(57)【要約】【課題】内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】励磁コイル８が駆動パルスを受けた際にエンジン１の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁２と、燃料噴射弁２に燃料を供給するコモンレール１１と、燃料噴射弁２に対して先行燃料噴射用駆動パルスＴｐ及び主燃料噴射用駆動パルスＴｍを無パルス間隔Ｔｐｍを介して加えることで、燃料噴射弁２に主燃料噴射Ｄｍに先立つ先行燃料噴射Ｄｐを行なわせるコントローラ１３と、を備えた燃料噴射制御装置Ｍであって、無パルス間隔Ｔｐｍは、無パルス間隔の減少に対するエンジン１の騒音レベル及びスモーク発生レベルの特性が増加傾向を示してピークを迎えた後共に低下する領域に対応する値として設定される。【選択図】              図１
2005002956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁が駆動パルスを受けた際に内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する燃料供給手段と、
上記電磁弁に対して先行燃料噴射用駆動パルス及び主燃料噴射用駆動パルスを無パルス間隔を介して加えることで、上記燃料噴射弁に主燃料噴射に先立つ先行燃料噴射を行なわせる制御手段と、を備えた燃料噴射制御装置において、
上記無パルス間隔は、上記無パルス間隔の減少に対する上記内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルの特性が増加傾向を示してピークを迎えた後共に低下する領域に対応する値として設定されることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射制御装置において、
上記無パルス間隔は燃料噴射弁から噴射される先行燃料噴射と主燃料噴射の噴射波間隔が１５０μｓｅｃとなる値以下に設定されることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料噴射制御装置において、
上記制御手段は、上記無パルス間隔を上記エンジン運転域の全域において設定したことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、
上記制御手段は、上記無パルス間隔を上記エンジン回転数の増加に応じて短く設定したことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、
上記制御手段は、上記先行燃料噴射による噴射量が２ｍｍ３以下となるよう上記先行燃料噴射用駆動パルスを設定することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、
上記制御手段は、上記燃料噴射弁から噴射される先行燃料噴射と主燃料噴射の噴射間隔がゼロとなるように、上記無パルス間隔を設定することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射を複数回に分割して実行する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内に燃料を直接噴射するようにしたディーゼルエンジンでは、一回の燃焼に対して一回の噴射を行なう単一燃料噴射や、一回の燃焼に対して複数回の燃料噴射を実行可能とした分割燃料噴射を用いて燃料噴射制御を行なっている。
【０００３】
一回の燃焼に対して一回の噴射を行なうメイン噴射（主噴射）のみの単一燃料噴射の場合（図１０に２点鎖線で示す）、分割燃料噴射（図１０に実線で示す）の場合と比較し、筒内圧の立ち上がりが急激となり、熱発生率も比較的大きく、騒音レベルが比較的大きくなるという問題がある。そこで、図９（ａ）に示したように、そのメイン噴射時期を通常値θｎ、例えば４°ＢＴＤＣに対し更に遅角させると、スモーク発生量、燃料消費率が増加して悪化し、ＮＯｘ発生量は低減する。逆に、４°ＢＴＤＣより更に進角させると、スモーク発生量、燃料消費率が低下して改善され、ＮＯｘ発生量は増加する傾向にある。
【０００４】
このように単一燃料噴射の場合、騒音レベルとスモーク発生量とは噴射時期の進角に対してほぼ同様の増減特性を有している。
一方、従来の分割燃料噴射では、運転状態に応じて、燃料噴射の回数や時期を変更しており、例えば、メイン噴射に先行する圧縮上死点前の２０〜６０°ＣＡのタイミングでパイロット噴射（先行噴射）を実行している。この場合、パイロット噴射燃料を先に燃焼させることで、メイン噴射燃料の着火遅れを抑え、燃焼圧（筒内圧）の急増を抑制し、騒音低減やＮＯｘ低減を図ったり、或いは、メイン噴射後のアフタ噴射を実行して、排ガス中のスート等の低減を図っている。
【０００５】
ここで、燃料噴射装置がコモンレールの場合、コントロールユニットで高圧インジェクタの駆動タイミング、即ち、電磁弁のコイルへの駆動パルスの通電時間を制御し、主駆動パルスに先立つ先行駆動パルスの通電を所定の非通電間隔（無パルス間隔）を介して行なうことにより、メイン噴射に先行するパイロット噴射を実現している。
燃料噴射系が分配型ポンプの場合には、ポンプにパイロット噴射用の機構を設け、これらを電磁弁を用いてコントロールユニットで制御することでパイロット噴射を実現している。
【０００６】
このようにパイロット噴射時期を圧縮上死点前の２０〜６０°ＣＡのタイミングで実行する従来の分割燃料噴射においては、図８に示すように、騒音をより低減させるべくパイロット噴射時期を定常位置ａ１より進角（符号ｇ１参照）させて進角位置ａ２側に移動させると、スモーク発生量が増大する傾向にある。このように、分割燃料噴射の場合、騒音レベルとスモーク発生量とは噴射時期の進角に対し逆の増減特性を示すことが知られている。
【０００７】
なお、特開２０００―３５２３４４号公報（特許文献１）にはパイロット噴射時期を低負荷と高負荷の各運転域に応じて圧縮上死点前の２０°ＣＡと４０°ＣＡの各タイミングで実行している分割燃料噴射制御の一例が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００―３５２３４４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにパイロット噴射時期を圧縮上死点前のかなり前の２０〜６０°ＣＡのタイミングで実行する従来の分割燃料噴射では、図８中のａ１、ａ２に示すように騒音レベルとスモーク発生量とが噴射時期の進角に対し逆の増減特性を示し、騒音レベルとスモーク発生レベルを共に低減させ、両特性を共に改善することはできなかった。
【００１０】
ところで、パイロット噴射運転を行なう際、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、パイロット噴射とメイン噴射の両駆動パルス間に非通電間隔である無パルス間隔Ｔｐｍを設けることで、実際に噴射されるパイロット噴射とメイン噴射の両噴射波間隔（図１１（ｂ）の符号Ｄｐｍ参照）が調整されている。
従来、メイン噴射に先駆けパイロット噴射を行なう場合、圧縮上死点前２０〜６０°ＣＡのタイミングで実行するのが一般的であり、従来はパイロット噴射のタイミングをこれより遅くする（無パルス間隔を短くする）とスモーク及び、騒音が増大するとされていた。
【００１１】
これに対し、本願発明者らは無パルス間隔を大幅に短くした場合の特性を探究しておく必要があると考え、実験を行なった。従来の非通電間隔（従来の無パルス間隔Ｔｐｍ）を狭めた低減無パルス間隔域Ｅｂと、それより更に狭められた近接無パルス間隔域Ｅａとでの各運転時の騒音レベル、スモーク発生量、ＮＯｘ発生量、燃料消費率を測定したところ、図９（ｂ）に示す特性が明らかと成った。
【００１２】
ここで、非通電間隔（従来の無パルス間隔Ｔｐｍ）が従来より狭い低減無パルス間隔域Ｅｂにある場合、同低減無パルス間隔（μｓｅｃ）が短くなるのに沿って、即ち、パイロット噴射とメイン噴射の両噴射波間隔が短くなるのに沿って、騒音レベル（ｄＢＡ）が増加し、スモーク発生量（％）が低減している。なお、ＮＯｘ発生量（ｇ／ｈ）はこの範囲で大きな変化はなく、燃料消費率（ｇ／ｋｗ・ｈ）は徐々に低減している。
【００１３】
このように無パルス間隔（非通電間隔）が低減無パルス間隔域Ｅｂにある場合は、パイロット噴射時期を進角（メイン噴射時期一定とすると無パルス間隔Ｔｐｍが増加）させるとスモーク発生量が増大し騒音が低下する、という従来のパイロット噴射運転領域と同等の特性を示している。
次に、無パルス間隔がほぼ１０００μｓｅｃより１００μｓｅｃまでの近接無パルス間隔域Ｅａにあると次の特性が明らかとなった。なお、ここでの増減特性が本願発明の導出に寄与したものである。
【００１４】
ここで無パルス間隔Ｔｐｍが低減（メイン噴射時期一定とするとパイロット噴射時期を遅角）するのに沿って、騒音レベルが急増し、駆動パルス間隔が４００（μｓｅｃ）でピークを迎えた後低下し、騒音レベルが急減している。このような特性はパイロット噴射量が１．０〜４．０ｍｍ３／ｓｔの範囲においてほぼ同様であった。
【００１５】
更に、スモーク発生量は駆動パルス間隔が低減（メイン噴射時期一定とするとパイロット噴射時期を遅角）するのに沿って増加してピークを迎えた後低下し、パイロット噴射量が４．０ｍｍ３／ｓｔの場合、駆動パルス間隔が２００（μｓｅｃ）を下回ると急減し、それ以下のパイロット噴射量でも、駆動パルス間隔が２００（μｓｅｃ）以下の領域でスモーク発生量が低減している。
【００１６】
このように、近接無パルス間隔域Ｅａで騒音及びスモーク発生のレベルがピークを迎えた後のより無パルス間隔が短い領域、特に、無パルス間隔が１５０（μｓｅｃ）（噴射波間隔ではゼロに近い値）以下において騒音及びスモークの各値が共に低レベルを保持できることが判明した。
なお、無パルス間隔Ｔｐｍが減少するのに沿って近接無パルス間隔域Ｅａでの燃料消費率（ｇ／ｋｗ・ｈ）は順次低減しており、ＮＯｘ発生量は２００μｓｅｃの前後で増加に転じ、１００μｓｅｃ側で明らかに増加している。このような特性はパイロット噴射量を１．０〜４．０の範囲で増減させた場合においてほぼ同様であった。
【００１７】
上述のように近接無パルス間隔域Ｅａにおいて、無パルス間隔Ｔｐｍ、即ち噴射波間隔が順次狭まり、低減していくと、内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルが共にピークを越えてから低下する特性域があることが確認された。そこでこの特性を採用することで、内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できると推定される。
【００１８】
本発明は、以上のような経緯に基づきなされたものであり、内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電磁弁が駆動パルスを受けた際に内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する燃料供給手段と、上記電磁弁に対して先行燃料噴射用駆動パルス及び主燃料噴射用駆動パルスを無パルス間隔を介して加えることで、上記燃料噴射弁に主燃料噴射に先立つ先行燃料噴射を行なわせる制御手段と、を備えた燃料噴射制御装置において、上記無パルス間隔は、上記無パルス間隔の減少に対する上記内燃機関の騒音レベル及びスモーク発生レベルの特性が増加傾向を示してピークを迎えた後共に低下する領域に対応する値として設定されることを特徴とする。
このように、無パルス間隔がエンジンの騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低レベル側に規制し得るような値として設定されるので、エンジン運転時の騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。しかも、先行燃料噴射を主燃料噴射に極接近させる近接パイロット噴射により、初期噴射率が比較的抑制されることとなり、この点からも騒音レベルを低減できる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料噴射制御装置において、上記無パルス間隔は燃料噴射弁から噴射される先行燃料噴射と主燃料噴射の噴射波間隔が１５０μｓｅｃとなる値以下に設定されることを特徴とする。
このように、噴射波間隔が１５０μｓｅｃ以下となるように無パルス間隔を設定したので、エンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に確実に低減できる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の燃料噴射制御装置において、上記制御手段は、上記無パルス間隔を上記エンジン運転域の全域においてそれぞれ設定したことを特徴とする。
このように、エンジン運転域に応じて最適な噴射波間隔を設定できるので、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、上記制御手段は、上記無パルス間隔を上記エンジン回転数の増に応じて短く設定したことを特徴とする。
このように、エンジン回転数に応じて最適な無パルス間隔を設定でき、最適な噴射波間隔が得られるので、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、上記制御手段は、上記先行燃料噴射による噴射量が２ｍｍ３以下となるよう上記先行燃料噴射用駆動パルスを設定することを特徴とする。
このように、上記制御手段は、上記先行燃料噴射の噴射量を２ｍｍ３／ｓｔ以下とし、より確実にスモーク発生を抑制できる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１、２又は３記載の燃料噴射制御装置において、上記燃料噴射弁から噴射される先行燃料噴射と主燃料噴射の噴射間隔がゼロとなるように、上記無パルス間隔が設定されることを特徴とする。
このように、噴射波間隔がゼロの場合、先行燃料噴射と主燃料噴射との両噴射波形が連続し、先行燃料噴射及び主燃料噴射の組み合わせにより得られる初期噴射率が抑制されるようになり、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態としての燃料噴射制御装置Ｍと、同装置を装備する内燃機関を示した。燃料噴射制御装置Ｍは図１に示す内燃機関としてのコモンレール式ディーゼルエンジン（以後、単にエンジン１と記す）に装着され、同エンジンがメイン噴射（主燃料噴射）に先行するパイロット噴射（先行燃料噴射）を行なうように噴射制御を行なう。
図１は本実施形態の燃料噴射制御装置Ｍを示す全体構成図であり、エンジン１の各気筒には燃料噴射弁２がそれぞれ設けられる。
【００２６】
エンジン１は、シリンダヘッド３とシリンダブロック４とピストン５のキャビティ６とにより燃焼室７を形成する。この燃焼室７にシリンダヘッド３に設けた燃料噴射弁２により燃料が直接的に噴射される。
燃料噴射弁２はその本体内に励磁コイル８と、同励磁コイル８の励磁時に開弁作動する針弁９と、同針弁９により開閉されて燃料供給手段をなすコモンレール１１から送り込まれている高圧燃料を燃焼室７に噴射可能なノズル１２とを備える。なお、燃料供給手段はコモンレール１１と同コモンレール１１に接続される燃料噴射ポンプ１４、燃料タンク１０で構成される。
【００２７】
励磁コイル８はコントローラ１３からの駆動信号をドライバー２０１を介して印加され、開弁期間、即ち、後述の駆動パルス間隔Ｔｍ、Ｔｐ（図４参照）中に噴射作動する。
コモンレール１１に蓄える燃料は燃料噴射ポンプ１４から高圧管１５を経由して供給され、この燃料圧力（コモンレール圧Ｐｒａｉｌ）は燃圧センサ１６によりコントローラ１３に入力される。燃料噴射ポンプ１４は運転条件によって決められる目標圧力となるように、コントローラ１３からの制御信号を受け、吐出圧をフィードバック制御している。なお、符号２０は戻り管を示し、燃料噴射ポンプ１４、燃料噴射弁２からの低圧油をタンク１０に戻す。
【００２８】
コントローラ１３は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備える。コントローラ１３の入力端側には、アクセル操作量ＡＰＳを検出するアクセルセンサ１７、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１８、コモンレール圧Ｐｒａｉｌを検出するレール圧センサ１６、水温ｗｔを検出する水温センサ２１、等の各種センサ類が接続され、出力側には燃料噴射弁２や燃料噴射ポンプ１４等の各種デバイス類が接続されている。
【００２９】
コントローラ１３は上述のセンサ類からの検出情報に基づいてパイロット及びメインの両噴射波間隔Ｄｐ、Ｄｍ及び駆動パルス間隔Ｔｐ、Ｔｍ、噴射時期ｔｐ、ｔｍ、噴射量Ｑｐ、Ｑｍ、或いはコモンレール圧Ｐｒａｉｌ等を決定し、これらに基づいて燃料噴射弁２や燃料噴射ポンプ１４を駆動制御してエンジンを駆動する機能を備える。
【００３０】
特に、ここでのコントローラ１３は燃料噴射制御手段として機能し、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、励磁コイル８の駆動パルスを駆動パルス間隔Ｔｐ、Ｔｍで断続（オン、オフ）駆動することで、燃料噴射弁２にメイン噴射波間隔Ｄｍのメイン噴射（主燃料噴射）に先立ち所定の噴射波間隔Ｄｐｍを介して噴射波間隔Ｄｐのパイロット噴射（先行燃料噴射）を行なわせる機能を備える。
【００３１】
なお、励磁コイル８に印加される駆動パルスの断続変動に対しパイロットおよびメイン噴射における噴射波形は応答遅れを生じる上に、コモンレール圧Ｐｒａｉｌ、噴射量Ｑｐ、Ｑｍ、ノズル１２の形状の影響で必ずしも駆動パルスと噴射波形とが相対的に一様に変化するものではない。即ち、パイロット噴射（先行燃料噴射）とメイン噴射（主燃料噴射）の各駆動パルス間隔（Ｔｐ、Ｔｍ）に対し、各噴射波形（Ｄｐ、Ｄｍ）は応答遅れ等でずれる。このため、パイロット噴射とメイン噴射の両駆動パルス間の非通電間隔である無パルス間隔Ｔｐｍを狭めると、例えば、図１のエンジンでは、無パルス間隔（非通電間隔）Ｔｐｍが３００μｓｅｃにおいて分割燃料噴射を行なうと、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、パイロット噴射とメイン噴射との両噴射波形Ｄｐ、Ｄｍの噴射波間隔Ｄｐｍが略１５０μｓｅｃになり、無パルス間隔Ｔｐｍが１５０μｓｅｃにおいて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、噴射波間隔Ｄｐｍがゼロとなり、先行燃料噴射と主燃料噴射との両噴射率波形が連続する二段噴射率波形での噴射作動がなされる。
【００３２】
なお、パイロット噴射とメイン噴射の各噴射波間隔Ｄｐｍが極接近すると、実質的にゼロおよびそれに近い値となる。この場合、図４（ｂ）に示すように、先行燃料噴射および主燃料噴射が集合されて連続し、あたかも、単一噴射の場合における初期噴射率（符号Ｌ２の斜線の傾斜角に対応する）に対応する初期噴射率（符号Ｌ１の斜線の傾斜角に対応する）が設定されたようになる。この場合、単一噴射の場合の初期噴射率（符号Ｌ２の斜線の傾斜角に対応する）に対し初期噴射率（符号Ｌ１）の傾斜がゆるやかとなり、初期噴射率が比較的抑制された値となり、この点からも騒音レベルを低減できることが明らかである。
【００３３】
ここで、コントローラ１３の機能を図２に沿って説明する。
コントローラ１３の機能である燃料噴射制御手段は、目標燃料噴射量Ｑｏを算出する燃料噴射量演算部Ａ１と、近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔをマップｍｐ２により算出する近接パイロット噴射量演算部Ａ２と、レール圧Ｐｒａｉｌをマップｍｐ３により算出するレール圧演算部Ａ３と、無パルス間隔Ｔｐｍをマップｍｐ４により算出する無パルス間隔演算部Ａ４と、近接パイロット噴射期間Ｄｐｉｌｏｔを近接パイロット噴射パルス間隔Ｔｐとして算出する近接パイロット噴射期間演算部Ａ５と、メイン噴射期間Ｄｍを駆動パルス間隔Ｔｍとして演算するメイン噴射量演算部Ａ６とを備える。
【００３４】
燃料噴射量演算部Ａ１は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷情報であるアクセル開度ＡＰＳ相当の基本燃料噴射量Ｑｂをマップｍｐ１より算出し、同基本燃料噴射量Ｑｂを水温ｗｔ、アクセル変化速度ΔＡＰＳ、大気圧等の情報に沿って補正して最終の目標燃料噴射量Ｑｏを演算する。
近接パイロット噴射量演算部Ａ２はエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏ相当の近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを予め設定されているマップｍｐ２により算出する。
【００３５】
レール圧演算部Ａ３はエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏ相当のレール圧Ｐｒａｉｌをマップｍｐ３により算出する。
無パルス間隔演算部Ａ４はエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏ相当の噴射波間隔Ｄｐｍをマップｍｐ４より算出する。特に、ここでは、噴射波間隔Ｄｐｍを確保できるような燃料噴射弁２の励磁コイル８の無パルス間隔Ｔｐｍを直接算出するように形成されている。
【００３６】
なお、ここで、例えば噴射波間隔Ｄｐｍが１５０μｓｅｃを示す時の無パルス間隔Ｔｐｍは約３００μｓｅｃ程度（図４（ａ）、（ｂ）参照）であり、噴射波間隔Ｄｐｍが実質ゼロを示す時の無パルス間隔Ｔｐｍは約１５０μｓｅｃ程度（図５（ａ）、（ｂ）参照）であることが測定されている。しかし、この噴射波間隔Ｄｐｍと無パルス間隔Ｔｐｍとの相対関係は燃料噴射弁２の特性、レール圧その他等により必ずしも定量化できるものではなく、ここでは実測データに基づき相対関係が求められている。
【００３７】
ここでのマップｍｐ４は図１のエンジン１で用いる燃料噴射弁２用として作成される。即ち、燃料噴射弁２は排気量が２５００ｃｃ、４気筒ディーゼルエンジン用であり、そのパイロット噴射量が１．０ｍｍ３／ｓｔに設定された場合に、図３に示すような騒音及びスモークが共に低レベルを保持できる特性を得るため、パイロット噴射とメイン噴射の両噴射波間隔Ｄｐｍが極接近し、あるいは噴射波間隔Ｄｐｍがゼロに保たれるような運転を全運転域で確保できるように無パルス間隔Ｔｐｍを所定値に設定するものである。
【００３８】
ここで、無パルス間隔Ｔｐｍの所定値とは、無パルス間隔Ｔｐｍが減少するのに沿ってエンジンの騒音レベル及びスモーク発生レベルが共にピークを向えた後低下する領域（例えば、図３のパイロット噴射量が１．０ｍｍ３／ｓｔのケースで２００μｓｅｃ以下の領域）に対応する値として設定する。
【００３９】
具体的には、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ、レール圧Ｐｒａｉｌが４５（ＭＰａ）、パイロット噴射量が１．０ｍｍ３／ｓｔ、メイン噴射時期ｔｍが３．０（ＢＴＤＣ）の場合で、近接パイロット噴射領域にある無パルス間隔Ｔｐｍが３００μｓｅｃ以下（噴射波間隔Ｄｐｍでは１５０μｓｅｃ以下）において、図３に示されるように、次の特性が確認されている。
即ち、騒音及びスモークの各レベルはピーク時より最も低下する。更に、ＮＯｘ排出量は単一噴射方式の場合の値ｎｏｘ１とほぼ同一値を保持でき、燃費も低レベルに保持されている。
【００４０】
この特性より、パイロット噴射量が１．０ｍｍ３／ｓｔにおいて、無パルス間隔Ｔｐｍの基準値（エンジン回転数が定常回転数Ｎｅｓ、例えば、１５００ｒｐｍにおける値）として２００μｓｅｃを採用した。更に、この基準値はエンジン回転数Ｎｅによる補正値ΔＴｐｍ１（＝（１５００−Ｎｅ）×α）により補正して設定される。これは図３に示すように、低回転側で近接パイロット噴射による騒音及びスモークの両者を共に低減させることができる一方、高回転側でパイロット噴射時期ｔｐを進角補正すると共にメイン噴射側をより多く進角させること（噴射量増補正）に伴い、無パルス間隔Ｔｐｍを短縮するためである。なおαは補正係数である。
【００４１】
更に、ここでの基準値はエンジン負荷であるアクセル開度ＡＰＳによる補正値ΔＴｐｍ２（＝ＡＰＳ×β）が減算されて補正される。これはアクセル開度ＡＰＳの増加に応じてメイン噴射での噴射量増が図られ、メイン噴射期間側をより進角させ、噴射遅れを防止する必要があり、これを許容する上で、無パルス間隔Ｔｐｍを短縮するものである。なおβは補正係数である。
このため、無パルス間隔Ｔｐｍは全運転領域で基準値が次式（１）で補正されることとなる。
【００４２】
Ｔｐｍ＝２００μｓｅｃ―ΔＴｐｍ１―ΔＴｐｍ２・・・・・・（１）
この後、補正済みの無パルス間隔Ｔｐｍは噴射波間隔Ｄｐｍと無パルス間隔Ｔｐｍとの相対関係を考慮して所定値がエンジン回転数とエンジン負荷の変化する単位エリア毎に設定され、マップｍｐ４が設定されている。
【００４３】
上述のところで、パイロット噴射量が１．０ｍｍ３／ｓｔで、無パルス間隔Ｔｐｍの基準値として２００μｓｅｃが採用された場合のマップｍｐ４設定を説明したが、パイロット噴射量が１．０〜４．０ｍｍ３／ｓｔの場合も同様の手順での設定がなされる。
なお、噴射波間隔Ｄｐｍが所定値（基準値として１５０μｓｅｃ前後）に保持された場合に、騒音及びスモーク発生レベルの両者を共に低減させることがきるのは、近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔが１〜２ｍｍ３／ｓｔ以下で特に顕著であることが、図３、図９（ｂ）より明らかであり、同近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを採用することが望ましい。
【００４４】
近接パイロット噴射期間演算部Ａ５は近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔとレール圧Ｐｒａｉｌ相当の近接パイロット噴射期間Ｄｐｉｌｏｔを予め設定されているマップｍｐ５より算出する。ここでのマップｍｐ５は近接パイロット噴射期間Ｄｐｉｌｏｔ相当の駆動パルス幅Ｔｐを直接算出できるよう形成される。
メイン噴射量演算部Ａ６は、目標燃料噴射量Ｑｏより近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを減算してメイン噴射量Ｑｍを求め、そのメイン噴射量Ｑｍおよびレール圧Ｐｒａｉｌ相当のメイン噴射期間Ｄｍａｉｎをマップｍｐ６より算出する。ここでのマップｍｐ６はメイン噴射期間Ｄｍａｉｎ相当の駆動パルス間隔Ｔｍを直接算出できるよう形成される。
【００４５】
次に、図１の内燃機関の燃料噴射制御装置Ｍの作動をコントローラ１３の行なう図７の燃料供給処理ルーチンに沿って説明する。
コントローラ１３はメインスイッチのオンと同時に全運転域で燃料噴射制御を行なう。図７の燃料供給処理ルーチンのステップｓ１では、アクセル操作量ＡＰＳ及びエンジン回転速度Ｎｅを読込み、各値に基づく基準燃料噴射量Ｑｂがマップｍｐ１から算出され、同基準燃料噴射量Ｑｂは水温ｗｔ、等により補正され目標燃料噴射量Ｑｏが算出される。
【００４６】
ステップｓ２では、エンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏを読込み、各値に基づく近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔをマップｍｐ２により算出する。
【００４７】
ステップｓ３では、エンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏを読込み、各値に基づくレール圧Ｐｒａｉｌをマップｍｐ３により算出する。
ステップｓ４では、エンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｏを読込み、各値に基づく噴射波間隔Ｄｐｍ相当の無パルス間隔Ｔｐｍをマップｍｐ４により算出する。
【００４８】
ステップｓ５では、近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔとレール圧Ｐｒａｉｌを読込み、各値に基づく近接パイロット噴射期間Ｄｐｉｌｏｔ相当の近接パイロット噴射パルス間隔Ｔｐをマップｍｐ５より算出する。
ステップｓ６、ｓ７では、目標燃料噴射量Ｑｏと近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔを読込み、それらの減算値をメイン噴射量Ｑｍとして算出する。更に、そのメイン噴射量Ｑｍおよびレール圧Ｐｒａｉｌ相当のメイン噴射期間Ｄｍａｉｎを駆動パルス間隔Ｔｍとして算出する。
【００４９】
ステップｓ８ではエンジン回転数Ｎｅおよび負荷であるアクセル開度ＡＰＳに応じた現運転域を読込み、同運転域でのメイン噴射時期ｔｍを不図示の噴射時期マップにより演算し、更に、そのメイン噴射時期ｔｍと、現在の無パルス間隔Ｔｐｍおよび近接パイロット噴射パルス間隔Ｔｐとよりパイロット噴射時期ｔｐを算出する。
【００５０】
ステップｓ９では最新の噴射弁データである近接パイロット噴射パルス間隔Ｔｐ、無パルス間隔Ｔｐｍ、駆動パルス間隔Ｔｍおよびパイロット噴射時期ｔｐ、メイン噴射時期ｔｍが取込まれる。そして、クランク角の変動の中で、現クランク角で対向している燃料噴射弁２用の噴射弁ドライバー２０１に噴射データがセットされ、この制御周期での制御をリターンさせる。
【００５１】
これによりドライバー２０１は所定時期ｔｐ、ｔｍに燃料噴射弁２をそれぞれ駆動し、近接パイロット噴射期間Ｄｐとメイン噴射期間Ｄｍａｉｎにパイロットおよびメインの燃料噴射を噴射波間隔Ｄｐｍを介して行なうことができる。特に、噴射波間隔Ｄｐｍは、騒音及びスモークが共に低レベルを保持できる所定値の噴射波間隔Ｄｐｍとして設定した。即ち、同噴射波間隔Ｄｐｍが極接近する近接状態（例えば、図４参照）や、あるいは同噴射波間隔Ｄｐｍがゼロ状態（例えば、図５参照）に保たれるように、無パルス間隔Ｔｐｍをマップｍｐ４で設定した。
【００５２】
このため、このような燃料噴射制御装置Ｍを用いたエンジンでは、全エンジン運転域に応じて最適な所定値の噴射波間隔Ｄｐｍを設定できるので、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。即ち、図８に示すパイロット噴射時期を定常位置ａ１より遅角（符号ｇ２参照）させて、符号ａ３で示すような騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減する制御特性位置を確保できることとなる。
【００５３】
更に、先行燃料噴射および主燃料噴射を接近させ、近接パイロット噴射を行なうことで、初期噴射率（図４（ｂ）の符号Ｌ１の斜線の傾斜角に対応する）が比較的抑制され、この点からも騒音レベルを低減できる。
上述のところにおいて、図１の燃料噴射制御装置Ｍでは、所定値の噴射波間隔Ｄｐｍとして１５０μｓｅｃの基準値を用い、式（１）の補正を行なって噴射波間隔Ｄｐｍ相当の無パルス間隔Ｔｐｍを算出し、同値を利用してマップｍｐ４が設定されていた。
【００５４】
しかし、噴射波間隔Ｄｐｍの所定値は、燃料噴射弁２、エンジン排気量、近接パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ、コモンレール圧Ｐｒａｉｌ、等で、異なるものであり、無パルス間隔Ｔｐｍが減少するのに沿ってエンジンの騒音レベル及びスモーク発生レベルが共にピークを向えた後低下する無パルス間隔の領域（例えば、図３の２００μｓｅｃ）に対応する値として設定されることとなる。このように設定された噴射波間隔Ｄｐｍ相当の無パルス間隔Ｔｐｍで近接パイロット噴射運転を行なうことで、エンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減するという効果が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、所定値の噴射波間隔がエンジンの騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低レベル側に規制し得るような値として設定されるので、エンジン駆動時の騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。
【００５６】
請求項２の発明は、噴射波間隔が１５０μｓｅｃ以下になるので、エンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に確実に低減できる。
【００５７】
請求項３の発明は、エンジン運転域に応じて最適な噴射波間隔を設定できるので、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。
【００５８】
請求項４の発明は、エンジン回転数に応じて最適な噴射波間隔を設定できるので、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減できる。
【００５９】
請求項５の発明は、先行燃料噴射の噴射量を２ｍｍ３以下としたので、より確実にスモーク発生を抑制できる。
【００６０】
請求項６の発明は、噴射波間隔がゼロの場合、先行燃料噴射と主燃料噴射との両噴射波形が連続し、先行燃料噴射及び主燃料噴射の組み合わせにより得られる初期噴射率が抑制されるようになり、より確実にエンジン駆動時に騒音レベル及びスモーク発生レベルを共に低減させることができる。
【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制御装置と、同装置を装備するエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の燃料噴射制御装置の制御機能ブロック図である。
【図３】図１の燃料噴射制御装置の近接パイロット噴射時における噴射時データの特性図である。
【図４】図１の燃料噴射制御装置の近接パイロット噴射時の無パルス間隔極小時の特性線図で、（ａ）は駆動パルス線図、（ｂ）は噴射率線図である。
【図５】図１の燃料噴射制御装置の近接パイロット噴射時の無パルス間隔ゼロ時の特性線図で、（ａ）は駆動パルス線図、（ｂ）は噴射率線図である。
【図６】図１の燃料噴射制御装置の近接パイロット噴射時のパイロット噴射時期設定マップの特性説明図で、（ａ）は本発明の図、（ｂ）は従来の図である。
【図７】図１の燃料噴射制御装置が用いる制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】図１の燃料噴射制御装置の制御特性を説明する図である。
【図９】ディーゼルエンジンにおいて、無パルス間隔を増減変化させた場合の噴射時データの変化特性と、単一噴射式（メイン噴射のみ）の場合の噴射時データの変化特性を相対的に記載した線図である。
【図１０】従来エンジンにおける、パイロット噴射有りと無しの場合の筒内圧および熱発生率の特性線図である。
【図１１】従来のパイロット噴射時の特性線図で、（ａ）は駆動パルス線図、（ｂ）は噴射率線図である。
【符号の説明】
１        エンジン（内燃機関）
２        燃料噴射弁
８        励磁コイル
１１      コモンレール（燃料供給手段）
１３      コントローラ（制御手段）
Ｄｍ      主燃料噴射
Ｄｐ      先行燃料噴射
Ｄｐｍ    噴射波間隔
Ｍ        燃料噴射制御装置
Ｔｍ      主燃料噴射用駆動パルス
Ｔｐ      先行燃料噴射用駆動パルス
Ｔｐｍ    無パルス間隔（非通電間隔）
【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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