(57)【要約】【課題】  筒内噴射用インジェクタの噴口に付着するデポジットの形成を抑制する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、エンジン冷却水温を検知するステップ（Ｓ１００）と、エンジン回転数およびエンジン負荷を検知するステップ（Ｓ１１０）と、エンジン冷却水温、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて筒内噴射用インジェクタの先端温度を推定するステップ（Ｓ１２０）と、先端温度が保証温度よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタの先端温度が保証温度まで低下するような高圧燃料ポンプの駆動デューティを算出するステップ（Ｓ１４０）と、駆動デューティを用いて高圧燃料ポンプを制御するステップ（Ｓ１６０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内噴射用燃料噴射弁と吸気通路用燃料噴射弁とを備える内燃機関に対して燃料を供給する内燃機関の燃料噴射装置において、
前記筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍の温度を監視する温度監視手段と、
前記温度監視手段によって得られた噴射孔近傍温度が基準温度以上であるときは、前記筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管を含む筒内噴射用燃料供給系内の燃料の循環量を増加させる制御手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記温度監視手段は、筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度に基づいて前記噴射孔近傍温度を監視する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記温度監視手段は、前記内燃機関の冷却水温と前記吸気通路用燃料噴射弁のみによる燃料噴射の時間とに基づいて燃料温度を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記温度監視手段によって得られた燃料温度に基づいて、循環量が増加した状態での燃料循環を行う時間を決定する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記噴射孔近傍温度が前記基準温度以上であって、前記吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときに、燃料の循環量を増加させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記筒内噴射用燃料供給系は、前記筒内噴射用燃料噴射弁と、前記筒内噴射用分配管と、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、
前記制御手段は、前記リリーフ弁を開くと共に、前記高圧燃料ポンプから圧送する高圧燃料の量を増加させることによって燃料の循環量を増加させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記筒内噴射用燃料供給系は、前記筒内噴射用燃料噴射弁と、前記筒内噴射用分配管と、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、
前記制御手段は、前記リリーフ弁を開くと共に、前記高圧燃料ポンプによる昇圧を行わせることなく、前記低圧燃料ポンプから圧送させる燃料の量を増加させることによって燃料の循環量を増加させる
ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項８】
筒内噴射用燃料噴射弁と吸気通路用燃料噴射弁とを備える内燃機関に対して燃料を供給する内燃機関の燃料噴射装置において、
前記筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料の圧力を監視する圧力監視手段と、
前記筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管内の燃料を外部にリリーフするリリーフ手段と、
前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ手段を作動させて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフして燃料圧力を低下させ、燃料圧力が前記筒内噴射用燃料噴射弁における最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ手段を停止させる制御手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記リリーフ手段は、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、
前記制御手段は、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ弁を開いて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフすると共に、前記高圧燃料ポンプを所定時間作動させて高圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、所定時間経過後は前記低圧燃料ポンプからの低圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が、前記最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ弁を閉じて燃料のリリーフを停止させる
ことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記リリーフ手段は、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、
前記制御手段は、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ弁を開いて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフすると共に、前記低圧燃料ポンプからの低圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が、前記最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ弁を閉じて燃料のリリーフを停止させる
ことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１１】
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の高圧燃料系統の制御装置であって、高圧燃料系統は第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料ポンプを含み、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、
前記高圧燃料ポンプを制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段を停止させる領域においても、前記高圧燃料ポンプから燃料が吐出されるように前記高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む、内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記第１の燃料噴射手段の先端温度を推定するための推定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記先端温度に基づいて前記高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む、請求項１１に記載の内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【請求項１３】
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の高圧燃料系統の制御装置であって、高圧燃料系統は第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料ポンプを含み、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、
前記第１の燃料噴射手段の先端温度を推定するための推定手段と、
前記高圧燃料ポンプを制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を減量させる場合においても、前記先端温度に基づいて、前記高圧燃料ポンプから燃料が吐出されるように前記高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む、内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記先端温度が予め定められた温度以下になるように、前記高圧燃料ポンプからの吐出量を制御するための手段を含む、請求項１２または１３に記載の内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【請求項１５】
前記推定手段は、内燃機関の温度、内燃機関の回転数および内燃機関の負荷の少なくとも１つに基づいて、前記先端温度を推定するための手段を含む、請求項１２〜１４のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【請求項１６】
前記第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、
前記第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである、請求項１１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料系統の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタのみを備えた内燃機関または筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関における、内燃機関の燃料噴射装置および高圧燃料系統の制御装置に関し、特に、筒内噴射用インジェクタの噴口のデポジット形成を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射用燃料噴射弁と吸気通路用燃料噴射弁とを備え、これら２つの燃料噴射弁の燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射装置としては、例えば特許文献１に記載されるものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、各気筒に対応する筒内噴射用燃料噴射弁は共通の燃料分配管に接続されている。この燃料分配管は該燃料分配管に向けて流通可能な逆止弁を介して機関駆動式の高圧ポンプに接続される。高圧ポンプは電磁弁を備えており、この電磁弁の開閉時期を制御することによって、高圧ポンプの燃料吐出量が調節される。
【０００４】
そして、この従来の装置では、機関負荷であるアクセルペダルの踏込量が所定の基準値よりも大きい機関高負荷運転時には、吸気行程初期において吸気通路用燃料噴射弁のみから吸気ポートに向けて燃料が噴射される。なお、こうした機関高負荷運転時には、上記電磁弁が全開とされ、高圧ポンプから燃料分配管への燃料供給は停止されている。
【０００５】
さらに、機関吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタと、機関燃焼室内に常時燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタとを具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止するとともに機関負荷が設定負荷よりも高いときには吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射するようにした内燃機関が公知である。この内燃機関では両燃料噴射弁から噴射される燃料の合計である全噴射量が機関負荷の関数として予め定められており、この全噴射量は機関負荷が高くなるほど増大せしめられる。
【０００６】
筒内噴射用インジェクタは、直接に内燃機関の燃焼室に開口するように装着され、燃料ポンプで高い圧力まで加圧して、高圧の燃料を直接に筒内に噴射する。この内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタは、圧縮行程の後期に燃料を噴射して気筒内の混合気の混合状態を精密に制御することにより、燃費の向上等を図るようにしている。このように、筒内噴射用インジェクタは、気筒内に燃料を直接噴射するので、燃料の圧力が高い。そのことに起因して、高圧燃料系にはノイズや振動が発生する。特に、内燃機関が軽負荷（アイドル時等）には内燃機関から発生する音が小さいので、高圧燃料系からのノイズや振動が目立つことになる。
【０００７】
また、このような筒内噴射用インジェクタは、燃焼室にその先端（この先端の部分に燃料が噴射される噴口がある）が突出するように設けられるので、噴口にデポジットが付着して、適正に燃料を噴射できない可能性がある。すなわち、筒内噴射用インジェクタの先端部の噴口は、燃焼室内に位置しており、高温雰囲気で、デポジットが堆積することがある。このようにデポジットが堆積すると所望の燃料量を噴射できない。筒内噴射用インジェクタの先端温度は、燃焼ガスによる受熱による影響が大きく、他にヘッドからの受熱、燃料への放熱などの因子があるが、温度が高いほど、付着物が徐々に噴口をふさぐ傾向が顕著になると考えられる。
【０００８】
特開平９−２１３６９号公報（特許文献２）は、このような高圧の燃料供給系を有する内燃機関における、機関低負荷時における機関の燃焼の安定化を図る内燃機関の燃料噴射制御装置を開示する。この内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料を加圧する燃料加圧手段と、燃料加圧手段によって加圧された加圧燃料を弁体の開閉によって噴射制御する燃料噴射手段と、機関へ入力される外部からの負荷を検出する外部負荷検出手段と、外部負荷検出手段によって検出された負荷が所定値以下のとき、燃料加圧手段の圧力を低くする圧力変更手段とを含む。
【０００９】
内燃機関の燃料噴射制御装置によると、外部負荷検出手段によって現在、機関へ入力される外部からの負荷が検出され、その検出値が圧力変更手段に向けて出力される。圧力変更手段は、外部負荷検出手段によって検出された検出値に基づいて燃料噴射手段で噴射される燃料加圧手段の加圧力を設定する。そして、燃料噴射手段は設定された加圧力にて燃料を噴射する。外部負荷検出手段によって機関へ入力される外部からの負荷が所定値以下であることが検出されると、圧力変更手段が燃料加圧手段の加圧力を低くするよう制御することによって燃料噴射手段に供給される燃料の圧力は低くなる。燃料圧力が低くなると、高いときに比して燃料噴射手段の弁体開弁速度が速くなるため、弁体がフルリフトするまでの時間を短くして、短い噴射時間で噴射される噴射量を安定させることができる。
【特許文献１】特開平７−１０３０４８号公報（第２頁〜第４頁、図１、図６）
【特許文献２】特開平９−２１３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、各噴射弁のうち、筒内噴射用燃料噴射弁はその噴出孔が燃焼室内に露出した状態でシリンダヘッドに取り付けられているので、吸気通路用燃料噴射弁に比べて噴出孔近傍の部分が高温になり易い。筒内噴射用燃料噴射弁の噴出孔近傍が高温になると、ニードルやシート等が膨張し、燃料噴射量がその目標値よりも少なくなる。特に、吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときは、筒内噴射用燃料噴射弁内での燃料の動きが無く、燃料及び筒内噴射用燃料噴射弁が共に高温になるため、こうした傾向が一層顕著になる。
【００１１】
このため、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁から筒内噴射用燃料噴射弁に切り替えた直後は、一時的にせよ同噴射弁の膨張に起因して燃料噴射量がその目標値よりも少なくなり、空燃比のリーン化が避けられないものとなる。
【００１２】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものであって、筒内噴射用燃料噴射弁における燃料噴射量の変動を抑制することによって、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することのできる内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、特許文献２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置により、機関軽負荷時には、燃料の圧力を低く変更するので、高圧であることに起因する燃料系のノイズや振動（ＮＶ：Noise and Vibration）が、低減すると考えられる。さらに、このような機関軽負荷時においては、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を少なくしたり、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止させたり、より燃料を均質に供給できる吸気通路噴射用インジェクタのみにより燃料を噴射させたり、より燃料を均質に供給できる吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を増加させたりすることも考えられる。
【００１４】
しかしながら、このように、筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料が減少したり、筒内噴射用インジェクタから燃料が噴射されなくなると、筒内噴射用インジェクタの先端温度が上昇する。これは、燃料の通過による筒内噴射用インジェクタの先端部が冷却されないことに起因する。このような場合には、筒内噴射用インジェクタの先端の噴口の温度が高くなり、付着物が徐々に噴口をふさいでしまう。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、筒内燃料噴射手段の噴口に付着するデポジットの形成を抑制する内燃機関の高圧燃料系統の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】
【００１６】
第１の発明は、筒内噴射用燃料噴射弁と吸気通路用燃料噴射弁とを備える内燃機関に対して燃料を供給する内燃機関の燃料噴射装置において、前記筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍の温度を監視する温度監視手段と、前記温度監視手段によって得られた噴射孔近傍温度が基準温度以上であるときは、前記筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管を含む筒内噴射用燃料供給系内の燃料の循環量を増加させる制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍温度が基準温度以上になると、該筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管を含む筒内噴射用燃料供給系内の燃料の循環量が増加する。例えば、吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときのように筒内噴射用燃料系内の燃料が全く移動・循環していないときは、燃料の循環供給が開始され、吸気通路用燃料噴射弁からだけでなく筒内噴射用燃料噴射弁からも比較的少量の燃料噴射を行っているときのように筒内噴射用燃料供給系内の燃料が移動・循環しているときは、燃料の循環量を増加させる。そして、こうした循環量の増加によって筒内噴射用燃料噴射弁に供給されている燃料の温度上昇が抑制されると共に、その燃料によって、筒内噴射用燃料噴射弁、特にその噴射孔近傍を冷却することができる。その結果、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室に噴射される燃料量を正確に制御することができ、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することができるようになる。
【００１８】
第２の発明は、前記温度監視手段は、筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度に基づいて前記噴射孔近傍温度を監視することを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度に基づいて噴射孔近傍温度が監視される。燃料は筒内噴射用燃料噴射弁内に充填されているので、燃料温度と噴射孔近傍温度とは近似しており、したがって筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度を監視することによって、噴射孔近傍温度を高い精度で監視することができる。また、筒内噴射用燃料供給系に既設されている燃料温度検出センサを利用できる場合は、これを共用することによって構成の簡素化を図ることができるようになる。
【００２０】
第３の発明は、前記温度監視手段は、前記内燃機関の冷却水温と前記吸気通路用燃料噴射弁のみによる燃料噴射の時間とに基づいて燃料温度を推定することを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、内燃機関の冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁のみによる燃料噴射が行われる時間とに基づいて、筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度が推定される。内燃機関の冷却水温は機関温度に相当するものであり、冷却水温（機関温度）が高ければ筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度が高いと推定できる。また吸気通路用燃料噴射弁のみによる燃料噴射の時間が長いということは、筒内噴射用燃料噴射弁への燃料噴射が停止されており、滞留した高温の燃料によって筒内噴射用噴射弁の温度が上昇していると推定できる。したがって、これら冷却水温及び燃料噴射時間に基づいて燃料温度を精度良く推定することができる。
【００２２】
第４の発明は、前記制御手段は、前記温度監視手段によって得られた燃料温度に基づいて、循環量が増加した状態での燃料循環を行う時間を決定することを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、筒内噴射用燃料供給系内の燃料温度に基づいて決定された時間、循環量が増加した状態で燃料が循環される。同構成によれば、例えば吸気通路用燃料噴射弁からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合と比較して、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁を冷却することができる。
【００２４】
第５の発明は、前記制御手段は、前記噴射孔近傍温度が前記基準温度以上であって、前記吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときに、燃料の循環量を増加させることを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、噴射孔近傍温度が基準温度以上であって、吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときに、燃料の循環量が増加する。同構成によれば、例えば吸気通路用燃料噴射弁からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合と比較して、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁を冷却することができる。
【００２６】
第６の発明は、前記筒内噴射用燃料供給系は、前記筒内噴射用燃料噴射弁と、前記筒内噴射用分配管と、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、前記制御手段は、前記リリーフ弁を開くと共に、前記高圧燃料ポンプから圧送する高圧燃料の量を増加させることによって燃料の循環量を増加させることを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、燃料タンクから低圧燃料ポンプによって圧送された燃料は、高圧燃料ポンプで加圧されて筒内噴射用分配管に圧送されるので、リリーフ通路に設けられたリリーフ弁を開くことによって、燃料は筒内噴射用分配管から燃料タンクにリリーフされる。このようにして燃料の循環が実行される。そして、高圧燃料ポンプから圧送する高圧燃料の量を増加させることによって、燃料の循環量が増加する。このように高圧燃料を循環させるようにしたので、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁から筒内噴射用燃料噴射弁に切り替えたときに、即座に燃料噴射を実行することができる。また、高圧燃料を循環させるようにしたので、低圧燃料を循環させる場合に比べて、より大量の燃料が循環することになり、筒内噴射用燃料噴射弁の冷却を促進することができる。さらに、高圧燃料を循環させるようにしたので、筒内噴射用燃料噴射弁から少量の燃料噴射を実行しているときでも、燃料を循環させることができる。これによって、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍が膨張することを抑制することができ、適正な燃料噴射を実行することができる。
【００２８】
第７の発明は、前記筒内噴射用燃料供給系は、前記筒内噴射用燃料噴射弁と、前記筒内噴射用分配管と、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、前記制御手段は、前記リリーフ弁を開くと共に、前記高圧燃料ポンプによる加圧を行わせることなく、前記低圧燃料ポンプから圧送させる燃料の量を増加させることによって燃料の循環量を増加させることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、燃料タンクから低圧燃料ポンプによって圧送された燃料は、高圧燃料ポンプによって加圧されることなく低圧のままで筒内噴射用分配管に圧送されるので、リリーフ通路に設けられたリリーフ弁を開くことによって、燃料は筒内噴射用分配管から燃料タンクにリリーフされる。このようにして燃料の循環が実行される。このように低圧燃料を循環させるようにしたので、内燃機関に大きな負荷をかけることなく、燃料の循環を実行できる。
【００３０】
第８の発明は、筒内噴射用燃料噴射弁と吸気通路用燃料噴射弁とを備える内燃機関に対して燃料を供給する内燃機関の燃料噴射装置において、前記筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料の圧力を監視する圧力監視手段と、前記筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管内の燃料を外部にリリーフするリリーフ手段と、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ手段を作動させて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフして燃料圧力を低下させ、燃料圧力が前記筒内噴射用燃料噴射弁における最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ手段を停止させる制御手段とを備えることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料圧力が基準圧力以上になると、該筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管内の燃料が外部にリリーフされる。こうした燃料のリリーフが行われることによって、筒内噴射用燃料噴射弁に供給されている燃料の圧力を低下させることができる。そして、燃料圧力が筒内噴射用燃料噴射弁における最小噴射量限界燃圧になると、燃料のリリーフが停止される。このようにして最小噴射量限界燃圧を確保することによって、最小噴射量での燃料噴射を容易に実行できるようになる。また、燃料圧力が上昇しているときは燃料温度も上昇しているので、燃料をリリーフすることによって、筒内噴射用燃料噴射弁に供給されている燃料の温度上昇が抑制されると共に、筒内噴射用燃料噴射弁、特にその噴射孔近傍を冷却することができる。その結果、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室に噴射される燃料量を正確に制御することができ、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することができるようになる。
【００３２】
第９の発明は、前記リリーフ手段は、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、前記制御手段は、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ弁を開いて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフすると共に、前記高圧燃料ポンプを所定時間作動させて高圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、所定時間経過後は前記低圧燃料ポンプからの低圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が、前記最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ弁を閉じて燃料のリリーフを停止させることを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料圧力が基準圧力以上になると、該筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管の燃料が外部にリリーフされると共に、高圧燃料ポンプからの高圧燃料が所定時間、筒内噴射用分配管に圧送される。所定時間経過後は、最小噴射量限界燃圧になるまで、低圧燃料ポンプからの低圧燃料を循環させる。このように、先ず高圧燃料を循環させることによって、低圧燃料を循環させる場合と比べて、筒内噴射用燃料噴射弁に供給される燃料及び筒内噴射用燃料噴射弁の冷却を促進することが可能となる。
【００３４】
第１０の発明は、前記リリーフ手段は、燃料タンクから燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプからの燃料をさらに加圧して前記筒内噴射用分配管に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、前記筒内噴射用分配管から前記燃料タンクに燃料をリリーフするリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられたリリーフ弁とを備え、前記制御手段は、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が基準圧力以上になると、前記リリーフ弁を開いて前記筒内噴射用分配管内の燃料をリリーフすると共に、前記低圧燃料ポンプからの低圧燃料を前記筒内噴射用分配管に圧送し、前記圧力監視手段によって得られた燃料圧力が、前記最小噴射量限界燃圧になると前記リリーフ弁を閉じて燃料のリリーフを停止させることを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料圧力が基準圧力以上になると、該筒内噴射用燃料噴射弁が取り付けられる筒内噴射用分配管の燃料が外部にリリーフされると共に、低圧燃料ポンプからの低圧燃料が筒内噴射用分配管に圧送される。これによって、低圧燃料が循環することになるので、筒内噴射用燃料噴射弁内の燃料圧力を速やかに最小噴射量限界燃圧まで下げることが可能となる。
【００３６】
第１１の発明に係る制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の高圧燃料系統を制御する。高圧燃料系統は第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料ポンプを含む。この制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、高圧燃料ポンプを制御するための制御手段とを含む。制御手段は、第１の燃料噴射手段を停止させる領域においても、高圧燃料ポンプから燃料が吐出されるように高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む。
【００３７】
この発明によると、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料噴射が停止される領域においても、筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧燃料ポンプから燃料を吐出させる。高圧燃料ポンプから吐出された燃料は高圧デリバリパイプを通って筒内噴射用インジェクタに供給される。このようにすると、従来は筒内噴射用インジェクタから燃料は噴射されない領域においては高圧燃料ポンプから高圧デリバリパイプを介して筒内噴射用インジェクタに燃料が供給されないが（たとえば、電磁スピル弁を閉じることなく開いたままの状態にする）、第１の発明によると、筒内噴射用インジェクタまで燃料が送り込まれるので、燃料により筒内噴射用インジェクタの先端部が冷却される。先端部が冷却されると、燃焼室に突出するように設けられる筒内噴射用インジェクタの噴口も冷却されて、デポジットの付着が抑制される。なお、高圧デリバリパイプの端部には、たとえばリリーフバルブが設けられ、リリーフバルブから燃料タンクに燃料が戻される。その結果、筒内燃料噴射手段の噴口に付着するデポジットの形成を抑制する内燃機関の高圧燃料系統の制御装置を提供することができる。
【００３８】
第１２の発明に係る制御装置は、第１１の発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段の先端温度を推定するための推定手段をさらに含む。制御手段は、先端温度に基づいて高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む。
【００３９】
この発明によると、内燃機関の運転状態に基づいて、筒内噴射用インジェクタの先端温度が推定される。推定された先端温度がデポジットを形成する程度の高い温度にならないように高圧燃料ポンプの吐出量が決定される。このため、燃料により筒内噴射用インジェクタを冷却してデポジットの形成を抑制できる。
【００４０】
第１３の発明に係る制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の高圧燃料系統を制御する。高圧燃料系統は第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料ポンプを含む。この制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、第１の燃料噴射手段の先端温度を推定するための推定手段と、高圧燃料ポンプを制御するための制御手段とを含む。制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を減量させる場合においても、先端温度に基づいて、高圧燃料ポンプから燃料が吐出されるように高圧燃料ポンプを制御するための手段を含む。
【００４１】
この発明によると、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）から噴射される燃料量が減量される領域においても、筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧燃料ポンプから燃料を、筒内噴射用インジェクタの先端温度に基づいて算出される吐出量だけ吐出させる。すなわち、筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料量が減量されても高圧燃料ポンプから吐出される燃料を減量しないで、多くの燃料が高圧デリバリパイプを通って筒内噴射用インジェクタに供給されるようにする。このようにすると、従来は筒内噴射用インジェクタから燃料は噴射されない領域においては高圧燃料ポンプから高圧デリバリパイプを介して筒内噴射用インジェクタに供給される燃料が減量される場合もあったが（たとえば、電磁スピル弁を閉じるタイミングを遅らせる）、第３の発明によると、筒内噴射用インジェクタまで多くの燃料が送り込まれるので、燃料により筒内噴射用インジェクタの先端部が冷却される。先端部が冷却されると、燃焼室に突出するように設けられる筒内噴射用インジェクタの噴口も冷却されて、デポジットの付着が抑制される。なお、筒内噴射用インジェクタにおいては燃圧と噴射時間とを制御して、所望の燃料分だけ燃焼室内に燃料が噴射される。その結果、筒内燃料噴射手段の噴口に付着するデポジットの形成を抑制する内燃機関の高圧燃料系統の制御装置を提供することができる。
【００４２】
第１４の発明に係る制御装置においては、第１２または１３の発明の構成に加えて、制御手段は、先端温度が予め定められた温度以下になるように、高圧燃料ポンプからの吐出量を制御するための手段を含む。
【００４３】
この発明によると、先端温度が予め定められた温度以下になるように、すなわち、先端温度がデポジットを形成する程度の高い温度にならないように、高圧燃料ポンプの吐出量が決定される。このため、燃料により筒内噴射用インジェクタを冷却してデポジットの形成を抑制できる。
【００４４】
第１５の発明に係る制御装置においては、第１２〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、推定手段は、内燃機関の温度、内燃機関の回転数および内燃機関の負荷の少なくとも１つに基づいて、先端温度を推定するための手段を含む。
【００４５】
この発明によると、内燃機関の温度、内燃機関の回転数および内燃機関の負荷の少なくとも１つに基づいて、正確に先端温度を推定することができる。
【００４６】
第１６の発明に係る制御装置においては、第１１〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。
【００４７】
この発明によると、第１の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第２の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて、筒内噴射用インジェクタの噴口にデポジットの堆積を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態である内燃機関の燃料噴射装置を、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、燃料噴射装置の概略構成を示す模式構成図であり、図２は燃料噴射装置における制御手順を説明するためのフローチャートである。なお、本実施形態では、内燃機関として６気筒ガソリンエンジンに使用される燃料噴射装置について説明する。
【００５０】
図１に示すように、燃料噴射装置は、吸気ポート１に燃料を噴射して混合気として燃焼室２内に燃料を噴射供給する低圧燃料供給系３と、燃焼室２内に燃料を直接噴射供給する高圧燃料供給系４とを備えている。低圧燃料供給系３及び高圧燃料供給系４は、燃料タンク５から低圧燃料ポンプ６によって圧送される燃料（低圧燃料という）の通路となる低圧燃料通路７を共用する構成となっている。
【００５１】
低圧燃料供給系３は、低圧燃料通路７に接続される吸気ポート用燃料分配管（デリバリパイプ）８と、該吸気ポート用デリバリパイプ８に取り付けられる６つの吸気通路用燃料噴射弁９とを備えている。この低圧燃料供給系３は、低圧燃料ポンプ６によって低圧燃料通路７を圧送される低圧燃料を、吸気通路用燃料噴射弁９から吸気ポート１に噴射供給する。
【００５２】
高圧燃料供給系４は、低圧燃料通路７に接続される高圧燃料ポンプ１０と、高圧燃料ポンプ１０によって圧送される燃料（高圧燃料という）の通路となる高圧燃料通路１１と、高圧燃料通路１１に接続される筒内噴射用燃料分配管（デリバリパイプ）１２と、筒内噴射用デリバリパイプ１２に取り付けられる６つの筒内噴射用燃料噴射弁１３とを備えている。この高圧燃料供給系４は、高圧燃料ポンプ１０によって高圧燃料通路１１を圧送される高圧燃料を、筒内噴射用燃料噴射弁１３から燃焼室２に噴射供給する。
【００５３】
高圧燃料ポンプ１０は、シリンダ１４と、シリンダ１４内で往復動するプランジャ１５と、シリンダ１４及びプランジャ１５によって区画される加圧室１６とを備えている。プランジャ１５は、エキゾーストカムシャフト１７に取り付けられたカム１８の回転に従ってシリンダ１４内を往復動する。加圧室１６は、低圧燃料通路７に接続されるとともに、高圧燃料通路１１に接続されている。
【００５４】
また高圧燃料ポンプ１０は、加圧室１６と低圧燃料通路７との間を連通・遮断する電磁スピル弁１９を備えている。電磁スピル弁１９は、電磁ソレノイド２０を備え、電磁ソレノイド２０への印加電圧が制御されることによって開閉動作する。即ち、電磁ソレノイド２０に対する通電が停止されている場合には、電磁スピル弁１９がコイルスプリング２１の付勢力によって開き、低圧燃料通路７と加圧室１６とを連通する。一方、電磁ソレノイド２０に対して通電されている場合には、電磁スピル弁１９がコイルスプリング２１に抗して閉じ、低圧燃料通路７と加圧室１６との間が遮断される。
【００５５】
上記構成の高圧燃料ポンプ１０は、プランジャ１５が加圧室１６の容積が大きくなる方向に移動するとき（吸入行程中）には、電磁スピル弁１９を開いて低圧燃料通路７と加圧室１６とを連通する。これによって、燃料タンク５から低圧燃料ポンプ６によって圧送された低圧燃料が低圧燃料通路７から加圧室１６内に吸入される。続いて、プランジャ１５が加圧室１６の容積が小さくなる方向に移動するとき（圧送行程中）には、電磁スピル弁１９を閉じて低圧燃料通路７と加圧室１６との間を遮断する。これによって、加圧室１６内の燃料が加圧されて高圧燃料として高圧燃料通路１１に圧送される。
【００５６】
高圧燃料通路１１は、逆止弁２２を備えるとともに、筒内噴射用デリバリパイプ１２に接続されている。逆止弁２２は高圧燃料ポンプ１０によって圧送される高圧燃料によって開弁し、高圧燃料は高圧燃料通路１１を介して筒内噴射用デリバリパイプ１２内へ圧送される。なお、逆止弁２２としては低圧燃料ポンプ６によって圧送される低圧燃料では開弁しない逆止弁が使用される。
【００５７】
筒内噴射用デリバリパイプ１２には６つの筒内噴射用燃料噴射弁１３が取り付けられており、筒内噴射用デリバリパイプ１２内に圧送された高圧燃料は各筒内噴射用燃料噴射弁１３から各燃焼室２内へ直接噴射される。また、筒内噴射用デリバリパイプ１２には、該筒内噴射用デリバリパイプ１２内における高圧燃料の燃料圧力（燃圧という）を検出するための燃圧センサ２３が設けられている。燃圧センサ２３によって検出された燃圧は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）３０に入力される。
【００５８】
さらに筒内噴射用デリバリパイプ１２は、リリーフ通路２４を介して燃料タンク５と接続されており、このリリーフ通路２４の筒内噴射用デリバリパイプ１２側の端部には電磁リリーフ弁２５が設けられている。電磁リリーフ弁２５は、電磁ソレノイド２６への印加電圧が制御されることによって開閉動作する。電磁リリーフ弁２５が開くことによって筒内噴射用デリバリパイプ１２内の高圧燃料が燃料タンク５へリリーフされ、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃圧は適当な燃圧で維持される。
【００５９】
また、低圧燃料通路７が加圧室１６に接続されている接続位置には、逆止弁２８が設けられたリリーフ通路２７が接続されており、このリリーフ通路２７はリリーフ通路２４に接続されている。これによって、低圧燃料の供給量が過大になり低圧燃料通路７内の燃圧が上昇すると逆止弁２８が開き、低圧燃料がリリーフ通路２７及びリリーフ通路２４を介して燃料タンク５へリリーフされる。
【００６０】
上述した構成の燃料噴射装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ及びＩ／Ｆ等の各種デバイスからなる制御手段としてのＥＣＵ３０によって制御される。ＥＣＵ３０のＲＯＭには、内燃機関を制御する各種プログラムの１つとして、燃料噴射装置を制御するプログラムが記憶されている。さらにＥＣＵ３０のＲＯＭには、内燃機関の冷却水温及び吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間と筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度とが対応付けられたマップが記憶されている。ＥＣＵ３０には、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ３１や燃圧センサ２３を含む各種センサからの出力信号が入力される。水温センサ３１及びＥＣＵ３０が温度監視手段を構成する。
【００６１】
ＥＣＵ３０は、各種センサからの出力信号に基づいて各種プログラムに従って内燃機関を制御する。燃料噴射装置については、電磁スピル弁１９及び電磁リリーフ弁２５の開閉動作、吸気通路用燃料噴射弁９及び筒内噴射用燃料噴射弁１３の燃料噴射タイミングなどがＥＣＵ３０によって制御される。
【００６２】
第１の実施形態の燃料噴射装置は、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍温度を監視し、監視によって得られた噴射孔近傍温度が基準温度以上であると、高圧燃料供給系４内の燃料の循環量を増加させるものである。例えば、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っており、高圧燃料供給系４内の燃料が全く移動・循環していないときは、燃料の循環を実行する。この燃料の循環を実行するための具体的な制御手順を、図２を参照しながら説明する。
【００６３】
ＥＣＵ３０による燃料噴射装置の制御が開始されると、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１では、ポート１００％噴射状態であるか否かが判断される。ポート１００％噴射状態とは、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行う燃料噴射状態である。
【００６４】
燃料噴射状態は、機関負荷、例えばアクセルペダルの踏込量に基づいて決定される。例えば、踏込量が第１基準値よりも小さい機関低負荷運転時には、筒内噴射用燃料噴射弁１３のみから燃料噴射を行い、踏込量が第２基準値よりも大きい機関高負荷運転時には、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行う。また、踏込量が第１基準値以上第２基準値以下の機関中負荷運転時には、筒内噴射用燃料噴射弁１３と吸気通路用燃料噴射弁９との両方から所定の割合、例えば２０％：８０％の割合で燃料噴射を行う。このように、ポート１００％噴射状態であるか否かは、機関負荷、例えばアクセルペダルの踏込量に基づいて判断できる。
【００６５】
Ｓ１における判断が肯定の場合は、Ｓ２に進む。Ｓ２では、直噴デリバリ内燃温がクライテリア燃温まで上昇するか否かが判断される。直噴デリバリ内燃温とは、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度のことであり、クライテリア燃温とは、いわゆる危険温度である。このクライテリア燃温が基準温度に相当する。
【００６６】
本来は、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍温度を直接検出することが最も望ましいが、本実施形態では筒内噴射用燃料噴射弁１３に供給されている高圧燃料の温度、即ち筒内噴射用デリバリパイプ１２内の高圧燃料の温度を求めるようにしている。さらに、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の高圧燃料の温度を直接検出することに代えて、水温センサ３１によって検出された冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間とに基づいて、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている冷却水温及び燃料噴射時間と燃料温度との関係を示すマップを参照して、直噴デリバリ内燃温を求めている。そして、求めた燃料温度がクライテリア燃温に達しているか否かを判断する。
【００６７】
Ｓ２における判断が肯定の場合は、Ｓ３に進む。Ｓ３では、電磁リリーフ弁２５を作動させて開弁させる。ポート１００％噴射状態では、高圧燃料ポンプ１０の電磁スピル弁１９を常時開弁させているので、吸入行程では加圧室１６内に低圧燃料が流入するけれども、圧送行程でも電磁スピル弁１９を開弁させているので、加圧室１６内の燃料はわずかに加圧されるだけである。このとき、電磁リリーフ弁２５が閉じた状態では、高圧燃料供給系４内を燃料が移動できないので、加圧室１６内の燃料は低圧燃料供給系３に圧送されるか、リリーフ通路２７の逆止弁２８が開いて燃料タンク５にリリーフされる。
【００６８】
したがって、電磁リリーフ弁２５を開弁させることによって筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料が燃料タンク５にリリーフ可能となるので、わずかに加圧された加圧室１６内の燃料は、高圧燃料通路１１の逆止弁２２を開いて筒内噴射用デリバリパイプ１２へ送給される。これによって、高圧燃料供給系４内の燃料を循環させることができる。
【００６９】
続くＳ４では、水温センサ３１によって検出された冷却水温に基づいて電磁リリーフ弁２５の作動時間が決定される。すなわち、冷却水温が高いときは機関温度が高いときであり、作動時間を長く設定する。逆に、冷却水温が低いときは機関温度が低いときであり、作動時間を短く設定する。
【００７０】
Ｓ５では、作動時間が経過したか否かが判断される。作動時間が経過すると、Ｓ６に進み、電磁リリーフ弁２５を閉じて燃料の循環を停止する。
【００７１】
なお、上述のＳ２における判断が否定の場合は、Ｓ１に戻る。つまり、ポート１００％噴射状態であっても筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度がクライテリア燃温まで上昇しないと判断された場合は、高圧燃料供給系４内の燃料の循環は行わない。
【００７２】
上述した燃料噴射装置では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っており、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度が危険温度であるクライテリア燃温まで上昇すると判断されたときに、高圧燃料供給系４内の燃料の循環が開始される。燃料は高圧燃料供給系４内を移動する際に高圧燃料供給系４の構成部品を冷却する機能を有しており、燃料が循環することによって、噴射孔近傍温度よりも低い温度の燃料が高圧燃料供給系４内を循環することになる。これによって、高圧燃料供給系４の構成部品である筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができ、噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室２に噴射される燃料量を正確に制御することができる。
【００７３】
上記燃料噴射装置では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて噴射孔近傍温度が監視される。燃料は筒内噴射用燃料噴射弁１３内に充填されているので、燃料温度と噴射孔近傍温度とは近似している。したがって、高圧燃料供給系４内の燃料温度を監視することによって、噴射孔近傍温度を高い精度で監視することができる。
【００７４】
また、上記燃料噴射装置では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて噴射孔近傍温度が監視されるので、噴射孔近傍温度を直接測定して監視する場合に比べて、構造が複雑になることを防止できる。即ち、噴射孔近傍温度を直接測定して監視する場合は、比較的小型の部品である筒内噴射用燃料噴射弁に温度検出センサを付加することによって構造が複雑になるけれども、本実施形態では構造が複雑になることを防止できる。
【００７５】
上記燃料噴射装置では、高圧燃料供給系４内の燃料温度を、水温センサ３１によって検出された内燃機関の冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間とに基づいて推定するので、精度良く推定することができる。すなわち、内燃機関の冷却水温は機関温度に相当するものであり、冷却水温（機関温度）が高ければ高圧燃料供給系４内の燃料温度が高いと推定できる。また吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間が長いということは、筒内噴射用燃料噴射弁１３への燃料供給が停止されており、滞留した高温の燃料によって筒内噴射用噴射弁の温度が上昇していると推定できる。したがって、これら冷却水温及び燃料噴射時間に基づいて燃料温度を精度良く推定することができる。
【００７６】
また、冷却水温は、内燃機関を制御する際に一般に使用するものであり、水温センサ３１を使用して検出することができる。また吸気通路用燃料噴射弁９による燃料噴射時間も、内燃機関を制御する際に使用されるものであり、演算や予め作成されたマップなどに基づいて求めることができる。このように冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９による燃料噴射時間とは、新たな構成を追加することなく求めることができるので、容易に本実施形態を実施することができる。
【００７７】
上記燃料噴射装置では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて決定された時間だけ、即ち必要な時間だけ燃料の循環を行う。したがって、吸気通路用燃料噴射弁９からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合に比べて、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。また、内燃機関の負荷を小さくできるので、フリクション燃費の悪化を防止して効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。
【００７８】
上記燃料噴射装置では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っており、高圧燃料供給系４内の燃料温度が危険温度であるクライテリア燃温まで上昇すると判断されたときに燃料の循環を行う。したがって、吸気通路用燃料噴射弁９からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合に比べて、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。
【００７９】
ところで、従来の装置では、吸気通路用燃料噴射弁のみから燃料噴射を行っているときは、筒内噴射用燃料噴射弁内での燃料の動きが無いので、燃料及び筒内噴射用燃料噴射弁が共に高温になり、燃料による冷却は行われず、筒内噴射用燃料噴射弁の部品が膨張する。例えば燃料噴射量をフィードバック制御する場合、燃料噴射を筒内用燃料噴射弁に切り替えた直後は、噴射弁の膨張が原因で、燃料噴射量は目標値よりも少なくなり、燃焼状態はリーンになってしまう。そこで、従来の装置は目標値を高い値に変更して燃料噴射を行う。その後、筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射が継続すると、供給される燃料によって噴射弁が冷却され、部品の膨張が緩和されていくので、燃料噴射量は目標値よりも多くなり、燃焼状態はリッチになる。そこで、従来の装置は目標値を低い値に変更して燃料噴射を行うことになる。このように従来の燃料噴射装置には、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁から筒内噴射用燃料噴射弁に切り替えた際に、燃料噴射量が変動し、燃焼状態や排気エミッションに影響を与えるという問題がある。
【００８０】
これに対し上記燃料噴射装置では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っているときに、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍が膨張することを抑制することができるので、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁９から筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えた際に燃料噴射量を精度よく制御することができる。
【００８１】
上記燃料噴射装置では、燃料タンク５から圧送された低圧燃料を高圧燃料ポンプ１０によって加圧することなく高圧燃料供給系４に圧送して燃料の循環を行う。したがって、内燃機関に大きな負荷をかけることなく、燃料の循環を実行できる。
【００８２】
以上のように第１の実施形態の燃料噴射装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００８３】
（１）本実施形態では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っており、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度が危険温度であるクライテリア燃温まで上昇すると判断されたときに、高圧燃料供給系４内の燃料の循環が開始される。これによって、高圧燃料供給系４の構成部品である筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができ、噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室２に噴射される燃料量を正確に制御することができる。その結果、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することができる。
【００８４】
（２）本実施形態では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて噴射孔近傍温度が監視されるので、噴射孔近傍温度を高い精度で監視することができる。
【００８５】
（３）本実施形態では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて噴射孔近傍温度が監視されるので、噴射孔近傍温度を直接測定して監視する場合に比べて、構造が複雑になることを防止できる。
【００８６】
（４）本実施形態では、高圧燃料供給系４内の燃料温度を、水温センサ３１によって検出された内燃機関の冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間とに基づいて推定するので、精度良く推定することができる。また、冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９による燃料噴射時間とは、新たな構成を追加することなく求めることができるので、容易に本実施形態を実施することができる。
【００８７】
（５）本実施形態では、高圧燃料供給系４内の燃料温度に基づいて決定された時間だけ、即ち必要な時間だけ燃料の循環を行う。これによって、吸気通路用燃料噴射弁９からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合に比べて、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。また、内燃機関の負荷を小さくできるので、フリクション燃費の悪化を防止して効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。
【００８８】
（６）本実施形態では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っており、高圧燃料供給系４内の燃料温度が危険温度であるクライテリア燃温まで上昇すると判断されたときに燃料の循環を行う。これによって、吸気通路用燃料噴射弁９からの燃料噴射だけで内燃機関を駆動している期間の全期間にわたって筒内噴射用燃料供給系の燃料循環を行うようにした場合に比べて、その循環動作に伴う駆動損失の低減を図ることができ、効率よく筒内噴射用燃料噴射弁１３を冷却することができる。また、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っているときに、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍が膨張することを抑制することができるので、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁９から筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えた際に燃料噴射量を精度よく制御することができる。
【００８９】
（７）本実施形態では、燃料タンク５から圧送された低圧燃料を高圧燃料ポンプ１０によって加圧することなく高圧燃料供給系４に圧送して燃料の循環を行うので、内燃機関に大きな負荷をかけることなく、燃料の循環を実行できる。
【００９０】
なお、上記第１の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００９１】
・燃料温度が上昇しているときは燃料圧力も上昇しているので、電磁リリーフ弁２５を開いて燃料を燃料タンク５にリリーフすることによって燃料圧力を低下させることができる。したがって、燃料の循環を開始した後、燃圧センサ２３によって検出された検出燃圧（筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料圧力）が、筒内噴射用燃料噴射弁１３における最小噴射量での燃料噴射が可能な最小噴射量限界燃圧になったときに、燃料の循環を停止させるようにしてもよい。このように制御することによって、燃料噴射を筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えたときに、最小噴射量での燃料噴射を行うことができる。
【００９２】
・上記実施形態では、高圧燃料ポンプ１０による低圧燃料の加圧を行うことなく燃料タンク５から圧送された低圧燃料を循環させるようにしたけれども、高圧燃料ポンプ１０による低圧燃料の加圧を行い、高圧燃料を循環させるようにしてもよい。この場合、高圧燃料を循環させるようにしたので、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁９から筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えたときに、即座に燃料噴射を実行することができる。また、高圧燃料を循環させるようにしたので、低圧燃料を循環させる場合に比べて、より大量の燃料が循環することになり、筒内噴射用燃料噴射弁１３の冷却を促進することができる。さらに、高圧燃料を循環させるようにしたので、筒内噴射用燃料噴射弁１３から少量の燃料噴射を実行しているときでも、燃料を循環させることができる。これによって、燃料の噴射量が少なくて燃料による筒内噴射用燃料噴射弁１３の冷却が充分でないために噴射孔近傍が膨張することを抑制することができ、適正な燃料噴射を実行することができる。
【００９３】
・上記のように高圧燃料を循環させる場合は、燃料噴射を吸気通路用燃料噴射弁９から筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えたときに、即座に燃料噴射を実行できるけれども、燃料圧力が高すぎると高燃圧噴射によって大量の燃料が噴射されてしまい、筒内噴射用燃料噴射弁１３における最小噴射量での燃料噴射が困難になる。そこで、高圧燃料の循環を所定時間だけ行った後に高圧燃料ポンプ１０を停止させて低圧燃料の循環を行い、その後、燃圧センサ２３によって検出された検出燃圧が最小噴射量限界燃圧になったときに、電磁リリーフ弁２５を閉じて燃料の循環を停止させるようにする。このように制御することによって、燃料噴射を筒内噴射用燃料噴射弁１３に切り替えたときに、最小噴射量での燃料噴射を行うことができるようになる。
【００９４】
・上記実施形態では、吸気通路用燃料噴射弁９のみから燃料噴射を行っているいわゆるポート１００％噴射状態のときに燃料の循環を行うようにしたけれども、吸気通路用燃料噴射弁９からだけでなく筒内噴射用燃料噴射弁１３からも比較的少量の燃料噴射を行っているときに、燃料の循環を行うようにしてもよい。例えば吸気通路用燃料噴射弁９から８０％、筒内噴射用燃料噴射弁１３から２０％の割合で燃料噴射を行っているときに行うようにしてもよい。ただし、この場合は筒内噴射用燃料噴射弁１３からも燃料噴射を行うので、上記のように高圧燃料を循環させる必要がある。
【００９５】
・上記実施形態では、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度を、冷却水温と吸気通路用燃料噴射弁９のみによる燃料噴射の時間とに基づいてマップを参照して求めるようにしたけれども、温度センサを使用して直接測定してもよい。
【００９６】
・上記実施形態では、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍温度を、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料温度に基づいて監視するようにしたけれども、温度センサを使用して噴射孔温度を直接測定してもよい。
【００９７】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態を、図３及び図４を参照しながら説明する。第２の実施形態である内燃機関の燃料噴射装置の構成は、図１に示す構成と同じであるので、その詳細な説明は省略し、燃料噴射装置における制御手順を説明する。図３は、第２の実施形態における制御手順を説明するためのフローチャートであり、図４は第２の実施形態における制御状態を示すタイミングチャートである。
【００９８】
第２の実施形態の燃料噴射装置は、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力を監視し、監視によって得られた燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上であると、筒内噴射用燃料噴射弁１３が取り付けられている筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料を外部にリリーフする。この燃料をリリーフするための具体的な制御手順及び制御状態を、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、図１の構成において、低圧燃料ポンプ６、高圧燃料ポンプ１０、リリーフ通路２４、電磁リリーフ弁２５が、リリーフ手段に相当する。
【００９９】
ＥＣＵ３０による燃料噴射装置の制御が開始されると、Ｓ１１では、ポート１００％噴射状態であるか否かが判断される。この判断は、上述した図２のＳ１と同様にして行われる。
【０１００】
Ｓ１１における判断が肯定の場合は、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、直噴デリバリ内燃圧が基準圧力Ｐ１以上であるか否かが判断される。直噴デリバリ内燃圧とは、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料圧力のことである。本来は、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力を直接検出することが最も望ましいが、燃料は筒内噴射用デリバリパイプ１２から筒内噴射用燃料噴射弁１３に供給されるので、直噴デリバリ内燃圧は筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力に等しく、したがって直噴デリバリ内燃圧を検出しても問題はない。直噴デリバリ内燃圧は、燃圧センサ２３によって検出される。この燃圧センサ２３が圧力監視手段に相当する。そして、検出された燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上であるか否かが判断される。
【０１０１】
Ｓ１２における判断が肯定の場合は、Ｓ１３に進む。Ｓ１３では、電磁リリーフ弁２５を作動させて開弁させる。そして、続くＳ１４では、高圧燃料ポンプ１０を作動させる。即ち、図４に示すように、基準圧力Ｐ１以上であると判断された時刻ｔ１において、電磁リリーフ弁２５が開弁すると共に、高圧燃料ポンプ１０が作動する。
【０１０２】
このように電磁リリーフ弁２５を開弁させることによって筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料が燃料タンク５にリリーフ可能となり、また高圧燃料ポンプ１０から高圧燃料が供給されるので、高圧燃料供給系４内の燃料を循環させることができる。この燃料の循環によって、直噴デリバリ内燃温及び筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料温度を下げることができる（図４の燃温のグラフ参照）。但し、高圧燃料を供給しているので、直噴デリバリ内燃圧及び筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力は、ほとんど変化しない（図４の燃圧のグラフ参照）。
【０１０３】
続くＳ１５では、高圧燃料ポンプ１０を作動させてから所定時間Ｗ１が経過したか否かが判断される。この所定時間Ｗ１は、高圧燃料ポンプ１０を作動させる時間であり、ＥＣＵ３０内のＲＯＭに予め記憶されている。つまり、高圧燃料ポンプ１０を作動させたときに循環する単位時間当たりの燃料の流量は予めわかっているので、どの程度の時間燃料を循環させると燃料温度がどの程度下がるかという燃料の循環時間と燃料温度の下降値との相関関係を予め求めておくことができ、この相関関係に基づいて所定時間Ｗ１を決定する。Ｓ１５において所定時間Ｗ１が経過したと判断されると、Ｓ１６に進む。
【０１０４】
Ｓ１６では、高圧燃料ポンプ１０を停止させる。高圧燃料ポンプ１０を停止させるとは、高圧燃料ポンプ１０の電磁スピル弁１９を常時開弁状態にすることである。この状態では、上述したように高圧燃料ポンプ１０の加圧室１６内の燃料はわずかに加圧されるだけであるが、電磁リリーフ弁２５が開いているので筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料が燃料タンク５にリリーフ可能である。したがって、加圧室１６内でわずかに加圧された燃料が筒内噴射用デリバリパイプ１２へ送給されるので、高圧燃料供給系４内では低圧の燃料が循環することになる。これによって、直噴デリバリ内燃圧が低下する。また、燃料が循環するので、直噴デリバリ内燃温も低下する。
【０１０５】
即ち、図４に示すように、高圧燃料ポンプ１０が作動しかつ電磁リリーフ弁２５が開いている時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定時間Ｗ１においては、燃圧はほとんど低下しないが、燃温は温度Ｔ１から温度Ｔ２まで低下する。その後、高圧燃料ポンプ１０が停止しかつ電磁リリーフ弁２５が開いている期間においては、燃圧が低下すると共に、燃温も低下する。なお、高圧燃料が循環している所定時間Ｗ１における燃料温度の低下率は、低圧燃料が循環している期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３）における燃流温度の低下率に比べて、大きい。これは、高圧燃料を循環させる場合の方が、低圧燃料を循環させる場合に比べて、燃料の流量が多いからである。
【０１０６】
Ｓ１７では、直噴デリバリ内燃圧が最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになったか否かが判断される。最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎとは、筒内噴射用燃料噴射弁１３において燃料の最小噴射量の実行が可能な燃料圧力である。直噴デリバリ内燃圧が最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになると、Ｓ１８に進む。Ｓ１８では、電磁リリーフ弁２５を閉じて燃料の循環を停止する。即ち、図４に示すように、直噴デリバリ内燃圧が最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになった時刻ｔ３において、電磁リリーフ弁２５が閉じられる。そして、高圧燃料ポンプ１０が停止しかつ電磁リリーフ弁２５が開いている期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）においては、燃料圧力が基準圧力Ｐ１から最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎまで低下すると共に、燃料温度が温度Ｔ２から温度Ｔ３まで低下する。
【０１０７】
なお、上述のＳ１２における判断が否定の場合は、Ｓ１１に戻る。つまり、ポート１００％噴射状態であっても筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料圧力が基準圧力Ｐ１未満の場合は、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料のリリーフ、即ち高圧燃料供給系４内の燃料の循環は行わない。
【０１０８】
本実施形態では、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上になると、筒内噴射用燃料噴射弁１３が取り付けられる筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料が燃料タンク５にリリーフされる。こうした燃料のリリーフが行われることによって、筒内噴射用燃料噴射弁１３に供給されている燃料の圧力を低下させることができる。そして、燃料圧力が筒内噴射用燃料噴射弁１３における最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになると、燃料のリリーフが停止される。このようにして最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎを確保することによって、最小噴射量での燃料噴射を容易に実行できるようになる。
【０１０９】
また本実施形態では、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上になると、筒内噴射用燃料噴射弁１３が取り付けられる筒内噴射用デリバリパイプ１２の燃料が燃料タンク５にリリーフされると共に、高圧燃料ポンプ１０からの高圧燃料が所定時間Ｗ１の間、筒内噴射用デリバリパイプ１２に圧送される。これによって、高圧燃料が循環することになるので、筒内噴射用燃料噴射弁１３に供給されている燃料の温度上昇が抑制されると共に、その燃料によって、筒内噴射用燃料噴射弁１３、特にその噴射孔近傍を冷却することができる。その結果、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室に噴射される燃料量を正確に制御することができ、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することができるようになる。所定時間Ｗ１の経過後は、最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになるまで、低圧燃料ポンプ６からの低圧燃料を循環させる。このように、先ず高圧燃料を循環させることによって、低圧燃料を循環させる場合と比べて、筒内噴射用燃料噴射弁１３の冷却を促進することが可能となる。
【０１１０】
以上のように第２の実施形態の燃料噴射装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【０１１１】
（１）本実施形態では、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上になると、筒内噴射用燃料噴射弁１３における最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎになるまで、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料が燃料タンク５にリリーフされる。このようにして最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎを確保することによって、筒内噴射用燃料噴射弁１３からの最小噴射量での燃料噴射を容易に実行できるようになる。
【０１１２】
（２）本実施形態では、筒内噴射用デリバリパイプ１２内の燃料を燃料タンク５にリリーフさせると共に、先ず高圧燃料を循環させることによって、低圧燃料を循環させる場合と比べて、筒内噴射用燃料噴射弁１３の冷却を促進することが可能となる。その結果、筒内噴射用燃料噴射弁１３の噴射孔近傍の膨張が抑制され、内燃機関の燃焼室に噴射される燃料量を正確に制御することができ、燃焼状態や排気エミッションを良好に維持することができるようになる。
【０１１３】
なお、上記第２実施形態は、以下のように変更してもよい。
【０１１４】
・筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力が基準圧力Ｐ１以上になると、筒内噴射用燃料噴射弁１３が取り付けられる筒内噴射用デリバリパイプ１２の燃料を燃料タンク５にリリーフすると共に、高圧燃料ポンプ１０を作動させることなく、低圧燃料ポンプ６からの低圧燃料を筒内噴射用デリバリパイプ１２に圧送するようにしてもよい。この場合は、低圧燃料が循環することになるので、筒内噴射用燃料噴射弁１３内の燃料圧力を速やかに最小噴射量限界燃圧Ｐｍｉｎまで下げることが可能となる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態を説明する。図５に、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで制御されるエンジンの燃料供給システム９０を示す。このエンジンは、Ｖ型８気筒のガソリンエンジンであって、各気筒の筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ１１０と、各気筒の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを有する。なお、本発明はこのようなエンジンに限定されて適用されるものではなく、他の形式のガソリンエンジンや、コモンレール式ディーゼルエンジンであってもよい。さらに、高圧燃料ポンプは１台に限定されないで、２台以上であってもよい。
【０１１６】
図５に示すように、この燃料供給システム９０は、燃料タンクに設けられ、低圧（プレッシャーレギュレータ圧力である４００ｋＰａ程度）の吐出圧で燃料を供給するフィードポンプ１００と、カム２１０により駆動される高圧燃料ポンプ２００と、筒内噴射用インジェクタ１１０に高圧燃料を供給するための左右のバンク毎に設けられた高圧デリバリパイプ１１２と、高圧デリバリパイプ１１２に設けられた左右のバンク各４個ずつの筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気通路噴射用インジェクタ１２０に燃料を供給するための左右のバンク毎に設けられた低圧デリバリパイプ１２２と、低圧デリバリパイプ１２２に設けられた左右のバンク各４個ずつの吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを含む。
【０１１７】
燃料タンクのフィードポンプ１００の吐出口は、低圧供給パイプ４００に接続され、低圧供給パイプ４００は、第１の低圧デリバリ連通パイプ４１０とポンプ供給パイプ４２０とに分岐する。第１の低圧デリバリ連通パイプ４１０は、Ｖ型バンクの片方のバンクの低圧デリバリパイプ１２２との分岐点より下流側で、第２の低圧デリバリ連通パイプ４３０となり、もう片方のバンクの低圧デリバリパイプ１２２に接続されている。
【０１１８】
ポンプ供給パイプ４２０は、高圧燃料ポンプ２００の入り口に接続される。高圧燃料ポンプ２００の入り口の手前には、パルセーションダンパー２２０が設けられ、燃料脈動の低減を図っている。
【０１１９】
高圧燃料ポンプ２００の吐出口は、高圧デリバリ連通パイプ５００に接続され、高圧デリバリ連通パイプ５００は、Ｖ型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２に接続される。Ｖ型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２ともう片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２とは、高圧連通パイプ５２０により接続される。
【０１２０】
高圧デリバリパイプ１１２に設けられたリリーフバルブ１１４は、高圧デリバリリターンパイプ６１０に接続され、高圧デリバリリターンパイプ６１０は、高圧燃料ポンプリターンパイプ６００に接続される。高圧燃料ポンプ２００のリターン口は、高圧燃料ポンプリターンパイプ６００に接続される。高圧燃料ポンプリターンパイプ６００は、リターンパイプ６２０に接続され、リターンパイプ６２０は、燃料タンクに接続される。
【０１２１】
図６に、図５の高圧燃料ポンプ２００付近の拡大図を示す。高圧燃料ポンプ２００は、カム２１０で駆動され上下に摺動するポンププランジャー２０６と、電磁スピル弁２０２とリーク機能付きチェックバルブ２０４とを主な構成部品としている。
【０１２２】
カム２１０によりポンププランジャー２０６が下方向に移動しているときであって電磁スピル弁２０２が開いているときに燃料が導入され（吸い込まれ）、カム２１０によりポンププランジャー２０６が上方向に移動しているときに電磁スピル弁２０２を閉じるタイミングを変更して、高圧燃料ポンプ２００から吐出される燃料量を制御する。ポンププランジャー２０６が上方向に移動している加圧行程中における電磁スピル弁２０２を閉じる時期が早いほど多くの燃料が吐出され、遅いほど少ない燃料が吐出される。この最も多く吐出される場合の電磁スピル弁２０２の駆動デューティを１００％とし、この最も少なく吐出される場合の電磁スピル弁２０２の駆動デューティを０％としている。電磁スピル弁２０２の駆動デューティが０％の場合には、電磁スピル弁２０２は閉じることなく開いたままの状態になり、カム２１０が回転している限り（エンジンが回転している限り）ポンププランジャー２０６は上下方向に摺動するが、電磁スピル弁２０２が閉じないので、燃料は加圧されない。
【０１２３】
加圧された燃料は、リーク機能付きチェックバルブ２０４（設定圧６０ｋＰａ程度）を押し開けて高圧デリバリ連通パイプ５００を介して高圧デリバリパイプ１１２へ圧送される。このとき、高圧デリバリパイプ１１２に設けられた燃圧センサにより燃圧がフィードバック制御される。また、前述の通り、Ｖ型の一方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２と他方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２とは、高圧連通パイプ５２０により連通している。
【０１２４】
リーク機能付きチェックバルブ２０４は、通常のチェックバルブ２０４に細孔を設けたものであって、常時その細孔は開いている。このため、高圧デリバリ連通パイプ５００内の燃料の圧力よりも高圧燃料ポンプ２００（ポンププランジャー２０６）側の燃料の圧力が低くなると（たとえば電磁スピル弁２０２が開いたまま、エンジンが停止してカム２１０が停止）、この細孔を通って高圧デリバリ連通パイプ５００内の高圧燃料が高圧燃料ポンプ２００側に戻ってきて高圧デリバリ連通パイプ５００および高圧デリバリパイプ１１２内の燃料の圧力が低下する。これにより、たとえば、エンジン停止時には高圧デリバリパイプ１１２内の燃料が高圧でなくなり、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料漏れを回避できる。
【０１２５】
図７に、高圧燃料ポンプ２００の吐出量（この吐出量はポンプの駆動デューティで制御される）と筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度との関係を表わすマップを示す。図７に示すように、高圧燃料ポンプの吐出量が多いほど、多くの燃料により筒内噴射用インジェクタ１１０の熱量が奪われるので、筒内噴射用インジェクタ１１０がより冷却される。このため筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度が低くなる。図７に示す保証温度は、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端の噴口にデポジットが形成されない温度の上限値である。なお、このような高圧燃料ポンプ２００の吐出量と筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度との関係は、エンジンの温度（たとえば、エンジン冷却水温度）をパラメータとしてもよい。すなわち、異なるエンジン冷却水温度毎に、図７に示すような複数のマップを設定しておくようにするとよい。なお、図７に示すマップは一例であって、本発明はこのマップに限定されない。
【０１２６】
図８に、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとした筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度の等温線図を示す。概略的には、エンジン回転数が低いよりも高い領域の方が、エンジン負荷が低いよりも高い領域の方が、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度は高くなる。ただし、図８に示すように、エンジン回転数およびエンジン負荷が最高の領域ではなく中間の領域において、最高温度になっている。また、低負荷であっても特定のエンジン回転数において高温である領域が存在する。このような等温線図はエンジン毎に異なるものである。さらに、このようなエンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとした筒内噴射用インジェクタ１１０の先端部の等温線図は、エンジンの温度（たとえば、エンジン冷却水温度）をさらなるパラメータとしてもよい。すなわち、異なるエンジン冷却水温度毎に、図８に示すような複数のマップを設定しておくようにするとよい。なお、図８に示す等温線図は一例であって、本発明はこの等温線図に限定されない。
【０１２７】
図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【０１２８】
Ｓ１００にて、エンジンＥＣＵは、エンジン冷却水温を検知する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵは、エンジンの回転数およびエンジン負荷を検知する。Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵは、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔを推定する。このとき、図８に示すような等温線図が用いられる。なお、このとき、エンジン冷却水温、エンジン回転数およびエンジン負荷のいずれかまたは任意の２つの組合せ、３つ全ての組合せのいずれかに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔを推定するようにすればよい。
【０１２９】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵは、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔが保証温度よりも高いか否かを判断する。この保証温度は、たとえば図７に示す保証温度である。筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔが保証温度よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。
【０１３０】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵは、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度が保証温度まで低下するような高圧燃料ポンプ２００の吐出量に対応する駆動デューティを算出する。このとき、図７に示すようなマップが用いられる。
【０１３１】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵは、エンジン回転数、エンジン負荷および分担率（筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との燃料噴射分担率）に基づいて高圧燃料ポンプの吐出量に対応する駆動デューティを算出する。
【０１３２】
Ｓ１６０にて、エンジンＥＣＵは、Ｓ１４０またはＳ１５０にて算出された駆動デューティを用いて高圧燃料ポンプ２００の吐出量を制御する。
【０１３３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御される高圧燃料系統の動作について、説明する。なお、以下の説明では、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射の状態は、減量状態であっても、噴射停止状態であってもよい。
【０１３４】
エンジンの作動中に、エンジン冷却水温が検知され（Ｓ１００）、エンジン回転数およびエンジン負荷が検知される（Ｓ１１０）。これらのエンジン冷却水温、エンジン回転数およびエンジン負荷をパラメータとした図８を用いて、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔが推定される（Ｓ１２０）。
【０１３５】
筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度Ｔが保証温度よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度が保証温度まで低下するような吐出量になるように、高圧燃料ポンプ２００の駆動デューティが算出される（Ｓ１４０）。この駆動デューティを用いて電磁スピル弁２０２を閉じるタイミングが制御される（Ｓ１６０）。電磁スピル弁２０２を閉じるタイミングが時期が早いほど多くの燃料が吐出されるので、吐出量を多くするときには駆動デューティを高くする。このようにして、より多くの燃料を高圧燃料ポンプ２００から吐出させる。
【０１３６】
高圧燃料ポンプ２００から吐出された燃料は、高圧デリバリ連通パイプ５００を介して高圧デリバリパイプ１１２に供給され、片方のバンクの筒内噴射用インジェクタ１１０を冷却する。その後、燃料は高圧連通パイプ５２０を通ってもう片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２に流通されて、そのバンクの筒内噴射用インジェクタ１１０を冷却する。高圧デリバリパイプ１１２の端部に設けられたリリーフバルブ１１４を介して高圧デリバリリターンパイプ６１０およびリターンパイプ６２０を通って燃料タンクに戻される。
【０１３７】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、筒内噴射用インジェクタの先端温度が、デポジット形成を抑制する保証温度以下になるように、高圧燃料ポンプからの吐出量を制御している。たとえば、筒内噴射用インジェクタからの噴射量が０になったり減量される場合であっても、高圧燃料ポンプからの吐出量は、推定された筒内噴射用インジェクタの先端温度を低下させることができる熱容量を有するように決定される。その結果、筒内噴射用インジェクタが燃料で液冷されて、筒内噴射用インジェクタの先端温度が低下されてデポジットの形成を抑制できる。
【０１３８】
＜変形例＞
以下、本発明の変形例に係る制御装置について説明する。本変形例に係る制御装置は前述の実施の形態と異なるプログラムを実行する。その他のハードウェア構成（図５，図６）は同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【０１３９】
本変形例は、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量が０になる場合（筒内噴射用インジェクタ１１０停止）に限定した高圧燃料ポンプ２００の制御に関するものである。筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量が０になる場合であっても、高圧燃料ポンプ２００から全量が吐出されるように高圧燃料ポンプが制御される。このようにすると、高圧燃料ポンプ２００の最大吐出量の燃料が高圧燃料系統を循環するので、筒内噴射用インジェクタ１１０を大量の燃料で冷却することができ、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端の噴口にデポジットが堆積することを最も回避できる。
【０１４０】
また、同じように、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量が０になる場合であって、高圧燃料ポンプ２００を保証温度を上回らないような燃料量を吐出されるように高圧燃料ポンプを制御するようにしてもよい。このようにすると、最大吐出量よりも少ない燃料が高圧燃料系統を循環するので、高圧燃料ポンプにいる損失（フリクションロス）を低減しつつ、筒内噴射用インジェクタ１１０を燃料で冷却することができ、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端の噴口にデポジットが堆積することを回避できる。
【０１４１】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）について説明する。
【０１４２】
図１０および図１１を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図１０は、エンジン１０の温間用マップであって、図１１は、エンジン１０の冷間用マップである。
【０１４３】
図１０および図１１に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。
【０１４４】
図１０および図１１に示すように、エンジン１０の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン１０の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。
【０１４５】
さらに、これらの図１０および図１１に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０のＤＩ分担率ｒを規定した。エンジン１０の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン１０の温度を検知して、エンジン１０の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図１０の温間時のマップを選択して、そうではないと図１１に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン１０の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御する。
【０１４６】
図１０および図１１に設定されるエンジン１０の回転数と負荷率について説明する。図１０のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図１１のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図１０のＮＥ（２）や、図１１のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【０１４７】
図１０および図１１を比較すると、図１０に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図１１に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン１０の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン１０が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。
【０１４８】
図１０および図１１を比較すると、エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【０１４９】
図１０に示す温間マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ１１０のみが用いられる。これは、エンジン１０の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン１０が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ１１０を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた領域としている。
【０１５０】
図１０および図１１を比較すると、図１１の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン１０の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみが使用されるということを示す。これはエンジン１０が冷えていてエンジン１０の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いる。
【０１５１】
また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖気時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
【０１５２】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）について説明する。なお、以下のエンジン（その２）の説明において、エンジン（その１）と同じ説明については、ここでは繰り返さない。
【０１５３】
図１２および図１３を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図１２は、エンジン１０の温間用マップであって、図１３は、エンジン１０の冷間用マップである。
【０１５４】
図１２および図１３を比較すると、以下の点で図１０および図１１と異なる。エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させるようにしている。これらのＤＩ比率ｒの変化を図１２および図１３に十字の矢印で示す。このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域（図１２および図１３で十字の矢印が記載された領域）以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射している領域（高回転側、低負荷側）においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【０１５５】
なお、図１０〜図１３を用いて説明したこのエンジン１０においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。
【０１５６】
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
【０１５７】
また、図１０〜図１３を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン１０は、基本的な大部分の領域には（触媒暖気時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という）、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。
【０１５８】
筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮工程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮工程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。
【０１５９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の第１の実施形態である内燃機関の燃料噴射装置の概略構成を示す模式構成図である。
【図２】燃料噴射装置における制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２の実施形態における制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２の実施形態における制御状態を示すタイミングチャートである。
【図５】第３の実施形態に係る制御装置により制御されるガソリンエンジンの燃料供給システムの全体概要図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】高圧燃料ポンプの吐出量と筒内噴射用インジェクタの先端温度との関係を表わす図である。
【図８】エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとした筒内噴射用インジェクタの先端温度の等温線図である。
【図９】第３の実施形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態に係る制御装置が適用されるエンジン（その１）の温間時のＤＩ比率マップを表わす図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る制御装置が適用されるエンジン（その１）の冷間時のＤＩ比率マップを表わす図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る制御装置が適用されるエンジン（その２）の温間時のＤＩ比率マップを表わす図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る制御装置が適用されるエンジン（その３）の冷間時のＤＩ比率マップを表わす図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  吸気ポート、２  燃焼室、３  低圧燃料供給系、４  高圧燃料供給系、５  燃料タンク、６  低圧燃料ポンプ、８  吸気ポート用燃料分配管（デリバリパイプ）、９  吸気通路用燃料噴射弁、１０  高圧燃料ポンプ、１２  筒内噴射用燃料分配管（デリバリパイプ）、１３  筒内噴射用燃料噴射弁、１９  電磁スピル弁、２４，２７  リリーフ通路、２５  電磁リリーフ弁、３０  ＥＣＵ、３１  水温センサ、Ｐ１  基準圧力、Ｐｍｉｎ  最小噴射量限界燃圧、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３  燃料の温度、Ｗ１  所定時間（高圧燃料ポンプの作動時間）、９０  燃料供給システム、１００  フィードポンプ、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１２  高圧デリバリパイプ、１１４  リリーフバルブ、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１２２  低圧デリバリパイプ、２００  高圧燃料ポンプ、２０２  電磁スピル弁、２０４  リーク機能付きチェックバルブ、２０６  ポンププランジャー、２１０  カム、２２０  パルセーションダンパー、４００  低圧供給パイプ、４１０  第１の低圧デリバリ連通パイプ、４２０  ポンプ供給パイプ、４３０  第２の低圧デリバリ連通パイプ、５００  高圧デリバリ連通パイプ、５２０  高圧連通パイプ、６００  高圧燃料ポンプリターンパイプ、６１０  高圧デリバリリターンパイプ、６２０  リターンパイプ。
【図１】
2006132517.tif 000003
【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】
2006132517.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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