(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧配管から供給される燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁を開弁駆動することで、前記内燃機関に対し、燃料の主噴射と、該主噴射による燃料噴射の開始前に燃料噴射を停止するパイロット噴射とを順次行う燃料噴射制御方法において、
前記燃料噴射弁に対する前記パイロット噴射のための開弁駆動を終了してから前記燃料噴射弁が全閉状態となる前に、前記パイロット噴射のための開弁駆動を行った燃料噴射弁に対する前記主噴射のための開弁駆動を開始して前記燃料噴射弁を開弁方向に移行させる近接駆動制御を、前記内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にある場合に行うこと、
を特徴とする燃料噴射制御方法。
【請求項２】
高い所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧配管と、前記蓄圧配管に蓄圧された所定圧の燃料が供給されると共に、該供給された燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁とを備え、該燃料噴射弁を開弁駆動して、前記内燃機関に対し、燃料の主噴射と、該主噴射による燃料噴射の開始前に燃料噴射を停止するパイロット噴射とを順次実行するように構成された燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段を備え、
前記燃料噴射弁に対する前記パイロット噴射のための開弁駆動を終了してから前記燃料噴射弁が全閉状態となる前に、前記パイロット噴射のための開弁駆動を行った燃料噴射弁に対する前記主噴射のための開弁駆動を開始して前記燃料噴射弁を開弁方向に移行させる近接駆動制御を、前記運転状態判定手段により肯定判定された場合に実行するように構成されたこと、
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、内燃機関への燃料噴射を制御する方法及び装置に関し、特に、主噴射に先立ってパイロット噴射を行う燃料噴射制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばコモンレール式に代表されるディーゼルエンジン用の燃料噴射制御装置では、内燃機関の騒音や排気エミッションなどを低減するためにパイロット噴射が行われている。
【０００３】
このパイロット噴射は、主噴射（メイン噴射）に先立ち少量の燃料を噴射するために行われ、その少量燃料の燃焼熱により、主噴射の着火遅れ（燃料が噴射されてから着火するまでの時間）を低減して一気燃焼を抑え、これによって内燃機関の騒音や排気中のＮＯx などを抑制するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、内燃機関の運転状態が高回転、高負荷の領域にある場合や、ターボチャージャーといった過給機付きの内燃機関のように、燃料の着火遅れがもともと短い場合には、通常のパイロット噴射を行っても主噴射の一気燃焼を抑えることができず、排気中のＮＯx を十分に低減できないことが分かった。
【０００５】
そして、このような場合には、初期の燃焼量の大小がＮＯx の発生に大きく影響し、特に高圧で燃料を噴射する条件では、初期の噴射率（時間に対する燃料供給量の変化の割合）が高くなってＮＯx が発生し易くなる。
そこで、本発明は、内燃機関の排気中のＮＯx を確実に抑制可能な燃料噴射制御方法、及び燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
本発明の燃料噴射制御方法では、高い所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧配管から供給される燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁を開弁駆動することで、内燃機関に対し、燃料の主噴射と、該主噴射による燃料噴射の開始前に燃料噴射を停止するパイロット噴射とを順次行うのであるが、燃料噴射弁に対するパイロット噴射のための開弁駆動を終了してから燃料噴射弁が全閉状態となる前に、そのパイロット噴射を行った燃料噴射弁に対する主噴射のための開弁駆動を開始して燃料噴射弁を開弁方向に移行させる、といった近接駆動制御を、内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態の場合に行う。
【０００７】
そして、この方法によれば、パイロット噴射による燃料噴射量が減少していく途中で主噴射が開始されることとなり、この結果、パイロット噴射による噴射率波形と主噴射による噴射率波形とが、従来より行われている通常のパイロット噴射の如く分離せずに、両噴射波形が１つに連なることとなる。つまり、パイロット噴射と主噴射とが連なって、見かけ上、主噴射の初期噴射率を低減したような１つの噴射となる。
【０００８】
従って、本発明の燃料噴射制御方法によれば、内燃機関の運転状態が高回転且つ／あるいは高負荷の領域にある場合や過給機付きの内燃機関のように、燃料の着火遅れがもともと短い場合でも、主噴射の初期の燃焼量を低減して一気燃焼を抑制することができ、この結果、排気中のＮＯx を確実に抑制できるようになる。
【０００９】
そして特に、内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にある場合に、前述した近接駆動制御を行うようにした本発明の燃料噴射制御方法によれば、より大きな効果を得ることができる。つまり、燃料の着火遅れがもともと短く、従来からの通常のパイロット噴射ではＮＯx 低減効果が得られないような特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態である場合には、本発明に特有の近接駆動制御を行い、燃料の着火遅れが長く、従来からの通常のパイロット噴射でＮＯx 低減効果が得られるような運転状態である場合には、通常のパイロット噴射を行う、といった具合に制御を切り替えて、内燃機関のほぼ全ての運転領域でＮＯx を低減できるようになるからである。
また、本発明の燃料噴射制御方法は、従来からの通常のパイロット噴射（つまり、パイロット噴射による噴射率波形と主噴射による噴射率波形とが完全に分離した噴射制御）を行う燃料噴射制御装置であれば、ハードウェア構成を変更することなく容易に実施することができる。
【００１０】
つまり、パイロット噴射と主噴射との噴射間隔、詳しくは、燃料噴射弁に対するパイロット噴射のための開弁駆動を終了してから燃料噴射弁に対する主噴射のための開弁駆動を開始するまでの時間間隔を、短く設定するだけで良いからである。
【００１２】
一方、本発明の燃料噴射制御方法を実施する装置としては、下記の燃料噴射制御装置が考えられる。
即ち、高い所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧配管と、前記蓄圧配管に蓄圧された所定圧の燃料が供給されると共に、該供給された燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁とを備え、該燃料噴射弁を開弁駆動して、前記内燃機関に対し、燃料の主噴射と、該主噴射による燃料噴射の開始前に燃料噴射を停止するパイロット噴射とを順次実行するように構成された燃料噴射制御装置において、内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段を備え、燃料噴射弁に対するパイロット噴射のための開弁駆動を終了してから燃料噴射弁が全閉状態となる前に、そのパイロット噴射を行った燃料噴射弁に対する主噴射のための開弁駆動を開始して燃料噴射弁を開弁方向に移行させる近接駆動制御を、運転状態判定手段により肯定判定された場合（つまり、内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にあると判定された場合）に実行するように構成された燃料噴射制御装置が、それである。
【００１３】
そして、この燃料噴射制御装置によれば、本発明の燃料噴射制御方法による前述した効果を得ることができる。
即ち、この燃料噴射制御装置において、内燃機関が特定の回転数以上且つ／あるいは特定の負荷以上の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段により肯定判定された場合に、上記近接駆動制御を実行することから、前述したように、ほぼ全ての運転領域でＮＯx を低減できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施形態は、下記のものに何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、パイロット噴射が可能な噴射システムであれば種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００１５】
まず図１は、実施形態のコモンレール式燃料噴射装置を表す構成図である。
このコモンレール式燃料噴射装置１は、６気筒ディーゼルエンジン用のものであって、各気筒に配設される６個のインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）３と、各インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧するコモンレール５と、コモンレール５に燃料タンク７から燃料を圧送する可変吐出量の高圧ポンプ９と、これらを制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１１とを備える。尚、特に図示はされていないが、ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００１６】
燃料タンク７に蓄えられた燃料は、フィードポンプ１３により吸い上げられ、高圧ポンプ９へ低圧状態にて圧送される。低圧で圧送された燃料は、図２に示す様に、高圧ポンプ９内に設置された燃料ギャラリー１５に蓄えられ、チェック弁１７の設定開弁圧により一定圧に維持されている。この設定開弁圧以上に燃料ギャラリー１５内の燃料圧が上昇した場合には、チェック弁１７が開弁され、燃料は燃料タンク７へと戻される。
【００１７】
一方、燃料ギャラリー１５は、電磁制御弁１９を介して燃料加圧用のチャンバー２１と連通・遮断される。チャンバー２１には、プランジャー２３が嵌合されている。このプランジャー２３が上昇しているときに電磁制御弁１９を閉ざすと、チャンバー２１内で燃料が加圧される。この圧力がチェック弁２５の開弁圧以上になると、チャンバー２１内の燃料がコモンレール５に圧送されることになる。従って、加圧圧送の開始時期は電磁制御弁１９の閉弁時期により定まる。圧送終了時期は、プランジャー２３の上死点到達時期に対応して一定であるため、圧送開始時期を早めれば、圧送量が増すことになる。このような機構を用い、ＥＣＵ１１は目標とするコモンレール圧を得るため、この電磁制御弁１９の閉弁時期を制御する。
【００１８】
尚、以上の高圧ポンプ系の作動詳細は本発明と直接的に関与しないため、これ以上は詳細な説明を省略する。
上述のように燃料は、高圧ポンプ９により加圧圧送されてコモンレール５に蓄えられる。その時の燃料圧力はコモンレール５に設置されたコモンレール圧センサ２７にて検出され、ＥＣＵ１１へ電気信号として送られる。ＥＣＵ１１は前述したようにこのコモンレール圧が目標値となるように電磁制御弁１９の閉弁時期をコントロールする。尚、コモンレール５にはプレッシャリミッタ２９が配設され、内圧が高くなり過ぎない様にも対処されている。
【００１９】
こうしてコモンレール５に蓄えられた高圧の燃料は、図３に示す様に、フローリミッタ３１を介してエンジン３３の各気筒毎に設置されたインジェクタ３に送られる。燃料は、インジェクタ３内で二方向に分岐する。その一方は、三方弁３５のポートα及びポートβを介して、コマンドピストン３７の背面側に設けられた制御室３８へ流れ込んでいる。また他方は、コマンドピストン３７に連結されたノズルニードル３９の下端の油溜り室３９ａに流入している。
【００２０】
即ち、インジェクタ３内で分岐した燃料は、ノズルニードル３９を押し下げる力と押し上げる力に分かれている。このとき、コマンドピストン３７の背面の面積の方がノズルニードル３９の面積よりも大きいため、全体としては図３にて下向きの力の方が勝ることとなり、ノズルニードル３９の下端が弁座（シート）３９ｂに押さえつけられて、当該インジェクタ３は閉弁状態となる。従って、三方弁３５が図示の連通状態（ポートαとポートβとの連通状態）にある場合には燃料は噴射されない。
【００２１】
燃料噴射に当たっては、ＥＣＵ１１が、後述する演算結果に基づく所定のタイミングで所定期間に渡りＣＰＵ４１の出力ポート４３からハイレベルの駆動パルスを出力することにより実行される。ＣＰＵ４１の出力ポート４３から駆動パルスが出力されるとトランジスタ４５が導通状態（ＯＮ）に切り換えられ、三方弁３５に付設された電磁コイル４７に通電がなされる。すると、三方弁３５はポートβとポートγとが連通する状態に切り換わり、コマンドピストン３７の背面にはコモンレール５からの燃料圧が加わらなくなると共に、制御室３８に流れ込んでいた高圧燃料は燃料タンク７へ逃げることになる。この結果、コマンドピストン３７の背圧が低下して、ノズルニードル３９を上方向へ押し上げる力の方が勝ることになり、ノズルニードル３９が上昇してその下端が弁座３９ｂから離れることで当該インジェクタ３が開弁し、噴孔４０から燃料が噴射される。
【００２２】
尚、実際には、ノズルニードル３９はスプリングＳにより下方へ付勢されており、このスプリングＳのセット荷重に対してノズルニードル３９を上方に押し上げる力の方が勝ったときに開弁し、燃料の噴射が開始される。
また、電磁コイル４７への通電を停止することにより、三方弁３５は再びポートαとポートβとが連通した状態に復帰し、コマンドピストン３７に高い背圧を加えてノズルニードル３９を閉弁方向へ移動させ、燃料噴射を終了させる。
【００２３】
一方、こうした燃料噴射や各種制御を行うため、図１に示す様に、ＥＣＵ１１にはコモンレール圧センサ２７の他、気筒判別センサ５１，クランク角センサ５３，アクセル開度センサ５５，アイドルスイッチ５７，スタータスイッチ５９，冷却水温センサ６１などの各種センサからの信号も入力されている。
【００２４】
また、図３に示す様に、バッテリ＋Ｂから電磁コイル４７への回路中には、該電磁コイル４７を高速駆動するための高電圧が充電されるコンデンサ６３が介装されている。つまり、トランジスタ４５がＯＮとなった直後には、電磁コイル４７へコンデンサ６３からピーク電流Ｉｐが通電され、その後は、バッテリ電圧に基づいて一定電流Ｉｈが通電される様に構成されている（図６の「駆動パルス」及び「コイル電流」の欄参照）。
【００２５】
次に、前述したインジェクタ３の電磁コイル４７への通電制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。尚、図４の処理は、所定時間毎に、或いは、エンジン３３の回転に同期した割込処理により実行される。
図４に示すように、ＥＣＵ１１内に設置されたＣＰＵ４１は、まず、ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１００にて、前述した各種センサからの信号に基づき、エンジン３３の運転状態を表すエンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度Ａｃｃ，及びコモンレール圧Ｐｃなどの情報を読み込み、続くＳ１１０にて、上記読み込んだ情報に基づき、公知の判定条件によりパイロット噴射を行うか否かを判断する。
【００２６】
そして、パイロット噴射を行うと判断した場合には、Ｓ１２０に進み、上記Ｓ１１０で読み込んだエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃから、エンジン３３の運転状態が、通常のパイロット噴射がＮＯx の低減に有効な領域にあるか否かを判定する。
【００２７】
ここで、このＳ１２０で判定する領域について説明する。
本発明者が行った実験によると、図５に示すように、エンジンの回転数とトルク（負荷）との関係を示す回転数−トルク・マップ上にて、特定の高回転且つ高負荷領域ではなく着火遅れが長い運転領域ＲＥでは、図６に示す通常のパイロット噴射（即ち、パイロット噴射による噴射率波形が、その後のメイン噴射による噴射率波形と完全に分離した噴射）によってＮＯx の低減効果が見られたが、高回転且つ／あるいは高負荷領域であって、もともと着火遅れが短い運転領域ＲＮにおいては、通常のパイロット噴射ではＮＯx の低減効果が得られないことが分かった。
【００２８】
これは、もともと着火遅れが短い領域であるために、着火遅れ低減による予混合燃焼の抑制でＮＯx を低減するという効果が小さく、パイロット噴射後に行われるメイン噴射の一気燃焼を抑えることができないためである。そして、このような場合には、初期の燃焼量の大小がＮＯx の発生に大きく影響するため、特に高圧で燃料を噴射する条件では、初期噴射量が大きくなってＮＯx が多く発生してしまう。尚、このことは、特にターボチャージャーやスーパーチャージャーといった過給機付きのエンジンにおいて顕著である。つまり、過給機付きエンジンでは、自然吸気式のエンジンと比較して、着火遅れ時間を決める筒内圧力，温度が高いため、回転数と負荷がより低い領域で着火遅れが短くなるからである。
【００２９】
そこで、本実施形態では、Ｓ１２０にて、実際のエンジン回転数Ｎｅと、負荷に相当するアクセル開度Ａｃｃから、エンジン３３の運転状態が、着火遅れが長く通常のパイロット噴射がＮＯx の低減に有効である運転領域（即ち、図５の運転領域ＲＥであり、以下、有効領域ともいう）にあるか、或いは、もともと着火遅れが短く通常のパイロット噴射がＮＯx の低減に有効ではない運転領域（即ち、図５の運転領域ＲＮであり、以下、非有効領域ともいう）にあるかを判定し、その判定結果に応じて燃料噴射のやり方を切り替えているのである。
【００３０】
まず、Ｓ１２０にて、エンジン３３の運転状態が図５の有効領域ＲＥにあると判定した場合には、Ｓ１３０に進む。そして、通常のパイロット噴射とメイン噴射を行うために、図６に示す如く、クランク角センサ５３から出力されるパルス信号のうちで所定番目に出力されるパルス信号（以下、このパルス信号を特にＮｅパルスという）を基準としたパイロット噴射用の通電開始時期ＴP1及び通電時間ＴP2と、メイン噴射用の通電開始時期時間ＴM1及び通電時間ＴM2とを、上記Ｓ１００で読み込んだ情報に基づき演算する。
【００３１】
尚、パイロット噴射用の通電開始時期ＴP1は、クランク角センサ５３によりＮｅパルスが出力されてからトランジスタ４５へパイロット噴射のための駆動パルスＰP を出力するまでの時間であり、パイロット噴射用の通電時間ＴP2は、パイロット噴射のための駆動パルスＰP の時間幅である。同様に、メイン噴射用の通電開始時期ＴM1は、クランク角センサ５３によりＮｅパルスが出力されてからトランジスタ４５へメイン噴射のための駆動パルスＰM を出力するまでの時間であり、メイン噴射用の通電時間ＴM2は、メイン噴射のための駆動パルスＰM の時間幅である。そして、パイロット噴射用の通電時間ＴP2は、メイン噴射用の通電時間ＴM2よりも短い時間に設定され、また、メイン噴射用の通電開始時期ＴM1は、パイロット噴射用の通電開始時期ＴP1にパイロット噴射用の通電時間ＴP2を加えた時間よりも長い時間に設定される。
【００３２】
そして、続くＳ１４０にて、上記Ｓ１３０で求めた各通電開始時期ＴP1，ＴM1と各通電時間ＴP2，ＴM2とを、駆動パルスを出力するためのデータとして所定の記憶領域にセットし、その後、当該処理を一旦終了する。
ここで、上記Ｓ１４０でセットされた通電開始時期ＴP1，ＴM1及び通電時間ＴP2，ＴM2は、図示されない他の駆動処理あるいはタイマ回路によって参照される。そして、上記駆動処理あるいはタイマ回路により、各通電開始時期ＴP1，ＴM1及び各通電時間ＴP2，ＴM2に応じて、出力ポート４３からトランジスタ４５へ、パイロット噴射のための駆動パルスＰP とメイン噴射のための駆動パルスＰM とが順次出力される。
【００３３】
すると、図６に示すように、まず、駆動パルスＰP によって三方弁３５の電磁コイル４７に電流が流れ、これに伴い前述の如くノズルニードル３９が上昇して（リフトして）、インジェクタ３の噴孔４０からパイロット噴射としての燃料噴射が行われる。そして、駆動パルスＰP の出力が終わると、やがてノズルニードル３９が下降して弁座３９ｂに着座し（ノズルニードル３９のリフト量が０となり）、この時点でパイロット噴射が完了する。
【００３４】
その後、メイン噴射用の通電開始時期ＴM1に達すると、トランジスタ４５へメイン噴射のための駆動パルスＰM が出力され、この駆動パルスＰM により上記パイロット噴射の場合と同様に、インジェクタ３の噴孔４０からメイン噴射としての燃料噴射が行われる。
【００３５】
つまり、Ｓ１２０でエンジン３３の運転状態が図５の有効領域ＲＥにあると判定されて通常のパイロット噴射を行う場合には、パイロット噴射のための駆動パルスＰP がロウレベルとなりノズルニードル３９が弁座３９ｂに着座した後で、メイン噴射のための駆動パルスＰM が出力されるように、各通電開始時期ＴP1，ＴM1及び各通電時間ＴP2，ＴM2が設定される。そして、このような設定のため、図６の如くパイロット噴射による噴射率波形とメイン噴射による噴射率波形とは完全に分離したものとなる。
【００３６】
これに対し、Ｓ１２０にて、エンジン３３の運転状態が図５の非有効領域ＲＮにあると判定した場合には、Ｓ１５０に移行する。そして、通常とは異なる非有効領域用のパイロット噴射とメイン噴射を行うために、図７に示す如く、パイロット噴射用の通電開始時期ＴP1及び通電時間ＴP2と、メイン噴射用の通電開始時期時間ＴM1及び通電時間ＴM2とを、上記Ｓ１００で読み込んだ情報に基づき演算する。
【００３７】
即ち、非有効領域用のパイロット噴射を行う場合には、通常のパイロット噴射を行う場合よりも、主にパイロット噴射用の通電開始時期ＴP1を長くし、パイロット噴射とメイン噴射との時間間隔（詳しくは、パイロット噴射のための駆動パルスＰP が立ち下がってからメイン噴射のための駆動パルスＰM が立ち上がるまでの時間間隔）を短くすることで、駆動パルスＰP が立ち下がってからノズルニードル３９が弁座３９ｂに着座する前であってそのリフト量が未だ△Ｌだけ残っているときに、メイン噴射のための駆動パルスＰM が立ち上がってノズルニードル３９が上昇し出すように、各通電開始時期ＴP1，ＴM1及び各通電時間ＴP2，ＴM2を設定する。
【００３８】
そして、このＳ１５０の演算処理を実行した後、Ｓ１４０に移行して、上記Ｓ１５０で求めた非有効領域用の各通電開始時期ＴP1，ＴM1と各通電時間ＴP2，ＴM2とを、駆動パルスを出力するためのデータとして所定の記憶領域にセットし、その後、当該処理を一旦終了する。
【００３９】
このため、エンジン３３の運転状態が図５の非有効領域ＲＮにある場合には、図７に示すように、パイロット噴射のための駆動パルスＰP が立ち下がって該パイロット噴射による燃料噴射量が減少していく途中でメイン噴射が開始されることとなり、この結果、パイロット噴射による噴射率波形とメイン噴射による噴射率波形とが１つに連なって、見かけ上、メイン噴射の初期の噴射率を低減したような１つの噴射となる。つまり、図７にて斜線で示す領域ｒの分の噴射率が低減されるのである。
【００４０】
従って、本実施形態の燃料噴射装置１によれば、エンジン３３の運転状態が、図５の非有効領域ＲＮ（即ち、高回転且つ高負荷領域であって、もともと着火遅れが短く通常のパイロット噴射ではＮＯx を低減することができない運転領域）にある場合でも、メイン噴射の初期の燃焼量を低減して一気燃焼を抑制することができ、この結果、排気中のＮＯx を確実に抑制できるようになる。
【００４１】
尚、Ｓ１１０にてパイロット噴射を行わないと判定した場合には、Ｓ１６０に移行して、メイン噴射用の通電開始時期時間ＴM1と通電時間ＴM2だけを演算する。そして、Ｓ１４０に移行して、上記Ｓ１６０で求めた通電開始時期ＴM1と通電時間ＴM2を、駆動パルスを出力するためのデータとしてセットし、その後、当該処理を一旦終了する。このため、パイロット噴射は行われず、メイン噴射だけが行われることとなる。
【００４２】
ここで、高回転・高負荷（約３０００rpm ，１００％負荷＝アクセル全開）の条件にて、通常のパイロット噴射を行った場合と、本実施形態に特有の非有効領域用のパイロット噴射を行った場合とで、差を比較した実験結果を図８に示す。尚、図８は、排気中のＮＯx と燃費との関係を表しており、点線ａが通常のパイロット噴射を行った場合を示し、実線ｂが非有効領域用のパイロット噴射を行った場合を示している。
【００４３】
この図８から明らかなように、本実施形態に特有の非有効領域用のパイロット噴射を行った場合には、ＮＯx と燃費の両方が低減されることが分かる。尚、排気のスモークレベルは同等であった。
以上詳述したように、本実施形態の燃料噴射装置１によれば、図５の有効領域ＲＥでは、通常のパイロット噴射を行い、また図５の非有効領域ＲＮでは、インジェクタ３に対するパイロット噴射のための開弁駆動を終了してからインジェクタ３が全閉状態となる前に、インジェクタ３に対するメイン噴射のための開弁駆動を開始して、パイロット噴射による噴射率波形とメイン噴射による噴射率波形とが１つに連なるように制御しているため、ほぼ全ての運転領域でＮＯx を低減することができる。
【００４４】
尚、本実施形態では、図４におけるＳ１５０の処理が近接駆動制御に相当しており、図４におけるＳ１２０の処理が運転状態判定手段としての動作に相当している。
ところで、上記実施形態では三方弁方式のインジェクタ３を用いたが、図９に示すような二方弁方式のインジェクタ６９を用いても良い。尚、図９において、図３に示したインジェクタ３と同機能の部材については同じ符号を付している。
【００４５】
簡単に説明すると、この二方弁方式のインジェクタ６９において、電磁コイル４７の無通電時には、二方弁７１のバルブが閉じるため、三方弁方式のインジェクタ３にてポートαとポートβとが連通した状態と全く同様に、ノズルニードル３９の下端が弁座３９ｂに押さえつけられて、当該インジェクタ６９は閉弁状態となる。
【００４６】
一方、電磁コイル４７に通電すると、二方弁７１が図９にて上方へ引き上げられる。すると、制御室３８の高圧燃料が絞り７３を通って燃料タンク７へ逃がされるため、制御室３８の圧力が低下する。尚、この時、コモンレール５からの高圧燃料が絞り７５を介して制御室３８に供給されるが、制御室３８の圧力低下速度は、絞り７３，７５の選択により任意に設定することができる。そして、制御室３８の圧力が低下すると、コマンドピストン３７の背圧が低下して、三方弁方式のインジェクタ３にてポートαとポートγとが連通した状態と全く同様に、ノズルニードル３９が上昇して弁座３９ｂから離れ、噴孔４０から燃料が噴射される。
【００４７】
そして、このような二方弁方式のインジェクタ６９を用いた場合でも、前述した実施形態と全く同じ効果を得ることができる。
尚、過給機付のエンジンに対しては、図４のＳ１２０で判定する非有効領域ＲＮを予め広く設定しておき、エンジンの回転数と負荷がより低い領域で、図４のＳ１５０の処理が行われるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態のコモンレール式燃料噴射装置を表す構成図である。
【図２】  実施形態における高圧ポンプの構成を示す模式図である。
【図３】  実施形態におけるインジェクタの構成を示す模式図である。
【図４】  実施形態のＥＣＵで実行される処理を表すフローチャートである。
【図５】  通常のパイロット噴射がＮＯx の低減に有効ではない運転領域（非有効領域）を説明する説明図である。
【図６】  通常のパイロット噴射を行う場合の制御状態を示すタイミングチャートである。
【図７】  非有効領域用のパイロット噴射を行う場合の制御状態を示すタイミングチャートである。
【図８】  実施形態の効果を説明する説明図である。
【図９】  他の実施形態のインジェクタの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…コモンレール式燃料噴射装置    ３，６９…インジェクタ
５…コモンレール    ７…燃料タンク    ９…高圧ポンプ
１１…電子制御装置（ＥＣＵ）    ２７…コモンレール圧センサ
３３…エンジン    ３５…三方弁    ３７…コマンドピストン
３８…制御室    ３９…ノズルニードル    ３９ａ…油溜り室
３９ｂ…弁座（シート）    Ｓ…スプリング    ４０…噴孔
４１…ＣＰＵ    ４５…トランジスタ    ４７…電磁コイル
５１…気筒判別センサ    ５３…クランク角センサ
５５…アクセル開度センサ    ７１…二方弁
【図１】
0003890654.tif 000002
【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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