(57)【要約】【課題】サプライポンプ等を複数設けることなく、一行程中の複数回の燃料噴射を異なった噴射圧で行う。【解決手段】蓄圧室６と連通し機関の一行程中に複数回の燃料噴射が可能な燃料噴射手段８と、運転状態検出手段２０と、運転状態に応じて燃料噴射手段８の駆動を制御する手段２０と、蓄圧室６の燃料を基準燃料圧に加圧する手段４と、前記複数回の燃料噴射のうちのいずれかの燃料噴射（第２の噴射）の目標噴射圧を運転状態に応じて設定する手段２０とを備え、目標噴射圧が基準燃料圧と異なる場合には、噴射制御手段２０は第２の噴射に先立って少量の燃料噴射（第１の噴射）を行い、これによって生じる燃料圧力脈動中に前記目標噴射圧となるように、前記第１の噴射の噴射量および噴射時期の少なくともいずれか一方を制御する目標圧調整制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。【選択図】図１
2007239605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の蓄圧室と、
前記蓄圧室と連通し機関の一行程中に複数回の燃料噴射が可能な燃料噴射手段と、
機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて前記燃料噴射手段の駆動を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧室の燃料を基準燃料圧まで加圧する加圧手段と、
一行程中に行う複数回の燃料噴射のうちのいずれかの燃料噴射（第２の噴射）の目標噴射圧を前記運転状態に応じて設定する目標噴射圧設定手段と、を備え、
前記目標噴射圧が前記基準燃料圧と異なる場合に、前記噴射制御手段は前記第２の噴射に先立って前記第２の噴射より少量の燃料噴射（第１の噴射）を行い、前記第１の噴射によって生じる燃料圧力脈動中に前記蓄圧室の燃料の圧力が前記目標噴射圧となるように、前記第１の噴射の噴射量および噴射時期の少なくともいずれか一方を制御する目標圧調整制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記噴射制御手段は、前記第１の噴射の噴射量を、前記基準燃料圧と前記目標噴射圧とに基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第１の噴射の噴射量は、前記基準燃料圧と前記目標噴射圧との差が大きいほど多いことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記噴射制御手段は、前記第１の噴射の噴射時期を、前記基準燃料圧から定まる圧力脈動周期と、前記目標噴射圧と、前記第２の噴射の噴射時期とに基づいて設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記第１の噴射の噴射時期は、前記目標噴射圧と前記基準燃料圧との差圧が大きいほど前記第２の噴射の噴射時期に近くなることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記運転状態検出手段は機関負荷を検出し、
前記目標噴射圧設定手段は、前記機関負荷が大きいほど前記目標噴射圧を高く設定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記運転状態検出手段は機関回転数を検出し、
前記目標噴射圧設定手段は、前記機関回転数が高いほど前記目標噴射圧を高く設定することを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記第２の噴射は、排気昇温のために行う後噴射であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記第２の噴射は、機関出力に寄与する主噴射であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記噴射制御手段は、機関運転状態または走行環境条件の少なくともいずれか一方に応じて前記目標圧調整制御を禁止することを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃料噴射装置として、燃料を高圧化するサプライポンプと、サプライポンプにより高められた燃料圧力を蓄える蓄圧室と、蓄圧室からの高圧燃料が供給される各気筒に設けられた燃料噴射弁とからなる、いわゆるコモンレール式燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
コモンレール式燃料噴射装置によれば、燃料噴射弁の開弁時期を制御することによって、燃料噴射時期、一行程中の噴射回数等を自在に制御することが可能である。
【０００４】
一行程中に複数回の燃料噴射を行う制御としては、例えば、圧縮行程末期から膨張行程初期のいずれかの時期に主噴射を行い、主噴射後の排気行程後半に追加噴射（ポスト噴射）を行うことによって、排気温度を昇温させて排気後処理装置の早期活性化を図る技術等が知られている。
【０００５】
ところで、コモンレール式燃料噴射装置においては、燃料の噴射圧は蓄圧室内の圧力（以下、レール圧と称する）により定まり、このレール圧は主噴射に適した圧力に調整される。すなわち、複数回の燃料噴射は同じ噴射圧で行われることになる。
【０００６】
しかしながら、ポスト噴射を主噴射と同じ圧力で行うと、ポスト噴射で噴射された燃料は貫徹力が強過ぎるためシリンダ壁等に付着するおそれがある。シリンダ壁に付着した燃料は、シリンダ壁を伝ってオイルパンに流入してオイル希釈を起こしたり、未燃のまま排出されて排気性能を悪化させたりする。したがって、ポスト噴射は主噴射に比べて低圧で行いたい。
【０００７】
このように、ポスト噴射に限らず、一行程中に複数回の燃料噴射を行う場合は、それぞれの噴射に適した噴射圧が異なる。
【０００８】
そこで、特許文献１には、主噴射とポスト噴射とを異なる噴射圧で行うために、高圧の蓄圧器と低圧の蓄圧器とを備え、主噴射では高圧の蓄圧器からの燃料を、ポスト噴射では低圧の蓄圧器からの燃料をそれぞれ噴射する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０３１８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、蓄圧室及びサプライポンプがそれぞれ高圧用、低圧用の２つ必要となり、また、車載レイアウト上の要求を満たしつつ蓄圧器とサプライポンプを２つずつ配置するためには、燃料配管の取り回し等を含めた設計変更が必要となるので、コストが大幅に増加することになる。
【００１０】
そこで、本発明では、コストの増大を抑制しつつ、複数回の燃料噴射を異なる噴射圧で行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の燃料噴射装置は、燃料の蓄圧室と、前記蓄圧室と連通し機関の一行程中に複数回の燃料噴射が可能な燃料噴射手段と、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態に応じて前記燃料噴射手段の駆動を制御する噴射制御手段と、前記蓄圧室の燃料を基準燃料圧まで加圧する加圧手段と、一行程中に行う複数回の燃料噴射のうちのいずれかの燃料噴射（第２の噴射）の目標噴射圧を運転状態に応じて設定する目標噴射圧設定手段と、を備え、前記目標噴射圧が前記基準燃料圧と異なる場合には、前記噴射制御手段は前記第２の噴射に先立って前記第２の噴射より少量の燃料噴射（第１の噴射）を行うこととし、前記第１の噴射によって生じる燃料圧力脈動中に前記目標噴射圧となるように、前記第１の噴射の噴射量および噴射時期の少なくともいずれか一方を制御する目標圧調整制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、サプライポンプや蓄圧室等を複数設けることなく、基準燃料圧とは異なる噴射圧で燃料噴射を行うことができるので、コストの増大を招くことなく、複数回の燃料噴射を異なる噴射圧で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図1は本発明の実施形態を示すコモンレール式の燃料供給システムの概略図である。１は燃料タンク、４は燃料タンク１から燃料を吸い上げ、そして加圧するサプライポンプ（加圧手段）、６は加圧された燃料を蓄える蓄圧室、８は蓄圧室６に燃料通路７を介して接続する燃料噴射弁（燃料噴射手段）、２０は蓄圧室６内の圧力（以下、レール圧と称する）や燃料噴射弁８からの燃料噴射時期、噴射回数、噴射量、後述する目標噴射圧等を算出するコントロールユニット（噴射制御手段、目標噴射圧設定手段）である。
【００１５】
燃料タンク１内の燃料は吸入通路２を介してサプライポンプ４に吸入される。吸入通路２のサプライポンプ４より燃料タンク１側には、燃料フィルタ３を介装する。これにより、燃料中に浮遊するゴミ等の不純物がサプライポンプ４内に流入することを防止する。
【００１６】
サプライポンプ４によって加圧された燃料は吐出通路５を介して蓄圧室６に導入される。
【００１７】
蓄圧室６に蓄えられた燃料は、各気筒の燃焼室に臨むように備えられた燃料噴射弁８から図示しない燃料室内に向けて噴射される。なお、燃料噴射弁８は噴孔を針弁により開閉するものであり、一般に用いられている燃料噴射弁と同様のものなので、説明を省略する。
【００１８】
また、各燃料噴射弁８にはリターンパイプ９が設けられ、これらリターンパイプ９は合流して１本のリターン通路１０となり、燃料タンク１に連通している。これにより、燃料噴射弁８での余剰燃料は燃料タンクに戻される。
【００１９】
また、リターン通路１０は圧力制御用のプレッシャリミッタ１３を介して蓄圧室６とも接続されている。プレッシャリミッタ１３は通常は閉弁しているが、所定圧力に達した場合には開弁して、余剰燃料を燃料タンク１に戻している。これにより、蓄圧室６内が余剰燃料によって所望の圧力より高まることを防止する。
【００２０】
さらに、リターン通路１０にはサプライポンプ４からのリターンパイプ１２も接続されている。サプライポンプ４には圧力制御弁１１が備えられており、この圧力制御弁１１はコントロールユニット２０からの信号によってリターンパイプ１２の流路面積を調整する。
【００２１】
これにより、サプライポンプ４から蓄圧室６への燃料吐出量を調整し、レール圧を制御している。
【００２２】
具体的には、例えばコントロールユニット２０が運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ、エンジン負荷センサ（アクセル開度センサ）等の検出値に応じて目標レール圧を演算し、蓄圧室６の圧力を検出する圧力センサ２１の検出値が目標レール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してフィードバック制御する。
【００２３】
次に燃料噴射制御について説明する。
【００２４】
上記燃料供給システムでは、運転状態に応じて、一行程中に複数回の燃料噴射を行うことが可能である。例えば、冷機始動時には、早期に排気浄化触媒を活性化温度まで昇温させるため、主噴射の他に、排気温度を上昇させることを目的として膨張行程後半にポスト噴射を行う。
【００２５】
ここでは、ポスト噴射を行う場合について図２を参照して説明する。図２はコントロールユニット２０が実行する制御（目標圧調整制御）のルーチンを表すフローチャートであり、ポスト噴射の噴射量、噴射時期、噴射圧を設定するためのものである。
【００２６】
ステップＳ１では、現在、第２の噴射としてのポスト噴射を行う運転条件であるか否かの判定を運転状態に基づいて行う。ポスト噴射を行う運転条件としては、例えば、触媒早期活性化要求やＤＰＦ再生要求等により排気温度を昇温させる場合である。
【００２７】
触媒早期活性化要求は、例えば冷機始動時等のように、排気浄化用触媒の温度が活性化温度以下の場合に出される。排気浄化触媒は、活性化温度以下では十分な浄化作用を発揮しないので、排気性能の悪化を防ぐためにも早期に活性化させる必要がある。そこで、早期に活性化温度まで昇温させるために、ポスト噴射を行うことにより排気温度を上昇させる。この場合、運転状態として冷却水温や油温等を検出して、冷機状態であれば触媒活性化要求あり、暖機状態であれば触媒活性化要求なしと判定してもよいし、排気浄化用触媒の温度を直接検出し、活性化温度以下であるか否かで判定してもよい。
【００２８】
ＤＰＦ再生要求は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのフィルタ（ＤＰＦ）に、所定量の粒子状物質（ＰＭ）が捕集されたときに出される。ＤＰＦは捕集できるＰＭ量が定まっており、所定量捕集した場合には捕集したＰＭを燃焼させて除去する（ＤＰＦ再生処理）必要がある。ＰＭの捕集量が所定量に達したか否かは、ＤＰＦの上下流の排気通路内の差圧に基づいて推定することが可能であり、捕集量が多くなるほど差圧が大きくなる特性がある。そこで、再生処理の必要があるときの差圧を予め調べて再生要求圧として設定しておき、運転状態として検出する差圧が、運転中に前記再生要求圧に達した場合には、ＤＰＦ再生処理要求ありと判定する。なお、ＤＰＦ再生処理要求については、上記差圧による判定に替えてエンジン回転数、アクセル開度及び走行時間等からＰＭ捕集量を推定して判定してよい。
【００２９】
また、上記の判定によりポスト噴射を行う条件であると判定した場合であっても、さらに別の判定を行い、その判定の結果いかんではポスト噴射を行わないこととしてもよい。
【００３０】
これにより、例えば、ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が多く、再生処理時に発生するＰＭの燃焼熱によりＤＰＦが劣化するおそれがある場合には、ＤＰＦ再生要求があってもポスト噴射を行わないこととし、ＤＰＦの劣化を防止することができる。
【００３１】
また、予備噴射やポスト噴射により噴射した燃料が気化しにくい程度に外気温が低く、予備噴射やポスト噴射による昇温効果よりも、噴射された燃料が気化しないことによる排気性能の悪化の方が影響が大きい場合等に、触媒活性化要求があってもポスト噴射をおこなわないこととし、排気性能の悪化を防止することができる。
【００３２】
ステップＳ１でポスト噴射を行う運転条件であると判定した場合はステップＳ２へ、そでない場合はそのまま処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ２では、目標噴射圧としてのポスト噴射の噴射圧の目標値（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）を決定する。目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔは、噴射した燃料がシリンダ壁に付着しない程度の圧力を設定する。ただし、運転状態によって筒内圧やガス流動等といった筒内状態は異なり、これに伴って、燃料がシリンダ壁に到達しない噴射圧も変わる。
【００３４】
そこで、エンジン回転数やアクセル開度等と筒内状態との関係、及び筒内状態と燃料がシリンダ壁に到達しない噴射圧（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）との関係を予め求めて、運転状態と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの関係のマップを作成し、検出した運転状態でこのマップを検索することによって目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを決定する。
【００３５】
なお、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔは、エンジンの負荷が高いほど大きく、また、エンジン回転数が高いほど大きくなる。
【００３６】
ステップＳ３では、ステップＳ２で決定した目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔに基づいて、第１の噴射としての予備噴射の噴射量（以下、予備噴射量と称する）及びインターバルを算出する。予備噴射量とは、ポスト噴射を所望の噴射圧で行うために、ポスト噴射に先立って行う燃料噴射（予備噴射）で噴射する燃料量をいう。インターバルとは、予備噴射開始からポスト噴射開始までの時間をいう。
【００３７】
ここで、予備噴射によってポスト噴射の噴射圧を変化させることができるメカニズムについて説明する。
【００３８】
図４は、コモンレール式燃料供給装置において燃料噴射した際の、燃料噴射とレール圧の時間変化を表す図である。
【００３９】
コモンレール式燃料供給装置では、前述したようにプレッシャリミッタ１３等によってレール圧を一定に保つよう制御するが、図４に示すように、燃料噴射開始とともに噴射圧はいったん低下し、その後周期的に圧力上昇、低下を繰り返しながら設定値に収束することが知られている。このレール圧の周期的な変化（以下、燃料圧力脈動と称する）は、燃料噴射量と設定値としてのレール圧とによって変化することがわかっている。
【００４０】
そこで、予備噴射を行うことにより燃料圧力脈動を生じさせ、燃料圧力脈動によってレール圧が低下したときに燃料を噴射すれば、サプライポンプ４の吐出圧やプレッシャリミッタ１３の開放圧を変えることなく、低い噴射圧で燃料噴射を行うことができる。
【００４１】
次に、予備噴射量及びインターバルの算出方法について図３を参照して説明する。図３はステップＳ３で実行するサブルーチンを表すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ２１では、ステップＳ２で決定した目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと、サプライポンプ４やプレッシャリミッタ１３等により定まる基準燃料圧としてのレール圧（以下、基準レール圧と称する）との偏差ΔＰを算出する。
【００４３】
ステップＳ２２では、予備噴射量を決定する。ここで、図５を参照して予備噴射量の設定方法について説明する。図５は、図４と同様に燃料圧力脈動を表す図であり、噴射量、レール圧を変化させた場合の、燃料噴射開始時のレール圧として設定される圧力（以下、基準レール圧と称する）に対する変動の様子について表している。
【００４４】
図５中の線Ｘは、所定のレール圧Ｐで任意の噴射量Ｑを噴射したとしたときの燃料圧力脈動を表し、線Ｙは線Ｘと同じレール圧ＰでＱよりも少量の燃料を噴射した際の燃料圧力脈動を表す。
【００４５】
図５からわかるように、線Ｙは線Ｘと脈動の周期は同じだが、脈動の振幅は線Ｘよりも小さくなる。すなわち、脈動の周期はレール圧により定まり、また同じレール圧であっても、噴射量が異なれば脈動の振幅は異なり、噴射量が少なくなるほど振幅が小さく、噴射量が多いほど振幅が大きくなる。
【００４６】
線Ｚは、線Ｘのレール圧Ｐよりも高いレール圧で一定となるよう制御されている状態で、同量の燃料を噴射したときの燃料圧力脈動の波形を表している。なお、図５中では、線Ｘと線Ｚの基準レール圧が一致しているが、これは基準圧に対するレール圧の変動の波形を比較し易くするために、両者の基準レール圧を一致させて表したためであり、レール圧自体は線Ｚの方が高い。図５からわかるように、レール圧を高くすると、振幅は変わらないものの脈動の周期が長くなる。
【００４７】
上記の燃料圧力脈動の振幅、周期、そして燃料噴射量による振幅の変化等は、蓄圧室６やサプライポンプ４等の特性により定まる。
【００４８】
そこで、ステップＳ２２では、燃料噴射量ごとの脈動の波形を予めモデル化しておき、このモデルを用いて燃料噴射開始から２周期めの振幅が燃圧偏差ΔＰと一致するような、すなわち２周期めの略極小値（図５中の点Ａ）が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるような噴射量を検索して、予備噴射量として決定する。
【００４９】
また、予備噴射開始から２周期めの略極小値が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる場合の噴射量を予備噴射量としているが、レール圧が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔまで低下するのであれば、２周期め以降の略極小値が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる場合であっても構わない。しかしながら、燃料圧力脈動の振幅は周期毎に減衰するので、より少ない予備噴射量で目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔまで圧力を低下させるためには、燃料圧力脈動の振幅が大きい間、すなわち予備噴射開始時期に近い時期の極小値が、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるように設定することが望ましい。特に、燃圧偏差ΔＰが大きい（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔが低い）場合には、振幅の大きな燃料圧力脈動を発生させる必要があるために予備噴射量は多くなるが、予備噴射時期とポスト噴射時期とを近づけることにより、できるだけ予備噴射量の増加を抑制することができる。
【００５０】
なお、燃料噴射量は噴射圧（レール圧）と噴射時間との積で定まり、予備噴射の噴射圧は基準レール圧として定まっているので、予備噴射量を決定すれば、予備噴射を行う時間も定まる。
【００５１】
予備噴射は主噴射と同等のレール圧で噴射されるので、膨張行程中に噴射する場合には貫徹力が必要以上に強く、燃料噴霧がシリンダ壁面まで到達して壁流となるおそれがある。しかし、上記のように目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを得るために必要な燃料量を予備噴射量として決定すれば、壁流量を低減してオイル希釈等の弊害を抑制することができる。
【００５２】
ステップＳ２３では、予備噴射開始から目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔでポスト噴射を開始するまでのインターバルΔＩＴを算出する。ステップＳ２２で予備噴射量を決定したときのモデルを用いて、２周期めの略極小値、すなわち目標値ｔＰ_ｐｏｓｔとなるまでの時間を求め、これをインターバルΔＩＴとする。なお、ポスト噴射時期を予備噴射開始から２周期め以降にする場合には、例えば３周期めにポスト噴射する場合には、３周期めの略極小値となるまでの時間をインターバルΔＩＴとする。
【００５３】
このように、燃料圧力脈動のモデルからインターバルΔＩＴを求めることにより、レール圧を検出する圧力センサ等を設けなくても、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなった時点で燃料噴射することができる。また、圧力センサによってレール圧を検出し、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔになったときに噴射する場合は、圧力センサが目標値ｔＰ_ｐｏｓｔを検出してから、コントロールユニット２０が燃料噴射弁に噴射信号を入力して実際に燃料が噴射されるまでの遅れ時間が生じるが、燃料圧力脈動のモデルからインターバルΔＩＴを算出する場合には、燃料噴射弁に噴射信号が入力されてから実際に燃料が噴射されるまでの時間を考慮して噴射信号を入力すれば、遅れ時間が生じることもない。
【００５４】
ステップＳ２４では、運転状態に応じたポスト噴射時期を求め、このポスト噴射時期からΔＩＴだけ遡った時点を予備噴射時期として決定する。
【００５５】
以上のステップＳ２１〜Ｓ２４を終了したら、図２のステップＳ４に進む。
【００５６】
ステップＳ４では、まず運転状態に応じて予備噴射量を設定する。そして、目標圧ｔＰ    _ｐｏｓｔで前記予備噴射量を噴射するのに必要な時間を算出し、この時間をポスト噴射期間ＥＴとして決定する。
【００５７】
上記の制御を行った場合の燃料圧力脈動を図６に示す。図６は図４と同様に燃料噴射とレール圧の時間変化を表す図である。
【００５８】
Ｔ１で予備噴射を行うと、燃料圧力脈動が生じる。そして、予備噴射からΔＩＴ経過後のＴ２にはレール圧が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるので、この時点でポスト噴射を行う。
【００５９】
ポスト噴射を行うことにより、レール圧は目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔよりさらに低下し、その後脈動をともなって基準レール圧に戻る。
【００６０】
以上の制御により、サプライポンプ４の吐出圧及びプレッシャリミッタ１３の開放圧が一定であっても、主噴射よりも低い所望のレール圧（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）でポスト噴射を行うことができる。
【００６１】
以上により、本実施形態では、下記の効果を得ることができる。
（１）コントロールユニット２０は、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧が異なる場合には、ポスト噴射に先立って微少量の予備噴射を行い、予備噴射により生じる燃料圧力脈動中に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる時期にポスト噴射を行うよう制御するので、吐出圧の異なるサプライポンプを設けたり、複数の蓄圧室を設けることなく、ポスト噴射を基準レール圧より低い噴射圧で行うことができる。
（２）予備噴射の噴射量及び噴射時期を制御するので、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔでポスト噴射をするのに適した噴射量、タイミングで予備噴射を行うことができる。
（３）予備噴射量を基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧に基づいて設定するので、不必要に多量の燃料を噴射することなく目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔにすることができる。
（４）予備噴射量は、基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧が大きいほど多くするので、差圧が大きい場合にも目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔにすることができる。
（５）予備噴射の噴射時期を、基準レール圧から定まる燃料圧力脈動周期と、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと、ポスト噴射の噴射時期とに基づいて設定するので、ポスト噴射時期に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるように予備噴射を行われる。また、ポスト噴射時期を決定するために圧力センサ等によってレール圧を検出する必要がない。
（６）予備噴射の噴射時期は、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧との差圧が大きいほどポスト噴射時期に近くなるようにする、すなわち予備噴射によって生じる燃料圧力脈動の振幅が大きい間にポスト噴射を行うので、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧との差圧が大きい場合にも、予備噴射量が増量することを抑制できる。
（７）目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを運転状態に応じて設定するので、ポスト噴射により噴射された燃料がシリンダ壁に到達しないような噴射圧を設定することができ、これによりオイル希釈を抑制することができる。
（８）目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを、機関負荷が大きいほど高く、また機関回転数が高いほど高く設定するので、当該運転条件のように目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔが基準レール圧に近くてもポスト噴射により噴射された燃料がシリンダ壁に到達しないような場合には、基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧を小さくすることができ、これにより予備噴射量を低減することができる。
（９）機関運転状態または走行環境条件の少なくともいずれか一方に応じて、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ調整のための予備噴射を禁止するので、予備噴射を行うことによって排気性能等が悪化することを防止できる。
【００６２】
第２実施形態について説明する。
【００６３】
本実施形態は、燃料供給装置の構成は第１実施形態と同様であるが、予備噴射量が運転状態によらず一定である点が異なる。
【００６４】
図７に本実施形態でコントロールユニット２０が実行する燃料噴射制御ルーチンのフローチャートを示す。
【００６５】
ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３４は図２のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４と同様なので説明を省略する。
【００６６】
ステップＳ３３では、図８に示すサブルーチンを実行することにより、予備噴射開始からポスト噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。
【００６７】
図８のステップＳ４１では、図３のステップＳ２１と同様に燃圧偏差ΔＰを求める。また、本実施形態では予備噴射量は一定なので、図３のステップＳ２２に相当するステップはない。
【００６８】
ステップＳ４２では、予備噴射開始からポスト噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。ここでは、図３のステップＳ２２と同様に、予め作成しておいた燃料圧力脈動のモデルを用いる。ただし、予備噴射量が一定なのでモデルは一つであり、このモデルから脈動中に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる点を探し、燃料圧力脈動が発生してから前記目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔになるまでの期間をインターバルΔＩＴとする。
【００６９】
このようにインターバルΔＩＴを算出すれば、一つのモデルから目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとインターバルΔＩＴを求めるだけなので、多数のモデルを用意しておき、その中から目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを得るための予備噴射量のモデルを検索し、そのモデルに基づいてインターバルΔＩＴを求めるのに比べて、演算負荷を軽くすることができる。
【００７０】
ステップＳ４３では、図３のステップＳ２４と同様にインターバルΔＩＴに基づいて予備噴射時期を決定する。
【００７１】
以上により、本実施形態では、第１実施形態の（１）、（２）及び（５）から（９）と同様の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【００７２】
予備噴射量を一定として、燃料圧力脈動のモデルから目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる時期を決定するので、コントロールユニット２０の演算負荷を軽減することができる。
【００７３】
第３実施形態について説明する。
【００７４】
本実施形態は、燃料供給装置の構成は第１実施形態と同様であるが、燃料圧力脈動を利用して基準レール圧とは異なる噴射圧で行う燃料噴射が、エンジン出力に寄与する主噴射である点が異なる。
【００７５】
以下、コントロールユニット２０が実施する、燃料噴噴射制御ルーチンのフローチャートを表す図９を参照して説明する。
【００７６】
ステップＳ５１では、噴射圧を上昇させる必要があるか否かの判定を、各種センサで検出した運転状態に基づいて行う。
【００７７】
噴射圧を上昇させる必要がある運転状態としては、例えば、高負荷かつ高回転数での運転がある。このような場合には、負荷に対応するために多量の燃料が必要である。また、回転数が高いのでピストンが上死点近傍にいる時間が短く、噴射時間を長くとることができない。そこで、負荷に応じた燃料量を短時間で噴射するために、噴射圧を上昇させて、単位時間当りの噴射量を増量する。
【００７８】
噴射圧を上昇させる必要がある場合には、ステップＳ５２へ進み、必要がない場合にはそのまま処理を終了する。
【００７９】
ステップＳ５２では、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎを決定する。目標圧ｔＰ_ｍａｉｎは、ピストンが上死点近傍にある所定期間に、運転状態に応じた所望の燃料量を噴射できる圧力を設定する。そこで、運転状態とそれに応じた燃料噴射量との関係、及び噴射圧と所定期間に噴射可能な噴射量との関係を予めマップ化しておき、検出した運転状態でこのマップを検索することによって目標圧ｔＰ_ｍａｉｎを決定する。なお、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎは、負荷が高いほど高く、エンジン回転数が高いほど高くなる。
【００８０】
ステップＳ５３では、予備噴射量及び予備噴射開始から主噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。具体的には、図２のステップＳ３と同様に、図３に示すサブルーチンを実行して、予備噴射量及び予備噴射開始時期を決定する。
【００８１】
ステップＳ５４では、主噴射期間の補正を行う。具体的には、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎで燃料噴射したときに、運転状態に基づいて定まる主噴射での燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を求め、これを主噴射期間として設定する。
【００８２】
上記のように、運転状態に応じて噴射圧を高めて燃料噴射を行うことにより、基準レール圧を低中負荷運転時に燃料噴霧がシリンダ壁に到達しない程度の圧力に設定することが可能となる。
【００８３】
以上により本実施形態によれば、第１実施形態において目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを目標圧ｔＰ_ｍａｉｎに、ポスト噴射を主噴射に、それぞれ置き換えたものと同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、低中負荷運転時の壁流発生の抑制と、高負荷運転時に必要な噴射量とを両立することができる。さらに、サプライポンプ４の容量が小さくても高圧での燃料噴射が可能になるので、サプライポンプ４の小型化によるコスト低減効果も得られる。
【００８５】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明を適用するシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の予備噴射量およびインターバル算出のための制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】燃料噴射と燃料圧力脈動との関係を表す図である。
【図５】燃料噴射量、基準レール圧と燃料圧力脈動との関係を表す図である。
【図６】第１実施形態の燃料噴射と燃料圧力脈動との関係を表す図である。
【図７】第２実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図８】第２実施形態のインターバルを算出するための制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図９】第３実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１    燃料タンク
２    吸入通路
３    燃料フィルタ
４    サプライポンプ
５    吐出通路
６    蓄圧室
７    燃料通路
８    燃料噴射弁
１３  プレッシャリミッタ
２０  コントロールユニット
【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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