(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部に燃焼キャビテイ（１）を有するピストン（２）と、前記キャビテイ（１）に向けて燃料を噴射するインジェクタ（16）を備えた直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、該エンジンのエンジン回転数（Ｎe ）とコモンレール内圧（Ｐc ）とアクセル開度（Ａcc）とに基づき、総燃料噴射量（Ｑf ）と噴射開始時期（ＴS ）と総噴射時間（ｔt ）と第１噴射時間（ｔ1 ）を算出し、燃料の噴射を、前記噴射開始時期（ＴS ）から燃焼行程のピストン下降時において噴射された燃料噴霧の中心線（ＣF ）が前記キャビテイ（１）の内側から外側へ移行する時点の燃料噴射時のピストン位置に対応した噴射限界クランク角（α）をピストン（２）のクランク角（Ｋ）が通過する前までに終了する第１噴射行程と、算出された前記総噴射時間（ｔt ）が前記第１噴射時間（ｔ1 ）を上回る時に、前記キャビティ（１）内の燃焼ガスが前記ピストン（２）の下降に伴って発生する逆スキッシュにより、前記キャビティ（１）外の前記ピストン（２）の頂面とシリンダヘッド（３）下面との間の空間に流出するまでのガス流出時間の間は、燃料を噴射しない無噴射行程と、前記無噴射行程を経て残余燃料を噴射する第２噴射行程とを行う直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項２】
頂部に燃焼キャビテイ（１）を有するピストン（２）と、コモンレール（14）を介して加圧された燃料を前記キャビテイ（１）に向けて噴射するインジェクタ（16）を備えた直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンの回転数（Ｎe ）センサ（21）と、前記コモンレール（14）の内圧（Ｐc ）を検出する燃料圧力センサ（18）と、アクセル開度（Ａcc）センサ（25）と、クランク角（Ｋ）センサ（22）と、これらのセンサの検出信号を入力としてインジェクタ（16）の燃料噴射を制御するコントローラ（19）とを備えて成り、前記センサからのそれぞれの検出値である回転数（Ｎe ）、燃料圧力（Ｐc ）、アクセル開度（Ａcc）、クランク角（Ｋ）と、燃焼行程のピストン下降時において噴射された燃料噴霧の中心線（ＣF ）がキャビテイ（１）の内側から外側へ移行する時点の燃料噴射時のピストン位置に対応した噴射限界クランク角（α）とに基づいて、燃料の噴射開始時期（ＴS ）と総噴射時間（ｔt ）と第１噴射時間（ｔ1 ）を算出し、燃料の噴射を、前記噴射開始時期（ＴS ）からピストン（２）のクランク角（Ｋ）が前記噴射限界クランク角（α）を通過する前までに終了する第１噴射行程と、前記総噴射時間（ｔt ）が前記第１噴射時間（ｔ1 ）を上回る時に、前記キャビティ（１）内の燃焼ガスが前記ピストン（２）の下降に伴って発生する逆スキッシュにより、前記キャビティ（１）外の前記ピストン（２）の頂面とシリンダヘッド（３）下面との間の空間に流出するまでのガス流出時間の間は、燃料を噴射しない無噴射行程と、前記無噴射行程を経て残余燃料を噴射する第２噴射行程を行うように制御する直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射において、燃料噴射の噴射時期を制御することにより、スモークとＮＯX の排出量をバランス良く低減し得る直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンは空気過剰率の大きい領域で燃焼が行われるため、ＣＯとＨＣの排出量が少ない反面、ＮＯX とスモークの排出量が多く、これらの低減がディーゼルエンジンの課題とされている。また、一般的にＮＯX の排出量とスモークの排出量は相反関係にあるため、両者を合わせて低減することは困難な状況にある。
【０００３】
そこで、本発明者は燃料噴射終了時期がＮＯX とスモークの排出量に与える影響について調査を行い、以下の知見を得た。即ち、図５に示す如く燃料噴射終了時期を変えて、ＮＯX とスモークの排出量を測定したところ、ＮＯX の排出量を示す曲線には変曲点ａ，ｂが現れた。
そこで、これらの変曲点ａ，ｂ付近を境界にして、燃料噴射終了時期を便宜的に３つの区域に分割して考えると、区域Ａでは、ＮＯX 増加率が高く、ほぼ直線的に増大する傾向があるが、変曲点ａを通って区域Ｂに入ると、ＮＯX 増加率がほぼゼロとなって横這い状態となり、更に変曲点ｂを通って区域Ｃに入ると再び高い増加率になり、途中で最大値に達してから減少に転じるという特性を示すことが判った。
一方、スモークの排出量を示す曲線を見ると、区域Ａ，Ｂの範囲では増加率が低いが、区域Ｃに入ると急激に増大する傾向があることが判明した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この調査結果から、燃料噴射終了時期を変曲点ｂ以前に制御することにより、ＮＯX 及びスモーク共に増加率を抑えることができ、両者の排出量をバランス良く改善できることが理解できる。また、変曲点ｂが現れる原因については、ピストン２の位置と燃料噴射終了時期における燃料噴霧の衝突位置との関係に起因するものであることが判った。
【０００５】
即ち、前記区域Ａ，Ｂでは、図６のような位置関係であり、燃料噴射終了時の燃料噴霧Ｆはキャビテイ（燃焼室）１内に向かっているのに対して、区域Ｃでは、図７のような位置関係であり、燃料噴射終了時期の燃料噴霧Ｆはキャビテイ１外に向かっているのである。
図６のように、噴射された燃料が全てキャビテイ１内に入ると、そこで局部的に濃い混合ガスとなって燃料リッチな酸素不足状態で、初期燃焼が行われるため、熱発生率が小さく、ＮＯX の生成が抑制される。
【０００６】
それに対して、図７のように、燃料がキャビテイ１外へも噴射されると、キャビテイ１外には酸素が多く残っているので、ここで燃焼が促進され、ＮＯX の生成が増大するのみならず、燃料噴霧Ｆがピストン２の頂面に沿って流れるので、燃料噴霧Ｆ中への空気の巻き込みが抑制され、局部的に酸素不足となり、スモークが増加する。
【０００７】
従って、図８に示すように、燃料噴霧Ｆの中心部の噴孔から出てからの軌跡である中心線ＣF が、キャビテイ１内からキャビテイ１外へ移行する直前に燃料噴射を終了させることにより、区域Ｂに示す如くＮＯX とスモークをバランス良く改善することができることになる。
ここで、燃料噴霧Ｆがキャビテイ１内からキャビテイ１外へ移行する直前のクランク角であって、噴射した燃料噴霧Ｆの中心線ＣF が、キャビテイ１の縁部に交差し、それ以前の燃料噴霧Ｆは、キャビテイ１内に、それ以後の燃料噴霧Ｆは、キャビテイ１外となるような燃料噴射時期のクランク角（噴射限界角）Ｋを噴射限界クランク角αとし、また、クランク角Ｋが噴射限界クランク角αとなる時期を噴射限界時期Ｔαとする。
【０００８】
上述のように、燃料噴射を噴射限界時期Ｔαまでに終了することで、排ガス中のＮＯX とスモークをバランス良く改善することができる。
しかし、高負荷運転時のように、１サイクル当たりの噴射燃料が多い場合には、総燃料噴射量Ｑf を噴射限界時期Ｔαまでの間に噴射しきれない場合が生じる。
【０００９】
そこで、噴射圧力を上げて、噴射限界時期Ｔαまでの間に燃料噴射を完了しようとすると、燃料噴射率が高くなり、短時間で多量の燃料を燃焼させることになるので、燃焼温度が高くなり、ＮＯX の発生が増加するとともに、ディーゼルノック音も増加する。その上、燃料の噴射圧力を上げる必要があるために燃料ポンプの仕事量が増加し燃費の悪化を招く。
【００１０】
また、噴射開始時間ＴS を前進させると、初期燃焼期の燃焼量が増加して、燃焼温度が上昇し、ＮＯx の発生量が増加するとともに、圧力上昇率が大きくなり、ディーゼルノック音も増加する結果になる。
本発明は以上の知見に基づいて、直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射において、ピストンの下降時に噴射された燃料噴霧の中心部がキャビテイ内からキャビテイ外に移行する直前から、キャビテイ内の燃焼ガスがキャビテイ外へ流出してくるまでの間は燃料噴射を止めて、ＮＯX とスモークが急激に増大する区域Ｃの時期を避けて、燃料噴射をすることによって、排ガス中のＮＯX とスモークの排出量をバランス良く低減できる直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、頂部に燃焼キャビテイ１を有するピストン２と、前記キャビテイ１に向けて燃料を噴射するインジェクタ16を備えた直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、該エンジンのエンジン回転数Ｎe とコモンレール内圧Ｐc とアクセル開度Ａccとに基づき、総燃料噴射量Ｑf と噴射開始時期ＴS と総噴射時間ｔt と第１噴射時間ｔ1 を算出し、燃料の噴射を、前記噴射開始時期ＴS から燃焼行程のピストン下降時において噴射された燃料噴霧の中心線ＣF が前記キャビテイ１の内側から外側へ移行する時点の燃料噴射時のピストン位置に対応した噴射限界クランク角αをピストン２のクランク角Ｋが通過する前までに終了する第１噴射行程と、算出された前記総噴射時間ｔt が前記第１噴射時間ｔ1 を上回る時に、前記キャビティ１内の燃焼ガスが前記ピストン２の下降に伴って発生する逆スキッシュにより、前記キャビティ１外の前記ピストン２の頂面とシリンダヘッド３下面との間の空間に流出するまでのガス流出時間の間は、燃料を噴射しない無噴射行程と、前記無噴射行程を経て残余燃料を噴射する第２噴射行程とを行う直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法を提供する。
【００１２】
また、頂部に燃焼キャビテイ１を有するピストン２と、コモンレール14を介して加圧された燃料を前記キャビテイ１に向けて噴射するインジェクタ16を備えた直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンの回転数Ｎe センサ21と、前記コモンレール14の内圧Ｐc を検出する燃料圧力センサ18と、アクセル開度Ａccセンサ25と、クランク角Ｋセンサ22と、これらのセンサの検出信号を入力としてインジェクタ16の燃料噴射を制御するコントローラ19とを備えて成り、前記センサからのそれぞれの検出値である回転数Ｎe 、燃料圧力Ｐc 、アクセル開度Ａcc、クランク角Ｋと、燃焼行程のピストン下降時において噴射された燃料噴霧の中心線ＣF がキャビテイ１の内側から外側へ移行する時点の燃料噴射時のピストン位置に対応した噴射限界クランク角αとに基づいて、燃料の噴射開始時期ＴS と総噴射時間ｔt と第１噴射時間ｔ1 を算出し、燃料の噴射を、前記噴射開始時期ＴS からピストン２のクランク角Ｋが前記噴射限界クランク角αを通過する前までに終了する第１噴射行程と、前記総噴射時間ｔt が前記第１噴射時間ｔ1 を上回る時に、前記キャビティ１内の燃焼ガスが前記ピストン２の下降に伴って発生する逆スキッシュにより、前記キャビティ１外の前記ピストン２の頂面とシリンダヘッド３下面との間の空間に流出するまでのガス流出時間の間は、燃料を噴射しない無噴射行程と、前記無噴射行程を経て残余燃料を噴射する第２噴射行程を行うように制御する直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態は、図１、図２に示す公知のコモンレール噴射システムを用いて、図３および図４の如きフローチャートのプログラムによって制御される。
このコモンレール噴射システムは、図１のように、燃料を燃料タンク11からエンジン17に送る燃料系と、各種センサと、このセンサからの検出信号を入力として前記燃料系を制御するコントローラ（ＥＣＵ）19とで構成されている。
【００１４】
この燃料系は、燃料タンク11内の燃料を低圧ポンプ12と高圧ポンプ13で多段に加圧して、コモンレール14に貯留し、インジェクションパイプ15を通じてインジェクタ16に供給し、噴射指令に応じてエンジン17のキャビテイ１に向けて噴射するように構成されている。
また、各種センサとしては、コモンレール14にその内圧を検出する圧力センサ18が、また、ディーゼルエンジン17に回転数センサ21とクランク角センサ22が設けられ、その他にアクセル開度センサ25が設けられており、それぞれの検出信号はコントローラ19に入力するように構成されている。
【００１５】
そして、このコントローラ19は、コモンレール14の内圧の検出信号を入力として、高圧ポンプ13の吐出側に設けられた吐出量制御手段20に制御信号を出力し、コモンレール14の内圧を適正な圧力に保つとともに、前記各種センサからの検出信号を入力して、図３、図４のフローチャートのプログラムに従ってインジェクタ16の駆動制御、つまり、ソレノイド41への通電制御を行うように構成されている。
【００１６】
さらに、前記燃料系のインジェクタ16について、詳しく説明すると、図２に示すように、電磁アクチュエータ24とインジェクタ本体33で構成され、この電磁アクチュエータ24は、インジェクタ本体33の頂面に開口したリーク通路38を閉じる方向に弁体40を付勢している内部のスプリング42と、噴射指令によって通電された時に弁体40を引き上げるソレノイド41とで形成されている。また、インジェクタ本体33は、燃料噴射のための噴孔39の開閉を行うニードル弁34と、ニードル弁34を上下するための圧力室（燃料油溜まり）35、36と、噴孔39を閉じる方向にニードル弁34を付勢している圧力室35内のスプリング37とで形成されている。
【００１７】
このような構成において、コモンレール14からの燃料は、インジェクションパイプ15とインジェクタ16の通路30、通路31、32を経由して、圧力室35、36に供給され、ニードル弁34の上下面を加圧している。
そして、燃料噴射時には、コントローラ19からの噴射指令に従って、電磁アクチュエータ24のソレノイド41に通電されると、スプリング42の付勢力に抗して弁体40を引き上げて、圧力室35のリーク通路38を開放して、圧力室35の圧力を減少させ、圧力室36の圧力による力で、スプリング37の付勢力と圧力室35の圧力による力に抗してニードル弁34を押し上げて噴孔39を開くので、所定量の燃料が噴射される。
【００１８】
次に、燃料噴射の制御用プログラムの内容をフローチャートに基づいて説明をする。
先ず、図３の制御数値設定プログラムでは、エンジン回転数Ｎe 、アクセル開度Ａcc、コモンレール圧力Ｐc を入力し、ＲＯＭに格納されているデータを参照しつつ、総燃料噴射量Ｑf 、噴射開始時期ＴS 、総噴射時間ｔt 、第１段階の第１噴射終了時期Ｔ1 、第１噴射時間ｔ1 を算出し、噴射開始時期ＴS 、第１噴射終了時期Ｔ1 、第２噴射開始時期ＴS2、第２噴射終了時期Ｔ2 を設定し、第２噴射を行うか否かを判断して、第２噴射する時には第２噴射開始時期ＴS2、第２噴射終了時期Ｔ2 を再設定して、メモリーに出力してリターンする。
【００１９】
このプログラムの詳細は以下のようになっている。
クランク角センサからの基準タイミングパルスが入力されると、コントローラ内のクロックが経過時間Ｔの積算を開始するとともに、この制御数値設定プログラムをスタートさせる。
ステップＳ1 では、エンジン回転数Ｎe 、アクセル開度Ａcc、コモンレール圧力Ｐc を各センサから読み込みステップＳ2 に進む。
【００２０】
ステップＳ2 では、エンジン回転数Ｎe 、アクセル開度ＡccとＲＯＭデータにより、総燃料噴射量Ｑf を算出し、ステップＳ3 に進む。
なお、このＲＯＭデータとは、既知の入力データ（例えばＮe 、Ａcc）を変数とする関数（Ｑf ＝ｆ（Ｎe 、Ａcc））を求めるためのデータであり、各入力データの変数値の組合せ（Ｎe1、Ａcc1 ）に対する関数値（Ｑf11 ）が予め測定結果などを基に用意されており、特定の数値の組合せ（Ｎex、Ａccy ）である入力データに対して、関数値（Ｑfxy ）を特定できるようなマッピングデータのことであり、予め、ＲＯＭに格納されている。
【００２１】
ステップＳ3 では、総燃料噴射量Ｑf 、コモンレール圧力Ｐc とＲＯＭデータにより、総噴射時間ｔt を算出し、ステップＳ4 に進む。
ステップＳ4 では、エンジン回転数Ｎe 、総噴射時間ｔt とＲＯＭデータにより、噴射開始時期ＴS を算出し、ステップＳ5 に進む。
ステップＳ5 では、エンジン回転数Ｎe 、ＲＯＭデータとして記憶された噴射限界クランク角αにより、噴射限界時期Ｔαを算出し、ステップＳ6 に進む。
【００２２】
ステップＳ6 では、噴射開始時期ＴS と、噴射限界時期Ｔαにより、第１噴射時間ｔ1 を（ｔ1 ＝Ｔα−ＴS ）で算出し、第１噴射終了時期Ｔ1 を（Ｔ1 ＝ＴS ＋ｔt ）で、第２噴射開始時期ＴS2を（ＴS2＝０）で、第２噴射終了時期Ｔ2 を（Ｔ2 ＝０）で、それぞれ設定して、ステップＳ7 に進む。
ステップＳ7 においては、総噴射時間ｔt と第１噴射時間ｔ1 を比較し、総噴射時間ｔt が第１噴射時間ｔ1 より大きい肯定判定の場合には、２段階噴射のデータの再設定を行うべくステップＳ8 〜Ｓ10へ進む。そして、総噴射時間ｔt が第１噴射時間ｔ1 より小さい否定判定の場合には、ステップＳ11へ進む。
【００２３】
ステップＳ8 からＳ10では、第１噴射行程だけで総燃料噴射量を噴射完了できないので、第２噴射行程を行うためのデータを算出する。
ステップＳ8 では、第１噴射終了時期Ｔ1 を（Ｔ1 ＝Ｔα）で、再設定して、第１噴射時間ｔ1 と、コモンレール圧力Ｐc とから、第１噴射段階における燃料噴射量Ｑ1 を算出し、ステップＳ9 に進む。
【００２４】
ステップＳ9 では、第１噴射時間ｔ1 の後の無噴射時間ｔn を、エンジン回転数Ｎe と第１噴射段階における燃料噴射量Ｑ1 とＲＯＭデータにより算出し、第２噴射開始時期ＴS2を（ＴS2＝Ｔ1 ＋ｔn ）で再設定し、ステップＳ10に進む。尚、この無噴射時間ｔn は、キャビテイ１内の燃焼ガスが、ピストン２の下降に伴って発生する逆スキッシュ（燃焼ガスが、キャビテイ１からシリンダヘッド３側へ流出する現象）により、キャビテイ１外のピストン２の頂面とシリンダヘッド３下面との間の空間に流出するまでのガス流出時間に相当するものである。
【００２５】
このガス流出時間は、そのときのエンジン回転数Ｎe と第１噴射の第１噴射量Ｑ1 の関数であり、測定データによって、エンジン回転数Ｎe と第１噴射量Ｑ1 をパラメータとして作成されたマッピングデータより計算することができる。
ステップＳ10では、総噴射時間ｔt と第１噴射時間ｔ1 の差である第２噴射時間ｔ2 を（ｔ2 ＝ｔt −ｔ1 ）で求め、第２噴射終了時期Ｔ2 を（Ｔ2 ＝ＴS ＋ｔ1 ＋ｔn ＋ｔ2 ）により再設定して、ステップＳ11に進む。
【００２６】
ステップＳ11においては、噴射開始時期ＴS 、第１噴射終了時期Ｔ1 、第２噴射開始時期ＴS2、第２噴射終了時期Ｔ2 の制御用数値をメモリーＭ1 に出力し、リターンして、本ルーチンを終了する。
次に、図４の噴射制御プログラムについて説明すると、この噴射制御プログラムも基準タイミングパルスの入力によって、上述の制御数値設定プログラムと同時にスタートする。この噴射制御プログラムでは、コントローラのクロックから、基準タイミングパルスが入力後の経過時間Ｔを入力し、各制御数値の時期と比較しながら、制御出力を行う。
【００２７】
詳細には、この噴射制御プログラムがスタートすると、予め設定した、上述の制御数値設定ルーチンの計算完了時間より長い時間であるデータ入力時期Ｔinを経過した後に、ステップＳ21で、噴射開始時期ＴS 、第１噴射終了時期Ｔ1 、第２噴射開始時期ＴS2、第２噴射終了時期Ｔ2 の制御用数値をメモリーＭ1 より読み込む。
【００２８】
次に、噴射開始時期ＴS に達した場合に、ステップＳ22でインジェクタ16に通電を開始し、次に、経過時間Ｔが第１噴射終了時期Ｔ1 に達した場合に、ステップＳ23でインジェクタ16の通電を停止する。
そして、ステップＳ24で、第１噴射終了時期Ｔ1 と第２噴射終了時期Ｔ2 を比較し、Ｔ1 ≧Ｔ2 の場合には、本ルーチンを終了し、Ｔ1 ＜Ｔ2 の場合には、経過時間Ｔが第２噴射開始時期ＴS2に達した場合に、ステップＳ25でインジェクタ16に通電を再開し、次に、経過時間Ｔが第２噴射終了時期Ｔ2 に達した場合に、ステップＳ26でインジェクタ16に通電を停止して、本ルーチンを終了する。
【００２９】
このように両プログラムがエンジンのサイクルに応じて繰り返し呼ばれ、スタートから各ステップを経てリターンする。
以上に述べたような構成と制御により、予め、燃料噴射の時期を計算して、第１噴射行程をキャビテイ１内に燃料噴霧している間に終了して、キャビテイ１内において燃料リッチな酸素不足状態で初期燃焼して熱発生率を小さくし、その結果、ＮＯX の生成を抑制した運転をすることができる。つまり、ＮＯX とスモークの発生量が少ない区域Ａ、Ｂで燃料噴射する運転をすることができる。
【００３０】
そして、高負荷運転時のように、１サイクル当たりの噴射燃料の量が多く、第１噴射行程だけで、目標の総燃料噴射量Ｑf を噴射完了できない場合には、連続して燃料噴射せずに、予め計算した制御用数値に基づいて、無噴射行程を取り、噴射された燃料がピストン２の頂面に沿って流れて不完全燃焼して、ＮＯX とスモークの発生量が増加する区域Ｃの時期を避ける。
【００３１】
第２噴射行程においては、この無噴射時間ｔn の間にピストン２が下降してインジェクタ16とピストン２の頂面の隙間が大きくなるとともに、燃焼ガスがキャビテイ１外へ流出するのを待って、残余燃料をキャビテイ１外に流出した燃料ガスに向かって噴射して、速やかに着火させ、流出燃焼ガス及び空気と十分に混合して完全燃焼させて、スモークの発生を抑制する。また、ＮＯX についても、ピストン２が下降してシリンダ内圧が低下している時に第２噴射を行うことで、熱発生を小さくし、燃料温度も低下させて、ＮＯX の生成を抑制する。
【００３２】
即ち、ガス流出時間である無噴射時間ｔn を経過した後の第２噴射では、燃焼ガスがキャビテイ１外に流出してきており、この燃焼ガスに向けて残余燃料が噴射されるので、この残余燃料は、流出燃焼ガスと、ピストン２とシリンダヘッド３との間に存在する空気とに混合され、完全に燃焼される。
この時、流出燃焼ガスの存在により、残余燃料は速やかに着火するため、残余燃料が冷えたピストン２の頂面に接触して不完全燃焼を起こすことを防止できて、スモークの発生を抑制できる。また、ピストン２の下降により膨張行程になっており、シリンダ内圧も低下しているため、熱発生も小さく、燃焼温度が低くなり、ＮＯx の生成も抑制される。
従って、第２噴射行程においても、排ガス中のＮＯX とスモークの排出量をバランス良く低減した運転をすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように請求項１の本発明の方法によれば、直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射において、燃料噴射量や燃料噴射時期を予め計算し、第１噴射行程と必要に応じて行う第２噴射行程の間に無噴射行程を設けて、ピストンの下降時に噴射された燃料噴霧の中心部がキャビテイ内からキャビテイ外に移行する直前から、キャビテイ内の燃焼ガスがキャビテイ外へ流出してくるまでの間は燃料噴射を止めて、ＮＯX とスモークが急激に増大する区域Ｃの時期を避けて、燃料噴射をすることによって、排ガス中のＮＯX とスモークの排出量をバランス良く低減できる。
【００３４】
また、請求項２の本発明の装置によれば、回転数センサなどの各センサの検出信号を基に、燃料噴射の各行程の制御用数値を計算して、第２噴射行程を行うか否かの判断をし、前記制御数値に基づいて、第１噴射行程、無噴射行程、第２噴射行程の燃料噴射を正確に制御できる直噴式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】
【図１】本発明の一実施形態における直噴式ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムの構成図である。
【図２】図１に示すインジェクタの断面図である。
【図３】コントローラ用の制御数値設定プログラムのフローチャートである。
【図４】コントローラ用の噴射制御プログラムのフローチャートである。
【図５】従来のディーゼルエンジンの燃料噴射終了時期に対するＮＯX 及びスモークの排出量を示す特性図である。
【図６】ディーゼルエンジンのピストン位置と燃料噴霧との関係を示す要部断面図である。
【図７】ディーゼルエンジンのピストン位置と燃料噴霧との関係を示す要部断面図である。
【図８】ディーゼルエンジンのピストン位置と燃料噴霧の中心線との関係を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  キャビテイ（ピストンキャビティ）  ２  ピストン
３  シリンダヘッド                    11  燃料タンク
12  低圧ポンプ                        13  高圧ポンプ
14  コモンレール                      15  インジェクションパイプ
16  インジェクタ                      17  ディーゼルエンジン
18  コモンレール圧力センサ            19  コントローラ（ＥＣＵ）
20  吐出量制御手段                    21  回転数センサ
22  クランク角センサ                  24  電磁アクチュエータ
25  アクセル開度センサ                31、32  通路
33  インジェクタ本体                  34  ニードル弁
35、36  圧力室                        37、42  スプリング
38  リーク通路                        39  噴孔
40  弁体                              41  ソレノイド
【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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