(57)【要約】【課題】予混合燃焼モードの領域内の上限負荷域で運転者により波状アクセル操作が行われたときでも、予混合燃焼モードの領域縮小を回避できると共に、燃焼モードの頻繁な切換によるエンジン運転の不安定を防止できるディーゼルエンジンの燃焼制御装置を提供する。【解決手段】予混合燃焼モードの運転領域内の高負荷側に設定された上限負荷域内で運転者により波状アクセル操作が行われたときに波状操作フラグＦをセットし、波状アクセル操作の終了により波状操作フラグＦがリセットされるまで、上限負荷域で通常よりも高圧側のオフセットレール圧を目標値として適用する。これにより、本来は予混合燃焼モードが実行されるべき上限負荷域で通常燃焼モードが実行される事態を防止する。【選択図】図６
2011094527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプから供給される加圧燃料をコモンレールに蓄圧すると共に、該コモンレールの圧力をエンジンの運転領域に応じて設定された目標レール圧に制御し、上記エンジンの高負荷側の運転領域では上記コモンレール内の燃料を圧縮上死点近傍で筒内に噴射して燃料噴射中に着火する通常燃焼モードを実行し、低負荷側の運転領域では上記通常燃焼モードよりも早期に筒内への燃料噴射を完了して予混合期間を経て着火する予混合燃焼モードを実行するディーゼルエンジンの燃焼制御装置において、
上記予混合燃焼モードの領域内の高負荷側に設定された上限負荷域内での運転中に、短い周期でアクセルが周期的にオンオフされる波状アクセル操作を判定する波状アクセル操作判定手段と、
上記波状アクセル操作判定手段により波状アクセル操作が判定されたときに、該波状アクセル操作が判定されなくなるまで上記上限負荷域に対応して設定されている目標レール圧を増加させ続けるレール圧増加手段と
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】
上記レール圧増加手段は、上記波状アクセル操作が急激であるほど上記目標レール圧を増圧させることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジンの燃焼制御装置に係り、詳しくは予混合燃焼モードと通常燃焼モードとを切換可能なディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにおいては、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して燃料噴射中に着火する通常燃焼モードと、通常燃焼モードに比較してより早い時期に燃料噴射を完了し、その後に着火する予混合燃焼モードとを切り換える技術が知られている。
通常燃焼モードにより生起される拡散燃焼主体のディーゼル燃焼では着火後も燃料を追加供給することから、筒内への燃料供給量を増加させることにより高出力を確保することができる。一方、予混合燃焼モードにより生起される予混合燃焼では中負荷程度に出力が制限されるが、燃料噴射完了後の予混合期間を経る過程で高ＥＧＲ率の条件の下で空気と燃料とを十分に混合させた上で着火することから、局所的な燃焼温度の上昇が抑えられてＮＯx発生量が低減される。このため、例えばアイドル運転域を含めた低負荷域では排気性能を考慮して予混合燃焼モードを選択し、それ以外の運転領域では出力性能を考慮して通常燃焼モードを選択している。
【０００３】
予混合燃焼モードと通常燃焼モードとは、例えば燃料噴射期間などの制御パラメータの目標値を設定した制御マップに基づき実行され、予混合燃焼モードと通常燃焼モードとを切り換えるときには、それぞれの制御モードに対応した２つの制御マップ間で制御パラメータの目標値を徐々に変化させるように制御している。
しかしながら、このような燃焼モードの切換手法では、燃焼モードの切換時において適切な制御パラメータの目標値の設定が困難になる場合があり、結果として不適切な燃料噴射によりトルクショックやスモーク発生などの不具合が生じてしまう可能性があった。
【０００４】
そこで、このような問題点に着目した対策として特許文献１に記載の技術が提案されている。当該特許文献１の技術では、予混合燃焼モードの実行中において、燃料噴射の開始から着火までの着火遅れ期間、及び噴射燃料を予混合するために必要な予混合期間を算出すると共に、これらの着火遅れ期間及び予混合期間から燃料噴射に割り当て可能な最大噴射期間を算出している。
そして、現在の燃料の噴射期間が最大噴射期間以下のときには、制御マップに基づく噴射期間及びレール圧で予混合燃焼モードを実行する一方、噴射期間が最大噴射期間を越えるときには、噴射期間として最大噴射期間を設定した上で、レール圧の増加補正により不足分の噴射量を補い、これにより予混合期間を確保して予混合燃焼モードを継続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように特許文献１に記載された技術は、本来の噴射期間では予混合期間が不足して予混合燃焼モードが成立せずに、通常燃焼モードに切り換えざるを得ない運転領域（具体的には、予混合燃焼モードの運転領域内の高負荷側であり、以下、上限負荷域という）でも予混合燃焼モードを継続可能とすることにより、予混合燃焼モードの運転領域を拡大することを意図したものであるが、実際にはこの目的を達成できない場合があった。
【０００７】
図７はレール圧を増加補正したときの目標値と実際値との推移を示すタイムチャートであるが、この図に示すように、アクセルオン操作に呼応して制御マップから読み出される噴射期間の目標値が増加し、予混合期間の不足への対応としてレール圧の目標値が破線で示すようにステップ状に増加補正されたとしても、実線で示すように実際のレール圧は直ちに増加することなく応答遅れをもって増加する。このためレール圧の目標値に対して実際値に遅れが生じている期間中には、目標噴射量を達成するために噴射期間が延長化され、結果として予混合期間を確保不能との判断の下に、一時的に通常燃焼モードに切り換えられてしまう。
【０００８】
この現象は、上記した上限負荷域内において、運転者によりアクセルが短い周期で繰り返しオンオフされたとき（以下、この操作を波状アクセル操作という）に顕在化する。このような場合には、アクセルオン操作時に上記過程を経て予混合期間を確保不能として通常燃焼モードに切り換えられ、その直後にアクセルオフ操作に伴って予混合燃焼モードに切り換えられることから、アクセルのオンオフ操作に同期して燃焼モードが意図せずに頻繁に切り換えられてしまう。
結果として、上限負荷域では本来は予混合燃焼モードを実行可能な領域であるにも拘わらず通常燃焼モードが行われてしまうことになり、排ガス特性が良好な予混合燃焼モードの領域が縮小されるばかりか、燃焼モードの頻繁な切換によりエンジンの運転が不安定になってしまうという問題が生じた。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、予混合燃焼モードの領域内の上限負荷域において運転者により波状アクセル操作が行われたときであっても、予混合燃焼モードの領域が縮小する事態を回避できると共に、燃焼モードの頻繁な切換に起因してエンジン運転が不安定になる現象を未然に防止することができるディーゼルエンジンの燃焼制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、燃料ポンプから供給される加圧燃料をコモンレールに蓄圧すると共に、コモンレールの圧力をエンジンの運転領域に応じて設定された目標レール圧に制御し、エンジンの高負荷側の運転領域ではコモンレール内の燃料を圧縮上死点近傍で筒内に噴射して燃料噴射中に着火する通常燃焼モードを実行し、低負荷側の運転領域では通常燃焼モードよりも早期に筒内への燃料噴射を完了して予混合期間を経て着火する予混合燃焼モードを実行するディーゼルエンジンの燃焼制御装置において、予混合燃焼モードの領域内の高負荷側に設定された上限負荷域内での運転中に、短い周期でアクセルが周期的にオンオフされる波状アクセル操作が運転者により行われたか否かを判定する波状アクセル操作判定手段と、波状アクセル操作判定手段により波状アクセル操作が判定されたときに、波状アクセル操作が判定されなくなるまで上限負荷域に対応して設定されている目標レール圧を増加させ続けるレール圧増加手段とを備えたものである。
【００１１】
従って、波状アクセル操作判定手段により波状アクセル操作が判定されると、上限負荷域で設定されている目標レール圧がレール圧増加手段により増加され、波状アクセル操作が終了するまで目標レール圧の増加が継続される。
燃料噴射期間を設定する毎に予混合期間の不足（予混合燃焼の継続不能）を判定する特許文献１の技術では、波状アクセル操作が行われているときに予混合期間の不足への対処としてレール圧を増加補正すると、その応答遅れに起因して予混合期間を確保不能となって通常燃焼モードに切り換えられ、その直後にアクセルオフ操作に伴って予混合燃焼モードに切り換えられる現象が発生する。
【００１２】
これに対して本発明では、波状アクセル操作が一旦開始されると終了するまではレール圧側にオフセットされるため、本来予混合燃焼モードが実行されるべき上限負荷域で通常燃焼モードが実行されることがなくなり、この通常燃焼モードの実行により予混合燃焼モードの領域が縮小される事態が回避される。また、波状アクセル操作が行われても燃焼モードの頻繁な切換が発生しないことから、この頻繁な切換に起因してエンジン運転が不安定になる現象が未然に防止される。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、レール圧増加手段が、波状アクセル操作が急激であるほど目標レール圧を増圧させるものである。
従って、波状アクセル操作が急激であるほど上限負荷域内で通常燃焼モードに切り換わる可能性が高まるが、目標レール圧の増圧により噴射期間の延長化が抑制されて着火までの予混合期間が確保されるため、このような事態を確実に防止可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように請求項１の発明のディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、上限負荷域で波状アクセル操作が判定されたときに、波状アクセル操作が判定されなくなるまで上限負荷域で設定されている目標レール圧を増加させ続けるようにしたため、上限負荷域で運転者により波状アクセル操作が行われたときであっても、予混合燃焼モードと通常燃焼モードとの間で頻繁に燃焼モードが切り換えられることを防止して、予混合燃焼モードの領域が縮小する事態を回避でき、且つ、燃焼モードの頻繁な切換に起因してエンジン運転が不安定になる現象を未然に防止することができる。
請求項２の発明のディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、請求項１に加えて、波状アクセル操作が急激であるほど目標レール圧を増圧するため、上限負荷域での通常燃焼モードの実行を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のコモンレール式ディーゼルエンジンの燃焼制御装置を示す全体構成図である。
【図２】燃焼モード切換マップを示す図である。
【図３】ＥＣＵが実行する波状操作フラグ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】同じくＥＣＵが実行する波状操作フラグ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】上限負荷域内で波状アクセル操作が行われたときの噴射量の変動状況を示すタイムチャートである。
【図６】レール圧の目標値を設定するためのＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図７】先行技術におけるレール圧を増加補正したときの目標値と実際値との推移を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化したコモンレール式ディーゼルエンジンの燃焼制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のコモンレール式ディーゼルエンジンの燃焼制御装置を示す全体構成図である。
【００１７】
ディーゼルエンジン１の各気筒には燃料噴射弁２が設けられ、各燃料噴射弁２は共通のコモンレール３に接続されている。コモンレール３は逆止弁４を備えた一対のサプライ燃料路５を介してサプライポンプ６（燃料ポンプ）に接続され、サプライポンプ６はフィルタ７及び電磁式の吸入量調整弁８を備えたフィード燃料路９を介してフィードポンプ１０に接続され、フィードポンプ１０はタンク燃料路１１を介して燃料タンク１２に接続されている。
なお、図１ではサプライポンプ６とフィードポンプ１０とを分離して示しているが、実際のこれらのポンプ６，１０は一体化されて共通の駆動軸１３により連結されており、図では表していないが、両ポンプ６，１０は駆動軸１３を介してエンジン１により駆動される。
【００１８】
燃料タンク１２内の燃料はフィードポンプ１０により汲み上げられてタンク燃料路１１及びフィード燃料路９を経てサプライポンプ６に供給され、サプライポンプ６により更に加圧されてサプライ燃料路５を経てコモンレール３に蓄圧される。吸入量調整弁８の開度に応じてサプライポンプ６の燃料吸入量が制限され、それに応じてサプライポンプ６の燃料吐出量が制御されてコモンレール３内の燃料圧（レール圧）が調整される。このようにしてコモンレール３に蓄圧された高圧燃料が常に各気筒の燃料噴射弁２に供給されており、各気筒では所定クランク角で燃料噴射弁２が開弁され、それに伴って筒内に噴射された燃料が燃焼に供される。
【００１９】
なお、サプライポンプ６やフィードポンプ１０の構成及びレール圧の調整原理は、これに限るものではなく任意に変更可能である。
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップなどの記憶に供されるメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ２１（電子制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、レール圧を検出するレール圧センサ２２、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ２３、車両のアクセル開度θaccを検出するアクセルセンサ２５などの各種センサ類が接続されている。また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記燃料噴射弁２や吸入量調整弁８などの各種デバイス類が接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ２１はアクセルセンサ２５により検出されたアクセル開度θaccや回転速度センサ２３により検出された回転速度Ｎeなどのエンジン運転状態に関する各種情報に基づき、燃料噴射弁２による燃料噴射量や噴射時期の目標値、或いはコモンレール３のレール圧の目標値などを設定し、例えば、燃料噴射量や噴射時期の目標値に基づき燃料噴射弁２を駆動制御すると共に、レール圧の目標値に基づき吸入量調整弁８を開度制御して実際のレール圧を目標値にフィードバック制御し、これによりエンジン１を運転する。
【００２１】
また、ＥＣＵ２１はエンジン１の運転領域に応じて、ピストンの圧縮上死点近傍で燃料を噴射して燃料噴射中に着火する通常燃焼モードと、通常燃焼モードに比較してより早い時期に燃料噴射を完了し、その後に空気と燃料とを混合させるための予混合期間を経て着火する予混合燃焼モードとの２つの燃焼モードを選択的に実行している。燃焼モードの切換は図２に示す燃焼モード切換マップに基づき行われ、高回転域を除いた低負荷域では予混合燃焼モードが選択され、それ以外の運転領域では通常燃焼モードが選択される。但し、燃焼モード切換マップの特性は、これに限ることなく別の特性に変更してもよい。
【００２２】
そして、［発明が解決しようとする課題］でも述べたように、予混合燃焼モードの領域内の図２にハッチングで示す上限負荷域内において、アクセルを短い周期で繰り返しオンオフする波状アクセル操作が行われると、アクセルのオンオフ操作に同期して燃焼モードが意味もなく頻繁に切り換えられてしまう。この現象は、予混合燃焼モードの領域が縮小される要因になる上に、エンジン運転が不安定となる要因にもなることから、本実施形態では、上限負荷域での波状アクセル操作時にレール圧を増加補正する対策を講じており、以下、当該対策のためにＥＣＵ２１が実行する処理を詳述する。
【００２３】
ＥＣＵ２１はエンジン１の運転中に図３，４に示す波状操作フラグ設定ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
ここで、本実施形態ではエンジン負荷と相関する噴射量ｑを指標とし、噴射量ｑが変動したときの上限極値及び下限極値（共にピークを意味する）として最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minを特定し、これらの値q_max，q_minに基づき上限負荷域での波状アクセル操作の実行を判定している（波状アクセル操作判定手段）。そこで、以下の説明では、アクセルオン操作に引き続いて波状アクセル操作が行われることにより、図５のタイムチャートに示すように噴射量ｑが増加して上限負荷域に突入して周期的な変動を開始した状況を想定し、このときのＥＣＵ２１の処理を図３，４のフローチャートに従って順次述べる。
【００２４】
まず、ステップＳ２で噴射量ｑ、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minを読み込む。噴射量ｑとしては、現在燃料噴射弁２による燃料噴射に適用されている値を読み込み、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minとしては、現在までの噴射量ｑの変動状況に基づき特定されてメモリに格納されている値を読み込む。アクセルオン操作の直後は、未だ最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが特定されずメモリにも格納されていないため、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minとして０がメモリから読み出される。
【００２５】
続くステップＳ４では、噴射量ｑが上限値α未満で、且つ下限値βを越えているか否かを判定する。上限値α及び下限値βは、上限負荷域の高負荷側及び低負荷側の境界線上にエンジン回転速度Ｎe毎に予め設定された閾値であり、ステップＳ４では現在のエンジン回転速度Ｎeに対応する上限値α及び下限値βが選択され、これらの値α，βが噴射量ｑと比較される。
アクセルオン操作の直後は未だ上限負荷域に突入していないことから、噴射量ｑが下限値β未満であるとしてステップＳ４でＮo（否定）の判定を下す。続くステップＳ６ではメモリに格納されている最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minを消去すると共に、タイマをリセットし、続くステップＳ８で波状操作フラグＦをリセット（＝０）した後、一旦ルーチンを終了する。なお、このときのメモリには最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが未格納であり、タイマもスタートされておらず、波状操作フラグＦもセット（＝１）されていないため、実質的なステップＳ６，８の処理は行われない。
【００２６】
アクセル操作に応じて噴射量ｑが次第に増加して下限値βを越えると、ＥＣＵ２１はステップＳ４でＹes（肯定）の判定を下してステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では噴射量ｑが上限極値または下限極値の何れかに達したか否かを判定する。この極値判定は、噴射量ｑの増減方向の反転に基づいて行われ、図５のタイムチャートに示すように、増加中の噴射量ｑが減少方向に転じたときには上限極値と見なし、減少中の噴射量ｑが増加方向に転じたときには下限極値と見なし、ステップＳ１０でＹesの判定を下す。
【００２７】
この時点の噴射量ｑは上限負荷域に突入してはいるが未だ増加中で減少方向に反転していないため、ステップＳ４でＮoの判定を下してステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２ではメモリの最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが共に格納されているか否かを判定する。この時点では何れの値q_max，q_minも０であるため、共に格納されていないと見なしてステップＳ１２でＮoの判定を下し、一旦ルーチンを終了する。
増加中の噴射量ｑが上限極値に達するまではステップＳ２，４，１０，１２の処理を繰り返し、何れかの時点で噴射量ｑが上限極値に達すると、ステップＳ１０でＹesの判定を下してステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４ではタイマをリセットし、続くステップＳ１６でタイマをスタートさせ、その後にステップＳ１８に移行する。
【００２８】
ステップＳ１８では、最大噴射量q_maxまたは最小噴射量q_minの少なくとも一方がメモリに格納されているか否かを判定し、何れの値q_max，q_minも０であり格納されていないため、Ｎoの判定を下してステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、上記ステップＳ１０で上限極値または下限極値が判定されたときの噴射量ｑを最大噴射量q_maxまたは最小噴射量q_minとして特定してメモリに格納し、その後にルーチンを終了する。この場合には、上記ステップＳ１０で上限極値が判定されているため、このときの噴射量ｑを最大噴射量q_maxとして特定、格納する。
その後の噴射量ｑは上限極値で減少方向に転じるが、反転当初は噴射量ｑが下限極値に達していないため、ステップＳ１０でＮoの判定を下してステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では最大噴射量q_maxがメモリに格納されているので、Ｙesの判定を行いステップＳ３２に進む。
【００２９】
ステップＳ３２ではタイマが予め設定された操作間隔判定閾値ｔ0未満であるか否かを判定する。
この操作間隔判定閾値ｔ0は、運転者の波状アクセル操作により相前後して発生した上限極値と下限極値との間隔の上限を定めたものであり、操作間隔判定閾値ｔ0以上であるときには通常の車両加減速を目的としたアクセル操作と判断し、波状アクセル操作から除外する趣旨のものである。
【００３０】
噴射量ｑが減少して何れかの時点で下限極値に達すると、ステップＳ１０でＹesの判定を下してステップＳ１４で再びタイマをリセットし、続くステップＳ１６でタイマをスタートさせる。その後にステップＳ１８に移行すると、上記ステップＳ２０で既に最大噴射量q_maxがメモリに格納されているため、Ｙesの判定を下してステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、上位ステップＳ２０と同じくステップＳ１０で判定された極値に対応する噴射量ｑを最大噴射量q_maxまたは最小噴射量q_minとして特定してメモリに格納する。この場合には下限極値が判定されているため、このときの噴射量ｑを下限噴射量q_minとして特定、格納する。続くステップＳ２４では、最大噴射量q_maxの平均値である最大平均噴射量q_max_ave、及び最小噴射量q_minの平均値である最小平均噴射量q_min_aveを算出する。なお、この時点では、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが共に一つだけのため、これらの値q_max，q_minがそのまま最大平均噴射量q_max_ave及び最小平均噴射量q_min_aveに設定される。
【００３１】
さらにステップＳ２６で最大平均噴射量q_max_aveから最小平均噴射量q_min_aveを減算して変動量Δqを算出し、続くステップＳ２８で変動量Δqが予め設定された変動量判定閾値ａ0以上であるか否かを判定する。この変動量判定閾値ａ0は、運転者の波状アクセル操作による噴射量ｑの変動量Δqの下限を定めたものであり、変動量判定閾値ａ0未満であるときには通常のアクセル操作に伴う噴射量ｑの揺らぎと判断し、波状アクセル操作から除外する趣旨のものである。
ステップＳ２８の判定がＮoのときには上記ステップＳ６に移行し、一方、ステップＳ２８の判定がＹesのときには、ステップＳ３０に移行して波状操作フラグＦをセットした後にルーチンを終了する。
ステップＳ３２の判定がＮoのときには上記ステップＳ６に移行し、一方、ステップＳ３２の判定がＹesのときには、そのままルーチンを終了する。
【００３２】
以上のようにＥＣＵ２１の処理が行われることにより、図５のタイムチャートに示すように波状アクセル操作に起因して上限負荷域内で噴射量ｑが変動してステップＳ１０で上限極値及び下限極値が交互に判定されているときには、上限極値として特定された最大噴射量q_max、及び下限極値として特定された最小噴射量q_minが順次メモリに格納される。新たな最大噴射量q_maxや最小噴射量q_minが格納される度に、これらの値q_max，q_minと既に格納されている最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minとから新たな最大平均噴射量q_max_ave、最小平均噴射量q_min_ave及び変動量Δqが算出される。
【００３３】
そして、変動量Δqに基づきステップＳ２８の判定が行われると共に、極値判定に伴ってリセット及びスタートされたタイマに基づきステップＳ３２の判定が行われ、これらの判定条件及びステップＳ４の判定条件が共に満たされているとき、即ち上限負荷域で波状アクセル操作が継続されている限り、波状操作フラグＦがセットされ続ける。また、ステップＳ４，２８，３２の何れかの条件が満たされなくなったときには、波状アクセル操作が中止されたと見なし、ステップＳ６以降の処理によりメモリに格納された最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが消去されると共に、波状操作フラグＦがリセットされる。
なお、以上は、予混合燃焼モードの領域で噴射量ｑの増加に伴って上限負荷域内に突入した場合を図５にタイムチャートに従って説明したが、通常燃焼モードの領域から噴射量ｑの減少に伴って上限負荷域内に突入することもあり、この場合でも突入後に波状アクセル操作が行われていれば上記と同様の処理が行われる。
【００３４】
一方、コモンレール３のレール圧の目標値は図６に示すブロック図に基づきＥＣＵ２１により設定され、その際に上記波状操作フラグＦの設定に応じてレール圧の目標値が増加補正される。以下、当該ブロック図に基づいてレール圧の目標値の設定状況を述べる。
レール圧算出部３１には噴射量ｑ及びエンジン回転速度Ｎeが入力され、これらの噴射量ｑ及びエンジン回転速度Ｎeに基づき所定のマップから目標値としてのレール圧が算出される。算出されたレール圧はオフセットレール圧算出部３２に入力され、オフセットレール圧算出部３２では、レール圧と噴射量ｑの単位時間当たりの変化率とに基づき所定のマップからオフセットレール圧が算出される。
【００３５】
噴射量ｑの変化率の大小に関わらず、基本的にオフセットレール圧はレール圧をベースとして増加補正されることでより大きな値に設定され、さらに図６に示すように噴射量ｑの変化率が大であるときほど、オフセットレール圧はより増加側に設定される。噴射量ｑの変化率は、図５のタイムチャートにおいて、波状アクセル操作の実行に応じて噴射量ｑが上限極値と下限極値との間で変動しているときの変動状況を反映した値となり、より具体的には、波状アクセル操作が急激なときほど噴射量ｑの変化率はより大となる。結果として波状アクセル操作が急激であるときほど、噴射量ｑの増加と共にオフセットレール圧がより増加側に設定される。
【００３６】
レール圧及びオフセットレール圧は切換部３３に入力され、切換部３３では波状操作フラグＦに応じて入力値の何れかをレール圧の目標値として出力する。即ち、波状操作フラグＦがリセット（＝０）されているときにはレール圧を出力し、波状操作フラグＦがセット（＝１）されているときにはより高圧のオフセットレール圧を出力する（レール圧増加手段）。そして、出力されたレール圧やオフセットレール圧を目標値として、レール圧センサ２２により検出された実際のレール圧がフィードバック制御されてエンジン１の運転が行われる。
以上のＥＣＵ２１の処理により波状アクセル操作が行われたときには、以下に述べるようにレール圧の設定が実行される。
【００３７】
まず、波状アクセル操作が行われていないとき、及び波状アクセル操作が開始されたとしても、図３，４のフローチャートで最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minが共に特定されてメモリに格納され（ステップＳ２０，２２）、且つ波状操作フラグＦがセットされる（ステップＳ３０）以前には、上限負荷域を含めた予混合燃焼モードの領域内の何れでエンジン１が運転されていても、レール圧算出部３１で算出されたレール圧を目標値として実際のレール圧がフィードバック制御される。
この状態から波状アクセル操作が開始されて、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minの特定に呼応して波状操作フラグＦがセットされると、上限負荷域でのフィードバック制御の目標値はレール圧からオフセットレール圧に切り換えられる。従って、波状操作フラグＦがセットされた時点から実際のレール圧はオフセットレール圧相当値に増圧され、増圧後のレール圧に基づき燃料噴射が実行される。
【００３８】
このように本実施形態では、上限負荷域で波状アクセル操作が開始されて、最大噴射量q_max及び最小噴射量q_minの特定に基づき波状操作フラグＦがセットされた時点で実際のレール圧が増圧され、波状操作フラグＦがセットされている限り、換言すれば上限負荷域で波状アクセル操作が継続されている限りレール圧の増圧も継続される。
即ち、特許文献１の技術のように、燃料噴射期間を設定する毎に予混合期間の不足（予混合燃焼の継続不能）を判定した場合には、波状アクセル操作が行われているときに予混合期間の不足への対処としてレール圧を増加補正すると、その応答遅れに起因して予混合期間を確保不能となって通常燃焼モードに切り換えられ、その直後にアクセルオフ操作に伴って予混合燃焼モードに切り換えられてしまい、結果としてアクセルのオンオフ操作に同期して燃焼モードが意味もなく頻繁に切り換えられる現象が発生する。
【００３９】
これに対して本実施形態では、波状アクセル操作が一旦開始されると終了するまではレール圧が増圧され続けるため、本来予混合燃焼モードが実行されるべき上限負荷域で通常燃焼モードが実行されることが未然に防止される。よって、上限負荷域で通常燃焼モードが実行されることにより実質的な予混合燃焼モードの領域が縮小される事態を回避することができる。また、波状アクセル操作が行われても燃焼モードの頻繁な切換が発生しないことから、この燃焼モードの頻繁な切換に起因してエンジン運転が不安定になる現象を未然に防止することができる。
【００４０】
また、上限負荷域での運転中に波状アクセル操作が行われたときのみ、即ち、波状アクセル操作に起因して上限負荷域で通常燃焼モードが実行される虞が生じたときのみに、レール圧をオフセットレール圧まで増圧しており、このような虞が生じていないときには上限負荷域でも他の予混合燃焼モードの領域と同様に通常値であるレール圧が設定される。レール圧の増圧は上記のような利点が得られる反面、サプライポンプ６の駆動負荷の増大により燃費悪化の要因となるが、波状アクセル操作が行われない通常時にはレール圧を増圧しないため、燃費悪化を最小限に抑制した上で、上記作用効果を得ることができる。
【００４１】
加えて本実施形態では、噴射量ｑの変化率が大であるときほど、オフセットレール圧をより増加側に設定している。波状アクセル操作が急激であるほど、上限負荷域内で通常燃焼モードに切り換わってしまう可能性が高まるが、それに応じてオフセットレール圧が増圧されることから、噴射期間の延長化が抑制されて着火までの予混合期間が確保され、結果として上限負荷域内での通常燃焼モードの実行をより確実に防止できるという作用効果も得られる。
【００４２】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジン負荷と相関する指標として噴射量ｑを用い、噴射量ｑの変動状況に基づき波状アクセル操作を判定したが、指標としては噴射量ｑに限ることはなく、例えばアクセル開度θaccを用いてもよい。この場合でも噴射量ｑと同じく上限負荷領域内での波状アクセル操作を判定でき、結果として上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、図３のステップＳ４の判定処理に基づき波状アクセル操作が上限負荷域内で行われているときに、波状操作フラグＦのセットに基づきレール圧の増圧を実行したが、必ずしも完全に上限負荷域内であることを条件とする必要はない。例えば波状アクセル操作の継続中において噴射量ｑが瞬間的に上限値αを越えて通常燃焼モードの領域内に侵入した場合でも、ステップＳ４でＹesの判定を下してレール圧の増圧を継続するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、レール圧算出部３１で設定されたレール圧をベースとしてオフセットレール圧算出部３２で増加補正することによりオフセットレール圧を算出したが、これに限ることはない。例えばレール圧をベースとすることなく、全く別個に噴射量ｑとエンジン回転速度Ｎeとに基づき、或いはそれに加えて噴射量ｑの変化率に基づきオフセットレール圧を算出してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    エンジン
３    コモンレール
６    サプライポンプ（燃料ポンプ）
１０  フィードポンプ（燃料ポンプ）
２１  ＥＣＵ（波状アクセル操作判定手段、レール圧増加手段）
【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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