(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁と、
高圧燃料を貯留する第１蓄圧室と、
前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室と、
前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を前記の低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁と、
前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記目標燃料噴射量設定手段により設定された目標燃料噴射量に基づき前記第２制御弁の第２開弁期間を設定する開弁期間設定手段とを備え、
前記開弁期間設定手段は、前記第２開弁期間を前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して補正する
ことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
前記開弁期間設定手段は、
前記第１制御弁の第１開弁期間を、前記目標燃料噴射量及び前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して演算された補正燃料量に基づき設定する第１開弁期間設定手段を含んで構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
前記開弁期間設定手段は、
前記目標燃料噴射量に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間を設定する第１開弁期間設定手段と、
前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に基づき補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記第１開弁期間を前記補正係数に基づき補正する第１開弁期間補正手段とを含んで構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
前記開弁期間設定手段は、
前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を切り換えて所望の噴射率波形を得るべく、前記内燃機関の運転状態に基づき前記第２制御弁の第２開弁時期に対する前記第１制御弁の第１開弁時期を設定する開弁時期設定手段を含んで構成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
前記開弁期間設定手段は、
前記開弁時期設定手段により設定された前記第２開弁時期に対する前記第１開弁時期が予め定めた所定時期以降のとき、前記第２開弁期間を前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して補正する
ことを特徴とする、請求項４記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁と、
高圧燃料を貯留する第１蓄圧室と、
前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室と、
前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を前記の低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁と、
前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記目標燃料噴射量設定手段により設定された目標燃料噴射量に基づき前記第２制御弁の第２開弁期間を設定する開弁期間設定手段とを備え、
前記開弁期間設定手段は、
前記第２制御弁の第２開弁時期と前記第１制御弁の第１開弁時期との間の低圧燃料噴射期間及び前記第２蓄圧室の圧力に基づき低圧燃料噴射量を演算する低圧燃料量設定手段と、
前記目標燃料噴射量，前記低圧燃料噴射量及び前記第１蓄圧室の圧力に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間を設定する第１開弁期間設定手段とを含んで構成されている
ことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項７】
前記第１開弁期間設定手段は、
前記第１開弁期間を、前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応した補正量を用いて求める
ことを特徴とする、請求項６記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項８】
前記開弁期間設定手段は、
前記第２開弁期間を、前記第１開弁期間及び前記低圧燃料噴射期間に基づき設定する第２開弁期間設定手段を含んで構成されている
ことを特徴とする、請求項６記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項９】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁と、
高圧燃料を貯留する第１蓄圧室と、
前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室と、
前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を前記の低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁とを備えた内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、
前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量を設定するステップと、
前記目標燃料噴射量に基づき前記第２制御弁の第２開弁期間を設定するステップと、
前記第２開弁期間を前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して補正するステップとを有する
ことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項１０】
前記目標燃料噴射量及び前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して演算された補正燃料量に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間を設定するステップと、
前記第２開弁期間を前記第１開弁期間に基づき求めるステップとを有する
ことを特徴とする、請求項９記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項１１】
前記目標燃料噴射量に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間を設定するステップと、
前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に基づき補正係数を設定するステップと、
前記第１開弁期間を前記補正係数に基づき補正するステップと、
前記第２開弁期間を前記第１開弁期間に基づき求めるステップとを有する
ことを特徴とする、請求項９記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項１２】
内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁と、
高圧燃料を貯留する第１蓄圧室と、
前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室と、
前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を前記の低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁とを備えた内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、
前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量を設定するステップと、
前記目標燃料噴射量に基づき前記第２制御弁の第２開弁期間を設定するステップと、
前記第２制御弁の第２開弁時期と前記第１制御弁の第１開弁時期との間の低圧燃料噴射期間を設定するステップと、
前記低圧燃料噴射期間及び前記第２蓄圧室の圧力に基づき低圧燃料噴射量を設定するステップと、
前記目標燃料噴射量，前記低圧燃料噴射量及び前記第１蓄圧室の圧力に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間を設定するステップとを有する
ことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項１３】
前記第１開弁期間を、前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して設定するステップを有する
ことを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項１４】
前記第２開弁期間を、前記第１開弁期間及び前記低圧燃料噴射期間に基づき設定するステップを有する
ことを特徴とする、請求項１２又は１３記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレール式燃料噴射システムに用いて好適の、内燃機関の燃料噴射量制御装置及び燃料噴射量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の１つとして、コモンレール式燃料噴射システム（又は蓄圧式燃料噴射装置）が開発されている。コモンレール式燃料噴射システムとは、燃料ポンプにより加圧された高圧燃料をコモンレール（蓄圧室）内に蓄え、燃料噴射ノズル（インジェクタ）内に設けられたインジェクタ駆動電磁弁を制御することで燃料噴射ノズル内のニードル弁を開閉し燃料噴射を制御するものである。
【０００３】
また、このようなコモンレール式燃料噴射システムでは、高圧の燃料を蓄える高圧コモンレール（以下、高圧蓄圧室という）と、上記高圧燃料よりも低圧の燃料を蓄える低圧コモンレール（以下、低圧蓄圧室という）との２つのコモンレールを備えた２コモンレール式燃料噴射システムも提案されている（例えば特開平６−９３９３６号公報参照）。
【０００４】
このような２コモンレール式燃料噴射システムでは、インジェクタ内に供給される燃料を低圧燃料と高圧燃料とに切り換えるコモンレール切り換え電磁弁と、燃料噴射ノズル内に設けられたインジェクタ駆動電磁弁とを備えており、これらの電磁弁を適宜制御することにより、エンジンの運転状態に適した燃料噴射を行なうことができる。
【０００５】
以下、図８を用いて上述した２コモンレール式燃料噴射システムにおける燃料噴射特性について簡単に説明する。なお、図８において、（ａ）はその燃料噴射率波形、（ｂ）は各電磁弁の駆動状態をそれぞれ示している。
まず、燃料噴射時期になると、図８（ｂ）に実線で示すように、コモンレール切り換え電磁弁を低圧側（オフ側）に保持したまま、インジェクタ駆動電磁弁をオンにする。これにより、低圧コモンレールから供給される低圧燃料により燃料噴射が行なわれる。その後、所定時間経過すると、切り換え電磁弁を高圧側（オン側）に切り換えて高圧コモンレールからの高圧燃料により燃料噴射を行ない、燃料噴射終了時期になると、これら２つの電磁弁をともにオフにするのである。
【０００６】
これにより、燃料噴射特性としては、図８（ａ）に実線で示すようなブーツ型の燃料噴射率波形となる。このようなブーツ型の燃料噴射率波形では、燃料噴射開始時に低圧燃料噴射を行なうことで、燃焼開始時の燃焼速度を緩慢なものとして排気ガスに含まれるＮＯｘを低減することができる。
また、図８（ｂ）に破線で示すように、エンジンの運転状態によっては、燃料噴射開始前（つまり、インジェクタ駆動電磁弁をオンにする前）に予めコモンレール切り換え電磁弁を高圧側（オン側）に切り換えることにより、図８（ａ）に破線で示すような矩形の燃料噴射率波形を得ることができる。このような矩形の燃料噴射率波形では、高圧燃料噴射のみを行なうので、燃焼を活性化することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような燃料噴射装置では、矩形の燃料噴射特性で燃料噴射を行なう場合には、図８（ｂ）に破線で示すように、インジェクタ駆動弁よりも十分に早いタイミングでコモンレール切り換え弁をオンにし、燃料噴射開始直後から十分に高圧な燃料を噴射でき、また、図８（ａ）に破線で示すように、燃料噴射開始特における噴射率の傾きも急なものとすることができるので、内燃機関の運転状態に応じた必要燃料噴射量を供給することができる。
【０００８】
しかしながら、ブーツ型の燃料噴射率特性で燃料噴射を行なう場合、低圧燃料噴射から高圧燃料噴射への切り換え時には、高圧コモンレールの高圧燃料と低圧コモンレールの低圧燃料との圧力差や燃料の粘性や燃料供給経路上の機構等に起因して応答遅れが生じるため、インジェクタ内ですぐには燃料圧力が増大せずに、燃料噴射圧力切換直後から十分高圧な燃料を噴射することができず、高圧燃料噴射開始時における噴射率の傾きが緩やかとなる（即ち、高圧燃料噴射の立ち上がりが緩やかになる）。ここで、必要燃料量を供給するためのインジェクタ駆動弁の開弁期間を低圧燃料圧力に基づく低圧噴射期間と高圧燃料圧力に基づく高圧噴射期間とを加算した期間として設定すると、上述の噴射率の傾きが緩やかとなる分だけ必要な燃料噴射量が不足するという課題があることが判明した。
【０００９】
さらに、矩形の燃料噴射特性で燃料噴射を行なう場合でも、コモンレール切り換え弁をオンにするタイミングと、インジェクタ切り換え弁をオンにするタイミングが近接していると、やはり上述したように燃料噴射開始直後から十分高圧な燃料を噴射することができず、燃料噴射開始時における噴射率の傾きが緩やかとなって、この分だけ必要な燃料噴射量が不足するという課題があることが判明した。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、高圧燃料噴射開始時に不足する燃料噴射量を補正して正確な燃料量を噴射できるようにした、内燃機関の燃料噴射量制御装置及び燃料噴射量制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁（９）と、高圧燃料を貯留する第１蓄圧室（３）と、前記第１蓄圧室（３）の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室（４）と、前記燃料噴射弁（９）に作用する燃料圧力を低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁（５）と、前記燃料噴射弁（９）からの燃料噴射を制御する第２制御弁（７）と、前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）を設定する目標燃料噴射量設定手段（８１）と、前記目標燃料噴射量設定手段により設定された目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき前記第２制御弁の第２開弁期間（ΔＴinj ）を設定する開弁期間設定手段（８２）とを備え、前記開弁期間設定手段（８２）は、第２開弁期間（ΔＴinj ）を第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応して補正することを特徴としている。
【００１２】
したがって、本装置では、目標燃料噴射量設定手段（８１）により内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）が設定されると、開弁期間設定手段（８２）により目標燃料噴射量設定手段で設定された目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づいて第２制御弁の第２開弁期間（ΔＴinj ）が設定されるとともに、第２開弁期間（ΔＴinj ）が第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に応じて補正される。
【００１３】
また、請求項２記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項１において、前記開弁期間設定手段（８２）は第１開弁期間設定手段（８４）を含んで構成されており、第１開弁期間設定手段（８４）により、第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）が目標燃料噴射量（ｑinj ）及び第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応して演算された補正燃料量（ｑ′）に基づき設定される。
【００１４】
また、請求項３記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項１において、前記開弁期間設定手段（８２）は、第１開弁期間設定手段（８４）と、補正係数設定手段（８５）と、第１開弁期間補正手段（８６）とを含んで構成されており、第１開弁期間設定手段（８４）により目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき第１制御弁（５）の第１開弁期間（ΔＴmain）が設定されるとともに、補正係数設定手段（８５）により、第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に基づき補正係数（Ｋ）が設定される。そして、第１開弁期間補正手段（８６）により、第１開弁期間（ΔＴmain）が上記の補正係数（Ｋ）に基づき補正される。
【００１５】
また、請求項４記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項１において、前記開弁期間設定手段（８２）は開弁時期設定手段（８７）を含んで構成されており、この開弁時期設定手段（８７）により、燃料噴射弁（９）に供給する燃料圧力を切り換えて所望の噴射率波形を得るべく、内燃機関の運転状態に基づき前記第２制御弁の第２開弁時期に対する前記第１制御弁の第１開弁時期が設定される。
【００１６】
なお、好ましくは、前記開弁時期設定手段は、前記内燃機関の負荷相関値（例えばアクセル開度又は目標燃料噴射量）及び回転速度に基づき前記第２開弁時期に対する前記第１開弁時期を設定するように構成する。
また、請求項５記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項４において、開弁期間設定手段（８２）は、開弁時期設定手段（８７）により設定された前記第２開弁時期に対する第１開弁時期（ΔＴ0 ）が予め定めた所定時期以降のとき、第２開弁期間を前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差に対応して補正する。
【００１７】
なお、好ましくは、前記予め定めた所定時期は、前記第２開弁時期よりも所定期間前の時期（例えば０．５ｍｓｅｃ前）である。
また、請求項６記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁（９）と、高圧燃料を貯留する第１蓄圧室（３）と、前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室（４）と、前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁（５）と、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁（７）と、前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）を設定する目標燃料噴射量設定手段（８１）と、前記目標燃料噴射量設定手段により設定された目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき前記第２制御弁（７）の第２開弁期間（ΔＴinj ）を設定する開弁期間設定手段（８２）とを備え、前記開弁期間設定手段（８２）は、前記第２制御弁（７）の第２開弁時期と前記第１制御弁の第１開弁時期との間の低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）及び前記第２蓄圧室（ＰLP）の圧力に基づき低圧燃料噴射量（ｑpre ）を演算する低圧燃料量設定手段（８８）と、前記目標燃料噴射量（ｑinj ），前記低圧燃料噴射量（ｑpre ）及び前記第１蓄圧室の圧力（ＰHP）に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）を設定する第１開弁期間設定手段（８４）とを含んで構成されていることを特徴としている。
【００１８】
したがって、目標燃料噴射量設定手段（８１）により内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）が設定されると、開弁期間設定手段（８２）では目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき前記第２制御弁（７）の第２開弁期間（ΔＴinj ）が設定される。さらに、低圧燃料量設定手段（８８）により、第２制御弁（７）の第２開弁時期と第１制御弁の第１開弁時期との間の低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）及び前記第２蓄圧室（ＰLP）の圧力に基づき低圧燃料噴射量（ｑpre ）が演算されるとともに、第１開弁期間設定手段（８４）により、目標燃料噴射量（ｑinj ），前記低圧燃料噴射量（ｑpre ）及び前記第１蓄圧室の圧力（ＰHP）に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）が設定される。
【００１９】
また、請求項７記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項６において、第１開弁期間設定手段（８４）は、第１開弁期間（ΔＴmain）を、第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応した補正量を用いて求める。
また、請求項８記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置では、上記請求項６において、開弁期間設定手段（８２）に設けられた第２開弁期間設定手段（８９）により、第２開弁期間（ΔＴinj ）が第１開弁期間（ΔＴmain）及び低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）に基づき設定される。
【００２０】
また、請求項９記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁（９）と、高圧燃料を貯留する第１蓄圧室（３）と、前記第１蓄圧室（３）の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室（４）と、前記燃料噴射弁（９）に作用する燃料圧力を低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁（５）と、前記燃料噴射弁（９）からの燃料噴射を制御する第２制御弁（７）とを備えた内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、前記内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）を設定し（ステップＳ２）、目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき第２制御弁の第２開弁期間（ΔＴinj ）を設定し（ステップＳ１４）、第２開弁期間（ΔＴinj ）を第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応して補正する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。
【００２１】
また、請求項１０記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、上記請求項９において、目標燃料噴射量（ｑinj ）及び第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応して演算された補正燃料量（ｑ′）に基づき第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）を設定し（ステップＳ１３）、第２開弁期間（ΔＴinj ）を第１開弁期間（ΔＴmain）に基づき求める（ステップＳ１４）。
【００２２】
また、請求項１１記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、上記請求項９において、目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）を設定し（ステップＳ２１）、第１蓄圧室の高圧燃料と第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に基づき補正係数（Ｋ）を設定する（ステップＳ２３）。さらに、第１開弁期間（ΔＴmain）を補正係数（Ｋ）に基づき補正し（ステップＳ２４）、第２開弁期間（ΔＴinj ）を第１開弁期間（ΔＴmain）に基づき求める（ステップＳ２５）。
【００２３】
また、請求項１２記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、内燃機関の燃焼室に直接燃料を供給する燃料噴射弁（９）と、高圧燃料を貯留する第１蓄圧室（３）と、前記第１蓄圧室の高圧燃料よりも圧力の低い低圧燃料を貯留する第２蓄圧室（４）と、前記燃料噴射弁に作用する燃料圧力を低圧燃料又は高圧燃料の何れかに切り換えるべく切り換え制御される第１制御弁（５）と、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する第２制御弁（７）とを備えた内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、内燃機関の運転状態に基づき目標燃料噴射量（ｑinj ）を設定し（ステップＳ２）、目標燃料噴射量（ｑinj ）に基づき第２制御弁の第２開弁期間（ΔＴinj ）を設定し（ステップＳ１４）、第２制御弁の第２開弁時期と第１制御弁の第１開弁時期との間の低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）を設定する（ステップＳ５）。さらに、低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）及び第２蓄圧室の圧力（ＰLP）に基づき低圧燃料噴射量（ｑpre ）を設定し（ステップＳ７）、目標燃料噴射量（ｑinj ），前記低圧燃料噴射量（ｑpre ）及び前記第１蓄圧室の圧力（ＰHP）に基づき前記第１制御弁の第１開弁期間（ΔＴmain）を設定する（ステップＳ１３）。
【００２４】
また、請求項１３記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、上記請求項１２において、前記第１開弁期間（ΔＴmain）を、前記第１蓄圧室の高圧燃料と前記第２蓄圧室の低圧燃料との圧力差（ΔＰ）に対応して設定する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。
また、請求項１４記載の本発明の内燃機関の燃料噴射量制御方法では、上記請求項１２又は１３において、前記第２開弁期間（ΔＴinj ）を、前記第１開弁期間（ΔＴmain）及び前記低圧燃料噴射期間（ΔＴ0 ）に基づき設定する（ステップＳ１４）。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置について説明すると、図１は本発明が適用されるコモンレール式燃料噴射装置の要部構成を示す模式図である。なお、このようなコモンレール式燃料噴射装置は、例えば国際公開番号ＷＯ９８／０９０６８の再公表特許公報等に開示されているが、以下簡単に説明する。
【００２６】
図中において、１は高圧ポンプ、３は高圧コモンレール又は高圧蓄圧室（第１蓄圧室）、４は低圧コモンレール又は低圧蓄圧室（第２蓄圧室）、５は電磁弁（第１制御弁）、６は逆止弁、７は電磁弁（第２制御弁）、８はコントローラ（制御手段）、９はインジェクタ（燃料噴射弁）であり、上記インジェクタ９は、図示しないディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の各気筒毎にそれぞれ設けられている。
【００２７】
図１に示すように、高圧ポンプ１の下流側には高圧蓄圧室３が設けられており、高圧ポンプ１により高圧の所定圧力に加圧された燃料は上記高圧蓄圧室３に蓄えられるようになっている。また、高圧蓄圧室３とインジェクタ９とは燃料通路１０ａを介して接続されている。
また、この燃料通路１０ａには、第１制御弁としての電磁弁（以下、第１電磁弁という）５が配設されており、第１電磁弁５の開閉状態に応じて、高圧蓄圧室３からインジェクタ９への燃料供給状態が切り換えられるようになっている。
【００２８】
ここで、第１電磁弁５は、通常時（オフ）には燃料通路１０ａを遮断するようなノーマルクローズの２方電磁弁であって、後述のコントローラ（ＥＣＵ）８からの制御信号によりオンとなった場合に燃料通路１０ａを開くように構成されている。
また、第１電磁弁５よりも下流側には、燃料通路１０ｂにより低圧蓄圧室４が接続されている。また、燃料通路１０ｂには、逆止弁６とオリフィス６ａとが並列に接続されている。そして、このオリフィス６ａにより、燃料噴射後には、燃料通路１０ａ等に残留した高圧燃料が低圧蓄圧質に蓄圧されるようになっている。
【００２９】
また、燃料タンク１７と低圧蓄圧室４との間にはリリーフ弁３４が設けられており、このリリーフ弁３４により、低圧蓄圧室４内には上記高圧蓄圧室３内の燃料よりも十分低い圧力の燃料が蓄えられるようになっている。なお、リリーフ弁３４は、コントローラ８からの制御信号に基づいてデューティ制御されるようになっている。
【００３０】
また、第１電磁弁５よりも下流側であって、燃料通路１０ａと燃料通路１０ｂとの合流点よりも上流側には、高圧蓄圧室３側からインジェクタ９側への燃料の流通のみを許容する逆止弁３２が配設されている。このような逆止弁３２を設けるのは、燃料噴射の際に、低圧燃料噴射から高圧燃料噴射への切り換え時に生じる燃料の圧力変動を抑制して燃料噴射波形の乱れを極力抑制するためであるが、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３１】
したがって、第１電磁弁５が閉じている場合（オフの場合）は、低圧蓄圧室４に蓄圧された低圧燃料が燃料通路１０ａを介してインジェクタ９に供給され、第１電磁弁５への制御信号がオンに切り換えられると、高圧蓄圧室３に蓄圧された高圧燃料がインジェクタ９に供給されるようになっている。
一方、図示するように、インジェクタ９内には、制御室１１及び燃料室１２が形成されており、上記燃料通路１０ａはインジェクタ９内で分岐して、制御室１１及び燃料室１２にそれぞれ接続されている。
【００３２】
また、この制御室１１には、燃料戻り通路１０ｃも接続されており、この燃料戻り通路１０ｃ上には、第２制御弁としての電磁弁（以下、第２電磁弁という）７が設けられている。この第２電磁弁７は、第１電磁弁５と同様に、通常（オフ）では燃料戻り通路１０ｃを遮断するようなノーマルクローズの電磁弁であって、オンとなると燃料戻り通路１０ｃを開いて、制御室１１内の燃料を燃料タンク１７に戻すように構成されている。
【００３３】
一方、インジェクタ９内にはニードル弁１３が設けられており、このニードル弁１３の進退により、ノズル先端の噴射孔（図示省略）の開閉状態が制御されるようになっている。すなわち、このニードル弁１３が上昇しているときはノズル先端の噴射孔が開いて、燃料室１２に供給された加圧燃料が噴射孔から噴射されるとともに、ニードル弁１３が下降しているときは、ニードル弁１３の先端により噴射孔が閉塞されて燃料が噴射されない。
【００３４】
また、制御室１１内には、ニードル弁１３に当接する油圧ピストン１４が設けられている。油圧ピストン１４は、制御室１１内に供給される燃料の圧力によりその作動が制御されるようになっており、制御室１１に燃料が供給されると油圧ピストン１４がニードル弁１３を押し下げるようになっている。
ここで、ニードル弁１３及び油圧ピストン１４の作動原理について簡単に説明すると、油圧ピストン１４とニードル弁１３とでは、制御室１１で油圧ピストン１４に作用する上下方向の受圧面積の方が、燃料室１２でニードル弁１３に作用する上下方向の受圧面積よりも大きく形成されている。
【００３５】
したがって、この受圧面積の差によって、制御室１１及び燃料室１２の両方に同じ圧力の燃料が供給された場合は、油圧ピストン１４を押し下げる力の方がニードル弁１３を押し上げる力よりも大きくなり、ニードル弁１３が下降するのである。
また、制御室１１内の圧力が低下すると、燃料室１２内でニードル弁１３を押し上げる力の方が油圧ピストン１４を押し下げる力よりも大きくなり、ニードル弁１３が上昇するのである。
【００３６】
ところで、制御室１１へ接続される燃料通路１０ａ及び燃料戻り通路１０ｃには、それぞれ第１，第２のオリフィス１５，１６が設けられている。そして、これらのうち燃料通路１０ａのオリフィス１５の方が、燃料戻り通路１０ｃのオリフィス１６よりも流路断面積が小さく設定されている。
【００３７】
また、各電磁弁５，７には、コントローラ（ＥＣＵ）８が接続されており、このコントローラ８からの制御信号に基づいて各電磁弁５，７及び各ポンプ１，２の作動が制御されるようになっている。
このコントローラ８には、エンジンの回転速度情報Ｎｅや高圧蓄圧室３及び低圧蓄圧室４の燃料圧力情報ＰHP，ＰLPやアクセル開度情報Ａｃｃ等が入力されるようになっており、コントローラ８ではこれらの情報Ｎｅ，ＰHP，ＰLP，Ａｃｃに基づいて、各電磁弁５，７及び高圧ポンプ１の作動を制御するようになっている。なお、このコントローラ８における電磁弁５，７の開弁期間の設定手法については後述する。
【００３８】
したがって、このようなコモンレール式燃料噴射装置では、燃料噴射を行なわない時期には、コントローラ８により各電磁弁５，７はともにオフに制御される。これにより、逆止弁３２の下流側には、低圧蓄圧室４で蓄圧された低圧燃料が供給され、制御室１１，燃料室１２には、ともに低圧の燃料が供給される。
また、第２電磁弁７がオフになっているため、制御室１１内に供給された燃料はドレーンされない。したがって、制御室１１内に供給された低圧燃料の圧力により油圧ピストン１４及びニードル弁１３が下降していて、インジェクタ９の噴射孔が閉塞されて燃料の噴射が行なわれない。
【００３９】
次に、燃料噴射開始時期になると、コントローラ８により、例えば第２電磁弁７のみがオンに切り換えられて、低圧燃料噴射が行なわれる。すなわち、第２電磁弁７のみがオンに切り換えられると、制御室１１内の低圧燃料がオリフィス１６及び燃料戻り通路１０ｃを介してドレーンされ、燃料室１２内でニードル弁１３を押し上げる力の方が油圧ピストン１４を押し下げる力よりも大きくなった時点でニードル弁１３が上昇して、低圧燃料がインジェクタ９から噴射される（低圧燃料噴射）。
【００４０】
この場合、燃料噴射開始時の燃料噴射率を比較的緩やかな傾斜で立ち上げることができ、これにより燃焼開始時の燃焼速度を緩慢なものとして排気ガスに含まれるＮＯｘを低減することができる。
また、燃料噴射を開始してから所定時間経過すると、コントローラ８により第２電磁弁７がオンに保持されたまま、第１電磁弁５がオンに切り換えられる。これにより、燃料室１２には高圧燃料が供給されてインジェクタ９からは高圧燃料が噴射される（高圧燃料噴射）。
【００４１】
この場合は、制御室１１内にも高圧燃料が供給されることになるが、第２電磁弁７がオンになっているため、制御室１１に供給された高圧燃料は燃料戻り通路１０ｃを介してドレーンされる。
また、オリフィス１５の方がオリフィス１６に対して流路断面積が小さく設定されているため、制御室１１の燃料圧が高まることがなく、これにより、油圧ピストン１４及びニードル弁１３は下降せずに燃料噴射が継続されるのである。
【００４２】
そして、所定時間だけ燃料噴射を行なった後、燃料噴射終了時になると、コントローラ８により第１電磁弁５及び第２電磁弁７がともにオフに切り換えられる。これにより、制御室１１に供給された高圧燃料が油圧ピストン１４に作用して、油圧ピストン１４を下降させる。そして、油圧ピストン１４によりニードル弁１３が押し下げられることにより、インジェクタ９の噴射孔が閉塞されて、燃料噴射が終了するのである。
【００４３】
この場合、第２電磁弁７がオフになると、制御室１１内の高圧燃料は速やかに油圧ピストン１４に作用するので、ニードル弁１３は、燃料噴射開始時よりも速い速度で作動する。これにより、燃料噴射終了時には、燃料噴射開始時よりも急激な傾斜で燃料の噴射を終了することができる。
そして、燃料噴射の終了時には、このように急激に燃料の噴射量を減少させることで、エンジンから排出される黒煙（スモーク）やパティキュレート（ＰＭ）を低減することができる。
【００４４】
そして、このようにして各電磁弁の作動を制御することにより、図３（ａ）に実線で示すような低圧燃料噴射及び高圧燃料噴射とからなる噴射率波形（ブーツ型の噴射率波形）を得ることができる。
ところで、このような燃料噴射終了時には、第２電磁弁７をオフにして燃料戻り通路１０ｃを閉塞するので、インジェクタ９内や、各電磁弁５，７間の燃料通路１０ａ，１０ｃ内には高圧燃料が残留することになる。
【００４５】
このように、インジェクタ９内に高圧の燃料が残留すると、次回の燃料噴射の開始時に、残留した高圧の燃料が噴射されてしまい、ＮＯｘを十分に低減することができなくなるおそれがある。
そこで、オリフィス６ａを設け、インジェクタ９内等に残留した高圧燃料をオリフィス６ａを介して低圧蓄圧室４に蓄圧することで、エネルギの有効利用を図るようにしているのである。
【００４６】
すなわち、燃料噴射終了後には、インジェクタ９及び燃料通路１０ａ，１０ｃよりも燃料通路１０ｂの方が圧力が低いため、このような残留燃料がオリフィス６ａを介して徐々に低圧蓄圧室４に流入することになるのである。また、低圧蓄圧室４の燃料圧力情報ＰLPに基づき、所望の圧力となるようにリリーフ弁３４がデューティ制御されるようになっている。そして、低圧蓄圧室４とインジェクタ９内の燃料圧力が等しくなると、この低圧蓄圧室４への燃料の流入が停止する。なお、オリフィス６ａの流路断面積は、インジェクタ９の燃料噴射孔の断面積よりも十分に小さく（例えば、燃料噴射孔の断面積の略１／５）形成されており、高圧燃料噴射時に、高圧燃料がオリフィス６ａを介して低圧蓄圧室４へ逆流することがないように設定されている。
【００４７】
次に、本発明の要部について説明すると、図２は本発明の要部機能に着目してコントローラ（制御手段）８内の機能構成を示す模式的なブロック図、図３は図２の特性を説明する図であって（ａ）は燃料噴射率波形を示す図、（ｂ）は各電磁弁の作動状態を示す図、図４は低圧燃料噴射期間設定の補正値の特性を示す図、図５は図２の作用を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
図示するように、このコントローラ８内には、目標燃料噴射量設定手段８１，開弁期間設定手段８２，制限噴射量設定手段８３，選択手段８３ａ等が設けられており、さらに、開弁期間設定手段８２には、第１開弁期間設定手段８４，開弁時期設定手段８７，低圧燃料量設定手段８８及び第２開弁期間設定手段８９が設けられている。
【００４９】
ここで、目標燃料噴射量設定手段８１は、エンジンに供給される目標燃料噴射量ｑinj を設定するものであって、エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度をパラメータとして、図示しないマップから目標燃料噴射量ｑinj が設定されるようになっている。なお、目標燃料噴射量ｑinj は、低圧燃料噴射と高圧燃料噴射との合計の燃料噴射量である〔図３（ａ）参照〕。
【００５０】
また、制限噴射量設定手段８３は、そのときのエンジン運転状態において、エンジンが破損しない最大限の燃料噴射量ｑlim を設定するマップである。
そして、目標燃料噴射量設定手段８１で設定された目標燃料噴射量ｑinj と制限噴射量設定手段８３で設定される制限噴射量ｑlim とが選択手段８３ａで比較されて、これらのうちの小さいほうの値が選択されるようになっている。つまり、この制限噴射量設定手段８３及び選択手段８３ａにより目標燃料噴射量設定手段８１で設定される目標燃料噴射量ｑinj が制限されるようになっている（なお、以下では選択手段８３ａにより噴射量ｑinj が選択されるものとして説明する）。
【００５１】
また、開弁期間設定手段８２は、目標燃料噴射量設定手段８１により設定された目標燃料噴射量ｑinj に基づいて、第１電磁弁５の開弁期間（第１開弁期間）ΔＴmain及び第２電磁弁７の開弁期間（第２開弁期間）ΔＴinj を設定したり、第１電磁弁５の第２電磁弁７に対する開弁タイミング（第１開弁時期）、つまり第２電磁弁７が開弁してから第１電磁弁５が開弁するまでの低圧燃料噴射期間ΔＴ0 を設定するものである。なお、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第２電磁弁７の開弁期間ΔＴinj は、インジェクタ９の駆動時間に相当している。
【００５２】
以下、開弁期間設定手段８２における各電磁弁５，７の開弁期間の設定及び第１電磁弁５の開弁タイミングの設定について詳しく説明する。
まず、第１電磁弁５の開弁タイミング（第１開弁時期、即ち、第２電磁弁７がオンとなってから第１電磁弁５がオンとなるまでの低圧燃料噴射期間ΔＴ0 ）の設定について説明すると、この開弁タイミングΔＴ0 は、開弁時期設定手段８７により設定されるようになっている。
【００５３】
また、この切り換えタイミングΔＴ0 は、具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すマップで設定されるΔＴ01，ΔＴ02に基づき算出されるようになっている。ここで、図４（ａ）に示すように、ΔＴ01はアクセル開度Ａｃｃに応じて設定される値であり、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど設定される時間ΔＴ01も長くなるような特性に設定されている。また、図４（ｂ）に示すように、ΔＴ02はエンジン回転速度Ｎｅに応じて設定される値であって、エンジン回転速度が高くなるほど設定される時間ΔＴ02が短くなるような特性に設定されている。
【００５４】
そして、開弁時期設定手段８７では、下式（１）に示すように、アクセル開度Ａｃｃ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて設定されるΔＴ01，ΔＴ02を加算することにより、低圧噴射から高圧噴射への切り換えタイミングΔＴ0 を算出するようになっている。
ΔＴ0 ＝ΔＴ01＋ΔＴ02・・・・・（１）
そして、このようにして切り換えタイミングΔＴ0 が設定されると、次に、低圧燃料量設定手段８８により、低圧燃料噴射量（初期噴射量）ｑpre が設定されるようになっている。この低圧燃料噴射量ｑpre は、図３（ａ）に示すように、第２電磁弁７がオンとなってから第１電磁弁５がオンとなって高圧燃料噴射に切り換えられるまでの間（ΔＴ0 ）に噴射される低圧燃料の噴射量である。そして、本実施形態では、例えば図２に示すようなマップを用いて、上述の切り換えタイミングΔＴ0 及び低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPに基づいて低圧燃料噴射量ｑpre が設定されるようになっている。
【００５５】
ところで、開弁時期設定手段８７により設定される低圧噴射から高圧噴射への切り換えタイミングΔＴ0 が負の値となる場合には、低圧燃料量設定手段８８による初期噴射量ｑpre の設定は行なわれない。つまり、この場合には、第２電磁弁７がオンとなる前（インジェクタ９の駆動開始前）に第１電磁弁５がオンに切り換えられるので、インジェクタ９内には燃料噴射開始前に高圧燃料が供給される。したがって、燃料噴射開始時には初めから高圧燃料噴射が行なわれることになり、低圧燃料による初期噴射量ｑpre の設定が不要となるのである。なお、この場合には燃料噴射特性としては矩形の噴射率波形〔図８の（ａ）の破線参照〕となる。
【００５６】
一方、上記選択手段８３ａで選択された噴射量（ここでは、目標燃料噴射量設定手段８１で設定される噴射量ｑinj ）と低圧燃料量設定手段８８で設定された低圧燃料噴射量ｑpre との差が、下式（２）により高圧燃料噴射量ｑmainとして算出されるようになっている。
ｑmain＝ｑinj −ｑpre ・・・・・（２）
そして、開弁時期設定手段８７により設定された切り換えタイミングΔＴ0 が所定時期以降のとき（即ち、ΔＴ0 が所定値Ｔｃ以上のとき）には、この高圧燃料噴射量ｑmainは、高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHPと低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPとの差圧ΔＰ（＝ＰHP−ＰLP）に応じて補正されるようになっている。
【００５７】
ここで、所定値Ｔｃとは、高圧燃料の噴射率波形に影響を与えるような切り換えタイミングΔＴ0 の値である。例えばΔＴ0 が負の値の場合には、上述したようにインジェクタ９の駆動開始前（第２電磁弁７がオンとなる前）に第１電磁弁５がオンに切り換えられるので、燃料噴射開始時には初めから高圧燃料噴射が行なわれる。このとき、第１電磁弁５が開くタイミングが第２電磁弁７が開くタイミングよりも十分に早ければ、第２電磁弁７の開弁時（燃料噴射開始時）には、インジェクタ９内の燃料はすでに十分に高圧となって燃料噴射開始直後から高圧燃料が噴射されることになるが、第２電磁弁７の開弁タイミングと第１電磁弁５の開弁タイミングとが近接していると、インジェクタ9内では、第１電磁弁５がオンとなっても高圧及び低圧蓄圧室３，４の圧力差や燃料の粘性やオリフィス６ａ等の作用によりすぐには燃料圧力が上昇せず、応答遅れが生じる。
【００５８】
したがって、燃料噴射を開始してから燃料圧力が徐々に高圧となるので、燃料噴射開始時にこの分だけ燃料噴射率波形の傾きが緩やかになってしまい、理想的な矩形の燃料噴射率波形を得ることができないばかりか、燃料噴射量も不足することになる。
また、ΔＴ0 が正の値の場合には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、インジェクタ９の駆動期間内に第１電磁弁５を切り換えて低圧燃料噴射後に高圧燃料噴射を行なうことになるが、やはり上述と同様の理由により、高圧燃料噴射開始直後（第１電磁弁５のオン直後）はインジェクタ９内の燃料圧力が十分に高圧とならず、図３（ａ）に示すように高圧噴射開始時の燃料噴射率波形の傾きが緩やかとなり、この分だけ燃料噴射量が減少してしまう。
【００５９】
そこで、開弁時期設定手段８７により設定された切り換えタイミングΔＴ0 が高圧燃料噴射開始時の特性に影響を与えるような値の時には、以下のように燃料圧力の差圧ΔＰに基づく補正を行なうことにより、不足する燃料噴射量を補うようにしているのである。これは、燃料噴射開始時の燃料噴射率波形の傾きは、高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHPと低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPとの差圧ΔＰに起因しているからである。なお、具体的には、切り換えタイミングΔＴ0 が高圧燃料噴射開始時の特性に影響を与えるような値とは例えばΔＴ0 が−０．５ｍｓｅｃ以上の場合である。
【００６０】
以下、燃料噴射量の補正について説明する。図２に示すように、前記開弁期間設定手段８２には、高圧蓄圧室３及び低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰHP，ＰLPとの燃料圧力差（差圧）ΔＰを算出する差圧算出手段８４ｂと、上記差圧ΔＰに基づいて高圧燃料噴射量ｑmainに対する補正量ｑ′を設定する補正量設定手段８４ａが設けられている。
【００６１】
ここで、補正量設定手段８４ａには、例えば図２に示すようなマップが設けられており、差圧ΔＰが大きくなるほど、補正量ｑ′が大きくなるように設定されている。
そして、下式（３）で表すように、この補正量ｑ′を高圧燃料噴射量ｑmainに加算することにより燃料噴射量の補正が行なわれるようになっている。
ｑmain′＝ｑmain＋ｑ′・・・・・（３）
なお、高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHP及び低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPは、定常的には一定であり、したがって、通常は差圧ΔＰも一定となるが、例えばアクセルの踏み込み時等の過渡時には、燃料圧力ＰHP，ＰLPが変動する。そこで、このような差圧ΔＰを常時算出して補正量ｑ′を設定しているのである。
【００６２】
そして、高圧燃料噴射量ｑmain′が設定されると、第１開弁期間設定手段８４では、高圧燃料噴射量ｑmain′と高圧蓄圧室の圧力ＰHPとに基づいて予め設定されたマップから第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainを設定するようになっているのである。
また、上述により第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが設定されると、第２開弁期間設定手段８９では、この開弁期間ΔＴmainに開弁時期設定手段８７で設定された切り換えタイミングΔＴ0 を加算〔下式（４）参照〕することにより、第２電磁弁７の開弁期間、即ちインジェクタ９の駆動時間ΔＴinj を設定するようになっている。
ΔＴinj ＝ΔＴmain＋ΔＴ0 ・・・・・（４）
したがって、図３（ａ），（ｂ）に示すように、燃料噴射時には、例えばまず第１電磁弁５をオフにしたまま第２電磁弁７のみが開弁駆動されて、低圧蓄圧室４に蓄えられた低圧燃料が噴射される。
【００６３】
また、第２電磁弁７がオンとなってから所定時間ΔＴ0 経過すると（即ち、所定の初期噴射量ｑpre だけ燃料を噴射すると）、第２電磁弁７がオンに保持されたまま第１電磁弁５がオンになり、高圧蓄圧室３に蓄えられた高圧燃料による燃料噴射に切り換えられる。
そして、第１電磁弁５がオンとなってからΔＴmain経過すると（即ち、第２電磁弁７がオンとなってからΔＴinj 経過すると）、第１及び第２電磁弁５，７がともにオフとなり、燃料噴射が終了する。
【００６４】
そして、上述のように燃料圧力差ΔＰに基づいて燃料噴射時間ΔＴinj ，ΔＴmain及び切り換えタイミングΔＴ0 を設定することにより、高圧燃料噴射開始時に不足する燃料量を補っているのである。
本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置は、上述のように構成されているので、その燃料噴射量制御方法を図５を用いて説明すると以下のようになる。
【００６５】
まず、エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃがそれぞれ取り込まれる（ステップＳ１）と、これらのエンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度をパラメータとして、図示しないマップから目標燃料噴射量ｑinj が設定される（ステップＳ２）。また、このときのエンジン運転状態に応じて制限噴射量ｑlim が設定され（ステップＳ３）、これらの２つの燃料噴射量のうち小さい値が選択される（ステップＳ４）。
【００６６】
次に、エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃから低圧燃料噴射期間ΔＴ0 が設定される（ステップＳ５）。そして、ステップＳ５で算出された低圧燃料噴射期間ΔＴ0 が負の値であるか否かを判定し（ステップＳ６）、低圧燃料噴射期間ΔＴ0 が負の値でなければ、ステップＳ７に進む。
そして、ステップＳ７では、上記低圧燃料噴射期間ΔＴ0 及び低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPに基づいて、第２電磁弁７がオンとなってから第１電磁弁５がオンとなって高圧燃料噴射に切り換えられるまでの間（ΔＴ0 ）に噴射される低圧燃料噴射量（初期噴射量）ｑpre が設定され、その後ステップＳ８に進む。
【００６７】
また、ステップＳ５で設定される低圧燃料噴射期間ΔＴ0 が負の値であれば、ステップＳ７における初期噴射量ｑpre の設定をキャンセルして、ステップＳ６からステップＳ８に進む。
つまり、この場合には、燃料噴射開始時には初めから高圧燃料噴射が行なわれることになり、低圧燃料による初期噴射量ｑpre の設定が不要となるので、ステップＳ７における初期噴射量ｑpre の設定をキャンセルしているのである。
【００６８】
次に、ステップＳ８では、上記ステップＳ４で選択された噴射量（ここでは、目標燃料噴射量ｑinj ）と上記ステップＳ７で設定された低圧燃料噴射量ｑpre との差に基づき高圧燃料噴射量ｑmainが算出される。なお、ステップＳ６において、低圧燃料噴射期間ΔＴ0 ＜０の場合には、低圧燃料噴射量ｑpre ＝０として計算される。
【００６９】
その後、今度は低圧燃料噴射期間（切り換えタイミング）ΔＴ0 が所定値Ｔｃ（例えば−０．５ｍｓｅｃ）以上か否かが判定され（ステップＳ９）、低圧燃料噴射期間ΔＴ0 が所定値Ｔｃ以上であれば、高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHPと低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPとの差圧ΔＰが算出される（ステップＳ１０）とともに、上記差圧ΔＰに基づいて高圧燃料噴射量ｑmainに対する補正量ｑ′が設定される（ステップＳ１１）。
【００７０】
また、ステップＳ９においてΔＴ0 が所定値Ｔｃ未満であれば、ステップＳ９からステップＳ１６に進んで燃料補正量ｑ′＝０と設定される。つまり、ステップＳ１６を通る場合（ΔＴ0 が所定値Ｔｃ未満の場合）には補正は行なわれない。
そして、ステップＳ１１又はステップＳ１６で燃料補正量ｑ′が設定されるとその後、補正量ｑ′を用いて高圧燃料噴射量ｑmainが補正され（ステップＳ１２）、次に、補正後の高圧燃料噴射量ｑmain′と高圧蓄圧室の圧力ＰHPとに基づいて第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが設定される（ステップＳ１３）。
【００７１】
ステップＳ１３で第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが設定されると、次に、開弁期間ΔＴmainにΔＴ0 を加算することにより、第２電磁弁７の開弁期間、即ちインジェクタ９の駆動時間ΔＴinj が設定される（ステップＳ１４）。
そして、このようにして設定された開弁期間ΔＴmain，ΔＴmain及び切り換えタイミングΔＴ0 に基づいて各電磁弁５，７の作動が制御される（ステップＳ１５）。
【００７２】
したがって、上述のように、高圧燃料の燃料圧力と低圧燃料の燃料圧力との差圧ΔＰに応じてインジェクタ９の駆動時間（第２電磁弁７の開弁期間）ΔＴinj を補正し燃料噴射量を設定することにより、高圧燃料噴射開始時に不足する燃料噴射量を正確に補正することができ、必要な燃料量を正確に噴射することができるようになる利点がある。
【００７３】
また、目標燃料噴射量が大きく変化するような過渡運転時にも、高圧燃料と低圧燃料との圧力差ΔＰに基づき目標燃料噴射量及び各電磁弁５，７の開弁期間が設定されるので高い精度で燃料噴射制御を実行することができる利点がある。
また、本装置は従来の技術に対して制御ロジックを追加するだけでよいので、コストの増大を招くこともなく、また重量が増加することもない。さらには、各気筒の燃焼状態の均等化によりトルク変動を抑制でき排出ガス成分の気筒間差も抑制することができる利点がある。
【００７４】
次に、図６及び図７を用いて本実施形態の変形例について説明すると、この変形例は、上述の実施形態に対して第１電磁弁５の開弁期間の補正手法が異なって構成されたものであり、これ以外については上述の実施形態と同様に構成されている。したがって、以下では実施形態と異なる部分について主に説明し、重複する部分についてはその説明を省略する。
【００７５】
上述の実施形態では、図２に示すように、第１蓄圧室３の高圧燃料と第２蓄圧室４の低圧燃料との圧力差ΔＰに基づいて補正量設定手段８４ａで補正燃料量ｑ′を設定し、この燃料補正量ｑ′に応じて高圧燃料噴射量ｑmainが補正される。そして、この補正後の高圧燃料噴射量ｑmain′に応じて第１開弁期間設定手段８４で第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが設定される。つまり、第１開弁期間設定手段８４で設定される第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainは、すでに燃料の差圧ΔＰの分を見込んで設定された補正済みの値である。
【００７６】
これに対して、本変形例では、図６に示すように、第１開弁期間設定手段８４で設定される第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainは、補正前の高圧燃料噴射量ｑmainに基づいて設定されるようになっている。そして、この第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainの設定後に、第１蓄圧室３の高圧燃料と第２蓄圧室４の低圧燃料との圧力差ΔＰに応じた補正係数Ｋを乗じることにより、開弁期間ΔＴmainを補正するようなっているのである。
【００７７】
具体的に説明すると、図６に示すように、開弁期間設定手段８２には、目標燃料噴射量ｑinj （又は制限噴射量ｑlim ）と高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHPとに基づき第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainを設定する第１開弁期間設定手段８４が設けられている。また、第１開弁期間設定手段８４以外にも、差圧算出手段８４ｂ，補正係数設定手段８５，第１開弁期間補正手段８６等が設けられている。
【００７８】
この補正係数設定手段８５は、第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainを補正するための補正係数Ｋを設定するものであって、図示するようなマップに基づいて補正係数（Ｋ≧１）を設定するようになっている。
そして、差圧算出手段８４ｂにより、高圧蓄圧室３及び低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰHP，ＰLPに基づいて燃料圧力差（差圧）ΔＰが算出されると、補正係数設定手段８５において、上記の圧力差ΔＰに基づき補正係数Ｋが設定されるようになっている。
【００７９】
また、第１開弁期間補正手段８６では、第１開弁期間ΔＴmainに補正係数Ｋを乗算することにより、第１開弁期間ΔＴmainを燃料圧力差ΔＰに応じて補正するようになっている。
したがって、本変形例による燃料噴射制御方法では、図７に示すようなフローチャートに基づいて燃料噴射量が制御される。なお、図７においてステップＳ１〜Ｓ９までは上述の実施形態と同じであるので、これについては説明を省略する。
【００８０】
さて、ステップＳ９において低圧燃料噴射期間（切り換えタイミング）ΔＴ0 が所定値Ｔｃ（例えば−０．５ｍｓｅｃ）以上であると判定されると、この変形例では、高圧燃料噴射量ｑmainと高圧蓄圧室の圧力ＰHPとに基づいて第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが設定される（ステップＳ２１）。その後、高圧蓄圧室３の燃料圧力ＰHPと低圧蓄圧室４の燃料圧力ＰLPとの差圧ΔＰが算出され（ステップＳ２２）、上記差圧ΔＰに基づいて補正係数Ｋが設定される（ステップＳ２３）。
【００８１】
また、ステップＳ９においてΔＴ0 が所定値Ｔｃ未満であれば、ステップＳ２０に進んで補正係数Ｋ＝１と設定される。つまり、ステップＳ２０を通る場合（ΔＴ0 が所定値未満の場合）には補正は行なわれないことになる。
そして、ステップＳ２３又はステップＳ２０で補正係数Ｋが設定されると、第１電磁弁５の開弁期間ΔＴmainが補正係数Ｋにより補正される。つまり、第１電磁弁５の開弁期間があらためてＫ・ΔＴmainに設定される（ステップＳ２４）。
【００８２】
次に、上記補正後の開弁期間Ｋ・ΔＴmainに低圧燃料噴射期間ΔＴ0 を加算することにより、第２電磁弁７の開弁期間（即ちインジェクタ９の駆動時間ΔＴinj ）が設定される（ステップＳ２５）。そして、このようにして設定された開弁期間Ｋ・ΔＴmain，ΔＴmain及び切り換えタイミングΔＴ0 に基づいて各電磁弁５，７の作動が制御される（ステップＳ２６）。
【００８３】
そして、このような変形例においても、上述の実施形態と作用・効果を得ることができる。
なお、本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置及び燃料噴射量制御方法は、上述の実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、高圧燃料噴射量ｑmainに対する燃料補正量ｑ′の設定は、図２に示すようなマップ形式のものに限られるものではなく、少なくとも燃料圧力差ΔＰに基づいていれば演算等により求めるようにしてもよい。これは変形例における補正係数のＫの設定についても同様である。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置及び燃料噴射量制御方法によれば、高圧燃料の燃料圧力と低圧燃料の燃料圧力との差圧に応じて第２制御弁の開弁期間（燃料噴射弁の駆動時間）を補正して燃料噴射量を設定することにより、高圧燃料噴射開始時に不足する燃料噴射量を正確に補正することができ、正確な燃料量を噴射することができるようになる利点がある。
【００８５】
また、目標燃料噴射量が大きく変化するような過渡運転時にも、高圧燃料と低圧燃料との圧力差に基づき目標燃料噴射量及び各制御弁の開弁期間が設定されるので高い精度で燃料噴射制御を実行することができる利点がある。
また、本装置は従来の技術に対して制御ロジックを追加するだけでよいので、コストの増大を招くこともなく、また重量が増加することもない。さらには、各気筒の燃焼状態の均等化によりトルク変動を抑制でき排出ガス成分の気筒間差も抑制することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置が適用されるコモンレール式燃料噴射装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の要部の構成を示す模式的なブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の特性を説明する図であって、（ａ）は燃料噴射率波形を示す図、（ｂ）は各電磁弁の作動状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の燃料噴射量の補正値の特性を示す図であって、（ａ）は補正値ΔＴ０１について示す図、（ｂ）はあ補正値ΔＴ０２について示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の変形例の要部の構成を示す模式的なブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の変形例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図８】従来の２コモンレール式燃料噴射システムにおける燃料噴射特性を示す図であって、（ａ）はその噴射率波形を示す図、（ｂ）は電磁弁の作動特性を示す図である。
【符号の説明】
３  第１蓄圧室（高圧コモンレール又は高圧蓄圧室）
４  第２蓄圧室（低圧コモンレール又は低圧蓄圧室）
５  第１制御弁（第１電磁弁）
７  第２制御弁（第２電磁弁）
８  制御手段（コントローラ）
９  燃料噴射弁（インジェクタ）
８１  目標燃料噴射量設定手段
８２  開弁期間設定手段
８４  第１開弁期間設定手段
８５  補正係数設定手段
８６  第１開弁期間補正手段
８７  開弁時期設定手段
８８  低圧燃料量設定手段
８９  第２開弁期間設定手段
ｑinj   目標燃料噴射量
ｑpre   低圧燃料量
ｑ′  補正燃料量
ｑmain  補正前の高圧燃料噴射量
ｑmain′  補正後の高圧燃料噴射量
ΔＴmain  第１開弁期間
ΔＴinj   第２開弁期間
ΔＴ0   低圧燃料噴射期間（切り換えタイミング）
ΔＰ  燃料圧力差又は差圧
Ｋ  補正係数
ＰLP  第２蓄圧室圧力（低圧燃料圧力）
ＰHP  第１蓄圧室圧力（高圧燃料圧力）
【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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