JP2000320386A - ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射装置

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智明 齊藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気通路２０に触媒２２を備え、気筒２内の
燃焼室４に燃料を直接、噴射供給するようにしたディー
ゼルエンジン１において、燃費悪化やスモークの急増を
招くことなく、触媒２２の温度状態を調整できるように
する。 【解決手段】 酸素濃度が高いときにＮＯｘを吸収する
一方、酸素濃度が低下すればＮＯｘを放出して還元浄化
するとともに、未暖機状態でＮＯｘ浄化率が低下する触
媒２２を備える。排気により吸気を過給するターボ過給
機２５を備える。エンジン１の加速運転時や触媒２２の
昇温を促すときに、エンジン１の要求トルクに対応する
基本燃料噴射量Ｑbaseの燃料を、インジェクタ５によ
り、各気筒の圧縮上死点近傍で３回に分割して噴射させ
る。併せて、燃料噴射量を増量するようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内の燃焼室に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えたディーゼルエン
ジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種のディーゼルエンジン
の燃料噴射装置として、例えば特開平６−２１２９６１
号公報に開示されるように、気筒の圧縮上死点近傍で通
常の燃料噴射を行う他に、所定の運転状態では膨張行程
中期から排気行程にかけて少量の燃料（軽油）を追加供
給して、排気中の還元剤成分の濃度を高めることによ
り、排気通路に設けた浄化材としてのＮＯｘ吸収材の機
能を回復させる（触媒のリフレッシュ）ようにしたもの
が知られている。
【０００３】すなわち、ディーゼルエンジンは通常、燃
焼室の平均的な空燃比がかなりリーンな状態（例えばＡ
/Ｆ≧１８で、排気中の酸素濃度が略４％以上の状態）
で運転されるが、そのリーンな状態の排気中でＮＯｘ
（窒素酸化物）を還元浄化することは極めて難しいの
で、排気中の酸素濃度が高いときにＮＯｘを吸収する一
方、酸素濃度が減少すればＮＯｘを放出するいわゆるＮ
Ｏｘ吸収材を用いる技術がある。
【０００４】そして、前記ＮＯｘ吸収材はＮＯｘの吸収
量が増えるに連れて吸収性能が低下する性質を有するの
で、前記従来の燃料噴射装置では、ＮＯｘ吸収材の吸収
性能が大きく低下する前に、気筒の膨張行程中期以降で
追加の燃料を噴射し、この燃料の燃焼により排気中の酸
素を消費させて酸素濃度を低下させるとともに、排気中
のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（未燃炭化水素）等の還元
剤成分の濃度を高めて、その還元剤成分によりＮＯｘ吸
収材からのＮＯｘの放出を促し、かつそのＮＯｘを十分
に還元浄化して、ＮＯｘ吸収材の吸収性能を回復させる
ようにしている。
【０００５】この他、特開昭６２−７５０５１号公報に
は、燃料噴射弁により気筒の圧縮上死点近傍で燃料を複
数回に分けて多重噴射させることにより、噴霧の貫徹力
を弱めて燃料の壁面付着を抑制し、もって、スモークの
発生量を低減させるようにした直噴式ディーゼルエンジ
ンが開示されている。また、特開平３−１６０１４８号
公報には、直噴式ディーゼルエンジンにおいて、燃焼室
への燃料の噴射率を燃料噴射弁の作動特性によらず理想
的に制御するために、該燃料噴射弁に対しパルス信号の
入力するタイミングで噴射ノズルの芯弁をオンオフ動作
させることにより、燃料噴射量を時間的に変調させるよ
うにすることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば前記
最初の従来例（特開平６−２１２９６１号）に開示され
るようなＮＯｘ吸収材は、ＮＯｘを吸収したり放出した
りする作用が温度状態に依存することが知られており、
一例を挙げれば、ＮＯｘ吸収材による排気中のＮＯｘ浄
化率は、例えば図２に示すように所定の温度範囲では十
分に高いものの、温度状態が低い触媒の未暖機時（未活
性状態）には急速に低下するという特性を有する。この
ような浄化性能の温度依存性に対し、熱効率に優れるデ
ィーゼルエンジンでは、ガソリンエンジンに比べて排気
温度が低くなりやすいので、エンジンの運転状態によっ
ては排気通路に設けた浄化材の温度状態が低くなり過ぎ
て、排気浄化性能を十分に発揮させることができないと
いう問題がある。
【０００７】この問題に対し、例えば燃料噴射時期を遅
角側に補正することで、いわゆる後燃えを多くして排気
温度を高めることができることは知られているが、この
ようにすると、燃料の燃焼状態が著しく悪くなるので、
燃費が悪化したり、スモーク排出量が急増するといった
不具合を生じることになる。この他、排気温度を高める
ために、エンジンの運転状態に対応しない余分な燃料を
多量に供給することも考えられるが、この場合には燃費
悪化等が著しいので、いずれも現実的な解決策とは言い
難い。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その主たる目的とするところは、気筒内の燃焼室
に燃料を直接噴射するようにしたディーゼルエンジンに
おいて、燃料噴射の形態に工夫を凝らすことで、燃費の
悪化やスモークの急増を招くことなく、排気の状態を調
節できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明の第１の解決手段では、気筒内の燃焼室に燃
料を直接噴射する燃料噴射弁を備えたディーゼルエンジ
ンにおいて、そのエンジンの要求出力に対応する噴射量
の燃料を、気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して噴
射させるようにした。
【００１０】具体的に、請求項１の発明では、図１に例
示するように、エンジン１の燃焼室４に臨むように配設
された燃料噴射弁５と、エンジン１の要求出力を検出す
るための要求出力検出手段９，３２と、該要求出力検出
手段９，３２による検出結果に応じて燃料噴射量を決定
する噴射量決定手段（ＥＣＵ）３５と、該噴射量決定手
段３５により決定された噴射量の燃料を前記燃料噴射弁
５により噴射させる燃料噴射制御手段（ＥＣＵ）３５と
を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置Ａを前提と
する。そして、前記燃料噴射制御手段３５は、前記の決
定された噴射量の燃料の噴射（以下、主燃料噴射ともい
う）を気筒の圧縮上死点近傍で、かつ、燃料の噴射によ
る燃焼が継続するよう複数回に分割して行う構成とす
る。
【００１１】すなわち、一般に、気筒２の圧縮上死点近
傍で燃料噴射弁５により燃料が噴射されると、該燃料噴
射弁５の噴孔から燃焼室４に噴出した燃料は全体として
円錐形状の噴霧を形成しながら燃焼室４に広がるととも
に、空気との摩擦により分裂を繰り返して微小な油滴に
なり（燃料の微粒化）、それらの油滴の表面から燃料が
蒸発して燃料蒸気が生成される（燃料の気化霧化）。こ
こで、エンジン１の燃焼性を向上させるためには、例え
ば燃圧を高めて燃料の噴出速度を大きくすることによ
り、前記の燃料の微粒化を促進することが望ましいのだ
が、このようにすると、燃焼室内の空気は圧縮されて粘
性が高いため、先に噴出した燃料の油滴に、続いて噴出
した別の燃料の油滴が追いついて再び結合してしまうの
で、結局、燃料の微粒化ひいては気化霧化を十分に促進
することは困難であった。
【００１２】これに対し、前記の構成によれば、燃料噴
射制御手段３５により主燃料噴射が複数回に分割して行
われ、このとき、燃料噴射弁５が一旦、閉じてから次に
開くまでの間は燃料の噴出が中止するので、その燃料噴
射弁５の先の開弁によって噴出した燃料の油滴に、次の
開弁によって噴出した燃料の油滴が追いつくことはな
く、よって、前記のような油滴同士の再結合に起因して
燃料の微粒化が阻害されることを大幅に抑制できる。こ
のことで、例えば燃料の高圧化によりその微粒化ひいて
は気化霧化を十分に促進することができ、燃料蒸気と空
気との混合状態が大幅に改善されて、燃焼状態が極めて
良好なものになることで、燃費が改善されるとともに、
燃焼に伴うスモークの生成も抑えられる。
【００１３】また、前記のように燃料が分割して噴射さ
れることで、気筒の圧縮上死点近傍で自己着火して激し
く燃焼（予混合燃焼）する燃料の量は相対的に少なくな
り、このことで、燃焼初期に燃焼圧や燃焼温度が過度に
上昇することがなくなって、燃焼に伴うＮＯｘの生成量
が低減する。
【００１４】さらに、燃料噴射弁５が最初に開いてから
最後に閉じるまでの時間は相対的に長くなるものの、そ
の間に断続的に噴射される燃料は上述の如く良好に気化
霧化されて拡散燃焼するので、燃料噴射時期を遅角補正
した場合のように燃焼状態が悪くなることはなく、むし
ろ、燃焼室４の圧力が相対的に長い間、高い状態に維持
されて、燃焼ガスの膨張力が極めて有効にピストン３に
伝達されることで、機械効率の向上によって燃費がさら
に改善される。
【００１５】そして、前記のように燃料が良好に燃焼さ
れることで、燃焼エネルギーそのものが大きくなる上
に、燃焼の終了する時期が遅くなることで、排気の一部
は温度状態が高いうちに排気通路２０に流出するように
なり、このことで、排気圧力及び排気温度が上昇する。
つまり、スモークやＮＯｘ等の排気有害成分を低減しか
つ燃費を改善しながら、その上さらに、排気圧力及び排
気温度を高めて、排気通路に設けた触媒等の浄化材の温
度状態を調節することが可能になる。
【００１６】加えて、噴射量決定手段によりエンジンの
要求出力に対応する燃料噴射量が決定され、この噴射量
により排気の状態を調節できるので、このことによって
も燃費改善が図られれる。尚、エンジンの要求出力の検
出は、例えば、アクセル開度やエンジン回転数等に基づ
いて行うようにすればよい。
【００１７】請求項２の発明では、噴射量決定手段によ
り決定された燃料噴射量は、燃焼室の平均空燃比が理論
空燃比よりもリーンな状態になる量とする。このこと
で、燃焼室の平均空燃比が理論空燃比よりもリーンな状
態で燃焼が行われるので、燃費悪化やスモーク量の増大
を容易に抑制できる。
【００１８】請求項３の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が閉じて
から次に開くまでの間隔は、略１ミリ秒以下とする。す
なわち、燃料噴射弁からの燃料の噴出が１ミリ秒よりも
長く中断すると、その後に噴出した燃料が直ちに拡散燃
焼せず、燃焼が連続的に行われず途切れてしまい、請求
項１の発明の作用効果を十分に得られない虞れがある。
そこで、この発明では、前記燃料噴射弁の作動間隔を略
１ミリ秒以下とすることで、燃焼を途切れずに継続させ
ることができる。尚、前記燃料噴射弁の作動間隔は、９
００マイクロ秒以下とするのが好ましい。
【００１９】請求項４の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が閉じて
から次に開くまでの間隔は、略１００マイクロ秒以上と
する。このようにすれば、燃料噴射弁の先の開弁によっ
て噴出した燃料の油滴に、次の開弁によって噴出した燃
料の油滴が追いつくことを確実に防止して、油滴同士の
再結合を確実に低減できるので、請求項１の発明の作用
効果を十分に得ることができる。
【００２０】請求項５の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が開いて
から閉じるまでの間隔は、略８００マイクロ秒以下とす
る。このようにすれば、燃料噴射弁の１回の開弁による
燃料の噴出量を十分に少なくして、その燃料の油滴同士
の再結合を抑制することができるので、請求項１の発明
の作用効果を十分に得ることができる。
【００２１】請求項６の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が２回目
に開くのは気筒の圧縮上死点以降とする。このことで、
燃料噴射弁の２回目の開弁によって燃焼室に噴出した燃
料は直ちに燃焼し、この燃焼によって燃焼室の圧力が大
きく上昇して圧縮空気の粘性が高くなるので、その後に
噴出した燃料の油滴は直ちに減速され、先に噴出した燃
料の油滴に追いつくことが確実に防止されて、請求項１
の発明の作用効果がさらに高まる。また、燃焼の終了す
る時期が遅くなるので、その分、排気圧力及び排気温度
を高めることができる。
【００２２】尚、従来から、ディーゼルエンジンにおい
て初期の急激な燃焼を緩和するために行われているパイ
ロット噴射では、その燃料噴射量が少ないので、噴射後
すぐには燃焼せず、気筒の圧縮上死点でその燃料が燃焼
しても上述の如く圧縮空気の粘性が高くなることはな
く、本発明のような作用効果は得られない。
【００２３】請求項７の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が最後に
閉じるのは、気筒の圧縮上死点後３５°ＣＡ以前とす
る。すなわち、気筒の圧縮上死点後３５°ＣＡ以後では
燃焼室の温度及び圧力が急激に低下するので、このとき
に燃料を噴射してもその燃料を良好に燃焼させることが
できず、燃費の悪化やスモークの増大といった弊害を招
く。そこで、この発明では、最後に燃料噴射弁が閉じる
時期を気筒の圧縮上死点後３５°ＣＡ以前として、前記
の弊害を防止することができる。
【００２４】請求項８の発明では、燃料噴射制御手段に
より燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射は３回以上
に分割して行うものとする。このことで、燃料噴射の分
割回数を多くすれば、例えばエンジンの高負荷運転状態
等において１回の燃焼サイクルにおける総燃料噴射量が
多くなっても、そのときの１回の開弁時間は十分に短く
することができる。
【００２５】請求項９の発明では、燃料噴射制御手段
は、噴射量決定手段により決定された噴射量の燃料噴射
の直前にそれとは別にパイロット噴射を行う構成とす
る。このことで、パイロット噴射を行うことによって、
主燃料噴射により噴射された燃料の予混合燃焼時の燃焼
圧力等の立ち上がりを緩和して、エンジンの運転騒音や
振動を低減することができる。
【００２６】請求項１０の発明では、エンジンの排気を
浄化する浄化材と、該浄化材の温度状態を推定する温度
状態推定手段とを設け、燃料噴射制御手段は、前記温度
状態推定手段による浄化材の推定温度状態が該浄化材の
未活性状態に対応するものであるときに、燃料噴射を分
割して行う構成とする。
【００２７】このことで、例えば、エンジンの冷間始動
後に例えばＨＣ、ＣＯを酸化する酸化触媒やＮＯｘ吸収
材等の浄化材が未活性状態になっているとき、或いはエ
ンジンがアイドル運転状態になっていて、排気温度の低
下により前記浄化材の温度状態が前記未活性状態に対応
するものになったときには、燃料噴射制御手段により主
燃料噴射が分割して行われ、燃費の悪化や排気有害成分
の増大を招くことなく、排気温度が高められて、浄化材
の温度状態が上昇する。このことにより、未活性状態の
浄化材を早期に昇温させかつ暖機状態に維持して、排気
浄化性能を十分に発揮させることができる。
【００２８】請求項１１の発明では、エンジンの排気を
浄化するとともに、排気中に含まれる浄化性能劣化成分
を吸着して、該劣化成分を所定以上の高温状態で放出す
る浄化材と、該浄化材への劣化成分の吸着状態を推定す
る吸着状態推定手段とを設け、燃料噴射制御手段は、前
記吸着状態推定手段による劣化成分の推定吸着量が所定
量以上になったときに、燃料噴射を分割して行う構成と
する。
【００２９】このことで、エンジンの運転中に浄化材が
排気中の劣化成分（例えば、硫黄化合物等）を所定量以
上、吸着すると、燃料噴射制御手段により主燃料噴射が
分割して行われ、燃費の悪化や排気有害成分の増大を招
くことなく、排気圧力及び排気温度が高められて、浄化
材の温度状態が上昇する。このことにより、浄化材を所
定の高温状態にさせて劣化成分を放出させることが可能
になり、よって、浄化材の劣化を解消してその性能を安
定確保することができる。
【００３０】請求項１２の発明では、エンジンの排気に
より吸気を過給するターボ過給機が設けられ、燃料噴射
制御手段は、エンジンの加速運転時に燃料噴射を分割し
て行う構成とする。
【００３１】このことで、エンジンの加速運転時には、
燃料噴射制御手段により主燃料噴射が分割して行われ、
燃費の悪化や排気有害成分の増大を招くことなく、排気
圧力及び排気温度が高められて、ターボ過給機による吸
気の過給効果が高まる。つまり、エンジンの加速運転時
に燃焼室への吸気充填量を速やかに増大させてエンジン
出力を高めることができ、よって、エンジンの加速性能
を向上させることができる。
【００３２】請求項１３の発明では、請求項１２の発明
におけるターボ過給機は、タービンへの排気流速を変更
する可変機構を有するものとする。このことで、エンジ
ンの加速運転時には可変機構によりタービンへの排気流
速を変更することで、エンジン回転数によらず十分な過
給圧を得ることができるので、エンジンの加速性能をさ
らに向上させることができる。
【００３３】次に、本発明の第２の解決手段では、ディ
ーゼルエンジンにおいてその要求出力に対応する噴射量
と同じか或いはそれ以上の燃料を、気筒の圧縮上死点近
傍で複数回に分割して噴射させるようにした。
【００３４】すなわち、請求項１４の発明では、エンジ
ンの気筒内燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁
と、該燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御
手段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前
提とする。そして、エンジンの排気を浄化する浄化材
と、該浄化材の温度状態を推定する温度状態推定手段と
を設け、前記燃料噴射制御手段は、前記温度状態推定手
段による浄化材の推定温度状態が該浄化材の未活性状態
に対応する温度状態のときに、燃料噴射弁による燃料の
噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、かつ複数回に分割して
行う構成とする。
【００３５】前記の構成によれば、請求項１０の発明と
同様の作用効果が得られ、燃料噴射の分割により、燃費
の悪化や排気有害成分の増大を招くことなく、未活性状
態の浄化材を早期に昇温させかつ暖機状態に維持して、
排気浄化性能を十分に発揮させることができる。また、
それと同時に燃料噴射量を増量すれば、排気温度をさら
に高めることができるので、排気有害成分の増大や燃費
悪化を抑制しながら、前記の浄化材の昇温効果を一層、
高めることができる。
【００３６】請求項１５の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気を浄化するとともに、排気中に含
まれる浄化性能劣化成分を吸着して、該劣化成分を所定
以上の高温状態で放出する浄化材と、該浄化材への劣化
成分の吸着状態を推定する吸着状態推定手段とを設け、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸着状態推定手段による
劣化成分の推定吸着量が所定量以上になったときに、燃
料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、
かつ複数回に分割して行う構成とする。
【００３７】前記の構成によれば、請求項１１の発明と
同様の作用効果が得られ、燃料噴射の分割により、燃費
の悪化や排気有害成分の増大を招くことなく、浄化材を
所定の高温状態にさせて劣化成分を放出させることが可
能になる。また、それと同時に燃料噴射量を増量すれ
ば、排気圧力及び排気温度をさらに高めることができる
ので、排気有害成分の増大や燃費悪化を抑制しながら、
浄化材からの劣化成分の放出を一層、促進することがで
きる。
【００３８】請求項１６の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気により吸気を過給するターボ過給
機を設け、前記燃料噴射制御手段は、エンジンの加速運
転時に、燃料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上死
点近傍で、かつ複数回に分割して行う構成とする。
【００３９】前記の構成によれば、請求項１２の発明と
同様の作用効果が得られ、燃料噴射の分割により、燃費
の悪化や排気有害成分の増大を招くことなく、ターボ過
給機による吸気の過給効果を高めて、エンジンの加速性
能を向上させることができる。また、それと同時に燃料
噴射量を増量すれば、そのことによってもエンジン出力
を高めることができるとともに、排気圧力及び排気温度
もさらに高めることができるので、排気有害成分の増大
や燃費悪化を抑制しながら、エンジンの加速性能をより
一層、向上させることができる。
【００４０】請求項１７の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料
の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、かつ該燃料噴射弁が
閉じてから次に開くまでの間隔が略１ミリ秒以下になる
ように、複数回に分割して行う構成とする。
【００４１】前記の構成によれば、請求項３の発明と同
様に、複数回に分割して噴射した燃料を途切れずに燃焼
させることができるので、請求項１の発明の作用効果が
十分に得られる。また、それと同時に燃料噴射量を増量
すれば、排気圧力及び排気温度をさらに高めることがで
きるので、排気有害成分の増大や燃費悪化を抑制しなが
ら、前記の発明の作用効果を一層、高めることができ
る。
【００４２】請求項１８の発明では、請求項１７の発明
において、燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行
うときに、燃料噴射弁が開いてから閉じるまでの間隔
は、略８００マイクロ秒以下とする。このようにすれ
ば、請求項５の発明と同様の作用効果が得られる。
【００４３】請求項１９の発明では、請求項１７又は１
８のいずれかの発明において、燃料噴射制御手段により
燃料の分割噴射を行うときに、燃料噴射弁が２回目に開
くのは、気筒の圧縮上死点以後とする。このようにすれ
ば、請求項６の発明と同様の作用効果が得られる。
【００４４】請求項２０の発明では、請求項１の発明に
おける燃料噴射制御手段を、エンジンの定常運転時に燃
料噴射を２回に分割して行うものとする。こうすること
で、エンジンの使用頻度の高い通常の運転状態で燃費率
が向上するので、全体として大幅な燃費改善が図られ
る。
【００４５】請求項２１の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気を浄化する浄化材と、該浄化材の
温度状態を推定する温度状態推定手段とを設け、前記燃
料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射を気筒
の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うものであっ
て、かつ、前記温度状態推定手段による浄化材の推定温
度状態が該浄化材の未活性状態に対応するものであると
きには、浄化材が活性状態のときよりも燃料噴射の分割
回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから次に
開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方の補正
制御を行う構成とする。
【００４６】この構成では、浄化材が未活性状態になっ
ているときに、燃料噴射制御手段により補正制御が行わ
れて、燃料噴射の分割回数が増やされるか又は燃料噴射
弁が閉じてから次に開くまでの間隔が増大され、排気温
度が高められて浄化材の温度状態が上昇する。これによ
り、請求項１０や請求項１４の発明と同様に、燃費の悪
化や排気有害成分の増大を抑制しながら、未活性状態の
浄化材を早期に昇温させかつ暖機状態に維持して、排気
浄化性能を十分に発揮させることができる。
【００４７】請求項２２の発明では、請求項２１の発明
において、浄化材に対して供給される排気中の還元剤成
分が増大するようエンジンの所定の運転状態で燃料噴射
量を増量補正する噴射量増量補正手段を備えるものとす
る。このことで、例えば、排気の浄化材としてＮＯｘ還
元触媒等を用いた場合に、ＮＯｘ浄化を促進させるため
に燃料増量して排気中の還元剤成分の濃度を増量した
り、浄化材の温度状態を高めることができる。また、こ
のような還元剤成分の増量による作用効果と前記請求項
２１の発明による浄化材の昇温促進効果とを同時に得る
ことができるので、浄化材による排気浄化性能をさらに
高めることができる。
【００４８】請求項２３の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気を浄化するとともに、排気中に含
まれる浄化性能劣化成分を吸着して、該劣化成分を所定
以上の高温状態で放出する浄化材と、該浄化材への劣化
成分の吸着状態を推定する吸着状態推定手段とを設け、
前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うもので
あって、かつ、前記吸着状態推定手段による劣化成分の
推定吸着量が所定量以上になったときには、燃料噴射の
分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから
次に開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方の
補正制御を行う構成とする。
【００４９】この構成では、エンジンの運転中に浄化材
が排気中の劣化成分を所定量以上、吸着すると、燃料噴
射制御手段により補正制御が行われて、燃料噴射の分割
回数が増やされるか、又は燃料噴射弁が閉じてから次に
開くまでの間隔が増大され、排気圧力及び排気温度が高
められて、浄化材の温度状態が上昇する。これにより、
請求項１１や請求項１５の発明と同様に、燃費の悪化や
排気有害成分の増大を抑制しながら、浄化材を所定の高
温状態にさせて劣化成分を放出させることが可能にな
り、よって、浄化材の劣化を解消してその性能を安定確
保することができる。
【００５０】請求項２４の発明では、請求項２３の発明
において、吸着状態推定手段による劣化成分の推定吸着
量が所定量以上になったときに、排気中の酸素濃度が低
下するよう、燃焼室の平均空燃比を略理論空燃比付近或
いは理論空燃比よりもリッチな状態になるように制御す
る空燃比制御手段を備えるものとする。このことで、空
燃比制御手段により燃焼室の平均空燃比がリッチな状態
に制御されて、排気中の還元剤成分の濃度が高められる
ことで、浄化材からの劣化成分の放出が促進される。
【００５１】請求項２５の発明では、請求項２４の発明
における空燃比制御手段を、燃料噴射制御手段により補
正制御が開始された後で、空燃比の制御を開始するもの
とする。このことで、浄化材が排気中の劣化成分を所定
量以上、吸着したとき、まず、燃料噴射制御手段により
補正制御が行われて、主燃料噴射の分割回数の増大等に
よって浄化材の温度状態が高められ、その後、空燃比制
御手段により燃焼室の平均空燃比がリッチな状態に制御
されることで、浄化材からの劣化成分の放出を極めて効
率良く行うことができる。
【００５２】請求項２６の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気により吸気を過給するターボ過給
機を設け、前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による
燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して
行うものであって、かつ、エンジンの加速運転時には、
燃料噴射の分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が
閉じてから次に開くまでの間隔を増大させるかの少なく
とも一方の補正制御を行う構成とする。
【００５３】この構成では、エンジンの加速運転時に
は、燃料噴射制御手段により補正制御が行われ、燃料噴
射の分割回数が増やされるか、又は燃料噴射弁が閉じて
から次に開くまでの間隔が増大されて、排気圧力及び排
気温度が高められる。これにより、請求項１２や請求項
１６の発明と同様に、燃費の悪化や排気有害成分の増大
を抑制しながら、ターボ過給機による吸気の過給効果を
高めて、エンジンの加速性能を向上させることができ
る。
【００５４】請求項２７の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、前記燃料
噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備
えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。
そして、前記燃料噴射制御手段を、エンジンの定常運転
時に、前記燃料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上
死点近傍で、かつ２回に分割して行う構成とする。この
ことで、請求項２０の発明と同様の作用効果が得られ
る。
【００５５】請求項２８の発明では、エンジンの気筒内
燃焼室に臨むように配設された燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備え
たディーゼルエンジンの燃料噴射装置を前提とする。そ
して、エンジンの排気の一部を吸気系に還流させる排気
還流通路と、該排気還流通路による排気還流量を調節す
る排気還流量調節手段と、前記排気還流量調節手段を、
排気還流量の全吸気量に対する排気還流割合が基本的に
エンジンの低負荷側で高負荷側よりも増大するように制
御するとともに、所定の低負荷運転領域においては排気
還流割合が少なくとも低負荷と高負荷との間の中負荷運
転領域よりも低くなるように制御する排気還流制御手段
とを設け、前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による
燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して
行うものであって、かつ、エンジンが前記所定の低負荷
運領域にあるときには、中付加運転領域よりも燃料噴射
の分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてか
ら次に開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方
の補正制御を行う構成とする。
【００５６】この構成では、排気還流制御手段により排
気還流量調節手段が制御されることで、排気の還流割合
が基本的にエンジンの低負荷側で高負荷側よりも大きく
され、相対的に低負荷の状態では燃焼室への排気還流量
を十分に確保して、ＮＯｘの生成を低減することができ
る一方、相対的に高負荷の状態では空気の吸入量を十分
に確保して、高負荷状態に対応した大きな出力を得るこ
とができる。
【００５７】また、一般的に、エンジンが所定の低負荷
運転状態にあるときには、この状態から加速運転状態に
移行する頻度が極めて高いと考えられる。そこで、この
ときには排気還流割合をエンジンの中負荷運転領域より
も低くなるように制御することで、加速運転状態へ移行
するときには排気還流割合を迅速に低下させることがで
き、これにより、燃焼室への吸入空気量を加速運転のた
めの燃料増量に遅れないよう速やかに増大させて、空燃
比のリッチ化に起因するスモーク増大を回避することが
できる。しかも、その際、燃料噴射制御手段により補正
制御が行われて、主燃料噴射の分割回数の増大等によっ
てＮＯｘの生成が抑えられるので、前記のように排気の
還流割合を減少させていても、ＮＯｘ排出量が過大にな
ることはない。
【００５８】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の実
施形態１に係るディーゼルエンジンの燃料噴射装置Ａの
全体構成を示し、１は車両に搭載された多気筒ディーゼ
ルエンジンである。このエンジン１は複数の気筒２，
２，…（１つのみ図示する）を有し、その各気筒２内に
往復動可能にピストン３が嵌挿されていて、このピスト
ン３によって各気筒２内に燃焼室４が区画されている。
また、燃焼室４の上面の略中央部には、インジェクタ
（燃料噴射弁）５が先端部の噴孔を燃焼室４に臨ませて
配設され、各気筒毎の所定の噴射タイミングで開閉作動
されて、燃焼室４に燃料を直接噴射するようになってい
る。さらに、図示しないエンジン１のウオータジャケッ
トに臨むように、冷却水の温度（エンジン水温）を検出
する水温センサ１８が設けられている。
【００５９】前記各インジェクタ５は高圧の燃料を蓄え
る共通のコモンレール（蓄圧室）６に接続されていて、
そのコモンレール６には、内部の燃圧（コモンレール
圧）を検出する圧力センサ６ａが配設されているととも
に、クランク軸７により駆動される高圧供給ポンプ８が
接続されている。この高圧供給ポンプ８は、圧力センサ
６ａにより検出されるコモンレール６内の燃圧が所定値
以上に保持されるように作動する。また、クランク軸７
の回転角度を検出するクランク角センサ９が設けられて
おり、このクランク角センサ９は、クランク軸７の端部
に設けた被検出用プレート（図示せず）と、その外周に
相対向するように配置された電磁ピックアップとからな
り、その電磁ピックアップが、被検出用プレートの外周
部全周に所定角度おきに形成された突起部の通過に対応
してパルス信号を出力するようになっている。
【００６０】また、１０はエンジン１の燃焼室４に対し
図外のエアクリーナで濾過した空気を供給する吸気通路
であり、この吸気通路１０の下流端部は、図示しないが
サージタンクを介して気筒毎に分岐して、それぞれ吸気
ポートにより各気筒２の燃焼室４に接続されている。ま
た、サージタンク内で各気筒２に供給される過給圧力を
検出する吸気圧センサ１０ａが設けられている。前記吸
気通路１０には上流側から下流側に向かって順に、エン
ジン１に吸入される吸気流量を検出するホットフィルム
式エアフローセンサ１１と、後述のタービン２１により
駆動されて吸気を圧縮するブロワ１２と、このブロワ１
２により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ１３
と、吸気通路１０の断面積を絞る吸気絞り弁１４とがそ
れぞれ設けられている。この吸気絞り弁１４は、全閉状
態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けられたバ
タフライバルブからなり、後述のＥＧＲ弁２４と同様、
ダイヤフラム１５に作用する負圧の大きさが負圧制御用
の電磁弁１６により調節されることで、弁の開度が制御
されるようになっている。また、前記吸気絞り弁１４の
開度を検出する図示しないセンサが設けられている。
【００６１】一方、２０は各気筒２の燃焼室４から排気
を排出する排気通路で、この排気通路２０の上流端部は
分岐してそれぞれ図示しない排気ポートにより各気筒２
の燃焼室４に接続されている。この排気通路２０には、
上流側から下流側に向かって順に、排気の空燃比が略理
論空燃比のときを境に出力が急変するラムダＯ2センサ
（図示せず）と、排気流により回転されるタービン２１
と、排気中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘ等を浄化する触媒
（浄化材）２２とが配設されている。
【００６２】前記触媒２２は、軸方向（排気の流れ方
向）に沿って互いに平行に延びる多数の貫通孔を有する
ハニカム構造のコージェライト製担体（図示せず）の各
貫通孔壁面に触媒層を２層に形成したもので、具体的
に、内側触媒層には白金Ｐｔ等の貴金属とＮＯｘ吸収材
であるバリウムＢａとが、多孔質材料であるアルミナや
セリアをサポート材として担持されており、一方、外側
触媒層には白金Ｐｔ及びロジウムＲｈとＢａとが多孔質
材料であるゼオライトをサポート材として担持されてい
る。
【００６３】この触媒２２は、排気中の酸素濃度が高い
とき、即ち燃焼室４の平均的空燃比がリーンな状態のと
きにＮＯｘを吸収する一方、該燃焼室４の平均的空燃比
が略理論空燃比付近又はそれよりもリッチな状態になっ
て、排気中の酸素濃度が低下すれば、吸収したＮＯｘを
放出して、還元浄化する吸収還元タイプのものである。
このようなＮＯｘの吸収・放出作用は触媒２２の温度状
態に依存していて、例えば図２に示すように、触媒２２
による排気中のＮＯｘ浄化率は約２５０°Ｃ〜約４００
°Ｃの温度範囲で極めて高くなるものの、それよりも温
度状態の低い触媒２２の未暖機状態（未活性状態）で
は、温度の低下とともにＮＯｘ浄化率も急速に低下して
しまう。また、触媒２２の温度状態が４００°Ｃ以上で
もＮＯｘ浄化率は温度上昇とともに低下する。
【００６４】さらに、前記触媒２２のバリウムＢａ粒子
には、排気中のＮＯｘよりも硫黄酸化物（劣化成分：Ｓ
Ｏｘ）を吸着しやすいという特性がある。このため、燃
料やエンジンオイルに含まれる硫黄成分（Ｓ）が燃焼し
て排出されると、この排気中のＳＯｘは前記バリウム粒
子表面に吸着され、その吸着量の増大とともに触媒２２
のＮＯｘ吸収性能が低下するいわゆる硫黄被毒が発生す
る。そして、この吸着したＳＯｘを脱離させるために
は、触媒２２を所定温度（例えば約４５０°Ｃ）以上の
高温状態にさせる必要がある。
【００６５】尚、前記触媒２２において、不純物は１％
以下であることが好ましい。また、前記バリウムＢａに
代えてそれ以外のアルカリ土類金属やナトリウムＮａ等
のアルカリ金属、又は希土類金属のうちの少なくとも一
種を用いるようにしてもよい。また、前記内側触媒層の
サポート材としてゼオライトを用いてもよく、その場合
には前記外側触媒層のサポート材として、アルミナ又は
セリアを用いてもよい。さらに、前記触媒２２として
は、担体の壁表面にアルミナやセリアがサポート材とし
て担持された触媒層を形成し、このサポート材に、白金
Ｐｔ、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ等の貴金属と、カ
リウムＫ等のアルカリ金属やバリウムＢａ等のアルカリ
土類金属とを担持した１層コートタイプのものを用いて
もよい。
【００６６】前記タービン２１及びブロワ１２からなる
ターボ過給機２５は、図３に示すように、タービン２１
を収容するタービン室２１ａに該タービン２１ａの全周
を囲むように複数のフラップ２１ｂ，２１ｂ，…が設け
られ、その各フラップ２１ｂが排気流路のノズル断面積
（Ａ）を変化させるように回動するＶＧＴ（バリアブル
ジオメトリーターボ）である。このＶＧＴの場合、同図
（ａ）に示すように、フラップ２１ｂ，２１ｂ，…をタ
ービン２１に対し周方向に向くように位置付けてノズル
断面積（Ａ）を小さくすることで、排気流量の少ないエ
ンジン１の低回転域でも過給効率を高めることができ
る。一方、同図（ｂ）に示すように、フラップ２１ｂ，
２１ｂ，…をその先端がタービン２１の中心に向くよう
に位置付けて、ノズル断面積（Ａ）を大きくすること
で、排気流量の多いエンジン１の高回転域でも過給効率
を高めることができる。
【００６７】前記排気通路２０は、タービン２１よりも
上流側の部位で、排気の一部を吸気側に還流させる排気
還流通路（以下ＥＧＲ通路という）２３の上流端に分岐
接続されている。このＥＧＲ通路２３の下流端は吸気絞
り弁１４よりも下流側の吸気通路１０に接続されてお
り、そのＥＧＲ通路２３の途中の下流端寄りには、開度
調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ
弁という）２４が配置されていて、排気通路２０の排気
の一部をＥＧＲ弁２４により流量調節しながら吸気通路
１０に還流させるようになっている。
【００６８】前記ＥＧＲ弁２４は、図示しない弁本体が
スプリングによって閉方向に付勢されている一方、ダイ
ヤフラム２４ａにより開方向に作動されて、ＥＧＲ通路
２３の開度をリニアに調節するものである。すなわち、
前記ダイヤフラム２４ａには負圧通路２７が接続され、
この負圧通路２７が負圧制御用の電磁弁２８を介してバ
キュームポンプ（負圧源）２９に接続されていて、その
電磁弁２８が後述のＥＣＵ３５からの制御信号によって
負圧通路２７を連通又は遮断することにより、ＥＧＲ弁
駆動負圧が調節されて、ＥＧＲ弁２４が開閉作動される
ようになっている。また、ＥＧＲ弁２４の弁本体の位置
を検出するリフトセンサ２６が設けられている。
【００６９】尚、前記ターボ過給機２５のフラップ２１
ｂ，２１ｂ，…にもＥＧＲ弁２４と同様にダイヤフラム
３０が取り付けられていて、負圧制御用の電磁弁３１に
よりダイヤフラム３０に作用する負圧が調節されること
で、前記フラップ２１ｂ，２１ｂ，…の作動量が調節さ
れるようになっている。
【００７０】前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ
８、吸気絞り弁１４、ＥＧＲ弁２４、ターボ過給機２５
のフラップ２１ｂ，２１ｂ，…等はコントロールユニッ
ト（Engine Contorol Unit：以下ＥＣＵという）３５か
らの制御信号によって作動するように構成されている。
一方、このＥＣＵ３５には、前記圧力センサ６ａからの
出力信号と、クランク角センサ９からの出力信号と、エ
アフローセンサ１１からの出力信号と、水温センサ１８
からの出力信号と、ＥＧＲ弁２４のリフトセンサ２６か
らの出力信号と、車両の運転者による図示しないアクセ
ルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル
開度センサ３２からの出力信号とが少なくとも入力され
ている。
【００７１】そして、インジェクタ５の作動による燃料
噴射制御が行われて、燃料噴射量や燃料噴射時期等がエ
ンジン１の運転状態に応じて制御されるとともに、高圧
供給ポンプ８の作動によるコモンレール圧力、即ち燃量
噴射圧の制御が行われ、これに加えて、吸気絞り弁１４
の作動による吸入空気量の制御と、ＥＧＲ弁２４の作動
による排気還流量の制御と、ターボ過給機２５のフラッ
プ２１ｂ，２１ｂ，…の作動制御（ＶＧＴ制御）とが行
われるようになっている。
【００７２】（燃料噴射制御）具体的に、前記ＥＣＵ３
５には、エンジン１の目標トルク及び回転数の変化に応
じて実験的に決定した最適な燃料噴射量Ｑを記録した燃
料噴射量マップが、メモリ上に電子的に格納して備えら
れている。そして、通常は、アクセル開度センサ３２か
らの出力信号に基づいて求めた目標トルクとクランク角
センサ９からの出力信号に基づいて求めたエンジン回転
数とに基づいて、前記燃料噴射量マップから基本燃料噴
射量Ｑbaseが読み込まれ、この基本燃料噴射量Ｑbaseと
圧力センサ６ａにより検出されたコモンレール圧力とに
基づいて、各インジェクタ５の励磁時間（開弁時間）が
決定されるようになっている。尚、前記のようにして求
めた燃料噴射量をエンジン水温や大気圧等に応じて補正
した上で、この補正後の燃料噴射量を基本燃料噴射量Ｑ
baseとしてもよい。
【００７３】前記のような基本的な燃料噴射制御によっ
て、エンジン１の目標トルク（エンジン１への要求出
力）に対応する分量の燃料が供給され、エンジン１は燃
焼室４における平均的空燃比がかなりリーン（Ａ/Ｆ≧
１８）な状態で運転される。すなわち、エンジン１の目
標トルクをアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて
正確に検出し、その目標トルクに対応する分量以上の余
分な燃料は噴射しないようにしているので、車両の走行
中に全体として燃費改善が図られれている。前記アクセ
ル開度センサ３２及びクランク角センサ９がエンジン１
への要求出力を検出する要求出力検出手段に対応してい
る。
【００７４】また、この実施形態では、エンジン１の排
気通路２０に設けた触媒２２におけるＮＯｘ吸収量やＳ
Ｏｘ吸着量をそれぞれ推定し、それらのの推定値が所定
量以上に大きくなってＮＯｘ吸収性能の低下が予想され
るときに、それらを放出させて触媒の機能を回復させる
ようにしている。すなわち、詳しくは後述するが、主に
燃料噴射量の増量によって燃焼室４の平均的空燃比を略
理論空燃比付近か或いはそれよりもリッチな状態に制御
するとともに、図４（ｂ）に示すように、燃料を気筒の
圧縮上死点（ＴＤＣ）近傍での主燃料噴射（以下主噴射
という）に加えて、前記の増量分の燃料Ｑcを吸気行程
初期から膨張行程前半までの間での副噴射によって噴射
させることにより、触媒２２から吸収したＮＯｘを放出
させたり、吸着しているＳＯｘを脱離させたりすること
ができる（以下、それぞれＮＯｘ放出制御、ＳＯｘ脱離
制御という）。尚、同図（ｂ）に破線で示すように、副
噴射を膨張行程ないし排気行程で行うようにしてもよ
い。
【００７５】そして、本発明の特徴部分は、前記触媒２
２の温度状態を高めたいときやエンジン１が加速運転状
態にあるときには、同図（ｃ）に示すように、気筒の圧
縮上死点近傍で行う主噴射を３回に分割して、互いに等
間隔を空けて行うことにより、排気圧力及び排気温度を
高めるようにしたことにある。
【００７６】以下に、前記ＥＣＵ３５における、インジ
ェクタ５による燃料噴射制御の処理動作について具体的
に図５〜図７に示すフローチャート図に沿って説明す
る。尚、この制御は各気筒毎に独立して所定クランク角
で実行される。
【００７７】まず、前記図５に示すスタート後のステッ
プＳＡ１において、クランク角信号、エアフローセンサ
出力、アクセル開度、エンジン水温等のデータを入力
し、続くステップＳＡ２において、アクセル開度から求
めた目標トルクとクランク角信号から求めたエンジン回
転数Neとに基づいて、燃料噴射量マップから基本燃料噴
射量Ｑbaseを読み込むとともに、その噴射時期ITbaseを
予め設定したマップから読み込む。この噴射時期のマッ
プには、エンジン水温Tw及びエンジン回転数Neに対応す
る最適な噴射時期が実験的に求められて記録されてお
り、例えば、エンジン水温Twやエンジン回転数Neが異な
れば燃料噴霧の着火遅れ時間が異なるので、このことに
対応するように、基本的な噴射時期ITbaseはエンジン水
温Twが低いほど、またエンジン回転数Neが高いほど早め
られるように設定されている。
【００７８】続いて、ステップＳＡ３では、エンジン水
温Twが設定水温Tw0よりも低いか否か判別する。この設
定水温Tw0は触媒２２の未暖機状態に対応する水温であ
り、エンジン水温Twが設定水温Tw0よりも低いＹＥＳで
あれば、ステップＳＡ４に進んで、触媒の暖機を促進す
るために主噴射の分割制御を行うことを示すフラグＦp
をオンにして（Ｆp＝１）、図７のステップＳＣ１に進
む。つまり、エンジン１の冷間始動時に触媒２２が未暖
機状態になっていれば、主噴射の分割制御により排気温
度を高めて、触媒２２の昇温を図るようにしている。一
方、エンジン水温Twが設定水温Tw0以上になっていれば
（ステップＳＡ３でＮＯ）、触媒２２は暖機状態にある
と判定して、ステップＳＡ５に進む。
【００７９】このステップＳＡ５では、触媒２２におけ
るＮＯｘの吸収量を推定する。この推定は、例えば車両
の走行距離とその間の燃料の総噴射量とを積算し、その
積算値に基づいて行うようにすればよく、或いは、エン
ジン１の運転時間とその間の燃料の総噴射量とを積算
し、さらにエンジン１の運転状態に基づいてその積算値
を修正して、その修正後の積算値に基づいてＮＯｘ吸収
量を推定するようにしてもよい。また、エンジン１の運
転時間だけに基づいて、所定時間毎にＮＯｘ吸収量が大
であると推定することも可能である。そして、続くステ
ップＳＡ６において、ＮＯｘ吸収量の推定値が設定値以
上か否か判別し、推定値が設定値よりも小さければステ
ップＳＡ１６に進む一方、推定値が設定値以上でＹＥＳ
ならばステップＳＡ７に進み、このステップＳＡ７で、
ＮＯｘ放出制御を行う期間であることを示すフラグＦ１
をオンにして（Ｆ１＝１）、ステップＳＡ８に進む。
【００８０】このステップＳＡ８では、触媒２２の温度
状態（触媒温度Tc）を推定する。この推定は、例えば現
在までの所定期間におけるエンジン水温Twの履歴とその
間のエンジン回転数や車速等に基づいて行うようにすれ
ばよく、或いは、触媒２２の近傍の排気通路２０に温度
センサを設けて、このセンサからの出力に基づいて直接
的に推定するようにしてもよい。続いて、ステップＳＡ
９において、推定した触媒温度Tcが触媒２２のＮＯｘ除
去性能の低下する第１設定温度Tc1（例えば２５０°
Ｃ）よりも低いか否か判別する。この判別がＹＥＳであ
れば、触媒２２は未暖機状態になっていて、ＮＯｘの吸
収又は放出作用が低下しているので、ステップＳＡ１０
に進んで、フラグＦpをオン状態にして（Ｆp＝１）、図
６のステップＳＢ１に進む。
【００８１】つまり、ＮＯｘ吸収量が多くなり触媒２２
の浄化性能が低下すると考えられる場合であっても、触
媒２２が未暖機状態であれば、ＮＯｘの放出による触媒
２２のリフレッシュを十分に促進することはできないの
で、このときには、まず主噴射の分割制御によって、触
媒２２の昇温を図るようにしている。
【００８２】また、前記ステップＳＡ９の判別結果がＮ
Ｏであれば、ステップＳＡ１１に進んでフラグＦpをク
リアし、続くステップＳＡ１２では、初期値０の第１タ
イマ値Ｔ１をインクリメントする。続いて、ステップＳ
Ａ１３において、その第１タイマ値Ｔ１が予め設定した
しきい値Ｔ１0以上になったか否か判別する。この判別
がＮＯであればステップＳＡ１４に進み、燃焼室４の平
均的空燃比が略理論空燃比付近になるように基本燃料噴
射量Ｑbaseを増量補正する燃料増量補正量Ｑc（Ｑc＝Ｒ
1）を決定して、図６のステップＳＢ１に進む。
【００８３】すなわち、例えばエアフローセンサ１１の
出力から求められる吸入空気量に基づいて、この吸入空
気量に対して略理論空燃比付近になるような燃料噴射量
を演算して、燃料増量補正量Ｑcを決定する。一方、前
記ステップＳＡ１３の判定がＹＥＳであれば、ＮＯｘ放
出制御を行う期間は終了したので、ステップＳＡ１５で
燃料増量補正量Ｑcを零にし（Ｑc＝０）、ステップＳＡ
１６でフラグＦ１をクリアして（Ｆp＝０）、図６のス
テップＳＢ１に進む。
【００８４】つまり、ＮＯｘ吸収量が多くなり触媒２２
の浄化性能が低下すると考えられる場合であって、触媒
２２が暖機状態であれば、ＮＯｘ放出制御により該触媒
２２からＮＯｘを放出させて還元浄化することにによ
り、触媒２２のリフレッシュを図るようにしている。
【００８５】また、前記ステップＳＡ６において、ＮＯ
ｘ吸収量の推定値が設定値よりも小さいと判定されて進
んだステップＳＡ１７では、フラグＦ１の状態を判別し
て、オン状態でＹＥＳならば（Ｆ１＝１）、ＮＯｘ放出
制御の途中なので前記ステップＳＡ８に進む一方、オフ
状態でＮＯならば（Ｆ１＝０）、ＮＯｘ放出制御を行う
期間ではないので、続くステップＳＡ１８で第１タイマ
値Ｔ1をリセットし（Ｔ1＝０）、続くステップＳＡ１９
でフラグＦpをクリアして（Ｆp＝０）、図６のステップ
ＳＢ１に進む。
【００８６】前記図５に示すフローのステップＳＡ１
０，ＳＡ１４，ＳＡ１６，ＳＡ１８に続いて、図６に示
すフローのステップＳＢ１では、今度は、触媒２２の硫
黄被毒の度合い、即ちＳＯｘ吸着量を推定する。この推
定も前記ステップＳＡ５におけるＮＯｘ吸収量の推定と
同様に行い、その推定結果に基づいて、続くステップＳ
Ｂ２では、ＳＯｘ吸着量が予め設定した所定値以上の過
剰状態になったかどうか判定する。尚、排気中の硫黄成
分は僅かなので、通常、ＳＯｘ吸着量が過剰になるまで
の走行距離は、ＮＯｘ吸収量が過剰になるまでの走行距
離よりもはるかに長い。
【００８７】前記ステップＳＢ２の判定がＮＯであれば
ステップＳＢ１２に進む一方、判定がＹＥＳであればス
テップＳＢ３に進み、以下のステップＳＢ３〜ＳＢ１１
の各ステップにおいて、前記図５のフローのステップＳ
Ａ７〜ＳＡ１５と同様にしてＳＯｘ脱離制御を行う。す
なわち、触媒２２へのＳＯｘ吸着量が過剰であると判定
されれば、ＳＯｘ脱離制御を行う期間であることを示す
フラグＦ２をオン状態にする（ステップＳＢ３）。そし
て、触媒温度Tcが、ＳＯｘの脱離を促進できるような高
温状態の第２設定温度Tc2（例えば４５０°Ｃ）よりも
低ければ（ステップＳＢ４でＹＥＳ）、フラグＦpをオ
ン状態にして（Ｆp＝１）ステップＳＢ１５に進む。
【００８８】また、触媒温度Tcが第２設定温度Tc2以上
ならば（ステップＳＢ４でＮＯ）、第２タイマ値Ｔ２が
予め設定したしきい値Ｔ２0以上になるまでの間、燃焼
室４の平均的空燃比が理論空燃比よりもリッチな状態に
なるように基本燃料噴射量Ｑbaseを増量補正する燃料増
量補正量Ｑc（Ｑc＝Ｒ2≧Ｒ1）を求め（ステップＳＢ６
〜ＳＢ９）、一方、前記第２タイマ値Ｔ２がしきい値Ｔ
２0を越えてＳＯｘ脱離制御の期間が終了すれば、前記
燃料増量補正量Ｑcを零にした後にフラグＦ2をクリアし
て（ステップＳＢ１０，ＳＢ１１）、それぞれステップ
ＳＢ１５に進む。
【００８９】つまり、ＳＯｘの吸着量が過剰になり触媒
２２が劣化していると考えられる場合であっても、触媒
２２の温度状態がある程度以上、高くなければＳＯｘを
脱離させることはできないので、まず主噴射の分割制御
によって、触媒２２の昇温を図る一方、触媒２２の温度
状態が十分に高ければ、ＳＯｘ脱離制御により該触媒２
２からＳＯｘを脱離させるようにしている。
【００９０】また、前記ステップＳＢ２において、ＳＯ
ｘ吸着量の推定値が設定値よりも小さいと判定されて進
んだステップＳＡ１７では、フラグＦ２の状態を判別し
て、オン状態でＹＥＳならば（Ｆ２＝１）、ＳＯｘ脱離
制御の途中なので前記ステップＳＢ４に進む一方、オフ
状態でＮＯならば（Ｆ２＝０）、ＳＯｘ脱離制御を行う
期間ではないので、続くステップＳＢ１３で第２タイマ
値Ｔ2をリセットし（Ｔ2＝０）、続くステップＳＢ１４
でフラグＦpをクリアして（Ｆp＝０）、ステップＳＢ１
５に進む。
【００９１】前記ステップＳＢ９，ＳＢ１１，ＳＢ１４
に続くステップＳＢ１５では、エンジン１が加速運転状
態になっているかどうか判定する。そして、例えばアク
セル開度やエンジン回転数の変化等に基づいてエンジン
１の加速運転状態が判定されれば、続くステップＳＢ１
６でフラグＦpをオン状態にする一方（Ｆp＝１）、エン
ジン１が加速運転状態でなければ、フラグＦpの状態は
そのままで、図７のステップＳＣ１に進む。つまり、エ
ンジン１の加速運転状態では、触媒２２の状態に拘わら
ず主噴射の分割制御を行い、排気圧力を増大させてター
ボ過給機２５の過給効果を高めるようにしている。
【００９２】前記ステップＳＢ１５，ＳＢ１６に続い
て、図７に示すフローのステップＳＣ１では、まず、フ
ラグＦpがオン状態か否か判別する。この判別結果がＮ
ＯならばステップＳＣ１１に進む一方、判別結果がＹＥ
ＳならばステップＳＣ２に進み、基本燃料噴射量Ｑbase
に燃料増量補正量Ｑcを加えて、総燃料噴射量Ｑtを演算
する。ここで、フラグＦ１又はＦ２のいずれかがオン状
態になっていなければ、即ち触媒２２がＮＯｘやＳＯｘ
の過剰状態でなければ、燃料増量補正量Ｑc＝０なの
で、総燃料噴射量Ｑtは基本燃料噴射量Ｑbaseに等しく
なる。続いて、ステップＳＣ３では、前記総燃料噴射量
Ｑtを３等分して、それぞれ最終的な第１、第２及び第
３燃料噴射量Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3とする。
【００９３】続いて、ステップＳＣ４において、第１〜
第３燃料噴射時期IT1〜IT3を設定する。ここで、図４
（ｃ）に示すように、第１噴射時期IT1は基本的な噴射
時期ITbaseと同じであり、続く第２噴射時期IT2及び第
３噴射時期IT3は、それぞれ先の噴射が終了してインジ
ェクタ５が閉じてから設定間隔Δｔ（例えばΔｔ＝９０
０マイクロ秒）を空けて設定される。ここで、前記設定
間隔Δｔは略１００マイクロ秒以上でかつ略１ミリ秒以
下とすればよいが、第３噴射の終了時期が気筒の圧縮上
死点後３５°ＣＡ（ＡＴＤＣ３５°ＣＡ）よりも以前に
なるように設定される。尚、インジェクタ５の１回の開
弁時間は総燃料噴射量Ｑtや燃料圧力に応じて設定され
るが、この１回の開弁時間が略８００マイクロ秒以下に
なるのが好ましいので、そうなるように、主噴射の分割
回数を例えば４回〜７回くらいに増やしてもよい。
【００９４】続いて、ステップＳＣ５では、クランク角
信号に基づいて第１噴射時期IT1になったか否か判別
し、噴射時期になるまで待って（ステップＳＣ５でＮ
Ｏ）、噴射時期になれば（ステップＳＣ５でＹＥＳ）、
ステップＳＣ６に進んで第１噴射を行い、第１燃料噴射
量Ｑ1の燃料をインジェクタ５により燃焼室４に噴射す
る。続くステップＳＣ７では、同様にクランク角信号に
基づいて第２噴射時期IT2になったか否か判別し、噴射
時期になるまで待って（ステップＳＣ７でＮＯ）、噴射
時期になれば（ステップＳＣ７でＹＥＳ）、ステップＳ
Ｃ８に進んで第２噴射を実行する。そして、続くステッ
プＳＣ９，ＳＣ１０において同様に第３噴射を実行し
て、しかる後にリターンする。
【００９５】つまり、フラグＦpがオン状態になってい
るとき（Ｆp＝１）、言い換えると、エンジン１の冷
間始動時に触媒２２が未暖機状態になっているとき、
エンジン１の運転中にＮＯｘ放出制御を行いたいのだ
が、一旦、暖機状態になった触媒２２の温度が低下して
未暖機状態になっているとき、ＳＯｘ脱離制御を行い
たいのだが、触媒２２の温度が十分に高くないとき、
エンジン１が加速運転状態になっているときの４つのう
ちのいずれかのときに、主噴射の分割制御を行う。
【００９６】これに対し、前記ステップＳＣ１でフラグ
Ｆpがオフ状態になっていると判定されて進んだステッ
プＳＣ１１では、フラグＦ１がオン状態になっているか
否か判別する。そして、この判別結果がＹＥＳ（Ｆ１＝
１）ならばステップＳＣ１３に進む一方、判別結果がＮ
Ｏ（Ｆ１＝０）ならばステップＳＣ１２に進んで、今度
は、フラグＦ２がオン状態になっているか否か判別し、
この判別結果がＹＥＳ（Ｆ２＝１）ならばステップＳＣ
１３に進む一方、判別結果がＮＯ（Ｆ２＝０）ならばス
テップＳＣ１８に進む。
【００９７】前記ステップＳＣ１１又はステップＳＣ１
２のいずれかでＹＥＳと判定されて進んだステップＳＣ
１３では、副噴射及び主噴射の噴射時期ITL，ITTをそれ
ぞれ設定する。ここで、図４（ｂ）に示すように、前記
副噴射は気筒の吸気行程初期から圧縮行程前半までの間
に行われる早期噴射か、或いは主噴射の終了後に膨張行
程ないし排気行程で行われる後期噴射であり、この実施
形態では副噴射の噴射時期ITLは気筒の吸気行程前半に
設定される。一方、主噴射の噴射時期ITTは圧縮行程の
終期に設定される。
【００９８】続いて、ステップＳＣ１４おいて、クラン
ク角信号に基づいて副噴射時期ITLなったか否か判別
し、噴射時期になるまで待って（ステップＳＣ１４でＮ
Ｏ）、噴射時期になれば（ステップＳＣ１４でＹＥ
Ｓ）、ステップＳＣ１５に進んで副噴射を行い、燃料増
量補正量Ｑcの燃料をインジェクタ５により燃焼室４に
噴射する。続くステップＳＣ１６では、同様にクランク
角信号に基づいて主噴射時期ITTになったか否か判別
し、噴射時期になるまで待って（ステップＳＣ１６でＮ
Ｏ）、噴射時期になれば（ステップＳＣ１６でＹＥ
Ｓ）、ステップＳＣ１７に進んで主噴射を行い、基本燃
料噴射量Ｑbaseの燃料をインジェクタ５により燃焼室４
に噴射して、しかる後にリターンする。
【００９９】つまり、フラグＦ1又はフラグＦ2のいずれ
かがオン状態になっているとき（Ｆ1＝１又はＦ2＝
１）、言い換えると、まずエンジン１が加速運転時では
なく、その上で、触媒２２におけるＮＯｘ吸収量が過
剰になっていて、かつ該触媒２２が暖機状態になってい
るとき、又は、触媒２２の硫黄被毒による性能低下が
懸念され、かつ該触媒２２が十分に高温状態になってい
るときのいずれかであれば、エンジン１の燃焼室４の平
均的空燃比が略理論空燃比付近かそれよりもリッチな状
態になるように、即ち排気中の酸素濃度が略１％以下の
低濃度になるように燃料噴射量を増量補正するととも
に、その増量した分の燃料Ｑcを気筒の吸気行程前半に
追加して噴射するようにしている。
【０１００】尚、前記のように増量分の燃料Ｑcを早期
噴射するのではなく、一旦、ＱbaseとＱcとを足し合わ
せて総燃料噴射量Ｑtを求め、このＱtを早期噴射量ＱrL
と後期噴射量ＱrTとに２分割して、それぞれ噴射するよ
うにしてもよい。この場合には、前記早期噴射の噴射割
合はエンジン１の負荷状態及び回転数に基づいて設定す
ればよいが、この早期噴射の噴射割合は後期噴射量の８
〜２３％の範囲とするのが好ましい。
【０１０１】さらに、前記ステップＳＣ１１及びステッ
プＳＣ１２でそれぞれフラグＦ１，Ｆ２がオフ状態にな
っていると判定されて進んだステップＳＣ１８では、ク
ランク角信号に基づいて基本噴射時期ITbaseなったか否
か判別し、噴射時期になるまで待って（ステップＳＣ１
８でＮＯ）、噴射時期になれば（ステップＳＣ１８でＹ
ＥＳ）、ステップＳＣ１９に進んで主噴射を行い、基本
燃料噴射量Ｑbaseの燃料をインジェクタ５により燃焼室
４に噴射して、しかる後にリターンする。
【０１０２】この実施形態では、前記図５に示すフロー
のステップＳＡ２により、アクセル開度センサ３２及び
クランク角センサ９からの出力に基づいて検出されたエ
ンジン１の目標トルクに応じて、燃料の基本噴射量を決
定する噴射量決定手段３５ａが構成されている。また、
ステップＳＡ８により、触媒２２の温度状態を推定する
温度状態推定手段３５ｂが構成されており、また、前記
図６に示すフローのステップＳＢ１により、触媒２２へ
の硫黄成分の吸着状態を推定する吸着状態推定手段３５
ｃが構成されている。
【０１０３】さらに、前記図７に示すフローのステップ
ＳＣ２〜ＳＣ１０によって、前記触媒２２が未暖機状態
であるか、前記触媒２２がＮＯｘの吸収過剰状態もしく
は硫黄成分の吸着過剰状態であってかつ触媒２２の温度
状態が十分に高くないか、又はエンジン１が加速運転状
態にあるときに、インジェクタ５により燃料を気筒２の
圧縮上死点近傍から３回に分割して噴射させる燃料噴射
制御手段３５ｄが構成されている。
【０１０４】そして、前記燃料噴射制御手段３５ｄによ
り燃料噴射を分割して行うときには、インジェクタ５の
一旦、閉弁してから次に開弁するまでの間隔が略９００
マイクロ秒とされ、かつ該インジェクタ５の開弁時間が
略８００マイクロ秒以下とされるとともに、該インジェ
クタ５の噴射時期は、最後の閉弁時期が気筒の圧縮上死
点後３５°ＣＡよりも以前になるように設定されてい
る。
【０１０５】（実施形態１の作用効果）次に、この実施
形態１の作用効果を説明する。
【０１０６】まず、エンジン１の冷間始動時には、未暖
機状態になっている触媒２２の昇温を促すために、図４
（ｃ）に示すように主噴射の分割制御が行われる。すな
わち、気筒２の圧縮上死点近傍でインジェクタ５により
燃料が３回に分けて噴射され、該インジェクタ５の噴孔
から噴出した燃料は全体として円錐形状の噴霧を形成し
ながら燃焼室４に広がるとともに、空気との摩擦により
分裂を繰り返して微小な油滴になり、それらの油滴の表
面から燃料が蒸発して燃料蒸気が生成される。
【０１０７】その際、前記のように燃料が３回に分けて
噴射されることで、そのうちの最初に噴射された燃料に
よる予混合燃焼の割合は相対的に少なくなり、燃焼初期
に燃焼圧や燃焼温度が過度に上昇することがなくなるの
で、ＮＯｘの生成が低減する。また、インジェクタ５の
噴孔が一旦、閉じてから次に開くまでの間は燃料の噴出
が中止するが、この中止時間が略１００マイクロ秒以上
に設定されているので、１回目の噴射によって噴出した
燃料の油滴に２回目の噴射による燃料の油滴が追いつく
ことは殆どなく、また、その２回目の噴射による燃料油
滴に３回目の噴射による燃料油滴が追いつくことも殆ど
ない。特に、この実施形態では、前記２回目の噴射を圧
縮上死点以降に行うようにしているので、この噴射され
た燃料が直ちに燃焼し、燃焼室４の圧力が大きく上昇し
て圧縮空気の粘性が高くなるので、３回目に噴射された
燃料の油滴は直ちに減速され、先に噴射された燃料の油
滴に追いつくことはない。
【０１０８】しかも、各回の開弁時間が略８００マイク
ロ秒以下に設定されていて、各回の燃料噴射量が十分に
少なくなるので、その燃料噴霧中での油滴同士の再結合
も最小限に抑制される。よって、一旦、微粒化した油滴
同士の再結合が最小限に抑えられるので、例えば燃圧を
高めて燃料の噴出速度を大きくすることにより、燃料の
微粒化ひいては気化霧化が十分に促進して、燃料蒸気と
空気との混合状態を大幅に改善することができる。
【０１０９】さらに、前記インジェクタ５からの燃料の
噴出が中止する中止時間が略１ミリ秒以下に設定されて
いるので、２回目に噴射された燃料は１回目に噴射され
た燃料の燃焼が終了する前に燃焼し始め、また、３回目
に噴射された燃料も２回目に噴射された燃料の燃焼が終
了する前に燃焼するというように、各噴射による燃料が
途切れることなく継続して良好に燃焼される。加えて、
前記３回目の噴射の終了時期が気筒２の圧縮上死点後３
５°ＣＡよりも以前とされているので、燃焼が過度に緩
慢になることもない。
【０１１０】要するに、主噴射を分割して行うことによ
り、噴射された燃料の燃焼状態を極めて良好なものにし
て、燃費改善とスモーク生成の抑制とを実現できる。ま
た、噴射終了時期は相対的に遅くなるものの、その間に
断続的に噴射される燃料は上述の如く良好に気化霧化さ
れて拡散燃焼するので、燃料噴射時期を遅角補正した場
合のように燃焼状態が悪くなることはなく、むしろ、燃
焼室４の圧力が相対的に長い間、高い状態に維持され
て、燃焼ガスの膨張力が極めて有効にピストン３に伝達
されるようになり、機械効率の向上によっても燃費の改
善が図られる。
【０１１１】そして、前記のように燃料が良好に燃焼さ
れて燃焼エネルギーそのものが大きくなる上に、燃焼の
終了時期が遅くなって、排気の一部が温度状態が高いう
ちに排気通路２０に流出するようになるので、排気圧力
及び排気温度を上昇させて、触媒２２の早期昇温を促す
ことができる。
【０１１２】このようにして触媒２２が暖機状態になる
と、その後は、図４（ａ）に示すように、各気筒２の圧
縮上死点近傍でインジェクタ５から基本燃料噴射量Ｑba
seの燃料が一括して１回噴射され、エンジン１は燃焼室
４の平均的空燃比がリーンな状態で運転されるようにな
る。そして、この燃焼に伴い生成するＮＯｘが触媒２２
に吸収されて、その吸収量が過剰な状態になると、ま
ず、該触媒２２の温度状態が温度状態推定手段３５ｂに
より推定される。このとき、例えばエンジン１が長時間
アイドル運転状態にされ、触媒２２が排気によって冷却
されて未暖機状態に対応する温度状態になっていれば、
上述の如き主噴射の分割制御が行われて、触媒２２の昇
温が図られる。
【０１１３】一方、触媒２２が暖機状態であれば、ＮＯ
ｘ放出制御が行われて、燃焼室４の平均的空燃比が略理
論空燃比付近になるように、燃料噴射量が増量されると
ともに、その増量分の燃料が気筒の吸気行程前半で噴射
される。このＮＯｘ放出制御により、スモークの生成を
抑制しながら排気の酸素濃度を低下させることができ、
触媒２２からＮＯｘを放出させて還元浄化することがで
きる。つまり、触媒２２をリフレッシュして、ＮＯｘ吸
収性能を回復させることができる。
【０１１４】また、エンジン１が加速運転状態になる
と、上述の如き主噴射の分割制御が行われて排気温度及
び排気圧力が増大するので、ターボ過給機２５による吸
気の過給効果が高められ、燃焼室４への吸気充填量が速
やかに増大して、エンジン出力が高められる。つまり、
エンジン１の加速運転時に主噴射の分割制御を行うこと
により、燃費の悪化や排気有害成分の増大を招くことな
く、ターボラグを軽減して加速性能を向上させることが
できる。尚、前記のように触媒２２の昇温のために燃料
噴射量を増量していて、かつエンジン１が加速運転状態
になれば、その増量した燃料が圧縮上死点近傍で３分割
して噴射されるようになり、この場合には燃費等はやや
悪化するものの、加速性能がより一層向上するととも
に、触媒２２の温度も速やかに上昇する。
【０１１５】さらに、この実施形態では、前記ターボ過
給機２５としていわゆるＶＧＴを用いているので、エン
ジン１が低回転域にあるときにはタービン２１の直上流
のノズル断面積（Ａ）を小さくして排気流速を上げるこ
とにより、過給効率を高める一方、エンジン１が高回転
域にあるときには前記ノズル断面積（Ａ）を大きくして
排気流量を確保することにより、過給効率を高めること
ができる。このことで、エンジン１の加速性能をさらに
向上させることができる。
【０１１６】加えて、車両の累積走行距離がある程度大
きくなると（例えば、累積走行距離が数千ｋｍになる
と）、触媒２２は硫黄成分の吸着により劣化してＮＯｘ
吸収性能が低下するようになる。このため、吸着状態推
定手段３５ｃにより推定される触媒２２への硫黄成分の
吸着量が過剰状態になると、前記のＮＯｘ放出制御の場
合と同様に、まず、触媒２２の温度状態が温度状態推定
手段３５ｂにより推定され、触媒２２の温度状態がＳＯ
ｘの脱離に必要な高温状態になっていなければ、主噴射
の分割制御によって触媒２２の昇温が図られる。
【０１１７】一方、触媒２２の温度状態が十分に高けれ
ばＳＯｘ放出制御が行われ、燃焼室４の平均的空燃比が
リッチな状態になるように燃料噴射量が増量されるとと
もに、その増量分の燃料が気筒の吸気行程前半で噴射さ
れる。このＳＯｘ脱離のときにＮＯｘ放出のときよりも
多く燃料を増量するのは、ＳＯｘのほうがＮＯｘよりも
触媒２２のバリウムＢａとの親和性が高いので、そのＳ
Ｏｘを脱離させるためには排気中の還元剤成分をさらに
増加させる必要があるからである。こうして、ＳＯｘ脱
離制御により触媒２２からＳＯｘを脱離させて、該触媒
２２のＮＯｘ吸収性能を回復させることができる。
【０１１８】次に、前記主噴射の分割制御を行う場合の
噴射条件について、さらに詳細に検討する。
【０１１９】上述の如く、気筒２の圧縮上死点近傍でイ
ンジェクタ５により燃料を複数回に分割して噴射するこ
とで、燃料の微粒化を促進して燃焼状態を大幅に改善す
るとともに、有効な燃焼時間を延長して機械効率を改善
しかつ排気エネルギーも高めることができるのである
が、このためには、インジェクタ５による分割噴射の回
数や１回毎の開弁時間（インジェクタ５が一旦、開いて
から次に閉じるまでの時間）、さらには開弁間隔Δｔ
（インジェクタ５が一旦、閉じてから次に開くまでの間
隔：図４参照）等を適切に設定して、燃焼室４に噴出し
た燃料の油滴同士ができるだけ再結合しないようにする
とともに、燃焼を開始から終了まで途切れずにかつ良好
に継続させる必要がある。
【０１２０】そこで本発明者らは、エンジン１の目標ト
ルクに対応する基本噴射量の燃料を略圧縮上死点から一
括して噴射した場合（以下、一括割噴射という）、同じ
く略圧縮上死点から２回に分割して噴射した場合（以下
２分割噴射という）、及び同様にして３回に分割して噴
射した場合（以下３分割噴射という）のそれぞれについ
て、インジェクタ５の開弁間隔Δｔを変更しながら、こ
れに伴い変化する噴射終了時のクランク角度と、排気温
度、排気圧力、燃費率等との関係を調べた。
【０１２１】まず、図８に排気温度についての試験結果
を示す。同図によれば、一括噴射よりも２分割噴射の方
が排気温度が高く、その２分割噴射よりも３分割噴射の
方がさらに排気温度が高くなっている。また、同図にお
いて２分割噴射及び３分割噴射は、それぞれインジェク
タ５の開弁間隔Δｔを３５０〜９００マイクロ秒（μse
c）の範囲で適宜変更しながら排気温度を計測してお
り、この範囲であれば開弁間隔Δｔを拡げた方が排気温
度が高くなることが分かる。詳しくは、例えば２分割噴
射では、Δｔ＝３５０，４００，７００，９００μsec
のときの排気温度をそれぞれプロットしており、また、
３分割噴射では、Δｔ＝４００，５５０，７００，９０
０μsecのときの排気温度をそれぞれプロットしてい
る。さらに、図９は同様に排気圧力についての試験結果
を示し、同図によれば、燃料噴射の分割回数及び開弁間
隔Δｔを増やすと、排気圧力も排気温度と同様に高まる
ことが分かる。
【０１２２】つまり、燃料を分割して噴射すれば、その
分、燃焼の終了時期が遅れるので、自ずと排気エネルギ
ーが増大する上に、燃焼性の改善により、同じ分量の燃
料であっても燃焼のエネルギーそのものが増大するの
で、前記試験結果の如く排気温度及び排気圧力がいずれ
も高くなるのである。そして、そのようにして排気エネ
ルギーが増大すれば、ターボ過給機２５の過給能力も向
上するので、図１０に示すように、過給圧（ブースト圧
力）を高めることができる。
【０１２３】また、同様にして燃費率の変化を計測した
試験結果を図１１に示すと、一括噴射よりも２分割噴射
の方が燃費率が改善されているが、３分割噴射とした場
合には、インジェクタ５の開弁間隔Δｔが短いときは燃
費率がやや改善される一方、開弁間隔Δｔが長くなるに
連れて燃費率が悪化することが分かる。これは、分割噴
射により燃焼性が改善しかつ機械効率が向上する一方、
それと同時に熱効率が低下するためであり、このことか
ら、噴射の終了時期はあまり遅くしないほうが好ましい
と言うことができる。
【０１２４】さらに、同様にして排気中の有害成分であ
るスモーク、ＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣの排出量の計測結果
を、それぞれ図１２〜図１５に示す。すなわち、図１２
によれば、２分割及び３分割噴射のいずれの場合も、イ
ンジェクタ５の開弁間隔Δｔが短いときはスモーク量を
低減できる一方、開弁間隔Δｔが長くなるに連れてスモ
ーク量が増大することが分かる。また、図１３に示すＮ
Ｏｘの場合は、反対に２分割及び３分割噴射のいずれの
場合も、インジェクタ５の開弁間隔Δｔが長い方がＮＯ
ｘの生成を低減できることが分かる。さらにまた、図１
４及び図１５にそれぞれ示すように、ＣＯ及びＨＣの排
出量についてはスモークと同様の傾向が見られる。
【０１２５】また、分割回数に関しては、前記各図に示
すように分割回数を３回に設定すれば、排気温度、排気
圧力、過給圧が上昇し、ＮＯｘ量が低減する。一方、ス
モークやＣＯの排出量に関しては、インジェクタ５の開
弁間隔Δｔを短くすれば、分割回数を多くしても大きく
増大することはなく、むしろ低減することもある。ま
た、ＨＣについては２分割又は３分割噴射とすることで
一括噴射よりも排出量が低減している。
【０１２６】尚、前記実験結果は、この実施形態と同様
に可変式のターボ過給機２５を装備した排気量２０００
ｃｃの４気筒ディーゼルエンジンを用いて、このエンジ
ンを比較的負荷の低い状態でかつエンジン回転数を約１
５００ｒｐｍで運転したときのものである。
【０１２７】（実施形態２）図１６〜図２３は、本発明
の実施形態２に係るエンジンの燃料噴射装置Ａを示し、
この燃料噴射装置Ａの全体構成は実施形態１のものと同
じなので、実施形態１と同じ構成要素については同一符
号を付して、その説明は省略する。そして、この実施形
態２の燃料噴射装置Ａでは、エンジン１が定常運転状態
になっているとき、通常は図１６（ａ）に示すように、
インジェクタ５により基本燃料噴射量Ｑbaseの燃料を気
筒の圧縮上死点近傍で２分割して主噴射させる一方、触
媒２２の温度状態を高めたいときやエンジン１が加速運
転状態にあるときには、同図（ｂ）に示すように主噴射
を３分割して行うようにしており、また、触媒２２のリ
フレッシュのためのＮＯｘ放出制御やＳＯｘ脱離制御の
ときには、同図（ｃ）に示すように、主噴射を３回に分
割して行うとともに、実施形態１と同様の副噴射を行う
ようにしている。
【０１２８】（燃料噴射制御）具体的に、この実施形態
における燃料噴射制御では、まず、前記実施形態１と同
じく図５に示すフローのステップＳＡ１〜ＳＡ１６の制
御手順を実行し、続いて、図１７に示すフローのステッ
プＳＤ１〜ＳＤ１４において、実施形態１の図６に示す
フローのステップＳＢ１〜ＳＢ１４と同じ制御を行う。
そして、続くステップＳＤ１５において、エンジン１が
加速運転状態にあるかどうか判定し、加速運転状態でＹ
ＥＳであれば、続くステップＳＤ１６でフラグＦpをオ
ン状態にし（Ｆp＝１）、続くステップＳＤ１７では、
エンジン１の加速運転状態を示すフラグＦaccをオン状
態にする。
【０１２９】一方（Ｆacc＝１）、加速運転状態でない
ＮＯであれば、フラグＦp，Ｆaccの状態はそのままで、
ステップＳＤ１８に進む。このステップＳＤ１８では、
アクセル開度センサ３２やクランク角センサ９からの出
力信号に基づいて、エンジン１がアイドル運転状態であ
るかどうか判定し、アイドル運転状態でＹＥＳであれ
ば、ステップＳＤ１７に進んで、フラグＦpをオン状態
にする一方（Ｆp＝１）、アイドル運転状態でないＮＯ
であれば、フラグＦpの状態はそのままで、図１８に示
すフローのステップＳＥ１に進む。
【０１３０】そして、前記ステップＳＤ１８，１９に続
いて、ステップＳＥ１では、まず、フラグＦpがオン状
態か否か判別し、この判別結果がＮＯならばステップＳ
Ｅ７に進む一方、判別結果がＹＥＳならばステップＳＥ
２〜ＳＥ４の各ステップにおいて、図７に示すフローの
ステップＳＣ２〜ＳＣ４と同じ制御手順を実行して、主
噴射を３回に分割して行うときの第１〜第３燃料噴射量
Ｑ1〜Ｑ3とその各噴射時期IT1〜IT3を設定する。
【０１３１】ここで、図１６（ｂ）に示すように、第１
噴射時期IT1は基本的な噴射時期ITbaseと同じであり、
続く第２噴射時期IT2及び第３噴射時期IT3は、それぞれ
先の噴射が終了してインジェクタ５が閉じてから所定の
開弁間隔Δｔを空けて設定される。この開弁間隔Δｔ
は、略５００マイクロ秒ないし略１ミリ秒の範囲内でエ
ンジン１の運転状態に応じて実験的に決定された最適値
がマップとして記録されており、このマップから読み込
まれて設定される。また、前記マップ上のエンジン１の
アイドル運転領域（エンジン１の所定の低負荷運転領
域）では、開弁間隔Δｔは相対的に大きな値とされてい
て、このことで、図１３に示すようにＮＯｘの生成を抑
えることができるので、後述の如くＥＧＲ弁の制御によ
り排気の還流割合を少なめにしても、ＮＯｘの排出量を
十分に低減することができる。
【０１３２】続いて、ステップＳＥ５では、今度はフラ
グＦaccがオン状態か否か判別する。この判別結果がＹ
ＥＳであれば（Ｆacc＝１）、エンジン１が加速運転状
態にあるので、ステップＳＥ６に進んで、第１〜第３の
各燃料噴射間の開弁間隔Δｔを所定時間αだけ長くなる
ように延長し、第２及び第３噴射時期IT2,IT3をそれぞ
れ遅角側に補正する。そしてその後、図１９のステップ
ＳＦ１〜ＳＦ１１に進み、後述の如く主噴射を３回に分
割して実行する。
【０１３３】つまり、このフローでは、フラグＦpがオ
ン状態になっているとき（Ｆp＝１）、言い換えると、
エンジン１の冷間始動時に触媒３０が未暖機状態にな
っているとき、エンジン１の運転中にＮＯｘ放出制御
を行うときであって、かつ燃料噴射量を増量補正する前
に未暖機状態の触媒３０を暖めるとき、エンジン１が
アイドル運転状態のとき、エンジン１が加速運転状態
のときのいずれか１つのときに、主噴射を３回に分割し
て行うようにしている。また、エンジン１が加速運転状
態のときには、第１〜第３の各噴射間の開弁間隔Δｔを
特に延長することで、排気エネルギーを十分に高めて加
速性能を向上させるようにしている。尚、前記の主噴射
の分割回数は、３回に限らず例えば４〜７回に設定する
ようにしてもよい。
【０１３４】一方、前記ステップＳＥ１でフラグＦpが
オフ状態になっていると判定されて進んだステップＳＥ
７，ＳＥ８では、実施形態１の図７に示すフローのステ
ップＳＣ１１，ＳＣ１２と同じくフラグＦ１，Ｆ２の状
態を判別し、両方のフラグＦ１，Ｆ２がオフ状態になっ
ていればステップＳＥ１３に進む一方、少なくとも一方
のフラグＦ１，Ｆ２がオン状態になっていれば、ステッ
プＳＥ９に進んで、前記ステップＳＥ２と同様に基本燃
料噴射量Ｑbaseに燃料増量補正量Ｑcを加えて、総燃料
噴射量Ｑtを演算する。続いて、ステップＳＥ１０にお
いて、実施形態１と同様に副噴射の燃料噴射量Ｑp及び
噴射時期ITpをそれぞれ設定する。
【０１３５】続いて、ステップＳＥ１１において、前記
総燃料噴射量Ｑtから副噴射量Ｑpを減算した後に３等分
して、それぞれ最終的な第１、第２及び第３燃料噴射量
Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3とする。続くステップＳＥ１２では、前
記ステップＳＥ４と同様にして第１〜第３燃料噴射時期
IT1〜IT3をそれぞれ設定する。尚、この場合の各噴射間
の開弁間隔Δｔも略５００マイクロ秒ないし略１ミリ秒
の範囲内の値とされる。そして、図１９のステップＳＦ
１〜ＳＦ１１に進んで、後述の如く主噴射を３回に分割
して実行する。
【０１３６】つまり、フラグＦ1又はフラグＦ2のいずれ
かがオン状態になっているとき（Ｆ1＝１又はＦ2＝
１）、言い換えると、まずエンジン１がアイドル運転状
態でも加速運転状態でもなく、その上で、触媒２２に
おけるＮＯｘ吸収量が過剰になっていて、かつ該触媒２
２が暖機状態になっているとき、又は、触媒２２の硫
黄被毒による性能低下が懸念され、かつ該触媒２２が十
分に高温状態になっているときのいずれかであれば、エ
ンジン１の燃焼室４の平均的空燃比が略理論空燃比付近
かそれよりもリッチな状態になるように、即ち排気中の
酸素濃度が略１％以下の低濃度になるように燃料噴射量
を増量補正するとともに、その増量した燃料の一部を気
筒２の吸気行程前半に副噴射する一方、残りの燃料を気
筒の圧縮上死点近傍で３分割して噴射するようにしてい
る。尚、この場合も、主噴射を３回に限らず例えば４〜
７回に分割するようにしてもよい。また、副噴射は主噴
射終了後の膨張行程から排気行程の間に実行するように
してもよい。
【０１３７】さらに、前記ステップＳＥ７，ＳＥ８にお
いて、フラグＦ１，Ｆ２が両方共にオフ状態になってい
ると判定して進んだステップＳＥ１３では、基本燃料噴
射量Ｑbaseを２等分して、それぞれ最終的な第１及び第
２燃料噴射量Ｑ1，Ｑ2とするとともに、第３燃料噴射量
Ｑ3＝０とする。続いて、ステップＳＥ１４では、前記
ステップＳＥ４，ＳＥ１２と同様にして、第１及び第２
燃料噴射時期IT1，IT2をそれぞれ設定し、しかる後に、
図１９のステップＳＦ１〜ＳＦ１１に進んで、主噴射を
２分割して実行する。この場合、第１燃料噴射及び第２
燃料噴射の間の開弁間隔Δｔは略１００マイクロ秒ない
し略９００マイクロ秒の範囲と相対的に短くなるように
設定する。
【０１３８】つまり、エンジン１の冷間始動時やＮＯｘ
放出制御等の実行時でなく、また、アイドル運転状態で
も加速運転状態でもない通常の定常運転状態において
は、主噴射は２回に分割して行いかつ開弁間隔Δｔを相
対的に短く設定するようにしており、こうすることで、
図１１に示すように燃費率を改善することができる。
【０１３９】前記図１８のステップＳＥ５，ＳＥ６，Ｓ
Ｅ１２，ＳＥ１４に続いて、図１９のステップＳＦ１で
は、副噴射量Ｑpの値が零であるか否か判別し、Ｑp＝０
でＹＥＳならばステップＳＦ５に進む一方、Ｑp≠０で
ＮＯであればステップＳＦ２に進み、クランク角信号に
基づいて副噴射時期ITpなったか否か判別する。そし
て、噴射時期になるまで待って（ステップＳＦ２でＮ
Ｏ）、噴射時期になれば（ステップＳＦ２でＹＥＳ）、
ステップＳＦ３に進んで副噴射を行い、噴射量Ｑpの燃
料をインジェクタ５により燃焼室４に噴射する。続い
て、ステップＳＦ４において、副噴射量を零にして（Ｑ
p←０）、ステップＳＦ５に進む。
【０１４０】続いて、ステップＳＦ５では、クランク角
信号に基づいて第１噴射時期IT1なったか否か判別し、
噴射時期になるまで待って（ステップＳＦ５でＮＯ）、
噴射時期になれば（ステップＳＦ５でＹＥＳ）、ステッ
プＳＦ６に進んで第１の燃料噴射を行い、噴射量Ｑ1の
燃料をインジェクタ５により燃焼室４に噴射する。続く
ステップＳＦ７では、前記ステップＳＦ６で行った第１
の燃料噴射の終了後の経過時間に基づいて第２噴射時期
IT2になったか否か判別し、噴射時期になるまで待って
（ステップＳＦ７でＮＯ）、噴射時期になれば（ステッ
プＳＦ７でＹＥＳ）、ステップＳＦ８に進んで第２の燃
料噴射を実行する。
【０１４１】続いて、ステップＳＦ９では、第３の燃料
噴射量Ｑ3の値が零であるか否か判別し、Ｑ3＝０でＹＥ
Ｓならばリターンする一方、Ｑ3≠０でＮＯであればス
テップＳＦ１０に進む。そして、前記ステップＳＦ６で
行った第１の燃料噴射、或いは前記ステップＳＦ８で行
った第２の燃料噴射のいずれかが終了してからの経過時
間に基づいて、第３噴射時期IT3になったか否か判別
し、噴射時期になるまで待って（ステップＳＦ１０でＮ
Ｏ）、噴射時期になれば（ステップＳＦ１０でＹＥ
Ｓ）、ステップＳＦ１１に進んで第３の燃料噴射を実行
して、しかる後にリターンする。
【０１４２】前記のように、この実施形態では、インジ
ェクタ５による第２及び第３の燃料噴射の時期をそれよ
りも前の第１又は第２の燃料噴射が終了してからの経過
時間に基づいて設定するようにしているので、クランク
角に基づいて設定するもののようにエンジン１の回転変
動の影響を受けることが無くなり、よって、極めて正確
な分割噴射制御を行うことができる。尚、そのように第
１又は第２の燃料噴射が終了してからの経過時間ではな
く、該燃料噴射を開始してからの経過時間とインジェク
タ５の開弁時間とに基づいて、第２及び第３の燃料噴射
時期を設定するようにしてもよい。
【０１４３】前記図１７のフローのステップＳＤ１によ
り、触媒２２への硫黄成分の吸着状態を推定する吸着状
態推定手段３５ｃが構成され、また、ステップＳＤ９に
より、該吸着状態推定手段３５ｃによる劣化成分の推定
吸着量が所定量以上になったときに、燃焼室４の平均空
燃比を理論空燃比よりもリッチな状態になるように制御
する空燃比制御手段３５ｅが構成されている。また、こ
の実施形態では、図５のフローのステップＳＡ１４が、
触媒２２に対して供給される排気中の還元剤成分が増大
するようエンジン１の所定の運転状態で燃料噴射量を増
量補正する噴射量増量補正手段に対応している。
【０１４４】また、前記図１８及び図１９に示すフロー
の制御手順が全体として、インジェクタ５により気筒の
圧縮上死点近傍で燃料を複数回に分割して噴射させる燃
料噴射制御手段３５ｄに対応しており、この燃料噴射制
御手段３５ｄは、エンジン１の定常運転時に燃料噴射を
２回に分割して行うとともに、触媒２２が未暖機状態で
あるか、触媒２２がＮＯｘの吸収過剰状態もしくは硫黄
成分の吸着過剰状態であってかつ触媒２２の温度状態が
十分に高くないか、又はエンジン１がアイドル運転状態
或いは加速運転状態にあるときには、燃料噴射の分割回
数を３回に増やすとともに、インジェクタ５が閉じてか
ら次に開くまでの開弁間隔Δｔを相対的に増大させると
いう補正制御を行うように構成されている。
【０１４５】（排気還流制御）以下に、前記ＥＣＵ３５
によるＥＧＲ弁の作動制御について具体的に図２０に示
すフローチャート図に沿って説明する。尚、この制御は
所定時間毎に実行される。
【０１４６】まず、スタート後のステップＳＧ１におい
て、クランク角信号、エアフローセンサ出力、アクセル
開度等を読み込み、続くステップＳＧ２において、アク
セル開度とクランク角信号から求めたエンジン回転数と
に基づいて、マップから基本ＥＧＲ率EGRbを読み込む。
ここで、ＥＧＲ率とは、ＥＧＲ通路２３により吸気通路
１０に還流される排気還流量の全吸気量に対する割合の
ことである。
【０１４７】また、前記ＥＧＲ率のマップは、図２１に
例示するように、アクセル開度及びエンジン回転数に対
応する最適なＥＧＲ率を予め実験的に決定して、ＥＣＵ
３５のメモリに電子的に格納したものであり、基本ＥＧ
Ｒ率EGRbはアクセル開度が小さいほど大きくなるよう
に、即ち排気の還流割合がエンジン１の低負荷側で高負
荷側よりも大きくなるように設定されるとともに、基本
ＥＧＲ率EGRbはエンジン回転数が低いほど大きくなるよ
うに設定されている。但し、該マップ上で図に斜線を入
れて示すエンジン１のアイドル運転領域では、基本ＥＧ
Ｒ率EGRbはエンジン１が中負荷運転領域にあるときより
も低くなるように小さめに設定されている。
【０１４８】前記ステップＳＧ２に続くステップＳＧ３
では、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、マ
ップから目標新気量ｑを読み込む。ここで、新気量とは
燃焼室４に吸入される気体（吸気）のうちから還流排気
やブローバイガス等を除いたもので、エアフローセンサ
１１により計測される吸入空気量のことである。また、
新気量はＥＧＲ率と密接に関係しており、通常はＥＧＲ
率が大きいほど排気の還流割合が多くなり、その分、新
気量は少なくなる。前記目標新気量のマップも前記ＥＧ
Ｒ率のマップと同様にメモリに格納されており、図２２
に例示するように目標新気量ｑはアクセル開度が大きい
ほど大きくなるように、また、エンジン回転数が高いほ
ど大きくなるように設定されている。但し、前記ＥＧＲ
率のマップと同様、図に斜線を入れて示すエンジン１の
アイドル運転領域では、目標新気量ｑはエンジン１が中
負荷運転領域にあるときよりも多くなるように設定され
ている。
【０１４９】ここで、一般的に、直噴式ディーゼルエン
ジンにおいては、ＥＧＲ率を高めることでＮＯｘの生成
を抑制することができるが、ＥＧＲ率を高めれば、前記
のようにエンジン１の燃焼室４の平均的空燃比がリッチ
側に変化し、図２３に例示するように、平均的空燃比が
理論空燃比（例えば１４．３）に近くなると、スモーク
の生成量が急増するという傾向がある。そこで、前記ス
テップＳＧ２，ＳＧ３における基本ＥＧＲ率EGRb及び目
標新気量ｑのマップでは、エンジン１の燃焼室４の平均
的空燃比が例えば図２３のグラフにA/F*1として示すよ
うに、スモーク量の急増しない範囲でできるだけ小さな
値になるように設定している。
【０１５０】また、特にエンジン１のアイドル運転領域
では、燃焼室４の平均的空燃比が前記図２３のグラフに
A/F*2として示すように前記A/F*1に比べてかなりリーン
な状態になるよう、前記ＥＧＲ率や新気量のマップにお
いて、それぞれ基本ＥＧＲ率EGRbを小さめにかつ目標新
気量ｑを大きめに設定している。すなわち、エンジン１
がアイドル運転状態にあるときにはＥＧＲ弁２４の開度
が相対的に小さくされることになるので、この状態から
加速運転状態に移行するときに、直ちにＥＧＲ弁２４を
閉じて、燃焼室４への吸入空気量を速やかに増大させる
ことが可能になる。このことで、エンジン１の加速性能
が向上するとともに、加速運転状態への移行時に空燃比
が一時的に過度にリッチな状態になることを回避して、
加速初期のスモーク増大を軽減することができる。尚、
エンジン１んのアイドル運転領域では、上述の如く燃料
噴射を３回に分割して行うことによりＮＯｘの生成を抑
えることができるので、ＥＧＲ率を小さめに設定して
も、ＮＯｘの排出量が過大になることはない。
【０１５１】前記ステップＳＧ３に続いて、ステップＳ
Ｇ４では、エアフローセンサ出力から求められる実新気
量から目標新気量ｑを減算した新気量偏差に基づいて、
ＥＧＲ率フィードバック補正値EGRf/bを演算する。すな
わち、新気量偏差に対応するＥＧＲ率フィードバック補
正値EGRf/bの値が予め実験的に求められて、図示しない
マップに記録されており、このマップからＥＧＲ率フィ
ードバック補正値EGRf/bの値を読み込むようにする。こ
のマップにおいて、ＥＧＲ率フィードバック補正値EGRf
/bは、目標新気量ｑが実新気量よりも多いときは負の値
とされ、また、目標新気量ｑが実新気量よりも少ないと
きは正の値とされるとともに、いずれも偏差が大きいほ
ど絶対値が大きくなるように設定されている。尚、目標
新気量ｑが実新気量に近いところには不感帯が設けられ
ている。
【０１５２】続いて、ステップＳＧ５では、前記ステッ
プＳＧ２で読み込んだ基本ＥＧＲ率EGRbにステップＳＧ
４で求めたＥＧＲ率フィードバック補正値EGRf/bを加算
して、目標ＥＧＲ率EGRtを演算する。そして、続くステ
ップＳＧ６において、その目標ＥＧＲ率EGRtに対応する
出力を負圧制御用の電磁弁２８に出力して、ＥＧＲ弁２
４を駆動し、しかる後にリターンする。
【０１５３】前記の排気還流制御によれば、基本的にエ
ンジン１の低負荷側でＥＧＲ率を相対的に大きくし、燃
焼室４への排気還流量を確保して、ＮＯｘの生成を低減
することができる。一方、エンジン１の負荷状態が高く
なるに従い、ＥＧＲ率が徐々に小さくされて新気の吸入
量が多くなるので、負荷状態に対応した十分な出力を得
ることができる。さらに、エンジン１がアイドル運転状
態にあるときには、ＥＧＲ弁２４の開度を相対的に小さ
くさせることで、加速運転状態への移行時に一時的にス
モークが増大することを抑制できる。
【０１５４】前記図２０のフローが全体として、ＥＧＲ
弁２４の開度を、ＥＧＲ率がエンジン１の低負荷側で高
負荷側よりも増大するように制御するとともに、エンジ
ン１のアイドル運転領域ではＥＧＲ率が中負荷運転領域
よりも低くなるように制御する排気還流制御手段３５ｆ
に対応している。
【０１５５】（実施形態２の作用効果）したがって、こ
の実施形態２に係る燃料噴射装置Ａによれば、実施形態
１と同じ作用効果が得られる上に、エンジン１が定常運
転状態にあるときに通常はインジェクタ５により２分割
噴射が行われるので、エンジン１の使用頻度の極めて高
い状態で燃費率が改善され、車両の走行中全体として大
幅な燃費改善が図られる。しかも、２分割噴射によって
排気エネルギが高まるので、ターボ過給機２５による過
給効率の向上が図られ、また、一括噴射とする場合に比
べて、触媒２２の温度状態を高めに維持することもで
き、排気中のＨＣやＮＯｘを低減することもでき、イン
ジェクタ５の開弁間隔Δｔを短めに設定すれば、スモー
クやＣＯの低減も可能になる。
【０１５６】また、エンジン１のアイドル運転時には、
インジェクタ５により３分割噴射を行わせてＮＯｘ生成
量を低く抑えるとともに、その分、ＥＧＲ率は小さめに
設定してＥＧＲ弁２４を開度の小さな状態にさせること
で、エンジン１はアイドル運転状態から加速運転状態に
移行することが極めて多いのであるが、このときにＥＧ
Ｒ弁２４の閉作動の遅れを最小限に抑えて、空燃比のリ
ッチ化に起因するスモーク増大を軽減することができ
る。しかも、燃料の３分割噴射によって排気エネルギー
をさらに高めることができるので、加速運転状態への移
行はスムーズに行われる。尚、アイドル運転状態では燃
料噴射量そのものが少ないので、エンジン１の運転領域
全般での燃費性能に及ぼす悪影響は小さい。
【０１５７】さらに、エンジン１が加速運転状態にある
ときには、実施形態１と同様にインジェクタ５により３
分割噴射を行わせるとともに、インジェクタ５の開弁間
隔Δｔを所定時間αだけ延長することで、排気エネルギ
を一層、増大させて。ターボ過給機２５の過給効果を高
めることができる。また、このとき、インジェクタ５の
開弁間隔Δｔを略１ミリ秒程度にまで延長すれば、その
ことによって、スモークの生成を抑制することができ
る。
【０１５８】（他の実施形態）本発明は前記実施形態１
又は２に限定されるものではなく、その他の種々の実施
形態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態
では、触媒２２の温度状態を高めるために、基本燃料噴
射量Ｑbaseを３等分して噴射するようにしているが、こ
れに限らず、例えば、噴射量がそれぞれ異なるように分
割してもよい。また、エンジン１の燃焼室４の平均的空
燃比が略理論空燃比かそれよりもリッチな状態になるよ
うに燃料を増量して、その増量補正後の燃料を分割して
噴射するようにしてもよい。このようにすれば、燃料を
増量しない場合に比べて燃費等がやや悪化するものの、
排気温度は更に高くなるので、触媒２２の昇温をより迅
速に行うことができる。
【０１５９】また、触媒２２としては、前記実施形態に
開示したものの他に、例えばＮＯｘ還元浄化タイプの触
媒を用いることもでき、さらには、排気中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＳＯＦ等を温度状態が高くなると浄化する酸化触媒
を用いてもよい。例えば、上流側の第１触媒を母材とし
てのアルミナに銀Ａｇを担持させたAg/Al2O3で構成する
とともに、下流側の第２触媒を母材としてのＭＦＩ（合
成ゼオライトＺＳＭ−５）に白金Ｐｔをイオン交換法や
含浸法によって担持させてなるPt+-MFIで構成すればよ
く、この触媒は、排気中の酸素濃度が高いときでも、Ｈ
Ｃを還元剤としてＮＯｘを還元浄化することができるも
ので、その浄化性能は例えば図２４に示すような温度依
存性を有するものである。
【０１６０】前記のようなＮＯｘ還元浄化タイプの触媒
に対しても、エンジン運転中の所定期間毎や或いは触媒
の浄化性能が低下したときに、排気中の還元剤成分を増
大させるよう燃料を増量補正するとともに、主噴射のみ
か或いは主噴射と副噴射（膨張行程から排気行程にかけ
て行うものも含む）とによって燃料を噴射し、さらに、
このときの触媒温度が低ければ、図１８のステップＳＥ
９〜ＳＥ１２に示すように主噴射を分割して行うように
してもよい。このようにすれば、触媒の昇温促進と触媒
への還元剤成分の供給とを同時に行うことができるの
で、該触媒の浄化性能を向上させて、十分な性能を発揮
させることができる。
【０１６１】さらに、前記各実施形態において、例えば
図２５に示すように、３分割して行う主噴射の直前に、
いわゆるパイロット噴射を実行するようにしてもよい。
すなわち、基本燃料噴射量Ｑbaseの１/２０〜１/１０程
度の燃料を主噴射の直前に噴射することにより、この燃
料は噴射直後に燃焼することはないが、ピストンの上昇
に伴う圧力上昇によって主噴射の前に火種を形成するの
で、最初の予混合燃焼における燃焼圧力等の急激な上昇
が緩和されて、エンジン１の運転騒音や振動の低減が図
られる。
【０１６２】また、前記実施形態２では、エンジン１が
アイドル運転状態の時に燃料を３分割噴射させてＮＯｘ
の生成を抑えるようにしているが、これに限らず、通所
の定常運転状態と同じく２分割噴射とするとともに、イ
ンジェクタ５の開弁間隔Δｔを相対的に長く（例えば７
００マイクロ秒以上）設定することで、ＮＯｘの生成を
抑えるようにしてもよい。
【０１６３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るディーゼルエンジンの燃料噴射装置によると、エン
ジンの要求出力に対応する噴射量の燃料を燃料噴射制御
手段により気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して噴
射することにより、燃料の油滴同士の再結合を大幅に抑
制して、燃料の微粒化ひいては気化霧化を十分に促進す
ることができる。このことで、エンジンの燃焼状態が極
めて良好なものになり、燃費の改善とスモーク生成の抑
制とが図られる一方、燃料の予混合燃焼割合が減少する
ので、ＮＯｘの生成量も低減できる。また、燃焼ガスの
膨張力が極めて有効にピストンに伝達されるようになる
ので、機械効率の向上による燃費改善が図られ、さら
に、良好な燃焼により燃焼エネルギーそのものが増大す
る上に、燃焼の終了時期が遅くなることで、排気の圧力
及び温度が上昇する。つまり、スモークやＮＯｘ等の排
気有害成分を低減しかつ燃費改善を図りつつ、その上さ
らに、排気圧力及び排気温度を高めることができる。加
えて、このような効果を、エンジンの要求出力に対応す
る燃料噴射量によって得ることができるので、このこと
によっても燃費改善が図られれる。
【０１６４】請求項３の発明によると、燃料噴射を分割
するときの燃料噴射弁の開弁間隔を略１ミリ秒以下とす
ることで、燃焼を途切れずに継続させることができ、こ
のことで燃焼を良好に維持できる。
【０１６５】請求項４の発明によると、燃料噴射を分割
するときの燃料噴射弁の開弁間隔を略１００マイクロ秒
以上とすることで、また、請求項５の発明によると、前
記燃料噴射弁の開弁時間を略８００マイクロ秒以下とす
ることで、それぞれ請求項１の発明の効果を十分に得る
ことができる。
【０１６６】請求項６の発明によると、燃料噴射を分割
するときの２回目の噴射を気筒の圧縮上死点以降で開始
することで、請求項１の発明の効果がさらに高まる。
【０１６７】請求項７の発明によると、燃料噴射を分割
するときの最後の噴射をＡＴＤＣ３５°ＣＡよりも以前
に終了することで、燃費悪化等の弊害を防止できる。
【０１６８】請求項８の発明によると、燃料噴射を３回
以上に分割して行うことで、総燃料噴射量が多くても１
回の噴射時間を十分に短くすることができ、このこと
で、エンジンの高負荷運転域でも請求項５の発明と同様
の効果が得られる。
【０１６９】請求項９の発明によると、パイロット噴射
によりエンジンの運転騒音や振動を低減できる。
【０１７０】請求項１０の発明によると、燃料噴射を分
割して行うことで、燃費の悪化や排気有害成分の増大を
招くことなく排気温度を高めることができ、このことに
より、未活性状態の浄化材を早期に昇温させかつ暖機状
態に維持して、排気浄化性能を十分に発揮させることが
できる。
【０１７１】請求項１１の発明によると、燃料噴射を分
割して行うことで、燃費の悪化や排気有害成分の増大を
招くことなく排気温度を高めることができ、このことに
より、浄化材を所定の高温状態に維持して劣化成分を放
出させ、その性能を安定確保することができる。
【０１７２】請求項１２の発明によると、燃料噴射を分
割して行うことで、燃費の悪化や排気有害成分の増大を
招くことなく排気エネルギを増大させることができ、こ
のことにより、ターボ過給機の過給効果を速やかに高め
て、エンジンの加速性能を向上させることができる。
【０１７３】請求項１３の発明によると、可変機構を有
するターボ過給機により、エンジンの加速性能をさらに
向上できる。
【０１７４】また、請求項１４の発明に係るディーゼル
エンジンの燃料噴射装置によると、請求項１０の発明と
同様の効果が得られる上に、燃料噴射量を増量すれば、
排気圧力及び排気温度をさらに増大させて、浄化材の昇
温効果を一層、高めることができる。
【０１７５】請求項１５の発明に係るディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置によると、請求項１１の発明と同様の
作用効果が得られる上に、燃料噴射量を増量すれば、排
気圧力及び排気温度をさらに増大させて、浄化材からの
劣化成分の放出を一層、促進することができる。
【０１７６】請求項１６の発明に係るディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置によると、請求項１２の発明と同様の
作用効果が得られる上に、燃料噴射量を増量すれば、排
気圧力及び排気温度をさらに増大させて、エンジンの加
速性能をさらに向上させることができる。
【０１７７】請求項１７の発明に係るディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置によると、請求項３の発明と同様の効
果が得られる上に、燃料噴射量を増量して排気圧力及び
排気温度をさらに増大させることにより、前記の発明の
効果を一層、高めることができる。
【０１７８】請求項１８の発明によると、請求項１７の
発明による効果と請求項５の発明による効果とが同時に
得られる。
【０１７９】請求項１９の発明によるとは、請求項１７
又は１８のいずれかの発明による効果と請求項６の発明
による効果とが同時に得られる。
【０１８０】請求項２０の発明によると、エンジンの使
用頻度の高い定常運転時に燃料噴射を２回に分割して行
うことで、大幅な燃費改善が図られる。
【０１８１】請求項２１の発明によると、浄化材の温度
状態が低いときに燃料噴射の分割回数や開弁間隔を増や
すことにより、請求項１０や請求項１４の発明と同様の
効果を得ることができる。
【０１８２】請求項２２の発明によると、エンジンの所
定の運転状態で燃料噴射量を増量補正することで、浄化
材の昇温促進と排気中の還元剤成分の増大とを同時に行
うことができ、該浄化材による排気浄化性能を十分に発
揮させることができる。
【０１８３】請求項２３の発明によると、浄化材の劣化
成分の吸着量が増えたときに燃料噴射の分割回数や開弁
間隔を増やすことにより、請求項１１や請求項１５の発
明と同様の効果を得ることができる。
【０１８４】請求項２４の発明によると、燃焼室の平均
空燃比をリッチな状態に制御して、排気中の還元剤成分
の濃度を高めることにより、浄化材からの劣化成分の放
出を促進できる。
【０１８５】請求項２５の発明によると、浄化材からの
劣化成分の放出を極めて効率良く行うことができる。
【０１８６】請求項２６の発明によると、エンジンの加
速運転時に燃料噴射の分割回数や開弁間隔を増やすこと
により、請求項１２や請求項１６の発明と同様の効果を
得ることができる。
【０１８７】請求項２７の発明によると、請求項２０の
発明と同様の効果が得られる。
【０１８８】請求項２８の発明によると、排気還流制御
手段による基本的な制御により、エンジンの低負荷側で
排気還流量を確保して、ＮＯｘの生成を低減できるとと
もに、高負荷側では吸入量空気量を十分に確保して大出
力を得ることができる。また、エンジンが所定の低負荷
運転状態にあるときには、排気還流割合を低くさせて、
この状態から加速運転状態へ移行するときのスモーク増
大を回避できるとともに、燃料噴射の分割回数や開弁間
隔を増大させることで、ＮＯｘ排出量が過大になること
を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るディーゼルエンジン
の燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【図２】酸素濃度の高い排気中でＮＯｘを吸収する触媒
について、ＮＯｘ浄化率の温度依存性を表すグラフの一
例を示す図である。
【図３】ターボ過給機の一部を、Ａ／Ｒ小の状態
（ａ）、又はＡ／Ｒ大の状態（ｂ）でそれぞれ示す説明
図である。
【図４】主噴射を一括して行う場合（ａ）と、副噴射及
び主噴射をそれぞれ一括して行う場合（ｂ）と、主噴射
を３分割して行う場合（ｃ）とについてそれぞれ噴射時
期を示すタイムチャート図である。
【図５】基本燃料噴射量の設定とＮＯｘ放出制御との処
理手順を示すフローチャート図である。
【図６】ＳＯｘ放出制御の処理手順を示すフローチャー
ト図である。
【図７】燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート
図である。
【図８】主噴射の分割形態を変化させたときの、エンジ
ンの排気温度のの変化特性を示すグラフ図である。
【図９】エンジンの排気圧力の変化特性を示す図８相当
図である。
【図１０】エンジンのブースト圧の変化特性を示す図８
相当図である。
【図１１】エンジンの燃費率の変化特性を示す図８相当
図である。
【図１２】エンジンからのスモーク排出量の変化特性を
示す図８相当図である。
【図１３】エンジンからのＮＯｘ排出量の変化特性を示
す図８相当図である。
【図１４】エンジンからのＣＯ排出量の変化特性を示す
図８相当図である。
【図１５】エンジンからのＨＣ排出量の変化特性を示す
図８相当図である。
【図１６】実施形態２に係る図４相当図である。
【図１７】実施形態２に係る図６相当図である。
【図１８】実施形態２における燃料噴射制御の前半の処
理手順を示すフローチャート図である。
【図１９】燃料噴射制御の後半の処理手順を示すフロー
チャート図である。
【図２０】ＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャート
図である。
【図２１】ＥＧＲ率をアクセル開度及びエンジン回転数
に対応づけて設定したマップの一例を示す図である。
【図２２】目標新気量をアクセル開度及びエンジン回転
数に対応づけて設定したマップの一例を示す図である。
【図２３】燃焼室の平均的空燃比とスモーク量との関係
を示すグラフ図である。
【図２４】酸素濃度の高い排気中でＮＯｘを還元浄化す
る触媒を備えた他の実施形態に係る図２相当図である。
【図２５】パイロット噴射を行うようにした他の実施形
態に係る図４相当図である。
【符号の説明】
Ａ 燃料噴射装置 １ ディーゼルエンジン ２ 気筒 ４ 燃焼室 ５ インジェクタ（燃料噴射弁） ９ クランク角センサ（要求出力検出手段） ２２ 触媒（浄化材） ２３ 排気還流通路 ２４ 排気還流量調節弁 ２５ ターボ過給機 ３２ アクセル開度センサ（要求出力検出手段） ３５ ＥＣＵ（コントロールユニット） ３５ａ 噴射量決定手段 ３５ｂ 温度状態推定手段 ３５ｃ 吸着状態推定手段 ３５ｄ 燃料噴射制御手段 ３５ｅ 空燃比制御手段 ３５ｆ 排気還流制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ Ｆターム(参考） 3G091 AA18 AB05 BA15 CB02 CB03 EA01 EA05 EA06 EA07 EA16 EA18 FA11 FA13 FA14 FA17 GB02W GB03W GB04W GB05W GB09X GB10X HB05 HB06 3G301 HA02 HA11 HA13 JA02 JA24 KA06 KA08 KA09 KA12 KA21 LA00 LB11 MA14 MA18 MA23 MA26 NA01 NE01 NE13 NE15 PA01Z PA07Z PA11Z PB08Z PD12Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように配
    設された燃料噴射弁と、 エンジンの要求出力を検出するための要求出力検出手段
    と、 前記要求出力検出手段による検出結果に応じて燃料噴射
    量を決定する噴射量決定手段と、 前記噴射量決定手段により決定された噴射量の燃料を前
    記燃料噴射弁により噴射させる燃料噴射制御手段とを備
    えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、 前記燃料噴射制御手段は、前記の決定された噴射量の燃
    料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、かつ、燃料の噴射
    による燃焼が継続するよう複数回に分割して行うように
    構成されてい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。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 噴射量決定手段により決定された燃料噴射量は、燃焼室
    の平均空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態になる量
    であ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。
  3. 【請求項３】 請求項１において、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が閉じてから次に開くまでの間隔は、略１ミ
    リ秒以下であ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。
  4. 【請求項４】 請求項１又は３のいずれかにおいて、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が閉じてから次に開くまでの間隔は、略１０
    ０マイクロ秒以上であ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。
  5. 【請求項５】 請求項１又は３のいずれかにおいて、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が開いてから閉じるまでの間隔は、略８００
    マイクロ秒以下であ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。
  6. 【請求項６】 請求項１、３又は４のいずれか１つにお
    いて、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が２回目に開くのは、気筒の圧縮上死点以降
    であ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。
  7. 【請求項７】 請求項６において、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が最後に閉じるのは、気筒の圧縮上死点後３
    ５°ＣＡ以前であ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。
  8. 【請求項８】 請求項１又は７のいずれかにおいて、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射は３回以上に分割して行われることを特徴とす
    るディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  9. 【請求項９】 請求項１において、 燃料噴射制御手段は、噴射量決定手段により決定された
    噴射量の燃料噴射の直前にそれとは別にパイロット噴射
    を行うように構成されてい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。
  10. 【請求項１０】 請求項１において、 エンジンの排気を浄化する浄化材と、 前記浄化材の温度状態を推定する温度状態推定手段とが
    設けられ、 燃料噴射制御手段は、前記温度状態推定手段による浄化
    材の推定温度状態が該浄化材の未活性状態に対応するも
    のであるときに、燃料噴射を分割して行うように構成さ
    れてい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。
  11. 【請求項１１】 請求項１において、 エンジンの排気を浄化するとともに、排気中に含まれる
    浄化性能劣化成分を吸着して、該劣化成分を所定以上の
    高温状態で放出する浄化材と、 前記浄化材への劣化成分の吸着状態を推定する吸着状態
    推定手段とが設けられ、 燃料噴射制御手段は、前記吸着状態推定手段による劣化
    成分の推定吸着量が所定量以上になったときに、燃料噴
    射を分割して行うように構成されていることを特徴とす
    るディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１において、 エンジンの排気により吸気を過給するターボ過給機が設
    けられ、 燃料噴射制御手段は、エンジンの加速運転時に燃料噴射
    を分割して行うように構成されてい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。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、 ターボ過給機は、タービンへの排気流速を変更する可変
    機構を有するものであ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。
  14. 【請求項１４】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気を浄化する浄化材と、 前記浄化材の温度状態を推定する温度状態推定手段とが
    設けられ、 前記燃料噴射制御手段は、前記温度状態推定手段による
    浄化材の推定温度状態が該浄化材の未活性状態に対応す
    る温度状態のときに、燃料噴射弁による燃料の噴射を気
    筒の圧縮上死点近傍で、かつ複数回に分割して行うよう
    に構成されてい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。
  15. 【請求項１５】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気を浄化するとともに、排気中に含まれる
    浄化性能劣化成分を吸着して、該劣化成分を所定以上の
    高温状態で放出する浄化材と、 前記浄化材への劣化成分の吸着状態を推定する吸着状態
    推定手段とが設けられ、 前記燃料噴射制御手段は、前記吸着状態推定手段による
    劣化成分の推定吸着量が所定量以上になったときに、燃
    料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、
    かつ複数回に分割して行うように構成されていることを
    特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  16. 【請求項１６】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気により吸気を過給するターボ過給機が設
    けられ、 前記燃料噴射制御手段は、エンジンの加速運転時に、燃
    料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で、
    かつ複数回に分割して行うように構成されていることを
    特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  17. 【請求項１７】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
    を気筒の圧縮上死点近傍で、かつ該燃料噴射弁が閉じて
    から次に開くまでの間隔が略１ミリ秒以下になるよう
    に、複数回に分割して行うものであ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。
  18. 【請求項１８】 請求項１７において、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が開いてから次に閉じるまでの間隔は、略８
    ００マイクロ秒以下であ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。
  19. 【請求項１９】 請求項１７又は１８のいずれかにおい
    て、 燃料噴射制御手段により燃料の分割噴射を行うときに、
    燃料噴射弁が２回目に開くのは、気筒の圧縮上死点以後
    であ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。
  20. 【請求項２０】 請求項１において、 燃料噴射制御手段は、エンジンの定常運転時に燃料噴射
    を２回に分割して行うように構成されていることを特徴
    とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  21. 【請求項２１】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気を浄化する浄化材と、 前記浄化材の温度状態を推定する温度状態推定手段とが
    設けられ、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
    を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うもので
    あって、かつ、前記温度状態推定手段による浄化材の推
    定温度状態が該浄化材の未活性状態に対応するものであ
    るときには、浄化材が活性状態のときよりも燃料噴射の
    分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから
    次に開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方の
    補正制御を行うように構成されてい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。
  22. 【請求項２２】 請求項２１において、 浄化材に対して供給される排気中の還元剤成分が増大す
    るようエンジンの所定の運転状態で燃料噴射量を増量補
    正する噴射量増量補正手段を備えていることを特徴とす
    るディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  23. 【請求項２３】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気を浄化するとともに、排気中に含まれる
    浄化性能劣化成分を吸着して、該劣化成分を所定以上の
    高温状態で放出する浄化材と、 前記浄化材への劣化成分の吸着状態を推定する吸着状態
    推定手段とが設けられ、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
    を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うもので
    あって、かつ、前記吸着状態推定手段による劣化成分の
    推定吸着量が所定量以上になったときには、燃料噴射の
    分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから
    次に開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方の
    補正制御を行うように構成されてい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。
  24. 【請求項２４】 請求項２３において、 吸着状態推定手段による劣化成分の推定吸着量が所定量
    以上になったときに、排気中の酸素濃度が低下するよ
    う、燃焼室の平均空燃比を略理論空燃比付近或いは理論
    空燃比よりもリッチな状態になるように制御する空燃比
    制御手段を備えてい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。
  25. 【請求項２５】 請求項２４において、 空燃比制御手段は、燃料噴射制御手段により補正制御が
    開始された後で、空燃比の制御を開始するように構成さ
    れてい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。
  26. 【請求項２６】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気により吸気を過給するターボ過給機が設
    けられ、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
    を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うもので
    あって、かつ、エンジンの加速運転時には、燃料噴射の
    分割回数を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから
    次に開くまでの間隔を増大させるかの少なくとも一方の
    補正制御を行うように構成されてい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。
  27. 【請求項２７】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 前記燃料噴射制御手段は、エンジンの定常運転時に、前
    記燃料噴射弁による燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍
    で、かつ２回に分割して行うように構成されていること
    を特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  28. 【請求項２８】 エンジンの気筒内燃焼室に臨むように
    配設された燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる燃料噴射制御手
    段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
    て、 エンジンの排気の一部を吸気系に還流させる排気還流通
    路と、 前記排気還流通路による排気還流量を調節する排気還流
    量調節手段と、 前記排気還流量調節手段を、排気還流量の全吸気量に対
    する排気還流割合が基本的にエンジンの低負荷側で高負
    荷側よりも増大するように制御するとともに、所定の低
    負荷運転領域においては排気還流割合が少なくとも低負
    荷と高負荷との間の中負荷運転領域よりも低くなるよう
    に制御する排気還流制御手段とが設けられ、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射
    を気筒の圧縮上死点近傍で複数回に分割して行うもので
    あって、かつ、エンジンが前記所定の低負荷運領域にあ
    るときには、中負荷運転領域よりも燃料噴射の分割回数
    を増大させるか、又は燃料噴射弁が閉じてから次に開く
    までの間隔を増大させるかの少なくとも一方の補正制御
    を行うように構成されてい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。
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