(57)【要約】【課題】  前噴射、メイン噴射、後噴射の３段の噴射を含む多段噴射を行うエンジンの燃料噴射装置において、全運転域において良好な排ガス性能及び高いエンジン性能を維持しつつ、噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するという事態の発生を回避してピストンリングとシリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止した燃料噴射装置を備えた内燃機関を提供する。【解決手段】  燃料噴射装置による噴射パターンとして多段噴射パターンと単段噴射パターンとが前記エンジンの回転数、エンジン負荷等のエンジン運転条件に対応して設定された噴射パターン設定手段を備え、エンジン運転条件により前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラと、該コントローラに前記噴射パターンの切換信号を入力する噴射パターン切換手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2005264810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給ポンプにより供給された燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁からシリンダ内に噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンと１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射パターンとが前記エンジンの回転数（エンジン回転数）、負荷（エンジン負荷）等のエンジン運転条件に対応して設定された噴射パターン設定手段を備え、予め設定あるいは前記エンジンから検出された前記エンジン運転条件により前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラと、該コントローラに前記噴射パターンの切換信号を入力する噴射パターン切換手段とを備えたことを特徴とする噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項２】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、多段噴射を１回または複数回行った後に単段噴射を１回または複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項３】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔を変えて複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項４】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射とメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行った後、メイン噴射と後噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項５】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行った後に単段噴射を１回または複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項６】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射とメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行った後、メイン噴射と後噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行い、その後単段噴射を１回または複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項７】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、メイン噴射と該メイン噴射から所定の噴射間隔をおいて行う後噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項８】
前記コントローラは、前記燃料噴射装置に対して、前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、メイン噴射と該メイン噴射から所定の噴射間隔をおいて行う後噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、さらに単段噴射を１回または複数回行わしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項９】
燃料供給ポンプにより供給された燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁からシリンダ内に噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置の噴射時期、噴射量等の噴射状態を検出する噴射状態検出器と、
前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンと１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射パターンとが設定された噴射パターン設定手段を備え、前記噴射状態検出器から入力される前記噴射状態の検出値に基づき前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項１０】
前記燃料噴射装置は、電磁弁の開閉時期によって燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する電磁制御ユニットインジェクタからなり、前記噴射状態検出器は前記電磁弁の作動を検出するように構成され、前記コントローラは前記噴射状態検出器から入力される前記電磁弁の作動状態の検出信号に基づき前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする請求項９記載の噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【請求項１１】
燃料供給ポンプにより供給された燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁からシリンダ内に噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、エンジンの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数検出器を備えるとともに、前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンが設定されるとともに、前記多段噴射の運転時間とエンジン回転数との関係が設定され、前記エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数検出値に対応する多段噴射運転時間を選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラを備えたことを特徴とする噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段噴射及び単段噴射の噴射回数並びに噴射パターンの組み合わせを、エンジン運転条件や燃料噴射状態によって自在に切り換え可能とした噴射パターン切換式燃料噴射装置を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン性能の向上及び最適な排ガス性能を得るための手段として、１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射が多く取り入れられるようになってきた。かかる多段噴射は、通常、噴射量の多いメイン噴射の前噴射にパイロット噴射として少量の噴射を行うもの、メイン噴射の後噴射に少量の噴射を行うもの、さらにはメイン噴射の前噴射及び後噴射に少量の噴射を行うものの、３通りの噴射方式がある。
【０００３】
メイン噴射の前噴射及び後噴射に少量の噴射を行う噴射方式を備えた内燃機関燃料噴射装置の１例として、特許文献１（特開２００２−２１３２８７号公報）の技術がある。
かかる技術においては、エンジンの１サイクルに、メイン噴射と該メイン噴射の前噴射及び後噴射に少量の噴射を行う多段噴射方式の燃料噴射装置を備え、該燃料噴射装置の噴射開始時期の制御精度を上げるため、メイン噴射終了遅れ時間、コモンレール圧力、後噴射開始遅れ時間、等の２次元マップを用いて、後噴射の噴射開始時間を高精度で算出可能として、後噴射の噴射開始時期の制御精度を上げるように構成している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１３２８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているような、メイン噴射と該メイン噴射の前噴射及び後噴射に少量の噴射を行う多段噴射方式の燃料噴射装置にあっては、エンジンの１サイクルに、上死点の近傍で前噴射、メイン噴射、後噴射の３段の噴射を一定の時間間隔で行うため、良好な排ガス性能が得られる半面、上死点から離れた時期の噴射である前噴射時あるいは後噴射時に、燃料がピストンのキャビティー内に噴射されずに、シリンダライナの内面に直接接触するという事態が発生する。
【０００６】
このような事態になると、シリンダライナの内面に燃料が付着して該シリンダライナの内面とピストンリングとの間の潤滑性能が悪化して、ピストンリングと該シリンダライナの内面との間に焼き付きが発生しやすくなる。
かかる事態への到達を回避するため、特許文献２（特開２００３−２７８５４９号公報）に開示されているように、燃料の噴射方向をピストンのキャビティーの中央部近傍に集中させることが考えられるが、かかる方法では、ピストンに多くの燃料が付着して排ガス性能が抑制されるとともに、エンジン性能面でも問題がある。これは、エンジンがある定常運転時に決められたただ一つの噴射パターンで運転されつづけることによって発生する。
【０００７】
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、前噴射、メイン噴射、後噴射の３段の噴射を含む多段噴射を行うエンジンの燃料噴射装置において、全運転域において良好な排ガス性能及び高いエンジン性能を維持しつつ、噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するという事態の発生を回避してピストンリングとシリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止した燃料噴射装置を備えた内燃機関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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、燃料供給ポンプにより供給された燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁からシリンダ内に噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンと１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射パターンとが前記エンジンの回転数（エンジン回転数）、負荷（エンジン負荷）等のエンジン運転条件に対応して設定された噴射パターン設定手段を備え、予め設定あるいは前記エンジンから検出された前記エンジン運転条件により前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラと、該コントローラに前記噴射パターンの切換信号を入力する噴射パターン切換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明によれば、エンジン回転数、エンジン負荷等のエンジン運転条件に対応して、コントローラにおいてメイン噴射と該メイン噴射よりも噴射量の少ない前噴射あるいは後噴射とを組み合わせた多段噴射、及び１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射を、多段噴射における噴射パターンを種々変えて設定し、あるいは前記多段噴射と単段噴射との組み合わせ態様を種々変えて設定しておき、噴射パターン切換手段によって該コントローラに噴射パターンの切り換え指令信号を入力すると、該コントローラにおいて前記エンジン運転条件に適応した噴射パターンを選出して燃料噴射装置に出力し、燃料噴射装置において該選出噴射パターンによる燃料噴射運転を行うことが可能となる。すなわち、エンジン定常状態で運転している最中においても噴射パターンは常に一定ではなく、複数の噴射パターンでもって運転される。
【００１０】
従ってかかる発明によれば、多くの多段噴射パターン及び多段噴射と単段噴射とを組み合わせた多くの噴射パターンの中から、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し得る多段噴射の噴射パターンと、該多段噴射時に噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触しないような３つの条件を備えた噴射パターンを選定する自由度が増して、前記３つの条件を併せ備えた多段噴射の噴射パターンあるいは該多段噴射と単段噴射とを組み合わせた噴射パターンとをエンジン運転条件に対応して容易に設定することができる。
これによって、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し、かつ噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するのを回避した燃料噴射パターンによってエンジンを運転することができ、噴射燃料のシリンダライナの内面への直接接触による該シリンダライナの内面とピストンリングとの間の潤滑性能の悪化及びこれにより引き起こされるピストンリングと該シリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止できる。
【００１１】
かかる発明において、好ましくは、前記噴射パターンを次のように構成する。
（１）多段噴射を１回または複数回行った後に単段噴射を１回または複数回行う。
このようにすれば、エンジンの上死点前の噴射を含む多段噴射時に噴射燃料がシリンダライナの内面に接触しても、次の単段噴射の期間中にシリンダライナの内面に潤滑油膜が復元して、良好な潤滑性能を保持してピストンリングと該シリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止できる。
（２）前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔を変えて複数回行う。
このようにすれば、多段噴射内の前噴射とメイン噴射との間の噴射間隔を変えることにより、噴射パターンが時間とともに切り換わるので、エンジン振動、騒音の周波数が変化して、騒音フィーリングの良化及び低騒音化を図ることができる。また、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持するのに最適な前噴射とメイン噴射との噴射間隔を選出した燃料噴射運転を行うことができる。
（３）前噴射とメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行った後、メイン噴射と後噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行う。
このようにすれば、メイン噴射による後燃え期間中に少量の後噴射行い再燃焼させることにより、燃焼性能を向上できる。
【００１２】
また、前記（１）、（２）、（３）の噴射パターンを次のように組み合わせることができる。
（４）前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行った後に単段噴射を１回または複数回行う。
（５）前噴射とメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行った後、メイン噴射と後噴射とを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行い、その後単段噴射を１回または複数回行う。
（６）前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、メイン噴射と該メイン噴射から所定の噴射間隔をおいて行う後噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行なう。
（７）前噴射と該前噴射から所定の噴射間隔をおいて行うメイン噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、メイン噴射と該メイン噴射から所定の噴射間隔をおいて行う後噴射とを組み合わせた多段噴射を前記噴射間隔を変えて複数回行い、さらに単段噴射を１回または複数回行う。
【００１３】
また本発明は、燃料供給ポンプにより供給された燃料をプランジャにより加圧して燃料噴射弁からシリンダ内に噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関（エンジン）において、前記燃料噴射装置の噴射時期、噴射量等の噴射状態を検出する噴射状態検出器と、前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンと１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射パターンとが設定された噴射パターン設定手段を備え、前記噴射状態検出器から入力される前記噴射状態の検出値に基づき前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる発明において、好ましくは、前記燃料噴射装置は、電磁弁の開閉時期によって燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する電磁制御ユニットインジェクタからなり、前記噴射状態検出器は前記電磁弁の作動を検出するように構成され、前記コントローラは前記噴射状態検出器から入力される前記電磁弁の作動状態の検出信号に基づき前記噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラとを備える。
【００１５】
かかる発明によれば、噴射状態検出器から入力される燃料噴射状態の検出値に基づき、多段噴射の種々の噴射パターンと単段噴射とが設定された噴射パターン設定手段から所要の噴射パターンを選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するので、燃料噴射状態の検出値に基づくフィードバック制御により燃料噴射の噴射パターンを目標とする噴射パターンに正確に一致させることができる。
また、電磁制御ユニットインジェクタにおける電磁弁の作動状態を前記のようにフィードバック制御することにより、高精度で目標噴射パターンに一致させることができる。
【００１６】
また本発明は、前記内燃機関（エンジン）において、エンジンの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数検出器を備えるとともに、前記燃料噴射装置による噴射パターンとして１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンが設定されるとともに、前記多段噴射の運転時間とエンジン回転数との関係が設定され、前記エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数検出値に対応する多段噴射運転時間を選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御するコントローラを備えたことを特徴とする。
【００１７】
かかる発明によれば、エンジン回転数検出器から入力されるエンジン回転数検出値に対応する多段噴射運転時間を、多段噴射の種々の噴射パターンから選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するので、エンジン回転数検出値に基づくフィードバック制御により、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し、かつ噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するのを回避可能な多段噴射の運転時間に設定できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、多くの多段噴射パターン及び多段噴射と単段噴射とを組み合わせた多くの噴射パターンの中から、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し得る多段噴射の噴射パターンと、該多段噴射時に噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触しないような３つの条件を備えた噴射パターンを選定する自由度が増して、前記３つの条件を併せ備えた多段噴射の噴射パターンあるいは該多段噴射と単段噴射とを組み合わせた噴射パターンとをエンジン運転条件に対応して容易に設定することができる。
【００１９】
これによって、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し、かつ噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するのを回避した燃料噴射パターンによってエンジンを運転することができるとともに、噴射燃料のシリンダライナの内面への直接接触による該シリンダライナの内面とピストンリングとの間の潤滑性能の悪化及びこれにより引き起こされるピストンリングと該シリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に説明する。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、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係るディーゼル機関の電磁式燃料噴射装置の全体構成を示す一部断面を含む構成図である。図２は実施例における噴射パターンの制御ブロック図である。図３は噴射パターンの実施例を示すタイミング線図、図４（Ａ）、（Ｂ）は作用を説明するための燃焼室周辺の断面図である。
【００２２】
実施例を示す図１において、１００は燃料噴射装置で、この実施例では電磁式ユニットインジェクタを用いている。このようなユニットインジェクタ１００はよく知られているものであり、簡単に説明すると、該ユニットインジェクタ１００は、ポンプケース１０２、噴孔１０４を有する噴射ノズル１０３、針弁１０５、プランジャ１０１、タペット１１０、プランジャバネ１０９を有し、さらに燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御するアーマテュア１２２及び固定鉄心１２１を備えた電磁弁装置１２０、並びに開閉弁装置１２３を有している。
前記プランジャ１０１は、燃料カム１１４、カムフォロワ１１５、プッシュロッド１１３、ロッカーアーム１１１、前記プランジャバネ１０９及びタペット１１０等からなる機構を介して上下に往復動される。１０８は高圧燃料通路でプランジャ室１０６に通じ、１３０は燃料入口通路で後述する燃料供給経路１２８に通じる。１３１はプランジャ摺動部の間隙から漏出した燃料が低圧燃料通路側に戻されるリーク通路である。
【００２３】
１２５は燃料が収容されている燃料タンク、１２８は前記燃料タンク１２５と燃料噴射装置１００の燃料入口通路１３０とを接続する燃料供給経路、１２６は燃料供給ポンプ、１２７はフィルタ、１３２は前記燃料噴射装置１００へ向かう流れのみを許容する逆止弁であり、これらが燃料の燃料噴射装置１００への燃料供給装置を構成する。
【００２４】
１は後述する演算、制御を行うコントローラ、３はエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、４はエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出器、５はエンジンのクランク角を検出するクランク角センサである。また７は前記燃料噴射装置１００における燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を検出する噴射状態検出器である。
前記エンジン回転数検出器３からのエンジン回転数の検出値、負荷検出器４からのエンジン負荷の検出値、クランク角センサ５からのクランク角の検出値、及び前記噴射状態検出器からの燃料噴射タイミング及び燃料噴射量の検出値は、前記コントローラ１に入力される。
６は前記燃料噴射装置１００における噴射パターンの切換信号を後述するコントローラ１に入力する噴射パターン切換手段である。
【００２５】
次に、図２に基づきかかる実施例の動作を説明する。
前記エンジン回転数検出器３からのエンジン回転数の検出値、負荷検出器４からのエンジン負荷の検出値、クランク角センサ５からのクランク角の検出値、及び前記噴射状態検出器からの燃料噴射タイミング及び燃料噴射量の検出値は、前記コントローラ１の噴射パターン選出部１２に入力される。
１１は噴射パターン設定部である。該噴射パターン設定部には、１サイクルに複数回の噴射を行う多段噴射パターンと１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射パターンとが前記エンジン回転数、エンジン負荷等のエンジン運転条件に対応して、次のように設定されている。
【００２６】
即ち、第１の噴射パターンは、図３（Ａ）のように、１サイクル毎にメイン噴射Ｂよりも噴射量の少ない前噴射Ａ及び噴射量の多いメイン噴射Ｂを行う多段噴射を２回（１回でも３回以上でもよい）行った後に単段噴射Ｃを２回（１回でも３回以上でもよい）行うことを繰り返す噴射パターンである。
かかる第１の噴射パターンでは、エンジンの上死点前の噴射を含む多段噴射Ａ、Ｂ時に、噴射燃料がシリンダライナの内面に接触しても、次の単段噴射Ｃの期間中に該シリンダライナの内面に潤滑油膜が復元して、良好な潤滑性能を保持してピストンリングと該シリンダライナの内面との間における焼き付きの発生を防止できる。
【００２７】
第２の噴射パターンは、図３（Ｂ）のように、前噴射Ａと該前噴射Ａから所定の噴射間隔ｔをおいて行うメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を、前記前噴射Ａとメイン噴射Ｂとの噴射間隔ｔを、第１回目がｔ１、第２回目がｔ２、第３回目がｔ１、第４回目がｔ２のように、周期的に変えて行う。
かかる第２の噴射パターンでは、多段噴射内の前噴射Ａとメイン噴射Ｂとの間の噴射間隔ｔを変えることにより、噴射パターンが時間とともに切り換わるので、エンジン振動、騒音の周波数が変化して、騒音フィーリングの良化及び低騒音化を図ることができる。また、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持するのに最適な前噴射Ａとメイン噴射Ｂとの噴射間隔ｔ１あるいはｔ２を選出して燃料噴射運転を行うことができる。
【００２８】
第３の噴射パターンは、図３（Ｃ）のように、前噴射Ａとメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射と、メイン噴射Ｂと後噴射Ｄとを組み合わせた多段噴射とを交互に行う。前噴射Ａとメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を２回以上、メイン噴射Ｂと後噴射Ｄとを組み合わせた多段噴射を２回以上行うようにしてもよい。
かかる第３の噴射パターンでは、メイン噴射Ｂによる後燃え期間中に少量の後噴射Ｄを行い再燃焼させることにより、燃焼性能を向上できる。
【００２９】
また、前記噴射パターン設定部１１においては、次の（１）〜（４）に示すような、前記第１、第２、第３の噴射パターンを組み合わせた噴射パターンも設定されている。
（１）前噴射Ａと該前噴射Ａから所定の噴射間隔ｔをおいて行うメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔ｔを変えて複数回行った後に、単段噴射Ｃを１回または複数回行う。
（２）前噴射Ａとメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行った後、メイン噴射Ｂと後噴射Ｄとを組み合わせた多段噴射を１回または複数回行い、その後単段噴射Ｃを１回または複数回行う。
【００３０】
（３）前噴射Ａと該前噴射Ａから所定の噴射間隔ｔをおいて行うメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔ｔを変えて複数回行い、メイン噴射Ｂと該メイン噴射Ｂから所定の噴射間隔ｔをおいて行う後噴射Ｄとを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔ｔを変えて複数回行なう。
（４）前噴射Ａと該前噴射Ａから所定の噴射間隔ｔをおいて行うメイン噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔ｔを変えて複数回行い、メイン噴射Ｂと該メイン噴射Ｂから所定の噴射間隔ｔをおいて行う後噴射Ｄとを組み合わせた多段噴射を、前記噴射間隔ｔを変えて複数回行い、さらに単段噴射Ｃを１回または複数回行う。
【００３１】
次に前記噴射パターン選出部１２においては、前記噴射パターン切換手段から燃料噴射装置１００における噴射パターンの切換信号が入力されると、前記エンジン回転数の検出値及びエンジン負荷の検出値に基づき、噴射パターン設定部１１において前記のように設定された多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄ及び単段噴射Ｃを選出して、電磁弁開閉制御部１３に入力する。
【００３２】
また、前記噴射パターン選出部１２においては、前記噴射状態検出器７から入力される燃料噴射タイミング及び燃料噴射量の検出値に基づいて、多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄ及び単段噴射Ｃを、前記エンジン回転数の検出値及びエンジン負荷の検出値に基づく選出噴射パターンを補完する。
このように、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量等の燃料噴射状態の検出値に基づくフィードバック制御を加えることにより、燃料噴射の噴射パターンを目標とする噴射パターンに正確に一致させることができる。
【００３３】
また、前記多段噴射の運転時間を検出して前記噴射パターン選出部１２に入力し、該噴射パターン選出部１２において、前記多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄの運転時間とエンジン回転数との関係の設定値から、エンジン回転数検出値に対応する多段噴射運転時間を選出し、該選出噴射パターンを補完する。
このように、エンジン回転数検出値に対応する多段噴射運転時間を、多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄの種々の噴射パターンから選出し、該選出噴射パターンにより燃料を噴射するフィードバック制御により、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し、かつ噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するのを回避可能な多段噴射の運転時間に設定できる。
【００３４】
前記電磁弁開閉制御部１３においては、前記噴射パターン選出部１２で選出された噴射パターンになるような操作信号を電磁弁駆動回路２に入力し、該電磁弁駆動回路２は電磁弁１２０を、前記目標の噴射パターンで開閉し、これにより前記燃料噴射装置１００は、前記選出された噴射パターンで燃料噴射を行う。
【００３５】
かかる実施例によれば、エンジン回転数、エンジン負荷等のエンジン運転条件に対応して、コントローラ１においてメイン噴射Ｂと該メイン噴射Ｂよりも噴射量の少ない前噴射Ａあるいは後噴射Ｂとを組み合わせた多段噴射、及び１サイクルに１回の噴射を行う単段噴射Ｃを、該多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄにおける噴射パターンを種々変えて設定し、あるいは前記多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄと単段噴射Ｃとの組み合わせ態様を種々変えて設定しておき、噴射パターン切換手段６によって該コントローラ１の噴射パターン選出部１２に噴射パターンの切り換え指令信号を入力すると、該噴射パターン選出部１２において前記エンジン運転条件に適応した噴射パターンを選出して燃料噴射装置１００に出力し、該燃料噴射装置１００において該選出噴射パターンによる燃料噴射運転を行うことが可能となる。
【００３６】
ここで、図４（Ａ）に示されるように、エンジンの１サイクルに、上死点の近傍で前噴射Ａ、メイン噴射Ｂ、後噴射Ｄの多段噴射による燃料噴霧１３４を一定の時間間隔で行うと、良好な排ガス性能が得られる半面、図４（Ｂ）に示されるように、上死点から離れた時期の噴射である前噴射Ａ時あるいは後噴射Ｄ時に、燃料噴霧１３４がピストン１３０の燃焼室１３３内に噴射されずに、シリンダライナ１３１の内面に直接接触するという事態が発生する。尚、図４（Ａ）における他の部材は図１の実施例と同様である。
【００３７】
然るにかかる実施例によれば、多くの多段噴射パターン及び多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄと単段噴射Ｃとを組み合わせた多くの噴射パターンの中から、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し得る多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄの噴射パターンと、前記のように多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄ時に燃料噴霧１３４がシリンダライナ１３１の内面に直接接触しないような３つの条件を備えた噴射パターンを選定する自由度が増して、前記３つの条件を併せ備えた多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄの噴射パターンあるいは該多段噴射Ａ、Ｂ、Ｄと単段噴射Ｃとを組み合わせた噴射パターンとをエンジン運転条件に対応して容易に設定することができる。
これによって、高いエンジン性能を発揮するとともに良好な排ガス性能を維持し、かつ噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するのを回避した燃料噴射パターンによってエンジンを運転することができ、噴射燃料のシリンダライナの内面への直接接触による該シリンダライナの内面とピストンリングとの間の潤滑性能の悪化及びこれにより引き起こされるピストンリングと該シリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、前噴射、メイン噴射、後噴射の３段の噴射を含む多段噴射を行うエンジンの燃料噴射装置において、全運転域において良好な排ガス性能及び高いエンジン性能を維持しつつ、噴射燃料がシリンダライナの内面に直接接触するという事態の発生を回避してピストンリングとシリンダライナの内面との間に焼き付きの発生を防止した燃料噴射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例に係るディーゼル機関の電磁式燃料噴射装置の全体構成を示す一部断面を含む構成図である。
【図２】前記第１実施例における潤滑性向上剤を低粘度燃料に添加する経路の他の実施例を示す要部系統図である。
【図３】実施例における噴射パターンの制御ブロック図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は作用を説明するための燃焼室周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００    燃料噴射装置（電磁式ユニットインジェクタ）
１０１    プランジャ
１２０    電磁弁装置
１２３    開閉弁装置
１２６    燃料供給ポンプ
１２８    燃料入口経路
３８    可変絞り弁
１    コントローラ
２    電磁弁駆動回路
３    エンジン回転数検出器
４    負荷検出器
５    クランク角センサ
６    噴射パターン切換手段
７    噴射状態検出器
【図１】
2005264810.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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