(57)【要約】【課題】気筒内壁面への燃料付着を抑制する。【解決手段】内燃機関には、筒内噴射時の気筒の内径方向に水平な方向における燃料の広がり角を変更可能な燃料噴射弁が配置される。内燃機関の制御装置においては、過給機による過給圧が検出され、過給圧が高い領域にある場合、過給圧が小さい領域にある場合に比べて、広がり角が小さくなるように広がり角が制御される。あるいは、燃料噴射弁からの燃料の噴射期間が推定され、噴射期間が長い領域にある場合、噴射期間が短い領域にある場合に比べて、広がり角が更に小さくなるように、広がり角が制御される。【選択図】図８
2012112246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機と、筒内噴射時の、該気筒の内径方向に水平な方向における燃料の広がり角を変更可能な燃料噴射弁と、を有する内燃機関を、制御する制御装置であって、
前記過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記過給圧が高い領域にある場合、前記過給圧が小さい領域にある場合に比べて、前記広がり角が小さくなるように、前記広がり角を制御する噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を推定する噴射期間推定手段と、
前記噴射制御手段は、前記噴射期間が長い領域にある場合、前記噴射期間が短い領域にある場合に比べて、前記広がり角が更に小さくなるように、前記広がり角を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
筒内噴射時の、該気筒の内径方向に水平な方向における燃料の広がり角を変更可能な燃料噴射弁を有する内燃機関を、制御する制御装置であって、
前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を推定する噴射期間推定手段と、
前記噴射期間が長い領域にある場合、前記噴射期間が短い領域にある場合に比べて、前記広がり角が小さくなるように、前記広がり角を制御する噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の制御装置に関する。更に具体的には、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備える内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、内燃機関の運転条件に応じて、燃料噴射弁からの噴射広がり角を制御するシステムが開示されている。このシステムでは、燃料噴射弁の噴孔の形状と噴射される噴霧形状と燃料温度との相関関係に従って、燃料温度が制御される。例えば、噴孔が円筒形状である場合に、要求される噴霧の広がり角が大きい場合には燃料の温度は高温側に制御され、広がり角が小さい場合には燃料の温度は低温側に制御される。その結果、特許文献１によれば、燃料噴射弁から噴射する噴霧形状を、要求される形状に制御できるものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０１９６３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７７８２５号公報
【特許文献３】特開平１０−０５４２４６号公報
【特許文献４】特開２００９−０１３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで燃料噴霧は、過給圧が高くなると広がりやすく、その分気筒内壁面に衝突する燃料量が増加する。従って、高過給域では、気筒内壁面に付着するデポジットが増加し、オイル希釈が増大する傾向がある。
【０００５】
この点、上記特許文献１の技術は、燃料温度の制御により噴霧の広がりを制御するものであるが、噴霧の広がりによる気筒内壁面への燃料付着量増加を抑制するものではない。また、特許文献１の技術においては、燃料の加熱により燃料噴霧の形状制御を行なうため、制御において加熱のためのエネルギーを要する。このような制御のためのエネルギーの増加は、燃費改善の観点からは好ましいものではない。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決することを目的とし、気筒内壁面への燃料付着を抑制することができるよう改良した内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機と、筒内噴射時の、該気筒の内径方向に水平な方向における燃料の広がり角を変更可能な燃料噴射弁と、を有する内燃機関を、制御する制御装置であって、
前記過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記過給圧が高い領域にある場合、前記過給圧が小さい領域にある場合に比べて、前記広がり角が小さくなるように、前記広がり角を制御する噴射制御手段と、
を備える。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を推定する噴射期間推定手段と、
前記噴射制御手段は、前記噴射期間が長い領域にある場合、前記噴射期間が短い領域にある場合に比べて、前記広がり角が更に小さくなるように、前記広がり角を制御する。
【０００９】
第３の発明は、筒内噴射時の、該気筒の内径方向に水平な方向における燃料の広がり角を変更可能な燃料噴射弁、を有する内燃機関を、制御する制御装置であって、
前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を推定する噴射期間推定手段と、
前記噴射期間が長い領域にある場合、前記噴射期間が短い領域にある場合に比べて、前記広がり角が小さくなるように、前記広がり角を制御する噴射制御手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、過給圧が高い領域にある場合に、小さい領域にある場合に比べて、燃料噴射弁から噴射される燃料の、気筒内径方向の広がり角が小さくなるように制御される。これにより、噴射された燃料が広がり易く筒内の燃料付着量が増加しやすい高過給圧の環境下において、筒内噴射時の噴霧形状が縦長になるように制御することができる。これにより過給圧が高い場合にも、気筒内の燃料付着量を小さく抑えることができる。
【００１１】
ところで、通常、吸気弁が開弁している期間に燃料噴射が行なわれると、噴射された燃料は吸気弁表面に引かれるため、実際の燃料の噴射角度は、設計値よりも吸気弁側にずれることとなる。燃料噴霧の噴射角度が吸気弁側に変化すると、燃料の気筒内壁面への到達距離が短くなるため、気筒内壁面に接触する燃料量が増加し、燃料付着量が増加すると考えられる。更に、燃料は、吸気弁の傘表面にガイドされて適正な燃料の空間に到達せず、ＰＭ粒子数が増加することも考えられる。ここで燃料の噴射角度の変化は、吸気弁の開弁期間が長くなる場合に、より大きなものとなると考えられる。
【００１２】
そこで、第２、第３の発明によれば、噴射期間が長い場合、噴射期間が短い場合に比べて、燃料噴射弁から噴射される燃料の気筒内径方向の広がり角が小さくなるように制御される。その結果、噴射期間が長くなる場合に、筒内噴射時の噴霧形状が縦長になるように制御される。これにより噴射された燃料の、吸気弁への接触を低減することができる。また、噴霧形状が縦長に制御されることにより、噴射された燃料が気筒内壁面に到達するまでの距離を長く確保することができる。従って、噴射期間が長く、開弁している吸気弁の干渉による燃料の噴射角の変化が大きい場合でも、気筒内壁に付着する燃料量を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１のシステムの全体構成を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１の燃料噴射弁の構成を説明するための模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１の燃料噴射弁の構成を説明するための模式図である。
【図４】燃料噴射弁から噴射された燃料の気筒内壁面への付着について説明するための図である。
【図５】燃料噴射弁から噴射された燃料の気筒内壁面への付着について説明するための図である。
【図６】燃料噴射弁から噴射された燃料の気筒内壁面への付着について説明するための図である。
【図７】過給圧に対する燃料噴霧の形状の変化について説明するための図である。
【図８】この発明の実施の形態１における過給圧に応じた噴射角の制御について説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態１における過給圧と、横方向の噴射角との関係について説明するための図である。
【図１０】気筒内に噴射された燃料の噴射角度の、吸気弁の干渉による変化を説明するための図である。
【図１１】この発明の実施の形態２における横方向の噴射角について説明するための図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における圧縮行程噴射時の噴射角について説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態３における圧縮行程噴射時の噴射角について説明するための図である。
【図１４】この発明の実施の形態３において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるシステムの全体構成について説明するための模式図である。図１のシステムは車両に搭載される内燃機関２を備えている。内燃機関２は気筒４を備えている。図１では、１の気筒４のみが図示されているが、実際には、内燃機関２は複数の気筒を備えている。気筒４には、点火プラグ６と燃料噴射弁８とが設置されている。燃料噴射弁８は、少なくともその先端が気筒４内に露出するように設置され、制御信号により気筒４内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁である。
【００１６】
各気筒４内には吸気ポート１０及び排気ポート１２が連通している。なお、図１では、各気筒４に連通する１つずつの吸気ポート１０及び排気ポート１２を図示されている。しかしながら、実際には内燃機関２は、気筒４のそれぞれに、２つずつの吸気ポート１０及び排気ポート１２が連通した構成となっている。燃料噴射弁８は、２つの吸気ポート１０の間に配置される。各吸気ポート１０、各排気ポート１２の気筒４との連結部にはそれぞれ、吸気弁１４、排気弁１６が設置されている。
【００１７】
全ての吸気ポート１０は、１つの吸気マニホールド（図示せず）に集合している。吸気ポート１０及び吸気マニホールドを含み、内燃機関２の吸気通路が構成される。吸気通路には、過給機のコンプレッサ１８が設置されている。吸気通路の、コンプレッサ１８下流側（気筒４側）には過給圧センサ２０が取り付けられている。過給圧センサ２０は、吸気通路内の過給圧に応じた出力を発するセンサである。
【００１８】
図１の内燃機関２の制御系には、制御装置２２が備えられる。制御装置２２は、内燃機関２のシステム全体を総合制御する制御装置である。制御装置２２の出力側には燃料噴射弁８のアクチュエータの他、各種アクチュエータが接続され、入力側には、過給圧センサ２０の他、吸気圧センサ、水温センサやクランク角センサ等、各種センサが接続される。制御装置２２は、センサ信号を受けて内燃機関２の運転に必要な種々の情報を検出すると共に、所定の制御プログラムに従って各アクチュエータを操作する。なお、制御装置２２に接続されるアクチュエータやセンサは多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００１９】
図２及び図３は、この発明の実施の形態１の内燃機関２に搭載される燃料噴射弁８について説明するための図である。図２に示されるように、燃料噴射弁８は、中心軸を同じくする、２つのニードル３０、３２を備えている。
【００２０】
ニードル３０は軸方向に細い円柱状であり、その先端はテーパ状に構成されている。ニードル３０の外側を囲むように、ニードル３０と中心軸を同じくする円筒状のニードル３２が配置されている。言い換えると、２つのニードル３０、３２は、軸に垂直な断面（図２の紙面に垂直な断面）からみて、中心軸を中心とする半径方向に、２重に配置されている。ニードル３０、３２は、インジェクタのボディ部８ａ内に、軸方向に変位可能に収納されている。ボディ部８ａのニードル３２の外側の空間は、燃料供給路とされている。
【００２１】
ボディ部８ａの先端には噴孔８ｂが形成されている。噴孔８ｂは、中心軸に直行する面に水平な一面方向（図２の紙面横方向）において幅広な、スリット形状に形成されている。また、ボディ部８ａの噴孔８ｂより先の部分は、この水平な一面（図２の紙面横方向）における断面は、先端部が広がるテーパ形状に形成されている。
【００２２】
この燃料噴射弁８のボディ部８ａ内部には、各ニードル３０、３２を独立してリフトできる駆動手段（電磁石等）が収納され、制御装置２２からの電気信号により、各ニードル３０、３２は、独立して動かされる。
【００２３】
この燃料噴射弁８は、スリット形状の噴孔８ｂの幅広方向（図２の紙面横方向）が、気筒４の内径方向（水平方向）断面上にくるように配置されている。なお、以下の実施の形態において、この気筒４の内径方向を「横方向」と称し、これに直行する方向を「縦方向」と称するものとする。
【００２４】
図２に示されるように、ニードル３０、３２が同時に同じ変位量で上昇（噴孔８ｂを開く側）されると、噴孔８ｂが広く開かれる。このとき噴射される燃料の、噴孔８ｂを頂角とする横方向の広がり角θａは、小さな角度となる。
【００２５】
一方、図３に示されるように、ニードル３０が下降され、ニードル３２が上昇した状態となると、噴孔８ｂ内にニードル３０が挿入される。噴孔８ｂは、スリット状に横方向に広く形成されている。従って、ニードル３０が噴孔８ｂに挿入された状態では、噴孔８ｂの縦方向の空間は極小さくなり、ニードル３０の横方向両側が開口した状態となる。その結果、噴射される燃料の横方向の広がり角θａは、大きな角度となる。この横方向の広がり角θａは、ニードル３２の上昇量と、ニードル３０の下降量との調整により、変化させることができる。
【００２６】
なお、噴孔８ｂは縦方向に狭く形成されており、ニードル３０が下降による縦方向の空間の変化は小さなものとなる。従ってニードル３０、３２の下降、上昇量の制御では、縦方向の広がり角θｃの変化はごく小さなものであり、横方向θａの広がり角のみが変化する。
【００２７】
この実施の形態１において、制御装置２２が実行する制御には、燃料噴射弁８からの燃料噴射量の制御と共に、燃料噴射時における横方向の広がり角θａの制御が含まれている。制御装置２２は、燃料噴射弁８の２つのニードル３０、３２の上昇量、下降量を制御することで、横方向の広がり角θａを制御する。
【００２８】
図４〜図６は、燃料噴射弁８から噴射された燃料の気筒４内壁面への付着について説明するための図である。図４は、気筒４の排気弁１６付近における縦方向の断面を表し、図５は、気筒４の、噴孔８ｂを通る横方向の断面を表し、図６は、気筒４の、噴孔８ｂを通る、縦方向の断面を表している。
【００２９】
図４に示されるように、燃料（Ａ）は、気筒４内の特に排気弁１６側の壁面（Ｂ）に付着しやすい。このように排気弁１６側の、噴射領域に対して両端の壁面（Ｂ）における付着量が多くなりやすいのは、図５に示されるように、燃料（Ａ）が燃料噴射弁８の設置位置と対向する側に向けて噴射され、排気弁１６側の壁面（Ｂ）において、特に燃料（Ａ）の飛行距離が短くなるためである。
【００３０】
また燃料噴射弁８の噴孔８ｂに対向する位置の付着量が少ないのは、図６に示されるように、燃料（Ａ）の噴霧軌道が、吸気により気筒４内に発生する気流によって、燃料噴射弁８の対角側で曲がりやすい傾向にあるためである。
【００３１】
図７は、過給圧に対する燃料噴霧の形状の変化について説明するための図である。図７は、気筒４の、噴孔８ｂを通る縦方向の断面を表している。気筒４内の燃料の、特に縦方向の拡散は過給圧によって変化する。具体的に、過給圧が小さい場合、図７（ａ）のように燃料噴霧の縦方向の広がり角θｃは小さくなる。一方、過給圧が大きくなると、図７（ｂ）に示されるように、縦方向の広がり角θｃは大きくなる。このため過給圧が小さい場合ほど、気筒４内壁面への燃料付着量が小さくなり、過給圧が大きい場合ほど壁面への燃料付着量は大きくなるものと推測される。
【００３２】
そこで本実施の形態１において、制御装置２２は、過給圧に応じて燃料の横方向の広がり角θａを変化させる。図８は、本実施の形態１の制御における、過給圧と燃料の横方向の広がり角との関係を説明するための図である。
【００３３】
図８（ａ）に示されるように、過給圧が低く、噴射された燃料の縦方向の広がり角θｃが小さくなる状態においては、横方向の広がり角θａが通常通りの広い角度になるように制御された状態で燃料が噴射される。一方、図８（ｂ）に示されるように、過給圧が高く、縦方向の拡散量が大きくなると予想される環境下では、噴霧密度を増加させずに噴射断面を縦長から横長へ変化させるべく、横方向の広がり角θａが小さくなるように制御された状態で、燃料が噴射される。これにより、過給圧が高く燃料が拡散しやすい運転状態においても、気筒４内壁面への燃料付着量を低減することができる。
【００３４】
図９は、この発明の実施の形態１における、過給圧と筒内噴射時の横方向の広がり角θａとの関係について説明するための図である。図９において、横軸は過給圧、縦軸は横方向の広がり角θａを表している。図９に示されるように、この実施の形態９では、過給圧に比例して、横方向の広がり角θａが小さくなるように制御される。
【００３５】
このような過給圧と横方向の広がり角θａとの最適な関係は、予め実験等により求められる。これに基づき、過給圧に応じた、燃料噴射弁８の横方向の広がり角θａ、即ち、この実施の形態１においては、ニードル３０と３２とのそれぞれの操作量（下降又は上昇量）が設定される。制御装置２２には、過給圧とニードル３０、３２の操作量との関係が記憶される。実際の制御においては、検出された過給圧に応じて、ニードル３０、３２の操作量が決定され、これにより横方向の広がり角θａが制御されることとなる。
【００３６】
制御装置２２が実行する具体的な制御では、まず過給圧センサ２０の出力が読み込まれて過給圧が求められる。その後、制御装置２２に記憶された過給圧とニードル３０、３２の操作量との関係に基づき、過給圧に応じたニードル３０、３２の操作量が設定される。これに応じて、制御装置２２から制御信号が発せられ、ニードル３０、３２が、上昇又は下降される。これにより、最適な横方向の広がり角θａで、気筒４内に燃料が噴射される。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態１のシステムでは、過給圧に応じて燃料の横方向の広がり角θａが制御される。これにより気筒４内への燃料付着を抑制することができ、より精度の高い空燃比制御を実現することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、燃料噴射弁８が２つのニードル３０、３２を備える場合について説明した。しかし、この発明において用いられる燃料噴射弁は、このような構成の燃料噴射弁に限るものではない。燃料噴射弁は、複数段階、あるいは無段階に横方向の広がり角θａを操作できるものであれば、他の構成であってもよい。これについては、以下の実施の形態においても同様である。
【００３９】
また、本実施の形態１では、過給圧が高くなるにつれて、比例的に横方向の広がり角θａが高くなるように設定される場合について説明した。しかし、この発明において、横方向の広がり角θａの制御はこれに限るものではない。例えば、過給圧を少なくとも２以上の複数の領域に区分し、より高い過給圧の領域で横方向の広がり角θａがより小さくなるようにして、領域ごとに一定の横方向の広がり角θａ（あるいはニードル３０、３２の操作量）を定めて、これに応じて制御するものでもよい。これについては、以下の実施の形態においても同様である。
【００４０】
また、本実施の形態１では、過給圧に応じて横方向の広がり角θａを制御する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。例えば、過給機を有さない内燃機関の場合にも適用し、吸気圧に応じて横方向の広がり角θａを制御するものであってもよい。具体的には、吸気圧を検出し、吸気圧が大きい場合に、横方向の広がり角θａが小さくなるように制御する。これにより、燃料が拡散しやすく、燃料付着量が増加しやすい運転状態において、気筒４壁面への燃料付着を抑制することができる。
【００４１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。図１０は、気筒４内に噴射された燃料の噴射角度の変化を表している。なお、ここで燃料の噴射角度とは、気筒４に対し、噴射された燃料の中心部が向う角度であり、即ち、噴射方向を表す角度である。
【００４２】
ところで、図１０に示されるように、燃料噴射弁８からの実際の噴射角度（以下「実噴射角度」とする）は、吸気弁１４の傘表面付近に生じる負圧に引かれ、設計値よりも吸気弁１４側に近いものとなる。この角度の変化により、噴射された燃料と吸気弁１４との干渉が増大する。また、その結果、噴射された燃料が到達する気筒４内壁面と、燃料噴射弁８の噴孔８ｂとの最短の距離が短くなり、壁面への燃料の付着量が増大することとなる。
【００４３】
ここで実噴射角度の設計値に対するずれは、燃料の噴射期間が増加し、吸気弁１４の開弁時間と、噴射期間とのオーバーラップ時間が長くなるに従って大きなものなると考えられる。このため、燃料の噴射期間が長くなる運転条件下では、燃料付着量が通常よりも増大することが予測される。
【００４４】
そこで、本実施の形態２の制御では、燃料の噴射期間が増大する領域において、横方向の広がり角θａが小さくなるような制御を加える。図１１は、本実施の形態２における横方向の広がり角θａの制御について説明するための図である。図１１に示されるように、横方向の広がり角θａが小さくされることにより、噴射される燃料と吸気弁１４との接触面積を減少させることができ、所望の方向に燃料を噴射することができる。同時に、噴孔８ｂから燃料が到達する気筒４壁面への距離を長くすることができ、燃料の壁面付着を抑制することができる。
【００４５】
具体的な制御では、本実施の形態２においては、負荷が基準値より高くなる高負荷領域を噴射期間が長くなる領域として設定する。更に、高負荷領域にある場合には、負荷が高くなるにつれて横方向の広がり角θａが小さくなるように制御する。
【００４６】
なお、噴射期間が増大する高負荷領域において、吸気弁１４と燃料との干渉や、気筒４壁面への燃料付着量を小さくするような、最適な負荷と横方向の広がり角θａとの関係は、予め実験等により求められる。これに基づき、負荷に応じた、燃料噴射弁８の広がり角θａ、即ち、本実施の形態２においてはニードル３０と３２とのそれぞれの操作量（下降又は上昇量）が求められる。制御装置２２には、このように求められた負荷とニードル３０、３２の操作量との関係が記憶される。
【００４７】
制御装置２２が実行する実際の制御においては、まず負荷を検出し、検出された負荷に応じて、ニードル３０、３２の操作量が決定され、これにより横方向の広がり角θａが制御されることとなる。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態２のシステムにおいては、噴射期間が長くなる負荷領域において、燃料の横方向の広がり角θａが小さくなるように制御される。これにより吸気弁１４と燃料との干渉を抑えることができるとともに、気筒４内への燃料付着を抑制する事ができる。
【００４９】
なお、実施の形態２では、噴射期間が増大する領域を、負荷が基準値より大きくなる高負荷領域に定め、さらにこの領域において、負荷に応じて横方向の広がり角θａを制御する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、噴射期間が増大する運転状態を他のパラメータにより判別するものであってもよい。
【００５０】
具体的には、例えば、過給圧が高い場合にも、噴射期間が長くなるものと予想される。従って、過給圧が基準値より高い領域を噴射期間が増大する領域とし、この領域において過給圧に応じて、横方向の広がり角θａを制御するものであってもよい。この場合、本実施の形態１の制御と組み合せ、例えば、噴射期間が増大する高過給圧の領域においては、実施の形態１で過給圧に応じて設定される横方向の広がり角θａよりも、更に小さな広がり角となるように補正するものであってもよい。
【００５１】
あるいは、直接、噴射期間を算出し、噴射期間が長い領域において、噴射期間が短い領域に比べて、横方向の広がり角θａが小さくなるように制御するものであってもよい。更に、噴射期間と吸気弁１４の開弁期間とが重なる期間のみを算出し、重なる期間が長い場合ほど、横方向の広がり角θａが小さくなるように制御することもできる。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態３では、点火時期遅角による混合気分布の安定化のための制御が実行される。図１２、１３は、この発明の実施の形態３における圧縮行程噴射時の横方向の広がり角の制御について説明するための図である。
【００５３】
図１２、１３に示されるように、圧縮行程噴射では、筒内圧が上昇するため燃料噴霧の縦方向の広がり角θｃが大きくなる。従って、圧縮行程噴射が行なわれる領域では、横方向の広がり角θａが小さくなるように設定され、制御される。
【００５４】
図１４は、この発明の実施の形態３における噴射時期と広がり角度との関係について説明するための図である。図１４において横軸は、圧縮行程終了点となるＴＤＣ（上死点）からの、進角量をクランク角で表した噴射時期（ＢＴＤＣ）、縦軸は、横方向の広がり角θａを表している。
【００５５】
図１４に示されるように、圧縮行程噴射において噴射時期がＴＤＣに近い遅角側とされる領域においては、横方向の広がり角θａは、噴射時期に比例的に小さくなるように設定される。このような、圧縮行程噴射における噴射時期と横方向の広がり角θａとの最適な関係は、予め実験等により求められる。これに基づき、噴射時期に応じた、燃料噴射弁８の広がり角、即ち、実施の形態３においては、ニードル３０と３２とのそれぞれの操作量（下降又は上昇量）が求められる。制御装置２２には、このように求められた噴射時期とニードル３０、３２の操作量との関係が記憶される。
【００５６】
制御装置２２が実行する実際の制御においては、検出された噴射時期に応じて、ニードル３０、３２の操作量が決定され、これにより横方向の広がり角θａが制御されることとなる。
【００５７】
図１４は、この発明の実施の形態３において制御装置２２が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１４のルーチンにおいて、内燃機関２の始動が確認されると、まず、現在の水温が検出される（Ｓ２）。水温は、内燃機関２に設置された水温センサ（図示せず）の出力に応じて検出される。
【００５８】
次に検出された水温が、基準温度より高いか否かが判別される（Ｓ４）。ステップＳ４において、検出された水温＞基準温度の成立が認められた場合、内燃機関２は暖機されており圧縮行程噴射が行なわれないため、本実施の形態３の横方向の広がり角θａの制御は行なわれず（Ｓ６）、従来通りの燃料噴射が実行される。
【００５９】
一方、ステップＳ４において、水温＞基準温度の成立が認められない場合、内燃機関２の昇温促進が求められる状態にあり、圧縮行程噴射が実行される環境となっている。従って、この場合には、現在の燃料噴射時期に応じて、横方向の広がり角θａが設定される（Ｓ８）。ここでは、予め制御装置２２に記憶された噴射時期と横方向の広がり角θａとの関係に基づいて、現在の噴射時期に応じた広がり角θａが求められる。その後、この広がり角θａに応じて、燃料噴射が実行される。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態３の制御によれば、圧縮行程噴射による燃焼が拡散しやすい状態において、横方向の広がり角θａを小さく制御することで、燃料の噴霧形状を縦方向に長い形状とすることができる。これにより噴霧の巻き上がり時の拡散量を抑えることができ、燃料の気筒４内への付着も抑制することができる。
【００６１】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００６２】
２  内燃機関
４  気筒
６  点火プラグ
８  燃料噴射弁
８ａ  ボディ部
８ｂ  噴孔
１０  吸気ポート
１２  排気ポート
１４  吸気弁
１６  排気弁
１８  コンプレッサ
２０  過給圧センサ
２２  制御装置
３０、３２  ニードル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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