(57)【要約】【課題】多段燃料噴射を通じて実行されるサブ噴射を高い自由度をもって実行することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、メイン噴射に加えてポスト噴射を実行する。ポスト噴射は、一回の燃焼サイクルにおいて複数回に分けて行う多段燃料噴射を通じて実行される。内燃機関の運転状態に基づき設定される目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰをもとにポスト噴射が実行される。燃料噴射弁内部の燃料圧力の変動態様に基づいて開弁遅れ時間ＴＡおよび閉弁遅れ時間ＴＢを算出する。目標ポスト噴射量ＴＱＰ、目標噴射回数ＣＰ、開弁遅れ時間ＴＡおよび閉弁遅れ時間ＴＢに基づいてポスト噴射の実行が見込まれる見込み実行期間を算出する（Ｓ１０４）。見込み実行期間が予め定められた許容噴射期間より長いときに（Ｓ１０５：ＮＯ）、目標噴射回数ＣＰを少ない回数に変更する（Ｓ１０６）。【選択図】図６
2011236770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁からの燃料噴射としてメイン噴射に加えてサブ噴射を実行するものであって、前記サブ噴射を一回の燃焼サイクルにおいて複数回に分けて行う多段燃料噴射を通じて実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射弁の作動量についての制御目標値を設定するとともに同制御目標値に基づいて前記サブ噴射を実行する実行手段と、
前記燃料噴射弁の開弁時における同燃料噴射弁内部の実燃料圧力の変化に伴い変化する燃料圧力を検出するとともに、該検出した燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射弁の動作特性を算出する特性算出手段と、
前記制御目標値および前記動作特性に基づいて前記サブ噴射の実行が見込まれる見込み実行期間を算出するとともに、同見込み実行期間が予め定められた許容噴射期間より長いときに前記サブ噴射の実行期間が短くなるように前記制御目標値を変更する目標値変更手段と
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記実行手段は、前記制御目標値として、前記多段燃料噴射における噴射回数の制御目標値と噴射量の制御目標値とを設定するものであり、
前記目標値変更手段は、前記見込み実行期間が前記許容噴射期間より長いときに前記噴射回数の制御目標値を少ない回数に減少させるものである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記特性算出手段は、前記動作特性として、前記燃料噴射弁の開弁動作が開始された時期と前記燃料噴射弁の閉弁動作が開始された時期とを算出するものである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記特性算出手段は、前記燃料噴射弁の開弁動作が開始された時期を算出するものであり、
前記実行手段は、前記開始された時期に基づいて前記サブ噴射の実行開始時期についての制御目標値を設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記サブ噴射は、前記内燃機関の排気系に未燃燃料を供給するべく同内燃機関の燃焼行程後半において燃料を噴射するポスト噴射である
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記許容噴射期間は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を実行しても前記内燃機関の出力トルクにならない時期のうちの最も進角側の時期を始点とし、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を実行しても燃料による潤滑オイルの希釈を招かない時期のうちの最も遅角側の時期を終点とする期間である
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記多段燃料噴射は、各段の燃料噴射が予め定められた所定間隔をおいて実行される
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記特性算出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサを通じて前記燃料圧力を検出するものである
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関は、複数の気筒を有してなるとともに昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器を有してなり、
前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続されてなり、
前記特性算出手段は、前記燃料圧力として、前記内燃機関の気筒毎に設けられた圧力センサを通じて、前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路内における前記蓄圧容器と前記燃料噴射弁の噴射孔との間の部位の圧力を検出するものである
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン噴射に合わせて実行されるサブ噴射を複数回に分けて行う多段燃料噴射を通じて実行する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関では、燃焼騒音の低減や排気性状の清浄化を図るべく、メイン噴射の実行に合わせてサブ噴射を実行することが多用されている。そうしたサブ噴射としては、メイン噴射の実行に先立って少量の燃料を噴射するプレ噴射や、メイン噴射の後に少量の燃料を再度噴射するポスト噴射（あるいはアフター噴射）が挙げられる。
【０００３】
また、そうしたサブ噴射による効果を高めるために、一回の燃焼サイクルにおいて複数回に分けて行う燃料噴射、いわゆる多段燃料噴射を通じてサブ噴射を実行することが提案されている（例えば特許文献１参照）。この多段燃料噴射は通常、内燃機関の運転状態（例えば機関回転速度や吸入空気量）に基づいて噴射回数の制御目標値と噴射量の制御目標値とを設定するとともにそれら制御目標値に応じたかたちで燃料噴射弁の作動を制御するといったように実行される。こうした多段燃料噴射を実行することにより、内燃機関の運転状態をもとに見込まれる最適な噴射パターンでサブ噴射が実行されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したサブ噴射の実行を通じて適正な効果を得るためには、同サブ噴射を所定の実行期間（許容噴射期間）内において完了させる必要がある。仮にサブ噴射の実行期間がそうした許容噴射期間を外れた場合には、サブ噴射の実行による効果が減少するようになるばかりか、機関システムの機能低下を招く種々の不都合が発生してしまう。この不都合としては、例えば潤滑オイルに混入する燃料量の増加に伴う潤滑性能の低下や、内燃機関の排気系に排出される燃料量の増加に伴う白煙の発生、あるいは燃料が不要に燃焼することによる機関トルクの不要な増大などを招くおそれがある。
【０００６】
ここで、サブ噴射の実行に際しては、そのときどきの機関運転状態に応じたかたちで燃料噴射弁の作動制御が実行されるとはいえ、同燃料噴射弁を含む燃料噴射制御装置の初期個体差や経時変化、あるいは予め見込んだ該装置の作動状態と実際の作動状態とのずれなどに起因して、各段の燃料噴射における実行間隔や噴射量に誤差が生じてしまう。
【０００７】
そのため、上述した許容噴射期間内においてサブ噴射を確実に完了させるためには、上記誤差を考慮したうえで、いかなる装置であってもサブ噴射が許容噴射期間内で完了するように余裕をもった値（詳しくは、噴射回数が少なくなる値や、噴射量が少なくなる値）を各制御目標値として設定せざるを得ない。これは多段燃料噴射を通じて実行されるサブ噴射の噴射回数や噴射量の設定についての自由度を低下させる要因になるために好ましくない。
【０００８】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多段燃料噴射を通じて実行されるサブ噴射を高い自由度をもって実行することのできる内燃機関の燃料噴射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】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁からの燃料噴射としてメイン噴射に加えてサブ噴射を実行するものであって、前記サブ噴射を一回の燃焼サイクルにおいて複数回に分けて行う多段燃料噴射を通じて実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射弁の作動量についての制御目標値を設定するとともに同制御目標値に基づいて前記サブ噴射を実行する実行手段と、前記燃料噴射弁の開弁時における同燃料噴射弁内部の実燃料圧力の変化に伴い変化する燃料圧力を検出するとともに、該検出した燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射弁の動作特性を算出する特性算出手段と、前記制御目標値および前記動作特性に基づいて前記サブ噴射の実行が見込まれる見込み実行期間を算出するとともに、同見込み実行期間が予め定められた許容噴射期間より長いときに前記サブ噴射の実行期間が短くなるように前記制御目標値を変更する目標値変更手段とを備えることをその要旨とする。
【００１０】
燃料噴射弁からの燃料噴射を実行すると燃料噴射弁の内部の燃料圧力が一時的に低下するために、そうした燃料圧力の変動態様を監視することにより、燃料噴射弁の動作特性（例えば、燃料噴射弁の開弁動作が開始される時期や閉弁動作が完了する時期など）を精度良く把握することができる。しかも、そのようにして把握した燃料噴射弁の動作特性とサブ噴射についての制御目標値とをもとに、同制御目標値に基づきサブ噴射を実行した場合においてその実行が見込まれる期間（見込み実行期間）を精度良く推定することもできる。
【００１１】
上記構成によれば、そうした見込み実行期間が予め定められた許容噴射期間より長い場合、すなわちサブ噴射による効果の減少や機関システムの機能低下を招いたりするおそれがある場合には、制御目標値を変更してサブ噴射の実行期間を短縮することができる。その一方で、見込み実行期間が許容噴射期間内に収まる場合には、制御目標値を変更せずに実行期間を短縮することなくサブ噴射を実行することができる。このように上記構成によれば、燃料噴射弁の動作特性に応じたかたちで、実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように制御目標値を設定するとともに同制御目標値をもとにサブ噴射を実行することができる。したがって、初期個体差や経時変化などに起因してサブ噴射の実行期間が装置毎に異なるとはいえ、全ての装置において制御目標値として共通の値が設定されるものと比較して、高い自由度をもって制御目標値を設定してサブ噴射を適切に実行することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記実行手段は、前記制御目標値として、前記多段燃料噴射における噴射回数の制御目標値と噴射量の制御目標値とを設定するものであり、前記目標値変更手段は、前記見込み実行期間が前記許容噴射期間より長いときに前記噴射回数の制御目標値を少ない回数に減少させるものであることをその要旨とする。
【００１３】
多段燃料噴射では各段の燃料噴射が所定の間隔をおいて実行される。上記構成によれば、そうした多段燃料噴射における噴射回数を減少させることによって上記間隔の設定数を減少させることができ、ひいてはサブ噴射の実行期間を短縮することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記特性算出手段は、前記動作特性として、前記燃料噴射弁の開弁動作が開始された時期と前記燃料噴射弁の閉弁動作が開始された時期とを算出するものであることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、燃料噴射弁の開弁動作が開始された時期と開弁動作が開始された時期とに基づいて、各段の燃料噴射において実際に燃料噴射弁からの燃料噴射が実行される期間と各段の燃料噴射の間隔とをそれぞれ精度よく把握することができる。そして、それら期間および間隔をもとに上記見込み実行期間を精度良く算出することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記特性算出手段は、前記燃料噴射弁の開弁動作が開始された時期を算出するものであり、前記実行手段は、前記開始された時期に基づいて前記サブ噴射の実行開始時期についての制御目標値を設定することをその要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、燃料噴射弁の動作特性のばらつきによることなく、サブ噴射（詳しくは、多段燃料噴射の最初の燃料噴射）の実行を適正な時期に開始することができる。そのため、サブ噴射の実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように同サブ噴射を適正に実行することができるようになる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記サブ噴射は、前記内燃機関の排気系に未燃燃料を供給するべく同内燃機関の燃焼行程後半において燃料を噴射するポスト噴射であることをその要旨とする。
【００１９】
通常、ポスト噴射が実行される装置では、その実行開始時期を早くしすぎると燃料が不要に燃焼するようになるために、排気系に供給される燃料量の不足を招くとともに内燃機関の出力トルクの不要な増加を招いてしまう。一方、ポスト噴射の実行完了時期を遅くしすぎると噴射燃料の一部が気筒の内壁面に付着するようになるために、排気系に供給される燃料量の不足を招くとともに、燃料の潤滑オイルへの混入による潤滑性能の低下を招いてしまう。上記構成によれば、こうした実情をもとに定められた許容噴射期間内で完了するようにポスト噴射を実行することができる。そのためポスト噴射の実行を通じて、機関トルクの不要な増加や潤滑性能の低下を抑えつつ内燃機関の排気系に適量の未燃燃料を供給することができるようになる。
【００２０】
なおポスト噴射における許容噴射期間としては、請求項６によるように、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を実行しても前記内燃機関の出力トルクにならない時期のうちの最も進角側の時期を始点とし、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を実行しても燃料による潤滑オイルの希釈を招かない時期のうちの最も遅角側の時期を終点とする期間を定めることができる。
【００２１】
また多段燃料噴射は、請求項７によるように、各段の燃料噴射を予め定められた所定間隔を置いて実行する、といったように実行することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記特性算出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサを通じて前記燃料圧力を検出するものであることをその要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、燃料噴射弁から離れた位置において燃料圧力が検出される装置と比較して燃料噴射弁の噴射孔に近い部位の燃料圧力を検出することができるため、燃料噴射弁の開弁に伴う同燃料噴射弁の内部の燃料圧力の低下を精度良く検出することができる。そのため、その燃料圧力の変動態様に基づいて燃料噴射弁の動作特性を精度良く把握することができ、同動作特性をもとに上記見込み実行期間を精度良く算出することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関は、複数の気筒を有してなるとともに昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器を有してなり、前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続されてなり、前記特性算出手段は、前記燃料圧力として、前記内燃機関の気筒毎に設けられた圧力センサを通じて、前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路内における前記蓄圧容器と前記燃料噴射弁の噴射孔との間の部位の圧力を検出するものであることをその要旨とする。
【００２４】
上記構成によれば、燃料噴射弁の動作特性が気筒毎に異なる多気筒の内燃機関において、気筒毎に設けられた専用の圧力センサにより検出される燃料圧力に基づいて、各気筒におけるサブ噴射の制御目標値をそれぞれ適切に設定することができる。そのため、サブ噴射の制御目標値として全ての気筒で共通の値が設定されるものと比較して、高い自由度をもって制御目標値を設定して各気筒におけるサブ噴射をそれぞれ適切に実行することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成を示す略図。
【図２】燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。
【図３】メイン噴射の実行時において算出される基本時間波形の一例を示すタイムチャート。
【図４】ポスト噴射の実行態様の一例を示すタイムチャート。
【図５】目標噴射回数を変更した場合におけるポスト噴射の実行態様の一例を示すタイムチャート。
【図６】ポスト噴射処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成を示す。
【００２７】
同図１に示すように、内燃機関１０の気筒１１には吸気通路１２が接続されている。内燃機関１０の気筒１１内には吸気通路１２を介して空気が吸入される。なお、この内燃機関１０としては複数（本実施の形態では四つ［♯１〜♯４］）の気筒１１を有するディーゼル機関が採用されている。内燃機関１０には、気筒１１（♯１〜♯４）毎に、同気筒１１内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁２０が取り付けられている。この燃料噴射弁２０の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関１０の気筒１１内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関１０では、気筒１１内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン１３が押し下げられてクランクシャフト１４が強制回転するようになる。内燃機関１０の気筒１１において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関１０の排気通路１５に排出される。
【００２８】
排気通路１５にはフィルタ１６が設けられている。このフィルタ１６により、排気中に含まれる煤などの粒子状物質（ＰＭ）が濾過されて浄化される。排気通路１５を通過する排気は上記フィルタ１６によって浄化された後に同排気通路１５の外部に排出される。
【００２９】
各燃料噴射弁２０は分岐通路３１ａを介してコモンレール３４に各別に接続されている。コモンレール３４は供給通路３１ｂを介して燃料タンク３２に接続されている。この供給通路３１ｂには、燃料を圧送する燃料ポンプ３３が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ３３による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール３４に蓄えられるとともに各燃料噴射弁２０の内部に供給される。なお本実施の形態では、分岐通路３１ａおよび供給通路３１ｂが燃料供給通路として機能し、コモンレール３４が燃料供給通路の途中に設けられる蓄圧容器として機能する。
【００３０】
また、各燃料噴射弁２０にはリターン通路３５が接続されている。リターン通路３５はそれぞれ燃料タンク３２に接続されている。このリターン通路３５を介して燃料噴射弁２０の内部の燃料の一部が燃料タンク３２に戻される。
【００３１】
以下、燃料噴射弁２０の内部構造について説明する。
図２に、燃料噴射弁２０の断面構造を示す。
同図２に示すように、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部にはニードル弁２２が設けられている。このニードル弁２２はハウジング２１内において往復移動（同図の上下方向に移動）することの可能な状態で設けられている。ハウジング２１の内部には上記ニードル弁２２を噴射孔２３側（同図の下方側）に常時付勢するスプリング２４が設けられている。またハウジング２１の内部には、上記ニードル弁２２を間に挟んで一方側（同図の下方側）の位置にノズル室２５が形成されるとともに、他方側（同図の上方側）の位置に圧力室２６が形成されている。
【００３２】
ノズル室２５には、その内部とハウジング２１の外部とを連通する噴射孔２３が形成されるとともに、導入通路２７を介して上記分岐通路３１ａ（コモンレール３４）から燃料が供給されている。圧力室２６には連通路２８を介して上記ノズル室２５および分岐通路３１ａ（コモンレール３４）が接続されている。また圧力室２６は排出路３０を介してリターン通路３５（燃料タンク３２）に接続されている。
【００３３】
上記燃料噴射弁２０としては電気駆動式のものが採用されている。詳しくは、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部に駆動信号の入力によって伸縮する圧電素子（例えばピエゾ素子）が積層された圧電アクチュエータ２９が設けられている。この圧電アクチュエータ２９には弁体２９ａが取り付けられている。この弁体２９ａは圧力室２６の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ２９の作動による弁体２９ａの移動を通じて、連通路２８（ノズル室２５）と排出路３０（リターン通路３５）とのうちの一方が選択的に圧力室２６に連通されるようになっている。
【００３４】
この燃料噴射弁２０では、圧電アクチュエータ２９に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が収縮して弁体２９ａが移動することによって、連通路２８と圧力室２６とが連通された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室２６内の燃料のリターン通路３５（燃料タンク３２）への排出が禁止された状態でノズル室２５と圧力室２６とが連通されるようになる。その結果、ノズル室２５と圧力室２６との圧力差がごく小さくなって、ニードル弁２２がスプリング２４の付勢力によって噴射孔２３を塞ぐ位置に移動するために、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射されない状態（閉弁状態）になる。
【００３５】
一方、圧電アクチュエータ２９に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が伸長して弁体２９ａが移動することによって、連通路２８と圧力室２６との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６とが連通された状態になる。これにより、ノズル室２５から圧力室２６への燃料の流出が禁止された状態で圧力室２６内の燃料の一部がリターン通路３５を介して燃料タンク３２に戻されるようになる。その結果、圧力室２６内の燃料の圧力が低下して同圧力室２６とノズル室２５との圧力差が大きくなって、同圧力差によってニードル弁２２がスプリング２４の付勢力に抗して移動して噴射孔２３から離れるために、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射される状態（開弁状態）になる。
【００３６】
燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱに応じた信号を出力する圧力センサ４１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。なお、上記圧力センサ４１は各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１０の気筒１１毎に設けられている。
【００３７】
図１に示すように、内燃機関１０には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記圧力センサ４１の他、例えば吸気通路１２を通過する空気の量（通路空気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ４２や、クランクシャフト１４の回転位相（クランク角［°ＣＡ］）および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ４３が設けられている。また、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４４なども設けられている。
【００３８】
また内燃機関１０の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁２０の作動制御（燃料噴射制御）などの内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。本実施の形態では、電子制御ユニット４０が実行手段、特性算出手段、ならびに目標値変更手段として機能する。
【００３９】
本実施の形態の燃料噴射制御では、内燃機関１０のクランクシャフト１４に回転トルクを付与するための燃料噴射（メイン噴射）と、フィルタ１６に堆積した煤などの微粒子状物質（ＰＭ）の量が多くなった場合において同フィルタ１６の機能回復を図るための燃料噴射（ポスト噴射）とが実行される。それらメイン噴射およびポスト噴射は基本的に以下のように実行される。
【００４０】
ここでは先ず、メイン噴射の実行態様について説明する。
メイン噴射の実行に際しては先ず、通路空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥ、燃料圧力ＰＱ、アクセル操作量ＡＣＣなどの機関運転状態に基づいて燃料噴射量の制御目標値（目標メイン噴射量ＴＱＭ）と燃料噴射時期の制御目標値（目標メイン噴射時期）とが算出される。本実施の形態では、上記機関運転状態と同運転状態に適した目標メイン噴射量ＴＱＭとの関係や、上記機関運転状態と同運転状態に適した目標メイン噴射時期との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０にそれぞれ記憶されている。そして、電子制御ユニット４０はそのときどきの機関運転状態に基づいて上記関係から目標メイン噴射量ＴＱＭと目標メイン噴射時期とをそれぞれ算出する。
【００４１】
そして、電子制御ユニット４０が開弁信号を出力してから実際に燃料噴射弁２０の開弁動作が開始されるまでの時間（開弁遅れ時間ＴＡ）と上記目標メイン噴射時期とに基づいて、開弁信号の出力タイミングが設定される。燃料噴射制御では、この出力タイミングにおいて電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に開弁信号が出力される。
【００４２】
また、目標メイン噴射量ＴＱＭに基づいて燃料噴射時間についての制御目標値（目標メイン噴射時間）が設定される。そして燃料噴射制御では、この目標メイン噴射時間を満たすように、閉弁信号が出力されてから実際に燃料噴射弁２０の閉弁動作が開始されるまでの時間（閉弁遅れ時間ＴＢ）を考慮したうえで、閉弁信号の出力タイミングが設定されるとともに、同出力タイミングにおいて電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に閉弁信号が出力される。
【００４３】
こうした燃料噴射制御の実行を通じて、そのときどきの機関運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１０の各気筒１１内に供給される。これにより、機関運転状態に見合う回転トルクがクランクシャフト１４に付与されるようになる。
【００４４】
またメイン噴射の実行に際しては、目標メイン噴射量ＴＱＭおよび目標メイン噴射時期に基づく燃料噴射の実行に合わせて、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射弁２０の開弁期間や燃料噴射量を学習する学習制御が実行される。この学習制御は、詳しくは、以下のように実行される。
【００４５】
すなわち先ず、上記目標メイン噴射量ＴＱＭおよび目標メイン噴射時期に基づいて燃料噴射率についての基本時間波形が算出される。なお本実施の形態では、目標メイン噴射量ＴＱＭおよび目標メイン噴射時期により定まる機関運転領域と同運転領域に適した基本時間波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、電子制御ユニット４０はそのときどきの機関運転領域に基づいて上記関係から基本時間波形を算出する。
【００４６】
図３は、上記基本時間波形の一例を示している。
同図３の実線に示すように、基本時間波形としては、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される時期（開弁動作開始時期Ｔｏｓ）、燃料噴射率が最大になる時期（最大噴射率到達時期Ｔｏｅ）、閉弁動作が開始される時期（閉弁動作開始時期Ｔｃｓ）、および閉弁動作が完了する時期（閉弁動作完了時期Ｔｃｅ）により規定される台形の波形が設定される。
【００４７】
その一方で、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて、実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成される。具体的には先ず、燃料圧力ＰＱの推移に基づいて燃料噴射弁２０の開弁動作開始時期Ｔｏｓｒ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｒ、閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒ、および閉弁動作完了時期Ｔｃｅｒがそれぞれ特定される。燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５）の燃料圧力は、同燃料噴射弁２０が開弁駆動されるとリフト量の増加に伴って低下し、その後において閉弁駆動されるとリフト量の減少に伴って上昇するようになる。本実施の形態では、そうした燃料噴射弁２０内部の燃料圧力（詳しくは、燃料圧力ＰＱ）の推移をもとに、上記開弁動作開始時期Ｔｏｓｒ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｒ、閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒ、および閉弁動作完了時期Ｔｃｅｒが精度よく特定される。
【００４８】
なお本実施の形態では、燃料圧力ＰＱの変化速度（詳しくは、燃料圧力ＰＱの一階微分値）が算出されるとともに、同変化速度が上記開弁動作開始時期Ｔｏｓｒ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｒ、閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒ、および閉弁動作完了時期Ｔｃｅｒの特定に用いられる。これにより、燃料噴射弁２０の開弁動作の開始に伴って燃料圧力ＰＱが急低下を開始する時期や、開弁動作開始後に燃料圧力ＰＱの変化速度が下降から上昇に転じる時期、閉弁動作の開始に伴って燃料圧力ＰＱが急上昇を開始する時期、閉弁動作開始後に燃料圧力ＰＱの変化速度が上昇から下降に転じる時期などを容易に特定することが可能になる。そのため、燃料圧力ＰＱに基づく燃料噴射弁２０の動作態様の把握が適正に行われて、上記開弁動作開始時期Ｔｏｓｒ、最大噴射率到達時期Ｔｏｅｒ、閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒ、および閉弁動作完了時期Ｔｃｅｒの特定が精度よく行われるようになる。そして、図３中に一点鎖線で示すように、それら特定した時期によって実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成される。
【００４９】
本実施の形態の学習制御では、この検出時間波形と前記基本時間波形とが比較されるとともに、それら検出時間波形および前記基本時間波形の差を小さく抑えることの可能な値が噴射時期についての補正項Ｋ１および噴射時間についての補正項Ｋ２としてそれぞれ算出されて電子制御ユニット４０に記憶される。
【００５０】
詳しくは、基本時間波形の開弁動作開始時期Ｔｏｓと検出時間波形の開弁動作開始時期Ｔｏｓｒとの差を補償することの可能な値が補正項Ｋ１として算出されるとともに電子制御ユニット４０に記憶される。そして、メイン噴射の実行に際しては、前記目標メイン噴射時期を補正項Ｋ１によって補正した値が最終的な目標メイン噴射時期として設定される。また、基本時間波形の面積と検出時間波形の面積との差を補償することの可能な値が上記補正項Ｋ２として算出されるとともに電子制御ユニット４０に記憶される。そして、メイン噴射の実行に際しては、前記目標メイン噴射時間を補正項Ｋ２によって補正した値が最終的な目標メイン噴射時間として設定される。
【００５１】
なお上記学習制御は、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に設けられた圧力センサ４１の検出信号に基づき同気筒１１［♯１］の燃料噴射弁２０についての上記各補正項Ｋ１，Ｋ２の学習を実行するなどといったように、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき実行される。
【００５２】
次に、ポスト噴射の実行態様について説明する。
ポスト噴射の実行に際しては先ず、目標メイン噴射量ＴＱＭおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、噴射量についての制御目標値（目標ポスト噴射量ＴＱＰ）と噴射回数についての制御目標値（目標噴射回数ＣＰ）とが算出される。なお本実施の形態では、目標メイン噴射量ＴＱＭおよび機関回転速度ＮＥにより定まる内燃機関１０の運転状態と同運転状態に適した各制御目標値（目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰ）との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。電子制御ユニット４０はそのときどきの目標メイン噴射量ＴＱＭおよび機関回転速度ＮＥに基づいて上記関係から目標ポスト噴射量ＴＱＰと目標噴射回数ＣＰとを各別に算出する。その後、それら目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰに基づいてポスト噴射における開弁信号の出力タイミングと閉弁信号の出力タイミングとが設定される。そして、それら出力タイミングにおいて開弁信号と閉弁信号とが出力されて燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実行される。
【００５３】
図４に、ポスト噴射の実行態様の一例を示す。
同図４に示すように、本実施の形態のポスト噴射では、一回の燃焼サイクルにおいて複数回（同図に示す例では四回）に分けて行う多段燃料噴射を通じて目標ポスト噴射量ＴＱＰに相当する量の燃料が燃料噴射弁２０から噴射される。多段燃料噴射の各段の燃料噴射量としては、目標ポスト噴射量ＴＱＰを目標噴射回数ＣＰで除算した量（＝ＴＱＰ／ＣＰ）が算出されて設定される。また、多段燃料噴射における各段の燃料噴射の間隔としては予め定められた所定時間Ｔｉｎｔが設定される。この所定時間Ｔｉｎｔは詳しくは、前段の燃料噴射の閉弁信号の出力タイミングと後段の燃料噴射の開弁信号の出力タイミングとの時間間隔である。この所定時間Ｔｉｎｔとしては、具体的には、製造公差や経時変化のない標準的な燃料噴射制御装置において前段の燃料噴射が完了してから後段の燃料噴射が開始されるまでの時間（図中にＴで示す時間）が所定時間（例えば、１００マイクロ秒）になる時間が設定されている。
【００５４】
本実施の形態では、目標メイン噴射量ＴＱＭや機関回転速度ＮＥなどの機関運転状態に基づいてフィルタ１６に堆積したＰＭの量（ＰＭ堆積量）が逐次算出されている。そして、このＰＭ堆積量が所定の判定量を超えると、フィルタ１６を再生して機能回復を図る必要があると判断されて、その後においてＰＭ堆積量が十分に少なくなるまでの所定期間にわたってポスト噴射が実行される。このポスト噴射は、燃料が殆ど燃焼しない時期（具体的には、内燃機関１０の燃焼行程の後半）において実行される。そのため、ポスト噴射によって噴射された燃料は、未燃燃料として排気通路１５に排出されるようになる。そして、この未燃燃料がフィルタ１６において酸化することによって同フィルタ１６の温度が上昇し、それに伴ってフィルタ１６に捕集されているＰＭも酸化して除去されるようになる。
【００５５】
ここでポスト噴射を実行する場合、その実行開始時期を早くしすぎると燃料が不要に燃焼するようになるために、気筒１１内から排気通路１５に排出される燃料量が不足してフィルタ１６の機能低下を招いたり、内燃機関１０の出力トルクの不要な増加を招いたりしてしまう。一方、ポスト噴射の実行完了時期を遅くしすぎると、気筒１１内の温度が低い状態で燃料が噴射されることによって同燃料が気化し難くなる分だけ噴射燃料が気筒１１壁面に付着し易くなるために、噴射燃料の一部が気筒１１壁面に付着するようになる。そのため排気通路１５に排出される燃料量の不足によるフィルタ１６の機能低下や燃料の潤滑オイルへの混入による潤滑性能の低下を招いてしまう。
【００５６】
こうしたことから、ポスト噴射の実行を通じて種々の不都合の発生を抑えつつ適正な効果を得るためには、同ポスト噴射を所定の実行期間（許容噴射期間）内において完了させ
ることが必要になると云える。この許容噴射期間は、燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行しても内燃機関１０の出力トルクにならない時期のうちの最も進角側の時期を始点とし、燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行しても燃料による潤滑オイルの希釈を招かない時期のうちの最も遅角側の時期を終点とする期間である。上記許容噴射期間として具体的には、クランク角により定まる所定期間（本実施の形態では、ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ〜１５０°ＣＡ）が設定されている。
【００５７】
仮にポスト噴射をそのときどきの機関運転状態に基づき設定される制御目標値に応じた見込み制御により実行するようにすると、燃料噴射弁２０を含む燃料噴射制御装置の初期個体差や経時変化、あるいは予め見込んだ該装置の作動状態と実際の作動状態とのずれなどに起因して、各段の燃料噴射における実行間隔や噴射量に誤差が生じてしまう。そのため、上述した許容噴射期間内においてポスト噴射を確実に完了させるためには、上記誤差を考慮したうえで、いかなる装置であってもポスト噴射が許容噴射期間内で完了するように余裕をもった値（詳しくは、噴射回数が少なくなる値や、噴射量が少なくなる値）を各制御目標値として設定せざるを得ない。これは多段燃料噴射を通じて実行されるポスト噴射の噴射回数や噴射量の設定についての自由度を低下させる要因になるために好ましくない。
【００５８】
こうした実情をふまえて本実施の形態では、ポスト噴射の実行が見込まれる期間（見込み実行期間）を同ポスト噴射についての制御目標値や燃料噴射弁２０の動作特性に基づき算出するとともに、その見込み実行期間が上記許容噴射期間より長いときにポスト噴射の実行期間が短くなるように上記制御目標値を変更するようにしている。
【００５９】
これにより、見込み実行期間が許容噴射期間より長くなる場合、すなわち内燃機関１０の出力トルクの不要な増加や潤滑性能の低下などの不都合を招くおそれがある場合には、ポスト噴射の制御目標値が変更されて同ポスト噴射の実行期間が短縮される。この制御目標値の変更は、詳しくは、目標噴射回数ＣＰが少ない回数になるように同目標噴射回数ＣＰを変更することによって行われる。
【００６０】
図５に、そのように目標噴射回数ＣＰを変更した場合におけるポスト噴射の実行態様の一例を示す。なお図５において、［ａ］は目標噴射回数ＣＰを変更する前の実行態様を示しており、［ｂ］は目標噴射回数ＣＰを変更した後の実行態様を示している。
【００６１】
本実施の形態では、目標噴射回数ＣＰを少ない回数に変更することによって多段燃料噴射における噴射回数が減少するために、各段の燃料噴射の時間間隔についての設定数も減少するようになる。図５［ａ］および［ｂ］に示す例では、多段燃料噴射における噴射回数が５回から４回に減少するために、各段の燃料噴射の間隔についての設定数が「４」から「３」に減少している。そして、この設定数の減少によって多段燃料噴射の実行に要する期間、すなわちポスト噴射の実行期間が短縮されるようになる。
【００６２】
なお本実施の形態では、目標噴射回数ＣＰの変更に伴って多段燃料噴射における各段の燃料噴射時間が長くなる。とはいえ、各段の燃料噴射時間の増加分の総和ΣΔＴ（＝［Ｔｒ−Ｔｉ］×ＣＰ）が目標噴射回数ＣＰを変更する前の各段の燃料噴射時間Ｔｉより短い。そのため、上記設定数の減少によってポスト噴射の実行期間が短縮されることに加えて、上記燃料噴射時間Ｔｉから上記総和ΣΔＴを減算した時間（Ｔｉ−ΣΔＴ）の分についてもポスト噴射の実行期間が短縮されるようになる。
【００６３】
その一方で、見込み実行期間が許容噴射期間内に収まる場合には、目標噴射回数ＣＰが変更されないために、実行期間を短縮することなくポスト噴射が実行される。
このように本実施の形態によれば、燃料噴射弁２０の動作特性に応じたかたちで、実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように目標噴射回数ＣＰが設定されるとともに同目標噴射回数ＣＰをもとにポスト噴射が実行される。そのため、初期個体差や経時変化などに起因してポスト噴射の実行期間が装置毎に異なるとはいえ、全ての装置においてポスト噴射の制御目標値として共通の値が設定されるものと比較して、高い自由度をもって制御目標値（詳しくは、目標噴射回数ＣＰ）を設定してポスト噴射を適切に実行することができるようになる。
【００６４】
また、許容噴射期間内で完了するようにポスト噴射が実行されるために、内燃機関１０の出力トルクの不要な増加や潤滑性能の低下などの不都合の発生を抑えつつ、同ポスト噴射の実行を通じて内燃機関１０の排気系に適量の未燃燃料を供給してフィルタ１６の機能を好適に回復させることができるようになる。
【００６５】
さらに本実施の形態では、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎に、それぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき開弁遅れ時間ＴＡおよび閉弁遅れ時間ＴＢ（図４参照）が算出されて電子制御ユニット４０に記憶されるとともに、それら時間ＴＡ，ＴＢをもとにポスト噴射処理が実行される。具体的には、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に対応する圧力センサ４１の出力信号に基づいて開弁遅れ時間ＴＡおよび閉弁遅れ時間ＴＢが算出されるとともにそれら時間ＴＡ，ＴＢをもとに同気筒［♯１］についてのポスト噴射処理が実行される。そのため、初期個体差や経時変化の相違に起因して燃料噴射弁２０の動作特性が気筒１１毎に異なる多気筒の内燃機関１０において、気筒１１毎に設けられた専用の圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて各気筒１１におけるポスト噴射の制御目標値をそれぞれ適切に設定することができる。したがって、ポスト噴射の制御目標値として全ての気筒１１で共通の値が設定される装置と比較して、各気筒１１におけるポスト噴射の制御目標値をそれぞれ高い自由度をもって設定することができ、それら制御目標値をもとに各気筒１１におけるポスト噴射をそれぞれ適切に実行することができるようになる。
【００６６】
以下、そうしたポスト噴射にかかる処理（ポスト噴射処理）について詳細に説明する。
図６は、ポスト噴射処理の具体的な実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、ポスト噴射処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。
【００６７】
図６に示すように、この処理では先ず、ポスト噴射が実行される状況であるか否かが判断される（ステップＳ１０１）。そして、ポスト噴射が実行されない状況である場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく本処理は一旦終了される。
【００６８】
その後において本処理が繰り返し実行されてポスト噴射が実行される状況になると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、このとき設定されている目標ポスト噴射量ＴＱＰと目標噴射回数ＣＰとが読み込まれるとともに（ステップＳ１０２）、前記開弁遅れ時間ＴＡと前記閉弁遅れ時間ＴＢとが読み込まれる（ステップＳ１０３）。なお、上記開弁遅れ時間ＴＡは、燃料圧力ＰＱをもとに把握された開弁動作開始時期Ｔｏｓｒと開弁信号の出力タイミングとに基づき算出されて電子制御ユニット４０に記憶されている。また閉弁遅れ時間ＴＢは、燃料圧力ＰＱをもとに把握された閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒと閉弁信号の出力タイミングとに基づき算出されて電子制御ユニット４０に記憶されている。
【００６９】
その後、目標ポスト噴射量ＴＱＰ、目標噴射回数ＣＰ、開弁遅れ時間ＴＡ、閉弁遅れ時間ＴＢ、および所定時間Ｔｉｎｔに基づいて前記見込み実行期間が算出される（ステップＳ１０４）。この見込み実行期間は、以下のような考えのもとに算出される。
【００７０】
本実施の形態の装置では目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰに基づいて多段燃料噴射の各段の燃料噴射時間（詳しくは、開弁信号が出力されてから開弁信号が出力されるまでの時間［図４参照］）が定められる。そのため、この燃料噴射時間に加えて上記開弁遅れ時間ＴＡと閉弁遅れ時間ＴＢとを考慮することにより、多段燃料噴射の各段の燃料噴射が実行される時間（具体的には、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始されてから閉弁動作が完了するまでの時間［実噴射時間］）を精度よく推定することができる。
【００７１】
また本実施の形態の装置では、多段燃料噴射における各段の燃料噴射の間隔（具体的には、閉弁信号が出力されてからその後において開弁信号が出力されるまでの時間）として予め定められた所定時間Ｔｉｎｔが設定されている。そのため、この所定時間Ｔｉｎｔに加えて上記開弁遅れ時間ＴＡと閉弁遅れ時間ＴＢとを考慮することにより、多段燃料噴射における各段の燃料噴射の実際の時間間隔（実時間間隔）を精度よく推定することができる。
【００７２】
そして、それら実噴射時間および実時間間隔と目標噴射回数ＣＰとに基づいて、下式から、見込み実行期間を算出することができる。
見込み実行期間＝実噴射時間×ＣＰ＋実時間間隔×（ＣＰ−１）
本実施の形態にかかる装置では、上述のようにして見込み実行期間を算出することの可能な演算式が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。ステップＳ１０４の処理では、この関係をもとに見込み実行期間が算出される。これにより見込み実行期間が精度良く算出される。
【００７３】
このように見込み実行期間が算出された後、同見込み実行期間が前記許容噴射期間以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０５）。ここでは、上述のようにクランク角によって定められた許容噴射期間を機関回転速度ＮＥに基づき時間に換算した換算値が算出されるとともに、上記見込み実行期間が同換算値以下であることをもって見込み実行期間が許容噴射期間以下であると判断される。
【００７４】
そして、見込み実行期間が許容噴射期間より長い場合には（ステップＳ１０５：ＮＯ）、目標噴射回数ＣＰが一回だけ少ない回数に変更される（ステップＳ１０６）。
その後においては、変更後の目標噴射回数ＣＰに基づいて見込み実行期間を算出するとともに同見込み実行期間が許容噴射期間より長い場合には目標噴射回数ＣＰを変更するとの処理（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６）が、見込み実行期間が許容噴射期間以下になるまで繰り返し実行される。
【００７５】
本処理が繰り返し実行されて見込み実行期間が許容噴射期間以下になった場合、あるいは目標噴射回数ＣＰを変更せずとも見込み実行期間が許容噴射期間以下である場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、このとき設定されているポスト噴射の実行態様が基本的な条件を満たしているか否かが判断される（ステップＳ１０７）。この基本的な条件としては、ポスト噴射についての各制御目標値（目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰ）が機関運転状態に基づく設定やステップＳ１０６の処理を通じた変更によって異常な値になっていないことを判断することのできる条件が設定される。具体的には、以下の［条件イ］および［条件ロ］などが設定される。
［条件イ］目標噴射回数ＣＰが所定回数範囲内であること。
［条件ロ］多段燃料噴射における各段の燃料噴射量（＝目標ポスト噴射量ＴＱＰ／目標噴射回数ＣＰ）が所定量以下であること。
【００７６】
そして、ポスト噴射の実行態様が基本的な条件を満たしている場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、このときの目標ポスト噴射量ＴＱＰおよび目標噴射回数ＣＰ、前記開弁遅れ時間ＴＡ、閉弁遅れ時間ＴＢならびに前記所定時間Ｔｉｎｔに基づいて、各段の燃料噴射についての開弁信号の出力タイミングと閉弁信号の出力タイミングとが各別に設定される（ステップＳ１０８）。
【００７７】
具体的には、開弁遅れ時間ＴＡに基づいて、ポスト噴射の実行開始時期（詳しくは、多段燃料噴射の最初に実行される燃料噴射についての開弁動作開始時期）が許容噴射期間の始点と一致するように、同実行開始時期についての制御目標値（開弁信号の出力タイミング）が設定される。これにより、燃料噴射弁２０の動作特性のばらつきによることなく、ポスト噴射の実行が適正な時期に開始されるようになる。そのため、ポスト噴射の実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように同ポスト噴射が適正に実行されるようになる。また、このようにして設定された開弁信号の出力タイミングを起点に、各段の燃料噴射についての開弁信号の出力タイミングと閉弁信号の出力タイミングとが各別に設定される。そして、そのようにして設定された開弁信号の出力タイミングと閉弁信号の出力タイミングとをもとに、実際の開弁信号および閉弁信号が出力されてポスト噴射が実行された後、本処理は一旦終了される。
【００７８】
一方、ポスト噴射の実行態様が基本的な条件を満たしていない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、異常が発生した履歴が記憶されるとともに（ステップＳ１０９）、以後におけるポスト噴射の実行が禁止された後（ステップＳ１１０）、本処理は一旦終了される。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ポスト噴射についての制御目標値や燃料噴射弁２０の動作特性に基づいて見込み実行期間を算出するとともに、この見込み実行期間が許容噴射期間より長いときにポスト噴射の実行期間が短くなるように上記制御目標値を変更するようにした。そのため、燃料噴射弁２０の動作特性に応じたかたちで、実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように上記制御目標値を設定するとともに同制御目標値をもとにポスト噴射を実行することができる。したがって、初期個体差や経時変化などに起因してポスト噴射の実行期間が装置毎に異なるとはいえ、全ての装置においてポスト噴射の制御目標値として共通の値が設定されるものと比較して、高い自由度をもって制御目標値を設定してポスト噴射を適切に実行することができるようになる。
【００８０】
（２）制御目標値の変更を、目標噴射回数ＣＰが少ない回数になるように同目標噴射回数ＣＰを変更することによって行うようにした。そのため、多段燃料噴射における噴射回数を減少させることによって各段の燃料噴射の時間間隔の設定数を減少させることができる。そして、これにより多段燃料噴射の実行に要する期間、すなわちポスト噴射の実行期間を短縮することができる。
【００８１】
（３）燃料圧力ＰＱに基づき算出される開弁動作開始時期Ｔｏｓｒと閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒとに基づいて、多段燃料噴射における各段の燃料噴射が実行される時間（実噴射時間）と、各段の燃料噴射の時間間隔（実時間間隔）とを精度よく推定することができる。そして、それら実噴射時間および実時間間隔をもとに見込み実行期間を精度よく算出することができる。
【００８２】
（４）開弁遅れ時間ＴＡに基づいて、ポスト噴射の実行開始時期が許容噴射期間の始点と一致するように、同実行開始時期についての制御目標値を設定するようにした。そのため、ポスト噴射の実際の実行期間が許容噴射期間を外れないように同ポスト噴射を適正に実行することができる。
【００８３】
（５）燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力ＰＱに応じた信号を出力する圧力センサ４１を同燃料噴射弁２０に一体に取り付けるようにした。そのため、例えばコモンレール３４内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。したがって、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱの変動態様に基づいて燃料噴射弁２０の動作特性を精度良く把握することができ、同動作特性をもとに上記見込み実行期間を精度良く算出することができる。
【００８４】
（６）内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎に、それぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき開弁遅れ時間ＴＡおよび閉弁遅れ時間ＴＢを算出するとともに、それら時間ＴＡ，ＴＢをもとにポスト噴射処理を実行するようにした。そのため、ポスト噴射の制御目標値として全ての気筒１１で共通の値が設定される装置と比較して、各気筒１１におけるポスト噴射の制御目標値をそれぞれ高い自由度をもって設定することができ、それら制御目標値をもとに各気筒１１におけるポスト噴射をそれぞれ適切に実行することができるようになる。
【００８５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・多段燃料噴射における各段の燃料噴射量としては、それら燃料噴射量の総和が目標ポスト噴射量ＴＱＰと同量になるのであれば、同一量（＝目標ポスト噴射量ＴＱＰ／目標噴射回数ＣＰ）を設定することに限らず、遅角側の時期に実行される燃料噴射ほど少ない量（あるいは多い量）を設定するなど、任意の量を設定することができる。
【００８６】
・燃料噴射弁２０の動作特性としては、実噴射時間や実時間間隔を精度よく推定することが可能になる値であり且つ燃料圧力ＰＱをもとに把握することのできる値であれば、開弁動作開始時期Ｔｏｓｒや閉弁動作開始時期Ｔｃｓｒ以外の任意の値（例えば閉弁動作完了時期Ｔｃｅｒなど）を用いることができる。
【００８７】
・ポスト噴射の実行時における閉弁遅れ時間ＴＢを閉弁遅れ時間ＴＢｐとして電子制御ユニット４０に記憶させるとともに、その閉弁遅れ時間ＴＢｐをもとにポスト噴射処理を実行するようにしてもよい。また、ポスト噴射の実行時における開弁遅れ時間ＴＡを開弁遅れ時間ＴＡｐとして電子制御ユニット４０に記憶させるとともに、同開弁遅れ時間ＴＡｐをもとにポスト噴射処理を実行することも可能である。メイン噴射の実行時とポスト噴射の実行時とでは、燃料噴射弁２０内部の燃料圧力の変動態様が異なるために、開弁遅れ時間や閉弁遅れ時間が異なる長さになるおそれがある。上記構成によれば、そうした装置において、ポスト噴射の実行時における開弁遅れ時間ＴＡｐや閉弁遅れ時間ＴＢｐに基づいて見込み実行期間を精度よく算出することができ、ポスト噴射処理を適切に実行することができる。
【００８８】
・許容噴射期間の始点や終点を内燃機関１０の気筒１１内の圧力指標値に応じて変更するようにしてもよい。ここで、内燃機関１０の運転環境に応じて同内燃機関１０の気筒１１内の圧力が若干異なる。そのため、燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行しても内燃機関１０の出力トルクにならない時期のうちの最も進角側の時期（上記始点に対応する時期）や、燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行しても燃料による潤滑オイルの希釈を招かない時期のうちの最も遅角側の時期（上記終点に対応する時期）も若干異なったものとなる。この点、上記構成によれば、そうした気筒１１内の圧力に応じて許容噴射期間を設定することができるために、ポスト噴射をより高い自由度をもって適切に実行することができる。なお上記圧力指標値としては、外気温度や吸気温度、冷却水温度を用いることの他、内燃機関１０の気筒１１内の圧力そのものを検出して用いることもできる。
【００８９】
・上記実施の形態にかかる燃料噴射制御装置は、ポスト噴射を実行する装置に限らず、メイン噴射の実行に先立って少量の燃料を噴射するプレ噴射を実行する装置にも適用することができる。
【００９０】
通常、プレ噴射が実行される装置では、その実行開始時期を早くしすぎると、噴射燃料の一部が燃焼せずに気筒１１壁面に付着するようになるために、同壁面の潤滑オイルが燃料によって希釈されることによって潤滑性能の低下を招くばかりか、場合によってはピストンリングの摩耗が早くなってしまう。一方、プレ噴射の実行完了時期を遅くし過ぎると、メイン噴射との時間間隔がごく短くなるために、プレ噴射とメイン噴射とを間隔をおいて各別に実行することが困難になる。そのため上記構成では、プレ噴射の許容噴射期間として、燃料噴射弁２０からの燃料噴射を実行しても気筒１１壁面の潤滑オイルの燃料による希釈を招かない時期のうちの最も進角側の時期を始点とし、且つプレ噴射とメイン噴射とを間隔をおいて各別に実行可能な時期のうちの最も遅角側の時期を終点とする期間を設定することが望ましい。上記構成によれば、そうした許容噴射期間内で完了するようにプレ噴射を実行することにより、同プレ噴射の実行を通じて潤滑性能の低下を抑えつつ適正な効果（例えば燃焼騒音の低減など）を得ることができるようになる。
【００９１】
なお上記構成において、許容噴射期間の始点や終点を内燃機関１０の気筒１１内の圧力指標値に応じて変更することにより、プレ噴射をより高い自由度をもって適切に実行することができるようになる。
【００９２】
・上記実施の形態にかかる燃料噴射制御装置は、メイン噴射の後（ポスト噴射が実行される場合には同ポスト噴射より前）に燃料を噴射するアフター噴射を実行する装置にも適用することができる。
【００９３】
通常、アフター噴射が実行される装置では、その実行開始時期を早くしすぎると、メイン噴射との時間間隔がごく短くなるために、同メイン噴射とアフター噴射とを間隔をおいて各別に実行することが困難になる。一方、アフター噴射の実行完了時期を遅くし過ぎると、噴射燃料の一部が燃焼しなくなるために、未燃燃料が潤滑オイルに混入することによって潤滑性能の低下を招いたり、未燃燃料が排気通路に排出されることによって白煙の発生を招いたりするおそれがある。そのため上記構成では、アフター噴射の許容噴射期間として、メイン噴射とアフター噴射とを間隔をおいて各別に実行可能な時期のうちの最も進角側の時期を始点とし、且つ燃料噴射弁２０から噴射された燃料が十分に燃焼する時期のうちの最も遅角側の時期を終点とする期間を設定することが望ましい。上記構成によれば、そうした許容噴射期間内で完了するようにアフター噴射を実行することにより、同アフター噴射の実行を通じて潤滑性能の低下や白煙の発生などといった機関システムの機能低下を抑えつつ適正な効果（例えば燃焼騒音の低減など）を得ることができるようになる。
【００９４】
なお上記構成において、許容噴射期間の始点や終点を内燃機関１０の気筒１１内の圧力指標値に応じて変更することにより、アフター噴射をより高い自由度をもって適切に実行することができるようになる。
【００９５】
・多段燃料噴射を通じて実行されるサブ噴射（ポスト噴射や、プレ噴射、アフター噴射）の各段の燃料噴射の時間間隔が内燃機関１０の運転状態（例えば機関回転速度ＮＥ）に応じて可変設定される装置にも、上記実施の形態にかかる燃料噴射制御装置は適用することができる。
【００９６】
・見込み実行期間が許容噴射期間より長いときにおけるサブ噴射（ポスト噴射や、プレ噴射、アフター噴射）の制御目標値の変更態様としては、同サブ噴射の実行期間を短くすることの可能な変更態様であれば、任意の変更態様を採用することができる。そうした変更態様としては、例えば多段燃料噴射における各段の燃料噴射量を変更することなく噴射回数を減少させるといった変更態様や、多段燃料噴射における噴射回数を変更することなく各段の燃料噴射量を減少させるといった変更態様などを挙げることができる。
【００９７】
・燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、圧力センサ４１を燃料噴射弁２０に直接取り付けることに限らず、同圧力センサ４１の取り付け態様は任意に変更することができる。具体的には、圧力センサ４１を燃料供給通路におけるコモンレール３４と燃料噴射弁２０との間の部位（分岐通路３１ａ）に取り付けたり、コモンレール３４に取り付けたりしてもよい。
【００９８】
・圧電アクチュエータ２９により駆動されるタイプの燃料噴射弁２０に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。
【００９９】
・四つの気筒を有する内燃機関に限らず、単気筒の内燃機関や、二つの気筒を有する内燃機関、三つの気筒を有する内燃機関、あるいは五つ以上の気筒を有する内燃機関にも、本発明は適用することができる。
【０１００】
・本発明は、ディーゼル機関に限らず、ガソリン燃料を用いるガソリン機関や天然ガス燃料を用いる天然ガス機関にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…内燃機関、１１…気筒、１２…吸気通路、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、１６…フィルタ、２０…燃料噴射弁、２１…ハウジング、２２…ニードル弁、２３…噴射孔、２４…スプリング、２５…ノズル室、２６…圧力室、２７…導入通路、２８…連通路、２９…圧電アクチュエータ、２９ａ…弁体、３０…排出路、３１ａ…分岐通路、３１ｂ…供給通路、３２…燃料タンク、３３…燃料ポンプ、３４…コモンレール、３５…リターン通路、４０…電子制御ユニット、４１…圧力センサ、４２…吸気量センサ、４３…クランクセンサ、４４…アクセルセンサ、４５…温度センサ。
【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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