JP5991251B2 - Fuel injection control device for diesel engine - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine.

従来、ディーゼルエンジンにおいては、燃焼を制御することにより着火性の改善、排気ガスのNOｘや煤の発生量の低減、燃焼音及び振動の低減を図っている。
例えば、特許文献1には急激な燃焼を抑制し、燃焼音及びNOxを低減するために、メイン噴射に先立って微量のプレ噴射を行うものが記載されている。 Conventionally, in diesel engines, combustion is controlled to improve ignitability, to reduce the amount of exhaust gas NOx and soot, and to reduce combustion noise and vibration.
For example, Patent Document 1 describes that a small amount of pre-injection is performed prior to main injection in order to suppress rapid combustion and reduce combustion noise and NOx.

一方、本発明者は先に、燃焼室の周縁部に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射させることで、対向する燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧との重なりを回避し、燃料噴霧のピストン壁面に到達するまでの飛翔距離を長く確保することにより、各噴霧の飛翔中に燃料噴霧が十分に霧化され空気を取り込めるようにし、燃焼室内に存在する空気の利用率を高め、酸素が過度に少ない環境下で燃焼が起きることを抑制して、煤の発生量を効果的に低減するディーゼルエンジンを提案した。(特願2013-018824)。   On the other hand, the present inventor first arranges a pair of fuel injection valves so as to face each other with the center on the periphery of the combustion chamber, and the pair of combustion injection valves injects fuel into different regions, The fuel spray is sufficiently atomized during the flight of each spray by avoiding overlapping with the fuel spray injected from the opposing fuel injection valve and ensuring a long flight distance until the fuel spray reaches the piston wall surface. Proposes a diesel engine that effectively reduces the amount of soot generated by taking in air, increasing the utilization rate of air present in the combustion chamber, and suppressing combustion in an environment with too little oxygen did. (Japanese Patent Application 2013-018824).

特開2012-41896JP2012-41896

ところで、上記特許文献１のようにメイン噴射とプレ噴射の噴射間隔は互いに近接し、加えて、微量であるプレ噴射の貫徹力は小さく、一方、噴射量の多いメイン噴射の貫徹力は大きい。このため、メイン噴射が噴射されるまでの間隔におけるプレ噴射の飛翔距離は短く、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なってしまい、メイン噴射の燃料噴霧が空気を取り込むことを阻害しスモークが発生するという問題を有する。   By the way, as in Patent Document 1, the injection intervals of the main injection and the pre-injection are close to each other, and in addition, the penetration force of the small amount of pre-injection is small, while the penetration force of the main injection having a large injection amount is large. For this reason, the flight distance of the pre-injection in the interval until the main injection is injected is short, the preceding pre-injection flame or fuel spray overlaps with the fuel spray of the main injection, and the fuel spray of the main injection It has a problem that it is hindered to take in and smoke is generated.

特願2013-018824で提案した燃焼室の周縁部に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射させるディーゼルエンジンにおいては、空気利用率の向上では大きな効果が見られるものの、燃焼音の低減やNOxの低減については解決されていない。そこで、この課題を解決するために、上記特許文献１に開示されているようなプレ噴射システムを組み込むことが考えられるが、プレ噴射を行う所定の運転領域では、先行するプレ噴射の燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることで、メイン噴射の燃料噴霧が空気を取り込むことを阻害するため、ピストン壁面に到達するまでの飛翔距離の長さを確保したことによる空気の利用率向上効果を得られていない。   In a diesel engine in which a pair of fuel injection valves are arranged so as to face each other across the center of the periphery of the combustion chamber proposed in Japanese Patent Application No. 2013-018824, and the pair of combustion injection valves inject fuel into different areas. Although a great effect can be seen in improving the air utilization rate, reduction of combustion noise and NOx have not been solved. Therefore, in order to solve this problem, it is conceivable to incorporate a pre-injection system as disclosed in Patent Document 1 above. However, in a predetermined operation region in which pre-injection is performed, the preceding pre-injection fuel spray and Since the fuel spray of the main injection overlaps with the fuel spray of the main injection, the main spray fuel spray inhibits the intake of air, so the effect of improving the air utilization rate by ensuring the flight distance until reaching the piston wall surface is achieved. Not obtained.

このプレ噴射とメイン噴射の重なりを防止する対策として、例えばプレ噴射とメイン噴射の噴射間隔を長く設定する方法が考えられるが、噴射間隔が長いとプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔が広がってしまいメイン噴射による急激な燃焼を抑制することができない。一方、噴射間隔が短いと上述のように燃料噴霧が重なってしまうため、適切な燃料噴射制御には燃料噴霧の飛翔距離に加えて燃焼時期まで考慮しなければならず、従来よりも高度な燃料噴射制御技術が要求される。また、ディーゼルエンジンでは着火時期などが燃焼室内の状態に強く影響されるため、エンジン回転数、負荷などをさらに加味して燃料噴射制御を行わなければならず現実的には非常に困難である。   As a countermeasure for preventing the overlap between the pre-injection and the main injection, for example, a method of setting a long injection interval between the pre-injection and the main injection is conceivable, but if the injection interval is long, premixed combustion by the pre-injection and diffusion combustion by the main injection are considered. And the rapid combustion due to the main injection cannot be suppressed. On the other hand, if the injection interval is short, the fuel sprays overlap as described above, so appropriate fuel injection control must take into account not only the flight distance of the fuel sprays but also the combustion timing. Injection control technology is required. Further, in a diesel engine, the ignition timing and the like are strongly influenced by the state in the combustion chamber, so that fuel injection control must be performed in consideration of the engine speed, load, etc., which is very difficult in practice.

本発明は、斯かる課題に鑑みてなされたものであり、プレ噴射を行う所定の運転領域においても、燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減したディーゼルエンジンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and even in a predetermined operation region in which pre-injection is performed, a diesel engine that effectively reduces the generation amount of soot by increasing the utilization rate of air in the combustion chamber. The purpose is to provide.

上記課題を解決するものとして、請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わないよう制御するとともに、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、上記一方の燃料噴射弁におけるメイン噴射の量は、上記他方の燃料噴射弁におけるメイン噴射の量よりも小さくなるよう制御することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置である。
また、請求項２に記載の発明は、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わないよう制御するとともに、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、上記一方の燃料噴射弁によるプレ噴射の終了よりも遅れた時期に上記他方の燃料噴射弁により初段のメイン噴射を行い、当該初段のメイン噴射の開始よりも遅れた時期に上記一方の燃料噴射弁により次段のメイン噴射を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置である。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a fuel injection control device for a diesel engine that burns fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber by self-ignition, and combustion viewed from the cylinder axis direction. A straight line having a first fuel injection valve and a second fuel injection valve arranged at cylinder peripheral positions facing each other across the center in plan view of the chamber, and passing through both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve Is a symmetric axis, and when the plane view region of the combustion chamber viewed from the cylinder axial direction is divided into two halves by the symmetric axis, the first side is defined as the first region and the other side is defined as the second region. injecting fuel toward the first region, the second fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the second region, the pre-injection while the Hare row by one fuel injection valve, In the other fuel injection valve Controls not to perform the pre-injection, a main injection and injection is divided between one of the fuel injection valve and the other of the fuel injection valve above, the amount of the main injection in one of the fuel injection valve above the other a fuel injection control device for a diesel engine and controlling so as to be smaller than the amount of main injection definitive the fuel injection valve.
According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a diesel engine that burns the fuel injected from the fuel injection valve into the combustion chamber by self-ignition, the center in plan view of the combustion chamber viewed from the cylinder axial direction is obtained. A cylinder having a first fuel injection valve and a second fuel injection valve arranged at cylinder peripheral positions opposed to each other with a straight line passing through both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve as a symmetry axis, The first fuel injection valve is directed to the first region when one side when the plan view region of the combustion chamber viewed from the axial direction is divided into two by the symmetry axis is the first region and the other side is the second region. The fuel is injected, and the second fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the second region, and one fuel injection valve performs pre-injection while the other fuel injection valve Avoid pre-injection In addition, the main injection is divided and injected between the one fuel injection valve and the other fuel injection valve, and the other fuel injection is performed at a timing later than the end of the pre-injection by the one fuel injection valve. A fuel injection control apparatus for a diesel engine, wherein a first-stage main injection is performed by a valve, and a second-stage main injection is performed by the one fuel injection valve at a time later than the start of the first-stage main injection. .

本発明によれば、メイン噴射とプレ噴射とを相対向且つ噴射領域が重複しない燃料噴射弁にそれぞれ分担することで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることを防止し、結果として燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することが可能となる。   According to the present invention, the pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray overlap each other by sharing the main injection and the pre-injection with the fuel injection valves that face each other and do not overlap the injection region. As a result, the utilization rate of air in the combustion chamber can be increased and the amount of soot generated can be effectively reduced.

特に、シリンダ周辺位置に中心を挟んで相対向するように一対の燃料噴射弁を配置し、一対の燃焼噴射弁は互いに異なる領域に燃料を噴射するディーゼルエンジンでは、燃料噴射弁のピストン壁面に傾いた側では燃料噴射弁とピストン壁面との距離が近くなってしまい、燃料噴射弁とピストン壁面との距離を長くするためには噴射方向を限定する必要があり、一方の燃料噴射弁で噴射可能な燃料量は従来のディーゼルエンジンに比べて少なくなっているが、本発明では、メイン噴射を両燃料噴射弁で分割することで、要求噴射量を確保する。加えて、プレ噴射と同じ噴射弁から噴射するメイン噴射の燃料噴射量は分割された分だけ少量になっているため貫徹力が小さく飛翔距離も短くなっており、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なる部分が減り、結果として適切な燃料噴射と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。 In particular, in a diesel engine in which a pair of fuel injection valves are arranged so as to face each other with a center sandwiched between cylinder peripheral positions, and the pair of combustion injection valves inject fuel into different regions, the fuel injection valve is inclined toward the piston wall surface. On the other side, the distance between the fuel injection valve and the piston wall surface becomes short, and in order to increase the distance between the fuel injection valve and the piston wall surface, it is necessary to limit the injection direction, and injection is possible with one fuel injection valve However, in the present invention , the required injection amount is ensured by dividing the main injection by both fuel injection valves. In addition, the fuel injection amount of the main injection injected from the same injection valve as the pre-injection is small by the divided amount, so the penetration force is small and the flight distance is short, and the flame or fuel of the preceding pre-injection The portion where the spray and the fuel spray of the main injection overlap is reduced, and as a result, it becomes possible to achieve both appropriate fuel injection and effective reduction of the amount of soot generated by increasing the air utilization rate in the combustion chamber. .

請求項３に記載の発明は、メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合に、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置である。
さらに、請求項４に記載の発明は、メイン噴射を分割して噴射する場合、所定量のメイン噴射を上記他方の燃料噴射弁により噴射し、所定量と要求噴射量の差分を上記一方の燃料噴射弁により噴射することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置である。 The invention according to claim 3 is characterized in that when the required injection amount of the main injection is a predetermined amount or more, the main injection is divided and injected by the one fuel injection valve and the other fuel injection valve. This is a diesel engine fuel injection device.
The present invention as described in claim 4, when injected by dividing the main injection, a predetermined amount of the main injection is injected by the other of the fuel injection valve, a predetermined amount and the required injection amount of the one of the fuel difference A fuel injection device for a diesel engine, characterized by being injected by an injection valve.

この構成によれば、要求噴射量に足りない噴射量だけを一方の燃料噴射弁から噴射するため、プレ噴射と同じ噴射弁から噴射するメイン噴射の燃料噴射量を必要最低限に抑えることでメイン噴射の貫徹力及び飛翔距離も抑制され、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なる部分がさらに減り、結果として適切な燃料噴射と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   According to this configuration, only the injection amount that is less than the required injection amount is injected from one fuel injection valve. The penetration force and flight distance of the injection are also suppressed, and the portion where the preceding pre-injection flame or fuel spray overlaps with the fuel spray of the main injection is further reduced, resulting in an appropriate fuel injection and the utilization rate of air in the combustion chamber. It is possible to achieve both an effective reduction in the amount of generated soot.

請求項５に記載の発明は、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わずにメイン噴射を行うよう制御するとともに、メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合は、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、メイン噴射を分割して噴射する場合における上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射は、上記他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射時期に比べて遅角させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置である。 According to a fifth aspect of the present invention , in a fuel injection control device for a diesel engine that burns fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber by self-ignition, the center of the combustion chamber as viewed from the cylinder axial direction is sandwiched. A cylinder having a first fuel injection valve and a second fuel injection valve disposed at opposite cylinder peripheral positions, the straight line passing through both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve as a symmetry axis, and a cylinder axial direction The first fuel injection valve is directed toward the first region when one side when the plan view region of the combustion chamber viewed from the side is bisected by the axis of symmetry and the other side is the second region. The second fuel injection valve is arranged so as to inject fuel toward the second region, and one fuel injection valve performs pre-injection while the other fuel injection valve performs pre-injection. Without main injection When the required injection amount of the main injection is equal to or greater than a predetermined amount, the main injection is divided and injected by the one fuel injection valve and the other fuel injection valve, and the main injection is divided. main injection by one fuel injection valve above in the case of injection, a fuel injection control apparatus for a diesel engine, characterized in that to retard compared to the injection timing of the main injection by the other of the fuel injection valve.

この構成によれば、拡散燃焼に相当するメイン噴射の着火時期は他方のメイン噴射の噴射開始時期により決まるため、プレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げることなく、プレ噴射とメイン噴射との噴射間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な燃焼間隔の制御と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減を両立することが可能となる。   According to this configuration, since the ignition timing of the main injection corresponding to diffusion combustion is determined by the injection start timing of the other main injection, the pre-combustion combustion by the pre-injection and the diffusion combustion by the main injection are not widened. Increase the injection interval between the injection and the main injection, reduce the overlap between the preceding pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray, resulting in proper combustion interval control and utilization of air in the combustion chamber It is possible to achieve both an effective reduction in the amount of generated soot.

請求項６に記載の発明は、メイン噴射を分割して噴射する場合、上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射終了時期を、上記他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射の終了時期と同期させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置である。 The invention according to claim 6, when injecting by dividing the main injection, the injection end timing of the main injection by one fuel injection valve above, the end timing of the fuel injection of the main injection by the other of the fuel injection valve The fuel injection control device for a diesel engine is characterized by being synchronized.

この構成によれば、一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射終了時期を他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射終了時期と同期させるため、一方のメイン噴射の燃料噴射時期を遅角したとしても燃焼期間を広げることなく、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な燃焼終了時期の制御と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   According to this configuration, in order to synchronize the fuel injection end timing of the main injection by one fuel injection valve with the fuel injection end timing of the main injection by the other fuel injection valve, the fuel injection timing of one main injection is retarded However, without extending the combustion period, the overlap between the preceding pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray is reduced, and as a result, the control of the appropriate combustion end timing and the utilization rate of air in the combustion chamber are increased. It is possible to achieve both an effective reduction in the amount of soot generated.

請求項７に記載の発明は、メイン噴射を分割して噴射する場合、上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じて決定することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置である。 According to a seventh aspect of the present invention , when the main injection is divided and injected, the retard amount of the fuel injection timing of the main injection by the one fuel injection valve is determined according to the operating state. 1 is a fuel injection control device for an engine.

この構成によれば、車両の運転状態に応じて一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を決定することにより、運転状態のその時々に応じて運転への影響の少ない範囲での遅角量を設定できるため、運転状態へ影響を与えずにプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な運転状態の維持と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   According to this configuration, by determining the retardation amount of the fuel injection timing of the main injection by the one fuel injection valve according to the driving state of the vehicle, a range having a small influence on the driving according to the driving state from time to time. Since the delay amount can be set at the time, the interval between the premixed combustion by the pre-injection and the diffusion combustion by the main injection is expanded without affecting the operation state, and the preceding pre-injected flame or fuel spray and the fuel of the main injection As a result, it is possible to reduce the overlap with spraying and maintain both an appropriate operating state and effectively reduce the amount of soot generated by increasing the utilization rate of air in the combustion chamber.

以上説明したように、前記のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によると、プレ噴射を行う運転領域にあるときには、一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行うとともに、一方の噴射弁とは相対向且つ噴射領域が重複しない他方の噴射弁によりメイン噴射を行うことで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧とが重なることを防止して、燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することができる。
As described above, according to the fuel injection control device for a diesel engine described above, when in the operation region in which the pre-injection is performed, the pre-injection is performed by one fuel injection valve, and the one injection valve is opposed to and injects. By performing the main injection with the other injection valve that does not overlap the region, the preceding pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray are prevented from overlapping, and the utilization rate of air in the combustion chamber is increased. The amount of soot can be effectively reduced.

本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンの全体構成図を示す図である。It is a figure showing the whole diesel engine composition figure concerning one embodiment of the present invention. 上記ディーゼルエンジンのエンジン本体の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the engine main body of the said diesel engine. 上記ディーゼルエンジンの燃料噴射弁（第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁）の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel injection valve (a 1st fuel injection valve and a 2nd fuel injection valve) of the said diesel engine. 上記燃料噴射弁の先端部の側面図である。It is a side view of the front-end | tip part of the said fuel injection valve. 上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の位置関係と、噴射方向を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the said 1st fuel injection valve and the said 2nd fuel injection valve, and an injection direction. 図５に対応する側面図である。FIG. 6 is a side view corresponding to FIG. 5. 本発明のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of this invention. プレ噴射とメイン噴射の噴霧を示す図である。It is a figure which shows the spray of pre injection and main injection. プレ噴射とメイン噴射（初段）と分割メイン噴射の噴霧を示す図である。It is a figure which shows the spray of pre injection, main injection (first stage), and division | segmentation main injection. 上記燃料噴射弁の噴射時期を示すタイムチャート図である。It is a time chart figure which shows the injection timing of the said fuel injection valve. 別実施例の上記燃料噴射弁の噴射時期を示すタイムチャート図である。It is a time chart figure which shows the injection timing of the said fuel injection valve of another Example.

（１）エンジンの全体構成
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２は、本実施形態に適用されたディーゼルエンジンの全体構成図を示すものである。図１に示されるディーゼルエンジンは、車両に搭載される４サイクルの４気筒ディーゼルエンジンである。このディーゼルエンジンについては、４つの気筒２が直列に並ぶ直列４気筒型のエンジン本体１と、各気筒に吸気を導入するための吸気通路２０と、各気筒内の燃焼により生成された排気ガスを排出するための排気通路２５とを備えている。
吸気通路２０には、各気筒２の吸気ポート６に吸気を分配するための独立吸気通路２１を備えており、独立吸気通路２１の内部には各気筒内のスワール流を制御するスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）１９を備えている。
そして、各独立吸気通路２１の上流部には共通に接続されたサージタンク２２を備え、サージタンク２２の上流部にはサージタンク２２に吸気を導入する１本の吸気管２３を備えている。 (1) Overall Configuration of Engine Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 show an overall configuration diagram of a diesel engine applied to this embodiment. The diesel engine shown in FIG. 1 is a four-cycle four-cylinder diesel engine mounted on a vehicle. For this diesel engine, an in-line four-cylinder engine body 1 in which four cylinders 2 are arranged in series, an intake passage 20 for introducing intake air into each cylinder, and exhaust gas generated by combustion in each cylinder And an exhaust passage 25 for discharging.
The intake passage 20 is provided with an independent intake passage 21 for distributing intake air to the intake port 6 of each cylinder 2, and a swirl control valve (for controlling the swirl flow in each cylinder) inside the independent intake passage 21. SCV) 19.
A surge tank 22 connected in common is provided in the upstream portion of each independent intake passage 21, and a single intake pipe 23 for introducing intake air to the surge tank 22 is provided in the upstream portion of the surge tank 22.

排気通路２５には、各気筒２の排気ポート７より排気ガスを排出するための独立排気通路２６を備え、各独立排気通路２６の下流部が１つに集合した集合部２７と、集合部２７から下流側に延びる１本の排気管２８を備えている。
各気筒２には、燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁が備えられており、
各気筒２に対して第１燃料噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂの２つのインジェクタをそれぞれ備えている。 The exhaust passage 25 includes an independent exhaust passage 26 for discharging exhaust gas from the exhaust port 7 of each cylinder 2, and a collection portion 27 in which the downstream portions of the independent exhaust passages 26 are gathered together, and a collection portion 27. One exhaust pipe 28 extending from the downstream side to the downstream side is provided.
Each cylinder 2 is provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber,
Each cylinder 2 is provided with two injectors, a first fuel injection valve 4A and a second fuel injection valve 4B.

各気筒２の第１燃料噴射弁４Ａは、気筒の列方向に延びる共通の第１コモンレール３０に接続されている。第１コモンレール３０には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第１高圧燃料ポンプ３２により高圧にされた燃料が供給される。第１コモンレール３０に供給された高圧の燃料は第１燃料噴射弁４Ａから噴射される。
第２燃料噴射弁４Ｂも同様に、気筒の列方向に延びる共通の第２コモンレール３１に接続されている。第２コモンレール３１には燃料タンク３５に貯蔵された燃料を第２高圧燃料ポンプ３３により高圧にされた燃料が供給される。第２コモンレール３１に供給された高圧の燃料は第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される。 The first fuel injection valve 4A of each cylinder 2 is connected to a common first common rail 30 extending in the column direction of the cylinders. The first common rail 30 is supplied with the fuel stored in the fuel tank 35 and made high-pressure by the first high-pressure fuel pump 32. The high-pressure fuel supplied to the first common rail 30 is injected from the first fuel injection valve 4A.
Similarly, the second fuel injection valve 4B is connected to a common second common rail 31 extending in the column direction of the cylinders. The second common rail 31 is supplied with the fuel stored in the fuel tank 35 and made the high pressure by the second high-pressure fuel pump 33. The high-pressure fuel supplied to the second common rail 31 is injected from the second fuel injection valve 4B.

エンジン本体１の各気筒２の構成については図２に示すように、シリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の下方に各気筒２を形成するシリンダブロック１１を備え、各気筒２の内部には往復摺動可能に挿入されたピストン１３を備えている。そして、ピストン１３の上方に燃焼室３が区画形成され、ピストン１３の往復動によって燃焼室３の容積が変化する。
また、エンジン１のシリンダヘッド１２には、気筒２毎に吸気ポート６及び排気ポート７が形成されて、それぞれ燃焼室３の天井部に開口している。吸気ポート６及び排気ポート７の開口端には個々に吸気弁８及び排気弁９が備えられており、図示は省略するが、カムシャフト等の動弁機構によって駆動され、吸気ポート６及び排気ポート７をそれぞれ所定のタイミングで開閉するようになっている。 As shown in FIG. 2, the configuration of each cylinder 2 of the engine body 1 includes a cylinder head 12 and a cylinder block 11 that forms each cylinder 2 below the cylinder head 12. A piston 13 is provided which is movably inserted. A combustion chamber 3 is defined above the piston 13, and the volume of the combustion chamber 3 is changed by the reciprocation of the piston 13.
In addition, an intake port 6 and an exhaust port 7 are formed in the cylinder head 12 of the engine 1 for each cylinder 2 and open to the ceiling portion of the combustion chamber 3. An intake valve 8 and an exhaust port 9 are individually provided at the opening ends of the intake port 6 and the exhaust port 7, and although not shown, the intake port 6 and the exhaust port are driven by a valve mechanism such as a camshaft. 7 are opened and closed at a predetermined timing.

また、ＥＣＵ１００によるエンジン１の基本的な制御については、図示は省略するがエンジン１に備えられた各種センサ等（アクセル開度センサ、クランク角センサ、大気圧センサ、エンジン水温センサ）の検出値に基づいて、第１、第２燃料ポンプ３２、３３や第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの制御を実施する。詳細な制御手段については図に示すフローチャートを用いて後述する。   Further, the basic control of the engine 1 by the ECU 100 is not shown, but the detection values of various sensors (accelerator opening sensor, crank angle sensor, atmospheric pressure sensor, engine water temperature sensor) provided in the engine 1 are used. Based on this, the first and second fuel pumps 32 and 33 and the first and second fuel injection valves 4A and 4B are controlled. Detailed control means will be described later using a flowchart shown in the drawing.

また、燃焼室３では第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂから噴射される燃料が空気と混合されて、燃焼室３内で燃料が圧縮着火することにより燃焼し、燃焼による熱エネルギにより燃焼室３を膨張させ、ピストン１３を往復運動させる。そして、ピストン１３の往復運動が、コネクティングロッド１６を介して出力軸であるクランク軸５の回転運動に変換される。当実施形態のディーゼルエンジンでは４サイクル式であるため、クランク軸５の回転に伴い、各気筒２では、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程がこの順に繰り返し実行される。   In the combustion chamber 3, the fuel injected from the first and second fuel injection valves 4 </ b> A and 4 </ b> B is mixed with air, and the fuel is combusted by compression ignition in the combustion chamber 3. The chamber 3 is expanded and the piston 13 is reciprocated. Then, the reciprocating motion of the piston 13 is converted into the rotational motion of the crankshaft 5 that is the output shaft via the connecting rod 16. Since the diesel engine of the present embodiment is a four-cycle type, the four strokes of intake, compression, expansion, and exhaust are repeatedly executed in this order in each cylinder 2 as the crankshaft 5 rotates.

（２）燃料噴射弁の構成
図３は本実施形態に適用される燃料噴射弁の先端部の構造を示す断面図であり、図４は燃料噴射弁を側方から見た側面図である。
燃料噴射弁の構成については図３の断面図に示すように、筒状のバルブボディ４１と、バルブボディ４１内の中央には軸方向に移動可能なニードル弁４３を備えており、バルブボディ４１とニードル弁４３にとによって燃料が流通可能な燃料流路４２が形成されている。バルブボディ４１の先端部には、内部の燃料流路４２と連通する複数の噴孔４４a〜４４fが形成されている。エンジンの運転中においては、ニードル弁４３が図示しないソレノイドによって上下に移動可能に駆動される。そして、ニードル弁４３の駆動に伴って噴孔４４a〜４４fが開弁または閉弁される。
つまり、ニードル弁４３の端部がバルブボディ４１の端部と接触するまで下方に移動させた際には、燃料流路４２が遮断され、燃料が噴孔４４a〜４４fから噴射されないようになる。また、ニードル弁が上方に移動させた際には燃料流路４２が解放され、燃料が噴孔４４a〜４４fへ導かれ、燃料が噴射される。そして、噴孔４４a〜４４fの解放時間を制御制御することにより燃料噴射量を調整する。 (2) Configuration of Fuel Injection Valve FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the tip of the fuel injection valve applied to this embodiment, and FIG. 4 is a side view of the fuel injection valve as viewed from the side.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the configuration of the fuel injection valve includes a tubular valve body 41 and a needle valve 43 that is movable in the axial direction at the center of the valve body 41. A fuel flow path 42 through which fuel can flow is formed by the needle valve 43. A plurality of injection holes 44 a to 44 f communicating with the internal fuel flow path 42 are formed at the distal end portion of the valve body 41. During the operation of the engine, the needle valve 43 is driven to move up and down by a solenoid (not shown). As the needle valve 43 is driven, the nozzle holes 44a to 44f are opened or closed.
In other words, when the needle valve 43 is moved downward until the end of the needle valve 43 comes into contact with the end of the valve body 41, the fuel flow path 42 is shut off and fuel is not injected from the injection holes 44a to 44f. Further, when the needle valve is moved upward, the fuel flow path 42 is released, the fuel is guided to the injection holes 44a to 44f, and the fuel is injected. The fuel injection amount is adjusted by controlling the release time of the nozzle holes 44a to 44f.

次に、図５および図６に示す平面図および側面図により、各気筒２における第１燃料噴射弁４Ａおよび第２燃料噴射弁４Ｂの位置関係について説明する。図５は、ある気筒２の第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂを燃焼室３の天井側から見た平面図であり、図６は当該気筒２のピストン１３が圧縮上死点まで上昇したときの燃焼室３の側面図である。
なお、図５では、ピストン１３の冠面に設けられたキャビティ部１３ａの周縁、つまり、キャビティ部１３ａとその周囲のスキッシュ部１３ｂとの境界線を２点鎖線で表しており、図６では、このキャビティ部１３ａの周縁の半径をＲｃとして表記している。
図５および図６に示すように、第１燃料噴射弁４Ａの先端部は、燃焼室３の天井部（シリンダヘッド１２の下壁）の一箇所であって、燃焼室３の中心Ｐからキャビティ部１３ａの半径Ｒｃだけ吸気側にオフセットした位置に配置されている。 Next, the positional relationship between the first fuel injection valve 4A and the second fuel injection valve 4B in each cylinder 2 will be described with reference to plan views and side views shown in FIGS. FIG. 5 is a plan view of the first and second fuel injection valves 4A and 4B of a certain cylinder 2 as viewed from the ceiling side of the combustion chamber 3. FIG. 6 shows that the piston 13 of the cylinder 2 rises to the compression top dead center. It is a side view of the combustion chamber 3 when it did.
In FIG. 5, the peripheral edge of the cavity portion 13 a provided on the crown surface of the piston 13, that is, the boundary line between the cavity portion 13 a and the surrounding squish portion 13 b is represented by a two-dot chain line. The radius of the periphery of the cavity portion 13a is expressed as Rc.
As shown in FIGS. 5 and 6, the front end portion of the first fuel injection valve 4 </ b> A is one place on the ceiling of the combustion chamber 3 (the lower wall of the cylinder head 12), and the cavity from the center P of the combustion chamber 3 The portion 13a is disposed at a position offset to the intake side by a radius Rc.

一方、第２燃料噴射弁４Ｂの先端部は、燃焼室３を天井側から見た平面視において、燃焼室３の中心Ｐを中心として第１噴射弁４Ａを１８０°回転させた位置、つまり、第１燃料噴射弁４Ａに対し燃焼室３の中心Ｐを挟んで点対称の排気側の位置に配置されている。つまり、第１噴射弁４Ａと第２燃料噴射弁４Ｂは燃焼室４の中心Ｐを挟んで対向するような位置に設定せれている。
図５および図６において、第１燃料噴射弁４Ａから延びる矢印ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから延びる矢印ｂ１〜ｂ４は、燃料噴射弁４の各噴孔４４a〜４４fから噴射された燃料噴霧の中心線を表している。
具体的に、第１燃料噴射弁４Ａについては、噴孔４４ａからの噴霧がａ１、噴孔４４ｂからの噴霧がａ２、噴孔４４ｃからの噴霧がａ３、噴孔４４ｄからの噴霧がａ４、噴孔４４ｅからの噴霧がａ５、噴孔４４ｆからの噴霧がａ６である。ただし、図５の平面図では、周方向位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ２の組と、ａ３，ａ４の組と、ａ５，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、図６の側面図では、上下位置が同じ噴孔からの噴霧が重なり合って見えるので、ａ１，ａ３，ａ５の組と、ａ２，ａ４，ａ６の組とをそれぞれ重ねて示している。また、第２燃料噴射弁４Ｂについても同様に示している。 On the other hand, the tip of the second fuel injection valve 4B is a position obtained by rotating the first injection valve 4A by 180 ° around the center P of the combustion chamber 3 in a plan view of the combustion chamber 3 as viewed from the ceiling side, that is, The first fuel injection valve 4A is disposed at a point-symmetrical position on the exhaust side across the center P of the combustion chamber 3. That is, the first injection valve 4 </ b> A and the second fuel injection valve 4 </ b> B are set to positions facing each other across the center P of the combustion chamber 4.
5 and 6, arrows a1 to a6 extending from the first fuel injection valve 4A and arrows b1 to b4 extending from the second fuel injection valve 4B are injected from the injection holes 44a to 44f of the fuel injection valve 4. It represents the center line of fuel spray.
Specifically, for the first fuel injection valve 4A, the spray from the nozzle hole 44a is a1, the spray from the nozzle hole 44b is a2, the spray from the nozzle hole 44c is a3, the spray from the nozzle hole 44d is a4, The spray from the hole 44e is a5, and the spray from the nozzle hole 44f is a6. However, in the plan view of FIG. 5, since the sprays from the nozzle holes having the same circumferential position appear to overlap each other, a set of a1, a2, a set of a3, a4, and a set of a5, a6 are shown in an overlapping manner. ing. Moreover, in the side view of FIG. 6, since the spray from the nozzle hole with the same up-down position appears to overlap, the group of a1, a3, a5 and the group of a2, a4, a6 are each overlapped and shown. The same applies to the second fuel injection valve 4B.

図５において、第１燃料噴射弁４Ａおよび第燃料２噴射弁４Ｂの各中心を通る線を設定し、これを対称軸ＳＬとする。また、この対称軸ＳＬによって燃焼室３の平面領域を二分した場合の一側を第１領域Ｄ１、他側を第２領域Ｄ２とした際に、第１燃料噴射弁４Ａは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆから第１領域Ｄ１に向けて放射状に燃料を噴射し、第２燃料噴射弁４Ｂは、その先端部の６つの噴孔４４ａ〜４４ｆから第２領域Ｄ２に向けて燃料を噴射する。これにより、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される燃料の噴霧ａ１〜ａ６と、第２燃料噴射弁４Ｂから噴射される燃料の噴霧ｂ１〜ｂ６とが、互いにオフセットした方向に延び、途中で交差することがないように設定されている。   In FIG. 5, lines passing through the centers of the first fuel injection valve 4A and the second fuel injection valve 4B are set, and this is defined as the symmetry axis SL. In addition, when the plane region of the combustion chamber 3 is divided into two by the symmetry axis SL, the first fuel injection valve 4A is provided at the tip of the first region D1 when the one side is the first region D1 and the other side is the second region D2. Fuel is injected radially from the six injection holes 44a to 44f toward the first region D1, and the second fuel injection valve 4B is fueled from the six injection holes 44a to 44f at the tip thereof toward the second region D2. Inject. As a result, the fuel sprays a1 to a6 injected from the first fuel injection valve 4A and the fuel sprays b1 to b6 injected from the second fuel injection valve 4B extend in directions offset from each other, and intersect in the middle. It is set not to be.

また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧は、噴孔４４ａ，４４ｂからの噴霧ａ１，ａ２である。この噴霧ａ１，ａ２の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度（噴霧角）をｒ１とすると、当該噴霧角ｒ１は、７°以上１５°以下に設定されている。
また、第１燃料噴射弁４Ａから噴射される６つの噴霧ａ１〜ａ６のうち、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧は、噴孔４４ｃ，４４ｄからの噴霧ａ３，ａ４である。さらに、対称軸ＳＬから最も遠い噴霧は、噴孔４４ｅ，４４ｆからの噴霧ａ５，ａ６である。これら各噴霧の平均の角度、つまり、噴霧ａ３，ａ４の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度と、噴霧ａ５，ａ６の中心線と対称軸ＳＬとのなす角度とを平均した角度を平均噴霧角ｒ２とすると、当該平均噴霧角ｒ２は、４５±１０°に設定されている。第２燃料噴射弁４Ｂについても同様である。 Of the six sprays a1 to a6 injected from the first fuel injection valve 4A, the sprays closest to the symmetry axis SL are the sprays a1 and a2 from the nozzle holes 44a and 44b. When the angle (spray angle) formed by the center line of the sprays a1 and a2 and the symmetry axis SL is r1, the spray angle r1 is set to 7 ° to 15 °.
Of the six sprays a1 to a6 injected from the first fuel injection valve 4A, the sprays second closest to the symmetry axis SL are the sprays a3 and a4 from the nozzle holes 44c and 44d. Further, the sprays farthest from the symmetry axis SL are the sprays a5 and a6 from the nozzle holes 44e and 44f. The average angle of these sprays, that is, the angle obtained by averaging the angle formed between the center line of the sprays a3 and a4 and the symmetry axis SL and the angle formed between the center line of the sprays a5 and a6 and the symmetry axis SL is average spray. Assuming that the angle is r2, the average spray angle r2 is set to 45 ± 10 °. The same applies to the second fuel injection valve 4B.

また、図５に示すように、第１燃料噴射弁４Ａからの噴霧ａ１〜ａ６の飛翔方向、および第２噴射弁４Ｂからの噴霧ｂ１〜ｂ６の飛翔方向は、それぞれ、燃焼室３に形成されるスワール流Ｓ１の流れに沿うように設定されている。
そして、第１、第２燃料噴射弁４Ａ，４Ｂがそれぞれ有する６つの噴孔４４ａ〜４４ｆは、対称軸ＳＬから遠い噴霧に対応するものほど孔径が小さくなるように形成されている。すなわち、対称軸ＳＬに最も近い噴霧ａ１，ａ２（またはｂ１，ｂ２）に対応する噴孔４４ａ，４４ｂの孔径よりも、対称軸ＳＬに２番目に近い噴霧ａ３，ａ４（またはｂ３，ｂ４）に対応する噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径の方が小さい値に設定され、当該噴孔４４ｃ，４４ｄの孔径よりも、対称軸ＳＬに最も遠い噴霧ａ５，ａ６（またはｂ５，ｂ６）に対応する噴孔４４ｅ，４４ｆの孔径の方が小さい値に設定されている。 Further, as shown in FIG. 5, the flight directions of the sprays a1 to a6 from the first fuel injection valve 4A and the flight directions of the sprays b1 to b6 from the second injection valve 4B are formed in the combustion chamber 3, respectively. Is set to follow the flow of the swirl flow S1.
The six injection holes 44a to 44f respectively included in the first and second fuel injection valves 4A and 4B are formed so that the hole diameter is smaller as it corresponds to the spray farther from the symmetry axis SL. That is, the sprays a3, a4 (or b3, b4) that are second closest to the symmetry axis SL than the hole diameters of the injection holes 44a, 44b corresponding to the sprays a1, a2 (or b1, b2) closest to the symmetry axis SL. The corresponding nozzle holes 44c and 44d are set to have a smaller hole diameter, and the nozzle holes corresponding to the sprays a5 and a6 (or b5 and b6) farthest from the axis of symmetry SL than the hole diameter of the nozzle holes 44c and 44d. The hole diameters 44e and 44f are set to smaller values.

（３）燃料噴射弁の燃料噴射制御手段
次に、第１、第２燃料噴射弁４Ａ, ４Ｂの燃料噴射制御手段について図７のフローチャートと図１０の第１、第２燃料噴射弁４Ａ, ４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図を参照して具体的に説明する。 (3) Fuel Injection Control Means of Fuel Injection Valve Next, the fuel injection control means of the first and second fuel injection valves 4A and 4B will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the first and second fuel injection valves 4A and 4B of FIG. This will be specifically described with reference to a time chart showing the injection timing.

まず、スタート後のステップＳ１では、各種センサ１０１〜１０４等からの信号をＥＣＵに入力し、続くステップＳ２では、エンジン要求出力、エンジン回転速度を演算する。エンジン回転速度はクランク角センサ１０２からの信号に基づいて演算され、エンジン要求出力は、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて、予めＥＣＵ１００に記憶されているマップ（図示省略）から読み込まれる。尚、そのマップには、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転速度が高いほど、そのエンジン要求出力が大きくなるように設定されている。   First, in step S1 after the start, signals from various sensors 101 to 104 are input to the ECU, and in the subsequent step S2, an engine request output and an engine rotation speed are calculated. The engine rotation speed is calculated based on a signal from the crank angle sensor 102, and the engine request output is read from a map (not shown) stored in advance in the ECU 100 based on the engine rotation speed and the accelerator opening. The map is set so that the required engine output increases as the accelerator opening degree increases and the engine speed increases.

ステップＳ３では、前記ステップ２で求めたエンジン要求出力、エンジン回転速度から、エンジン１の運転状態がプレ噴射を実行する運転領域か否かをマップ（図示省略）から判定する。プレ噴射を実行する運転領域であればＹＥＳとなり、ステップＳ４に進む。そして。ステップＳ４では、エンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてプレ噴射の燃料噴射量が設定される。続くステップＳ５ではエンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてメイン噴射の燃料噴射量が設定される。   In step S3, it is determined from a map (not shown) whether or not the operating state of the engine 1 is an operating region in which pre-injection is executed, based on the engine request output and engine rotational speed obtained in step 2. If it is the driving | running | working area | region which performs pre injection, it will become YES and will progress to step S4. And then. In step S4, the fuel injection amount for pre-injection is set based on the engine request output and the engine speed. In subsequent step S5, the fuel injection amount of the main injection is set based on the engine request output and the engine speed.

ステップＳ６では、メイン噴射の燃料噴射量が所定量Ｔ以下であればＹＥＳとなりステップＳ７へ進む。そして、ステップＳ７において、第１燃料噴射弁４Ａによりプレ噴射を実行し、続くステップＳ８において、第２燃料噴射弁４Ｂによりメイン噴射を実行しリターンする。尚、所定量Ｔは燃料噴射弁の性能、燃料噴射弁とピストン壁面の距離などを考慮して設定される。   In step S6, if the fuel injection amount of the main injection is equal to or less than the predetermined amount T, the determination becomes YES and the process proceeds to step S7. Then, in step S7, pre-injection is executed by the first fuel injection valve 4A, and in step S8, main injection is executed by the second fuel injection valve 4B and the process returns. The predetermined amount T is set in consideration of the performance of the fuel injection valve, the distance between the fuel injection valve and the piston wall surface, and the like.

これにより、図８に示すように、メイン噴射とプレ噴射とを相対向且つ噴射領域が重複しない燃料噴射弁にそれぞれ分担することで、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避される。結果として燃焼室内の空気の利用率を高めて煤の発生量を効果的に低減することが可能となる。   Thus, as shown in FIG. 8, the main injection and the pre-injection are respectively assigned to the fuel injection valves that are opposed to each other and do not overlap the injection region, so that the preceding pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray Overlap is avoided. As a result, it is possible to increase the utilization rate of air in the combustion chamber and effectively reduce the amount of soot generated.

また、ステップＳ６において、メイン噴射の燃料噴射量が所定量Ｔより大きい場合ＮＯとなりステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、ステップＳ５で演算されたメイン噴射の燃料噴射量が第２燃料噴射弁４Ｂにより噴射されるメイン噴射（初段）と第１燃料噴射弁４Ａにより噴射される分割メイン噴射とに分割するよう演算される。具体的には、メイン噴射（初段）の燃料噴射量がＴに設定され、分割メイン噴射の燃料噴射量がステップＳ５で演算されたメイン噴射の燃料噴射量からＴを引いた値に設定される。ステップＳ１０では、分割メイン噴射がメイン噴射（初段）の噴射時期に対してΔθだけ遅れて噴射されるよう、エンジン要求出力とエンジン回転速度とに基づいてΔθが演算される。ステップＳ１１において、第１燃料噴射弁４Ａによりプレ噴射を実行し、続くステップＳ１２において、第２燃料噴射弁４Ｂによりメイン噴射（初段）を実行する。ステップＳ１３においてメイン噴射（初段）の噴射時期からΔθ遅れて第１燃料噴射弁４Ａから分割メイン噴射を実行しリターンする。   In step S6, if the fuel injection amount of the main injection is larger than the predetermined amount T, NO is determined and the process proceeds to step S9. In step S9, the fuel injection amount of the main injection calculated in step S5 is divided into main injection (first stage) injected by the second fuel injection valve 4B and divided main injection injected by the first fuel injection valve 4A. It is calculated as follows. Specifically, the fuel injection amount of the main injection (first stage) is set to T, and the fuel injection amount of the divided main injection is set to a value obtained by subtracting T from the fuel injection amount of the main injection calculated in step S5. . In step S10, Δθ is calculated based on the engine required output and the engine speed so that the divided main injection is injected with a delay of Δθ with respect to the injection timing of the main injection (first stage). In step S11, pre-injection is executed by the first fuel injection valve 4A, and in step S12, main injection (first stage) is executed by the second fuel injection valve 4B. In step S13, the divided main injection is executed from the first fuel injection valve 4A with a delay of Δθ from the injection timing of the main injection (first stage), and the process returns.

これにより、プレ噴射と同じ噴射弁により実行される分割メイン噴射の間隔を空け、加えて、分割メイン噴射の燃料噴射量は分割している分だけの少量であり貫徹力が小さく飛翔距離が短いため、図９に示すように、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧と分割メイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避され、結果として適切な燃料噴射と燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   Thereby, the interval of the divided main injection executed by the same injection valve as that of the pre-injection is made, and in addition, the fuel injection amount of the divided main injection is a small amount corresponding to the division, the penetration force is small and the flight distance is short. Therefore, as shown in FIG. 9, the overlap of the preceding pre-injection flame or fuel spray and the split main-injection fuel spray is avoided, and as a result, the appropriate fuel injection and the utilization rate of air in the combustion chamber are increased. It is possible to achieve both an effective reduction in the amount of generation.

また、Δθが大きいと分割メイン噴射の燃焼時期が遅れトルクが低くなってしまい、特にトルクが必要な運転状態では影響が大きい。したがって、Δθをトルクが必要な運転状態では小さい値に設定するなど、運転状態に応じて適切な範囲に設定することが好ましい。   Further, if Δθ is large, the combustion timing of the divided main injection is delayed and the torque becomes low, and the influence is great particularly in an operating state where torque is required. Therefore, it is preferable to set Δθ to an appropriate range according to the driving state, such as setting a small value in the driving state where torque is required.

これにより、運転状態のその時々に応じて運転への影響の少ない範囲での遅角量を設定できるため、運転状態へ影響を与えずにプレ噴射による予混合燃焼とメイン噴射による拡散燃焼との間隔を広げ、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧とメイン噴射の燃料噴霧との重なりを減らし、結果として適切な運転状態の維持と、燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   As a result, it is possible to set the retard amount in a range where the influence on the operation is small depending on the operation state, so that the premixed combustion by the pre-injection and the diffusion combustion by the main injection are not affected without affecting the operation state. Widening the interval, reducing the overlap between the preceding pre-injection flame or fuel spray and the main injection fuel spray, resulting in the maintenance of proper operating conditions and increased soot generation that increases the utilization of air in the combustion chamber It is possible to achieve both effective reduction.

図１０は、本実施形態における第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図である。
図７の前記フローチャートの前記ステップＳ１３においては、図１０に示すように、第１燃料噴射弁４Ｂのメイン噴射（初段）の噴射開始時期からΔθだけ遅れて第２燃料噴射弁４Ａの分割メイン噴射が実行される。 FIG. 10 is a time chart showing the injection timing of the first and second fuel injection valves 4A and 4B in the present embodiment.
In step S13 of the flowchart of FIG. 7, as shown in FIG. 10, the divided main injection of the second fuel injection valve 4A is delayed by Δθ from the injection start timing of the main injection (first stage) of the first fuel injection valve 4B. Is executed.

図１１は、別実施形態における第１、第２燃料噴射弁４Ａ、４Ｂの噴射時期を表すタイムチャート図である。
図１１に示すように、第１燃料噴射弁４Ｂのメイン噴射（初段）の噴射終了時期と第２燃料噴射弁４Ａの分割メイン噴射の終了時期とを同期させても良い。 FIG. 11 is a time chart showing the injection timing of the first and second fuel injection valves 4A, 4B in another embodiment.
As shown in FIG. 11, the injection end timing of the main injection (first stage) of the first fuel injection valve 4B and the end timing of the divided main injection of the second fuel injection valve 4A may be synchronized.

これにより、燃焼期間を広げることなく、プレ噴射と同じ噴射弁により実行される分割メイン噴射の間隔を空け、加えて、分割メイン噴射の燃料噴射量は分割している分だけの少量であり貫徹力が小さく飛翔距離が短いため、先行するプレ噴射の火炎もしくは燃料噴霧と分割メイン噴射の燃料噴霧との重なりが回避され、結果として適切な燃焼期間の制御と燃焼室内の空気の利用率を高めた煤の発生量の効果的な低減とを両立することが可能となる。   This increases the interval of the divided main injection executed by the same injection valve as the pre-injection without widening the combustion period. In addition, the fuel injection amount of the divided main injection is a small amount corresponding to the divided amount, and is not penetrated. Since the force is small and the flight distance is short, the overlap between the preceding pre-injection flame or fuel spray and the split main-injection fuel spray is avoided, resulting in an appropriate control of the combustion period and increased utilization of air in the combustion chamber It is possible to achieve both an effective reduction in the amount of soot generated.

なお、上記実施形態では、第１燃料噴射弁４Ａがプレ噴射及び分割メイン噴射を実行し、第２燃料噴射弁４Ｂメイン噴射及びメイン噴射（初段）を実行していたが、第１燃料噴射弁４Ｂがプレ噴射及び分割メイン噴射を実行し、第１燃料噴射弁４Ａがメイン噴射及びメイン噴射（初段）するように変更しても良く、所定サイクル毎に切り替えても良い。
また、各インジェクタからは１サイクル中に複数回の燃料噴射を実行する多段噴射であっても良い。
その他、本発明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。 In the above embodiment, the first fuel injection valve 4A executes pre-injection and split main injection, and executes the second fuel injection valve 4B main injection and main injection (first stage). However, the first fuel injection valve 4B may perform pre-injection and split main injection, and the first fuel injection valve 4A may be changed to perform main injection and main injection (first stage), or may be switched every predetermined cycle.
Further, each injector may be a multi-stage injection in which fuel injection is performed a plurality of times during one cycle.
It goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明はディーゼルエンジンに関する発明であり、筒内に複数の燃料噴射弁を備えた圧縮着火エンジンで安定した燃焼を行う場合に有用である。   The present invention relates to a diesel engine, and is useful when stable combustion is performed in a compression ignition engine having a plurality of fuel injection valves in a cylinder.

２ 気筒
３ 燃焼室
４Ａ 第１燃料噴射弁
４Ｂ 第２燃料噴射弁
１９ スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１００ ＥＣＵ
１０１ アクセル開度センサ
１０２ クランク角センサ
１０３ 大気圧センサ
１０４ エンジン水温センサ 2 cylinder 3 combustion chamber 4A first fuel injection valve 4B second fuel injection valve 19 swirl control valve (SCV)
100 ECU
101 Accelerator opening sensor 102 Crank angle sensor 103 Atmospheric pressure sensor 104 Engine water temperature sensor

Claims (7)

燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、
一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わないよう制御するとともに、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、
上記一方の燃料噴射弁におけるメイン噴射の量は、上記他方の燃料噴射弁におけるメイン噴射の量よりも小さくなるよう制御することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 In a fuel injection control device for a diesel engine that burns fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber by self-ignition,
A first fuel injection valve and a second fuel injection valve are disposed at cylinder peripheral positions facing each other across the center of the combustion chamber as viewed from the cylinder axial direction. When a straight line passing through both of the injection valves is a symmetric axis, and when the plane view region of the combustion chamber viewed from the cylinder axial direction is divided by the symmetric axis, one side is a first region and the other side is a second region, The first fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the first region, and the second fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the second region;
The pre-injection while the Hare line by one of the fuel injection valve, and controls not to perform the pre-injection in the other fuel injection valve, dividing the main injection in the one of the fuel injection valve and the other of the fuel injection valve above Spray
The amount of the main injection in one of the fuel injection valve described above, the fuel injection control device for a diesel engine and controlling so as to be smaller than the amount of main injection definitive to the other of the fuel injection valve. 燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、In a fuel injection control device for a diesel engine that burns fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber by self-ignition,
シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、A first fuel injection valve and a second fuel injection valve are disposed at cylinder peripheral positions facing each other across the center of the combustion chamber as viewed from the cylinder axial direction. When a straight line passing through both of the injection valves is a symmetric axis, and when the plane view region of the combustion chamber viewed from the cylinder axial direction is divided by the symmetric axis, one side is a first region and the other side is a second region, The first fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the first region, and the second fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the second region;
一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わないよう制御するとともに、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、While one fuel injection valve performs pre-injection, the other fuel injection valve is controlled not to perform pre-injection, and the main injection is divided between the one fuel injection valve and the other fuel injection valve. Spray
上記一方の燃料噴射弁によるプレ噴射の終了よりも遅れた時期に上記他方の燃料噴射弁により初段のメイン噴射を行い、当該初段のメイン噴射の開始よりも遅れた時期に上記一方の燃料噴射弁により次段のメイン噴射を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。The first fuel injection valve performs the first-stage main injection at the timing delayed from the end of the pre-injection by the one fuel injection valve, and the one fuel injection valve at the timing delayed from the start of the first-stage main injection. The fuel injection control device for a diesel engine is characterized in that the next stage main injection is performed by 請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合に、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 1 or 2 ,
When the required injection amount of main injection is not less than a predetermined amount, a fuel injection system for a diesel engine, which comprises injecting a main injection is divided between one of the fuel injection valve and the other of the fuel injection valve above. 請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
メイン噴射を分割して噴射する場合、所定量のメイン噴射を上記他方の燃料噴射弁により噴射し、所定量と要求噴射量の差分を上記一方の燃料噴射弁により噴射することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 3 ,
If injecting by dividing the main injection, diesel characterized by injection by a predetermined amount of the main injection is injected by the other of the fuel injection valve, a predetermined amount and the required injection quantity of the difference of the one of the fuel injection valve Engine fuel injection device. 燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料を自着火により燃焼させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視中心を挟んで相対向するシリンダ周辺位置に配置された第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を有し、上記第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁の双方を通る直線を対称軸とし、シリンダ軸線方向から見た燃焼室の平面視領域を該対称軸で二分した場合の一側を第１領域、他側を第２領域としたとき、上記第１燃料噴射弁は上記第１領域に向けて燃料を噴射し、上記第２燃料噴射弁は上記第２領域に向けて燃料を噴射するよう配置されており、
一方の燃料噴射弁によりプレ噴射を行う一方で、他方の燃料噴射弁においてはプレ噴射を行わずにメイン噴射を行うよう制御するとともに、メイン噴射の要求噴射量が所定量以上の場合は、メイン噴射を上記一方の燃料噴射弁と上記他方の燃料噴射弁とで分割して噴射し、
メイン噴射を分割して噴射する場合における上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射は、上記他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射時期に比べて遅角させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 In a fuel injection control device for a diesel engine that burns fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber by self-ignition,
A first fuel injection valve and a second fuel injection valve are disposed at cylinder peripheral positions facing each other across the center of the combustion chamber as viewed from the cylinder axial direction. When a straight line passing through both of the injection valves is a symmetric axis, and when the plane view region of the combustion chamber viewed from the cylinder axial direction is divided by the symmetric axis, one side is a first region and the other side is a second region, The first fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the first region, and the second fuel injection valve is arranged to inject fuel toward the second region;
While one fuel injection valve performs pre-injection while the other fuel injection valve performs control to perform main injection without performing pre-injection, and when the required injection amount of main injection is greater than or equal to a predetermined amount, The injection is divided by the one fuel injection valve and the other fuel injection valve to be injected,
Main injection by one fuel injection valve above in the case of injection by dividing the main injection, the fuel injection control of a diesel engine, characterized in that to retard compared to the injection timing of the main injection by the other of the fuel injection valve apparatus. 請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
メイン噴射を分割して噴射する場合、上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の噴射終了時期を、上記他方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射の終了時期と同期させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 5 ,
If injecting by dividing the main injection, diesel engines, characterized in that the injection end timing of the main injection by one fuel injection valve above, synchronizing the end timing of the fuel injection of the main injection by the other of the fuel injection valve Fuel injection control device. 請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
メイン噴射を分割して噴射する場合、上記一方の燃料噴射弁によるメイン噴射の燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じて決定することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 5 ,
A fuel injection control device for a diesel engine, wherein when the main injection is divided and injected, the retard amount of the fuel injection timing of the main injection by the one fuel injection valve is determined according to the operating state.
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