JP2011137385A - 内燃機関の燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、燃料噴射孔におけるデポジットの過剰な堆積をより好適に抑制することを課題とする。
【解決手段】本発明では、不使用噴射孔から燃料を噴射することで、不使用噴射孔に堆積したデポジットを除去する。このとき、複数の不使用噴射孔を複数のグループに分割する。そして、グループ毎に複数の燃焼サイクルに分けてデポジットを除去するための燃料噴射を実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の燃料噴射孔が形成された燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムに関する。

特許文献１には、複数の噴孔を有する燃料噴射弁を備えると共に、噴射を休止する機会を有する噴射休止噴孔を有して燃料噴射を行なう燃料噴射装置が開示されている。この特許文献１においては、噴射休止噴孔の噴射休止期間が所定時間経過していると判断されたときに、噴射休止中の噴射休止噴孔より噴射を行なわせる。

特許文献２には、アクセルオフの場合に、インジェクタから燃料を噴出させるインジェクタ噴出孔詰まり除去動作を行なう技術が開示されている。

特許文献３には、点火時期を進角させる、燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するポンプの吐出量を増加させる、吸気弁を早く閉じる、又は、先端部を加熱することによって、燃料噴射弁の先端部に付着しているデポジットをとばす技術が開示されている。

特開２００７−１３２２４９号公報 特開２００７−１７０１９０号公報 特開２００６−１８３４６９号公報 特開２００８−２０８８１７号公報 特開２００７−３２７３８６号公報 特開２００９−０８５１２２号公報

複数の燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいては、燃料噴射に使用する燃料噴射孔（以下、使用噴射孔と称する）を内燃機関の運転状態に応じて切り換える場合がある。例えば、低負荷運転時においては隣り合う使用噴射孔同士の間隔が比較的小さくなり、高負荷運転時においては隣り合う使用噴射孔同士の間隔が比較的大きくなるように使用噴射孔を切り換える。

隣り合う使用噴射孔同士の間隔が小さいと、両噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突し易くなる。隣り合う使用噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突するとコアンダ効果によって燃料噴霧のペネトレーション（貫通力）が低下する。その結果、燃焼室内における燃料の噴霧の拡散が抑制される。一方、隣り合う使用噴射孔同士の間隔が大きいと、両噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突し難いため、燃料噴霧のペネトレーションが高くなる。その結果、燃焼室内において燃料の噴霧がより広く拡散する。このように、使用噴射孔を切り換えることで、内燃機関の運転状態に対応した所望の噴霧を形成させることができる。

上記のような燃料噴射システムでは、一定の運転状態が継続すると、特定の燃料噴射孔（使用噴射孔以外の燃料噴射孔）が不使用となっている状態が継続することになる。このような状態が長期間継続すると、不使用状態の燃料噴射孔（以下、不使用噴射孔と称する）におけるデポジットの堆積量が過剰に増加する虞がある。

不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量の過剰な増加を抑制するためには、不使用の状態がある程度の期間以上継続したときに、不使用噴射孔から燃料を噴射するのが有効である。しかしながら、デポジットが堆積した不使用噴射孔から燃料が噴射されると、燃料噴霧の形態が悪化する場合がある。そのため、不使用噴射孔が複数存在したときに、該複数の不使用噴射孔から燃料を一斉に噴射すると、燃料噴霧の形態の悪化に伴って燃焼状態が悪化する虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、複数の燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、燃料噴射孔におけるデポジットの過剰な堆積をより好適に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明では、不使用噴射孔から燃料を噴射することで、不使用噴射孔に堆積したデポジットを除去する。このとき、複数の不使用噴射孔を複数のグループに分割する。そして、グループ毎に複数の燃焼サイクルに分けて、デポジットを除去するための燃料噴射を実行する。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムは、
複数の燃料噴射孔を有し、該燃料噴射孔から内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備え、
該燃料噴射弁において燃料噴射に使用する燃料噴射孔を内燃機関の機関負荷に応じて切り換える内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
一定の範囲の機関負荷が継続することで、特定の複数の燃料噴射孔が不使用となっている状態が所定期間以上継続したときに、該不使用状態の燃料噴射孔から燃料を噴射することによって、該不使用状態の燃料噴射孔に堆積したデポジットを除去するデポジット除去噴射モードを実行するデポジット除去噴射モード実行手段を更に備え、
前記デポジット除去噴射モード実行手段が、デポジット除去噴射モードを実行するときに、複数の不使用状態の燃料噴射孔を複数のグループに分割し、一のグループに属する不使用状態の燃料噴射孔と使用状態にあった燃料噴射孔の一部とを併用した燃料噴射を、グループ毎に複数の燃焼サイクルに分けて実行することを特徴とする。

本発明によれば、デポジット除去噴射モード実行時における燃料噴霧の形態の悪化を抑制することができる。よって、燃焼状態の悪化を抑制しつつ、燃料噴射孔におけるデポジットの過剰な堆積を抑制することができる。

また、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムは、燃料噴射弁から燃料を噴射したときの燃料噴射率を推定する燃料噴射率推定手段を更に備えてもよい。この場合、デポジット除去噴射モード実行手段は、デポジット除去噴射モードを実行した時に、前記燃料噴射率推定手段によって推定される燃料噴射率が所定噴射率に達するまで該デポジット除去噴射モードの実行を継続してもよい。

不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が減少するほど燃料噴射率は上昇する。ここで、所定噴射率は、不使用噴射孔に堆積したデポジットが十分に除去されたと判断できる閾値である。

上記によれば、不要なデポジット除去噴射モードの実行を抑制でき、且つ、不使用噴射孔に堆積したデポジットをより確実に除去することができる。

また、デポジット除去噴射モード実行手段は、デポジット除去噴射モード実行開始時の
不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べてデポジット除去噴射モードの実行期間を長くしてもよい。

これによっても、不要なデポジット除去噴射モードの実行を抑制でき、且つ、不使用噴射孔に堆積したデポジットをより確実に除去することができる。

デポジット除去噴射モード実行手段は、デポジット除去噴射モード実行開始時の不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べて不使用状態の燃料噴射孔を分割するグループ数を多くしてもよい。

不使用噴射孔でのデポジットの堆積量が多いほど、該不使用噴射孔から燃料を噴射した時の燃料噴霧の形態への影響が大きい。上記によれば、不使用噴射孔でのデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べて一度の燃料噴射時に使用される不使用噴射孔の数が少なくなる。そのため、デポジット除去噴射モード実行時における燃料噴霧の形態の悪化をより抑制することができる。

本発明によれば、複数の燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、燃料噴射孔におけるデポジットの過剰な堆積をより好適に抑制することができる。

内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 燃料噴射弁の燃料噴射孔の概略構成を示す図である。 内燃機関の機関負荷と使用噴射孔との関係を示す図である。 隣り合う燃料噴射孔同士の間隔の大きさと各燃料噴射孔から噴射された燃料の噴霧の状態との関係を示す図である。 高負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための第一の図である。 低負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための第一の図である。 ４つの燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を用いて、燃料噴射孔にデポジットが堆積した場合の燃料噴霧の形態への影響を調査した実験結果を示す図である。 実施例１に係るデポジット除去噴射モードの制御フローを示すフローチャートである。 実施例１に係るデポジット除去噴射モードの制御フローの変形例を示すフローチャートである。 高負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための第二の図である。 低負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための第二の図である。

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＞
本発明の実施例１について図１〜９に基づいて説明する。

（内燃機関及びその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。図２は、本実施例に係る燃料噴射弁の燃料噴射孔の概略構成を示す図である。

内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用の４サイクルディーゼルエンジンである。気筒２には燃料噴射弁４が設けられている。本実施例に係る燃料噴射弁４の先端部には、図２に示すように、１２個の燃料噴射孔９が等間隔に形成されている。燃料噴射弁４は、該燃料噴射孔９から気筒２内の燃焼室３に燃料を直接噴射する。尚、ここでは、図２に示すように、便宜的に各燃料噴射孔９について＃１〜＃１２の番号を付す。

また、気筒４には吸気ポート５と排気ポート６とが接続されている。吸気ポート５は吸気通路７に接続されており、排気ポート６は排気通路８に接続されている。排気通路８には排気の空燃比を検出する空燃比センサ１１が設けられている。

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。該ＥＣＵ１０には、空燃比センサ１１及びアクセル開度センサ１２が電気的に接続されている。アクセル開度センサ１２は、内燃機関１が搭載されている車両のアクセル開度を検出するセンサである。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１２の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。

また、ＥＣＵ１０には、燃料噴射弁４が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によって、燃料噴射弁４からの燃料噴射量及び燃料噴射時期が内燃機関１の機関負荷等に基づいて制御される。さらに、本実施例では、燃料噴射弁４において燃料噴射に使用する使用噴射孔を後述するように内燃機関１の機関負荷に応じて切り換えることが可能となっている。

（使用噴射孔の切り換え）
本実施例に係る燃料噴射弁の使用噴射孔の切り換え方法について図３及び４に基づいて説明する。図３は、内燃機関の機関負荷と使用噴射孔との関係を示す図である。図３においては、斜線で示す燃料噴射孔が使用噴射孔を表している。図３（ａ）は、内燃機関の機関負荷が高負荷であるときの使用噴射孔と不使用噴射孔とを示しており、図３（ｂ）は、内燃機関の機関負荷が低負荷であるときの使用噴射孔と不使用噴射孔とを示している。

図３（ａ）に示すように、高負荷運転時の使用噴射孔は＃１，＃３，＃５，＃７，＃９，＃１１である。つまり、高負荷運転時は、使用噴射孔と不使用噴射孔とが交互に並ぶように使用噴射孔が選択される。一方、図３（ｂ）に示すように、低負荷運転時の使用噴射孔は＃１，＃２，＃５，＃６，＃９＃１０である。つまり、低負荷運転時は、使用噴射孔と不使用噴射孔とが二つずつ並ぶように使用噴射孔が選択される。このように使用噴射孔が選択されることにより、一の使用噴射孔と、該一の使用噴射孔と隣り合う両側の使用噴射孔のうち一方の使用噴射孔との間隔Ｌｈが、高負荷運転時は比較的大きくなり、低負荷運転時は比較的小さくなる。尚、使用噴射孔のパターンは図３（ａ）及び（ｂ）に示したものに限られるものではない。例えば、所定の条件が成立したときには全ての燃料噴射孔を使用して燃料噴射を行なう場合もある。

図４は、隣り合う燃料噴射孔同士の間隔の大きさと各燃料噴射孔から噴射された燃料の噴霧の状態との関係を示す図である。図４（ａ）は、隣り合う燃料噴射孔同士の間隔Ｌｈが比較的大きい場合を示している。図４（ｂ）は、隣り合う燃料噴射孔同士の間隔Ｌｈが比較的小さい場合を示している。

図４（ａ）に示すように、隣り合う使用噴射孔同士の間隔Ｌｈが大きいと、両噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突し難いため、燃料噴霧のペネトレーションが高くなる
。その結果、燃焼室内において燃料の噴霧がより広く拡散する。一方、図４（ｂ）に示すように、隣り合う使用噴射孔同士の間隔Ｌｈが小さいと、両噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突し易くなる。隣り合う使用噴射孔から噴射された燃料の噴霧同士が衝突するとコアンダ効果によって燃料噴霧のペネトレーションが低下する。その結果、燃焼室３内における燃料の噴霧の拡散が抑制される。

従って、本実施例では、内燃機関１の機関負荷に応じて使用噴射孔を上記のように切り換えることで、高負荷時においては燃料の噴霧の拡散を促進させることができ、低負荷時においては燃料の噴霧の拡散を抑制することができる。このように、燃料噴霧を内燃機関１の機関負荷に対応した形態とすることで、排気エミッションの特性や燃費を向上させることができる。

（デポジット除去噴射モード）
しかしながら、上記のように使用噴射孔を制御すると、一定の範囲の機関負荷が継続したときに、特定の燃料噴射孔が不使用噴射孔となっている状態が継続することとなる。燃料噴射孔から燃料が噴射されない状態が継続すると、該燃料噴射孔に煤等の未燃燃料成分から形成されるデポジットが堆積する。そのため、特定の燃料噴射孔が不使用噴射孔となっている状態が長期間継続すると、不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が過剰に増加する虞がある。

そこで、本実施例では、不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量の過剰な増加を抑制するために、不使用噴射孔からデポジットを除去するために燃料を噴射するデポジット除去噴射モードを実行する。以下、本実施例に係るデポジット除去噴射モードについて図５及び６に基づいて説明する。

図５は、高負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための図である。図６は、低負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードについて説明するための図である。図５及び６においては、斜線で示す燃料噴射孔がデポジット除去噴射モード実行前の使用噴射孔を表している。また、灰色で塗りつぶされた燃料噴射孔が、デポジット除去噴射モードの実行中の各燃焼サイクルにおいて燃料が噴射される燃料噴射孔である。また、矢印で指し示す燃料噴射孔が、デポジット除去の対象となる燃料噴射孔である。

本実施例において、高負荷運転時は、＃２，＃４，＃６，＃８，＃１０，＃１２の燃料噴射孔が不使用噴射孔となっている。また、低負荷運転時は、＃３，＃４，＃７，＃８，＃１１，＃１２の燃料噴射孔が不使用噴射孔となっている。デポジット除去噴射モードでは、これらの不使用噴射孔から燃料を噴射する必要がある。

しかしながら、デポジットが堆積した燃料噴射孔から燃料を噴射した場合、デポジットが堆積していない燃料噴射孔から燃料を噴射した場合と燃料噴霧の形態が異なったものとなる。そのため、それぞれの機関負荷における複数の不使用噴射孔の全てから燃料を一斉に噴射すると、燃料噴霧の形態が悪化し、それに伴って燃焼状態が悪化する虞がある。

そこで、本実施例では、デポジット除去噴射モードの実行時において、不使用噴射孔を複数のグループに分割する。そして、グループ毎に複数の燃焼サイクルに分けて燃料噴射を実行する。また、各グループに属する不使用噴射孔から燃燃料を噴射する際にはデポジット除去噴射モードの実行前の使用噴射孔の一部も併用する。

例えば、高負荷運転が継続した際にデポジット除去噴射モードを実行するときには、図５に示すように、不使用噴射孔＃２，＃４，＃６をグループＡとし、不使用噴射孔＃８，
＃１０，＃１２をグループＢとする。そして、先ず一の燃焼サイクルにおいて、グループＡに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃７，＃９，＃１１とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃２，＃４，＃６に堆積したデポジットが除去される。さらに、次の燃焼サイクルにおいて、グループＢに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃３，＃５とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃８，＃１０，＃１２に堆積したデポジットが除去される。該デポジット除去噴射モードでは、このようなグループＡに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＢに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とが燃焼サイクル毎に交互に繰り返し実行される。

また、低負荷運転が継続した際にデポジット除去噴射モードを実行するときには、図６に示すように、不使用噴射孔＃３，＃７，＃１１をグループＤとし、不使用噴射孔＃４，＃８，＃１２をグループＥとする。そして、先ず一の燃焼サイクルにおいて、グループＤに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃５，＃９を併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃３，＃７，＃１１に堆積したデポジットが除去される。さらに、次の燃焼サイクルにおいて、グループＥに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃２，＃６，＃１０とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃４，＃８，＃１２に堆積したデポジットが除去される。該デポジット除去噴射モードでは、このようなグループＤに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＥに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とが燃焼サイクル毎に交互に繰り返し実行される。

このように、複数の不使用噴射孔を複数のグループに分割し、不使用噴射孔からの燃料噴射をグループ毎に複数の燃焼サイクルに分けて実行することで、全ての不使用噴射孔から燃料を同一燃焼サイクル中に一斉に噴射する場合に比べて燃料噴霧の形態の悪化を抑制することができる。

さらに、各グループに属する不使用噴射孔から燃料を噴射する際に使用噴射孔を併用することで、不使用噴射孔から噴射された燃料の噴霧と使用噴射孔から噴射された燃料の噴霧とが衝突することによるコアンダ効果を生じさせることができる。これにより、不使用噴射孔のみから燃料が噴射された場合に比べて燃料噴霧の形態の悪化を抑制することができる。

尚、上述したように、通常の燃料噴射時においては、高負荷運転時は燃料の噴霧同士が衝突し難いよう使用噴射孔同士の間隔を大きくすることで、燃料噴霧のペネトレーションを向上させている。しかしならが、デポジット除去噴射モード時においては、高負荷運転時であっても、燃料噴霧のペネトレーションの向上よりも燃料噴霧の形態悪化の抑制を優先し、上記のようにコアンダ効果を利用するのが好ましい。

ここで、参考データとして、４つの燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を用いて、燃料噴射孔にデポジットが堆積した場合の燃料噴霧の形態への影響を調査した実験結果を図７に示す。図７は、４つの燃料噴射孔全てから燃料を噴射したときの燃料噴霧の形態を表している。

図７（ａ）〜（ｃ）において、上段は各燃料噴射孔の状態を表しており、下段は燃料噴霧の形態を表している。つまり、図７（ａ）は４つの燃料噴射孔全てが正常（デポジットが堆積したいない状態）の場合を表しており、図７（ｂ）は４つの燃料噴射孔全てにデポジットが堆積している場合を表しており、図７（ｃ）は２つの正常な燃料噴射孔と２つのデポジットが堆積している燃料噴射孔とが交互に並んでいる場合を表している。

図７（ｃ）の場合は、正常な燃料噴射孔から噴射された燃料の噴霧とデポジットが堆積している燃料噴射孔から噴射された燃料の噴霧とが衝突することによるコアンダ効果を生
じさせることができる。これにより、図７（ｂ）の場合に比べて、燃料噴霧の中央部に生じる凹部が改善されている。

図７の場合においては、正常な燃料噴射孔が、本実施例に係る使用噴射孔に相当し、デポジットが堆積している燃料噴射孔が、本実施例に係る不使用噴射孔に相当する。つまり、本実施例に係るデポジット除去噴射モードによれば、図７（ｃ）の場合と同様に、燃料噴霧の形態を向上させることができる。

従って、本実施例によれば、燃焼状態の悪化を抑制しつつ、燃料噴射孔におけるデポジットの過剰な堆積を抑制することができる。

（デポジット除去噴射モードの制御フロー）
次に、本実施例に係るデポジット除去噴射モードの制御フローについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本実施例においては、本フローを実行するＥＣＵ１０が、本発明に係るデポジット除去噴射モード実行手段に相当する。

本フローでは、先ずステップＳ１０１において、一定の範囲の機関負荷が所定期間Δｔａ継続したか否か、即ち、使用噴射孔が図３（ａ）に示す状態となる高負荷運転又は使用噴射孔が図３（ｂ）に示す状態となる低負荷運転が所定期間Δｔａ継続した否かが判別される。

ここで、所定期間Δｔａは、特定の燃料噴射孔が不使用噴射孔となっている状態が該所定期間Δｔａ継続すると、該不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が許容範囲を超える可能性がある閾値である。該所定期間Δｔａは実験等に基づいて予め設定されている。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、デポジット除去噴射モードの実行条件が成立したと判断され、次にステップＳ１０２の処理が実行される。一方、ステップＳ１０１において、否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。

ステップＳ１０２においては、複数の不使用噴射孔を所定のグループに分割する。つまり、高負荷運転時においては、不使用噴射孔が図５に示すようなグループＡ及びＢに分割される。また、低負荷運転時においては、不使用噴射孔が図６に示すようなグループＤ及びＥに分割される。

次に、ステップＳ１０３において、上述したデポジット除去噴射モードが実行される。

次に、ステップＳ１０４において、燃料噴射率（燃料噴射弁４からの単位時間当たりの燃料噴射量）Ｒｉｎｊが算出される。ここで、燃料噴射率Ｒｉｎｊは、燃料噴射弁４による燃料噴射時間と空燃比センサ１１によって検出される排気の空燃比との関係に基づいて算出される。

次に、ステップＳ１０５において、燃料噴射率Ｒｉｎｊが所定の実行停止噴射率Ｒｉｎｊ０以上となったか否かが判別される。不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が減少するほど、該不使用噴射孔を用いて燃料噴射を実行したときの燃料噴射率は上昇する。ここで、実行停止噴射率Ｒｉｎｊ０とは、不使用噴射孔からデポジットが十分に除去されたと判断できる閾値である。該実行停止噴射率Ｒｉｎｊ０は実験等に基づいて予め設定されている。ステップＳ１０５において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が再度実行される。

ステップＳ１０６においては、デポジット除去噴射モードの実行が停止され、使用噴射
孔のみを用いた通常の燃料噴射に切り換えられる。

上記フローにおいては、デポジット除去噴射モードが実行された場合、燃料噴射率Ｒｉｎｊが実行停止噴射率Ｒｉｎｊ０に達するまで該モードの実行が継続される。これにより、不要なデポジット除去噴射モードの実行を抑制でき、且つ、不使用噴射孔に堆積したデポジットをより確実に除去することができる。

（変形例）
本実施例に係るデポジット除去噴射モードの制御フローの変形例について図９に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本フローは、図８に示すフローチャートのステップＳ１０４及びＳ１０５をステップＳ２０４〜Ｓ２０６に置き換えたものである。そのため、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６についてのみ説明し、その他のステップについての説明は省略する。

本フローでは、ステップＳ２０４において、デポジット除去噴射モード実行開始時の燃料噴射率Ｒｉｎｊｓが算出される。ここで、燃料噴射率Ｒｉｎｊｓは、図８に示すフローチャートのステップＳ１０４と同様の方法で算出される。

次に、ステップＳ２０５において、デポジット除去噴射モードの実行期間Δｔｍが燃料噴射率Ｒｉｎｊｓに基づいて算出される。デポジット除去噴射モード実行開始時における不使用噴射孔でのデポジットの堆積量が多いほど燃料噴射率Ｒｉｎｊｓは低い。そこで、ステップＳ２０５においては、燃料噴射率Ｒｉｎｊｓが低いほど、デポジット除去噴射モードの実行期間Δｔｍが長い時間に設定される。燃料噴射率Ｒｉｎｊｓとデポジット除去噴射モードの実行期間Δｔｍとの関係は予め実験等に基づいて定められており、ＥＣＵ１０に記憶されている。

次に、ステップＳ２０６においては、デポジット除去噴射モードの実行開始時点から該モードの実行期間Δｔｍが経過したか否かが判別される。ステップＳ２０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行され、否定判定された場合、ステップＳ２０６の処理が繰り返される。

上記フローによれば、デポジット除去噴射モード実行開始時の不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いほどデポジット除去噴射モードの実行期間が長くなる。これによっても、不要なデポジット除去噴射モードの実行を抑制でき、且つ、不使用噴射孔に堆積したデポジットをより確実に除去することができる。

＜実施例２＞
本発明の実施例２について図５，６，１０及び１１に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。

（不使用噴射孔の分割数の変更）
本実施例では、デポジット除去噴射モード実行開始時の不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量に応じて、不使用噴射孔を分割するグループ数を変更する。

不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いほど、該不使用噴射孔から燃料を噴射した時の燃料噴霧の形態への影響が大きい。そこで、本実施例では、不使用噴射孔におけるデポジットの堆積量が比較的多いときには、該デポジットの堆積量が比較的少ない場合に比べて不使用噴射孔をより多くのグループに分割してデポジット除去噴射モードを実行する。

具体的には、デポジット除去噴射モードの実行条件が成立した時に、先ずは実施例１の場合と同様、図５及び６に示すように不使用噴射孔を２つのグループ（高負荷運転時はグループＡとＢ、低負荷運転時はグループＤとＥ）に分割してデポジット除去噴射モードを実行する。そして、該モードの実行開始直後に燃料噴射弁４の燃料噴射率を算出する。ここで算出された燃料噴射率が所定噴射率以上のときは、そのまま不使用噴射孔を２つのグループに分割した状態でデポジット除去噴射モードの実行を継続する。

一方、算出されたデポジット除去噴射モードの実行開始時の燃料噴射率が所定噴射率より低いときは、図１０及び１１に示すように不使用噴射孔を３つのグループに分割するデポジット除去噴射モードに切り換える。

尚、ここでの所定噴射率は、不使用噴射孔を２つのグループに分割した状態でデポジット除去噴射モードの実行を継続しても燃料噴霧の形態の悪化が許容範囲内に抑制される閾値である。この所定噴射率は、実験等に基づいて予め定められている。また、先ず不使用噴射孔を３つのグループに分割した状態でデポジット除去噴射モードを実行して燃料噴射弁４の燃料噴射率を算出し、その結果に基づいて不使用噴射孔を分割するグループの数を決定してもよい。

図１０及び１１は、デポジット除去噴射モードの実行開始時の燃料噴射率が所定噴射率以下のときのデポジット除去噴射モードについて説明するための図である。図１０は、図５と同様、高負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードを示している。図１１は、図６と同様、低負荷運転が継続した際に実行されるデポジット除去噴射モードを示している。図１０及び１１においては、図５及び６と同様、斜線で示す燃料噴射孔がデポジット除去噴射モード実行前の使用噴射孔を表している。また、灰色で塗りつぶされた燃料噴射孔が、デポジット除去噴射モードの実行中の各燃焼サイクルにおいて燃料が噴射される燃料噴射孔である。また、矢印で指し示す燃料噴射孔が、デポジット除去の対象となる燃料噴射孔である。

図１０では、不使用噴射孔＃２，＃４をグループＡとし、不使用噴射孔＃６，＃８をグループＢとし、不使用噴射孔＃１０，＃１２をグループＣとする。そして、先ず一の燃焼サイクルにおいて、グループＡに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃７，＃９，＃１１とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃２，＃４に堆積したデポジットが除去される。次の燃焼サイクルにおいて、グループＢに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃３，＃５，＃１１とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃６，＃８に堆積したデポジットが除去される。さらに、次の燃焼サイクルにおいて、グループＣに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃３，＃５，＃７とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃１０，＃１２に堆積したデポジットが除去される。該デポジット除去噴射モードでは、このようなグループＡに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＢに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＣに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とが燃焼サイクル毎に順番に繰り返し実行される。

図１１では、 不使用噴射孔＃３，＃７をグループＤとし、不使用噴射孔＃４，＃８をグループＥとし、不使用噴射孔＃１１，＃１２をグループＦとする。そして、先ず一の燃焼サイクルにおいて、グループＤに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃５，＃９，＃１０とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃３，＃７に堆積したデポジットが除去される。次の燃焼サイクルにおいて、グループＥに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃２，＃６，＃１０とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃４，＃８に堆積したデポジットが除去される。さらに、次の燃焼サイクルにおいて、グループＦに属する不使用噴射孔と使用噴射孔＃１，＃２，＃５，＃６
とを併用して燃料噴射を実行する。これによって、不使用噴射孔＃１１，＃１２に堆積したデポジットが除去される。該デポジット除去噴射モードでは、このようなグループＤに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＥに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とグループＦに属する不使用噴射孔を用いた燃料噴射とが燃焼サイクル毎に順番に繰り返し実行される。

本実施例によれば、不使用噴射孔でのデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べて一度の燃料噴射時に使用される不使用噴射孔の数が少なくなる。そのため、デポジット除去噴射モード実行時における燃料噴霧の形態の悪化をより抑制することができる。

尚、上記各実施例においては、燃料噴射弁４の燃料噴射孔９の数を１２個とし、通常の燃料噴射時の使用噴射孔と不使用噴射孔との数を６つずつとしたが、これらの数は特に限定されるものではない。また、上記各実施例に係るデポジット除去噴射モードでは、６つの不使用噴射孔を２つ又は３つのグループに分割したが、該分割数もこれらに限られるものではない。

１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃焼室
４・・・燃料噴射弁
５・・・吸気ポート
６・・・排気ポート
７・・・吸気通路
８・・・排気通路
１０・・ＥＣＵ
１１・・空燃比センサ
１２・・アクセル開度センサ

Claims (4)

1. 複数の燃料噴射孔を有し、該燃料噴射孔から内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備え、
   該燃料噴射弁において燃料噴射に使用する燃料噴射孔を内燃機関の機関負荷に応じて切り換える内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
   一定の範囲の機関負荷が継続することで、特定の複数の燃料噴射孔が不使用となっている状態が所定期間以上継続したときに、該不使用状態の燃料噴射孔から燃料を噴射することによって、該不使用状態の燃料噴射孔に堆積したデポジットを除去するデポジット除去噴射モードを実行するデポジット除去噴射モード実行手段を更に備え、
   前記デポジット除去噴射モード実行手段が、デポジット除去噴射モードを実行するときに、複数の不使用状態の燃料噴射孔を複数のグループに分割し、一のグループに属する不使用状態の燃料噴射孔と使用状態にあった燃料噴射孔の一部とを併用した燃料噴射を、グループ毎に複数の燃焼サイクルに分けて実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
2. 前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの燃料噴射率を推定する燃料噴射率推定手段を更に備え、
   前記デポジット除去噴射モード実行手段が、デポジット除去噴射モードを実行した時に、前記燃料噴射率推定手段によって推定される燃料噴射率が所定噴射率に達するまで該デポジット除去噴射モードの実行を継続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システム。
3. 前記デポジット除去噴射モード実行手段が、デポジット除去噴射モード実行開始時の不使用状態の燃料噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べてデポジット除去噴射モードの実行期間を長く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システム。
4. 前記デポジット除去噴射モード実行手段が、デポジット除去噴射モード実行開始時の不使用状態の燃料噴射孔におけるデポジットの堆積量が多いときは、該デポジットの堆積量が少ないときに比べて不使用状態の燃料噴射孔を分割するグループ数を多くすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射システム。

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