(57)【要約】【課題】主噴射燃料の着火を十分に促進することができる内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】制御装置２０は、内燃機関１０の運転状態として筒内温度を検出する筒内温度センサ２１と、燃料の反応を活性化させる物質であるオゾンを供給するオゾン供給部２２と、内燃機関１０のインジェクタ１６を作動させ、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射を行う主噴射制御部２７と、インジェクタ１６およびオゾン供給部２２を作動させ、主噴射に先立って当該主噴射よりも少量の燃料を噴射する前段噴射を行うとともにオゾンを供給する前段供給制御部２８と、を備える。さらに前段供給制御部２８は、主噴射の時期に前段噴射による燃料の反応が起こるように、内燃機関１０の運転状態に応じて燃料およびオゾンを供給する。【選択図】図１
2020045775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散燃焼モードを有し、軽油と比べて着火性が低い燃料を燃焼させる内燃機関（１０）に適用される内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部（２１）と、
燃料の反応を活性化させる物質である活性化物質を供給する活性化物質供給部（２２）と、
前記内燃機関の燃料噴射部（１６）を作動させ、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射を行う主噴射制御部（２７）と、
前記燃料噴射部および前記活性化物質供給部を作動させ、前記主噴射に先立って当該主噴射よりも少量の燃料を噴射する前段噴射を行うとともに前記活性化物質を供給する前段供給制御部（２８、３４、４２）とを備え、
前記前段供給制御部は、前記主噴射の時期に前記前段噴射による燃料の反応が起こるように、前記内燃機関の運転状態に応じて燃料および前記活性化物質を供給する内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記活性化物質はオゾンである請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記活性化物質は過酸化水素である請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記前段供給制御部による燃料および前記活性化物質の供給時期は、前記内燃機関の吸気行程または圧縮行程の前期であって、圧縮行程において筒内温度が前記活性化物質の分解温度以上となる前である請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記活性化物質供給部は、前記内燃機関の吸気通路（１７）または気筒（１１）内に前記活性化物質を供給する請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記前段供給制御部は、筒内温度が高いほど燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を減らすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を遅角する請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項７】
前記前段供給制御部は、前記内燃機関の負荷が高いほど燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を減らすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を遅角する請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項８】
前記前段供給制御部は、前記内燃機関の吸気温度が高いほど燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を減らすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を遅角する請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関は可変圧縮比エンジンであり、
前記前段供給制御部は、前記内燃機関の圧縮比が高いほど燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を減らすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を遅角する請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関制御装置は、前記前段噴射による燃料の反応時期を検出する反応時期検出部（３２）をさらに備え、
前記前段供給制御部（３４）は、
前記主噴射の時期に対して前記前段噴射による燃料の反応時期が進んでいる場合には、燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を減らすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を遅角し、
前記主噴射の時期に対して前記前段噴射による燃料の反応時期が遅れている場合には、燃料および前記活性化物質の少なくとも一方の供給量を増やすか、あるいは燃料および前記活性化物質の供給時期を進角する請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１１】
前記反応時期検出部は、筒内圧センサ（３３）による計測値を用いて前記前段噴射による燃料の反応時期を推定する請求項１０に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１２】
前記反応時期検出部は、筒内温度センサによる計測値を用いて前記前段噴射による燃料の反応時期を推定する請求項１０に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１３】
前記前段供給制御部（４２）は、
前記主噴射の噴射圧が低いほど前記前段噴射による燃料の反応位置を燃焼室（１５）内の中心寄りとし、
前記主噴射の噴射圧が高いほど前記前段噴射による燃料の反応位置を前記燃焼室内の外側寄りとする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１４】
前記前段供給制御部は、前記前段噴射の貫徹力を変えることにより前記前段噴射による燃料の反応位置を変える請求項１３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１５】
前記前段供給制御部は、前記燃料噴射部の噴孔径を変更することで前記前段噴射の貫徹力を変える請求項１４に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１６】
前記前段供給制御部は、前記燃料噴射部の噴射圧を変更することで前記前段噴射の貫徹力を変える請求項１４に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１７】
前記前段供給制御部は、吸気時に燃料と前記活性化物質を含む空気を前記燃焼室内に層状に配置することにより前記前段噴射による燃料の反応位置を変える請求項１３に記載の内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射と、主噴射に先立って少量の燃料を噴射する前段噴射とを行う内燃機関制御装置が知られている。特許文献１には、前段噴射に同期して気筒内にオゾンを生成する圧縮着火式エンジンの制御装置が開示されている。オゾンによって前段噴射による燃料の反応が活性化され、気筒内の環境を燃料の着火性が向上する環境にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９４１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、オゾンにより前段噴射燃料の反応を活性化させることで主噴射燃料の着火促進を図っている。しかし、主噴射燃料の着火の十分な促進のためには前段噴射燃料の反応時期を主噴射時期に合わせることが必要である。特許文献１ではその点が考慮されていない。単に前段噴射燃料やオゾンを吸気行程で供給するだけでは、前段噴射燃料の反応時期が主噴射時期に合うとは限らない。そればかりか、着火および燃焼の不安定化によるエミッションの悪化や、等容度低下による効率低下を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、主噴射燃料の着火を十分に促進することができる内燃機関制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、拡散燃焼モードを有し、軽油と比べて着火性が低い燃料を気筒内で燃焼させる内燃機関（１０）に適用される内燃機関制御装置である。内燃機関制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部（２１）と、燃料の反応を活性化させる物質である活性化物質を供給する活性化物質供給部（２２）と、内燃機関の燃料噴射部（１６）を作動させ、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射を行う主噴射制御部（２７）と、燃料噴射部および活性化物質供給部を作動させ、主噴射に先立って当該主噴射よりも少量の燃料を噴射する前段噴射を行うとともに活性化物質を供給する前段供給制御部（２８、３４、４２）とを備える。
【０００７】
さらに前段供給制御部は、主噴射の時期に前段噴射による燃料の反応が起こるように、内燃機関の運転状態に応じて燃料および活性化物質を供給する。
【０００８】
このように運転状態に応じた前段噴射燃料および活性化物質の供給により、主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。これにより筒内温度が上昇し、また前段噴射燃料の連鎖分岐反応により生じたラジカルを主噴射燃料に効果的に供給することができるので、主噴射燃料の着火を十分に促進することができる。また、着火および燃焼を安定化させてエミッションの悪化を抑制し、熱効率を向上させることができる。
【０００９】
本明細書において、「拡散燃焼モードを有する内燃機関」とは、拡散燃焼のみを実施する内燃機関と、点火プラグを備えており火花点火モードと拡散燃焼モードとを切り替えて実施する内燃機関とを含む。また、本明細書において、「燃料の反応を活性化させる物質」とは、それ自体は燃料ではなく、燃料の連鎖分岐反応（すなわち、低温酸化反応）を促進させる物質である。この物質は、例えばオゾン、過酸化水素等である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の内燃機関制御装置と、それが適用された内燃機関を示す概略図。
【図２】図１の内燃機関制御装置が用いる筒内温度と前段噴射燃料の供給量との関係を示す図。
【図３】図１の内燃機関制御装置が用いる筒内温度とオゾンの供給量との関係を示す図。
【図４】図１の内燃機関制御装置が実行する燃料噴射およびオゾン供給の時期と熱発生時期との関係を示すタイムチャート。
【図５】図１の内燃機関制御装置が実行する処理を説明するフローチャート。
【図６】第２実施形態の内燃機関制御装置が実行する燃料噴射およびオゾン供給の時期を示すタイムチャート。
【図７】第３実施形態の内燃機関制御装置を示す概略図。
【図８】図７の内燃機関制御装置が用いる反応ピーク時期と前段噴射燃料の供給量との関係を示す図。
【図９】図７の内燃機関制御装置が用いる反応ピーク時期とオゾンの供給量との関係を示す図。
【図１０】図７の内燃機関制御装置が実行する処理を説明するフローチャート。
【図１１】第４実施形態の内燃機関制御装置が実行する燃料噴射およびオゾン供給の時期を示すタイムチャート。
【図１２】主噴射による噴霧の着火位置を示す模式図。
【図１３】第５実施形態の内燃機関制御装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、電流制御装置の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による内燃機関制御装置（以下、制御装置）は、図１に示す内燃機関１０を制御する。
【００１３】
（内燃機関）
図１に示す内燃機関１０は、軽油と比べて着火性が低い低着火性燃料を気筒１１内で燃焼させる圧縮着火式エンジンである。圧縮着火は、気筒１１内の圧縮加熱空気に噴射された燃料が自己発火することを利用する点火方法である。このときの燃焼は、噴霧中の微細な液滴が蒸発して個別に自己発火と燃焼を繰り返し、隣の液滴に燃え広がって群としての火炎が発生する拡散燃焼となる。燃料は、例えばガソリンが用いられる。
【００１４】
燃料の噴射は、シリンダヘッド１２とシリンダ１３とピストン１４との間に区画される燃焼室１５に直接燃料を噴射する直接噴射式のインジェクタ１６により行われる。燃料噴射部としてのインジェクタ１６は、制御装置２０のコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）２３からの指令に応じて作動し、吸入・圧縮・膨張（燃焼）・排気の各行程を経る１サイクル中に燃料を少なくとも２回噴射可能である。インジェクタ１６による燃料噴射には、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射、および、主噴射に先立って当該主噴射よりも少量の燃料を噴射する前段噴射がある。
【００１５】
前段噴射による燃料は、活性化物質であるオゾンと共に気筒内に入れておくと、圧縮行程中に連鎖分岐反応してラジカルを発生させる。オゾンは、分解されて生成するＯラジカルにより前段噴射燃料の連鎖分岐反応を活性化させる。ラジカルは、反応性の高い中間生成物であり、冷炎とも呼ばれ、主噴射燃料の着火性を高めることができる。
【００１６】
しかしラジカルは、その化学的不安定性からごく限られた時間のみしか高濃度に存在しない。そのため、主噴射燃料の着火の十分な促進のためには前段噴射燃料の反応時期を主噴射時期に合わせることが必要である。前段噴射燃料の反応時期は、例えば気筒１１内の温度（以下、筒内温度）等、内燃機関１０の運転状態の影響を受けて変化する。制御装置２０は、前段噴射燃料の反応時期を主噴射時期に合わせるために内燃機関１０の運転状態に応じた制御を実行する。
【００１７】
（制御装置）
図１に示すように、制御装置２０は、筒内温度センサ２１と、オゾン供給部２２と、ＥＣＵ２３とを備える。運転状態検出部としての筒内温度センサ２１は、例えばシリンダヘッド１２等に設けられ、筒内温度を検出する。筒内温度は、内燃機関１０の運転状態を表す情報の一つである。なお、他の実施形態では、筒内温度は、吸気温度や気筒１１内の圧力（以下、筒内圧）の変化から推定されてもよい。
【００１８】
活性化物質供給部としてのオゾン供給部２２は、燃料の反応を活性化させる物質であるオゾンを供給する。オゾン供給部２２は、吸気通路１７のバイパス通路１８に設けられたオゾン生成器２４と、バイパス通路１８の出口に設けられた供給弁２５とを有する。オゾン生成器２４で生成されたオゾンは、供給弁２５を通じて吸気通路１７に放出され、吸気と共に気筒１１内に供給される。
【００１９】
ＥＣＵ２３は、情報取得部２６、主噴射制御部２７、および前段供給制御部２８を有する。情報取得部２６は、筒内温度センサ２１が検出する筒内温度と、他の制御部が算出する内燃機関１０の目標負荷とを取得する。主噴射制御部２７は、目標負荷に基づき主噴射燃料の供給量および供給時期を決定し、それらに基づきインジェクタ１６を作動させて主噴射を行う。前段供給制御部２８は、目標負荷に基づき前段噴射燃料の供給量および供給時期とオゾンの供給量とを決定し、それらに基づきインジェクタ１６およびオゾン供給部２２を作動させて、前段噴射を行うとともにオゾンを供給する。前段噴射燃料とオゾンの供給は同時である必要はなく、同じサイクルでなされていればよい。
【００２０】
前段供給制御部２８は、主噴射時期に前段噴射燃料の反応が起こるように、内燃機関１０の運転状態に応じて前段噴射燃料およびオゾンを供給する。第１実施形態では、前段供給制御部２８は、図２および図３に示すように筒内温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量を減少させる。筒内温度が高いほど前段噴射燃料の反応が促進される（すなわち、燃料供給から反応して熱発生するまでの時間が短くなる）ことから、前段噴射燃料およびオゾンの供給量を減少させることで早期に反応することを防ぐことができる。
【００２１】
前段供給制御部２８による燃料およびオゾンの供給時期は、図４に示すように内燃機関１０の吸気行程または圧縮行程の前期であって、圧縮行程において筒内温度がオゾンの分解温度（すなわち、５００Ｋ程度）以上となる前である。図４において前段供給制御部２８による燃料およびオゾンの供給時期は同時になっているが、これは一例であり、前述のように必ずしも同時である必要はなく、一部が重なっていてもよいし離れていてもよい。
【００２２】
（ＥＣＵが実行する処理）
ＥＣＵ２３は図５に示す処理を実行する。図５に示すルーチンは、所定のタイミングで繰り返し実行される。以降、「Ｓ」はステップを意味する。
【００２３】
先ずＳ１０では、筒内温度および目標負荷が取得される。Ｓ１０の後、処理はＳ２０に移行する。
【００２４】
Ｓ２０では、主噴射燃料の供給量および供給時期が決定される。Ｓ２０の後、処理はＳ３０に移行する。
【００２５】
Ｓ３０では、前段噴射燃料の供給量および供給時期と、オゾンの供給量が決定される。Ｓ３０の後、処理はＳ４０に移行する。
【００２６】
Ｓ４０では、オゾン供給部２２が作動させられ、オゾン供給が行われる。Ｓ４０の後、処理はＳ５０に移行する。
【００２７】
Ｓ５０では、インジェクタ１６が作動させられ、前段噴射が行われる。Ｓ５０の後、処理はＳ６０に移行する。
【００２８】
Ｓ６０では、インジェクタ１６が作動させられ、主噴射が行われる。Ｓ６０の後、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００２９】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、制御装置２０は、内燃機関１０の運転状態として筒内温度を検出する筒内温度センサ２１と、燃料の反応を活性化させる物質であるオゾンを供給するオゾン供給部２２と、内燃機関１０のインジェクタ１６を作動させ、トルクを生み出す主燃焼のための主噴射を行う主噴射制御部２７と、インジェクタ１６およびオゾン供給部２２を作動させ、主噴射に先立って当該主噴射よりも少量の燃料を噴射する前段噴射を行うとともに、前段噴射に同期してオゾンを供給する前段供給制御部２８と、を備える。
【００３０】
さらに前段供給制御部２８は、主噴射の時期に前段噴射による燃料の反応が起こるように、内燃機関１０の運転状態に応じて燃料およびオゾンを供給する。
【００３１】
このように運転状態に応じた前段噴射燃料およびオゾンの供給により、図４に示すように主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。これにより筒内温度が上昇し、また前段噴射燃料の連鎖分岐反応により生じたラジカルを主噴射燃料に効果的に供給することができるので、主噴射燃料の着火を十分に促進することができる。また、着火および燃焼を安定化させてエミッションの悪化を抑制し、熱効率を向上させることができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、活性化物質はオゾンである。そのため活性化物質の生成および供給が容易である。
【００３３】
また、第１実施形態では、前段供給制御部２８による燃料およびオゾンの供給時期は、内燃機関１０の吸気行程または圧縮行程の前期であって、圧縮行程において筒内温度がオゾンの分解温度以上となる前である。これによりオゾン分解時期に燃料とオゾンとを共存させることで燃料の反応を促進することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、オゾン供給部２２は、内燃機関１０の吸気通路１７にオゾンを供給する。オゾン分解時期の前に気筒内にオゾンが供給されていればよいので、オゾン供給部２２は気筒外設置も可能であり、設計の自由度が高い。
【００３５】
また、第１実施形態では、前段供給制御部２８は、筒内温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量を減少させる。筒内温度が高いほど前段噴射燃料の反応が促進されることから、前段噴射燃料およびオゾンの供給量を減少させることで主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。
【００３６】
［第１実施形態の変形例］
第１実施形態の変形例では、前段供給制御部は、筒内温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンのどちらか一方の供給量を減少させる。それでも第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
［第１実施形態の別の変形例］
第１実施形態の変形例では、前段供給制御部は、筒内温度以外であって、前段噴射燃料の反応時期に寄与する他の因子に応じて前段噴射燃料およびオゾンを供給する。それでも第１実施形態と同様の効果が得られる。ある変形例では、吸気温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量が減少させられる。別の変形例では、内燃機関が可変圧縮比エンジンであり、内燃機関の圧縮比が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量が減少させられる。別の変形例では、吸気圧が大きいほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量が減少させられる。別の変形例では、当量比が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給量が減少させられる。他にも、燃料組成に応じて前段噴射燃料およびオゾンの供給量が変更されてもよい。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態では、前段供給制御部２８は、図６に示すように筒内温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期を遅角する。筒内温度が高いほど燃料供給から反応して熱発生されるまでの時間が短くなることから、前段噴射燃料およびオゾンの供給時期を遅角することで主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。
【００３９】
［第２実施形態の変形例］
第２実施形態の変形例では、前段供給制御部は、筒内温度以外であって、前段噴射燃料の反応時期に寄与する他の因子に応じて前段噴射燃料およびオゾンの供給時期を変更する。それでも第２実施形態と同様の効果が得られる。ある変形例では、吸気温度が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期が遅角させられる。別の変形例では、内燃機関が可変圧縮比エンジンであり、内燃機関の圧縮比が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期が遅角させられる。別の変形例では、吸気圧が大きいほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期が遅角させられる。別の変形例では、当量比が高いほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期が遅角させられる。他にも、燃料組成に応じて前段噴射燃料およびオゾンの供給時期が変更されてもよい。
【００４０】
［第３実施形態］
第３実施形態では、図７に示すようにＥＣＵ３１は、前段噴射燃料の反応時期を検出する反応時期検出部３２をさらに備える。反応時期検出部３２は、筒内圧センサ３３による計測値を用いて前段噴射による燃料の反応時期を推定する。なお、他の実施形態では、筒内温度センサ、光学センサ、ラジカルセンサ等の成分分析が可能なセンサ、または、エンジン回転角センサ等の回転変動を検出するセンサによる計測値が用いられ、前段噴射燃料の反応時期が推定されてもよい。
【００４１】
前段供給制御部３４は、反応時期検出部３２による検出結果に基づき、主噴射時期に対して前段噴射燃料の反応時期が進んでいるか否かを判定する。第３実施形態では、主噴射開始時期に対して前段噴射燃料の反応ピーク時期が進んでいるか否かが判定される。そして前段供給制御部３４は、図８および図９に示すように反応ピーク時期が進んでいる場合には前段噴射燃料およびオゾンの供給量を減少させる。一方、前段供給制御部３４は、反応ピーク時期が遅れている場合には前段噴射燃料およびオゾンの供給量を増加させる。
【００４２】
（ＥＣＵが実行する処理）
ＥＣＵ３１は図１０に示す処理を実行する。Ｓ６０の後に実行されるＳ７０では、今回の主噴射時期および前段噴射燃料の反応時期が記録される。Ｓ７０の後、処理は図１０に示すルーチンを抜ける。
【００４３】
Ｓ２０の後に実行されるＳ３５では、前回の主噴射開始時期と前段噴射燃料の反応ピーク時期との比較結果に基づき、前段噴射燃料の供給量および供給時期と、オゾンの供給量が決定される。主噴射開始時期に対して前段噴射燃料の反応ピーク時期が進んでいる場合には前段噴射燃料およびオゾンの供給量が減少させられる。一方、反応ピーク時期が遅れている場合には前段噴射燃料およびオゾンの供給量が増加させられる。Ｓ３５の後、処理はＳ４０に移行する。
【００４４】
（効果）
以上説明したように、第３実施形態では、前段噴射燃料の反応時期を監視し、前段噴射燃料およびオゾンの供給量をフィードバック制御することで主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。これにより機差ばらつきや、経年変化、燃料性状ばらつきが生じても燃焼の悪化（すなわち、効率低下、エミッション増大）を抑制することができる。
【００４５】
［第３実施形態の変形例］
第３実施形態の変形例では、前段供給制御部は、反応ピーク時期が進んでいる場合には前段噴射燃料およびオゾンのどちらか一方の供給量を減少させ、また反応ピーク時期が遅れている場合には前段噴射燃料およびオゾンのどちらか一方の供給量を増加させる。それでも第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
［第４実施形態］
第４実施形態では、前段供給制御部３４は、図１１に示すように反応ピーク時期が進んでいるほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期を遅角し、反応ピーク時期が遅れているほど前段噴射燃料およびオゾンの供給時期を進角する。これにより主噴射時期に前段噴射燃料の反応時期を合わせることができる。
【００４７】
［第５実施形態］
図１２に示すように、主噴射燃料はインジェクタ１６より噴射されたのち、気化・空気との混合を経て着火に至る。主噴射の噴射圧が大きい場合、主噴射の噴射圧が小さい場合と比べて噴霧の貫徹力が大きくなるため、着火位置がインジェクタ１６から離れた位置となる。主噴射燃料の着火促進効果を十分発揮するためには、着火位置にラジカルを供給する必要がある。
【００４８】
第５実施形態では、図１３に示すようにＥＣＵ４１の前段供給制御部４２は、主噴射の噴射圧が低いほど前段噴射燃料の反応位置（すなわちラジカル供給位置）を燃焼室１５内の中心寄りとする。また、前段供給制御部４２は、主噴射の噴射圧が高いほど前段噴射燃料の反応位置を燃焼室１５内の外側寄りとする。
【００４９】
前段供給制御部４２は、前段噴射の貫徹力を変えることにより前段噴射燃料の反応位置を変える。第５実施形態では、インジェクタ１６の噴孔径を変更することで前段噴射の貫徹力が変えられる。例えば特開２０１３−１１９８３６号公報に記載されているように、径の異なる２種の噴孔が用いられる。
【００５０】
以上のように主噴射の噴射圧が低いほど前段噴射燃料の反応位置を燃焼室１５内の中心寄りとし、また主噴射の噴射圧が高いほど前段噴射燃料の反応位置を燃焼室１５内の外側寄りとすることで、主噴射噴霧の貫徹力に応じて効果的に主噴射燃料にラジカルを取り込むことができる。そのため、主噴射燃料の着火促進効果が大きくなる。
【００５１】
［第５実施形態の変形例］
第５実施形態では、前段噴射の貫徹力を変えることにより前段噴射燃料の反応位置を変えていた。この貫徹力は、インジェクタ１６の噴孔径を変更することにより変えられていた。これに対して、変形例では、例えば特表２００９−５４５７０１号明細書に記載されているようにインジェクタ１６の噴射圧を変更することで、前段噴射の貫徹力が変えられる。
【００５２】
また、別の変形例では、前段供給制御部は、吸気時に燃料とオゾンを含む空気を燃焼室１５内に層状に配置することにより前段噴射燃料の反応位置を変える。例えば特開２０１４−２２２０４９号公報に記載された「第１ガス」を通常の空気、「第２ガス」を燃料とオゾンを含む空気とすることで、上述の層状配置が可能である。
【００５３】
［他の実施形態］
他の実施形態では、吸気ポートにオゾン検出器が設けられ、内燃機関を停止する際、燃焼室外のオゾン生成器を停止してから、オゾン検出器で検出されたオゾン濃度が予め定められた基準値以下となるまで内燃機関を回転させる構成としてもよい。このように制御することで吸気経路にオゾンが残留することが抑制され、オゾン漏洩を防止することができる。
【００５４】
他の実施形態では、吸気とともに供給されたオゾンが高温な燃焼室内壁面近傍で圧縮前に分解してしまうことを抑制するため、高負荷条件（すなわち、燃焼室内壁面の温度が高い条件）ほど燃焼室の内側にオゾンを含む吸気を配置する構成としてもよい。オゾンを含む吸気を燃焼室の内側に配置するには、例えば特開２０１４−２２２０４９号公報に記載された技術が用いられる。
【００５５】
他の実施形態では、前段噴射は、直接噴射に限らず、ポート噴射であってもよい。要するに、オゾン分解時期の前に気筒内に前段噴射燃料が供給されていればよい。
【００５６】
他の実施形態では、オゾン供給部は気筒内に設置され、気筒内に直接オゾンを供給してもよい。また、他の実施形態では、活性化物質は、オゾンに限らず、例えば過酸化水素や、ＯＨラジカル等の活性酸素などであってもよい。
【００５７】
他の実施形態では、燃焼は、ガソリンに限らず、例えばアルコール等であってもよい。要するに、軽油よりも着火性が低い燃料であれば、本発明を実施する利益がある。
【００５８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０：内燃機関
１６：インジェクタ（燃料噴射部）
２１：筒内温度センサ（運転状態検出部）
２２：オゾン供給部（活性化物質供給部）
２７：主噴射制御部
２８、３４、４２：前段供給制御部
【図１】
2020045775.tif 000003
【図２】
2020045775.tif 000004
【図３】
2020045775.tif 000005
【図４】
2020045775.tif 000006
【図５】
2020045775.tif 000007
【図６】
2020045775.tif 000008
【図７】
2020045775.tif 000009
【図８】
2020045775.tif 000010
【図９】
2020045775.tif 000011
【図１０】
2020045775.tif 000012
【図１１】
2020045775.tif 000013
【図１２】
2020045775.tif 000014
【図１３】
2020045775.tif 000015