(57)【要約】【課題】  高負荷運転時の噴射圧力を高くして排煙濃度を良好に保持し燃費を低減するとともに、低負荷時においてはＮＯｘの排出量を抑制可能としたディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジンにおいて、針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、エンジンの燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2006241986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における前記高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき該針弁が開弁して、該燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンにおいて、
前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記エンジンの燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するコントローラとを備えた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２】
前記コントローラは、前記エンジンにおけるエンジン負荷の検出値及びエンジン回転数の検出値に基づき算出した前記燃料噴射量の設定値と前記電磁弁の開度に基づき算出した前記開弁圧とを比較し、前記開弁圧が前記燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁の開度を制御するように構成した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燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における前記高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき該針弁が開弁して、該燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンにおいて、
前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記エンジンの燃料噴射タイミングと排煙濃度との関係、及び前記燃料噴射タイミングとＮＯｘ（窒素酸化物）排出量との関係が設定されるとともに、前記排煙濃度が許容濃度以下になり、かつ前記ＮＯｘ排出量が許容排出量以下になる最適燃料噴射タイミングを算出し、前記開弁圧が前記最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように、前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するコントローラとを備えた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】
前記エンジンの排煙濃度を検出するスモークセンサと、エンジン負荷を検出する負荷検出器と、エンジン回転数を検出する回転数検出器とを設け、
前記コントローラは、前記スモークセンサから入力される排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つＮＯｘ排出量が前記エンジン負荷あるいはエンジン回転数の検出値に基づき算出された該エンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出するように構成されたことを特徴とする請求項３記載のディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
【請求項５】
燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における前記高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき該針弁が開弁して、該燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンにおいて、
前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記燃料噴射ポンプの給排油通路を２段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構と、
前記電磁弁の開度を変化させて前記開弁圧を制御するとともに前記開弁圧を前記ポペット弁機構の２段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するコントローラとを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における高圧燃料の圧力が燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき針弁が開弁して、燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９（Ａ）は、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図であり、図において１は燃料噴射ポンプ、５は燃料噴射弁、１４は給排油通路１５を開閉するポペット弁で、該燃料噴射ポンプ１のプランジャ１ａにより高圧に加圧されたプランジャ室１１内の高圧燃料は、前記ポペット弁１４給排油通路１５を閉じると、吐出弁２を押し開き噴射管４を通って燃料噴射弁５に導入される。３は等圧弁である。
該燃料噴射弁５の燃料溜め５３内に溜められた高圧燃料は、該高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁５に設けられた針弁５１の開弁圧つまり針弁ばね５４のセット圧によって設定された開弁圧を超え、該高圧燃料の圧力によって針弁５１が開弁すると、該燃料噴射弁５に設けられた噴孔５２からエンジンの燃焼室３０内に噴射せしめられる。
【０００３】
また、特許文献１（特開平５−７１４３８号公報）には、インジェクターに設けた三方電磁弁の低圧側に背圧制御弁を設けて背圧室の圧力を制御することにより、高圧燃料の供給時でも噴射初期に低噴射率であり、噴射後期に高噴射率になるような燃焼に最適な噴射モードを得ることができるディーゼルエンジンの燃料噴射装置が提案されている。  
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディーゼルエンジンにおいては、定格出力等の高負荷時（高出力時）には、燃料噴射弁５から噴射される燃料の噴射圧力を高圧にして排煙濃度を良好に保持して燃費（燃料消費率）を低減することが要求され、このため、図９に示される従来のエンジンでは、針弁５１の開弁圧（つまり針弁ばね５４のセット圧）を増加して前記噴射圧力を高圧化することがなされている。
【０００６】
即ち図９（Ｂ）は前記従来のエンジンにおける針弁５１のリフトと燃料噴射モードをしめしており、かかる従来のエンジンでは、図９（Ｂ）のＡ線のように高負荷時の噴射圧力を高くする噴射モードにすると、同図のＢ線で示す低負荷時の噴射モードは前記針弁５１の開弁圧Ｐ０が低負荷から低負荷に亘って一定であるため、高負荷時の噴射モードの低負荷側のモードとなって、初期の噴射率が高負荷時と同レベルの過大な噴射率となる。
このため、かかる従来のエンジンでは、高負荷運転時の噴射圧力を高くした噴射モードとして、排煙濃度を良好に保持し燃費（燃料消費率）を低減すると、部分負荷等の低負荷運転時における初期の噴射率が過大となってＮＯｘ（窒素酸化物）の増加を招くという問題を抱えている。
【０００７】
一方、前記特許文献１（特開平５−７１４３８号公報）にて提供されている技術においては、高圧燃料の供給時でも噴射初期に低噴射率とし、噴射後期に高噴射率になるように噴射モードを制御する手段が示されているにとどまり、高負荷時の噴射圧力を高くして排煙濃度を良好に保持し燃費を低減する噴射モードとしたとき、低負荷時における初期の噴射率が過大となってＮＯｘの増加を招くという問題を解決する手段は示されていない。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、高負荷運転時の噴射圧力を高くして燃費を低減し排煙濃度を良好に保持するとともに、低負荷時においてはＮＯｘの排出量を抑制可能としたディーゼルエンジンの燃料噴射装置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】
本発明はかかる目的を達成するもので、燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における前記高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき該針弁が開弁して、該燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンにおいて、
前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記エンジンの燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
即ち、前記コントローラは、エンジンにおけるエンジン負荷の検出値及びエンジン回転数の検出値に基づき算出した燃料噴射量の設定値と前記電磁弁の開度に基づき算出した前記開弁圧とを比較し、前記開弁圧が燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁の開度を制御するように構成する。
【００１１】
また本発明は、前記ディーゼルエンジンにおいて、前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記エンジンの燃料噴射タイミングと排煙濃度との関係、及び前記燃料噴射タイミングとＮＯｘ（窒素酸化物）排出量との関係が設定されるとともに、前記排煙濃度が許容濃度以下になり、かつ前記ＮＯｘ排出量が許容排出量以下になる最適燃料噴射タイミングを算出し、前記開弁圧が前記最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように、前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
即ち、前記エンジンの排煙濃度を検出するスモークセンサと、エンジン負荷を検出する負荷検出器と、エンジン回転数を検出する回転数検出器とを設け、
前記コントローラは、前記スモークセンサから入力される排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つＮＯｘ排出量が前記エンジン負荷あるいはエンジン回転数の検出値に基づき算出された該エンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出するように構成する。
【００１３】
また本発明は、前記ディーゼルエンジンにおいて、前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記燃料噴射ポンプの給排油通路を２段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構と、
前記電磁弁の開度を変化させて前記開弁圧を制御するとともに前記開弁圧を前記ポペット弁機構の２段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料噴射弁内の針弁の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置及び該油圧シリンダ装置への作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁とを設けるとともに、コントローラによって、好ましくは、エンジン負荷及びエンジン回転数に基づき算出した燃料噴射量の設定値と電磁弁の開度に基づき算出した開弁圧とを比較し、開弁圧が燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁の開度を制御して、燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い電磁弁の開度を変化させて開弁圧を制御するように構成したので、燃料噴射量の多い高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめ、噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードとして、燃費を低減し排煙濃度を良好に保持した運転が可能となるとともに、燃料噴射量の少ない低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してＮＯｘの排出を抑制した運転が可能となる。
従って本発明によれば、燃料噴射量の変化に従い電磁弁の開度を変化させて開弁圧を制御することにより、高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて排煙濃度を良好に保持し燃費を低減でき、且つ低負荷運転時には開弁圧を低くし初期の噴射率を低くしてＮＯｘの排出を抑制できるという、双方の効果を併せ備えたディーゼルエンジンが得られる。
【００１５】
また本発明によれば、燃料噴射弁内の針弁の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置及び該油圧シリンダ装置への作動油路の通路面積を変化させることにより、該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁とを設けるとともに、
コントローラによって、好ましくは、排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つＮＯｘ排出量がエンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出し、開弁圧が前記最適開弁圧になるように、前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成したので、
高負荷運転時には開弁圧を上昇させて噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードで以って排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑えるとともに、低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してＮＯｘの排出を抑制することが可能となる。
従って本発明によれば、前記排煙濃度及びＮＯｘの排出量から算出した最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御することにより、全運転域で排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑制し且つＮＯｘの排出量許容ＮＯｘ排出量以下に抑制して運転できるディーゼルエンジンが得られる。
【００１６】
また本発明によれば、燃料噴射ポンプの給排油通路を２段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構を設け、コントローラによって、前記開弁圧を前記ポペット弁機構の２段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するので、エンジンの低負荷運転時に、前記ポペット弁機構の２段階の閉止により形成される棚圧よりも開弁圧を小さく設定することにより、前記ポペット弁機構の２段階の閉止により形成される棚圧が形成される噴射モードで燃料噴射を行なうことができ、初期の噴射率を低く保持できてＮＯｘの排出抑制効果がより顕著となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図である。
図１において、１は燃料噴射ポンプ、５は燃料噴射弁、１４は給排油通路１５を開閉するポペット弁で、該燃料噴射ポンプ１のプランジャ１ａにより高圧に加圧されたプランジャ室１１内の高圧燃料は、前記ポペット弁１４が給排油通路１５を閉じると、吐出弁２を押し開き噴射管４を通って燃料噴射弁５の燃料溜め５３内に導入されるようになっている。５２は燃料噴射弁５に設けられた噴孔、５１は該燃料溜め５３と噴孔５２との間を開閉する針弁である。３は等圧弁である。
以上の構成は図９（Ａ）に示す従来の燃料噴射装置と同様である。
【００１９】
６は油圧シリンダ、８は作動油を加圧して供給する油圧源、９は該油圧源８と前記油圧シリンダとを接続する作動油管である。７は該作動油管９に設けられた電磁弁で、後述するコントローラ１０からの制御信号によって開度を制御され前記作動油管９を含む作動油路の通路面積を変化させるものである。
前記針弁５１の開弁圧は、前記油圧シリンダ６内の作動油圧による力と針弁ばね５４のセット圧との合力によって構成され、前記燃料溜め５３内の高圧燃料の圧力が前記針弁５１の開弁圧を超えると、該高圧燃料の圧力によって針弁５１がリフトして開弁し、前記噴孔５２からエンジンの燃焼室３０内に噴射せしめられる。
【００２０】
１２はエンジンの回転数（エンジン回転数）を検出する回転数検出器、１１はエンジンの負荷（エンジン負荷）を検出する負荷検出器、１３はエンジンから排出される排気ガス中の排煙濃度を検出するスモークセンサである。
１０はコントローラで、前記回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値、及び前記スモークセンサ１３からの排煙濃度の検出値は前記コントローラ１０に入力され、該コントローラ１０は後述するような手順で前記電磁弁７の開度を制御するようになっている。
【００２１】
次に、図２及び図３の制御ブロック図に基づき、かかる第１実施例の動作を説明する。
図２は前記第１実施例（一部は第２実施例）における制御ブロック図（その１）、図３は前記第１実施例（一部は第２実施例）における制御ブロック図（その２）である。
図２において、前記回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値及び前記負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値は、前記コントローラ１０の噴射量算出部１０１に入力される。１０２は噴射量設定部で、前記エンジン回転数及び／またはエンジン負荷に対する燃料噴射量が設定されている。
前記噴射量算出部１０１においては、前記エンジン回転数の検出値及び／またはエンジン負荷の検出値に対応する燃料噴射量を前記噴射量設定部１０２から抽出して開弁圧算出部１０３に入力する。
【００２２】
１０４は開弁圧設定部で、図５（Ａ）に示されるように、燃料噴射量の増加に従い開弁圧が上昇するように設定されている。
前記開弁圧算出部１０３においては、前記噴射量算出部１０１からの燃料噴射量の抽出
値に対応する開弁圧を前記開弁圧設定部１０４から抽出して電磁弁制御部１０５に入力する。該電磁弁制御部１０５においては、前記開弁圧の抽出値になるような電磁弁７の開度を算出し、該電磁弁７を前記算出開度に調整する。これにより、前記電磁弁７によって油圧シリンダ６の作動油圧が前記開弁圧の抽出値に対応する作動油圧に調整され、前記針弁５１（図１参照）の開弁圧は前記開弁圧抽出値に設定される。  
【００２３】
かかる第１実施例によれば、燃料噴射弁５内の針弁５１の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ６及び該油圧シリンダ６への作動油路の通路面積を変化させることにより、該油圧シリンダ６による前記針弁５１の押付け圧力を変化せしめる電磁弁７を設けるとともに、コントローラ１０によって、エンジン負荷及び／またはエンジン回転数に基づき算出した燃料噴射量の設定値と電磁弁７の開度に基づき算出した開弁圧とを比較し、開弁圧が燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁７の開度を制御して、燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い電磁弁７の開度を変化させて開弁圧を制御するように構成したので、燃料噴射量の多い高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて、噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードとして、排煙濃度を良好に保持し燃費を低減した運転が可能となるとともに、燃料噴射量の少ない低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してＮＯｘの排出を抑制した運転が可能となる。
従ってかかる第１実施例によれば、燃料噴射量の変化に従い電磁弁７の開度を変化させて開弁圧を制御することにより、高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて排煙濃度を良好に保持し燃費を低減でき、且つ低負荷運転時には開弁圧を低くし初期の噴射率を低くしてＮＯｘの排出を抑制できるという、双方の効果を併せ備えたディーゼルエンジンが得られる。
【００２４】
次に図３において、前記回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器１１からのエンジン負荷の検出値、及び前記スモークセンサ１３からの排煙濃度の検出値は前記コントローラ１０の噴射タイミング算出部１０６に入力される。
１０８はスモーク／噴射タイミング設定部で、図４（Ａ）に示すように、噴射タイミングを早くすると排煙濃度が低くなるように、許容排煙濃度と噴射タイミングとの関係が設定されている。また１０７はＮＯｘ／噴射タイミング設定部で、エンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する燃料噴射タイミングにおける許容ＮＯｘ排出量が設定され、図４（Ｂ）に示すように、噴射タイミングを早くするとＮＯｘ排出量が増加するように設定されている。
【００２５】
前記噴射タイミング算出部１０６においては、前記エンジン回転数の検出値及び／またはエンジン負荷の検出値、及び排煙濃度の検出値に基づき、排煙濃度が前記スモーク／噴射タイミング設定部１０８に予め設定された許容排煙濃度以下になり、且つＮＯｘ排出量が前記ＮＯｘ／噴射タイミング設定部１０７に設定されたエンジン回転数及び／またはエンジン負荷に対応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、開弁圧算出部１１０に入力する。
１１１は開弁圧設定部で、前記最適燃料噴射タイミングと開弁圧との関係が設定され、高負荷運転時には前記排煙濃度が前記スモーク／噴射タイミング設定部１０８に設定された許容排煙濃度以下になるように規制された燃料噴射タイミングに対応する高い開弁圧が設定され、低負荷運転時には前記ＮＯｘ排出量が前記ＮＯｘ／噴射タイミング設定部１０７に設定された許容ＮＯｘ排出量以下になるように規制された燃料噴射タイミングに対応する前記高負荷運転時よりも低い値にシフトされた開弁圧が設定されている。
【００２６】
前記開弁圧算出部１１０においては、前記噴射タイミング算出部１０６からの最適燃料噴射タイミングに対応する高負荷運転時の開弁圧及び低負荷運転時の開弁圧を算出し、電磁弁制御部１１２に入力する。
該電磁弁制御部１１２においては、前記開弁圧の算出値になるような電磁弁７の開度を算出し、該電磁弁７を前記算出開度に調整する。これにより、前記電磁弁７によって油圧シリンダ６の作動油圧が前記開弁圧の抽出値に対応する作動油圧に調整され、前記針弁５１（図１参照）の開弁圧は前記開弁圧算出値に設定される。
【００２７】
従って、第１実施例における図３の制御システムによれば、
コントローラ１０によって、排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つＮＯｘ排出量がエンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出し、開弁圧が前記最適開弁圧になるように、前記電磁弁７の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成したので、
高負荷運転時には開弁圧を上昇させて噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードで以って排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑えるとともに、低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してＮＯｘの排出を抑制することが可能となる。
これにより、前記排煙濃度及びＮＯｘの排出量から算出した最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように前記電磁弁７の開度を変化させて該開弁圧を制御することにより、全運転域で排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑制し、且つＮＯｘの排出量を許容ＮＯｘ排出量以下に抑制して運転できるディーゼルエンジンが得られる。
【００２８】
図５（Ｂ）は、図２における燃料噴射量と開弁圧との関係（図５（Ａ））から設定した制御システムと、図３における排煙濃度及びＮＯｘの排出量と開弁圧との関係から設定した制御システムとを組み合わせた針弁リフト及び燃料噴射モードを示す。
図５（Ｂ）において、Ａは高負荷運転時で、前記燃料噴射量及び排煙濃度により設定された高い開弁圧Ｐ２での燃料噴射モードとなり、Ｂは低負荷運転時で、前記燃料噴射量及びＮＯｘの排出量により設定された前記開弁圧Ｐ２よりも低い値にシフトされた開弁圧Ｐ１での燃料噴射モードとなる。
【実施例２】
【００２９】
図６は本発明の第２実施例を示す図１対応図、図７は前記第２実施例におけるポペット弁機構の構成図である。
この第２実施例では、図１の第１実施例におけるポペット弁機構１４に代えて、図７に示されるような２段階の開閉が可能なポペット弁機構１４０を設置している。
即ち、図７において、前記燃料噴射ポンプ１のプランジャ室１１に接続される給排油通路１５は２つの排油通路１４４及び１４５に分岐されて燃料タンク１６に接続されるとともに、各排油通路１４４及び１４５には前記コントローラ１０により開閉制御されて該各排油通路１４４及び１４５を開閉するソレノイド式の開閉弁１４１及び１４２が設置されている。１４３は均圧装置、５は燃料噴射弁である。
【００３０】
かかる第２実施例において、前記開閉弁１４１及び１４２の双方が開くと燃料噴射ポンプ１のプランジャ室１１内の燃料は２つの排油通路１４４及び１４５から燃料タンク１６に排出されて燃料噴射は行なわれない。
前記開閉弁１４１及び１４２の双方が閉じると、前記２つの排油通路１４４及び１４５が閉じられてプランジャ室１１内の圧力が上昇し、前記開弁圧に達すると燃料噴射が開始される。このときの燃料噴射モードは高負荷運転時に対応する図８（Ｂ）のＡに示す噴射モードとなる。
【００３１】
前記開閉弁１４１及び１４２のいずれか一方を閉じると、このときの燃料噴射モードは低負荷運転時に対応する図８（Ｂ）のＢに示す噴射モードとなるとともに、噴射の立ち上がりに棚圧Ｂ１が形成され、該棚圧Ｂ１よりも開弁圧を小さく設定することにより、噴射の立ち上がりが緩慢な棚圧噴射が可能となる。
従ってかかる第２実施例によれば、燃料噴射ポンプ１の給排油通路１５に接続される２つの排油通路１４４及び１４５を２段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構１４を設け、コントローラ１０によって、前記開弁圧を前記ポペット弁機構１４の開閉弁１４１及び１４２のいずれか一方を閉じることにより形成される棚圧Ｂ１よりも小さい開弁圧に設定することにより、エンジンの低負荷運転時に、前記ポペット弁機構１４の２段階の閉止により形成される棚圧Ｂ１が形成される噴射モードで燃料噴射を行なうことができて、初期の噴射率を低く保持してＮＯｘの排出抑制効果がより顕著となる。
その他の構成、作用効果は、図１に示される第１実施例と同様であり、これと同様の部材あるいは要素は同一の符号で示す。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、高負荷運転時の噴射圧力を高くできて燃費を低減できるとともに、排煙濃度を良好に保持でき、低負荷時においてはＮＯｘの排出量を抑制可能なディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図である。
【図２】前記第１実施例（一部は第２実施例）における制御ブロック図（その１）である。
【図３】前記第１実施例（一部は第２実施例）における制御ブロック図（その２）である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は前記第１、第２実施例における噴射タイミングと排煙濃度及びＮＯｘ排出量との関係線図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、前記第１実施例における開弁圧及び噴射圧力線図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図７】前記第２実施例におけるポペット弁機構の構成図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、前記第２実施例における開弁圧及び噴射圧力線図である。
【図９】（Ａ）は従来のディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図、（Ｂ）は噴射圧力線図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  燃料噴射ポンプ
１ａ  プランジャ
２  吐出弁
３  等圧弁
４  噴射管
５  燃料噴射弁
６  油圧シリンダ
７  電磁弁
１０  コントローラ
１１  負荷検出器
１２  回転数検出器
１３  スモークセンサ
１４，１４０  ポペット弁
１５  給排油通路
３０  燃焼室
５１  針弁
５２  噴孔
【図１】
2006241986.tif 000003
【図２】
2006241986.tif 000004
【図３】
2006241986.tif 000005
【図４】
2006241986.tif 000006
【図５】
2006241986.tif 000007
【図６】
2006241986.tif 000008
【図７】
2006241986.tif 000009
【図８】
2006241986.tif 000010
【図９】
2006241986.tif 000011