JP4274131B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。

燃料噴射弁のノズル室が高圧ラインを介してコモンレールに連結されており、二つの燃料噴射、例えばパイロット噴射とそれに続く主噴射とを行うようにした内燃機関では、パイロット噴射が行われるとそのとき燃料噴射弁のノズル室内に発生した圧力波が高圧ライン内を伝播してコモンレールに達し、次いでこの圧力波はコモンレールで反射して、今度は高圧レール内をノズル室に向けて進む。その結果ノズル室内の燃料圧が脈動することになる。この場合、ノズル室内の燃料圧が低くなったときに主噴射が行われると主噴射量が減少し、ノズル室内の燃料圧が高くなったときに主噴射が行われると主噴射量が増大するので主噴射量の変動量は主噴射の時期によって変化することになる。

即ち、パイロット噴射が開始されてから主噴射が開始されるまでの時間間隔をインターバル時間と称すると、このインターバル時間に応じて主噴射量の変動量が変化し、コモンレール内の目標燃料圧が一定の場合には主噴射量の変動量はインターバル時間を横軸にとると一定の変動パターンでもって変化する。一方、燃料圧が変化すると圧力波の伝播速度が変化し、従ってコモンレール内の燃料圧が変化すると主噴射量の変動量の変動パターンの周期が長くなったり短かくなったりする。この場合、このように変動パターンの周期が長くなったり短かくなったりしてもこれら変動パターンをインターバル時間軸方向に収縮又は伸長させると或る基準の変動パターンに重ね合せることができる。そこでこのような基準の変動パターンを予め記憶しておき、この基準の変動パターンに基づいて主噴射量の変動量を求めるようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１）。
特開２００３−３１４３３７号公報

この内燃機関ではインターバル時間およびコモンレール内の燃料圧に応じた主噴射量の変動量が基準の変動パターンから常時算出される。しかしながら実際には変動量が零の場合、或いは零とみなされる場合があり、上述の内燃機関ではこのような場合でも変動量の算出作業が行われるので変動量の算出に多くの時間を要するという問題がある。

上記問題点を解決するために本発明によれば、コモンレールと、コモンレールに連結された燃料噴射弁とを具備し、各燃料噴射弁から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われ、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでのインターバル時間によって後の噴射の目標値に対する変動量が変化する内燃機関の噴射制御装置において、レール圧が予め定められた基準レール圧のときにインターバル時間の増大に伴い基準の変動パターンに沿って変化する後の噴射の基準変動量が記憶されており、レール圧が基準レール圧でないときに基準変動量から後の噴射の変動量を求める際にはインターバル時間としてレール圧に応じ修正された修正インターバル時間が用いられ、修正インターバル時間を用いて基準変動量から求められる後の噴射の変動量が予め定められた微少変動量よりも小さくなると判断されるときには後の噴射の変動量の算出作業を停止して後の噴射の変動量が零とされる。

噴射量の演算時間を短縮することができる。

図１を参照すると、１は圧縮着火式多気筒内燃機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口はエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁９が配置される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結される。

排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１０を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１０内には電子制御式ＥＧＲ制御弁１１が配置される。一方、各燃料噴射弁３は対応する燃料供給管１２を介してコモンレール１３に連結される。このコモンレール１３内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１４により燃料タンク１５から燃料が供給され、コモンレール１３内に供給された燃料は各燃料供給管１２を介して対応する燃料噴射弁３に供給される。コモンレール１３にはコモンレール１３内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ１６が取付けられ、燃料圧センサ１６の出力信号に基づいてコモンレール１６内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ１４の吐出量が制御される。

電子制御ユニット２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出力ポート２６を具備する。燃料圧センサ１６の出力信号は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。一方、アクセルペダル１７にはアクセルペダル１７の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ１８が接続され、負荷センサ１８の出力電圧は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１９が接続される。一方、出力ポート２６は対応する駆動回路２８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁９駆動用ステップモータ、ＥＧＲ制御弁１１、および燃料ポンプ１４に接続される。

図２に燃料噴射弁３の拡大図を示す。図２に示されるように燃料噴射弁３は弁座３０上に着座可能なニードル弁３１と、ニードル弁３１の先端周りに形成されているサック室３２と、サック室３２から燃焼室２内に延びる噴孔３３と、ニードル弁３１周りに形成されたノズル室３４とを具備する。ノズル室３４は燃料噴射弁３の本体内および燃料供給管１２内を延びる高圧燃料供給通路、いわゆる高圧ライン３５を介してコモンレール１３内に連結されており、コモンレール１３内の高圧の燃料がこの高圧ライン３５を介してノズル室３４内に供給される。

ニードル弁３１の頂面上には圧力制御室３６が形成されており、この圧力制御室３６内にはニードル弁３１を弁座３０に向けて押圧する圧縮ばね３７が配置されている。この圧力制御室３６は一方では入口側絞り３８を介して高圧ライン３５の途中に連結されており、他方では出口側絞り３９を介して溢流制御弁４０により開閉制御される燃料溢流口４１に連結されている。圧力制御室３６へは絞り３８を介して高圧の燃料が常時供給されており、従って圧力制御室３６は常時燃料で満たされている。

燃料溢流口４１が溢流制御弁４０により閉鎖されているときには図２に示されるようにニードル弁３１が弁座３０上に着座しており、従って燃料噴射は停止されている。このときノズル室３４内と圧力制御室３６内とは同じ燃料圧となっている。溢流制御弁４０が開弁、即ち燃料溢流口４１を開口すると圧力制御室３６内の高圧の燃料が絞り３９を介して燃料溢流口４１から流出し、斯くして圧力制御室３６内の圧力は徐々に低下する。圧力制御室３６内の圧力が低下するとニードル弁３１が上昇し、噴孔３３から燃料の噴射が開始される。

即ち、圧力制御室３６と燃料溢流口４１との間には絞り３９が設けられており、またその他の遅れ要素によって溢流制御弁４０が開弁した後暫らくしてから燃料の噴射が開始される。次いで溢流制御弁４０が閉弁、即ち燃料溢流口４１を閉鎖すると絞り３８を介して圧力制御室３６内に供給される燃料によって圧力制御室３６内の圧力は徐々に増大し、斯くして溢流制御弁４０が閉弁した後暫らくしてから燃料噴射が停止される。

本発明では各燃料噴射弁３から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われる。図３に代表的な二つの燃料噴射方法を示す。図３（Ａ）は主噴射Ｍの前にパイロット噴射Ｐを行うようにした場合を示している。この場合にはパイロット噴射Ｐが先の噴射であり、主噴射Ｍが後の噴射となる。

一方、図３（Ｂ）は主噴射Ｍの前の複数回のパイロット噴射Ｐ₁，Ｐ₂を行い、主噴射Ｍの後に複数回のポスト噴射Ｐ₃，Ｐ₄を行うようにした場合を示している。この場合にはパイロット噴射Ｐ₂を後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁が先の噴射となり、主噴射Ｍを後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁，Ｐ₂が先の噴射となり、ポスト噴射Ｐ₃を後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁，Ｐ₂および主噴射Ｍが先の噴射となる。

なお、以下図３（Ａ）に示すように主噴射Ｍの前にパイロット噴射Ｐを行うようにした場合を例にとって本発明を説明する。

本発明における実施例では目標とする全噴射量ＱＴが図４（Ａ）に示すようにアクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度Ｌと機関回転数Ｎとの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。また、目標とする主噴射量ＱＭが図４（Ｂ）に示すように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。一方、目標とするパイロット噴射量ＱＰは全噴射量ＱＴから主噴射量ＱＭを減算することによって得られる。

また、主噴射Ｍの噴射開始時期θＭは図５（Ａ）に示されるように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。更に、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでの時間間隔、即ちインターバル時間が予め設定されている。本発明による実施例ではパイロット噴射Ｐが開始されたときから主噴射Ｍが開始されるときまでのインターバル時間ＴＩが図５（Ｂ）に示されるように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されており、主噴射Ｍの噴射開始時期θＭとインターバル時間ＴＩからパイロット噴射Ｐの噴射開始時期θＰが算出される。

また、本発明による実施例ではコモンレール１３内の目標レール圧が予め設定されている。この目標レール圧は概略的に云うと全噴射量ＱＴが増大するほど高くなる。

さて、図２においてニードル弁３１が開弁して燃料噴射が開始されるとノズル室３４内の圧力は急速に低下する。このようにノズル室３４内の圧力が急速に低下すると圧力波が発生し、この圧力波が高圧ライン３５内をコモンレール１３に向けて伝播する。次いでこの圧力波は高圧ライン３５のコモンレール１３内への開放端において反射し、今度はこの圧力波は平均圧力に対して圧力が反転した状態で、即ち高圧の圧力波の形で高圧ライン３５内をノズル室３４に向けて進み、ノズル室３４内に高圧を一時的に発生させる。例えばパイロット噴射が行われたとするとその後暫らくしてコモンレール１３における反射波によってノズル室３４内には一時的に高圧が発生する。

一方、ニードル弁３１が閉弁すると燃料の流動が急激に堰き止められるためにノズル室３４内の圧力が一時的に上昇し、圧力波が発生する。この圧力波も高圧ライン３５内を伝播し、コモンレール１３において反射してノズル室３４内に戻ってくる。

また、溢流制御弁４０の開閉弁動作によってもノズル室３４内に伝播する圧力波が発生する。即ち、溢流制御弁４０が開弁すれば燃料溢流口４１の圧力が急激に低下するために圧力波が発生し、溢流制御弁４０が閉弁すれば燃料溢流口４１の圧力が急激に上昇するために圧力波が発生する。これらの圧力波は一対の絞り３９，３８を通ってノズル室３４内に伝播してノズル室３４内の圧力を上昇或いは低下させ、同時にこの圧力波はノズル室３４内において反射してコモンレール１３又は燃料溢流口４１に向けて伝播する。

このようにパイロット噴射Ｐが行われるとニードル弁３１の開閉動作および溢流制御弁４０の開閉動作により発生する圧力波によってノズル室３４内の燃料圧が脈動を生ずる。次いでこのようにノズル室３４内の燃料圧が脈動を生じているときに主噴射Ｍが行われる。しかしながらこのようにノズル室３４内の燃料圧が脈動を生じているときに主噴射Ｍが行われるとノズル室３４内の燃料圧が高くなったときには噴射量が増大し、ノズル室３４内の燃料圧が低くなったときには噴射量が減少するので主噴射Ｍの噴射量が変動することになる。

次に図６および図７を参照しつつ主噴射Ｍの燃料量が実際にどのような変動パターンでもって変化するかということ、およびこの変動パターンに基づいて行われる噴射制御の基本的なやり方についてまず初めに説明し、その後本発明において用いられている噴射制御方法について説明する。

図６を参照すると横軸Ｔｉはパイロット噴射Ｐが開始されたときから主噴射Ｍが開始されるまでのインターバル時間（msec）を表しており、縦軸ｄＱは主噴射Ｍの噴射量の目標値に対する変動量（mm³）を表している。また、図６において□印はレール圧が４８MPaのときを示しており、○印はレール圧が８０MPaのときを示しており、△印はレール圧が１２８MPaのときを示している。また、図６はパイロット噴射量が２（mm³）で主噴射量が２０（mm³）のときを示している。図６（Ａ）は三つの異なるレール圧に対する主噴射Ｍの噴射量の目標値に対する実際の変動量ｄＱを表しており、図６（Ａ）からパイロット噴射が行われた後、ノズル室３４内の燃料圧が上昇と下降を繰返すこと、即ち脈動していることがわかる。

ところで図６（Ａ）をみると各曲線で表される主噴射量の変動パターンは周期は異なるが、即ちレール圧が高くなるほど周期は短かくなるが同じ様な形で上下動していることがわかる。前述したようにノズル室３４内の燃料圧はノズル室３４とコモンレール１３間、或いはノズル室３４と燃料溢流口４１間を伝播する圧力波によって変動する。これらノズル室３４とコモンレール１３間は一定長であり、ノズル室３４と燃料溢流口４１間も一定長であるので圧力波の伝播速度が一定であればパイロット噴射Ｐが行われた後にノズル室３４内に発生する燃料圧は決まった変動パターンで脈動することになる。

ところが圧力波の伝播速度は燃料圧および燃料温によって変化する。即ち、圧力波の伝播速度は、Ｅを体積弾性係数、γを燃料の密度、ｇを重力の加速度とすると、（Ｅ／γ）・ｇの平方根で表される。即ち、圧力波の伝播速度は体積弾性係数Ｅの平方根に比例し、密度γの平方根に反比例することになる。ところで体積弾性係数Ｅは燃料圧に比例し、燃料温に反比例する。一方、燃料の密度γも燃料圧に比例し、燃料温に反比例する。ところが燃料圧或いは燃料温が変化したときの体積弾性係数Ｅの変化率は密度γの変化率に比べてはるかに大きく、従って圧力波の伝播速度は体積弾性係数Ｅの変化の影響を強く受ける。従って圧力波の伝播速度は燃料圧が高くなるほど速くなり、燃料温が高くなるほど遅くなる。即ち、圧力波の伝播速度はレール圧が高くなるほど速くなる。

従ってレール圧が高くなるとノズル室３４内の燃料圧の変動周期は短かくなり、このときノズル室３４内の燃料圧はその変動パターンが図６（Ａ）における横軸方向、即ちインターバル時間軸方向に収縮したような形で変動する。従って図６（Ａ）に示されるようにレール圧が高くなると主燃料の変動量ｄＱはその変動パターンがインターバル時間軸方向に収縮したような形で変動する。

図６（Ａ）において○印で示されるレール圧８０MPaを基準レール圧とし、この基準レール圧のときの主噴射の変動量ｄＱの変動パターンを基準変動パターンとすると□印で示されるレール圧４８MPaのときには、即ちレール圧が基準レール圧よりも低いときにはインターバル時間Ｔｉ＝０を固定点として主噴射の変動量ｄＱの変動パターン全体をインターバル時間軸方向に一様に収縮すると変動パターンの上下変動時期が基準変動パターンの上下変動時期に一致し、△印で示されるレール圧１２８MPaのときには、即ちレール圧が基準レール圧よりも高いときにはインターバル時間Ｔｉ＝０を固定点として主噴射の変動量ｄＱの変動パターン全体をインターバル時間軸方向に一様に伸長すると変動パターンの上下変動時期が基準変動パターンの上下変動時期に一致する。図６（Ｂ）はこのように変動パターンの上下変動周期が基準変動パターンの上下変動周期に一致するようにレール圧が４８MPaのときの変動パターンを収縮させ、レール圧が１２８MPaの変動パターンを伸長させた場合を示している。

このように各レール圧における変動パターンを収縮又は伸長させると各変動パターンの変動周期を基準変動パターンの変動周期に重ね合わせることができる。一方、図６（Ｂ）に示されるように同一のインターバル時間Ｔｉにおける主噴射の変動量ｄＱはレール圧が高くなるほど大きくなる。従って各レール圧における変動パターンを共通の基準変動パターンに規格化するには各レール圧における変動パターンをレール圧に応じて図６（Ｂ）の縦軸方向、即ち主噴射の変動量ｄＱの増大又は減少方向に収縮又は伸長する必要がある。図６（Ｃ）は各レール圧における変動パターンを共通の基準変動パターンに規格化するために主噴射の変動量ｄＱの増大又は減少方向に収縮又は伸長した場合を示している。このように変動パターンをレール圧に応じてインターバル時間軸方向に収縮又は伸長し、レール圧に応じて主噴射の変動量の増大又は減少方向に収縮又は伸長すると図６（Ｃ）に示されるように各変動パターンを共通の基準変動パターンに規格化できることになる。

このように各変動パターンを共通の基準変動パターンに規格化できる場合には各レール圧における主噴射の変動量ｄＱを共通の基準変動パターンから求めることができる。例えば図６（Ａ）において８０MPaを基準レール圧とし、レール圧がこの基準レール圧であるときの○印で示される変動パターンを共通の基準変動パターンとすると、レール圧が４８MPaのときの□印で示される変動周期は共通の基準変動パターンの変動周期よりも長い。従ってレール圧が４８MPaのときの主噴射の変動量ｄＱを共通の基準変動パターンから求める場合にはこの変動量ｄＱは図６（Ａ）に示されるインターバル時間Ｔｉの時間軸を収縮し、収縮された修正インターバル時間Ｔｉに応じた共通の基準変動パターン上の変動量ｄＱに一致する。このときの収縮の度合はレール圧が４８MPaのときの変動パターンの変動周期を共通の基準変動パターンの変動周期に一致するように収縮したときの収縮率に一致する。

一方、図６（Ａ）においてレール圧が１２８MPaのときの△印で示される変動周期は共通の基準変動パターンの変動周期よりも短かく、従ってレール圧が１２８MPaのときの主噴射の変動量ｄＱを共通の基準変動パターンから求める場合にはこの変動量ｄＱは図６（Ａ）に示されるインターバル時間Ｔｉの時間軸を伸長し、伸長された修正インターバル時間Ｔｉに応じた共通の基準変動パターン上の変動量ｄＱに一致する。このときの伸長の度合はレール圧が１２８MPaのときの変動パターンの変動周期を共通の基準変動パターンの変動周期に一致するように伸長したときの伸長率に一致する。

また、図６（Ｂ）を参照しつつ既に説明したように同一のインターバル時間Ｔｉにおける主噴射の変動量ｄＱはレール圧が高くなるほど大きくなる。従ってレール圧が８０MPaのときの変動パターンを共通の基準変動パターンとすると、主噴射の変動量ｄＱをこの共通の基準変動パターンから求める場合にはレール圧が４８MPaの場合には共通の基準変動パターンから求められた変動量ｄＱを減少補正し、レール圧が１２８MPaの場合には共通の基準変動パターンから求められた変動量ｄＱを増大補正する。

一方、図７（Ａ）はレール圧を４８MPaに一定に維持した状態で主噴射の噴射量を５（mm³）、１０（mm³）、２０（mm³）、３０（mm³）および４０（mm³）としたときの主噴射の変動量ｄＱを示している。インターバル時間Ｔｉが同じであっても主噴射の噴射量が変化すると、即ち噴射期間が変化すると主噴射の変動量ｄＱが変化する。この場合にも各レール圧における変動パターンを共通の基準変動パターンに規格化するには各レール圧における変動パターンをレール圧に応じて図７（Ａ）の縦軸方向、即ち主噴射の変動量ｄＱの増大又は減少方向に収縮又は伸長することが必要である。図７（Ｂ）は各レール圧における変動パターンを主噴射の噴射量ｄＱの増大又は減少方向に収縮又は伸長して基準の変動パターンに重ね合わせた場合を示している。

このように例えば８０MPaを基準レール圧とし、パイロット噴射量が２（mm³）で主噴射量が２０（mm³）の場合を基準噴射量とし、レール圧が基準レール圧でありかつパイロット噴射量および主噴射量が基準噴射量であるときの主噴射の変動量ｄＱの変動パターンを共通の基準変動パターンとしてこの共通の基準変動パターンを予めＲＯＭ２２に記憶しておくと、この記憶された共通の基準変動パターンからレール圧や主噴射量が種々に変化したときの主噴射の変動量を求めることができる。これが変動パターンに基づいて行われる噴射制御の基本的なやり方である。以下に説明するように本発明による実施例でもこのような共通の基準変動パターンを用いて噴射制御が行われる。

さて、ノズル室３４内の燃料圧が変動すると主噴射量が変動するのは噴射圧が変動することが一因であるが、主噴射量の変動に対してはノズル室３４内の燃料圧の変動に基づくニードル弁３１の開弁時期やリフト量の変動も大きな影響を与える。この場合、ニードル弁３１の開弁時期に影響を与えるのはニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧の変動であり、主噴射量の変動をもたらす噴射圧の変動はニードル弁３１が開弁した後の噴射圧の変動、即ちニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動である。

このように主噴射量の変動に対してはニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧の変動と、ニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動とが影響を与えており、この場合ニードル弁３１の開弁前後におけるこれらノズル室３４内の燃料圧の変動は夫々独立して主噴射量の変動に影響を与える。従って主噴射の変動量はニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく変動量と、ニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく変動量との和となる。

そこでまず初めにニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧が主噴射量に与える影響について説明し、次いでニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧が主噴射量に与える影響について説明する。

即ち、主噴射を開始すべき指令に基づいて溢流制御弁４０が開弁し、圧力制御室３６内の燃料圧が徐々に低下してノズル室３４と圧力制御室３６との圧力差が一定圧以上になるとニードル弁３１が開弁する。この場合、圧力制御室３６内の燃料圧が徐々に低下しているときに圧力脈動によりノズル室３４内の燃料圧が急激に上昇すると、或いは圧力制御室３６内の燃料圧が急激に低下するとノズル室３４と圧力制御室３６との圧力差が一定値以上となり、斯くしてニードル弁３１の開弁時期が早められることになる。これに対し、圧力制御室３６内の燃料圧が徐々に低下しているときに圧力脈動によりノズル室３４内の燃料圧が急激に下降すると、或いは圧力制御室３６内の燃料圧が急激に上昇するとノズル室３４と圧力制御室３６との圧力差が一定値以上となるまでに時間を要するため、ニードル弁３１の開弁時期が遅れることになる。

このようにニードル弁３１の開弁時期はニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧の変動、或いは圧力制御室３６内の燃料圧の変動により早められたり、或いは遅らされたりする。この場合、ニードル弁３１の開弁時期が早まると主噴射量は増大し、ニードル弁３１の開弁時期が遅れると主噴射量は減少する。従って圧力脈動の影響によりニードル弁３１の開弁時期が変動するとそれに伴なって主噴射量が変動することになる。

図８はインターバル時間Ｔｉ（msec）とニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτ（μmsec）との関係を示している。また、図８はパイロット噴射量が２（mm³）の場合を示しており、□印はレール圧が４８MPaのときを示しており、○印はレール圧が８０MPaのときを示しており、△印はレール圧が１２８MPaのときを示している。

図８（Ａ）は各レール圧におけるニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτの実際の値を示している。図８（Ｂ）はレール圧８０MPaを基準レール圧とし、このときのニードル弁３１の開弁時期の変動パターンを基準変動パターンとし、図８（Ａ）に示すレール圧が４８MPaおよび１２８MPaのときの変動パターンをこれら変動パターンの上下変動周期が基準変動パターンの上下変動周期に一致するようにインターバル時間軸方向に収縮又は伸長した場合を示している。

一方、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）に示すレール圧が４８MPaおよび１２８MPaのときの変動パターンをこれら変動パターンが基準変動パターンに重なり合うように縦方向、即ちニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτの増大又は減少方向に収縮又は伸長した場合を示している。このようにニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτの変動パターンは図８（Ｃ）に示されるように規格化できることがわかる。この基準変動パターンはＲＯＭ２２に記憶されており、この基準変動パターンに基づいてレール圧に応じた対応する燃料噴射弁３におけるニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτが算出される。

即ち、具体的に言うと、図８（Ｃ）に示される基準変動パターンに基づいて図８（Ａ）に示されるレール圧に応じたニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτを求めるには、まず初めにインターバル時間Ｔｉに図９（Ａ）に示される時間軸ゲインＩＫ１を乗算して修正インターバル時間Ｔｉ・ＩＫ１を求め、この修正インターバル時間Ｔｉ・ＩＫ１を用いて図８（Ｃ）に示される基準変動パターンから基準レール圧における開弁時間の変動量Δτを求め、次いでこの変動量Δτにレール圧に応じた図９（Ｂ）に示されるレール圧ゲインＩＫ２を乗算することによって最終的な開弁時期の変動量Δτ（＝基準レール圧における変動量Δτ・ＩＫ２）が求められる。

ここで図９（Ａ）に示される時間軸ゲインＩＫ１について説明すると、レール圧が基準レール圧８０MPaよりも低いとき、例えば図８（Ａ）において□印で示される４８MPaのときには変動パターンの変動周期を基準変動パターンの変動周期に一致させるためにはインターバル時間軸を収縮させる必要があり、従ってレール圧が４８MPaのときのインターバル時間Ｔｉにおける変動量Δτは基準変動パターン上では基準変動パターンにおけるインターバル時間Ｔｉよりも早い時期に表れる。即ち、基準変動パターンからレール圧が４８MPaのときの変動量Δτを求めるには使用すべき修正インターバル時間Ｔｉ・ＩＫ１はレール圧が４８MPaのときのインターバル時間Ｔｉよりも短いインターバル時間とされ、従ってレール圧が低いときには図９（Ａ）に示されるように時間軸ゲインＩＫ１は１．０よりも小さくされる。

これに対し、レール圧の基準レール圧８０MPaよりも高いとき、例えば図８（Ａ）において△印で示される１２８MPaのときには変動パターンの変動周期を基準変動パターンの変動周期に一致させるためにはインターバル時間軸を伸長させる必要があり、従ってレール圧が１２８MPaのときのインターバル時間Ｔｉにおける変動量Δτは基準変動パターン上では基準変動パターンにおけるインターバル時間Ｔｉよりも遅い時期に表れる。即ち、基準変動パターンからレール圧が１２８MPaのときの変動量Δτを求めるには使用すべき修正インターバル時間Ｔｉ・ＩＫ１はレール圧が１２８MPaのときのインターバル時間Ｔｉよりも長いインターバル時間とされ、従ってレール圧が高いときには図９（Ａ）に示されるように時間軸ゲインＩＫ１は１．０よりも大きくされる。即ち、時間軸ゲインＩＫ１は図９（Ａ）に示されるようにレール圧が高くなるにつれて大きくなる。

なお、レール圧が低くなるほど開弁時間の変動量Δτは増大する傾向にあるのでレール圧ゲインＩＫ２はレール圧が低くなるほど増大する。

最終的な開弁時期の変動量Δτが求まったときにこの変動量Δτに基づいて例えば実際の開弁時期が目標値となるように開弁時期の指令値が補正される。例えば開弁時期の変動量Δτがプラスの場合には主噴射開始時期が変動量Δτだけ遅れるように主噴射の指令値が補正され、開弁時期の変動量Δτがマイナスの場合には主噴射開始時期が変動量Δτだけ早まるように開弁時期の指令値が補正される。

このように本発明による実施例では修正インターバル時間を求め、この修正インターバル時間を用いて基準変動パターンから基準となる開弁時期の変動量を求め、レール圧に基づいてレール圧ゲインを求め、基準となる開弁時期の変動量にレール圧ゲインを乗算することによって最終的な開弁時期の変動量Δτが算出される。従って変動量Δτを算出するには時間を要する。しかも噴射パターンが図３（Ｂ）に示されるような多噴射の場合には各先の噴射と後の噴射の全ての組合せについて後の噴射の変動量を求めなければならないために後の噴射の変動量を求めるのにかなりの時間を要することになる。

ところが或る修正インターバル時間のときに算出された最終的な開弁時期の変動量Δτが零のとき、又は零でなくとも零とみなせる程度の微少変動量のときには、その後同一の修正インターバル時間のときに算出される最終的な開弁時期の変動量Δτも同様に零、又は零とみなせる程度の微少変動量となる。従って本発明による一実施例では或る修正インターバル時間のときに算出された最終的な開弁時期の変動量Δτが零、又は零とみなせる程度の微少変動量のときには、その後同一の修正インターバル時間においては変動量Δτの算出作業が停止され、変動量Δτが零とされる。こうすることによって変動量Δτの算出に要する時間を短縮することができる。

また、図８（Ｃ）において修正インターバル時間がτＴ₁とτＴ₂との間の領域τＺにあるときには変動量Δτが零、又は零とみなせる程度の微少変動量になることが予めわかっている。従って本発明による別の実施例では算出された修正インターバル時間が図８（Ｃ）に示される予め定められた領域τＺ内にあるときには変動量Δτの算出作業が停止され、変動量Δτが零とされる。こうすることによってこの実施例においても変動量Δτの算出に要する時間を短縮することができる。

なお、ニードル弁３１の開弁時期が単位時間変動したときの主噴射の変動量ΔＱｍはレール圧や主噴射量に応じて変化し、この主噴射の変動量ΔＱｍは予め実験により求められている。従ってニードル弁３１の開弁時期がΔτ時間変動したときにはΔＱｍにΔτを乗算することによって主噴射の変動量ｄＱｍ（＝ΔＱｍ・Δτ）を求めることができる。

これまでニードル弁３１が開弁する前のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく主噴射の変動量について説明してきたが、次にニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく主噴射の変動量について説明する。

ニードル弁３１の開弁時期の変動量および主噴射量全体の変動量は検出することができるがニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく主噴射の変動量のみを検出することはできない。しかしながら上述したようにニードル弁３１の開弁時期の変動に基づく主噴射の変動量ｄＱｍは算出することができる。従って本発明による実施例では主噴射量全体の変動量からニードル弁３１の開弁時期の変動に基づく主噴射の変動量ｄＱｍを減算することによりニードル弁３１が開弁した後のノズル室３４内の燃料圧の変動に基づく主噴射の変動量ｄＱｔが求められる。

図１０（Ａ）および（Ｂ）はこの主噴射の変動量ｄＱｔについて夫々図７（Ａ）および（Ｂ）と同様な図を示している。即ち、図１０（Ａ）はパイロット噴射量が２（mm³）でレール圧が基準レール圧８０MPaに規格された場合を示しており、＋印は主噴射量が５（mm³）のときを示しており、◇印は主噴射量が１０（mm³）のときを示しており、△印は主噴射量が２０（mm³）のときを示しており、○印は主噴射量が３０（mm³）のときを示しており、□印は主噴射量が４０（mm³）のときを示している。一方、１０（Ｂ）はレール圧が基準レール圧８０MPaであって主噴射量が２０（mm³）のときの変動パターンを基準変動パターンとし、主噴射量が５（mm³）、１０（mm³）、３０（mm³）および４０（mm³）のときの変動パターンをこれら変動パターンが基準変動パターンに重なり合うように縦方向、即ち主噴射の変動量ｄＱｔの増大又は減少方向に収縮又は伸長した場合を示している。

主噴射の変動量ｄＱｔを図１０（Ａ）に示す状態まで規格化するにはまず初めに図６（Ａ）に示される変動量と同様にレール圧に応じて異なっている主噴射の変動量ｄＱｔの変動周期が基準レール圧、例えば８０MPaの変動周期に重なるように各レール圧におけるインターバル時間Ｔｉが収縮又は伸長される。次いで図６（Ｂ）に示される変動量と同様にレール圧に応じて異なっている主噴射の変動量ｄＱｔが基準レール圧、例えば８０MPaにおける変動パターンに規格される。図１０（Ａ）はこのようにして規格されたパイロット噴射量が２（mm³）でレール圧が基準レール圧８０MPaのときの種々の主噴射量についての主噴射の変動量ｄＱｔを示している。次いでこの主噴射の変動量ｄＱｔは上述したように図１０（Ｂ）に示す如く主噴射量が２０（mm³）のときの変動パターンを基準変動パターンとして規格される。この基準変動パターンは予めＲＯＭ２２内に記憶されており、記憶されているこの基準変動パターンに基づいて主噴射の変動量ｄＱｔが算出される。

即ち、レール圧に応じたニードル弁３１の開弁時期の変動量Δτを求めるには、まず初めにインターバル時間Ｔｉに図１１（Ａ）に示される時間軸ゲインＦＫ１を乗算して修正インターバル時間Ｔｉ・ＦＫ１を求め、この修正インターバル時間Ｔｉ・ＦＫ１を用いて図１０（Ｂ）に示される基準変動パターンから基準レール圧８０MPaおよび基準主噴射量２０（mm³）における主噴射の変動量ｄＱｔを求め、次いでこの主噴射の変動量ｄＱｔに主噴射量に応じた図１１（Ｃ）に示される噴射量ゲインＦＫ３を乗算することによって図１０（Ａ）に示される主噴射量に応じた主噴射の変動量ｄＱｔを求め、次いでこの主噴射の変動量ｄＱｔにレール圧に応じた図１１（Ｂ）に示されるレール圧ゲインＦＫ２を乗算することによって最終的な主噴射の変動量ｄＱｔ（＝基準変動パターンから求められた主噴射の変動量ｄＱｔ・ＦＫ１・ＦＫ２）が求められる。

ここで図１１（Ａ）に示される時間軸ゲインＦＫ１は図９（Ａ）に示される時間軸ゲインＩＫ１と全く同一であり、また図１１（Ｂ）に示されるレール圧ゲインＦＫ２は図１１（Ｂ）に示されるようにレール圧が高くなるほど大きくなる。また、噴射量ゲインＦＫ３は図１１（Ｃ）に示されるように主噴射量が増大するにつれて増大するが主噴射量が或る噴射量を越えると急激に低下してほぼ一定値となる。ここで各噴射量ゲインＦＫ３が図１１（Ｃ）に示されるような変化をすることについて図１２を参照しつつ簡単に説明する。なお、図１２はニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁する型式の燃料噴射弁を用いた場合を示しているが、ニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁しない型式の燃料噴射弁を用いることもできることは言うまでもない。

図１２は噴射指令パルスとニードル弁３１のリフト量との関係を示しており、図１２の（Ｉ），（II），（III），（IV）は噴射指令パルス長を変えた場合を示している。また
、実線で示されるニードル弁３１のリフト量はノズル室３４内の燃料圧が目標燃料圧に維持されているときを示している。ノズル室３４内の燃料圧が目標燃料圧に維持されているときには図１２の（Ｉ），（II），（III）に示されるように噴射指令パルス長が長くなるにつれてニードル弁３１のリフト量が増大し、噴射指令パルス長が更に長くされると図１２の（IV）に示されるようにニードル弁３１は最大リフトＭＡＸとなる。

一方、ニードル弁３１が開弁した後において圧力脈動によりノズル室３４内の燃料圧が例えば目標燃料圧よりも高くなっていたとすると、高い燃料圧がニードル弁３１に対しニードル弁３１の開弁方向に作用する。その結果、図１２の（Ｉ）〜（IV）において破線で示されるようにニードル弁３１のリフト量は実線で示されるリフト量に対し上方に次第に離れ、図１２の（Ｉ）〜（III）に示されるようにニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁しない場合にはニードル弁３１の最大のリフト量は実線で示される場合よりも高くなる。ニードル弁３１が最大のリフト量になるとその後ニードル弁３１は実線で示す場合とほぼ同じ速度で下降する。

図１２の（Ｉ）〜（III）に示されるようにニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁しない場合には噴射指令パルス長が長くなるほど、即ち主噴射量が増大するほどニードル弁３１の最大リフト量が高くなり、噴射期間が長くなる。従って圧力脈動によりノズル室３４内の燃料圧が増大したときには主噴射量が多いときほど主噴射量の変動量、この場合には主噴射量の増大量が増大する。従って図１１（Ｃ）に示されるように噴射量ゲインＦＫ３は主噴射量が増大するにつれて高くなる。

一方、図１２の（IV）に示されるようにニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁した場合、ニードル弁３１が最大リフトＭＡＸから閉弁するときのリフト量変化は実線で示される場合も破線で示される場合も同じになる。従ってニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁したときには噴射期間は変化しない。一方、このとき図１２の（IV）の破線からわかるようにニードル弁３１が開弁するときには実線で示す場合に比べて早期に最大リフトＭＡＸに達し、ニードル弁３１の開弁時の主噴射量が増大する。この主噴射の増大量は図１２の（III）で示されるようにニードル弁３１が最大リフトＭＡＸ近くまで開弁する場合に比べると少なく、しかもこの主噴射の増大量は噴射指令パルス長が長くなっても、即ち主噴射量が増大しても変化しない。従って図１１（Ｃ）に示されるようにニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁する主噴射量になると噴射量ゲインＦＫ３は急激に低下し、ニードル弁３１が最大リフトＭＡＸまで開弁する主噴射量よりも主噴射量が多い領域では噴射量ゲインＦＫ３は比較的小さな一定値となる。

さて、本発明による実施例では修正インターバル時間を求め、この修正インターバル時間を用いて基準変動パターンから基準となる主噴射の変動量を求め、レール圧に基づいてレール圧ゲインを求め、主噴射量に基づいて噴射量ゲインを求め、基準となる開弁時期の変動量にレール圧ゲインおよび噴射量ゲインを乗算することによって最終的な主噴射の変動量ｄＱｔが算出される。従って変動量ｄＱｔを算出するには時間を要する。しかも噴射パターンが図３（Ｂ）に示されるような多噴射の場合には前述したように各先の噴射と後の噴射の全ての組合せについて後の噴射の変動量を求めなければならないために後の噴射の変動量を求めるのにかなりの時間を要することになる。

ところが或る修正インターバル時間のときに算出された最終的な主噴射の変動量ｄＱｔが零のとき、又は零でなくとも零とみなせる程度の微少変動量のときには、その後同一の修正インターバル時間のときに算出される最終的な主噴射の変動量ｄＱｔも同様に零、又は零とみなせる程度の微少変動量となる。従って本発明による一実施例では或る修正インターバル時間のときに算出された最終的な主噴射の変動量ｄＱｔが零、又は零とみなせる程度の微少変動量のときには、その後同一の修正インターバル時間においては変動量ｄＱｔの算出作業が停止され、変動量ｄＱｔが零とされる。こうすることによって変動量ｄＱｔの算出に要する時間を短縮することができる。

また、図１０（Ｂ）において修正インターバル時間がＱＴ₁とＱＴ₂との間の領域ＱＺ₁、又はＱＴ₃とＱＴ₄との間の領域ＱＺ₂にあるときには変動量ｄＱｔが零、又は零とみなせる程度の微少変動量になることが予めわかっている。従って本発明による別の実施例では算出された修正インターバル時間が図１０（Ｂ）に示される予め定められた領域ＱＺ₁又はＱＺ₂内にあるときには変動量ｄＱｔの算出作業が停止され、変動量ｄＱｔが零とされる。こうすることによってこの実施例においても変動量ｄＱｔの算出に要する時間を短縮することができる。

次に図１３に示される燃料噴射制御ルーチンについて説明する。
図１３を参照するとまず初めにステップ１００において図４（Ａ）に示すマップから全噴射量ＱＴが算出される。次いでステップ１０１では図４（Ｂ）に示すマップから主噴射量ＱＭが算出される。次いでステップ１０２では全噴射量ＱＴから主噴射量ＱＭを減算することによってパイロット噴射量ＱＰが算出される。次いでステップ１０３では図５（Ａ）に示すマップから主噴射開始時期θＭが算出される。次いでステップ１０４では図５（Ｂ）に示すマップからインターバル時間ＴＩが算出される。次いでステップ１０５では主噴射開始時期θＭとインターバル時間ＴＩからパイロット噴射開始時期θＰが算出される。

次いでステップ１０６では図９（Ａ）からレール圧に応じた時間軸ゲインＩＫ１が求められる。次いでステップ１０７では時間軸ゲインＩＫ１をインターバル時間ＴＩに乗算することにより修正インターバル時間Ｔｉが算出される。次いでステップ１０８ではこの修正インターバル時間Ｔｉを用いて開弁時期の変動量Δτが算出される。次いでステップ１０９では図１１（Ａ）からレール圧に応じた時間軸ゲインＦＫ１が算出される。次いでステップ１１０では時間軸ゲインＦＫ１をインターバル時間ＴＩに乗算することにより修正インターバル時間Ｔｉが算出される。次いでステップ１１１ではこの修正インターバル時間Ｔｉを用いて主噴射の変動量ｄＱｔが算出される。

次いでステップ１１２ではステップ１０８において求められた最終的な開弁時期の変動量Δτおよびステップ１１１において求められた最終的な主噴射の変動量ｄＱｔに基づいて実際の主噴射量が目標値となるように主噴射に対する噴射指令パルス長が補正される。即ち、例えば変動量ｄＱｔがプラスの場合にはステップ１０１において算出された主噴射量ＱＭから変動量ｄＱｔが減算され、対応する燃料噴射弁３からの噴射量を減算された主噴射量（ＱＭ−ｄＱｔ）とするのに必要な噴射指令パルス長が算出される。

これに対し、変動量ｄＱｔがマイナスであれば主噴射量ＱＭに変動量ｄＱｔが加算され、対応する燃料噴射弁３からの噴射量を加算された主噴射量（ＱＭ＋ｄＱｔ）とするのに必要な噴射指令パルス長が算出される。次いでこのようにして算出された噴射指令パルス長に最終的な開弁時期の変動量Δτが加算されて最終的な噴射指令パルス長が求められる。このようにして実際の主噴射量が目標値ＱＴに制御される。次いでステップ１１３ではパイロット噴射および主噴射の噴射処理が行われる。

次に図１３のステップ１０８において実行される開弁時期の変動量Δτを算出するためのルーチンの第１実施例について図１４を参照しつつ説明する。
図１４を参照するとまず初めにステップ２００において現在の修正インターバル時間Ｔｉが、以前に変動量Δτが零か又は零とみなせる微少変動量になったときの修正インターバル時間ＸＴｉと同じであるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じであればステップ２０６に進んで変動量Δτが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じでなければステップ２０１に進む。

ステップ２０１では基準レール圧を８０MPa、基準となるパイロット噴射量ＱＰを２（mm³）とすると、即ち図８（Ｃ）において○印で示される開弁時期の変動量Δτを基準変動量とすると修正インターバル時間Ｔｉに応じた開弁時期の基準変動量が算出される。次いでステップ２０２では図９（Ｂ）からレール圧に応じたレール圧ゲインＩＫ２が算出される。次いでステップ２０３ではステップ２０１において算出された開弁時期の基準変動量Δτにレール圧ゲインＩＫ２を乗算することによって最終的な開弁時期の変動量Δτが算出される。

次いでステップ２０４では最終的な変動量Δτの絶対値が、零とみなせる微少変動量Ｘτ、例えば５μmsecよりも小さいか否かが判断される。｜Δτ｜＜Ｘτのときにはステップ２０５に進んで現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉとされる。即ち、この実施例では修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じになると変動量Δτの算出作業は停止され、変動量Δτが零とされる。

次に図１３のステップ１０８において実行される開弁時期の変動量Δτを算出するためのルーチンの第２実施例について図１５を参照しつつ説明する。
図１５を参照するとまず初めにステップ３００において現在の修正インターバル時間Ｔｉが、以前に変動量Δτが零か又は零とみなせる微少変動量になったときの修正インターバル時間ＸＴｉと同じであるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じであればステップ３０７に進んで変動量Δτが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じでなければステップ３０１に進む。

ステップ３０１では基準レール圧を８０MPa、基準となるパイロット噴射量ＱＰを２（mm³）とすると、即ち図８（Ｃ）において○印で示される開弁時期の変動量Δτを基準変動量とすると修正インターバル時間Ｔｉに応じた開弁時期の基準変動量が算出される。次いでステップ３０２では図９（Ｂ）からレール圧に応じたレール圧ゲインＩＫ２が算出される。次いでステップ３０３ではステップ３０１において算出された開弁時期の基準変動量Δτにレール圧ゲインＩＫ２を乗算することによって最終的な開弁時期の変動量Δτが算出される。次いでステップ３０４では開弁時期の変動量Δτから主噴射の変動量ｄＱｍが算出される。

次いでステップ３０５では主噴射の変動量ｄＱｍの絶対値が、零とみなせる微少変動量ＸＱ、例えば０．５mm³／ストロークよりも小さいか否かが判断される。｜ｄＱｍ｜＜ＸＱのときにはステップ２０５に進んで現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉとされる。即ち、この実施例では開弁時期の変動量Δτを主噴射の変動量ｄＱｍに置き換えて置き換えられた主噴射の変動量ｄＱｍが微少変動量よりも小さいか否かが判別され、更にこの実施例でも第１実施例と同様に修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＸＴｉと同じになると変動量Δτの算出作業は停止され、変動量Δτが零とされる。

次に図１３のステップ１０８において実行される開弁時期の変動量Δτを算出するためのルーチンの第３実施例について図１６を参照しつつ説明する。
図１６を参照するとまず初めにステップ４００において現在の修正インターバル時間Ｔｉが、変動量Δτを零か又は零とみなせる図８（Ｃ）の領域τＺ内にあるか否か、即ちτＴ₁＜Ｔｉ＜τＴ₂であるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域τＺ内にあるときにはステップ４０４に進んで変動量Δτが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域τＺ内にないときにはステップ４０１に進む。

ステップ４０１では基準レール圧を８０MPa、基準となるパイロット噴射量ＱＰを２（mm³）とすると、即ち図８（Ｃ）において○印で示される開弁時期の変動量Δτを基準変動量とすると修正インターバル時間Ｔｉに応じた開弁時期の基準変動量が算出される。次いでステップ４０２では図９（Ｂ）からレール圧に応じたレール圧ゲインＩＫ２が算出される。次いでステップ４０３ではステップ４０１において算出された開弁時期の基準変動量Δτにレール圧ゲインＩＫ２を乗算することによって最終的な開弁時期の変動量Δτが算出される。
即ち、この実施例では修正インターバル時間Ｔｉが領域τＺ内にあるときには変動量Δτの算出作業は停止され、変動量Δτが零とされる。

次に図１３のステップ１１１において実行される主噴射の変動量ｄＱｔを算出するためのルーチンの第１実施例について図１７を参照しつつ説明する。
図１７を参照するとまず初めにステップ５００において現在の修正インターバル時間Ｔｉが、以前に変動量ｄＱｔが零か又は零とみなせる微少変動量になったときの修正インターバル時間ＹＴｉと同じであるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＹＴｉと同じであればステップ５０７に進んで変動量ｄＱｔが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＹＴｉと同じでなければステップ５０１に進む。

ステップ５０１では基準レール圧を８０MPa、基準となる主噴射量ＱＭを２０（mm³）、基準となるパイロット噴射量ＱＰを２（mm³）とすると、即ち図１０（Ｂ）において△印で示される変動量を基準変動量ｄＱｔとすると、修正インターバル時間Ｔｉに応じた基準変動量ｄＱｔが算出される。次いでステップ５０２では図１１（Ｂ）からレール圧に応じたレール圧ゲインＦＫ２が算出され、次いでステップ５０３では図１１（Ｃ）から主噴射量に応じた噴射量ゲインＦＫ３が算出される。次いでステップ５０４ではステップ５０１において算出された基準変動量ｄＱｔにレール圧ゲインＦＫ２および噴射量ゲインＦＫ３を乗算することによって最終的な主噴射の変動量ｄＱｔが算出される。

次いでステップ５０５では最終的な変動量ｄＱｔの絶対値が、零とみなせる微少変動量ＹＱ、例えば０．５mm³／ストロークよりも小さいか否かが判断される。｜ｄＱｔ｜＜ＹＱのときにはステップ５０６に進んで現在の修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＹＴｉとされる。即ち、この実施例では修正インターバル時間Ｔｉが修正インターバル時間ＹＴｉと同じになると変動量ｄＱｔの算出作業は停止され、変動量ｄＱｔが零とされる。

次に図１３のステップ１１１において実行される主噴射の変動量ｄＱｔを算出するためのルーチンの第２実施例について図１８を参照しつつ説明する。
図１８を参照するとまず初めにステップ６００において現在の修正インターバル時間Ｔｉが、変動量ｄＱｔを零か又は零とみなせる図１０（Ｂ）の領域ＱＺ₁内にあるか否か、即ちＱＴ₁＜Ｔｉ＜ＱＴ₂であるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域ＱＺ₁内にあるときにはステップ６０６に進んで変動量ｄＱｔが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域ＱＺ₁内にないときにはステップ６０１に進む。

ステップ６０１では現在の修正インターバル時間Ｔｉが、変動量ｄＱｔを零か又は零とみなせる図１０（Ｂ）の領域ＱＺ₂内にあるか否か、即ちＱＴ₃＜Ｔｉ＜ＱＴ₄であるか否かが判別される。現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域ＱＺ₂内にあるときにはステップ６０６に進んで変動量ｄＱｔが零とされる。これに対し現在の修正インターバル時間Ｔｉが領域ＱＺ₂内にないときにはステップ６０２に進む。

ステップ６０２では基準レール圧を８０MPa、基準となる主噴射量ＱＭを２０（mm³）、基準となるパイロット噴射量ＱＰを２（mm³）とすると、即ち図１０（Ｂ）において△印で示される変動量を基準変動量ｄＱｔとすると、修正インターバル時間Ｔｉに応じた基準変動量ｄＱｔが算出される。次いでステップ６０３では図１１（Ｂ）からレール圧に応じたレール圧ゲインＦＫ２が算出され、次いでステップ６０４では図１１（Ｃ）から主噴射量に応じた噴射量ゲインＦＫ３が算出される。次いでステップ６０５ではステップ６０２において算出された基準変動量ｄＱｔにレール圧ゲインＦＫ２および噴射量ゲインＦＫ３を乗算することによって最終的な主噴射の変動量ｄＱｔが算出される。
即ち、この実施例では修正インターバル時間Ｔｉが領域ＱＺ₁又はＱＺ₂内にあるときには変動量ｄＱｔの算出作業は停止され、変動量ｄＱｔが零とされる。

なお、図１３のステップ１０８において開弁時期の変動量Δτから主噴射の変動量ｄＱｍを算出し、この算出された主噴射の変動量ｄＱｍとステップ１１１において求められた最終的な主噴射の変動量ｄＱｔに基づいて実際の主噴射量が目標値となるように主噴射に対する噴射指令パルス長を補正することもできる。

また、主噴射の変動量ｄＱｍと最終的な主噴射の変動量ｄＱｔから主噴射の変動量の総和（ｄＱｍ＋ｄＱｔ）を求め、或る修正インターバル時間のときに算出された最終的な主噴射の変動量の総和（ｄＱｍ＋ｄＱｔ）が零、又は零とみなせる程度の微少変動量のときには、その後同一の修正インターバル時間においては主噴射の変動量の算出作業を停止し、主噴射の変動量ｄＱｔを零とすることもできる。

図１は圧縮着火式内燃機関の全体図である。 燃料噴射弁の先端部を示す側面断面図である。 噴射パターンを示す図である。 噴射量のマップを示す図である。 主噴射時期等のマップを示す図である。 主噴射の変動量を示す図である。 主噴射の変動量を示す図である。 ニードル弁の開弁時期の変動量を示す図である。 時間軸ゲインＩＫ１およびレール圧ゲインＩＫ２を示す図である。 主噴射の変動量を示す図である。 時間軸ゲインＦＫ１、レール圧ゲインＦＫ２および噴射量ゲインＦＫ３を示す図である。 噴射指令パルスとニードル弁のリフト量を示す図である。 燃料噴射制御を示すフローチャートである。 ニードル弁の開弁時期の変動量Δτを算出するための第１実施例を示すフローチャートである。 ニードル弁の開弁時期の変動量Δτを算出するための第２実施例を示すフローチャートである。 ニードル弁の開弁時期の変動量Δτを算出するための第３実施例を示すフローチャートである。 主噴射の変動量ｄＱｔを算出するための第１実施例を示すフローチャートである。 主噴射の変動量ｄＱｔを算出するための第２実施例を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 燃焼室
３ 燃料噴射弁
１２ 燃料供給管
１３ コモンレール
３１ ニードル弁
３２ サック室
３４ ノズル室
３６ 圧力制御室

Claims (13)

1. コモンレールと、コモンレールに連結された燃料噴射弁とを具備し、各燃料噴射弁から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われ、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでのインターバル時間によって後の噴射の目標値に対する変動量が変化する内燃機関の噴射制御装置において、レール圧が予め定められた基準レール圧のときに上記インターバル時間の増大に伴い基準の変動パターンに沿って変化する後の噴射の基準変動量が記憶されており、レール圧が基準レール圧でないときに上記基準変動量から後の噴射の変動量を求める際にはインターバル時間としてレール圧に応じ修正された修正インターバル時間が用いられ、該修正インターバル時間を用いて上記基準変動量から求められる後の噴射の変動量が予め定められた微少変動量よりも小さくなると判断されるときには後の噴射の変動量の算出作業を停止して後の噴射の変動量が零とされる内燃機関の燃料噴射装置。
2. インターバル時間を修正するためにレール圧の関数である時間軸ゲインが記憶されており、該インターバル時間に該時間軸ゲインを乗算することによって修正インターバル時間が求められる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
3. 修正インターバル時間を用いて基準変動量から後の噴射の変動量を算出したときに該変動量が上記微少変動量よりも小さいときにはその後同一の修正インターバル時間となる噴射状態のときには後の噴射の変動量の算出作業を停止して後の噴射の変動量が零とされる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
4. 上記後の噴射の変動量が燃料噴射弁のニードル弁の開弁時期の変動量である請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
5. 上記後の噴射の変動量が燃料噴射弁のニードル弁の開弁時期の変動量に基づき算出された後の噴射の噴射量の変動量である請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
6. 上記後の噴射の変動量が後の噴射の噴射量の変動量である請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
7. 修正インターバル時間を用いて基準変動量から後の噴射の変動量を算出したときに該変動量が上記微少変動量よりも小さくなる修正インターバル時間の領域が予め記憶されており、修正インターバル時間が該領域内であるときには後の噴射の変動量の算出作業を停止して後の噴射の変動量が零とされる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
8. 上記後の噴射の変動量が燃料噴射弁のニードル弁の開弁時期の変動量である請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
9. 上記後の噴射の変動量が後の噴射の噴射量の変動量である請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
10. 上記時間軸ゲインに加え、レール圧が基準レール圧でないときの後の噴射の変動量を上記基準変動量から求める際に基準変動量に乗算されるレール圧ゲインがレール圧の関数の形で記憶されており、上記時間軸ゲインおよびレール圧ゲインを用いて上記基準変動量から後の噴射の変動量が求められ、この変動量を用いて後の噴射の噴射量が目標値に制御される請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
11. 上記後の噴射の変動量が後の噴射の噴射量の変動量であり、レール圧が基準レール圧でないときの後の噴射の噴射量の変動量を上記基準変動量から求める際に基準変動量に乗算される噴射量ゲインが記憶されており、上記時間軸ゲインおよびレール圧ゲインに加え該噴射量ゲインを用いて上記基準変動量から後の噴射の噴射量の変動量が求められる請求項１０に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
12. 上記基準変動量が燃料噴射弁のニードル弁の開弁時期の基準変動量と、後の噴射の噴射量の変動量全体からニードル弁の開弁時期の変動による噴射量の変動量を減算することにより得られる後の噴射の噴射量の基準変動量とからなる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
13. ニードル弁の開弁時期の基準変動量から求められたニードル弁の開弁時期の変動量と、後の噴射の噴射量の基準変動量から求められた後の噴射の噴射量の変動量の双方により後の噴射の噴射指令パルス長が補正される請求項１２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。

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