(57)【要約】【課題】燃料噴射弁のニードル部を中間リフトさせる燃料噴射システムにおいて、ニードル部のリフト量にかかわらず燃料噴孔から射出される燃料の実燃圧を好適に維持する。【解決手段】内燃機関の燃料噴射システムであって、噴射弁本体の内部におけるニードル部のリフト位置を、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴孔が全開状態となる全開位置、又は該燃料噴孔が全閉状態となる全閉位置と該全開位置との間の任意の中間位置となるように制御するリフト制御手段と、リフト制御手段によりニードル部が中間位置に制御される中間リフト噴射が行われるとき、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、該リフト制御手段により該ニードル部が全開位置に制御されるフルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正する燃圧補正手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴孔を介して内燃機関の燃料を噴射する噴射弁本体と、前記噴射弁本体の内部をその軸方向にリフト可能に配置され、前記燃料噴孔の開閉を行うニードル部と、を有する燃料噴射弁による、内燃機関の燃料噴射システムであって、
前記噴射弁本体の内部における前記ニードル部のリフト位置を、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴孔が全開状態となる全開位置、又は該燃料噴孔が全閉状態となる全閉位置と該全開位置との間の任意の中間位置となるように制御するリフト制御手段と、
前記リフト制御手段により前記ニードル部が前記中間位置に制御される中間リフト噴射が行われるとき、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、該リフト制御手段により該ニードル部が前記全開位置に制御されるフルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正する燃圧補正手段と、
を備える、内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項２】
前記燃圧補正手段は、前記リフト制御手段により前記中間リフト噴射が行われるときに前記ニードル部のリフト量が所定のリフト量より小さい場合、前記燃料圧力を、前記フルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正する、
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記燃圧補正手段は、前記リフト制御手段により前記中間リフト噴射が行われるとき、前記ニードル部のリフト量が小さくなるに従い、前記燃料圧力を連続的に高くなるよう補正する、
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に複数の燃料噴射弁が設けられている場合、その燃料噴射弁の固体差により噴射特性がばらつくことで、内燃機関での好適な燃焼に少なからず影響を及ぼす可能性がある。そこで、特に燃料噴射弁ごとの噴射遅れ時間を踏まえて、燃料噴射弁を構成するニードル弁の駆動電流を制御し、そのリフト量やリフト速度を調整することで、好適な燃料噴射を図ろうとする技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、内燃機関の燃料噴射装置に関し、一般にはコモンレール等から燃料噴射弁へ加圧された燃料が供給されているが、このコモンレール内の燃圧が高くなってしまっている場合、そうでない場合と同じように燃料噴射弁を開弁すると過剰の燃料が噴射され、燃焼騒音等の問題が生じ得る。そこで、このような場合に燃料噴射弁におけるニードル弁のリフト量を小さくすることで、過剰な燃料噴射の抑制を図る技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３８６３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０８０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料噴射弁の構成としては、燃料噴孔の近くのシート部に対して接触、離間をして当該噴孔の開閉を行うニードル部が、燃料噴射弁本体の内部でリフトすることで燃料の噴射が実行される構成が、一般には採用されている。ここで、ニードル部が燃料噴孔を全閉状態とする全閉位置と全開状態とする全開位置との間の任意の中間位置に、そのリフト位置が制御されることで、全開状態にあるときの燃料噴射とは異なった燃料噴射を実現することができる。例えば、ニードル弁を中間位置にリフトすることで、最小噴射量の改善を図ることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、ニードル部が中間位置にリフトされた場合（以下、「中間リフト」という）、全開位置にリフトされた場合（以下、「フルリフト」という）と比べて、ニードル部とシート部との離間距離が小さくなるため、燃料噴射弁内部での圧力損失が大きくなり、実際に噴射される燃料の圧力（実燃圧）が低下しやすくなる。一般に、燃料噴射弁に設けられた燃料噴孔は、想定する圧力が燃料に掛かっているときに好適に該噴孔から射出されるよう設計されているため、このように燃料の実燃圧が低下してしまうと、気筒内での燃料噴霧形成が好適に行われない可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁のニードル部を中間リフトさせる燃料噴射システムにおいて、ニードル部のリフト量にかかわらず燃料噴孔から射出される燃料の実燃圧を好適に維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明において、上記課題を解決するために、燃料噴射弁において中間リフトが行われ
る際、該燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を高圧側に補正する構成を採用することとした。この構成により、中間リフトに起因する圧力損失分を補い、燃料噴孔から射出される燃料の実燃圧が低下するのを可及的に抑制することが可能となる。
【０００９】
そこで、詳細には、本発明は、燃料噴孔を介して内燃機関の燃料を噴射する噴射弁本体と、前記噴射弁本体の内部をその軸方向にリフト可能に配置され、前記燃料噴孔の開閉を行うニードル部と、を有する燃料噴射弁による、内燃機関の燃料噴射システムである。そして、当該燃料噴射システムは、前記噴射弁本体の内部における前記ニードル部のリフト位置を、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴孔が全開状態となる全開位置、又は該燃料噴孔が全閉状態となる全閉位置と該全開位置との間の任意の中間位置となるように制御するリフト制御手段と、前記リフト制御手段により前記ニードル部が前記中間位置に制御される中間リフト噴射が行われるとき、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、該リフト制御手段により該ニードル部が前記全開位置に制御されるフルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正する燃圧補正手段と、を備えるように構成される。
【００１０】
本発明に係る燃料噴射システムでは、リフト制御手段によってニードル部のリフト位置が制御される。例えば、比較的多量の燃料噴射量を噴射する必要がある場合には、ニードル部を全開位置までリフトするとともにその状態を必要噴射量に応じた時間だけ保持することがリフト制御手段によって行われる。一方で、燃料噴射量を少なくする必要がある場合には、リフト制御手段が、その必要噴射量に応じてニードル部が到達すべき所定の中間位置まで該ニードル部を制御する。また、気筒内への燃料噴射率を小さくするような場合にも、リフト制御手段によるニードル部の中間リフト位置へのリフト位置制御が行われる。このように、リフト制御手段は、内燃機関の運転状態、すなわち気筒内に必要とされる燃料の噴射形態に応じて、ニードル部のリフト位置を制御する。なお、本発明におけるニードル部に関する中間位置とは、全閉位置と全開位置との間の特定の位置を示すものではなく、内燃機関の運転状態に応じて必要とされる燃料噴射の形態の実現のために採るべき位置であって、その位置は、当該燃料噴射の形態に応じて適宜変更されてもよい。
【００１１】
このようにリフト制御手段によるニードル部のリフト位置の制御が行われることで、本発明に係る燃料噴射システムでは、内燃機関の運転状態に応じた適切な燃料噴射の形態を実現することが可能となる。しかしながら、リフト制御手段によってニードル部が中間位置に位置制御された場合（中間リフト時）、ニードル部の先端と燃料噴孔近傍（シート部）との間の空間が、ニードル部が全開位置に位置制御された場合（フルリフト時）と比べて狭くなる。そのため、中間リフト時では、燃料噴射弁の内部での圧力損失が大きくなり、燃料噴孔から射出される燃料の実燃圧が低下し、所望の燃料噴射が困難となる可能性が高くなる。
【００１２】
そこで、本発明に係る燃料噴射システムでは、中間リフト噴射が行われるときには、燃圧補正手段により、燃料圧力が、フルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正される。一般の内燃機関では、燃料噴射弁は、デリバリパイプやコモンレールなどの畜圧室に貯められた加圧燃料が順次供給されるように構成されるため、当該燃圧補正手段は、この畜圧室内の圧力を高圧側に補正するようにしてもよい。更には、中間リフト噴射が行われた後にフルリフト噴射が再び行われる場合には、フルリフト噴射に適合させるべく、燃圧補正手段は、燃料圧力を低圧側に補正すればよい。
【００１３】
このように、ニードル部のリフト量に応じて、換言すれば、中間リフトが行われる場合とフルリフトが行われる場合とで、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を補正することで、最終的に燃料噴孔から噴射される燃料の実燃圧を好適な状態に維持することが可能となる。これにより、中間リフト噴射時においても、気筒内に好適な燃料噴霧を形成することができる。
【００１４】
ここで、上記内燃機関の燃料噴射システムにおいて、前記燃圧補正手段は、前記リフト制御手段により前記中間リフト噴射が行われるときに前記ニードル部のリフト量が所定のリフト量より小さい場合、前記燃料圧力を、前記フルリフト噴射が行われる場合と比べて高圧側に補正するようにしてもよい。
【００１５】
燃料噴射弁において中間リフトが行われる場合、特に、ニードル部のリフト量が所定のリフト量より小さい場合に、そこでの圧力損失が顕著になるときがある。そこで、中間リフトに係るリフト量が当該所定のリフト量より小さい場合に、燃圧補正手段による燃料圧力の補正を行うようにすることで、効率的な実燃圧の維持が可能となる。
【００１６】
また、上記内燃機関の燃料噴射システムにおいて、前記燃圧補正手段は、前記リフト制御手段により前記中間リフト噴射が行われるとき、前記ニードル部のリフト量が小さくなるに従い、前記燃料圧力を連続的に高くなるよう補正するようにしてもよい。このように燃料圧力を連続的に補正することで、燃料噴射弁における実燃圧が急変するのを回避しやすくなる。なお、当該連続的な補正について、リフト量に対する燃料圧力の変化率は必ずしも一定である必要はない。燃料噴射弁内の構造によってニードル部のリフト量と、内部での圧力損失の変化は必ずしも線形関係にあるとは限らないため、両者の関係に応じて、リフト量に対する燃料圧力の連続的な変化率を適宜設定すればよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、燃料噴射弁のニードル部を中間リフトさせる燃料噴射システムにおいて、ニードル部のリフト量にかかわらず燃料噴孔から射出される燃料の実燃圧を好適に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の燃料噴射システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す燃料噴射システムで用いられる燃料噴射弁の構成を示す図である。
【図３】図１に示す燃料噴射弁への燃料供給に関連する構造を概略的に示す図である。
【図４】燃料噴射弁においてニードル弁がフルリフトした場合と中間リフトした場合のニードル弁のリフト量を比較した図である。
【図５】図１に示す燃料噴射システムにおいて実行される燃料噴射制御の第一のフローチャートである。
【図６Ａ】図５に示す燃料噴射制御が行われるときの、実燃圧、制御燃圧、燃料噴射弁内部での圧力損失のそれぞれと、ニードル弁のリフト量との相関を示す第一の図である。
【図６Ｂ】図５に示す燃料噴射制御が行われるときの、実燃圧、制御燃圧、燃料噴射弁内部での圧力損失のそれぞれと、ニードル弁のリフト量との相関を示す第二の図である。
【図７】図１に示す燃料噴射システムにおいて実行される燃料噴射制御の第二のフローチャートである。
【図８】図１に示す燃料噴射システムにおいて実行される燃料噴射制御の第三のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の
技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムの実施例について、本願明細書に添付された図に基づいて説明する。図１は、本実施例に係る燃料噴射システム１の概略構成であり、特に燃料噴射弁７の近傍に着目した縦断面の概略構成を示す図である。燃料噴射システム１が搭載される内燃機関は車両駆動用の筒内噴射型の火花点火式内燃機関である。当該内燃機関において、気筒８には吸気ポート２および排気ポート３がつながれている。吸気ポート２は吸気弁３の開閉を通して吸気を気筒８内に送り込み、排気ポート３は排気弁５の開閉を通して燃焼ガス等を排気として内燃機関の排気系へ送り出す。気筒８内にはピストン９が配され、ピストン９に対向する気筒８の頂部には点火プラグ６が、気筒内の混合気に点火可能となるように配されている。また、内燃機関では、燃料噴射弁７が吸気ポート２の下側（すなわち、吸気ポート２が設けられるシリンダヘッドにおいて、よりシリンダブロック側に近い側）に設けられている。そして、燃料噴射弁７の噴射方向は、概略的には気筒８の内部において斜め下方向に設定されている。
【００２１】
ここで、燃料噴射弁７の詳細な構成について、図２に基づいて説明する。図２は燃料噴射弁７の概略断面図である。燃料噴射弁７はソレノイド駆動方式の燃料噴射弁であり、そのボディ７８内に燃料が流れる通路７１が形成されており、その通路７１には導入口７７を介して図１に示すデリバリパイプ１０から燃料が供給され、供給された燃料は後述するニードル弁７３の動作に伴って燃料噴孔７６から噴射される。なお、この導入口７７には、燃料に含まれる微小の異物を除去するためのフィルタが設置されている。
【００２２】
また、燃料噴射弁７において通路７１の内部にはプランジャ７２が摺動自在に設けられている。プランジャ７２の先端には、ニードル弁７３が形成されており、通常はコイルスプリング７４でニードル弁７３が燃料噴孔７６を閉じる方向に付勢されている（図２中の下方への付勢）。また、プランジャ７２を囲むように環状のソレノイドコイル７５がボディ７８内に設けられており、このソレノイドコイル７５が励磁されると、プランジャ７２に対して吸引力が働き、コイルスプリング７４の付勢力に抗してプランジャ７２を上昇させることが可能となる。したがって、燃料噴射弁７においては、ソレノイドコイル７５への供給電流量を調整することでプランジャ７２に作用する吸引力が制御され、当該吸引力とコイルスプリング７４による付勢力とのバランスによって、ニードル弁７３による燃料噴孔７６の開閉が制御されることになる。なお、ニードル弁７３のリフト位置制御については、後述する。
【００２３】
ここで図１に戻ると、燃料噴射システム１には、電子制御装置であるＥＣＵ３０が搭載されており、燃料噴射システム１およびそれを搭載する内燃機関における各種の制御が実行される。また、当該内燃機関には、アクセル開度センサ３１がＥＣＵ３０と電気的に接続されており、ＥＣＵ３０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ３２がＥＣＵ３０と電気的に接続されており、ＥＣＵ３０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度等を算出する。
【００２４】
更に、ＥＣＵ３０は、デリバリパイプ１０に設けられた燃圧センサ３３にも電気的に接続されている。ここで、図３に基づいて、デリバリパイプ１０を含む、燃料噴射弁７への燃料供給に関連する構造について説明する。デリバリパイプ１０には、燃料タンク１３に貯留されている燃料が、低圧燃料ポンプ１１と、高圧燃料ポンプ１２によって圧送される構成となっている。低圧燃料ポンプ１１は、電動式燃料ポンプ（タービン式ポンプ）であり、燃料タンク１３に貯留されている燃料を汲み上げるためのポンプである。低圧燃料ポンプ１１から吐出された燃料は、低圧燃料通路１４によって高圧燃料ポンプ１２の吸入口
へ導かれるようになっている。
【００２５】
高圧燃料ポンプ１２は、低圧燃料ポンプ１１から吐出された燃料を昇圧（加圧）するためのポンプである。高圧燃料ポンプ１２は、内燃機関の動力（たとえば、カムシャフトの回転力）により駆動される往復式のポンプ（プランジャー式ポンプ）である。高圧燃料ポンプ１２の吸入口には、該吸入口の導通と閉塞とを切り換える吸入弁１２ａが設けられている。吸入弁１２ａは、電磁駆動式の弁機構であり、プランジャの位置に対する開閉タイミングを変更することによって高圧燃料ポンプ１２の吐出量を変更する。また、高圧燃料ポンプ１２の吐出口には、高圧燃料通路１５の基端が接続されている。高圧燃料通路１５の終端は、デリバリパイプ１０に接続されている。
【００２６】
ここで、図３に示すデリバリパイプ１０には、４つの燃料噴射弁７が接続されており、高圧燃料ポンプ１２からデリバリパイプ１０へ圧送された高圧の燃料が各燃料噴射弁７へ分配されるようになっており、燃料噴射弁７は、内燃機関の気筒８内へ直接燃料を噴射する。したがって、図１は、そのうちの１つの燃料噴射弁７を中心に燃料噴射システム１を模式的に示すものである。なお、デリバリパイプ１０に接続される燃料噴射弁７の個数は、具体的な内燃機関に構成に応じて適宜変更される。
【００２７】
また、上記した低圧燃料通路１４の途中には、分岐通路１６の基端が接続されている。分岐通路１６の終端は、燃料タンク１３に接続されている。分岐通路１６の途中には、プレッシャーレギュレータ１７が設けられている。プレッシャーレギュレータ１７は、低圧燃料通路１４内の圧力（燃料圧力）が所定値を超えたときに開弁することにより、低圧燃料通路１４内の余剰の燃料が分岐通路１６を介して燃料タンク１３へ戻るように構成される。更に、上記した高圧燃料通路１５の途中には、チェック弁１８が配置されている。チェック弁１８は、高圧燃料ポンプ１２の吐出口からデリバリパイプ１０へ向かう流れを許容し、デリバリパイプ１０から高圧燃料ポンプ１２の吐出口への逆流を規制するワンウェイバルブである。
【００２８】
また、デリバリパイプ１０には、該デリバリパイプ１０内の余剰の燃料を燃料タンク１３へ戻すためのリターン通路１９が接続されている。リターン通路１９の途中には、該リターン通路１９の導通と遮断とを切り換えるリリーフ弁２０弁が配置されている。リリーフ弁２０は、電動式または電磁駆動式の弁機構であり、デリバリパイプ１０内の燃料圧力が目標値を超えたときに開弁される。そして、リターン通路１９の途中には、連通路２１の終端が接続され、この連通路２１の基端は、高圧燃料ポンプ１２に接続されている。この連通路２１は、高圧燃料ポンプ１２から排出される余剰燃料をリターン通路１９へ導くための通路である。
【００２９】
このように構成される燃料噴射弁７への燃料供給系において、ＥＣＵ３０が吸入弁１２ａの開閉タイミングを変更することによって高圧燃料ポンプ１２の吐出量を変更し、最終的には、デリバリパイプ１０内の燃料圧力を調整することが可能となる。また、ＥＣＵ３０は、燃圧センサ３３に電気的に接続されることでデリバリパイプ１０内の燃料圧力（制御燃圧）を検出可能であり、その検出結果を踏まえて、上記吸入弁１２ａの開閉タイミングが制御される。なお、ＥＣＵ３０には、上記以外の、内燃機関に設けられている各種センサ等にも電気的に接続されており、燃料噴射弁７からの燃料噴射量や燃料噴射時期等の制御、その他のＥＣＵ３０における各種の制御に供される。
【００３０】
ここで、図１に示す内燃機関の燃料噴射システム１では、ＥＣＵ３０からの指令に従い、内燃機関の運転状態（機関負荷、機関回転速度等）に応じた燃料噴射弁７からの燃料噴射が制御される。ここで、燃料噴射弁７において燃料噴孔７６の開閉を直接制御しているのはニードル弁７３である。このニードル弁７３が燃料噴孔７６を開くように上方にリフ
トし、再び下降して燃料噴孔７６を塞ぐことで、燃料噴射弁７による一回の燃料噴射が実現されることになる。仮にニードル弁７３のリフト量が一定であると、燃料噴射弁７による一回当たりの最小の燃料噴射量は、ニードル弁７３が燃料噴孔７６を塞いでいる全閉位置から燃料噴孔７６を全開とする全開位置（すなわち、最上昇位置）を、該全開位置に停止することなく一往復したときの噴射量となる。したがって、このようにニードル弁７３のリフト量が一定となってしまうと、当該最小の燃料噴射量よりも少ない燃料を噴射することが実質的に困難となる。そこで、本発明に係る燃料噴射システム１では、内燃機関の機関負荷に的確に応じた量の燃料噴射を実現できるように、ニードル弁７３のリフト量を可変とする制御、すなわち、燃料噴射時のニードル弁７３のリフト位置（全閉位置から上昇して到達する位置）を、全閉位置と全開位置の間の任意の中間位置とすることを可能とする制御が行われる。本明細書では、ニードル弁７３を全閉位置から全開位置へリフトさせるケースを「フルリフト」と称し、全閉位置から上記の中間位置までリフトさせるケースを「中間リフト」と称し、各リフトによる燃料噴射を、それぞれ「フルリフト噴射」、「中間リフト噴射」と称する。
【００３１】
なお、ニードル弁７３の中間リフトは、ソレノイドコイル７５に供給する駆動電流を調整することで実行される。たとえば、中間リフトの実行時には、ニードル弁７３がコイルスプリング７４を圧縮するために必要な押圧力および通路７１内でプランジャ７２に作用する摩擦力等を考慮して、フルリフト時のソレノイドコイル７５への供給電流を調整しソレノイドコイル７５に供給すればよい。
【００３２】
このように燃料噴射弁７においてはニードル弁７３の中間リフトを実行することで、内燃機関の運転状態に応じた適切な量の燃料噴射が実現できる。しかしながら、図４に示すように、中間リフト時のニードル弁７３のリフト量Ｌ１は、フルリフト時のリフト量Ｌｆよりも小さいため、ニードル弁７３の先端部とシート部７３ａとの間の離間距離も、中間リフト時の方が小さくなる。そのため、燃料噴孔７６の直上流での燃料の流れにおいて、中間リフト時の方がフルリフト時と比べて燃料の流れに対する抵抗（圧力損失）が大きくなり、その結果、燃料噴孔７６から射出される燃料の実際の圧力（実燃圧）が小さくなってしまう。一般に、燃料噴孔７６の形状やその配置は、想定する実燃圧が掛かった燃料が効率的に噴射されるように設計されているため、中間リフト時において実燃圧が低下してしまうと、燃料噴孔７６からの燃料噴射が想定通りに行われない可能性が高くなる。
【００３３】
このように中間リフト時に想定通りの燃料噴射が行われにくくなると、気筒８内に好適な燃料噴霧を形成しにくくなり、以て、燃焼効率の低下やエミッションの悪化を引き起こしかねない。そこで、中間リフトによる燃料噴射が可能な燃料噴射弁７を有する燃料噴射システム１において、中間リフト時の燃料噴射も好適に行い得る燃料噴射制御について、図５に基づいて説明する。当該燃料噴射制御は、ＥＣＵ３０によって実行されるものである。
【００３４】
先ず、Ｓ１０１では、内燃機関の運転状態（機関回転速度や機関負荷、機関温度等）に応じて、燃料噴射弁７からの燃料噴射に関する条件が決定される。例えば、ＥＣＵ３０は、燃料噴射量と、内燃機関の運転状態とが関連付けられた制御マップを有しており、当該マップにアクセスすることで、燃料噴射量の決定が行われる。当該燃料噴射量の決定の一例として、機関負荷、機関回転速度が高くなると燃料噴射量が大きくなるように設定され、また、機関始動時等の機関温度が低い場合には、速やかに暖機を行う必要があるため、機関温度が高い場合と比べて燃料噴射量の値が大きくなるように設定される。そして、その決定された量の燃料を燃料噴射弁７から噴射するのに必要な開弁時間が、燃圧センサ３３から取得される制御燃圧に基づいて算出される。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００３５】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で決定された燃料噴射条件や燃圧センサ３３から取得される制御燃圧に基づいて、燃料噴射弁７で行われる燃料噴射が中間リフト噴射であるか否かが判定される。制御燃圧と燃料噴射弁７の開弁時間との関係から、ニードル弁７３を全開位置までリフトさせているか否かを判定することが可能である。そこで、Ｓ１０２で肯定判定されるとＳ１０３へ進み、否定判定されるとＳ１０５へ進む。
【００３６】
Ｓ１０３では、中間リフト噴射が行われる燃料噴射弁７において、ニードル弁７３のリフト量Ｌ１が、所定のリフト量Ｌ０より小さいか否かが判定される。この所定のリフト量Ｌ０は、燃料噴射弁７においてニードル弁７３のリフト量がある程度小さくなると、その内部での圧力損失が顕著となることを踏まえて設定される閾値である。すなわち、図６Ａの三段目に示すように、燃料噴射弁７においては、中間リフト噴射が行われる場合であっても、そのリフト量が比較的大きい場合は、圧力損失は発生するもののその大きさは微小であるが、リフト量がＬ０を下回ると圧力損失が急に大きくなる。そこで、このＬ０を所定のリフト量に設定し、リフト量が所定のリフト量Ｌ０を下回って燃料噴射弁７内での圧力損失が顕著となる場合に、後述する制御燃圧の補正が行われるように、Ｓ１０３の判定処理が行われる。
【００３７】
そして、Ｓ１０３で肯定判定されＳ１０４へ進むと、そこで、デリバリパイプ１０内の制御燃圧を高圧側に補正する処理が行われる。具体的には、ＥＣＵ３０からの指示に従い吸入弁１２ａを介して高圧燃料ポンプ１２に供給される燃料の量が増量され、以て、デリバリパイプ１０内の昇圧が図られる。なお、この昇圧は、燃圧センサ３３を介してデリバリパイプ１０内の制御燃圧が、燃料噴射弁７の内部での圧力損失を補う程度の圧力に到達するように行われる。このＳ１０４の処理によって、図６Ａの二段目に示すようにデリバリパイプ１０内の制御燃圧が昇圧され、その結果、図６Ａの一段目に実線で示すように、ニードル弁のリフト量がＬ０より小さい場合でも、燃料噴射弁７の燃料噴孔７６から射出される燃料の実燃圧が低下することが回避される。なお、図６Ａの一段目に一点鎖線で示されるのは、Ｓ１０４の処理による制御燃圧の昇圧が行われなかった場合の実燃圧の推移である。Ｓ１０４の処理が終了すると、再び本制御が初めから繰り返される。
【００３８】
一方で、Ｓ１０３で否定判定され、又はＳ１０２で否定判定されＳ１０５へ進むと、そこでは、上記Ｓ１０４の処理のようなデリバリパイプ１０内の制御燃圧の昇圧は行われず、制御燃圧は、通常の燃圧に設定される。当該通常の燃圧とは、燃料噴射弁７においてフルリフト噴射が行われるとき、デリバリパイプ１０から供給される燃料が燃料噴孔７６から好適に噴射される程度に燃料に掛けられるべき圧力である。したがって、当該通常の燃圧は、Ｓ１０４の高圧側への補正処理のベースとなる圧力とも言える。Ｓ１０５の処理が終了すると、再び本制御が初めから繰り返される。
【００３９】
このように本燃料噴射制御によれば、中間リフト噴射によって燃料噴射弁７の内部で圧力損失が顕著となる場合に、デリバリパイプ１０内の制御燃圧の高圧側への補正が行われる。これにより、ニードル弁７３のリフト量が比較的小さくなった場合でも、燃料噴孔７６からの実燃圧が低下するのを回避することが可能となる。
【００４０】
＜変形例＞
ここで、図５に示す燃料噴射制御の変形例、特に、Ｓ１０４の処理に係る制御燃圧の高圧側への補正形態の変形例について、図６Ｂに基づいて説明する。図６Ａに示したように、図５に示す燃料噴射制御では、ニードル弁７３のリフト量が所定のリフト量Ｌ０より小さい場合に、Ｓ１０４の処理、すなわち制御燃圧の高圧側への補正処理が行われる。変形例では、これに代えて、図６Ｂの二段目に示すように、中間リフト噴射が行われる場合には、ニードル弁７３のリフト量に応じて、連続的に制御燃圧の高圧側への補正処理を行うようにしてもよい。
【００４１】
燃料噴射弁７内部の圧力損失は、上述の通り、リフト量が比較的小さくなると顕著になる（図６Ｂの三段目を参照）。しかしながら、中間リフトが行われている場合には、リフト量に応じて大きさは異なるものの圧力損失は発生していることから、その発生している圧力損失に対応するように、連続的に制御燃圧の高圧側への補正を行うことで、燃料噴孔７６からの燃料の実燃圧を概ね一定に維持することも可能である（図６Ｂの一段目を参照）。
【実施例２】
【００４２】
次に、図７に、燃料噴射弁７に関する燃料噴射制御の第二の実施例を示す。この実施例は、内燃機関の機関温度が比較的低く、噴射燃料の気筒８の内壁面への付着に起因するオイル希釈が発生しやすいことを踏まえ、該オイル希釈を回避するための燃料噴射制御に関するものである。本実施例では、オイル希釈回避のために、中間リフト制御を行うと同時に、デリバリパイプ１０内の制御燃圧の高圧側への補正処理を行う。以下に、その詳細を説明する。
【００４３】
Ｓ２０１では、内燃機関の機関温度が所定温度以下であるか否かが判定される。この所定温度は、機関温度が低いことで噴射燃料によるオイル希釈が生じるかを判断するための閾値である。したがって、Ｓ２０１で肯定判定されると、内燃機関はオイル希釈が生じやすい状態にあることを意味し、Ｓ２０２以降の処理が行われることになる。一方で、Ｓ２０１で否定判定されると、内燃機関ではオイル希釈は生じやすい状態にはないことを意味し、Ｓ２０５の処理が行われることになる。なお、内燃機関の機関温度は、図示しない内燃機関の冷却水温度を検出する水温センサの検出値に基づいて判断される。
【００４４】
次に、Ｓ２０２では、燃料噴射弁７からの燃料噴射をオイル希釈対応モードに設定する。当該モードでは、燃料噴射弁７からの噴射燃料によりオイル希釈が生じにくくするために、燃料噴射の態様が特定の態様に設定されることになる。具体的には、燃料噴射弁７において、中間リフト噴射で且つ一燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を行うことで、一回当たりの噴射量の少量化が図られる。更には、中間リフト時の実燃圧の低下を補償するために、後述するようにデリバリパイプ１０の制御燃圧の高圧側への補正が行われることになる。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００４５】
Ｓ２０３では、オイル希釈対応モードに応じた、燃料噴射弁７の燃料噴射条件が決定される。上記の通り、当該モードでは、中間リフト噴射の実行を前提として、複数回の燃料噴射が行われることを踏まえ、一回の中間リフト噴射あたりの燃料噴射量、および一燃焼サイクルにおける中間リフト噴射の回数等を、内燃機関の運転状態（機関負荷や機関回転速度等）から決定する。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００４６】
Ｓ２０４では、上記Ｓ１０４と同じように、デリバリパイプ１０内の制御燃圧を高圧側に補正する処理が行われる。ただし、本実施例では、制御燃圧を、燃料噴射システム１において可能な範囲で最大限に昇圧させることとする。このように昇圧させることで、燃料噴孔７６からの噴射燃料の実燃圧の低下を回避するとともに、実燃圧の高圧化によって、噴射燃料の気化が促進され、気筒８の内壁面への付着が可及的に回避されやすくなるからである。Ｓ２０４の処理が終了すると、再び本制御が再び初めから繰り返される。
【００４７】
また、Ｓ２０１で否定判定されるとＳ２０５へ進み、そこでは、上記Ｓ１０５と同じように、デリバリパイプ１０内の制御燃圧が通常の燃圧に設定される。
【００４８】
このように本燃料噴射制御によれば、中間リフト噴射を利用することで、一回の燃料噴射量を少量化でき、且つ、制御燃圧を高圧側に補正することで、実燃圧の低下回避および
噴射燃料の気化を促進させることができる。その結果、効果的にオイル希釈の回避を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００４９】
次に、図８に、燃料噴射弁７に関する燃料噴射制御の第三の実施例を示す。この実施例は、低温時の内燃機関の機関始動のための燃料噴射制御に関するものである。本実施例では、速やかな機関始動のために、中間リフト制御を行うと同時に、デリバリパイプ１０内の制御燃圧の高圧側への補正処理を行う。以下に、その詳細を説明する。なお、本実施例に係る燃料噴射制御と、上記第二の実施例に係る燃料噴射制御とにおいて共通する処理については、同一の参照番号を付すことで、当該処理の詳細な説明は割愛する。
【００５０】
先ず、Ｓ３０１では、内燃機関が低温での機関始動を行おうとしているか否かが判定される。具体的には、機関始動を開始した際の内燃機関の機関温度が閾値となる温度以下である場合には、Ｓ３０１での判定は肯定判定される。そして、Ｓ３０１で肯定判定されるとＳ３０２へ進み、否定判定されるとＳ２０５へ進む。
【００５１】
次に、Ｓ３０２では、燃料噴射弁７からの燃料噴射を低温機関始動対応モードに設定する。当該モードでは、燃料噴射弁７からの噴射燃料により、低温時でも機関始動を速やかに行えるように、燃料噴射の態様が特定の態様に設定されることになる。具体的には、燃料噴射弁７において、中間リフト噴射で且つ一燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を行うことで、一回当たりの噴射量の少量化が図られる。更には、中間リフト時の実燃圧の低下を補償するために、デリバリパイプ１０の制御燃圧の高圧側への補正が行われることになる。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３へ進む。
【００５２】
Ｓ３０３では、低温機関始動対応モードに応じた、燃料噴射弁７の燃料噴射条件が決定される。上記の通り、当該モードでは、中間リフト噴射の実行を前提として、複数回の燃料噴射が行われることを踏まえ、一回の中間リフト噴射あたりの燃料噴射量、および一燃焼サイクルにおける中間リフト噴射の回数等を、内燃機関の運転状態（機関負荷や機関回転速度等）から決定する。特に、機関始動を速やかに行うために、機関温度が低いほど、一燃焼サイクルにおける噴射回数を増やし、一回当たりの燃料噴射量の少量化が図られることになる。したがって、当該モードでは、一回の中間リフト噴射での、燃料噴射弁７の内部での圧力損失は、比較的大きくなることになる。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進み、上記第二の実施例で示したように、デリバリパイプ１０内の制御燃圧を最高圧力とするように補正処理が行われる。また、Ｓ３０１で否定判定されるとＳ２０５へ進み、そこでは、上記第二の実施例で示したように、デリバリパイプ１０内の制御燃圧が通常の燃圧に設定される。
【００５３】
このように本燃料噴射制御によれば、中間リフト噴射を利用することで、一回の燃料噴射量を少量化でき、且つ、制御燃圧を高圧側に補正することで、実燃圧の低下回避および噴射燃料の気化を促進させることができる。その結果、低温時でも速やかな機関始動が期待できる。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・・燃料噴射システム
２・・・・吸気ポート
３・・・・排気ポート
４・・・・吸気弁
５・・・・排気弁
６・・・・点火プラグ
７・・・・燃料噴射弁
８・・・・気筒
９・・・・ピストン
１０・・・・デリバリパイプ
１２・・・・高圧燃料ポンプ
１２ａ・・・・吸入弁
３０・・・・ＥＣＵ
３１・・・・アクセル開度センサ
３２・・・・クランクポジションセンサ
３３・・・・燃圧センサ
７３・・・・ニードル弁
７３ａ・・・・シート部
７６・・・・燃料噴孔
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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