(57)【要約】【課題】本発明は、燃料噴射の初期段階における筒内でのスモークの生成を抑制し、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることを目的とする。【解決手段】複数の燃料噴射弁と、複数の燃料噴射弁の夫々に設けられ、該燃料噴射弁の噴孔へ通じる燃料通路に接続された制御室と、複数の燃料噴射弁の夫々において、制御室内の燃料の圧力を該制御室に接続された燃料通路内の燃料の圧力よりも低下させる減圧手段と、第一圧力差が所定圧力差以上であるように減圧手段を作動させることで燃料噴射弁の噴孔を開く方向にニードルを移動させる開閉制御手段と、を備え、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、第二噴射弁において、作動後の第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように該第二噴射弁に対応する減圧手段を作動させることで基準圧力を低下させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、
前記複数の気筒の夫々に設けられ、ニードルの移動により噴孔を開くことで該気筒内に燃料を直接噴射する複数の燃料噴射弁と、
燃料を高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された基準圧力の燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールから前記複数の燃料噴射弁の夫々の前記噴孔へ通じる互いに独立した複数の燃料通路と、
前記複数の燃料噴射弁の夫々に設けられた制御室であって、該燃料噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路に接続された制御室と、
前記複数の燃料噴射弁の夫々において、前記制御室内の燃料の圧力を該制御室に接続された前記燃料通路内の燃料の圧力よりも低下させる減圧手段と、
前記複数の燃料噴射弁の夫々において、前記制御室内の燃料の圧力と該制御室に接続された前記燃料通路内の燃料の圧力との圧力差である第一圧力差が所定圧力差以上であるように前記減圧手段を作動させることで、前記噴孔を開く方向に前記ニードルを移動させる開閉制御手段と、
前記複数の燃料噴射弁のうち、現在に燃料を噴射している燃料噴射弁である第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、前記複数の燃料噴射弁のうち、該第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁である第二噴射弁において、作動後の前記第一圧力差が前記所定圧力差よりも小さい値であるように該第二噴射弁に対応する前記減圧手段を作動させることで前記基準圧力を低下させる、基準圧力制御手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第一噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路と前記コモンレールとの接続部である第一接続部と、前記第二噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路と前記コモンレールとの接続部である第二接続部と、の距離に応じて前記第二噴射弁に対応する前記減圧手段の作動開始時期を制御する作動時期制御手段を、更に備え、
前記作動時期制御手段は、前記第一接続部と前記第二接続部との距離が短いときは長いときよりも前記減圧手段の作動開始時期を遅くする、
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記複数の燃料通路の夫々に設けられた増圧装置であって、前記コモンレールから前記複数の燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する増圧装置を、更に備える、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料を直接噴射する圧縮着火内燃機関等では、燃料噴射率が気筒内に噴射された燃料の燃焼（例えば、拡散燃焼）に影響を与える。
【０００３】
そして、上記内燃機関において、燃料噴射中の燃料噴射率を一旦低下させた後に増加させる技術が開示されている（特許文献１参照）。当該技術は、燃料噴射弁のニードルのリフト量を変化させることにより燃料噴射率を変更するものである。
【０００４】
また、コモンレールから燃料噴射弁へ供給された高圧燃料を燃料系の低圧側へ溢流させる還流経路を開閉する電磁弁を備えた燃料噴射弁が知られている。この燃料噴射弁は、高圧燃料を燃料系の低圧側へ溢流させることでニードルを駆動させ燃料噴射を行うものである。ここで、ニードルが開弁するに至る時間幅よりも短い時間幅で開弁駆動する、電磁弁の空打ち駆動を行うことで、燃料噴射を行う前に、高圧燃料を燃料系の低圧側へ溢流させることが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５６０４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５６７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧縮着火内燃機関等における燃焼において、燃料噴射の初期段階の燃料噴射率が低い場合には、筒内でのスモーク生成量が増大する虞がある。一方で、燃料噴射の後期段階の燃料噴射率が高い場合には、燃料噴霧が過拡散してしまい、気筒の壁面付近にまで広がった燃焼火炎により冷却損失が増加する虞がある。したがって、燃料噴射率は、燃料噴射の初期段階では比較的高くなり、後期段階では比較的低くなることが望ましい。このような燃料噴射率を、以下「初期高噴射率・後期低噴射率」と称する。
【０００７】
ここで、燃料噴射率を変更する従来技術（特許文献１）では、燃料噴射弁のニードルのリフト量を変化させることにより燃料噴射中の燃料噴射率を一旦低下させているものの、その後に増加させているため、燃料噴射の後期段階の燃料噴射率が比較的高くなってしまう。
【０００８】
また、燃料噴射弁のニードルリフト量の制御に依らない従来技術（特許文献２）は、燃料噴射開始時の燃料噴射圧力を調整可能とするものの、燃料噴射中、特にその後期段階の燃料噴射率を制御するものではない。
【０００９】
このように、従来技術では、本発明の発明者が見出したスモークの生成量抑制および冷却損失の低減のための燃料噴射率である初期高噴射率・後期低噴射率の燃料噴射を実現することができない。
【００１０】
本発明は、燃料噴射の初期段階における筒内でのスモークの生成を抑制し、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記複数の気筒の夫々に設けられ、ニードルの移動により噴孔を開くことで該気筒内に燃料を直接噴射する複数の燃料噴射弁と、燃料を高圧化して圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプによって高圧化された基準圧力の燃料を蓄えるコモンレールと、前記コモンレールから前記複数の燃料噴射弁の夫々の前記噴孔へ通じる互いに独立した複数の燃料通路と、前記複数の燃料噴射弁の夫々に設けられた制御室であって、該燃料噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路に接続された制御室と、前記複数の燃料噴射弁の夫々において、前記制御室内の燃料の圧力を該制御室に接続された前記燃料通路内の燃料の圧力よりも低下させる減圧手段と、前記複数の燃料噴射弁の夫々において、前記制御室内の燃料の圧力と該制御室に接続された前記燃料通路内の燃料の圧力との圧力差である第一圧力差が所定圧力差以上であるように前記減圧手段を作動させることで、前記噴孔を開く方向に前記ニードルを移動させる開閉制御手段と、前記複数の燃料噴射弁のうち、現在に燃料を噴射している燃料噴射弁である第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、前記複数の燃料噴射弁のうち、該第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁である第二噴射弁において、作動後の前記第一圧力差が前記所定圧力差よりも小さい値であるように該第二噴射弁に対応する前記減圧手段を作動させることで前記基準圧力を低下させる、基準圧力制御手段と、を備える。
【００１２】
ここで、燃料噴射弁において、減圧手段が作動していない状態では、制御室内の燃料の圧力と燃料通路内の燃料の圧力とが等しくなり、この状態ではニードルにより噴孔が閉じられる。このときには、ニードルに加わる開弁方向の力よりも閉弁方向の力のほうが大きい。そして、減圧手段が作動すると、燃料通路内の燃料の圧力よりも制御室内の燃料の圧力が低くなることにより、ニードルに加わる閉弁方向の力が低下する。そして、ニードルに加わる閉弁方向の力よりも開弁方向の力のほうが大きくなると、すなわち、第一圧力差が所定圧力差以上となるとニードルが移動して噴孔が開かれるため、燃料が噴射される。
【００１３】
ここで、減圧手段が作動した場合には、ニードルに加わる閉弁方向の力を低下させるために、制御室内の燃料の圧力が低下される。そして、制御室は燃料通路へ通じているため、制御室内の燃料の圧力低下は、その後に燃料通路内の燃料の圧力も低下させる。更に、燃料通路はコモンレールへ通じているため、燃料通路内の燃料の圧力低下は、その後にコモンレール内の燃料の圧力である基準圧力も低下させる。ここで、燃料通路内の燃料の圧力と制御室内の燃料の圧力との圧力差である第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように減圧手段を作動させることで、燃料噴射弁から実際に燃料を噴射させることなく制御室内の燃料の圧力を低下させることができる。そして、このように制御室内の燃料の圧力が低下すると、基準圧力が低下することになる。なお、前記所定圧力差は、ニードルが移動し始める圧力差ということができる。
【００１４】
そこで、前記基準圧力制御手段は、前記第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、前記第二噴射弁において、作動後の第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように該第二噴射弁に対応する前記減圧手段を作動させる。ここで、基準圧力制御手段によって行われる減圧手段の上記作動を、ニードルが移動しない範囲で制御室内の燃料の圧力を低下させることから「空打ち作動」と称する。そして、空打ち作動が行われると、第一噴射弁による燃料噴射中に、第二噴射弁に設けられた制御室内の燃料の圧力が低下する。その結果、第一噴射弁による燃料噴射中に、基準圧力が低下することになる。
【００１５】
そして、基準圧力と燃料噴射率とには、基準圧力が低下すると燃料噴射率が低下するという相関が成り立つため、第一噴射弁による燃料噴射中に基準圧力が低下すると、該第一
噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が低下することになる。
【００１６】
また、第一噴射弁による燃料噴射中の所望の時期に燃料噴射率が低下するように、すなわち燃料噴射の後期段階における所望の時期に燃料噴射率が低下するように、空打ち作動は、第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に行われる。言い換えれば、このように燃料噴射率を低下させ得る期間として、前記所定期間が定義される。
【００１７】
このように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料噴射の後期段階における所望の時期に燃料噴射率を低下させることを可能とするため、上述した初期高噴射率・後期低噴射率の燃料噴射を実現することを可能とする。よって、燃料噴射の初期段階における筒内でのスモークの生成を抑制し、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることができる。
【００１８】
また、第二噴射弁で空打ち作動が行われると、該第二噴射弁における制御室内の燃料の圧力と該制御室に接続された燃料通路内の燃料の圧力との間に第一圧力差が生じる。そして、この第一圧力差によって燃料通路内の燃料が制御室に流入し、該燃料通路内の燃料には該制御室への燃料の流出に起因して圧力低下が生じる。そして、この圧力低下は燃料通路内の燃料中を伝播し、更に、該燃料通路へ通じるコモンレール内の燃料中を伝播する。ここで、この圧力低下が、第一噴射弁へ通じる燃料通路とコモンレールとの接続部に到達すると、該接続部から該燃料通路を介して該第一噴射弁へ伝播し、その結果、該第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が低下し始める。したがって、空打ち作動によって生じた圧力低下の前記接続部への到達が、早い場合は燃料噴射率の低下開始時期が早くなり、遅い場合は燃料噴射率の低下開始時期が遅くなる。なお、空打ち作動が行われた後、一定期間経過すると、制御室、燃料通路、およびコモンレール内の燃料の圧力は基準圧力よりも低い圧力で平衡状態となる。
【００１９】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記第一噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路と前記コモンレールとの接続部である第一接続部と、前記第二噴射弁の前記噴孔へ通じる前記燃料通路と前記コモンレールとの接続部である第二接続部と、の距離に応じて前記第二噴射弁に対応する前記減圧手段の作動開始時期を制御する作動時期制御手段を、更に備えてもよい。そして、前記作動時期制御手段は、前記第一接続部と前記第二接続部との距離が短いときは長いときよりも前記減圧手段の作動開始時期を遅くすることができる。
【００２０】
このことにより、第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率の低下時期を、比較的高い精度で制御することが可能となる。
【００２１】
更に、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記複数の燃料通路の夫々に設けられた増圧装置であって、前記コモンレールから前記複数の燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する増圧装置を、更に備えてもよい。
【００２２】
このような増圧装置を備えることによって、燃料噴射圧力を比較的高くすることができる。空打ち作動は燃料噴射率を低くすることができるものの高くすることはできないので、増圧装置を備えるときは備えないときよりも、特に燃料噴射の初期段階の燃料噴射率を高くすることができる（このとき、後期段階の燃料噴射率は空打ち作動によって低くされる。）。つまり、増圧装置は、燃料噴射の初期段階における筒内でのスモークの生成を好適に抑制することを可能とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、燃料噴射率を初期高噴射率・後期低噴射率に制御することが可能とな
る。よって、燃料噴射の初期段階における筒内でのスモークの生成を抑制し、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関とその吸排気系およびその燃料系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る燃料噴射弁を含む燃料噴射装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る初期高噴射率・後期低噴射率の概念を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る空打ち作動が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置が実行する制御フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の変形例１に係る内燃機関の制御装置が実行する制御フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例１に係る空打ち作動実行判定フラグの設定フローを示すフローチャートである。
【図８】本発明の変形例２に係る空打ち作動が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る燃料噴射弁、コモンレール、および燃料通路の位置関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る空打ち作動が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置が実行する制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
＜実施例１＞
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系およびその燃料系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を備えた圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２７】
内燃機関１には、吸気通路４および排気通路５が接続されている。吸気通路４には、エアフローメータ４０およびスロットル弁４１が設けられている。エアフローメータ４０は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。スロットル弁４１は、吸気通路４におけるエアフローメータ４０よりも下流側に配置されている。スロットル弁４１は、吸気通路４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。また、排気通路５は、図示しない触媒や消音器を経由して大気中に開放されている。
【００２８】
内燃機関１には、高圧の燃料を蓄えるコモンレール３１が設けられている。コモンレール３１は、内燃機関１の駆動によって燃料を高圧化して圧送する高圧ポンプ３２に接続されており、コモンレール３１は高圧ポンプ３２によって高圧化された基準圧力の燃料を蓄えている。また、コモンレール３１には、各燃料噴射弁３へ通じる互いに独立した燃料通
路３３が接続されている。そして、コモンレール３１は、各燃料通路３３を介して各燃料噴射弁３へ基準圧力の燃料を供給する。また、コモンレール３１には、基準圧力を検出する圧力センサ３４が設けられている。
【００２９】
また、高圧ポンプ３２は、例えばプランジャ形式のポンプである。そして、内燃機関１に設けられている図示しないカムシャフトには、高圧ポンプ３２を駆動させるためのカム山が設けられている。高圧ポンプ３２は、内燃機関１の運転中にこのカム山によって駆動され、コモンレール３１へ間欠的に燃料を圧送する。４つの気筒２を有する本実施例の内燃機関１においては、内燃機関１の１運転サイクル（クランク角度７２０°）中に４回、コモンレール３１へ燃料を圧送する。ここで、燃料の流れに沿って高圧ポンプ３２よりも上流側の図示しない燃料タンクおよび燃料経路を「燃料系の低圧側」と称する。
【００３０】
各燃料噴射弁３には、開閉機構３１０が設けられている。ここで、開閉機構３１０について、燃料噴射弁３を含む燃料噴射装置の概略構成を示す図２を用いて、以下に説明する。ここで、図２に示すように、燃料通路３３は、第一燃料通路３３Ａ、第二燃料通路３３Ｂ、および第三燃料通路３３Ｃにより構成されている。第一燃料通路３３Ａは、逆止弁３３１を介して燃料噴射弁３へ通じている。また、第一燃料通路３３Ａには後述する増圧装置３２０が設けられ、該増圧装置３２０は第二燃料通路３３Ｂにより該第一燃料通路３３Ａの逆止弁３３１よりも燃料噴射弁３側の通路（以下、「燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａ」と称する場合もある。）と繋がれている。また、第三燃料通路３３Ｃは、燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａと開閉機構３１０とを繋いでいる。
【００３１】
燃料噴射弁３には、噴孔３０１が形成されたノズル３０２が設けられている。更に、燃料噴射弁３には、噴孔３０１を開閉するニードル３０３が備えられており、ノズル３０２内のニードル３０３の周囲には燃料溜まり３０４が形成されている。また、燃料噴射弁３には、後述する制御室３１１内の燃料の圧力を受けてニードル３０３を図２下方向（ニードル３０３が噴孔３０１へ向かう方向）に押すコマンドピストン３０５、およびコマンドピストン３０５とは独立してニードル３０３を閉弁方向に押す第一スプリング３０５Ａが備わる。
【００３２】
コマンドピストン３０５の図１上方向（ニードル３０３が噴孔３０１から離れる方向）に隣接して制御室３１１が形成されている。制御室３１１は、第二オリフィス３１４が設けられている第三燃料通路３３Ｃを介して、燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａに接続されている。また、制御室３１１にはソレノイドアクチュエータ３１２Ａを有する噴射制御弁３１２が設けられている。ここで、後述するＥＣＵ１０がソレノイドアクチュエータ３１２Ａに指令信号を与えることで、噴射制御弁３１２がＥＣＵ１０により制御される。そして、ＥＣＵ１０が噴射制御弁３１２を作動させることにより、制御室３１１内の燃料が第一オリフィス３１３を介してドレーン配管３１３Ａへ流れ、該燃料は燃料系の低圧側へ還流する。すなわち、噴射制御弁３１２が作動されることにより、制御室３１１内の燃料の圧力が低下する。その結果、制御室３１１内の燃料の圧力は、燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａ内の燃料の圧力よりも低くなる。なお、制御室３１１、噴射制御弁３１２、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａ、第一オリフィス３１３、ドレーン配管３１３Ａ、および第二オリフィス３１４により、開閉機構３１０が構成されている。そして、本実施例においては噴射制御弁３１２、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａ、およびＥＣＵ１０が、本発明における減圧手段として、制御室３１１内の燃料の圧力を該制御室３１１に接続された第一燃料通路３３Ａ内の燃料の圧力よりも低下させる。
【００３３】
また、第一燃料通路３３Ａは、ノズル３０２の燃料溜まり３０４に接続されている。そして、後述する増圧装置３２０の非作動時には、コモンレール３１からの燃料が第一燃料通路３３Ａを流通して燃料溜まり３０４に供給される。ここで、燃料噴射圧力は、燃料溜
まり３０４における燃料の圧力であり、このとき、コモンレール３１から燃料溜まり３０４へ基準圧力の燃料が供給されるので、基準圧力が燃料噴射圧力となる。一方、後述する増圧装置３２０の作動時には、該増圧装置３２０で増圧された燃料の圧力が燃料噴射圧力となる。
【００３４】
また、制御室３１１内の燃料圧力は、ニードル３０３に対して噴孔３０１を閉じる方向に加わる燃料圧力であり、燃料溜まり３０４内の燃料圧力は、ニードル３０３に対して噴孔３０１を開く方向に加わる燃料圧力である。制御室３１１と燃料溜まり３０４とは、第三燃料通路３３Ｃに設けられている第二オリフィス３１４を介して連通されている。このため、噴射制御弁３１２の閉弁時には制御室３１１内の燃料圧力は燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａ、第三燃料通路３３Ｃ、および燃料溜まり３０４における燃料圧力とほぼ等しくなっている。この状態では、ニードル３０３は第一スプリング３０５Ａに押され、ノズル３０２先端のシートに密着して噴孔３０１を閉じている。
【００３５】
一方、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａに通電され、噴射制御弁３１２が開弁すると、制御室３１１内の燃料は第一オリフィス３１３を通ってドレーン配管３１３Ａに流出し、制御室３１１内の燃料圧力が低下する。これにより、制御室３１１内の燃料圧力は、燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａ内の燃料圧力および燃料溜まり３０４における燃料圧力よりも低くなり、該制御室３１１内の燃料圧力と燃料溜まり３０４における燃料圧力との間に圧力差（以下、「第一圧力差」と称する場合もある。）が生じる。そして、この第一圧力差が、ニードル３０３を上昇させるのに十分な圧力差（以下、「所定圧力差」と称する場合もある。）以上になると、ニードル３０３は第一スプリング３０５Ａが押す力に抗して噴孔３０１から離れる方向に移動する。このため、噴孔３０１が開かれて燃料溜まり３０４内の燃料が噴孔３０１から噴射される。
【００３６】
以上のような開閉機構３１０が設けられている燃料噴射弁３では、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａに通電され噴射制御弁３１２が開弁しても、第一圧力差が所定圧力差以上になるまでは、制御室３１１内の燃料圧力は低下するものの燃料噴射弁３からは燃料が噴射されない。このことは、燃料を噴射するために、後述するＥＣＵ１０からソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ入力される指令信号が入力されてから、ニードル３０３のリフト量が増加を始めるまでの応答遅れ（燃料噴射弁３の開弁遅れ）に相当する。そこで、このような応答遅れ期間中には制御室３１１内の燃料圧力は低下するものの燃料噴射弁３からは燃料が噴射されないことに着眼して、本実施例に係る燃料噴射弁３では、実際に燃料を噴射させることなく制御室３１１内の燃料圧力を低下させることができる。
【００３７】
そして、このようにして制御室３１１内の燃料圧力が低下すると、その後に第三燃料通路３３Ｃおよび第一燃料通路３３Ａ内の燃料圧力も低下する（第三燃料通路３３Ｃ、第一燃料通路３３Ａの順に燃料圧力が低下する）。その結果、第一燃料通路３３Ａ内の燃料圧力の低下後に、コモンレール３１内の燃料圧力である基準圧力が低下することになる。
【００３８】
また、第一燃料通路３３Ａには、増圧装置３２０が設けられている。ここで、増圧装置３２０について、上記の図２を用いて以下に説明する。増圧装置３２０は、増圧ピストン３２１と収容室３２２とを備え、増圧ピストン３２１は収容室３２２内を摺動可能に保持されている。そして、増圧ピストン３２１は大径ピストン部３２１Ａと小径ピストン部３２１Ｂとを有している。更に、大径ピストン部３２１Ａおよび小径ピストン部３２１Ｂは一体となって収容室３２２内を摺動し、その摺動方向に沿って延在する概ね軸状に形成されている。ここで、大径ピストン部３２１Ａは、小径ピストン部３２１Ｂ側の端部（以下、「第一端部」と称する。）３２１Ａａと、該第一端部３２１Ａａと反対側の端部（以下、「第二端部」と称する。）３２１Ａｂと、を有する。また、小径ピストン部３２１Ｂは、一方の端部が第一端部３２１Ａａと当接して大径ピストン部３２１Ａと一体構造を成し
、他方の端部（以下、「第三端部」と称する。）３２１Ｂａは第二端部３２１Ａｂと概ね平行に形成されている。このように形成される増圧ピストン３２１は、第二端部３２１Ａｂの面積（以下、「第二端部面積」と称する。）と、第三端部３２１Ｂａの面積（以下、「第三端部面積」と称する。）と、が下記式１に示す一定の比率を有することになる。
Ａｒ＝Ａ２／Ａ３  ・・・式１
Ａｒ：面積比
Ａ２：第二端部面積
Ａ３：第三端部面積
ここで、大径ピストン部３２１Ａの径は小径ピストン部３２１Ｂの径よりも大きくて、第二端部面積Ａ２は第三端部面積Ａ３よりも大きくなるので、上記式１が示す面積比Ａｒは１よりも大きな一定値となる。また、第二端部面積Ａ２と、第一端部３２１Ａａの面積と第三端部面積Ａ３との和と、は概ね等しくなっている。
【００３９】
また、収容室３２２に増圧ピストン３２１が配置されることによって、該収容室３２２には圧力室３２２Ａ、増圧制御室３２２Ｂ、および増圧室３２２Ｃが形成される。ここで、圧力室３２２Ａは収容室３２２と第二端部３２１Ａｂとによって形成され、増圧制御室３２２Ｂは収容室３２２と第一端部３２１Ａａと小径ピストン部３２１Ｂとによって形成され、増圧室３２２Ｃは収容室３２２と第三端部３２１Ｂａとによって形成される。そして、圧力室３２２Ａは圧力室燃料路３２３を介してコモンレール３１に連通している。また、増圧室３２２Ｃは第二燃料通路３３Ｂに連通している。そして、第二燃料通路３３Ｂは増圧室３２２Ｃを燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａに接続している。
【００４０】
そして、増圧装置３２０には、増圧制御弁３２５が備わる。増圧制御弁３２５は増圧制御弁燃料路３２６を介してコモンレール３１に連通している。また、増圧制御弁３２５は増圧制御室３２２Ｂに接続されている。そして、増圧制御弁３２５は、ソレノイド駆動の切換弁であり、増圧制御室３２２Ｂを、増圧制御弁燃料路３２６または還流通路３２７に選択的に接続する。ここで、増圧制御弁３２５は後述するＥＣＵ１０により制御される。また、還流通路３２７は、増圧制御室３２２Ｂから燃料を流出させ、該燃料は燃料系の低圧側へ還流する。
【００４１】
ここで、増圧装置３２０の非作動時には、増圧制御弁３２５のソレノイドの通電は停止されており、増圧制御室３２２Ｂは増圧制御弁３２５を介して増圧制御弁燃料路３２６に接続されているため、増圧制御室３２２Ｂ内には基準圧力が作用している。また、増圧装置３２０の圧力室３２２Ａには、圧力室燃料路３２３を介して基準圧力が作用している。更に、増圧装置３２０の増圧室３２２Ｃには、後述するように基準圧力が作用している。このため、第二端部３２１Ａｂに作用する燃料圧力による力と、第一端部３２１Ａａおよび第三端部３２１Ｂａに作用する燃料圧力による力と、は概ね等しくなる。
【００４２】
この状態では、増圧ピストン３２１は大径ピストン部３２１Ａを圧力室３２２Ａ側に向けて付勢する第二スプリング３２４に押されて図２の上方に移動しており、増圧室３２２Ｃ内には、第一燃料通路３３Ａ、逆止弁３３１、および第二燃料通路３３Ｂを通ってコモンレール３１から燃料が流入している。このため、増圧室３２２Ｃ、第二燃料通路３３Ｂ、第一燃料通路３３Ａ、および燃料溜まり３０４における燃料圧力は基準圧力と等しくなっている。すなわち、増圧装置３２０の非作動時には、基準圧力が燃料噴射圧力となる。
【００４３】
一方、増圧制御弁３２５のソレノイドが通電されると増圧制御室３２２Ｂは増圧制御弁３２５を介して還流通路３２７に接続される。これにより、増圧制御室３２２Ｂ内の燃料が増圧制御弁３２５を介して還流通路３２７に流出し、増圧制御室３２２Ｂ内の圧力が低下する。このため、増圧ピストン３２１は第二端部３２１Ａｂに作用する圧力室３２２Ａ内の燃料圧力（すなわち、基準圧力）によって押され、増圧室３２２Ｃ内の燃料は小径ピ
ストン部３２１Ｂにより加圧される。これにより、増圧室３２２Ｃ内の燃料圧力は、圧力室３２２Ａ内の基準圧力に上記式１が示す面積比Ａｒを乗じた値に増圧される。
【００４４】
すなわち、増圧装置３２０の作動時には、増圧室３２２Ｃ、第二燃料通路３３Ｂ、燃料噴射弁側の第一燃料通路３３Ａ、および燃料溜まり３０４における燃料圧力が、基準圧力に上記式１が示す面積比Ａｒを乗じた値に増圧される。なお、上記式１が示す面積比Ａｒを以下では、「増圧比」と称する。この増圧比は増圧ピストン３２１の形状によって定まる所定値である。したがって、増圧装置３２０の作動時には、燃料溜まり３０４における燃料圧力が基準圧力に増圧比を乗じた圧力（以下、「増圧比乗算圧力」と称する場合もある。）となり、この増圧比乗算圧力が燃料噴射圧力となる。
【００４５】
また、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、上記の圧力センサ３４、エアフローメータ４０に加え、アクセルポジションセンサ６、およびクランクポジションセンサ７等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ６は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ７は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、アクセルポジションセンサ６の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。また、ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ７の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。
【００４６】
また、ＥＣＵ１０には、高圧ポンプ３２、スロットル弁４１、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａ、および増圧制御弁３２５等の各種装置が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によって、これら各種装置が制御される。
【００４７】
ところで、内燃機関１における燃焼において、燃料噴射の初期段階の燃料噴射率が低い場合には、気筒２内でのスモーク生成量が増大する虞がある。一方で、燃料噴射の後期段階の燃料噴射率が高い場合には、燃料噴霧が過拡散してしまい、気筒２の壁面付近にまで広がった燃焼火炎により冷却損失が増加する虞がある。本発明の発明者は、燃料噴射の初期段階で燃料噴射率を高くし、燃料噴射の後期段階で燃料噴射率を低くすることで、上記問題を解決できることを見出した。このような燃料噴射率を、以下「初期高噴射率・後期低噴射率」と称する。この初期高噴射率・後期低噴射率の概念図を図３に示す。図３に示すように、燃料噴射率は、燃料噴射の初期段階では高くなるものの、燃料噴射の開始から期間Δｔ経過した時刻ｔ以降の期間Δｔ´においてｄＱ１からｄＱ２に大幅に低下する。その結果、燃料噴射率は、燃料噴射の後期段階で低くなる。そして、従来技術では、このような初期高噴射率・後期低噴射率の燃料噴射を実現することができなかった。
【００４８】
そこで、本実施例に係るＥＣＵ１０は、第一圧力差が所定圧力差以上であるように噴射制御弁３１２を開弁させることで、燃料噴射弁３からの燃料噴射を実行する。そして、各気筒２に設けられた燃料噴射弁３のうち、現在に燃料を噴射している燃料噴射弁３（以下、「第一噴射弁」と称する場合もある。）による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、各気筒２に設けられた燃料噴射弁３のうち、該第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁３（以下、「第二噴射弁」と称する場合もある。）において、第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように噴射制御弁３１２を開弁させる。第二噴射弁における、このような噴射制御弁３１２の作動を、以下「空打ち作動」と称する。そして、空打ち作動が行われることで、第一噴射弁による燃料噴射中に、コモンレール３１内の燃料圧力である基準圧力が低下することになる。なお、本実施例においては、ＥＣＵ１０が上記のように燃料噴射を実行することで、本発明に係る開閉制御手段として機能する。また、ＥＣＵ１０が空打ち作動を実行することで、本発明に係る基準
圧力制御手段として機能する。以下に、図４に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００４９】
図４には、各気筒２におけるＥＣＵ１０からソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ入力される指令信号および燃料噴射弁３からの燃料噴射率の推移が、＃１気筒から＃４気筒の順に示される。更に、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力、基準圧力、および高圧ポンプ３２からの燃料圧送時期の推移が示される。図４は、内燃機関１の１運転サイクル（クランク角度７２０°）におけるこれらの推移を示し、該運転サイクルでは＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順に気筒２内での燃焼が行われる。なお、第一噴射弁による燃料噴射中には、燃料溜まり３０４内の燃料圧力が燃料噴射圧力となる。
【００５０】
図４に示す制御処理では、先ず、＃１気筒の燃焼行程において、ソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ燃料噴射の指令信号が入力されると、第一圧力差が所定圧力差以上となるまでの期間である遅れ期間経過後の時刻ｔ１において、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁に相当する。）からの燃料噴射が開始される。ここで、燃料噴射開始前には、第一噴射弁へ通じる第一燃料通路３３Ａに設けられた増圧装置３２０によって第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ１に増圧されていて、燃料噴射開始時の燃料噴射圧力は圧力Ｐ１となる。つまり、増圧装置３２０の非作動時に、このときの基準圧力である圧力Ｐ０になっている燃料溜まり３０４内の燃料圧力が、増圧装置３２０の作動によって、圧力Ｐ０に増圧比を乗じた増圧比乗算圧力に増圧され、その結果、燃料噴射開始時の燃料噴射圧力が圧力Ｐ１となる。このように、第一噴射弁における燃料噴射圧力が増圧比乗算圧力である圧力Ｐ１となることで、後述する時刻ｔ２に至るまでの第一噴射弁による燃料噴射の燃料噴射率（燃料噴射の初期段階における燃料噴射率）は高くなる。
【００５１】
そして、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始時期である時刻ｔ１から所定期間Δｔ１経過後に、該第一噴射弁とは異なる＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３が第二噴射弁に相当する。）におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力される。つまり、このことは、本発明において、基準圧力制御手段が、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、第二噴射弁において、第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように該第二噴射弁に対応する減圧手段を作動させることに相当する。ここで、所定期間Δｔ１は、燃料噴射率を燃料噴射の後期段階における所望の時期に低下させることを可能とするように、実験等に基づき予め定められＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。また、上述したように、空打ち作動は、ニードル３０３のリフト量が増加し始めるまでの応答遅れ期間中には制御室３１１内の燃料圧力は低下するものの燃料噴射弁３からは燃料が噴射されないことを利用して、第一圧力差が所定圧力差よりも小さい値であるように噴射制御弁３１２を開弁させ、制御室３１１内の燃料圧力を低下させることで基準圧力を低下させるものである。よって、この空打ち作動の指令信号は、ニードル３０３が噴孔３０１を開くまでの時間幅よりも短い時間幅の信号である。そして、第二噴射弁において空打ち作動が行われると、作動開始から所定遅れ時間Δｔ２経過後の時刻ｔ２において、基準圧力が低下し始める。
【００５２】
そして、時刻ｔ２以降に基準圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下するのに伴って、コモンレール３１へ通じている第一噴射弁（＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３）における燃料溜まり３０４内の燃料圧力が圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下する。このときには、増圧装置３２０によって第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が行われているものの、基準圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下するため、増圧比乗算圧力である燃料溜まり３０４内の燃料圧力も圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下する。ここで、燃料噴射圧
力と燃料噴射率とには、噴孔３０１の径が同一の場合には燃料噴射圧力が低下すると燃料噴射率が低下するという相関が成り立つため、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力、すなわち第一噴射弁からの燃料噴射圧力が、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下するのに伴って、該第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下することになる。つまり、時刻ｔ２に至るまでの期間（燃料噴射の初期段階）において高くされていた燃料噴射率が、時刻ｔ２よりも後（燃料噴射の後期段階）において低くされることになる。
【００５３】
そして、第一噴射弁における燃料噴射が終了すると、増圧装置３２０による第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が終了される。また、高圧ポンプ３２は、上述したように内燃機関１の１運転サイクル（クランク角度７２０°）中に４回、コモンレール３１へ燃料を圧送し、その圧送時期は、図４に示すように第一噴射弁による燃料噴射の終了後に設定されている。したがって、第一噴射弁による燃料噴射の終了後に、高圧ポンプ３２によってコモンレール３１へ燃料が圧送される。ここで、図４に示す高圧ポンプ圧送時期の時間推移において、０は燃料の圧送が行われていない状態を示し、１は燃料の圧送が行われている状態を示す。以上のことにより、第一噴射弁による燃料噴射の終了後には、基準圧力は圧力Ｐ３から元の圧力Ｐ０に回復し、また、増圧の終了により圧力Ｐ２から低下する第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力は、このときの基準圧力である圧力Ｐ０になる。
【００５４】
図４に示す制御処理では、次に、＃３気筒の燃焼行程において、＃１気筒の燃焼行程と同様にして＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁に相当する。）からの燃料噴射が時刻ｔ３に開始される。そして、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始時期である時刻ｔ３から所定期間Δｔ１経過後に、このときの第二噴射弁に相当する＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力され、該第二噴射弁において空打ち作動が行われる。空打ち作動の開始から所定遅れ時間Δｔ２経過後の時刻ｔ４において基準圧力が低下し始め、増圧装置３２０によって圧力Ｐ１に増圧されていた第一噴射弁からの燃料噴射圧力が圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下すると、結果として該第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下する。
【００５５】
＃３気筒の燃焼行程の後の＃４気筒、＃２気筒の燃焼行程においても、上記と同様の制御処理が行われる。すなわち、＃４気筒の燃焼行程においては、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３において空打ち作動が行われることで、第一噴射弁（ここでは、＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３）による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下し、＃２気筒の燃焼行程においては、＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３において空打ち作動が行われることで、第一噴射弁（ここでは、＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３）による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下する。
【００５６】
なお、図４に示す制御処理では、第一噴射弁が設けられている気筒２の燃焼行程からクランク角度３６０°後に燃焼行程となる気筒２（以下、「裏気筒」と称する場合もある。）に設けられている燃料噴射弁３を第二噴射弁とすることを原則としている。また、図４に示す制御処理では、裏気筒に設けられている燃料噴射弁３においてのみ空打ち作動が実行されているが、空打ち作動が実行される第二噴射弁は２つ以上であってもよい。
【００５７】
本実施例に係る内燃機関１の制御装置は、以上のようにして第一噴射弁による燃料噴射中の基準圧力を低下させることによって、初期高噴射率・後期低噴射率の燃料噴射を実現する。このことにより、燃料噴射の初期段階における気筒２内でのスモークの生成を抑制
すること、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることができる。
【００５８】
ここで、本実施例に係る内燃機関１の制御装置が実行する制御フローについて図５に基づいて説明する。図５は、本実施例に係る内燃機関１の制御装置における、制御フローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ１０によって、本フローが内燃機関１の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００５９】
本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、ＥＣＵ１０が、クランクポジションセンサ７の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度Ｎｅを取得し、アクセルポジションセンサ６の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷ＫＬを取得する。そして、Ｓ１０２において、Ｓ１０１で取得した機関負荷ＫＬに基づいて、燃料噴射量Ｑｖが算出される。
【００６０】
Ｓ１０２の処理の後、Ｓ１０３において、Ｓ１０１で取得した機関回転速度ＮｅおよびＳ１０２で算出した燃料噴射量Ｑｖに基づいて、初期燃料噴射率ｄＱ１および後期燃料噴射率ｄＱ２が算出される。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、初期燃料噴射率ｄＱ１、後期燃料噴射率ｄＱ２、および燃料噴射の開始から燃料噴射率が後期燃料噴射率ｄＱ２へ低下し始めるまでの期間（上記の図３に示した期間Δｔ）と、機関回転速度Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｖと、の相関が、マップまたは関数として予め記憶されている。Ｓ１０３では、このマップまたは関数を用いて初期燃料噴射率ｄＱ１および後期燃料噴射率ｄＱ２が算出される。
【００６１】
次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で算出した初期燃料噴射率ｄＱ１が後期燃料噴射率ｄＱ２よりも大きいか否かが判別される。ここで、初期燃料噴射率ｄＱ１が後期燃料噴射率ｄＱ２よりも大きい場合とは、例えば、燃料噴射の初期段階における燃料噴霧の蒸発促進と、燃料噴射の後期段階における燃料噴霧の過拡散抑制と、の両立が要求されている場合である。そして、この場合には、ＥＣＵ１０は、燃料噴射率が上記の図３に示したように、燃料噴射の初期段階で高くなり、後期段階で初期燃料噴射率ｄＱ１から後期燃料噴射率ｄＱ２に低下するように、燃料噴射を制御する。Ｓ１０４において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０５の処理へ進み、Ｓ１０４において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１の処理へ進む。
【００６２】
Ｓ１０４において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０５において、初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１および後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２が算出される。Ｓ１０５では、減圧前基準圧力Ｐｃｒに増圧比（すなわち、上述した面積比Ａｒ）を乗じることによって、初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１が算出される。また、後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２は、後期燃料噴射率ｄＱ２で燃料噴射するのに必要な燃料噴射圧力であり、下記式２により算出される。
Ｐｉｎｊ２＝Ｐｉｎｊ１・（ｄＱ２／ｄＱ１）２  ・・・式２
ＥＣＵ１０は、上記パラメータを用いて後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２を算出する。なお、減圧前基準圧力Ｐｃｒは、圧力センサ３４によって検出される。また、初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１および後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２は、上記の図４に示した圧力Ｐ１および圧力Ｐ２に相当する。
【００６３】
次に、Ｓ１０６において、後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２で燃料噴射を行うときの基準圧力である減圧後基準圧力Ｐｃｒ２が算出される。Ｓ１０６では、下記式３により減圧後基準圧力Ｐｃｒ２が算出される。
Ｐｃｒ２＝Ｐｉｎｊ２／Ａｒ  ・・・式３
ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５で算出した後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２および増圧比（面積比）Ａｒを用いて減圧後基準圧力Ｐｃｒ２を算出する。
【００６４】
次に、Ｓ１０７において、差分圧力ΔＰｃｒが算出される。この差分圧力ΔＰｃｒとは
、減圧前基準圧力Ｐｃｒと減圧後基準圧力Ｐｃｒ２との圧力の差分であり、下記式４により算出される。
ΔＰｃｒ＝Ｐｃｒ−Ｐｃｒ２  ・・・式４
ＥＣＵ１０は、圧力センサ３４により検出した減圧前基準圧力ＰｃｒおよびＳ１０６で算出した減圧後基準圧力Ｐｃｒ２を用いて差分圧力ΔＰｃｒを算出する。なお、減圧前基準圧力Ｐｃｒおよび減圧後基準圧力Ｐｃｒ２は、上記の図４に示した圧力Ｐ０および圧力Ｐ３に相当する。
【００６５】
次に、Ｓ１０８において、空打ち作動が行われる第二噴射弁の数である作動数ｎが算出される。Ｓ１０８では、Ｓ１０７で算出した差分圧力ΔＰｃｒに基づいて作動数ｎが算出される。空打ち作動による第二噴射弁当たりの基準圧力の低下量は、実験等により予め定めることができる。そして、例えば、Ｓ１０７で算出した差分圧力ΔＰｃｒが、この第二噴射弁当たりの基準圧力の低下量よりも大きい場合には、作動数ｎを２以上の整数とする必要がある。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、作動数ｎと差分圧力ΔＰｃｒとの相関が、マップまたは関数として予め記憶されていて、このマップまたは関数を用いて作動数ｎが算出される。
【００６６】
次に、Ｓ１０９において、燃料噴射弁３からの燃料噴射が実行される。このとき、燃料噴射の初期段階、すなわち空打ち作動が実行されるまでは、燃料噴射圧力が初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１にされていて、Ｓ１０９の処理開始に伴ってニードル３０３のリフト量が増加し始めると、燃料噴射弁３（すなわち、第一噴射弁）からの燃料噴射率が上昇し、ある時間経過後に初期燃料噴射率ｄＱ１となる。
【００６７】
次に、Ｓ１１０において、空打ち作動が実行される。このとき、Ｓ１１０では、Ｓ１０８で算出した作動数ｎの第二噴射弁において空打ち作動が実行される。また、空打ち作動は、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、実行される。なお、上述したように、前記所定期間は実験等に基づき予め定められＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。ここで、例えば、作動数ｎが１である場合には、上述したように、第一噴射弁が設けられている気筒２の裏気筒に設けられている第二噴射弁において空打ち作動が実行される。また、例えば、作動数ｎが２以上である場合には、第一噴射弁が設けられている気筒２の裏気筒に設けられている第二噴射弁と、第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁３であって且つ裏気筒とは異なる任意の気筒２に設けられている第二噴射弁と、において空打ち作動が実行される。そして、Ｓ１１０において空打ち作動が実行されると、所定遅れ時間経過後（例えば、図４に示した所定遅れ時間Δｔ２経過後）、基準圧力が減圧前基準圧力Ｐｃｒから減圧後基準圧力Ｐｃｒ２に低下する。これに伴い燃料噴射圧力が初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１から後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２に低下し、燃料噴射率が初期燃料噴射率ｄＱ１から後期燃料噴射率ｄＱ２に低下する。そして、Ｓ１１０の処理の後、本フローの実行が終了される。
【００６８】
また、Ｓ１０４において否定判定された場合、この場合は従来技術であり、次に、Ｓ１１１において、初期燃料噴射率ｄＱ１、後期燃料噴射率ｄＱ２を実現するための燃料噴射弁３からの燃料噴射が実行される。なお、この場合は従来技術であるので、詳細は割愛する。そして、Ｓ１１１の処理の後、本フローの実行が終了される。
【００６９】
上述した制御フローのように、第一噴射弁からの燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始から所定期間経過後に、空打ち作動が実行されることによって、燃料噴射の初期段階における気筒２内でのスモークの生成が抑制され、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失が可及的に小さくされる。
【００７０】
［変形例１］
実施例１は、１燃焼行程において、燃料噴射弁３からのメイン噴射のみが行われる例である。これに対し、本変形例は、燃料噴射弁３によりメイン噴射およびアフタ噴射が行われる例である。なお、本変形例において、上記実施例１と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
本変形例に係る内燃機関１の制御装置が実行する制御フローについて図６に基づいて説明する。図６は、本変形例に係る内燃機関１の制御装置における、制御フローを示すフローチャートである。本変形例では、ＥＣＵ１０によって、本フローが内燃機関１の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００７２】
図６に示すフローでは、Ｓ１０６の処理の後、Ｓ２０１において、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが設定される。空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇとは、空打ち作動を実行可能な場合に１に、空打ち作動を実行不可能な場合に０に設定されるフラグであり、その設定手法については後述する。ＥＣＵ１０は、Ｓ２０１の処理の後Ｓ２０２の処理へ進む。
【００７３】
次に、Ｓ２０２において、Ｓ２０１で設定した空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１であるか否かが判別される。Ｓ２０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０７の処理へ進み、Ｓ２０２において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０５の処理へ進む。
【００７４】
そして、図６に示すフローでは、Ｓ１０８の処理の後、Ｓ２０３において、燃料噴射弁３からのメイン噴射が実行される。このとき、メイン噴射の初期段階、すなわち空打ち作動が実行されるまでは、燃料噴射圧力が初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１にされていて、Ｓ２０３の処理開始に伴ってニードル３０３のリフト量が増加し始めると、燃料噴射弁３（すなわち、第一噴射弁）からの燃料噴射率が上昇し、ある時間経過後に初期燃料噴射率ｄＱ１となる。ＥＣＵ１０は、Ｓ２０３の処理の後Ｓ１１０の処理へ進み、第二噴射弁において空打ち作動を実行する。
【００７５】
そして、図６に示すフローでは、Ｓ１１０の処理の後、Ｓ２０４において、燃料噴射弁３からのアフタ噴射が実行される。Ｓ２０４では、後述する燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´に応じて通常アフタ噴射、または燃圧制御後アフタ噴射が実行される。詳細には、後述する燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が０のとき、通常アフタ噴射が実行され、後述する燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が１または２のとき、燃圧制御後アフタ噴射が実行される。そして、Ｓ２０４の処理の後、本フローの実行が終了される。ここで、通常アフタ噴射とは、燃料噴射圧力が減圧後基準圧力Ｐｃｒ２となるアフタ噴射であって、通常アフタ噴射が実行される場合には、メイン噴射終了後に増圧装置３２０による第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が終了されていて、このときの基準圧力である減圧後基準圧力Ｐｃｒ２で燃料が噴射される。また、燃圧制御後アフタ噴射とは、燃料噴射圧力が、減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも低くなる、または減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも高くなるアフタ噴射であって、燃料噴射圧力は、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が１のときは減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも低くなり、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が２のときは減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも高くなる。
【００７６】
ここで、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が１のときには、メイン噴射終了後に増圧装置３２０による第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が終了されるとともに、コモンレール３１内の燃料圧力である基準圧力が更に減圧される。その結果、基準圧力が減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも低い圧力となり、該圧力で燃料が噴射される。なお、空打ち作動を再度実行することにより、このように基準圧力を更に減圧することができる。
【００７７】
また、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が２のときには、メイン噴射終了後に増圧装置３２０による第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が終了され、その後に、再度増圧装置３２０によって該燃料圧力が増圧される。このことにより、減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも高い増圧比乗算圧力で燃料が噴射される。なお、再度増圧装置３２０によって前記燃料圧力が増圧される前に、空打ち作動により基準圧力が減圧されてもよい。
【００７８】
また、図６に示すフローでは、Ｓ１０４において否定判定された場合、または、Ｓ２０２において否定判定された場合、この場合は従来技術であり、次に、Ｓ２０５において、初期燃料噴射率ｄＱ１、後期燃料噴射率ｄＱ２を実現するための燃料噴射弁３からのメイン噴射が実行される。なお、この場合は従来技術であるので、詳細は割愛する。そして、Ｓ２０５の処理の後、Ｓ２０６において、燃料噴射弁３からのアフタ噴射が実行される。このときには、メイン噴射終了後に増圧装置３２０による第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧が終了されていて、Ｓ２０６では、燃料噴射圧力が減圧前基準圧力Ｐｃｒとなる。そして、Ｓ２０６の処理の後、本フローの実行が終了される。
【００７９】
ここで、Ｓ２０１における空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇの設定処理について、図７に基づいて説明する。図７は、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇの設定フローを示すフローチャートである。
【００８０】
図７に示すフローでは、先ず、Ｓ２１１において、アフタ噴射圧力Ｐａｆｔが算出される。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、アフタ噴射圧力Ｐａｆｔと機関回転速度Ｎｅおよび機関負荷ＫＬとの相関が、マップまたは関数として予め記憶されている。Ｓ２１１では、このマップまたは関数を用いてアフタ噴射圧力Ｐａｆｔが算出される。そして、Ｓ２１１の処理の後、Ｓ２１２において、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が０に初期化される。燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´とは、上記のＳ２０４におけるアフタ噴射において、通常アフタ噴射を実行するか、燃圧制御後アフタ噴射を実行するか、を判定するフラグである。
【００８１】
次に、Ｓ２１３において、Ｓ２１１で算出したアフタ噴射圧力Ｐａｆｔが上記のＳ１０５で算出した後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２よりも小さいか否かが判別される。Ｓ２１３において肯定判定された場合、この場合は、空打ち作動を実行してもアフタ噴射圧力Ｐａｆｔを確保することができるため、空打ち作動が実行可能であり、ＥＣＵ１０はＳ２１４の処理へ進む。一方、Ｓ２１３において否定判定された場合、この場合は、空打ち作動により基準圧力が減圧前基準圧力Ｐｃｒから減圧後基準圧力Ｐｃｒ２に低下すると、アフタ噴射圧力Ｐａｆｔでアフタ噴射をすることができなくなるため、空打ち作動が実行不可能であり、ＥＣＵ１０はＳ２１６の処理へ進む。
【００８２】
Ｓ２１３において肯定判定された場合、次に、Ｓ２１４において、Ｓ２１１で算出したアフタ噴射圧力Ｐａｆｔが上記のＳ１０６で算出した減圧後基準圧力Ｐｃｒ２と等しいか否かが判別される。そして、Ｓ２１４において肯定判定された場合、次に、Ｓ２１５において、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１に設定される。このことにより、上記のＳ２０２において、空打ち作動が実行可能と判別され、上記のＳ１１０において、空打ち作動が実行される。そして、Ｓ２１５の処理の後、図７に示すフローが終了される。ここで、Ｓ２１４において肯定判定された場合には、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´は０のままである。そして、上記のＳ２０４では、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１であって且つ燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が０のときに、通常アフタ噴射が実行される。
【００８３】
また、Ｓ２１３において否定判定された場合、次に、Ｓ２１６において、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが０に設定される。このことにより、上記のＳ２０２において、空
打ち作動が実行不可能と判別され、空打ち作動は実行されない。そして、Ｓ２１６の処理の後、図７に示すフローが終了される。なお、このときにも、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´は０のままである。そして、上記のＳ２０６では、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが０であって且つ燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が０のときに、アフタ噴射が実行される。
【００８４】
また、Ｓ２１４において否定判定された場合、次に、Ｓ２１７において、Ｓ２１１で算出したアフタ噴射圧力Ｐａｆｔが上記のＳ１０６で算出した減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも小さいか否かが判別される。Ｓ２１７において肯定判定された場合、次に、Ｓ２１８において、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が１に設定され、次にＥＣＵ１０はＳ２１５の処理へ進み、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１に設定される。一方、Ｓ２１７において否定判定された場合、次に、Ｓ２１９において、燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が２に設定され、次にＥＣＵ１０はＳ２１５の処理へ進み、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１に設定される。このとき、上記のＳ２０４では、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１であって且つ燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が１のときには、上述したように基準圧力が減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも減圧されたうえで燃圧制御後アフタ噴射が実行される。また、空打ち作動実行判定フラグＮｆｌｇが１であって且つ燃圧制御判定フラグＮｆｌｇ´が２のときには、上述したように減圧後基準圧力Ｐｃｒ２よりも高い増圧比乗算圧力で燃圧制御後アフタ噴射が実行される。
【００８５】
上述した制御フローのように、空打ち作動が実行されることによって、アフタ噴射に影響を及ぼすことなく、燃料噴射の初期段階における気筒２内でのスモークの生成が抑制され、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失が可及的に小さくされる。
【００８６】
［変形例２］
実施例１は、増圧装置３２０が設けられる例である。これに対し、本変形例は、増圧装置３２０が設けられない例である。なお、本変形例において、上記実施例１と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
本変形例に係る内燃機関１の制御装置が行う制御処理について、図８に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。図８には、上記の図４と同様に、各気筒２におけるＥＣＵ１０からソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ入力される指令信号および燃料噴射弁３からの燃料噴射率の推移が、＃１気筒から＃４気筒の順に示される。更に、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力、基準圧力、および高圧ポンプ３２からの燃料圧送時期の推移が示される。
【００８８】
図８に示す制御処理では、先ず、＃１気筒の燃焼行程において、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁に相当する。）からの燃料噴射が開始される。本変形例では、増圧装置３２０が設けられないため、上記の図４に示した制御処理と異なり、燃料噴射開始前に第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力の増圧は実行されない。したがって、燃料噴射開始時において、前記燃料圧力すなわち燃料噴射圧力は、基準圧力と同じ圧力Ｐ０となる。なお、後述する空打ち作動により時刻ｔ２よりも後に第一噴射弁による燃料噴射の燃料噴射率は低下するため、燃料噴射率は、燃料噴射の後期段階よりも初期段階の方が高くなる。
【００８９】
そして、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始時期である時刻ｔ１から所定期間Δｔ１経過後に実行される空打ち作動は、上記の図４に示した制御処理と同様にして実行される。そして、空打ち作動開始から所定遅れ時間Δｔ２経過後の時刻ｔ２以降に基準圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下するのに伴って、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力も圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下する。そ
の結果、第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ３に対応した燃料噴射率へ低下する。そして、第一噴射弁による燃料噴射の終了後に、高圧ポンプ３２によってコモンレール３１へ燃料が圧送されると、基準圧力は圧力Ｐ３から元の圧力Ｐ０に回復する。
【００９０】
そして、＃１気筒の燃焼行程の後の＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の燃焼行程においても、上記と同様の制御処理が行われる。
【００９１】
ここで、本変形例に係る内燃機関１の制御装置が実行する制御フローについて、上記の図５に示した制御処理と異なる処理を説明する。
【００９２】
本変形では、上記の図５に示したフローのＳ１０５において、初期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ１が減圧前基準圧力Ｐｃｒとされたうえで、後期燃料噴射圧力Ｐｉｎｊ２が算出される。
【００９３】
また、本変形では、上記の図５に示したフローのＳ１０６において、下記式５により減圧後基準圧力Ｐｃｒ２が算出される。
Ｐｃｒ２＝Ｐｉｎｊ２  ・・・式５
【００９４】
本変形例に係る内燃機関１の制御装置は、以上のようにして第一噴射弁による燃料噴射中の基準圧力を低下させることによって、初期高噴射率・後期低噴射率の燃料噴射を実現する。このことにより、燃料噴射の初期段階における気筒２内でのスモークの生成を抑制すること、更に、燃料噴射の後期段階における冷却損失を可及的に小さくすることができる。
【００９５】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図９から図１１に基づいて説明する。ここでは、上述した第１の実施例と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００９６】
上述した第１の実施例は、第一噴射弁による燃料噴射中の基準圧力を低下させることによって燃料噴射の後期段階の燃料噴射率を低下させるものである。ここで、燃料噴射の後期段階における燃料噴射率の低下時期をより高い精度で制御することができれば、燃料噴射の後期段階における冷却損失をより好適に小さくすることができる。そこで、本実施例に係るＥＣＵ１０は、第一噴射弁の噴孔３０１へ通じる燃料通路３３とコモンレール３１との接続部である第一接続部と、第二噴射弁の噴孔３０１へ通じる燃料通路３３とコモンレール３１との接続部である第二接続部と、の距離に応じて第二噴射弁における空打ち作動の開始時期を制御する。なお、本実施例においては、ＥＣＵ１０が第二噴射弁における空打ち作動の開始時期を制御することで、本発明に係る作動時期制御手段として機能する。以下に、図９に示す燃料噴射系の概略図および図１０に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００９７】
図９は、燃料噴射弁３、コモンレール３１、および燃料通路３３の位置関係を示す図である。ここで、図９において、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３へ通じる燃料通路３３とコモンレール３１との接続部が接続部３１ａとして表されている。同様にして、＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３に対応する前記接続部が接続部３１ｂとして、＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３に対応する前記接続部が接続部３１ｃとして、＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３に対応する前記接続部が接続部３１ｄとして、表されている。そして、コモンレール３１と各燃料噴射弁３とを繋ぐ燃料通路３３の長さは、それぞれ同じ長さＬｐとなっている。また、内燃機関１において４つの気筒２は、＃１気筒、
＃２気筒、＃３気筒、＃４気筒の順に直列に等間隔に設けられているため、各気筒２に設けられている燃料噴射弁３もこれに対応して配置されている。つまり、接続部３１ａと接続部３１ｂとの間の長さは、接続部３１ａと接続部３１ｄとの間の長さである長さＬｃｒの１／３の長さになっている。そして、接続部３１ｂと接続部３１ｃとの間の長さ、および接続部３１ｃと接続部３１ｄとの間の長さも同様に１／３Ｌｃｒとなっている。
【００９８】
また、図１０には、上記の図４と同様に、各気筒２におけるＥＣＵ１０からソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ入力される指令信号および燃料噴射弁３からの燃料噴射率の推移が、＃１気筒から＃４気筒の順に示される。更に、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力、基準圧力、および高圧ポンプ３２からの燃料圧送時期の推移が示される。なお、図１０に示すタイムチャートでは、２つの第二噴射弁において、それぞれ空打ち作動が実行される。ここで、空打ち作動は、第一噴射弁が設けられている気筒２の裏気筒に設けられている第二噴射弁と、第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁３であって且つ裏気筒とは異なる任意の気筒２に設けられている第二噴射弁と、において実行される。
【００９９】
図１０に示す制御処理では、先ず、＃１気筒の燃焼行程において、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁に相当する。）からの燃料噴射が開始される。ここで、燃料噴射開始前には、第一噴射弁へ通じる第一燃料通路３３Ａに設けられた増圧装置３２０によって第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ１に増圧されていて、燃料噴射開始時の燃料噴射圧力が圧力Ｐ１となる。
【０１００】
そして、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ該第一噴射弁による燃料噴射の開始時期である時刻ｔ１から所定期間Δｔ１経過後に、該第一噴射弁が設けられている＃１気筒の裏気筒である＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３が第二噴射弁に相当する。）におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力される。また、第一噴射弁による燃料噴射中であって、且つ時刻ｔ１から所定期間Δｔ３経過後に、該第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁３であって且つ裏気筒と異なる＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３も第二噴射弁に相当する。）におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力される。
【０１０１】
このとき、燃料通路３３およびコモンレール３１を介した第一噴射弁と第二噴射弁との距離は、図９を参照すると、第一噴射弁と＃４気筒に設けられている燃料噴射弁３との距離が２・Ｌｐ＋Ｌｃｒであり、第一噴射弁と＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３との距離が２・Ｌｐ＋１／３Ｌｃｒである。ここで、空打ち作動の開始時期が同じ場合は、第一噴射弁と第二噴射弁との距離が短いときは長いときよりも、燃料噴射率の低下開始時期が早くなる。また、複数の第二噴射弁により空打ち作動を行う場合であっても、該空打ち作動による燃料噴射率の低下開始時期は同一であることが望ましい。したがって、裏気筒である＃４気筒に設けられている第二噴射弁を基準にして考えると、図１０に示す制御処理では、＃２気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始時期と関係する所定期間Δｔ３は、基準となる＃４気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始時期と関係する所定期間Δｔ１よりも長く設定される。すなわち、基準となる＃４気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が短い＃２気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が遅らされる。ここで、本発明における第一接続部は上記の図９に示した接続部３１ａである。そして、本発明における第二接続部は、基準となる＃４気筒については接続部３１ｄであり、＃２気筒については接続部３１ｂである。したがって、上述したことを言い換えると、第一接続部である接続部３１ａと＃２気筒に対する接続部３１ｂとの距離１／３Ｌｃｒは、接続部３１ａと＃４気筒に対する接続部３１ｄとの距離Ｌｃｒよりも短いので、＃２気筒に設けられている第二
噴射弁において、空打ち作動の開始時期が遅らされる。このことにより、＃２気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始から所定遅れ時間Δｔ４経過した時期は、基準となる＃４気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始から所定遅れ時間Δｔ２経過した時期と同一の時刻ｔ２となる。
【０１０２】
そして、時刻ｔ２以降に基準圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下するのに伴って、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力が圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下する。その結果、第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下する。
【０１０３】
図１０に示す制御処理では、次に、＃３気筒の燃焼行程において、＃１気筒の燃焼行程と同様にして＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、このときは＃３気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁に相当する。）からの燃料噴射が時刻ｔ３に開始される。そして、時刻ｔ３から所定期間Δｔ３経過後に、第一噴射弁が設けられている＃３気筒の裏気筒である＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３が第二噴射弁に相当する。）におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力される。また、時刻ｔ３から所定期間Δｔ５経過後に、第一噴射弁とは異なる燃料噴射弁３であって且つ裏気筒と異なる＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３（すなわち、＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３も第二噴射弁に相当する。）におけるソレノイドアクチュエータ３１２Ａへ空打ち作動の指令信号が入力される。
【０１０４】
このとき、燃料通路３３およびコモンレール３１を介した第一噴射弁と第二噴射弁との距離は、図９を参照すると、第一噴射弁と＃２気筒に設けられている燃料噴射弁３との距離が２・Ｌｐ＋１／３Ｌｃｒであり、第一噴射弁と＃１気筒に設けられている燃料噴射弁３との距離が２・Ｌｐ＋２／３Ｌｃｒである。したがって、裏気筒である＃２気筒に設けられている第二噴射弁を基準にして考えると、図１０に示す制御処理では、＃１気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始時期と関係する所定期間Δｔ５は、基準となる＃２気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始時期と関係する所定期間Δｔ３よりも短く設定される。すなわち、基準となる＃２気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が長い＃１気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が早められる。このことにより、＃１気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始から所定遅れ時間Δｔ６経過した時期は、基準となる＃２気筒に設けられている第二噴射弁における空打ち作動の開始から所定遅れ時間Δｔ４経過した時期と同一の時刻ｔ４となる。そして、時刻ｔ４以降に基準圧力が圧力Ｐ０から圧力Ｐ３に低下するのに伴って、第一噴射弁における燃料溜まり３０４内の燃料圧力が圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に低下する。その結果、第一噴射弁による燃料噴射中の燃料噴射率が燃料噴射圧力Ｐ２に対応した燃料噴射率へ低下する。
【０１０５】
そして、＃３気筒の燃焼行程の後の＃４気筒、＃２気筒の燃焼行程においても、上記と実質的に同様の制御処理が行われる。
【０１０６】
ここで、本実施例に係る内燃機関１の制御装置が実行する制御フローについて図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施例に係る内燃機関１の制御装置における、制御フローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ１０によって、本フローが内燃機関１の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
【０１０７】
図１１に示すフローでは、Ｓ１０８の処理の後、Ｓ３０１において、燃料噴射が実行される気筒２である燃料噴射気筒が取得される。Ｓ３０１で取得した燃料噴射気筒に設けられている燃料噴射弁３が第一噴射弁となる。
【０１０８】
次に、Ｓ３０２において、空打ち作動が実行される燃料噴射弁３が設けられている気筒２である空打ち気筒が決定される。Ｓ３０２では、例えば上記の図１０に示したように、燃料噴射気筒が＃１気筒である場合には、空打ち気筒は＃１気筒の裏気筒である＃４気筒および燃料噴射気筒である＃１気筒と裏気筒である＃４気筒とは異なる任意の気筒２である＃２気筒となる。また、燃料噴射気筒が＃２気筒である場合には、空打ち気筒は＃２気筒の裏気筒である＃３気筒および燃料噴射気筒である＃２気筒と裏気筒である＃３気筒とは異なる任意の気筒２である＃４気筒となる。また、燃料噴射気筒が＃３気筒である場合には、空打ち気筒は＃３気筒の裏気筒である＃２気筒および燃料噴射気筒である＃３気筒と裏気筒である＃２気筒とは異なる任意の気筒２である＃１気筒となる。また、燃料噴射気筒が＃４気筒である場合には、空打ち気筒は＃４気筒の裏気筒である＃１気筒および燃料噴射気筒である＃４気筒と裏気筒である＃１気筒とは異なる任意の気筒２である＃３気筒となる。そして、Ｓ３０２で決定した空打ち気筒に設けられている燃料噴射弁３が第二噴射弁となる。
【０１０９】
次に、Ｓ３０３において、燃料噴射率切替え時期ｔｓが算出される。Ｓ３０３では、上述した初期燃料噴射率ｄＱ１および後期燃料噴射率ｄＱ２の算出と同様に、ＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されているマップまたは関数を用いて燃料噴射率切替え時期ｔｓが算出される。
【０１１０】
次に、Ｓ３０４において、空打ち作動の開始時期が決定される。Ｓ３０４では、Ｓ３０３で算出した燃料噴射率切替え時期ｔｓと、燃料通路３３およびコモンレール３１を介した第一噴射弁と第二噴射弁との距離と、に基づいて空打ち作動の開始時期が決定される。ここで、例えば上記の図１０に示したように、燃料噴射気筒が＃１気筒である場合には、基準となる裏気筒である＃４気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が短い＃２気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が遅らされる。また、燃料噴射気筒が＃２気筒である場合には、基準となる裏気筒である＃３気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が長い＃４気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が早められる。また、燃料噴射気筒が＃３気筒である場合には、基準となる裏気筒である＃２気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が長い＃１気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が早められる。また、燃料噴射気筒が＃４気筒である場合には、基準となる裏気筒である＃１気筒に設けられている第二噴射弁と比較して、第一噴射弁との距離が短い＃３気筒に設けられている第二噴射弁において、空打ち作動の開始時期が遅らされる。
【０１１１】
そして、Ｓ３０４の処理の後、ＥＣＵ１０はＳ１０９の処理へ進み、Ｓ１０９において、第一噴射弁からの燃料噴射が実行され、次に、Ｓ１１０において、第二噴射弁についてＳ３０４で決定した空打ち作動の開始時期に空打ち作動が実行される。
【０１１２】
本実施例に係る内燃機関１の制御装置は、以上のようにして空打ち作動を実行することによって、燃料噴射の後期段階における燃料噴射率の低下時期をより高い精度で制御することを可能とする。このことにより、燃料噴射の後期段階における冷却損失をより好適に小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・吸気通路
５・・・・排気通路
１０・・・ＥＣＵ
３１・・・コモンレール
３２・・・高圧ポンプ
３３・・・燃料通路
３４・・・圧力センサ
３０１・・噴孔
３０２・・ノズル
３０３・・ニードル
３０４・・燃料溜まり
３０５・・コマンドピストン
３１０・・開閉機構
３１１・・制御室
３１２・・噴射制御弁
３１２Ａ・ソレノイドアクチュエータ
３１３・・第一オリフィス
３１４・・第二オリフィス
３２０・・増圧装置
３２１・・増圧ピストン
３２２・・収容室
３２５・・増圧制御弁
【図１】
2018003648.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】
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【図１０】
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【図１１】
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