(57)【要約】【課題】簡易な方法で確実にＰＭの発生を抑制し得る装置を提供する。【解決手段】噴孔が燃焼室（５）内に臨みピストン（６）を指向して燃料を噴射する燃料噴射装置（１４）と、ピストン（６）の冠面温度が所定の温度以上のときに、燃料噴射装置（１４）より噴射される燃料噴霧がピストン（６）の冠面（６ａ）に衝突しないときの第１の燃料噴射時期と、第１の燃料噴射時期より進角側の第２の燃料噴射時期であってかつ燃料噴霧がピストン（６）の冠面（６ａ）に衝突するときの第２の燃料噴射時期との間で燃料噴射時期を周期的に変化させる燃料噴射時期変更手段（２１）とを備える。【選択図】図１
2014137025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔が燃焼室内に臨みピストンを指向して燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記ピストンの冠面温度が所定の温度以上のときに、前記噴孔より噴射される燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突しないときの第１の燃料噴射時期と、前記第１の燃料噴射時期より進角側の第２の燃料噴射時期であってかつ前記燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときの第２の燃料噴射時期との間で燃料噴射時期を周期的に変化させる燃料噴射時期変更手段と
を備えることを特徴とするエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項２】
前記噴孔より噴射される燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときに、その衝突するピストン冠面上の位置を周期的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項３】
前記所定の温度以上の温度域で、前記ピストンの冠面温度が上昇するほど前記第２の燃料噴射時期と前記第１の燃料噴射時期との間の間隔を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項４】
前記所定の温度以上の温度域で、前記ピストンの冠面温度が上昇するほど前記第１の燃料噴射時期を維持する時間に対する前記第２の燃料噴射時期を維持する時間の割合を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項５】
前記所定の温度以上の温度域で、前記ピストンの冠面温度が上昇するほど前記第１の燃料噴射時期と前記第２の燃料噴射時期との間の間隔を大きくすると共に、前記第１の燃料噴射時期を維持する時間に対する前記第２の燃料噴射時期を維持する時間の割合を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項６】
前記ピストンの冠面温度を、エンジンの油温もしくは冷却水温から推定するかまたはエンジンの負荷及び回転速度に基づいて推定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射装置は多段の燃料噴射を行い得る燃料噴射装置であり、前記多段の燃料噴射時期の中に、前記噴孔より噴射される燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときの燃料噴射時期を含んでいる場合に、前記ピストンの冠面温度が所定の温度以上のときに、前記含んでいる燃料噴射時期に代えて、前記燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突しないときの第１の燃料噴射時期と前記燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときの第２の燃料噴射時期との間で燃料噴射時期を周期的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項８】
噴孔が燃焼室内に臨みピストンを指向して燃料を噴射する燃料噴射装置を備え、
前記ピストンの冠面温度が所定の温度以上のときに、前記燃料噴射装置より噴射される燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときの燃料噴射時期と、前記燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突しないときの燃料噴射時期とを周期的に変化させることを特徴とするエンジンの燃料噴射時期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関（以下「エンジン」という。）の燃料噴射時期制御装置及び燃料噴射時期制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴孔が燃焼室内に臨みピストンを指向して燃料を噴射する燃料噴射装置を備えるエンジンでは、シリンダの壁面に付着、残留する燃料量を低減するため燃料噴射時期を進角すると、ピストンの冠面に付着、残留する燃料量が増大する傾向となる。ピストンの冠面に付着、残留する燃料量が増大すると、排気微粒子（Ｐarticulate  Ｍatter、以下、「ＰＭ」という。）の排出粒子数が増大する。一方、ＰＭの排出粒子数の増大を抑制するため燃料噴射時期を遅角させると、シリンダの壁面に付着、残留する燃料量が増大し、未燃ガスが増大する傾向となる。このため、ピストンの冠面温度に応じピストンの冠面温度が相対的に高いときにピストンの冠面温度が相対的に低いときより燃料噴射時期を進角側に制御するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５６８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ピストンの冠面温度は燃料噴射時期の影響を受けて温度上昇したり温度低下してしまうので、上記特許文献１の技術のようにピストンの冠面温度に応じて燃料噴射時期を制御するのでは、ＰＭの排出粒子数の増大を抑制するにしても限界がある。
【０００５】
そこで本発明は、簡易な方法で確実にＰＭの発生を抑制し得る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】
【０００６】
本発明のエンジンの燃料噴射時期制御装置は、噴孔が燃焼室内に臨みピストンを指向して燃料を噴射する燃料噴射装置を備える。さらに本発明のエンジンの燃料噴射時期制御装置は、前記ピストンの冠面温度が所定の温度以上のときに、前記燃料噴射装置より噴射される燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突しないときの第１の燃料噴射時期と、前記第１の燃料噴射時期より進角側の第２の燃料噴射時期であってかつ前記燃料噴霧が前記ピストンの冠面に衝突するときの第２の燃料噴射時期との間で燃料噴射時期を周期的に変化させる燃料噴射時期変更手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ピストンの冠面温度が所定の温度以上のときに、燃料噴霧をピストンの冠面に衝突させる場合の第２の燃料噴射時期で燃料噴射を行うことで、ピストンの冠面に付着した燃料噴霧の気化が高温のピストン冠面によって促進されることから、燃料噴霧を前記ピストンの冠面に衝突させない場合の第１の燃料噴射時期だけで燃料噴射を行う場合より、ＰＭを低減できる。その一方で、ピストンの冠面に衝突する燃料噴霧はピストンの冠面より気化潜熱を奪うので、第２の燃料噴射時期での燃料噴射を継続したのでは、ピストンの冠面温度が所定の温度未満へと低下してしまうのであるが、本発明では、第２の燃料噴射時期と第１の燃料噴射時期との間で燃料噴射時期を周期的に変化させるので、燃料噴霧をピストンの冠面に衝突させ続けることがないようにすることができ、これによって、第２の燃料噴射時期での燃料噴射を継続する場合よりもピストンの冠面温度の所定の温度未満への低下を抑制できる。このように、本発明によれば、第２の燃料噴射時期、第１の燃料噴射時期を定めるに際してピストンの冠面温度を直接用いることなく、ＰＭの発生を従来装置よりも簡易にかつ確実に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態のエンジンの燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【図２】燃料噴射時期とピストン冠面温度に対する単位体積当たりＰＭ排出数の特性図である。
【図３】第１〜第３の３つの噴射時期とピストン位置との関係を示す特性図である。
【図４】第１実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図５】第２実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図６】第３実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図７】第４実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図８】第５実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図９】第６実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図１０】第７実施形態の燃料噴射パターンの特性図である。
【図１１】第１〜第３の実施形態の燃料噴射時期の設定を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第４〜第７の実施形態の燃料噴射時期の設定を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第８実施形態の第１噴射時期を維持する時間に対する第３噴射時期を維持する時間の割合の特性図である。
【図１４】第９実施形態の第３噴射時期と第１噴射時期との間の間隔の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態のエンジン１の燃料噴射制御装置の概略構成図である。図１において、空気は吸気管２の一部である吸気コクレタ３、吸気マニフォルド４を経て燃焼室５に供給される。空気の量はスロットル弁１２とスロットルモータ１３とで構成される電制スロットル装置１１により調整される。燃料は燃焼室５に直接臨んで設けた各気筒の燃料インジェクタ１４より各気筒の燃焼室５に直接、噴射供給される。この噴射された燃料は、吸気ポートから流入する空気と混合しつつ気化し、燃焼室５内で混合気を形成する。
【００１１】
シリンダ５内に供給された混合気に対して各気筒の点火プラグ１５で火花点火を行うことで、混合気が燃焼し、その燃焼圧力がピストン６を押し下げる仕事をしてクランクシャフトを回転駆動する。燃焼の終わったガスは排気として排気管８に出される。排気に含まれる有害三成分は三元触媒９によって浄化した後に大気に放出する。三元触媒９は、理論空燃比での運転時に排気中の有害三成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯx）を無害の成分（ＣＯ2、Ｈ2Ｏ及びＮ2）にする触媒である。例えばＰｔとＲｈの混合物またはＰｔとＰｄとＲｈの混合物をアルミナに担持させたもので構成する。
【００１２】
エンジンコントローラ２１には、アクセルセンサ２２からのアクセル開度、クランク角センサ２３からのクランク角、エアフローメータ２４からの吸入空気量、水温センサ２５からの冷却水温Ｔｗの信号が入力されている。エンジンコントローラ２１では、電制スロットル装置１１を介してエンジン１に供給する空気の量を、各気筒の燃料インジェクタ１４を介してエンジン１に供給する燃料供給量を制御する。また、各気筒の点火プラグ１５を介して点火時期を制御する。上記の三元触媒７は、排気の空燃比が理論空燃比付近で振れることによって排気中の有害三成分を効率よく浄化できるため、理論空燃比の混合気が得られるように各気筒の燃料インジェクタ１４に与える燃料噴射パルス幅を定めている。
【００１３】
さて、図２は燃料噴射時期（燃料噴射の開始時期）とピストン６の冠面温度がＰＭの発生に及ぼす影響を本発明者が初めて調べたものである。図２の横軸は燃料噴射時期ＩＴ［ｄｅｇＡＴＤＣ］、図２の縦軸は排気の単位体積に含まれるＰＭの排出数（以下、「単位体積当たりＰＭ排出数」という。）［／ｃｃ］である。
【００１４】
横軸の単位である［ｄｅｇＡＴＤＣ］は、吸気上死点を基点として遅角側に採ったクランク角である。例えば、燃料噴射時期ＩＴが０［ｄｅｇＡＴＤＣ］のときピストン６は吸気上死点にある。燃料噴射時期ＩＴが正の値で大きくなるほどピストン６が下降し、燃料噴射時期ＩＴが１８０［ｄｅｇＡＴＤＣ］のときピストン６は吸気下死点にくる。ここでは、左端の吸気上死点（ＩＴ＝０）から吸気下死点（ＩＴ＝１８０）までの間に６つの燃料噴射時期を採っている。
【００１５】
特に、吸気上死点側の３つの燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２、ＩＴ３を図３を参照して説明すると、図３は３つの燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２、ＩＴ３のとき、吸気上死点より下降するピストン６が上下方向のどの位置にくるのかを示している。
【００１６】
燃料インジェクタ１４は、その噴孔１４ａが燃焼室５内に臨みピストン６を指向して、つまりその噴孔１４ａより噴射供給される燃料噴霧が円筒状のシリンダ７の斜め下方に向かうように、シリンダ７のほぼ上端位置に設けられている。一方、ピストン６はシリンダ７の軸に沿ってシリンダ７の壁面を上下方向に摺動する。このため、噴孔１４ａを開いて燃料噴射を開始する時期によって、噴孔１４ａより噴射供給される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突する位置が変化する。
【００１７】
まず、ピストン６が十分下降していれば、噴孔１４ａより噴射供給される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突しない。第１噴射時期ＩＴ１は、噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突しないときの燃料噴射時期のうち最も進角側にある燃料噴射時期である。第１噴射時期ＩＴ１よりも遅角側の燃料噴射時期でも噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧はピストン６の冠面６ａに衝突しないのであるが、第１噴射時期ＩＴ１は最も進角側の燃料噴射時期に相当する。
【００１８】
次に、ピストン６が吸気上死点より下降していくしばらくの間であれば、噴孔１４ａより噴射供給される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突する。第２噴射時期ＩＴ２は噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａの周縁のうち噴孔１４ａより最も遠い周縁（図３で右端）に衝突するときの燃料噴射時期である。
【００１９】
燃料噴射時期を第２噴射時期ＩＴ２より進角するほど噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面上で衝突する位置が変化し、ピストン６の冠面中央へと移ってゆく。第３噴射時期ＩＴ３は噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａのほぼ中央で衝突するときの燃料噴射時期である。ここで、ピストン６の冠面６ａ中央は冠面６ａのうち最も温度が高くなり得る部位である。これは、ピストンが受ける燃焼熱を冷却水によって冷却しているシリンダへと伝わらせることで、熱を逃す構成であるので、ピストンの外周にあるシリンダに近い冠面部位ほど良く冷やされ、シリンダから最も遠い冠面中央が最も冷やされにくくなるためである。
【００２０】
図２に戻り単位体積当たりＰＭ排出数は、ピストン６の冠面温度によって相違している。ピストン６の冠面温度が採り得る温度範囲は予め定まっており、所定の幅を有するのであるが、ここでは簡単のため、ピストン６の冠面温度が低い場合、中程度の場合、高い場合の３つに大きく分けて記載している。
【００２１】
図２に示したように、第１噴射時期ＩＴ１を含めて第１噴射時期ＩＴ１より遅角側の燃料噴射時期では、３ついずれのピストン６の冠面温度の場合も、単位体積当たりＰＭ排出数はほぼ同じである。しかしながら、第１噴射時期ＩＴ１より進角側の燃料噴射時期では、ピストン６の冠面温度に依存して、単位体積当たりＰＭ排出数が変化している。すなわち、ピストン６の冠面温度が低い場合や中程度の場合に、噴孔より噴射される燃料噴霧がピストンの冠面と衝突するときの燃料噴射時期であるＩＴ２、ＩＴ３へと進角させたのでは、燃料噴射時期がＩＴ１のときより単位体積当たりＰＭ排出数が増加している。
【００２２】
一方、ピストン６の冠面温度が高い場合には、燃料噴射時期を噴孔より噴射される燃料噴霧がピストンの冠面と衝突するときの燃料噴射時期であるＩＴ２、ＩＴ３へと進角させたとき、燃料噴射時期がＩＴ１のときより単位体積当たりＰＭ排出数が減少している。これは、ピストン６の冠面６ａに衝突し付着した燃料が、高温の冠面６ａより気化潜熱を得て容易に蒸発し良好に燃焼する、つまりＰＭの発生が抑制されるためであると考えられる。
【００２３】
図２の特性より本発明者は次のようにすれば単位体積当たりＰＭ排出数を低減できることに思い至った。すなわち、図２より、燃料噴射時期をＩＴ１より進角したとき、単位体積当たりＰＭ排出数が増えることになる温度域と、単位体積当たりＰＭ排出数が減ることになる温度域とを分ける境界の温度（所定の温度）があるはずである。この２つの温度域の境界の温度を「閾値」として定めると、閾値未満の温度域の場合（図２では冠面温度が低い場合や中程度の場合）には、燃料噴射時期をＩＴ１より進角させても、単位体積当たりＰＭ排出数を減らすことはできない。一方、ピストン６の冠面温度が閾値以上の温度域の場合（図２では冠面温度が高い場合）には、燃料噴射時期をＩＴ１より進角させることで、単位体積に当たりＰＭ排出数を減らすことができる。
【００２４】
そこで、ＩＴ１より進角させることで単位体積当たりＰＭ排出数が却って増加することになる場合と、ＩＴ１より進角させることで単位体積当たりＰＭ排出数が減少することになる場合とを分ける境界の温度である閾値を予め求めておく。そして、ピストン６の冠面温度を推定し、推定したピストン６の冠面温度と閾値を比較し、閾値未満の温度域の場合には、単位体積当たりＰＭ排出数が却って増えてしまわないように燃料噴射時期を第１噴射時期ＩＴ１（第１の燃料噴射時期）に設定する。一方、閾値以上の温度域の場合には、燃料噴射時期をＩＴ１よりも進角側の燃料噴射時期（ＩＴ３、ＩＴ２）（第２の燃料噴射時期）に設定し、これによって燃料噴射時期が第１噴射時期ＩＴ１にあるときより単位体積当たりＰＭ排出数を低減する。
【００２５】
ただし、燃料噴射時期をＩＴ３、ＩＴ２（第２の燃料噴射時期）に設定し燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに衝突させるときには、冠面６ａに衝突する燃料噴霧が気化潜熱として冠面６ａから熱を奪うので、冠面に付着した燃料の蒸発が一時は促進される。しかしながら、燃料噴霧の冠面６ａへの衝突を継続したのではピストン６の冠面温度が閾値未満にまで低下することが考えられる。せっかく閾値以上の温度域にあったのに、ピストン６の冠面温度を低下させて閾値未満にしてしまったのでは、単位体積当たりＰＭ排出数が再び増大することとなり、そもそも燃料噴射時期を進角させた意味がなくなってしまう。
【００２６】
そこで、燃料噴霧の冠面６ａへの衝突の継続によりピストン６の冠面温度が閾値未満へと下がり過ぎないように、一定時間が経過したら燃料噴射時期を燃料噴霧がピストン６の冠面と衝突するときの燃料噴射時期（ＩＴ３、ＩＴ２）より第１噴射時期ＩＴ１に戻す。一定時間を周期として、つまり燃料噴霧がピストン６の冠面と衝突するときの燃料噴射時期と第１噴射時期ＩＴ１との間で燃料噴射時期を周期的に変化させることで、燃料噴霧のピストン冠面への衝突の継続による閾値未満への温度低下を抑制する。ここで、「周期的」とは、決まった変化を繰り返し行うことと定義する。
【００２７】
例えば、ピストンの冠面温度が閾値以上である定常の運転条件においてある時間Ａ内に１０回の燃料噴射時期が訪れるとする。このとき、ある時間Ａを一定時間Ｂで分割したとき５であったとする。すると、５つの各分割時間には２つずつの燃料噴射時期が含まれることとなる。そこで、５つの分割時間のうち、例えば１番目、３番目、５番目の分割時間に含まれる２つの燃料噴射時期を燃料噴霧がピストン６の冠面と衝突するときの燃料噴射時期とし、２番目、４番目の分割時間に含まれる２つの燃料噴射時期を第１噴射時期ＩＴ１とする。このように、本実施形態では、異なる２つの燃料噴射時期の間で燃料噴射時期を一定時間毎に変化させつつ燃料噴射を行うのである。ここで、異なる２つの燃料噴射時期の一方は燃料噴霧がピストン６の冠面と衝突するときの燃料噴射時期、他方は第１噴射時期ＩＴ１である。実施形態は、周期を定める期間が時間である場合であるが、これに限られるものでなく、周期を定める期間をクランク角区間で定めるようにしてもかまわない。
【００２８】
次に、燃料噴射時期を、異なる２つの燃料噴射時期の一方である噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面と衝突するときの燃料噴射時期と、他方である第１噴射時期ＩＴとの間で周期的に変化させる方法を図４〜図１０を用いて説明する。
【００２９】
上記図２、図３では、燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させる燃料噴射時期として、第３噴射時期ＩＴ３と第２噴射時期ＩＴ２を挙げた。図４〜図６は燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させる燃料噴射時期として、第３噴射時期ＩＴ３（ピストン６の冠面中央に燃料噴霧が衝突する）のみを採用するものである。すなわち、図４〜図６は、燃料噴射時期を第３噴射時期ＩＴ３と第１噴射時期ＩＴ１との間で周期的に変化させる第１〜第３の実施形態の燃料噴射パターンである。
【００３０】
このうち、図４に示す第１実施形態の燃料噴射パターンは、第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３と、第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１を等しくするものである。図５に示す第２実施形態の燃料噴射パターンは、第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３のほうを第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１より長くするものである。図６の第３実施形態の燃料噴射パターンは、図５に示す第２実施形態と反対に、第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３のほうを第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１より短くするものである。
【００３１】
次に、図７〜図１０は第３噴射時期ＩＴ３だけでなく第２噴射時期ＩＴ２（ピストン６の冠面周縁のうち噴孔１４ａより最も遠い周縁に衝突する）をも採用するものである。すなわち、図７〜図１０は、燃料噴射時期を２つの噴射時期ＩＴ２、ＩＴ３と第１噴射時期ＩＴ１との間で周期的に変化させる第４〜第７の実施形態の燃料噴射パターンである。
【００３２】
このうち、図７に示す第４実施形態の燃料噴射パターンは、第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２と、第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３と、第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１を全て等しくするものである。図８に示す第５実施形態の燃料噴射パターンは、第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３と第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１とが等しく、これら時間Ｔ３、Ｔ１より第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２を長くするものである。図９に示す第６実施形態の燃料噴射パターンは、第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２と第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１とが等しく、これら時間Ｔ２、Ｔ１より第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３を長くするものである。図１０に示す第７実施形態の燃料噴射パターンは、第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２と第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３とが等しく、これら時間Ｔ２、Ｔ３より第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１を長くするものである。なお、ここでは、第２噴射時期ＩＴ２のほうが第３噴射時期ＩＴ３よりも先にくるようにしているが、第３噴射時期ＩＴ３のほうを第２噴射時期ＩＴ２よりも先にくるようにすることも考え得る。
【００３３】
図４〜図１０に示した燃料噴射パターンを得るための制御を図１１、図１２のフローチャートに基づいて説明する。ここで、図１１のフローチャートは図４〜図６に示した第１〜第３の実施形態の燃料噴射時期ＩＴを設定するためのもの、図１２のフローチャートは図７〜図１０に示した第４〜第７の実施形態の燃料噴射時期ＩＴを設定するためのものである。図１１、図１２の各フローはエンジンコントローラ２１がエンジン運転中に一定周期毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここでは、エンジンコントローラ２１が実行する周期をΔｔとする。
【００３４】
まず、図１１のフローを先に説明する。ステップ１では、エアフローメータ２４により検出される吸入空気量Ｑａ、クランク角センサ２３からの信号に基づいて算出されるエンジン回転速度Ｎｅ、水温センサ２５により検出される冷却水温Ｔｗを読み込む。
【００３５】
ステップ２では吸入空気量Ｑａ、回転速度Ｎｅ、冷却水温Ｔｗに基づきピストン６の冠面温度Ｔｐ［℃］を算出（推定）する。ただし、ここでのピストン６の冠面温度Ｔｐは、燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに衝突させた場合の燃料の気化潜熱によるピストン６の冷却等を考慮せずに算出するものとする。従って、あまり正確な温度ではない。つまり、吸入空気量Ｑａ、回転速度Ｎｅ、冷却水温Ｔｗで定まる運転条件のときに、ピストン６の冠面温度がどうなるか与えるのがＴｐであり、Ｔｐは大まかなピストン６の冠面温度を表すこととなる。大まかな冠面温度でよしとする理由は、本実施形態では、冠面温度は閾値以上の温度域にあるか否かを判定するために主に用いるだけであるので、正確な冠面温度までは要求されないためである。
【００３６】
ピストン６の冠面温度Ｔｐは、基本的には運転条件（Ｑａ、Ｎｅ）が同じであれば冷却水温Ｔｗが高いほど高くなる。また、高負荷（Ｑａ大）かつ高回転速度（Ｎｅ大）での運転の継続時間が長いほどピストン６の冠面温度Ｔｐが高くなる。ピストン６の冠面温度の算出（推定）方法はこれに限られず、エンジン１の油温や冷却水温からピストン６の冠面温度を算出（推定）してもかまわない。
【００３７】
ステップ３では吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅから所定のマップを検索することにより基本燃料噴射時期ＩＴ０［ｄｅｇＡＴＤＣ］を算出する。基本燃料噴射時期ＩＴ０は、上記図２、図３で示した第１噴射時期ＩＴ１を与えるものである。つまり、基本燃料噴射時期ＩＴ０は、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突しないときの燃料噴射時期のうち最も進角側にある燃料噴射時期になっている。ここで、基本燃料噴射時期ＩＴ０の単位は［ｄｅｇＡＴＤＣ］であるため、ＩＴ０がゼロのときピストン６は吸気上死点位置にあり、ＩＴ０の値が正の値で大きいほど吸気行程における遅角側（ピストン６の位置が低い）となる。
【００３８】
ステップ４では、ステップ２で得たピストン６の冠面温度Ｔｐと閾値Ｔｐｔｈ［℃］を比較する。閾値Ｔｐｔｈは、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させたほうが単位体積当たりＰＭ排出数が減少する（つまりＰＭの発生が抑制される）と判断できるピストン６の冠面温度で、予め設定しておく。ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ未満であるときには、燃料噴射時期を基本燃料噴射時期ＩＴ０より進角し噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させると却ってＰＭの発生が多くなると判断する。このときにはステップ４よりステップ５に進み、基本燃料噴射時期ＩＴ０をそのまま燃料噴射時期ＩＴ［ｄｅｇＡＴＤＣ］とする。
【００３９】
ステップ４でピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上であるときには燃料噴射時期を基本燃料噴射時期ＩＴ０より進角し噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させることで、ＰＭの発生が抑制されると判断する。このときには、燃料噴射時期をＩＴ０より進角させるためステップ６に進み、そのときのピストン６の冠面温度Ｔｐから燃料噴射時期の進角補正量ｈＩＴ１［ｄｅｇ］を算出する。燃料噴射時期の進角補正量ｈＩＴ１はピストン６の冠面温度Ｔｐが高いほど大きくなる値である。ただし、前述したようにピストンの冠面温度Ｔｐはおおまかな温度でしかないので、ピストン６の冠面温度Ｔｐに拘わらず、燃料噴射時期の進角補正量ｈＩＴ１を固定値としてもよい。
【００４０】
ステップ７ではタイマの値Ｔｉｍｅｒ３と閾値Ｔ３を比較する。閾値Ｔ３は図４〜図６で示した第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３を与えるものである。ここでは、図４〜図６で示した第３噴射時期ＩＴ３を維持する時間Ｔ３をそのまま閾値Ｔ３としている。閾値Ｔ３は一定値で予め設定しておく。
【００４１】
ここでのタイマは、後述する（１）式に示すように、基本燃料噴射時期ＩＴ０を進角補正量ｈＩＴ１で補正した燃料噴射時期を継続する時間を計測するためのもので、このタイマの値がＴｉｍｅｒ３である。閾値がＴ３であるため、タイマの値にも「３」を付している。
【００４２】
タイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３未満であるときにはステップ８に進み、基本燃料噴射時期ＩＴ０から進角補正量ｈＩＴ１を差し引いた値を燃料噴射時期ＩＴとして、つまり次式により燃料噴射時期ＩＴを算出する。
【００４３】
ＩＴ＝ＩＴ０−ｈＩＴ１                                  …（１）
燃料噴射時期ＩＴの単位は［ｄｅｇＡＴＤＣ］であるので、（１）式によりｈＩＴ１を差し引くことは燃料噴射時期を進角側に補正することを意味する。以下、基本燃料噴射時期ＩＴ０を進角補正量ｈＩＴ１で補正した燃料噴射時期を「補正燃料噴射時期」という。この補正燃料噴射時期（＝ＩＴ０−ｈＩＴ１）は図４〜図６で示した第３噴射時期ＩＴ３を与えるものである。補正燃料噴射時期は、噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａのほぼ中央で衝突するときの燃料噴射時期になっている。
【００４４】
ステップ９では次式によりタイマの値Ｔｉｍｅｒ３を増加させる。
【００４５】
Ｔｉｍｅｒ３＝Ｔｉｍｅｒ３ｚ＋Δｔ                      …（２）
ただし、Ｔｉｍｅｒ３ｚ：Ｔｉｍｅｒ３の前回値、
Δｔ：本ルーチンの実行時間間隔、
【００４６】
タイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３未満である間、ステップ８で設定される補正燃料噴射時期（＝ＩＴ０−ｈＩＴ１）を維持する。ステップ９の操作の繰り返しによりやがて、ステップ７でタイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３以上となったときにはステップ１０に進み、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１と閾値Ｔ１を比較する。閾値Ｔ１は図４〜図６で示した第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１を与えるものである。ここでは、図４〜図６で示した第１噴射時期ＩＴ１を維持する時間Ｔ１をそのまま閾値Ｔ１としている。閾値Ｔ１は一定値で予め設定しておく。
【００４７】
ここでのタイマは、基本燃料噴射時期ＩＴ０を燃料噴射時期として継続する時間を計測するためのもので、このタイマの値がＴｉｍｅｒ１である。閾値がＴ１であるため、タイマの値にも「１」を付している。タイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１未満であるときにはステップ１１に進み、基本燃料噴射時期ＩＴ０をそのまま燃料噴射時期ＩＴとする。
【００４８】
ステップ１２では次式によりタイマの値Ｔｉｍｅｒ１を増加させる。
【００４９】
Ｔｉｍｅｒ１＝Ｔｉｍｅｒ１ｚ＋Δｔ                     …（３）
ただし、Ｔｉｍｅｒ１ｚ：Ｔｉｍｅｒ１の前回値、
Δｔ：本ルーチンの実行時間間隔
【００５０】
タイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１未満である間、ステップ１１の操作を実行し、基本燃料噴射時期ＩＴ０を燃料噴射時期ＩＴとして維持する。ステップ１２の操作の繰り返しによりやがて、ステップ１０でタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１以上となったときにはステップ１３に進み、タイマの値Ｔｉｍｅｒ３＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１＝０とする。ステップ１４では燃料噴射時期ＩＴに基本燃料噴射時期ＩＴ０を入れる。
【００５１】
図示しないフローでは、吸気上死点からのクランク角がこのようにして設定された燃料噴射時期ＩＴになったタイミングで燃料インジェクタ１４を開いて燃料噴射を行わせる。
【００５２】
ステップ１３で２つのタイマの値をリセットしたことより、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上である限り、次回にはステップ４、６、７と流れ、再びタイマの値Ｔｉｍｅｒ３と閾値Ｔ３を比較する。ここではタイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３未満となり、ステップ８、９の操作を実行する。ステップ９での操作の継続によりやがてステップ７でタイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３以上となればステップ１０に流れ、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１と閾値Ｔ１を比較する。ここではタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１未満となり、ステップ１１、１２の操作を実行する。ステップ１２での操作の継続によりやがてステップ１０でタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１以上となればステップ１３に流れ、タイマの値Ｔｉｍｅｒ３＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１＝０とする。以下、上記を繰り返す。
【００５３】
このようにして、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上の場合に、補正燃料噴射時期（ＩＴ０−ｈＩＴ１）と基本燃料噴射時期ＩＴ０との間で燃料噴射時期が周期的に変化する。閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域であっても、燃料噴射時期を補正燃料噴射時期として燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させ続けることによって、ピストン６の冠面温度が閾値未満へと低下したのでは、ＰＭ低減効果が得られなくなる（かえってＰＭの発生が多くなる）。そこで、燃料噴射時期を補正燃料噴射時期と基本燃料噴射時期ＩＴ０とに周期的に変更することで燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させ続けることがないようにする。これによって、ピストン６の冠面温度を閾値Ｔｐｔｈ以上に保ちつつＰＭ低減効果を得るようにするわけである。
【００５４】
ここで、図１１のフローと図４〜図６を対応づけると、図１１のフローにおいて２つの閾値Ｔ３、Ｔ１をＴ３＝Ｔ１とすれば、図４に示した第１実施形態の燃料噴射パターンになる。図１１のフローにおいて２つの閾値Ｔ３、Ｔ１をＴ３＞Ｔ１とすれば、図５に示した第２実施形態の燃料噴射パターンになる。図１１のフローにおいて２つの閾値Ｔ３、Ｔ１をＴ３＜Ｔ１とすれば、図６に示した第３実施形態の燃料噴射パターンになる。
【００５５】
次に、図１２のフローを説明すると、図１２のフローは図７〜図１０に示した第４〜第７の実施形態の燃料噴射時期ＩＴを設定するためのものである。
【００５６】
図１２のフローは図１１のフローとはステップ２１、２２、２３、２４が相違する。なお、図１２のフローでは、閾値Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１を含む）は一定値である。
【００５７】
図１１のフローと相違する部分を主に説明すると、ステップ４でピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上であるときには燃料噴射時期を基本燃料噴射時期ＩＴ０より進角し噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させることで、ＰＭの発生が抑制されると判断する。このときには、燃料噴射時期をＩＴ０より進角させるためステップ２１に進み、タイマの値Ｔｉｍｅｒ２と閾値Ｔ２を比較する。閾値Ｔ２は図７〜図１０で示した第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２を与えるものである。ここでは、図７〜図１０で示した第２噴射時期ＩＴ２を維持する時間Ｔ２をそのまま閾値Ｔ２としている。閾値Ｔ２は一定値で予め設定しておく。
【００５８】
ここでのタイマは、後述する（４）式に示すように、基本燃料噴射時期ＩＴ０を進角補正量でｈＩＴ２で補正した燃料噴射時期を継続する時間を計測するためのもので、このタイマの値がＴｉｍｅｒ２である。閾値がＴ２であるため、タイマの値にも「２」を付している。タイマの値Ｔｉｍｅｒ２が閾値Ｔ２未満であるときにはステップ２２に進み、基本燃料噴射時期ＩＴ０から進角補正量ｈＩＴ２を差し引いた値を燃料噴射時期ＩＴとして、つまり次式により燃料噴射時期ＩＴを算出する。
【００５９】
ＩＴ＝ＩＴ０−ｈＩＴ２                                  …（４）
燃料噴射時期ＩＴの単位は［ｄｅｇＡＴＤＣ］であるので、（４）式よりｈＩＴ２を差し引くことは燃料噴射時期を進角側に補正することを意味する。以下、基本燃料噴射時期ＩＴ０を進角補正量ｈＩＴ２で補正した燃料噴射時期をも「補正燃料噴射時期」という。この補正燃料噴射時期ＩＴ（＝ＩＴ０−ｈＩＴ２）は図７〜図１０で示した第２噴射時期ＩＴ２を与えるものである。補正燃料噴射時期（＝ＩＴ０−ｈＩＴ２）は、噴孔１４ａより噴射開始される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａの周縁のうち噴孔より最も遠い周縁に衝突するときの燃料噴射時期になっている。
【００６０】
ステップ２３では次式によりタイマの値Ｔｉｍｅｒ２を増加させる。
【００６１】
Ｔｉｍｅｒ２＝Ｔｉｍｅｒ２ｚ＋Δｔ                      …（５）
ただし、Ｔｉｍｅｒ２ｚ：Ｔｉｍｅｒ２の前回値、
Δｔ：本ルーチンの実行時間間隔、
【００６２】
タイマの値Ｔｉｍｅｒ２が閾値Ｔ２未満である間、ステップ２２の操作を実行し、補正燃料噴射時期（＝ＩＴ０−ｈＩＴ２）を燃料噴射時期ＩＴとして維持する。ステップ２３の操作の繰り返しによりやがて、ステップ２１でタイマの値Ｔｉｍｅｒ２が閾値Ｔ２以上となったときにはステップ７以降に進む。ステップ７〜１２の操作は図１１のフローと同じであるので説明を省略する。
【００６３】
ステップ１０でタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１以上となったときにはステップ２４に進み、タイマの値Ｔｉｍｅｒ２＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ３＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１＝０とする。ステップ１４では燃料噴射時期ＩＴに基本燃料噴射時期ＩＴ０を入れる。
【００６４】
ステップ２４で３つのタイマの値をリセットしたことより、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上である限り、次回にはステップ４、２１と流れ、再びタイマの値Ｔｉｍｅｒ２と閾値Ｔ２を比較する。ここではタイマの値Ｔｉｍｅｒ２が閾値Ｔ２未満となり、ステップ２２、２３の操作を実行する。ステップ２３での操作の継続によりやがてステップ２１でタイマの値Ｔｉｍｅｒ２が閾値Ｔ２以上となればステップ７に流れ、タイマの値Ｔｉｍｅｒ３と閾値Ｔ３を比較する。ここではタイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３未満となり、ステップ８、９の操作を実行する。ステップ９での操作の継続によりやがてタイマの値Ｔｉｍｅｒ３が閾値Ｔ３以上となればステップ１０に流れ、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１と閾値Ｔ１を比較する。ここではタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１未満となり、ステップ１１、１２の操作を実行する。ステップ１２での操作の継続によりやがてステップ１０でタイマの値Ｔｉｍｅｒ１が閾値Ｔ１以上となればステップ２４に流れ、タイマの値Ｔｉｍｅｒ２＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ３＝０、タイマの値Ｔｉｍｅｒ１＝０とする。以下、上記を繰り返す。
【００６５】
このようにして、ピストン冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上の場合に、補正燃料噴射時期（ＩＴ０−ｈＩＴ２、ＩＴ０−ｈＩＴ１）と基本燃料噴射時期ＩＴ０との間で燃料噴射時期が周期的に変化する。閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域であっても、燃料噴射時期を補正燃料噴射時期として燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させ続けることによって、ピストン６の冠面温度が閾値未満へと低下したのでは、ＰＭ低減効果が得られなくなる（かえってＰＭの発生が多くなる）。そこで、燃料噴射時期を補正燃料噴射時期と基本燃料噴射時期ＩＴ０とに周期的に変更することで燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させ続けることがないようにする。これによって、ピストン６の冠面温度を閾値Ｔｐｔｈ以上に保ちつつＰＭ低減効果を得るようにするわけである。
【００６６】
さらに、図１２のフローでは補正燃料噴射時期をＩＴ０−ｈＩＴ２とＩＴ０−ｈＩＴ１の２つとすることで、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに衝突させる際に、燃料噴霧を衝突させる場所も冠面６ａ上で周期的に変化させている。このため、ピストン６の冠面６ａに付着する燃料によるピストン冠面６ａの冷却が冠面６ａ上で平均化される。
【００６７】
ここで、図１２のフローと図７〜図１０を対応づけると、図１２のフローにおいて２つの進角補正量ｈＩＴ２、ｈＩＴ１をｈＩＴ２＜ｈＩＴ１とし３つの閾値Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１をＴ１＝Ｔ２＝Ｔ３とすれば、図７に示した第４実施形態の燃料噴射パターンになる。図１２のフローにおいて２つの進角補正量ｈＩＴ２、ｈＩＴ１をｈＩＴ２＜ｈＩＴ１とし３つの閾値Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１をＴ２＞Ｔ３＝Ｔ１とすれば、図８に示した第５実施形態の燃料噴射パターンになる。図１２のフローにおいて２つの進角補正量ｈＩＴ２、ｈＩＴ１をｈＩＴ２＜ｈＩＴ１とし３つの閾値Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１をＴ３＞Ｔ２＝Ｔ１とすれば、図９に示した第６実施形態の燃料噴射パターンになる。図１２のフローにおいて２つの進角補正量ｈＩＴ２、ｈＩＴ１をｈＩＴ２＜ｈＩＴ１とし３つの閾値Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１をＴ１＞Ｔ２＝Ｔ３とすれば、図１０に示した第７実施形態の燃料噴射パターンになる。
【００６８】
ここで、第１〜第７の実施形態の作用効果をまとめて説明する。
【００６９】
各実施形態では、噴孔１４ａが燃焼室５内に臨みピストン６を指向して燃料を噴射する燃料インジェクタ１４（燃料噴射装置）と、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ（所定の温度）以上のときに、燃料インジェクタ１４より噴射される燃料噴霧が第１噴射時期ＩＴ１（ピストン６の冠面６ａに衝突しないときの第１の燃料噴射時期）と、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２（第１の燃料噴射時期より進角側の第２の燃料噴射時期であってかつ燃料噴霧がピストンの冠面に衝突するときの第２の燃料噴射時期）との間で燃料噴射時期を周期的に変化させるエンジンコントローラ２１（燃料噴射時期変更手段）とを備えている。
【００７０】
各実施形態では、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ以上のときに、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２で燃料噴射を行うことで、ピストン６の冠面６ａに付着した燃料噴霧の気化が高温のピストン冠面によって促進されることから、第１噴射時期ＩＴ１だけで燃料噴射を行う場合より、単位体積当たりＰＭ排出数を低減できる。その一方で、ピストン６の冠面６ａに衝突する燃料噴霧はピストン６の冠面６ａより気化潜熱を奪うので、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２での燃料噴射を継続したのでは、ピストン６の冠面６ａ温度が閾値Ｔｐｔｈ未満へと低下してしまうのであるが、各実施形態では、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２と第１噴射時期ＩＴ１との間で燃料噴射時期を周期的に変化させるので（図１１のステップ４、７〜１４、図１２のステップ４、２１〜２３、７〜１２、２４、１４参照）、燃料噴霧をピストン６の冠面に衝突させ続けることがないようにすることができ、これによって、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２での燃料噴射を継続する場合よりもピストン６の冠面温度の閾値Ｔｐｔｈ未満への低下を抑制できる。このように、各実施形態によれば、第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２、第１噴射時期ＩＴ１を定めるに際してピストン６の冠面温度を直接用いることなく、ＰＭの発生を従来装置よりも簡易にかつ確実に低減できる。
【００７１】
第４〜第７の実施形態によれば、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突するときに、その衝突するピストン冠面６ａ上の位置を周期的に変化させるので（図１２のステップ４、２１〜２３、７〜１２、２４、１４参照））、ピストン６の冠面６ａに衝突する燃料噴霧によるピストン冠面６ａの冷却を冠面６ａ上で平均化することができる。
【００７２】
さて、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域では、ピストン６の冠面温度が上昇するほど基本燃料噴射時期ＩＴ０を維持する時間Ｔ１に対する補正燃料噴射時期を維持する時間（例えばＴ３）の割合を大きくすることが考えられる（第８実施形態）。例えば、図１３に示したように閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域をピストン６の冠面温度Ｔｐが比較的低いとき、ピストン６の冠面温度Ｔｐが中程度のとき、ピストン６の冠面温度Ｔｐが比較的高いときのさらに３つに分ける。そして、次のようにピストン６の冠面温度Ｔｐに応じて図１１のフローに示した閾値Ｔ３、Ｔ１を可変設定する。すなわち、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストン６の冠面温度Ｔｐが比較的低いときには図６に示したような燃料噴射パターンとし、燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに衝突させる継続時間を相対的に短くする。閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストン６の冠面温度Ｔｐが中程度のときには図４に示したような燃料噴射パターンとし、燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに衝突させる継続時間を相対的に中程度とする。閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストン６の冠面温度Ｔｐが比較的高いときには図５に示したような燃料噴射パターンとし、燃料噴霧をピストン６の冠面６ａに当てる継続時間を相対的に長くする。
【００７３】
このように第８実施形態によれば、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ（所定の温度）以上の温度域で、ピストン６の冠面温度Ｔｐが上昇するほど基本燃料噴射時期ＩＴ０（第１の燃料噴射時期）を維持する時間Ｔ１に対する第３噴射時期ＩＴ３（第２の燃料噴射時期）を維持する時間Ｔ３の割合（Ｔ３／Ｔ１）を大きくするので（図１３参照）、ピストン６の冠面温度が上昇するほどピストン６の冠面に燃料噴霧が衝突する時間割合が大きくなり、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストン６の冠面温度Ｔｐが相違するときでもピストン６の冠面温度低下を効果的に抑制できる。
【００７４】
第８実施形態と同様に、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域で、ピストン６の冠面温度Ｔｐが上昇するほど補正燃料噴射時期（例えばＩＴ３）と基本燃料噴射時期ＩＴ０との間の間隔を、図１４に示したように大きくすることが考えられる（第９実施形態）。
【００７５】
第９実施形態によれば、ピストン６の冠面温度が閾値Ｔｐｔｈ（所定の温度）以上の温度域で、ピストン６の冠面温度Ｔｐが上昇するほど第３噴射時期ＩＴ３（第２の燃料噴射時期）と基本燃料噴射時期ＩＴ０（第１の燃料噴射時期）との間の間隔を大きくするので（図１４参照）、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストン６の冠面温度が上昇するほど冠面温度が高い部分により長く燃料噴霧を衝突させることが可能となり、ピストン６の冠面温度低下を効果的に抑制できる。
【００７６】
上記第８、第９の実施形態は、図４〜図６に示した燃料噴射パターンを組み合わせて適用する場合であったが、同様に図７〜図１０に示した燃料噴射パターンを組み合わせて適用する場合も考え得る。すなわち、図７〜図１０に示した燃料噴射パターンのどの燃料噴射パターンを選ぶかは、そのエンジンのピストン冠面の温度分布特性から決めればよい。また、閾値Ｔｐｔｈ以上の温度域でピストンの冠面温度Ｔｐに応じて図７〜図１０に示した燃料噴射パターンを切換える（選択する）ようにしてもよい。この場合にも図１３、１４と同様にしてどのように選択するかを定めることとなる。
【００７７】
ところで、多段の燃料噴射を行い得るコモンレール式燃料噴射装置をガソリンエンジンに備えるものでは、複数の燃料噴射時期の中に、噴射された燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突するときの燃料噴射時期を含んでいる実施形態がある。この実施形態を第１０実施形態とすると、第１０実施形態では、コモンレール式燃料噴射装置から噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突するときの燃料噴射時期に対して本発明の適用が可能である。すなわち、当該燃料噴射時期に置き換えて、第１噴射時期ＩＴ１と第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２との間で燃料噴射時期を周期的に変化させるのである。
【００７８】
このように第１０実施形態によれば、燃料噴射装置が多段の燃料噴射を行い得るコモンレール式燃料噴射装置（燃料噴射装置）であり、多段の燃料噴射時期の中に、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突するときの燃料噴射時期を含んでいる場合に、ピストン６の冠面温度Ｔｐが閾値Ｔｐｔｈ（所定の温度）以上のときに、前記含んでいる燃料噴射時期に代えて、第１噴射時期ＩＴ１（燃料噴霧がピストンの冠面に衝突しないときの第１の燃料噴射時期）と第３噴射時期ＩＴ３、第２噴射時期ＩＴ２（燃料噴霧がをピストンの冠面に衝突するときの第２の燃料噴射時期）との間で燃料噴射時期を周期的に変化させるので、燃料噴射装置が多段の燃料噴射を行い得るモンレール式燃料噴射装置であり、多段の燃料噴射時期の中に、噴孔１４ａより噴射される燃料噴霧がピストン６の冠面６ａに衝突するときの燃料噴射時期を含んでいる場合においても、ピストンの冠面温度を直接用いることなく、ＰＭの発生を従来装置よりも簡易にかつ確実に低減できる。
【符号の説明】
【００７９】
１  エンジン
６  ピストン
６ａ  冠面
１４  燃料インジェクタ（燃料噴射装置）
１４ａ  噴孔
２１  エンジンコントローラ（燃料噴射時期変更手段）
【図１】
2014137025.tif 000003
【図２】
2014137025.tif 000004
【図３】
2014137025.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014137025.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014137025.tif 000012
【図１１】
2014137025.tif 000013
【図１２】
2014137025.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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