(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の噴射圧力が強制的に高圧に制御されている強制状態が解除され、目標圧力よりも噴射圧力が高い高圧状態で加速運転が指令されても、加速により生じる燃焼音を低減する燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射制御装置は、通常制御よりも高く設定された目標圧力に噴射圧力が制御されている強制状態中、または強制状態が解除された後、噴射圧力が目標圧力よりも高く所定の異音発生判定値以上であり（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、内燃機関に加速運転が指令されている場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、エンジン運転状態に基づく通常制御ではパイロット噴射を実施しない場合にはメイン噴射の前にパイロット噴射を実施するか、通常制御でパイロット噴射を実施する場合にはパイロット噴射の噴射段数を増加して燃料噴射弁の噴射段数を増加する（Ｓ３０４）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の噴射圧力を目標圧力に制御する圧力制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づく通常制御よりも強制的に高く前記圧力制御手段が前記目標圧力を設定して前記噴射圧力を制御する強制状態か否かを判定する強制状態判定手段と、
前記燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態であるか否かを判定する圧力判定手段と、
前記内燃機関に加速運転が指令されているか否かを判定する加速判定手段と、
前記強制状態であると前記強制判定手段が判定しているときに、前記高圧状態であると前記圧力判定手段が判定し、前記内燃機関に加速運転が指令されていると前記加速判定手段が判定すると、前記強制状態が解除されたと判断し、前記噴射圧力が前記高圧状態であり前記内燃機関に加速運転が指令されている間、前記通常制御よりも前記燃料噴射弁の噴射段数を増加する噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記噴射制御手段は、前記噴射段数を増加する場合、メイン噴射の前にパイロット噴射を実施するか前記パイロット噴射の噴射段数を増加することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射制御手段は、前記強制状態が解除されたと判断すると、前記噴射圧力が前記高圧状態であり前記内燃機関に加速運転が指令されている間、さらに前記通常制御よりも前記燃料噴射弁の噴射時期を遅角させることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の噴射圧力を目標圧力に制御する圧力制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づく通常制御よりも強制的に高く前記圧力制御手段が前記目標圧力を設定して前記噴射圧力を制御する強制状態か否かを判定する強制状態判定手段と、
前記燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態であるか否かを判定する圧力判定手段と、
前記内燃機関に加速運転が指令されているか否かを判定する加速判定手段と、
前記強制状態であると前記強制判定手段が判定しているときに、前記高圧状態であると前記圧力判定手段が判定し、前記内燃機関に加速運転が指令されていると前記加速判定手段が判定すると、前記強制状態が解除されたと判断し、前記噴射圧力が前記高圧状態であり前記内燃機関に加速運転が指令されている間、前記通常制御よりも前記燃料噴射弁の噴射時期を遅角させる噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記噴射制御手段は、前記噴射時期を遅角させる場合、メイン噴射を遅角させることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記圧力判定手段は、前記燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力よりも高く所定圧以上の高圧状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記圧力判定手段は、前記燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力に対して所定の差圧以上に高い高圧状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
車両の走行音が加速により発生する燃焼音を遮るか否かを判定する走行音判定手段をさらに備え、
前記噴射制御手段は、前記強制状態が解除されたと判断し、前記噴射圧力が前記高圧状態であり前記内燃機関に加速運転が指令されていても、加速により発生する前記燃焼音を前記走行音が遮ると前記走行音判定手段が判定すると、前記通常制御により前記燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関自体が発生するエンジン音が加速により発生する燃焼音を遮るか否かを判定するエンジン音判定手段をさらに備え、
前記噴射制御手段は、前記強制状態が解除されたと判断し、前記噴射圧力が前記高圧状態であり前記内燃機関に加速運転が指令されていても、加速により発生する前記燃焼音を前記エンジン音が遮ると前記エンジン音判定手段が判定すると、前記通常制御により前記燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記噴射制御手段は、前記強制状態が解除された後、前記高圧状態ではないと前記圧力判定手段が判定するか、前記内燃機関に加速運転が指令されていないと前記加速判定手段が判定すると、次に前記強制状態判定手段が前記強制状態であると判定するまで、前記通常制御により前記燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン運転状態に基づいて設定される目標噴射量に対して、燃料噴射弁から実際に噴射される実噴射量のずれ量が大きくなると、エミッションの悪化等の不具合が生じる。そこで、目標噴射量と実噴射量との差に基づいて燃料噴射弁に燃料噴射を指令する駆動信号の補正量を学習し、実噴射量を目標噴射量に一致させる噴射量学習が行われている。特に、特許文献１、２に開示されているように、内燃機関の主なトルクを生成するメイン噴射の前に微少量のパイロット噴射を実施する場合、微少噴射量を高精度に制御することが求められる。
【０００３】
ところで、例えばコモンレール式のディーゼルエンジンでは、燃料噴射弁に燃料を供給するコモンレールの作動圧力範囲の全域を低圧側と高圧側との間で複数の圧力領域に分割し、コモンレール圧を制御して各圧力領域において噴射量学習を実施する。このとき、エンジン運転状態に基づく通常制御よりも強制的に高圧に設定された目標圧力にコモンレール圧、すなわち燃料噴射弁の噴射圧力が制御されることがある。エンジン運転状態に基づく通常制御とは、エンジン回転数、アクセル開度、水温等のエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射弁の噴射圧力、噴射量、噴射時期、メイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する場合は多段噴射の噴射段数等の噴射制御を実施することを表している。
【０００４】
また、排ガス中のスモーク低減のために、通常制御よりも強制的に高圧に設定された目標圧力に噴射圧力が制御されることがある。
【特許文献１】特開２００２−２７６４４４号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、エンジン運転状態に基づく通常制御よりも強制的に高圧に設定された目標圧力に燃料噴射弁の噴射圧力が制御される強制状態において、例えばアクセルが踏み込まれ内燃機関に加速運転が指令されると、強制状態が解除され噴射圧力の制御は通常制御に戻る。
【０００６】
通常制御に戻ると、強制状態において強制的に高く設定されていた目標圧力は、通常、強制状態よりも低い値に設定される。これに対し、目標圧力に追随して通常制御よりも高圧に制御されていた噴射圧力は、ポンプ吐出量等の制御により徐々にしか目標圧力まで低下しない。したがって、強制状態が解除され噴射圧力が目標圧力にまで低下する間、噴射圧力は目標圧力よりも高い高圧状態になる。
【０００７】
このように強制状態が解除され目標圧力よりも実際の噴射圧力が高い高圧状態で加速運転を実施すると、気筒内で急激な燃焼が発生するので、加速運転時に異常な燃焼音が発生することがある。
【０００８】
前述した特許文献１には、酸素濃度または酸素量の計測値の目標値からのずれの大きさに基づいてパイロット噴射量、ならびにパイロット噴射とメイン噴射との噴射間隔を調整することにより、加速または減速等の過渡運転において発生する燃焼騒音を低減することが記載されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１には、強制状態が解除され目標圧力よりも実際の噴射圧力が高い高圧状態で加速運転を実施するときの燃焼音の低減については記載されていない。
このような加速運転時の異常な燃焼音を防止するために、噴射圧力が目標圧力にほぼ一致するまで燃料噴射を停止することが考えられる。しかしながら、加速運転が指令されているにも関わらず燃料噴射を停止すると、内燃機関が加速運転を実施しないので、ドライバビリティを損なうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の噴射圧力が強制的に高圧に制御されている強制状態が解除され、目標圧力よりも噴射圧力が高い高圧状態で加速運転が指令されても、加速により生じる燃焼音を低減する燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１から３に記載の発明によると、内燃機関の運転状態に基づく通常制御よりも強制的に高く圧力制御手段が目標圧力を設定して噴射圧力を制御する強制状態であると強制判定手段が判定しているときに、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態であると圧力判定手段が判定し、内燃機関に加速運転が指令されていると加速判定手段が判定すると、噴射制御手段は、強制状態が解除されたと判断し、噴射圧力が高圧状態であり内燃機関に加速運転が指令されている間、通常制御よりも燃料噴射弁の噴射段数を増加する。
【００１２】
このように、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態で実施される加速運転において噴射段数を増加することにより、強制状態が解除され、加速中に異常な燃焼音が発生すると推定される噴射圧力の高圧状態において、一度に燃料を噴射せず噴射量を分散できる。これにより、気筒内での急激な燃焼を抑制できるので、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態で加速運転を実施するときに、燃焼音を低減できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によると、噴射制御手段は、噴射段数を増加する場合、メイン噴射の前にパイロット噴射を実施するかパイロット噴射の噴射段数を増加する。
これにより、内燃機関の主なトルクを発生するメイン噴射が実施される前に気筒内で燃料の予混合が促進されるので、メイン噴射による燃焼が予混合燃焼となる。その結果、急激な燃焼となることを抑制できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、噴射制御手段は、強制状態が解除されたと判断すると、噴射圧力が高圧状態であり内燃機関に加速運転が指令されている間、通常制御よりも噴射段数を増加することに加え、通常制御よりも燃料噴射弁の噴射時期を遅角させる。
【００１５】
このように、噴射段数の増加に加え噴射時期を遅角させることにより、燃料の燃焼時期を遅らせることができる。これにより、気筒内での急激な燃焼をさらに抑制できるので、加速中の燃焼音をさらに低減できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によると、強制状態であると強制判定手段が判定しているときに、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態であると圧力判定手段が判定し、内燃機関に加速運転が指令されていると加速判定手段が判定すると、噴射制御手段は、強制状態が解除されたと判断し、噴射圧力が高圧状態であり内燃機関に加速運転が指令されている間、通常制御よりも燃料噴射弁の噴射時期を遅角させる。
【００１７】
このように、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態で実施される加速運転において燃料噴射弁の噴射時期を遅角させることにより、燃料の燃焼時期を遅らせることができる。これにより、気筒内での急激な燃焼を抑制できるので、加速中の燃焼音を低減できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によると、噴射制御手段は、噴射時期を遅角させる場合、メイン噴射を遅角させる。
１燃焼サイクルにおいて内燃機関の主トルクを生成するメイン噴射の噴射時期を遅角させることにより、気筒内での急激な燃焼を効果的に抑制できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によると、圧力判定手段は、燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力よりも高く所定圧以上の高圧状態であるか否かを判定する。
すなわち、圧力判定手段は、噴射圧力が目標圧力よりも高いことに加え、噴射圧力が所定圧以上であり、加速中に気筒内で急激な燃焼が発生しやすく異音が発生しやすいときを高圧状態としている。このように、異音が発生しやすい高圧状態において、噴射段数を増加するか噴時期を遅角させるかの少なくともいずれか一方を噴射制御手段が実施して異音を低減することが効果的である。
【００２０】
請求項７に記載の発明によると、圧力判定手段は、燃料噴射弁の噴射圧力が目標圧力に対して所定の差圧以上に高い高圧状態であるか否かを判定する。
すなわち、圧力判定手段は、噴射圧力が目標圧力よりも高いことに加え、噴射圧力が目標圧力よりも所定の差圧以上に高く、加速中に気筒内で急激な燃焼が発生しやすく異音が発生しやすいときを高圧状態としている。このように、異音が発生しやすい高圧状態において、噴射段数を増加するか噴時期を遅角させるかの少なくともいずれか一方を噴射制御手段が実施して異音を低減することが効果的である。
【００２１】
ところで、走行音またはエンジン音により加速中の燃焼音が遮られる場合には、噴射段数または噴射時期を制御して燃焼音を低減する必要がない。
そこで、請求項８に記載の発明によると、噴射制御手段は、強制状態が解除されたと判断し、噴射圧力が高圧状態であり内燃機関に加速運転が指令されていても、加速により発生する燃焼音を走行音が遮ると走行音判定手段が判定すると、通常制御により燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御する。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明によると、噴射制御手段は、強制状態が解除されたと判断し、噴射圧力が高圧状態であり内燃機関に加速運転が指令されていても、加速により発生する燃焼音をエンジン音が遮るとエンジン音判定手段が判定すると、通常制御により燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御する。
【００２３】
これにより、高圧状態において加速により発生する燃焼音を低減するために、通常制御とは異なる噴射制御に切り替えて噴射段数または噴射時期を制御することを防止できる。その結果、噴射制御の切替回数を低減し、噴射制御の処理負荷を低減できる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によると、噴射制御手段は、強制状態が解除された後、高圧状態ではないと圧力判定手段が判定するか、内燃機関に加速運転が指令されていないと加速判定手段が判定すると、次に強制状態判定手段が強制状態であると判定するまで、通常制御により燃料噴射弁の噴射段数および噴射時期を制御する。
【００２５】
これにより、加速中の燃焼音を低減するための噴射段数の増加制御、または噴射時期の遅角制御が終了してから次に強制状態が開始されるまでの間、通常制御において、加速中の燃焼音を低減するために、噴射段数を増加するか否か、噴射時期を遅角させるか否かの判定処理を実施する必要がない。その結果、通常制御における処理負荷を低減できる。
【００２６】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射システムを図１に示す。
（燃料噴射システム１０）
本実施形態の燃料噴射システム１０は、例えば、自動車用の４気筒のディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）２に燃料を供給するためのものであり、燃料タンクから吸入した燃料を加圧する高圧ポンプ１２と、高圧燃料を蓄えるコモンレール２０と、コモンレール２０から供給される高圧燃料をエンジン２の各気筒に噴射する燃料噴射弁３０と、本システムを制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）４０とを備える。高圧ポンプ１２には、燃料タンクから燃料を汲み上げるフィードポンプが内蔵されている。
【００２８】
燃料供給ポンプとしての高圧ポンプ１２は、カムシャフトのカムの回転に伴いプランジャが往復移動することにより、フィードポンプから加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。高圧ポンプ１２が燃料タンクから燃料を吸入する吸入量は、高圧ポンプ１２の吸入側に設置されている調量弁により制御される。調量弁は、電流制御されることにより高圧ポンプ１２が吸入行程で吸入する燃料吸入量を調量する。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ１２の燃料吐出量が調量される。
【００２９】
コモンレール２０の内部の燃料圧力（コモンレール圧）は、高圧ポンプ１２から供給される燃料量と、燃料噴射弁３０から噴射される燃料量とのバランスにより決定される。コモンレールに２０にはコモンレール圧を検出する圧力センサ２２が設置されている。
【００３０】
エンジン２には、運転状態を検出するセンサとして、クランク角度の回転角度を検出するクランクセンサ２４が設置されている。さらに、運転状態を検出する他のセンサとして、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ２６、吸入空気の温度（吸気温）、冷却水の温度（水温）をそれぞれ検出する温度センサ等が燃料噴射システム１０に設けられている。
【００３１】
燃料噴射弁３０は、例えば、噴孔を開閉するノズルニードルのリフトを制御室の圧力で制御する公知の噴射弁である。コモンレールから燃料噴射弁３０の制御室に供給される高圧燃料は、噴孔を塞ぎ燃料噴射を遮断する方向にノズルニードルに圧力を加える。そして、制御室と低圧側とを接続する低圧通路が電磁弁等により開閉される。低圧通路が閉じて制御室が高圧の場合にはノズルニードルが噴孔を塞ぐので、燃料噴射は遮断される。低圧通路が開いて制御室の圧力が低下すると、ノズルニードルがリフトして噴孔が開くので、噴孔から燃料が噴射される。
【００３２】
尚、ノズルニードルのリフトを制御室の圧力で制御する燃料噴射弁に代えて、ピエゾアクチュエータ等を用いた直動式の燃料噴射弁を使用してもよい。
燃料噴射制御装置としてのＥＣＵ４０は、ＣＰＵ５２、ＦＰＵ５４、ＲＡＭ５６、ＲＯＭ５８、入出力インタフェース６０等を有するマイクロコンピュータ５０にて構成されている。そして、ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２、クランクセンサ２４、アクセルセンサ２６、図示しない車速センサを含む各種センサの出力信号をＡ／Ｄ変換して取り込み、エンジン運転状態を制御する。ＥＣＵ４０は、クランクセンサ２４の出力信号に基づいてクランクシャフトの回転角度位置を検出するとともに、単位時間当たりのクランクシャフトの回転角度からエンジン回転数を検出する。
【００３３】
ＥＣＵ４０は、各種センサの出力信号に基づき、高圧ポンプ１２の吐出量、燃料噴射弁３０の燃料噴射量、燃料噴射時期、メイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する場合の多段噴射のパターンを制御する。ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０に燃料噴射を指令する噴射パルス信号のパルス幅により燃料噴射弁３０の噴射量を制御し、噴射パルス信号のパルスの立ち上がり時期により燃料噴射弁３０の噴射時期を制御する。
【００３４】
次に、ＥＣＵ４０のＲＯＭ、フラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されている制御プログラムにより機能するＥＣＵ４０の各手段について説明する。
（圧力制御手段）
ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射弁３０の噴射圧力であるコモンレール圧の目標圧力を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２でコモンレール圧を検出しながら高圧ポンプ１２の吐出量を制御することにより、コモンレール２０が燃料噴射弁３０に供給する燃料の圧力範囲である作動圧力範囲においてコモンレール圧を目標圧力に制御する。
【００３５】
（微少噴射量学習手段）
ＥＣＵ４０は、例えば車両の所定の走行距離間隔毎に微少噴射量学習の学習条件が成立すると、例えばパイロット噴射量に相当する微少量の学習用噴射を実施する。微少噴射量学習の学習条件は、例えば、図２に示すように、アクセルがオフされ減速無噴射運転になったときである。すると、ＥＣＵ４０は学習実行フラグをオンにし、学習用噴射の指令噴射量と実噴射量との差に基づいて、指令噴射量に実噴噴射量が一致するように、燃料噴射弁３０に燃料噴射を指令する噴射パルス信号のパルス幅を補正する補正量を学習する。ＥＣＵ４０は、学習用噴射を実施したときのエンジン回転数の変動量から発生トルクを算出し、算出した発生トルクから燃料噴射弁３０が実際に噴射した実噴射量を算出する。
【００３６】
ＥＣＵ４０は、コモンレール圧の作動圧力範囲の全域を低圧側と高圧側との間で複数の圧力領域に分割し、コモンレール圧を調圧して各圧力領域において微少噴射量学習を実施する。
【００３７】
（強制状態判定手段）
ＥＣＵ４０は、通常制御においては、エンジン運転状態に基づいて設定した目標圧力にコモンレール圧を制御することにより燃料噴射弁３０の噴射圧力を制御する。
【００３８】
これに対し、コモンレール圧の作動圧力範囲の高圧側で微少噴射量学習を実施する場合には、ＥＣＵ４０は、微少噴射量学習条件である減速無噴射運転状態に基づく通常制御よりも目標圧力２００（図２の一点鎖線参照。）を高くし、噴射圧力であるコモンレール圧を強制的に高く制御することがある。
【００３９】
また、ＥＣＵ４０は、排ガス中のスモークを低減するために、エンジン運転状態に基づく通常制御よりもコモンレール圧を強制的に高く制御することがある。
ＥＣＵ４０は、このようにエンジン運転状態に基づく通常制御よりもコモンレール圧を強制的に高く制御している場合、強制状態であると判定する。
【００４０】
（加速判定手段）
ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ２６の出力信号に基づいて、アクセルが踏み込まれるときのアクセル開度の単位時間当たりの変化率を算出する。これにより、所定の変化率以上にアクセル開度が踏み込まれている場合、ＥＣＵ４０はエンジン２に加速運転が指令されていると判定する。
【００４１】
また、ＥＣＵ４０は、図示しないトルクセンサ等によりエンジン２の発生トルクを検出し、発生トルクの単位時間当たりの変化率が所定の変化率以上の場合、ＥＣＵ４０はエンジン２に加速運転が指令されていると判定する。
【００４２】
ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ２６およびトルクセンサの両方の出力信号に基づいて、エンジン２に加速運転が指令されているか否かを判定してもよい。
（圧力判定手段）
ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２の出力信号に基づいて、コモンレール圧の絶対圧として、コモンレール圧が目標圧力よりも高く所定圧以上の高圧状態であるか否かを判定する。
【００４３】
また、ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２の出力信号に基づいて、コモンレール圧の相対圧として、コモンレール圧が目標圧力に対して所定の差圧以上に高い高圧状態であるか否かを判定する。
【００４４】
（噴射制御手段）
微少噴射量学習または排ガス中のスモーク低減のようにコモンレール圧を前述した強制状態に制御中に、アクセルが踏み込まれエンジン２に加速運転が指令されると、強制状態が解除され、通常制御により燃料噴射弁３０の噴射量、噴射時期、噴射段数、ならびに高圧ポンプ１２の吐出量が制御される。例えば微少噴射量学習が停止され通常制御が開始される場合には、図２に示すようにＥＣＵ４０は、通常制御により強制状態時よりも低い圧力を算出してコモンレール圧の目標圧力２００として設定する。
【００４５】
目標圧力２００が低下しても、高圧ポンプ１２の吐出量を制御することより目標圧力に追随するように制御されるコモンレール圧は緩やかにしか低下しない。すると、コモンレール圧が目標圧力まで低下する間に、燃料噴射弁３０の噴射圧力が目標圧力よりも高く所定圧以上であるか、あるいは噴射圧力が目標圧力に対して所定の差圧以上である高圧状態になる期間が生じる。
【００４６】
このように、目標圧力よりも噴射圧力が高い高圧状態で燃料噴射弁３０から燃料が噴射されると、気筒内で急激な燃焼が発生するので、加速運転時に異常な燃焼音が発生することがある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、以下に説明する噴射段数の増加および噴射時期の遅角の少なくともいずれか一方の噴射制御により気筒内での急激な燃焼を抑制し、燃焼音を低減する。
【００４８】
（１）噴射段数の増加
図３に示すように、ＥＣＵ４０は、メイン噴射の前に実施されるパイロット噴射の噴射量は変更せず噴射段数を通常制御時よりも増加する。パイロット噴射は、メイン噴射による着火の前に空気と微少量の燃料とを予め混合させておくために実施される。ＥＣＵ４０は、メイン噴射の噴射量および噴射時期は変更しない。
【００４９】
通常制御においてパイロット噴射を実施しない場合は、パイロット噴射を実施することにより噴射段数を増加する。
パイロット噴射の噴射段数が増加することにより、メイン噴射の前に燃料と空気の予混合が促進されるので、メイン噴射が実施されると気筒内の燃焼が予混合燃焼となる。これにより、メイン噴射を実施しても気筒内での急激な燃焼が抑制されるので、強制状態が解除され、噴射圧力の高圧状態においてエンジン２が加速しているときに発生する燃焼音を低減できる。
【００５０】
（２）噴射時期の遅角
図４に示すように、ＥＣＵ４０は、メイン噴射の噴射量は変更せず噴射時期を通常制御よりも遅角させる。図４では、ＥＣＵ４０は、パイロット噴射の噴射量および噴射時期は変更しない。噴射時期を通常制御よりも遅角させることにより、燃料の燃焼時期を遅らせることができる。その結果、気筒内での急激な燃焼を抑制できるので、加速中の燃焼音を低減できる。噴射時期を遅角させる場合、圧縮上死点よりも遅角させて気筒内での急激な燃焼を抑制してもよい。
【００５１】
尚、図５に示すように、パイロト噴射の噴射段数の増加と、メイン噴射の噴射時期の遅角とを同時に実施してもよい。
ところで、次に説明する走行音判定手段またはエンジン音判定手段のいずれかが、強制状態が解除され、加速中の燃焼音が走行音またはエンジン音により遮られると判定する場合には、走行音またはエンジン音により加速運転時の燃焼音は殆ど聞こえない。
【００５２】
この場合には、ＥＣＵ４０は、パイロット噴射の噴射段数の増加、ならびにメイン噴射の噴射時期の遅角の両制御を実施せず、エンジン運転状態に基づく通常制御によりパイロット噴射の噴射段数ならびにメイン噴射の噴射時期を制御する。これにより、通常制御とは異なる噴射制御に切り替えて、パイロット噴射の噴射段数の増加、あるいはメイン噴射の噴射時期の遅角を実施する必要がない。その結果、噴射制御の処理負荷を低減できる。
【００５３】
（走行音判定手段）
ＥＣＵ４０は、車速センサの出力信号に基づき、車両走行により生じる風切り音およびロードノイズ等の走行音の大きさを推定し、強制状態が解除され加速運転を実施するときに発生する燃焼音が走行音により遮られるか否かを判定する。
【００５４】
（エンジン音判定手段）
ＥＣＵ４０は、クランクセンサ２４の出力信号からエンジン回転数を検出し、エンジン回転数からエンジン２自体が発生するエンジン音の大きさを推定する。そして、強制状態が解除され加速運転を実施するときに発生する燃焼音がエンジン音により遮られるか否かを判定する。
【００５５】
尚、圧力判定手段が高圧状態であるか否かを判定するときの上記所定圧または上記差圧の値を、走行音またはエンジン音が遮れない程度に加速中の燃焼音が高くなる圧力限界値に設定してもよい。この場合、上記所定圧または上記差圧に走行音判定手段またはエンジン音判定手段の判定が含まれることになる。上記所定圧または上記差圧の値は、車速またはエンジン回転数に基づいて可変に設定することが望ましい。
【００５６】
（燃焼音低減制御）
次に、図６〜図９に示す燃焼音低減ルーチンについて説明する。図６〜図９において「Ｓ」はステップを表している。図６〜図９に示す燃焼音低減ルーチンは、強制状態中、ならびにアクセルの踏み込み等により加速運転が指令されて強制状態が解除されてから、噴射圧力が目標圧力にほぼ一致するか加速運転が停止するまで実施される。言い換えると、強制状態が解除され、噴射圧力が目標圧力にほぼ一致するか加速運転が停止すると、次に強制状態になるまでの通常制御中において、図６〜図９に示す燃焼音低減ルーチンは実施されない。これにより、通常制御における処理負荷を低減できる。
【００５７】
尚、図６〜図９に示す異音発生判定値には、走行音またはエンジン音が遮れない程度に加速中の燃焼音が高くなる圧力値が、車速またはエンジン回転数に基づいて可変に設定される。
【００５８】
（燃焼音低減ルーチン１）
図６のＳ３００においてＥＣＵ４０は、噴射圧力が目標圧力よりも高く所定の異音発生判定値以上であるかを判定する。
【００５９】
噴射圧力が所定の異音発生判定値以上であれば（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、Ｓ３０２においてＥＣＵ４０は、エンジン２に加速運転が指令されているか否かを判定する。
エンジン２に加速運転が指令されている場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、Ｓ３０４においてＥＣＵ４０は、強制状態が解除された高圧状態であると判断し、噴射制御手段の項目で説明したように、メイン噴射の前にパイロット噴射を実施するか、パイロット噴射の噴射段数を増加して燃料噴射弁３０の噴射段数を増加する。これにより、メイン噴射よる燃焼が予混合燃焼となり気筒内での急激な燃焼を抑制できるので、加速中の燃焼音が低減する。
【００６０】
噴射圧力が所定の異音発生判定値未満か（Ｓ３００：Ｎｏ）、エンジン２に加速運転が指令されていない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、燃焼音は小さいと判断し、Ｓ３０６において燃料噴射弁３０の噴射段数を本来の噴射段数に制御する。
【００６１】
ここで、本来の噴射段数に制御するとは、微少噴射量学習またはスモーク低減等の強制状態においては、通常制御ではない強制状態に適した噴射段数に制御し、強制状態が解除されたときには、エンジン運転状態に基づく通常制御により噴射段数を制御することを表している。
【００６２】
ここで、前述したように、Ｓ３００で判定する異音発生判定値には、走行音またはエンジン音が遮れない程度に加速中の燃焼音が高くなる圧力値が、車速またはエンジン回転数に基づいて可変に設定されている。これにより、エンジン２に加速運転が指令されて強制状態が解除され通常制御が実施されるときに、噴射段数の増加制御または噴射時期の遅角制御に切り替わる頻度を低減するとともに、噴射段数の増加制御または噴射時期の遅角制御から通常制御に極力早く復帰できる。
【００６３】
（燃焼音低減ルーチン２）
図７のＳ３１０、Ｓ３１２における処理は、図６のＳ３００、Ｓ３０２における処理と実質的に同一である。
【００６４】
噴射圧力が所定の異音発生判定値以上であり（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、エンジン２に加速運転が指令されている場合（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）、Ｓ３１４においてＥＣＵ４０は、強制状態が解除された高圧状態であると判断し、噴射制御手段の項目で説明したように、燃料噴射弁３０のメイン噴射の噴射時期を遅角させる。これにより、燃料の燃焼時期を遅らせることができるので、気筒内での急激な燃焼を抑制できる。その結果、加速中の燃焼音を低減できる。
【００６５】
噴射圧力が所定の異音発生判定値未満か（Ｓ３１０：Ｎｏ）、エンジン２に加速運転が指令されていない場合（Ｓ３１２：Ｎｏ）、燃焼音は小さいと判断し、Ｓ３１６においてＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０の噴射時期を本来の噴射時期に制御する。
【００６６】
ここで本来の噴射時期に制御するとは、微少噴射量学習またはスモーク低減等の強制状態においては、通常制御ではない強制状態に適した噴射時期に制御し、強制状態が解除されたときには、エンジン運転状態に基づく通常制御により噴射時期を制御することを表している。
【００６７】
（燃焼音低減ルーチン３）
図８のＳ３２０においてＥＣＵ４０は、噴射圧力が目標圧力よりも高く、噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値以上であるかを判定する。
【００６８】
噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値以上であり（Ｓ３２０：Ｙｅｓ）、エンジン２に加速運転が指令されている場合（Ｓ３２２：Ｙｅｓ）、Ｓ３２４においてＥＣＵ４０は、メイン噴射の前にパイロット噴射を実施するか、パイロット噴射の噴射段数を増加して燃料噴射弁３０の噴射段数を増加する。
【００６９】
噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値未満であるか（Ｓ３２０：Ｎｏ）、エンジン２に加速運転が指令されていない場合（Ｓ３２２：Ｎｏ）、Ｓ３２６においてＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０の噴射段数を本来の噴射段数に制御する。
【００７０】
（燃焼音低減ルーチン４）
図９のＳ３３０においてＥＣＵ４０は、噴射圧力が目標圧力よりも高く、噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値以上であるかを判定する。
【００７１】
噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値以上であり（Ｓ３３０：Ｙｅｓ）、エンジン２に加速運転が指令されている場合（Ｓ３３２：Ｙｅｓ）、Ｓ３３４においてＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０のメイン噴射の噴射時期を遅角させる。
【００７２】
噴射圧力と目標圧力との差圧が所定の異音発生判定値未満か（Ｓ３３０：Ｎｏ）、エンジン２に加速運転が指令されていない場合（Ｓ３３２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０はＳ３３６において燃料噴射弁３０の噴射時期を本来の噴射時期に制御する。
【００７３】
以上説明した本実施形態では、通常制御よりも強制的に高く目標圧力を設定して噴射圧力を制御する強制状態が解除され、噴射圧力が目標圧力よりも高く加速中に異常な燃焼音が発生すると推定される高圧状態において、噴射段数を増加するか、噴射時期を遅角させる。これにより、気筒内での急激な燃焼を抑制できるので、噴射圧力が目標圧力よりも高い高圧状態で加速運転を実施するときに、燃焼音を低減できる。
【００７４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、図６〜図９に示す異音発生判定値に、走行音またはエンジン音が遮れない程度に加速中の燃焼音が高くなる圧力値を、車速またはエンジン回転数に基づいて可変に設定した。これに対し、図６〜図９に示す異音発生判定値に固定値を設定してもよい。
【００７５】
上記実施形態では、圧力制御手段、強制状態判定手段、圧力判定手段、加速判定手段、噴射制御手段、走行音判定手段、エンジン音判定手段、微少噴射量制御手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ４０により実現している。これに対し、上記手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００７６】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。
【図２】強制状態解除後の圧力変化を示すタイムチャート。
【図３】噴射段数の増加を説明するタイムチャート。
【図４】噴射時期の遅角を説明するタイムチャート。
【図５】噴射段数の増加および噴射時期の遅角を説明するタイムチャート。
【図６】燃焼音低減ルーチン１を示すフローチャート。
【図７】燃焼音低減ルーチン２を示すフローチャート。
【図８】燃焼音低減ルーチン３を示すフローチャート。
【図９】燃焼音低減ルーチン４を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
２：ディーゼルエンジン（内燃機関）、１０：燃料噴射システム、２０：コモンレール、３０：燃料噴射弁、４０：ＥＣＵ（燃料噴射制御装置、圧力制御手段、強制状態判定手段、圧力判定手段、加速判定手段、噴射制御手段、走行音判定手段、エンジン音判定手段、微少噴射量制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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