(57)【要約】【課題】蓄圧手段に蓄圧される燃料圧力を、インジェクタやセンサ等の特性のばらつきに影響されること無く、排気浄化能力を十分に発揮させ得る圧力に制御し得る内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】コモンレール１２と排気浄化手段４０を備えたエンジン１０への燃料供給を制御するＥＣＵ３０が、コモンレール１２による蓄圧燃料圧力をエンジン１０の運転条件に応じて設定する圧力設定手段と、その運転条件に応じてＰＭ成分の排出量を推定する第１の推定手段と、ＰＭ成分の排気によって排気経路中で変化する排気浄化手段４０の前後差圧を検出する差圧センサ４５の検知情報に基づいてＰＭ成分の排出量を推定する第２の推定手段と、第１の推定手段により推定された排出量ＰＭ１と第２の推定手段により推定された排出量ＰＭ２を比較し、比ＰＭ２／ＰＭ１に応じて圧力設定手段による設定圧力を補正する補正手段としての機能を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射するインジェクタと、該インジェクタに供給される燃料を貯留および蓄圧する蓄圧手段と、排気経路に設けられる排気浄化手段と、を備えた内燃機関への前記燃料の供給を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記蓄圧手段により蓄圧される前記燃料の圧力を前記内燃機関の運転条件に応じて設定する圧力設定手段と、
前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される特定の排気成分の排出量を推定する第１の推定手段と、
前記特定の排気成分の排気によって前記内燃機関の排気経路中で変化する特定の物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段の検知情報に基づいて、前記特定の排気成分の排出量を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定された前記特定の排気成分の排出量と前記第２の推定手段により推定された前記特定の排気成分の排出量とを比較し、該比較の結果に応じて前記圧力設定手段により設定された圧力を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される粒子状物質成分の排出量を第１の算出期間毎に繰り返し算出するとともに、該第１の算出期間毎に算出される前記粒子状物質成分の排出量を前記第１の算出周期より長い第２の算出期間にわたって積算し、
前記物理量検出手段が、前記排気浄化手段の前後における排気経路の差圧を検出し、
前記第２の推定手段が、前記物理量検出手段により検出される前記差圧に基づいて、前記第２の算出期間毎に、前記内燃機関の排気経路中における前記排気浄化手段への前記粒子状物質成分の捕集堆積量を推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制御装置。
【請求項３】
前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される前記粒子状物質成分の排出量を特定する第１のマップ情報を有し、該第１のマップ情報を基に前記粒子状物質成分の排出量を算出する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制御装置。
【請求項４】
前記第２の推定手段が、前記排気浄化手段の前後における排気経路の差圧に応じて前記内燃機関の排気経路中における前記排気浄化手段への前記粒子状物質成分の捕集堆積量を特定する第２のマップ情報を有し、該第２のマップ情報に基づいて前記粒子状物質成分の捕集堆積量を推定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記第２の算出期間が、前記排気浄化手段の再生処理直後から次の再生処理の直前までの期間であることを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される窒素酸化物の排気量を算出し、
前記物理量検出手段が、前記排気浄化手段より上流側の排気経路における前記窒素酸化物の濃度を検出し、
前記第２の推定手段が、前記物理量検出手段により検出される前記窒素酸化物の濃度に基づいて、前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排出量を推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制御装置。
【請求項７】
前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排気量を特定する第１のマップ情報を有し、該第１のマップ情報を基に前記窒素酸化物の排気量を算出することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記第２の推定手段が、前記排気浄化手段より上流側の排気経路における前記窒素酸化物の濃度に応じて前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排気量を特定する第２のマップ情報を有し、該第２のマップ情報に基づいて前記窒素酸化物の排気量を算出することを特徴と請求項６または請求項７に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、特にインジェクタにより気筒側に噴射される燃料を蓄圧手段により高圧蓄圧するとともに、その蓄圧燃料圧力を内燃機関の運転条件に応じて制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される内燃機関において、コモンレールと呼ばれる蓄圧手段に高圧燃料を蓄圧・貯留することで、インジェクタによる気筒内への電子制御燃料噴射を可能にしたコモンレール式の燃料噴射制御装置が知られている。
【０００３】
この種の内燃機関の燃料噴射制御装置としては、例えば内燃機関の運転条件に応じてコモンレール内に蓄圧される燃料圧力を制御することに加え、排気中に含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘともいう）あるいは排気中に含まれる粒子状物質であるパティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）の排出量に応じてコモンレール内に蓄圧される燃料圧力を補正するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、排気中のＰＭを捕集・除去する排気浄化手段であるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置に堆積するＰＭの堆積量を内燃機関の運転条件から推定するとともに、ＤＰＦ装置の前後差圧に基づいて算出し、ＤＰＦ装置に捕集され堆積したＰＭを高温にして燃焼・除去させる再生処理を精度よく実行できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２４９３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の燃料噴射制御装置にあっては、インジェクタの特性のばらつき、あるいは、コモンレール内の燃料圧力を検出するコモンレール圧力センサの感度のばらつきがあるため、コモンレール圧力がエンジン回転数や負荷に応じた最適値に設定されていても、実際にはインジェクタやコモンレール圧力センサの特性のばらつきによって図７中に符号Ａで示すようにコモンレール圧力が変化することを考慮して補正された最適なコモンレール圧力とはなっておらず、ＰＭやＮＯｘ等の排気中の有害成分を排気経路中でほとんど除去することが可能な排気浄化用の触媒装置やＤＰＦ装置の能力を十分に発揮させることができないという問題があった。
【０００６】
例えば、コモンレール圧力がエンジン回転数や要求負荷に適い、かつ、ＮＯｘが少なくＰＭの捕集・除去にも効果的な設定圧力に設定され、それを目標としてコモンレール圧力センサ情報を基にコモンレール圧力が制御されたとしても、コモンレール圧力センサの検出圧力が実際の値より大きくなるようにそのセンサ特性がばらついている場合には、図７中に点線ＰＡ１で示すような低目のコモンレール圧力となってしまい、ＰＭ排出量は減少するものの、そのＰＭ排出量とトレードオフの関係にあるＮＯｘの排出量が増加していた。一方、コモンレール圧力センサの検出圧力が実際の値より小さくなるようにそのセンサ特性がばらついている場合には、同図中に点線ＰＡ２で示すような高めのコモンレール圧力となってしまい、ＰＭ排出量が運転条件に基づく推定量よりも増加してしまうことで、ＤＰＦ装置によるＰＭの捕集・除去性能が不十分となる状態が生じ得ることとなっていた。
【０００７】
また、近時のディーゼルエンジンにおいては、インジェクタから気筒内への燃料噴射期間において更に細かい期間毎の燃料噴射スケジュールが設定され、その各期間で燃料噴射量が大きく変化するので、その変化に対する動的な噴射率（単位時間当りの噴射量）の値もインジェクタによってばらつき易い。そのため、コモンレール圧力センサが良好な特性であっても、そのようなインジェクタの特性のばらつきによって、排気浄化性能がばらついていた。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、インジェクタや燃料圧力センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、蓄圧手段に蓄圧される燃料の圧力を触媒装置やＤＰＦ装置の能力を十分に発揮させ得る圧力に制御して、内燃機関の排気浄化性能を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、上記目的達成のため、（１）燃料を噴射するインジェクタと、該インジェクタに供給される燃料を貯留および蓄圧する蓄圧手段と、排気経路に設けられる排気浄化手段と、を備えた内燃機関への前記燃料の供給を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記蓄圧手段により蓄圧される前記燃料の圧力を前記内燃機関の運転条件に応じて設定する圧力設定手段と、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される特定の排気成分の排出量を推定する第１の推定手段と、前記特定の排気成分の排気によって前記内燃機関の排気経路中で変化する特定の物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段の検知情報に基づいて、前記特定の排気成分の排出量を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定された前記特定の排気成分の排出量と前記第２の推定手段により推定された前記特定の排気成分の排出量とを比較し、該比較の結果に応じて前記圧力設定手段により設定された圧力を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、第１の推定手段の推定値は、内燃機関の特性に応じたものとなり、第２の推定手段の推定値は、排気経路中における特定の排気成分の実際の排出量を反映するものとなる。したがって、蓄圧手段に蓄圧される燃料の設定圧力が、ばらつきを示す両推定値の比較結果に応じて補正されることにより、インジェクタの噴射率や燃料圧力センサ等の特性のばらつきがあったとしても、排気浄化性能上好ましい値に補正された燃料圧力で燃料が蓄圧手段に蓄圧されることになり、排気浄化用の触媒装置やＤＰＦ装置の能力を十分に発揮させることができるようになる。
【００１１】
上記（１）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、（２）前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される粒子状物質成分の排出量を第１の算出期間毎に繰り返し算出するとともに、該第１の算出期間毎に算出される前記粒子状物質成分の排出量を前記第１の算出周期より長い第２の算出期間にわたって積算し、前記物理量検出手段が、前記排気浄化手段の前後における排気経路の差圧を検出し、前記第２の推定手段が、前記物理量検出手段により検出される前記差圧に基づいて、前記第２の算出期間毎に、前記内燃機関の排気経路中における前記排気浄化手段への前記粒子状物質成分の捕集堆積量を推定するのが好ましい。
【００１２】
この構成により、第２の算出期間にわたって積算された粒子状物質成分の排出量の積算値と、物理量検出手段により検出される差圧に基づいて推定される粒子状物質成分の捕集堆積量とが比較され、実際の粒子状物質の捕集堆積量が内燃機関の運転条件に応じて推定される粒子状物質の排出量の積算値に近付くように蓄圧燃料圧の設定値が補正されることから、実際の粒子状物質の捕集堆積量変化が運転条件から推定される粒子状物質の排出量に近付くように推移することになる。したがって、インジェクタや蓄圧燃料圧センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、粒子状物質やＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るように蓄圧燃料の圧力が制御されることになる。
【００１３】
また、上記（２）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、（３）前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される前記粒子状物質成分の排出量を特定する第１のマップ情報を有し、該第１のマップ情報を基に前記粒子状物質成分の排出量を算出するのがよい。
【００１４】
この構成により、例えば内燃機関の全運転領域について設定される第１のマップ情報に基づいて、内燃機関の運転条件に応じ粒子状物質やＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るように蓄圧燃料圧が制御されるとともに、内燃機関の要求性能を基準とした特定排気成分の排出量設定が可能となる。なお、第１のマップ情報は、例えば内燃機関の適合時にメモリに格納される全運転領域についての制御用のマップの情報であり、学習値を反映したものでもよい。
【００１５】
さらに、上記（２）または（３）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、（４）前記第２の推定手段が、前記排気浄化手段の前後における排気経路の差圧に応じて前記内燃機関の排気経路中における前記排気浄化手段への前記粒子状物質成分の捕集堆積量を特定する第２のマップ情報を有し、該第２のマップ情報に基づいて前記粒子状物質成分の捕集堆積量を推定するのが好ましい。
【００１６】
この構成により、排気浄化手段の前後における排気経路の差圧から排気浄化手段への粒子状物質成分の捕集堆積量が精度よく算出でき、実際の排気浄化手段への粒子状物質成分の捕集堆積量が運転条件から推定される第２の期間中の粒子状物質の捕集堆積量に近付くように蓄圧燃料圧の設定値が補正されることになる。なお、第２のマップ情報は、排気浄化手段の前後差圧と排気浄化手段への粒子状物質の捕集堆積量との関係を予めの実験によって精度よく対応付けたものであるのがよい。
【００１７】
上記（２）〜（４）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、好ましくは、（５）前記第２の算出期間が、前記排気浄化手段の再生処理直後から次の再生処理の直前までの期間である。
【００１８】
この場合、第２の算出期間にわたって積算された粒子状物質成分の排出量の積算値と、物理量検出手段により検出される差圧に基づいて推定される粒子状物質成分の捕集堆積量とが近似もしくは比例するものとなり、両推定値がばらつきなく相関することにより排気浄化性能を向上させ得る燃料噴射制御を精度よく実行することが可能となる。
【００１９】
上記（１）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、また、（６）前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される窒素酸化物の排気量を算出し、前記物理量検出手段が、前記排気浄化手段より上流側の排気経路における前記窒素酸化物の濃度を検出し、前記第２の推定手段が、前記物理量検出手段により検出される前記窒素酸化物の濃度に基づいて、前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排出量を推定するものであってもよい。
【００２０】
この構成により、第１の推定手段により算出された窒素酸化物の排出量と、物理量検出手段により検出される窒素酸化物の濃度に基づいて算出される窒素酸化物の排出量とが比較され、実際の窒素酸化物の排出量が内燃機関の運転条件から推定される窒素酸化物の排出量に近付くように蓄圧燃料圧の設定値が補正されることから、インジェクタや蓄圧燃料圧センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、粒子状物質やＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るように蓄圧燃料圧が制御されることになる。
【００２１】
上記（６）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、（７）前記第１の推定手段が、前記内燃機関の運転条件に応じて前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排気量を特定する第１のマップ情報を有し、該第１のマップ情報を基に前記窒素酸化物の排気量を算出するのがよい。
【００２２】
この構成により、例えば内燃機関の全運転領域について設定される第１のマップ情報に基づいて、内燃機関の運転条件に応じ粒子状物質やＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るように蓄圧燃料圧が制御されるとともに、内燃機関の要求性能を基準とした特定排気成分の排出量設定が可能となる。なお、ここでの第１のマップ情報も、例えば内燃機関の適合時にメモリに格納される全運転領域についての制御用のマップの情報であり、学習値を反映したものでもよい。
【００２３】
上記（６）または（７）記載の構成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置においては、（８）前記第２の推定手段が、前記排気浄化手段より上流側の排気経路における前記窒素酸化物の濃度に応じて前記内燃機関から排気される前記窒素酸化物の排気量を特定する第２のマップ情報を有し、該第２のマップ情報に基づいて前記窒素酸化物の排気量を算出するのが好ましい。
【００２４】
この構成により、排気浄化手段より上流側の排気経路における窒素酸化物の濃度に基づいて内燃機関から排気される窒素酸化物の排気量が精度よく算出でき、実際の排気浄化手段への窒素酸化物の導入量が運転条件から推定される窒素酸化物の排出量に近付くように蓄圧燃料圧の設定値が補正されることになる。なお、第２のマップ情報は、排気浄化手段より上流側の排気経路における窒素酸化物の検出濃度と、内燃機関からの窒素酸化物の排出量との関係を予めの実験によって精度よく対応付けたものであるのがよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、第１の推定手段により推定される内燃機関の運転条件に応じた特定排気成分の排出量と、物理量検出手段の検出情報を基に第２の推定手段により推定される特定排気成分の排出量との比較結果に応じて、蓄圧手段に蓄圧される燃料の設定圧力を補正することにより、インジェクタや燃料圧力センサ等の特性のばらつきがあったとしても、排気浄化性能上好ましい値に補正された燃料圧力で燃料が蓄圧手段に蓄圧されるようにしているので、蓄圧手段に蓄圧される燃料の圧力を、インジェクタや燃料圧力センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、触媒装置やＤＰＦ装置の能力を十分に発揮させ得る圧力に制御して、内燃機関の排気浄化性能を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の概略ブロック構成図であり、本発明を車両用内燃機関であるディーゼルエンジンに適用した例を示している。図２はその排気系の概略構成図である。
【００２８】
まず、構成について説明する。
【００２９】
図１に示すエンジン１０は、多気筒のディーゼル機関であり、図示しない複数の気筒、例えば４つの気筒内に燃料（例えば軽油）を噴射する複数のインジェクタ１１と、それらインジェクタ１１に供給される燃料を共通の蓄圧手段として貯留および蓄圧するコモンレール１２と、エンジン１０の回転動力を利用して駆動されるとき低圧燃料配管Ｌ１を通して吸入した燃料を昇圧し、高圧燃料配管Ｌ２を通してコモンレール１２に高圧燃料を供給することができる。例えばカム・プランジャー方式の吐出量可変の高圧燃料ポンプ１３と、エンジン１０の回転動力を利用して駆動されることで低圧燃料配管Ｌ１を通して燃料タンク１６から燃料を汲み上げるとともに高圧燃料ポンプ１３に供給するフィードポンプ１５とを備えている。
【００３０】
インジェクタ１１は、例えばそれぞれ後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）３０からのＯＮ／ＯＦＦ指令信号に応じて開閉する電磁弁を内蔵し、コモンレール１２から供給される高圧燃料をＥＣＵ３０からの指令信号に対応する噴射時期及び噴射率で各気筒内（燃焼室内）に噴射することができる公知の電磁制御方式のニードル弁である。勿論、ピエゾ素子を内蔵し、そのピエゾ素子によって開閉する弁構成のものでもよい。
【００３１】
コモンレール１２は、詳細を図示しないが、複数のインジェクタ１１への燃料供給用配管が接続される複数の出口ポート部と、高圧燃料ポンプ１３からの高圧の吐出燃料が供給される入口ポート部とを有する蓄圧手段となっており、その長手方向の一端側（図中左端側）に後述するコモンレール圧力センサ２１が装着されている。このコモンレール１２は、高圧燃料ポンプ１３から供給された燃料圧力を均等に保ちながら複数のインジェクタ１１に分配・供給するようになっている。なお、コモンレール１２には図示しないプレッシャリミッタが装着されており、内圧が過大にならないようにされている。
【００３２】
高圧燃料ポンプ１３は、ポンプボデー内への燃料の吸入量を制御するサクションコントロールバルブ１４と、その入口圧を設定するとともにコモンレール側からの逆流を阻止する図示しない複数のレギュレートバルブと、一方が吸入行程のときに他方が圧送行程となるよう対向配置された複数のプランジャーとこれらを駆動するようクランクシャフトからの動力により回転駆動されるカムとを有するポンプ部と、を含んで構成されている公知のものである。
【００３３】
これら複数のインジェクタ１１、コモンレール１２、高圧燃料ポンプ１３、サクションコントロールバルブ１４およびフィードポンプ１５は、全体としてエンジン１０への燃料噴射装置１７を構成しており、ＥＣＵ３０により制御されることでエンジン１０への燃料の供給を制御することができるようになっている。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、詳細なハードウェア構成を図示しないが、例えばＣＰＵ３１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ３２（Read Only Memory）、ＲＡＭ３３（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発メモリ３４、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路３５、および、駆動回路等を含む出力インターフェース回路３６を含んで構成されている。なお、図１中ではインターフェース回路をＩ／Ｆと記している。
【００３５】
このＥＣＵ３０の入力インターフェース回路３５には、コモンレール１２内の燃料の圧力を検出するコモンレール圧力センサ２１と、高圧燃料ポンプ１３に吸入される燃料の温度を検出する燃料温度センサ２２と、予め設定されたクランク角度毎にエンジン回転速度（ｒｐｍ）またはクランク角速度に対応する信号を出力する回転速度センサ２３と、アクセルペダルの踏込み量に対応するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２４と、エンジン１０内の冷却水の温度を検出する水温センサ２５とが接続されており、これらのセンサ２１〜２５からのセンサ情報がＥＣＵ３０に取り込まれる。
【００３６】
エンジン１０の各気筒への吸気経路は、図示していないが、吸気マニホルドと、それより上流側の吸気管と、吸気管の上流側でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナと、ターボ過給機より下流側で過給により昇温した吸入空気を冷却するインタークーラと、新気の吸入流量を検出するエアフローメータと、エンジン１０内への吸気量を調整するスロットルバルブと、吸気温度センサとが、それぞれ装着されて、公知の吸気装置が構成されている。
【００３７】
また、エンジン１０の各気筒からの排気経路は、図示しない排気マニホルドと、それより下流側の排気管４１に装着された排気浄化手段４０とを備えている。
【００３８】
図２に示すように、排気浄化手段４０は、例えば排気中の未燃燃料分である炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯを酸化させて水Ｈ２Ｏや二酸化炭素ＣＯ２とすることができる公知の酸化触媒からなる触媒装置４２と、その触媒装置４２を通過した排気中のＰＭ成分を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置４３と、触媒装置４２およびＤＰＦ装置４３をバイパスするよう排気管４１に装着されたバイパス管４４と、そのバイパス管４４の中間部に装着され、バイパス管４４の両端側の圧力の差圧を検出する差圧センサ４５と、触媒装置４２およびＤＰＦ装置４３よりも上流側（エンジン１０側）の排気経路中におけるＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ４６と、触媒装置４２通過直後の排気温度およびＤＰＦ装置４３通過直後の排気温度をそれぞれ検出する排気温度センサ４７ａ、４７ｂと、ＤＰＦ装置４３通過後の排気中の酸素濃度を検出するよう排気管４１に装着された全領域型の空燃比センサ４８とを備えている。ここで、差圧センサ４５は、ＰＭ成分の排気によってエンジン１０の排気経路中で変化するＤＰＦ装置４３の前後の差圧（特定の物理量）を検出する物理量検出手段となっている。
【００３９】
これら差圧センサ４５、ＮＯｘセンサ４６、排気温度センサ４７ａ、４７ｂおよび空燃比センサ４８は、ＥＣＵ３０の入力インターフェース回路３５に接続されており、これらのセンサ４５〜４８の出力はＥＣＵ３０に取り込まれる際にＡ／Ｄ変換されてそれぞれのセンサ情報となる。
【００４０】
一方、ＥＣＵ３０は、エンジン１０の運転条件、例えばエンジン回転数、要求負荷（要求される燃料噴射量）、冷却水温および燃料温度等に応じて各気筒のインジェクタ１１からの燃料噴射のタイミングおよび燃料噴射量を制御する噴射制御手段の機能を有するとともに、本発明にいう圧力設定手段、第１の推定手段、第２の推定手段および補正手段として機能するように構成されている。
【００４１】
噴射制御手段としてのＥＣＵ３０は、例えば回転速度センサ２３およびアクセル開度センサ２４の出力に基づいて、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度Ａｃｃを算出し、目標噴射量設定用マップまたは演算式からその運転条件に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期を算出して、それに対応するインジェクタ駆動信号を気筒毎に出力インターフェース回路３６からインジェクタ１１に出力する。このＥＣＵ３０は、より具体的には、例えばアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数ＮＥを基に図示しない調速パターンマップから目標燃料噴射量を算出し、その目標燃料噴射量とエンジン回転数ＮＥを基に図示しないタイミングマップを参照することで、目標燃料噴射時期を設定する。そして、気筒毎に目標燃料噴射量、目標燃料噴射時期および実コモンレール圧力Ｐｃに応じた噴射パルス幅を算出して、その噴射パルス幅に従ってインジェクタ１１を駆動するインジェクタ駆動信号を生成する。なお、エンジン冷却水温Ｔｗ、燃料温度Ｔｆあるいは吸気圧や吸気温等のエンジン運転条件によって噴射量が補正されてもよく、そのようなインジェクタ駆動制御や補正の方式自体は従来と同様である。
【００４２】
圧力設定手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン１０の運転条件、例えばエンジン回転数ＮＥと目標燃料噴射量に応じて高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１２への燃料供給量を設定するための供給量マップを参照し、その供給量マップを基にコモンレール１２に蓄圧される燃料の圧力を規定する燃料供給量を算出・設定するようになっており、その圧力設定プログラムをＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有している。また、そのための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。このＥＣＵ３０は、コモンレール圧力センサ２１により検出される実コモンレール圧力Ｐｃが目標コモンレール圧力になるように、サクションコントロールバルブ１４の開度を制御し、高圧燃料ポンプ１３への燃料の吸入量を制御するようになっている。
【００４３】
また、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン１０の全運転領域についてその運転条件であるエンジン回転数ＮＥと負荷を特定すれば、エンジン１０から排気される特定の排気成分であるＰＭ成分の排出量を特定できるＰＭ排出量マップと、そのＰＭ排出量マップに基づき、エンジン１０の運転条件に応じたＰＭ成分の排出量を予め設定された第１の算出期間毎に繰り返し算出し推定する第１の推定プログラムとを、ＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。ここで、ＰＭ排出量マップは、例えばエンジン１０を適合・調整する際に搭載される制御マップの一部で構成された第１のマップ情報であり、エンジン回転数ＮＥおよび負荷（燃料噴射量）をそれぞれ直交する２軸上の値とする運転領域平面中の任意の点について、エンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量を推定するためのデータを含んでいる。ただし、すべてが適合・調整時のデータでなく、実車での学習により更新されたデータを含むものであってもよい。
【００４４】
また、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０は、上述のようにエンジン１０の運転条件に応じてＰＭ排出量マップからエンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量を第１の算出期間毎に繰り返し算出するとともに、その第１の算出期間毎に算出されるＰＭ成分の排出量を第１の算出周期より長い第２の算出期間にわたって積算するようになっており、その第２の算出期間は、例えばＤＰＦ装置４３に堆積するＰＭを定期または不定期の時間間隔で高温燃焼し除去する再生処理の終了直後から次の再生処理の開始直前までの期間（以下、ＤＰＦ装置４３の再生前期間という）として設定される。あるいは、第２の算出期間は、ＤＰＦ装置４３の再生前期間より短い時間、例えば車両の走行距離が１００ｋｍ経過する毎の期間として設定され、ＤＰＦ装置４３の再生処理の際にはその第２の期間がゼロにリセットされてもよい。
【００４５】
第２の推定手段としてのＥＣＵ３０は、差圧センサ４５の検知情報に基づいてＤＰＦ装置４３に堆積しているＰＭ成分の量（後述する第２の算出期間内のＰＭ排出量）を特定することができるＰＭ捕集堆積量マップと、そのＰＭ捕集堆積量マップに基づいて差圧センサ４５により検出された差圧に対応するＰＭ捕集堆積量を前記第２の算出期間毎に推定する第２の推定プログラムと、をＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。ここで、ＰＭ捕集堆積量マップは、エンジン１０を用いる予めの実験により得られたＤＰＦ装置４３の前後差圧（排気浄化手段４０の前後における排気経路の差圧）とその差圧時のＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量のデータを基に、ＤＰＦ装置４３の前後差圧を特定すればＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量が特定できる第２のマップ情報であり、すべてが実験結果のデータではなく、そのデータを基に作成した補間データを含むものであってもよい。
【００４６】
補正手段としてのＥＣＵ３０は、第１の推定手段により推定されたＰＭ成分の排出量ＰＭ１と第２の推定手段により推定されたＰＭ成分の捕集堆積量ＰＭ２とを両者の比ＰＭ２／ＰＭ１として比較し、その比較の結果に応じて圧力設定手段により設定されたコモンレール圧力を補正する補正量を設定するためのマップ、例えば図５に示すような補正量設定用マップと、その補正量設定用マップに基づいて前記第２の算出期間毎にコモンレール１２内に蓄圧されるコモンレール圧力を補正するための補正量を算出する補正プログラムとを、ＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。
【００４７】
なお、図５に示すように、第１の推定手段により推定されたＰＭ成分の排出量ＰＭ１（以下、推定値ＰＭ１ともいう）と第２の推定手段により推定されたＰＭ成分の捕集堆積量ＰＭ２（以下、推定値ＰＭ２ともいう）との比ＰＭ２／ＰＭ１が１で、ばらつきがないときには、コモンレール圧力の補正量はゼロであり、図４および図５に示すように、その比ＰＭ２／ＰＭ１が１を超えるようなばらつきがあるときには補正量は正の値に、すなわちＰＭ排出量の減少側に設定され、比ＰＭ２／ＰＭ１が１未満となるようなばらつきがあるときには補正量は負の値に、すなわちＰＭ排出量の増加側に設定されることになる。
【００４８】
また、図示していないが、エンジン１０は、排気経路から排気の一部を吸気経路側に還流させる公知のＥＧＲ装置（排気再循環装置）を装備しており、これによって効果的にＮＯｘ低減を図る構成となっている。
【００４９】
次に、作用を説明する。
【００５０】
エンジン１０の運転中、噴射制御手段としてのＥＣＵ３０では、回転速度センサ２３の検出値に基づいてエンジン回転数Ｎｅが算出されるとともに、アクセル開度センサ２４の検出値をＡ／Ｄ変換してアクセル開度Ａｃｃが算出され、これらエンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度Ａｃｃ等の運転条件に基づいて、目標噴射量設定用マップまたは演算式からその運転条件に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期が算出される。そして、この目標燃料噴射量およびエンジン回転数Ｎｅに基づいて、供給量マップが参照され、目標コモンレール圧力が算出される。なお、算出値は、適宜ＲＡＭ３３に格納される。また、前回の結果としてＲＡＭ３３に記憶されている圧力指令値との差が小さく、目標コモンレール圧力がほとんど変更されないと判断された場合には目標コモンレール圧力はそのままの値に維持され、有意の変更量であると判断された場合には、目標コモンレール圧力に更新される。
【００５１】
このようなエンジン１０の運転中、ＥＣＵ３０が圧力設定手段として機能することにより、エンジン１０の運転条件、例えばエンジン回転数ＮＥと目標燃料噴射量に応じて高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１２への燃料供給量を設定するための供給量マップが参照され、その供給量マップを基にコモンレール１２に蓄圧される燃料圧力を規定する燃料供給量が算出・設定され、コモンレール圧力センサ２１により検出される実コモンレール圧力Ｐｃが目標コモンレール圧力になるように、サクションコントロールバルブ１４の開度が制御される。
【００５２】
また、図３にフローチャートで示すように、ＥＣＵ３０が第１の推定手段として機能することにより、エンジン１０のエンジン回転数ＮＥおよび負荷等の運転条件に応じて、あるいは、その運転条件に従って設定されたコモンレール圧力Ｐｃに応じて、エンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量がＰＭ排出量マップに基づき、第１の算出期間毎に繰り返し算出され推定される（ステップＳ１１）。また、このとき、ＥＣＵ３０の第１の推定手段としての機能により、ＰＭ排出量マップに基づきエンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量が第１の算出期間毎に繰り返し算出されるとともに、その第１の算出期間毎に算出されるＰＭ成分の排出量が第１の算出周期より長い第２の算出期間にわたって順次積算されていく。
【００５３】
一方、ＥＣＵ３０の第２の推定手段として機能により、差圧センサ４５の検知情報に基づいてＤＰＦ装置４３に堆積しているＰＭ成分の量、すなわち、第２の算出期間内のＰＭ排出量が、ＰＭ捕集堆積量マップに基づいて第２の算出期間毎に推定される（ステップＳ１２）。
【００５４】
この状態においては、第２の算出期間が、ＤＰＦ装置４３の再生前期間あるいはＤＰＦ装置４３の再生前期間より短い、例えば車両の走行距離が１００ｋｍ経過する毎の期間として設定されていることから、第１の推定手段によるＰＭ成分排出量の推定値ＰＭ１は、エンジン１０の特性に応じたものとなり、第２の推定手段によるＰＭ成分排出量の推定値ＰＭ２は、排気経路中におけるＰＭ成分の実際の排出量を反映するものとなっている。
【００５５】
また、この状態において、ＥＣＵ３０の補正手段としての機能により、第１の推定手段によるＰＭ成分排出量の推定値ＰＭ１と第２の推定手段によるＰＭ成分捕集堆積量の推定値ＰＭ２とが、両者の比ＰＭ２／ＰＭ１として比較され、その比較の結果に応じて、圧力設定手段により既に設定されているコモンレール圧力を補正するための補正量が、補正量設定用マップに基づいて算出される（ステップＳ１３）。そして、この補正量が既に圧力設定手段の機能により設定済みのコモンレール圧力（図３中ではコモンレール圧力を単にレール圧力と記す）に加えられ、補正量に応じて増減補正された最終目標のコモンレール圧力が決定される（ステップＳ１４）。
【００５６】
したがって、コモンレール１２に蓄圧される燃料の設定圧力が両推定値ＰＭ１、ＰＭ２の比較結果ＰＭ２／ＰＭ１に応じて、エンジン１０の要求特性を基準としながらも、インジェクタ１１の噴射率やコモンレール圧力センサ２１の検出特性等のばらつきの影響を含んだ実際のエンジン１０の運転の結果としてＤＰＦ装置４３に捕集され堆積するＰＭの量に応じて補正されることになり、図４に示すように、インジェクタ１１の噴射率やコモンレール圧力センサ２１の検出特性等のばらつきの影響Ａが存在したとしても、図４および図５に示すように、ＰＭ排出量がばらつくのを抑制するよう、ばらつきの影響を示す比ＰＭ２／ＰＭ１が１を超えるときには補正量は正の値、すなわちＰＭ排出量の減少側に、比ＰＭ２／ＰＭ１が１未満のときには補正量、すなわちＰＭ排出量の増加側に設定されることで、排気浄化性能上好ましい値に補正された圧力で燃料がコモンレール１２に貯留・蓄圧されることになり、排気浄化用のＤＰＦ装置４３の能力を十分に発揮させることができるようになる。
【００５７】
また、本実施形態では、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０が、エンジン１０の運転条件に応じてエンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量を第１の算出期間毎に繰り返し算出するとともに、第１の算出期間毎に算出されるＰＭ成分の排出量を第１の算出周期より長い第２の算出期間にわたって積算し、第２の推定手段としてのＥＣＵ３０が、第２の算出期間毎に差圧センサ４５により検出される差圧に基づきエンジン１０の排気経路中におけるＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量を推定し、補正手段としてのＥＣＵ３０が、第２の算出期間にわたって積算されたＰＭ成分の排出量の積算値と、差圧センサ４５により検出される差圧に基づいて推定されるＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量との比較結果に応じて、ＤＰＦ装置４３への実際のＰＭの捕集堆積量がエンジン１０の運転条件に応じて推定されるＰＭの排出量の積算値にばらつきなく近付く（触媒装置４２の触媒によっては比例する）ようにコモンレール圧力Ｐｃの設定値を補正するので、実際のＰＭの捕集堆積量変化が運転条件から推定されるＰＭの排出量に近付くように推移することになる。したがって、インジェクタ１１やコモンレール圧力センサ２１等の特性のばらつきに影響されることなく、ＰＭやＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るようにコモンレール圧力Ｐｃが制御されることになる。
【００５８】
また、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０が、エンジン１０の運転条件に応じてエンジン１０から排気されるＰＭ成分の排出量を特定する第１のマップ情報を有し、第１のマップ情報を基にエンジン１０の運転条件に応じてＰＭ成分の排出量を算出するので、エンジン１０の全運転領域について設定される第１のマップ情報に基づいて、エンジン１０の運転条件に応じてＰＭやＮＯｘの排出量を規定値以下に制限し得るようにコモンレール圧力Ｐｃが制御されるとともに、エンジン１０の要求性能を基準としたＰＭ成分の排出量設定が可能となる。
【００５９】
さらに、第２の推定手段としてのＥＣＵ３０が、ＤＰＦ装置４３の前後における排気経路の差圧に応じてエンジン１０の排気経路中におけるＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量を特定する第２のマップ情報を有し、その第２のマップ情報に基づいてＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量を推定するので、ＤＰＦ装置４３の前後における排気経路の差圧からＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量が精度よく算出できる。
【００６０】
また、第２の算出期間が、ＤＰＦ装置４３の再生処理直後から次の再生処理の直前までの期間に設定されるので、第２の算出期間にわたって積算されたＰＭ成分の排出量の積算値と、差圧センサ４５により検出される差圧に基づいて推定されるＤＰＦ装置４３へのＰＭ成分の捕集堆積量とが近似もしくは比例するものとなり、両推定値ＰＭ１、ＰＭ２がばらつきなく近付くことにより排気浄化性能を向上させ得る燃料噴射制御を精度よく実行することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０により推定されるエンジン１０の運転条件に応じたＰＭ成分の排出量と、差圧センサ４５の検出情報を基に第２の推定手段としてのＥＣＵ３０により推定されるＰＭ成分の排出量との比較結果に応じて、補正手段としてのＥＣＵ３０により、コモンレール１２に蓄圧される燃料の設定圧力を補正し、インジェクタ１１の噴射率やコモンレール圧力センサ２１の検出特性にばらつきがあっても、排気浄化性能上好ましい値に補正された燃料圧力で燃料がコモンレール１２に蓄圧されるようにしているので、コモンレール１２に蓄圧される燃料の圧力を、インジェクタ１１や燃料圧力センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、触媒装置４２やＤＰＦ装置４３の能力を十分に発揮させ得る圧力に制御して、エンジン１０の排気浄化性能を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供することができる。
【００６２】
なお、上述の第１の実施の形態においては、エンジン１０の特定の排気成分をＰＭ成分としたが、以下に述べるように、ＮＯｘ成分を特定の排気成分としてもよい。
【００６３】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の制御プログラムを示すフローチャートである。なお、本実施形態は、上述の第１の実施の形態と類似する構成を有するので、各構成要素には図１および図２に示した類似の構成要素と同一の符号を付して説明することとし、構成図を省略する。
【００６４】
本実施形態の内燃機関の燃料噴射制御装置においては、上述の実施形態と同様に、ＥＣＵ３０が、エンジン１０の運転条件、例えばエンジン回転数、要求負荷（要求される燃料噴射量）、冷却水温および燃料温度等に応じて各気筒のインジェクタ１１からの燃料噴射のタイミングおよび燃料噴射量を制御する噴射制御手段の機能を有するとともに、本発明にいう圧力設定手段、第１の推定手段、第２の推定手段および補正手段として機能するように構成されている。
【００６５】
噴射制御手段としてのＥＣＵ３０は、例えば回転速度センサ２３およびアクセル開度センサ２４の出力に基づいて、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度Ａｃｃを算出し、目標噴射量設定用マップまたは演算式からその運転条件に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期を算出して、それに対応するインジェクタ駆動信号を気筒毎に出力インターフェース回路３６からインジェクタ１１に出力する。このＥＣＵ３０は、具体的には、例えばアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数ＮＥを基に図示しない調速パターンマップから目標燃料噴射量を算出し、その目標燃料噴射量とエンジン回転数ＮＥを基に図示しないタイミングマップを参照することで、目標燃料噴射時期を設定する。そして、気筒毎に目標燃料噴射量、目標燃料噴射時期および実コモンレール圧力Ｐｃに応じた噴射パルス幅を算出して、その噴射パルス幅に従ってインジェクタ１１を駆動するインジェクタ駆動信号を生成する。
【００６６】
圧力設定手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン１０の運転条件、例えばエンジン回転数ＮＥと目標燃料噴射量に応じて高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１２への燃料供給量を設定するための供給量マップを参照し、その供給量マップを基にコモンレール１２に蓄圧される燃料の圧力を規定する燃料供給量を算出・設定するようになっており、その圧力設定プログラムをＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有している。また、そのための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。そして、このＥＣＵ３０は、コモンレール圧力センサ２１により検出される実コモンレール圧力Ｐｃが目標コモンレール圧力になるように、サクションコントロールバルブ１４の開度を制御し、高圧燃料ポンプ１３への燃料の吸入量を制御する。
【００６７】
また、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン１０の全運転領域についてその運転条件であるエンジン回転数ＮＥと負荷を特定すれば、エンジン１０から排気される特定の排気成分であるＮＯｘ成分の排出量を特定できるＮＯｘ排出量マップと、そのＮＯｘ排出量マップからエンジン１０の運転条件に応じたＮＯｘ成分の排出量を予め設定された算出期間毎に繰り返し算出し推定する第１の推定プログラムとを、ＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。ここで、ＮＯｘ排出量マップは、例えばエンジン１０を適合・調整する際に搭載される制御マップの一部で構成された第１のマップ情報であり、エンジン回転数ＮＥおよび負荷（燃料噴射量）をそれぞれ直交する２軸上の値とする運転領域平面中の任意の点について、エンジン１０から排気されるＮＯｘ成分の排出量を推定するためのデータを含んでいる。ただし、すべてが適合・調整時のデータでなく、実車での学習により更新されたデータを含むものであってもよい。
【００６８】
第２の推定手段としてのＥＣＵ３０は、ＮＯｘセンサ４６の検知情報である排気浄化手段４０の触媒装置４２より上流側の排気経路におけるＮＯｘ成分の濃度に基づいてエンジン１０のＮＯｘ排出量を特定することができるＮＯｘ排出量マップと、そのＮＯｘ排出量マップに基づいてＮＯｘセンサ４６により検出されたＮＯｘ濃度に対応するＮＯｘ排出量を算出し推定する第２の推定プログラムと、をＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。ここで、ＮＯｘ排出量マップは、エンジン１０を用いる予めの実験により得られた触媒装置４２の上流側のＮＯｘ濃度とその濃度時のエンジン１０のＮＯｘ排出量のデータとを基に作成され、触媒装置４２の上流側のＮＯｘ濃度を特定すればエンジン１０のＮＯｘ排出量が特定できる第２のマップ情報であり、すべてが実験結果のデータではなく、そのデータを基に作成した補間データを含むものであってもよい。また、本実施形態においては、触媒装置４２は、例えば排気中のＮＯｘをＮＯ２やＮＯに還元し排気中のＨＣやＣＯと反応させてＮ２とすることができる還元触媒で構成されている。
【００６９】
補正手段としてのＥＣＵ３０は、第１の推定手段により推定されたＮＯｘ成分の排出量Ｎ１と第２の推定手段により推定されたＮＯｘ成分の排出量Ｎ２とを両者の比Ｎ２／Ｎ１として比較し、その比較の結果に応じて圧力設定手段により設定されたコモンレール圧力Ｐｃを補正する補正量を設定するための補正量設定用マップと、その補正量設定用マップに基づいて予め設定された算出期間毎にコモンレール１２内に蓄圧されるコモンレール圧力Ｐｃを補正するための補正量を算出する補正プログラムとを、ＲＯＭ３２および不揮発メモリ３４内に有しており、その演算処理ための作業メモリ領域がＲＡＭ３３内に設定されるようになっている。
【００７０】
なお、第１の推定手段により推定されたＮＯｘ成分の排出量Ｎ１（以下、推定値Ｎ１ともいう）と第２の推定手段により推定されたＮＯｘ成分の捕集堆積量Ｎ２（以下、推定値Ｎ２ともいう）との比Ｎ２／Ｎ１が１であるときには、コモンレール圧力の補正量はゼロであり、その比Ｎ２／Ｎ１が１を超えるときには補正量はＮＯｘ排出量の減少側に設定され、比Ｎ２／Ｎ１が１未満のときには補正量はＮＯｘ排出量の増加側に設定されることになる。また、図４に示したＰＭとコモンレール圧力との関係とは逆に、コモンレール圧力の設定値が低くなる側でＮＯｘが増加する。すなわち、図４中の縦軸のＰＭ増加側の方向がＮＯｘ減少側となるため、補正量の増減の方向（正・負）は上述の場合とは逆方向となる。
【００７１】
本実施形態においては、ＥＣＵ３０が第１の推定手段として機能することにより、エンジン１０のエンジン回転数ＮＥおよび負荷等の運転条件に応じて、あるいは、その運転条件に従って設定されたコモンレール圧力Ｐｃに応じて、エンジン１０から排気されるＮＯｘ成分の排出量がＮＯｘ排出量マップに基づき、前記予め設定された算出期間毎に繰り返し算出され推定される（ステップＳ２１）。
【００７２】
一方、ＥＣＵ３０の第２の推定手段として機能により、ＮＯｘセンサ４６の検知情報に基づいて触媒装置４２の上流側の排気経路におけるＮＯｘ成分の濃度がＮＯｘ排出量マップに基づいて前記算出期間毎に推定される（ステップＳ２２）。
【００７３】
この状態においては、第１の推定手段によるＮＯｘ成分排出量の推定値Ｎ１は、エンジン１０の特性に応じたものとなり、第２の推定手段によるＮＯｘ成分排出量の推定値Ｎ２は、排気経路中におけるＮＯｘ成分の実際の排出量を反映するものとなっている。
【００７４】
また、この状態において、ＥＣＵ３０の補正手段としての機能により、第１の推定手段によるＮＯｘ成分排出量の推定値Ｎ１と第２の推定手段によるＮＯｘ成分排出量の推定値Ｎ２とが、両者の比Ｎ２／Ｎ１として比較され、ばらつき影響を示すその比較結果に応じて、圧力設定手段により既に設定されているコモンレール圧力Ｐｃを補正するための補正量が、補正量設定用マップに基づいて算出される（ステップＳ２３）。そして、この補正量が既に圧力設定手段の機能により設定済みのコモンレール圧力（図６中ではコモンレール圧力を単にレール圧力と記す）に加えられ、補正量に応じて増減補正された最終目標のコモンレール圧力が決定される（ステップＳ２４）。
【００７５】
したがって、コモンレール１２に蓄圧される燃料の設定圧力が両推定値Ｎ１、Ｎ２の比較結果Ｎ２／Ｎ１に応じて、エンジン１０の要求特性を基準としながらも、インジェクタ１１の噴射率やコモンレール圧力センサ２１の検出特性等のばらつきの影響を含んだ実際のエンジン１０の運転の結果として触媒装置４２の上流側に現れるＮＯｘ濃度に応じて補正されることになり、インジェクタ１１の噴射率やコモンレール圧力センサ２１の検出特性等のばらつきが存在したとしても、ＮＯｘ排出量がばらつくのを抑制するよう、比Ｎ２／Ｎ１が１を超えるときには補正量はＮＯｘ排出量の減少側に、比Ｎ２／Ｎ１が１未満のときにはＮＯｘ排出量の増加側に設定されることで、排気浄化性能上好ましい値に補正された圧力で燃料がコモンレール１２に貯留・蓄圧されることになり、排気浄化用の触媒装置４２の能力を十分に発揮させることができるようになる。
【００７６】
このように、本実施形態においても、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０により算出されたＮＯｘの排出量と、ＮＯｘセンサ４６により検出されるＮＯｘの濃度に基づいて算出されるＮＯｘの排出量とが比較され、実際のＮＯｘの排出量が内燃機関の運転条件から推定されるＮＯｘの排出量に近付くようにコモンレール圧力の設定値が補正されることから、インジェクタ１１やコモンレール圧力センサ２１等の特性のばらつきに影響されることなく、ＰＭ成分やＮＯｘ成分の排出量を規定値以下に制限し得るようにコモンレール圧力が制御されることになる。
【００７７】
また、第１の推定手段としてのＥＣＵ３０が、エンジン１０の運転条件に応じてエンジン１０から排気されるＮＯｘの排気量を特定する第１のマップ情報を有し、その第１のマップ情報を基にエンジン１０から排気されるＮＯｘの排気量を算出するので、例えばエンジン１０の全運転領域について設定される第１のマップ情報に基づいて、エンジン１０の運転条件に応じＰＭ成分やＮＯｘ成分の排出量を規定値以下に制限し得るようにコモンレール圧力が制御されるとともに、エンジン１０の要求性能を基準としたＮＯｘの排出量設定が可能となる。
【００７８】
さらに、第２の推定手段としてのＥＣＵ３０が、排気浄化手段４０より上流側の排気経路におけるＮＯｘの濃度に応じてエンジン１０から排気されるＮＯｘの排気量を特定する第２のマップ情報を有し、その第２のマップ情報に基づいてＮＯｘの排気量を推定するので、排気浄化手段４０より上流側の排気経路におけるＮＯｘの濃度に基づいてエンジン１０から排気されるＮＯｘの排気量が精度よく算出でき、実際の排気浄化手段４０へのＮＯｘの導入量が運転条件から推定されるＮＯｘの排出量に近付くようにコモンレール圧力の設定値が補正されることになる。
【００７９】
したがって、本実施形態においても、上述の第１の実施の形態と同様の効果が期待できる。
【００８０】
なお、第２の実施の形態においては、エンジン１０の運転条件に応じてエンジン１０から排気されるＮＯｘの排気量を特定する第１のマップ情報に代えて、演算式を用いることもできる。また、特定の排気成分をＰＭ成分またはＮＯｘ成分のいずれか１つとしたが、トレードオフの関係となる両成分を特定の排気成分として、それぞれの排出量を推定し、それぞれの比較結果（比ＰＭ２／ＰＭ１および比Ｎ２／Ｎ１）に基づいて、コモンレール圧力の補正量を算出することもできる。
【００８１】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１の推定手段により推定される内燃機関の運転条件に応じた特定排気成分の排出量と、物理量検出手段の検出情報を基に第２の推定手段により推定される特定排気成分の排出量との比較結果に応じて、蓄圧手段に蓄圧される燃料の設定圧力を補正することにより、インジェクタの噴射率や燃料圧力センサの特性のばらつきがあったとしても、排気浄化性能上好ましい値に補正された燃料圧力で燃料が蓄圧手段に蓄圧されるようにしているので、蓄圧手段に蓄圧される燃料の圧力を、インジェクタや燃料圧力センサ等の特性のばらつきに影響されることなく、触媒装置やＤＰＦ装置の能力を十分に発揮させ得る圧力に制御して、内燃機関の排気浄化性能を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の燃料噴射制御装置、特にインジェクタにより気筒内に噴射される燃料を蓄圧手段により高圧蓄圧するとともに、その蓄圧燃料圧力を内燃機関の運転条件に応じて制御する内燃機関の燃料噴射制御装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気系の概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置におけるコモンレール圧力の補正処理プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関におけるＰＭ排出量とコモンレール圧力の関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置における２つの推定値の比較結果に応じた補正量を設定するための補正量設定用マップの説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置におけるコモンレール圧力の補正処理プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
【図７】従来の内燃機関におけるＰＭ排出量とコモンレール圧力の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  エンジン（内燃機関、ディーゼルエンジン）
１１  インジェクタ（燃料噴射手段）
１２  コモンレール（蓄圧手段）
１３  高圧燃料ポンプ
１４  サクションコントロールバルブ（供給量制御手段）
１５  フィードポンプ
１７  燃料噴射装置
２１  コモンレール圧力センサ（燃料圧力センサ）
２２  燃料温度センサ（運転条件検出手段）
２３  回転速度センサ（エンジン回転数センサ、運転条件検出手段）
２４  アクセル開度センサ（運転条件検出手段）
２５  水温センサ（運転条件検出手段）
３０  ＥＣＵ（電子制御ユニット、噴射制御手段、圧力設定手段、第１の推定手段、第２の推定手段、補正手段）
４０  排気浄化手段
４２  触媒装置（酸化触媒、還元触媒）
４３  ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置
４５  差圧センサ（物理量検出手段）
４６  ＮＯｘセンサ（物理量検出手段）
Ｎ１  第１の推定手段によるＮＯｘ成分の排出量の推定値
Ｎ２  第２の推定手段によるＮＯｘ成分の排出量の推定値
Ｎ２／Ｎ１  比（比較結果）
ＰＭ１  第１の推定手段によるＰＭ成分の排出量の推定値
ＰＭ２  第２の推定手段によるＰＭ成分の排出量の推定値
ＰＭ２／ＰＭ１  比（比較結果）
【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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