(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの一回の燃焼サイクルにおいてインジェクタが燃焼室に噴射すべき総燃料噴射量を算出する総噴射量算出手段、前記総燃料噴射量のうちメイン噴射に先行するパイロット噴射において噴射すべき目標パイロット燃料噴射量を算出するパイロット噴射量算出手段、前記インジェクタから安定して噴射することが可能な最小安定燃料噴射量を算出する最小安定噴射量算出手段、及び前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であるときには前記パイロット噴射と前記メイン噴射とが行われるパイロット噴射モードを設定すると共に、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量に満たないときには前記パイロット噴射を行わず前記メイン噴射で前記総燃料噴射量を噴射する全量メイン噴射モードを設定する噴射モード設定手段を備えて成るエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記噴射モード設定手段は、前記目標パイロット燃料噴射量と前記最小安定燃料噴射量との大小を比較する噴射量比較手段、前記噴射量比較手段による比較結果に基づいて前記パイロット噴射モードを設定するため前記目標パイロット燃料噴射量を前記パイロット噴射において噴射されるパイロット燃料噴射量に設定すると共に前記総燃料噴射量から前記パイロット燃料噴射量を減算して求めた燃料噴射量を前記メイン噴射において噴射されるメイン燃料噴射量に設定する第１噴射量設定手段、及び前記噴射量比較手段による比較結果に基づいて前記全量メイン噴射モードを設定するため前記パイロット燃料噴射設定量をゼロに設定すると共に前記総燃料噴射量を前記メイン噴射において噴射される前記メイン燃料噴射量に設定する第２噴射量設定手段から成るものであり、前記噴射量比較手段は、前記目標パイロット燃料噴射量と前記最小安定燃料噴射量との大小比較に加えて、前記目標パイロット燃料噴射量及び前記最小安定燃料噴射量の合算燃料噴射量と前記総燃料噴射量との大小を比較し、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であり且つ前記総燃料噴射量が前記合算燃料噴射量よりも大である場合には前記パイロット噴射モードが設定され、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であり且つ前記総燃料噴射量が前記合算燃料噴射量未満である場合には前記全量メイン噴射モードが設定されるようにしたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記最小安定噴射量算出手段は、燃料噴射圧力と前記エンジンの回転数とに基づいて、予め求められているマップにより前記最小安定燃料噴射量を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射量比較手段による比較結果が前記全量メイン噴射モードを設定すべきとする比較結果から前記パイロット噴射モードを設定すべきとする比較結果へと変化した場合において、前記全量メイン噴射モードから前記パイロット噴射モードへの前記噴射モードの移行は、ヒステリシスを持って行われるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記ヒステリシスは、前記パイロット噴射モードを設定すべきとする前記噴射量比較手段による比較結果が継続して得られる予め定められた期間によって与えられるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記ヒステリシスは、前記最小安定燃料噴射量よりも大なる値が設定されており且つ前記目標パイロット燃料噴射量が超えるべきヒステリシス判定燃料噴射量によって与えられるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，メイン噴射のみならずメイン噴射に先行するパイロット噴射によっても燃料を燃焼室内に噴射可能にするエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ディーゼルエンジンにおいては，燃料噴射圧力の高圧化を図り且つ燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射特性をエンジンの運転状態に応じて最適に制御可能な燃料噴射システムとして，コモンレール式燃料噴射システムが知られている。コモンレール式燃料噴射システムは，燃料ポンプによって所定圧力に加圧された燃料を複数のインジェクタに対して共通するコモンレールに貯留し，コモンレールからインジェクタに供給される燃料をコントローラの制御の下で各インジェクタから対応する燃焼室内に噴射する燃料噴射システムである。
【０００３】
従来のコモンレール式燃料噴射システムの概要が，図４に示されている。このコモンレール式燃料噴射システムが適用されるエンジンは，４気筒エンジンである。燃料タンク１内の燃料は，燃料管２を通じて燃料ポンプ３に吸い上げられる。燃料ポンプ３は，例えばエンジンによって駆動される所謂，プランジャ式のサプライ用の燃料供給ポンプであり，燃料をエンジンの運転状態等に基づいて定められる高圧に昇圧して燃料管４を通じてコモンレール５に供給する。コモンレール５内の高圧燃料は，燃料供給管６を通じて各インジェクタ７に供給される。
【０００４】
電子制御ユニットであるコントローラ８には，踏込み量センサが検出するアクセルペダルの踏込み量Ａｃのような負荷信号，クランク角度を検出する等によりエンジンの回転数Ｎｅを検出する回転数センサからの回転数信号，エンジンの冷却水の温度Ｔｗを検出する水温センサからの温度信号，コモンレール５に配設された圧力センサが検出したコモンレール５内の燃料圧力，即ち，レール圧力Ｐｒを検出する圧力信号等のエンジンの運転状態を表す信号が入力される。これらセンサ以外にも，例えば，吸気管内圧力を検出するための吸気管内圧力センサを含めることができる。
【０００５】
コントローラ８は，これらのエンジンの運転状態に基づいて，予めマップ等でメモリに記憶されている関係や式から燃料ポンプ３や各インジェクタ７の作動条件を決定する。コントローラ８は，制御信号ライン９を通じて出力した制御信号により燃料ポンプ３（例えば，付属して配設される流量制御弁）を制御してコモンレール５の圧力を制御する。インジェクタ７からの燃料噴射により燃料が消費されてレール圧力Ｐｒは低下しようとするが，燃料ポンプ３の作動を制御することにより，レール圧力Ｐｒは一定に維持される。また，運転状態に適合するようにレール圧力Ｐｒが変更される。インジェクタ７から噴射される燃料噴射量はレール圧力Ｐｒにも依存している。燃料の噴射圧力はコモンレール５におけるレール圧力Ｐｒに略等しいので，レール圧力Ｐｒを制御することにより噴射圧力を制御し，燃料噴射量を制御することができる。
【０００６】
コントローラ８は，また，制御信号ライン１０を通じて出力した制御信号により各インジェクタ７を制御し，エンジン出力がエンジンの運転状態に即した最適出力になるように，コモンレール５から供給された燃料の各インジェクタ７からの噴射時期・期間及び噴射量等の燃料噴射特性を制御する。燃料噴射特性の制御は，コモンレール５におけるレール圧力Ｐｒと各インジェクタ７に設けられた電磁弁の作動とを制御することにより行われる。電磁弁が作動されるときに，インジェクタ７に供給されている作動流体（別のオイル系統から供給されるエンジンオイル又はコモンレール５から供給されている燃料）の圧力作用によって，インジェクタ７に設けられている燃料噴射弁がリフトして，燃料がインジェクタ７の先端に形成されている噴口から噴射される。一般に，インジェクタ７からの燃料噴射量とコントローラ８から電磁弁のソレノイドに供給される噴射パルス幅との関係が，レール圧力Ｐｒをパラメータとして示されている。噴射パルス幅に応じて燃料噴射量が定められ，噴射パルスがオン又はオフとなる時期を制御することによって，噴射タイミングを制御することができる。
【０００７】
コモンレール燃料噴射システムでは，エンジンの運転状態に応じて予め決められた燃料噴射量及び燃料噴射時期をマップ化してコントローラ８に記憶させておき，このマップ化して記憶された燃料噴射量及び燃料噴射時期から現在のエンジンの運転状態に対応した目標燃料噴射量及び目標燃料噴射時期を求め，求められた目標燃料噴射量及び目標燃料噴射時期と現在の燃料噴射量及び燃料噴射時期との偏差に基づいて，インジェクタ７の燃料噴射弁を電子的に制御している。
【０００８】
ところで，ディーゼルエンジンは，排気ガスに含まれるパティキュレートを少なくする対策として燃料を高圧噴射する方式を採用しているため、高圧噴射により燃焼騒音を生じやすい。燃焼騒音は，燃料の着火遅れに起因するものである。燃焼騒音に対処する手段として，燃焼サイクルにおける総燃料噴射量のうち一部の量の燃料をメイン噴射に先行するパイロット噴射（予備噴射）で噴射することが有効であることが知られている。パイロット噴射によって噴射された燃料を燃焼させることによって燃焼室内の温度を充分に高めておき，その後に残りの主たる燃料量をメイン噴射として噴射するので，遅れたタイミングで生じる急激な燃料の燃焼，即ち，メイン噴射の着火遅れを回避することができる。また，燃料の噴射をパイロット噴射とメイン噴射とに分割しているので，燃焼初期にある程度の混合気が燃焼され，メイン噴射によって燃焼する混合気の量が少なくなり，燃焼ガス温度を抑えることができて，ＮＯｘの発生量を低減させることもできる。
【０００９】
図５は，エンジンの爆発工程の上死点前後におけるクランク角度に対する筒内圧力（燃焼室内圧力）Ｐｃ変化の様子を，パイロット噴射が有る場合と無い場合とで示したグラフである。パイロット噴射が行われない場合には，上死点（ＴＤＣ）で一旦ピークを付けた筒内圧力は，若干低下した後に着火によって再度急上昇し，ピークを付ける。上死点前にパイロット噴射が実行されると，パイロット噴射として噴射された燃料が着火することにより，パイロット噴射をしない場合と比較して筒内圧力が上昇し，上死点後にメイン噴射によって噴射された燃料が着火するときの筒内圧力の上昇の程度は，パイロット噴射をしない場合と比較して少なくなっている。
【００１０】
従来のパイロット噴射制御は，図６のフローチャートに示すように，エンジンの運転状態に応じてパイロット燃料噴射量マップから燃料噴射量を決定している。即ち，エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセルペダルの踏込み量）Ａｃとから，予め求められている全噴射特性マップに基づいて，各インジェクタ７（図４参照）が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内に噴射すべき燃料量である全燃料噴射量Ｑｔが算出される（ステップ２１）。また，エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから，予め求められているパイロット特性マップに基づいて，各インジェクタ７が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内にパイロット噴射すべきパイロット燃料噴射量Ｑｐが算出される（ステップ２２）。全燃料噴射量Ｑｔから，パイロット燃料噴射量Ｑｐを減算することにより，メイン燃料噴射量Ｑｍが算出されている（ステップ２３）。
【００１１】
このようなマップを用いたパイロット噴射制御モードが存在する燃料噴射制御においては，特性マップがすべての運転状態に対応して設けられている訳ではなく，幾つかの運転状態に対応したマップが用意されていて一般にはマップデータ間の補間によってパイロット燃料噴射量Ｑｐを算出している。また，メイン燃料噴射量Ｑｍを求める処理は単なる減算処理である。したがって，パイロット燃料噴射量Ｑｐ及びメイン燃料噴射量Ｑｍがインジェクタ７が安定して燃料を噴射可能な燃料噴射量以下となるように決定されることがある。両噴射量Ｑｐ，Ｑｍがこのように決定される場合には，パイロット噴射やメイン噴射が実質的に行われなくなることが有り，その結果，燃焼が不安定になり，エンジンの出力のトルク変動や排出ガスの増加につながっている。
【００１２】
パイロット噴射とメイン噴射を行う燃料噴射制御においては，気筒間不均量補正制御のための不均量補正量と総噴射量とを算出し，両者の量を加算し，パイロット噴射を実行する場合には，まず，補正後の総噴射量に対してパイロット噴射量を確保し，その後でメイン噴射量を算出することにより，全体としての燃料噴射量について不均量補正を反映し，必ずパイロット噴射量を確保した状態で，パイロット噴射とメイン噴射を実施することを図った燃料噴射制御装置が提案されている（特開平７−６３１０４号公報）。
【００１３】
また，負荷変動に対する回転数の変化が少ない噴射特性を採用する場合に，応答遅れによる回転数の低下とその低下を補うために行われる過噴射との繰返し現象としてのサージングが発生したときに，パイロット噴射を停止することが提案されている（特開平１０−１２２０２２号公報）。サージングは，パイロット噴射を実行しているときに生じ易く，一定期間内に数回の燃料噴射量のピークを検出したときに発生したと判定される。更に，パイロット燃料噴射に関しては，エンジンの振動レベル情報が設定された閾値を下回ったときにその直前のパイロット噴射量を保持した燃料噴射装置（特開平７−１２００２号公報）や，ノズルニードルのリフト量を微小とフルとに２段階に制御することによって，噴射率を可変とすることで低回転低負荷時の騒音，振動及びエミッションの改善を図った燃料噴射弁の制御方法（特開昭６１−２４１４３８号公報）が提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで，全燃料噴射量をメイン噴射とメイン噴射に先行して行われるパイロット噴射とに分割して噴射する燃料噴射制御装置において，パイロット噴射を行う場合に，パイロット燃料噴射量がインジェクタが安定して噴射することができる最小安定噴射量以下の噴射量に設定されることがないようにすれば，燃焼室における燃料の燃焼を安定させることが可能になる。また，パイロット噴射を再開しようとするときに，パイロット噴射を継続すべき状態が確実になったことが確認されたときに再開して，短時間の間にパイロット噴射が実行されるときと実行されないときとが繰り返されないようにして燃焼が不安定になるのを回避することが望まれる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記問題を解決することであって，目標パイロット噴射量が予め定められた噴射量以下の過少である場合には，燃料のパイロット噴射を停止してエンジンの燃焼が不安定になるのを防止し，且つパイロット噴射を再開するときにはエンジンの燃焼がパイロット噴射再開前の燃焼状態からスムーズに移行することを可能にするエンジンの燃料噴射制御装置を提供することである。
【００１６】
この発明は，エンジンの一回の燃焼サイクルにおいてインジェクタが燃焼室に噴射すべき総燃料噴射量を算出する総噴射量算出手段、前記総燃料噴射量のうちメイン噴射に先行するパイロット噴射において噴射すべき目標パイロット燃料噴射量を算出するパイロット噴射量算出手段、前記インジェクタから安定して噴射することが可能な最小安定燃料噴射量を算出する最小安定噴射量算出手段、及び前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であるときには前記パイロット噴射と前記メイン噴射とが行われるパイロット噴射モードを設定すると共に、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量に満たないときには前記パイロット噴射を行わず前記メイン噴射で前記総燃料噴射量を噴射する全量メイン噴射モードを設定する噴射モード設定手段を備えて成るエンジンの燃料噴射制御装置において、前記噴射モード設定手段は、前記目標パイロット燃料噴射量と前記最小安定燃料噴射量との大小を比較する噴射量比較手段、前記噴射量比較手段による比較結果に基づいて前記パイロット噴射モードを設定するため前記目標パイロット燃料噴射量を前記パイロット噴射において噴射されるパイロット燃料噴射量に設定すると共に前記総燃料噴射量から前記パイロット燃料噴射量を減算して求めた燃料噴射量を前記メイン噴射において噴射されるメイン燃料噴射量に設定する第１噴射量設定手段、及び前記噴射量比較手段による比較結果に基づいて前記全量メイン噴射モードを設定するため前記パイロット燃料噴射設定量をゼロに設定すると共に前記総燃料噴射量を前記メイン噴射において噴射される前記メイン燃料噴射量に設定する第２噴射量設定手段から成るものであり、前記噴射量比較手段は、前記目標パイロット燃料噴射量と前記最小安定燃料噴射量との大小比較に加えて、前記目標パイロット燃料噴射量及び前記最小安定燃料噴射量の合算燃料噴射量と前記総燃料噴射量との大小を比較し、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であり且つ前記総燃料噴射量が前記合算燃料噴射量よりも大である場合には前記パイロット噴射モードが設定され、前記目標パイロット燃料噴射量が前記最小安定燃料噴射量以上であり且つ前記総燃料噴射量が前記合算燃料噴射量未満である場合には前記全量メイン噴射モードが設定されるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このエンジンの燃料噴射制御装置によれば、パイロット噴射量算出手段によってパイロット噴射において噴射すべき燃料量として算出された目標パイロット燃料噴射量が、最小安定噴射量算出手段によってインジェクタから安定して噴射することが可能な噴射量として算出された最小安定燃料噴射量に満たないときには、噴射モード設定手段は全量メイン噴射モードを設定して、前記パイロット噴射を行わずメイン噴射で総燃料噴射量を噴射するので、最小安定燃料噴射量に満たない燃料噴射量が設定された状態でパイロット噴射が行われることがなくなり、燃焼を安定させることが可能になる。そして、パイロット噴射モードが設定される場合には、パイロット噴射は最小安定燃料噴射量以上の目標パイロット燃料噴射量で行われる。最小安定燃料噴射量に満たない目標パイロット燃料噴射量が算出される場合には、パイロット燃料噴射量がゼロに設定される全量メイン噴射モードが設定されるため、不安定な燃焼をもたらすパイロット噴射は行われない。また、総燃料噴射量が合算燃料噴射量よりも大である場合には、メイン噴射量も最小安定燃料噴射量より大となり、メイン噴射量による燃料の燃焼が不安定になることがない。さらに、目標パイロット燃料噴射量が最小安定燃料噴射量よりも大であっても、総燃料噴射量が合算燃料噴射量よりも小である場合には、メイン噴射量が最小安定燃料噴射量より小となり、メイン噴射量による燃料の燃焼が不安定になる可能性があるため、パイロット噴射が停止され、メイン噴射において総燃料噴射量が噴射される。
【００２０】
前記最小安定噴射量算出手段は，燃料噴射圧力と前記エンジンの回転数とに基づいて，予め求められているマップにより前記最小安定燃料噴射量を求める。最小安定噴射量はコモンレールにおけるレール圧力に依存している。一般的に，レール圧力が高いほど，最小安定噴射量は大となる。
【００２１】
前記噴射量比較手段による比較結果が前記全量メイン噴射モードを設定すべきとする比較結果から前記パイロット噴射モードを設定すべきとする比較結果へと変化した場合において，前記全量メイン噴射モードから前記パイロット噴射モードへの前記噴射モードの移行は，ヒステリシスを持って行われる。噴射モードの移行は，ヒステリシスを持たせることにより，噴射モードの設定に際して，全量メイン噴射モードからパイロット噴射モードへ設定すべき比較結果がでても，直ちに噴射モードの設定の変更は行われないので，短時間の間に全量メイン噴射モードとパイロット噴射モードとを繰り返すことがない。
【００２２】
前記ヒステリシスは，前記パイロット噴射モードを設定すべきとする前記噴射量比較手段による比較結果が継続して得られる予め定められた期間によって与えられる。また，前記ヒステリシスは，前記最小安定燃料噴射量よりも大なる値が設定されており且つ前記目標パイロット燃料噴射量が超えるべきヒステリシス判定燃料噴射量によって与えられる。一定期間以上パイロット噴射モードを設定すべきとする比較結果が継続していれば，又は最小安定燃料噴射量よりも大なる燃料噴射量でパイロット噴射をすべき運転状態が生じれば，パイロット噴射を安定して行うことができるエンジンの運転状態が続いていると判断され，パイロット噴射モードに移行する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による燃料噴射制御装置の実施例を説明する。図１はこの発明による燃料噴射制御装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置が適用されるコモンレール式燃料噴射システムは，コントローラ８の制御内容以外，既に図４に示すとおりのコモンレール式燃料噴射システムとすることができる。インジェクタ７の構造及び作動についても，図４に基づいて既に説明に記載したとおりである。
【００２４】
図１に示す燃料噴射制御は，以下の各ステップから成る。
（１）エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセルペダルの踏込み量Ａｃ）とから，予め求められている全噴射特性マップに基づいて，各インジェクタ７が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内に噴射すべき燃料量，全燃料噴射量Ｑｔが算出される（ステップ１）。ステップ１は，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の総噴射量算出手段が行う作動内容に相当する。
（２）エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセルペダルの踏込み量Ａｃ）とから，予め求められているパイロット特性マップに基づいて，各インジェクタ７が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内にパイロット噴射すべき目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが算出される（ステップ２）。ステップ２は，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置のパイロット噴射量算出手段が行う作動内容に相当する。
（３）エンジン回転数Ｎｅとコモンレール５のレール圧力Ｐｒとから，予め求められているマップに基づいて最小安定噴射量Ｑｓを算出する（ステップ３）。ステップ３は，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の最小安定噴射量算出手段が行う作動内容に相当する。最小安定燃料噴射量Ｑｓは，インジェクタ７の噴射特性によってよって求められる値であって，通常，インジェクタ７毎に異なっている。
（４）ステップ２で算出された目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔがステップ３で算出された最小安定燃料噴射量Ｑｓ以上であり，且つステップ１で算出された全燃料噴射量Ｑｔが，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔと最小安定噴射量Ｑｓとの合計以上であるか否かが比較される（ステップ４）。ステップ４は，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の噴射量比較手段が行う作動内容に相当する。
（５）ステップ４における判定がＹＥＳである場合には，タイマ（カウンタ）の計数値Ｔｉが予め設定されている設定値Ｔｃ以上であるか否かが判定される（ステップ５）。
（６）ステップ５における判定がＹＥＳである場合には，ステップ１で算出された全燃料噴射量Ｑｔから，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔを減算することにより，メイン燃料噴射量Ｑｍが算出される（ステップ６）。ステップ６は，ステップ１０での噴射量の決定と共に，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の第１噴射量設定手段が行う作動内容に相当する。
（７）ステップ４における判定がＮＯである場合には，タイマの計数値Ｔｉ＝０としてタイマをリセットする（ステップ７）。
（８）ステップ５における判定がＮＯである場合には，時間ヒステリシスを与えるため，一定値Ｔｓｔを，現在のタイマの計数値に加算する（Ｔｉ＝Ｔｉ＋Ｔｓｔ，ステップ８）。
（９）ステップ７及びステップ８の処理が行われたら，パイロット燃料噴射量Ｑｐ＝０に設定し，メイン燃料噴射量Ｑｍ＝全燃料噴射量Ｑｔに設定する（ステップ９）。ステップ９は，ステップ１０での噴射量の決定と共に，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の第２噴射量設定手段が行う作動内容に相当する。
（１０）ステップ６又はステップ９において求められたパイロット燃料噴射量Ｑｐとメイン燃料噴射量Ｑｍとを決定する（ステップ１０）。ステップ４〜ステップ１０はこの発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の噴射モード設定手段が行う作動内容に相当する。
【００２５】
図１に示す制御フローでは，ステップ４における比較で，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔ又は予想されるメイン燃料噴射量が最小安定燃料噴射量Ｑｓよりも少ないと判定されると，ステップ７で計数値Ｔｉが０に設定され，ステップ９及び１０でパイロット燃料噴射量Ｑｐがゼロに設定され且つメイン燃料噴射量Ｑｍには総燃料噴射量Ｑｔが設定される。この場合，噴射モードは全メイン噴射モードとなる。噴射ステップ４における比較の結果，パイロット噴射を行うべき状態になってステップ５に移行しても，計数値Ｔｉが０に設定されているので，ステップ５の比較結果は当初はＮＯであり，ステップ８で計数値Ｔｉが一定値Ｔｓｔを加算されて更新されるのみでパイロット燃料噴射量Ｑｐは依然としてゼロに設定され，燃料噴射モードには全メイン噴射モードが維持される。
【００２６】
その後のステップ４における比較の結果，パイロット噴射を行うべき状態が継続してステップ５の比較結果がＮＯを繰り返していると，計数値Ｔｉが順次更新されて設定値Ｔｃ以上となり，ステップ５の比較結果がＹＥＳとなる。即ち，全メイン噴射モードからパイロット噴射モードへの燃料噴射モードの変更におけるヒステリシスは，時間によって与えられる。このとき，ステップ６及び１０においてパイロット燃料噴射量Ｑｐとメイン燃料噴射量Ｑｍとが算出され且つ設定され，燃料噴射モードはパイロット噴射モードとなる。
【００２７】
図２は，この発明による燃料噴射制御装置の更に別の制御内容の例を示すフローチャートである。この燃料噴射制御は，以下の各ステップから成る。
（１１）エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセルペダルの踏込み量Ａｃ）とから，予め求められている全噴射特性マップに基づいて，各インジェクタ７が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内に噴射すべき燃料量，全燃料噴射量Ｑｔが算出される（ステップ１１）。
（１２）エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（アクセルペダルの踏込み量Ａｃ）とから，予め求められているパイロット特性マップに基づいて，各インジェクタ７が１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内にパイロット噴射すべき目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが算出される（ステップ１２）。
（１３）エンジン回転数Ｎｅとコモンレール５のレール圧力Ｐｒとから，予め求められているマップに基づいて最小安定燃料噴射量Ｑｓを算出する（ステップ１３）。最小安定燃料噴射量Ｑｓは，例えば図３に示すインジェクタ７の噴射特性によって求められる値であって，通常，インジェクタ７毎に異なっている。
（１４）ステップ１２で算出された目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔがステップ１３で算出された最小安定燃料噴射量Ｑｓ以上であり，且つステップ１１で算出された全燃料噴射量Ｑｔが，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔと最小安定燃料噴射量Ｑｓとの合計以上であるか否かが判定される（ステップ１４）。
（１５）ステップ１４における判定がＹＥＳである場合には，図２に示すフローの前回の実行の際におけるパイロット燃料噴射量Ｑｐ（ｉ−１）が正の値であるか否かが判定される（ステップ１５）。
（１６）ステップ１５における判定がＹＥＳである場合には，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔをパイロット燃料噴射量Ｑｐとすると共に、ステップ２１で算出された全燃料噴射量Ｑｔから，パイロット燃料噴射量Ｑｐを減算することにより，メイン燃料噴射量Ｑｍを算出する（ステップ１６）。
（１７）ステップ１５における判定がＮＯである場合には，今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが最小安定燃料噴射量Ｑｓよりも値の大きいヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈとの大小が判定される（ステップ１７）。ステップ１７における判定がＹＥＳである場合には，ステップ１６における処理が実行される。
（１８）ステップ１４における判定がＮＯである場合，及びステップ１７における判定がＮＯである場合には，パイロット燃料燃料噴射量Ｑｐ＝０とし，メイン燃料噴射量Ｑｍ＝全燃料噴射量Ｑｔとする（ステップ１８）。
（１９）ステップ１６又はステップ１８において求められたパイロット燃料噴射量Ｑｐとメイン燃料噴射量Ｑｍとを決定する（ステップ１９）。
（２０）今回のパイロット燃料噴射量Ｑｐを、前回のパイロット燃料噴射量Ｑｐ（ｉ−１）としてメモリに更新して格納する。従って、図２に示すフローの今回の実行時におけるパイロット燃料噴射量Ｑｐは、次回のフローの実行の際には、前回のパイロット燃料噴射量Ｑｐ（ｉ−１）として扱われる（ステップ２０）。
【００２８】
ステップ１１，ステップ１２，及びステップ１３は，それぞれ，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の総噴射量算出手段，パイロット噴射量算出手段，又は最小安定噴射量算出手段が行う作動内容に相当する。また，ステップ１６とステップ１９，ステップ１８とステップ１９は，それぞれ，この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の第１噴射量設定手段，又は第２噴射量設定手段が行う作動内容に相当する。ステップ１４〜ステップ１９はこの発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の噴射モード設定手段が行う作動内容に相当する。ヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈは，例えば，図３のグラフに示す最小安定燃料噴射量Ｑｓとヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈとの関係から求められる。一般に，任意のレール圧力Ｐｒにおいて，ヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈは最小安定燃料噴射量Ｑｓよりも大きな値を有している。
【００２９】
図２に示す制御フローでは，ステップ１４における比較で，目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔ又は予想されるメイン燃料噴射量が最小安定燃料噴射量Ｑｓよりも少ないと判定されると，ステップ１８及び１９でパイロット燃料噴射量Ｑｐがゼロに設定され且つメイン燃料噴射量Ｑｍには総燃料噴射量Ｑｔが設定される。この場合，噴射モードは全メイン噴射モードとなる。噴射ステップ１４における比較の結果，パイロット噴射を行うべき状態になってステップ１５に移行しても，前回のパイロット燃料噴射量Ｑｐ（ｉ−１）がゼロに設定されているからステップ１５の判定はＮＯとなり，ステップ１７において今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが最小安定燃料噴射量Ｑｓよりも高い値を有するヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈよりも多いか否かが判定される。ステップ１７に移行した当初は，通常，今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔはヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈよりも少なく，ステップ１７の判定はＮＯであると予想され，燃料噴射モードは依然として全メイン噴射モードが設定される。
【００３０】
今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔがヒステリシス判定燃料噴射量Ｑｈよりも多くなると制御処理はステップ１６に移行して，燃料噴射モードは初めてパイロット噴射モードに移行する。したがって，図２に示す制御フローでは，ヒステリシスは目標パイロット燃料噴射量の比較値をより大きな値に変更することによって与えられる。燃料噴射量燃料噴射モードの全メイン噴射モードからパイロット噴射モードへの移行は，今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが僅かに最小安定燃料噴射量Ｑｓを上回るだけでは行われず，今回の目標パイロット燃料噴射量Ｑｐｔが最小安定燃料噴射量Ｑｓを充分上回って初めて行われる。
【００３１】
この発明であるエンジンの燃料負制御装置の実施例を説明したが，上記の例においては，種々の変更が可能である。即ち，以上，総燃料噴射量については，目標総燃料噴射量とし，エンジンの運転状態に応じて各種の補正を施して，最終総燃料噴射量を求めても良い。また，マップによる各燃料噴射量の算出においても各種の運転状態を検出するセンサからの信号に基づいて種々の補正を施してもよい。この燃料噴射制御装置が適用される燃料噴射システムは，高圧燃料作動式であっても，オイル作動式であってもよいことは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によるエンジンの噴射量制御装置は，上記のように構成されているので，次のような効果を奏する。即ち，全燃料噴射量をメイン噴射とメイン噴射に先行して行われるパイロット噴射とに分割して噴射する場合に，パイロット燃料噴射量がインジェクタが安定して噴射することができる最小安定噴射量以下の噴射量に設定されることがないようにしているので，低速・低負荷の運転状態のみならず全運転領域において燃焼室における燃料の燃焼を安定させて，排気ガス中に含まれるＮＯｘ又はスモークの量の増大を防止すると共にエンジン騒音を抑制することができる。エンジンのアイドリング運転状態ではエンジン回転数が低く且つ総燃料噴射量も少ないために，パイロット噴射燃量のバラツキがあるとエンジンの運転状態が不安定となり易いが，過少なパイロット燃料噴射量でのパイロット噴射が禁止されることになるので，アイドリング運転状態でもパイロット噴射による燃焼が安定し且つその後のメイン燃料噴射による燃焼も安定する。また，パイロット噴射を再開しようとするときに，パイロット噴射を継続すべき状態が確実になったことを確認して再開するので，短時間の間にパイロット噴射が実行されるときと実行されないときとが繰り返されることによる燃焼の不安定を回避することができ，エンジンの燃焼をパイロット噴射再開前の燃焼状態からスムーズに移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図２】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の制御フローの別の例を示すフローチャートである。
【図３】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置において，最小安定燃料噴射量とヒステリシス判定燃料噴射量との関係を示す概略グラフである。
【図４】コモンレール式燃料噴射システムが適用されたエンジンの一例を示す模式図である。
【図５】エンジンの爆発工程の上死点前後におけるクランク角度に対する筒内圧力Ｐｃ変化の様子を，パイロット噴射が有る場合と無い場合とで示したグラフである。
【図６】従来のパイロット燃料噴射制御における概略制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
３      燃料ポンプ
５      コモンレール
７      インジェクタ
８      コントローラ
Ｎｅ    エンジン回転数
Ａｃ    アクセルペダルの踏込み量
Ｑｔ    全燃料噴射量
Ｑｐｔ  目標パイロット燃料噴射量
Ｐｒ    レール圧力
Ｑｓ    最小安定燃料噴射量
Ｑｐ    パイロット燃料噴射量
Ｑｍ    メイン燃料噴射量
Ｑｈ    ヒステリシス判定燃料噴射量
Ｑｐ（ｉ−１）  前回のパイロット燃料噴射量
Ｔｉ    計数値
Ｔｃ    設定値
Ｔｓｔ  一定値
【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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