JP5022336B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

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本発明は、燃料蓄圧部に蓄圧状態で貯留された燃料を燃料噴射弁から内燃機関の各気筒へ供給する燃料噴射装置に関する。
従来は各気筒への燃料噴射は、車両の運転状態、例えば、エンジン回転速度と、運転者のアクセルペダルの操作に応じたアクセル開度により、エンジン制御装置（本発明の制御部に対応）において、目標燃料噴射量を算出し、それに対応した噴射指令信号を各気筒の燃料噴射弁に出力することによって行っている。しかし、例えば、燃料噴射弁の製造公差により、燃料噴射弁内のノズルニードルのリフト量や、燃料噴射孔の面積にばらつきがあり、実燃料噴射量にばらつきを生じる。また、各気筒の吸気量のばらつきや気筒の寸法にもばらつきがある。このような各種要因により、各気筒の燃料噴射弁に同じ波形の燃料噴射指令信号を出力しても各気筒間の発生トルクの差を生じる原因となっていた。
これに対し、特許文献１には、燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、燃料蓄圧部から分岐した高圧燃料供給通路（本願発明の燃料供給通路に対応）を通じて供給される燃料を内燃機関の各気筒内に噴射する燃料噴射弁、及び燃料噴射弁から燃料を噴射するための噴射指令信号を出力する制御部を備えた燃料噴射装置において、高圧燃料供給通路に配置されたベンチュリ形狭隘部に、差圧を検出する差圧センサと、を備え、制御部は、差圧センサからの信号にもとづいてベンチュリ形狭隘部を通過する実燃料供給量を算出する燃料噴射装置の技術が記載されている。
また、予混合燃焼によりＰＭ（Particulate Material）や燃焼騒音を低減するために、燃料噴射弁からの燃料噴射を複数回に分けて、例えば、ＴＤＣ（Top Dead Center）よりも大きく進角した時期（圧縮行程中）にパイロット（Pilot）燃料噴射をし、ＴＤＣ前後でメイン（Main）燃料噴射を行うような多段噴射の技術が知られている。しかし、多段噴射では、後段の燃料噴射開始時の燃料蓄圧部の圧力が前段の燃料噴射の結果による圧力変動を受け（脈動波を生じ）、後段の燃料噴射量を正確に制御できないという課題があった。
図３１の（ａ）に示すように、パイロット燃料噴射に対してケースＡ，Ｂ，Ｃに示すような３種類の時間差でメイン燃料噴射を行うと、図３１の（ｂ）に示すように、パイロット燃料噴射後のケースＡ，Ｂ，Ｃそれぞれのメイン燃料噴射の噴射開始時期の高圧燃料供給通路圧力が大きく変動していることが分かる。Ａのケースの圧力挙動曲線とＣのケースの圧力挙動曲線とではメイン燃料噴射の噴射開始時期の圧力差が１０ＭＰａもあり、若し、メイン燃料噴射の噴射時間を同じとすると、実際に噴射される量に差が出るのは明らかである。ちなみに、図３０の（ｂ）におけるＤのケースの圧力挙動曲線は、パイロット燃料噴射だけの場合の参考的な圧力挙動曲線である。
これに対し、特許文献２には、前段燃料噴射に伴う燃料蓄圧部の圧力変動を予め実験等で得られたデータにもとづいて推定して、パイロット燃料噴射の噴射時間から脈動波の圧力振幅の影響と、パイロット燃料噴射の噴射終了時期からメイン燃料噴射の噴射開始時期までの時間から脈動波の位相の影響と、未補正のメイン燃料噴射の噴射時間及び燃料温度にもとづく圧力変動補正量修正係数と、を求めておき、脈動波の圧力振幅の影響、脈動波の位相の影響、及び圧力変動補正量修正係数にもとづいてメイン燃料噴射の噴射時間を補正するものであった。
特開２００３−１８４６３２号公報（図４、図１２、及び段落００５１〜００５８参照） 特許第３８０３５２１号公報（図２参照）
しかしながら、前記第１の特許文献に記載の技術では、ベンチュリ形狭隘部の最小絞り成形に限界があり、滑らかに、かつ急激に絞ることが管の絞り加工技術上難しく、又、最小径を十分に小さくできない等、ベンチュリ形狭隘部を高精度に形成することは難しい。また、ベンチュリ形狭隘部の差圧の発生も小さく、燃料噴射弁の燃料噴射時の燃料供給量をベンチュリ形狭隘部の差圧から正確に算出することは困難である。
また、前記特許文献２に記載の技術では、燃料噴射弁の製造公差に伴う前段燃料噴射時の実燃料噴射量のばらつきによる影響は解決されない。具体的には、例えば、エンジン回転速度と、アクセル開度により、目標燃料噴射量を決定するとともに、パイロット燃料噴射の目標パイロット燃料噴射量と、目標燃料噴射量から目標パイロット燃料噴射量を差し引いた残りを目標メイン燃料噴射量と決定しても、燃料噴射弁の製造公差により目標パイロット燃料噴射量及び目標メイン燃料噴射量通りの実際の燃料噴射が行われず、目標燃料噴射量に対して実際の燃料噴射量との誤差を生じたり、パイロット燃料噴射による圧力変動のばらつきによる燃料蓄圧部の圧力変動の推定誤差によって目標メイン燃料噴射量に対して誤差を生じたりするという等の課題があった。
また、個々の燃料噴射弁の噴射特性の経年変化に対する考慮がなされていないという課題もあった。
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、燃料噴射弁の多段噴射の制御において、目標燃料噴射量に対して、後段燃料噴射の実燃料噴射量を正確に制御できる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、噴射指令信号にもとづいて、燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において（以下、前記部分を『前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において』と略称する）、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路に配置されたオリフィスの上流側及び下流側の差圧を検出する差圧センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
制御部は、差圧センサからの信号にもとづいてオリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、前段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、オリフィスの開口部の径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィスの上流側と下流側との間の差圧は、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、流量検出に十分利用できる。
そして、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮することにより、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、例えば、エンジン回転速度と、アクセル開度により、目標燃料噴射量を決定するとともに、パイロット燃料噴射による目標パイロット燃料噴射量と、目標燃料噴射量から目標パイロット燃料噴射量を差し引いた残りを目標メイン燃料噴射量と決定するような２段噴射の場合に、パイロット燃料噴射の実燃料噴射量の結果にもとづいて後段燃料噴射のメイン燃料噴射の噴射開始時期及び噴射終了時期を含む燃料噴射情報を決定し、燃料噴射弁への噴射指令信号の噴射時間を調整することにより、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項２に記載の発明は、前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において、燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサと、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路内のオリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を前記気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
制御部は、蓄圧部圧力センサからの信号及び前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて、オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、前段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、オリフィスの開口部の径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィスの上流側の圧力として蓄圧部圧力センサからの信号を用い、オリフィス下流側の圧力として燃料供給通路圧力センサからの信号を用い、その差圧をとると、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、流量検出に十分利用できる。
そして、蓄圧部圧力センサからの信号と燃料供給通路圧力センサからの信号からオリフィス差圧は容易に算出され、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮することにより、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、請求項１の発明と同様に、例えば、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項３に記載の発明は、前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路内のオリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
制御部は、燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴う圧力低下量を検出し、その圧力低下量にもとづいてオリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、前段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、オリフィスの開口部径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィス下流側の圧力として燃料供給通路圧力センサからの信号を用い、オリフィスにおける差圧は、制御部から燃料噴射弁に噴射指令信号を出力していないタイミング、つまり、オリフィスを燃料が流れていない状態における燃料供給通路圧力センサから出力される信号にもとづく圧力をオリフィス上流側の圧力として仮定し、制御部から燃料噴射弁に噴射指令信号が出力された後のその圧力からの圧力低下量をもってオリフィス差圧とすることによって流量検出に十分利用できる。
そして、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮することにより、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、請求項１の発明と同様に、例えば、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項４に記載の発明は、前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路に配置されたオリフィスの上流側及び下流側の差圧を検出する差圧センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
制御部は、差圧センサからの信号にもとづいてオリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報と、予め記憶されたバックフローに係るバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、前段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、オリフィスの開口部の径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィスの上流側と下流側との間の差圧は、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、流量検出に十分利用できる。
そして、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮するとともに、予め記憶されたバックフローに係るバックフロー情報にもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、請求項１の発明と同様に、例えば、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項５に記載の発明は、前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において、燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサと、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路内のオリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
制御部は、蓄圧部圧力センサからの信号及び燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて、オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報と、バックフローに係る予め記憶されたバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、オリフィスの開口部の径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィスの上流側の圧力として蓄圧部圧力センサからの信号を用い、オリフィス下流側の圧力として燃料供給通路圧力センサからの信号を用い、その差圧をとると、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、流量検出に十分利用できる。
そして、蓄圧部圧力センサからの信号と燃料供給通路圧力センサからの信号からオリフィス差圧は容易に算出され、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮するとともに、予め記憶されたバックフローに係るバックフロー情報にもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、請求項１の発明と同様に、例えば、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項６に記載の発明は、前記「多段噴射を行う燃料噴射装置」において、燃料供給通路に配置されたオリフィスと、燃料供給通路内の前記オリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、燃料噴射弁は、燃料噴射時に燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
制御部は、燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴う圧力低下量を検出し、その圧力低下量にもとづいてオリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、検出された実燃料供給情報と、予め記憶されたバックフローに係るバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、当該気筒の当該同一サイクルでの複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の実燃料噴射情報にもとづいて、前段燃料噴射における実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、当該気筒の当該同一サイクルでの前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の燃料噴射情報を決定することを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、オリフィスの開口部径を正確に製作することは容易であり、又、オリフィス下流側の圧力として燃料供給通路圧力センサからの信号を用い、オリフィスにおける差圧は、制御部から燃料噴射弁に噴射指令信号を出力していないタイミング、つまり、オリフィスを燃料が流れていない状態における燃料供給通路圧力センサから出力される信号にもとづく圧力をオリフィス上流側の圧力として仮定し、制御部から燃料噴射弁に噴射指令信号が出力された後のその圧力からの圧力低下量をもってオリフィス差圧とすることによって流量検出に十分利用できる。
そして、オリフィス差圧から燃料のオリフィス通過流の検出開始タイミング、オリフィス通過流の検出終了タイミング、オリフィス通過流量率、オリフィス通過流量等の実燃流供給情報を検出することができる。そして、燃料噴射弁の燃料噴射孔からオリフィスまでの燃料供給通路の長さを考慮するとともに、予め記憶されたバックフローに係るバックフロー情報にもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、容易に燃料噴射弁の実際の噴射開始時期、噴射終了時期、燃料噴射率、燃料噴射量等の実燃料噴射情報を得ることができる。
燃料噴射弁の製造公差があったとしてもその製造公差の影響を反映した前段燃料噴射時の実燃料噴射量が得られるので、請求項１の発明と同様に、例えば、実際のパイロット燃料噴射量と実際のメイン燃料噴射量の合計を目標燃料噴射量通りに正確に制御することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１又は請求項４に記載の発明の構成において、燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサを備え、制御部は、後段燃料噴射の燃料噴射情報の噴射開始時期と噴射終了時期の差分である噴射時間を決定するときに、燃料噴射開始時期直近の蓄圧部圧力センサからの信号にもとづいて決定することを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、前段燃料噴射の影響により燃料供給通路を通じて燃料噴射弁に掛かる燃料圧力が脈動したとしても、後段燃料噴射の噴射開始時期直近における蓄圧部圧力センサからの信号にもとづいて、後段燃料噴射の噴射時間を決定するので、前段燃料噴射による圧力変動を反映して、より目標値に近い正確な後段燃料噴射における実燃料噴射量を実現できる。
請求項８に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項５及び請求項６のうちのいずれか１項に記載の発明の構成において制御部は、後段燃料噴射の燃料噴射情報の噴射開始時期と噴射終了時期の差分である噴射時間を決定するときに、噴射開始時期直近の燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて決定することを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、前段燃料噴射の影響により燃料供給通路を通じて燃料噴射弁に掛かる燃料圧力が脈動したとしても、後段燃料噴射の噴射開始時期直近における燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて、後段燃料噴射の噴射時間を決定するので、前段燃料噴射による圧力変動を反映して、より目標値に近い正確な後段燃料噴射における実燃料噴射量を実現できる。
特に、オリフィス下流側に配置された燃料供給通路圧力センサの信号にもとづくので、他気筒での燃料噴射や燃料ポンプによる吐出による燃料蓄圧部の圧力変動の影響が少ないので、仮に燃料蓄圧部の圧力信号を用いる場合よりも正確な後段燃料噴射の制御ができる。
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発明の構成において、制御部は、前段燃料噴射の実燃料噴射情報を内燃機関の同一気筒の次サイクルの後段燃料噴射の燃料噴射情報の決定にも用いることを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、制御部に用いられるマイクロコンピュータの演算速度等の制限で、前段燃料噴射の実燃料噴射情報をそのサイクルの後段燃料噴射の燃料噴射情報の決定に用いることができなくても、内燃機関の同一気筒の次サイクルの後段燃料噴射の燃料噴射情報の決定に用いることができるので、内燃機関の中高速運転時のＰＭ低減や燃焼ノイズの低減に寄与する。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発明において、後段燃料噴射は、複数回の燃料噴射のうち最も燃料噴射量が多いメイン燃料噴射であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明によれば、前段燃料噴射による実燃料噴射情報にもとづいて、後段燃料噴射であるメイン燃料噴射に対して燃料噴射情報が決定されるので、複数回の燃料噴射のうち最も燃焼に影響の大きい燃料噴射を正確に行うことができ、気筒間の燃料噴射量のばらつきによる内燃機関の出力トルクの変動を抑制できる。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載において、制御部は、複数回の燃料噴射のそれぞれに対する目標燃料噴射量に応じて設定される今回の噴射時間を、前回までの、検出された実燃料噴射情報の実燃料噴射量と目標燃料噴射量との比を用いて補正することを特徴とする。
請求項１１に記載の発明よれば、制御部は、前回までの、検出された実燃料噴射情報の目標燃料噴射量と実燃料噴射量との比を用いて補正するので、各噴射弁間の製造公差による目標燃料噴射量に対する実燃料噴射量の差のばらつきや、同一燃料噴射弁において目標燃料噴射量に対する実燃料噴射量の差の時間経過による変化が生じても、検出された実燃料噴射情報を反映して補正され、精度の良い燃料噴射制御を行うことができる。
本発明によれば、燃料噴射弁の多段噴射の制御において、目標燃料噴射量に対して、後段燃料噴射の実燃料噴射量を正確に制御できる燃料噴射装置を提供することができる。
《第１の実施形態》
以下に、本発明の第１の実施形態に係る燃料噴射装置について図１を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
本実施形態の燃料噴射装置１Ａは、エンジン制御装置（制御部）８０Ａ（以下ＥＣＵ８０Ａと称する）により電子制御されるモータ６３によって駆動される低圧ポンプ３Ａ（フィードポンプとも呼ばれる）及びエンジンクランク軸から取り出された駆動力で機械的に駆動される高圧ポンプ３Ｂ（サプライポンプとも呼ばれる）と、この高圧ポンプ３Ｂから高圧燃料が供給されるコモンレール（燃料蓄圧部）４と、内燃機関、例えば、４気筒のディーゼルエンジン（以下エンジンと呼ぶ）の各気筒４１の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給するインジェクタ（燃料噴射弁）５Ａと、ＥＣＵ８０Ａにより電子制御されるインジェクタ５Ａに内蔵のアクチュエータ６Ａを含んで構成される。
ここで、低圧ポンプ３Ａ及び高圧ポンプ３Ｂは請求項に記載の燃料ポンプに対応する。
低圧ポンプ３Ａ及びモータ６３は、燃料タンク２内にフィルタ６２とともに組み込まれ、低圧燃料供給配管６１により燃料タンク２から高圧ポンプ３Ｂの吸い込み側に燃料を供給する。低圧ポンプ３Ａの吐出側と高圧ポンプ３Ｂの吸い込み側との間の低圧燃料供給配管６１にはストレーナ６４、逆止弁６８を内蔵した流量調整弁６９が直列に配置され、ストレーナ６４には、図示省略の差圧センサが設けられ、その信号がＥＣＵ８０Ａに入力されて、ＥＣＵ８０Ａが低圧ポンプ３Ａやフィルタ６２やストレーナ６４の異常（低圧燃料供給量低）を検出できるようになっている。
低圧燃料供給配管６１のストレーナ６４と流量調整弁６９との中間から分岐した戻り配管６５が、調圧弁６７を経由して低圧ポンプ３Ａの過剰な燃料供給を燃料タンク２に戻すようになっている。
高圧ポンプ３Ｂには、吐出される燃料温度を検出する燃料温度センサＳＴｆが設けられ、その信号をＥＣＵ８０Ａに出力している。
高圧ポンプ３Ｂから吐出配管７０に吐出された高圧燃料は比較的に高い圧力の高圧燃料を蓄圧するサージタンクの一種で、コモンレール４に蓄圧される。コモンレール４にはコモンレールの圧力Ｐｃ（以下、コモンレール圧力Ｐｃと称する）を検出するコモンレール圧力センサ（蓄圧部圧力センサ）ＳＰｃが設けられ、その検出圧信号はＥＣＵ８０Ａに出力される。ＥＣＵ８０Ａは、前記した流量調整弁６９により高圧ポンプ３Ｂへ吸入される燃料の量の調整をするとともに、コモンレール４と燃料タンク２とを接続する戻り配管７１の途中に配置された圧力調整弁７２によりコモンレール圧力Ｐｃが後記する目標コモンレール圧力より所定値以上高くなると、燃料タンク２にリリースしてコモンレール４の圧力を、車両の運転状態、例えば、エンジン回転速度Ｎｅや後記する要求トルクＴｒｑｓｏｌに応じて、例えば、３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの所定の目標圧力に制御する。
なお、燃料タンク２、フィルタ６２、低圧ポンプ３Ａ、高圧ポンプ３Ｂ、低圧燃料供給配管６１、ストレーナ６４、戻り配管６５、調圧弁６７、流量調整弁６９、吐出配管７０等は燃料供給系を構成し、特に燃料タンク２、フィルタ６２、低圧ポンプ３Ａ、低圧燃料供給配管６１、ストレーナ６４、戻り配管６５、調圧弁６７等は、燃料供給系の低圧部を構成し、高圧ポンプ３Ｂ、吐出配管７０は、燃料供給系の高圧部を構成している。
また、コモンレール４はインジェクタ５Ａと高圧燃料供給通路（燃料供給通路）２１により連通するように構成されている。４本の高圧燃料供給通路２１のコモンレール４寄りには、オリフィス７５がそれぞれ設けられ、そのオリフィス７５の上流側（コモンレール４側）と下流側（コモンレール４から遠ざかる側）とから取り出される圧力検出管がそれぞれ差圧センサＳｄＰに接続され、４本の高圧燃料供給通路２１のオリフィス差圧をそれぞれ個別に検出することによってオリフィス７５を通過する燃料流量を検出できるようになっている。
なお、このオリフィス７５の位置から下流側の高圧燃料供給通路２１及びインジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０までの燃料通路（インジェクタ５Ａ内の図示省略の燃料通路及びノズルニードル周囲に設けられる油溜り）を含む燃料通路容積は、１つの気筒における吸気、圧縮、膨張、排気のサイクルのうちの膨張行程のために高圧燃料供給通路２１を通じて供給する燃料の最大実燃料供給量、例えば、アクセルを一杯踏み込まれて最大トルクが必要とされる時のような場合の最大実燃料供給量を超える燃料通路容積とする。
ここで、最大実燃料供給量は、多段噴射の場合はその積分量である。
エンジンの各気筒のインジェクタ５Ａまでの高圧燃料供給通路２１の長さに配管引き回し設計上差が生じるのは当然であり、高圧燃料供給通路２１の前記オリフィス７５を設ける位置は、前記した燃料通路容積を確保した上で、各気筒が同じ燃料通路容積となるように適宜調節する。
なお、以下では燃料噴射量は単に「噴射量」と、目標燃料噴射量は単に「目標噴射量」、実燃料噴射量は単に「実噴射量」と称する。
本実施形態のインジェクタ５Ａは、直動式のインジェクタである（詳細な構成の１例は、先願の特願２００８−１６５３８３（未公開）の図２を参照方）。
次に図２から図４を参照しながら本実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられるエンジン制御装置（ＥＣＵ８０Ａ）について説明する。
図２は、本実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられるエンジン制御装置の機能ブロック図であり、図３は、目標噴射量Ｑｉに対する噴射時間Ｔｉを決定するための二次元マップの構成概念図であり、図４は、噴射時間の補正係数を取得するための目標噴射量、噴射時間及びコモンレール圧力をパラメータとした補正係数のマップの構成概念図であり、（ａ）は、パイロット燃料噴射の補正係数の三次元マップの構成概念図、（ｂ）は、メイン燃料噴射の補正係数の三次元マップの構成概念図である。
ＥＣＵ８０Ａは、図示省略するがマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の不揮発メモリを含む）、インターフェース回路、アクチュエータ６Ａを駆動するアクチュエータ駆動回路８０６（図２中、８０６Ａ〜８０６Ｄと表示）等を含む。前記マイクロコンピュータは、図示省略のエンジン回転速度センサ、気筒判別センサ、クランク角センサ、水温センサ、吸気温度センサ、吸気圧センサ、アクセル（スロットル）開度センサ、燃料温度センサＳＴｆ、コモンレール圧力センサＳＰｃ、差圧センサＳｄＰ等の各センサからの信号を用いて、最適な噴射量及び噴射時期を演算してアクチュエータ６Ａを電子制御する。アクチュエータ６Ａとしては、応答速度の速いピエゾ素子のスタックを用いる。
ちなみに、前記マイクロコンピュータのＣＰＵとしては、演算速度が速い、例えば、マルチコアタイプのＣＰＵであることが望ましい。
なお、モータ６３を駆動するモータ駆動回路を、ＥＣＵ８０Ａが含んでも良いし、ＥＣＵ８０Ａの外部に別個設けても良い。
以下では、ＥＣＵ８０Ａに含まれるマイクロコンピュータで制御される内容を、単にＥＣＵ８０Ａの制御として表現する。また、後記する第２から第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｂ〜８０Ｆのハード的な構成もＥＣＵ８０Ａと同じである。
（制御の概要）
前記ＥＣＵ８０Ａにおけるエンジン制御の基本的な処理の概要は、図２の機能ブロック図に示されている。要求トルク演算部８０１において、アクセル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅにもとづいて要求トルクＴｒｑｓｏｌを算出する。目標噴射量演算部８０２において、エンジン回転速度Ｎｅと前記算出された要求トルクＴｒｑｓｏｌとにもとづいて目標噴射量Ｆｓｏｌを算出する（図２中、目標噴射量演算部８０２へのエンジン回転速度Ｎｅの信号は省略）。気筒４１（図１参照）ごとに設けられた噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおいて、エンジン回転速度Ｎｅ、前記算出された要求トルクＴｒｑｓｏｌ、前記算出された目標噴射量Ｆｓｏｌ、ＴＤＣ信号、クランク角信号、コモンレール圧力センサＳＰｃ（図１参照）からのコモンレール圧Ｐｃ等にもとづき多段噴射のモード選択、個別の燃料噴射の目標噴射量と噴射開始指令時期を決定し、目標噴射量に応じた補正された噴射時間を決定し、噴射終了指令時期を決定し、噴射開始指令時期と噴射終了指令時期の設定を行い、噴射指令信号としてアクチュエータ駆動回路８０６Ａ、８０６Ｂ，８０６Ｃ，８０６Ｄに出力し、各インジェクタ５Ａのアクチュエータ６Ａを駆動する。
また、噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおいては、各気筒４１への高圧燃料供給通路２１の差圧センサＳｄＰ（図１参照）からのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号と燃料温度センサＳＴｆ（図１参照）からの燃料温度Ｔｆの信号により、オリフィス通過流量率を算出して積分し、オリフィス通過流量を算出する。噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄは、前記算出されたオリフィス通過流量が、とりもなおさずインジェクタ５Ａの実噴射量に対応するので、前記目標噴射量と算出された実噴射量との比を補正係数として登録して、前記した噴射時間の決定時に噴射時間を補正する。
更に、多段噴射の場合、例えば、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射とに２回に分けて燃料噴射する場合に、目標噴射量Ｆｓｏｌをパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌとメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌに、要求トルクＴｒｑｓｏｌやエンジン回転速度Ｎｅ等にもとづいて分けるが、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌと実噴射量ＱｉＰｓｕｍとの差分（ＦＰｓｏｌ−ＱｉＰｓｕｍ）をメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌに加算して、補正されたメイン燃料噴射を行う。このように、気筒４１ごとに噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄが演算及び制御するので、４気筒の場合は、全体制御をする機能に１つのコアを、噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄが演算及び制御の機能に対して各１つのコアを対応させ、計５個以上のコアを有するマルチコアタイプのＣＰＵを含むマイクロコンピュータが好ましい。
以下では、多段噴射の例としてパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射とに２回に分けて燃料噴射する場合について説明する。
噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄの詳細な構成とその作用については、後記する。
なお、噴射制御部８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにもエンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌ及びコモンレール圧力Ｐｃの信号が入力されるが、図が煩雑になる関係で省略してある。
また、ＥＣＵ８０Ａの要求トルク演算部８０１において算出された要求トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転速度Ｎｅとを用いて、コモンレール圧力演算部８０３においてコモンレール圧力の二次元マップ８０３ａを参照して目標コモンレール圧力Ｐｃｓｏｌを算出し、これを用いてコモンレール圧制御部８０４がコモンレール圧力Ｐｃの信号と比較して、流量調整弁６９と圧力調整弁７２に制御信号を出力し、コモンレール圧力Ｐｃを目標コモンレール圧力Ｐｃｓｏｌになるように制御する。
なお、コモンレール圧力演算部８０３へのエンジン回転速度Ｎｅの信号入力も省略してある。
具体的には、前記ＥＣＵ８０Ａには、アクセル開度θｔｈ及びエンジン回転速度Ｎｅの変化における、実験的に決定された最適な要求トルクＴｒｑｓｏｌを記録した二次元マップ８０１ａと、エンジン回転速度Ｎｅ及び要求トルクＴｒｑｓｏｌの変化における、実験的に決定された最適な目標噴射量Ｆｓｏｌを記録した二次元マップ８０２ａとがそれぞれ前記したＥＣＵ８０Ａを構成するＲＯＭ上に電子的に格納されている。
同様に、エンジン回転速度Ｎｅ及び要求トルクＴｒｑｓｏｌの変化における、実験的に決定された最適な目標コモンレール圧Ｐｃｓｏｌを記録したコモンレール圧の二次元マップ８０３ａが前記したＲＯＭ上に電子的に格納されている。
（噴射制御部）
次に、噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄについて図２を参照しながら説明する。
図２に示すように、各噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄは、多段噴射制御部８１０、実燃料供給情報検出部（実燃料供給情報検出手段）８１３、実燃料噴射情報検出部（実燃料噴射情報検出手段）８１４を含んでいる。そして、多段噴射制御部８１０は、更に多段噴射モード制御部８１１、個別噴射情報設定部８１２を含んでいる。
多段噴射モード制御部８１１は、例えば、エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌにもとづいてパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の２段噴射とするかメイン燃料噴射のみの１段噴射にするかを決定する。そして、多段噴射モード制御部８１１は、多段噴射モードか１段噴射可のモードによって、実燃料供給情報検出部８１３における後記する実燃料供給情報の検出方法を制御する。
個別噴射情報設定部８１２は、多段噴射モード制御部８１１の２段噴射か１段噴射かの決定に応じて、例えば、２段噴射の場合は、目標噴射量演算部８０２からの目標噴射量Ｆｓｏｌ、ＴＤＣ信号、クランク角信号、エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌにもとづいて、目標噴射量Ｆｓｏｌをパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌとメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌに分け、最終的にパイロット燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰ、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ、噴射終了指令時期ｔＥＭを設定して、噴射指令信号をアクチュエータ駆動回路８０６（図２中では、８０６Ａ，８０６Ｂ，８０６Ｃ，８０６Ｄと表示）に出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３にも出力する。
個別噴射情報設定部８１２は、図３に示すようなコモンレール圧力Ｐｃをパラメータとして、横軸の目標噴射量Ｑｉに対する縦軸の噴射時間Ｔｉを決定するための二次元マップ８１２ａを有している。ここで、図３では、横軸を目標噴射量Ｑｉとしているが、目標噴射量Ｑｉは、図２における目標噴射量演算部８０２において算出される目標噴射量Ｆｓｏｌや後記するパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌのことである。
具体的には、前記ＥＣＵ８０Ａには、目標噴射量Ｑｉ及びコモンレール圧Ｐｃの変化における、実験的に決定された最適な噴射時間Ｔｉを記録した二次元マップ８１２ａが前記したＥＣＵ８０Ａを構成するＲＯＭ上に電子的に格納されている。
また、個別噴射情報設定部８１２は、図４の（ａ）に示すように、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、噴射時間ＴｉＰ、コモンレール圧力Ｐｃをパラメータとするパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰを補正する補正係数ＫＰの三次元マップ８１２ｂを有しており、補正係数ＫＰをこの三次元マップ８１２ｂに登録して学習更新できるようになっている。
更に、個別噴射情報設定部８１２は、図４の（ｂ）に示すように、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射時間ＴｉＭ、コモンレール圧力Ｐｃをパラメータとするメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを補正する補正係数ＫＭの三次元マップ８１２ｃを有しており、補正係数ＫＭをこの三次元マップ８１２ｃに登録して学習更新できるようになっている。
具体的には、前記ＥＣＵ８０Ａには、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、目標噴射量ＦＰｓｏｌ及びコモンレール圧Ｐｃの変化における、初期設定された補正係数ＫＰを記録した三次元マップ８１２ｂと、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭ、目標噴射量ＦＭｓｏｌ及びコモンレール圧Ｐｃの変化における、初期設定された補正係数ＫＭを記録可能にした三次元マップ８１２ｃとがそれぞれ前記したＥＣＵ８０Ａを構成する不揮発メモリ上に電子的に格納されている。
補正係数ＫＰの三次元マップ８１２ｂ及び補正係数ＫＭの三次元マップ８１２ｃは、同一のデータ構造である。
個別噴射情報設定部８１２は、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌの所定区間、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰの所定区間、コモンレール圧力Ｐｃの所定区間の単位三次元空間に含まれるという条件のときに、個別噴射情報設定部８１２で得られたパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌと、実燃料噴射情報算出部８１４から得られた後記する実噴射量ＱｉＰｓｕｍの比ＫＰを補正係数として、所定個数を時系列的にその単位三次元空間に対応づけて登録する。そして、個別噴射情報設定部８１２において、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌに対して噴射時間の二次元マップ８１２ａを参照してパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰが算出されたとき、補正係数ＫＰの三次元マップ８１２ｂを参照して補正係数ＫＰの移動平均〈ＫＰ〉を取得し、補正係数ＫＰの移動平均〈ＫＰ〉を乗じて、補正されたパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ（＝ＴｉＰ×〈ＫＰ〉）を得て用いる。
以下では、補正係数ＫＰの移動平均〈ＫＰ〉を単に補正係数〈ＫＰ〉と称する。
同様に、個別噴射情報設定部８１２は、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌの所定区間、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭの所定区間、コモンレール圧力Ｐｃの所定区間の単位三次元空間に含まれるという条件のときに、個別噴射情報設定部８１２で得られたメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌと、実燃料噴射情報算出部８１４から得られた後記するメイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍの比ＫＭを補正係数として、所定個数を時系列的にその単位三次元空間に対応づけて登録する。そして、個別噴射情報設定部８１２において、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌに対して噴射時間の二次元マップ８１２ａを参照してメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭが算出されたとき、補正係数ＫＭの三次元マップ８１２ｃを参照して補正係数ＫＭの移動平均〈ＫＭ〉を取得し、補正係数ＫＭの移動平均〈ＫＭ〉を乗じて補正されたメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭ（＝ＴｉＭ×〈ＫＭ〉）を得て用いる。
以下では、補正係数ＫＭの移動平均〈ＫＭ〉を単に補正係数〈ＫＭ〉と称する。
前記したように補正係数ＫＰの三次元マップ８１２ｂと補正係数ＫＭの三次元マップ８１２ｃとを個別に有するのは、パイロット燃料噴射がＴＤＣより相当前のクランク角における圧縮行程での燃料噴射であり、それに対しメイン燃料噴射がＴＤＣ前後の燃料噴射であって、コモンレール圧Ｐｃが同じであったとしても筒内圧には大きな差があり、筒内圧の差が補正係数ＫＰ，ＫＭの値に影響する可能性があるので、ここでは別個に設けるものとした。
個別噴射情報設定部８１２における補正係数ＫＰの三次元マップ８１２ｂと補正係数ＫＭの三次元マップ８１２ｃの更新の方法は、図５から図９のフローチャートの中で説明する。
実燃料供給情報検出部８１３は、対応する気筒４１（図１参照）の差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、パイロット燃料噴射に対して、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを検出し、燃料温度センサＳＴｆからの燃料温度Ｔｆの信号とオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号とにもとづいてオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、最終的にオリフィス通過流量率ＱＯＲを時間積分してオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを算出する。
実燃料供給情報検出部８１３は、メイン燃料噴射に対しても同様に、オリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを検出し、燃料温度センサＳＴｆからの燃料温度Ｔｆの信号とオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号とにもとづいてオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、最終的にオリフィス通過流量率ＱＯＲを時間積分してオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを算出する。
そして、実燃料供給情報検出部８１３は、パイロット燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４に出力するとともに、メイン燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４に出力する。
実燃料噴射情報検出部８１４は、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを、インジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０におけるパイロット燃料噴射の噴射開始時期、終了時期、メイン燃料噴射の噴射開始時期、終了時期に換算したり、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍをそのままパイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍとしたり、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍをそのままメイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍとしたりする。これらの換算されたデータは個別噴射情報設定部８１２に入力され、必要に応じて、補正に用いられる。
（噴射制御部における制御の流れ）
次に、図５から図９を参照しながら噴射制御部８０５（図２中、８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄと表示）における制御について説明する。図５から図９は、噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。この噴射制御は、噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおいて、ＴＤＣ信号及びクランク角信号にもとづいて気筒４１（図１参照）ごとにタイミング調整されて実行される。ここでは、１つの気筒４１の燃焼室への噴射制御の流れについて説明する。
ここで、パイロット燃料噴射の「燃料噴射情報」とは、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射時間ＴｉＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰ等を含む総称であり、メイン燃料噴射の「燃料噴射情報」とは、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射開始指令時期ｔＳＭ、噴射時間ＴｉＭ、噴射終了指令時期ｔＥＭ等を含む総称である。
ステップＳ１１１では、多段噴射モード制御部８１１が、パイロット燃料噴射を行うか否かを決定する。パイロット燃料噴射を行う場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１２へ進み、パイロット燃料噴射を行わない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１６１へ進む。
ステップＳ１１２では、個別噴射情報設定部８１２が、エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌからパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、噴射開始指令時期ｔＳＰ、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射開始指令時期ｔＳＭを決定する。
ステップＳ１１３では、個別噴射情報設定部８１２が、コモンレール圧力Ｐｃと、ステップＳ１１２で決定されたパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌとにもとづいて、二次元マップ８１２ａを参照してパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰを決定する。次いで、ステップＳ１１４では、個別噴射情報設定部８１２が、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、噴射時間ＴｉＰ、コモンレール圧力Ｐｃにもとづいて、三次元マップ８１２ｂを参照し、補正係数〈ＫＰ〉を決定する。ちなみに、他気筒における燃料噴射によるコモンレール圧力Ｐｃの脈動は、例えば、４気筒のエンジンであって、多段噴射の場合でも、自気筒のパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰを決定する時点では、十分整定してほぼ一定の圧力を示している。
特に高圧燃料供給通路２１のコモンレール４寄りにオリフィス７５を設けることにより、他気筒の燃料噴射によるコモンレール圧力Ｐｃの脈動及びオリフィス７５の下流側の高圧燃料供給通路２１の圧力の脈動は早く整定することが分かっている（特願２００８−１６５３８３の図１９参照方）。
ステップＳ１１５では、個別噴射情報設定部８１２が、ＴｉＰ×〈ＫＰ〉の演算をして補正されたパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰを算出する（ＴｉＰ＝ＴｉＰ・〈ＫＰ〉）。そしてステップＳ１１６では、個別噴射情報設定部８１２が、パイロット燃料噴射の噴射終了指令時期ｔＥＰを、ステップＳ１１２で決定された噴射開始指令時期ｔＳＰと、ステップＳ１１５で算出された補正されたパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰとを加算して算出する（ｔＥＰ＝ｔＳＰ＋ＴｉＰ）。そして、ステップＳ１１７では、個別噴射情報設定部８１２が、パイロット燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰを設定する。具体的には、噴射指令信号として噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰをアクチュエータ駆動回路８０６Ａに出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３にも出力する。ステップＳ１１７の後、結合子（Ａ）に従って、ステップＳ１１８へ進む。
ステップＳ１１８では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射開始を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１９へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１１８を繰り返す。ステップＳ１１９では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをスタートさせ、更に、ステップＳ１２０では、実燃料供給情報検出部８１３が、パイロット燃料噴射による燃料のオリフィス７５の通過流量ＱＰｓｕｍ（以下、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍと称する）を０．０にリセットする。
ステップＳ１２１では、実燃料供給情報検出部８１３が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の正のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の正のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２２へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２１を繰り返す。
ここで、正のオリフィス差圧ΔＰＯＲとは、コモンレール４側からインジェクタ５Ａ側への燃料の流れを生じたときに発生するオリフィス差圧ΔＰＯＲであり、逆方向の燃料の流れを生じたときに発生するのが負のオリフィス差圧ΔＰＯＲである。
このステップＳ１２１のチェックは、差圧センサＳｄＰからの信号のノイズ以上のオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号という意味と、燃料噴射に伴うオリフィス差圧ΔＰＯＲであることをチェックするものである。
ステップＳ１２２では、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１２１でＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰを取得する。続いて、ステップＳ１２３では、実燃料供給情報検出部８１３が、オリフィス差圧ΔＰＯＲからオリフィス通過流量率ＱＯＲ（ｍｍ３／ｓｅｃ）を算出する。
ちなみに、オリフィス差圧ΔＰＯＲから燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲは次式（１）により容易に算出できる。
Figure 0005022336
ステップＳ１２４では、実燃料供給情報検出部８１３が、ＱＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ１２５では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２６へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１２３へ戻り、ステップＳ１２３〜ステップＳ１２５を繰り返す。ステップＳ１２６では、実燃料供給情報検出部８１３が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の負のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の負のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２７へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２３へ戻り、ステップＳ１２３〜ステップＳ１２６を繰り返す。
このステップＳ１２６のチェックは、差圧センサＳｄＰからの信号のノイズ以上のオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号という意味と、燃料噴射の終了に伴う反射波によるオリフィス差圧ΔＰＯＲであることをチェックするものである。
ここでのステップＳ１２３〜Ｓ１２６の処理は、例えば、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃの周期で行われ、Δｔはオリフィス差圧ΔＰＯＲをサンプリングする周期であり、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
ステップＳ１２７では、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１２６でＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを取得し、ステップＳ１２２において取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、ステップＳ１２７において取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、ステップＳ１２３〜Ｓ１２６の繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、及びオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
ステップＳ１２８では、実燃料噴射情報検出部８１４が、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、検出終了タイミングｔＯＲＥＰをパイロット燃料噴射の噴射開始時期、終了時期に換算し、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍをパイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍとする。そして、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍ、噴射開始時期、終了時期は、個別噴射情報設定部８１２に入力される。
ちなみに、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ及び検出終了タイミングｔＯＲＥＰを、パイロット燃料噴射の噴射開始時期、終了時期に換算することは、例えば、オリフィス通過流量率ＱＯＲの平均値〔ＱＰｓｕｍ／（ｔＯＲＥＰ−ｔＯＲＳＰ）〕と高圧燃料供給通路２１の流路断面積から平均流速が求まり、燃料通路の長さを考慮すれば容易に求められる。
ここで、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍ、噴射開始時期、終了時期は、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
続いて、ステップＳ１２９では、個別噴射情報設定部８１２が、補正係数ＫＰ（＝ＦＰｓｏｌ／ＱｉＰｓｕｍ）を算出して、補正係数ＫＰを補正係数の三次元マップ８１２ｂに登録し、三次元マップ８１２ｂを更新する。
そして、ステップＳ１３０では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをリセットする。ステップＳ１３０の後、結合子（Ｂ）に従って、ステップＳ１３１へ進む。
ステップＳ１３１では、個別噴射情報設定部８１２が、ステップＳ１１２で決定されたメイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭを設定する。具体的には、噴射指令信号として噴射開始指令時期ｔＳＭをアクチュエータ駆動回路８０６Ａに出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３にも出力する。
次いで、ステップＳ１３２では、個別噴射情報設定部８１２が、ステップＳ１１２で決定されたパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、及びステップ１２８で実燃料噴射情報検出部８１４から入力されたパイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍにもとづき、メイン燃料噴射の補正された目標噴射量ＦＭｓｏｌ＊を算出する〔ＦＭｓｏｌ＊＝ＦＭｓｏｌ＋（ＦＰｓｏｌ−ＱｉＰｓｕｍ）〕。
ステップＳ１３３では、個別噴射情報設定部８１２は、補正されたメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ＊の補正前の目標噴射量ＦＭｓｏｌに対する絶対値パーセント表示の偏差量が所定の閾値ε１以上か否かをチェックする。偏差量が所定の閾値ε１以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３４に進み、偏差量が所定の閾値ε１未満の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１３５に進む。
ここで所定の閾値ε１は、実噴射量ＱｉＰｓｕｍの計測誤差程度の値であり、計測誤差以上の場合が有意な補正として、補正されたメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ＊を用いることにするものである。
ステップＳ１３４では、個別噴射情報設定部８１２が、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌを補正されたＦＭｓｏｌ＊に置き換える。
ステップＳ１３５では、個別噴射情報設定部８１２が、ステップＳ１３１で設定したメイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊、ステップＳ１１２で設定されたメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌにもとづいて、二次元マップ８１２ａを参照してメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定する。次いで、ステップＳ１３６では、個別噴射情報設定部８１２が、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射時間ＴｉＭ、噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊にもとづいて、三次元マップ８１２ｃを参照し、補正係数〈ＫＭ〉を決定する。
ここで、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊は、演算時間を考慮して噴射開始指令時期ｔＳＭから所定の短時間、例えば、演算周期の数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃだけ遡った時点のコモンレール圧力Ｐｃである。
ステップＳ１３７では、個別噴射情報設定部８１２が、ＴｉＭ×〈ＫＭ〉の演算をして補正されたメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを算出する（ＴｉＭ＝ＴｉＭ・〈ＫＭ〉）。そしてステップＳ１３８では、個別噴射情報設定部８１２が、メイン燃料噴射の噴射終了指令時期ｔＥＭを、ステップＳ１３１で設定された噴射開始指令時期ｔＳＭと、ステップＳ１３７で算出された補正されたメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭとを加算して算出する（ｔＥＭ＝ｔＳＭ＋ＴｉＭ）。そして、ステップＳ１３９では、個別噴射情報設定部８１２が、メイン燃料噴射の噴射終了指令時期ｔＥＭを設定する。具体的には、噴射指令信号として噴射終了指令時期ｔＥＭをアクチュエータ駆動回路８０６Ａに出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３にも出力する。ステップＳ１３９の後、結合子（Ｃ）に従って、ステップＳ１４０へ進む。
ステップＳ１４０では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からメイン燃料噴射の噴射開始を受信したか否かをチェックする。メイン燃料噴射の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４１へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４０を繰り返す。ステップＳ１４１では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをスタートさせ、更に、ステップＳ１４２では、実燃料供給情報検出部８１３が、メイン燃料噴射による燃料のオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを０．０にリセットする。
ステップＳ１４３では、実燃料供給情報検出部８１３が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の正のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の正のオリフィス差圧を検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４３を繰り返す。
ステップＳ１４４では、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１４３でＹｅｓのとき、タイマｔによりメイン燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭを取得する。続いて、ステップＳ１４５では、実燃料供給情報検出部８１３が、オリフィス差圧ΔＰＯＲからオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する。
オリフィス差圧ΔＰＯＲから燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲは前記した式（１）により容易に算出できる。
ステップＳ１４６では、ＱＭｓｕｍ＝ＱＭｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ１４７では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からメイン燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。メイン燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４８へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４５へ戻り、ステップＳ１４５〜ステップＳ１４７を繰り返す。ステップＳ１４８では、実燃料供給情報検出部８１３が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の負のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の負のオリフィス差圧を検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４９へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４５へ戻り、ステップＳ１４５〜ステップＳ１４８を繰り返す。
このステップＳ１４８のチェックは、差圧センサＳｄＰからの信号のノイズ以上のオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号という意味と、燃料噴射の終了に伴う反射波によるオリフィス差圧ΔＰＯＲであることをチェックするものである。
ここでのステップＳ１４５〜Ｓ１４８処理は、例えば、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃの周期で行われ、Δｔはオリフィス差圧ΔＰＯＲをサンプリングする周期であり、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
ステップＳ１４９では、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１４８でＹｅｓのとき、タイマｔによりメイン燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを取得し、ステップＳ１４４において取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、ステップＳ１４９において取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、ステップＳ１４５〜Ｓ１４８の繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、及びオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍも、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
ステップＳ１５０では、実燃料噴射情報検出部８１４が、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、検出終了タイミングｔＯＲＥＭをメイン燃料噴射の噴射開始時期、終了時期に換算し、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍをメイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍとする。そして、メイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍ、噴射開始時期、終了時期は、個別噴射情報設定部８１２に入力される。
ちなみに、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ及び検出終了タイミングｔＯＲＥＭを、メイン燃料噴射の噴射開始時期、終了時期に換算することは、例えば、例えば、オリフィス通過流量率ＱＯＲの平均値〔ＱＭｓｕｍ／（ｔＯＲＥＭ−ｔＯＲＳＭ）〕と高圧燃料供給通路２１の流路断面積から平均流速が求まり、燃料通路の長さを考慮すれば容易に求められる。
ここで、メイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍ、噴射開始時期、終了時期も、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
ステップＳ１５０の後、結合子（Ｄ）に従って、ステップＳ１５１へ進む。
続いて、ステップＳ１５１では、個別噴射情報設定部８１２が、補正係数ＫＭ（＝ＦＭｓｏｌ／ＱｉＭｓｕｍ）を算出して、補正係数ＫＭを補正係数の三次元マップ８１２ｃに登録し、三次元マップ８１２ｃを更新する。
そして、ステップＳ１５２では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをリセットし、１つの気筒４１（図１参照）における一連のパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の制御が終了する。
なお、ステップＳ１１１において、ステップＳ１６１に進んだ場合（パイロット燃料噴射を行わない場合）は、個別噴射情報設定部８１２が、エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌからメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ（＝Ｆｓｏｌ）、噴射開始指令時期ｔＳＭを決定する。次いで、ステップＳ１６２では、個別噴射情報設定部８１２が、コモンレール圧力Ｐｃと、ステップＳ１６１で決定されたメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌとにもとづいて、二次元マップ８１２ａを参照してメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定する。
ステップＳ１６３では、個別噴射情報設定部８１２が、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射時間ＴｉＭ、コモンレール圧力Ｐｃにもとづいて、三次元マップ８１２ｃを参照し、補正係数〈ＫＭ〉を決定する。その後、結合子（Ｆ）に従ってステップＳ１３７へ進む。
ここで、図１０を参照しながら適宜図１、図２を参照してＥＣＵ８０Ａにおける燃料の各気筒へのパイロット燃料噴射の実噴射情報の検出によるメイン燃料噴射の補正の方法について説明する。
図１０は、１つの気筒に対してパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの上下流側の圧力変化の時間推移を示す図である。
図１０の（ａ）では、時間ｔ１が噴射開始指令時期、時間ｔ３が噴射終了指令時期である噴射時間ＴｉＰのパイロット燃料噴射の噴射指令信号の後に、時間ｔ５が噴射開始指令時期、時間ｔ７が噴射終了指令時期である噴射時間ＴｉＭのメイン燃料噴射の噴射指令信号が出されている。
ここで、メイン燃料噴射の噴射指令信号の噴射開始指令時期ｔ５、噴射終了指令時期ｔ７、噴射時間ＴｉＭが、請求項に記載の「後段燃料噴射の燃料噴射情報」に対応する。
これに対応して、図１０の（ｂ）に示すように直動式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ａにおけるパイロット燃料噴射の噴射開始時期はｔ１より少し遅れたｔ２となり、噴射終了時期はｔ３より少し遅れたｔ４となる。そして、メイン燃料噴射の噴射開始時期はｔ５より少し遅れたｔ６となり、噴射終了時期はｔ７より少し遅れたｔ８となる。そして、パイロット燃料噴射の噴射開始時期ｔ２から噴射終了時期ｔ４の間の実燃料噴射率の時間積分値が実噴射量ＱｉＰｓｕｍであり、メイン燃料噴射の噴射開始時期ｔ６から噴射終了時期ｔ８の間の実燃料噴射率の時間積分値が実噴射量ＱｉＭｓｕｍである。
ここで、噴射開始時期ｔ２、噴射終了時期ｔ４、実噴射量ＱｉＰｓｕｍが、パイロット燃料噴射の、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応し、噴射開始時期ｔ６、噴射終了時期ｔ６、実噴射量ＱｉＭｓｕｍが、メイン燃料噴射の、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
パイロット燃料噴射による燃料のオリフィス７５を通過するオリフィス通過流量率は、図１０の（ｃ）に示すように、インジェクタ５Ａ（図１参照）内の図示しない燃料通路や高圧燃料供給通路２１（図１参照）の容積分だけパイロット燃料噴射の噴射開始時期ｔ２より遅れたｔ２’（前記した図６のフローチャートのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰに対応）から立ち上がり、同様に燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけ噴射終了時期ｔ４より遅れてｔ４’（前記した図６のフローチャートのオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰに対応）にゼロに戻る。そして、メイン燃料噴射によるオリフィス通過流量率は、インジェクタ５Ａ内の図示しない燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけメイン燃料噴射の噴射開始時期ｔ６より遅れたｔ６’（前記した図８のフローチャートのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭに対応）から立ち上がり、同様に燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけ噴射終了時期ｔ８より遅れてｔ８’（前記した図８のフローチャートのオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭに対応）にゼロに戻る。
ここで、時間ｔ２’，ｔ４’及び時間ｔ２’から時間ｔ４’までのオリフィス通過流量率の時間積分値（前記図６のフローチャートのオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍに対応）は、パイロット燃料噴射の、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応し、時間ｔ６’，ｔ８’及び時間ｔ６’から時間ｔ８’までのオリフィス通過流量率の時間積分値（前記図８のフローチャートのオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍに対応）はメイン燃料噴射の、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
図１０の（ｃ）に対応するオリフィス７５の上下流側における圧力は、図１０の（ｄ）に示すようにコモンレール圧力Ｐｃの振動によってオリフィス上流側圧力が変動していても、差圧センサＳｄＰによりオリフィス差圧が検出できるので、オリフィス通過流量率が算出できる。そして、図１０の（ｃ）に示すパイロット燃料噴射のオリフィス通過流量率で示した領域の面積ＱＰｓｕｍは、直動式のインジェクタ５Ａの場合、図１０の（ｂ）に示す実噴射量ＱｉＰｓｕｍの面積に対応し、図１０の（ｄ）に示す斜線で示した領域と対応している。また、図１０の（ｃ）に示すメイン燃料噴射のオリフィス通過流量率で示した領域の面積ＱＭｓｕｍは、直動式のインジェクタ５Ａの場合、図１０の（ｂ）に示す実噴射量ＱｉＭｓｕｍの面積に対応し、図１０の（ｄ）に示す二重斜線で示した領域と対応している。
本実施形態によれば、パイロット燃料噴射における実噴射量ＱｉＰｓｕｍがその目標噴射量ＦＰｓｏｌよりも例えば少ない場合は、前記したフローチャートのステップＳ１３２〜Ｓ１３５における制御により、図１０の（ａ）の噴射指令信号のメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを点線で示すように噴射終了指令時期をｔ７Ｅｘｐまで延長して、図１０の（ｂ）に示すようにメイン燃料噴射の実燃料噴射率の噴射終了時期をｔ８Ｅｘｐまで延長し、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の目標噴射量Ｆｓｏｌとなるようにメイン燃料噴射を制御できる。
図１０の（ｃ），（ｄ）におけるｔ８Ｅｘｐ’は、実燃料噴射率の噴射終了時期ｔ８Ｅｘｐに対応するものである。
逆に、パイロット燃料噴射における実噴射量ＱｉＰｓｕｍがその目標噴射量ＦＰｓｏｌよりも多い場合は、前記したフローチャートのステップＳ１３２〜Ｓ１３５における制御により、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを短縮して、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の目標噴射量Ｆｓｏｌとなるようにメイン燃料噴射を制御できる。
この結果、気筒４１の出力トルクに寄与する割合の高い、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の実噴射量（ＱｉＰｓｕｍ＋ＱｉＭｓｕｍ）が目標噴射量Ｆｓｏｌに近づくように制御できるので、エンジンの出力制御がより正確に行え、エンジン振動やエンジン騒音が抑制される。
また、パイロット燃料噴射に続くメイン燃料噴射における噴射時間ＴｉＭの決定において、前記したフローチャートのステップＳ１３５に示すように、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊を用いることとし、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを、ステップＳ１１２にて目標噴射量Ｆｓｏｌを決定した直後のステップＳ１１３においてパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰと同時に決定しないようにしている。その結果、図３１に示したようにパイロット燃料噴射後のメイン燃料噴射において燃料供給通路圧力Ｐｓ又はコモンレール圧力Ｐｃが変動して、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定したときの燃料供給通路圧力Ｐｓ又はコモンレール圧力Ｐｃ条件と異なり、メイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍが目標噴射量ＦＭｓｏｌとずれるという不都合が改善される。
また、前記したフローチャートのステップＳ１１４，Ｓ１１５とステップＳ１３６，Ｓ１３７，Ｓ１６３に示したように、個々のインジェクタ５Ａやアクチュエータ６Ａの噴射特性のばらつきを、パイロット燃料噴射時の目標噴射量ＦＰｓｏｌと実噴射量ＱｉＰｓｕｍの比の補正係数ＫＰ、メイン燃料噴射時の目標噴射量ＦＭｓｏｌと実噴射量ＱｉＭｓｕｍの比の補正係数ＫＭで、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭをそれぞれ補正して、実効的に補正されたパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ及びメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌを用いていることと同じになるので、気筒間の出力トルクの変動や時間経過によるインジェクタ５Ａやアクチュエータ６Ａの噴射特性の変化を補正でき、より正確な気筒間の出力トルク変動の抑制ができる。
より詳細に説明すると、オリフィス７５の開口部の径を正確に製作することは容易であり、又オリフィス７５の上流側と下流側との間の差圧ΔＰＯＲは、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、差圧センサＳｄＰによるオリフィス差圧ΔＰＯＲから容易に（１）式によりオリフィス通過流量率ＱＯＲが算出できる。
そして、オリフィス差圧ΔＰＯＲからオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出することによりインジェクタ５Ａへの実燃料供給量が正確に算出することができる。インジェクタ５Ａやアクチュエータ６Ａの製造公差があったとしても、その製造公差の影響を反映した燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲ、つまり、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍが演算できるので、例えば、算出されたオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍにもとづいてＥＣＵ８０Ａにおけるインジェクタ５Ａへのパイロット燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射指令信号の噴射時間ＴｉＰ，ＴｉＭを補正係数ＫＰ，ＫＭで補正することにより、各気筒４１（図１参照）への実噴射量を同一にすることができる。
その結果、各気筒４１への実噴射量を正確に制御して、各気筒の発生トルクをより正確に制御できる。
本実施形態では、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の２段噴射を例に説明したがそれに限定されるものではない。
通常、インジェクタ５Ａからの燃料噴射は、ＰＭ（粒子状物質）の低減、ＮＯｘと燃焼騒音の低減、排ガス昇温や還元剤供給による触媒の活性化等の目的で実際は、「パイロット（Pilot）燃料噴射」、「プレ（Pre）燃料噴射」、「メイン（Main）燃料噴射」「アフタ（After）燃料噴射」、「ポスト（Post）燃料噴射」の多段噴射にすることが普通である。
そして、このような多段噴射における実噴射量がエンジンの運転状態における目標値通りになされないと、エンジンの排気ガスの規制値をクリアすることができなかったりする。特に、実噴射量に経年変化がある場合でも、オリフィス差圧ΔＰＯＲから実噴射量を正確に算出することができるので、ＥＣＵ８０Ａにおいて、噴射指令信号の噴射時間を調整することにより、実燃料供給量を目標値に一致するように制御することができる。
また、パイロット燃料噴射、プレ燃料噴射、メイン燃料噴射の合計の実噴射量が前記した目標噴射量Ｆｓｏｌになるように前段燃料噴射の実噴射量に応じて後段燃料噴射の目標噴射量を調整するようにしても良いし、パイロット燃料噴射とプレ燃料噴射のそれぞれの実噴射量の合計と前記した目標噴射量Ｆｓｏｌとの差分をメイン燃料噴射における目標噴射量ＦＭｓｏｌとアフタ燃料噴射における目標噴射量ＦＡｆｔｓｏｌとに割り振るように設定するようにしても良い。
その結果、エンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態に係る燃料噴射装置について図１１を参照しながら詳細に説明する。
図１１は、第２の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
本実施形態の燃料噴射装置１Ｂが第１の実施形態の燃料噴射装置１Ａと異なる点は、（１）エンジンの各気筒４１に配されたインジェクタ５Ａに燃料を供給する高圧燃料供給通路２１に設けられたオリフィス７５の上下流差圧を検出する差圧センサＳｄＰの代わりに、オリフィス７５の下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けた点と、（２）ＥＣＵ８０Ａの代わりにＥＣＵ（制御部）８０Ｂとなった点と、（３）ＥＣＵ８０Ｂにおいて燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出するオリフィス差圧ΔＰＯＲの定義を変えた点と、（４）パイロット燃料噴射の後に続くメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定するときに用いる噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊の代わりに、噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊とした点である。
第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図１１に示すように４つの燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｂに入力される。
そして、本実施形態におけるＥＣＵ８０Ｂの機能は、基本的に第１の実施形態におけるＥＣＵ８０Ａと同じであるが、燃料のオリフィス通過流量率をＥＣＵ８０Ｂで算出するときに用いる信号が第１の実施形態の場合と異なる。
第１の実施形態では、前記した（１）式によりオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出したが、本実施形態では、（１）式におけるオリフィス差圧ΔＰＯＲを、コモンレール圧力センサＳＰｃが検出するコモンレール圧力Ｐｃと、燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出するオリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換える。
各高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５上流側の圧力は、コモンレール圧力Ｐｃと略一致することは明らかであり、本実施形態は第１の実施形態と同様に、（１）式においてオリフィス差圧ΔＰＯＲを差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換えて容易に精度の高い燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを、つまり、実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｐを、気筒４１ごとに、噴射指令信号ごとに算出できる。
また、本実施形態では、高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５の下流側に燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けているので、図５から図９のフローチャートのステップＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１６２，Ｓ１６３において、「コモンレール圧力Ｐｃ」を「燃料供給通路圧力Ｐｓ」と読み替えて燃料供給通路圧力Ｐｓを用いることとし、ステップＳ１３５，Ｓ１３６において、「ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊」を「ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊」と読み替えて、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊を用いることとする。
これらのステップにおいてコモンレール圧力Ｐｃよりも燃料供給通路圧力Ｐｓを用いることにより、パイロット燃料噴射における精度の良い噴射時間ＴｉＰ、補正係数〈ＫＰ〉や、メイン燃料噴射における精度の良い噴射時間ＴｉＭ、補正係数〈ＫＭ〉を取得して制御することができる。
その結果、ＥＣＵ８０Ｂにおいて第１の実施形態と同様に前段燃料噴射の実噴射量を取得して、後段燃料噴射の実噴射量を補正することができるとともに、前段燃料噴射による燃料供給通路圧力Ｐｓの変動による実噴射量の目標噴射量からのずれを抑制制御できる。
また、インジェクタ５Ａやアクチュエータ６Ａの製造公差による噴射特性のばらつきや噴射特性の経年変化に対して、噴射指令信号の噴射時間を調整して、実噴射量を目標噴射量と一致するように制御できる。
そして、第１の実施形態と同様にエンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る燃料噴射装置について図１２を参照しながら詳細に説明する。
図１２は、第３の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
本実施形態の燃料噴射装置１Ｃが第２の実施形態の燃料噴射装置１Ｂと異なる点は、（１）コモンレール圧力Ｐｃを検出するコモンレール圧力センサＳＰｃを削除した点と、（２）ＥＣＵ８０Ｂの代わりにＥＣＵ（制御部）８０Ｃとなった点と、（３）コモンレール圧力Ｐｃを制御するのにコモンレール圧力センサＳＰｃの代わりに燃料供給通路圧力センサＳＰｓを用いる点と、（４）ＥＣＵ８０Ｃにおいて燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する方法を変えた点である。
第２の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図１２に示すように４つの燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｃに入力される。
そして、ＥＣＵ８０Ｃにおいて燃料供給通路圧力センサＳＰｓから入力された燃料供給通路圧力Ｐｓの信号には高周波のノイズをカットするフィルタ処理を行う。ここで燃料供給通路圧力Ｐｓをフィルタ処理したものを圧力Ｐｓｆｉｌと称することにする。
このように燃料供給通路圧力センサＳＰｓから入力された圧力信号をフィルタ処理することにより、ＥＣＵ８０Ｃにおいて図示しないクランク角センサや、気筒判別センサからの信号及びＥＣＵ８０Ｃ内で発生させる気筒別の噴射指令信号にもとづいて、ある気筒において燃料噴射が完了して、「膨張行程」、「排気行程」と続いて、「吸気行程」、「圧縮行程」に入ると、燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの圧力Ｐｓｆｉｌの信号は、比較的圧力振動の少ない状態となり、コモンレール圧力Ｐｃと略同じ値となる。
そこで、ＥＣＵ８０Ｃでは、コモンレール圧力Ｐｃを略一定に制御するため、前記した比較的圧力振動の少ない状態における圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングすることによって、圧力調整弁７２を制御して、所定のコモンレール圧力Ｐｃの範囲内に制御する。
なお、このコモンレール圧力Ｐｃの制御に用いる燃料供給通路圧力センサＳＰｓは、本実施形態のような４気筒エンジンの場合に代表的に４つの内の１つのみとしても良いし、４つ全てを用いて、サンプリングするタイミングが異なる４つの信号の平均値をもってコモンレール圧力Ｐｃとしても良い。
そして、本実施形態におけるＥＣＵ８０Ｃの機能は、前記したコモンレール圧力Ｐｃの制御の方法を除いて、基本的に第２の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｂと同じである。ただし、燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲをＥＣＵ８０Ｃで算出するときに用いるオリフィス差圧を、第１及び第２の実施形態の場合のように差圧センサＳｄＰ、又は、コモンレール圧力センサＳＰｃ及び燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの２つの圧力信号にもとづく差圧によらず、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの信号のみにより算出する点が異なる。
本実施形態においては、図３に示す二次元マップ８１２ａのコモンレール圧力として前記したようなサンプリングによる圧力Ｐｓｆｉｌを用いる。また、図４の（ａ），（ｂ）に示した三次元マップ８１２ｂ，８１２ｃのコモンレール圧力として、圧力Ｐｓｆｉｌを用いる。
次に、図１３から図１６を参照しながら本実施形態における燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの信号のみによる燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲ、つまり、実噴射量を算出する方法を説明する。
図１３、図１４は、第３の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｃでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する制御の流れを示すフローチャートである。図１３、図１４のフローチャートは、第２の実施形態のフローチャートからの変更部分、つまり、オリフィス差圧ΔＰＯＲを用いないで、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、オリフィス通過流の検出終了タイミングの取得の部分のみを記載してある。
また、本実施形態では、高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５の下流側に燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けているので、図５から図９のフローチャートのステップＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１６２，Ｓ１６３において、「コモンレール圧力Ｐｃ」を「燃料供給通路圧力Ｐｓをフィルタリング処理した圧力Ｐｓｆｉｌ」と読み替えて圧力Ｐｓｆｉｌを用いることとし、ステップＳ１３５，Ｓ１３６において、「ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊」を「ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓをフィルタリング処理した圧力Ｐｓｆｉｌ ＊」と読み替えてメイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の圧力Ｐｓｆｉｌ ＊を用いることとする。
図１５は、基準圧力低下曲線の説明図である。本実施形態においては、図１５に示すようにインジェクタ５Ａの燃料噴射終了後における燃料の流動に伴う、オリフィス７５の差圧ΔＰＯＲが０となる時点において、オリフィス７５の上流側の圧力は燃料噴射完開始前の初期の圧力より必ず低くなる傾向にあること、燃料の噴射時間が長くなるほどその低下量が大きくなるという実験データにもとづいて、オリフィス上流側の基準圧力低下線を図１５のように設定する。
これは、コモンレール圧力Ｐｃの燃料噴射による圧力低下は次式（２），（３）のように表わされることからも明らかである。
Figure 0005022336
 ここで、
Ｃ１：定数
Ｖ：コモンレール４、４本の高圧燃料供給通路２１及びインジェクタ５Ａ内の燃料通 路を含む全体積
Ｑｉｎ：燃料のコモンレール４へのポンプ３Ｂからの流入量率（ｍｍ３／ｓｅｃ）
Ｑｉｎｊｅｃｔ：インジェクタ５Ａから燃焼室内への燃料噴射率（ｍｍ３／ｓｅｃ）
である。
図１５は、基準圧力低下線の説明図であり、基準圧力低下線として直線タイプの基準圧力低下線ｘ１と、２次曲線タイプの基準圧力低下線ｘ２を例示してある。Ｐｉは燃料噴射開始前の燃料供給通路圧力Ｐｓの初期値を示し、この値は後記するようにフローティングである。図１５に示すように燃料の噴射時間が長くなるほど初期値Ｐｉからの低下量が増加する。
図１６は、１つの気筒に対して燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの下流側の圧力変化にもとづく圧力低下量の時間推移を示す図である。
先ず、パイロット燃料噴射におけるオリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰの取得の部分を説明する。
図５に示したフローチャートのステップＳ１１７に続く図１３に示したフローチャートのステップＳ１１８では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射開始を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１９へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１１８を繰り返す。ステップＳ１１９では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをスタートさせ、更に、ステップＳ１２０では、実燃料供給情報検出部８１３が、パイロット燃料噴射におけるオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを０．０にリセットする。
ステップＳ１２１Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐ０−ΔＰε）？〕。所定値よりも低下した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１２２Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１２１Ａを繰り返す。
図１６の（ｄ）において、下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐ０より下にΔＰεを超えて低下したタイミングがｔ２’である。
ここで、所定値Ｐ０は、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出された燃料供給通路圧力Ｐｓの信号から高周波ノイズ、例えば、高圧ポンプ３Ｂの充填動作による圧力脈動や、他の気筒のインジェクタ５Ａが噴射動作をして、圧力変動を伝播させたことによる圧力脈動の残留成分や、自気筒のインジェクタ５Ａが噴射動作をした後の反射波による圧力脈動の残留成分等による高周波成分をフィルタ処理して取り除き、その後に残った圧力のゆらぎの幅における下限の値を所定値Ｐ０と設定する。この値は、燃料供給通路圧力Ｐｓｆｉｌとして検出される値に対して所定の圧力ゆらぎの幅を事前に試験により求めておくことで、容易に設定できる。
ステップＳ１２２Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１２１ＡでＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰを取得する。ステップＳ１２２Ｂでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１２１ＡでＹｅｓのときのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰにおける圧力Ｐｓｆｉｌを初期値Ｐｉとして図１６の（ｄ）に示すように基準圧力低下線を設定する。
なお、初期値Ｐｉは、所定値（Ｐ０−ΔＰε）と一致する場合もあれば、圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする繰返し周期の次の繰り返しのタイミングとなり、所定値（Ｐ０−ΔＰε）と異なる値となる場合もある。
ステップＳ１２３Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、初期値Ｐｉとする基準圧力低下線から圧力Ｐｓｆｉｌまでの圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを算出して、オリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する。図１６の（ｄ）にΔＰｄｏｗｎの定義を示す。
ここで、オリフィス通過流量率ＱＯＲは、（１）式において、ΔＰＯＲの代わりに圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを代入することにより容易に算出できる。
ステップＳ１２４では、実燃料供給情報検出部８１３が、ＱＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ１２５では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２６Ａへ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１２３Ａへ戻り、ステップＳ１２３Ａ〜ステップＳ１２５を繰り返す。
ステップＳ１２６Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、フィルタ処理されたオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが基準圧力低下線よりも増加したか否かをチェックする。基準圧力低下線よりも増加した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１２７Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１２３Ａに戻りステップＳ１２３Ａ〜Ｓ１２６Ａを繰り返す。
ステップＳ１２７Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１２６ＡでＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ（図１６の（ｄ）のタイミングｔ４’に対応）を取得し、ステップＳ１２２Ａにおいて取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、ステップＳ１２７Ａにおいて取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、ステップＳ１２３Ａ〜Ｓ１２６Ａの繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、及びオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍは、図１６の（ｄ）において、ドットで示した基準圧力低下線ｘ１と圧力Ｐｓｆｉｌの曲線で囲まれた領域の面積が前記したオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ、つまり、実噴射量ＱｉＰｓｕｍに対応する。
次に、メイン燃料噴射におけるオリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭの取得の部分を説明する。
図８に示したフローチャートのステップＳ１４０に続く図１４に示したフローチャートのステップＳ１４１では、実燃料供給情報検出部８１３が、タイマｔをスタートさせ、更に、ステップＳ１４２では、実燃料供給情報検出部８１３が、メイン燃料噴射におけるオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを０．０にリセットする。
ステップＳ１４３Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）？〕。所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）よりも低下した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４４Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４３Ａを繰り返す。
ここで、Ｐｓｆｉｌ ＊は、メイン燃料噴射の噴射指令時期ｔＳＭ直近の圧力Ｐｓｆｉｌであり、ΔＰεは圧力Ｐｓｆｉｌのノイズレベル以上の変化か否かを判定するための予め設定された閾値である。
ステップＳ１４４Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１４３ＡでＹｅｓのとき、タイマｔによりメイン燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭを取得する。ステップＳ１４４Ｂでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１４３ＡでＹｅｓのときのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭにおける圧力Ｐｓｆｉｌを初期値Ｐｉとして基準圧力低下線を設定する。
なお、初期値Ｐｉは、所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）と一致する場合もあれば、圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする繰返し周期の次の繰り返しのタイミングとなり、所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）と異なる値となる場合もある。
ステップＳ１４５Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、初期値Ｐｉとする基準圧力低下線から圧力Ｐｓｆｉｌまでの圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを算出して、オリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する。図１６の（ｄ）にΔＰｄｏｗｎの定義を示す。
ここで、オリフィス通過流量率ＱＯＲは、（１）式において、ΔＰＯＲの代わりに圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを代入することにより容易に算出できる。
ステップＳ１４６では、実燃料供給情報検出部８１３が、ＱＭｓｕｍ＝ＱＭｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ１４７では、実燃料供給情報検出部８１３が、噴射指令信号からメイン燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。メイン燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４８Ａへ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４５Ａへ戻り、ステップＳ１４５Ａ〜ステップＳ１４７を繰り返す。
ステップＳ１４８Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、フィルタ処理されたオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが基準圧力低下線よりも増加したか否かをチェックする。基準圧力低下線よりも増加した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４９Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４５Ａに戻りステップＳ１４５Ａ〜Ｓ１４８Ａを繰り返す。
ステップＳ１４９Ａでは、実燃料供給情報検出部８１３が、ステップＳ１４８ＡでＹｅｓのとき、タイマｔによりメイン燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを取得し、ステップＳ１４４Ａにおいて取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、ステップＳ１４９Ａにおいて取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、ステップＳ１４５Ａ〜Ｓ１４８Ａの繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、及びオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
なお、多段噴射を行わないでメイン燃料噴射のみの場合は、ステップＳ１４３Ａにおける説明、「実燃料供給情報検出部８１３が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値よりも低下したか否かをチェックする〔Ｐｓｆｉｌ＜Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε？〕。所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）よりも低下した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４４Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４３Ａを繰り返す。」を、「実燃料供給情報検出部８１３が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値よりも低下したか否かをチェックする〔Ｐｓｆｉｌ＜Ｐ０−ΔＰε？〕。所定値（Ｐ０−ΔＰε）よりも低下した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４４Ａへ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１４３Ａを繰り返す。」に読み替える。
本実施形態によれば、コモンレール圧力Ｐｃを検出するコモンレール圧力センサＳＰｃを削除して、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓを検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓで、コモンレール圧力Ｐｃの制御が容易にでき、コストが低減できる。
また、オリフィス７５の下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの圧力信号のみで、オリフィス差圧ΔＰＯＲを圧力低下量ΔＰｄｏｗｎに置き換えた（１）式にもとづいて容易に精度の高い燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍを、つまり、実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｍを、気筒ごとに、噴射指令信号ごとに算出できる。
その結果、ＥＣＵ８０Ｃにおいて第２の実施形態と同様に前段燃料噴射の実噴射量を取得して、後段燃料噴射の実噴射量を補正することができるとともに、前段燃料噴射による燃料供給通路圧力Ｐｓの変動による実噴射量の目標噴射量からのずれを抑制するように制御できる。
また、インジェクタ５Ａやアクチュエータ６Ａの製造公差による噴射特性のばらつきや噴射特性の経年変化に対して、噴射指令信号の噴射時間を調整して、実噴射量を目標噴射量と一致するように制御できる。
そして、第２の実施形態と同様にエンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
以上、第１の実施形態から第３の実施形態においては、直動式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ａとし、そのアクチュエータ６Ａはピエゾ素子を多層に重ねて形成したスタックを用いてノズルニードルを直接駆動するタイプであるが、それに限定されるものではない。例えば、アクチュエータ６Ａとして電磁コイルを用いる構成のインジェクタでも良い。
《第４の実施形態》
以下に、本発明の第４の実施形態に係る燃料噴射装置について図１７から図１９を参照しながら詳細に説明する。
図１７は、第４の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図であり、図１８は、本実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられるエンジン制御装置の機能ブロック図である。図１９は、背圧式インジェクタのバックフロー率関数マップの構成概念図である。
本実施形態における燃料噴射装置１Ｄは、第１の実施形態と以下の点で異なる。
（１）背圧式の燃料噴射弁であるアクチュエータ６Ｂを有するインジェクタ５Ｂが用いられている。（２）それに伴い、各気筒に設けられたインジェクタ５Ｂには、ドレーン通路９が接続され、それらは戻り燃料配管７３に更に接続して、逆止弁７４とオリフィス７６を並列に接続した流量調整器を介して低圧ポンプ３Ａの吐出側の低圧燃料供給配管（燃料供給系の低圧部）６１に接続している。（３）本実施形態の燃料噴射装置１Ｄは、ＥＣＵ（制御部）８０Ｄにより電子制御される。
第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態のインジェクタ５Ｂは周知のものであり、アクチュエータ６Ｂとしてピエゾ素子を多層に重ねて形成したスタックを用いてインジェクタ５Ｂに内蔵された弁を動作させ、インジェクタ５Ｂ内の図示しない背圧室をドレーン通路９側に開放したり閉じたりすることで、図示しないノズルニードルを間接駆動するタイプである。アクチュエータ６Ｂとしてピエゾ素子のスタックを用いた方が、より高速応答性のインジェクタ５Ｂを構成することができる。
（噴射制御部）
図１８に示すように本実施形態におけるＥＣＵ８０Ｄは、第１の実施形態におけるＥＣＵ８０Ａと基本的に同じ構造であるが、第１の実施形態における噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄの代わりに、噴射制御部８０５Ａ’，８０５Ｂ’，８０５Ｃ’，８０５Ｄ’を含んでいる。
噴射制御部８０５Ａ’，８０５Ｂ’，８０５Ｃ’，８０５Ｄ’は、多段噴射制御部８１０’、実燃料供給情報検出部８１３’、実燃料噴射情報検出部８１４’を含んでいる。多段噴射制御部８１０’は、更に多段噴射モード制御部８１１、個別噴射情報設定部８１２’を含んでいる。
個別噴射情報設定部８１２’は、多段噴射モード制御部８１１の２段噴射か１段噴射かの決定に応じて、例えば、２段噴射の場合は、目標噴射量演算部８０２からの目標噴射量Ｆｓｏｌ、ＴＤＣ信号、クランク角信号、エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴｒｑｓｏｌにもとづいて、目標噴射量Ｆｓｏｌをパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌとメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌに分け、最終的にパイロット燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰ、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ、噴射終了指令時期ｔＥＭを設定して、噴射指令信号をアクチュエータ駆動回路８０６（図１８中では、８０６Ａ，８０６Ｂ，８０６Ｃ，８０６Ｄと表示）に出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３’にも出力する。
個別噴射情報設定部８１２’は、二次元マップ８１２ａ（図３参照）、三次元マップ８１２ｂ（図４の（ａ）参照）、三次元マップ８１２ｃ（図４の（ｂ）参照）の他にバックフロー率関数マップ８１２ｄを有している。
バックフロー率関数マップ８１２ｄは、図１９に示すようにコモンレール圧力Ｐｃと噴射時間Ｔｉの二次元マップで、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を求められるようにしたものであり、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を図１９中に例示してある。
バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）は、横軸が時間（μｓｅｃ）、縦軸がバックフロー率ＱＢＦ（ｍｍ３／ｓｅｃ）の関数で表わされる。噴射指令信号における噴射開始指令時期ｔＳと噴射終了指令時期ｔＥとの間の区間が噴射時間Ｔｉであり、それに対して、実際にバックフローが始まるバックフロー開始時期ｔＳＢＦとバックフローが終了するバックフロー終了時期ｔＥＢＦとの間の区間がバックフロー区間ＴｉＢＦである。
背圧式のインジェクタ５Ｂでは、このバックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）の時間積分に当たるバックフロー量が、実際にインジェクタ５Ｂの燃料噴射孔１０（図１７参照）から気筒４１の燃焼室内に噴射される実噴射量に加わって、オリフィス通過流量となるので、オリフィス通過流量率ＱＯＲを単に時間積分するだけでは実噴射量は得られない。
そのために、コモンレール圧力Ｐｃと噴射時間Ｔｉによって決まるバックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を用いて、バックフロー率も算出するようにする。
なお、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）は、噴射時間Ｔｉが長くなればバックフロー区間ＴｉＢＦも当然長くなるし、コモンレール圧力Ｐｃが高くなればバックフロー率も当然増大する。しかしながら、バックフローは、前記した背圧室からドレーン通路９、逆止弁７４とオリフィス７６を並列に接続した流量調整器を経て低圧ポンプ３Ａの吐出側に流れる構成なので、燃焼室への噴射のように厳しい環境ではなく、経年変化は小さく、実験的に予め求めたバックフローデータのバックフロー率関数マップ８１２ｄを用いてもバックフロー率に対して十分な精度が確保できる。
実燃料供給情報検出部８１３’は、対応する気筒４１（図１７参照）の差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、パイロット燃料噴射に対して、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを検出し、燃料温度センサＳＴｆからの燃料温度Ｔｆの信号とオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号とにもとづいてオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、最終的にオリフィス通過流量率ＱＯＲを時間積分してオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍを算出する。また、実燃料供給情報検出部８１３’は、バックフロー率関数マップ８１２ｄからバックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を取得して、その時点ｔにおけるバックフロー率ＱＢＦ（ｔ）を時間積分してバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを算出するとともに、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦを取得する。
実燃料供給情報検出部８１３’は、メイン燃料噴射に対しても同様に、オリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを検出し、燃料温度センサＳＴｆからの燃料温度Ｔｆの信号とオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号とにもとづいてオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、最終的にオリフィス通過流量率ＱＯＲを時間積分してオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍを算出する。また、実燃料供給情報検出部８１３’は、バックフロー率関数マップ８１２ｄからバックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を取得して、その時点ｔにおけるバックフロー率ＱＢＦ（ｔ）を時間積分してバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを算出するとともに、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦを取得する。
そして、実燃料供給情報検出部８１３’は、パイロット燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４’に出力するとともに、メイン燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍ、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４’に出力する
実燃料噴射情報検出部８１４’は、パイロット燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを、それぞれインジェクタ５Ｂのバックフロー開始時期、燃料噴射孔１０からのパイロット燃料噴射の燃料噴射開始時期、バックフロー終了時期、燃料噴射孔１０からのパイロット燃料噴射の燃料噴射終了時期に換算し、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて、実噴射量ＱｉＰｓｕｍを算出する。
また、実燃料噴射情報検出部８１４’は、メイン燃料噴射におけるオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを、それぞれインジェクタ５Ｂのバックフロー開始時期、燃料噴射孔１０からのメイン燃料噴射の燃料噴射開始時期、バックフロー終了時期、燃料噴射孔１０からのメイン燃料噴射の燃料噴射終了時期に換算し、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて、実噴射量ＱｉＭｓｕｍを算出する。
これらの換算されたデータは個別噴射情報設定部８１２’に入力され、必要に応じて、補正に用いられる。
次に、図２０、図２１を参照しながらオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御について説明する。図２０、図２１は、オリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。図２０、図２１においては、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の区別をしないで一般的な形で表現してある。
パイロット燃料噴射の場合は、図５から図９に示した第１の実施形態におけるフローチャートのステップＳ１１７の後に、図２０に示すフローチャートのステップＳ３１１へ進み、図２１に示すフローチャートのステップＳ３３１の後、図５から図９に示した第１の実施形態におけるフローチャートのステップＳ１３０に進む。
メイン燃料噴射の場合は、図５から図９に示した第１の実施形態におけるフローチャートのステップＳ１３９の後に、図２０に示すフローチャートのステップＳ３１１へ進み、図２１に示すフローチャートのステップＳ３３１の後、図５から図９に示した第１の実施形態におけるフローチャートのステップＳ１５２に進む。
そして、図２０、図２１に示すフローチャート中の噴射時間Ｔｉ、オリフィス通過流量Ｑｓｕｍ、オリフィス通過流の検出開始タイミングＴＯＲＳ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ、オリフィス通過流の検出終了タイミングＴＯＲＥ、実噴射量Ｑｉｓｕｍ、目標噴射量Ｆｓｏｌは、パイロット燃料噴射の場合は、それぞれパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ、オリフィス通過流の検出開始タイミングＴＯＲＳＰ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、オリフィス通過流の検出終了タイミングＴＯＲＥＰ、実噴射量ＱｉＰｓｕｍ、目標噴射量ＦＰｓｏｌに読み替え、メイン燃料噴射の場合は、それぞれメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭ、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍ、オリフィス通過流の検出開始タイミングＴＯＲＳＭ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、オリフィス通過流の検出終了タイミングＴＯＲＥＭ、実噴射量ＱｉＭｓｕｍ、目標噴射量ＦＭｓｏｌに読み替える。
ここでは、パイロット燃料噴射の場合を例に、図２０、図２１のフローチャートを説明する。［ ］内にパイロット燃料噴射の場合の読み直しを記載してある。
図５から図９に示した第１の実施形態におけるフローチャートのステップＳ１１７の後にステップＳ３１１に進むと、実燃料供給情報検出部８１３’は、コモンレール圧力Ｐｃ、噴射時間Ｔｉ［ＴｉＰ］に対応するバックフロー率関数を取得する。具体的には、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）とともに、図１９に示す噴射時間Ｔｉ［ＴｉＰ］に対応して、実際にバックフローが始まるバックフロー開始時期ｔＳＢＥ、前記したバックフロー区間ＴｉＢＦのパラメータも取得する。
ステップＳ３１２では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号から燃料噴射［パイロット燃料噴射］の噴射開始を受信したか否かをチェックする。燃料噴射［パイロット燃料噴射］の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３１３へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３１２を繰り返す。ステップＳ３１３では、実燃料供給情報検出部８１３’が、タイマｔをスタートさせ、ＩＦＬＡＧ＝０とする。
ＩＦＬＡＧは、バックフロー開始後に燃焼室内への実際の燃料噴射を検出したか否かを示す判定フラッグであり、最初はリセットする。
ステップＳ３１４では、実燃料供給情報検出部８１３’が、燃料噴射［パイロット燃料噴射］によるオリフィス通過流量Ｑｓｕｍ［ＱＰｓｕｍ］と、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍとを０．０にリセットする。
ステップＳ３１５では、実燃料供給情報検出部８１３’が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の正のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の正のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３１６へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３１５を繰り返す。
ここで、正のオリフィス差圧ΔＰＯＲとは、コモンレール４側からインジェクタ５Ｂ側への燃料の流れを生じたときに発生するオリフィス差圧ΔＰＯＲであり、逆方向の燃料の流れを生じたときに発生するのが負のオリフィス差圧ΔＰＯＲである。
このステップＳ３１５のチェックは、差圧センサＳｄＰからの信号のノイズ以上のオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号という意味と、燃料噴射に伴うオリフィス差圧ΔＰＯＲであることをチェックするものである。
ステップＳ３１６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ３１５でＹｅｓのとき、タイマｔにより燃料噴射［パイロット燃料噴射］に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］を取得する。続いて、ステップＳ３１７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）のバックフロー開始時期ｔＳＢＦをオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］と設定し、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ（＝ｔＯＲＳ＋ＴｉＢＦ）［（＝ｔＯＲＳＰ＋ＴｉＢＦ）］を算出する。ここで、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）の時間軸ｔは、バックフロー開始時期ｔＳＢＦがオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳに合わせられたことを意味する{（ｔＳＢＦ＝ｔＯＲＳ）［ｔＳＢＦ＝ｔＯＲＳＰ］}。
ステップＳ３１８では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス差圧ΔＰＯＲからオリフィス通過流量率ＱＯＲ（ｍｍ３／ｓｅｃ）を算出する。
ステップＳ３１９では、実燃料供給情報検出部８１３’が、Ｑｓｕｍ＝Ｑｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔ［ＱＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔ］として、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ３２０では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＱＢＦｓｕｍ＝ＱＢＦｓｕｍ＋ＱＢＦ（ｔ）・Δｔとして、バックフロー率ＱＢＦを積算する。
ステップＳ３２１では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝０か否かをチェックする。ＩＦＬＡＧ＝０の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３３２へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ３２５へ進む。
ステップＳ３３２では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流量率ＱＯＲがバックフロー率ＱＢＦ（ｔ）を越えているか否かをチェックする。越えている場合は、ステップＳ３２３へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３２５へ進む。
ステップＳ３２３では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ［ｔＯＲＳｉＰ］を取得する。そして、ステップＳ３２４では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝１とする。
つまり、オリフィス通過流量率ＱＯＲが、バックフロー率ＱＢＦ以上になったということは、燃料噴射孔１０から燃焼室への噴射が開始されたことを検出したことになる。
ステップＳ３２５では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号から燃料噴射［パイロット燃料噴射］の噴射終了を受信したか否かをチェックする。燃料噴射［パイロット燃料噴射］の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３２６へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）は結合子（Ｉ）に従ってステップＳ３１８へ戻り、ステップＳ３１８〜ステップＳ３２５を繰り返す。ステップＳ３２６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、差圧センサＳｄＰからのオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号にもとづいて、所定閾値以上の負のオリフィス差圧ΔＰＯＲを検出したか否かをチェックする。所定閾値以上の負のオリフィス差圧を検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３２７へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｉ）に従ってステップＳ３１８へ戻り、ステップＳ３１８〜ステップＳ３２６を繰り返す。
このステップＳ３２６のチェックは、差圧センサＳｄＰからの信号のノイズ以上のオリフィス差圧ΔＰＯＲの信号という意味と、燃料噴射の終了に伴う反射波によるオリフィス差圧ΔＰＯＲであることをチェックするものである。
ここでのステップＳ３１８〜Ｓ３２６の処理は、例えば、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃの周期で行われ、Δｔはオリフィス差圧ΔＰＯＲをサンプリングする周期であり、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
ステップＳ３２７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ３２６でＹｅｓのとき、タイマｔにより燃料噴射［パイロット燃料噴射］の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥ［ｔＯＲＥＰ］を取得し、ステップＳ３１６において取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］、ステップＳ３１７において取得されたバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、ステップＳ３２３において取得されたオリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ［ｔＯＲＳｉＰ］、ステップＳ３２７において取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥ［ｔＯＲＥＰ］、ステップＳ３１８〜Ｓ３２６の繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量Ｑｓｕｍ［ＱＰｓｕｍ］及びバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４’へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ［ｔＯＲＳｉＰ］、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥ［ｔＯＲＥＰ］、オリフィス通過流量Ｑｓｕｍ［ＱＰｓｕｍ］、及びバックフロー量ＱＢＦｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
ステップＳ３２８では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］をバックフロー開始時期に、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦをバックフロー終了時期に、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ［ｔＯＲＳｉＰ］を噴射開始時期に、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥ［ｔＯＲＥＰ］を噴射終了時期に換算する。
ステップＳ３２９では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流量Ｑｓｕｍ［ＱＰｓｕｍ］からバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量Ｑｉｓｕｍ［ＱｉＰｓｕｍ］を算出する（Ｑｉｓｕｍ＝Ｑｓｕｍ−ＱＢＦｓｕｍ ，［ＱｉＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ−ＱＢＦｓｕｍ］）。
そして、燃料噴射［パイロット燃料噴射］の実噴射量Ｑｉｓｕｍ［ＱｉＰｓｕｍ］、バックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期は、個別噴射情報設定部８１２’に入力される。
ちなみに、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳ［ｔＯＲＳＰ］、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉ［ｔＯＲＳｉＰ］、検出終了タイミングｔＯＲＥ［ｔＯＲＥＰ］を燃料噴射［パイロット燃料噴射］のバックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期に換算することは、例えば、オリフィス通過流量率ＱＯＲの平均値｛Ｑｓｕｍ／（ｔＯＲＥ−ｔＯＲＳ） ，［ＱＰｓｕｍ／（ｔＯＲＥＰ−ｔＯＲＳＰ）｝と高圧燃料供給通路２１の流路断面積から平均流速が求まり、燃料通路の長さを考慮すれば容易に求められる。
ここで、燃料噴射［パイロット燃料噴射］の実噴射量Ｑｉｓｕｍ［ＱｉＰｓｕｍ］、噴射開始時期、噴射終了時期は、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
続いて、ステップＳ３３０では、個別噴射情報設定部８１２’が、補正係数Ｋ（＝Ｆｓｏｌ／Ｑｉｓｕｍ）［補正係数ＫＰ（＝ＦＰｓｏｌ／ＱｉＰｓｕｍ）］を算出して、補正係数Ｋ［ＫＰ］を補正係数の三次元マップ８１２ｂに登録し、三次元マップ８１２ｂを更新する。
ステップＳ３３１では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、ＩＦＬＡＧ＝０にリセットする。その後、図５から図９のフローチャートのステップＳ１３０へ進む。
メイン燃料噴射についての流れの説明は省略するが、前記した読み替えにより、図５から図９のフローチャートのステップＳ１３９からステップＳ３１１へ進み、（中略）、ステップＳ３３０では、個別噴射情報設定部８１２’が、補正係数Ｋ（＝Ｆｓｏｌ／Ｑｉｓｕｍ）［補正係数ＫＭ（＝ＦＭｓｏｌ／ＱｉＭｓｕｍ）を算出して、補正係数Ｋ［ＫＭ］を補正係数の三次元マップ８１２ｃに登録し、三次元マップ８１２ｃを更新する。
ステップＳ３３１では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、ＩＦＬＡＧ＝０にリセットする。その後、図５から図９のフローチャートのステップＳ１５２へ進む。
ここで、図２２を参照しながら適宜図１７、図１８を参照してＥＣＵ８０Ｄにおける燃料の各気筒４１へのパイロット燃料噴射の実噴射情報の検出によるメイン燃料噴射の補正の方法について説明する。
図２２は、１つの気筒に対してパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率とバックフロー率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの上下流側の圧力変化の時間推移を示す図である。
図２２の（ａ）では、時間ｔ１が噴射開始指令時期、時間ｔ３が噴射終了指令時期である噴射時間ＴｉＰのパイロット燃料噴射の噴射指令信号の後に、時間ｔ５が噴射開始指令時期、時間ｔ７が噴射終了指令時期である噴射時間ＴｉＭのメイン燃料噴射の噴射指令信号が出されている。
これに対応して、図２２の（ｂ）に示すように背圧式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ｂにおけるパイロット燃料噴射のバックフロー開始時期はｔ１より少し遅れたｔ２Ａからとなり、噴射開始時期はｔ３より少し遅れたｔ２Ｂとなり、ｔ３より遅れてバックフロー終了時期ｔ４Ａとなり、その後に噴射終了時期ｔ４Ｂとなる。そして、メイン燃料噴射のバックフロー開始時期はｔ５より少し遅れたｔ６Ａからとなり、噴射開始時期はｔ６Ａより少し遅れたｔ６Ｂとなり、ｔ７より遅れてバックフロー終了時期ｔ８Ａとなり、その後に噴射終了時期ｔ８Ｂとなる。
パイロット燃料噴射による燃料のオリフィス７５を通過するオリフィス通過流量率は、図２２の（ｃ）に示すように、インジェクタ５Ｂ（図１７参照）内の図示しない燃料通路や高圧燃料供給通路２１（図１７参照）の容積分だけパイロット燃料噴射のバックフロー開始時期ｔ２Ａより遅れたｔ２Ａ’から立ち上がり、同様に燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけ噴射終了時期ｔ４Ｂより遅れてｔ４Ｂ’にゼロに戻る。そして、メイン燃料噴射によるオリフィス通過流量率は、インジェクタ５Ｂ内の図示しない燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけメイン燃料噴射のバックフロー開始時期ｔ６Ａより遅れたｔ６Ａ’から立ち上がり、同様に燃料通路や高圧燃料供給通路２１の容積分だけ噴射終了時期ｔ８より遅れてｔ８’にゼロに戻る。
図２２の（ｃ）に対応するオリフィス７５の上下流側における圧力は、図２２の（ｄ）に示すようにコモンレール圧力Ｐｃの振動によってオリフィス上流側圧力が変動していても、差圧センサＳｄＰによりオリフィス差圧が検出できるので、オリフィス通過流量率が算出できる。そして、図２２の（ｃ）に示すオリフィス通過流量率で示した領域の面積ＱＰｓｕｍは、背圧式のインジェクタ５Ｂの場合、図１０の（ｂ）に示すパイロット燃料噴射における実噴射量ＱｉＰｓｕｍとバックフロー量ＱＢＦｓｕｍとの合計、つまり、ＱＰｓｕｍに対応し、オリフィス通過流量率の領域の面積ＱＭｓｕｍは、図２２の（ｂ）に示すメイン燃料噴射における実噴射量ＱｉＭｓｕｍとバックフロー量ＱＢＦｓｕｍとの合計、つまり、ＱＭｓｕｍに対応する。そして、ＱＰｓｕｍ、ＱＭｓｕｍは、それぞれ図２２の（ｄ）に示す斜線部、二重斜線部に対応する。
言わずもがなであるが、パイロット燃料噴射のバックフロー量ＱＢＦｓｕｍとメイン燃料噴射のバックフロー量ＱＢＦｓｕｍは当然異なる値である。
本実施形態によれば、パイロット燃料噴射における実噴射量ＱｉＰｓｕｍがその目標噴射量ＦＰｓｏｌよりも例えば少ない場合は、図７に示したフローチャートのステップＳ１３２〜Ｓ１３５における制御により、図２２の（ａ）の噴射指令信号のメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを点線で示すように噴射終了指令時期をｔ７Ｅｘｐまで延長して、図２２の（ｂ）に示すようにメイン燃料噴射の実燃料噴射率の噴射終了時期をｔ８ＢＥｘｐまで延長し、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の目標噴射量Ｆｓｏｌとなるようにメイン燃料噴射を制御できる。
図２２の（ｃ），（ｄ）におけるｔ８Ｅｘｐ’は、実燃料噴射率の噴射終了時期ｔ８Ｅｘｐに対応するものである。
逆に、パイロット燃料噴射における実噴射量ＱｉＰｓｕｍがその目標噴射量ＦＰｓｏｌよりも多い場合は、前記したフローチャートのステップＳ１３２〜Ｓ１３５における制御により、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを短縮して、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の目標噴射量Ｆｓｏｌとなるようにメイン燃料噴射を制御できる。
この結果、気筒４１の出力トルクに寄与する割合の高い、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の合計の実噴射量（ＱｉＰｓｕｍ＋ＱｉＭｓｕｍ）が目標噴射量Ｆｓｏｌに近づくように制御できるので、エンジンの出力制御がより正確に行え、エンジン振動やエンジン騒音が抑制される。
また、パイロット燃料噴射に続くメイン燃料噴射における噴射時間ＴｉＭの決定において、図７に示したフローチャートのステップＳ１３５に示すように、メイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊を用いることとし、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを、図５に示したステップＳ１１２にて目標噴射量Ｆｓｏｌを決定した直後のステップＳ１１３においてパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰと同時に決定しないようにしているので、図３１に示したようにパイロット燃料噴射後のメイン燃料噴射において高圧燃料供給通路圧力Ｐｓ又はコモンレール圧力Ｐｃが変動して、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定したときの高圧燃料供給通路圧力Ｐｓ又はコモンレール圧力Ｐｃ条件と異なり、メイン燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍが目標噴射量ＦＭｓｏｌとずれるという不都合が改善される。
また、前記したフローチャートのステップＳ１１４，Ｓ１１５とステップＳ１３６，Ｓ１３７に示したように、個々のインジェクタ５Ｂやアクチュエータ６Ｂの噴射特性のばらつきを、パイロット燃料噴射時の目標噴射量ＦＰｓｏｌと実噴射量ＱｉＰｓｕｍの比の補正係数ＫＰ、メイン燃料噴射時の目標噴射量ＦＭｓｏｌと実噴射量ＱｉＭｓｕｍの比の補正係数ＫＭで、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭをそれぞれ補正して、実効的に補正されたパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ及びメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌを用いていることと同じになるので、気筒間の出力トルクの変動や時間経過によるインジェクタ５Ｂやアクチュエータ６Ｂの噴射特性の変化を補正でき、より正確な気筒間の出力トルク変動の抑制ができる。
より詳細に説明すると、オリフィス７５の開口部の径を正確に製作することは容易であり、又オリフィス７５の上流側と下流側との間の差圧ΔＰＯＲは、ベンチュリ形狭隘部の上流側と下流側との間の差圧よりも大きなものとなり、差圧センサＳｄＰによるオリフィス差圧ΔＰＯＲから容易に（１）式によりオリフィス通過流量率ＱＯＲが算出できる。
そして、オリフィス差圧ΔＰＯＲからオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出するとともに、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を取得してバックフロー率ＱＢＦを用いることにより、インジェクタ５Ｂへの実燃料供給量であるオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍやバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを正確に算出することができる。
インジェクタ５Ｂやアクチュエータ６Ｂの製造公差があったとしても、その製造公差の影響を反映した燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲ、つまり、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍが演算できるので、例えば、算出されたオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍやバックフロー量ＱＢＦｓｕｍにもとづいて実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｍが算出でき、ＥＣＵ８０Ｄにおけるインジェクタ５Ｂへのパイロット燃料噴射及びメイン燃料噴射の噴射指令信号の噴射時間ＴｉＰ，ＴｉＭを補正係数ＫＰ，ＫＭで補正することにより、各気筒４１（図１７参照）への実噴射量を同一にすることができる。
その結果、各気筒４１への実噴射量を正確に制御して、各気筒の発生トルクをより正確に制御できる。
本実施形態では、パイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の２段噴射を例に説明したがそれに限定されるものではない。
通常、インジェクタ５Ｂからの燃料噴射は、ＰＭ（粒子状物質）の低減、ＮＯｘと燃焼騒音の低減、排ガス昇温や還元剤供給による触媒の活性化等の目的で実際は、「パイロット（Pilot）燃料噴射」、「プレ（Pre）燃料噴射」、「メイン（Main）燃料噴射」「アフタ（After）燃料噴射」、「ポスト（Post）燃料噴射」の多段噴射にすることが普通である。
そして、このような多段噴射における実噴射量がエンジンの運転状態における目標値通りになされないと、エンジンの排気ガスの規制値をクリアすることができなかったりする。特に、実噴射量に経年変化がある場合でも、オリフィス差圧ΔＰＯＲから実噴射量を正確に算出することができるので、ＥＣＵ８０Ｄにおいて、噴射指令信号の噴射時間を調整することにより、実燃料供給量を目標値に一致するように制御することができる。
また、パイロット燃料噴射、プレ燃料噴射、メイン燃料噴射の合計の実噴射量が前記した目標噴射量Ｆｓｏｌになるように前段燃料噴射の実噴射量に応じて後段燃料噴射の目標噴射量を調整するようにしても良いし、パイロット燃料噴射とプレ燃料噴射のそれぞれの実噴射量の合計と前記した目標噴射量Ｆｓｏｌとの差分をメイン燃料噴射における目標噴射量ＦＭｓｏｌとアフタ燃料噴射における目標噴射量ＦＡｆｔｓｏｌとに割り振るように設定するようにしても良い。
その結果、エンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
《第５の実施形態》
次に、本発明の第５の実施形態に係る燃料噴射装置について図２３を参照しながら詳細に説明する。
図２３は、第５の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
本実施形態の燃料噴射装置１Ｅが第４の実施形態の燃料噴射装置１Ｄと異なる点は、（１）エンジンの各気筒に配されたインジェクタ５Ｂに燃料を供給する高圧燃料供給通路２１に設けられたオリフィス７５の上下流差圧を検出する差圧センサＳｄＰの代わりに、オリフィス７５の下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けた点と、（２）ＥＣＵ８０Ｄの代わりにＥＣＵ（制御部）８０Ｅとなった点と、（３）ＥＣＵ８０Ｅにおいて燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出するオリフィス差圧ΔＰＯＲの定義を変えた点と、（４）パイロット燃料噴射の後に続くメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定するときに用いる噴射開始指令時期ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊の代わりに、噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊とした点である。
言い換えると、本実施形態は、第２の実施形態において直動式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ａを背圧式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ｂに変え、インジェクタ５Ｂに適合するように第２の実施形態を変形したものである。
第４の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図２３に示すように４つの燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｅに入力される。
そして、本実施形態におけるＥＣＵ８０Ｅの機能は、基本的に第４の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｄと同じであるが、燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲをＥＣＵ８０Ｅで算出するときに用いる信号が第４の実施形態の場合と異なる。
第４の実施形態では、前記した（１）式によりオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出したが、本実施形態では、（１）式におけるオリフィス差圧ΔＰＯＲを、コモンレール圧力センサＳＰｃが検出するコモンレール圧力Ｐｃと、燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出するオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換える。
各高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５上流側の圧力は、コモンレール圧力Ｐｃと略一致することは明らかであり、本実施形態は第４の実施形態と同様に、（１）式においてオリフィス差圧ΔＰＯＲを差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換えて容易に精度の高い燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍを算出し、更に、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を取得して、それぞれのバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを算出できる。そして、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量ＱｉＰｓｕｍを、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量ＱｉＭｓｕｍを算出できる。つまり、実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｍを、気筒４１ごとに、噴射指令信号ごとに算出できる。その結果、ＥＣＵ８０Ｅにおいて第４の実施形態と同様に噴射指令信号の噴射時間を調整して、噴射指令における目標の燃料噴射量と一致するように制御できる。
また、本実施形態では、高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５の下流側に燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けているので、図５から図９のフローチャート並びに図２０、図２１のフローチャートのステップＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１６２，Ｓ１６３において、「コモンレール圧力Ｐｃ」を「燃料供給通路圧力Ｐｓ」と読み替えて燃料供給通路圧力Ｐｓを用いることとし、ステップＳ１３５，Ｓ１３６において、「ｔＳＭ直近のコモンレール圧力Ｐｃ＊」を「ｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊」と読み替えてｔＳＭ直近の燃料供給通路圧力Ｐｓ＊を用いることとする。
これらのステップにおいてコモンレール圧力Ｐｃよりも燃料供給通路圧力Ｐｓを用いることにより、パイロット燃料噴射における精度の良い噴射時間ＴｉＰ、補正係数〈ＫＰ〉や、メイン燃料噴射における精度の良い噴射時間ＴｉＭ、補正係数〈ＫＭ〉を取得して制御することができる。
その結果、ＥＣＵ８０Ｅにおいて第４の実施形態と同様に前段燃料噴射の実噴射量を取得して、後段燃料噴射の実噴射量を補正することができるとともに、前段燃料噴射による燃料供給通路圧力Ｐｓの変動による実噴射量の目標噴射量からのずれを抑制制御できる。
また、インジェクタ５Ｂやアクチュエータ６Ｂの製造公差による噴射特性のばらつきや噴射特性の経年変化に対して、噴射指令信号の噴射時間を調整して、実噴射量を目標噴射量と一致するように制御できる。
そして、第４の実施形態と同様にエンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
《第６の実施形態》
次に、本発明の第６の実施形態に係る燃料噴射装置について図２４を参照しながら詳細に説明する。
図２４は、第６の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
本実施形態の燃料噴射装置１Ｆが第５の実施形態の燃料噴射装置１Ｅと異なる点は、（１）コモンレール圧力Ｐｃを検出するコモンレール圧力センサＳＰｃを削除した点と、（２）ＥＣＵ８０Ｅの代わりにＥＣＵ（制御部）８０Ｆとなった点と、（３）コモンレール圧力Ｐｃを制御するのにコモンレール圧力センサＳＰｃの代わりに燃料供給通路圧力センサＳＰｓを用いる点と、（４）ＥＣＵ８０Ｆにおいて燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する方法を変えた点である。
言い換えると、本実施形態は、第３の実施形態において直動式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ａを背圧式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ｂに変え、インジェクタ５Ｂに適合するように第３の実施形態を変形したものである。
第５の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図２４に示すように４つの燃料供給通路圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｆに入力される。
そして、ＥＣＵ８０Ｆにおいて燃料供給通路圧力センサＳＰｓから入力された燃料供給通路圧力Ｐｓの信号には高周波のノイズをカットするフィルタ処理を行う。ここで燃料供給通路圧力Ｐｓをフィルタ処理したものを圧力Ｐｓｆｉｌと称することにする。
このように燃料供給通路圧力センサＳＰｓから入力された圧力信号をフィルタ処理することにより、ＥＣＵ８０Ｆにおいて図示しないクランク角センサや、気筒判別センサからの信号及びＥＣＵ８０Ｆ内で発生させる気筒別の燃料噴射指令にもとづいて、ある気筒において燃料噴射が完了して、「膨張行程」、「排気行程」と続いて、「吸気行程」、「圧縮行程」に入ると、燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの圧力Ｐｓｆｉｌの信号は、比較的圧力振動の少ない状態となり、コモンレール圧力Ｐｃと略同じ値となる。
そこで、ＥＣＵ８０Ｆでは、コモンレール圧力Ｐｃを略一定に制御するため、前記した比較的圧力振動の少ない状態における圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングすることによって、圧力調整弁７２を制御して、所定のコモンレール圧力Ｐｃの範囲内に制御する。
なお、このコモンレール圧力Ｐｃの制御に用いる燃料供給通路圧力センサＳＰｓは、本実施形態のような４気筒エンジンの場合に代表的に４つの内の１つのみとしても良いし、４つ全てを用いて、サンプリングするタイミングが異なる４つの信号の平均値をもってコモンレール圧力Ｐｃとしても良い。
そして、本実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆの機能は、前記したコモンレール圧力Ｐｃの制御の方法を除いて、基本的に第５の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｅと同じであるが、燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲをＥＣＵ８０Ｆで算出するときに用いるオリフィス差圧が第４及び第５の実施形態の場合のように差圧センサＳｄＰ、又はコモンレール圧力センサＳＰｃ及び燃料供給通路圧力センサＳＰｓから２つの圧力信号にもとづく差圧によらず、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの信号のみによる点である。
本実施形態においては、図１８に示す二次元マップ８１２ａのコモンレール圧力として前記したようなサンプリングによる圧力Ｐｓｆｉｌを用いる。また、図１８及び図４の（ａ），（ｂ）に示した三次元マップ８１２ｂ，８１２ｃのコモンレール圧力として、圧力Ｐｓｆｉｌを用いる。
次に、図２５から図３０を参照しながら本実施形態における燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの信号のみによる燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲ、つまり、実噴射量を算出する方法を説明する。
図２５から図２９は、第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。図２５から図２９のフローチャートは、第１の実施形態のフローチャートからの変更部分、つまり、オリフィス差圧ΔＰＯＲを用いないで、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、実噴射量オリフィス通過流の検出終了タイミングの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲからオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍを算出や、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍの算出や、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｍを算出する部分のみを記載してある。
また、本実施形態では、高圧燃料供給通路２１のオリフィス７５の下流側に燃料供給通路圧力センサＳＰｓを設けているので、図５から図９のフローチャートのステップＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１６２，Ｓ１６３において、「コモンレール圧力Ｐｃ」を「燃料供給通路圧力Ｐｓをフィルタリング処理した圧力Ｐｓｆｉｌ」と読み替えて圧力Ｐｓｆｉｌを用いることとする。
図３０は、１つの気筒に対して燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率とバックフロー率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの下流側の圧力変化にもとづく圧力低下量の時間推移を示す図である。
先ず、パイロット燃料噴射におけるオリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰの取得、実噴射量ＱｉＰｓｕｍの算出の部分等を説明する。
ステップＳ１１７に続くステップＳ４１１では、実燃料供給情報検出部８１３’は、圧力Ｐｓｆｉｌ、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰに対応するバックフロー率関数を取得する。具体的には、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）とともに、図１９に示すパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ（図１９中では噴射時間Ｔｉと一般化して表示）に対応して、実際にバックフローが始まるバックフロー開始時期ｔＳＢＥ、前記したバックフロー区間ＴｉＢＦのパラメータも取得する。
ステップＳ４１２では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射開始を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４１３へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ４１２を繰り返す。
ステップＳ４１３では、実燃料供給情報検出部８１３’が、タイマｔをスタートさせ、ＩＦＬＡＧ＝０とする。ＩＦＬＡＧは、バックフロー開始後に実際の燃焼室内への燃料噴射を検出したか否かを示す判定フラッグであり、最初はリセットする。
ステップＳ４１４では、実燃料供給情報検出部８１３’が、パイロット燃料噴射によるオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍと、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍとを０．０にリセットする。
ステップＳ４１５では、実燃料供給情報検出部８１３’が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐ０よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐ０）？〕。所定値Ｐ０よりも低下した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４１６へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４１５を繰り返す。
図３０の（ｄ）において、下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐ０よりも低下したタイミングがｔ２Ａ’である。
ここで、所定値Ｐ０は、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出された燃料供給通路圧力Ｐｓの信号から高周波ノイズ、例えば、高圧ポンプ３Ｂの充填動作による圧力脈動や、他の気筒のインジェクタ５Ｂが噴射動作をして、圧力振動を伝播させたことによる圧力脈動や、自気筒のインジェクタ５Ａが噴射動作をした後の反射波による圧力脈動等による高周波成分をフィルタ処理して取り除き、その後に残った圧力変動における振動の下限の値を所定値Ｐ０と設定する。この値は、事前に試験により求めることができる。
ステップＳ４１６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４１５でＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰを取得する。続いて、ステップＳ４１７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）のバックフロー開始時期ｔＳＢＦをオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰと設定し、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ（＝ｔＯＲＳＰ＋ＴｉＢＦ）を算出する。ここで、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）の時間軸ｔは、バックフロー開始時期ｔＳＢＦがオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰに合わせられたことを意味する（ｔＳＢＦ＝ｔＯＲＳＰ）。
ステップＳ４１８では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４１５でＹｅｓのときのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰにおける圧力Ｐｓｆｉｌを初期値Ｐｉとして図３０の（ｄ）に示すように基準圧力低下線を設定する。
なお、初期値Ｐｉは、所定値（Ｐ０−ΔＰε）と一致する場合もあれば、圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする繰返し周期の次の繰り返しのタイミングとなり、所定値（Ｐ０−ΔＰε）と異なる値となる場合もある。
ステップＳ４１９では、実燃料供給情報検出部８１３’が、初期値Ｐｉとする基準圧力低下線から圧力Ｐｓｆｉｌまでの圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを算出して、オリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する。図３０の（ｄ）にΔＰｄｏｗｎの定義を示す。
ここで、オリフィス通過流量率ＱＯＲは、（１）式において、ΔＰＯＲの代わりに圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを代入することにより容易に算出できる。
ステップＳ４２０では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＱＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ４２１では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＱＢＦｓｕｍ＝ＱＢＦｓｕｍ＋ＱＢＦ（ｔ）・Δｔとして、バックフロー率ＱＢＦを積算する。ステップＳ４２１の後、結合子（Ｊ）に従って、ステップＳ４２２へ進み、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝０か否かをチェックする。ＩＦＬＡＧ＝０の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４２３へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４２６へ進む。
ステップＳ４２３では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流量率ＱＯＲがバックフロー率ＱＢＦ（ｔ）を越えているか否かをチェックする。越えている場合は、ステップＳ４２４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４２６へ進む。
ステップＳ４２４では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰを取得する。そして、ステップＳ４２５では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝１とする。
つまり、オリフィス通過流量率ＱＯＲが、バックフロー率ＱＢＦ以上になったということは、燃料噴射孔１０（図２４参照）から燃焼室への噴射が開始されたことを検出したことになる。
ステップＳ４２６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号からパイロット燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。パイロット燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４２７へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）は結合子（Ｋ）に従ってステップＳ４１９へ戻り、ステップＳ４１９〜ステップＳ４２６を繰り返す。ステップＳ４２７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、フィルタ処理されたオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが基準圧力低下線よりも増加したか否かをチェックする。基準圧力低下線よりも増加した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４２８へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｋ）に従ってステップＳ４１９に戻りステップＳ４１９〜Ｓ４２７を繰り返す。
ここでのステップＳ４１９〜Ｓ４２７の処理は、例えば、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃの周期で行われ、Δｔは圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする周期であり、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
ステップＳ４２８では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４２７でＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを取得し、ステップＳ４１６において取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、ステップＳ４１７において取得されたバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、ステップＳ４２４において取得されたオリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、ステップＳ４２８において取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、ステップＳ４１９〜Ｓ４２７の繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍおよびバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４’へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、検出終了タイミングｔＯＲＥＰ、及びオリフィス通過流量ＱＰｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
ステップＳ４２９では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰをバックフロー開始時期に、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦをバックフロー終了時期に、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰを噴射開始時期に、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＰを噴射終了時期に換算する。
ステップＳ４３０では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量ＱｉＰｓｕｍを算出する（ＱｉＰｓｕｍ＝ＱＰｓｕｍ−ＱＢＦｓｕｍ）。
そして、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍ、バックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期は、個別噴射情報設定部８１２’に入力される。
ちなみに、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰ、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＰ、検出終了タイミングｔＯＲＥＰをパイロット燃料噴射のバックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期に換算することは、例えば、オリフィス通過流量率ＱＯＲの平均値｛ＱＰｓｕｍ／（ｔＯＲＥＰ−ｔＯＲＳＰ）｝と高圧燃料供給通路２１の流路断面積から平均流速が求まり、燃料通路の長さを考慮すれば容易に求められる。
ここで、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＰｓｕｍ、噴射開始時期、噴射終了時期は、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
続いて、ステップＳ４３１では、個別噴射情報設定部８１２’が、補正係数ＫＰ（＝ＦＰｓｏｌ／ＱｉＰｓｕｍ）を算出して、補正係数ＫＰを補正係数の三次元マップ８１２ｂに登録し、三次元マップ８１２ｂを更新する。
ステップＳ４３２では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、ＩＦＬＡＧ＝０にリセットする。その後、図５から図９のフローチャートのステップＳ１３０へ進む。
次に、メイン燃料噴射におけるオリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓの変化からオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭの取得や、オリフィス通過流量率ＱＯＲの算出や、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭの取得、実噴射量ＱｉＭｓｕｍの算出の部分等を説明する。
図５から図９に示したフローチャートのステップＳ１３４からステップＳ４５０に進むと、個別噴射情報設定部８１２’が、ステップＳ１３１で設定したメイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の圧力Ｐｓｆｉｌ ＊、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌにもとづいて、二次元マップ８１２ａを参照してメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを決定する。
ステップＳ４５１では、実燃料供給情報検出部８１３’は、圧力Ｐｓｆｉｌ ＊、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭに対応するバックフロー率関数を取得する。具体的には、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）とともに、図１９に示すメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭ（図１９中では噴射時間Ｔｉと一般化して表示）に対応して、実際にバックフローが始まるバックフロー開始時期ｔＳＢＥ、前記したバックフロー区間ＴｉＢＦのパラメータも取得する。
次いで、ステップＳ４５２では、個別噴射情報設定部８１２’が、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌ、噴射時間ＴｉＭ、噴射開始指令時期ｔＳＭ直近の圧力Ｐｓｆｉｌ ＊にもとづいて、三次元マップ８１２ｃを参照し、補正係数〈ＫＭ〉を決定する。
ここで、メイン燃料噴射の直近の圧力Ｐｓｆｉｌ ＊は、演算時間を考慮して噴射開始指令時期ｔＳＭから所定の短時間、例えば、演算周期の数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃだけ遡った時点の圧力Ｐｓｆｉｌである。
ステップＳ４５３では、個別噴射情報設定部８１２’が、ＴｉＭ×〈ＫＭ〉の演算をして補正されたメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを算出する（ＴｉＭ＝ＴｉＭ・〈ＫＭ〉）。そしてステップＳ４５４では、個別噴射情報設定部８１２’が、メイン燃料噴射の噴射終了指令時期ｔＥＭを、ステップＳ１３１で設定された噴射開始指令時期ｔＳＭと、ステップＳ４５３で算出された補正されたメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭとを加算して算出する（ｔＥＭ＝ｔＳＭ＋ＴｉＭ）。そして、ステップＳ４５５では、個別噴射情報設定部８１２’が、メイン燃料噴射の噴射終了指令時期ｔＥＭを設定する。具体的には、噴射指令信号として噴射終了指令時期ｔＥＭをアクチュエータ駆動回路８０６Ａに出力するとともに、実燃料供給情報検出部８１３’にも出力する。
ステップＳ４５６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号からメイン燃料噴射の噴射開始を受信したか否かをチェックする。メイン燃料噴射の噴射開始を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４５７へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ４５６を繰り返す。
ステップＳ４５７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、タイマｔをスタートさせ、ＩＦＬＡＧ＝０とする。ＩＦＬＡＧは、バックフロー開始後に実際の燃焼室内への燃料噴射を検出したか否かを示す判定フラッグであり、最初はリセットする。
ステップＳ４５８では、実燃料供給情報検出部８１３’が、メイン燃料噴射によるオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍと、バックフロー量ＱＢＦｓｕｍとを０．０にリセットする。
ステップＳ４５９では、実燃料供給情報検出部８１３’が、燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐｓｆｉｌ ＊よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）？〕。所定値Ｐｓｆｉｌ ＊よりも低下した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｌ）に従ってステップＳ４６０へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４５９を繰り返す。
ステップＳ４６０では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４５９でＹｅｓのとき、タイマｔによりメイン燃料噴射に伴うオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭを取得する。続いて、ステップＳ４６１では、実燃料供給情報検出部８１３’が、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）のバックフロー開始時期ｔＳＢＦをオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭと設定し、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ（＝ｔＯＲＳＭ＋ＴｉＢＦ）を算出する。ここで、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）の時間軸ｔは、バックフロー開始時期ｔＳＢＦがオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭに合わせられたことを意味する（ｔＳＢＦ＝ｔＯＲＳＭ）。
ステップＳ４６２では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４５９でＹｅｓのときのオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＰにおける圧力Ｐｓｆｉｌを初期値Ｐｉとして基準圧力低下線を設定する。
なお、初期値Ｐｉは、所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）と一致する場合もあれば、圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする繰返し周期の次の繰り返しのタイミングとなり、所定値（Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）と異なる値となる場合もある。
ステップＳ４６３では、実燃料供給情報検出部８１３’が、初期値Ｐｉとする基準圧力低下線から圧力Ｐｓｆｉｌまでの圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを算出して、オリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する。図３０の（ｄ）にΔＰｄｏｗｎの定義を示す。
ここで、オリフィス通過流量率ＱＯＲは、（１）式において、ΔＰＯＲの代わりに圧力低下量ΔＰｄｏｗｎを代入することにより容易に算出できる。
ステップＳ４６４では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＱＭｓｕｍ＝ＱＭｓｕｍ＋ＱＯＲ・Δｔとして、オリフィス通過流量率ＱＯＲを積算する。
ステップＳ４６５では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＱＢＦｓｕｍ＝ＱＢＦｓｕｍ＋ＱＢＦ（ｔ）・Δｔとして、バックフロー率ＱＢＦを積算する。
ステップＳ４６６では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝０か否かをチェックする。ＩＦＬＡＧ＝０の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４６７へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４７０へ進む。
ステップＳ４６７では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流量率ＱＯＲがバックフロー率ＱＢＦ（ｔ）を越えているか否かをチェックする。越えている場合は、ステップＳ４６８へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４７０へ進む。
ステップＳ４６８では、実燃料供給情報検出部８１３’が、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭを取得する。そして、ステップＳ４６９では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ＩＦＬＡＧ＝１とする。
つまり、オリフィス通過流量率ＱＯＲが、バックフロー率ＱＢＦ以上になったということは、燃料噴射孔１０から燃焼室への噴射が開始されたことを検出したことになる。
ステップＳ４７０では、実燃料供給情報検出部８１３’が、噴射指令信号からメイン燃料噴射の噴射終了を受信したか否かをチェックする。メイン燃料噴射の噴射終了を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４７１へ進み、受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ４６３へ戻り、ステップＳ４６３〜ステップＳ４７０を繰り返す。ステップＳ４７１では、実燃料供給情報検出部８１３’が、フィルタ処理されたオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが基準圧力低下線よりも増加したか否かをチェックする。基準圧力低下線よりも増加した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｍ）に従って、ステップＳ４７２へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４６３に戻りステップＳ４６３〜Ｓ４７１を繰り返す。
ここでのステップＳ４６３〜Ｓ４７１の処理は、例えば、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃの周期で行われ、Δｔは圧力Ｐｓｆｉｌをサンプリングする周期であり、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
ステップＳ４７２では、実燃料供給情報検出部８１３’が、ステップＳ４５９でＹｅｓのとき、タイマｔによりパイロット燃料噴射の終了に伴うオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを取得し、ステップＳ４６０において取得されたオリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、ステップＳ４６１において取得されたバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、ステップＳ４６８において取得されたオリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、ステップＳ４７２において取得されたオリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、ステップＳ４６３〜Ｓ４７１の繰り返しにおける最後のオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍ及びバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを実燃料噴射情報検出部８１４’へ出力する。ここで、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭ、及びオリフィス通過流量ＱＭｓｕｍは、請求項に記載の「実燃料供給情報」に対応する。
ステップＳ４７３では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭをバックフロー開始時期に、オリフィス通過流のバックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦをバックフロー終了時期に、オリフィス通過流の燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭを噴射開始時期に、オリフィス通過流の検出終了タイミングｔＯＲＥＭを噴射終了時期に換算する。
ステップＳ４７４では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、オリフィス通過流量ＱＭｓｕｍからバックフロー量ＱＢＦｓｕｍを差し引いて実噴射量ＱｉＭｓｕｍを算出する（ＱｉＭｓｕｍ＝ＱＭｓｕｍ−ＱＢＦｓｕｍ）。
そして、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍ、バックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期は、個別噴射情報設定部８１２’に入力される。
ちなみに、オリフィス通過流の検出開始タイミングｔＯＲＳＭ、バックフロー終了タイミングｔＯＲＥＢＦ、燃料噴射開始検出タイミングｔＯＲＳｉＭ、検出終了タイミングｔＯＲＥＭをパイロット燃料噴射のバックフロー開始時期、噴射開始時期、バックフロー終了時期、噴射終了時期に換算することは、例えば、オリフィス通過流量率ＱＯＲの平均値｛ＱＭｓｕｍ／（ｔＯＲＥＭ−ｔＯＲＳＭ）｝と高圧燃料供給通路２１の流路断面積から平均流速が求まり、燃料通路の長さを考慮すれば容易に求められる。
ここで、パイロット燃料噴射の実噴射量ＱｉＭｓｕｍ、噴射開始時期、噴射終了時期は、請求項に記載の「実燃料噴射情報」に対応する。
続いて、ステップＳ４７５では、個別噴射情報設定部８１２’が、補正係数ＫＭ（＝ＦＭｓｏｌ／ＱｉＭｓｕｍ）を算出して、補正係数ＫＭを補正係数の三次元マップ８１２ｃに登録し、三次元マップ８１２ｃを更新する。
ステップＳ４７６では、実燃料噴射情報検出部８１４’が、ＩＦＬＡＧ＝０にリセットする。その後、図５から図９のフローチャートのステップＳ１５２へ進む。
なお、多段噴射を行わないでメイン燃料噴射のみの場合は、図５から図９のフローチャートのステップＳ１６３からステップＳ１６４へ進み、実燃料供給情報検出部８１３’は、圧力Ｐｓｆｉｌ、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭに対応するバックフロー率関数を取得する。具体的には、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）とともに、図１９に示すメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭ（図１９中では噴射時間Ｔｉと一般化して表示）に対応して、実際にバックフローが始まるバックフロー開始時期ｔＳＢＥ、前記したバックフロー区間ＴｉＢＦのパラメータも取得する。その後ステップＳ４５３へ進む。
この場合、ステップＳ４５９における「燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐｓｆｉｌ ＊よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐｓｆｉｌ ＊−ΔＰε）？〕。所定値Ｐｓｆｉｌ ＊よりも低下した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｌ）に従ってステップＳ４６０へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４５９を繰り返す。」を、「燃料供給通路圧力センサＳＰｓで検出されたフィルタ処理された後のオリフィス７５の下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐ０よりも低下したか否かをチェックする〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐ０−ΔＰε）？〕。所定値Ｐ０よりも低下した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｌ）に従ってステップＳ４６０へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ４５９を繰り返す。」に読み替える。
本実施形態によれば、コモンレール圧力Ｐｃを検出するコモンレール圧力センサＳＰｃを削除して、オリフィス７５の下流側の燃料供給通路圧力Ｐｓを検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓで、コモンレール圧力Ｐｃの制御が容易にでき、コストが低減できる。
また、オリフィス７５の下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサＳＰｓからの圧力信号のみで、オリフィス差圧ΔＰＯＲを圧力低下量ΔＰｄｏｗｎに置き換えた（１）式にもとづいて容易に精度の高い燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出し、オリフィス通過流量ＱＰｓｕｍ，ＱＭｓｕｍを、つまり、実噴射量ＱｉＰｓｕｍ，ＱｉＭｓｕｍを、気筒ごとに、噴射指令信号ごとに算出できる。
その結果、ＥＣＵ８０Ｆにおいて第５の実施形態と同様に前段燃料噴射の実噴射量を取得して、後段燃料噴射の実噴射量を補正することができるとともに、前段燃料噴射による燃料供給通路圧力Ｐｓの変動による実噴射量の目標噴射量からのずれを抑制制御できる。
また、インジェクタ５Ｂやアクチュエータ６Ｂの製造公差による噴射特性のばらつきや噴射特性の経年変化に対して、噴射指令信号の噴射時間を調整して、実噴射量を目標噴射量と一致するように制御できる。
そして、第５の実施形態と同様にエンジンシステムの個々の部品への寸法公差等のハード仕様に対する要求を緩和しても排ガス規制をクリアし易くなる。特に、インジェクタに対するハード仕様を緩和することができる。ひいては、エンジンシステムの製造コスト低減にも寄与する。
以上、第４の実施形態から第６の実施形態においては、背圧式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ｂとし、そのアクチュエータ６Ｂはピエゾ素子を多層に重ねて形成したスタックを用いてノズルニードルを直接駆動するタイプであるが、それに限定されるものではない。例えば、アクチュエータ６Ｂとして電磁コイルを用いる構成のインジェクタでも良い。
また、第４の実施形態から第６の実施形態においては、バックフロー率関数ＱＢＦ（ｔ）を、コモンレール圧力Ｐｃ、燃料供給通路圧力Ｐｓ、又は燃料供給通路圧力Ｐｓにもとづくフィルタ処理された圧力Ｐｓｆｉｌと、噴射時間Ｔｉの二次元マップ８１２ｄを参照して用いることとしたが、それに限定されない。二次元マップ８１２ｄで、バックフロー開始時期ｔＳＢＦと、バックフロー区間ＴｉＢＦと、燃料噴射時の実噴射量とインジェクタ５Ｂへの燃料供給量、つまり、オリフィス通過流量の比γと、を取得するようにしても良い。
ここで、例えば、パイロット燃料噴射の場合は、γはＱｉＰｓｕｍ／ＱＰｓｕｍの比であり、メイン燃料噴射の場合は、γはＱｉＭｓｕｍ／ＱＭｓｕｍの比を示す値であり、実験的に予め求めて、バックフロー開始時期ｔＳＢＦと、バックフロー区間ＴｉＢＦのデータとともに二次元マップ８１２ｄとして格納しておいても良い。
以上、第１の実施形態から第６の実施形態においてＥＣＵ８０Ａ〜８０Ｆにおいて気筒内への燃料噴射量を制御するために生成する噴射指令信号は、燃料噴射量を噴射指令信号の時間幅で制御するものとして説明したが、噴射指令信号の時間幅に加えて、噴射指令信号の高さも変化させ、インジェクタ５Ａ，５Ｂのノズルニードルのリフト量によっても制御しても良い。
また、第１の実施形態から第６の実施形態では、パイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭの補正において、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌと実噴射量ＱｉＰｓｕｍの比ＫＰ、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌと実噴射量ＱｉＭｓｕｍの比ＫＭを用いたが、それに限定されるものではない。実燃料供給情報検出部８１３及び実燃料噴射情報検出部８１４において取得された、実際の燃料噴射における噴射開始時期、噴射終了時期の情報から前記したパイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌ、メイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌそれぞれに対するパイロット燃料噴射の噴射時間ＴｉＰ、メイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを補正するようにしても良い。
更に、個別噴射情報設定部８１２が、パイロット燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＰ、噴射終了指令時期ｔＥＰに対して、実燃料噴射情報検出部８１４において取得されたパイロット燃料噴射の噴射開始時期、終了時期を比較して、インジェクタ５Ａ又はインジェクタ５Ｂの作動遅れ量の経時変化を監視し、所定の予め設定された作動遅れ量基準値を超える場合に、作動遅れ量基準値を超えた分だけメイン燃料噴射の噴射開始指令時期ｔＳＭ、噴射終了指令時期ｔＥＭを補正して出力するようにしても良い。
このように補正することで、噴射量の制御だけでなく、適切なクランク角でメイン燃料噴射が実際に開始され終了できるように制御できる。
なお、第１の実施形態から第６の実施形態では、パイロット燃料噴射の目標噴射量ＦＰｓｏｌに対する実噴射量ＱｉＰｓｕｍとの差分にもとづいて、その気筒４１の同じサイクルにおけるメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌを補正して、それに対応するメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを設定して、メイン燃料噴射を制御するものとしたが、それに限定されるものではない。
ＥＣＵ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ，８０Ｆを構成するＣＰＵの演算速度の制限から、その気筒４１の次のサイクルにおいてメイン燃料噴射の目標噴射量ＦＭｓｏｌを補正して、それに対応するメイン燃料噴射の噴射時間ＴｉＭを設定して、メイン燃料噴射を制御しても良い。エンジンの通常の高速回転状態では、１つの気筒４１が連続するサイクル間で同じアクセル開度θｔｈ、エンジン回転速度Ｎｅの運転状態に維持されることが多いので、エンジン制御上、前記した実施形態同様に正確に前段燃料噴射の結果で後段燃料噴射を補正することができる。
更に、第１の実施形態から第６の実施形態において、インジェクタ５Ａ，５Ｂは、直接各気筒の燃焼室内に燃料噴射を行うものとして説明したが、それに限定されるものではない。本発明は、インジェクタ５Ａ，５Ｂが、各気筒の燃焼室に隣接して形成される副室（予混合空間）に向けて燃料噴射を行う構成や、各気筒の吸気ポートに向けて燃料噴射を行う構成も含む。また、そのような構成においても、前記した変形例を含む第１の実施形態から第６の実施形態における作用効果は同様に得られる。
第１の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第１の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられるエンジン制御装置の機能ブロック図である。 目標噴射量Ｑｉに対する噴射時間Ｔｉを決定するための二次元マップの構成概念図である。 噴射時間の補正係数を取得するための目標噴射量、噴射時間及びコモンレール圧力をパラメータとした補正係数のマップの構成概念図であり、（ａ）は、パイロット燃料噴射の補正係数の三次元マップの構成概念図、（ｂ）は、メイン燃料噴射の補正係数の三次元マップの構成概念図である。 噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。 噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。 噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。 噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。 噴射制御部８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄにおける噴射制御の流れを示すフローチャートである。 １つの気筒に対してパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの上下流側の圧力変化の時間推移を示す図である。 第２の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第３の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第３の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｃでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する制御の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｃでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲを算出する制御の流れを示すフローチャートである。 基準圧力低下線の説明図である。 １つの気筒に対して燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの下流側の圧力変化にもとづく圧力低下量の時間推移を示す図である。 第４の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第４の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられるエンジン制御装置の機能ブロック図である。 背圧式インジェクタのバックフロー率関数マップの構成概念図である。 オリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 オリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 １つの気筒に対してパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率とバックフロー率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの上下流側の圧力変化の時間推移を示す図である。 第５の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第６の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置の全体構成を示した図である。 第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 第６の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｆでの１つの気筒における燃料のオリフィス通過流量率ＱＯＲから実噴射量を算出する制御の流れを示すフローチャートである。 １つの気筒に対して燃料噴射の噴射指令信号を出すときの、高圧燃料供給通路における燃料挙動の時間推移を示す図であり、（ａ）は、噴射指令信号のパターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの実燃料噴射率とバックフロー率の時間推移を示す図、（ｃ）は、燃料のオリフィス通過流量率の時間推移を示す図、（ｄ）は、オリフィスの下流側の圧力変化にもとづく圧力低下量の時間推移を示す図である。 多段燃料噴射における後段の燃料噴射開始時の前段の燃料噴射による圧力変動の説明図であり、（ａ）は、パイロット燃料噴射に対するメイン燃料噴射の噴射指令信号のタイミング図、（ｂ）は、そのときの高圧燃料供給通路圧力の変動図である。
符号の説明
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 燃料噴射装置
２ 燃料タンク
３Ａ 低圧ポンプ（燃料ポンプ）
３Ｂ 高圧ポンプ（燃料ポンプ）
４ コモンレール（燃料蓄圧部）
５Ａ，５Ｂ インジェクタ（燃料噴射弁）
６Ａ，６Ｂ アクチュエータ
９ ドレーン通路
１０ 燃料噴射孔
２１ 高圧燃料供給通路（燃料供給通路）
４１ 気筒
６１ 低圧燃料供給配管
７５ オリフィス
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ，８０Ｆ ＥＣＵ（制御部）
８０１ 要求トルク演算部
８０１ａ 二次元マップ
８０２ 目標噴射量演算部
８０２ａ 二次元マップ
８０３ コモンレール圧力演算部
８０３ａ 二次元マップ
８０４ コモンレール圧制御部
８０５Ａ，８０５Ｂ，８０５Ｃ，８０５Ｄ，８０５Ａ’，８０５Ｂ’，８０５Ｃ’，８０５Ｄ’ 噴射制御部
８０６Ａ，８０６Ｂ，８０６Ｃ，８０６Ｄ アクチュエータ駆動回路
８１０，８１０’ 多段噴射制御部
８１１ 多段噴射モード制御部
８１２，８１２’ 個別噴射情報設定部
８１２ａ 二次元マップ
８１２ｂ 三次元マップ
８１２ｃ 三次元マップ
８１２ｄ バックフロー率関数マップ
８１３，８１３’ 実燃料供給情報検出部（実燃料供給情報検出手段）
８１４，８１４’ 実燃料噴射情報検出部（実燃料噴射情報検出手段）
Ｋ，ＫＰ，ＫＭ 補正係数
Ｎｅ エンジン回転速度
Ｐｃ コモンレール圧力
Ｐｓ 燃料供給通路圧力
ＳｄＰ 差圧センサ
ＳＰｃ コモンレール圧力センサ（蓄圧部圧力センサ）
ＳＰｓ 燃料供給通路圧力センサ
ＳＴｆ 燃料温度センサ
ｘ１ 基準圧力低下線
ｘ２ 基準圧力低下線

Claims (11)

  1. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスの上流側及び下流側の差圧を検出する差圧センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を前記気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
    前記制御部は、
    前記差圧センサからの信号にもとづいてオリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  2. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサと、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路内の前記オリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を前記気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
    前記制御部は、
    前記蓄圧部圧力センサからの信号及び前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて、前記オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  3. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路内の前記オリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の全量を前記気筒の燃焼室へ供給する構造であり、
    前記制御部は、
    前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴う圧力低下量を検出し、その圧力低下量にもとづいて前記オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報にもとづいて実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  4. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスの上流側及び下流側の差圧を検出する差圧センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
    前記制御部は、
    前記差圧センサからの信号にもとづいて前記オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報と、予め記憶された前記バックフローに係るバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  5. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサと、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路内の前記オリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
    前記制御部は、
    前記蓄圧部圧力センサからの信号及び前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて、前記オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報と、予め記憶された前記バックフローに係るバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  6. 燃料ポンプによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留する燃料蓄圧部、該燃料蓄圧部から内燃機関の各気筒に向けて分岐した燃料供給通路を通じて供給される燃料を前記内燃機関の各気筒の燃焼室へ供給する燃料噴射弁、及び該燃料噴射弁から燃料噴射させるための噴射指令信号を前記内燃機関の運転状態に応じて設定して出力する制御部を備え、前記噴射指令信号にもとづいて前記燃料噴射弁の少なくとも噴射開始時期と噴射終了時期を含む燃料噴射情報が決定されるとともに、前記内燃機関の各気筒の圧縮行程中又は膨張行程中に、前記燃料噴射弁から複数回の燃料噴射に分けて実施する多段噴射を行う燃料噴射装置において、
    前記燃料供給通路に配置されたオリフィスと、
    前記燃料供給通路内の前記オリフィスの下流側の圧力を検出する燃料供給通路圧力センサと、を備え、
    前記燃料噴射弁は、燃料噴射時に前記燃料供給通路を通じて供給された燃料の一部をバックフローとして戻り燃料配管に戻して、燃料供給系の低圧部へ排出する構造であり、
    前記制御部は、
    前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴う圧力低下量を検出し、その圧力低下量にもとづいて前記オリフィスを通過する燃料の実燃料供給情報を検出する実燃料供給情報検出手段と、
    前記検出された実燃料供給情報と、予め記憶された前記バックフローに係るバックフロー情報とにもとづいて、実燃料噴射情報を検出する実燃料噴射情報検出手段と、を有し、
    当該気筒の当該同一サイクルでの前記複数回の燃料噴射のうち相対的に早い前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報にもとづいて、前記前段燃料噴射における前記実燃料噴射情報の示す実燃料噴射量と前記噴射指令信号に対応する目標噴射量との誤差を補正するように、前記当該気筒の当該同一サイクルでの前記前段燃料噴射よりも後の後段燃料噴射の前記燃料噴射情報を、決定することを特徴とする燃料噴射装置。
  7. 前記燃料蓄圧部の圧力を検出する蓄圧部圧力センサを備え、
    前記制御部は、前記後段燃料噴射の前記燃料噴射情報の前記噴射開始時期と前記噴射終了時期の差分である噴射時間を決定するときに、前記噴射開始時期直近の前記蓄圧部圧力センサからの信号にもとづいて決定することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の燃料噴射装置。
  8. 前記制御部は、前記後段燃料噴射の前記燃料噴射情報の前記噴射開始時期と前記噴射終了時期の差分である噴射時間を決定するときに、前記噴射開始時期直近の前記燃料供給通路圧力センサからの信号にもとづいて決定することを特徴とする請求項２、請求項３、請求項５及び請求項６のうちのいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
  9. 前記制御部は、前記前段燃料噴射の前記実燃料噴射情報を前記内燃機関の同一気筒の次サイクルの前記後段燃料噴射の前記燃料噴射情報の決定にも用いることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
  10. 前記後段燃料噴射は、前記複数回の燃料噴射のうち最も燃料噴射量が多いメイン燃料噴射であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
  11. 前記制御部は、前記複数回の燃料噴射のそれぞれに対する目標燃料噴射量に応じて設定される今回の噴射時間を、前回までの、前記検出された実燃料噴射情報の実燃料噴射量と前記目標燃料噴射量との比、又は前記検出された実燃料情報の噴射開始時期及び噴射終了時期を用いて補正することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
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