(57)【要約】【課題】  メイン噴射量の変動（うねり）を抑制することで、マルチ噴射実施時におけるメイン噴射の噴射量精度を向上できるようにする。【解決手段】  メイン噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、メイン噴射用指令噴射量に対する実際のメイン噴射量のうねりの影響を、弱め合う状態となるように、前噴射〜メイン噴射間インターバルをエンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応させることにより、２つ以上の前噴射の実施により発生する圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射用指令噴射量に対して実際のメイン噴射量が異常に変動する（うねる）のを抑制することが可能となる。これによって、マルチ噴射実施時におけるメイン噴射の噴射量精度を向上させることができる。【選択図】  図２
2005163639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
（ｂ）このコモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、
（ｃ）前記内燃機関の運転条件、および前記コモンレール内の燃料圧力または前記燃料配管内の燃料圧力に対応して設定される噴射量指令値に基づいて、前記燃料噴射弁を開弁駆動して、前記燃料噴射弁から前記内燃機関の気筒に噴射供給される燃料噴射量を制御する噴射量制御装置と
を備え、
前記内燃機関の気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、前記燃料噴射弁を３回以上開弁駆動して、２つ以上の前噴射を繰り返した後に、後噴射を実施するマルチ噴射を実行することが可能な蓄圧式燃料噴射装置において、
前記噴射量制御装置は、前記後噴射よりも先行して実施される前記前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、
前記２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、後噴射用指令噴射量に対する実際の後噴射量のうねりの影響を、弱め合う状態となるように、
前噴射・後噴射間インターバルを設定するインターバル設定手段と
を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記インターバル設定手段は、前記後噴射用指令噴射量に対する実際の後噴射量のうねり幅の大きさが打ち消され前記後噴射用指令噴射量に対応した狙いの噴射量が得られるように、前記２つ以上の前噴射の各々と前記後噴射との間のインターバルである前記前噴射・後噴射間インターバルおよび前記２つ以上の前噴射同士間のインターバルである前噴射・前噴射間インターバルを選択して組み合わせ設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記噴射量制御装置は、
前記２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動の周期、あるいは前記燃料の圧力脈動の影響を受けて、前記内燃機関の運転条件に対応して設定される後噴射用指令噴射量に対して変動する実際の後噴射量の変動周期の、半周期およびその整数倍数を、前記内燃機関の運転条件および前記前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数に対応させて記憶する脈動周期または変動周期記憶手段を備え、
前記インターバル設定手段は、前記内燃機関の運転条件、前記前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数、および前記燃料の圧力脈動の周期の半周期および整数倍数、あるいは前記実際の後噴射量の変動周期の、半周期およびその整数倍数に基づいて、前記前噴射・後噴射間インターバルを設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記後噴射よりも先行して２つの前噴射１および前噴射２を順次実施する場合には、
前記前噴射１の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、前記前噴射・後噴射間インターバルとして採用することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記後噴射よりも先行して３つの前噴射１、前噴射２および前噴射３を順次実施する場合には、
前記前噴射１の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前記前噴射２の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、前記前噴射・後噴射間インターバルとして採用することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記後噴射よりも先行して４つの前噴射１、前噴射２、前噴射３および前噴射４を順次実施する場合には、
前記前噴射１の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、前記前噴射２の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前記前噴射３の噴射終了時刻から前記後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、前記前噴射・後噴射間インターバルとして採用することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記インターバル設定手段は、前記内燃機関の運転条件および前記前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数に対応して、前記前噴射・後噴射間インターバルを設定すると共に、  前記内燃機関の運転条件に対応して変化すると共に、前記内燃機関の燃焼状態または前記内燃機関の気筒より排出される排気ガス性能に影響を及ぼすパラメータに基づいて、前記前噴射・後噴射間インターバルの近似値を取るように、前記前噴射・後噴射間インターバルを補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記噴射量制御装置は、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射圧力を検出する噴射圧力検出手段と、
前記内燃機関の運転条件に基づいて、前記前噴射用指令噴射量および前記後噴射用指令噴射量を算出する指令噴射量決定手段と、
前記前噴射用指令噴射量および前記噴射圧力に基づいて、前噴射用噴射量指令値を算出すると共に、前記後噴射用指令噴射量および前記噴射圧力に基づいて、後噴射用噴射量指令値を算出する噴射量指令値決定手段と
を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記噴射量制御装置は、
前記内燃機関の運転条件に基づいて、前記前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数を設定する噴射回数決定手段と、
前記内燃機関の運転条件および前記前噴射・後噴射間インターバルに基づいて、前記２つ以上の前噴射の噴射時期を設定する前噴射時期決定手段と、
前記内燃機関の運転条件に基づいて、前記後噴射の噴射時期を設定する後噴射時期決定手段と
を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、  前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の各気筒毎に対応して搭載されており、
前記内燃機関の各気筒毎の燃焼室に連通する噴射孔を開閉する弁体、
前記コモンレールから前記燃料配管を経て燃料が導入される燃料通路、
この燃料通路から導入される燃料圧力が前記弁体の開弁方向に作用する燃料溜まり室、  前記燃料通路から導入される燃料圧力が前記弁体の閉弁方向に作用する制御室、
前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段、
および自身が開弁することで前記コモンレールから前記制御室内に導入される燃料を燃料系の低圧側に溢流させて前記弁体を開弁方向に駆動する電磁弁
を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、燃料を内燃機関の気筒の燃焼室内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するもので、特に内燃機関の各気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、インジェクタの電磁弁への通電を複数回実施して、メイン噴射の前に２回以上の微小のパイロット噴射またはプレ噴射を実施するマルチ噴射を行うことが可能な蓄圧式燃料噴射装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン用の燃料噴射システムとして、燃料供給ポンプによって加圧圧送された高圧燃料をコモンレール内に蓄圧すると共に、このコモンレール内に蓄圧された高圧燃料を、燃料配管を経てインジェクタ内部の燃料通路に導き、所定の噴射タイミングでインジェクタを開弁駆動することで、高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給するようにした蓄圧式燃料噴射装置が知られている。また、蓄圧式燃料噴射装置において、近年の排気ガス規制、騒音規制の対応として、具体的には、主噴射の開始時から安定した燃焼を行ってエンジンの騒音、振動の低減、更には排気ガス性能の向上を目的として、エンジンの各気筒の上死点近傍で、主噴射（後噴射：メイン噴射）の前に微少の先立ち噴射（前噴射：パイロット噴射またはプレ噴射）を実施する多段噴射（マルチ噴射）が行われている。
【０００３】
また、蓄圧式燃料噴射装置の場合には、エンジン回転速度（以下エンジン回転数とも言う）とアクセル開度とに対応して指令噴射量（＝トータル噴射量）を演算し、エンジン回転数と指令噴射量とに対応して指令噴射時期を演算し、燃料圧力センサ等によって検出された燃料の噴射圧力と指令噴射量とから噴射量指令値（指令噴射期間：インジェクタの電磁弁への通電時間）を演算して、指令噴射時期から指令噴射期間が終了するまでインジェクタの電磁弁にインジェクタ駆動電流を印加して、インジェクタの噴射量制御および噴射時期制御を実施している。なお、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されるインジェクタは、コモンレールから燃料配管を経て内部の燃料溜まり室内に供給される燃料圧力が、スプリング等の付勢力に打ち勝ってノズルニードルが開弁してリフトすることで、燃料を内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の蓄圧式燃料噴射装置においては、コモンレール内の燃料圧力や燃料配管内の燃料圧力が極めて高く、常時燃料配管内に高圧燃料が充満しているため、インジェクタの開弁動作および閉弁動作に伴って発生する圧力波がインジェクタ内部の燃料通路内の燃料および燃料配管内の燃料に脈動を発生させ易い。また、マルチ噴射を行う場合、前噴射〜メイン噴射間インターバルは比較的に短いため、メイン噴射よりも先行して前噴射が実施されることにより発生する圧力脈動が減衰する前にメイン噴射が実施されると、前噴射の実施により発生する圧力脈動の影響で、同一のメイン噴射用指令噴射量にも関わらず、実際の燃料噴射量（メイン噴射量）が変動する。つまり、メイン噴射よりも先行して前噴射を実施する場合には、前噴射の実施により発生する圧力脈動の影響でメイン噴射量にうねりが生じ、噴射量精度が悪化するという問題があった。
【０００５】
そこで、システム毎に存在する、メイン噴射用指令噴射量に対するメイン噴射量の変動周期を算出し、前噴射〜メイン噴射間インターバルに対するメイン噴射量補正量またはメイン噴射時期補正量を算出するといった「うねり補正」を実施している（例えば、特許文献１参照）。この従来の技術は、１つのパイロット噴射（前噴射）と１つのメイン噴射（後噴射）とで適合されている。しかし、パイロット噴射（前噴射）が２つ以上の場合、エンジン回転速度等のエンジン運転状態またはエンジン運転条件が変化して、前噴射１〜前噴射２間インターバルが変化した時に、前噴射１により発生する所定の周波数の燃料圧力波と前噴射２により発生する所定の周波数の燃料圧力波との合成波がメイン噴射に影響を及ぼし、メイン噴射量のうねり幅を強め合ったり、弱め合ったりしてしまう。メイン噴射量のうねり幅を強め合う場合には、上述した「うねり補正」では、メイン噴射量の補正量が不足する。その結果、エンジントルクと成り得るメイン噴射量のうねりを抑えることができず、ドライバビリティに影響を及ぼすメイン噴射量のうねりが発生するという問題が生じている。
【特許文献１】特開２００３−３１４３３７号公報（第１−７頁、図１−図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、後噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上の場合であっても、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、後噴射用噴射量指令値に対する実際の燃料噴射量（実際の後噴射量）の変動（うねり）を抑制することで、マルチ噴射実施時における後噴射の噴射量精度を向上することのできる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、燃料噴射弁を３回以上開弁駆動して、２つ以上の前噴射を繰り返した後に、後噴射を実施するマルチ噴射を実行することが可能な蓄圧式燃料噴射装置において、後噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、例えば内燃機関の運転条件に対応して設定される後噴射用指令噴射量に対する実際の後噴射量のうねりの影響を、弱め合う状態となるように、前噴射・後噴射間インターバルを設定することにより、２つ以上の前噴射の実施により発生する圧力脈動の影響を受けて、後噴射用指令噴射量に対して実際の燃料噴射量（後噴射量：例えばメイン噴射量）が異常に変動する（うねる）のを抑制することが可能となる。これによって、マルチ噴射実施時における後噴射の噴射量精度を向上させることができる。ここで、上記の前噴射・後噴射間インターバルとは、後噴射の直前の前噴射・後噴射間インターバルを除く、その前噴射よりも先行して実施される前噴射と後噴射との間のインターバル（パイロットインターバルまたはプレインターバル）のことを指す。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、２つ以上の前噴射の各々と後噴射との間のインターバルである前噴射・後噴射間インターバルおよび２つ以上の前噴射同士間のインターバルである前噴射・前噴射間インターバルを選択して組み合わせ設定するようにしている。この組み合わせ設定されるインターバルは、所望のエンジン性能が得られる最適なインターバルに対して、僅かの時間のずらしによりコモンレール内の圧力脈動の周期のズレを生じさせ、後噴射量を、後噴射用指令噴射量に対応した狙いの噴射量とさせるので、前噴射、後噴射を併せて総合したその噴射量、噴射タイミングが最適値近傍に調整されて、所望のエンジン性能が得られる効果がある。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動の周期、あるいはその燃料の圧力脈動の影響を受けて、内燃機関の運転条件に対応して設定される後噴射用指令噴射量に対して変動する実際の後噴射量の変動周期の、半周期およびその整数倍数を、内燃機関の運転条件および前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数に対応させて記憶する脈動周期または変動周期記憶手段を設けても良い。そして、内燃機関の運転条件、前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数、および燃料の圧力脈動の周期の半周期および整数倍数、あるいは実際の後噴射量の変動周期の、半周期およびその整数倍数に基づいて、前噴射・後噴射間インターバルを設定するようにしても良い。この場合には、後噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、脈動周期または変動周期記憶手段によって記憶された記憶データ（例えば特性図等）から前噴射・後噴射間インターバルを読み込むことができるので、エンジンの運転時に常習的に前噴射・後噴射間インターバルを演算する必要がなくなる。これによって、制御ロジックによる従来のうねり補正を実行する必要がなくなる可能性があり、制御ロジックの演算負荷を軽減することが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、例えば図１に示したように、後噴射（例えばメイン噴射）よりも先行して２つの前噴射１および前噴射２を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射・後噴射間インターバルとして採用しても良い。なお、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋１／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは上記の燃料の圧力脈動の周期、あるいは実際の後噴射量の変動周期（うねり周期）である。また、後噴射（メイン噴射）よりも先行して３つ以上の前噴射を実施する場合も同様であるが、前噴射が増える毎に時間間隔を１周期分ずつ加算する。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、例えば図２に示したように、後噴射（例えばメイン噴射）よりも先行して３つの前噴射１、前噴射２および前噴射３を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前噴射２の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射・後噴射間インターバルとして採用しても良い。なお、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋３／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。また、前噴射２の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋１／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは上記の燃料の圧力脈動の周期、あるいは実際の後噴射量の変動周期（うねり周期）である。また、後噴射（メイン噴射）よりも先行して４つ以上の前噴射を実施する場合も同様であるが、前噴射が増える毎に時間間隔を１周期分ずつ加算する。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、例えば図３に示したように、後噴射（例えばメイン噴射）よりも先行して４つの前噴射１、前噴射２、前噴射３および前噴射４を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、前噴射２の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前噴射３の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射・後噴射間インターバルとして採用しても良い。なお、前噴射１の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋５／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。また、前噴射２の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋３／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。また、前噴射３の噴射終了時刻から後噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、（ｎ＋１／２）Ｔに変換してメモリ等の脈動周期または変動周期記憶手段に記憶しておいても良い。但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは上記の燃料の圧力脈動の周期、あるいは実際の後噴射量の変動周期（うねり周期）である。また、後噴射（メイン噴射）よりも先行して５つ以上の前噴射を実施する場合も同様であるが、前噴射が増える毎に時間間隔を１周期分ずつ加算する。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、燃料噴射弁内部の燃料通路内の圧力脈動やコモンレール内の圧力脈動または燃料配管内の圧力脈動は、同一の内燃機関の運転条件および前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数であっても一定であるとは限らないので、内燃機関の運転条件および前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数と前噴射・後噴射間インターバルとを適合させるようにしても良い。また、マルチ噴射実施時における後噴射の噴射量精度を向上させるという目的で、前噴射・後噴射間インターバルを最適化した場合でも、本来のマルチ噴射実施時の効果を低下させる可能性、つまり内燃機関の燃焼状態が悪化したり、内燃機関の気筒より排出される排気ガス性能が悪化したりする可能性があるので、内燃機関の燃焼状態または排気ガス性能と前噴射・後噴射間インターバルとを適合させるようにしても良い。すなわち、内燃機関の運転条件に対応して変化すると共に、内燃機関の燃焼状態または内燃機関の気筒より排出される排気ガス性能に影響を及ぼすパラメータに基づいて、上記の前噴射・後噴射間インターバルの近似値を取るように、前噴射・後噴射間インターバルを補正するようにしても良い。
【００１４】
請求項８に記載の発明によれば、内燃機関の運転条件に基づいて、前噴射用指令噴射量および後噴射用指令噴射量を算出しても良い。また、前噴射用指令噴射量および燃料噴射弁から内燃機関の気筒に噴射供給される燃料の噴射圧力に基づいて、前噴射用噴射量指令値を算出しても良い。また、後噴射用指令噴射量および燃料の噴射圧力に基づいて、後噴射用噴射量指令値を算出しても良い。この場合には、コモンレール内の燃料圧力および燃料配管内の燃料圧力に対応した最適な前噴射用噴射量指令値（例えば前噴射期間、パイロット噴射期間：ＴＱＰｉｌｏｔ）および後噴射用噴射量指令値（例えば後噴射期間、メイン噴射期間：ＴＱＭａｉｎ）を設定できるので、マルチ噴射実施時における前噴射および後噴射の噴射量精度をより向上させることができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明によれば、内燃機関の運転条件に基づいて、前噴射の噴射回数またはマルチ噴射回数を設定しても良い。すなわち、例えばエンジン回転速度と指令噴射量（トータル噴射量）とをパラメータにした特性図から、現在の内燃機関の運転条件に対応（合致）したマルチ噴射回数を読み込むことが望ましい。この場合には、上記の内燃機関の運転条件に対応するマルチ噴射回数を設定するための特性図は、予め実験等により測定して作成し、メモリに予め格納しておくと良い。そして、内燃機関の運転条件および前噴射・後噴射間インターバルに基づいて、２つ以上の前噴射の噴射時期を設定しても良い。また、内燃機関の運転条件に基づいて、後噴射の噴射時期を設定しても良い。
【００１６】
請求項１０に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒毎に対応して搭載された燃料噴射弁は、電磁弁の開弁によりコモンレールから燃料配管を経て制御室内に導入される燃料を燃料系の低圧側に溢流させることで、弁体の周囲に設けられる燃料溜まり室内の燃料圧力、つまり弁体の開弁方向に作用する燃料圧力が、弁体の閉弁方向に作用する弁体付勢手段の付勢力に打ち勝って弁体が開弁してリフトする構成であるため、電磁弁への通電を開始してから所定の噴射開始遅れ時間が経過した後に、弁体が開弁し、また、電磁弁への通電を終了してから所定の噴射終了遅れ時間が経過した後に、弁体が閉弁する。このため、噴射開始遅れ時間および噴射終了遅れ時間は、コモンレールから燃料配管を経て燃料溜まり室内に供給される燃料圧力、および弁体付勢手段の付勢力に応じて変化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態は、マルチ噴射実施時における後噴射の噴射量精度を向上するという目的を、後噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、後噴射用指令噴射量に対する実際の後噴射量のうねりの影響を、互いに弱め合う状態となるように、前噴射・後噴射間インターバルを設定することで実現した。
【実施例１】
【００１８】
［実施例１の構成］
図１ないし図９は本発明の実施例１を示したもので、図４はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【００１９】
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムは、例えば自動車等の車両に搭載された４サイクル・４気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）用の燃料噴射装置として用いられて、吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプと、この燃料供給ポンプより圧送された高圧燃料を一時的に蓄圧する蓄圧室としてのコモンレール４と、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する複数個（本例では４個）のインジェクタ（燃料噴射弁）５と、これらをエンジン運転条件または燃焼状態または排気ガス性能に応じて電子制御するエンジン制御ユニット（エンジン制御装置：以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。なお、図４は、各気筒のインジェクタ５のうち、１気筒分のインジェクタ５とその配管系および制御系のみ詳細に表しており、他の３つのインジェクタ５については、その存在のみを示している。
【００２０】
燃料供給ポンプは、燃料タンク１から燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧供給ポンプ）２と、この低圧供給ポンプ２を経て吸入した燃料を加圧して高圧化するサプライポンプ（高圧供給ポンプ）３とによって構成されている。本実施例の高圧供給ポンプ３は、燃料の吐出量が可変である周知のものであり、ＥＣＵ１０からの制御指令に従って、燃料タンク１に蓄えられた燃料を低圧供給ポンプ２を経て吸入し、自身の内部（加圧室内）で高圧に加圧して、この加圧して高圧化された高圧燃料を燃料供給配管１１を介してコモンレール４内に圧送供給する。また、燃料供給ポンプのフィードポンプ（低圧供給ポンプ）２からサプライポンプ（高圧供給ポンプ）３の加圧室に至る燃料吸入経路の途中に、アクチュエータとしての吸入調量弁を取り付けても良い。この吸入調量弁は、ポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電子制御されることで、高圧供給ポンプ３の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整して燃料吐出量を変更する電磁式ポンプ流量制御弁である。
【００２１】
コモンレール４は、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する必要があり、そのためにコモンレール４に蓄圧される高圧燃料は、燃料供給配管１１を介して高圧供給ポンプ３から供給されている。このコモンレール４内の燃料圧力（以下噴射圧力またはコモンレール圧力と言う：ＰＣ）は、燃料圧力（噴射圧力）検出手段としての燃料圧力（噴射圧力）センサ１２によって測定されている。なお、コモンレール４には、燃料系の低圧側の燃料タンク１と連通するリリーフ配管（図示せず）が接続されている。また、コモンレール４とリリーフ配管との間には、システム内の燃料圧力が限界設定圧力を超えると開弁して、システム内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるプレッシャリミッタ（図示せず）が配設されている。
【００２２】
エンジンの各気筒毎に対応して搭載された各インジェクタ５は、コモンレール４の蓄圧室より分岐する複数の分岐通路に連通する各燃料分配配管１３の下流端に接続されており、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を直接噴射供給する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルのノズルニードル（弁体）６を開弁方向に駆動する弁体駆動手段としての２方弁式の電磁弁７と、燃料噴射ノズルのノズルニードル６を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段としてのコイルスプリング９とによって構成されている。
【００２３】
その燃料噴射ノズルは、エンジンのシリンダブロックまたはシリンダヘッドに（各気筒毎に対応して）取り付けられて、駆動部の中核を成す円筒状のノズルホルダ（ホルダボデー）２１と、このノズルホルダ２１の図示上部に順次取り付けられた２枚のオリフィスプレート２２、２３と、ノズルホルダ２１の内部において図示上下方向に摺動可能に配置されたコマンドピストン２４と、ノズルホルダ２１の内部においてコマンドピストン２４の図示下端から図示下方に延び、その先端（図示下端）にフランジ２５を取り付けられたピストンピン２６と、ノズルホルダ２１の図示下部にチップパッキン２７を介して取り付けられた噴射部の中核を成すノズルボデー２８と、このノズルボデー２８の摺動孔内において図示上下方向に摺動可能に配置された弁体としてのノズルニードル６とを有している。  
【００２４】
そして、ノズルニードル６の大径部からは、チップパッキン２７を貫通してノズルホルダ２１の内部側へ連結部が延びており、このノズルニードル６の連結部とフランジ２５とがノズルホルダ２１の内部で連結されている。これにより、ノズルニードル６およびピストンピン２６は、軸方向に一体的に動作することが可能である。なお、チップパッキン２７は、ノズルニードル６が最大リフト量だけリフトした際に、それ以上の開弁方向の移動を規制する規制部として機能する。さらに、ノズルホルダ２１の内部には、コモンレール４からの燃料分配配管１３と連通する燃料通路３１が形成されており、その燃料通路３１は、ノズルホルダ２１の内部で図示上下方向に分岐している。
【００２５】
そして、燃料通路３１の一方は、オリフィスプレート２２に形成された入口側オリフィス１４と燃料通路（連通路）３２を介して、ノズルホルダ２１の内部にてコマンドピストン２４の背面側（図示上端面側）に設けられた制御室８に連通している。また、燃料通路３１の他方は、チップパッキン２７とノズルボデー２８に形成された燃料通路３３、３４を介して、ノズルボデー２８の内部にてノズルニードル６の径大部の図示下方に形成された燃料溜まり室３５に連通している。そして、更にノズルボデー２８の先端（図示下端）には、燃料溜まり室３５に連通する燃料噴射用の噴射孔３６が形成されており、ノズルニードル６の円錐形状の先端部がノズルボデー２８に形成された弁座（シート部）３７に押え付けられることで、燃料溜まり室３５と噴射孔３６とが遮断され、当該インジェクタ５が閉弁状態となるように構成されている。また、制御室８は、オリフィスプレート２３に形成された出口側オリフィス１５を介して、燃料タンク１へ燃料を戻すための燃料排出路（燃料リーク通路）１６に接続されている。
【００２６】
電磁弁７は、燃料排出路１６の途中に設置されており、燃料排出路１６の途中に設けられた弁孔（図示せず）を開閉する弁体（バルブ：図示せず）と、このバルブを開弁方向に駆動するバルブ駆動手段としての励磁コイル（ソレノイドコイル：図示せず）と、バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢手段としてのコイルスプリング（図示せず）とによって構成されている。そして、制御室８は、電磁弁７のバルブを開弁させることで、出口側オリフィス１５と燃料排出路１６を介して燃料タンク１に連通するように構成されている。また、コイルスプリング９は、フランジ２５とノズルホルダ２１の内壁との間に設けられており、ノズルニードル６に対して閉弁方向（図示下方）の付勢力を与える弁体付勢手段として機能する。
【００２７】
以上のように構成されたインジェクタ５において、コモンレール４から燃料分配配管１３を介して供給される高圧燃料は、ノズルホルダ２１の内部の燃料通路３１で二方向（図示上下方向）に分岐する。そして、その一方は、オリフィスプレート２２の入口側オリフィス１４および燃料通路３２を介して、コマンドピストン２４の背面側の制御室８内へ流入し、また、他方は、チップパッキン２７とノズルボデー２８に形成された燃料通路３３、３４を介して、ノズルボデー２８の燃料溜まり室３５内に流入する。これによって、ノズルニードル６は、制御室８内の燃料圧力によって押し下げる方向（閉弁方向）の力を受けると共に、燃料溜まり室３５内の燃料圧力によって押し上げる方向（開弁方向）の力を受けることとなる。
【００２８】
ここで、ノズルニードル６の大径部にて燃料溜まり室３５内の燃料圧力を受ける面積よりも、コマンドピストン２４の背面の面積、つまりコマンドピストン２４にて制御室８内の燃料圧力を受ける面積の方が大きいため、ＥＣＵ１０により電磁弁７の励磁コイルへの通電が成されず、電磁弁７のバルブが閉弁している場合には、全体として図４にて図示下向きの力が勝ることとなる。その結果、電磁弁７の閉弁時には、ノズルニードル６の先端部（図示下端部）がノズルボデー２８の弁座３７に押え付けられて、当該インジェクタ５はノズルニードル６が閉弁した閉弁状態となり、エンジンの気筒の燃焼室内には燃料の噴射が成されない。
【００２９】
一方、ＥＣＵ１０により電磁弁７が開弁駆動されると（電磁弁７の励磁コイルへの通電が成されて、電磁弁７のバルブが開弁すると）、コモンレール４から導入されて制御室８内に充満していた高圧燃料が、オリフィスプレート２３の出口側オリフィス１５、電磁弁７の弁孔および燃料排出路１６を介して、燃料系の低圧側である燃料タンク１へ溢流することとなる。その結果、燃料溜まり室３５内の燃料圧力によってノズルニードル６が上昇し（リフトを開始し）、ノズルニードル６の先端部が弁座３７から離れて（離間して）、当該インジェクタ５はノズルニードル６が開弁した開弁状態となり、エンジンの気筒の燃焼室内への燃料の噴射が開始される。すなわち、電磁弁７が開弁されて、制御室８内の燃料圧力（制御室圧力）が低下し始め、その後、制御室８内の燃料圧力による押し下げ方向（閉弁方向）の力とコイルスプリング９による押し下げ方向（閉弁方向）の付勢力との総和が、燃料溜まり室３５内の燃料圧力による押し上げ方向（開弁方向）の力を下回った時に、ノズルニードル６が開弁方向に移動し出すのである。
【００３０】
そして、本実施例のインジェクタ５では、制御室８内から燃料タンク１への燃料の移動が、オリフィスプレート２３の出口側オリフィス１５の開口面積によって制限されていることもあり、電磁弁７を開弁させてからノズルニードル６の開弁方向への移動が開始されるまでには、所定の開弁遅延時間（噴射開始遅れ時間：例えば約０．４ｍｓ）を要することとなる。また、ＥＣＵ１０により電磁弁７の励磁コイルへの通電が停止されて、電磁弁のバルブが閉弁すると、制御室８内の燃料圧力が再び上昇して、ノズルニードル６が閉弁方向に移動し、その結果、当該インジェクタ５は閉弁状態に戻ることとなる。
なお、本実施例のインジェクタ５では、チップパッキン２７よりも図示下方の部分が噴射部を構成し、また、チップパッキン２７よりも図示上方の部分が駆動部を構成している。
【００３１】
一方、ＥＣＵ１０には、図４に示したように、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ４１、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ４２またはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ４３またはスタンバイＲＡＭ等のメモリ）、入力回路４４および出力回路４５等の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられている。また、燃料圧力センサ１２からの検出信号（電圧信号）や、その他の各種センサからのセンサ信号は、入力回路４４に内蔵されたＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＣＰＵ４１に入力されるように構成されている。
【００３２】
なお、本実施例のＲＯＭ４２またはＥＥＰＲＯＭ等のメモリ（脈動周期または変動周期記憶手段）には、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応した前噴射１〜メイン噴射間インターバルまたは前噴射２〜メイン噴射間インターバルまたは前噴射３〜メイン噴射間インターバル等を設定するための、エンジンの運転条件としてのエンジン回転数（ＮＥ）とメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）とをパラメータにした特性図（ＭＡＰ）が、マルチ噴射回数分だけ記憶（格納）されている。また、ＲＯＭ４２またはＥＥＰＲＯＭ等のメモリには、エンジンの運転条件に対応したマルチ噴射回数を設定するための、エンジンの運転条件としてのエンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とをパラメータにした特性図（ＭＡＰ：図示せず）が記憶（格納）されている。
【００３３】
本実施例の入力回路４４には、上記の燃料圧力センサ１２、エンジンのクランク軸が３０度回転する毎（３０°ＣＡ毎）にパルス状のクランク角度信号を出力するクランク角度センサ５１、エンジン負荷を表すアクセル開度（ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ５２、エンジン冷却水温度（ＴＨＷ）を検出するための冷却水温度センサ５３、エンジンのクランク軸が２回転する毎で、且つクランク軸が特定のクランク角度位置に到達する毎にパルス状の気筒判別信号を出力する気筒判別センサ５４、および高圧供給ポンプ３の加圧室内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）を検出するための燃料温度センサ（図示せず）等が接続されている。なお、燃料圧力センサ１２、クランク角度センサ５１、アクセル開度センサ５２、冷却水温度センサ５３、気筒判別センサ５４および燃料温度センサは、エンジンの運転条件（運転状態）を検出する運転条件（運転状態）検出手段を構成する。
【００３４】
上記のセンサのうちクランク角度センサ５１は、エンジンのクランク軸に取り付けられたＮＥタイミングロータ（図示せず）の外周に対向するように設けられている。そのＮＥタイミングロータの外周面には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。そして、クランク角度センサ５１は、電磁ピックアップよりなり、ＮＥタイミングロータの各凸状歯がクランク角度センサ５１に対して接近離反することにより、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号（ＮＥ信号パルス）が出力される。例えばクランク軸が３０度回転する毎（３０°ＣＡ毎）にＮＥ信号パルスを出力する。なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ５１から出力されるＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによって、エンジン回転数（ＮＥ）を検出する回転速度検出手段としても機能する。
【００３５】
また、本実施例の出力回路４５には、ＣＰＵ４１の制御指令に基づいて高圧供給ポンプ３のアクチュエータを駆動するポンプ駆動回路、およびＣＰＵ４１の制御指令に基づいて各気筒のインジェクタ５の電磁弁７を開弁駆動するインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）が内蔵されている。また、本実施例のＥＣＵ１０は、例えばエンジン始動時または加速時（加速走行時）に、速やかにコモンレール４内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力（ＰＣ）を低圧から高圧に昇圧させる場合には、上述のように、高圧供給ポンプ３のアクチュエータを駆動して、コモンレール４内に高圧燃料を圧送することで、コモンレール圧力（ＰＣ）を低圧から高圧に速やかに昇圧させるようにしたコモンレール圧力制御を行うように構成されている。
【００３６】
ここで、本実施例のＥＣＵ１０は、エンジンの各気筒のインジェクタ５において、エンジンの気筒の１周期（１行程：吸気行程−圧縮行程−膨張行程（爆発行程）−排気行程）中、つまりエンジンのクランクシャフトが２回転（７２０°ＣＡ）する間に２回以上の多段噴射（マルチ噴射）を行うことが可能である。すなわち、エンジンの気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、インジェクタ５の電磁弁７を３回以上開弁駆動して、図１に示したように、２回以上の前噴射（２つ以上の前噴射：例えば２つ以上のパイロット噴射）を実施した後に後噴射（例えばメイン噴射）を実施するマルチ噴射、あるいは２つ以上の前噴射（例えばパイロット噴射とメイン噴射）を実施した後に後噴射（例えばアフター噴射）を実施するマルチ噴射を実行することが可能である。
【００３７】
なお、本実施例では、図１ないし図３に示したように、２つ以上の前噴射のうちで最初に実施される先頭の前噴射１を第１パイロット噴射とも言い、前噴射１に続いて実施される前噴射２を第２パイロット噴射とも言い、前噴射２に続いて実施される前噴射３を第３パイロット噴射とも言い、前噴射３に続いて実施される前噴射４を第４パイロット噴射とも言う。また、２つ以上の前噴射を繰り返した後に実施される後噴射を、主のエンジントルクと成り得る燃料噴射率の最も大きいメイン噴射と呼称する。
【００３８】
［実施例１の制御方法］
次に、本実施例のエンジンの各気筒のインジェクタ５の開弁時期と開弁期間を制御するインジェクタ噴射量制御方法を図１ないし図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図５および図６は、インジェクタ噴射量制御方法を示したフローチャートである。この図５および図６のメインルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。
【００３９】
図５のメインルーチンに進入するタイミングになると、先ず、エンジンの運転条件を検出する。例えばクランク角度センサ５１等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）、アクセル開度センサ５２によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）、冷却水温センサによって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）、および燃料温度センサ２３によって検出された燃料温度（ＴＨＦ）等のエンジンパラメータ（エンジン情報）を読み込む（運転条件検出手段：ステップＳ１）。このとき、エンジンの排気管に取り付けられた排気温度センサや酸素濃度センサ等によってエンジンの燃焼状態、あるいは排気ガス性能（例えば排気ガス中のＮＯｘ排出量またはスモーク量またはＨＣ排出量、または触媒の浄化性能）を検出しても良い。
【００４０】
次に、エンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度（ＡＣＣＰ）に基づいて指令噴射量（トータル噴射量：Ｑ）を算出するか、あるいはエンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度（ＡＣＣＰ）に対応して設定された基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温度（ＴＨＷ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（Ｑ）を算出する（噴射量決定手段：ステップＳ２）。なお、エンジン冷却水温度（ＴＨＷ）の他に、ポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）、コモンレール圧力（ＰＣ）または目標コモンレール圧力（目標燃料圧力：ＰＴ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（Ｑ）を算出しても良い。
【００４１】
次に、エンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度（ＡＣＣＰ）に基づいて指令噴射時期（Ｔ）を算出するか、あるいはエンジン回転数（ＮＥ）および基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（Ｑ）に基づいて、指令噴射時期（Ｔ）を算出する（ステップＳ３）。なお、エンジン冷却水温度（ＴＨＷ）、燃料温度（ＴＨＦ）、コモンレール圧力（ＰＣ）または目標コモンレール圧力（ＰＴ）等を考慮した噴射時期補正量を加味して指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出しても良い。
【００４２】
次に、燃料圧力センサ１２によって検出された燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧力（ＰＣ）を読み込む。具体的には、燃料圧力センサ１２より出力された電気信号に基づいて、コモンレール圧力（噴射圧力：ＰＣ）を算出する（燃料圧力検出手段：ステップＳ４）。このとき、エンジン回転数（ＮＥ）および基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（Ｑ）に基づいて、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出しても良い（燃料圧力決定手段）。
【００４３】
次に、エンジンの運転条件に対応した最適なマルチ噴射回数を算出する。具体的には、エンジンの運転条件としてのエンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とをパラメータにした特性図（ＭＡＰ：図示せず）から、現在のエンジンの運転条件に対応（合致）したマルチ噴射回数を読み込む（マルチ噴射回数決定手段：ステップＳ５）。ここで、上記のエンジンの運転条件に対応したマルチ噴射回数を設定するための特性図（ＭＡＰ）は、予め実験等により測定して作成したもので、ＲＯＭ４２等のメモリに予め格納（記憶）されている。なお、エンジンの運転条件（エンジン回転数：ＮＥと基本噴射量または指令噴射量：Ｑ）にマルチ噴射回数を対応させた関係式（演算式）を用いて、エンジンの運転条件に基づいて、マルチ噴射回数を算出しても良い。
【００４４】
次に、エンジンの気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、インジェクタ５の電磁弁７への通電を複数回実施して、メイン噴射の前に２つ以上の微小の前噴射（パイロット噴射）を実施するマルチ噴射を実行するか否かを判定する。すなわち、マルチ噴射回数が２つ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＹＥＳの場合、つまりエンジンの気筒の圧縮行程中または膨張行程中に、インジェクタ５の電磁弁７への通電を複数回実施して、メイン噴射の前に２つ以上の微小の前噴射（パイロット噴射）を実施するマルチ噴射を実行する場合には、エンジンの運転条件に対応した前噴射用指令噴射量および後噴射用指令噴射量を設定する。具体的には、エンジン回転数（ＮＥ）および指令噴射量（Ｑ）に基づいて、前噴射用指令噴射量としてのパイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）を算出する。続いて、指令噴射量（Ｑ）からパイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）を減算して、後噴射用指令噴射量としてのメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）を算出する（指令噴射量決定手段：ステップＳ７）。
【００４５】
次に、エンジンの運転条件に対応したパイロットインターバルを設定する。具体的には、エンジン回転数（ＮＥ）および指令噴射量（Ｑ）に基づいて、パイロットインターバル（ＴＩＮＴ）を算出する（インターバル決定手段：ステップＳ８）。ここで、この場合のパイロットインターバル（ＴＩＮＴ）とは、メイン噴射の直前に実施される前噴射（パイロット噴射）または前噴射２（第２パイロット噴射）または前噴射３（第３パイロット噴射）または前噴射４（第４パイロット噴射）の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を指す。例えば図１に示したように、メイン噴射よりも先行して２つの前噴射１および前噴射２を順次実施する場合には、前噴射２〜メイン噴射間インターバルが、パイロットインターバル（ＴＩＮＴ）となる。その後に、図６のステップＳ９の判定処理に進入する。
【００４６】
また、ステップＳ６の判定結果がＮＯの場合、つまりマルチ噴射を実施しない場合には、図６のステップＳ１２の噴射量指令値の演算処理に進入し、指令噴射量（Ｑ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、エンジンの各気筒毎のインジェクタ５の電磁弁７の通電時間（噴射量指令値：ＴＱ）を算出する。
すなわち、インジェクタ５の電磁弁７への通電開始時刻から通電終了時刻までの時間間隔である指令噴射期間（ＴＱ）を算出する。そして、指令噴射時期（Ｔ）に対応して開弁指令値がセットされ、指令噴射時期（Ｔ）および指令噴射期間（ＴＱ）に対応して閉弁指令値がセットされる。なお、開弁指令値は、エンジンのクランク角度が特定の角度となった後の経過時間によって決定される。
【００４７】
次に、後噴射量（メイン噴射量）うねりの排気性能に及ぼす影響を適合にて評価し、この時のエンジンの運転状態においてうねり補正が必要か否かを判定する。なお、必要かどうかはエンジンの運転条件として予めメモリに記憶させておく、または排気関連のパラメータにより判定するようにしても良い（ステップＳ１３）。マルチ噴射を実施しない場合には、ステップＳ１４の判定結果がＮＯと判断されるので、ステップＳ１５のインジェクタ駆動処理に進入し、指令噴射時期（Ｔ）から指令噴射期間（ＴＱ）が終了するまで、出力回路４５に内蔵されたインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）からインジェクタ５の電磁弁７の励磁コイルにインジェクタ駆動信号（パルス状のインジェクタ駆動電流）が印加される。
これによって、エンジンの各気筒の上死点近傍で、インジェクタ５の電磁弁７が１回開弁駆動されてノズルニードル６が１回開弁してリフトすることで、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料が噴射供給される。
【００４８】
また、図５のステップＳ８の処理を実行した後に、図６のステップＳ９の判定処理に進入し、メイン噴射よりも先行して実施される微少量の前噴射（パイロット噴射）の噴射回数が２回以上であるか否かを判定する。このステップＳ９の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１２の噴射量指令値演算処理に進入して、エンジンの運転条件に対応して設定された指令噴射時期（Ｔ）をメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に変換する。
続いて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、後噴射用噴射量指令値としてのメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を算出する。続いて、パイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、前噴射用噴射量指令値としてのパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を算出する。続いて、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に、パイロットインターバル（ＴＩＮＴ）およびパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を加算して、前噴射時期としてのパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）を算出する。
すなわち、インジェクタ５の電磁弁７へのパイロット噴射用通電開始時刻からパイロット噴射用通電終了時刻までの時間間隔であるパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）、およびインジェクタ５の電磁弁７へのメイン噴射用通電開始時刻からメイン噴射用通電終了時刻までの時間間隔であるメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を算出する。
【００４９】
そして、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）に対応してパイロット噴射用開弁指令値がセットされ、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）およびパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）に対応してパイロット噴射用閉弁指令値がセットされる。また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用開弁指令値がセットされ、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）およびメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用閉弁指令値がセットされる。なお、パイロット用開弁指令値およびメイン噴射用開弁指令値は、エンジンのクランク角度が特定の角度となった後の経過時間によって決定される。
【００５０】
次に、ステップＳ１３の判定処理を実施し、上述したように、後噴射量（メイン噴射量）うねりの排気性能に及ぼす影響を適合にて評価し、この時のエンジンの運転状態においてうねり補正が必要か否かを判定する。そして、このステップＳ１３の判定結果がＹＥＳの場合には、図７のサブルーチンに示したように、「うねり補正」を実行する（ステップＳ１４）。その後に、ステップＳ１５のインジェクタ駆動処理に進入する。
【００５１】
ここで、図７は、うねり補正の詳細を示したフローチャートである。先ず、メイン噴射よりも先行して１つ以上の前噴射（パイロット噴射）を実施した時に発生する燃料の圧力脈動の周期Ｔを算出する（ステップＳ２１）。この圧力脈動の周期Ｔは、下記の数１の演算式により求められる。
〔数１〕
Ｔ＝（４×高圧部配管長さ）／（燃料の圧力脈動の伝播速度）
但し、Ｔは燃料の圧力脈動の周期である。なお、高圧部配管長さとは、コモンレール４内の蓄圧室から分岐する分岐通路の長さ、燃料分配配管１３内に形成される高圧燃料通路の長さ、インジェクタ５の継ぎ手部から燃料通路３１、３３、３４を経て弁座（シート部）３７までの長さを加算した、高圧燃料通路の長さである。
【００５２】
また、燃料の圧力脈動の伝播速度は、下記の数２の演算式により求められる。
〔数２〕
燃料の圧力脈動の伝播速度＝√（燃料の体積弾性係数／燃料密度）
また、燃料の体積弾性係数は、下記の数３の演算式により求められ、燃料密度は、下記の数４の演算式により求められる。
〔数３〕
燃料の体積弾性係数＝ｆ（ＰＣ，ＴＨＦ）
〔数４〕
燃料密度＝ｆ（ＴＨＦ）
但し、ＰＣは燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧力であり、ＴＨＦは燃料温度である。
【００５３】
次に、図５のステップＳ８で算出された、エンジンの運転条件に対応して設定されたパイロットインターバル（ＴＩＮＴ）を、上記の燃料の圧力脈動の周期Ｔで除算して無次元化インターバルを算出する（ステップＳ２２）。
次に、無次元化インターバルに対するメイン噴射量補正量およびメイン噴射時期補正量を求める（ステップＳ２３）。ここで、メイン噴射量補正量およびメイン噴射時期補正量は、メイン噴射よりも先行して１つ以上の前噴射を実施することにより発生する燃料の圧力脈動を要因とする、エンジンの運転条件に対応して設定されたメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）またはメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）およびメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に対する実際のメイン噴射量および実際のメイン噴射時期の変動（うねり）の位相とは逆位相となるように設定されており、これらの無次元化インターバルに対するメイン噴射量補正量およびメイン噴射時期補正量は、予めＲＯＭ４２等のメモリに格納（記憶）されている。  
【００５４】
次に、エンジンの運転条件に対応して設定されたメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に、メイン噴射量補正量を加算して、最終のメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）を設定し、この最終のメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、メイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を補正する。続いて、エンジンの運転条件に対応して設定されたメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に、メイン噴射時期補正量を加算して、最終のメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）を設定する。
そして、最終のメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用開弁指令値がセット（補正）され、最終のメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）および最終のメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用閉弁指令値がセット（補正）される（ステップＳ２４）。その後に、図７のサブルーチンを抜ける。
【００５５】
また、図６のステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１５のインジェクタ駆動処理に進入し、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）からパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）が終了するまで、インジェクタ５の電磁弁７の励磁コイルにインジェクタ駆動電流が印加される。そして、パイロットインターバルが経過した後に、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）からメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）が終了するまで、インジェクタ５の電磁弁７の励磁コイルにインジェクタ駆動電流が印加される。
これによって、エンジンの各気筒の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中に、インジェクタ５の電磁弁７が２回開弁駆動されてノズルニードル６が２回開弁してリフトすることで、メイン噴射よりも先行して微少の前噴射（パイロット噴射）を実施するマルチ噴射が実行される。
【００５６】
また、図６のステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合には、つまり前噴射（パイロット噴射）の回数が２回以上の場合には、（ａ）ステップＳ５と同様に、予めＲＯＭ４２等のメモリに格納（記憶）されている特性図（ＭＡＰ）から、エンジンの運転条件に対応したマルチ噴射回数を読み込む。
続いて、（ｂ）ＲＯＭ４２等のメモリ（脈動周期または変動周期記憶手段）に格納（記憶）されている特性図（例えば２次元マップ：図示せず）から、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応した、２つ以上の前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に対して変動する実際のメイン噴射量の変動周期（うねり周期）の、整数倍数およびその半周期を読み込む。
続いて、（ｃ）噴射系の条件（燃料の噴射圧力：ＰＣと指令噴射量：Ｑ）を読み込む（ステップＳ１０）。
【００５７】
ここで、上記のエンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応させた、メイン噴射量の変動周期（うねり周期）Ｔの、整数倍数およびその半周期を記憶するための特性図（ＭＡＰ）は、予め実験等により測定して作成したもので、ＲＯＭ４２またはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格納（記憶）されている。そして、ＲＯＭ４２またはＥＥＰＲＯＭ等のメモリは、エンジンの運転条件（エンジン回転数：ＮＥとメイン噴射量：ＱＭａｉｎ）をパラメータにした特性図（ＭＡＰ）を、マルチ噴射回数分だけ有している。そして、エンジン回転数（ＮＥ）とメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）をパラメータにした特性図（ＭＡＰ）には、２つ以上の前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に対して変動する実際のメイン噴射量の変動周期（うねり周期）Ｔの、整数倍数およびその半周期、例えば（ｎ＋５／２）Ｔ、（ｎ＋３／２）Ｔ、（ｎ＋１／２）Ｔ等、すなわち、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に適合（合致）した最適な前噴射〜メイン噴射間インターバルが、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応して書き込まれている。
【００５８】
次に、（ａ）エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に適合（合致）した最適な前噴射〜メイン噴射間インターバルを設定する。これは、図１に示したように、メイン噴射よりも先行して２つの前噴射１および前噴射２を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射〜メイン噴射間インターバルとして採用している。この場合、ＲＯＭ４２等のメモリに格納されているエンジンの運転条件とマルチ噴射回数とをパラメータとした第１の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋１／２）Ｔが書き込まれている。
但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは２つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の周期、あるいは２つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に対して変動する実際のメイン噴射量の変動周期（うねり周期）である。
【００５９】
また、図２に示したように、メイン噴射よりも先行して３つの前噴射１、前噴射２および前噴射３を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前噴射２の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射・後噴射間インターバルとして採用している。この場合、ＲＯＭ４２等のメモリに格納されているエンジンの運転条件とマルチ噴射回数とをパラメータとした第２の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋３／２）Ｔが書き込まれている。
また、その第２の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射２の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋１／２）Ｔが書き込まれている。
但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは３つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の周期、あるいは３つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に対して変動する実際のメイン噴射量の変動周期（うねり周期）である。
【００６０】
また、図３に示したように、メイン噴射よりも先行して４つの前噴射１、前噴射２、前噴射３および前噴射４を順次実施する場合、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、前噴射２の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔、および前噴射３の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔を、上記の前噴射・後噴射間インターバルとして採用している。この場合、ＲＯＭ４２等のメモリに格納されているエンジンの運転条件とマルチ噴射回数とをパラメータとした第３の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射１の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋５／２）Ｔが書き込まれている。
また、その第３の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射２の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋３／２）Ｔが書き込まれている。また、その第３の特性図（ＭＡＰ）には、前噴射３の噴射終了時刻からメイン噴射の噴射開始時刻までの時間間隔として、（ｎ＋１／２）Ｔが書き込まれている。
但し、ｎは１以上の整数であり、Ｔは３つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の周期、あるいは３つの前噴射（例えばパイロット噴射）により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）に対して変動する実際のメイン噴射量の変動周期（うねり周期）である。なお、メイン噴射よりも先行して５つ以上の前噴射を実施する場合も、上記と同様であるが、前噴射が増える毎に時間間隔を１周期分ずつ加算する。
【００６１】
続いて、（ｂ）上記の（ａ）からのエンジンの燃焼状態およびエンジンの気筒より排出される排気ガス性能等の適合値を特性図（ＭＡＰ）から読み込む（インターバル設定手段：ステップＳ１１）。その後に、ステップＳ１２の噴射量指令値演算処理に進入して、エンジンの運転条件に対応して設定された指令噴射時期（Ｔ）をメイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に変換する。
続いて、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、メイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を算出する。続いて、パイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）およびコモンレール圧力（ＰＣ）に基づいて、パイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を算出する。続いて、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に、パイロットインターバル（ＴＩＮＴ）およびパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を加算して、メイン噴射の直前に実施される前噴射（例えば第２パイロット噴射または第３パイロット噴射または第４パイロット噴射）のパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）を算出する。続いて、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に、上記の前噴射〜メイン噴射間インターバル（時間間隔：例えば（ｎ＋１／２）Ｔ、（ｎ＋５／２）Ｔ、（ｎ＋３／２）Ｔ、……）およびパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を加算して、その前噴射より先行して実施される前噴射（例えば第１パイロット噴射または第２パイロット噴射または第３パイロット噴射）のパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）を算出する。
【００６２】
あるいはエンジンの運転条件に対応して最も先頭の前噴射１（例えば第１パイロット噴射）のパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）を設定し、このパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）からパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）が経過した時点から、上記の前噴射〜メイン噴射間インターバル（時間間隔：例えば（ｎ＋１／２）Ｔまたは（ｎ＋３／２）Ｔまたは（ｎ＋５／２）Ｔ）が経過した時に、メイン噴射の噴射開始時刻となるように、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）を算出しても良い。この場合には、前噴射（例えば第２パイロット噴射または第３パイロット噴射）のパイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）も、１番目の噴射終了時刻を基準にして、上記の前噴射〜メイン噴射間インターバル（時間間隔：例えば（ｎ＋１／２）Ｔまたは（ｎ＋３／２）Ｔ）に基づいて算出することになる。
【００６３】
すなわち、インジェクタ５の電磁弁７へのパイロット噴射用通電開始時刻からパイロット噴射用通電終了時刻までの時間間隔であるパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）、およびインジェクタ５の電磁弁７へのメイン噴射用通電開始時刻からメイン噴射用通電終了時刻までの時間間隔であるメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を算出する。
そして、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）に対応してパイロット噴射用開弁指令値がセットされ、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）およびパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）に対応してパイロット噴射用閉弁指令値がセットされる。また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用開弁指令値がセットされ、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）およびメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）に対応してメイン噴射用閉弁指令値がセットされる。なお、パイロット噴射用開弁指令値およびメイン噴射用開弁指令値は、エンジンのクランク角度が特定の角度となった後の経過時間によって決定される。また、本実施例では、２つ以上の前噴射のパイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）および２つ以上の前噴射のパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）は、全ての前噴射で略同一値として算出している。
【００６４】
その後に、ステップＳ１３の判定処理を実施し、このステップＳ１３の判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１４のうねり補正に進入する。このステップＳ１４のうねり補正を実施した後、あるいはステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１５のインジェクタ駆動処理に進入し、パイロット噴射時期（ＴＰｉｌｏｔ）からパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）が終了するまで、出力回路４５に内蔵されたインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）からインジェクタ５の電磁弁７の励磁コイルにインジェクタ駆動信号（パルス状のインジェクタ駆動電流）を印加する。
そして、パイロットインターバルが経過した後に、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）からメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）が終了するまで、出力回路４５に内蔵されたインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）からインジェクタ５の電磁弁７の励磁コイルにインジェクタ駆動信号（パルス状のインジェクタ駆動電流）を印加する。
これによって、エンジンの各気筒の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中に、インジェクタ５の電磁弁７が３回以上開弁駆動されてノズルニードル６が３回以上開弁してリフトすることで、メイン噴射よりも先行して３回以上の前噴射（パイロット噴射）を実施するマルチ噴射が実行される。
【００６５】
［実施例１の特徴］
前噴射〜メイン噴射間インターバルの設定値の設定方法を説明する。ここで、図１は、エンジンの特定気筒（例えば＃１気筒）の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中にマルチ噴射を実施した際の、メイン噴射よりも先行して２つの前噴射を実施する場合の燃料噴射パターン（燃料噴射率波形）の一例である。
【００６６】
先ず、２つ以上の前噴射を繰り返した後にメイン噴射を実施する場合、すなわち、図１に示したように、メイン噴射よりも先行して２つの前噴射１および前噴射２を順次実施する場合、前噴射２〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル：ＴＩＮＴ）がエンジン回転数（ＮＥ）や指令噴射量（Ｑ）等の変化により変化した時、図８に示したように、前噴射１を実施することによる燃料の圧力脈動の圧力波形と、前噴射２を実施することによる燃料の圧力脈動の圧力波形との合成波がメイン噴射に影響を及ぼし、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因として、メイン噴射の指令噴射量または噴射量指令値に対して実際のメイン噴射量が変動する（うねる）。すなわち、前噴射が２つ以上の場合、前噴射２〜メイン噴射間インターバルがエンジン回転数（ＮＥ）や指令噴射量（Ｑ）等の変化により変化した時、それぞれのメイン噴射に対するうねりの影響が干渉し、強め合ったり、弱め合ったりしてしまう。
【００６７】
ここで、図８は、前噴射１〜前噴射２間インターバルを１（ｍｓ）に設定した場合の、前噴射２〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル）に対するメイン噴射量の変動（うねり）を示し、それぞれの前噴射がメイン噴射に対してどれだけのメイン噴射量のうねり影響を及ぼすかを示す。また、実際はそれぞれの前噴射のうねり波形の合成波がメイン噴射に対して影響しており、その様子を図９に示す。この図９は、前噴射１〜前噴射２間インターバルを、強め合うインターバルに設定した場合、および弱め合うインターバルに設定した場合の、前噴射２〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル）に対するメイン噴射量の変動（うねり）を示す。
【００６８】
したがって、メイン噴射よりも先行して２つ以上の前噴射を実施する場合には、一方の前噴射１のメイン噴射量に対するうねりの影響が、他方の前噴射２のメイン噴射量に対するうねりの影響を打ち消すような、前噴射１〜メイン噴射間インターバルを設定することで、２つ以上の前噴射によるメイン噴射量へのうねりの影響を最小限に抑えることが可能となる。すなわち、２つ以上の前噴射の実施により発生する複数の圧力波を、互いに弱め合う状態となるように、つまり２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射量のうねりの影響を弱め合う状態となるように前噴射２〜メイン噴射間インターバルを設定する。
【００６９】
この前噴射２〜メイン噴射間インターバルの設定値は、燃料性状、燃料圧力、高圧燃料通路の長さにより変化する燃料の圧力脈動の周期をＴとした場合、周期Ｔのｎ（１以上の整数）倍と半周期分の値（１／２）Ｔを用いる。この値（ｎ＋１／２）Ｔは、制御ロジックにて算出してくるものである。ここで、２つ以上の前噴射を実施した時に発生する燃料の圧力脈動の周期Ｔは、上述したうねり補正の時の圧力脈動の周期Ｔの算出方法に準じている。すなわち、燃料の圧力脈動の周期Ｔは、高圧部配管長さを、燃料の圧力脈動の伝播速度で割ったものであり、燃料の圧力脈動の伝播速度は、燃料の体積弾性係数を燃料密度で割った値の平方根である。
【００７０】
ここで、図２は、エンジンの特定気筒（例えば＃１気筒）の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中にマルチ噴射を実施した際の、３つ前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターン（燃料噴射率波形）を示した図である。この図２は、前噴射の噴射回数が奇数回数の場合で、しかもメイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが打ち消されるように、前噴射１（第１パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル、および前噴射２（第２パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバルが設定されていることを示している。
【００７１】
先ず、エンジンの運転条件（エンジン回転数とメイン噴射量等）によって設定される前噴射３（第３パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル）を設定した場合、メイン噴射の直前で、しかも最も燃料の圧力脈動の影響の大きい第３パイロット噴射を実施することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−３ｍｍ3 ／ｓｔ）となっている。
【００７２】
このため、メイン噴射量のうねり波形の圧力脈動の周期をＴとした場合、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋３／２）Ｔだけ先行して第１パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第１パイロット噴射を実施することで、第１パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋３／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−３＋１＝−２ｍｍ3 ／ｓｔ）のように小さくなる。
【００７３】
また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋１／２）Ｔだけ先行して第２パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第２パイロット噴射を実施することで、第２パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋１／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−２＋２＝０ｍｍ3 ／ｓｔ）のように打ち消される。
【００７４】
したがって、図２に示したように、前噴射３の影響を受けることで生じるメイン噴射量のうねり波形の周期に対して、３つの第１〜第３パイロット噴射の影響を受けることで生じるメイン噴射量のうねり波形を、メイン噴射量のうねり周期の半周期分の整数倍数分ずらして、メイン噴射量のうねり幅の大きさが打ち消されるように、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバル、および第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、３つの前噴射によるメイン噴射量へのうねりの影響を最小限に抑えることが可能となることが理解できる。
【００７５】
ここで、図３は、エンジンの特定気筒（例えば＃１気筒）の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中にマルチ噴射を実施した際の、４つの前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターン（燃料噴射率波形）を示した図である。この図３は、前噴射の噴射回数が偶数回数の場合で、しかもメイン噴射量のうねり幅の大きさが打ち消されるように、前噴射１（第１パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル、前噴射２（第２パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル、および前噴射３（第３パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバルが設定されていることを示している。
【００７６】
先ず、エンジンの運転条件（エンジン回転数とメイン噴射量等）によって設定される前噴射４（第４パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル）を設定した場合、メイン噴射の直前で、しかも最も燃料の圧力脈動の影響の大きい前噴射４を実施することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−３ｍｍ3 ／ｓｔ）となっている。
【００７７】
このため、メイン噴射量のうねり波形の圧力脈動の周期をＴとした場合、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋５／２）Ｔだけ先行して第１パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第１パイロット噴射を実施することで、第１パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋５／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−３＋０．３＝−２．７ｍｍ3 ／ｓｔ）のように小さくなる。
【００７８】
また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋３／２）Ｔだけ先行して第２パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第２パイロット噴射を実施することで、第２パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋３／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−２．７＋０．７＝−２ｍｍ3 ／ｓｔ）のように小さくなる。
【００７９】
また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋１／２）Ｔだけ先行して第３パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第３パイロット噴射を実施することで、第３パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋１／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第３パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−２＋２＝０ｍｍ3 ／ｓｔ）のように打ち消される。
【００８０】
したがって、図３に示したように、前噴射４の影響を受けることで生じるメイン噴射量のうねり波形の周期に対して、４つの第１〜第４パイロット噴射の影響を受けることで生じるメイン噴射量のうねり波形を、メイン噴射量のうねりの周期の半周期分の整数倍数分ずらして、メイン噴射量のうねり幅の大きさが打ち消されるように、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバル、第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバル、および第３パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、４つの前噴射によるメイン噴射量へのうねりの影響を最小限に抑えることが可能となることが理解できる。なお、メイン噴射よりも先行して５つ以上の前噴射を実施する場合も、上記と同様であるが、前噴射が増える毎に時間間隔を１周期分ずつずらす必要がある。
【００８１】
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、メイン噴射よりも先行して実施される前噴射の噴射回数が２回以上のマルチ噴射実施時に、２つ以上の前噴射の実施により発生する燃料の圧力脈動を要因とする、メイン噴射用指令噴射量に対する実際のメイン噴射量のうねりの影響を、弱め合う状態となるように、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に適合（合致）した最適な前噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することにより、２つ以上の前噴射の実施により発生する圧力脈動の影響を受けて、メイン噴射用指令噴射量に対して実際のメイン噴射量が異常に変動する（うねる）のを抑制することが可能となる。これによって、マルチ噴射実施時におけるメイン噴射の噴射量精度を向上させることができる。
【００８２】
また、本実施例の前噴射〜メイン噴射間インターバルの設定方法においては、予め実験等によってシステム毎に存在するメイン噴射量のうねり周期を計算して作成した特性図（ＭＡＰ）から、エンジンの運転条件およびマルチ噴射回数に対応した前噴射〜メイン噴射間インターバルを読み込むことで、メイン噴射用指令噴射量に対する実際のメイン噴射量のうねりの影響を弱め合う状態となり得る、前噴射〜メイン噴射間インターバルを設定している。
【００８３】
これによって、システムとの兼ね合い（コモンレール４のオリフィス径や噴射量）で、制御ロジックによってマルチ噴射を実施する毎にメイン噴射量およびメイン噴射時期のうねり周期を計算してうねり補正を実行する必要がなくなる可能性のあるものであり、演算負荷がかからない点でも有効であると言える。また、従来の組み込まれている制御ロジック（例えば内燃機関の運転条件に基づいて前噴射・後噴射間インターバルを算出する制御ロジック）の一部を使用するものであって、制御ロジックの大幅な変更を行うことなく、マルチ噴射実施時におけるメイン噴射の噴射量精度を向上させることができる。
【００８４】
ここで、一般的に、２つ以上の前噴射を実施する場合の、前噴射〜メイン噴射間インターバルおよびパイロットインターバルは、エンジンの運転条件、例えばエンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とによって適合が図られており、メイン噴射開始時から安定した燃焼を行ってＮＯｘの生成を抑制しながらスモークの排出量を低減するという効果を発揮するために、メイン噴射の前に微少の前噴射（パイロット噴射）を実施している。このため、エンジンの燃焼状態および排気ガス性能（例えば排気ガス中のＮＯｘ排出量またはスモーク排出量またはＨＣ排出量、あるいは触媒の浄化性能）がより向上するように、前噴射〜メイン噴射間インターバルおよびパイロットインターバルを、エンジンの燃焼状態および排気ガス性能等の適合値と適合させても良い。
すなわち、エンジンの運転条件に対応して変化すると共に、エンジンの燃焼状態および排気ガス性能に影響を及ぼすパラメータに基づいて、上記の前噴射〜メイン噴射間インターバルの近似値を取るように、前噴射〜メイン噴射間インターバルを補正するようにしても良い。
【００８５】
これは、予め設定されている特性図を用いて、吸入空気量、ＥＧＲ率、コモンレール圧力（ＰＣ）および触媒温度（排気温度）の目標値を設定し、この目標値に対する実測値（または推定値）の遅れ具合に基づいて、前噴射〜メイン噴射間インターバルを補正する。なお、吸入空気量は、エンジンの吸気管に設置さているエアフロメータによって検出する。また、ＥＧＲ率は、排気ガスの吸気側への還流量を調整するＥＧＲ制御弁の開度によって検出する。また、触媒温度（排気温度）は、エンジンの排気管に設置されている触媒温度センサや排気温度センサによって検出する。
【実施例２】
【００８６】
図１０は本発明の実施例２を示したもので、エンジンの特定気筒（例えば＃１気筒）の圧縮行程または膨張行程（爆発行程）中にマルチ噴射を実施した際の、３つ前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターンの一例を示した図である。この図１０は、前噴射の噴射回数が奇数回数の場合で、しかもメイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが打ち消されるように、前噴射１（第１パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル、および前噴射２（第２パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバルが設定されていることを示している。
【００８７】
先ず、エンジンの運転条件（エンジン回転数とメイン噴射量等）によって設定される前噴射３（第３パイロット噴射）〜メイン噴射間インターバル（パイロットインターバル）を設定した場合、メイン噴射の直前で、しかも最も燃料の圧力脈動の影響の大きい第３パイロット噴射を実施することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−２ｍｍ3 ／ｓｔ）となっている。
【００８８】
このため、メイン噴射量のうねり波形の圧力脈動の周期をＴとした場合、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋３／２）Ｔだけ先行して第１パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第１パイロット噴射を実施することで、第１パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋３／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−２＋１．０＝−１ｍｍ3 ／ｓｔ）のように小さくなる。
【００８９】
また、メイン噴射時期（ＴＭａｉｎ）よりも時間（ｎ＋１／２）Ｔだけ先行して第２パイロット噴射の燃料噴射が終了するように第２パイロット噴射を実施することで、第２パイロット噴射の燃料噴射終了時刻から、時間（ｎ＋１／２）Ｔが経過した時点で、メイン噴射の燃料噴射が開始されるように、第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することで、メイン噴射の噴射開始時刻近傍でのメイン噴射量のうねり幅の大きさが（−１＋１．５＝＋０．５ｍｍ3 ／ｓｔ）のように小さくなる。
【００９０】
本実施例では、実施例１の図２の抑制パターンよりも、メイン噴射量のうねり幅の打ち消し度合が小さくなるが、エンジンの運転条件または燃焼状態または排気ガス性能上、メイン噴射量のうねり幅の大きさが小さくなるように、メイン噴射量のうねり周期の、整数倍数＋その半周期、例えば（ｎ＋３／２）Ｔおよび（ｎ＋１／２）Ｔずらした方が良い場合には、そちらを優先して、第１パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルおよび第２パイロット噴射〜メイン噴射間インターバルを設定することが望ましい。なお、前噴射の噴射回数が増えても、同様の考え方を適用する。
【００９１】
［変形例］
本実施例では、４サイクル・４気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）の各気筒毎に対応して搭載されるインジェクタ５のノズルニードル６を開弁方向に駆動する電磁弁として、２方弁式の電磁弁７を用いた例を説明したが、３方弁式の電磁弁を使用しても良い。これによって、インジェクタ５として電磁式燃料噴射弁が使用されることになる。また、燃料噴射弁を開弁方向に駆動するアクチュエータとして、電磁弁の他に、圧電素子等を使用しても良い。
【００９２】
本実施例では、本発明を、２つ以上のパイロット噴射またはプレ噴射−メイン噴射の場合の、前噴射・後噴射間インターバルとしての前噴射〜メイン噴射間インターバルの設定方法を説明しているが、本発明を、１回以上のパイロット噴射またはプレ噴射−メイン噴射−１回以上のアフター噴射、あるいは２つ以上のパイロット噴射またはプレ噴射−メイン噴射−１回以上のアフター噴射、あるいは１回以上のパイロット噴射またはプレ噴射−メイン噴射−２つ以上のアフター噴射の場合の、前噴射・後噴射間インターバルの設定方法に適用しても良い。また、メイン噴射を２つ以上に分割しても良い。これらの場合、２つ以上の前噴射の後に実施される燃料噴射が後噴射（例えばメイン噴射またはアフター噴射）となる。
【００９３】
本実施例では、パイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）とコモンレール圧力（ＰＣ）とに対応して前噴射用噴射量指令値としてのパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を設定しているが、パイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）と目標燃料圧力（ＰＴ）とに対応してパイロット噴射期間（ＴＱＰｉｌｏｔ）を設定しても良い。また、本実施例では、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）とコモンレール圧力（ＰＣ）とに対応して後噴射用噴射量指令値としてのメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を設定しているが、メイン噴射量（ＱＭａｉｎ）と目標燃料圧力（ＰＴ）とに対応してメイン噴射期間（ＴＱＭａｉｎ）を設定しても良い。
【００９４】
本実施例では、前噴射・後噴射間インターバルとしての前噴射〜メイン噴射間インターバルを、エンジン回転数（ＮＥ）とメイン噴射量（ＱＭａｉｎ）とマルチ噴射回数とを対応させて設定しているが、前噴射〜メイン噴射間インターバルを、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（トータル噴射量：Ｑ）またはパイロット噴射量（ＱＰｉｌｏｔ）とマルチ噴射回数とを対応させて設定しても良い。また、エンジンの運転条件としての、コモンレール圧力（ＰＣ）、あるいはコモンレール圧力（実燃料圧力：ＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＴ）との圧力偏差、あるいはエンジン気筒内圧力を考慮して、前噴射〜メイン噴射間インターバルを設定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】メイン噴射よりも先行して２つの前噴射を実施する場合の燃料噴射パターンの一例を示した説明図である（実施例１）。
【図２】前噴射の噴射回数が奇数の場合の３つ前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターンの一例を示した説明図である（実施例１）。
【図３】前噴射の噴射回数が偶数の場合の４つ前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターンの一例を示した説明図である（実施例１）。
【図４】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した構成図である（実施例１）。
【図５】インジェクタ噴射量制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。
【図６】インジェクタ噴射量制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。
【図７】うねり補正の詳細を示したフローチャートである（実施例１）。
【図８】前噴射２〜メイン噴射間インターバルに対するメイン噴射量のうねり波形を示した説明図である（実施例１）。
【図９】前噴射２〜メイン噴射間インターバルに対するメイン噴射量のうねり波形を示した説明図である（実施例１）。
【図１０】３つ前噴射によるメイン噴射量のうねり抑制パターンの一例を示した説明図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００９６】
２  低圧供給ポンプ（フィードポンプ）
３  高圧供給ポンプ（サプライポンプ）
４  コモンレール
５  インジェクタ（燃料噴射弁）
６  インジェクタのノズルニードル
７  インジェクタの電磁弁（弁体駆動手段）
８  インジェクタの制御室
９  インジェクタのコイルスプリング（弁体付勢手段）
１０  ＥＣＵ（エンジン制御装置）
１２  燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）
１６  燃料排出路
３５  燃料溜まり室
【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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