
【００２６】
更に、各種センサとして、エンジン回転数又はポンプ回転数を検出する回転数センサ３２，３３と、アクセル開度（コントロールレバー開度）を検出するアクセル開度センサ３４、燃料噴射ノズル３の開弁時期（実際の噴射時期）を検出するノズルリフトセンサ３５と、エンジン冷却水温を検出する水温検出手段としての水温センサ３６、ポンプ室２３内の燃温を検出する燃温センサ３７、エンジンキースイッチ３８などが設けられ、これらの信号がコントロールユニット３９に入力されている。
【００２７】
コントロールユニット３９は、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、燃料噴射量制御用ロータリーソレノイド２８、燃料カットバルブ２９、燃料噴射時期制御用タイミングコントロールバルブ３１を駆動制御し、また、図外のＥＧＲ弁６やスワール制御弁１０なども駆動制御する。
ＥＧＲ装置の具体例は、図７に示される。
【００２８】
ＥＧＲ弁６は、ＥＧＲ通路５中に設けられ、ステップモータにより駆動されて、ＥＧＲ量を調整する。尚、このようなステップモータ駆動式ＥＧＲ弁６の他、負圧駆動式ＥＧＲ弁や、圧力センサを用いて吸入空気量でＥＧＲ量を制御するタイプのものを用いてもよい。
吸気絞り弁８は、バキュームポンプで作られる負圧を元に、２つの電磁弁４１，４２のオンオフ制御で調圧される制御負圧により、段階的に作動して、コレクタ７内の圧力を調整する。
【００２９】
次に、制御内容をフローチャート及びブロック図を用いて説明する。
図８は燃料噴射量Ｑｓｏｌ演算のフローチャートである。
Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度（コントロールレバー開度）ＣＬなどを読込む。
Ｓ２では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＣＬから、図９のようなマップを検索して、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを求める。
【００３０】
Ｓ３では、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対し水温補正等の各種補正を行い、燃料噴射量Ｑｓｏｌ１を得る。
Ｓ４では、燃料噴射量Ｑｓｏｌ１の上限を制限する。すなわち、エンジン回転数Ｎｅ及び過給圧Ｐｍから、図１０のようなマップを検索して、最大噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸを得た後、燃料噴射量Ｑｓｏｌ１と最大噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸとの小さい方を選択して、これを最終的な燃料噴射量Ｑｓｏｌとして、処理を終了する。
【００３１】
図１１は本発明のＥＧＲ制御（燃焼温度制御に相当）の制御ブロック図である。
Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量Ｑｆ＝Ｑｓｏｌ）より目標とするＥＧＲ弁開度（リフト量）と吸気絞り弁開度とを検索により設定する。Ｓ２では、目標ＥＧＲ弁開度（リフト量）に対し、水温補正を行う。すなわち、水温補正テーブルを参照して、水温から検索した目標ＥＧＲ量補正率を用いて、目標ＥＧＲ弁開度を補正する。詳しくは後述する。この部分が燃焼温度制御手段に対する燃焼温度水温補正手段に相当する。
【００３２】
Ｓ３では、水温補正後の目標ＥＧＲ弁開度（リフト量）ＬＩＦＴｔと実際のＥＧＲ弁開度ＬＩＦＴｉとを比較し、目標ＥＧＲ弁開度ＬＩＦＴｔを得るように、ＥＧＲ弁制御信号として、ＥＧＲ弁駆動用ステップモータに対し、ステップ数を演算・出力する。
また、目標吸気絞り弁開度に従って、これに合致するように、吸気絞り弁制御信号として、吸気絞り弁制御負圧調圧用の２つの電磁弁４１，４２に対し、ＯＮ・ＯＦＦの組合わせ信号を出力する。
【００３３】
図１２は図１１のＳ２で用いる水温補正テーブルの一例である。
図１３はトロイダル燃焼室と高圧燃料系そして高スワールヘッドを組合わせたエンジンにおける水温補正量（図１２中の基準及び仕様１〜３）と排気及び燃費との関係を示したものである。このエンジンの場合、ＮＯｘとＰＭとのトレードオフは仕様２が優れており、このときの燃焼率波形を比較すると、基準では図２の通常ＤＩに近い燃焼をしているが、仕様２では本発明の燃焼率波形が得られており、仕様３では不完全燃焼割合が増え（ＣＯが増大）、通常ＤＩの冷間時の燃焼率波形になっている。
【００３４】
従って、前記エンジン仕様では、仕様２を選択すべきである。また、この水温補正の特性はエンジンの仕様によって変化するが、燃焼率波形を比較すれば、どのような補正が適切かは判断できる。
図１４は前述の水温補正の方法とＥＧＲガス冷却装置との組合わせによる暖機促進効果を示したものである。
【００３５】
ＥＧＲガス冷却装置を装着すると、シリンダに吸入する新気の密度が向上するために、排気、特にモード中の高回転高負荷（例えば回転数２０００ｒｐｍ、トルク１５０Ｎｍ）が改善される他、図示のように、暖機性能（水温７０℃到達時間）、更には車室内のヒータ性能を大幅に向上させることができる。
図１５は本発明の燃料噴射時期制御（着火遅れ期間制御に相当）の制御ブロック図である。
【００３６】
Ｓ１では、エンジン回転数及び負荷（燃焼噴射量又はアクセル開度）より目標噴射時期ＩＴｎｌを検索する。本発明で燃焼コンセプトとしている低温予混合燃焼をさせる場合、先に述べたトロイダル燃焼室と高圧噴射系そして高スワールヘッドを組合わせたエンジンの場合は、暖機時の噴射時期はおおむね上死点近傍となることが多い。言うまでもなく、エンジンの仕様によって最適値は変化する。
【００３７】
Ｓ２では、目標噴射時期に対し、水温補正を行う。すなわち、水温補正テーブル（又はマップ）を参照して、水温（及びエンジン回転数）から検索した進角補正量ＩＴｔｗを用いて、目標噴射時期を補正する。詳しくは後述する。この部分が着火遅れ期間制御手段に対する着火遅れ期間水温補正手段に相当する。
Ｓ３では、水温補正後の目標噴射時期ＩＴｔと実際の噴射時期ＩＴｉとを比較し、目標噴射時期ＩＴｔを得るように、ＰＩＤにより、噴射時期制御信号ＩＴａとして、噴射時期制御用タイミングコントロールバルブに対し、デューティ信号を演算・出力する。
【００３８】
図１６は図１５のＳ２で用いる水温補正テーブル（低水温進角テーブル）の一例である。
図１７はトロイダル燃焼室と高圧燃料系そして高スワールヘッドを組合わせたエンジンにおける水温補正量（図１６中の基準及び仕様１，２）と排気との関係を示したものである。このエンジンの場合、ＮＯｘとＰＭとのトレードオフは仕様１が優れており、このときの燃焼率波形を比較すると、基準では図２の冷間時の通常ＤＩに近い燃焼をしており、不完全燃焼割合が増加し、ＳＯＦの増大によるＰＭ悪化が大きい。仕様１では本発明の燃焼率波形が得られており、仕様２では着火遅れ期間が短くなり過ぎ、予混合燃焼割合が減少し拡散燃焼割合が増えるため、通常ＤＩの燃焼率波形に近くなっている。
【００３９】
従って、前記エンジン仕様では、仕様１を選択すべきである。また、この水温補正の特性はエンジンの仕様によって変化するが、燃焼率波形を比較すれば、どのような補正が適切かは判断できる。
図１８は本発明のスワール制御の制御ブロック図である。
Ｓ１及びＳ２では、エンジン回転数及び負荷（燃料噴射量）の入力値をそれぞれ図示のような特性で水温補正し、Ｓ３では、水温補正後のエンジン回転数及び負荷から目標スワール制御弁開度（スワール強度）を検索する。このようにすることにより、水温によってスワール制御弁の開度を補正することができる。言うまでもなく、エンジンの仕様によって最適値は変化する。そして、目標スワール制御弁開度の検索後、スワール制御弁を開閉するアクチュエータへ対応する制御信号を出力する。従って、Ｓ１，Ｓ２の部分がスワール生成手段に対するスワール強度水温補正手段に相当する。
【００４０】
図１９は水温によってスワール制御弁の開度を調整し、低水温時は高スワール領域を大きくした場合の排気に及ぼす影響を示したものである。低水温時は着火遅れ期間が長くなる傾向にあるので、スワールにより着火遅れ期間を適正化することにより、図２の通常ＤＩの燃焼割合から本発明の燃焼割合に近づけることができる。
【００４１】
図２０はＥＧＲ、噴射時期、スワール制御の水温補正による低水温時の熱発生率の改善を示したものであり、それに対応する燃焼割合を図２１に示す。
ＥＧＲ、噴射時期、スワール制御の水温補正により、冷間・暖機中でも緩慢な初期燃焼と中期以降の急峻な燃焼とを両立する範囲とするように燃焼室に噴射された燃料の着火遅れ期間と燃焼温度とを制御した結果、図２２に示すように大幅な排気（ＮＯｘ，ＰＭ）の低減と燃費（ＦＣ）の向上とが得られた。また、ＨＣの排出量も改善されており、低水温時の白煙も大幅に低減できている。
【００４２】
尚、本実施形態では、燃焼温度制御手段として、ＥＧＲ装置を使用したが、吸気通路壁の一部を酸素透過膜で構成するなどして、エンジンに吸入される吸入新気の酸素濃度を低減させる手段を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】通常の直噴ディーゼルと本発明とで燃焼割合を比較する図
【図３】通常の直噴ディーゼルと本発明とで排気を比較する図
【図４】本発明の実施の一形態を示すシステム図
【図５】燃焼噴射装置の具体例を示す図
【図６】燃料噴射時期調整機構の詳細図
【図７】ＥＧＲ装置の具体例を示す図
【図８】燃料噴射量演算のフローチャート
【図９】基本燃料噴射量検索用マップを示す図
【図１０】最大噴射量検索用マップを示す図
【図１１】ＥＧＲ制御の制御ブロック図
【図１２】ＥＧＲ水温補正テーブルの一例を示す図
【図１３】ＥＧＲ水温補正量と排気との関係を示す図
【図１４】ＥＧＲ水温補正による暖機促進効果を示す図
【図１５】燃料噴射時期制御の制御ブロック図
【図１６】噴射時期水温補正テーブルの一例を示す図
【図１７】噴射時期水温補正量と排気との関係を示す図
【図１８】スワール制御の制御ブロック図
【図１９】スワール水温補正量と排気との関係を示す図
【図２０】水温補正による熱発生率の改善を示す図
【図２１】水温補正による燃焼割合を示す図
【図２２】水温補正による排気及び燃費の効果を示す図
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン
２  電子制御燃料噴射ポンプ
３  燃料噴射ノズル
４  燃焼室
５  ＥＧＲ管
６  ＥＧＲ弁
７  コレクタ
８  吸気絞り弁
９  ＥＧＲガス冷却装置
１０  スワール制御弁
２５  プランジャ
２７  コントロールスリーブ
２８  ロータリーソレノイド
３０  タイマピストン
３１  タイミングコントロールバルブ
３２  エンジン回転数センサ
３４  アクセル開度センサ
３６  水温センサ
３９  コントロールユニット
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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