(57)【要約】【課題】本発明は、拡散燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁と予混合燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁が各気筒に設けられた予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、機関負荷や機関回転数が増加した場合であっても好適な予混合燃焼を実現可能にすることを課題とする。【解決手段】本発明は、上記した課題を解決するために、拡散燃焼用の燃料噴射を主燃料噴射弁と、拡散燃焼用の燃料噴射時期より早い時期に前記主燃料噴射弁より低い噴射圧力で予混合燃焼用の燃料噴射を行う副燃料噴射弁と、を各気筒に配置した予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、内燃機関の負荷および／または回転数が高くなるほど副燃料噴射弁の噴射圧力を高めると同時に燃料噴射時期を遅角するようにした。【選択図】図５
2007303332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散燃焼用の燃料噴射を行う主燃料噴射弁と、拡散燃焼用の燃料噴射時期より早い時期に前記主燃料噴射弁より低い噴射圧力で予混合燃焼用の燃料噴射を行う副燃料噴射弁と、を各気筒に配置した予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
内燃機関の負荷および／または回転数の上昇に伴い、前記副燃料噴射弁の噴射圧を高めるとともに前記予混合燃焼用の燃料噴射時期を遅角させる制御手段を備えることを特徴とする予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記主燃料噴射弁から拡散燃焼用の燃料噴射を行わせることにより前記内燃機関を拡散燃焼運転させる拡散燃焼運転モードと、前記副燃料噴射弁から予混合燃焼用の燃料噴射を行わせることにより前記内燃機関を予混合燃焼運転させる予混合燃焼運転モードとを切り換える切換手段を更に備え、
前記制御手段は、前記切換手段により前記内燃機関の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる際の前記副燃料噴射弁の噴射圧力を拡散燃焼運転モードへの切り換え後も維持することを特徴とする予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記主燃料噴射弁と連通する第１コモンレールと、前記副燃料噴射弁に連通する第２コモンレールと、前記第２コモンレールの蓄圧力を調整する調整装置と、を更に備え、
前記制御手段は、前記第２コモンレールの蓄圧力が前記内燃機関の負荷および／または回転数の上昇に応じて高まるように前記調整装置を制御することを特徴とする予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、拡散燃焼用の燃料噴射を行う主燃料噴射弁と予混合燃焼用の燃料噴射を行う副燃料噴射弁が各気筒に設けられた圧縮着火式内燃機関が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９７５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−２０６６２４号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、予混合燃焼用の燃料噴射はピストンが上死点から離間している時に行われるため、噴射圧力が高くなるとボアフラッシングなどの弊害を生じる。一方、拡散燃焼用の燃料噴射はピストンが圧縮上死点近傍にある時に行われるため、噴射圧力が低くなると燃料の微粒化及び拡散燃焼を図れなくなる。
【０００４】
このため、副燃料噴射弁の噴射圧力は主燃料噴射弁の噴射圧力より低く設定される場合が多い。しかしながら、機関負荷の増加による要求噴射量の増加或いは機関回転数の増加による予混合時間（すなわち、燃料と吸気の混合に費やすことができる時間）の短縮が生じた時に、副燃料噴射弁の噴射圧力が低いままでは燃焼室内に均質な予混合気が形成されず、排気エミッションの悪化などを招く可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、拡散燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁と予混合燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁が各気筒に設けられた予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、機関負荷や機関回転数が増加した場合であっても好適な予混合燃焼を実現可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、拡散燃焼用の燃料噴射を行う主燃料噴射弁と、拡散燃焼用の燃料噴射時期より早い時期に前記主燃料噴射弁より低い噴射圧力で予混合燃焼用の燃料噴射を行う副燃料噴射弁と、を各気筒に配置した予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、内燃機関の負荷および／または回転数が高くなるほど副燃料噴射弁の噴射圧力を高めると同時に噴射時期を遅角するようにした。
【０００７】
詳細には、本発明は、拡散燃焼用の燃料噴射を行う主燃料噴射弁と、拡散燃焼用の燃料噴射時期より早い時期に前記主燃料噴射弁より低い噴射圧力で予混合燃焼用の燃料噴射を行う副燃料噴射弁と、を各気筒に配置した予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、内燃機関の負荷および／または回転数の上昇に伴い、前記副燃料噴射弁の噴射圧を高めるとともに前記予混合燃焼用の燃料噴射時期を遅角させる制御手段を備えるようにした。
【０００８】
かかる構成によれば、副燃料噴射弁が予混合燃焼用の燃料噴射を行う際の噴射圧力は、内燃機関の負荷（以下、「機関負荷」と称する）および／または回転数（以下、「機関回転数」と称する）が上昇するほど高められる。
【０００９】
副燃料噴射弁の噴射圧力が高められると、該副燃料噴射弁から噴射される燃料（以下、「副燃料」と称する）の微粒化及び霧化が助長されるとともに該副燃料が短期間に燃焼室内へ拡散するようになる。
【００１０】
但し、副燃料噴射弁の噴射圧力が高められるのみでは副燃料がシリンダボア壁面に付着する可能性がある。副燃料がシリンダボア壁面に付着すると、空燃比の低下、トルクの低下、或いはボアフラッシングが誘発される虞がある。
【００１１】
これに対し、本発明の予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムは、副燃料噴射弁の噴射圧力を高めると同時に副燃料の噴射時期を遅角させるため、副燃料がシリンダボア壁面に付着することを回避することができる。
【００１２】
従って、機関負荷の上昇に伴う要求噴射量の増加および／または機関回転数の上昇に伴う予混合時間の短縮が生じた場合であっても、副燃料噴射弁の噴射圧力が高められることに起因した弊害を回避しつつ燃焼室内に均質な予混合気を形成することが可能になる。その結果、内燃機関は好適に予混合燃焼運転することができる。
【００１３】
本発明は、主燃料噴射弁から拡散燃焼用の燃料噴射を行わせることにより前記内燃機関を拡散燃焼運転させる拡散燃焼運転モードと、副燃料噴射弁から予混合燃焼用の燃料噴射を行わせることにより内燃機関を予混合燃焼運転させる予混合燃焼運転モードとを切り換える切換手段を備えた内燃機関に適用することができる。
【００１４】
予混合燃焼運転モードと拡散燃焼運転モードを切り換え可能な内燃機関では、例えば、機関負荷および／または機関回転数が比較的低い時は予混合燃焼運転モードが選択され、機関負荷および／または機関回転数が比較的高い時は拡散燃焼運転モードが選択される。
【００１５】
このような内燃機関において機関負荷および／または機関回転数が上昇すると、内燃機関の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられ、その後に機関負荷および／または機関回転数が低下すると内燃機関の運転モードが拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへ切り換えられる。
【００１６】
ところで、内燃機関の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられた時に副燃料噴射弁の噴射圧力が解放され、若しくは通常の圧力（すなわち、本発明の制御手段による増圧が行われない場合の圧力）まで低下させられると、内燃機関の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた際に、副燃料噴射弁の噴射圧力を機関負荷および／または機関回転数に対応した圧力まで即座に高めることが困難となる場合がある。
【００１７】
そこで、本発明の制御手段は、切換手段により内燃機関の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる場合には、その時点（言い換えれば、予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる直前）における副燃料噴射弁の噴射圧力を拡散燃焼運転モードへの切り換え後も維持することが好ましい。
【００１８】
かかる制御によれば、内燃機関の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた時の機関負荷および／または機関回転数が比較的高くても、副燃料噴射弁の噴射圧力が不足することを回避することができる。
【００１９】
本発明にかかる予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、副燃料噴射弁の圧力を調整する方法としては、前記主燃料噴射弁と連通する第１コモンレールと、前記副燃料噴射弁に連通する第２コモンレールと、前記第２コモンレールの蓄圧力を調整
する調整装置とを内燃機関に取り付け、第２コモンレールの蓄圧力が機関負荷および／または機関回転数の上昇に応じて高まるように調整装置を制御する方法を例示することができる。
【００２０】
前記した調整装置としては、第２コモンレールから燃料タンクへ余剰の燃料を戻すための燃料通路に取り付けられたリリーフ弁と、燃料ポンプから第２コモンレールへ燃料を供給するための燃料通路に取り付けられた調量弁と、それらリリーフ弁及び調量弁の駆動するためのアクチュエータとを具備した装置を例示することができる。
【００２１】
尚、上記した第１コモンレールと第２コモンレールが別個の燃料ポンプから燃料を供給される構成においては、燃料ポンプの吐出量を増減することにより第２コモンレールの蓄圧力を調整することができるため、上記した調量弁及び調量弁のアクチュエータを省くこともできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、拡散燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁と予混合燃焼用の燃料噴射を行う燃料噴射弁が各気筒に設けられた予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、機関負荷や機関回転数が増加した場合であっても好適な予混合燃焼を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、予混合燃焼運転モードと拡散燃焼運転モードを切り換え可能な圧縮着火式内燃機関である。
【００２５】
内燃機関１のシリンダヘッド２においてピストン３の頂面と対向する面の略中央には、燃焼室４へ直接燃料を噴射するセンターインジェクタ５が配置されている。このセンターインジェクタ５は、本発明に係る主燃料噴射弁に相当する。
【００２６】
更に、シリンダヘッド２においてピストン３の頂面と対向する面の縁にも燃焼室４へ直接燃料を噴射可能なサイドインジェクタ６が配置されている。このサイドインジェクタ６は、本発明に係る副燃料噴射弁に相当する。
【００２７】
センターインジェクタ５は、第１燃料パイプ７を介して高圧用コモンレール８と連通している。高圧用コモンレール８は、本発明にかかる第１コモンレールの一実施態様であり、高圧用燃料パイプ９を介して燃料ポンプ１０と連通している。燃料ポンプ１０は、燃料タンク１１から燃料を吸い上げて吐出するポンプであり、内燃機関１のクランクシャフトの回転を駆動源として作動する。
【００２８】
サイドインジェクタ６は、第２燃料パイプ１２を介して低圧用コモンレール１３と連通している。低圧用コモンレール１３は、本発明にかかる第２コモンレールの一実施態様であり、低圧用燃料パイプ１４を介して前記燃料ポンプ１０と連通している。
【００２９】
また、高圧用コモンレール８と低圧用コモンレール１３には、余剰の燃料を燃料タンク１１へ戻すための高圧用リターン通路１５と低圧用リターン通路１６が各々接続されている。
【００３０】
ここで、センターインジェクタ５は、拡散燃焼を生起させるための燃料を噴射するイン
ジェクタであり、主として圧縮行程上死点近傍において燃料を噴射する。一方、サイドインジェクタ６は、燃焼室４に予混合気を形成するための燃料を噴射するインジェクタであり、センターインジェクタ５の燃料噴射時期（圧縮上死点近傍）より早期に燃料を噴射する。
【００３１】
センターインジェクタ５とサイドインジェクタ６の噴射圧力は、高圧用コモンレール８と低圧用コモンレール１３の各々の蓄圧力によって決定づけられる。その際、高圧用コモンレール８の蓄圧力は低圧用コモンレール１３の蓄圧力に比して十分に高くされる。これは、センターインジェクタ５はピストン３が上死点近傍に位置する高圧下で燃料を噴射する必要があるのに対し、サイドインジェクタ６はピストン３が上死点から離間している低圧化で燃料を噴射すればよいからである。
【００３２】
高圧用コモンレール８の蓄圧力は、高圧用燃料パイプ９に配置された高圧用調量弁１７及び高圧用リターン通路１５に配置された高圧用リリーフ弁１８の開閉により調整される。
【００３３】
例えば、高圧用コモンレール８の蓄圧力を高める場合は、高圧用調量弁１７が開弁し且つ高圧用リリーフ弁１８が閉弁する。また、高圧用コモンレール８の蓄圧力を低下させる場合は、高圧用調量弁１７が閉弁（若しくは開度を減少）し且つ高圧用リリーフ弁１８が開弁すればよい。
【００３４】
低圧用コモンレール１３の蓄圧力は、低圧用燃料パイプ１４に配置された低圧用調量弁１９及び低圧用リターン通路１６に配置された低圧用リリーフ弁２０の開閉により調整される。低圧用調量弁１９及び低圧用リリーフ弁２０の動作手順は、上記の高圧用調量弁１７及び高圧用リリーフ弁１８と同様である。尚、低圧用調量弁１９及び低圧用リリーフ弁２０は、本発明にかかる調整装置に相当する。
【００３５】
以上のように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２１は、ＣＰＵの他、各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。
【００３６】
ＥＣＵ２１にはクランクポジションセンサ２２やアクセルポジションセンサ２３が電気的に接続され、それらセンサの出力信号に基づいてＥＣＵ２１が機関回転数や機関負荷を演算することができるようになっている。
【００３７】
更に、ＥＣＵ２１は、高圧用コモンレール８に取り付けられた高圧用圧力センサ２４、及び低圧用コモンレール１３に取り付けられた低圧用圧力センサ２５とも電気的に接続され、それらセンサの出力信号から高圧用コモンレール８の蓄圧力（以下、「高圧用レール圧」と称する）及び低圧用コモンレール１３の蓄圧力（以下、「低圧用レール圧」と称する）を把握することができるようになっている。
【００３８】
ＥＣＵ２１は、上記した機関回転数、機関負荷、高圧用レール圧、及び低圧用レール圧に基づいて、センターインジェクタ５、サイドインジェクタ６、高圧用調量弁１７、高圧用リリーフ弁１８、低圧用調量弁１９、及び低圧用リリーフ弁２０を制御する。
【００３９】
例えば、ＥＣＵ２１は、図２に示すように、機関負荷Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅが比較的低い時は内燃機関１を予混合燃焼運転モードで運転させるべくセンターインジェクタ５及びサイドインジェクタ６を制御する。一方、機関負荷Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅが比較的高い時は内燃機関１を拡散燃焼運転モードで運転させるべくセンターインジェクタ５及びサイドインジェクタ６を制御する。
【００４０】
内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転される時は、ＥＣＵ２１は、図３に示すように、圧縮行程の初期から中期（例えば、圧縮行程上死点前１５０°ＣＡ〜６０°ＣＡ）にてサイドインジェクタ６から予混合気形成用の燃料噴射を行わせることにより気筒内に予混合気を形成し、次いで圧縮上死点の近傍にてセンターインジェクタ５から少量の燃料を噴射させることにより該噴射燃料を火種として前記予混合気を燃焼させる。
【００４１】
内燃機関１が拡散燃焼運転モードで運転される時は、ＥＣＵ２１は、図４に示すように、圧縮上死点より早期にセンターインジェクタ５から少量の燃料をパイロット噴射させることにより筒内温度を高め、次いで圧縮上死点近傍においてセンターインジェクタ５から多量の燃料を噴射させることにより該燃料を拡散燃焼させる。
【００４２】
ところで、サイドインジェクタ６の噴射圧力は、前述したようにセンターインジェクタ５の噴射圧力に比して十分に低く設定されるため、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時の機関負荷および／または機関回転数が上昇すると、良好な予混合気を形成することが困難になる場合がある。
【００４３】
例えば、機関負荷が上昇すると、サイドインジェクタ６の要求噴射量が増加するため、サイドインジェクタ６の燃料噴射時間が長くなる。サイドインジェクタ６の燃料噴射時間が長くなると、その後の燃料と吸気との予混合に費やすことができる時間（予混合時間）が短くなる。また、機関回転数が上昇すると、圧縮行程の所要時間が短くなり、それに応じて予混合時間も短くなる。
【００４４】
よって、機関負荷および／または機関回転数が上昇すると、燃料が吸気と均質に混合する前に着火及び燃焼するようになる。尚、上記した現象は、機関負荷および／または機関回転数が高くなるほど、および／またはサイドインジェクタ６の噴射圧力が低くなるほど顕著となる。
【００４５】
そこで、本実施例の予混合圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムでは、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時は、機関負荷および／または機関回転数が高くなるほどサイドインジェクタ６の噴射圧力が高められるようにした。
【００４６】
サイドインジェクタ６の噴射圧力が高められると、サイドインジェクタ６の燃料噴射時間が短縮される。また、サイドインジェクタ６の噴射圧力が高められると、該サイドインジェクタ６から噴射される燃料の微粒化及び霧化が助長されるとともに該燃料が短期間に燃焼室４の広い範囲へ拡散するようになる。
【００４７】
よって、機関負荷および／または機関回転数の上昇により予混合時間が短くなった場合であっても、燃料と吸気が均質に混合した予混合気を形成することが可能になる。
【００４８】
但し、単にサイドインジェクタ６の噴射圧力が高められるのみでは、燃料が燃焼室４内に滞留する時間の増加、及び燃料の貫徹力増加などにより、燃料が燃焼室４の壁面（シリンダボア壁面やピストン３の頂面等）に付着する可能性がある。燃料が燃焼室４の壁面に付着すると、空燃比の低下、トルクの低下、或いはボアフラッシング等が誘発される虞がある。
【００４９】
これに対し、ＥＣＵ２１は、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時は、機関負荷および／または機関回転数が高くなるほどサイドインジェクタ６の噴射圧力を高めると同時に、サイドインジェクタ６の燃料噴射時期を遅角させるようにした。
【００５０】
サイドインジェクタ６の噴射圧力上昇に伴い該サイドインジェクタ６の燃料噴射時期が遅角されると、上記した滞留時間の不要な増加が抑制される。更に、ピストン３が上死点に近づいた状態でサイドインジェクタ６が燃料噴射を行うことになるため、噴射圧力の上昇によって燃料の貫徹力が増加していても該燃料がシリンダボア壁面に付着し難くなる。
【００５１】
従って、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時に、機関負荷および／または機関回転数が高くなっても、サイドインジェクタ６から噴射された燃料の燃焼室４壁面への付着を回避しつつ、均質な予混合気を形成することが可能となる。
【００５２】
以下、本実施例における燃料噴射制御について図５に沿って説明する。図５は、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時の燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。この燃料噴射制御ルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ２１によって所定期間毎に繰り返し実行される。
【００５３】
燃料噴射制御ルーチンでは、ＥＣＵ２１は先ずＳ１０１において内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モードであるか否かを判別する。
【００５４】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２１は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１はＳ１０２へ進む。
【００５５】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ２１は、クランクポジションセンサ２２及びアクセルポジションセンサ２３の出力信号に基づいて、現時点における機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐを演算する。
【００５６】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０２で算出された機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐをパラメータとしてサイドインジェクタ６の目標噴射圧力Ｐｓを演算する。その際、ＥＣＵ２１は、例えば、図６に示すような目標噴射圧力Ｐｓと機関回転数Ｎｅと機関負荷Ａｃｃｐとの関係を示すマップに基づいて目標噴射圧力Ｐｓを決定するようにしてもよい。尚、図６に示すマップでは、目標噴射圧力Ｐｓは、機関回転数Ｎｅおよび／または機関負荷Ａｃｃｐが高くなるほど高くなるように設定される。
【００５７】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０２で算出された機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐをパラメータとしてサイドインジェクタ６の燃料噴射時期ａｉｎｊｓを演算する。その際、ＥＣＵ２１は、例えば、図７に示すような燃料噴射時期ａｉｎｊｓの遅角量と機関回転数Ｎｅと機関負荷Ａｃｃｐとの関係を示すマップに基づいて遅角量を決定し、その遅角量に基づいて燃料噴射時期を補正するようにしてもよい。尚、図７に示すマップでは、遅角量は、機関回転数Ｎｅおよび／または機関負荷Ａｃｃｐが高くなるほど多くなるように設定される。
【００５８】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ２１は、低圧用コモンレール１３の蓄圧力が前記Ｓ１０３で決定された目標噴射圧力Ｐｓと一致するように低圧用調量弁１９及び低圧用リリーフ弁２０を制御する。
【００５９】
その際、低圧用圧力センサ２５の測定値（低圧用コモンレール１３の実際の蓄圧力）が前記目標噴射圧力Ｐｓより低ければ、ＥＣＵ２１は、低圧用調量弁１９を開弁し且つ低圧用リリーフ弁２０を閉弁することにより低圧用コモンレール１３の蓄圧力を昇圧させる。一方、低圧用圧力センサ２５の測定値が前記目標噴射圧力Ｐｓより高ければ、ＥＣＵ２１は、低圧用調量弁１９を閉弁し且つ低圧用リリーフ弁２０を開弁することにより低圧用コモンレール１３の蓄圧力を減圧させる。
【００６０】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０４で決定された燃料噴射時期ａｉｎｊｓに従って、サイドインジェクタ６を開弁させる。
【００６１】
以上述べたようにＥＣＵ２１が図５に示す燃料噴射制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる制御手段及び切換手段が実現される。その結果、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転されている時に、機関負荷や機関回転数が増加しても好適な予混合燃焼を実現することができる。
【００６２】
ところで、内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられた時に低圧用コモンレール１３の蓄圧力を解放すべく低圧用リリーフ弁２０が開弁されると、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた際に、低圧用コモンレール１３の蓄圧力を機関負荷および／または機関回転数に対応した圧力まで即座に高めることが困難となる可能性がある。
【００６３】
これは、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへ切り換えられた時の機関負荷および／または機関回転数が高くなるほど顕著となる。
【００６４】
そこで、ＥＣＵ２１は、内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる時に低圧用リリーフ弁２０を閉弁させることにより、予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる直前の低圧用コモンレール１３の蓄圧力を予混合燃焼運転モードが再開されるまで維持するようにした。
【００６５】
かかる制御によれば、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた時の機関負荷および／または機関回転数が比較的高くとも、低圧用コモンレール１３の蓄圧力が不足することを回避することができる。
【００６６】
尚、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた時の機関負荷および／または機関回転数が比較的低くなる状況も想定されるが、そのような場合には低圧用リリーフ弁２０を開弁させることにより、低圧用コモンレール１３の蓄圧力が即座に低下するため、不具合が生じることはない。
【００６７】
ここで、内燃機関１の運転モードが切り換えられる際の噴射圧力制御手順について図８に沿って説明する。図８は、内燃機関１の運転モードが切り換えられる時の噴射圧力制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ２１によって所定期間毎に繰り返し実行される。
【００６８】
噴射圧力制御ルーチンでは、ＥＣＵ２１は、先ずＳ２０１において、機関回転数Ｎｅと機関負荷Ａｃｃｐと前述した図２のマップに基づいて予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへの切り換え条件が成立している否かを判別する。
【００６９】
前記Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１は、Ｓ２０２へ進み、内燃機関１の運転モードを予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えるべく、センターインジェクタ５及びサイドインジェクタ６を制御する。
【００７０】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ２１は、低圧用調量弁１９及び低圧用リリーフ弁２０を閉弁させる。この場合、低圧用コモンレール１３は予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ切り換えられる直前の蓄圧力を維持することになる。
【００７１】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ２１は、機関回転数Ｎｅと機関負荷Ａｃｃｐと前述した図２のマ
ップに基づいて拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへの切り換え条件が成立している否かを判別する。
【００７２】
前記Ｓ２０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ２１は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ２０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１はＳ２０５へ進む。
【００７３】
Ｓ２０５では、ＥＣＵ２１は、現時点における機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐを取得する。尚、前記Ｓ２０５で取得される機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐとしては、前記Ｓ２０４で用いられた機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ａｃｃｐがそのまま用いられてもよい。
【００７４】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ２０５で取得された機関回転数Ｎｅと機関負荷Ａｃｃｐと前述した図６のマップとからサイドインジェクタ６の目標噴射圧力Ｐｓを演算する。
【００７５】
Ｓ２０７では、ＥＣＵ２１は、低圧用コモンレール１３の蓄圧力が前記Ｓ２０６で決定された目標噴射圧力Ｐｓと一致するように低圧用調量弁１９及び低圧用リリーフ弁２０を制御する。その際、低圧用コモンレール１３は、前回の拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへの切り換え時における蓄圧力を維持しているため、即座に目標噴射圧力Ｐｓへ収束する。
【００７６】
Ｓ２０８では、ＥＣＵ２１は、内燃機関１の運転モードを拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへ切り換えるべく、センターインジェクタ５及びサイドインジェクタ６を制御する。
【００７７】
このようにＥＣＵ２１が図８の噴射圧力制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから再び予混合燃焼運転モードへ切り換えられた時の機関負荷および／または機関回転数が比較的高くとも、低圧用コモンレール１３の蓄圧力が不足することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関の運転モードを規定したマップを示す図である。
【図３】予混合燃焼運転モードにおけるセンターインジェクタ及びサイドインジェクタの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】拡散燃焼運転モードにおけるセンターインジェクタ及びサイドインジェクタの動作を示すタイミングチャートである。
【図５】予混合燃焼運転モードにおける燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】サイドインジェクタの噴射圧力と機関回転数と機関負荷との関係を示す図である。
【図７】サイドインジェクタの燃料噴射時期の遅角量と機関回転数と機関負荷との関係を示す図である。
【図８】運転モードの切換時における噴射圧力制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・・・内燃機関
４・・・・・燃焼室
５・・・・・センターインジェクタ（主燃料噴射弁）
６・・・・・サイドインジェクタ（副燃料噴射弁）
８・・・・・高圧用コモンレール（第１コモンレール）
１１・・・・燃料タンク
１３・・・・低圧用コモンレール（第２コモンレール）
１７・・・・高圧用調量弁
１８・・・・高圧用リリーフ弁
１９・・・・低圧用調量弁
２０・・・・低圧用リリーフ弁
２１・・・・ＥＣＵ
２４・・・・高圧用圧力センサ
２５・・・・低圧用圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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