JP6044603B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、筒内（即ち、燃焼室内）に燃料を直接噴射する噴射弁（即ち、筒内燃料噴射弁）を備える筒内噴射式内燃機関の制御装置に関する。

従来から知られる筒内噴射式内燃機関の一つは、燃焼室に噴孔が露呈するように配設された燃料噴射弁（以下、単に「噴射弁」とも称呼する。）と、燃焼室に火花発生部（電極部）が露呈するように配設された点火プラグと、を備える。このような機関の一つにおいては、噴射弁及び点火プラグが、その噴射弁から噴射された燃料（実際には、燃料噴霧）が点火プラグの火花発生部に直接到達するように配置される（例えば、特許文献１を参照。）。これにより、火花発生部周りに着火性が良好な混合気が形成され且つその混合気を着火することができる。その結果、噴射される燃料の量を低減することができるので、燃費を改善することができる。このような機関は、燃料噴射によって燃料噴霧を火花発生部に直接導く（ガイドする）ので、スプレーガイド方式の内燃機関とも称呼されている。

特開２００８−３１９３０号公報

しかしながら、スプレーガイド方式の内燃機関においては、点火プラグの火花発生部に燃料噴霧が直接到達するため、火花発生部に燃料が付着した状態で火花が発生させられることが多く、その結果、点火プラグの燻りが発生する。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、スプレーガイド方式の内燃機関に適用され、点火プラグの燻りの程度が速く進行し難い「内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）」を提供することにある。

本発明装置が適用される内燃機関（筒内噴射式内燃機関）は、火花発生部（電極部）を有する点火プラグと、移動可能な弁体を有する噴射弁（筒内燃料噴射弁）と、を備える。

前記噴射弁は、前記弁体を移動することにより噴孔から前記内燃機関の筒内（燃焼室内）へ燃料を直接噴射する。更に、前記噴射弁は、その噴射弁から噴射された燃料の少なくとも一部を含む燃料噴霧が点火プラグの火花発生部に直接到達するように配置・構成されている。

更に、本発明装置は制御部を備える。この制御部は、
（１）前記噴射弁により前記燃料噴射を実行させ、且つ、
（２）所定の点火時期にて前記火花発生部から点火用火花を発生させる。

更に、前記制御部は、前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度が、前記点火時期における前記火花発生部への燃料の付着量が第１の量となる場合には同燃料の付着量が「同第１の量よりも少ない第２の量」となる場合に比較して、小さくなるように、「前記燃料噴霧の広がりの程度を変更（調整）する拡散パラメータ」を制御するように構成されている。なお、前記第１の量及び前記第２の量は、予め定められた固定の量ではなく、相対的な量を意味する。

ここで、燃料噴霧の広がりの程度は、燃料噴霧の拡散の度合い、燃料噴霧角（燃料噴霧の広がり角度）、及び、噴孔から火花発生部に向かう燃料噴霧の量等と同義である。換言すれば、燃料噴霧の広がりの程度が大きいほど、燃料噴霧の拡散の度合い、及び、燃料噴霧角の何れもが大きくなる。更に、燃料噴霧の広がりの程度が大きいほど、噴孔から火花発生部に向かう燃料噴霧の量が多くなるように、噴射弁（及び噴孔）と火花発生部とか相対配置されていると言うこともできる。即ち、例えば、点火プラグ及び噴射弁は、火花発生部が「隣り合う二つの噴孔のそれぞれから噴射された燃料により形成される燃料噴霧」に挟まれる位置となるように、配置・構成される。

これによれば、点火時期（点火時期直前）における火花発生部への燃料の付着量が多くなる場合（即ち、例えば、火花発生部の温度が低い場合等であって、そのまま点火すると点火プラグの燻りが発生し易い場合）には、その付着量が少なくなる場合に比較して、拡散パラメータが「燃料噴霧の広がりの程度の最大度をより小さくする」値に制御される。従って、燃料噴霧の広がりの程度が過大にならないから、火花発生部へ付着する燃料の量が過大にならない。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

本発明装置の一態様において、前記制御部は、前記拡散パラメータとして、前記燃料噴射における前記弁体のリフト量（即ち、前記弁体の移動量）の最大値を使用する。更に、前記制御部は、「前記点火時期の直前に実行される燃料噴射である直前噴射」における「前記リフト量の最大値」の下限値を、前記燃料の付着量が前記第１の量となる場合には前記燃料の付着量が前記第２の量となる場合に比較して、大きい値に変更することによって、前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくする。

燃料噴射中における噴射弁の弁体のリフト量の最大値が小さいほど、噴射される燃料の貫徹力が小さくなるとともに燃料噴霧の広がりの程度が大きくなる。従って、上記態様のように、火花発生部への燃料の付着量が多くなる場合には同付着量が少なくなる場合に比較して、リフト量の最大値の下限値を大きくすれば、燃料噴霧の広がりの程度が過大になることがない。よって、火花発生部への燃料の付着量が多くなり得る状況において火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを回避することができる。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

この場合、前記制御部は、
前記火花発生部の温度が第１温度であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記火花発生部の温度が前記第１温度よりも高い第２温度であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記火花発生部の温度に応じて変更するように構成され得る。

これによれば、火花発生部の温度が低いほど（即ち、火花発生部に付着する燃料の量が多くなるほど）、前記リフト量の最大値の下限値が大きくなる。その結果、「燃料噴霧の広がりの程度が過大となることに起因して火花発生部へ過大な量の燃料が付着すること」を回避することができるので、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

更に、この場合、前記制御部は、前記火花発生部の温度を前記機関の冷却水の温度（冷却水温）に基づいて取得するように構成され得る。冷却水温は、機関の温度に強い相関を有し、従って、点火プラグの火花発生部の温度にも強い相関を有する。特に、機関が始動される時点においては、火花発生部の温度は冷却水温と極めて相関が強い。従って、上記構成のように、冷却水温に基づいて前記リフト量の最大値の下限値を変更することにより、火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを簡単な構成によって回避することができる。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

なお、前記制御部は、例えば、特に機関始動時及び始動直後等において、冷却水温そのものを火花発生部の温度として採用してもよい。更に、前記制御部は、始動時の冷却水温と、始動後の点火回数の積算値又は始動後の１回の燃焼によりもたらされる火花発生部の温度上昇分の推定値の積算値と、等に基づいて火花発生部の温度を推定してもよい。

更に、前記制御部は、
前記直前噴射を行うときの燃料圧力が第１圧力であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記直前噴射を行うときの燃料圧力が前記第１圧力よりも低い第２圧力であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記直前噴射を行うときの燃料圧力に応じて変更するように構成され得る。

直前噴射を行うときの燃料圧力が高いほど、噴射弁の燃料通路から噴孔に流入する燃料の流れに「より強い乱れ」が生じるので、燃料噴霧の広がりの程度が大きくなる。そこで、上記構成のように、燃料圧力に応じて前記下限値を変更する（即ち、燃料圧力が高いほど前記下限値を大きくする）ことにより、「燃料噴霧の広がりの程度が過大となることに起因して火花発生部へ過大な量の燃料が付着すること」を回避することができる。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。なお、制御部は、例えば、火花発生部の温度に応じて変更された下限値を、直前噴射を行うときの燃料圧力が高いほど同下限値が大きくなるように、同燃料圧力に基づいて補正してもよい。

更に、直前噴射の燃料噴射量が多いほど、火花発生部に到達し且つ付着する燃料の量が当然に多くなる。そこで、前記制御部は、前記直前噴射の燃料噴射量が第１噴射量であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記直前噴射の燃料噴射量が前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記直前噴射の燃料噴射量に応じて変更するように構成され得る。これによれば、火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを回避することができる。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。なお、制御部は、例えば、火花発生部の温度に応じて変更された下限値、又は、更に燃料圧力により補正された下限値を、直前噴射の燃料噴射量が多いほど同下限値が大きくなるように、同燃料噴射量に基づいて補正してもよい。

加えて、前記制御部は、
前記火花発生部の燻りの程度を示す第１パラメータを取得し、
前記取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど前記下限値が大きくなるように前記下限値を変更するように構成され得る。

上記第１パラメータは、点火時における絶縁破壊電圧及び火花点火部の絶縁抵抗等を測定することに容易に取得することができる。上記構成によれば、第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど前記下限値が大きくなるように前記下限値が変更される。従って、点火プラグの燻りの程度が進行しているほど、燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくできるから、火花発生部に付着する燃料の量を減らすことができ、その燻りの程度が速く進行しないようにすることができる。なお、制御部は、例えば、火花発生部の温度に応じて変更された下限値、又は、更に燃料圧力及び／又は燃料噴射量により補正された下限値を、前記第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど同下限値が大きくなるように、同第１パラメータに基づいて補正してもよい。

ところで、前記噴射弁は、少なくとも前記弁体が移動された状態において前記噴孔が連通するサック室を当該噴射弁の先端部に備え得る。更に、前記制御部は、前記直前噴射に加え、その直前噴射の前の時点にて前記噴射弁により前記燃料噴射を先行噴射として実行させる場合がある。

先行噴射が行われると、サック室内に燃料の流動が発生し、その燃料の流動は直前噴射の時点まで残留する（減衰しない）場合がある。この「先行噴射により生成され且つ直前噴射の噴射開始時期においてサック室内に残留している燃料流動」は、便宜上、「サック室燃料流動」とも称呼される。そして、このサック室燃料流動が生じているときに直前噴射が行われると、噴射される燃料はサック室燃料流動の影響を受けるので、燃料噴霧の広がりの程度が大きくなる。その結果、火花発生部に付着する燃料が増えるので、点火プラグの燻りの程度が速く進行する虞がある。

そこで、前記制御部は、
（１）サック室燃料流動の強さに相関を有する第２パラメータを取得するとともに、
（２）前記取得した第２パラメータにより示される前記サック室燃料流動の強さが強いほど前記下限値が大きくなるように前記下限値を変更する、
ように構成される。

これによれば、第２パラメータによって示されるサック室燃料流動の強さが強いほど前記下限値が大きくなる。従って、サック室燃料流動の強さが強い場合であっても、燃料噴霧の広がりの程度が過大とならないので、火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを回避することができる。その結果、点火プラグの燻りの程度が速く進行しないようにすることができる。

前記制御部は、前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの時間（以下、便宜上、「先行噴射とのインターバル」と称呼される場合がある。）に基いて前記第２パラメータを取得するように構成され得る。先行噴射とのインターバルが短いほど、サック室燃料流動の強さが強くなるからである。この場合、制御部は、先行噴射とのインターバルそのものを第２パラメータとして採用してもよく、先行噴射とのインターバルと、他のパラメータ（例えば、後述する「先行噴射の燃料噴射量」）と、に基づいて第２パラメータを取得してもよい。

或いは、前記制御部は、前記先行噴射の燃料噴射量に基いて前記第２パラメータを取得するように構成され得る。先行噴射の燃料噴射量が多いほど、サック室燃料流動の強さが強くなるからである。この場合、制御部は、先行噴射の燃料噴射量そのものを第２パラメータとして採用してもよく、先行噴射の燃料噴射量と、他のパラメータ（例えば、先行噴射のリフト量の最大値及び先行噴射時の燃料圧力等）と、に基づいて第２パラメータを取得してもよい。

或いは、前記制御部は、
前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの期間における前記サック室内の燃料の圧力、及び、前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの期間における前記噴射弁内の燃料の圧力であって前記弁体と前記噴孔の縁部との当接部である弁座部よりも上流の圧力、の少なくとも一方を取得し、
前記取得した圧力の変動に基づいて前記第２パラメータを取得するように構成されてもよい。

即ち、制御部は、サック室燃料流動の強さを、噴射弁内の燃料の圧力の変動に基づいて直接的に推定（取得）してもよい。

本発明装置の他の態様において、前記制御部は、前記拡散パラメータとして、前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの時間（先行噴射とのインターバル）を使用する。そして、前記制御部は、前記時間（先行噴射とのインターバル）の最小値を、前記燃料の付着量が前記第１の量となる場合には前記燃料の付着量が前記第２の量となる場合に比較して、大きい値（長い値）に変更することによって、前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくする。即ち、火花発生部へ付着する燃料が多い状況であると、先行噴射の噴射終了時期から直前噴射の噴射開始時期までの時間（先行噴射とのインターバル）の最短時間が長くなる。

先行噴射とのインターバルが小さい（短い）ほど、サック室燃料流動の強さが強くなるから、直前噴射によって噴射される燃料はサック室燃料流動の影響をより強く受ける。その結果、燃料噴霧の広がりの程度が大きくなる。従って、上記態様のように、火花発生部の付着量が多くなる場合には同付着量が少なくなる場合に比較して、先行噴射とのインターバルの最小値を大きくすれば、火花発生部の付着量が多くなる状況において燃料噴霧の広がりの程度が過大にならず、火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを回避することができる。その結果、上記態様によれば、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

この場合、前記制御部は、
前記火花発生部の温度が第１温度であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記火花発生部の温度が前記第１温度よりも高い第２温度であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記時間の最小値を前記火花発生部の温度に応じて変更するように構成され得る。

これによれば、火花発生部の温度が低いほど（即ち、火花発生部に付着する燃料の量が多くなるほど）、前記先行噴射とのインターバルの最小値が大きくなる。その結果、サック室燃料流動の強さが強い状態で直前噴射が実行されることを回避できるので、火花発生部へ過大な量の燃料が付着することを回避することができる。従って、点火プラグの燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

更に、この場合、前記制御部は、前記火花発生部の温度を前記機関の冷却水の温度（冷却水温）に基づいて取得するように構成され得る。前述したように、冷却水温は、機関の温度に強い相関を有し、従って、点火プラグの火花発生部の温度にも強い相関を有するからである。

更に、前記制御部は、
前記火花発生部の燻りの程度を示す前述した第１パラメータを取得し、
前記取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど前記時間の最小値が大きくなるように同時間の最小値を変更するように構成され得る。

これによれば、第１パラメータによって示される点火プラグの燻りの程度が強いほど前記時間の最小値が大きくなるように変更される。従って、点火プラグの燻りの程度が進行しているほど、燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくできるから、火花発生部に付着する燃料の量を減らすことができ、その燻りの程度が速く進行しないようにすることができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置（第１装置）が適用される内燃機関の任意の一つの気筒の部分概略縦断面図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示した気筒（燃焼室）における噴射燃料の噴霧形状を示した同気筒の平面図である。 図３は、図１に示した噴射弁の概略縦断面図である。 図４は、図１に示した噴射弁の先端部の正面図である。 図５の（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１に示した噴射弁の先端部を当該噴射弁の中心軸に沿う平面にて切断した部分断面図である。 図６は、図１に示した噴射弁の弁体（ニードル弁）のリフト量及び噴射弁駆動信号を示したタイムチャートである。 図７は、第１装置の電子制御ユニットのブロック図である。 図８の（Ａ）は各噴射のタイミングを示した図であり、図８の（Ｂ）は直前噴射及び先行噴射におけるニードルリフト量の変化を示したタイムチャートである。 図９は、図７に示した電子制御ユニットのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１０は、第１装置の第１変形例のＣＰＵが参照するルックアップテーブルである。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る制御装置（第２装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１２は、第２装置の第１変形例のＣＰＵが参照するルックアップテーブルである。 図１３は、本発明の第３実施形態に係る制御装置（第３装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の各実施形態に係る「内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する場合がある。）」について図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（構成）
本発明の第１実施形態に係る制御装置（以下、単に「第１装置」と称呼する。）は、図１に示した内燃機関（以下、「機関」と称呼する。）１０に適用される。機関１０は、ピストン往復動型・筒内噴射（直噴）・火花点火式・多気筒（本例では４気筒）・ガソリン機関である。機関１０は、燃焼室（気筒）ＣＣを備えている。

燃焼室ＣＣは、シリンダボア壁面（気筒の側壁面）１１と、シリンダヘッド下壁面（燃焼室上壁面）１２と、ピストンの冠面１３と、後述する「吸気弁１６及び排気弁１７」と、により画定される略円筒状の空間である。

シリンダヘッド部には、燃焼室ＣＣに連通した吸気ポート１４と、燃焼室ＣＣに連通した排気ポート１５と、が形成されている。シリンダヘッド部には、吸気弁１６と、排気弁１７と、が配設されている。吸気弁１６は図示しない吸気カムシャフトのカムにより「吸気ポート１４と燃焼室ＣＣとの接続部」を開閉するようになっている。排気弁１７は、図示しない排気カムシャフトのカムにより「排気ポート１５と燃焼室ＣＣとの接続部」を開閉するようになっている。従って、燃焼室ＣＣは、吸気弁１６及び排気弁１７により開閉されるようになっている。

なお、実際には、一つの燃焼室ＣＣに対して一対の吸気ポート１４が形成されている。それぞれの吸気ポート１４と燃焼室ＣＣとの接続部は、一対の吸気弁１６のそれぞれによって開閉させられる。同様に、一つの燃焼室ＣＣに対して一対の排気ポート１５が形成されている。それぞれの排気ポート１５と燃焼室ＣＣとの接続部は、一対の排気弁１７のそれぞれによって開閉させられる。

更に、機関１０は、噴射弁（燃料噴射弁、フューエルインジェクタ）２０及び点火プラグ３０を備えている。

噴射弁２０はシリンダヘッドに配設されている。噴射弁２０の燃料の噴孔２１ａは、シリンダヘッドの下壁面１２であって燃焼室ＣＣの略中央部（シリンダボアの中心軸ＣＬが通過する領域近傍位置）において燃焼室ＣＣに露出している。

点火プラグ３０は、噴射弁２０に隣接するようにシリンダヘッドに配設されている。図１、図２の（Ａ）及び図２の（Ｂ）に示したように、点火プラグ３０の火花発生部（中心電極及び接地電極を含む電極部）３０ａは、シリンダヘッドの下壁面１２であって噴孔２１ａに近接した位置（燃焼室ＣＣの略中央部）において燃焼室ＣＣに露出している。

噴射弁２０は、図３に示したように、ノズル本体部２１と、弁体としてのニードル弁２２と、スプリング２３と、ソレノイド２４と、を備えている。

ノズル本体部２１には、円筒状空間Ａ１と、円筒状空間Ａ２と、円筒状空間Ａ３と、が形成されている。これらの空間は、何れも中心軸ＣＮに関して同軸的に形成され、互いに連通している。ノズル本体部２１の先端部には、図４に示したように、複数（本例において８個）の噴孔２１ａが形成されている。

複数の噴孔２１ａのそれぞれは円筒状空間Ａ１と外部とを連通する連通孔である。更に図５の（Ａ）乃至（Ｃ）に示したように、ノズル本体部２１の先端部であって複数の噴孔２１ａに囲まれた領域内には、燃料が貯留される略半球状のサック室Ｓｋが形成されている。

複数の噴孔２１ａは、図４に示したように、ノズル本体部２１の先端部に、中心軸ＣＮを中心とした円周上に周方向において互いに等間隔となるように形成されている。それ故、燃料が噴孔２１ａを介して噴射されたとき、燃料噴霧Ｆｍの形状は図１及び図２に示したような形状となる。燃料噴霧Ｆｍのそれぞれは略コーン形状を有する。

前述した点火プラグ３０の火花発生部３０ａは、「噴孔２１ａから噴射された燃料の少なくとも一部を含む燃料噴霧」が直接到達する位置に設定されている。より具体的には、図２の（Ｂ）に示したように、火花発生部３０ａは、互いに隣接する一対の噴孔２１ａから火花発生部３０ａ側に噴射されて形成される「噴霧Ｆｍａ及び噴霧Ｆｍｂ」との間に位置し、これらの噴霧の一部が到達する位置に配置されている。換言すると、点火プラグ３０及び噴射弁２０は、火花発生部３０ａが「隣り合う二つの噴孔２１ａのそれぞれから噴射された燃料により形成される燃料噴霧」に挟まれる位置となるように、配置・構成されている。このように火花発生部３０ａへの燃料の案内が、噴射弁２０による噴射（スプレー）によって行われるので、機関１０はスプレーガイド式内燃機関とも称呼される。

再び図３を参照すると、ノズル本体部２１の基端部には、円筒状空間Ａ３と燃料配管（図示省略）とを連通する燃料取込孔２１ｂが形成されている。

ニードル弁２２は、小径の円柱形状を有する円柱部２２ａと、大径の円柱形状を有する鍔部２２ｂと、を有している。円柱部２２ａの先端は略半球形状を有する。円柱部２２ａの先端側は円筒状空間Ａ１内に収容されている。その結果、ノズル本体部２１の先端側部の周りに燃料流路ＦＰが形成されている。鍔部２２ｂは円筒状空間Ａ２内に収容されている。ニードル弁２２は、中心軸（ニードル弁軸線）ＣＮに沿って移動するようになっている。

更に、ニードル弁２２の内部には「ニードル弁２２の基端部と円柱部２２ａの先端側部の外周壁面とを連通する燃料通路」が形成されている。その結果、燃料取込孔２１ｂから円筒状空間Ａ３に流入する燃料は、このニードル弁２２内の燃料通路を通過して燃料流路ＦＰに供給される。
スプリング２３は、円筒状空間Ａ３内に配置されている。スプリング２３は、ニードル弁２２を噴孔２１ａ側（先端部側）に付勢するようになっている。

ソレノイド２４は、ノズル本体部２１の基端部の近傍であって、円筒状空間Ａ２の周囲に配設されている。ソレノイド２４は、後述するＥＣＵ４０からの噴射弁駆動信号により通電状態となり、その場合、ニードル弁２２をスプリング２３の付勢力に抗して燃料取込孔２１ｂ側（基端部側）に移動させる磁力を発生する。

ソレノイド２４が非通電状態であるとき、ニードル弁２２の先端部（円柱部２２ａの先端）はスプリング２３によってノズル本体部２１の先端部内周壁面（シート部）Ｓｈに押し付けられる。この状態のニードル弁２２の中心軸ＣＮ方向の移動量が「０」であると定義される。以下において、ニードル弁（弁体）２２の中心軸ＣＮ方向の移動量は「ニードルリフト量」又は「リフト量」と称呼される場合がある。

図５の（Ａ）に示したように、ニードルリフト量が「０」であるとき、噴孔２１ａはニードル弁２２の先端部によって閉じられる。その結果、燃料流路ＦＰから噴孔２１ａの内部に燃料が供給されないから、燃料は噴射されない。従って、シート部Ｓｈの噴孔２１ａの周囲（噴孔２１ａの縁部）はニードル弁２２の「弁座部」を構成していると言うことができる。

ソレノイド２４が通電状態となってニードル弁２２が基端部側へと移動してニードルリフト量が「０」よりも大きくなると、図５の（Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、ニードル弁２２の先端部はシート部Ｓｈから離れる。その結果、噴孔２１ａが開かれるので、燃料が燃料流路ＦＰから噴孔２１ａへと流入し、噴孔２１ａを介して噴射される。

ニードルリフト量が所定の大きさになると、図３に示した鍔部２２ｂがノズル本体部２１の円筒状空間Ａ２を形成している壁部と当接する。その結果、ニードル弁２２の動きが規制される。このときのニードルリフト量は「最大リフト量（又は、フルリフト量）」と称呼される。即ち、ニードルリフト量は、「０」から「最大リフト量」までの範囲で変化する。

図５の（Ｃ）に示した「燃料噴射中のニードルリフト量の最大値が最大リフト量に到達する態様での燃料噴射」はフルリフト噴射とも称呼される。これに対し、図４の（Ｂ）に示した「燃料噴射中のニードルリフト量の最大値が最大リフト量よりも小さいリフト量である態様における燃料噴射」はパーシャルリフト噴射とも称呼される。以下において、「０」と「最大リフト量」との間のリフト量は「パーシャルリフト量」と称呼される場合がある。

ニードルリフト量は、ソレノイド２４への通電時間を変更することによって制御される。換言すると、燃料噴射の開始、停止及び燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値は、ソレノイド２４への通電タイミング等に基づいて制御される。

例えば、燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値を図６の第１リフト量に設定したパーシャルリフト噴射は次に述べるように実行される。即ち、噴射弁駆動信号が時刻ｔ１において「０」から所定電圧ＶＩｎｊへと変更されると弁体２２の移動が開始する。その後、時刻ｔ２にて弁体２２のリフト量は「最大リフト量よりも小さい第１リフト量」に到達する。この時刻ｔ２にて噴射弁駆動信号が所定電圧ＶＩｎｊから「０」へと変更される。第１装置は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間と、リフト量と、の関係をＲＯＭに記憶している（以下において同じ）。即ち、第１装置は、噴射弁駆動信号を時間で管理する。その結果、ニードルリフト量は、一点鎖線ＰＬＩｎｊ１により示したように、第１リフト量から減少して時刻ｔ２の直後にて「０」に到達する。燃料は時刻ｔ１から時刻ｔ２の直後の時刻（実質的には時刻ｔ２）までの間に噴射される。この場合、噴射される燃料の量は、図６に示したニードルリフト量の波形で囲まれた部分（三角形）の面積に相関を有する値となる。なお、実際には、噴射弁駆動信号が「０」から所定電圧ＶＩｎｊへと変更された時点から無効噴射時間τｄが経過した時点にて弁体２２の移動が始まる。但し、無効噴射時間τｄは極めて短いので、以下の説明において省略される。

同様に、噴射弁駆動信号が、時刻ｔ１にて所定電圧ＶＩｎｊへと変更され、時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３にて「０」へと変更されると、ニードルリフト量の最大値を第２リフト量に設定したパーシャルリフト噴射が行われる（二点鎖線ＰＬＩｎｊ２を参照。）。この場合、燃料は時刻ｔ１から時刻ｔ３の直後の時刻（実質的には時刻ｔ３）までの間に噴射される。

なお、第１装置は、破線ＰＬＩｎｊ２’に示したように、ニードルリフト量の最大値を所定の期間に渡って一定値（一定のパーシャルリフト量）に維持する燃料噴射を行うこともできる。この場合、第１装置は、ニードルリフト量が狙いとする最大値に到達した時点（時刻ｔ３）又はその時点の直前から、噴射弁駆動信号が「極めて短い周期及び所定のデューティ比」をもって所定電圧ＶＩｎｊと「０」とを繰り返す信号となるように、噴射弁駆動信号を制御する。即ち、第１装置は、ソレノイド２４による磁力とスプリング２３の付勢力とを釣り合わせる。そして、所定の期間が経過したとき（時刻ｔ４’）、噴射弁駆動信号は「０」へと変更される。この場合、燃料は時刻ｔ１から時刻ｔ４’の直後の時刻（実質的には時刻ｔ４’）までの間に噴射される。

フルリフト噴射は次に述べるように実行される。即ち、図６に示したように、噴射弁駆動信号が時刻ｔ１において「０」から所定電圧ＶＩｎｊへと変更されると弁体２２の移動が開始する。その後、時刻ｔ４にて弁体２２のリフト量は最大リフト量に到達するので、弁体２２の移動が規制される。従って、時刻ｔ４以降においてニードルリフト量は最大リフト量に維持される。時刻ｔ５にて噴射弁駆動信号が所定電圧ＶＩｎｊから「０」へと変更されると、ニードルリフト量は最大リフト量から急減して時刻ｔ６にて「０」に到達する。燃料は時刻ｔ１から時刻ｔ６（実質的には時刻ｔ５）の間に噴射される。

ところで、燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値が小さくなるほど、図５の（Ｂ）に示したように、ニードル弁２２の先端部とシート部Ｓｈとの間の流路面積が小さくなる。そのため、燃料流路ＦＰから噴孔２１ａに到達する燃料の圧力が低下する。更に、噴孔２１ａ及びサック室Ｓｋに流入する燃料に乱れが生じる。この結果、パーシャルリフト噴射により生成される燃料噴霧の燃焼室ＣＣ内における広がりの程度（燃料噴霧の拡散の度合い、燃料噴霧角θ）は大きくなる。更に、パーシャルリフト噴射であっても、燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値が小さくなるほど、燃料噴霧の広がりの程度は大きくなる。よって、燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値が小さくなるほど、、より多くの燃料（燃料滴）が点火プラグ３０の火花発生部３０ａに到達するから、火花発生部３０ａに付着する燃料の量（付着燃料量）は多くなる。このように、燃料噴射中におけるニードルリフト量の最大値は、燃料噴霧の広がりの程度を変更する拡散パラメータであると言うことができる。

第１装置は、図７に示した電子制御ユニット（制御部）４０を含んでいる。電子制御ユニット４０は、以下、ＥＣＵ４０と表記される。ＥＣＵ４０は、周知の「ＣＰＵ、インストラクション（プログラム）及びルックアップテーブル等を格納するＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を有するマイクロコンピュータ」を含む電子回路装置である。ＥＣＵ４０は、次に述べる複数のセンサからの検出信号を受信するようになっている。

・機関１０の吸入空気量（空気の質量流量）Ｇａ及び吸気温度ＴＨＡを検出するエアフローメータ４１（吸気温センサ内蔵のエアフローメータ）。
・図示しないクランクシャフトが所定角度回転する毎にパルスを発生するクランク角センサ４２。
・図示しないカムシャフトが所定角度回転する毎にパルスを発生するカムポジションセンサ４３。
・図示しないアクセルペダルの操作量ＡＰを検出するアクセルペダル操作量センサ４４。
・図示しないスロットル弁の開度ＴＡを検出するスロットル弁開度センサ４５。
・噴射弁２０に燃料を供給する配管（燃料配管）に設けられ、その配管内の燃料圧力Ｐｆを検出する燃料圧力センサ４６。
・機関１０の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ４７。
・各気筒の点火装置３１が、対応する点火プラグ３０に印加する電圧（印加電圧）Ｖを測定する、複数の印加電圧センサ４８。

なお、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２及びカムポジションセンサ４３からの信号に基づいて、各気筒の絶対クランク角ＣＡを取得するようになっている。更に、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２からの信号に基づいて機関回転速度ＮＥを取得するようになっている。更に、ＥＣＵ４０は、噴射弁２０のサック室Ｓｋ内又は燃料流路ＦＰの圧力を検出する弁内圧力センサからの信号ＰＶを受信するように構成されていても良い。加えて、ＥＣＵ４０は、各点火プラグ３０（火花発生部３０ａ）の絶縁抵抗を測定する抵抗検出装置からの信号を受信するように構成されていても良い。

ＥＣＵ４０は、次に述べる複数のアクチュエータに駆動信号を送信するようになっている。以下において、Ｎは１〜４の整数である。「＃Ｎ」は第Ｎ気筒を意味する。
・第Ｎ気筒（＃Ｎ）の噴射弁２０（＃Ｎ）。
・第Ｎ気筒（＃Ｎ）の点火装置３１（＃Ｎ）。
・フューエルポンプ装置３５。

なお、点火装置３１（＃Ｎ）は図示しない「イグナイタ及びコイル」を含む。点火装置３１（＃Ｎ）はＥＣＵ４０が点火時期ＳＡにて発生する点火信号（駆動信号）に基づいて高電圧を発生させ、その発生させた高電圧を第Ｎ気筒（＃Ｎ）の点火プラグ３０（＃Ｎ）に印加するようになっている。この高電圧の印加により、第Ｎ気筒（＃Ｎ）の点火プラグ３０（＃Ｎ）の火花発生部３０ａ（＃Ｎ）から点火用火花が発生する。

フューエルポンプ装置３５は図示しない「フューエルポンプ及び燃圧調整弁」を含む。フューエルポンプが吐出する燃料は、図示しない燃料配管を介して噴射弁２０（＃Ｎ）に供給される。ＥＣＵ４０は、燃圧調整弁に駆動信号（指示信号）を送出し、噴射弁２０（＃Ｎ）に供給される燃料の圧力を変更する。

前述したように、ＥＣＵ４０は、噴射弁２０（＃Ｎ）の電磁機構に噴射弁駆動信号を送出する。この噴射弁駆動信号が「０」であるときソレノイド２４は非通電状態となり、噴射弁駆動信号が所定電圧ＶＩｎｊであるときソレノイド２４は通電状態となる。

（制御の概要）
次に、第１装置の制御の概要について説明する。第１装置は、図８の（Ａ）に示したように、一つの燃焼行程（即ち、一つの気筒についての１サイクル）に対して以下に述べる３回の燃料噴射を行う。
Ａ．吸気行程において実行される吸気行程噴射ＩｎｊＡ
Ｂ．圧縮行程後期に行われる先行噴射ＩｎｊＢ
Ｃ．先行噴射ＩｎｊＢよりも後であり点火時期ＳＡの直前に行われる直前噴射ＩｎｊＣ

但し、機関１０の運転状態により、吸気行程噴射ＩｎｊＡ及び／又は先行噴射ＩｎｊＢは実行されない場合がある。更に、機関１０の運転状態により、吸気行程噴射ＩｎｊＡが２回以上に分割されて行われる場合もある。

吸気行程噴射ＩｎｊＡはフルリフト噴射である。
先行噴射ＩｎｊＢはフルリフト噴射（又はパーシャルリフト噴射）である。
直前噴射ＩｎｊＣはパーシャルリフト噴射である。

第１装置は、機関１０の運転状態等を表すパラメータ（例えば、要求トルクＴqreq、機関回転速度ＮＥ及び吸気温度ＴＨＡ）に基づき、直前噴射ＩｎｊＣによって噴射される燃料の量（直前燃料噴射量）Ｑｃを決定する。同時に、第１装置は、図８の（Ｂ）に示した直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃを機関回転速度ＮＥに基づいて決定する。

次に、第１装置は、機関始動時の冷却水温ＴＨＷ０と始動後の点火回数Ｎｃとに基づいて火花発生部３０ａの温度Ｔplugを推定する。例えば、温度Ｔplugは、次式により推定（取得）される。但し、温度Ｔplugは最大温度Ｔmax以上にならないように制限される。この式は、機関始動時の火花発生部３０ａの温度Ｔplugは冷却水温ＴＨＷ０に略等しいと見做せること、及び、機関始動後の火花発生部３０ａの温度Ｔplugは点火回数Ｎｃが増大するにつれて増大することに基づく。なお、下式の冷却水温ＴＨＷ０は、その時点時点の冷却水温ＴＨＷであってもよい。

火花発生部温度Ｔplug＝ＴＨＷ０＋ａ・Ｎｃ （ａは０又は０より大きい定数）

第１装置は、推定（取得）された火花発生部温度Ｔplugに基づいて、直前噴射におけるニードルリフト量の最大値Ｌｃの下限値Ｌlolmtを決定する。より具体的には、火花発生部温度Ｔplugが高いほど、火花発生部３０ａに燃料（燃料噴霧）が付着し難い。換言すると、火花発生部温度Ｔplugが低いほど、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が多くなる。そこで、第１装置は、推定された火花発生部温度Ｔplugが低いほど、燃料噴霧の広がりの程度（燃料噴霧の拡散の度合い）が小さくなるように下限値Ｌlolmtを決定する。即ち、第１装置は、推定された火花発生部温度Ｔplugが低いほど下限値Ｌlolmtが大きくなるように、下限値Ｌlolmtを決定する。

ところで、直前噴射を行うときの燃料圧力Ｐｆｃが高いほど、噴射弁２０における燃料流路ＦＰと噴孔２１ａとの境界部（噴孔２１ａの縁部）において燃料の流れの乱れが強くなる。その結果、燃料圧力Ｐｆｃが高いほど、燃料噴霧の広がりの程度が大きくなり、他の条件が同一であっても火花発生部３０ａに燃料が付着し易くなる。換言すると、燃料圧力Ｐｆｃが高いほど、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が多くなる。そこで、第１装置は、燃料圧力Ｐｆｃが高いほど、火花発生部温度Ｔplugに基づいて決定された下限値Ｌlolmtが大きくなるように、その下限値Ｌlolmtを変更（補正）する。

更に、他の条件が同一であっても、直前噴射ＩｎｊＣの燃料噴射量Ｑｃが多いほど、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が多くなる。そこで、第１装置は、燃料噴射量Ｑｃが多いほど、火花発生部温度Ｔplugに基づいて決定された下限値Ｌlolmtが大きくなるように、その下限値Ｌlolmtを変更（補正）する。

加えて、第１装置は、火花発生部の燻りの程度を示す第１パラメータＰ１を取得する。より具体的に述べると、第１装置は、火花発生部３０ａへの印加電圧Ｖを監視することにより、火花放電が発生して印加電圧が急変する直前の印加電圧（即ち、絶縁破壊電圧）Ｖｋを第１パラメータＰ１として取得する。この場合、第１パラメータＰ１（絶縁破壊電圧Ｖｋ）は、火花発生部３０ａの燻りの程度が強くなる（進行する、大きくなる）ほど小さくなる。

そこで、第１装置は、取得した第１パラメータＰ１によって示される「火花発生部３０ａ燻りの程度」が強いほど下限値Ｌlolmtが大きくなるように下限値Ｌlolmtを変更（補正）する。

そして、第１装置は、ニードルリフト量の最大値Ｌｃが上述のようにして決定された下限値Ｌlolmt以上となるように制限し、直前噴射ＩｎｊＣを行う。この結果、火花発生部３０ａに付着する燃料の量が過大となった状態で点火が行われないから、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを回避することができる。なお、第１装置は、直前噴射ＩｎｊＣの噴射終了時期ＥＯＩｃを機関回転速度ＮＥに基づいて決定する。そして、第１装置は、下限値Ｌlolmtによる制限を受けた最大値Ｌｃの下で、燃料噴射量Ｑｃの燃料が直前噴射ＩｎｊＣにより噴射されるように、直前噴射ＩｎｊＣの燃料噴射時間Ｔｃ及び直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃを決定し、それに応じた噴射弁駆動信号を噴射弁２０に送出する。以上が、第１装置の作動の概要である。

（第１装置の実際の作動）
電子制御ユニット４０のＣＰＵは、図９にフローチャートにより示した点火・噴射制御ルーチンの処理を任意の気筒のクランク角がその任意の気筒の吸気上死点に一致する毎にその任意の気筒に対して実行するようになっている。

従って、ある気筒（特定気筒（＃Ｎ））のクランク角がその特定気筒の吸気上死点に一致すると、ＣＰＵは図９のステップ９００から処理を開始し、以下に述べるステップ９０５乃至ステップ９５５の処理を順に行い、ステップ９６０に進む。

ステップ９０５：ＣＰＵは、アクセルペダル操作量ＡＰ及び機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルMapTqreq(AP,NE)に適用することにより、要求トルク（機関１０に要求されているトルク）Ｔqreqを決定する。テーブルMapTqreq(AP,NE)によれば、要求トルクＴqreqは、機関回転速度ＮＥが所定の一定値である場合、アクセルペダル操作量ＡＰが大きいほど大きくなるように決定される。

ステップ９１０：ＣＰＵは、要求トルクＴqreq及び機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルMapSA(Tqreq,NE)に適用することにより、点火時期ＳＡを決定する。テーブルMapSA(Tqreq,NE)によれば、点火時期ＳＡは、ノッキングが生じない範囲においてＭＢＴ（Minimum Spark Advance For Best Torque）に設定される。なお、点火時期ＳＡを含む各種の時期は、圧縮上死点前のクランク角として定められる。従って、点火時期ＳＡが大きいほど点火時期は進角側の値となる（図８の（Ａ）及び（Ｂ）を参照。）。

ステップ９１５：ＣＰＵは、特定気筒が迎える燃焼行程に対して供給（噴射）すべき燃料噴射量の合計量（以下、「総噴射量」と称呼する。）Ｑtotalを算出する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、要求トルクＴqreq及び機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルMapＱtotal(Tqreq,NE)に適用することにより総噴射量Ｑtotalを決定する。テーブルMapＱtotal(Tqreq,NE)によれば、機関回転速度ＮＥが所定の一定値である場合、総噴射量Ｑtotalは要求トルクＴqreqが大きいほど大きくなるように決定される。

ステップ９２０：ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣにより噴射される燃料の量（直前噴射量）Ｑｃを決定する（図８の（Ｂ）を参照。）。より具体的に述べると、ＣＰＵは、要求トルクＴqreq、機関回転速度ＮＥ及び吸気温度ＴＨＡをルックアップテーブMapＱｃ(Tqreq,NE,THA)に適用することにより、直前噴射量Ｑｃを決定する。

テーブMapＱｃ(Tqreq,NE,THA)によれば、直前噴射量Ｑｃは、要求トルクＴqreq（即ち、吸気行程において吸入される筒内空気量に応じた値）が大きいほど大きくなるように決定される。更に、テーブMapＱｃ(Tqreq,NE,THA)によれば、直前噴射量Ｑｃは、機関回転速度ＮＥが低いほど大きくなるように決定され、吸気温度ＴＨＡが低いほど大きくなるように決定される。また、直前噴射量Ｑｃは、総噴射量Ｑtotalの２０％程度の量になるように設定されている。なお、直前噴射量Ｑｃは、他の機関運転状態を表すパラメータ（例えば、ＥＧＲ率及び冷却水温ＴＨＷ等）に基づいて決定されてもよい。

ステップ９２５：ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の基準値Ｌｃｓを機関回転速度ＮＥに基づいて決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルMapＬｃｓ(ＮＥ)に適用することにより基準値Ｌｃｓを決定する。テーブルMapＬｃｓ(ＮＥ)によれば、基準値Ｌｃｓは機関回転速度ＮＥが低いほど小さくなるように決定される。

ステップ９３０：ＣＰＵは、以下に述べる「燃料噴射に関するその他の値」を、以下に述べるように決定する。なお、本例において、吸気行程噴射ＩｎｊＡ及び先行噴射ＩｎｊＢは、何れもフルリフト噴射である。

ＣＰＵは、吸気行程噴射ＩｎｊＡの「噴射開始時期ＳＯＩａ及び噴射終了時期ＥＯＩａ」を決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、総噴射量Ｑtotalの６０〜７０％を吸気行程噴射ＩｎｊＡの噴射量（吸気行程噴射量）Ｑａとして求める。ＣＰＵは、吸気行程噴射ＩｎｊＡの噴射開始時期ＳＯＩａを「吸気上死点後６０°前後の所定の時期」に定める。ＣＰＵは、吸気行程噴射量Ｑａ及び燃料圧力Ｐｆに基づき燃料噴射時間Ｔａを算出し、燃料噴射時間Ｔａを機関回転速度ＮＥによりクランク角度に変換し、そのクランク角度を噴射開始時期ＳＯＩａから減じたクランク角度を噴射終了時期ＥＯＩａとして決定する。

ＣＰＵは、先行噴射ＩｎｊＢの「噴射開始時期ＳＯＩｂ及び噴射終了時期ＥＯＩｂ」を決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、総噴射量Ｑtotalから、吸気行程噴射量Ｑａ及び直前噴射量Ｑｃを減じた値を先行噴射ＩｎｊＢの噴射量（先行噴射量）Ｑｂとして求める。ＣＰＵは、ピストン冠面１３へ付着する燃料量が過大となることを回避するべく、先行噴射ＩｎｊＢの噴射開始時期ＳＯＩｂを冷却水温ＴＨＷが低いほど進角するように決定する。ＣＰＵは、先行噴射量Ｑｂ及び燃料圧力Ｐｆに基づき燃料噴射時間Ｔｂを算出し、燃料噴射時間Ｔｂを機関回転速度ＮＥによりクランク角度に変換し、そのクランク角度を噴射開始時期ＳＯＩｂから減じたクランク角度を噴射終了時期ＥＯＩｂとして決定する（図８の（Ｂ）を参照。）。

ステップ９３５：ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限基準値（下限値の基準値）Ｌｌｍｔｓｔを、上述したように別途推定されている火花発生部温度Ｔplugに基づいて決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、火花発生部温度Ｔplugを図９のブロックＢ１内に示したルックアップテーブルMapＬｌｍｔｓｔ(Ｔplug）に適用することにより下限基準値Ｌｌｍｔｓｔを決定する。

このテーブルMapＬｌｍｔｓｔ(Ｔplug)によれば、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは火花発生部温度Ｔplugが高いほど（即ち、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が小さくなるほど）、低くなるように決定される。下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは後述するステップ９５５にて算出される「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔの基準となる値」である。従って、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔがこのように求められることは、火花発生部温度Ｔplugが高いほど「より大きな燃料噴霧の広がりの程度」が許容されること、を意味する。

ステップ９４０：ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣの実行開始時点（噴射開始時期ＳＯＩｃ）の燃料圧力Ｐｆｃを、現在の「燃料圧力Ｐｆ、吸気行程噴射量Ｑａ及び先行噴射量Ｑｂ」に基づいて推定（取得）する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、現在の「燃料圧力Ｐｆ、吸気行程噴射量Ｑａ及び先行噴射量Ｑｂ」をルックアップテーブルMapＰｆｃ(Pf,Qa,Qb)に適用することにより、燃料圧力Ｐｆｃを推定する。このテーブルMapＰｆｃ(Pf,Qa,Qb)によれば、燃料圧力Ｐｆｃは、現在の燃料圧力Ｐｆが高いほど高くなり、吸気行程噴射量Ｑａが大きいほど小さくなり、先行噴射量Ｑｂが大きいほど小さくなるように決定される。

次いで、ＣＰＵは、推定（取得）した燃料圧力Ｐｆｃを図９のブロックＢ２内に示したルックアップテーブルMapΔＬｐｆｃ(Ｐｆｃ)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（燃料圧力補正値）ΔＬｐｆｃを算出する。このテーブルMapΔＬｐｆｃ(Ｐｆｃ)によれば、補正値ΔＬｐｆｃは、推定（取得）した燃料圧力Ｐｆｃが高くなるほど大きくなる値となるように算出される。なお、推定（取得）した燃料圧力Ｐｆｃが基準圧力Ｐｆｃｓｔと等しいとき、補正値ΔＬｐｆｃは「０」となる。

補正値ΔＬｐｆｃは、後述するステップ９５５においてニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めるために、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔに加えられる。従って、補正値ΔＬｐｆｃがこのように求められることは、燃料圧力Ｐｆｃが高いほど、下限値Ｌｌｏｌｍｔが大きくなることを意味する。

ステップ９４５：ＣＰＵは、直前噴射量Ｑｃを図９のブロックＢ３内に示したルックアップテーブルMapΔＬＱｃ(Ｑｃ)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（直前噴射量補正値）ΔＬＱｃを算出する。このテーブルMapΔＬＱｃ(Ｑｃ)によれば、補正値ΔＬＱｃは、直前噴射量Ｑｃが多くなるほど大きくなる値となるように算出される。なお、直前噴射量Ｑｃが基準直前噴射量Ｑｃｓｔと等しいとき、補正値ΔＬＱｃは「０」となる。

補正値ΔＬＱｃは、後述するステップ９５５においてニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めるために、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔに加えられる。従って、補正値ΔＬＱｃがこのように求められることは、直前噴射量Ｑｃが多いほど、下限値Ｌｌｏｌｍｔが大きくなることを意味する。

ステップ９５０：ＣＰＵは、特定気筒（＃Ｎ）の点火プラグ３０（＃Ｎ）の絶縁破壊電圧Ｖｋを読み出す。この絶縁破壊電圧Ｖｋは、図示しないルーチンにより、点火装置３１（＃Ｎ）が点火プラグ３０（＃Ｎ）に印加している電圧Ｖを監視することにより、その電圧Ｖが急激に極めて大きく振動を開始する時点（即ち、火花発生部３０ａ（＃Ｎ）から火花が発生した時点）の直前の電圧Ｖとして測定（取得）される。点火プラグ３０の燻りの程度が大きくなると、絶縁破壊電圧Ｖｋが低下する。従って、絶縁破壊電圧Ｖｋは点火プラグの燻りの程度を表すパラメータ（便宜上、「第１パラメータ」とも称呼される。）である。

次に、ＣＰＵは、読みだした絶縁破壊電圧Ｖｋを図９のブロックＢ４内に示したルックアップテーブルMapΔＬｖｋ(Ｖｋ)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（プラグ燻り度合い補正値）ΔＬｖｋを算出する。このテーブルMapΔＬｖｋ(Ｖｋ)によれば、補正値ΔＬｖｋは、絶縁破壊電圧Ｖｋが小さくなる（即ち、第１パラメータにより示される点火プラグ３０の燻りの程度が強くなっている（進行している、大きくなっている））ほど大きくなる値となるように算出される。なお、絶縁破壊電圧Ｖｋが基準絶縁破壊電圧Ｖｋｔｈ以上である場合、補正値ΔＬｖｋは「０」となる。補正値ΔＬｖｋは、後述するステップ９５５においてニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めるために、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔに加えられる。従って、補正値ΔＬｖｋがこのように求められることは、絶縁破壊電圧Ｖｋが小さいほど、下限値Ｌｌｏｌｍｔが大きくなることを意味する。

ステップ９５５：ＣＰＵは、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔと、燃料圧力補正値ΔＬｐｆｃと、直前噴射量補正値ΔＬＱｃと、プラグ燻り度合い補正値ΔＬｖｋと、の和を、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔとして求める。即ち、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは、補正値ΔＬｐｆｃと、補正値ΔＬＱｃと、補正値ΔＬｖｋと、により補正される。この結果、下限値Ｌｌｏｌｍｔは、火花発生部温度Ｔplugが低いほど大きくなり、直前噴射ＩｎｊＣが実行される際の燃料圧力Ｐｆｃが高いほど大きくなり、直前噴射量Ｑｃが多いほど大きくなり、絶縁破壊電圧Ｖｋが低いほど（即ち、点火プラグ３０の燻りの程度が強くなっているほど）大きくなる。

次に、ＣＰＵはステップ９６０に進み、先のステップ９２５にて求めた「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の基準値Ｌｃｓ」がニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔよりも小さいか否かを判定する。

基準値Ｌｃｓが下限値Ｌｌｏｌｍｔ未満である場合、ＣＰＵはステップ９６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９６５に進み、「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃ」に下限値Ｌｌｏｌｍｔを設定する。即ち、最大値Ｌｃは下限値Ｌｌｏｌｍｔとなる。その後、ＣＰＵはステップ９７５に進む。

これに対し、基準値Ｌｃｓが下限値Ｌｌｏｌｍｔ以上である場合、ＣＰＵはステップ９６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９７０に進み、「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃ」に基準値Ｌｃｓを設定する。即ち、最大値Ｌｃは基準値Ｌｃｓとなる。

その後、ＣＰＵはステップ９７５に進み、点火時期ＳＡにて点火を実行するための処理、及び、吸気行程噴射ＩｎｊＡ、先行噴射ＩｎｊＢ並びに直前噴射ＩｎｊＣのそれぞれを実行するための処理を行う。

なお、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥ、燃料圧力Ｐｆｃ及び冷却水温ＴＨＷをルックアップテーブルMapＥＯＩｃ(NE,Pfc,THW)に適用することにより、直前噴射ＩｎｊＣの噴射終了時期ＥＯＩｃを決定する。次いで、ＣＰＵは、ニードルリフト量の最大値を値Ｌｃに設定したときに直前噴射量Ｑｃの燃料が噴射されるために必要な時間（即ち、直前噴射時間）Ｔｃを最大値Ｌｃ、直前噴射量Ｑｃ及び燃料圧力Ｐｆｃに基づいて算出する。そして、ＣＰＵは、直前噴射時間Ｔｃを機関回転速度ＮＥによりクランク角度に変換し、そのクランク角度を噴射終了時期ＥＯＩｃに加えたクランク角度を噴射開始時期ＳＯＩａとして決定する。その後、ＣＰＵはステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、第１装置の制御部（ＥＣＵ４０）は、直前噴射ＩｎｊＣによって噴射される燃料を含む燃料噴霧の広がりの程度（燃料噴霧の拡散の度合い）を変更する拡散パラメータとして、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃを用いる（図５、図８の（Ｂ）及び図９を参照。)。

更に、前記制御部は、
直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度の最大度が、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が第１の量となる場合には同燃料の付着量が同第１の量よりも少ない第２の量となる場合に比較して、小さくなるように、前記燃料噴霧の広がりの程度を変更する拡散パラメータ（即ち、ニードルリフト量の最大値Ｌｃの下限値Ｌｌｏｌｍｔ）を制御する（図９のステップ９２５、ステップ９３５乃至ステップ９７０を参照。)。

更に、前記制御部は、火花発生部の温度Ｔplugが第１温度（図９のブロックＢ１内のＴplug1を参照。）であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、火花発生部の温度Ｔplugが「前記第１温度よりも高い第２温度（図９のブロックＢ１内のＴplug2を参照。）」であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って下限値Ｌｌｏｌｍｔを火花発生部の温度Ｔplugに応じて変更する（図９のブロックＢ１内の値Ｌｌｍｔ１及び値Ｌｌｍｔ２、並びに、ステップ９３５及びステップ９５５を参照。）。

更に、前記制御部は、直前噴射ＩｎｊＣを行うときの燃料圧力Ｐｆｃが第１圧力であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、直前噴射ＩｎｊＣを行うときの燃料圧力Ｐｆｃが「前記第１圧力よりも低い第２圧力」であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って下限値Ｌｌｏｌｍｔを直前噴射ＩｎｊＣを行うときの燃料圧力Ｐｆｃに応じて変更する（図９のブロックＢ２、ステップ９４０及びステップ９５５を参照。）。

更に、前記制御部は、直前噴射ＩｎｊＣの燃料噴射量Ｑｃが第１噴射量であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、直前噴射ＩｎｊＣの燃料噴射量Ｑｃが「前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量」であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って下限値Ｌｌｏｌｍｔを直前噴射ＩｎｊＣの燃料噴射量Ｑｃに応じて変更する（図９のブロックＢ３、ステップ９４５及びステップ９５５を参照。）。

更に、前記制御部は、火花発生部３０ａの燻りの程度を示す第１パラメータ（絶縁破壊電圧Ｖｋ）を取得し、取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど下限値Ｌｌｏｌｍｔが大きくなるように下限値Ｌｌｏｌｍｔを変更する（図９のブロックＢ４、ステップ９５０及びステップ９５５を参照。）。

従って、第１装置によれば、火花発生部３０ａに燃料が付着し易い場合、或いは、点火プラグ３０の燻りの程度が強い場合、燃料噴霧の広がりの程度が過大にならないから、火花発生部３０ａに付着する燃料の量が過大にならない。その結果、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

なお、第１装置は、図９のステップ９３５において求められる下限基準値Ｌｌｍｔｓｔを補正しなくてもよい。即ち、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔそのものを最終的な下限値Ｌｌｏｌｍｔとして用いてもよい。

更に、第１装置は、燃料圧力補正値ΔＬｐｆｃ、直前噴射量補正値ΔＬＱｃ及びプラグ燻り度合い補正値ΔＬｖｋのうちの任意の一以上の補正値を用いてステップ９３５にて求められる下限基準値Ｌｌｍｔｓｔを補正することにより、最終的な下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めてもよい。

更に、第１装置は、下限値Ｌｌｏｌｍｔを、燃料圧力Ｐｆｃが大きくなるほど大きくなるように燃料圧力Ｐｆｃから直接求めてもよい。同様に、第１装置は、下限値Ｌｌｏｌｍｔを、直前噴射量Ｑｃが多くなるほど大きくなるように直前噴射量Ｑｃから直接求めてもよい。更に、第１装置は、下限値Ｌｌｏｌｍｔを、第１パラメータ（絶縁破壊電圧Ｖｋ）によって示される点火プラグ３０の燻りの程度が強いほど大きくなるように第１パラメータから直接求めても良い。

＜第１装置の第１変形例＞
ＣＰＵは、図９のステップ９３５において、冷却水温ＴＨＷを火花発生部３０ａの温度Ｔplugとして用いてもよい。この場合においても、直前噴射におけるニードルリフト量の最大値Ｌｃの下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは、冷却水温ＴＨＷが低いほど下限基準値Ｌｌｍｔｓｔが大きくなるように、（即ち、燃料噴霧の広がりの程度が小さくなるように）下限値Ｌlolmtを決定する。

より具体的に述べると、ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限基準値Ｌｌｍｔｓｔを冷却水温ＴＨＷに基づいて決定する。即ち、ＣＰＵは、冷却水温ＴＨＷを図１０に示したルックアップテーブルMapＬｌｍｔｓｔ(ＴＨＷ)に適用することにより下限基準値Ｌｌｍｔｓｔを決定する。

このテーブルMapＬｌｍｔｓｔ(ＴＨＷ)によれば、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは冷却水温ＴＨＷが高いほど（即ち、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が小さくなるほど）、低くなるように決定される。

但し、冷却水温ＴＨＷを温度Ｔplugの代わりに用いる場合、上記下限値Ｌlolmtを用いたニードルリフト量の最大値Ｌｃの制御は、機関１０の始動時及び／又は機関１０の始動後の数点火の期間において行うことが望ましい。

＜第１装置の第２変形例＞
この変形例のＣＰＵは、燃料圧力Ｐｆが機関１０が１回転する間には殆ど変らない程度に穏やかに変化するとの前提の下、吸気上死点近傍で取得された燃圧Ｐｆを図９のステップ９４０等にて用いる「直前噴射を行うときの燃料圧力Ｐｆｃ」として採用する。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第２装置」とも称呼する。）は、先行噴射ＩｎｊＢによって生成される「噴射弁２０のサック室Ｓｋ内の燃料の流動」が直前噴射ＩｎｊＣへ及ぼす影響を更に考慮して、下限値Ｌｌｏｌｍｔを変更する点において第１装置と相違している。なお、直前噴射ＩｎｊＣの実行開始時（噴射開始時期ＳＯＩｃ）において「噴射弁２０のサック室Ｓｋ内に残留している燃料の流動」を、単に「サック室燃料流動」とも称呼する。

より具体的に述べると、先行噴射ＩｎｊＢにより、噴射弁２０のサック室Ｓｋ内に燃料の流動（流れの乱れ）が生じる。この燃料流動が残存している場合に直前噴射ＩｎｊＣが実行されると、噴射された燃料の噴霧が分散し易くなり（燃料噴霧の広がりの程度が大きくなり）且つ貫徹力も弱くなる。従って、サック室燃料流動が強いほど火花発生部３０ａへ到達する燃料（噴霧）の量が増大し、その結果、火花発生部３０ａへの燃料の付着量が増大する。

サック室燃料流動の強さは、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃまでの時間（以下、「先行噴射とのインターバルＴint」とも称呼する。）が短いほど、強くなる。従って、直前噴射ＩｎｊＣによって噴射される燃料噴霧の広がりの程度は、先行噴射とのインターバルＴintが短いほど大きくなる。

更に、サック室燃料流動の強さは、先行噴射ＩｎｊＢの燃料噴射量Ｑｂが多いほど、強くなる。従って、直前噴射ＩｎｊＣによって噴射される燃料噴霧の広がりの程度は、燃料噴射量Ｑｂが多いほど大きくなる。

そこで、第２装置は、サック室燃料流動の強さＳｆｆを、先行噴射ＩｎｊＢの燃料噴射量Ｑｂ及び先行噴射とのインターバルＴintに基づいて推定し、サック室燃料流動の強さＳｆｆが強いほど（大きいほど）下限値Ｌｌｏｌｍｔを増大させる。その結果、第２装置は、実質的に、先行噴射とのインターバルＴintが短いほど下限値Ｌｌｏｌｍｔを増大させ、且つ、燃料噴射量Ｑｂが多いほど下限値Ｌｌｏｌｍｔを増大させる。これにより、火花発生部３０ａへの燃料の付着量が多い状態にて点火が行われることを回避できるので、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを回避することができる。

（第２装置の実際の作動）
第２装置のＣＰＵは、図１１にフローチャートにより示した点火・噴射制御ルーチンの処理を任意の気筒のクランク角がその任意の気筒の吸気上死点に一致する毎にその任意の気筒に対して実行するようになっている。

従って、ある気筒（特定気筒（＃Ｎ））のクランク角がその特定気筒の吸気上死点に一致すると、ＣＰＵは図１１のステップ１１００から処理を開始し、前述したステップ９０５乃至ステップ９２５の処理を行う。これにより、要求トルクＴqreq、点火時期ＳＡ、総噴射量Ｑtotal、直前噴射量Ｑｃ及び直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の基準値Ｌｃｓ等が決定される。

次に、ＣＰＵは、前述したステップ９３０の処理を行い、燃料噴射に関する他の値を決定する。ここで決定される値には、以下の値が含まれる。
・先行噴射ＩｎｊＢの噴射開始時期ＳＯＩｂ及び噴射終了時期ＥＯＩｂ、
・先行噴射ＩｎｊＢの燃料噴射量Ｑｂ、
・吸気行程噴射ＩｎｊＡの噴射開始時期ＳＯＩａ及び噴射終了時期ＥＯＩａ、並びに、
・吸気行程噴射ＩｎｊＡの燃料噴射量Ｑａ。

更に、ＣＰＵは、前述したステップ９３５乃至ステップ９５０の処理を行う。これにより、次の値が取得される。
・直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限基準値（下限値の基準値）Ｌｌｍｔｓｔ、
・直前噴射ＩｎｊＣの実行開始時点の燃料圧力Ｐｆｃ、
・下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（燃料圧力補正値）ΔＬｐｆｃ、
・下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（直前噴射量補正値）ΔＬＱｃ、及び、
・下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（プラグ燻り度合い補正値）ΔＬｖｋ。

次に、ＣＰＵは、以下に述べるステップ１１１０乃至ステップ１１５０の処理を順に行い、ステップ９６０に進む。

ステップ１１１０：ＣＰＵは、直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃを機関回転速度ＮＥに基づいて決定する。即ち、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥが大きいほど噴射開始時期ＳＯＩｃが進角するように、噴射開始時期ＳＯＩｃを決定する。

ステップ１１２０：ＣＰＵは、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃを減じることにより、それらのクランク角差を求め、そのクランク角差と機関回転速度ＮＥとから先行噴射とのインターバルＴintを決定する（図８の（Ｂ）を参照。）。

ステップ１１３０：ＣＰＵは、サック室燃料流動の強さＳｆｆを、先行噴射ＩｎｊＢの燃料噴射量Ｑｂ及び先行噴射とのインターバルＴintに基づいて推定（取得・決定）する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、燃料噴射量Ｑｂ及びインターバルＴintをルックアップテーブルMapSff(Qb,Tint)に適用することによって、サック室燃料流動の強さＳｆｆを取得する。このテーブルMapSff(Qb,Tint)によれば、サック室燃料流動の強さＳｆｆは、燃料噴射量Ｑｂが多くなるほどより強くなり、インターバルＴintが短いほどより強くなるように求められる。

ステップ１１４０：ＣＰＵは、推定（取得）したサック室燃料流動の強さＳｆｆを、図１０のブロックＢ５内に示したルックアップテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｓｆｆ)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（燃料流動補正値）ΔＬｓｆｆを算出する。このテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｓｆｆ)によれば、補正値ΔＬｓｆｆは、推定（取得）したサック室燃料流動の強さＳｆｆが強く（高く）なるほど大きくなる値となるように算出される。

ステップ１１５０：ＣＰＵは、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔと、燃料圧力補正値ΔＬｐｆｃと、直前噴射量補正値ΔＬＱｃと、プラグ燻り度合い補正値ΔＬｖｋと、燃料流動補正値ΔＬｓｆｆと、の和を、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔとして求める。即ち、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔは、補正値ΔＬｐｆｃと、補正値ΔＬＱｃと、補正値ΔＬｖｋと、補正値ΔＬｓｆｆと、により補正される。この結果、下限値Ｌｌｏｌｍｔは、火花発生部３０ａの温度Ｔplugが低いほど大きくなり、直前噴射ＩｎｊＣが実行される際の燃料圧力Ｐｆｃが高いほど大きくなり、直前噴射量Ｑｃが多いほど大きくなり、絶縁破壊電圧Ｖｋが低いほど（即ち、点火プラグ３０の燻りの程度が大きいほど）大きくなり、且つ、サック室燃料流動の強さＳｆｆが強くなるほど大きくなる。

次に、ＣＰＵはステップ９６０に進み、先のステップ９２５にて求めた「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値の基準値Ｌｃｓ」がニードルリフト量の最大値の下限値Ｌｌｏｌｍｔ未満であるか否かを判定する。

基準値Ｌｃｓが下限値Ｌｌｏｌｍｔ未満である場合、ＣＰＵはステップ９６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９６５に進み、「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃ」に下限値Ｌｌｏｌｍｔを設定する。即ち、最大値Ｌｃは下限値Ｌｌｏｌｍｔとなる。

これに対し、基準値Ｌｃｓが下限値Ｌｌｏｌｍｔ以上である場合、ＣＰＵはステップ９６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９７０に進み、「直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃ」に基準値Ｌｃｓを設定する。即ち、最大値Ｌｃは基準値Ｌｃｓとなる。

その後、ＣＰＵは先に説明したステップ９７５に進み、点火及び各燃料噴射を実行するための処理を実行する。なお、ＣＰＵは、ステップ９７５において、ニードルリフト量の最大値を値Ｌｃに設定したときに直前噴射量Ｑｃの燃料が噴射されるために必要な時間（即ち、直前噴射時間）Ｔｃを最大値Ｌｃ、直前噴射量Ｑｃ及び燃料圧力Ｐｆｃに基づいて算出する。そして、ＣＰＵは、直前噴射時間Ｔｃを機関回転速度ＮＥによりクランク角度に変換し、そのクランク角度を噴射開始時期ＳＯＩａから減じることにより噴射終了時期ＥＯＩｃを求める。その後、ＣＰＵはステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、第２装置の制御部（ＥＣＵ４０）は、第１装置と同様、拡散パラメータとして、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃを用いる（図１１を参照。)。

更に、この制御部は、
直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度の最大度が、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が第１の量となる場合には同燃料の付着量が同第１の量よりも少ない第２の量となる場合に比較して、小さくなるように、前記燃料噴霧の広がりの程度を変更する拡散パラメータ（即ち、ニードルリフト量の最大値Ｌｃの下限値Ｌｌｏｌｍｔ）を制御する（図１１のステップ９２５、ステップ９３５乃至ステップ９５０、ステップ１１１０乃至ステップ１１５０、ステップ９６０乃至ステップ９７０を参照。)。

加えて、この制御部は、サック室燃料流動の強さに相関を有する第２パラメータ（Ｓｆｆ）を取得するとともに、前記取得した第２パラメータにより示される前記サック室燃料流動の強さが強いほど下限値Ｌｌｏｌｍｔが大きくなるように下限値Ｌｌｏｌｍｔを変更する（図１１のブロックＢ５、ステップ１１３０、ステップ１１４０及びステップ１１５０）。

更に、この制御部は、前記先行噴射の噴射終了時期ＥＯＩｂから前記直前噴射の噴射開始時期ＳＯＩｃまでの時間（先行噴射とのインターバルＴint）に基いて第２パラメータ(Ｓｆｆ）を取得する（ステップ１１３０）。更に、前記制御部は、前記先行噴射の燃料噴射量Ｑｂに基いて第２パラメータ(Ｓｆｆ）を取得する（ステップ１１３０）。

従って、サック室燃料流動の強さが強い場合であっても直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度が過大にならないから、火花発生部３０ａに付着する燃料の量が過大にならない。その結果、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

＜第２装置の第１変形例＞
この変形例のＣＰＵは、先行噴射とのインターバルＴintを、図１２に示したルックアップテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｔint)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（燃料流動補正値）ΔＬｓｆｆを算出する。このテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｔint)によれば、補正値ΔＬｓｆｆは、先行噴射とのインターバルＴintが短くなるほど大きくなる値となるように算出される。

＜第２装置の第２変形例＞
この変形例のＣＰＵは、先行噴射ＩｎｊＢの燃料噴射量Ｑｂを、図示しないルックアップテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｑｂ)に適用することにより、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔの補正値（燃料流動補正値）ΔＬｓｆｆを算出する。このテーブルMapΔＬｓｆｆ(Ｑｂ)によれば、補正値ΔＬｓｆｆは、燃料噴射量Ｑｂが多くなるほど大きくなる値となるように算出される。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第３装置」とも称呼する。）は、サック室燃料流動が直前噴射ＩｎｊＣへ及ぼす影響を考慮して、先行噴射とのインターバルＴintの最小値Ｔminを変更する。即ち、第３装置は、直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度を変更する拡散パラメータとして、先行噴射とのインターバルＴintを採用する。

先行噴射とのインターバルＴintが最小値Ｔminにより制限される場合、最小値Ｔminが大きくなるほど、サック室燃料流動の強さは弱くなる。従って、この場合、直前噴射ＩｎｊＣにより噴射された燃料噴霧の広がりの程度が低下し、火花発生部３０ａへ付着する燃料の量も少なくなる。その結果、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを回避することができる。

（第３装置の実際の作動）
第３装置のＣＰＵは、図１３にフローチャートにより示した点火・噴射制御ルーチンの処理を任意の気筒のクランク角がその任意の気筒の吸気上死点に一致する毎にその任意の気筒に対して実行するようになっている。

従って、ある気筒（特定気筒（＃Ｎ））のクランク角がその特定気筒の吸気上死点に一致すると、ＣＰＵは図１３のステップ１３００から処理を開始し、前述したステップ９０５乃至ステップ９２０の処理を行う。これにより、要求トルクＴqreq、点火時期ＳＡ、総噴射量Ｑtotal及び直前噴射量Ｑｃが決定される。

次に、ＣＰＵはステップ１３１０に進み、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃを決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷをルックアップテーブルMapLc(NE,THW)に適用することによって、ニードルリフト量の最大値Ｌｃを決定する。このテーブルMapLc(NE,THW)によれば、最大値Ｌｃは、機関回転速度ＮＥが低いほど小さくなり、冷却水温ＴＨＷが低いほど小さくなるように、決定される。

次に、ＣＰＵは前述したステップ９３０の処理を行い、燃料噴射に関するその他の値を決定する。決定されるその他の値には、先行噴射ＩｎｊＢの噴射開始時期ＳＯＩｂ、噴射終了時期ＥＯＩｂ及び燃料噴射量Ｑｂ等が含まれている。次いで、ＣＰＵは前述したステップ１１１０の処理を行い、直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃを決定する。その後、ＣＰＵは、以下に述べるステップ１３２０乃至ステップ１３５０の処理を順に行い、ステップ１３６０に進む。

ステップ１３２０：ＣＰＵは、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃを減じることにより、それらのクランク角差を求め、そのクランク角差と機関回転速度ＮＥとから先行噴射とのインターバルの基準値（インターバル基準値）Ｔintstを決定する。

ステップ１３３０：ＣＰＵは、上述したように別途求められている火花発生部温度Ｔplugに基づいて先行噴射とのインターバルの最小値の基準値（インターバル最小基準値）Ｔminstを決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、火花発生部温度Ｔplugを図１３のブロックＢ６内に示したルックアップテーブルMapＴminst（Ｔplug）に適用することによりインターバル最小基準値Ｔminstを決定する。

このテーブルMapＴminst（Ｔplug）によれば、インターバル最小基準値Ｔminstは火花発生部温度Ｔplugが高いほど（即ち、点火時期ＳＡにおける火花発生部３０ａへの燃料の付着量が小さくなるほど）、短く（小さく）なるように決定される。インターバル最小基準値Ｔminstは後述するステップ１３５０にて算出される「先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃまでの時間（先行噴射ＩｎｊＢとのインターバル）Ｔintの最小値Ｔminの基準となる値」である。従って、インターバル最小基準値Ｔminstがこのように求められることは、火花発生部温度Ｔplugが高いほど「より短い時間の先行噴射ＩｎｊＢとのインターバルＴint」が許容され、従って、「より大きな燃料噴霧の広がりの程度」が許容されること、を意味する。

ステップ１３４０：ＣＰＵは、上述したステップ９５０と同様、図示しないルーチンにより別途求められている「特定気筒（＃Ｎ）の点火プラグ３０（＃Ｎ）の絶縁破壊電圧Ｖｋ」を読み出す。更に、ＣＰＵは、読みだした絶縁破壊電圧Ｖｋを図１３のブロックＢ７内に示したルックアップテーブルMapΔＴｖｋ(Ｖｋ)に適用することにより、インターバル最小基準値Ｔminstの補正値（プラグ燻り度合い補正値）ΔＴｖｋを算出する。このテーブルMapΔＴｖｋ(Ｖｋ)によれば、補正値ΔＴｖｋは、絶縁破壊電圧Ｖｋが小さくなるほど大きくなる値となるように算出される。なお、絶縁破壊電圧Ｖｋが基準絶縁破壊電圧Ｖｋｔｈ以上である場合、補正値ΔＴｖｋは「０」となる。

ステップ１３５０：ＣＰＵは、インターバル最小基準値Ｔminstにプラグ燻り度合い補正値ΔＴｖｋを加えた値を「先行噴射ＩｎｊＢとのインターバルＴintの最小値Ｔmin」として求める。即ち、インターバル最小基準値Ｔminstはプラグ燻り度合い補正値ΔＴｖｋにより補正される。この結果、最小値Ｔminは、火花発生部温度Ｔplugが低いほど大きくなり、絶縁破壊電圧Ｖｋが低いほど（即ち、点火プラグ３０の燻りの程度が強いほど）大きくなる。

次に、ＣＰＵはステップ１３６０に進み、先のステップ１３２０にて求めたインターバル基準値Ｔintstが、先のステップ１３５０にて求めた最小値Ｔmin未満であるか否かを判定する。

基準値Ｔintstが最小値Ｔmin未満である場合、ＣＰＵはステップ１３６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３７０に進み、「直前噴射ＩｎｊＣとのインターバルＴint」に最小値Ｔminを設定する。即ち、先行噴射ＩｎｊＢとのインターバルＴintは最小値Ｔminとなる。

次に、ＣＰＵはステップ１３８０に進み、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂ及び噴射開始時期ＳＯＩｂを、ステップ１３７０にて決定したインターバルＴintに基づいて修正する。即ち、ＣＰＵは、ステップ１３７０にて決定された「先行噴射ＩｎｊＢとのインターバルＴint」を機関回転速度ＮＥに基づいてクランク角度Ｃintに変換し、ステップ１１１０にて求めた噴射開始時期ＳＯＩｃにクランク角度Ｃintを加えた値を新たな（最終的な）噴射終了時期ＥＯＩｂとして求める。更に、ＣＰＵは、燃料噴射時間Ｔｂを機関回転速度ＮＥによりクランク角度に変換し、そのクランク角度を噴射終了時期ＥＯＩｂに加えたクランク角度を噴射開始時期ＳＯＩｂとして決定する。その後、ＣＰＵはステップ９７５に進む。

これに対し、基準値Ｔintstが最小値Ｔmin以上である場合、ＣＰＵはステップ１３６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３９０に進み、「直前噴射ＩｎｊＣとのインターバルＴint」に基準値Ｔintstを設定する。即ち、直前噴射ＩｎｊＣとのインターバルＴintは基準値Ｔintstとなる。その後、ＣＰＵはステップ９７５に進む。

ＣＰＵはステップ９７５において、点火時期ＳＡにて点火を実行するための処理、及び、吸気行程噴射ＩｎｊＡ、先行噴射ＩｎｊＢ並びに直前噴射ＩｎｊＣのそれぞれを実行するための処理を行う。

以上、説明したように、第３装置の制御部（ＥＣＵ４０）は、拡散パラメータとして、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣまでの時間（先行噴射とのインターバルＴint）を用いる（図１３を参照。)。

更に、前記制御部は、火花発生部の温度Ｔplugが第１温度（図１３のブロックＢ６内のＴplug1を参照。）であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、火花発生部の温度Ｔplugが前記第１温度よりも高い第２温度（ブロックＢ６内のＴplug2を参照。）であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従ってインターバルＴintの最小値Ｔminを火花発生部の温度Ｔplugに応じて変更する（ブロックＢ６内の値Ｔmin1及び値Ｔmin2、並びに、図１３のステップ１３３０及びステップ１３５０を参照。）。

更に、前記制御部は、火花発生部３０ａの燻りの程度を示す第１パラメータ（絶縁破壊電圧Ｖｋ）を取得し、取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど最小値Ｔminが大きくなるように最小値Ｔminを変更する（図１３のブロックＢ７、ステップ１３４０及びステップ１３５０を参照。）。

従って、火花発生部３０ａに対する燃料の付着のし易さ及び／又はプラグ燻りの程度に対してサック室燃料流動の強さが過度に強い場合にはサック室燃料流動が弱められる。よって、直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度が過大にならないから、火花発生部３０ａに付着する燃料の量が過大にならない。その結果、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

なお、第３装置は、ステップ１３３０にて求められるインターバル最小基準値Ｔminstを補正することなく、最小値Ｔminとして用いてもよい。

以上、説明したように、本発明の各実施形態及び変形例に係る装置によれば、火花発生部３０ａに付着する燃料の量が過大にならないように直前噴射ＩｎｊＣを実行することができる。その結果、点火プラグ３０の燻りの程度が速く進行することを防止することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本制御装置は、火花発生部の温度Ｔplugを以下に述べるように求めても良い。
・本制御装置は、始動時の冷却水温ＴＨＷを始動時冷却水温ＴＨＷｓとして取得する。
・本制御装置は、要求トルクTqreqに従って、機関１０が１サイクルあたりに発生する熱量を推定し、その熱量に基づいて火花発生部（又は燃焼室温度）の１サイクルあたりの温度上昇分を推定する。
・本制御装置は、始動時冷却水温ＴＨＷｓに上記温度上昇分の積算値を加えた値を火花発生部の温度Ｔplugとして求める。

本制御装置は、サック室燃料流動の強さＳｆｆを以下に述べるように求めても良い。
・本制御装置は、サック室Ｓｋ内に設けられた「圧電素子を含む圧力センサ」の出力値に基づいて、先行噴射ＩｎｊＢの噴射終了時期ＥＯＩｂから直前噴射ＩｎｊＣの噴射開始時期ＳＯＩｃまでの期間（インターバル期間）におけるサック室Ｓｋ内の燃料圧力を所定時間毎に取得する。
・本制御装置は、その取得したデータに基づいてインターバル期間におけるサック室Ｓｋ内の燃料圧力の変動を表す値（例えば、インターバル期間における燃料圧力の振幅の平均値）を求め、その変動を表す値に基づいてサック室燃料流動の強さＳｆｆを求める。この場合、変動（振幅）が大きいほど、サック室燃料流動の強さＳｆｆはより強いことを示す値として求められる。

なお、本制御装置は、前記インターバル期間における、燃料噴射弁内の燃料の圧力であって弁体（ニードル弁２２）と噴孔２１ａの縁部との当接部（即ち、弁座部）よりも上流の圧力を検出し、その圧力の前記インターバル期間における変動を表す値に基づいてサック室燃料流動の強さＳｆｆを求めてもよい。

本制御装置は、火花発生部３０ａの絶縁抵抗を測定する測定器を備え、その測定器により測定される絶縁抵抗を「火花発生部の燻りの程度を示す第１パラメータ」として用いてもよい。この場合、絶縁抵抗が小さいほど火花発生部の燻りの程度が進んでいることを示すように第１パラメータが決定される。

第１装置及び第２装置は、下限基準値Ｌｌｍｔｓｔに、補正値ΔＬｐｆｃと、補正値ΔＬＱｃと、補正値ΔＬｖｋと、等の和を加えることにより、下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めていた。これに対し、本制御装置は、補正値ΔＬｐｆｃ、ΔＬＱｃ、ΔＬｖｋ及びΔＬｓｆｆのそれぞれに代わる補正係数ｋＬｐｆｃ、ｋＬＱｃ、ｋＬｖｋ及びｋＬｓｆｆを求め、それらの補正係数を下限基準値Ｌｌｍｔｓｔに乗じることにより下限値Ｌｌｏｌｍｔを求めてもよい。

更に、噴射弁２０は、その噴孔２１ａがニードル弁２２の先端部にて直接閉じられる形式の噴射弁であったが、噴孔２１ａが比較的大きなサック室と常に連通するように形成され、ニードル弁２２がそのサック室と燃料流路ＦＰとの接続部を開閉するように移動する形式（内弁式）の噴射弁であってもよい。

更に、本制御装置は、拡散パラメータとして、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃ及び先行噴射とのインターバルＴintの両方を用い、それぞれを下限値Ｌlolmt及び最小値Ｔminにより制限することにより、直前噴射ＩｎｊＣによる燃料噴霧の広がりの程度を変更してもよい。

更に、本制御装置が適用される機関１０は、噴孔が「シリンダボアとシリンダヘッドとの境界部」に備えられ、燃焼室ＣＣの中央部（即ち、火花発生部３０ａ）に向けて燃料を噴射するスプレーガイド方式の機関であってもよい。

更に、本制御装置において、直前噴射ＩｎｊＣにおけるニードルリフト量の最大値Ｌｃと下限値Ｌlolmtとが常に一致していてもよい。即ち、本制御装置は、例えば、火花発生部温度Ｔplugが低いほど大きくなる最大値Ｌｃを求めて、その最大値Ｌｃを用いて直前噴射ＩｎｊＣを実行してもよい。

１０…筒内噴射式内燃機関、２０…噴射弁、２１ａ…噴孔、２２…ニードル弁（弁体）、３０…点火プラグ、３０ａ…火花発生部、４０…電子制御ユニット。

Claims (15)

1. 火花発生部を備える点火プラグと、
   移動可能な弁体を有し当該弁体の移動により噴孔を通しての筒内への燃料噴射を実行する噴射弁であって同噴射された燃料の少なくとも一部を含む燃料噴霧が前記火花発生部に直接到達するように配設された噴射弁と、
   を有する筒内噴射式内燃機関に適用され、
   前記噴射弁により前記燃料噴射を実行させ且つ所定の点火時期にて前記火花発生部から点火用火花を発生させる制御部、を備えた内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度が、前記点火時期における前記火花発生部への燃料の付着量が第１の量となる場合には同燃料の付着量が同第１の量よりも少ない第２の量となる場合に比較して、小さくなるように、前記燃料噴霧の広がりの程度を変更する拡散パラメータを制御するように構成された制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記拡散パラメータとして前記燃料噴射における前記弁体のリフト量の最大値を使用するとともに、前記点火時期の直前に実行される燃料噴射である直前噴射における前記リフト量の最大値の下限値を、前記燃料の付着量が前記第１の量となる場合には前記燃料の付着量が前記第２の量となる場合に比較して、大きい値に変更することによって、前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくするように構成された制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記火花発生部の温度が第１温度であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記火花発生部の温度が前記第１温度よりも高い第２温度であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記火花発生部の温度に応じて変更するように構成された制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記火花発生部の温度を前記機関の冷却水の温度に基づいて取得するように構成された制御装置。
5. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記直前噴射を行うときの燃料圧力が第１圧力であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記直前噴射を行うときの燃料圧力が前記第１圧力よりも低い第２圧力であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記直前噴射を行うときの燃料圧力に応じて変更するように構成された制御装置。
6. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記直前噴射の燃料噴射量が第１噴射量であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記直前噴射の燃料噴射量が前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記下限値を前記直前噴射の燃料噴射量に応じて変更するように構成された制御装置。
7. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記火花発生部の燻りの程度を示す第１パラメータを取得し、
   前記取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど前記下限値が大きくなるように前記下限値を変更するように構成された制御装置。
8. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記噴射弁は、
   少なくとも前記弁体が移動された状態において前記噴孔が連通するサック室を当該噴射弁の先端部に備え、
   前記制御部は、
   前記直前噴射に加え同直前噴射の前の時点にて前記噴射弁により前記燃料噴射を先行噴射として実行させ、更に、
   前記先行噴射により生成され且つ前記直前噴射の噴射開始時期において前記サック室内に残留している燃料流動であるサック室燃料流動の強さに相関を有する第２パラメータを取得するとともに、前記取得した第２パラメータにより示される前記サック室燃料流動の強さが強いほど前記下限値が大きくなるように前記下限値を変更するように構成された制御装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの時間に基いて前記第２パラメータを取得するように構成された制御装置。
10. 請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記先行噴射の燃料噴射量に基いて前記第２パラメータを取得するように構成された制御装置。
11. 請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの期間における前記サック室内の燃料の圧力、及び、前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの期間における前記噴射弁内の燃料の圧力であって前記弁体と前記噴孔の縁部との当接部である弁座部よりも上流の圧力、の少なくとも一方を取得し、
    前記取得した圧力の変動に基づいて前記第２パラメータを取得するように構成された制御装置。
12. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記噴射弁は、
    少なくとも前記弁体が移動された状態において前記噴孔が連通するサック室を当該噴射弁の先端部に備え、
    前記制御部は、
    前記点火時期の直前に実行される燃料噴射である直前噴射に加え同直前噴射の前の時点にて前記噴射弁により前記燃料噴射を先行噴射として実行させ、更に、
    前記拡散パラメータとして前記先行噴射の噴射終了時期から前記直前噴射の噴射開始時期までの時間を使用するとともに、前記時間の最小値を、前記燃料の付着量が前記第１の量となる場合には前記燃料の付着量が前記第２の量となる場合に比較して、大きい値に変更することによって、前記燃料噴霧の広がりの程度の最大度を小さくするように構成された制御装置。
13. 請求項１２に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記火花発生部の温度が第１温度であるとき前記燃料の付着量が前記第１の量となり、前記火花発生部の温度が前記第１温度よりも高い第２温度であるとき前記燃料の付着量が前記第２の量となる、との事象に従って前記時間の最小値を前記火花発生部の温度に応じて変更するように構成された制御装置。
14. 請求項１３に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記火花発生部の温度を前記機関の冷却水の温度に基づいて取得するように構成された制御装置。
15. 請求項１３に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記火花発生部の燻りの程度を示す第１パラメータを取得し、
    前記取得した第１パラメータによって示される燻りの程度が強いほど前記時間の最小値が大きくなるように同時間の最小値を変更する制御装置。

Images