(57)【要約】【課題】主に内燃機関の圧縮行程に燃料噴射を行う燃料噴射システムにおいて、煤の発生を抑制可能な燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】蓄圧容器内の高圧燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射する直噴式の燃料噴射弁を備える燃料噴射システムを制御する燃料噴射制御装置４０であって、前記内燃機関の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、前記燃料噴射弁の弁体の着座部よりも先端側に前記燃料が残存することを抑制して煤を低減する煤低減モードと、前記煤低減モードと相違する他の噴射モードとの間で切り換えて選択する選択部４３と、前記選択部４３により選択された噴射モードに基づいて、前記内燃機関の圧縮行程に設定された燃料噴射を実行する噴射制御部４４と、を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄圧容器（３２）内の高圧燃料を内燃機関（１０）の燃焼室（２１）内に直接噴射する直噴式の燃料噴射弁（３０）を備える燃料噴射システム（１）を制御する燃料噴射制御装置（４０）であって、
前記内燃機関の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、前記燃料噴射弁の弁体（５１）の着座部（５６）よりも先端側に前記燃料が残存することを抑制して煤を低減する煤低減モードと、前記煤低減モードと相違する他の噴射モードとの間で切り換えて選択する選択部（４３）と、
前記選択部により選択された噴射モードに基づいて、前記内燃機関の圧縮行程に設定された燃料噴射を実行する噴射制御部（４４）と、を備える燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記内燃機関の運転条件および運転履歴に基づいて算出された前記煤の発生量である煤発生量が所定の煤低減閾値を超えたことを条件として、前記煤低減モードを選択する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射システムは、前記内燃機関からの排気中の成分を検知する排気センサを備え、
前記選択部は、前記排気センサにより検知された前記排気中の低減対象成分の成分量が所定の排気成分閾値を超えたことを条件として、前記煤低減モードを選択する請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記煤低減モードは、前記内燃機関の圧縮行程に噴射する燃料の噴射回数を前記他の噴射モードよりも低減することにより、前記煤の発生量を低減するように設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記煤低減モードは、前記内燃機関の圧縮行程での燃料噴射の実行時に前記燃料噴射弁の開閉速度を前記他の噴射モードよりも高速化することにより、前記煤の発生量を低減するように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記煤低減モードは、前記内燃機関の圧縮行程での燃料噴射の実行時に前記内燃機関の燃焼室内温度を前記他の噴射モードよりも高温化することにより、前記煤の発生量を低減するように設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記煤低減モードは、前記内燃機関の圧縮行程での燃料噴射の実行時に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の温度を前記他の噴射モードよりも高温化することにより、前記煤の発生量を低減するように調整されている請求項１〜６のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記選択部が前記煤低減モードを選択したことを条件として、前記煤低減モードに応じて前記燃焼室内の燃料に点火する点火時期を変更する点火制御部を備える請求項１〜７のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記選択部は、前記内燃機関の運転条件または運転履歴に基づいて前記煤低減モードを選択することを禁止する請求項１〜８のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射制御装置は、内燃機関の燃焼効率を良好にするとともに、内燃機関からの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）やＮＯｘ等の有害成分を低減するために、燃料噴射弁から内燃機関へ噴射される燃料の噴射状態を制御する。
【０００３】
例えば、燃料噴射弁の噴孔周辺にデポジットが堆積することがある。このデポジットは、燃料の噴霧を拡散させる原因となり、内燃機関の燃焼効率が低下させ、ひいてはトルクを低下させる。燃料噴霧の拡散を抑制するために、特許文献１では、デポジットの堆積量を予測し、その堆積量が所定量を超えた場合に、燃料の噴射圧を高くしてデポジットを除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１２９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の性能を低下させる要因として、内燃機関の燃焼室内における煤（スート：Ｓｏｏｔ）の発生が挙げられる。煤が発生すると、内燃機関からの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）等の有害成分が十分に低減できなくなることがある。燃料噴射弁に堆積したデポジットも煤発生の原因となる。また、燃料の噴射後、閉弁状態の燃料噴射弁において、燃料の一部が燃料噴射弁のサック内に残留し、ノズル先端に付着することがある。この燃料は、燃焼室内の雰囲気に晒され、煤発生の原因となる。
【０００６】
特許文献１に記載の燃料の噴射圧を上昇させる手法は、デポジットを除去するための手法であり、燃料噴射弁に残留する燃料由来の煤の発生を抑制することは考慮されていない。特に、内燃機関の圧縮行程に燃料噴射を行う場合には、吸気行程に燃料噴射を行う場合と比較して、燃料噴射弁の先端に残留した燃料が蒸発する時間が短くなるため、残留する燃料由来の煤の発生が多くなる。また、特に燃料の噴射から点火までの期間が短い場合に、噴射する燃料の燃圧を高くし過ぎると、噴射した燃料の運動量が高くなる。このため、燃料が点火プラグを通過することや、流動との協調が悪化することにより、燃料の噴射から点火までの間に、点火プラグの周囲に混合気を形成することが困難になり、燃料の良好な燃焼を阻害することが懸念される。
【０００７】
上記に鑑み、本発明は、主に内燃機関の圧縮行程に燃料噴射を行う燃料噴射システムにおいて、煤の発生を抑制可能な燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、高圧の燃料を蓄える蓄圧容器と、前記蓄圧容器内の高圧燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射する直噴式の燃料噴射弁とを備える燃料噴射システムを制御する燃料噴射制御装置を提供する。この燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、前記燃料噴射弁の弁体の着座部よりも先端側に前記燃料が残存することを抑制して煤を低減する煤低減モードと、前記煤低減モードと相違する他の噴射モードとの間で切り換えて選択する選択部と、前記選択部により選択された噴射モードに基づいて、前記内燃機関の圧縮行程に設定された燃料噴射を実行する噴射制御部と、を備える。
【０００９】
本発明に係る燃料噴射制御装置によれば、選択部は、内燃機関の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、煤低減モードと、他の噴射モードとの間で切り換えて選択する。そして、噴射制御部は、選択部により選択された噴射モードに基づいて、内燃機関の圧縮行程に設定された燃料噴射を実行する。このため、必要に応じて、煤低減モードで燃料噴射を実行でき、煤の発生を抑制することができる。また、この煤低減モードは、燃料噴射弁の弁体の着座部よりも先端側に燃料が残存することを抑制して煤を低減するように設定された噴射モードであるため、内燃機関の圧縮行程での燃料噴射時に起こり易いウェット燃料の付着を効果的に抑制できる。その結果、煤発生に起因するＰＭ等の発生を抑制して圧縮行程での噴射を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る燃料噴射システムの概略図。
【図２】図１の燃焼噴射システムが備える燃料噴射弁の断面図。
【図３】実施形態に係る燃料噴射制御装置であるＥＣＵのシステムブロック図。
【図４】噴射終了時期から点火時期までの時間と、噴射時の燃圧と、煤発生量との関係を示す図。
【図５】煤発生量と排気中のＰＭ量との関係を示す図。
【図６】煤発生量と排気中のＨＣ量との関係を示す図。
【図７】噴射モードの切換前後における排気中のＰＭ量、ＨＣ量、および煤発生量の時間変化を示す図。
【図８】噴射終了時期から点火時期までの時間と、噴射時の燃焼室内の気流の強さと、デポジットの増減量との関係を示す図。
【図９】通常モードと煤低減モードと噴射パターンの一例を示す図。
【図１０】実施形態に係る燃料噴射制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、燃料噴射システム１は、蓄圧容器３２に蓄えられた高圧燃料を、直噴式の燃料噴射弁３０から内燃機関１０の燃焼室２１内に噴射可能なシステムとして構成されている。内燃機関１０は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を１燃焼サイクルとする筒内噴射式の多気筒エンジンである。蓄圧容器３２は、デリバリパイプであり、高圧ポンプ３３から圧送された高圧燃料を貯留する。低圧ポンプ３４は、燃料タンク（図示していない）から高圧ポンプ３３に燃焼を供給する。蓄圧容器３２内の燃料の圧力（燃圧）を検知する燃圧センサ３７が設けられている。
【００１２】
内燃機関１０の吸気管１２の上流部には、吸入空気の流量を検知する吸気流量センサ１３と、吸気温度センサ１４とが設けられている。その下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検知するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１３】
スロットルバルブ１６の下流側にはサージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管内の圧力を検知する吸気管圧力センサ１９が設けられている。サージタンク１８には、内燃機関１０の各気筒において、その燃焼室２１内に空気を導入する吸気ポート２０が接続されている。内燃機関１０の各気筒には、それぞれ筒内の燃焼室２１に燃料を直接噴射する電磁式の燃料噴射弁３０が取り付けられている。各気筒のシリンダヘッド１１Ｂには、点火プラグ２２（点火機構の一例である）が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって燃焼室２１内の混合気に着火される。
【００１４】
内燃機関１０の排気管２３には、排気の空燃比を検知するＡ／Ｆセンサ２４が設けられている。Ａ／Ｆセンサ２４の下流側に、触媒層２５と、粒子除去層３５とが設けられている。触媒層２５は、三元触媒（３ｗａｙ触媒）等の排気浄化触媒を備える層である。粒子除去層３５は、ガソリン・パティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）、ＧＰＦに触媒を担持した４ｗａｙ−ＧＰＦ等の主に排気中の粒子状物質を除去するための層である。粒子除去層３５の下流側には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）の濃度を検知するＰＭセンサ３６が設けられている。Ａ／Ｆセンサ２４とＰＭセンサ３６とは、排気中の所定成分の成分量を検知する排気センサの一例であり、代替的または付加的に、炭化水素（ＨＣ）センサ、ＮＯｘセンサ、Ｏ２センサ等を用いてもよい。
【００１５】
内燃機関１０のシリンダブロック１１Ａには、冷却水温を検知する水温センサ２６や、ノッキングを検知するノックセンサ２７が取り付けられている。クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転するごとにパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９のクランク角信号に基づいてクランク角や内燃機関１０の回転速度が検知される。内燃機関１０の燃焼室２１には、燃焼室２１内の圧力を検知する燃焼圧センサ（ＣＰＳ）３８が取り付けられている。さらに、燃焼室２１内の温度を検知する燃焼室内温センサが設けられていてもよい。
【００１６】
これら各種センサの出力はＥＣＵ４０に入力される。ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成された電子制御ユニットであり、各種センサの検知信号を用いて内燃機関１０の各種制御を実施する。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転状態に応じた燃料噴射量を算出して燃料噴射弁３０の燃料噴射を制御するとともに、点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００１７】
図２に示すように、燃料噴射弁３０は、ソレノイド式の燃料噴射装置であり、ニードル状の弁体５１と、内部に弁体５１が収容されるボディ５２とを備えている。ソレノイドコイルへの通電制御により、ボディ５２内で弁体５１を図２の上下方向に摺動させることができる。
【００１８】
ボディ５２の先端部５３は略半球状であり、先端部５３には、燃料を噴射する噴孔６０が複数形成されている。ボディ５２の内面と弁体５１の外面との間には、ボディ５２の軸方向に延びる環状の燃料通路５４が形成されている。ボディ５２の先端部５３の内面には、弁体５１の先端部５５が着座する着座部５６が形成されている。ボディ５２のうち着座部５６よりも先端側には、燃料通路５４において環状に分布する燃料を集合させて噴孔６０と連通させるサック室５７が形成されている。なお、ボディ５２の先端部５３は、燃料噴射弁３０のノズル先端と称されることもある。
【００１９】
ソレノイドコイルの非通電時には、弁体５１の先端部５５は着座部５６に着座して燃料通路５４と噴孔６０との間が遮断され、燃料噴射が停止される。一方、ソレノイドコイルの通電時には、弁体５１の先端部５５は着座部５６から離座して燃料通路５４と噴孔６０との間が連通される。その結果、燃料通路５４の燃料は、サック室５７を介して噴孔６０から内燃機関１０の燃焼室内へと直接噴射供給される。
【００２０】
図３に示すように、ＥＣＵ４０は、負荷計算部４１と、煤発生量算出部４２と、選択部４３と、噴射制御部４４と、点火制御部４８とを備えている。噴射制御部４４は、パターン制御部４５と、噴射弁制御部４６と、ポンプ制御部４７とを備えている。
【００２１】
負荷計算部４１は、吸気流量センサ１３と、吸気温度センサ１４と、クランク角センサ２９との検知値に基づいて、内燃機関１０の運転負荷と回転速度とを算出する。負荷計算部４１が取得した各種センサの検知値と、算出した運転負荷および回転速度は、煤発生量算出部４２に出力される。
【００２２】
煤発生量算出部４２は、Ａ／Ｆセンサ２４と、ＰＭセンサ３６と、水温センサ２６の検知値を取得し、燃焼室２１内における煤発生量と、燃焼室２１内および燃料噴射弁３０に堆積するデポジット堆積量とを算出する。煤発生量算出部４２が取得した各種センサの検知値と、算出した煤発生量は、負荷計算部４１から入力されたデータとともに選択部４３に出力される。
【００２３】
煤発生量算出部４２は、各種センサの検知値と、内燃機関１０の運転条件および運転履歴とに基づいて、煤発生量とデポジット堆積量とを算出するように構成されていることが好ましい。具体的には、運転条件としては、内燃機関１０の運転負荷および回転速度、燃料の噴射回数および噴射時期、点火時期、燃料噴射弁３０から噴射される燃料の燃圧および燃温、排気の空燃比（Ａ／Ｆ）、冷却水温、吸気温度、排気温度、燃焼室２１内の温度等のから選ばれる１以上のパラメータを用いることができ、運転履歴は、これらパラメータの時間変化として利用することができる。
【００２４】
煤発生量算出部４２は、ＥＣＵ４０に記憶されたマップ等を参照して、煤発生量を算出することができる。ＥＣＵ４０には、内燃機関１０の運転条件およびセンサ類５０の検知値または検知値から算出される各種パラメータと、圧縮行程における内燃機関１０内の温度や圧力、および煤発生量とを対応付けたマップまたは数式等が記憶されている。
【００２５】
例えば、図４に示すように、噴射終了時期（ＥＯＩ）から点火時期までの時間Ｊ１と、噴射時の燃圧と、煤発生量の関係に基づいて、煤発生量を算出できる。なお、図４の縦軸は噴射時の燃圧を示しており、横軸は時間Ｊ１を示しており、曲線状の破線は、煤発生量を示している。図４における矢印の方向に向かって煤発生量は減少する。すなわち、時間Ｊ１が長く、噴射時の燃圧が高いほど、煤発生量は減少する。煤発生量算出部４２は、時間Ｊ１と、燃圧とを取得し、図４に基づいて煤発生量を算出できる。
【００２６】
また、例えば、煤発生量算出部４２は、Ａ／Ｆセンサ２４、ＰＭセンサ３６に例示される排気センサにより検知された排気中の低減対象成分の成分量に基づいて、煤の発生量Ｓを算出してもよい。図５，６に示すように、煤発生量が増加している状況では、排気中の低減対象成分である粒子状物質（ＰＭ）や炭化水素（ＨＣ）の成分量も増加する。このため、Ａ／Ｆセンサ２４やＰＭセンサ３６の検知値に基づいて、煤発生量を算出することができる。
【００２７】
図７に、噴射モードの切り換えによる排気センサの検知値と煤発生量の算出値の変化を示す。なお、図７の横軸は時間を示しており、縦軸は、上から順に、ＰＭ量、ＨＣ量、煤発生量（算出値）を示している。時間ｔ０〜時間ｔ１では、通常モードの噴射パターンで燃料噴射が実行され、経時的にＰＭ量、ＨＣ量および煤発生量が増加している。時間ｔ１において、煤発生量が煤低減閾値Ｘ１を超えたため、時間ｔ１において、通常モードから煤低減モードへの切換が実行され、時間ｔ１以降は、煤低減モードの噴射パターンで燃料噴射が実行される。その結果、切り換えを行った時間ｔ１の直後からＰＭ量、ＨＣ量および煤発生量が著しく減少し、その後、ＰＭ量、ＨＣ量および煤発生量は、低い値で安定化する。
【００２８】
デポジット堆積量については、図８に示すように、噴射終了時期（ＥＯＩ）から点火時期までの時間Ｊ１と、噴射時の燃焼室２１内の気流の強さと、デポジットの増減量との関係に基づいて、算出できる。なお、図８の縦軸は気流の強さを示しており、横軸は時間Ｊ１を示しており、曲線状の実線又は破線はデポジットの増減量を示している。図８における実線の曲線は、デポジットの増減がない（増減量＝０）の零変化線２を示している。右上に向かう矢印に示すように、零変化線２よりも気流が強く、時間Ｊ１が長い場合には、デポジット堆積量は減少する。左下に向かう矢印に示すように、零変化線２よりも気流が弱く、時間Ｊ１が短い場合には、デポジット堆積量は増加する。煤発生量算出部４２は、時間Ｊ１と、燃焼室２１内での気流の強さとを取得し、図８に基づいてデポジットの増減量を算出できる。そして、デポジットの増減量を積分することにより、デポジット堆積量を算出できる。なお、燃焼室２１内での気流の強さは、例えば、内燃機関１０の回転速度と負荷とに基づいて算出できる。
【００２９】
負荷計算部４１が算出した内燃機関１０の運転負荷および回転速度と、煤発生量算出部４２が算出した煤発生量とは、ＥＣＵ４０の記憶手段に記憶される。より具体的には、内燃機関１０の負荷および回転速度ごとに、実際に燃料を噴射した時期（実行噴射時期）と、その際の排気中の低減対象成分の成分量との関係をマップや数式として記憶する。
【００３０】
選択部４３は、内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、煤低減モードと、他の噴射モードとの間で切り換えて選択する。煤低減モードは、燃料噴射弁３０における弁体５１の着座部５６よりも先端側に燃料が残存することを抑制して、残存する燃料由来の煤の発生を低減するように設定された噴射モードである。煤低減モード以外の噴射モードとしては、内燃機関１０への燃料噴射に際して通常実行される噴射モード（通常モード）や、燃料噴射弁３０に堆積にしたデポジットを除去するためのデポジット除去モード等を例示できる。通常モードは、内燃機関１０の燃費や、排気中の低減対象成分の抑制を優先させるように設定されている。デポジット除去モードは、燃料噴射弁３０の先端部５３に堆積したデポジットを除去するために、高燃圧の燃料噴射を実行するように設定されている。
【００３１】
煤低減モードは、他の噴射モードと比較して、煤発生量を低減可能に設定されている。より具体的には、燃料噴射弁３０の閉弁時において、その弁体５１の先端部５５が着座部５６と接する位置よりも先端側に燃料が残存することを抑制可能に設定されており、これによって、煤を低減することができる。燃料噴射弁３０における弁体５１の先端部５５が着座部５６と接する位置よりも先端側は、具体的には、サック室５７や、噴孔６０が形成された先端部５３であり、弁体５１が着座部５６に接して燃料噴射弁３０が閉弁状態である場合においても燃焼室２１側に暴露されている部分である。煤低減モードによれば、燃料噴射後の弁体５１が着座部５６に着座した閉弁状態において、サック室５７や、噴孔６０が形成された先端部５３に燃料が残存することを抑制することができる。その結果、燃料噴射弁３０が閉弁状態のときに、燃焼室２１の雰囲気に晒される燃料を低減できるため、煤発生量を低減することができる。煤低減モードによれば、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射時に起こり易いウェット燃料の付着を効果的に抑制できる。その結果、煤発生に起因するＰＭの発生を抑制して圧縮行程での噴射を実行することが可能となる。
【００３２】
例えば、煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射回数を、通常モード等の他の噴射モードにおける噴射回数よりも低減するように設定されていてもよい。噴射回数を低減することにより、燃料噴射弁３０の開閉回数を低減させることができる。その結果、燃料の噴射後に、燃料の一部がウェット状態で燃料噴射弁３０のサック室５７内に残存したり、先端部５３等に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。
【００３３】
図９に、通常モードの一例である燃費優先モードの噴射パターンと、煤低減モードの噴射パターンとを示す。燃費優先モードでは、圧縮行程において燃料噴射を２回に分割して実行している。これに対して、煤低減モードでは、圧縮行程における燃料噴射を１回のみとしている。各噴射の終了後に燃料噴射弁３０のサック室５７内や先端部５３等に残存する燃料から煤が発生するため、煤低減モードでは、燃費優先モードと比較して、煤発生の機会を半減させることができる。
【００３４】
また、例えば、煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時における燃料噴射弁３０の開閉速度を、他の噴射モードにおける燃料噴射弁３０の開閉速度よりも高速化するように設定されていてもよい。燃料噴射弁３０の開閉速度を高速化することにより、燃料の切れが良くなるため、燃料の噴射後に燃料の一部が燃料噴射弁３０のサック室５７内に残存したり、先端部５３等に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。
【００３５】
また、例えば、煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時における燃焼室２１内の温度を、他の噴射モードにおける燃焼室２１内の温度よりも高温化するように設定されていてもよい。燃焼室２１内の温度を高温化することにより、燃焼室２１内で燃料の霧化が促進されるため、燃料の噴射後に、燃料の一部が燃料噴射弁３０のサック室５７内に残存したり、先端部５３等に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。また、燃料が燃焼室２１内にウェット状態で付着することも抑制でき、この点においても煤発生量を低減できる。
【００３６】
また、例えば、煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時における燃料温度を、他の噴射モードにおける燃料温度よりも高温化するように設定されていてもよい。燃料温度を高温化することにより、燃焼室２１内に噴射された燃料の霧化が促進されるため、燃料の噴射後に、燃料の一部が燃料噴射弁３０のサック室５７内に残存したり、先端部５３等に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。また、燃料が燃焼室２１内にウェット状態で付着することも抑制でき、この点においても煤発生量を低減できる。
【００３７】
上述の煤低減モードの具体的な態様は、単独で用いられてもよいし、組み合わせて用いられてもよい。煤低減モードの具体的な態様は、各種センサの検知値や、内燃機関１０の運転状態や運転履歴等に応じて、適宜選択することができる。なお、煤低減モードは、他の噴射モードと比較して、燃料噴射弁３０における弁体５１の着座部５６よりも先端側に燃料が残存することを抑制可能に設定され、これによって、煤を低減することができるように設定されていればよい。すなわち、煤低減モードは、上記に説明した噴射回数の低減、燃料噴射弁３０の開閉速度の高速化、噴射時の燃焼室２１内の温度または燃温の高温化以外の手法により、燃料噴射弁３０における弁体５１の着座部５６よりも先端側に燃料が残存することを抑制するように設定されていてもよい。
【００３８】
選択部４３は、内燃機関１０の運転条件および運転履歴に基づいて、煤発生量算出部４２が算出した煤発生量Ｓが所定の煤低減閾値Ｘ１を超えたことを条件として（Ｓ＞Ｘ１）、煤低減モードを選択するように構成されていてもよい。例えば、選択部４３は、Ｓ＞Ｘ１の場合には煤低減モードを選択し、Ｓ≦Ｘ１の場合には通常モードを選択してもよい。内燃機関１０の運転条件および運転履歴から煤発生量を算出するため、実際に煤発生量が増加する前に、煤低減モードを選択することができ、煤発生量の増加を抑制することができる。
【００３９】
選択部４３は、Ａ／Ｆセンサ２４、ＰＭセンサ３６に例示される排気センサにより検知された排気中の低減対象成分の成分量に基づいて、噴射モードを選択してもよい。図５，６に示すように、煤発生量が増加している状況では、排気中の低減対象成分である粒子状物質（ＰＭ）や炭化水素（ＨＣ）の成分量も増加する。このため、選択部４３は、排気中の低減対象成分の成分量を示す所定のパラメータＰに対して排気成分閾値Ｙ１を設定し、Ｐ＞Ｙ１の場合には煤低減モードを選択し、Ｐ≦Ｙ１の場合には通常モードを選択してもよい。排気センサの検知値により経時的に変化する内燃機関１０の状況を把握し、その時々に応じて適切な煤低減モードを選択できるため、煤発生量の増加を効果的に抑制できる。
【００４０】
煤低減閾値Ｘ１および排気成分閾値Ｙ１は、ＥＣＵ４０に予め記憶されていてもよいし、実行する燃焼サイクルよりも前の燃焼サイクルにおいて取得された検知値等に基づいて設定または更新されたものであってもよい。
【００４１】
選択部４３は、内燃機関１０の運転状態や運転履歴に基づいて、煤低減モードを選択することを禁止する禁止フラグを設定可能に構成されていてもよい。例えば、燃料噴射システム１を含む車両に搭載された各システムに異常が発生している場合や、内燃機関１０における燃焼が不安定である場合には、煤低減モードの選択を禁止してもよい。より具体的には、例えば、燃料系統で異常が検知され、フェイルセーフ制御を実行している場合等には、煤低減モードの選択を禁止するフラグを設定してもよい。また、選択部４３は、上記の禁止フラグの設定条件が満たされなくなった場合に、禁止フラグを解除するように構成されていてもよい。または、禁止フラグの設定条件とは別に禁止フラグの解除条件を設けてもよい。
【００４２】
その他、選択部４３は、煤発生量が増加することが懸念される場合に、煤低減モードを選択するように構成されていてもよい。例えば、選択部４３は、内燃機関１０の運転時間が所定の運転時間を超えた場合等に、定期的に煤低減モードを選択して、その煤発生量を通常モードにおける煤発生量と比較し、その結果によって煤低減モードを選択してもよい。さらには、上述の処理を実行し、適宜、煤低減モードを選択するように学習してもよい。
【００４３】
噴射制御部４４は、選択部４３が選択した噴射モードに従って、内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射パターンを設定し、燃料噴射弁３０および高圧ポンプ３３を制御して、設定した噴射パターンで燃料噴射を実行する。噴射制御部４４は、選択部４３が選択した噴射モードに従って内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射パターンを設定するパターン制御部４５と、燃料噴射弁３０を制御する噴射弁制御部４６と、高圧ポンプ３３を制御するポンプ制御部４７とを備えている。
【００４４】
パターン制御部４５は、燃料噴射の時期を設定し、設定された噴射時期に応じて噴射パターンを設定する。パターン制御部４５は、設定した燃料噴射の時期が内燃機関１０の圧縮行程である場合には、選択部４３が選択した噴射モードに従って、その噴射パターンを設定する。そして、パターン制御部４５は、噴射パターンに応じて噴射弁制御部４６およびポンプ制御部４７に制御指令を実行する。
【００４５】
パターン制御部４５は、内燃機関１０の１燃焼サイクルごとに設定された所定の算出タイミングで、燃料噴射弁３０から噴射する燃料の噴射時期を決定する。より具体的には、パターン制御部４５は、負荷計算部４１が算出した内燃機関１０の運転条件と、運転履歴と、センサ類５０の検知値とに基づいて、内燃機関１０の圧縮行程に噴射時期を設定するか否かを決定する。
【００４６】
選択部４３により煤低減モードが選択された場合には、パターン制御部４５は、内燃機関１０の負荷および回転速度と、センサ類５０の検知値等に基づいて、内燃機関１０の燃焼室２１内が所定の高温条件を満たしているか否かを判定する。燃焼室２１内が所定の高温条件を満たしていると判定された場合に、パターン制御部４５は、内燃機関１０の圧縮行程に噴射時期を設定することができる。なお、所定の高温条件とは、圧縮行程において燃焼室２１内が高温状態となって低減対象成分量が所定値未満となるための条件である。所定の高温条件は、内燃機関１０の運転履歴や、内燃機関１０と同様の構造を有する他の内燃機関１０によって取得された運転履歴に基づいて設定することができる。
【００４７】
パターン制御部４５は、ＥＣＵ４０に記憶されたマップ等を参照して、所定の高温条件を満たしているか否かを判断する。ＥＣＵ４０には、内燃機関１０の運転条件およびセンサ類５０の検知値または検知値から算出される各種パラメータと、圧縮行程における内燃機関１０内の温度や圧力、および低減対象成分量とを対応付けたマップまたは数式等が記憶されている。ＥＣＵ４０に記憶されたマップまたは数式等に基づいて、内燃機関１０の運転条件およびセンサ類５０の検知値または検知値から算出される各種パラメータごとに、高温条件を満たす所定の数値範囲がそれぞれ設定されていてもよい。
【００４８】
圧縮行程に噴射時期を設定する場合には、パターン制御部４５は、排気中の低減対象成分量をより低減するとともに燃費をより低減することができる最適な噴射時期に設定することが好ましい。
【００４９】
燃料の噴射時期に際して各種センサから取得した検知値に基づいて、噴射時期および噴射パターンの再設定を行ってもよい。例えば、内燃機関１０の１燃焼サイクルごとに設定された所定の算出タイミングで圧縮行程に噴射時期を設定した後で、所定の時間間隔で取得した各検知値に基づいて、煤発生量の再算出、噴射モードの再選択、および、噴射パターンの再設定が行われてもよい。
【００５０】
噴射弁制御部４６は、内燃機関１０の回転速度、負荷、目標空燃比、排気センサが検知するＡ／Ｆ、ＦＢ（空燃比フィードバック）量等に基づき、燃料の噴射量を算出する。さらに、噴射量と燃圧に基づき、燃料の噴射期間を算出する。噴射弁制御部４６は、パターン制御部４５が設定した噴射開始時期と噴射期間とに基づいて燃料噴射弁３０のニードル弁を開閉制御し、燃料を燃焼室２１内に噴射する。なお、算出した噴射量、噴射期間等は、排気中の低減対象成分と対応付けしてマップ化または数式化する等によってＥＣＵ４０の記憶手段に記憶されるようにしてもよい。
【００５１】
ポンプ制御部４７は、燃圧センサ３７の検知値に基づいて、高圧ポンプ３３と低圧ポンプ３４の出力等を制御する。ポンプ制御部４７は、目標燃圧を設定して、燃圧センサ３７の検知値が目標燃圧付近の値となったことを条件として、圧縮行程の燃料噴射の実行を許可するように構成されていてもよい。一般に、燃料噴射時の燃圧が高いと、噴射された燃料が受けるせん断力が大きくなるため、噴射された燃料の液滴が小さくなって、空気分子と燃料の液滴との単位時間当たりの衝突回数が多くなる。その結果、燃料が良好に拡散し、燃料と空気との混合気を良好に形成することができる。ただし、燃圧が高いと燃料の運動量が大きいため、点火直前に噴射して点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を配置しようとする場合に、点火プラグ２２を燃料が通過することにより、適切な混合気の形成ができないという懸念がある。また、運動量が大きくなることにより、燃焼室２１内での混合気の流動が悪化するという懸念がある。これらの懸念される要因により、燃料の噴射から点火までの間に、点火プラグの周囲に混合気を形成することが困難になる可能性がある。
【００５２】
点火制御部４８は、パターン制御部４５で設定された噴射パターンに基づいて、点火プラグ２２に通電するタイミングと時間を調整し、点火プラグ２２の点火制御を実行する。点火制御部４８は、燃料の燃焼時において耐ノック性を確保し、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成するために、選択された噴射モードと、これに応じて設定した噴射パターンに応じて、点火時期を調整する。
【００５３】
点火制御部４８は、例えば、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成して燃焼を行う場合には、運転条件ごとに設定される燃料の点火時期において点火プラグ２２の先端部の近傍に所定の空燃比の混合気が形成されるように、燃料の噴射時期を調整する。
【００５４】
また、例えば、点火制御部４８は、点火時期に応じてノッキングを制御するノックコントロールシステム（ＫＣＳ）の機能を有していてもよい。ＫＣＳは、ノックセンサ２７の信号からノックを検知する。そして、ノックが検知されたときには点火時期を遅角し、ノックが検知されなくなったら点火時期を少しずつ進角させる。このような動作をくり返しながら、ＫＣＳは、ノックが発生する限界点火時期であるノック点火時期を学習する。
【００５５】
煤低減モードでは、通常モードに対して、噴射パターン、噴射する燃料の燃圧または燃温、燃焼室２１内の圧力および温度等の条件が変更される場合がある。このため、煤低減モードにおける耐ノック性は、通常モードにおける耐ノック性と相違する。煤低減モードを選択したことにより、耐ノック性が低減することを回避するために、点火制御部４８は、通常モードにおける点火時期よりも、煤低減モードにおける点火時期を遅角させる。
【００５６】
また、圧縮行程での燃料噴射時に、噴射する燃料の燃圧が高すぎると、燃焼室２１内に噴射された燃料の噴霧の運動量が上昇し過ぎて、点火プラグ２２の先端部を通過し、点火時期に点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成することが困難となる場合がある。このため、噴射制御部４４と点火制御部４８は、点火時期を遅角させることにより、燃料の噴射から点火までの時間を長めに調整する。点火時期を遅角させることにより、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気が形成されている状態で点火を実行することができ、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成することにより燃焼を安定して実行することが可能となる。
【００５７】
ＥＣＵ４０は、燃料の噴射時期に際して各種センサから取得した検知値に基づいて、上記に説明した噴射モード、噴射時期および噴射パターン、燃焼の燃圧および燃温の制御、燃焼室２１内の圧力および温度の制御、点火制御等について、補正、切換、または学習を実行可能に構成されていてもよい。また、禁止フラグの設定／解除によって、噴射パターン等の切換を実行可能に構成されていてもよい。
【００５８】
例えば、ＥＣＵ４０は、制御対象となる内燃機関１０に対して、それぞれの噴射モードにおける噴射パターンを予め記憶していてもよい。そして、選択した噴射モードで燃料噴射を実行中に、各種センサの検知値、およびこの検知値から推定される煤発生量等の推定値に基づいて、必要に応じて、記憶された別の噴射パターンに近づけるように補正してもよい。
【００５９】
具体的には、通常モードの噴射パターンで燃料噴射を実行中に、排気センサの検知値等から、煤発生量が増加すると推定された場合には、噴射パターンを煤低減モードの噴射パターンに近づけるように補正してもよい。より具体的には、燃料噴射弁３０の開閉速度の高速化、噴射回数の低減、燃温や燃焼室２１内の温度の高温化を行って、煤低減モードに近い噴射パターンに補正してもよい。補正量は、煤発生量が高くなるほど大きくなるように設定してもよい。例えば、通常モードにおける噴射時の燃温がＴ１であり、煤低減モードにおける噴射時の燃温がＴ２であった場合に、煤発生量が高くなるほど大きくなる係数Ａ（０≦Ａ≦１）を設定し、Ａ×（Ｔ２−Ｔ１）を燃温の補正量としてもよい。なお、係数Ａ＝０の場合には、補正量は零となり、係数Ａ＝１の場合には、補正量は（Ｔ２−Ｔ１）となって補正後の燃温はＴ２となる。
【００６０】
また、例えば、ＥＣＵ４０は、選択した噴射モードで燃料噴射を実行中に、各種センサの検知値、およびこの検知値から推定される煤発生量等の推定値に基づいて、必要に応じて、記憶された別の噴射パターンに切換えてもよい。具体的には、通常モードの噴射パターンで燃料噴射を実行中に、排気センサの検知値等から、煤発生量が増加すると推定された場合には、煤低減モードの噴射パターンへの切換を行ってもよい。
【００６１】
なお、噴射パターンの補正または切換を行う場合に、燃温、燃焼室２１の温度等の制御パラメータを変化させる際には、指令値を急激に変化させるのではなく、徐々に変化させるようにすることが好ましい。また、噴射パターンの補正または切換に応じて、ノッキング抑制や、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成する燃焼の成立等が可能となるように点火時期を調整することが好ましい。
【００６２】
また、例えば、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転条件および運転履歴ごとに、センサ類５０の検知値およびこれら検知値から算出される各種推定値と、その際に選択され、適宜補正された噴射パターンとの関係を適合マップ等の形式により記憶していてもよい。この適合マップ等に基づいて、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転条件および運転履歴に応じた噴射パターンを選定できる。また、この適合マップ等は、内燃機関１０の運転ごとに修正されてもよい。
【００６３】
図１０に示すフローチャートを用いて、ＥＣＵ４０が実行する噴射制御処理の一例を説明する。このフローチャートは、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００６４】
まず、ステップＳ１０１において、噴射時期等の設定時期か否かを判定する。この設定時期は、内燃機関１０の１燃焼サイクルごとに設定された所定の算出タイミングである。設定時期である場合には、ステップＳ１０２に進む。設定時期でない場合には、ステップＳ１１３に進む。
【００６５】
設定時期である場合には、ステップＳ１０２に進み、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転条件、各種センサからのセンサ検知値を取得する。具体的には、内燃機関１０の負荷、Ａ／Ｆセンサ２４およびＰＭセンサ３６の検知する排気中の未燃焼燃料量および粒子数の検知値、水温センサ２６からの内燃機関１０の冷却水温、吸気流量センサ１３からの吸気流量、吸気温度センサ１４からの吸気温、クランク角センサ２９からのクランク角信号、燃焼圧センサ３８からの燃焼室２１内の圧力等の検知値を必要に応じて取得する。その後、ステップＳ１０３に進む。
【００６６】
ステップＳ１０３では、煤発生量Ｓと、デポジット堆積量Ｄとを算出する。具体的には、図５，６に示す関係（ＥＣＵ４０に記憶されている）を用いて、排気センサにより検知された排気中のＰＭの成分量およびＨＣの成分量に基づいて、煤発生量Ｓを推定する。また、図８に示す関係（ＥＣＵ４０に記憶されている）を用いて、ＥＯＩから点火時期までの時間Ｊ１と、噴射時の燃焼室２１内の気流の強さと、デポジットの増減量との関係に基づいて、デポジット堆積量Ｄを推定する。その後、ステップＳ１０４に進む。
【００６７】
ステップＳ１０４では、煤発生量Ｓが煤低減閾値Ｘ１を超えるか否かについて判定する。Ｓ＞Ｘ１である場合にはステップＳ１０５に進む。Ｓ≦Ｘ１である場合には、ステップＳ１１０に進み、通常モードを選択する。なお、ステップＳ１０４に替えて、ステップＳ１０２で取得した排気センサの検知値に基づいて、噴射モード選択に関する判定を行ってもよい。具体的には、排気中の低減対象成分の成分量を示す所定のパラメータＰに対して排気成分閾値Ｙ１を設定し、Ｐ＞Ｙ１の場合にはステップＳ１０５に進み、Ｐ≦Ｙ１の場合にはステップＳ１１０に進むようにしてもよい。
【００６８】
ステップＳ１０５では、禁止フラグが設定されているか否かを判定する。例えば、内燃機関１０が起動中であり、運転状態が不安定である場合には、禁止フラグが設定された状態となっている。禁止フラグが設定されていない場合には、ステップＳ１０７に進む。禁止フラグが設定されている場合には、ステップＳ１０６に進む。
【００６９】
ステップＳ１０６では、禁止フラグの解除が可能か否かを判定する。例えば、内燃機関１０が起動を完了し、運転状態が安定化して禁止フラグの設定条件に該当しなくなった場合には、禁止フラグを解除することができる。禁止フラグを解除できる場合には、ステップＳ１０７に進む。禁止フラグを解除できない場合には、ステップＳ１１０に進み、通常モードを選択する。
【００７０】
ステップＳ１０７では、推定したデポジット堆積量Ｄがデポジット閾値Ｘ２を超えるか否かについて判定する。Ｄ＞Ｘ２である場合にはステップＳ１０８に進み、デポジット除去モードを選択する。Ｄ≦Ｘ２である場合には、ステップＳ１０９に進み、煤低減モードを選択する。
【００７１】
ステップＳ１０８〜Ｓ１１０で噴射モードを選択した後、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、燃料の噴射時期と噴射パターンとを設定する。内燃機関１０の圧縮行程に噴射時期が設定された場合には、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０で選択された噴射モードに従って、噴射パターンを設定する。ステップＳ１１１の後、ステップＳ１１２に進む。
【００７２】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１０９で設定された噴射パターンに応じて、燃料への点火時期を設定する。例えば、煤低減モードを選択した場合には、耐ノック性を確保する目的や、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成して燃焼を安定化させる目的で、通常モード時よりも点火時期が遅角化される。ステップＳ１１２の後、ステップＳ１１３に進む。
【００７３】
ステップＳ１１３において、設定された各噴射時期について、その噴射時期に至ったと判断された場合には、ステップＳ１１４に進み、設定された噴射パターンに従って燃料の噴射が実行される。例えば、ステップＳ１１０で煤低減モードを選択した場合には、圧縮行程における燃料噴射時に、燃料噴射弁３０における弁体５１の着座部５６よりも先端側に燃料が残存することを抑制可能な噴射パターンで燃料が噴射される。より具体的には、他の噴射モードと比較して、圧縮行程での噴射回数が低減される。または、燃料噴射弁３０の開閉速度が高速化される。または、燃料噴射時の燃焼室２１内の温度や、燃温が高温化される。ステップＳ１１４の後、ステップＳ１１５に進む。噴射時期ではない場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００７４】
ステップＳ１１５において、設定された点火時期について、その点火時期に至ったと判断された場合には、ステップＳ１１６に進み、燃料の点火が実行され、その後、処理を終了する。点火時期ではない場合には、ステップＳ１１６を実行することなく、処理を終了する。
【００７５】
上記のとおり、図１０に示すフローチャートによれば、設定時期において噴射モードの選択が実行され、選択された噴射モードに応じて、噴射時期と、噴射パターンと、点火時期の設定が実行される。そして、設定された噴射時期に至った場合には、設定された噴射パターンで燃料噴射が実行される。また、設定された噴射パターンに応じて耐ノック性等を確保するように設定された点火時期に、燃料への点火が実行される。
【００７６】
なお、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１１２の処理を設定時期以外にも実行可能であってもよい。例えば、所定の間隔でステップＳ１０２〜ステップＳ１１０の処理を実行して噴射モードの選択を実行し、その際に選択された噴射モードが設定時期に選択された噴射モードと相違する場合に、噴射モードの切り換えを行ってもよい。そして、切り換えた噴射モードについてステップＳ１１１およびＳ１１２の処理を行ってもよい。さらには、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０において噴射モードを選択した後、ステップＳ１１３において噴射を実行するまでの間に取得された各種センサの検知値等に基づいて、選択された噴射モードを補正するステップを含んでいてもよい。
【００７７】
上述の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００７８】
ＥＣＵ４０によれば、選択部４３により、内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射モードを、所定の切換条件に基づいて、燃料噴射弁３０から発生する煤を低減する煤低減モードと、煤低減モードと相違する他の噴射モードとの間で切り換えて選択する。そして、選択部４３により選択された噴射モードに基づいて、噴射弁制御部４６は、噴射時期が圧縮行程に設定された燃料噴射を実行するように、燃料噴射弁３０を制御する。このため、所定の切換条件に基づいて、必要に応じて煤低減モードで燃料噴射を実行でき、煤の発生を抑制することができる。
【００７９】
また、この煤低減モードは、燃料噴射弁３０の弁体５１の着座部５６よりも先端側に燃料が残存することを抑制して煤を低減するように設定された噴射モードであるため、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射時に起こり易いウェット燃料の付着を効果的に抑制できる。その結果、煤発生に起因するＰＭの発生を抑制して圧縮行程での噴射を実行することが可能となる。
【００８０】
選択部４３は、内燃機関１０の運転条件および運転履歴に基づいて算出された煤発生量Ｓが所定の煤低減閾値Ｘ１を超えたことを条件として、煤低減モードを選択するように構成されていてもよい。内燃機関１０の運転条件および運転履歴から煤発生量を算出するため、実際に煤発生量が増加する前に、煤低減モードを選択することができ、煤発生量の増加を抑制することができる。
【００８１】
選択部４３は、排気センサにより検知された排気中の低減対象成分の成分量が所定の排気成分閾値Ｙ１を超えたことを条件として、煤低減モードを選択するように構成されていてもよい。排気センサの検知値により内燃機関１０の現在の状況に応じて適切に煤低減モードを選択できるため、煤発生量の増加を効果的に抑制できる。
【００８２】
煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程に噴射する燃料の噴射回数を、他の噴射モードよりも低減することにより、煤の発生量を低減するように設定されていてもよい。燃料の噴射回数を低減することにより、燃料噴射弁３０の開閉の回数を低減することができる。その結果、燃料噴射を終了する燃料噴射弁３０の閉弁後に、燃料の一部がウェット状態で燃料噴射弁３０のサック室５７に残存したり、先端部５３に付着したりする機会を低減でき、煤発生量を低減できる。
【００８３】
煤低減モードは、他の噴射モードと比較して、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時における燃料噴射弁３０の開閉速度を高速化することにより、煤の発生量を低減するように設定されていてもよい。燃料噴射弁３０の開閉速度を高速化することにより、燃料の切れが良くなるため、燃料の噴射後に燃料の一部が燃料噴射弁３０のサック室５７に残存したり、先端部５３に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。
【００８４】
煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時に内燃機関の燃焼室内温度を、他の噴射モードよりも高温化することにより、煤の発生量を低減するように設定されていてもよい。燃焼室２１内の温度を高温化することにより、燃焼室２１内で燃料の霧化が促進されるため、燃料の噴射後に、燃料の一部が燃料噴射弁３０サック室５７に残存したり、先端部５３に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。
【００８５】
煤低減モードは、内燃機関１０の圧縮行程での燃料噴射の実行時に燃料噴射弁３０から噴射される燃料の温度を、他の噴射モードよりも高温化することにより、煤の発生量を低減するように設定されていてもよい。噴射される燃料の温度を高温化することにより、燃焼室２１内で燃料の霧化が促進されるため、燃料の噴射後に、燃料の一部が燃料噴射弁３０サック室５７に残存したり、先端部５３に付着したりすることを抑制でき、煤発生量を低減できる。
【００８６】
点火制御部４８は、選択部４３が煤低減モードを選択したことを条件として、煤低減モードに応じて、燃焼室２１内の燃料に点火する点火時期を変更するように構成されていてもよい。燃料の燃焼時において耐ノック性を確保し、点火プラグ２２の周囲にリッチな混合気を形成して燃焼を成立させるために、選択された噴射モードと、これに応じて設定した噴射パターンに応じて、点火時期を調整することができる。
【００８７】
選択部４３は、内燃機関１０の運転条件または運転履歴に基づいて、煤低減モードを選択することを禁止するように構成されていてもよい。燃料噴射システム１を含む車両に搭載された各システムに異常が発生している場合や、内燃機関１０の燃焼状態が不安定である場合には、煤低減モードの選択を禁止してもよい。内燃機関１０の燃焼状態が不安定である場合には、失火等の不具合を回避することを優先して、安全に内燃機関１０を運転することができる。
【００８８】
・なお、本発明の燃料噴射制御装置は、ガソリンエンジン以外にディーゼルエンジンにおいても適用可能である。すなわち、直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置への適用が可能となっている。
【符号の説明】
【００８９】
１…燃料噴射システム、１０…内燃機関、２１…燃焼室、３０…燃料噴射弁、３２…蓄圧容器、４０…ＥＣＵ、４３…選択部、４４…噴射制御部、５１…弁体、５６…着座部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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