(57)【要約】【課題】各気筒における燃料噴射量を予測して燃料噴射弁の噴射終了時期を決定し、正確な燃料噴射量を得られる燃料噴射装置を提供することを課題とする。【解決手段】燃料噴射装置１Ａは、高圧燃料ポンプ３Ｂによって送り出された燃料を蓄圧状態に貯留するコモンレール４、コモンレール４から分岐した高圧燃料供給通路２１を通じて供給される燃料をディーゼルエンジンの気筒ごとに対応して噴射する直動式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ａ、及びインジェクタ５Ａから燃料を噴射するための噴射指示信号を出力するＥＣＵ８０Ａを備える。そして、コモンレール４寄りの高圧燃料供給通路２１内にオリフィス７５を設け、オリフィス７５の上流側及び下流側の差圧を検出する差圧センサＳｄＰを設ける。ＥＣＵ８０Ａは、差圧センサＳｄＰからの信号に基づいて積算噴射量を求め、さらに積算噴射量の増加率に基づいて、噴射終了時期を決定する。【選択図】図１
2010084613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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と、
前記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の全量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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を、前記差圧センサからの信号に基づいて算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項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と、
前記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の全量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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を、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基づいて算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項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と、
前記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の全量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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、前記燃料供給通路圧力センサからの信号に基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、その圧力低下量に基づいて、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項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と、
前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を、前記差圧センサからの信号に基づいて算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項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と、
前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を、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基づいて算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項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と、
前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた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、
前記制御部は、前記燃料供給通路圧力センサからの信号に基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、その圧力低下量に基づいて、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、
前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記燃料噴射弁の燃料噴射量（Ｑ）と前記燃料噴射弁に燃料の噴射を指示する噴射時間（Ｔｉ）との関係を示すＴｉ−Ｑ特性データを有し、
前記目標噴射量に基づいて前記Ｔｉ−Ｑ特性データを参照し、前記燃料噴射弁が燃料を噴射する噴射時間を設定するとともに、
前記予測値に基づいて、前記設定した噴射時間を補正し、前記噴射終了時期を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記設定した噴射時間の補正量を決定するための補正判定時期を、前記設定した噴射時間の終了前に設定し、前記補正判定時期における前記積算噴射量に基づいて前記予測値を算出し、前記設定した噴射時間の補正量を決定することを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記補正判定時期における、前記積算噴射量の変化率に基づいて前記予測値を算出し、前記設定した噴射時間の補正量を決定することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記補正判定時期は、
前記実燃料噴射率が一定になった時期であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の燃焼室へ供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各気筒への燃料噴射量は、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に設けた圧力センサにより検出される圧力と、各気筒の燃料噴射弁への噴射指示による燃料噴射弁の噴射時間、又は噴射回数により算出されていた。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、燃料噴射量にもばらつきを生じたり、各気筒に対する燃料噴射の圧力反射等により、燃料蓄圧部の圧力に脈動が生じ、燃料噴射弁の噴射時間や噴射回数が各気筒間で同じ場合に、実際の各気筒への燃料噴射量に差を生じたりし、ＰＭ（粒子状物質）が増大したり、ＮＯｘや燃焼騒音が増大する虞がある。
【０００３】
例えば特許文献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を噴射するための噴射指示信号を出力する制御部を備えた燃料噴射装置において、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基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。
【特許文献１】特開２００３−１８４６３２号公報（図４、図１２、及び段落００５１〜００５８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１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。
そのため、制御部が算出する目標噴射量と実際の燃料噴射量に誤差が生じやすく、このような誤差が生じることによって、前記したように、ＰＭ（粒子状物質）が増大したり、ＮＯｘや燃焼騒音が増大する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、各気筒における燃料噴射量を予測して燃料噴射弁の噴射終了時期を決定し、正確な燃料噴射量を得られる燃料噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、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と、前記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の全量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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を、前記差圧センサからの信号に基づいて算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、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、検出するオリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。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積算噴射量を算出できるので、正確な積算噴射量を算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【０００８】
また本発明は、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と、前記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の全量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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を、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基づいて算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、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、蓄圧部圧力センサの信号と燃料供給通路圧力センサの信号から、オリフィス差圧は容易に算出され、オリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。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積算噴射量を算出できるので、正確な積算噴射量を算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【００１０】
また本発明は、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と、前記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の全量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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、前記燃料供給通路圧力センサからの信号に基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、その圧力低下量に基づいて、所定の単位時間あたりの前記燃料噴射弁の燃料噴射量である実燃料噴射率を算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、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示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基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示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、このオリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。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積算噴射量を算出できるので、正確な積算噴射量を算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【００１２】
また本発明は、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と、前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を、前記差圧センサからの信号に基づいて算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、いわゆる背圧式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置であっても、直動式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と同様に、差圧センサが検出するオリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【００１４】
また本発明は、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と、前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を、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基づいて算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、いわゆる背圧式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置であっても、直動式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と同様に、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に基づいてオリフィス差圧を容易に算出できる。そして、このように算出されたオリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【００１６】
また本発明は、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と、前記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の一部を戻り燃料配管を介して燃料供給系の低圧部へ排出し、残り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と、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の目標噴射量を設定する制御部と、を備えた燃料噴射装置とする。そして、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、前記制御部は、前記燃料供給通路圧力センサからの信号に基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、その圧力低下量に基づいて、所定の単位時間に燃料が前記オリフィスを通過する実燃料供給率を算出するとともに、前記実燃料供給率の内、実際に前記燃料噴射弁から噴射される実燃料噴射率を算出し、前記実燃料噴射率を積分した積算噴射量に基づいて算出する予測値が前記目標噴射量と等しくなる時期を、前記燃料噴射弁の噴射終了時期として決定することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、いわゆる背圧式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置であっても、直動式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と同様に、燃料供給通路圧力センサから出力される信号に基づいて、オリフィス差圧を算出できる。そして、このように算出されたオリフィス差圧に基づいて、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量である積算噴射量を正確に算出できる。そして、積算噴射量に基づいて算出する予測値が目標噴射量と等しくなる時期を、燃料噴射弁の噴射終了時期として決定できる。したがって、正確な積算噴射量の予測値を用いて燃料噴射弁の噴射終了時期を決定できることから、好適に目標噴射量を確保できる。
【００１８】
また本発明は、前記制御部は、前記燃料噴射弁の燃料噴射量（Ｑ）と前記燃料噴射弁に燃料の噴射を指示する噴射時間（Ｔｉ）との関係を示すＴｉ−Ｑ特性データを有し、前記目標噴射量に基づいて前記Ｔｉ−Ｑ特性データを参照し、前記燃料噴射弁が燃料を噴射する噴射時間を設定するとともに、前記予測値に基づいて、前記設定した噴射時間を補正し、前記噴射終了時期を決定することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、制御部は、Ｔｉ−Ｑ特性データに基づいて、燃料噴射弁が燃料を噴射する噴射時間を設定できる。さらに、積算噴射量に基づいて算出する予測値に基づいて、設定した噴射時間を補正して、噴射終了時期を決定できる。積算噴射量の予測値は正確に算出できることから、好適に目標噴射量を確保できるように、設定した噴射時間を補正することができる。
【００２０】
また本発明は、前記制御部は、前記設定した噴射時間の補正量を決定するための補正判定時期を、前記設定した噴射時間の終了前に設定し、前記補正判定時期における前記積算噴射量に基づいて前記予測値を算出し、前記設定した噴射時間の補正量を決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、制御部は、設定した噴射時間の終了前に、噴射時間の補正をする補正判定時期を設定することができる。そして、補正判定時期の積算噴射量に基づいて予測値を算出できる。したがって、制御部は噴射時間の終了前に予測値を算出でき、設定した噴射時間を補正できる。
【００２２】
また本発明は、前記制御部は、前記補正判定時期における、前記積算噴射量の変化率に基づいて前記予測値を算出し、前記設定した噴射時間の補正量を決定することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、補正判定時期における積算噴射量の変化率、例えば増加率に基づいて予測値を算出できる。したがって、制御部は、補正判定時期において、例えば積算噴射量を外挿して、容易に予測値を算出できる。
【００２４】
また本発明は、前記補正判定時期は、前記実燃料噴射率が一定になった時期であることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、制御部は、実燃料噴射率が一定になった時期を補正判定時期に設定できる。したがって、実燃料噴射率の積分値である積算噴射量の増加率が一定の時期、すなわち積算噴射量が一次関数的に増加する時期を補正判定時期に設定できる。
そして、制御部は、補正判定時期において、積算噴射量を外挿した予測値を容易に算出できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、各気筒における燃料噴射量を予測して燃料噴射弁の噴射終了時期を決定し、正確な燃料噴射量を得られる燃料噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
《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、図２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り、図２は、第１の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられる直動式の燃料噴射弁（インジェクタ）の概念構成図である。
第１の実施形態に係る燃料噴射装置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で駆動される低圧ポンプ３Ａ（フィードポンプとも呼ばれる）と、エンジンクランク軸から取り出される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、図示しない内燃機関、例えば、４気筒のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと称する）の各気筒の燃焼室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、インジェクタ５Ａに内蔵され、ＥＣＵ８０Ａにより電子制御されるアクチュエータ６Ａと、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。
【００２８】
ＥＣＵ８０Ａは、図示省略するがマイクロコンピュータ、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等を含む。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、温度センサＳＴ、圧力センサ（蓄圧部圧力センサ）ＳＰｃ、差圧センサＳｄＰ等の各センサからの信号を用いて、最適な目標噴射量及びインジェクタ５Ａの噴射時間を決定してアクチュエータ６Ａを電子制御する。
なお、モータ６３を駆動するモータ駆動回路を、ＥＣＵ８０Ａが含んでもよいし、ＥＣＵ８０Ａの外部に別のユニットとして備える構成であってもよい。
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（図７参照）〜８０Ｆ（図１４参照）のハード的な構成もＥＣＵ８０Ａと同じである。
【００２９】
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）を検出できるようになっている。
さらに、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温度センサＳＴが設けられる。温度センサＳＴは検出した燃料温度を温度信号に変換し、その温度信号をＥＣＵ８０Ａに入力する。
【００３０】
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あるコモンレール４に、蓄圧状態で貯留される。コモンレール４には、コモンレールの圧力（以下、コモンレール圧力Ｐｃと称する）を検出する圧力センサＳＰｃが設けられる。圧力センサＳＰｃは、コモンレール圧力Ｐｃを検出して検出圧信号に変換し、その検出圧信号をＥＣＵ８０Ａに入力する。ＥＣＵ８０Ａは、入力される検出圧信号に基づいて、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の開度を調整し、コモンレール４の圧力を、エンジン回転速度などの車両の運転状態に応じて、例えば、３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの所定の目標圧力に制御する。
【００３１】
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を介して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（インジェクタ５Ａ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に接続される。差圧センサＳｄＰは、４本の高圧燃料供給通路２１のオリフィス差圧ＰＯＲをそれぞれ個別に検出し、それぞれ検出したオリフィス差圧ＰＯＲを差圧信号に変換してＥＣＵ８０Ａに入力する。ＥＣＵ８０Ａは、入力される差圧信号によって、オリフィス７５の上流側と下流側のオリフィス差圧ＰＯＲを取得することができ、さらに取得したオリフィス差圧ＰＯＲに基づいて、オリフィス７５を通過する燃料流量を算出できる。
【００３２】
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（後記するインジェクタ５Ａ内の燃料通路２５及び油溜り２０（図２参照））を含む燃料通路容積は、１つの気筒における吸気、圧縮、爆発、排気のサイクルのうちの爆発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、アクセルが最大限度に踏み込まれて、図示しないエンジンに最大トルクが要求される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。
図示しない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の配管長さには、ばらつきが出ることが当然であり、高圧燃料供給通路２１にオリフィス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。
【００３３】
次に、第１の実施形態のインジェクタ５Ａの構造を図１及び図２を参照しながら説明する。このインジェクタ５Ａは、図示しないエンジンの各気筒に取り付けられている。そして、インジェクタ５Ａは、先端部に１個または２個以上の燃料噴射孔１０を形成したインジェクタ本体１３と、このインジェクタ本体１３内に摺動自在に支持されるノズルニードル１４と、このノズルニードル１４の上端側に連結されてノズルニードル１４と一体的に往復変位するピストン１６を含んで構成されている。
【００３４】
インジェクタ本体１３は、ノズルボディ１７、ノズルホルダ１９、アクチュエータボディ５５等より構成されている。ノズルボディ１７の内部には、ノズルニードル１４の周囲に常に高圧燃料を充満させるための油溜り２０が形成されている。この油溜り２０は、燃料通路２５及び高圧燃料供給通路２１を介してコモンレール４に常に連通している。ノズルボディ１７はノズルホルダ１９にリテーニングナット２２により締め付け固定されている。
ノズルホルダ１９は、ピストン１６を摺動自在に支持する長孔２３を中心部の長手方向に形成したシリンダを構成する。そして、長孔２３の上には、アクチュエータボディ５５に設けられた、長孔２３よりも拡径された作動室５６が設けられている。
【００３５】
ノズルニードル１４は、アクチュエータ６Ａの中心軸と同一軸心上に配設され、ノズルボディ１７の内周に摺動自在に支持されている。ノズル開弁時には、ノズルニードル１４がリフトアップしてノズルニードル１４の先端部とノズルボディ１７との間に燃料通路が形成されて油溜り２０と燃料噴射孔１０とが連通し、図示しないエンジンへの燃料噴射がなされる。また、ノズル閉弁時には、ノズルニードル１４の先端部がノズルボディ１７のシート面１７ａに着座して高圧燃料の噴射を終了する。
【００３６】
次に、図２を参照しながらアクチュエータ６Ａを説明する。アクチュエータ６Ａは、インジェクタ５Ａのノズルホルダ１９の上端部に液密的に当接した状態でリテーニングナット３１によりノズルホルダ１９の上端面に締め付け固定されるアクチュエータボディ５５と、このアクチュエータボディ５５内部に配設された鉄心３３と、この鉄心３３の収納部に巻装された電磁コイル３４と、アクチュエータボディ５５内に長孔２３よりも拡径された作動室５６と、前記したピストン１６の上端に設けられたピストンフランジ部１６ａと、このピストンフランジ部１６ａの最大リフト量を規制するストッパ３６と、ピストン１６を閉弁方向に付勢するコイルスプリング３７とから構成されている。
リテーニングナット３１の図示上端部には、電磁コイル３４への給電のための図示しないコネクタが組み付けられている。
【００３７】
鉄心３３は、電磁コイル３４への通電時に磁化して、ピストンフランジ部１６ａを上方に吸引し、ピストン１６と連結したノズルニードル１４を引き上げる。そして、ノズルニードル１４はリフトアップし、燃料噴射孔１０から燃料が噴射される。
電磁コイル３４への通電が停止されると、ピストンフランジ部１６ａを吸引する磁力が消失し、コイルスプリング３７の付勢力によってピストンフランジ部１６ａが下方に押し下げられ、ピストン１６と連結したノズルニードル１４がシート面１７ａに着座する。したがって、燃料噴射孔１０からの燃料噴射が止まる。
【００３８】
ここで、図３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燃料噴射量Ｑの演算方法について説明する。
図３は、１つの気筒に対する噴射指示信号の出力パターンと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）は噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）はインジェクタからの燃料噴射量の時間推移を示す図、（ｃ）は燃料のオリフィス通過流量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３の（ａ）では、燃料の噴射指示信号は一つの広幅のパルスで概念的に表してあり、噴射指示信号の立ち上がり開始時期（噴射開始時期）がｔＳであり、噴射指示信号の立下り開始時期（噴射終了時期）がｔＥであり、噴射指示信号の立下り完了時期がｔＥ’である。
【００３９】
噴射指示信号は、例えば、ＥＣＵ８０Ａから出力されてインジェクタ５Ａのアクチュエータ６Ａに備わる電磁コイル３４に供給される電力であり、ＥＣＵ８０Ａの制御によってＯＮ／ＯＦＦされる。
そして、図１に示すインジェクタ５Ａは、噴射指示信号がＯＮのときのみ、燃料噴射孔１０から燃料を噴射する。
したがって、ＥＣＵ８０Ａは、噴射指示信号がＯＮの時間（噴射時間Ｔｉ）を調整することで、インジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０から噴射される燃料の総量（燃料噴射量Ｑ）を調節できる。
【００４０】
また、噴射指示信号は、ＥＣＵ８０ＡがＯＮする噴射開始時期ｔＳから、所定の傾斜を持って立ち上がる立ち上がり特性を有する。同様に、ＥＣＵ８０ＡがＯＦＦする噴射終了時期ｔＥから所定の傾斜を持って立下がる立下り特性を有する。したがって、ＥＣＵ８０Ａは、噴射指示信号の立ち上がり特性と立下り特性を考慮して、噴射指示信号を制御する構成となっている。
【００４１】
図３の（ａ）に示すように出力される噴射指示信号に対応して、図３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は、噴射開始時期ｔＳより少し遅れてｔＳ１で燃料の噴射を開始し、噴射終了時期ｔＥより少し遅れたｔＥ１に噴射を終了する。
また、燃料がオリフィス７５を通過する量（オリフィス通過流量ＱＯＲ）は、図３の（ｃ）に示すように、燃料通路２５や高圧燃料供給通路２１の容積分だけｔＳ１から遅れてｔＳ２で立ち上がる。そして、同様に燃料通路２５や高圧燃料供給通路２１の容積分だけｔＥ１から遅れてｔＥ２に０に戻る。
【００４２】
なお、噴射開始時期ｔＳからｔＳ１やｔＳ２への遅れ、及び噴射終了時期ｔＥからｔＥ１やｔＥ２への遅れは燃料噴射装置１Ａに固有の値であり、予め実験等で求めておくことができる。したがってＥＣＵ８０Ａは、遅れを考慮しながら燃料噴射装置１Ａを制御することができ、遅れの影響を吸収して燃料噴射装置１Ａを制御できる。
【００４３】
図３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３の（ｄ）に示すように、コモンレール圧力Ｐｃの変動に伴ってオリフィス上流側圧力が変動しても、差圧センサＳｄＰによりオリフィス差圧ＰＯＲが検出できるので、ＥＣＵ８０Ａは、精度よくオリフィス通過流量ＱＯＲを算出できる。そして、図３の（ｃ）に示すオリフィス通過流量ＱＯＲのドットで示した領域の面積は、直動式のインジェクタ５Ａの場合、図３の（ｂ）に示す燃料噴射量Ｑの面積と同じになる。
【００４４】
ちなみに、燃料のオリフィス通過流量ＱＯＲは次式（１）により、オリフィス差圧ＰＯＲに基づいて容易に算出できる。
【数１】
2010084613.tif 000003
【００４５】
図４の（ａ）は、噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの燃料噴射量の推移を噴射指示信号に同期して示した図である。
なお、前記したように、ＥＵＣ８０Ａは、図３の（ａ）〜（ｃ）に示される噴射開始時期ｔＳからｔＳ１への遅れ、及び噴射終了時期ｔＥからｔＥ１への遅れを吸収して燃料噴射装置１Ａを制御できることから、図４においては、噴射指示信号の挙動と燃料噴射量Ｑの挙動を同期して示す。
【００４６】
図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、噴射開始時期ｔＳでＥＣＵ８０Ａが噴射指示信号をＯＮすると、噴射指示信号に同期してインジェクタ５Ａ（図１参照）による燃料噴射が開始され、燃料噴射量Ｑが増加していく。このとき、燃料噴射量Ｑは、燃料噴射装置１Ａ（図１参照）の特性によって決定される特性曲線Ｑ１（実線）に沿って増加する。
【００４７】
そして、燃料噴射量Ｑが目標噴射量Ｑｔに達したとき（噴射終了時期ｔＥ）、ＥＣＵ８０Ａは噴射指示信号をＯＦＦする。
噴射指示信号は噴射終了時期ｔＥから立下りを開始してｔＥ’において立下りが完了する。
噴射指示信号が立下がりを開始すると、インジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０（図１参照）からの燃料噴射が減少し、噴射指示信号の立下がりが完了したときにｔＥ’から遅れ、図３の（ｂ）に示すｔＥ１において燃料噴射量Ｑの増加が止まる。
【００４８】
従来、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、スロットル開度等に基づいて、図示しないエンジンの要求トルクを算出し、さらに、エンジンの要求トルクを得るために必要な燃料噴射量を目標噴射量Ｑｔとして算出する。
【００４９】
そして、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、各気筒における燃料噴射量が目標噴射量Ｑｔになるように、噴射指示信号の出力パターンを設定する。
具体的に、ＥＣＵ８０Ａは、図４の（ｂ）に示すように、燃料噴射量Ｑが特性曲線Ｑ１に沿って増加するとみなして、インジェクタ５Ａ（図１参照）に燃料の噴射を指示する時間（噴射時間Ｔｉ）を設定する。このとき、ＥＣＵ８０Ａは、特性曲線Ｑ１の立ち上がり特性、及び立下り特性を考慮して、噴射時間Ｔｉを設定する。
【００５０】
このように、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）が噴射時間Ｔｉを設定する方法は限定するものではない。例えば、インジェクタ５Ａ（図１参照）における燃料噴射量Ｑと噴射時間Ｔｉの関係を「Ｔｉ−Ｑ特性データ」として予め実験等で求め、ＥＣＵ８０Ａに備わる図示しない記憶部に、マップとして記憶しておけばよい。ＥＣＵ８０Ａは、算出した目標噴射量Ｑｔに基づいてマップを参照し、Ｔｉ−Ｑ特性データに基づいて、インジェクタ５Ａの燃料噴射量Ｑが目標噴射量Ｑｔになるように噴射時間Ｔｉを設定する。そして、噴射開始時期ｔＳから噴射時間Ｔｉが経過した時点を噴射終了時期ｔＥに決定する。
【００５１】
そして、噴射開始時期ｔＳから設定した噴射時間Ｔｉが経過した時点、すなわち噴射終了時期ｔＥの時点で、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は噴射指示信号をＯＦＦする。このように、ＥＣＵ８０Ａは、設定した噴射指示信号の出力パターンに基づいて噴射指示信号の出力を制御して、各気筒における目標噴射量Ｑｔを確保している。
【００５２】
しかしながら、例えば、環境や運転状況の変動、インジェクタ５Ａ（図１参照）の経年変化等によって、インジェクタ５Ａからの単位時間あたりに燃料が噴射する噴射量が変化すると、燃料噴射量Ｑの増加が特性曲線Ｑ１からはずれ、例えば破線で示す増加曲線Ｑ２に沿って増加する場合がある。このとき、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）が当初の目標噴射量Ｑｔに基づいて決定した噴射終了時期ｔＥで噴射指示信号をＯＦＦすると、インジェクタ５Ａによる燃料の噴射が終了し、燃料噴射量Ｑが目標噴射量Ｑｔに不足する。
また、燃料噴射量Ｑが、例えば一点鎖線で示される増加曲線Ｑ３に沿って増加する場合は、目標噴射量Ｑｔより過剰に噴射する。
【００５３】
このような原因によって、目標噴射量Ｑｔに対して燃料噴射量Ｑの過不足が発生すると、例えば、ＰＭ（粒子状物質）が増大したり、ＮＯｘや燃焼騒音が増大したりする。
【００５４】
そこで、第１の実施形態においては、インジェクタ５Ａ（図１参照）から燃料が噴射している間に、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）が必要に応じて噴射時間Ｔｉを補正して、噴射終了時期を決定し、好適に目標噴射量Ｑｔを確保する構成とした。
【００５５】
具体的に、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、所定の単位時間におけるインジェクタ５Ａの燃料噴射量Ｑに基づいて、単位時間あたりの燃料噴射量Ｑの増加率を算出する。そして増加率が一定の場合、ＥＣＵ８０Ａは燃料噴射量Ｑを外挿して予測値を算出し、その予測値が目標噴射量Ｑｔに達するまでの時間を噴射時間Ｔｉとする。そして、噴射開始時期ｔＳから噴射時間Ｔｉが経過した時点を噴射終了時期と決定する。
【００５６】
このため、第１の実施形態に係るＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、所定の単位時間におけるインジェクタ５Ａの燃料噴射量（以下、「実燃料噴射率ΔＱＩ」と称する）を算出することが必要になる。
そこで、ＥＣＵ８０Ａは、所定の単位時間に燃料がオリフィス７５（図１参照）を通過する流量である「実燃料供給率ΔＱＯＲ」に基づいて「実燃料噴射率ΔＱＩ」を算出する構成とした。さらに、「実燃料噴射率ΔＱＩ」を積分して「積算噴射量ＳＱＩ」を算出する構成とした。
このように算出される積算噴射量ＳＱＩは、単位時間あたりの燃料噴射量である実燃料噴射率ΔＱＩを積分した値であることから、インジェクタ５Ａ（図１参照）が噴射した燃料の総量、すなわち燃料噴射量Ｑに相当する。
なお、実燃料供給率ΔＱＯＲ、実燃料噴射率ΔＱＩ、積算噴射量ＳＱＩは、図示しないエンジンの気筒ごとに算出される値である。
【００５７】
また、所定の単位時間が短いほど、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は精度よく積算噴射量ＳＱＩを算出できるが、ＥＣＵ８０Ａの演算負荷が大きくなる。そこで、ＥＣＵ８０Ａの性能や燃料噴射装置１Ａ（図１参照）に要求される精度に基づいて、好適な単位時間を設定すればよい。
一般的には、単位時間は、数百μｓｅｃから数十μｓｅｃのオーダーであることが好適である。
【００５８】
第１の実施形態に係るインジェクタ５Ａ（図１参照）は、直動式の燃料噴射弁であるので、オリフィス７５（図１参照）を単位時間に通過する燃料の流量である実燃料供給率ΔＱＯＲは、単位時間におけるインジェクタ５Ａの燃料噴射量である実燃料噴射率ΔＱＩに等しくなる。
したがって、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、算出する実燃料供給率ΔＱＯＲを実燃料噴射率ΔＱＩとみなすことができる。
【００５９】
また、実燃料供給率ΔＱＯＲは、式（１）を利用して、オリフィス７５（図１参照）のオリフィス差圧ＰＯＲから算出できる。
そこで第１の実施形態のＥＣＵ８０Ａは、差圧センサＳｄＰ（図１参照）が検出するオリフィス７５（図１参照）のオリフィス差圧ＰＯＲに基づいて積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出し、さらに、積算噴射量ＳＱＩの予測値に基づいて、当初設定した噴射時間Ｔｉを補正し、噴射終了時期を決定する構成とした。
【００６０】
図５の（ａ）は、噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）は、積算噴射量（燃料噴射量）の予測を示す図である。図５の（ｂ）に示すように、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ａ（図１参照）の特性によって決定される特性曲線Ｑ１に沿って増加する場合、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、算出する目標噴射量Ｑｔに基づいて、図５の（ａ）に実線で示すように噴射時間Ｔｉ及び噴射終了時期ｔＥを決定し、噴射指示信号の出力パターンを設定する。
【００６１】
このとき、積算噴射量ＳＱＩが上昇曲線Ｑ２に沿って増加すると、前記したように、ＥＣＵ８０Ａが噴射指示信号をＯＦＦする噴射終了時期ｔＥにおいて、積算噴射量ＳＱＩが目標噴射量Ｑｔより不足する。
そこで、第１の実施形態に係るＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩの増加率に基づいて、噴射時間Ｔｉを補正し、噴射終了時期を決定する構成とした。
【００６２】
具体的に、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、任意の時点ｔ１における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ１）を算出する。
さらに、ＥＣＵ８０Ａは、ｔ１から単位時間が経過したｔ２における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ２）を算出する。
仮にｔ１からｔ２の間で積算噴射量ＳＱＩが直線状に増加、すなわち一次関数的に増加する場合、図５の（ｂ）に破線で示すように、ｔ１とｔ２の積算噴射量ＳＱＩを結んだ直線を延長（外挿）することで、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、ｔ２以降、任意の時点における積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できる。
すなわち、ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩに基づいて予測値を算出できる。さらに詳細に、ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩの変化率に基づいて積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できる。
【００６３】
そして、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、積算噴射量ＳＱＩの予測値が目標噴射量Ｑｔに達するように噴射時間Ｔｉを補正することができ、噴射終了時期ｔ３を決定できる。
例えば、図５の（ａ）に一点鎖線で示すように噴射時間Ｔｉを延長し、延長した噴射時間Ｔｉに対応した噴射終了時期ｔ３を決定する。
このように延長した噴射時間Ｔｉは、積算噴射量ＳＱＩの予測値に基づいて算出される、噴射時間Ｔｉの予測値であり、予測噴射時間Ｔｉ’と称する。
【００６４】
図６は、ＥＣＵが噴射時間を補正する手順（以下、補正手順と称する）を示すフローチャートである。
主に図６を参照して、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）が噴射時間を補正する補正手順を説明する（適宜図１〜図５参照）。
【００６５】
なお、図６に示す補正手順は、例えば、ＥＣＵ８０Ａが実行するプログラムにサブルーチンとして組み込まれ、ＥＣＵ８０Ａが噴射指示信号をＯＮした時間、すなわち、図５の（ａ）に示す噴射開始時期ｔＳ以降に、割り込み処理などによって、所定のサイクルでＥＣＵ８０Ａが実行する構成とすればよい。
したがって、目標噴射量Ｑｔと噴射時間Ｔｉはすでに設定され、噴射指示信号の出力パターンも決定されている状態にある。
また、所定のサイクルは、前記した単位時間であることが好適である。
【００６６】
１サイクル前の補正手順の実行が終了してから所定のサイクル時間が経過したら、ＥＣＵ８０Ａは補正手順の実行を開始し、差圧センサＳｄＰが検出するオリフィス７５のオリフィス差圧ＰＯＲが安定しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００６７】
オリフィス差圧ＰＯＲが安定しないとき、すなわちオリフィス差圧ＰＯＲの変動が急峻で大きく変動するときは、燃料が安定してインジェクタ５Ａに供給されず、ＥＣＵ８０Ａは、正確な積算噴射量ＳＱＩを算出できない。
オリフィス差圧ＰＯＲが安定したと判定するための条件は、燃料噴射装置１Ａの特性に依存するものであって限定されるものではないが、例えば、オリフィス差圧ＰＯＲがある程度緩やかに変動する場合に安定していると判定できる。そして、第１の実施形態においては、オリフィス差圧ＰＯＲの変動の３階微分が０になるとき、インジェクタ５Ａに安定して燃料が供給されるとした。すなわち、ＥＣＵ８０Ａは、オリフィス差圧ＰＯＲの変動の３階微分が０になるとき、オリフィス差圧ＰＯＲが安定したと判定する構成とした。
【００６８】
なお、ＥＣＵ８０Ａがオリフィス差圧ＰＯＲの変動の３階微分を算出するためには、３サイクル以上、補正手順を実行する必要がある。したがって、ＥＣＵ８０Ａが噴射指示信号をＯＮしてから少なくとも３サイクルは、ＥＣＵ８０Ａは、オリフィス差圧ＰＯＲの変動を算出する処理のみを実行することになる。
【００６９】
そして、ＥＣＵ８０Ａは、オリフィス差圧ＰＯＲが安定していないときは（ステップＳ１→Ｎｏ）、噴射時間Ｔｉを補正せずに補正手順を終了する。すなわち、補正手順がサブルーチンで実行されている場合、ＥＣＵ８０Ａは、メインルーチンの実行に戻る。
【００７０】
一方、オリフィス差圧ＰＯＲが安定しているとき（ステップＳ１→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０Ａは、式（１）を利用して、オリフィス差圧ＰＯＲに対応する実燃料供給率ΔＱＯＲを算出する。前記したように、第１の実施形態に係る実燃料供給率ΔＱＯＲは、各気筒の実燃料噴射率ΔＱＩと同値であることから、ＥＣＵ８０Ａは実燃料噴射率ΔＱＩを算出することになる（ステップＳ２）。
さらに、オリフィス差圧ＰＯＲが安定して以降の実燃料噴射率ΔＱＩを積分して、積算噴射量ＳＱＩを算出する（ステップＳ３）。
【００７１】
そして、ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを算出する（ステップＳ４）。すなわち、ＥＣＵ８０Ａは、算出した積算噴射量ＳＱＩから１サイクル前に算出した積算噴射量ＳＱＩを減算し、その値を積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩとする。
【００７２】
ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩが一定の増加率ΔＳＱＩで一次関数的に増加しているか否かを判定する（ステップＳ５）。
例えば、ＥＣＵ８０Ａは、図５の（ｂ）に示すｔ２における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ２）から１サイクル前のｔ１における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ１）を減算して、ｔ１からｔ２の間の増加率ΔＳＱＩ（ｔ２）を算出する。
【００７３】
さらに、ＥＣＵ８０Ａは、ｔ１から１サイクル前のｔ０における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ０）からｔ１における積算噴射量ＳＱＩ（ｔ１）の増加率ΔＳＱＩ（ｔ１）を算出する。そして、ｔ１からｔ２の間の増加率ΔＳＱＩ（ｔ２）と、ｔ０からｔ１の間の増加率ΔＳＱＩ（ｔ１）が等しいとき、ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加していると判定する。
【００７４】
また、ＥＣＵ８０Ａは、単位時間ごとに算出する積算噴射量ＳＱＩの１階微分が正の一定値になり、かつ２階微分が０になることで、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加していると判定してもよい。
【００７５】
そして、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加していない場合（ステップＳ５→Ｎｏ）、ＥＣＵ８０Ａは、噴射時間Ｔｉを補正せず補正手順を終了する。
一方、積算噴射量ＳＱＩが一定の増加率ΔＳＱＩで一次関数的に増加している場合（ステップＳ５→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０Ａは、図５の（ｂ）に破線で示すように、積算噴射量ＳＱＩを外挿して、ｔ２以降に一定の増加率ΔＳＱＩで増加した場合の積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出する。さらに、ＥＣＵ８０Ａは、算出した積算噴射量ＳＱＩの予測値が目標噴射量Ｑｔに達する予測噴射時間Ｔｉ’を算出する（ステップＳ６）。
なお、ＥＣＵ８０Ａが当初設定した噴射時間Ｔｉと予測噴射時間Ｔｉ’の差が請求項に記載の補正量になる。
そして、補正量は、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩに基づいて算出されることから、補正量は、積算噴射量ＳＱＩの変化率に基づいて算出されることになる。
【００７６】
また、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加を始めた時点で予測噴射時間Ｔｉ’を算出することから、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加を始めたことを、ＥＣＵ８０Ａが判定した時点が、請求項に記載の補正判定時期になる。積算噴射量ＳＱＩは、実燃料噴射率ΔＱＩを積分して得られることから、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加する場合、実燃料噴射率ΔＱＩは一定である。したがって、補正判定時期は、実燃料噴射率ΔＱＩが一定になった時期といえる。
【００７７】
ＥＣＵ８０Ａは、当初設定した噴射時間Ｔｉと算出した予測噴射時間Ｔｉ’が等しい場合（ステップＳ７→Ｙｅｓ）、すなわち補正量が０の場合、噴射時間Ｔｉを補正することなく処理を終了するが、当初設定した噴射時間Ｔｉと予測噴射時間Ｔｉ’が等しくない場合（ステップＳ７→Ｎｏ）、ＥＣＵ８０Ａは、当初設定した噴射時間Ｔｉを、算出した予測噴射時間Ｔｉ’に置き換える。すなわち、ＥＣＵ８０Ａは、噴射時間Ｔｉを補正する（ステップＳ８）。
そして、ＥＣＵ８０Ａは、補正した噴射時間Ｔｉに基づいて、噴射終了時期を決定する。
【００７８】
例えば、図５の（ａ）に示すように、噴射時間Ｔｉが延長すると、一点鎖線で示すように、噴射指示信号の出力パターンが補正され、新たな噴射終了時期ｔ３を決定できる。そしてＥＣＵ８０Ａは、噴射終了時期ｔ３で、噴射指示信号をＯＦＦできる。
【００７９】
このように、噴射時間Ｔｉを補正することで新たな噴射終了時期ｔ３を決定できることから、積算噴射量ＳＱＩの増加率が、燃料噴射装置１Ａに固有の特性曲線Ｑ１からずれる場合であっても、目標噴射量Ｑｔを確保できる。
したがって、環境や運転状況の変動、インジェクタ５Ａの経年変化等によって、インジェクタ５Ａの実燃料噴射率ΔＱＩが変化した場合であっても、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する。
【００８０】
また、第１の実施形態によれば、オリフィス７５（図１参照）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オリフィス差圧ＰＯＲ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、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、差圧センサＳｄＰが検出するオリフィス差圧ＰＯＲに基づいて、式（１）を利用して容易に、且つ正確にオリフィス通過流量ＱＯＲを算出できる。
そして、ＥＣＵ８０Ａは、オリフィス差圧ＰＯＲから単位時間あたりのオリフィス通過流量ＱＯＲである実燃料供給率ΔＱＯＲを算出することによって、インジェクタ５Ａの実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出できる。このことによって、ＥＣＵ８０Ａは、インジェクタ５Ａの各所寸法に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ＱＯＲ、つまり、実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出できる。
【００８１】
そして、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
このように、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できることから、例えば積算噴射量ＳＱＩを外挿して、積算噴射量ＳＱＩの予測値を正確に算出できる。したがって、インジェクタ５Ａにおける実燃料噴射率ΔＱＩが変化しても、噴射時間Ｔｉを好適に補正して新たな噴射終了時期ｔ３を決定することができ、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する。
【００８２】
また、前記したように、コモンレール圧力Ｐｃの変動に伴ってオリフィス上流側圧力が変動しても、ＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、差圧センサＳｄＰによりオリフィス差圧ＰＯＲが検出でき、さらに、オリフィス通過流量ＱＯＲを算出できる。
このことからＥＣＵ８０Ａは、コモンレール圧力Ｐｃが変動する場合であっても、実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出できる。
したがって、コモンレール圧力Ｐｃが変動する場合であっても、必要に応じて噴射時間Ｔｉを好適に補正して新たな噴射終了時期ｔ３を決定することができ、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する。
【００８３】
また、インジェクタ５Ａ（図１参照）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）噴射」、「プレ（Pre）噴射」、「アフタ（After）噴射」、「ポスト（Post）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いては、各気筒が目標噴射量Ｑｔを確保できないと、エンジンの排気ガスの規制値（排ガス規制）をクリアできない場合がある。
第１の実施形態に係るＥＣＵ８０Ａ（図１参照）は、目標噴射量Ｑｔを確保できることから、エンジンの排気ガスの規制値を常にクリアできる。
【００８４】
例えば、長時間の使用によってインジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０（図２参照）が狭まるなどして、規定量の実燃料噴射率ΔＱＩが確保できなくなった場合であっても、オリフィス差圧ＰＯＲに基づいて実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出することができるので、ＥＣＵ８０Ａは、補正手順の実行で噴射指示信号の噴射時間Ｔｉの幅を調整することにより、目標噴射量Ｑｔを確保できる。
【００８５】
換言すると、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目標噴射量Ｑｔを確保できることから、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。
【００８６】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照しながら詳細に説明する。
図７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。
第２の実施形態の燃料噴射装置１Ｂが、図１に示す燃料噴射装置１Ａ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圧力センサ（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ＱＯＲを算出するオリフィス差圧ＰＯＲの定義を変えた点である。
第１の実施形態に係る燃料噴射装置１Ａ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。
【００８７】
図７に示すように４つの圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｂに入力される。
そして、第２の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｂの機能は、基本的に第１の実施形態におけるＥＣＵ８０Ａ（図１参照）と同じであるが、燃料のオリフィス通過流量ＱＯＲ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、前記した式（１）を利用し、オリフィス差圧ＰＯＲに基づいてオリフィス通過流量ＱＯＲを算出したが、第２の実施形態では、式（１）におけるオリフィス差圧ＰＯＲを、圧力センサＳＰｃが検出するコモンレール圧力Ｐｃと、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。
【００８８】
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、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に、ＥＣＵ８０Ｂは、式（１）においてオリフィス差圧ＰＯＲを差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換えて容易に精度の高い実燃料噴射率ΔＱＩを、気筒ごとに算出できる。そして、第２の実施形態に係るＥＣＵ８０Ｂは、第１の実施形態に係るＥＣＵ８０Ａと同様に、図６に示す補正手順を実行することで、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
【００８９】
そしてＥＣＵ８０Ｂは、算出した増加率ΔＳＱＩに基づいて、第１の実施形態と同様に、正確に積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できることから、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ｂに固有の特性曲線Ｑ１から外れて増加する場合であっても、ＥＣＵ８０Ｂは、噴射時間Ｔｉを好適に補正して新たな噴射終了時期ｔ３を決定することができ、目標噴射量Ｑｔを確保できる（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【００９０】
《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８を参照しながら詳細に説明する。
図８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。
第３の実施形態の燃料噴射装置１Ｃが、図７に示す燃料噴射装置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）オリフィス通過流量ＱＯＲを算出するのに圧力センサＳＰｃの代わりに圧力センサ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ＱＯＲを算出する方法を変えた点である。
第２の実施形態に係る燃料噴射装置１Ｂ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。
【００９１】
図８に示すように４つの圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｃに入力される。
そして、ＥＣＵ８０Ｃは、圧力センサＳＰｓから入力された圧力信号の高周波成分（高周波ノイズ）をカットするフィルタ処理を行う。
ここでオリフィス７５の下流側の圧力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。
第３の実施形態に係るＥＣＵ８０Ｃは、オリフィス７５の下流側の圧力センサＳＰｓが検出してフィルタ処理した圧力Ｐｓｆｉｌを利用して、燃料の単位時間あたりのオリフィス通過流量ＱＯＲである実燃料供給率ΔＱＯＲを算出する。そして、実燃料供給率ΔＱＯＲを、単位時間あたりのインジェクタ５Ａからの燃料噴射量である実燃料噴射率ΔＱＩとする。
そして、実燃料噴射率ΔＱＩを積算（積分）して、積算噴射量ＳＱＩを算出する。
【００９２】
図９は、第３の実施形態で積算噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
なお、図９に示す手順は、ＥＣＵ８０Ｃが図６に示す補正手順を実行するときに、ステップＳ１〜Ｓ３の代わりに実行して、積算噴射量ＳＱＩを算出する構成とすればよい。
以下に、主に図９を参照して、第３の実施形態に係るＥＣＵ８０Ｃが積算噴射量ＳＱＩを算出する手順を説明する（適宜図８参照）。
【００９３】
ＥＣＵ８０Ｃは、噴射指示信号をＯＮして最初の実行のとき（ステップＳ１１→Ｙｅｓ）、噴射指示信号の立ち上がりを検出したか否かをチェックし（ステップＳ１２）、検出した場合（ステップＳ１２→Ｙｅｓ）は、制御をステップＳ１３に進め、検出しない場合（ステップＳ１２→Ｎｏ）は、制御をステップＳ１２に戻す。
なお、噴射指示信号の立ち上がりの検出は、例えば、噴射指示信号を時間微分することにより容易に検出できる。
【００９４】
そして、ＥＣＵ８０Ｃは、Ｑｓｕｍ＝０．０と初期値をリセットする（ステップＳ１３）。ここで、Ｑｓｕｍは一つの燃料の噴射指示信号に対して時間積分して算出されたオリフィス通過流量ＱＯＲに対応する。
【００９５】
一方、ステップＳ１１において、噴射指示信号をＯＮして最初の実行ではないとき（ステップＳ１１→Ｎｏ）、ＥＣＵ８０Ｃは、制御をステップＳ１４に進める。
【００９６】
ＥＣＵ８０Ｃは、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より低下したか否かを判定し〔（Ｐｓｆｉｌ＜Ｐ０）？〕、下流側圧力Ｐｓｆｉｌが所定値Ｐ０より低下した場合（ステップＳ１４→Ｙｅｓ）は、制御をステップＳ１５に進め、そうでない場合は（ステップＳ１４→Ｎｏ）、処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ８０Ｃは、図６に示す補正手順のステップＳ４以降を実行する。
なお、この場合、図６に示す補正手順のステップＳ５で、積算噴射量ＳＱＩが一次関数的に増加していないことから、補正手順が終了することになる。
【００９７】
ここで、所定値Ｐ０は、圧力センサＳＰｓで検出された圧力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、実験等により求めることができる。
【００９８】
そして、ＥＣＵ８０Ｃは、所定値Ｐ０から圧力Ｐｓｆｉｌへの圧力低下量（Ｐ０−Ｐｓｆｉｌ）を算出し、式（１）のオリフィス差圧ＰＯＲの代わりに、算出した圧力低下量（Ｐ０−Ｐｓｆｉｌ）を代入してオリフィス通過流量ＱＯＲを算出する。
なお、この手順は、図６に示す補正手順に組み込まれて、ＥＣＵ８０Ｃが実行することから、前記した単位時間間隔で実行されるものであり、算出されるオリフィス通過流量ＱＯＲは、単位時間当たりのオリフィス通過流量ＱＯＲ、すなわち実燃料供給率ΔＱＯＲになる。
さらに、第３の実施形態に係るインジェクタ５Ａは、直動式であるので、実燃料供給率ΔＱＯＲは、実燃料噴射率ΔＱＩに等しい。
したがってＥＣＵ８０Ｃは、実燃料噴射率ΔＱＩを算出することになる（ステップＳ１５）。
【００９９】
さらに、ＥＣＵ８０Ｃは、Ｑｓｕｍ＝Ｑｓｕｍ＋ΔＱＩ×Δｔを算出し（ステップＳ１６）、算出したＱｓｕｍを積算噴射量ＳＱＩとする（ステップＳ１７）。すなわち、ＥＣＵ８０Ｃは、積算噴射量ＳＱＩを算出する。
なお、ステップＳ１６におけるΔｔは、単位時間とする。
【０１００】
そして、ＥＣＵ８０Ｃは、算出した積算噴射量ＳＱＩに基づいて、図６に示す補正手順のステップＳ４以降を実行する。
【０１０１】
第３の実施形態によれば、コモンレール圧力Ｐｃを検出する圧力センサＳＰｃを削除して、オリフィス７５の下流側の圧力Ｐｓを検出する圧力センサＳＰｓの検出値を利用して、実燃料噴射率ΔＱＩを算出することができ、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圧力センサＳＰｓからの圧力信号のみで、オリフィス差圧ＰＯＲを所定値Ｐ０と圧力Ｐｓｆｉｌの圧力差（Ｐ０−Ｐｓｆｉｌ）に置き換えた式（１）に基づいて容易に精度の高い燃料の実燃料噴射率ΔＱＩを、気筒ごとに算出できる。そして、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
【０１０２】
したがって、算出した増加率ΔＳＱＩに基づいて、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、正確に積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できることから、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ｃに固有の特性曲線Ｑ１から外れて増加する場合であっても、噴射時間Ｔｉを好適に補正して新たな噴射終了時期ｔ３を決定することができ、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する（図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１０３】
《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１０、図１１を参照しながら詳細に説明する。
図１０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１１は、第４の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられる背圧式の燃料噴射弁（インジェクタ）の概念構成図である。
第４の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６１に接続している。（３）第４の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。
【０１０４】
次に、第４の実施形態のインジェクタ５Ｂの構造を図１０及び図１１を参照しながら説明する。このインジェクタ５Ｂは、周知のものであり、エンジンの各気筒に取り付けられている。以下にインジェクタ５Ｂの概要を説明する。
図１１に示すように、インジェクタ５Ｂは、先端部に１個または２個以上の燃料噴射孔１０を形成したインジェクタ本体１３と、このインジェクタ本体１３内に摺動自在に支持されたノズルニードル１４と、このノズルニードル１４の上端側にプレッシャピン１５を介して連結されてノズルニードル１４と一体的に往復変位するピストン１６を含んで構成されている。
【０１０５】
インジェクタ本体１３は、ノズルボディ１７及びノズルホルダ１９等より構成されている。ノズルボディ１７の内部には、ノズルニードル１４の周囲に常に高圧燃料を充満させるための油溜り２０が形成されている。この油溜り２０は、ノズルホルダ１９内に形成される燃料通路２５及び高圧燃料供給通路２１を介してコモンレール４に常に連通している。ノズルボディ１７はノズルホルダ１９にリテーニングナット２２により締め付け固定されている。
ノズルホルダ１９は、ピストン１６を摺動自在に支持する長孔２３を中心部の長手方向に形成したシリンダを構成する。そして、長孔２３の上端部には、第１絞り形成部材１１の下端面との間に、ノズルホルダ１９の上端面で開口する背圧室７が形成されている。そして、ノズルホルダ１９内で高圧燃料供給通路２１から分岐した燃料通路２５は、第１絞り形成部材１１に形成された連通路２６を介して背圧室７に連通している。
【０１０６】
ノズルニードル１４は、二方電磁弁で構成されたアクチュエータ６Ｂの中心軸と同一軸心上に配設されて、ノズルボディ１７の内周に摺動自在に支持されている。ノズル開弁時には、ノズルニードル１４がリフトアップしてノズルニードル１４の先端部とノズルボディ１７との間に燃料通路が形成されて油溜り２０と燃料噴射孔１０とが連通してエンジンへの燃料噴射がなされる。また、ノズル閉弁時には、ノズルニードル１４の先端部がノズルボディ１７のシート面１７ａに着座して高圧燃料の噴射を終了する。
【０１０７】
プレッシャピン１５の大径部とノズルホルダ１９との間には、ノズルニードル１４を閉弁方向に付勢するコイルスプリング２７が装着されている。ピストン１６は、アクチュエータ６Ｂの中心軸と同一軸心上に配設されて、ノズルホルダ１９の長孔２３の内周面に摺動自在に支持されている。
アクチュエータ６Ｂは、図１１に示すように、バルブボディ３２よりも上側に配設された鉄心３３と、この鉄心３３の収納部に巻装された電磁コイル３４と、バルブボディ３２内を摺動自在に変位するバルブ３５と、このバルブ３５の最大リフト量を規制するストッパ３６と、バルブ３５を閉弁方向に付勢するコイルスプリング３７とから構成されている。バルブボディ３２、鉄心３３、電磁コイル３４、バルブ３５、ストッパ３６は、インジェクタ５Ｂのノズルホルダ１９の上端部にバルブボディ３２の下端部を液密的に当接した状態で図示省略のリテーニングナットによりノズルホルダ１９の上端面に締め付け固定される。
【０１０８】
バルブボディ３２は、背圧室７と連通するように開口した凹所３９内に第１、第２絞り形成部材１１、１２が液密的に嵌め込まれている。そして、バルブボディ３２内には、凹所３９よりも内径の大きい燃料室４０が形成されている。この燃料室４０は、バルブボディ３２等に設けられたドレーン通路９を介して燃料タンク２に連通する戻り燃料配管７３に接続している。
【０１０９】
鉄心３３は、電磁コイル３４への通電時に磁化する。バルブ３５は、先端側にプレート形状のシール部４２を有し、上端側に棒状部４３を有している。そして、バルブ３５は磁化した鉄心３３に吸引されてリフトアップし、バルブ３５の棒状部４３がストッパ３６の先端面に着座する。電磁コイル３４への通電が停止されると、バルブ３５を吸引する磁力が消失し、コイルスプリング３７の下方への付勢力によって、バルブ３５のシール部４２が第２絞り形成部材１２の上端面に着座する。
【０１１０】
第１、第２絞り形成部材１１、１２は、例えば、ＳＣＭ４２０等の合金鋼や炭素鋼よりなり、アクチュエータ６Ｂのバルブ３５の中心軸と同一の軸心を中心にした円環板形状に形成されている。そして、第１絞り形成部材１１及び第２絞り形成部材１２には、オリフィス５１、５２が燃料通路２５及び連通路２６の内径よりも小さい内径となるように形成されている。オリフィス５１は、第１絞り形成部材１１の中心軸より若干連通路２６側に中心軸がずれて配置され、オリフィス５２は第２絞り形成部材１２の中心軸と同一軸心上に形成されている。そして、オリフィス５１は、背圧室７とオリフィス５２とを連通する第１の通路の通路断面積を絞る。また、オリフィス５２は、オリフィス５１とドレーン通路９とを連通する第２通路の通路断面積を絞る。そして、オリフィス５２は、オリフィス５１の内径よりも１．４倍〜１．６倍程度大きい内径を有したバルブシート部材である。
【０１１１】
なお、オリフィス５１、５２の図示下端側は、背圧室７側の内径が大きくなるように形成されている。そして、オリフィス５１の出口はオリフィス５２の入口のテーパ状通路壁面に対向するように配設されている。
【０１１２】
次に、図１２を参照しながら適宜図１０、図１１を参照してＥＣＵ８０Ｄにおける燃料の各気筒への燃料噴射量Ｑの演算方法について説明する。
図１２は、１つの気筒に対する噴射指示信号と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）は噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）はインジェクタからの燃料噴射量の時間推移を示す図、（ｃ）は燃料のオリフィス通過流量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。
【０１１３】
図１２の（ａ）では、燃料の噴射指示信号は一つの広幅のパルスで概念的に表してあり、噴射指示信号の立ち上がり開始時期がｔＳであり、噴射指示信号の立下り開始時期がｔＥであり、噴射指示信号の立下り完了時期がｔＥ’である。
【０１１４】
これに対応して、背圧式の燃料噴射弁であるインジェクタ５Ｂにおけるバルブ３５（図１１参照）のリフトアップにより燃料通路２５、連通路２６、背圧室７、オリフィス５１、５２、燃料室４０及びドレーン通路９等を経て低圧燃料供給配管６１に戻るバックフローが、図１２の（ｂ）に曲線ｂで示すようにｔＳＡで開始する。このバックフローの開始は、前記した噴射指示信号の立ち上がりｔＳより少し遅れて生じる。
このバックフローの発生により背圧室７が油溜り２０の圧力よりも低圧となり、ピストン１６が上方に引き上げられ、図１２の（ｂ）に曲線ａで示すように燃料の実噴射がｔＳＢに開始される。
【０１１５】
そして、噴射指示信号の立下り時期ｔＥにおいて、電磁コイル３４（図１１参照）への通電が停止されてコイルスプリング３７がバルブ３５を下方に押し下げ、バックフローの流路を閉じて、図１２の（ｂ）に曲線ｂで示すように、ｔＥＡでバックフローが終了する。その結果、背圧室７の圧力が油溜り２０の圧力と均衡し、コイルスプリング２７の付勢力によりピストン１６とともにノズルニードル１４が下方に移動してシート面１７ａに着座し、図１２の（ｂ）に曲線ａで示すようにｔＥＢで燃料の実噴射が終了する。
【０１１６】
燃料がオリフィス７５を通過する量（オリフィス通過流量ＱＯＲ）は、図１２の（ｃ）に示すように、燃料通路２５や高圧燃料供給通路２１の容積分だけバックフロー開始のｔＳＡより遅れてｔＳ２から立ち上がる。そして、同様に燃料通路２５や高圧燃料供給通路２１の容積分だけ燃料噴射完了のｔＥＢより遅れてｔＥ２にオリフィス通過流量が０に戻る。
【０１１７】
図１２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１２の（ｄ）に示すように、コモンレール圧力Ｐｃの変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ＰＯＲが検出できるので、オリフィス通過流量ＱＯＲが算出できる。そして、図１２の（ｃ）に示すオリフィス通過流量ＱＯＲのドットで示した領域の面積は、背圧式のインジェクタ５Ｂの場合、図１２の（ｂ）に示すバックフローと燃料噴射量Ｑの両方を合計した面積と同じになる。
オリフィス差圧ＰＯＲから燃料のオリフィス通過流量ＱＯＲは前記した第１の実施形態と同様に式（１）により容易に算出できる。
【０１１８】
そして、ＥＣＵ８０Ｄには、予め、燃料の噴射指示信号の出力パターンに応じて、算出されたオリフィス通過流量ＱＯＲのうち、実際にインジェクタ５Ｂから噴射される燃料の量である燃料噴射量Ｑの割合を示す係数値である実噴射量換算係数γを、例えば、信号パラメータの相関式の形で、ＥＣＵ８０Ｄの図示しない記憶部に格納している。
燃料の噴射指示信号の出力パターンに応じた実噴射量換算係数γは、例えば、次式（２）に示す相関式のように信号波形面積ＡＰを前記した信号パラメータとし、所定間隔以上時間的に離れた独立の噴射指示信号の場合は、噴射時間Ｔｉの幅を反映した独立噴射指示信号の１つの信号波形面積で、又、所定間隔内の時間的に近接した複数の噴射指示信号の場合は、その複数の噴射指示信号の合計信号波形面積に応じて次式（２）のように設定する。
【数２】
2010084613.tif 000004
ここで、ＭＰは独立信号波形か、近接した複数の信号波形かを示すパラメータである。
そして、ＥＣＵ８０Ｄが図１２の（ａ）に示すように噴射指示信号を出力するとき、その出力パターンに応じて、独立信号波形か、近接した複数の信号波形かを判定し、更に信号波形面積ＡＰを演算して、式（２）により実噴射量換算係数γを設定する。
なお、インジェクタ５Ｂの開閉の応答速度が速い場合、前記した独立信号波形か、近接した複数の信号波形かの区別は不要である。
【０１１９】
その後、算出されたオリフィス通過流量ＱＯＲに実噴射量換算係数γを乗じることにより、燃料噴射量Ｑが算出される。
【０１２０】
なお、オリフィス通過流量ＱＯＲを所定の単位時間間隔で算出して実噴射量換算係数γを乗じることで、単位時間あたりにインジェクタ５Ｂから噴射される燃料の量である実燃料噴射率ΔＱＩを算出できる。
したがって、ＥＣＵ８０Ｄは、第１の実施形態と同様に、図６に示す補正手順を実行することができ、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
【０１２１】
そして、第１の実施形態と同様に、算出した増加率ΔＳＱＩに基づいて正確に積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できることから、インジェクタ５Ｂにおける単位時間あたりの実燃料噴射率ΔＱＩが変化した場合であっても、ＥＣＵ８０Ｄは、噴射時間Ｔｉを好適に補正して新たな噴射終了時期ｔ３を決定できる。そして、ＥＣＵ８０Ｄは、決定した噴射終了時期ｔ３に噴射指示信号をＯＦＦすることで、目標噴射量Ｑｔを確保できる（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１２２】
また、第４の実施形態によれば、オリフィス７５（図１０参照）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オリフィス差圧ＰＯＲ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、ＥＣＵ８０Ｄ（図１０参照）は、差圧センサＳｄＰが検出するオリフィス差圧ＰＯＲに基づいて、式（１）を利用し、容易に、かつ正確にオリフィス通過流量ＱＯＲを算出できる。
そして、ＥＣＵ８０Ｄは、オリフィス差圧ＰＯＲから単位時間あたりのオリフィス通過流量ＱＯＲである実燃料供給率ΔＱＯＲを算出することによって、インジェクタ５Ｂの実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出できる。このことによって、インジェクタ５Ｂの製造公差により、同一波形の噴射指示信号に対して、単位時間あたりのバックフローと実燃料供給率ΔＱＯＲの合計値である実燃料噴射率ΔＱＩ（単位時間あたりのオリフィス通過流量ＱＯＲ）のばらつきがインジェクタ５Ｂ間で存在しても、ＥＣＵ８０Ｄは、その製造公差の影響を反映した実燃料供給率ΔＱＯＲを算出でき、それに応じた実燃料噴射率ΔＱＩを算出できるので、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出でき、ひいては、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ｄに固有の特性曲線Ｑ１から外れて増加する場合であっても、噴射時間Ｔｉを補正することで新たな噴射終了時期ｔ３を決定できる。したがって、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１２３】
また、第１の実施形態と同様に、コモンレール圧力Ｐｃの変動に伴ってオリフィス上流側圧力が変動しても、ＥＣＵ８０Ｄ（図１０参照）は、差圧センサＳｄＰによりオリフィス差圧ＰＯＲが検出でき、さらに、オリフィス通過流量ＱＯＲを算出できる。
このことからＥＣＵ８０Ｄは、コモンレール圧力Ｐｃが変動する場合であっても、実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出できる。
したがって、コモンレール圧力Ｐｃが変動する場合であっても、噴射時間Ｔｉを補正することで新たな噴射終了時期ｔ３を決定でき、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１２４】
また、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）噴射」、「プレ（Pre）噴射」、「アフタ（After）噴射」、「ポスト（Post）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いては、各気筒が目標噴射量Ｑｔを確保できないと、エンジンの排気ガスの規制値をクリアできない場合がある。
【０１２５】
例えば、長時間の使用によってインジェクタ５Ｂの燃料噴射孔１０（図１１参照）が狭まるなどして、規定量の実燃料噴射率ΔＱＩが確保できなくなった場合であっても、オリフィス差圧ＰＯＲに基づいて実燃料噴射率ΔＱＩを正確に算出することができるので、ＥＣＵ８０Ｄは、補正手順の実行で噴射指示信号の噴射時間Ｔｉの幅を調整することにより、目標噴射量Ｑｔを確保できる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
なお、第４の実施形態においては、オリフィス通過流量ＱＯＲから実燃料噴射率ΔＱＩを算出するときに用いる実噴射量換算係数γを可変としたが、近似的に固定値としてもよい。
【０１２８】
《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１３を参照しながら詳細に説明する。
図１３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。
第５の実施形態の燃料噴射装置１Ｅが図１０に示す燃料噴射装置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ＱＯＲを算出するオリフィス差圧ＰＯＲの定義を変えた点である。
言い換えると、第５の実施形態は、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（図７参照）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の実施形態に係る燃料噴射装置１Ｄ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。
【０１２９】
図１３に示すように４つの圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｅに入力される。
そして、第５の実施形態における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、前記した式（１）によりオリフィス通過流量ＱＯＲを算出したが、第５の実施形態では、式（１）におけるオリフィス差圧ＰＯＲを、圧力センサＳＰｃが検出するコモンレール圧力Ｐｃと、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。
【０１３０】
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、第５の実施形態においては、第４の実施形態と同様に、ＥＣＵ８０Ｅは、式（１）においてオリフィス差圧ＰＯＲを差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に置き換えて容易に精度の高い実燃料供給率ΔＱＯＲを、気筒ごとに算出できる。更にＥＣＵ８０Ｅは、実噴射量換算係数γを噴射指示信号の出力パターンに応じて算出して実燃料供給率ΔＱＯＲに乗じることで、気筒ごとの実燃料噴射率ΔＱＩを算出できる。そして、第５の実施形態に係るＥＣＵ８０Ｅは、第４の実施形態におけるＥＣＵ８０Ｄと同様に、図６に示す補正手順を実行することで、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
なお、実噴射量換算係数γは、第４の実施形態と同様に、例えば、信号パラメータの相関式の形で、ＥＣＵ８０Ｅの図示しない記憶部に格納しておけばよい。
【０１３１】
したがって、算出した増加率ΔＳＱＩに基づいて、第１の実施形態と同様に、正確に積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できることから、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ｅに固有の特性曲線Ｑ１から外れて増加する場合であっても、噴射時間Ｔｉを補正することで新たな噴射終了時期ｔ３を決定でき、目標噴射量Ｑｔを確保できる（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１３２】
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。
【０１３３】
《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１４を参照しながら詳細に説明する。
図１４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。
第６の実施形態の燃料噴射装置１Ｆが図１３に示す燃料噴射装置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を制御するのに圧力センサＳＰｃの代わりに圧力センサ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ＱＯＲを算出する方法を変えた点である。
言い換えると、第６の実施形態は、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（図８参照）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の実施形態に係る燃料噴射装置１Ｅ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。
【０１３４】
図１４に示すように４つの圧力センサＳＰｓが検出した圧力信号は、ＥＣＵ８０Ｆに入力される。
そして、ＥＣＵ８０Ｆは、圧力センサＳＰｓから入力された圧力信号に含まれる高周波のノイズをカットするフィルタ処理を行う。
ここでオリフィス７５の下流側の圧力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。
第６の実施形態に係るＥＣＵ８０Ｆは、オリフィス７５の下流側の圧力センサＳＰｓが検出してフィルタ処理した圧力Ｐｓｆｉｌを利用して、燃料の単位時間あたりのオリフィス通過流量ＱＯＲである実燃料噴射率ΔＱＩを算出する。
そして、実燃料噴射率ΔＱＩを積算（積分）して、積算噴射量ＳＱＩを算出する。
【０１３５】
次に、図１５を参照しながら第６の実施形態におけるオリフィス７５の下流側の圧力センサＳＰｓからの信号のみによって、単位時間における燃料のオリフィス通過流量ＱＯＲである実燃料供給率ΔＱＯＲを算出し、更に実燃料供給率ΔＱＯＲに基づいて、実燃料噴射率ΔＱＩを算出する方法を説明する。
図１５は、第６の実施形態で積算噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
なお、図１５に示す手順は、ＥＣＵ８０Ｆが図６に示す補正手順を実行するときに、ステップＳ１〜Ｓ３の代わりに実行して、積算噴射量ＳＱＩを算出する構成とすればよい。
以下に、主に図１５を参照して、ＥＣＵ８０Ｆが積算噴射量ＳＱＩを算出する手順を説明する（適宜図１４参照）。
【０１３６】
図１５に示すフローチャートにおけるステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理は、図９に示したフローチャートにおけるステップＳ１１〜ステップＳ１５の手順と同じである。ただし、図９のフローチャートの説明文中の「ＥＣＵ８０Ｃ」は「ＥＣＵ８０Ｆ」に、「インジェクタ５Ａ」は「インジェクタ５Ｂ」に、それぞれ読み換える。
【０１３７】
ＥＣＵ８０Ｆは、ステップＳ２５まで実行した後、予め設定した噴射指示信号に基づいて図示しない記憶部を参照し、実噴射量換算係数γを取得する（ステップＳ２６）。
なお、実噴射量換算係数γは、第４の実施形態と同様に、例えば、信号パラメータの相関式の形で、ＥＣＵ８０Ｆの図示しない記憶部に格納しておけばよい。
【０１３８】
さらに、ＥＣＵ８０Ｆは、Ｑｓｕｍ＝Ｑｓｕｍ＋（ΔＱＩ×Δｔ）×γを算出し（ステップＳ２７）、算出したＱｓｕｍを積算噴射量ＳＱＩとする（ステップＳ２８）。すなわち、ＥＣＵ８０Ｆは、積算噴射量ＳＱＩを算出する。
なお、ステップＳ２７におけるΔｔは、単位時間とする。
そして、ＥＣＵ８０Ｆは、算出した積算噴射量ＳＱＩに基づいて、図６に示す補正手順のステップＳ４以降を実行する。
【０１３９】
第６の実施形態によれば、コモンレール圧力Ｐｃを検出する圧力センサＳＰｃを削除して、オリフィス７５の下流側の圧力Ｐｓを検出する圧力センサＳＰｓの検出値を利用して、実燃料噴射率ΔＱＩを算出することができ、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圧力センサＳＰｓからの圧力信号のみで、オリフィス差圧ＰＯＲを所定値Ｐ０と圧力Ｐｓｆｉｌの圧力差（Ｐ０−Ｐｓｆｉｌ）に置き換えた式（１）に基づいて容易に精度の高い燃料の実燃料噴射率ΔＱＩを、気筒ごとに算出できる。そして、第４の実施形態、及び第５の実施形態と同様に、算出された実燃料噴射率ΔＱＩに基づいて、積算噴射量ＳＱＩと、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを正確に算出できる。
【０１４０】
したがって、算出した増加率ΔＳＱＩに基づいて、第１の実施形態〜第５の実施形態と同様に、正確に積算噴射量ＳＱＩの予測値を算出できることから、積算噴射量ＳＱＩが、燃料噴射装置１Ｆに固有の特性曲線Ｑ１から外れて増加する場合であっても、噴射時間Ｔｉを補正することで新たな噴射終了時期ｔ３を決定でき、目標噴射量Ｑｔを確保できるという優れた効果を奏する（適宜図５の（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１４１】
そして、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。
【０１４２】
このように、第４の実施形態から第６の実施形態においては、図１１に示すような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は電磁コイル３４によりバルブ３５を駆動して背圧室７の圧力を制御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、ピエゾ素子のスタックを用いて三方弁構造の制御弁を動作させて、ノズルニードル１４の上方に配置した背圧室７の圧力を制御して燃料噴射、噴射停止をさせる構成のインジェクタでもよい。
【０１４３】
以上のように、図１に示す燃料噴射装置１Ａに備わる、直動式のインジェクタ５Ａに高圧燃料を供給する高圧燃料供給通路２１のコモンレール４寄りに、オリフィス７５を備える構成の場合、オリフィス７５の上流側と下流側の差圧（オリフィス差圧ＰＯＲ）に基づいて、単位時間あたりにオリフィス７５を通過する燃料の流量（実燃料供給率ΔＱＯＲ）を容易に算出できる。
そして、仮にコモンレール圧力Ｐｃが変動しても、オリフィス差圧ＰＯＲに基づいて算出される実燃料供給率ΔＱＯＲへの影響が小さく、正確に実燃料供給率ΔＱＯＲを算出できる。
【０１４４】
直動式のインジェクタ５Ａの場合、実燃料供給率ΔＱＯＲは、単位時間あたりの燃料噴射量（実燃料噴射率ΔＱＩ）と等しいことから、オリフィス差圧ＰＯＲを検出することによって、正確な実燃料噴射率ΔＱＩを算出できることになる。そして、実燃料噴射率ΔＱＩを積算（積分）することで、インジェクタ５Ａから噴射する燃料の総量に相当する積算噴射量ＳＱＩを算出できる。
したがって、オリフィス７５のオリフィス差圧ＰＯＲを検出することで、インジェクタ５Ａから噴射する積算噴射量ＳＱＩを正確に算出できることになる。
さらに、ＥＣＵ８０Ａは、積算噴射量ＳＱＩの増加率ΔＳＱＩを利用して、噴射時間を好適に補正することができる。
【０１４５】
したがって、例えば、環境や運転状況の変動、インジェクタ５Ａの経年変化等によって、インジェクタ５Ａにおける実燃料噴射率ΔＱＩが変化した場合であっても、ＥＣＵ８０Ａは、実燃料噴射率ΔＱＩの変化を吸収するように噴射終了時期を決定できる。そして、決定した噴射終了時期に基づいて噴射指示信号の出力パターンを補正できる。
このことによって、ＥＣＵ８０Ａは、インジェクタ５Ａにおける実燃料噴射率ΔＱＩが変化した場合であっても、積算噴射量ＳＱＩ（燃料噴射量Ｑ）の過不足の発生を抑制できる。したがって、ＰＭ（粒子状物質）が増大したり、ＮＯｘや燃焼騒音が増大したりすることを好適に抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１４６】
また、例えば、製造公差によって、インジェクタ５Ａの実燃料噴射率ΔＱＩにばらつきがある場合であっても、ＥＣＵ８０Ａは、インジェクタ５Ａごとに噴射時間Ｔｉを補正できることから、インジェクタ５Ａごとに実燃料噴射率ΔＱＩのばらつきを吸収し、安定して目標噴射量Ｑｔを噴射できる燃料噴射装置１Ａを得ることができる。
【０１４７】
また、インジェクタ５Ａにおける燃料噴射量Ｑと噴射時間Ｔｉの関係を示す「Ｔｉ−Ｑ特性データ」を有する構成の場合、ＥＣＵ８０Ａは、補正手順で補正した噴射時間Ｔｉに基づいて、Ｔｉ−Ｑ特性データを更新する構成としてもよい。
例えば、ＥＣＵ８０Ａは、定期的に補正手順を実行し、そのときの噴射時間Ｔｉを補正に基づいて、Ｔｉ−Ｑ特性データを更新する構成とすれば、長時間の使用によってインジェクタ５Ａの燃料噴射孔１０が狭まるなどして、規定量の実燃料噴射率ΔＱＩが確保できなくなった場合に対応したＴｉ−Ｑ特性データを得ることができる。
そして、ＥＣＵ８０Ａは、更新されたＴｉ−Ｑ特性データに基づいて、好適な噴射時間Ｔｉを算出できる。ひいては、常に安定して目標噴射量Ｑｔを噴射できる燃料噴射装置１Ａを得ることができる。
【０１４８】
また、図１０に示す燃料噴射装置１Ｄに備わる、背圧式のインジェクタ５Ｂに高圧燃料を供給する高圧燃料供給通路２１のコモンレール４寄りにオリフィス７５を備える構成であっても、単位時間あたりにオリフィス７５を通過する実燃料供給率ΔＱＯＲに基づいて、インジェクタ５Ｂが単位時間あたりに噴射する実燃料噴射率ΔＱＩを算出できることから、直動式のインジェクタ５Ａ（図１参照）を備える場合と同じ効果を奏する。
【０１４９】
以上のように、本発明は、インジェクタの形式にかかわらず、燃料噴射量に過不足が発生することを好適に抑制することができ、ＰＭ（粒子状物質）が増大したり、ＮＯｘや燃焼騒音が増大したりすることを好適に抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１５０】
なお、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、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。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】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。
【図２】第１の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられる直動式の燃料噴射弁（インジェクタ）の概念構成図である。
【図３】１つの気筒に対する噴射指示信号の出力パターンと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）は噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）はインジェクタからの燃料噴射量の時間推移を示す図、（ｃ）は燃料のオリフィス通過流量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４】（ａ）は、噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）は、インジェクタからの燃料噴射量の推移を噴射指示信号に同期して示した図である。
【図５】（ａ）は、噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）は、積算噴射量（燃料噴射量）の予測を示す図である。
【図６】ＥＣＵが噴射時間を補正する手順を示すフローチャートである。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】第３の実施形態で積算噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１０】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。
【図１１】第４の実施形態の蓄圧式の燃料噴射装置に用いられる背圧式の燃料噴射弁（インジェクタ）の概念構成図である。
【図１２】１つの気筒に対する噴射指示信号と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）は噴射指示信号の出力パターンを示す図、（ｂ）はインジェクタからの燃料噴射量の時間推移を示す図、（ｃ）は燃料のオリフィス通過流量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１３】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。
【図１４】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。
【図１５】第６の実施形態で積算噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５２】
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）
２１    高圧燃料供給通路（燃料供給通路）
７３    戻り燃料配管
７５    オリフィス
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ，８０Ｆ  ＥＣＵ（制御部）
Ｑ      燃料噴射量
ＳｄＰ    差圧センサ
ＳＰｃ    圧力センサ（蓄圧部圧力センサ）
ＳＰｓ    圧力センサ（燃料供給通路圧力センサ）
Ｔｉ     噴射時間
【図１】
2010084613.tif 000005
【図２】
2010084613.tif 000006
【図３】
2010084613.tif 000007
【図４】
2010084613.tif 000008
【図５】
2010084613.tif 000009
【図６】
2010084613.tif 000010
【図７】
2010084613.tif 000011
【図８】
2010084613.tif 000012
【図９】
2010084613.tif 000013
【図１０】
2010084613.tif 000014
【図１１】
2010084613.tif 000015
【図１２】
2010084613.tif 000016
【図１３】
2010084613.tif 000017
【図１４】
2010084613.tif 000018
【図１５】
2010084613.tif 000019