(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（１９）を形成する機関本体（１１）と、
燃料を加圧した状態で貯えるコモンレール（１３）と、
前記機関本体（１１）に設けられ、前記機関本体（１１）と反対側の端部が燃料通路（２７）を経由して前記コモンレール（１３）に接続し、前記燃焼室（１９）への燃料の噴射を断続する燃料噴射弁（１２）と、
前記燃料噴射弁（１２）と前記コモンレール（１３）との間に設けられ、前記燃料噴射弁（１２）における燃料の噴射の断続によって燃料に生じた圧力波を前記燃料噴射弁（１２）側へ反射する圧力波反射部（５０）と、
前記燃料噴射弁（１２）を駆動して、前記機関本体（１１）の運転状態に基づいて設定された設定噴射量の燃料を複数回に分けて前記燃焼室（１９）へ噴射する噴射弁駆動手段（７３）と、
前記圧力波反射部（５０）よりも前記燃料噴射弁（１２）側に設けられ燃料の圧力を検出する圧力検出手段（６１、７４）と、
前記圧力検出手段（６１、７４）により、前記コモンレール（１３）から前記燃料噴射弁（１２）に供給する燃料の圧力と前記圧力波反射部（５０）で反射する圧力波に基づいて変化する燃料の圧力とが合成された圧力を検出した結果から、前記燃料噴射弁（１２）の内部における燃料の圧力を推定する燃料圧力推定手段（７５）と、
前記噴射弁駆動手段（７３）により前記燃料噴射弁（１２）から前記燃焼室（１９）への燃料の噴射を開始する時期を、前記燃料圧力推定手段（７５）で推定した燃料の圧力に基づいて設定する噴射開始時期設定手段（７６）と、を備え、
前記噴射弁駆動手段（７３）は、前記燃料噴射弁（１２）を駆動して、前記設定噴射量の燃料の大部分を噴射するメイン噴射、および前記メイン噴射に先立つ少なくとも一回のパイロット噴射を実行し、
前記噴射開始時期設定手段（７６）は、前記メイン噴射における燃料の噴射開始時期を、前記パイロット噴射によって生じ前記圧力波反射部（５０）で反射した圧力波が前記燃料噴射弁（１２）において増加するときに設定するとともに、
前記噴射開始時期設定手段（７６）は、前記パイロット噴射によって生じ前記圧力波反射部（５０）で反射した圧力波が前記燃料噴射弁（１２）において増加するように、前記パイロット噴射の噴射開始時期と前記メイン噴射の噴射開始時期との間隔を設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記噴射開始時期設定手段（７６）は、
前記圧力検出手段（６１、７４）で検出した圧力に基づいて、複数回に分割して実行される燃料噴射のうち直前の燃料噴射時における燃料の圧力の変化から、今回の燃料噴射時での前記燃料噴射弁（１２）における単位時間当たりの燃料の噴射量を噴射率として推定する噴射率推定手段（７７）と、
前記噴射率推定手段（７７）で推定した前記噴射率に基づいて推定した前記燃料噴射弁（１２）における燃料の圧力を推定圧力として算出し、算出した前記推定圧力の微分値を推定圧力微分値として算出する微分値算出手段（７８）と、を有し、
少なくとも２回以上の前記パイロット噴射を実行するとき、前記微分値算出手段（７８）で算出した前記推定圧力微分値の極小値群のうち最小の最小値を抽出し、２回目以降の前記パイロット噴射の噴射時期を前記最小値が抽出される直前の微分値が負となる区間に設定する請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射開始時期設定手段（７６）は、
前記圧力検出手段（６１、７４）で検出した圧力に基づいて、複数回に分割して実行される燃料噴射のうち直前の燃料噴射時における燃料の圧力の変化から、今回の燃料噴射時での前記燃料噴射弁（１２）における単位時間当たりの燃料の噴射量を噴射率として推定する噴射率推定手段（７７）と、
前記噴射率推定手段（７７）で推定した前記噴射率に基づいて推定した前記燃料噴射弁（１２）における燃料の圧力を推定圧力として算出し、算出した前記推定圧力の微分値を推定圧力微分値として算出する微分値算出手段（７８）と、を有し、
前記微分値算出手段（７８）で算出した前記推定圧力微分値の極大値群のうち最大の最大値を抽出し、前記メイン噴射の噴射時期を前記最大値が抽出される直前の微分値が正となる区間に設定する請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記噴射開始時期設定手段（７６）は、
前記圧力検出手段（６１、７４）で検出した圧力に基づいて、複数回に分割して実行される燃料噴射のうち直前の燃料噴射時における燃料の圧力の変化から、今回の燃料噴射時での前記燃料噴射弁（１２）における単位時間当たりの燃料の噴射量を噴射率として推定する噴射率推定手段（７７）と、
前記噴射率推定手段（７７）で推定した前記噴射率に基づいて設定した前記燃料噴射弁（１２）における燃料の圧力を推定圧力として算出し、算出した前記推定圧力の微分値を推定圧力微分値として算出する微分値算出手段（７８）と、を有し、
前記微分値算出手段（７８）で算出した前記推定圧力微分値の極大値群のうち最大の最大値を抽出し、前記メイン噴射に後続して実行されるアフター噴射の噴射時期を前記最大値が抽出される直前の微分値が正となる区間に設定する請求項１、２または３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料圧力推定手段（７５）は、前記燃料噴射弁（１２）における燃料の圧力を、
前記噴射率推定手段（７７）で推定した前記噴射率に基づいて、前記燃料噴射弁（１２）の開弁によって燃料に生じる開弁圧力波および前記燃料噴射弁（１２）の閉弁によって燃料に生じる閉弁圧力波を合成した基本圧力波と、
前記基本圧力波の前記燃料噴射弁（１２）の内部における反射によって燃料に生じる噴射弁内圧力波と、
前記燃料噴射弁（１２）の前記圧力波反射部における前記基本圧力波の反射によって燃料に生じる端部圧力波と、
を合成して推定する請求項１から４のいずれか一項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記圧力波反射部（５０）は、前記燃料噴射弁（１２）と前記コモンレール（１３）との間に設けられ、前記コモンレール（１３）から前記燃料噴射弁（１２）への燃料の流れを許容し、前記燃料噴射弁（１２）から前記コモンレール（１３）への燃料の流れを遮断する逆止弁（８１）をさらに備える請求項１から５のいずれか一項記載の内燃機関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、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、排気に含まれる未燃焼の燃料や粒子状物質の低減が求められている。これら排気に含まれる物質を低減するためには、特定の時期に圧力および噴射量が制御された燃料を燃焼室へ供給する必要がある。特許文献１の場合、燃料噴射弁の弁部材であるニードルは移動速度すなわちリフト速度の増加が図られている。これにより、特許文献１の場合、燃料噴射弁から噴射される燃料の初期的な噴射率すなわち単位時間当たりの噴射量は増大する。このように、特許文献１は、燃料噴射弁から噴射される燃料の初期的な噴射率を増大させることにより、排気に含まれる未燃焼の燃料や粒子状物質の低減が図られることを開示している。
【０００３】
しかしながら、ニードルのリフト速度を増加させるためには、ニードルを駆動する駆動機構の複雑化および大型化を招くという問題がある。また、近年の内燃機関の場合、機関本体の運転状態に応じて噴射量が設定された燃料は、複数回に分けて燃焼室へ噴射される。具体的には、設定された燃料の噴射量の大部分はメイン噴射によって燃焼室へ噴射されるとともに、残る燃料はメイン噴射に先立つパイロット噴射、およびメイン噴射に後続するアフター噴射によっても燃焼室へ噴射される。そのため、特許文献１のようにニードルのリフト速度を増加させると、メイン噴射だけでなくパイロット噴射における燃料の噴射率も増大する。その結果、パイロット噴射において、燃料の拡散が過大となったり、燃料の噴射量が過剰となることが考えられる。さらに、特許文献１のようにニードルのリフト速度を増加させると、パイロット噴射に続いてメイン噴射を実行するとき、パイロット噴射における噴射率の増大によってコモンレールにおける燃料の圧力は低下しやすくなる。その結果、メイン噴射における燃料の圧力が低下し、メイン噴射における噴射率が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、燃料噴射弁の改良を必要とすることなく、燃料を複数回に分けて噴射するときでも噴射率が維持され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】
【０００６】
請求項１記載の発明では、燃料噴射弁における燃料の噴射の断続によって燃料噴射弁の内部を流れる燃料には圧力波が生じる。この燃料噴射弁の内部における燃料の圧力波は、圧力の上昇と低下とを繰り返す圧力脈動を形成する。そして、この燃料噴射弁の内部における燃料の圧力波は、燃料噴射弁からコモンレール側へ伝搬する。圧力波反射部は、このように燃料噴射弁からコモンレール側へ伝搬する燃料の圧力波を燃料噴射弁側へ反射する。そのため、燃料噴射弁の内部における燃料の圧力は、コモンレールから供給される燃料の基本的な圧力に、圧力波反射部で反射された圧力波の圧力を加えたものとなる。燃料圧力推定手段は、このように圧力波を考慮して燃料噴射弁の内部における燃料の圧力を推定する。そして、噴射開始時期設定手段は、この燃料圧力推定手段で推定された燃料の圧力に基づいて燃料噴射弁から燃焼室へ燃料の噴射を開始する時期を設定する。
【０００７】
燃料噴射弁から複数回の燃料の噴射を繰り返す場合、最初の燃料の噴射によってコモンレールにおける燃料の圧力は低下する。そして、この最初の燃料の噴射が停止することによって、燃料噴射弁からコモンレール側へ燃料の圧力波が伝搬する。伝搬する圧力波は、圧力波反射部で燃料噴射弁側へ反射される。そのため、燃料噴射弁の内部では、最初の燃料の噴射によってコモンレールから供給される燃料の圧力が低下しても、反射された圧力波と合成することによって燃料の圧力が上昇する。すなわち、噴射開始時期設定手段は、最初の燃料の噴射から次回の燃料の噴射までの期間を、最初の噴射によって生成される圧力波を考慮して設定する。これにより、最初の噴射に引き続く次回の燃料の噴射は、反射した圧力波によって上昇した圧力で実施される。したがって、例えば燃料噴射弁の駆動速度の向上などの改良を必要とすることなく、燃料を複数回に分けて噴射するときでも各噴射における噴射率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置の概略構成を示す模式図
【図３】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置の要部を示す模式図
【図４】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置における燃料の圧力波形のモデルを示す模式図
【図５】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置による処理の流れを示す概略図
【図６】図５におけるパイロット噴射制御処理の流れを示す概略図
【図７】図６における圧力推定処理の流れを示す概略図
【図８】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置において、パイロット噴射の噴射開始時期の設定を説明するための図
【図９】図５におけるメイン−アフター噴射制御処理の流れを示す概略図
【図１０】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置において、メイン噴射およびアフター噴射の噴射開始時期の設定を説明するための図
【図１１】第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置において、単発のパイロット噴射と連続する二回のパイロット噴射における燃料圧力および噴射率の変化を示す概略図
【図１２】初期噴射率と貫徹力との関係を示す模式図
【図１３】初期噴射率と噴霧の粒径との関係を示す模式図
【図１４】初期噴射率の傾きと内燃機関のスモークの量との関係を示す模式図
【図１５】第２実施形態の図３に相当する図
【図１６】第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料噴射制御装置において、逆止弁の有無と燃料の圧力との関係を噴射率とともに示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関の燃料噴射制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位については同一の符号を付し説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムを図２に示す。ディーゼルエンジンシステム１０は、機関本体１１、燃料噴射弁としてのインジェクタ１２、コモンレール１３および燃料噴射制御装置（以下、単に「制御装置」と省略する。）１４を備えている。機関本体１１は、シリンダブロック１５、シリンダヘッド１６およびピストン１７を有している。シリンダブロック１５は、複数のシリンダ１８を形成している。ピストン１７は、このシリンダ１８の内部を軸方向へ往復移動する。これらシリンダブロック１５、シリンダヘッド１６およびピストン１７に囲まれた部分は、燃焼室１９を形成している。機関本体１１は、吸気管部材２１および排気管部材２２がそれぞれ接続している。吸気管部材２１は吸気通路２３を形成し、排気管部材２２は排気通路２４を形成している。吸気通路２３は、燃焼室１９に接続するとともに、燃焼室１９と反対側の端部が大気に開放している。吸気は、吸気通路２３を経由して燃焼室１９へ吸入される。また、排気通路２４は、燃焼室１９に接続するとともに、燃焼室１９と反対側の端部が大気に開放している。排気は、排気通路２４を経由して燃焼室１９から排出される。吸気通路２３と燃焼室１９との間は図示しない吸気弁によって開閉され、排気通路２４と燃焼室１９との間は図示しない排気弁で開閉される。吸気通路２３を流れる吸気の流量は、吸気通路２３を開閉するスロットル２５によって調整される。
【００１１】
インジェクタ１２は、機関本体１１に設けられ、シリンダヘッド１６を貫いている。インジェクタ１２は、燃料を噴射する先端が燃焼室１９に露出している。これにより、インジェクタ１２から噴射される燃料は、燃焼室１９に吸入された吸気に直接噴射される。コモンレール１３は、インジェクタ１２に供給する燃料を貯える。燃料は、図示しない高圧ポンプによって加圧され、コモンレール１３に供給される。コモンレール１３に供給された燃料は、加圧された状態を維持したままコモンレール１３に貯えられる。コモンレール１３とインジェクタ１２との間は、配管部材２６によって接続されている。配管部材２６は、燃料通路２７を形成している。コモンレール１３に貯えられている燃料は、この燃料通路２７を経由してインジェクタ１２に供給される。
【００１２】
インジェクタ１２は、図３に示すようにボディ３１および弁部材としてのニードル３２を有している。ボディ３１は、円筒状に形成され、先端に弁座３３を形成している。また、ボディ３１は、燃料の流れ方向において弁座３３の下流側にボディ３１を貫いて内側と外側とを接続する噴孔３４を有している。ニードル３２は、円筒状のボディ３１の内側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ボディ３１の内壁とニードル３２の外壁との間には、インジェクタ１２の内部において燃料が流れる内部燃料通路３５が形成されている。ニードル３２は、先端にシール部３６を有している。シール部３６は、ボディ３１に形成されている弁座３３に着座可能である。ニードル３２の移動によってシール部３６が弁座３３に着座すると、内部燃料通路３５と噴孔３４との間は遮断される。これにより、ニードル３２が図３の下方へ移動し、シール部３６が弁座３３に着座しているとき、噴孔３４からの燃料の噴射は停止される。一方、ニードル３２の移動によってシール部３６が弁座３３から離座すると、内部燃料通路３５と噴孔３４との間は開放される。これにより、ニードル３２が図３の上方へ移動し、シール部３６が弁座３３から離座しているとき、噴孔３４からの燃料の噴射は許容される。
【００１３】
インジェクタ１２は、弾性部材３７を有している。弾性部材３７は、ニードル３２をシール部３６が弁座３３へ着座する方向へ押し付けている。また、燃料通路２７は、インジェクタ１２のコモンレール１３側で分岐している。燃料通路２７から分岐する分岐通路３８は、インジェクタ１２の燃料室３９に接続している。燃料室３９は、ニードル３２のシール部３６とは反対側の端部に設けられている。燃料は、コモンレール１３から燃料通路２７を経由して内部燃料通路３５へ導入されるとともに、分岐通路３８を経由して燃料室３９へ導入される。これにより、ニードル３２は、燃料室３９の燃料および弾性部材３７の押し付け力によって弁座３３側への力を受ける。分岐通路３８は、燃料通路２７と反対側の端部が図示しない燃料タンクに接続している。燃料タンクは、燃料を大気圧下で貯えている。この分岐通路３８には、燃料室３９への経路を燃料通路２７側または燃料タンク側へ切り換える三方弁４１が設けられている。
【００１４】
三方弁４１で燃料室３９と燃料タンクとを接続すると、燃料室３９の燃料は燃料タンクへ流出し、燃料室３９における燃料の圧力は低下する。ニードル３２は、燃料室３９だけでなく内部燃料通路３５から燃料の圧力を受けている。そのため、燃料室３９における燃料の圧力が低下すると、ニードル３２は、内部燃料通路３５の燃料から受ける力が大きくなる。この内部燃料通路３５の燃料からニードル３２に加わる力が燃料室３９の燃料および弾性部材３７からニードル３２へ加わる力よりも大きくなると、ニードル３２は図３の上方へ移動する。すなわち、ニードル３２は、リフトする。その結果、シール部３６は弁座３３から離座し、内部燃料通路３５の燃料は噴孔３４から燃焼室１９へ噴射される。一方、三方弁４１で燃料室３９と燃料通路２７と接続すると、燃料通路２７の高圧の燃料が燃料室３９へ流入し、燃料室３９における燃料の圧力は上昇する。燃料室３９における燃料の圧力が上昇すると、ニードル３２は弾性部材３７の押し付け力に加え燃料室３９の燃料から力を受ける。この弾性部材３７および燃料室３９の燃料からニードル３２へ加わる力が内部燃料通路３５からニードル３２へ加わる力よりも大きくなると、ニードル３２は図３の下方へ移動する。その結果、シール部３６は弁座３３に着座し、内部燃料通路３５の燃料は噴孔３４から燃焼室１９への噴射が停止される。
【００１５】
ディーゼルエンジンシステム１０は、上記の他に圧力波反射部５０を備えている。圧力波反射部５０は、インジェクタ１２とコモンレール１３との間に設けられている。具体的には、圧力波反射部５０は、燃料通路２７に設けられている。第１実施形態の場合、圧力波反射部５０は、オリフィス５１を有している。このオリフィス５１は、燃料通路２７の一部において燃料通路２７の流路断面積を絞っている。これにより、インジェクタ１２で発生した燃料の圧力波は、燃料通路２７を伝搬し、圧力波反射部５０においてインジェクタ１２側へ反射される。
【００１６】
ディーゼルエンジンシステム１０は、図１および図２に示すようにさらに圧力センサ６１、アクセル開度センサ６２、回転数センサ６３、吸気量センサ６４、吸気温度センサ６５、吸気圧力センサ６６およびコモンレール圧力センサ６７などの各種のセンサを備えている。圧力センサ６１は、コモンレール１３からインジェクタ１２に至る燃料通路２７に設けられ、燃料通路２７における燃料の圧力を検出する。圧力センサ６１は、検出した燃料の圧力を電気信号として制御装置１４へ出力する。アクセル開度センサ６２は、図示しないアクセルペダルの開度を検出し、検出したアクセルペダルの開度を電気信号として制御装置１４へ出力する。回転数センサ６３は、機関本体１１の図示しないクランクシャフトの回転数または回転角度を検出し、検出した回転数または回転角度を電気信号として制御装置１４へ出力する。吸気量センサ６４、吸気温度センサ６５および吸気圧力センサ６６は、それぞれ吸気通路２３を流れる吸気の流量、温度および圧力を検出し、検出した吸気の流量、温度および圧力を電気信号として制御装置１４へ出力する。コモンレール圧力センサ６７は、コモンレール１３に貯えられている燃料の圧力を検出し、検出した燃料の圧力を電気信号として制御装置１４へ出力する。また、ディーゼルエンジンシステム１０は、これらの他に冷却水の温度を検出する水温センサなどを有していてもよい。
【００１７】
制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御装置１４は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、運転状態取得部７１、噴射量設定部７２、噴射弁駆動部７３、圧力取得部７４、燃料圧力推定部７５および噴射開始時期設定部７６をソフトウェア的に実現している。なお、これら運転状態取得部７１、噴射量設定部７２、噴射弁駆動部７３、圧力取得部７４、燃料圧力推定部７５および噴射開始時期設定部７６は、ハードウェア的またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。
【００１８】
運転状態取得部７１は、アクセル開度センサ６２から取得したアクセルペダルの開度、および回転数センサ６３から取得した機関本体１１の回転数から機関本体１１の運転状態を取得する。噴射量設定部７２は、運転状態取得部７１で取得した機関本体１１の運転状態に基づいて、機関本体１１の各燃焼室１９へ噴射すべき燃料の量を設定噴射量として設定する。噴射量設定部７２は、設定した設定噴射量を吸気量センサ６４などで取得した吸気の流量、温度および圧力や冷却水の温度などを用いて補正してもよい。
【００１９】
噴射弁駆動部７３は、インジェクタ１２を駆動する。具体的には、噴射弁駆動部７３は、分岐通路３８に設けられている三方弁４１を駆動する。これにより、噴射弁駆動部７３は、インジェクタ１２の燃料室３９の燃料の経路を切り換えて、燃料の圧力を用いてニードル３２を駆動する。この場合、噴射弁駆動部７３は、三方弁４１を直接駆動するのに代えて、例えば三方弁４１を駆動する電磁駆動部を電気的に制御してもよい。また、噴射弁駆動部７３は、例えばピエゾ素子を用いて三方弁４１を駆動する構成としてもよい。
【００２０】
噴射弁駆動部７３は、インジェクタ１２を駆動することにより、インジェクタ１２から燃焼室１９へ複数回に分けて燃料を噴射させる。具体的には、噴射弁駆動部７３は、インジェクタ１２からの燃料の噴射を、メイン噴射、パイロット噴射およびアフター噴射となるように分割する。燃料は、燃焼室１９における燃料の一回の噴射時期において、時系列的にパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の順で噴射される。メイン噴射は、これら一連の噴射において主たる噴射であり、噴射量設定部７２で設定された設定噴射量の大部分の燃料が噴射される。パイロット噴射は、メイン噴射に先立って実行される。アフター噴射は、メイン噴射に後続して実行される。パイロット噴射およびアフター噴射における燃料の噴射量は、メイン噴射量よりも小さく設定される。また、パイロット噴射およびアフター噴射は、機関本体１１の運転状態に応じて少なくとも一方が実施されない場合もある。さらに、パイロット噴射およびアフター噴射は、機関本体１１の運転状態に応じてさらに二回以上に分割されて実行される場合もある。
圧力取得部７４は、圧力センサ６１に接続し、圧力センサ６１から燃料通路２７における燃料の圧力を取得する。燃料圧力推定部７５は、圧力取得部７４で取得した燃料通路２７における燃料の圧力と、圧力波反射部５０のオリフィス５１で反射した燃料の圧力波とからインジェクタ１２の内部における燃料の圧力を推定する。
【００２１】
インジェクタ１２は、ニードル３２が往復移動することにより、内部燃料通路３５と噴孔３４との間が繰り返し開閉される。内部燃料通路３５と噴孔３４との間が開放されると、コモンレール１３に貯えられている燃料は内部燃料通路３５を経由して噴孔３４へ流出し、コモンレール１３および内部燃料通路３５における燃料の圧力は低下する。一方、内部燃料通路３５と噴孔３４との間が閉鎖されると、内部燃料通路３５から噴孔３４への燃料の流出が停止し、コモンレール１３および内部燃料通路３５における燃料の圧力は上昇する。このように、ニードル３２の往復移動にともなう内部燃料通路３５と噴孔３４との間の開閉によって、燃料には圧力の低下と上昇とを繰り返す脈動が生じる。このとき、生じた燃料の圧力脈動は、内部燃料通路３５からコモンレール１３へ至る燃料通路２７において圧力波として燃料を伝搬する。このように内部燃料通路３５と噴孔３４との開閉によって生じる圧力波は、内部燃料通路３５および燃料通路２７に存在する燃料を媒体として伝搬する。そして、燃料を伝搬する圧力波は、燃料通路２７の途中に設けられている圧力波反射部５０のオリフィス５１によってインジェクタ１２側へ反射される。その結果、内部燃料通路３５における燃料の圧力は、コモンレール１３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力の変化と、燃料を伝搬する圧力波にともなう圧力の変化とを合成したものとなる。燃料圧力推定部７５は、このように燃料の噴射の断続にともなうコモンレール１３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力の変化と、燃料の噴射の断続によって生成する圧力波による圧力の変化とを合成することにより、内部燃料通路３５における燃料の圧力を推定する。
【００２２】
ここで、燃料圧力推定部７５による燃料の圧力の推定について図４に基づいて詳細に説明する。
コモンレール１３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は、図４に示すように基本圧力波（Ａ）として得られる。コモンレール１３に貯えられている燃料の圧力は、インジェクタ１２から燃料を噴射することによって低下する。そして、燃料の噴射を停止することによって増加へ転じ、極大値を経て再び低下する。このように、基本圧力波（Ａ）は、インジェクタ１２の燃料の噴射を繰り返すことにより、極大値と極小値との差が徐々に小さくなりながら低下および上昇を繰り返す。この基本圧力波（Ａ）は、インジェクタ１２による燃料の噴射によって燃料に生じる開弁圧力波と、インジェクタ１２による燃料の噴射の停止によって燃料に生じる閉弁圧力波とを合成することによって下記のモデル（１）として得られる。
【００２３】
【数１】
0005823918.tif 000002
【００２４】
また、インジェクタ１２で生じた圧力波は、各部で反射する。この各部で反射する圧力波は、インジェクタ１２の内部すなわち内部燃料通路３５において生じるインジェクタ内圧力波（Ｂ）と、圧力波反射部５０のオリフィス５１で反射する端部圧力波（Ｃ）とに分類される。インジェクタ内圧力波（Ｂ）は、上述の基本圧力波（Ａ）がインジェクタ１２の内部で反射することによって生じる。すなわち、インジェクタ内圧力波（Ｂ）は、閉弁圧力波が内部燃料通路３５において反射することによって生じる。このインジェクタ内圧力波（Ｂ）は、下記のモデル（２）として得られる。
【００２５】
【数２】
0005823918.tif 000003
【００２６】
一方、端部圧力波（Ｃ）は、これら基本圧力波（Ａ）およびインジェクタ内圧力波（Ｂ）が圧力波反射部５０のオリフィス５１で反射することによって生じる。この端部圧力波（Ｃ）は、下記のモデル（３）として得られる。
【００２７】
【数３】
0005823918.tif 000004
【００２８】
燃料圧力推定部７５は、これら基本圧力波（Ａ）、インジェクタ内圧力波（Ｂ）および端部圧力波（Ｃ）とを合成することによって、インジェクタ１２の内部すなわち内部燃料通路３５における燃料の圧力を推定する。
この場合、燃料圧力推定部７５は、圧力センサ６１で検出した燃料の圧力に基づいて、燃料の圧力を逐次推定してもよい。また、燃料圧力推定部７５は、燃料の圧力の推定に時間を要する場合、先の噴射時すなわち特定のインジェクタ１２から複数回に分割して燃料を噴射する場合、先回の燃料噴射時に取得した燃料の圧力に基づいて、今回の燃料噴射時における燃料の圧力を推定してもよい。さらに、燃料圧力推定部７５は、機関本体１１の運転状態に基づいて燃料の圧力を予めマップとして記憶しておいてもよい。これらの場合、前者ほど、すなわち燃料の圧力を逐次推定するものほど、推定の精度が高くなる。
【００２９】
噴射開始時期設定部７６は、噴射弁駆動部７３によりインジェクタ１２から燃焼室１９へ燃料を噴射を開始する時期を設定する。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、噴射を開始する時期を、燃料圧力推定部７５で推定した燃料の圧力に基づいて設定する。噴射開始時期設定部７６は、噴射率推定部７７および微分値算出部７８を有している。噴射率推定部７７は、圧力センサ６１および圧力取得部７４で検出した燃料通路２７における燃料の圧力に基づいて、インジェクタ１２における燃料の噴射率を推定する。燃料の噴射率は、単位時間当たりの燃料の噴射量である。微分値算出部７８は、噴射率推定部７７で推定した噴射率に基づいてインジェクタ１２における燃料の圧力、すなわち内部燃料通路３５における燃料の圧力を推定圧力として算出する。そして、微分値算出部７８は、算出した推定圧力を時間で微分し、この微分値を推定圧力微分値として算出する。
【００３０】
次に、上記の構成による制御装置１４の処理の流れについて説明する。
まず、図５に基づいて制御装置１４による燃料噴射制御の基本的な処理の流れについて説明する。
ディーゼルエンジンシステム１０の運転が開始されると、運転状態取得部７１は、機関本体１１の運転状態を取得する（Ｓ１０１）。具体的には、運転状態取得部７１は、アクセル開度センサ６２からアクセルペダルの開度を取得するとともに、回転数センサ６３から機関本体１１の回転数を取得する。アクセルペダルの開度および機関本体１１の回転数に基づく機関本体１１の運転状態は、例えばマップとして制御装置１４の図示しないＲＯＭなどに記憶されている。運転状態取得部７１は、取得したアクセルペダルの開度および機関本体１１の回転数と予め設定されているマップなどに基づいて、機関本体１１の運転状態すなわち負荷状態を取得する。
【００３１】
機関本体１１の運転状態が取得されると、噴射量設定部７２はインジェクタ１２から噴射する燃料の噴射量および噴射パターンを設定する（Ｓ１０２）。すなわち、噴射量設定部７２は、運転状態取得部７１で取得された機関本体１１の運転状態に基づいて、燃料の噴射量および噴射パターンを設定する。ここで、燃料の噴射量は、例えば機関本体１１の運転状態に相関するマップとし制御装置１４の図示しないＲＯＭなどに記憶されている。これにより、噴射量設定部７２は、Ｓ１０１で取得した機関本体１１の運転状態と記憶されているマップとに基づいて、インジェクタ１２から噴射する燃料の噴射量を設定する。このとき、噴射量設定部７２は、吸気量センサ６４、吸気温度センサ６５および吸気圧力センサ６６で検出した吸気の状態に基づいて設定した噴射量を補正してもよい。また、噴射量設定部７２は、例えば機関本体１１の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサで検出した冷却水の温度などのその他の条件に基づいて設定した噴射量を補正してもよい。また、噴射量設定部７２は、燃料の噴射量を設定するだけでなく、機関本体１１の運転状態に基づいてインジェクタ１２から噴射する燃料の噴射パターンも設定する。上述のように、燃料は、メイン噴射、パイロット噴射およびアフター噴射に分割して燃焼室１９へ噴射される。そのため、噴射量設定部７２は、機関本体１１の運転状態に基づいて、メイン噴射に加えてパイロット噴射を実行するか否か、およびアフター噴射を実行するか否かを判断し、噴射パターンを設定する。つまり、噴射量設定部７２は、メイン噴射のみ、パイロット噴射およびメイン噴射の組み合わせ、またはパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の組み合わせのいずれかを噴射パターンとして設定する。さらに、噴射量設定部７２は、メイン噴射に加えてパイロット噴射またはアフター噴射の少なくともいずれかを実行するとき、パイロット噴射およびアフター噴射の噴射量および噴射回数をそれぞれ設定する。つまり、噴射量設定部７２は、設定した燃料の噴射量を、メイン噴射だけでなく、パイロット噴射およびアフター噴射に分配する。
【００３２】
噴射量設定部７２は、Ｓ１０２において噴射量および噴射パターンを設定すると、パイロット噴射の分割が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。噴射量設定部７２は、パイロット噴射が含まれる噴射パターンを設定したとき、このパイロット噴射における燃料の噴射を分割する必要があるか否かを判断する。Ｓ１０２で設定された燃料の噴射量によっては、パイロット噴射における燃料の噴射量が比較的多くなることがある。そこで、噴射量設定部７２は、パイロット噴射が含まれる噴射パターンが設定されると、パイロット噴射における燃料の噴射量を考慮する。すなわち、噴射量設定部７２は、噴射パターンに応じて燃料の噴射量を各噴射に分配したとき、パイロット噴射における燃料の噴射量が予め設定された上限パイロット噴射量以上であるか否かを判断する。そして、噴射量設定部７２は、パイロット噴射に分配された燃料の噴射量が上限パイロット噴射量以上であるとき、パイロット噴射の分割が必要であると判断する。つまり、噴射量設定部７２は、一回当たりのパイロット噴射における燃料の噴射量が上限パイロット噴射量を超えないようにパイロット噴射を分割する。これにより、インジェクタ１２から噴射される燃料は、パイロット噴射において二回以上に分割されて燃焼室１９へ供給される。
【００３３】
噴射量設定部７２は、Ｓ１０３においてパイロット噴射の分割が必要である判断すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、分割したパイロット噴射一回当たりの燃料の噴射量Ｑｐｐを算出する（Ｓ１０４）。すなわち、噴射量設定部７２は、Ｓ１０２で設定されたパイロット噴射の全体における燃料の噴射量Ｑｐｔを分割回数Ｍで除し、パイロット噴射一回当たりの燃料の噴射量ＱｐｐをＱｐｐ＝Ｑｐｔ／Ｍとして算出する。
【００３４】
制御装置１４は、Ｓ１０４においてパイロット噴射一回当たりの燃料の噴射量Ｑｐｐが算出されると、パイロット噴射を実行するパイロット噴射制御処理へ移行する（Ｓ１０５）。そして、制御装置１４は、パイロット噴射制御処理を実行しつつ、パイロット噴射の回数Ｎが分割回数Ｍに到達したか否かを判断する（Ｓ１０６）。制御装置１４は、Ｓ１０６でパイロット噴射の回数Ｎが分割回数Ｍに到達していないと判断すると（Ｓ１０６：Ｎｏ）、Ｓ１０５においてパイロット噴射の回数Ｎが分割回数Ｍに到達するまでパイロット噴射制御処理を継続する。
制御装置１４は、Ｓ１０６でパイロット噴射の回数Ｎが分割回数Ｍに到達したと判断すると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、メイン噴射およびアフター噴射を実行するメイン−アフター噴射制御処理へ移行する（Ｓ１０７）。また、制御装置１４は、Ｓ１０３においてパイロット噴射の分割が必要でないと判断したとき（Ｓ１０３：Ｎｏ）、Ｓ１０７へ移行し、メイン−アフター噴射制御処理へ移行する。
【００３５】
次に、Ｓ１０５におけるパイロット噴射制御処理について図６に基づいて説明する。
制御装置１４は、パイロット噴射制御処理へ移行すると、圧力推定処理を実行する（Ｓ２０１）。圧力推定処理の詳細は、図７に示す通りである。Ｓ２０１において圧力推定処理に移行すると、燃料圧力推定部７５は、圧力取得部７４を経由して圧力センサ６１から燃料通路２７における燃料の圧力を取得する（Ｓ３０１）。燃料圧力推定部７５は、取得した燃料通路２７における燃料の圧力に基づいて、前回の燃料の噴射時における燃料の噴射率を推定する（Ｓ３０２）。すなわち、燃料圧力推定部７５の噴射率推定部７７は、Ｓ３０１で取得した燃料の圧力から、前回の燃料の噴射時における燃料の噴射率を推定する。各燃焼室１９に対応して設けられているインジェクタ１２は、所定の噴射時期に繰り返し燃料を噴射している。そして、繰り返し燃料を噴射するときの燃料通路２７における圧力の変化は、制御装置１４の図示しないＲＡＭなどに蓄積される。インジェクタ１２からの燃料の噴射率は、燃料の圧力に依存する。そこで、噴射率推定部７７は、前回の燃料の噴射時に取得された圧力の変化から今回の燃料の噴射時における圧力の変化を推定し、インジェクタ１２からの燃料の噴射率を推定する。ここで、前回の燃料噴射時とは、例えばパイロット噴射を分割して複数回実行するとき、二回目以降のパイロット噴射において直前のパイロット噴射における燃料噴射時を意味する。また、メイン噴射またはアフター噴射において圧力推定処理を実行する場合、前回の燃料噴射時とは、一連のパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射からなる噴射パターンとして繰り返される燃料の噴射サイクルにおいて、直前の燃料噴射時である。例えば、メイン噴射であればその直前のパイロット噴射を意味し、アフター噴射であればメイン噴射を意味する。
【００３６】
燃料圧力推定部７５は、Ｓ３０２で推定した燃料の噴射率から、前回の噴射が終了してからの内部燃料通路３５における燃料の圧力変化の挙動を推定する（Ｓ３０３）。Ｓ３０２では、燃料圧力推定部７５は、圧力センサ６１が設けられている燃料通路２７での圧力変化に基づいて燃料の噴射率を推定している。燃料圧力推定部７５は、Ｓ３０３において、Ｓ３０２で推定した燃料の噴射率に基づいて、燃料の噴射が実行されると内部燃料通路３５における燃料の圧力がどのように変化するかを推定する。その結果、燃料圧力推定部７５は、例えば図４に示すように燃料の圧力変化の挙動を推定する。このとき、燃料圧力推定部７５は、Ｓ３０２で推定した燃料の噴射率に基づいて、上述したように基本圧力波（Ａ）、インジェクタ内圧力波（Ｂ）および端部圧力波（Ｃ）とを合成することにより、内部燃料通路３５における燃料の圧力推定モデルを作成する。
【００３７】
燃料圧力推定部７５の微分値算出部７８は、Ｓ３０３で推定した内部燃料通路３５における圧力推定モデルを微分して、推定圧力微分値、極小値群および極大値群を算出する（Ｓ３０４）。微分値算出部７８は、図８に示すような内部燃料通路３５における圧力推定モデルを微分して、推定圧力微分値を算出するとともに、この推定圧力微分値から圧力変化の挙動の極小値群および極大値群を算出する。燃料圧力推定部７５は、算出した推定圧力微分値、極小値群および極大値群を制御装置１４の図示しないＲＡＭに記憶する（Ｓ３０５）。
【００３８】
圧力推定処理は、以上の手順によって実行される。
噴射開始時期設定部７６は、Ｓ２０１において圧力推定処理が実行されると、圧力推定処理のＳ３０５で算出された推定圧力微分値および極小値群を読み出す（Ｓ２０２）。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、ＲＡＭなどに記憶された推定圧力微分値および極小値群を読み出す。具体的には、噴射開始時期設定部７６は、図８に示す圧力推定モデルの極小値群として極小値Ｌｉ１および極小値Ｌｉ２を読み出す。
【００３９】
噴射開始時期設定部７６は、読み出した極小値群の極小値Ｌｉ１および極小値Ｌｉ２から噴射禁止期間を除外した最小値を抽出する（Ｓ２０３）。例えばパイロット噴射を二回に分割して実行する場合、前回のパイロット噴射と今回のパイロット噴射における燃料の圧力の変化の挙動つまり燃料の圧力脈動周期を同一の位相に近似させることにより、燃料の圧力脈動の振幅は増幅される。そこで、噴射開始時期設定部７６は、内部燃料通路３５における圧力推定モデルの極小値群から極小値Ｌｉ１を圧力変化の最小値として抽出する。そして、噴射開始時期設定部７６は、今回の噴射の噴射開始時期を、圧力推定モデルの圧力がこの最小値に相当する極小値Ｌｉ１となる時期よりも時期的に前回のパイロット噴射に近い時期において推定圧力微分値が負となる区間に設定する。
【００４０】
具体的には、図８において、ｔ１からｔ２の間は、パイロット噴射のインターバルとして確保される噴射禁止期間である。この噴射禁止期間の経過後、内部燃料通路３５における圧力推定モデルは複数の極小値Ｌｉ１および極小値Ｌｉ２を示す。噴射開始時期設定部７６は、この複数の極小値Ｌｉ１、Ｌｉ２からなる極小値群のうち最も圧力が低い極小値Ｌｉ１を最小値として抽出する。噴射開始時期設定部７６は、この抽出した最小値となる極小値Ｌｉ１よりも時期的に前回のパイロット噴射に近い時期において、推定圧力微分値が負となる区間、すなわちｔ２からｔ３の間を今回のパイロット噴射の噴射時期として設定する。このように、噴射開始時期設定部７６は、前回のパイロット噴射後の燃料の圧力脈動を考慮して今回のパイロット噴射の噴射開始時期を設定する。
【００４１】
噴射弁駆動部７３は、噴射開始時期設定部７６によって設定された噴射開始時期になると、インジェクタ１２を駆動し、今回のパイロット噴射を実行する（Ｓ２０５）。
パイロット噴射を二回以上に分割して実行する場合、一回目のパイロット噴射の以前には燃料が噴射されない。そのため、一回目のパイロット噴射では、内部燃料通路３５における燃料の圧力脈動の影響をほとんど受けない。したがって、上述のパイロット噴射制御処理は、パイロット噴射を二回以上分割して実行するとき、二回目以降のパイロット噴射に適用される。
【００４２】
次に、Ｓ１０７におけるメイン−アフター噴射制御処理について図９に基づいて説明する。
制御装置１４は、メイン−アフター噴射制御処理へ移行すると、圧力推定処理を実行する（Ｓ４０１）。圧力推定処理の詳細は、上述の図７で説明した通りであるので省略する。
【００４３】
噴射開始時期設定部７６は、Ｓ４０１において圧力推定処理が実行されると、圧力推定処理のＳ３０５で算出された推定圧力微分値および極大値群を読み出す（Ｓ４０２）。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、ＲＡＭなどに記憶された推定圧力微分値および極大値群を読み出す。具体的には、噴射開始時期設定部７６は、図１０に示す圧力推定モデルの極大値群として極大値Ｌａ１、極大値Ｌａ２および極大値Ｌａ３を読み出す。
【００４４】
噴射開始時期設定部７６は、読み出したおよび極大値群の極大値Ｌａ１、極大値Ｌａ２および極大値Ｌａ３から噴射禁止期間を除外した最大値を抽出する（Ｓ４０３）。例えばパイロット噴射に引き続いてメイン噴射を実行する場合、パイロット噴射によって生じた圧力脈動の正のピークにメイン噴射の開始時期をあわせることにより、メイン噴射の初期噴射率は向上する。そこで、噴射開始時期設定部７６は、内部燃料通路３５における圧力推定モデルの極大値群から極大値Ｌａ３を圧力変化の最大値として抽出する。そして、噴射開始時期設定部７６は、メイン噴射の噴射開始時期を、圧力推定モデルの圧力がこの最大値に相当する極大値Ｌａ３となる時期よりも時期的にパイロット噴射に近い時期において推定圧力微分値が正となる区間に設定する。
【００４５】
また、アフター噴射の場合、メイン噴射によって生じた圧力脈動の正のピークにアフター噴射の開始時期をあわせることにより、アフター噴射の初期噴射率は向上する。そこで、噴射開始時期設定部７６は、メイン噴射と同様に噴射開始時期を設定する。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、アフター噴射の噴射開始時期を、メイン噴射後における圧力推定モデルの極大値群から圧力変化の最大値を抽出し、この最大値よりも時期的にメイン噴射に近い時期において推定圧力微分値が正となる区間に設定する。
【００４６】
図１０に基づいてメイン噴射の時期を具体的に説明する。図１０において、第１回目のパイロット噴射はｔｐ１からｔｐ２の間に実行され、第２回目のパイロット噴射はｔｐ３からｔｐ４の間に実行される。そして、第２回目のパイロット噴射が終了したｔｐ４からｔｍ０の間は、パイロット噴射が終了してメイン噴射を開始するまでのインターバルとして確保される噴射禁止期間である。また、ｔｍｅからｔａ０の間は、メイン噴射が終了してアフター噴射を開始するまでのインターバルとして確保される噴射禁止期間である。
【００４７】
メイン噴射の場合、パイロット噴射が終了した後、内部燃料通路３５の推定圧力モデルは複数の極大値Ｌａ１、極大値Ｌａ２および極大値Ｌａ３を示す。このうち、極大値Ｌａ１および極大値Ｌａ２はメイン噴射の噴射禁止期間に含まれており、極大値Ｌａ３は噴射禁止期間の経過後に示される。噴射開始時期設定部７６は、この複数の極大値Ｌａ１、極大値Ｌａ２および極大値Ｌａ３からなる極大値群のうち噴射禁止期間の経過後であって最も圧力が高い極大値Ｌａ３を最大値として抽出する。噴射開始時期設定部７６は、この抽出した最大値よりも時期的にパイロット噴射に近い時期において、推定圧力微分値が正となる区間、すなわちｔｍ０からｔｍの間をメイン噴射の噴射時期として設定する。説明は省略するが、アフター噴射についても同様である。このように、噴射開始時期設定部７６は、パイロット噴射後の燃料の圧力脈動を考慮してメイン噴射の噴射開始時期を設定するとともに、メイン噴射後の燃料の圧力脈動を考慮してアフター噴射の噴射開始時期を設定する。
【００４８】
噴射弁駆動部７３は、噴射開始時期設定部７６によって設定された噴射階時期になると、インジェクタ１２を駆動し、メイン噴射およびアフター噴射を実行する（Ｓ４０５）。
以上の処理を実行した内部燃料通路３５の圧力の変化および燃料の噴射率の変化を図１１に示す。図１１では、パイロット噴射を分割して行った場合を太幅の実線で示し、パイロット噴射を単発で行った場合を細幅の実線で示している。パイロット噴射を分割して複数回実行するとき、噴射開始時期設定部７６は、二回目のパイロット噴射の噴射開始時期およびメイン噴射の噴射開始時期を補正している。具体的には、噴射開始時期設定部７６は、二回目のパイロット噴射の噴射開始時期を上述の条件でずらしている。これにより、内部燃料通路３５における燃料の圧力の脈動は、振幅が大きくなる。そして、噴射開始時期設定部７６は、この振幅が大きくなった圧力の脈動にあわせてメイン噴射の噴射開始時期を設定する。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、振幅が大きくなった圧力の脈動の極大値にあわせてメイン噴射の噴射開始時期を設定する。その結果、メイン噴射における燃料の初期噴射率つまり噴射率の立ち上がりは、単発でパイロット噴射を行う場合と比較しても大きくなっている。このように、メイン噴射における噴射率の立ち上がりが大きくなるなることにより、図１２に示すように燃料の貫徹力は向上する。また、図１３に示すように、初期噴射率が向上することにより、噴霧の粒径は小さくなり、燃料の噴霧の微粒化が促進される。さらに、初期噴射率が向上することにより、貫徹力の向上および噴霧の微粒化が促進されるため、図１４に示すように機関本体１１から排出されるＰＭの減少が図られる。
【００４９】
以上説明した第１実施形態では、インジェクタ１２から複数回の燃料の噴射を繰り返す場合、先の燃料の噴射によってコモンレール１３における燃料の圧力は低下する。そして、この先の燃料の噴射が停止することによって、インジェクタ１２からコモンレール１３側へ燃料の圧力波が伝搬する。伝搬する圧力波は、オリフィス５１でインジェクタ１２側へ反射する。そのため、インジェクタ１２の内部では、最初の燃料の噴射によってコモンレール１３から供給される燃料の圧力が低下しても、反射した圧力波が合成されることによって燃料の圧力が上昇する。すなわち、噴射開始時期設定部７６は、複数回のパイロット噴射を実行する場合において初回のパイロット噴射から次回のパイロット噴射までの間隔、パイロット噴射とメイン噴射とを続けて実行する場合においてパイロット噴射からメイン噴射までの間隔など、先の燃料の噴射から次の燃料の噴射までの期間を、最初の噴射によって生成される圧力波を考慮して設定する。これにより、先の噴射に続く次の燃料の噴射は、反射した圧力波によって上昇した圧力で実施される。したがって、インジェクタ１２の駆動速度の向上などの改良を必要とすることなく、燃料を複数回に分けて噴射するときでも各噴射における噴射率を維持することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの要部を図１５に示す。
第２実施形態では、圧力反射部５０は、逆止弁８１を備えている。逆止弁８１は、インジェクタ１２とコモンレール１３との間の燃料通路２７に設けられている。逆止弁８１は、圧力波反射部５０のオリフィス５１と並列に燃料通路２７に設けられている。逆止弁８１は、コモンレール１３からインジェクタ１２側への燃料の流れを許容し、インジェクタ１２からコモンレール１３側への燃料の流れを遮断する。上述のように、燃料通路２７では、インジェクタ１２による燃料の噴射の断続によって燃料の圧力に変化つまり脈動が生じる。逆止弁８１は、この燃料通路２７における燃料の圧力が高まると燃料通路２７を遮断する。そのため、逆止弁８１は、第１実施形態のオリフィス５１と同様に、インジェクタ１２における燃料の噴射の断続によって生じた圧力波をインジェクタ１２側へ反射する。但し、第２実施形態のように逆止弁８１を設ける場合、逆止弁８１は固定端として機能する。そのため、自由端となるオリフィスだけを設ける第１実施形態と比較して圧力波の波形は変化する。その結果、燃料の圧力波は、上述の図４に示すようなモデルとして推定される。このように逆止弁８１を設けることにより、図１６に示すように内部燃料通路３５における燃料の圧力は、逆止弁８１が無い場合と比較して振幅が拡大する。
【００５１】
そこで、噴射開始時期設定部７６は、逆止弁８１を設けることによって振幅が拡大した燃料の圧力の変化の波形に基づいて、パイロット噴射の間隔、パイロット噴射からメイン噴射までの間隔、またはメイン噴射からアフター噴射までの間隔を設定する。つまり、噴射開始時期設定部７６は、先の燃料の噴射によって低下した圧力が脈動とともに回復したとき、または回復傾向にあるとき、後の噴射を実行する。
【００５２】
第２実施形態では、オリフィス５１だけでなく逆止弁８１を設けている。これにより、燃料通路２７における燃料の圧力変化の波形は、より確実な予測が容易となる。そのため、連続する燃料の噴射の間隔は、精密に制御される。したがって、インジェクタ１２の駆動速度の向上などの改良を必要とすることなく、燃料を複数回に分けて噴射するときでも各噴射における噴射率を維持することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
以上説明した本発明は、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。
例えば、上記の複数の実施形態では、オリフィス５１として燃料通路２７に絞りを設ける例について説明した。しかし、燃料通路２７は、コモンレール１３からインジェクタ１２に至る経路において流路の断面積に変化が生じていれば圧力波を反射する圧力波反射部５０として機能する。例えば、コモンレール１３と配管部材２６との接続部分では、配管部材２６が形成する燃料通路２７の断面積が縮小している。そのため、この接続部分を圧力波反射部５０として用いることにより、別途オリフィス５１を設ける必要がない。このように、圧力波反射部５０は、オリフィス５１として設けてもよく、既存の燃料通路２７における断面積の変化部分を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
図面中、１０はディーゼルエンジンシステム（内燃機関）、１１は機関本体、１２はインジェクタ（燃料噴射弁）、１３はコモンレール、１４は制御装置、１９は燃焼室、２７は燃料通路、５０は圧力波反射部、６１は圧力センサ（圧力検出手段）、７３は噴射弁駆動部（噴射弁駆動手段）、７４は圧力取得部（圧力検出手段）、７５は燃料圧力推定部（燃料圧力推定手段）、７６は噴射開始時期設定部（噴射開始時期設定手段）、７７は噴射率推定部（噴射率推定手段）、７８は微分値算出部（微分値算出手段）、８１は逆止弁を示す。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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