(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが備える複数の気筒へそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁に対し、エンジン停止時燃料噴射を指示する噴射指示部と、
前記エンジンの停止後のピストン停止位置を判定するピストン停止位置判定部と、を備え、
前記エンジン停止時燃料噴射は、自着火を回避して前記燃料噴射弁が備える噴孔を燃料付着状態とする燃料噴射であり、
前記噴射指示部は、エンジン停止後のピストン停止位置が前記ピストン停止位置判定部により上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射よりも後に行う燃料噴射装置。
【請求項２】
前記噴射指示部は、前記エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、燃料の分割噴射とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記噴射指示部は、前記エンジン停止後のピストン停止位置が圧縮上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、燃料噴射による自着火を回避する所定時間経過後に行う請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
エンジンが備える複数の気筒へそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁に対し、エンジン停止時燃料噴射を指示する噴射指示部と、
前記エンジンの停止後のピストン停止位置を判定するピストン停止位置判定部と、を備え、
前記エンジン停止時燃料噴射は、自着火を回避して前記燃料噴射弁が備える噴孔を燃料付着状態とする燃料噴射であり、
前記ピストン停止位置判定部は、前記エンジンの停止後のピストン停止位置を予測して、当該予測されたピストン停止位置が圧縮上死点領域にあるか否かを判定し、
前記噴射指示部は、エンジン停止後のピストン停止位置が前記ピストン停止位置判定部により圧縮上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、自着火が発生しないように圧縮行程前半に行い、前記燃料付着状態とする燃料噴射を行った前記燃料噴射弁の噴孔周辺に燃料を付着させる燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン停止時に燃料噴射を行い、噴孔に燃料を付着させることが知られている。このように噴孔に燃料を付着させる提案は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。エンジン停止時の燃料噴射は、噴孔の周辺に凝縮水が付着することに起因する、噴孔周辺での凝縮水の氷結や、腐食の発生を回避する目的で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平９−２０３３６３号公報
【特許文献２】特開平９−３２６１６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、複数のピストンを備えたエンジンが停止すると、気筒に対するピストンの停止位置は、ピストン毎に異なる。ピストンの停止位置が異なると、筒内圧や筒内温度等の筒内環境が異なる。気筒毎に装着される燃料噴射弁の噴孔の周辺に、燃料を付着させておくには、それぞれの燃料噴射弁から微小量の燃料を噴射すればよい。ところが、各燃料噴射弁から一律に同一条件で燃料噴射を行うと、筒内環境によって筒内での燃料の飛び方が異なる。このように、筒内環境が異なり、また、筒内での燃料の飛び方が異なると、各気筒で生じ得る問題点も異なる。すなわち、ピストンが下死点領域で停止する気筒では、ボア壁に燃料が付着し易くなりオイル希釈の問題が発生し易い。また、ピストンが上死点領域で停止する気筒では、燃料噴射弁とピストンとの距離が近くなることから、高圧で噴射される燃料によるピストン損傷の問題が発生し易い。さらに、ピストンが圧縮上死点で停止する気筒では、筒内が高温、高圧場となることから着火、燃焼のおそれがある。このように、噴孔に燃料を付着させるために行われる噴射の背反の内容は、ピストンの停止位置によって異なる。
【０００５】
そこで本明細書開示の燃料噴射装置は、エンジン停止時のピストン停止位置によって異なるエンジン停止時燃料噴射時の背反を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本明細書開示の燃料噴射装置は、エンジンが備える複数の気筒へそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁に対し、エンジン停止時燃料噴射を指示する噴射指示部と、前記エンジンの停止後のピストン停止位置を判定するピストン停止位置判定部と、を備え、前記エンジン停止時燃料噴射は、自着火を回避して前記燃料噴射弁が備える噴孔を燃料付着状態とする燃料噴射であり、前記噴射指示部は、エンジン停止後のピストン停止位置が前記ピストン停止位置判定部により上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射よりも後に行う。
【０００７】
エンジン停止後のピストン停止位置が、上死点領域にあると、ピストンと燃料噴射弁との距離が近くなる。このような状態で噴射される高圧の燃料噴射は、ピストンの頂面を損傷するおそれがある。ピストンの頂面には、キャビティが形成されている等、燃焼形態に影響を与えるため、このようなピストンの頂面の損傷は回避しなければならない。そこで、エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を先に行う。これにより、燃圧を低下させる。この結果、エンジン停止後のピストン停止位置が上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を低い燃圧で行うことがで、ピストンの損傷を抑制することができる。
【０００８】
前記噴射指示部は、前記エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、燃料の分割噴射としてもよい。
【０００９】
ピストン停止位置が下死点領域である場合、燃料の噴霧がボア壁に付着して、オイル希釈が生じ易い。特に、筒内が低圧場となるときは、噴霧が飛び易く、到達距離が延びるので、噴霧のボア壁への付着が生じ易い。そこで、分割噴射とし、一回に噴射される燃料量を低減することで、噴霧の貫徹力を抑制する。これにより、ボア壁への燃料付着を抑制することができる。
【００１０】
前記噴射指示部は、前記エンジン停止後のピストン停止位置が圧縮上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、燃料噴射による自着火を回避する所定時間経過後に行ってもよい。
【００１１】
ピストン停止位置が、圧縮上死点領域である場合、筒内は、高温、高圧場となっている。このような状態の気筒内に燃料が噴射されると燃料が自着火、燃焼するおそれがある。そこで、所定時間が経過し、自着火を回避する温度状態となってから燃料を噴射し、噴孔に燃料を付着させる。
【００１２】
本明細書開示の他の燃焼噴射装置は、エンジンが備える複数の気筒へそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁に対し、エンジン停止時燃料噴射を指示する噴射指示部と、前記エンジンの停止後のピストン停止位置を判定するピストン停止位置判定部と、を備え、前記エンジン停止時燃料噴射は、自着火を回避して前記燃料噴射弁が備える噴孔を燃料付着状態とする燃料噴射であり、前記ピストン停止位置判定部は、前記エンジンの停止後のピストン停止位置を予測して、当該予測されたピストン停止位置が圧縮上死点領域にあるか否かを判定し、前記噴射指示部は、エンジン停止後のピストン停止位置が前記ピストン停止位置判定部により圧縮上死点領域であると判定された気筒に対する前記燃料付着状態とする燃料噴射を、自着火が発生しないように圧縮行程前半に行い、前記燃料付着燃料噴射を行った前記燃料噴射弁の噴孔周辺に燃料を付着させる。
【００１３】
圧縮行程前半に燃料を噴射しておくことにより、自着火が発生し得る状態となる以前に噴孔周辺へ燃料を付着させておくことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書に開示された燃料噴射装置によれば、エンジン停止時のピストン停止位置によって異なるエンジン停止時燃料噴射時の背反を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は第１実施形態の燃料噴射装置の概略構成示すブロック図である。
【図２】図２はエンジンにおけるピストンの停止領域を示す説明図である。
【図３】図３はエンジン停止時のピストン停止位置のパターンを示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）は第１実施形態の燃料噴射装置の制御の一例を示すフロー図であり、図４（Ｂ）は自着火回避噴射制御の一例を示すフロー図である。
【図５】図５はパターン１の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。
【図６】図６はパターン２の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。
【図７】図７はパターン３の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。
【図８】図８はパターン４の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。
【図９】図９は第２実施形態の燃料噴射装置の制御の一例を示すフロー図である。
【図１０】図１０は圧縮行程前半を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の燃料噴射装置１の概略構成示すブロック図である。燃料噴射装置１は、筒内噴射を行うエンジン、より具体的にはディーゼルエンジンに装着される。ディーゼルエンジンは４気筒であり、燃料噴射装置１は、４気筒のディーゼルエンジンに対応して、♯１燃料噴射弁１１〜♯４燃料噴射弁１４を備える。具体的に、♯１気筒には、♯１燃料噴射弁１１が装着され、♯２気筒には♯２燃料噴射弁１２が装着されている。♯３気筒には♯３燃料噴射弁１３が装着され、♯４気筒には♯４燃料噴射弁１４が装着されている。燃料噴射装置１は、ＥＣＵ（Electronic control unit）２を備える。ＥＣＵ２は、♯１燃料噴射弁１１〜♯４燃料噴射弁１４に対し、別個にエンジン停止時燃料噴射を指示する噴射指示部として機能する。ＥＣＵ２には、クランク角センサ３、カム角センサ４が電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、クランク角センサ３とカム角センサ４と協働してエンジンの停止後のピストン停止位置を判定するピストン停止位置判定部として機能する。さらに、ＥＣＵ２には、レール圧センサ５とが電気的に接続されている。エンジンの気筒数は４気筒に限定されない。
【００１９】
図２はエンジンにおけるピストンの停止領域を示す説明図である。図２を参照すると、エンジンでは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程が順番に訪れる。また、上死点と下死点とが交互に訪れる。ここで、レシプロエンジンでは、上下死点付近の容積変化は小さいことに鑑み、上下死点の前後１０°ＣＡの範囲を上死点領域及び下死点領域としている。上死点領域及び下死点領域とする範囲は、上下死点の前後１０°ＣＡに限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００２０】
吸気行程は、上死点から下死点までの行程である。そして、上死点後１０°ＣＡの範囲が、吸気上死点領域である。下死点前１０°ＡＣの範囲が、吸気下死点領域である。圧縮行程は、下死点から上死点までの行程である。そして、下死点後１０°ＣＡの範囲が、圧縮下死点領域である。上死点前１０°ＡＣの範囲が、圧縮上死点領域である。膨張行程は、上死点から下死点までの行程である。そして、上死点後１０°ＣＡの範囲が、膨張上死点領域である。下死点前１０°ＡＣの範囲が、膨張下死点領域である。排気行程は、下死点から上死点までの行程である。そして、下死点後１０°ＣＡの範囲が、排気下死点領域である。上死点前１０°ＡＣの範囲が、排気上死点領域である。
【００２１】
図３はエンジン停止時のピストン停止位置のパターンを示す説明図である。４気筒であるディーゼルエンジンの燃焼順は、♯１→♯３→♯４→♯２である。例えば、パターン１の場合、♯１気筒においてピストンが圧縮下死点領域にあるとき、♯２気筒のピストンは膨張上死点領域にあり、♯３気筒のピストンは吸気上死点領域にある。そして、♯４気筒のピストンは排気下死点にある。パターン２の場合、♯１気筒においてピストンが圧縮上死点領域にあるとき、♯２気筒のピストンは膨張下死点領域にあり、♯３気筒のピストンは吸気下死点領域にある。そして、♯４気筒のピストンは排気上死点にある。以下、図３におけるパターン３〜パターン８のような組み合わせとなる。
【００２２】
つぎに、燃料噴射装置１の制御の一例につき、図４（Ａ）に示すフロー図を参照しつつ説明する。なお、燃料噴射装置１におけるエンジン停止時燃料噴射は、噴孔に燃料を付着させて凝縮水の付着を抑制するものである。そこで、噴孔周辺に凝縮水の付着が予測される場合にエンジン停止時燃料噴射を行うこととする。燃料噴射装置１の制御は、ＥＣＵ２によって主体的に行われる。なお、以下の説明において、エンジン停止時燃料噴射を単に燃料噴射と称することがある。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、ピストン停止位置判定を行う。具体的に、エンジンが停止したときに、ピストンが停止する位置を判定する。ピストン停止位置は、クランク角センサ３及びカム角センサ４により取得されたデータにより判定される。このステップＳ１の処理により、図３に示すパターンのいずれかが選定される。ここでは、まず、パターン１である場合について説明する。図５は、パターン１の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。図５は、タイムチャートの一例であり、燃料が噴射されるタイミングは、筒内環境、その他の状況に応じて様々である。
【００２４】
≪パターン１≫
ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２では、判定気筒♯Ｎを設定する。まずは、♯１が設定される。パターン１の場合、♯１気筒のピストンは圧縮下死点領域にある。ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、ピストンの停止位置が下死点領域であるか否かを判断する。ここで、下死点領域には、いずれの行程におけるものであってもよい。すなわち、吸気、圧縮、膨張及び排気のどの行程にあるかを問わず、ピストンが死点領域で停止する場合は、ＥＣＵ２は、ステップＳ３でＹｅｓと判断する。パターン１における♯１気筒のピストンは、上述のように圧縮下死点領域にあるため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、図５に示すタイミングチャートにおけるｔ１１のタイミングで♯１燃料噴射弁１１から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。分割の回数は適宜設定することができる。
【００２５】
ステップＳ４に引き続き行われるステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯１であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯２気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００２６】
パターン１における♯２気筒のピストンは、膨張上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯２気筒のピストンは膨張上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、レール圧センサ５からレール圧Ｐｃｒを取得する。ステップＳ１１に引き続き行われるステップＳ１２では、レール圧Ｐｃｒが予め定められた閾値Ｔｈよりも低いか否を判断する。閾値は、上死点領域にあるピストンに向けて燃料噴射がされた場合であってもピストンの損傷が回避できる程度の燃圧として規定されている。第１実施形態では、２０ＭＰａに設定されている。
【００２７】
ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、下死点領域にある気筒の分割噴射を実施する。図５に示したタイミングチャートの例では、ｔ１２における♯４気筒の燃料噴射やｔ１３における♯１気筒の燃料噴射である。このように、下死点領域に位置する気筒に対する燃料噴射を行うことにより、レール圧Ｐｃｒを低下させることができる。ステップＳ１３の処理の後は、再びステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１１乃至ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２においてＹｅｓと判断されるまで繰り返し行われる。そして、ステップＳ１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１４へ進み、♯２気筒における燃料噴射を行う。これにより、低い燃圧により燃料を噴射してピストンへダメージを与えることを回避しつつ、♯２燃料噴射弁１２の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００２８】
ステップＳ１４の処理の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯２であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯３気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００２９】
パターン１における♯３気筒のピストンは、吸気上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯３気筒のピストンは吸気上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。以後は、♯２気筒に対する処理と同様の処理となる。なお、♯２気筒に対する処理を行った後となるので、ステップＳ１２において即座にＹｅｓと判断され、図５におけるｔ１５で示すようにステップＳ１４の燃料噴射が行われる。これにより、♯３燃料噴射弁１３の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００３０】
ステップＳ１４の処理の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯３であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯４気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００３１】
パターン１における♯４気筒のピストンは、排気下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、♯４燃料噴射弁１４から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。なお、ステップＳ１３において、♯４燃料噴射弁１４を用いた燃料噴射が実行されている場合は、再度の♯４燃料噴射弁１４による燃料噴射を回避してもよい。すでに、燃料噴射が行われ、噴孔周辺への燃料の付着が完了しているためである。例えば、ステップＳ１３における燃料噴射を♯４燃料噴射弁１４を用いて行った場合は、♯４燃料噴射弁１４に対する噴射実施フラグを立てておくことにより、重複した燃料噴射を回避するようにしてもよい。ステップＳ４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯４であるので、Ｙｅｓと判断して処理は終了となる（エンド）。
【００３２】
以上がパターン１における燃料噴射装置１の動作である。つぎに、ステップＳ１でパターン２と判断された場合について説明する。
【００３３】
≪パターン２≫
図６は、パターン２の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。図６は、タイムチャートの一例であり、燃料が噴射されるタイミングは、筒内環境、その他の状況に応じて様々である。
【００３４】
ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２では、判定気筒♯Ｎを設定する。まずは、♯１が設定される。パターン２の場合、♯１気筒のピストンは圧縮上死点にある。ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、ピストンの停止位置が下死点領域であるか否かを判断する。このため、ステップＳ３では、Ｎｏと判断し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。パターン２における♯１気筒のピストンは圧縮上死点にあるため、Ｙｅｓと判断する。そして、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、自着火回避制御を行う。ステップＳ８は、サブルーチンとなっており、サブルーチンの一例は、図４（Ｂ）に示されている。ステップＳ８の処理が開始されると、ステップＳ５へ進む。すなわち、サブルーチンは、並行して独立に処理される。ステップＳ８１では、時間Ｔ１の計測を開始する。ここで、時間Ｔ１は、ピストンが圧縮上死点にある状態で燃料が噴射されたときであっても筒内温度が燃料の自着火を回避することができる温度（例えば７００Ｋ以下）にまで低下することができる期間として設定されている。時間Ｔ１の計測開始時刻は、ステップＳ８でＹｅｓと判断した時刻であるが、エンジンのイグニションがオフとされたタイミングであってもよい。要は、筒内温度の低下を把握することができる計測開始時刻であればよい。
【００３５】
ステップＳ８１に引き続き行われるステップＳ８２では、時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。ステップＳ８２の処理は、ステップＳ８２でＹｅｓと判断されるまで繰り返される。ステップＳ８２でＹｅｓと判断したら、ステップＳ８３へ進み、燃料噴射が行われる。ステップＳ８３の燃料噴射は図６においてｔ２５のタイミングで行われる。これにより、自着火を回避しつつ♯１燃料噴射弁１１による燃料噴射を行うことができ、♯１燃料噴射弁１１の噴孔周辺に燃料を付着させることができる。
【００３６】
ステップＳ８の後に行われるステップＳ５以下の処理は、サブルーチンと並行して行われる。ステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯１であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯２気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００３７】
パターン２における♯２気筒のピストンは、膨張下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、図６に示すタイミングチャートにおけるｔ２１のタイミングで♯２燃料噴射弁１２から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。分割の回数は適宜設定することができる。
【００３８】
ステップＳ４に引き続き行われるステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯２であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯３気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００３９】
パターン２における♯３気筒のピストンは、吸気下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、図６に示すタイミングチャートにおけるｔ２２のタイミングで♯３燃料噴射弁１３から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。分割の回数は適宜設定することができる。
【００４０】
パターン２における♯４気筒のピストンは、排気上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯４気筒のピストンは排気上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、レール圧センサ５からレール圧Ｐｃｒを取得する。ステップＳ１１に引き続き行われるステップＳ１２では、レール圧Ｐｃｒが予め定められた閾値Ｔｈよりも低いか否を判断する。閾値は、上述のように上死点領域にあるピストンに向けて燃料噴射がされた場合であってもピストンの損傷が回避できる程度の燃圧として規定されている。第１実施形態では、２０ＭＰａに設定されている。
【００４１】
ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、下死点領域にある気筒の分割噴射を実施する。図６に示したタイミングチャートの例では、ｔ２３における♯２気筒の燃料噴射である。このように、下死点領域に位置する気筒に対する燃料噴射を行うことにより、レール圧Ｐｃｒを低下させることができる。ステップＳ１３の処理の後は、再びステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１１乃至ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２においてＹｅｓと判断されるまで繰り返し行われる。そして、ステップＳ１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１４へ進み、図６におけるｔ２４のタイミングで♯４気筒における燃料噴射を行う。これにより、低い燃圧により燃料を噴射してピストンへダメージを与えることを回避しつつ、♯４燃料噴射弁１４の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００４２】
ステップＳ１４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯４であるので、Ｙｅｓと判断して処理は終了となる（エンド）。
【００４３】
以上がパターン２における燃料噴射装置１の動作である。つぎに、ステップＳ１でパターン３と判断された場合について説明する。
【００４４】
≪パターン３≫
図７は、パターン３の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。図７は、タイムチャートの一例であり、燃料が噴射されるタイミングは、筒内環境、その他の状況に応じて様々である。
【００４５】
ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２では、判定気筒♯Ｎを設定する。まずは、♯１が設定される。パターン３の場合、♯１気筒のピストンは膨張上死点にある。ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、ピストンの停止位置が下死点領域であるか否かを判断する。このため、ステップＳ３では、Ｎｏと判断し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯１気筒のピストンは膨張上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、レール圧センサ５からレール圧Ｐｃｒを取得する。ステップＳ１１に引き続き行われるステップＳ１２では、レール圧Ｐｃｒが予め定められた閾値Ｔｈよりも低いか否を判断する。閾値は、上死点領域にあるピストンに向けて燃料噴射がされた場合であってもピストンの損傷が回避できる程度の燃圧として規定されている。第１実施形態では、２０ＭＰａに設定されている。
【００４６】
ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、下死点領域にある気筒の分割噴射を実施する。図７に示したタイミングチャートの例では、ｔ３１やｔ３３における♯２気筒の燃料噴射や、ｔ３２における♯３気筒の燃料噴射である。このように、下死点領域に位置する気筒に対する燃料噴射を行うことにより、レール圧Ｐｃｒを低下させることができる。ステップＳ１３の処理の後は、再びステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１１乃至ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２においてＹｅｓと判断されるまで繰り返し行われる。そして、ステップＳ１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１４へ進み、♯１気筒における燃料噴射を行う。これにより、低い燃圧により燃料を噴射してピストンへダメージを与えることを回避しつつ、♯１燃料噴射弁１１の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００４７】
ステップＳ１４の処理の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯１であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯２気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００４８】
パターン３における♯２気筒のピストンは、排気下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、♯２燃料噴射弁１２から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。なお、ステップＳ１３において、♯２燃料噴射弁１２を用いた燃料噴射が実行されている場合は、再度の♯２燃料噴射弁１２による燃料噴射を回避してもよい。すでに、燃料噴射が行われ、噴孔周辺への燃料の付着が完了しているためである。例えば、ステップＳ１３における燃料噴射を♯２燃料噴射弁１２を用いて行った場合は、♯２燃料噴射弁１２に対する噴射実施フラグを立てておくことにより、重複した燃料噴射を回避するようにしてもよい。ステップＳ４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯２であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯３気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００４９】
パターン３における♯３気筒のピストンは、圧縮下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、♯３燃料噴射弁１３から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。なお、ステップＳ１３において、♯３燃料噴射弁１３を用いた燃料噴射が実行されている場合は、再度の♯３燃料噴射弁１３による燃料噴射を回避してもよい。すでに、燃料噴射が行われ、噴孔周辺への燃料の付着が完了しているためである。例えば、ステップＳ１３における燃料噴射を♯３燃料噴射弁１３を用いて行った場合は、♯３燃料噴射弁１３に対する噴射実施フラグを立てておくことにより、重複した燃料噴射を回避するようにしてもよい。ステップＳ４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯３であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯４気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００５０】
パターン３における♯４気筒のピストンは、吸気上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯３気筒のピストンは吸気上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。以後は、♯１気筒に対する処理と同様の処理となる。なお、♯１気筒に対する処理を行った後となるので、ステップＳ１２において即座にＹｅｓと判断され、図７におけるｔ３５で示すようにステップＳ１４の燃料噴射が行われる。これにより、♯４燃料噴射弁１４の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００５１】
ステップＳ１４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯４であるので、Ｙｅｓと判断して処理は終了となる（エンド）。
【００５２】
以上がパターン３における燃料噴射装置１の動作である。つぎに、ステップＳ１でパターン４と判断された場合について説明する。
【００５３】
≪パターン４≫
図８は、パターン４の噴射タイミングとレール圧との関係を示すタイムチャートである。図６は、タイムチャートの一例であり、燃料が噴射されるタイミングは、筒内環境、その他の状況に応じて様々である。
【００５４】
ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２では、判定気筒♯Ｎを設定する。まずは、♯１が設定される。パターン４の場合、♯１気筒のピストンは膨張下死点にある。ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、ピストンの停止位置が下死点領域であるか否かを判断する。このため、ステップＳ３では、Ｙｅｓと判断し、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、図８に示すタイミングチャートにおけるｔ２１のタイミングで♯１燃料噴射弁１１から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。分割の回数は適宜設定することができる。
【００５５】
ステップＳ４に引き続き行われるステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯１であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯２気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００５６】
パターン４における♯２気筒のピストンは、排気上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。♯４気筒のピストンは排気上死点領域であるため、ステップＳ７でＮｏと判断する。ステップＳ７でＮｏと判断したときはステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、レール圧センサ５からレール圧Ｐｃｒを取得する。ステップＳ１１に引き続き行われるステップＳ１２では、レール圧Ｐｃｒが予め定められた閾値Ｔｈよりも低いか否を判断する。閾値は、上述のように上死点領域にあるピストンに向けて燃料噴射がされた場合であってもピストンの損傷が回避できる程度の燃圧として規定されている。第１実施形態では、２０ＭＰａに設定されている。
【００５７】
ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、下死点領域にある気筒の分割噴射を実施する。図８に示したタイミングチャートの例では、ｔ４２における♯４気筒の燃料噴射やｔ４３における♯１気筒の燃料噴射である。このように、下死点領域に位置する気筒に対する燃料噴射を行うことにより、レール圧Ｐｃｒを低下させることができる。ステップＳ１３の処理の後は、再びステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１１乃至ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２においてＹｅｓと判断されるまで繰り返し行われる。そして、ステップＳ１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１４へ進み、図８におけるｔ４４のタイミングで♯２気筒における燃料噴射を行う。これにより、低い燃圧により燃料を噴射してピストンへダメージを与えることを回避しつつ、♯２燃料噴射弁１２の噴孔周辺へ燃料を付着させることができる。
【００５８】
ステップＳ１４に引き続き行われるステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯２であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯３気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００５９】
パターン４における♯３気筒のピストンは、圧縮上死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＮｏと判断する。ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ピストンの停止位置が圧縮上死点領域であるか否かを判断する。パターン４における♯３気筒のピストンは圧縮上死点にあるため、Ｙｅｓと判断する。そして、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、自着火回避制御を行う。自着火回避制御の結果、図８におけるｔ４５のタイミングで♯３燃料噴射弁１３による燃料噴射が行われる。これにより、自着火を回避しつつ♯３燃料噴射弁１３による燃料噴射を行うことができ、♯３燃料噴射弁１３の噴孔周辺に燃料を付着させることができる。ステップＳ８以降の制御は、サブルーチン内の制御も含めてパターン２における♯１気筒の場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
ステップＳ８の後に行われるステップＳ５以下の処理は、サブルーチンと並行して行われる。ステップＳ５では、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。すなわち、全ての気筒に対して噴射指示が行われたか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯３であるので、Ｎｏと判断しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、判定気筒♯Ｎとして♯Ｎ＋１を代入する。この段階では、♯４気筒となる。そして、再び、ステップＳ３へ進む。
【００６１】
パターン４における♯４気筒のピストンは、吸気下死点領域となる。このため、ステップＳ３においてＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ３に引き続いて行われるステップＳ４では、図８に示すタイミングチャートにおけるｔ４２のタイミングで♯４燃料噴射弁１４から分割噴射を実行する。分割噴射とすることにより、噴霧の貫徹力を抑え、燃料のボア壁への付着を抑制することができる。この結果、オイル希釈のおそれを低減することができる。分割の回数は適宜設定することができる。
【００６２】
ステップＳ４の後は、ステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５において、判定気筒♯Ｎが♯４であるか否かを判断する。現時点では、判定気筒♯Ｎは、♯４であるので、Ｙｅｓと判断して処理は終了となる（エンド）。
【００６３】
以上がパターン４における燃料噴射装置１の動作である。パターン５〜８については、対象となる燃料噴射弁が入れ替わるだけで、制御の内容は共通するため、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
このように、燃料噴射装置１は、エンジン停止後のピストン停止位置が上死点領域であると判定された気筒に対する燃料噴射を、エンジン停止後のピストン停止位置が下死点領域であると判定された気筒に対する燃料噴射よりも後に行う。要は、ピストン停止位置に応じてエンジン停止時燃料噴射を指示する。これにより、エンジン停止時のピストン停止位置によって異なるエンジン停止時燃料噴射時の背反を解消することができる。
【００６５】
なお、燃料噴射装置１は、上述のように、ピストンの停止位置に応じて、燃料噴射順の入れ替わりが生じることがあり、これも特徴の一つである。
【００６６】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態について、説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、以下の通りである。すなわち、第２実施形態では、図９に示すように、図４に示すフロー図中、ステップＳ８に相当する自着火回避制御に代えて、圧縮行程前半噴射を行う。なお、第１実施形態と共通するステップについては、フロー図中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
ステップＳ５１では、エンジン停止時のピストン停止位置を予測する。すなわち、エンジンの回転が完全に停止する以前に、ピストンの停止位置を予測する。そして、ステップＳ５３では、圧縮上死点領域で停止すると予測されたか否かを判断する。ステップＳ５３でＹｅｓと判断された気筒については、ステップＳ５４へ進む。ステップＳ５４では、圧縮行程前半噴射を行う。ここで、圧縮行程前半とは、図１０に示すように、ピストンの上昇に伴って筒内圧が上昇する過程にあって、自着火を回避することができる圧力となる時点までを指す。
【００６８】
圧縮行程前半で燃料噴射を行うことにより、自着火を回避しつつ燃料噴射を行い、噴孔周辺に燃料を付着させることができる。
【００６９】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  燃料噴射装置                    ２  ＥＣＵ
３  クランク角センサ                ４  カム角センサ
５  レール圧センサ
１１  ♯１燃料噴射弁                １２  ♯２燃料噴射弁
１３  ♯３燃料噴射弁                １４  ♯４燃料噴射弁
【図１】
0005874511.tif 000002
【図２】
0005874511.tif 000003
【図３】
0005874511.tif 000004
【図４】
0005874511.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005874511.tif 000007
【図７】
0005874511.tif 000008
【図８】
0005874511.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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