(57)【要約】【課題】１つの燃料噴射弁を用いて空気の利用率を向上させることのできるディーゼルエンジンの噴射制御装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン２０の燃焼室３６内に噴射方向を可変で燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃料噴射弁による燃料の噴射を制御する制御部４０と、を備えるディーゼルエンジンの噴射制御装置であって、制御部は、ディーゼルエンジンの圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、燃料噴射弁により第１方向へ燃料を噴射させる第１噴射と、第１噴射の後に前記燃料噴射弁により第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２噴射とを実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン（２０）の燃焼室（２６）内に噴射方向を可変で燃料を噴射する燃料噴射弁（３０）と、前記燃料噴射弁による燃料の噴射を制御する制御部（４０）と、を備えるディーゼルエンジンの噴射制御装置であって、
前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、前記燃料噴射弁により第１方向へ燃料を噴射させる第１噴射と、前記第１噴射の後に前記燃料噴射弁により前記第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２噴射とを実行することを特徴とするディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁は、前記ディーゼルエンジンのピストン（２５）の中心軸線を含む平面において、前記中心軸線に対して前記噴射方向のなす角度を可変とするものである請求項１に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、前記燃料噴射弁により燃料を複数回噴射させ、前記第１噴射の次の噴射として前記第２噴射を実行する請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの１燃焼サイクル中において、前記燃料噴射弁により燃料を複数回噴射させ、複数回の噴射のうち最も噴射量が多い２つの噴射として前記第１噴射及び前記第２噴射を実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記燃料噴射弁により前記第１噴射で噴射された燃料の燃焼領域が、前記燃料噴射弁により前記第２噴射で噴射される燃料の噴霧領域まで広がる前に前記第２噴射を実行する請求項１〜４のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項６】
前記ディーゼルエンジンは、圧縮行程においてスキッシュ流を発生させ、前記スキッシュ流を縦方向に旋回させるものであり、
前記制御部は、前記燃料噴射弁により前記第１噴射で燃料を前記スキッシュ流に沿わせるように噴射させ、前記燃料噴射弁により前記第２噴射で燃料を前記スキッシュ流に対向させるように噴射させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項７】
前記ディーゼルエンジンは、圧縮行程においてスキッシュ流を発生させ、前記スキッシュ流を縦方向に旋回させるものであり、
前記制御部は、前記燃料噴射弁により前記第１噴射で燃料を前記スキッシュ流に対向させるように噴射させ、前記燃料噴射弁により前記第２噴射で燃料を前記スキッシュ流に沿わせるように噴射させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの運転状態が低負荷運転状態である場合に、前記燃料噴射弁により前記第１噴射で燃料を前記スキッシュ流に対向させるように噴射させ、前記燃料噴射弁により前記第２噴射で燃料を前記スキッシュ流に沿わせるように噴射させる請求項７に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項９】
前記ディーゼルエンジンは、圧縮行程においてスキッシュ流を発生させ、前記スキッシュ流を縦方向に旋回させるものであり、
前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの運転状態が低負荷運転状態である場合に、前記燃料噴射弁により前記第１噴射で燃料を前記スキッシュ流に対向させるように噴射させ、前記第２噴射を実行しない請求項１〜７のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記スキッシュ流が逆方向に流れる逆スキッシュ流が発生する前に、前記燃料噴射弁による前記第２噴射での燃料の噴射を終了させる請求項６〜９のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの噴射を制御する噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置において、燃焼室に２つの燃料噴射弁を配置し、燃焼室の平面視領域を対称軸で二分して、一方の領域に一方の燃料噴射弁により燃料を噴射させ、他方の領域に他方の燃料噴射弁により燃料を噴射させるものがある（特許文献１参照）。上記構成によれば、２つの燃料噴射弁により噴射される燃料の噴霧が重なることを防止して、燃料の燃焼領域を分けることにより、燃焼室内の空気の利用率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のものでは、燃焼領域を２つに分けるために、２つの燃料噴射弁を用いている。このため、燃焼室に２つの燃料噴射弁を配置するために必要なスペースが大きくなり、未だ改善の余地を残している。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、１つの燃料噴射弁を用いて空気の利用率を向上させることのできるディーゼルエンジンの噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。
【０００７】
本発明は、ディーゼルエンジン（２０）の燃焼室（２６）内に噴射方向を可変で燃料を噴射する燃料噴射弁（３０）と、前記燃料噴射弁による燃料の噴射を制御する制御部（４０）と、を備えるディーゼルエンジンの噴射制御装置であって、前記制御部は、前記ディーゼルエンジンの圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、前記燃料噴射弁により第１方向へ燃料を噴射させる第１噴射と、前記第１噴射の後に前記燃料噴射弁により前記第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２噴射とを実行することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、ディーゼルエンジンの燃焼室内に、燃料噴射弁により噴射方向を可変で燃料が噴射される。そして、制御部により、燃料噴射弁による燃料の噴射が制御される。
【０００９】
ここで、制御部により、ディーゼルエンジンの圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、燃料噴射弁により第１方向へ燃料を噴射させる第１噴射が実行される。圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに第１噴射で噴射された燃料は、自着火して燃焼させられる。そして、圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに第１噴射の後に、燃料噴射弁により第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２噴射が実行される。第２噴射では、第１方向と異なる第２方向へ燃料が噴射されるため、第１噴射で噴射された燃料の燃焼で用いられていない空気を利用し易くなる。すなわち、１つの燃料噴射弁により、第１噴射による燃料の燃焼領域と、第２噴射による燃料の燃焼領域とをずらすことができる。したがって、１つの燃料噴射弁を用いて空気の利用率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ディーゼルエンジンの噴射制御装置を示す縦断面図。
【図２】クランク角と各噴射の噴射率との関係を示す図。
【図３】クランク角と第１主噴射及び第２主噴射の噴射率との関係を示す図。
【図４】燃焼室容積と燃焼室内圧力との関係を示すＰＶ線図。
【図５】第１実施形態における第１主噴射の噴射方向と第２主噴射の噴射方向とスキッシュ流とを示す模式図。
【図６】第１実施形態における第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを示す模式図。
【図７】第２実施形態における第１主噴射の噴射方向と第２主噴射の噴射方向とスキッシュ流とを示す模式図。
【図８】第２実施形態における第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを示す模式図。
【図９】主噴射による燃焼領域の変更例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、ディーゼルエンジンの噴射制御装置に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に示すように、ディーゼルエンジン２０は、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２３、ピストン２５、燃料噴射弁３０等を備えている。ピストン２５は、シリンダ２１ａ内に往復動可能に収容されている。ピストン２５の頂部の外縁部とシリンダヘッド２３との間には、スキッシュ領域２４が形成されている。
【００１３】
ピストン２５の頂部の中央付近には、凹部２５ａが形成されている。凹部２５ａは、ピストン２５の頂部の中央を中心とする環状に形成されている。凹部２５ａは、ピストン２５の中央付近及び所定径の位置で浅くなっており、それらの間の部分で深くなっている。凹部２５ａの深さは、ピストン２５の頂部の中央から外径方向に向かって滑らかに変化している。図１に示す断面（ピストン２５の中心軸線Ｃを含む平面）において、凹部２５ａの所定壁面２５ｂは円弧状になっている。凹部２５ａとシリンダヘッド２３の底部とで区画される空間により、燃焼室２６が形成されている。
【００１４】
燃料噴射弁３０は、燃焼室２６の中央に先端部が露出するように、シリンダヘッド２３に取り付けられている。ディーゼルエンジン２０の圧縮上死点ＴＤＣにおいて、燃料噴射弁３０によりピストン２５の凹部２５ａ内に燃料が噴射されるように、凹部２５ａの形状及び燃料噴射弁３０による燃料の噴射方向が設定されている。
【００１５】
燃料噴射弁３０は、燃焼室２６内に噴射方向を可変で燃料を噴射する。詳しくは、燃料噴射弁３０は、図１に示す断面において一点鎖線矢印で示すように、中心軸線Ｃに対して噴射方向のなす角度を可変とする。燃料噴射弁３０には複数の噴射孔が形成されており、それぞれの噴射方向に対して複数の噴射孔から燃料が噴射される。噴射方向を可変で燃料を噴射する燃料噴射弁３０の構成として、例えば特開平８−１９３５６０号公報や、特開２０１３−１１９８３６号公報に記載された構成等を採用することができる。これらの公報に記載された燃料噴射弁では、ニードルバルブの内部に複数の燃料通路を形成し、これらの燃料通路を連通させる噴射孔を切り替えることにより、燃料の噴射方向を変化させている。
【００１６】
シリンダヘッド２３の底部における燃焼室２６に面する部分には、凸部２３ａが形成されている。凸部２３ａの高さは、燃焼室２６の外縁に面する部分から中央付近に面する部分まで滑らかに変化して高くなっている。凸部２３ａは、破線矢印で示すように、シリンダヘッド２３の底面とピストン２５の頂面との間をピストン２５の中心方向へ流れるスキッシュ流を、ピストン２５が下降する方向（中心軸線Ｃに平行な方向）へ導く。
【００１７】
図１に示す断面において、シリンダヘッド２３の凸部２３ａの周面を延長した曲線が、ピストン２５の凹部２５ａの所定壁面２５ｂにつながっている。このため、破線矢印で示すように、凸部２３ａにより導かれたスキッシュ流は、凹部２５ａの所定壁面２５ｂにより導かれて縦方向に旋回する。すなわち、スキッシュ流に基づいて、燃焼室２６内にタンブル流が形成される。このように、スキッシュ流は、ピストン２５の中央方向へ向かった後、ピストン２５が下降する方向へ向かい、ピストン２５の外径方向へ向かった後、ピストン２５が上昇する方向へ向かい、再びピストン２５の中央方向へ向かう。
【００１８】
ＥＣＵ４０（制御部に相当）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ等である。ＥＣＵ４０には、クランク角センサ５１及び負荷センサ５２の検出値が入力される。クランク角センサ５１は、ディーゼルエンジン２０のクランク軸の角度、すなわちクランク角を検出する。負荷センサ５２は、ディーゼルエンジン２０を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて、ディーゼルエンジン２０の負荷を検出する。ＥＣＵ４０は、クランク角センサ５１及び負荷センサ５２の検出値に基づいて、燃料噴射弁３０による燃料の噴射を制御する。なお、燃料噴射弁３０、ＥＣＵ４０、クランク角センサ５１、負荷センサ５２により、ディーゼルエンジン２０の噴射制御装置が構成されている。
【００１９】
図２は、クランク角と各噴射の噴射率との関係を示す図である。ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０が低負荷運転状態及び中負荷運転状態である場合に、同図に示すように燃料噴射弁３０により、パイロット噴射、プレ噴射、主噴射、アフター噴射を実行させる。パイロット噴射では、それ以後の噴射に先立って微小量の燃料を噴射する。プレ噴射では、燃料が燃焼するきっかけとなる火種を作るために、少量の燃料を噴射する。主噴射は、複数回の噴射のうち最も量が多い噴射であり、ディーゼルエンジン２０の圧縮行程後半から膨張行程前半までに実行する。詳しくは、主噴射は、ディーゼルエンジン２０の圧縮上死点ＴＤＣ付近の所定クランク角範囲で実行する。アフター噴射では、燃焼ガス中の燃え残り成分を燃焼させるために、主噴射よりも少ない量の燃料を噴射する。なお、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ５１の検出値に基づいて、ディーゼルエンジン２０の各行程を判断する。
【００２０】
ディーゼルエンジン２０が高負荷運転状態になり、主噴射での燃料の噴射量が増加すると、燃料の燃焼時に燃焼室２６内の圧力が過剰に高くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、主噴射での燃料の要求噴射量が所定量を超えた場合に、主噴射を第１主噴射と第２主噴射とに分けて実行する。第２主噴射は第１主噴射の次の噴射であり、第１主噴射と第２主噴射との間に他の噴射は実行しない。第１主噴射と第２主噴射との間隔は、燃料噴射弁３０により実現可能な最小間隔とする。また、第１主噴射及び第２主噴射は、ディーゼルエンジン２０の圧縮上死点ＴＤＣ付近の所定クランク角範囲で実行する。第１主噴射での噴射量と第２主噴射での噴射量との合計が、主噴射での要求噴射量となっている。ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０の１燃焼サイクル中において、燃料噴射弁３０により燃料を複数回噴射させ、複数回の噴射のうち最も噴射量が多い２つの噴射として第１主噴射及び第２主噴射を実行する。
【００２１】
図３は、クランク角と第１主噴射及び第２主噴射の噴射率との関係を示す図である。同図に示すように、第１主噴射（第１噴射に相当）の噴射率の最高値は、第２主噴射（第１噴射に相当）の噴射率の最高値よりも高くなっている。第２主噴射の噴射率の上昇速度は、第１主噴射の噴射率の上昇速度よりも低くなっている。
【００２２】
ディーゼルエンジン２０が膨張行程に移行してピストン２５が下降すると、スキッシュ領域２４が拡大することに伴って、スキッシュ流が逆方向に流れる逆スキッシュ流が発生する。逆スキッシュ流が発生している状態で燃料の噴射を継続すると、噴射された燃料の噴霧が逆スキッシュ流により流されるおそれがある。その場合、シリンダヘッド２３やシリンダ２１ａの壁面近くで燃料が燃焼し、ディーゼルエンジン２０の冷却損失が増大するおそれがある。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、逆スキッシュ流が発生する前に、燃料噴射弁３０による第２主噴射での燃料の噴射を終了させる。
【００２３】
図４は、燃焼室容積Ｖと燃焼室内圧力Ｐとの関係を示すＰＶ線図である。同図に示すように、ディーゼルエンジン２０の圧縮上死点ＴＤＣの付近で第１主噴射が実行されると、燃料は等容燃焼に近い状態で燃焼され、燃焼室２６内の圧力が急激に上昇する。その後に、第２主噴射が実行されて燃料が燃焼すると、燃焼室２６内の圧力は最高圧力Ｐｍａｘで維持される。このため、主噴射での要求噴射量の燃料を、１回の主噴射で噴射させた場合と比較して、燃焼室２６内の最高圧力を低くすることができる。
【００２４】
ここで、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０の圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、燃料噴射弁３０により第１方向へ燃料を噴射させる第１主噴射と、第１主噴射の後に燃料噴射弁３０により第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２主噴射とを実行する。
【００２５】
図５は、第１主噴射の噴射方向と第２主噴射の噴射方向とスキッシュ流とを示す模式図である。図５に示す断面（ピストン２５の中心軸線Ｃを含む平面）において、中心軸線Ｃに対して第１主噴射の噴射方向のなす角度θ１と、中心軸線Ｃに対して第２主噴射の噴射方向のなす角度θ２とが異なっている。ここでは、角度θ２は角度θ１よりも大きくなっている。
【００２６】
そして、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第１主噴射で燃料をスキッシュ流に沿わせるように噴射させる。詳しくは、ピストン２５の下降方向へ向かってから外径方向へ向かうスキッシュ流に、第１主噴射で噴射される燃料の噴霧が沿っている。このため、第１主噴射で噴射された燃料の噴霧により、スキッシュ流が押され、スキッシュ流の勢いを強くすることができる。
【００２７】
その後、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第２主噴射で燃料をスキッシュ流に対向させるように噴射させる。詳しくは、ピストン２５の外径方向へ向かってから、ピストン２５の上昇方向へ向かい、さらにピストン２５の内径方向へ向かうスキッシュ流に、第２主噴射で噴射される燃料の噴霧が対向している。このため、第２主噴射で噴射される燃料の噴霧が、第１主噴射で噴射された燃料の燃焼領域まで届きにくくすることができる。したがって、空気の利用率を向上させることができる。
【００２８】
図６は、第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを示す模式図である。ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第１主噴射で噴射された燃料の燃焼領域が、燃料噴射弁３０により第２主噴射で噴射される燃料の噴霧領域まで広がる前に第２主噴射を実行する。このため、第１主噴射で噴射された燃料の燃焼に用いられていない空気が存在する領域に、第２主噴射で燃料を噴射することができる。したがって、同図に示すように、第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを分けることができ、空気の利用率を向上させることができる。
【００２９】
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
【００３０】
・ＥＣＵ４０により、ディーゼルエンジン２０の圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、燃料噴射弁３０により第１方向へ燃料を噴射させる第１主噴射が実行される。圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに第１主噴射で噴射された燃料は、自着火して燃焼させられる。そして、圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに第１主噴射の後に、燃料噴射弁３０により第１方向と異なる第２方向へ燃料を噴射させる第２主噴射が実行される。第２主噴射では、第１方向と異なる第２方向へ燃料が噴射されるため、第１主噴射で噴射された燃料の燃焼で用いられていない空気を利用し易くなる。すなわち、１つの燃料噴射弁３０により、第１主噴射による燃料の燃焼領域と、第２主噴射による燃料の燃焼領域とをずらすことができる。したがって、１つの燃料噴射弁３０を用いて空気の利用率を向上させることができる。
【００３１】
・燃料噴射弁３０は、ディーゼルエンジン２０のピストン２５の中心軸線Ｃを含む平面において、中心軸線Ｃに対して噴射方向のなす角度θを可変とする。このため、燃焼室２６においてピストン２５の中心軸線Ｃ方向の空間を有効に使って、燃料の燃焼領域を分けることができる。
【００３２】
・ディーゼルエンジン２０の圧縮行程の後半から膨張行程の前半までに、第１主噴射の次の噴射として第２主噴射が実行される。このため、第１主噴射と第２主噴射との間に別の噴射が実行される場合と比較して、第１主噴射と第２主噴射との間隔を狭くし易くなる。その結果、第１主噴射による燃料の燃焼領域と第２主噴射による燃料の燃焼領域とが重なることを抑制することができ、空気の利用率を向上させることができる。
【００３３】
・ディーゼルエンジン２０の１燃焼サイクル中において、複数回の噴射のうち最も噴射量が多い２つの噴射として第１主噴射及び第２主噴射が実行される。このため、最も熱発生量の多い２つの噴射での燃焼領域をずらすことができ、空気の利用率をさらに向上させることができる。
【００３４】
・ＥＣＵ４０は、逆スキッシュ流が発生する前に、燃料噴射弁３０による第２主噴射での燃料の噴射を終了させる。このため、第２主噴射で噴射された燃料の噴霧が逆スキッシュ流により流されることを防止することができ、ディーゼルエンジン２０の冷却損失が増大することを抑制することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、ディーゼルエンジン２０が低負荷運転状態である場合にも、第１主噴射及び第２主噴射を実行する。なお、第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３６】
図７は、第１主噴射の噴射方向と第２主噴射の噴射方向とスキッシュ流とを示す模式図である。図７に示す断面（ピストン２５の中心軸線Ｃを含む平面）において、中心軸線Ｃに対して第１主噴射の噴射方向のなす角度θ１と、中心軸線Ｃに対して第２主噴射の噴射方向のなす角度θ２とが異なっている。ここでは、角度θ１は角度θ２よりも大きくなっている。
【００３７】
そして、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第１主噴射で燃料をスキッシュ流に対向させるように噴射させる。詳しくは、ピストン２５の外径方向へ向かってから、ピストン２５の上昇方向へ向かい、さらにピストン２５の内径方向へ向かうスキッシュ流に、第１主噴射で噴射される燃料の噴霧が対向している。このため、第１主噴射で噴射された燃料の噴霧が到達する距離を短縮することができ、燃料の噴霧が燃焼室２６の壁面に近付きにくくすることができる。したがって、温度の低い燃焼室２６の壁面により燃料の燃焼火炎が冷却されることを抑制することができ、ディーゼルエンジン２０の冷却損失を低減することができる。さらに、第１主噴射の噴射率は第２主噴射の噴射率よりも高いため、第１主噴射による燃料の燃焼温度は第２主噴射による燃料の燃焼温度よりも高くなる。この点、より燃焼温度の高い第１主噴射による燃料の燃焼を、燃焼室２６の壁面から離れた位置で行うことができるため、ディーゼルエンジン２０の冷却損失を効果的に低減することができる。
【００３８】
その後、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第２主噴射で燃料をスキッシュ流に沿わせるように噴射させる。詳しくは、ピストン２５の下降方向へ向かってから外径方向へ向かうスキッシュ流に、第２主噴射で噴射される燃料の噴霧が沿っている。
【００３９】
図８は、第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを示す模式図である。ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第１主噴射で噴射された燃料の燃焼領域が、燃料噴射弁３０により第２主噴射で噴射される燃料の噴霧領域まで広がる前に第２主噴射を実行する。このため、第１主噴射で噴射された燃料の燃焼に用いられていない空気が存在する領域に、第２主噴射で燃料を噴射することができる。したがって、同図に示すように、第１主噴射による燃焼領域と第２主噴射による燃焼領域とを分けることができ、空気の利用率を向上させることができる。
【００４０】
ディーゼルエンジン２０の運転状態が高負荷運転状態である場合に、燃料噴射弁３０により第１主噴射で燃料をスキッシュ流に対向させるように噴射させると、燃料の噴霧によりスキッシュ流の勢いが弱くなるおそれがある。その場合、燃料の燃焼性が低下するおそれがある。
【００４１】
この点、ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０の運転状態が低負荷運転状態である場合に、燃料噴射弁３０により第１主噴射で燃料をスキッシュ流に対向させるように噴射させる。したがって、燃料の噴霧によりスキッシュ流の勢いが弱くなることを抑制しつつ、ディーゼルエンジン２０の冷却損失を低減することができる。
【００４２】
なお、ディーゼルエンジン２０の運転状態が低負荷運転状態である場合は、燃料の噴射量が少なくなるため、第１主噴射のみで要求噴射量の燃料を噴射させることができる。そこで、ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン２０の運転状態が低負荷運転状態である場合に、燃料噴射弁３０により第１主噴射で燃料をスキッシュ流に対向させるように噴射させ、第２主噴射を実行しないようにしてもよい。図９は、主噴射による燃焼領域の変更例を示す模式図である。こうした構成によれば、第２主噴射を実行する必要がない場合は、ディーゼルエンジン２０の冷却損失の低減を優先することができる。
【００４３】
上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００４４】
・ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０により第１主噴射で噴射された燃料の燃焼領域の一部が、燃料噴射弁３０により第２主噴射で噴射される燃料の噴霧領域の一部に重なる状態で第２主噴射を実行することもできる。この場合であっても、第１主噴射による燃焼領域の一部と、第２主噴射による燃焼領域の一部とがずれることで、空気の利用率を向上させることができる。
【００４５】
・第１主噴射と第２主噴射との間に、間隔（インターバル）が設けられていてもよい。また、第１主噴射と第２主噴射との間に、別の噴射を実行することもできる。この場合であっても、最も熱発生量の多い２つの噴射での燃焼領域をずらすことができ、空気の利用率を向上させることができる。
【００４６】
・上記の各実施形態では、燃料噴射弁３０は、ディーゼルエンジン２０のピストン２５の中心軸線Ｃを含む平面において、中心軸線Ｃに対して噴射方向のなす角度θを可変とした。こうした構成に限らず、燃料噴射弁３０は、ピストン２５の平面視において、噴射方向を可変としてもよい。例えば、ピストン２５の平面視において、第１主噴射での燃料の噴射方向と第２主噴射での燃料の噴射方向とを変化させてもよい。また、これらの構成を組み合わせてもよい。
【００４７】
・ディーゼルエンジン２０が、スキッシュ流を発生させない構成であってもよい。また、ディーゼルエンジン２０が、スワール流を発生させる構成であってもよい。これらの場合であっても、１つの燃料噴射弁３０により、第１主噴射による燃料の燃焼領域と、第２主噴射による燃料の燃焼領域とをずらすことができ、空気の利用率を向上させることができる。
【００４８】
・第１主噴射での燃料の噴射方向と第２主噴射での燃料の噴射方向とを変化させる構成に限らず、その他の２つの噴射の組み合わせで噴射方向を変化させてもよい。例えば、プレ噴射（第１噴射に相当）の噴射方向と主噴射（第２噴射に相当）の噴射方向とを変化させたり、主噴射（第１噴射に相当）の噴射方向とアフター噴射（第２噴射に相当）の噴射方向とを変化させたりしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２０…ディーゼルエンジン、２６…燃焼室、３０…燃料噴射弁、４０…ＥＣＵ。
【図１】
2017193997.tif 000003
【図２】
2017193997.tif 000004
【図３】
2017193997.tif 000005
【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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