(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１燃焼サイクル内において副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、主噴射と副噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、目標となる時期的間隔に対する該時期的間隔のずれ量が一定値よりも大きいときには、該時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように主噴射の燃料噴射時期を維持しつつ副噴射の燃料噴射時期を補正し、前記ずれ量が一定値よりも小さいときには副噴射の燃料噴射時期を補正しないようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射と主噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、該時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように主噴射の燃料噴射時期を維持しつつ第１の副噴射の燃料噴射時期を補正分だけ補正すると共に、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるように該補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射と第２の副噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、該時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように第１の副噴射の燃料噴射時期を維持しつつ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
１燃焼サイクル内において副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、該副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、該第１の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、第１の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正分だけ補正すると共に、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるように該補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第２の副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、該第２の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、第２の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１燃焼サイクル内において副噴射例えばパイロット噴射が完了した後に時期的間隔を隔てて主噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置が公知である（特開平６−１２９２９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなパイロット噴射はその燃料噴射期間がかなり短いためにこのときの燃料噴射弁の開閉弁動作が不安定になる。その結果、パイロット噴射の噴射開始時期又は噴射完了時期が目標となる時期からずれることにより、パイロット噴射と主噴射との間の時期的間隔が目標となる時期的間隔からずれる恐れがあるという問題点がある。即ち、例えばパイロット噴射の噴射完了時期が正規の時期よりも遅くなると、パイロット噴射と主噴射との間の時期的間隔が正規の時期的間隔よりも短くなり、その結果パイロット噴射が実際に完了していないにも関わらず主噴射が開始せしめられ、従って実際の燃料噴射量が正規の燃料噴射量からずれることになる。
【０００４】
このような問題は副噴射が複数回行われるときにも生じうる。
そこで本発明の目的は燃料噴射間の時期的間隔を目標となる時期的間隔に維持することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために１番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、主噴射と副噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、目標となる時期的間隔に対する該時期的間隔のずれ量が一定値よりも大きいときには、該時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように主噴射の燃料噴射時期を維持しつつ副噴射の燃料噴射時期を補正し、前記ずれ量が一定値よりも小さいときには副噴射の燃料噴射時期を補正しないようにしている。即ち１番目の発明では、主噴射と副噴射との間の時期的間隔が目標となる時期的間隔に維持される。この場合、主噴射の燃料噴射時期が維持されるので例えば燃焼や機関出力トルクに影響を及ぼすことなく、主噴射と副噴射との間の時期的間隔が補正される。
【０００６】
また、上記課題を解決するために２番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射と主噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、この時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように主噴射の燃料噴射時期を維持しつつ第１の副噴射の燃料噴射時期を補正分だけ補正すると共に、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるようにこの補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにしている。即ち２番目の発明では、第１の副噴射と主噴射との間の時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように第１の副噴射の燃料噴射時期が変更される。ところが第１の副噴射の燃料噴射時期が変更されると、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が好ましくなく変更される。そこで２番目の発明ではさらに、第１の副噴射の燃料噴射時期の補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を変更して第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるようにしている。
【０００７】
また、上記課題を解決するために３番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射と第２の副噴射との間の実際の時期的間隔を検出し、この時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように第１の副噴射の燃料噴射時期を維持しつつ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにしている。即ち３番目の発明では、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が目標となる時期的間隔になるように第２の副噴射の燃料噴射時期が変更される。この場合、第１の副噴射の燃料噴射時期が維持されるので第１の副噴射と主噴射との間の時期的間隔が維持される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために４番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、この副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正するようにしている。即ち４番目の発明では、副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間に維持される。ここで、副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほう、即ち副噴射が行われた後に主噴射が行われる場合には燃料噴射完了時期、主噴射が行われた後に副噴射が行われる場合には燃料噴射開始時期が維持されるので、主噴射と副噴射間の時期的間隔が維持される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために５番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第１の副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、この第１の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、第１の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正分だけ補正すると共に、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるようにこの補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を補正するようにしている。即ち５番目の発明では、第１の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間に維持される。ここで、第１の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうが維持されるので主噴射と第１の副噴射との間の時期的間隔が維持される。一方、第１の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射から遠いほうが変更されるので、第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が好ましくなく変更される。そこで５番目の発明ではさらに、第１の副噴射の燃料噴射期間の補正分だけ第２の副噴射の燃料噴射時期を変更して第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持されるようにしている。
【００１０】
また、上記課題を解決するために６番目の発明によれば、１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射装置において、第２の副噴射の実際の燃料噴射期間を検出し、この第２の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間になるように、第２の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうを維持しつつ主噴射から遠いほうを補正するようにしている。即ち６番目の発明では、第２の副噴射の燃料噴射期間が目標となる燃料噴射期間に維持される。ここで、第２の副噴射の燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とのうち主噴射に近いほうが維持されるので第１の副噴射と第２の副噴射との間の時期的間隔が維持される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明をディーゼル機関に適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花点火式機関に適用することもできる。
図１を参照すると、機関本体１は例えば４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４を具備する。各気筒はそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダクト４及びインタークーラ５を介して過給機、例えば排気ターボチャージャ６のコンプレッサ６ｃの出口部に接続される。コンプレッサ６ｃの入口部は空気吸い込み管７を介してエアクリーナ８に接続される。サージタンク３とインタークーラ５間の吸気ダクト４内にはアクチュエータ９により駆動されるスロットル弁１０が配置される。なお、排気タービン６ｔの排気流入口にはその開口面積を変更可能な可変ノズル機構６ｖが取り付けられている。可変ノズル機構６ｖにより排気タービン６ｔの排気流入口面積を小さくすれば排気圧力が低い機関低回転運転時にも過給圧を高めることができる。
【００１２】
一方、各気筒は排気マニホルド１１及び排気管１２を介して排気ターボチャージャ６の排気タービン６ｔの入口部に接続され、排気タービン６ｔの出口部は排気管１３を介してＮＯＸ  還元触媒１４を収容したケーシング１５に接続され、ケーシング１５は排気管１６に接続される排気管１３内にはアクチュエータ１７により駆動される排気絞り弁１８が配置される。ＮＯＸ  還元触媒１４は例えば銅を担持したゼオライトを具備する。このＮＯＸ  還元触媒１４は流入する排気中にＨＣ，ＣＯのような還元剤が含まれていると酸化雰囲気でもＮＯＸ  を還元することができる。なお、機関１の燃焼順序は＃１−＃３−＃４−＃２である。
【００１３】
各気筒は筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２０を具備する。各燃料噴射弁２０は共通の燃料用蓄圧室又はコモンレール２１を介し吐出量を制御可能な燃料ポンプ２２に接続される。燃料ポンプ２２は低圧ポンプ（図示しない）を介して燃料タンク（図示しない）に接続されており、燃料ポンプ２２から吐出された燃料はコモンレール２１に供給され、次いで各燃料噴射弁２０に供給される。燃料ポンプ２２はコモンレール２１内の燃料圧が予め定められた目標燃料圧になるように吐出量が制御される。なお、この目標燃料圧は例えば機関運転状態に応じて定めることができる。
【００１４】
各燃料噴射弁２０は例えば電磁アクチュエータを具備し、電磁アクチュエータが付勢されると燃料噴射弁２０のニードル（図示しない）が上昇して燃料噴射弁２０が開弁し、その結果燃料噴射が開始される。一方、電磁アクチュエータが消勢されるとニードルが下降して燃料噴射弁２０が閉弁し、その結果燃料噴射が停止される。従って、ニードルの上昇下降動作又はニードルリフト量を検出すれば各燃料噴射の燃料噴射開始時期、燃料噴射完了時期、及び燃料噴射期間を検出できることになる。
【００１５】
さらに図１を参照すると、排気マニホルド１１とスロットル弁１０下流の吸気ダクト４とが排気再循環（以下ＥＧＲと称す）通路２３を介して互いに接続され、ＥＧＲ通路２３内にはアクチュエータ２４により駆動されるＥＧＲ制御弁２５が配置される。
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６、及び出力ポート３７を具備する。機関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が取り付けられる。スロットル弁１０下流の吸気ダクト４内には吸気ダクト４内の圧力に比例した出力電圧を発生する吸気圧力センサ３９と、吸気ダクト４内の吸入空気温度に比例した出力電圧を発生する吸気温センサ４０とが配置される。例えば１番気筒＃１の燃料噴射弁２０にはそのニードルリフト量に比例した出力電圧を発生するニードルリフトセンサ４１が取り付けられる。コモンレール２１にはコモンレール２１内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４２が取り付けられる。また、踏み込み量センサ４３はアクセルペダル（図示しない）の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する。これらセンサ３８，３９，４０，４１，４２，４３の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器４４を介して入力ポート３６に入力される。また、入力ポート３６にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４５が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４５の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが算出され、吸気圧力センサ３９の出力電圧に基づいて吸入空気量Ｇａが算出される。
【００１６】
一方、出力ポート３７はそれぞれ対応する駆動回路４６を介して可変ノズル機構６ｖ、各アクチュエータ９，１７，２４、各燃料噴射弁２０、及び燃料ポンプ２２にそれぞれ接続される。
ところで、コモンレール２１を設けると各気筒の１燃焼サイクル内に燃料を複数回噴射することが可能になる。そこで本実施態様では、機関出力トルクを発生させるべく概ね圧縮上死点周りで行われる主噴射とは別に、主噴射から進角側又は遅角側に時期的間隔を隔てて副噴射を行うようにしている。副噴射としてはパイロット噴射、後噴射、及びＨＣ供給用噴射が挙げられる。
【００１７】
パイロット噴射は主噴射に先立って少量の燃料を噴射するものである。このパイロット噴射は例えば主噴射よりも前の圧縮行程、即ち例えば圧縮上死点前（以下ＢＴＤＣと称する）７０から０°クランク角（以下ＣＡと称する）程度で行われ、主噴射に対する時期的間隔が大きいときには予混合気を形成し、小さいときは主噴射による燃料を着火燃焼させるための着火源を形成する。また、複数回のパイロット噴射を行うことも可能であり、従って予混合気形成用のパイロット噴射と着火源形成用のパイロット噴射との両方を行うこともできるし、予混合気形成用のパイロット噴射を複数回行うこともできる。本実施態様では２回のパイロット噴射、即ち先行する第１のパイロット噴射と、第１のパイロット噴射が完了した後に行われる第２のパイロット噴射とを行うことが可能である。
【００１８】
後噴射は燃焼ガス又は排気ガス中のＨＣを完全燃焼させて機関から排出されるすすを低減するために、主噴射が完了した後に行われるものである。この後噴射は燃焼室内に燃焼火炎が残存している間に行われるのが好ましく、例えば主噴射完了後のＢＴＤＣ０から−３０°ＣＡ（圧縮上死点後０から３０°ＣＡ）程度に行われる。
【００１９】
ＨＣ供給用噴射はＮＯＸ  還元触媒１４に還元剤としてＨＣ（炭化水素）を供給するためのものである。このＨＣ供給用噴射は例えば主噴射又は後噴射完了後のＢＴＤＣ−１５０から−２１０°ＣＡ程度に行われる。ＨＣ供給用噴射による燃料は完全燃焼することなくＮＯＸ  還元触媒１４に到り、流入するＮＯＸ  を還元する。
【００２０】
図２（Ａ）には各燃料噴射作用の燃料噴射時期が燃料噴射弁２０の開弁期間の形で概略的に示されている。ここでｊは各気筒の１燃焼サイクルで行われうる燃料噴射の順番又は種類を表しており、即ちｊ＝１は第１のパイロット噴射を、ｊ＝２は第２のパイロット噴射を、ｊ＝３は主噴射を、ｊ＝４は後噴射を、ｊ＝５はＨＣ供給用噴射をそれぞれ表している。
【００２１】
各気筒の１燃焼サイクルにおいて主噴射が必ず行われるのに対し、パイロット噴射、後噴射、及びＨＣ供給用噴射が行われるか否かはそれぞれ機関運転状態により定められる。従って、各気筒の１燃焼サイクルで行われる燃料噴射回数は１回から５回の間で変更されうることになる。例えば図２（Ｂ）に示す例では各気筒の１燃焼サイクルに燃料噴射が４回だけ行われ、図２（Ｃ）に示す例では３回だけ行われる。
【００２２】
各気筒の各燃料噴射の燃料噴射時期は例えば１番気筒の吸気上死点からのクランク角の形で求められる。即ち、１番気筒の各燃料噴射について示した図３を参照すると、１番気筒の吸気上死点からのクランク角がｊ番目（ｊ＝１，２，３，４，５）の燃料噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（ｊ）になるとｊ番目の燃料噴射のために燃料噴射弁２０が開弁され、ｊ番目の燃料噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（ｊ）だけ開弁状態に保持され、ｊ番目の燃料噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（ｊ）になると燃料噴射弁２０が閉弁される。従って、燃料噴射開始時期と燃料噴射完了時期とが定まれば燃料噴射時期が定まることになる。なお、他の気筒の燃料噴射についても同様であるので説明を省略する。
【００２３】
次に、図３を参照して各燃料噴射の燃料噴射時期の算出方法について説明する。本実施態様では、まず主噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（３）及び燃料噴射期間ＴＡＵ（３）が算出される。これらＳＴ（３）及びＴＡＵ（３）は例えば機関出力トルクを要求トルクに一致させるのに最適な燃料噴射開始時期及び燃料噴射期間であって、それぞれ機関回転数Ｎ及びアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。次いで、燃料噴射開始時期ＳＴ（３）から燃料噴射期間ＴＡＵ（３）だけ増大又は遅角することによって主噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（３）が算出される（ＦＩＮ（３）＝ＳＴ（３）＋ＴＡＵ（３））。
【００２４】
次いで、主噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（３）から第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）だけ減少又は進角することにより第２のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）が算出される（ＦＩＮ（２）＝ＳＴ（３）−ＩＮＴ（２））。次いで、第２のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）から第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）だけ減少又は進角することにより第２のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（２）が算出される（ＳＴ（２）＝ＦＩＮ（２）−ＴＡＵ（２））。
【００２５】
次いで、第２のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（２）から第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）だけ減少又は進角することにより第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）が算出される（ＦＩＮ（１）＝ＳＴ（２）−ＩＮＴ（１））。次いで、第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）から第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）だけ減少又は進角することにより第１のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（１）が算出される（ＳＴ（１）＝ＦＩＮ（１）−ＴＡＵ（１））。
【００２６】
時期的間隔ＩＮＴ（１），ＩＮＴ（２）及び燃料噴射期間ＴＡＵ（１），ＴＡＵ（２）は良好な予混合気又は着火源を形成するのに必要な時期的間隔及び燃料噴射期間であって、例えばそれぞれ機関回転数Ｎ及びアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
次いで、主噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（３）から第３の時期的間隔ＩＮＴ（３）だけ増大又は遅角することにより後噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（４）が算出される（ＳＴ（４）＝ＦＩＮ（３）＋ＩＮＴ（３））。次いで、後噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（４）から後噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（４）だけ増大又は遅角することにより後噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（４）が算出される（ＦＩＮ（４）＝ＳＴ（４）＋ＴＡＵ（４））。時期的間隔ＩＮＴ（３）及び燃料噴射期間ＴＡＵ（４）は気筒から排出されるＨＣを低減するのに必要な時期的間隔及び燃料噴射期間であって、機関回転数Ｎ及びアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内にそれぞれ記憶されている。
【００２７】
次いで、後噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（４）から第４の時期的間隔ＩＮＴ（４）だけ増大又は遅角することによりＨＣ供給用噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（５）が算出される（ＳＴ（５）＝ＦＩＮ（４）＋ＩＮＴ（４））。次いで、ＨＣ供給用噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（５）からＨＣ供給用噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（５）だけ増大又は遅角することによりＨＣ供給用噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（５）が算出される（ＦＩＮ（５）＝ＳＴ（５）＋ＴＡＵ（５））。時期的間隔ＩＮＴ（４）及び燃料噴射期間ＴＡＵ（５）はＮＯＸ  還元触媒１４から排出されるＮＯＸ  量を低減するのに必要な時期的間隔及び燃料噴射期間であって、単位時間当たりＮＯＸ  還元触媒１４に流入するＮＯＸ  量を表す吸入空気量Ｇａ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内にそれぞれ記憶されている。
【００２８】
従って一般的に言うと、１燃焼サイクル内において順次第２及び第１の副噴射を行った後に主噴射を行うか又は主噴射を行った後に順次第１及び第２の副噴射を行うようにした場合に、まず主噴射の燃料噴射時期を求め、次いで主噴射の燃料噴射時期に基づいて第１の副噴射の燃料噴射時期を求め、第１の副噴射の燃料噴射時期に基づいて第２の副噴射の燃料噴射時期を求めているということになる。
【００２９】
ところが、例えば第２のパイロット噴射の燃料噴射期間は主噴射の燃料噴射期間に比べてかなり短い。また、第２のパイロット噴射と主噴射との間の第２の時期的間隔もかなり短く設定される場合がある。このため、冒頭で述べたように燃料噴射弁２０の開閉弁動作が不安定になり、その結果実際の第２の時期的間隔が目標となるマップから算出された第２の時期的間隔からずれる恐れがある。
【００３０】
そこで本実施態様では、実際の第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）を検出し、実際の時期的間隔が目標となる時期的間隔ＩＮＴ（２）になるように第２のパイロット噴射の燃料噴射時期を補正するようにしている。
具体的には、実際の第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）が目標となる第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）に小さな一定値ｘを加算したもの（ＩＮＴ（２）＋ｘ）よりも大きいときには第２のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）が小さな一定値ａだけ増大又は遅角される。その結果、第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）が短縮される。ところが、このままでは第２のパイロット噴射の燃料噴射期間がａだけ延長されることになるので、第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）を維持すべく、第２のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（２）がａだけ増大又は遅角される。
【００３１】
ところが、このままでは第２のパイロット噴射と第１のパイロット噴射との間の第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）がａだけ延長されることになる。そこで、第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）を維持すべく第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）がａだけ増大又は遅角される。さらに、第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）を維持すべく、第１のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がａだけ増大又は遅角される。
【００３２】
これに対し、実際の第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）が目標となる第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）からｘを減算したもの（ＩＮＴ（２）−ｘ）よりも小さいときにはＦＩＮ（２）がａだけ減少又は進角され、さらにＳＴ（２）がａだけ減少又は進角される。また、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がａだけ減少又は進角される。
【００３３】
従って、実際の第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）が目標となる時期的間隔に一致せしめられ、このとき第１の時期的間隔と、第１及び第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１），ＴＡＵ（２）とが変更するのが阻止されている。さらにこの場合、主噴射の燃料噴射時期が維持されつつ第２の時期的間隔が補正される。従って、機関出力トルクの発生、燃焼又は排気性能に最も大きな影響を与えることなく、第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）を補正できることになる。
【００３４】
図４は本実施態様における第１及び第２のパイロット噴射の燃料噴射時期の算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図４を参照すると、まずステップ１００では主噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（３）が算出される。続くステップ１０１では目標となる第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）及び第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）がマップから算出される。続くステップ１０２では目標となる第２のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）及び燃料噴射開始時期ＳＴ（２）が算出される。続くステップ１０３では目標となる第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）及び燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がマップから算出される。続くステップ１０５では実際の第２の時期的間隔ＡＩＮＴ（２）が算出される。続くステップ１０６ではＡＩＮＴ（２）がＩＮＴ（２）＋ｘよりも大きいか否かが判別される。ＡＩＮＴ（２）＞ＩＮＴ（２）＋ｘのときには次いでステップ１０７に進み、ＦＩＮ（２）及びＳＴ（２）がａだけ増大又は遅角される。続くステップ１０８では、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がａだけ増大又は遅角される。
【００３５】
これに対しステップ１０６においてＡＩＮＴ（２）≦ＩＮＴ（２）＋ｘのときには次いでステップ１０９に進み、ＡＩＮＴ（２）がＩＮＴ（２）−ｘよりも小さいか否かが判別される。ＡＩＮＴ（２）≧ＩＮＴ（２）−ｘのときには処理サイクルを終了し、ＡＩＮＴ（２）＜ＩＮＴ（２）−ｘのときには次いでステップ１１０に進み、ＦＩＮ（２）及びＳＴ（２）がａだけ減少又は進角される。続くステップ１１１では、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がａだけ減少又は進角される。
【００３６】
更に、実際の第１の時期的間隔ＡＩＮＴ（１）を検出し、実際の第１の時期的間隔ＡＩＮＴ（１）が目標となる第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）になるように第１のパイロット噴射の燃料噴射時期を補正することもできる。
具体的には、実際の第１の時期的間隔ＡＩＮＴ（１）が目標となる第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）に小さな一定値ｙを加算したもの（ＩＮＴ（１）＋ｙ）よりも大きいときには第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）が小さな一定値ｂだけ増大又は遅角される。第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）を維持すべく、第１のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がｂだけ増大又は遅角される。これに対し、実際の第１の時期的間隔ＡＩＮＴ（１）が目標となる第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）からｙを減算したもの（ＩＮＴ（１）−ｙ）よりも小さいときにはＦＩＮ（１）がｂだけ減少又は進角され、さらにＳＴ（１）がｂだけ減少又は進角される。
【００３７】
この場合、第２のパイロット噴射の燃料噴射時期が維持されつつ第１の時期的間隔が補正される。従って、第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）を再補正する必要がない。
図５は本実施態様における第１のパイロット噴射の燃料噴射時期の算出ルーチンを示している。このルーチンは例えば図４のルーチンに続けて実行される。
【００３８】
図５を参照すると、まずステップ１２０では実際の第１の時期的間隔ＡＩＮＴ（１）が算出される。続くステップ１２１ではＡＩＮＴ（１）がＩＮＴ（１）＋ｙよりも大きいか否かが判別される。ＡＩＮＴ（１）＞ＩＮＴ（１）＋ｙのときには次いでステップ１２２に進み、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がｂだけ増大又は遅角される。
【００３９】
これに対しステップ１２１においてＡＩＮＴ（１）≦ＩＮＴ（１）＋ｘのときには次いでステップ１２３に進み、ＡＩＮＴ（１）がＩＮＴ（１）−ｙよりも小さいか否かが判別される。ＡＩＮＴ（１）≧ＩＮＴ（１）−ｙのときには処理サイクルを終了し、ＡＩＮＴ（１）＜ＩＮＴ（１）−ｙのときには次いでステップ１２４に進み、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がｂだけ減少又は進角される。
【００４０】
次に、別の実施態様を説明する。
上述したように燃料噴射弁２０の開閉弁動作が不安定になると、実際の燃料噴射期間も目標となるマップから算出された燃料噴射期間からずれる恐れがある。そこで本実施態様では、実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）を検出し、実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が目標となる燃料噴射期間ＴＡＵ（２）になるように第２のパイロット噴射の燃料噴射時期を補正するようにしている。
【００４１】
具体的には、実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が目標となる第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）に小さな一定値ｚを加算したもの（ＴＡＵ（２）＋ｚ）よりも大きいときには第２のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）が維持されつつ、第２のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（２）がｃだけ増大又は遅角される。その結果、第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が短縮される。
【００４２】
ところが、このままでは第２のパイロット噴射と第１のパイロット噴射との間の第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）がｃだけ延長されることになる。そこで、第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）を維持すべく第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）がｃだけ増大又は遅角される。さらに、第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）を維持すべく、第１のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がｃだけ増大又は遅角される。
【００４３】
これに対し、実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が目標となる第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）からｚを減算したもの（ＴＡＵ（２）−ｚ）よりも小さいときにはＦＩＮ（２）が維持されつつＳＴ（２）がｃだけ減少又は進角される。また、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がｃだけ減少又は進角される。
【００４４】
従って、実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が目標となる燃料噴射期間に一致せしめられ、このとき第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）と、第１パイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）とが変更するのが阻止されている。さらにこの場合、第２のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（２）と燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）とのうち主噴射の燃料噴射時期に近いほう、即ち燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）が維持されつつ、主噴射の燃料噴射時期から遠いほう、即ち燃料噴射開始時期ＳＴ（２）が補正される。従って、第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）又は主噴射の燃料噴射時期が変更されることなく第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）を補正できることになる。
【００４５】
図６は本実施態様における第１及び第２のパイロット噴射の燃料噴射時期の算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図６を参照すると、まずステップ１３０では主噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（３）が算出される。続くステップ１３１では目標となる第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）及び第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）がマップから算出される。続くステップ１３２では第２のパイロット噴射の目標となる燃料噴射完了時期ＦＩＮ（２）及び燃料噴射開始時期ＳＴ（２）が算出される。続くステップ１３３では目標となる第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）及び燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がマップから算出される。続くステップ１３５では実際の第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（２）が算出される。続くステップ１３６ではＡＴＡＵ（２）がＴＡＵ（２）＋ｚよりも大きいか否かが判別される。ＡＴＡＵ（２）＞ＴＡＵ（２）＋ｚのときには次いでステップ１３７に進み、ＳＴ（２）がｃだけ増大又は遅角される。続くステップ１３８では、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がｃだけ増大又は遅角される。
【００４６】
これに対しステップ１３６においてＡＴＡＵ（２）≦ＴＡＵ（２）＋ｚのときには次いでステップ１３９に進み、ＡＴＡＵ（２）がＴＡＵ（２）−ｚよりも小さいか否かが判別される。ＡＴＡＵ（２）≧ＴＡＵ（２）−ｚのときには処理サイクルを終了し、ＡＴＡＵ（２）＜ＴＡＵ（２）−ｚのときには次いでステップ１１０に進み、ＳＴ（２）がｃだけ減少又は進角される。続くステップ１１１では、ＦＩＮ（１）及びＳＴ（１）がｃだけ減少又は進角される。
【００４７】
更に、実際の第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（１）を検出し、実際の第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（１）が目標となる第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）になるように第１のパイロット噴射の燃料噴射時期を補正することもできる。
具体的には、実際の第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（１）が目標となる第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）に小さな一定値ｗを加算したもの（ＴＡＵ（１）＋ｗ）よりも大きいときには第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）が維持されつつ、第１のパイロット噴射の燃料噴射開始時期ＳＴ（１）がｄだけ増大又は遅角される。これに対し、実際の第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（１）が目標となる第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）からｗを減算したもの（ＴＡＵ（１）−ｗ）よりも小さいときにはＦＩＮ（１）が維持されつつＳＴ（１）がｄだけ減少又は進角される。
【００４８】
この場合、第１のパイロット噴射の燃料噴射完了時期ＦＩＮ（１）が維持されつつ燃料噴射期間ＴＡＵ（１）が補正される。従って、第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）又は第２のパイロット噴射の燃料噴射時期を再補正する必要がない。
図７は本実施態様における第１のパイロット噴射の燃料噴射時期の算出ルーチンを示している。このルーチンは例えば図６のルーチンに続けて実行される。
【００４９】
図７を参照すると、まずステップ１５０では実際の第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＡＴＡＵ（１）が算出される。続くステップ１５１ではＡＴＡＵ（１）がＴＡＵ（１）＋ｗよりも大きいか否かが判別される。ＡＴＡＵ（１）＞ＴＡＵ（１）＋ｗのときには次いでステップ１５２に進み、ＳＴ（１）がｄだけ増大又は遅角される。
【００５０】
これに対しステップ１５１においてＡＴＡＵ（１）≦ＴＡＵ（１）＋ｗのときには次いでステップ１５３に進み、ＡＴＡＵ（１）がＴＡＵ（１）−ｗよりも小さいか否かが判別される。ＡＴＡＵ（１）≧ＴＡＵ（１）−ｗのときには処理サイクルを終了し、ＡＴＡＵ（１）＜ＴＡＵ（１）−ｗのときには次いでステップ１５４に進み、ＳＴ（１）がｂだけ減少又は進角される。
【００５１】
これまで述べてきた実施態様と同様にして、主噴射と後噴射との間の第３の時期的間隔ＩＮＴ（３）、後噴射とＨＣ供給用噴射との間の第４の時期的間隔ＩＮＴ（４）、後噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（４）、及びＨＣ供給用噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（５）を補正することもできる。この場合、第３の時期的間隔ＩＮＴ（３）は第２の時期的間隔ＩＮＴ（２）に対応し、第４の時期的間隔ＩＮＴ（４）は第１の時期的間隔ＩＮＴ（１）に対応する。また、後噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（４）は第２のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（２）に対応し、ＨＣ供給用噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（５）は第１のパイロット噴射の燃料噴射期間ＴＡＵ（１）に対応する。
【００５２】
また、上述の実施態様では、ニードルリフトセンサ４１によりクランク角に対するニードルリフト量の変化を検出し、それにより実際の時期的間隔及び実際の燃料噴射期間を検出するようにしている。しかしながら、例えば筒内圧を表す出力信号を発生する筒内圧センサ筒内に配置してクランク角に対する筒内圧の変化を検出し、それにより実際の時期的間隔及び実際の燃料噴射期間を検出するようにすることもできる。或いは、燃焼火炎がそれを横切ったときに生ずるイオン電流に比例した出力電圧を発生するイオン電流検出グローを筒内に配置しクランク角に対するイオン電流の変化を検出し、それにより実際の時期的間隔及び実際の燃料噴射期間を検出するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
燃料噴射間の時期的間隔を目標となる時期的間隔に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】燃料噴射時期及び気筒の１燃焼サイクルで行われる燃料噴射の数を説明するための図である。
【図３】１燃焼サイクルにおける燃料噴射作用の燃料噴射時期を示す概略線図である。
【図４】燃料噴射時期の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】燃料噴射時期の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】燃料噴射時期の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】燃料噴射時期の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
２０…燃料噴射弁
２１…コモンレール
【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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