(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料ポンプから吐出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ、エンジンの運転状態を検出する検出手段、及び前記検出手段からの検出信号に応じて前記インジェクタから噴射すべき目標燃料噴射量を求め、前記目標燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの燃料噴射を制御するコントローラを具備してなるコモンレール式燃料噴射装置において、
前記コントローラは、前記燃料噴射のために燃料が前記インジェクタからリークする動的リーク量を求め、前記コモンレールから前記インジェクタに供給される燃料供給量から前記動的リーク量を減算することにより実燃料噴射量を求め、前記実燃料噴射量が前記目標燃料噴射量となるように前記インジェクタからの前記燃料噴射を制御するものであり、前記インジェクタは、前記コモンレールから供給される燃料の一部が導入される圧力制御室、圧力制御室内の燃料の圧力作用に基づいて昇降して前記インジェクタの先端部に形成された燃料を噴射する噴孔を開閉する針弁、前記圧力制御室内の燃料を排出することにより前記圧力制御室内の燃料圧力を解放する開閉弁、及び前記開閉弁を作動させるアクチュエータを有しており、前記動的リーク量は、前記開閉弁を通じて前記圧力制御室からリークされる燃料量であることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記検出手段には前記コモンレールの燃料圧力を検出する圧力センサが含まれており、前記コントローラは、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力、前記燃料噴射の直前と前記燃料噴射の後との間で生じた前記コモンレールの燃料圧力の圧力降下量、及び前記燃料供給量の間における予め決められた関係を第１マップデータとして記憶しており、前記圧力センサが検出した前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力及び前記燃料噴射に伴って生じた前記圧力降下量に対応した前記燃料噴射における前記燃料供給量を、前記第１マップデータから求めるものであることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記開閉弁を開弁させるため前記アクチュエータへの駆動信号を制御するコマンドパルスを出力し、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力、前記動的リーク量、及び前記コマンドパルスのパルス幅の間における予め決められた関係を第２マップデータとして記憶しており、前記圧力センサが検出した前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力及び前記燃料噴射において前記目標燃料噴射量に応じて求められた前記コマンドパルスのパルス幅に対応した前記燃料噴射時における前記動的リーク量を、前記第２マップデータから求めるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項４】
前記エンジンは多気筒エンジンであり、前記コントローラは、各気筒別に前記実燃料噴射量を求め、該実燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの前記燃料噴射の制御を各気筒別に行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記実燃料噴射量に対する前記目標燃料供給量の比として補正係数を求め、同一の前記インジェクタによる次回の燃料噴射における前記目標燃料噴射量に前記補正係数を乗じることによって修正目標燃料噴射量を求め、前記修正目標燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの次回の前記燃料噴射を制御するものであることを特徴とする請求項４に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記高圧燃料ポンプは、各気筒における前記インジェクタからの前記燃料噴射のために前記コモンレールに燃料を吐出するプランジャ式のサプライポンプであり、前記コントローラは、前記高圧燃料ポンプの各プランジャが下死点から上死点に至る間に、前記プランジャに対応する前記気筒における前記インジェクタからの前記燃料噴射と、前記高圧燃料ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出とを行うものであることを特徴とする請求項４又は５に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項７】
前記高圧燃料ポンプは、その吐出側に流量制御弁を備えており、前記コントローラは、燃焼順序に従った次の前記インジェクタからの燃料噴射のために前記高圧燃料ポンプが燃料を吐出する吐出期間を、その吐出終了時が全吐出時吐出期間の吐出終了時となるように前記流量制御弁を制御するものであることを特徴とする請求項６に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記燃料噴射のための前記高圧燃料ポンプによる燃料の送込み後であって且つ当該燃料噴射のための前記インジェクタへの駆動信号の開始前における前記コモンレールの燃料圧力を、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力とし、前記燃料噴射の終了後であって次の前記燃料噴射のための前記高圧燃料ポンプによる燃料の前記吐出期間の開始前に検出された前記コモンレールの燃料圧力を、前記燃料噴射の後における前記コモンレールの燃料圧力とするものであることを特徴とする請求項７に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，コモンレールから供給される燃料の圧力作用に基づいて，燃料をエンジンの燃焼室に噴射するコモンレール式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，エンジンの燃料噴射装置として，コモンレールに貯留された燃料を複数のインジェクタに供給し，燃料の一部を作動流体として利用してインジェクタを作動させると共に，かかる各インジェクタの作動によってコモンレールから供給された燃料をインジェクタの先端に形成された噴孔からエンジンの燃焼室に噴射する型式のコモンレール式燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
図９には，上記のコモンレール式燃料噴射装置の一例の概略が示されている。燃料タンク４からフィルタ５を経てフィードポンプ６によって吸い上げられて所定の吸入圧力に加圧された燃料は，燃料管７を通じて高圧燃料ポンプ８に送られる。高圧燃料ポンプ８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ポンプであり，燃料を運転状態等に基づいて定められる高圧に昇圧し，昇圧された燃料を燃料管９を通じてコモンレール２に供給する。コモンレール２に所定圧力に昇圧した状態で貯留された燃料は，コモンレール２から燃料供給管３を通じて，複数のインジェクタ１に供給される。図示の例では６気筒エンジンであり，６つの気筒（図示せず）には，その内部に形成される燃焼室にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ１が配設されている。なお，エンジンは，図示の６気筒に限らず，４気筒でもよいことは明らかである。
【０００４】
高圧燃料ポンプ８からリリーフされた燃料は，戻し管１０を通じて燃料タンク４に戻される。また，燃料管９を通じてインジェクタ１に供給された燃料のうち，燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は，戻し管１１を通じて燃料タンク４に戻される。コントローラ１２には，各種のセンサ，即ち，エンジン回転数Ｎｅを検出するためのクランク角度センサ，アクセル開度Ａｃを検出するためのアクセル開度センサ，高圧燃料の温度を検出する燃料温度センサ等の各種センサからの信号が入力されている。その他のエンジンの運転状態を検出するためのセンサとしては，吸気管内圧力を検出するための吸気管内圧力センサ，冷却水温度を検出するための水温センサ等がある。また，コントローラ１２には，コモンレール２に設けられている圧力センサ１３が検出したコモンレール２内の燃料圧力（以下，コモンレール圧力という）の検出信号が送られる。
【０００５】
コントローラ１３は，これらの信号に基づいて，エンジン出力がその運転状態に即した最適なものになるように，例えば，燃料が最適な噴射時期に最適な燃料噴射量でもって対応する燃焼室に噴射されるように，燃料の噴射時期や噴射量を含むインジェクタ１による燃料噴射を制御する。インジェクタ１から噴射される燃料の噴射圧はコモンレール圧力に略等しい。噴射期間と共に燃料噴射量を決定する噴射圧力の大きさは，流量制御弁１４を制御してコモンレール２への高圧燃料の供給量を制御することにより制御される。インジェクタ１からの燃料の噴射でコモンレール２内の燃料が消費された場合や，燃料噴射量を変更する場合に，コントローラ１２は，コモンレール圧力が所定の燃料圧力となるように，流量制御弁１４を制御して高圧燃料ポンプ８からコモンレール２への燃料の吐出量を制御する。即ち，高圧燃料ポンプ８が吐出した燃料のうち，流量制御弁１４が開いている期間を制御することにより，燃料管９を通じてコモンレール２に燃料が送り込まれる。コモンレール燃料噴射装置それ自体は，従来公知のものであり，これ以上の詳細な説明を省略する。
【０００６】
このコモンレール式燃料噴射装置においては，インジェクタ１は，図１０に示すようなインジェクタ本体２１と，インジェクタ本体２１に取り付けられ且つ内部に形成された中空穴２３内を摺動自在な針弁２４を有するノズル２２とを備えている。コモンレール２から燃料供給管３を通じて各インジェクタ１に供給された燃料は，燃料入口継手３０を介して燃料供給管３に接続され且つインジェクタ本体２１の内部に形成された燃料通路３１，３２，ノズル２２に形成されている燃料溜まり３３，及び中空穴２３内において針弁２４の周囲の通路を通じて，ノズル２２の先端部に形成された噴孔２５が針弁２４のリフトによって開いたとき，噴孔２５から燃焼室内に噴射される。なお，余剰の燃料は戻し管１１を通じてコモンレールに戻される。
【０００７】
インジェクタ１には，針弁２４のリフトを制御するために，圧力制御室式の針弁リフト機構が設けられている。即ち，コモンレール２から供給される高圧燃料の一部は，インジェクタ１の内部に形成された圧力制御室４０に導入される。また，インジェクタ１のヘッド部には，圧力制御室４０への高圧燃料の流入と流出とを制御する電子デバイス式のアクチュエータとしての電磁弁１５が設けられており，コントローラ１２は，エンジンの運転状態に応じて電磁弁１５の作動を制御して，圧力制御室４０内における燃料の圧力状態を，導入した高圧燃料による高圧状態，又は圧力制御室４０内の圧力を解放した低圧状態に制御する。コントローラ１２からの制御信号としての駆動信号（例えば，電流値）が信号線３７を通じて電磁弁１５のソレノイド３８に送られ，ソレノイド３８が励磁されると，アーマチュア３９が上昇して，リーク通路としての燃料路４１の端部に設けられた開閉弁４２が開く。圧力制御室４０に供給された燃料が開いた開閉弁４２を通じて排出されることにより，圧力制御室４０内の高圧の燃料圧が解放される。
【０００８】
インジェクタ１のインジェクタ本体２１に形成された中央中空穴４３内には，コントロールピストン４４が昇降可能に設けられている。圧力制御室４０内の圧力状態が高圧状態であると，燃料の圧力作用によって針弁２４が降下して噴孔２５が閉じられている。電磁弁１５の作動時に低下した圧力制御室４０内の圧力に基づく力とリターンスプリング４５のばね力とによってコントロールピストン４４に働く押下げ力よりも，燃料溜まり３３に臨むテーパ面３４及び針弁２４の先端部に作用する燃料圧に基づいてコントロールピストン４４を押し上げる力が勝るため，コントロールピストン４４は上昇する。その結果，針弁２４がリフトして，噴孔２５から燃料が噴射される。燃料噴射量は，燃料流路内の燃料圧と針弁２４のリフト（リフト量，リフト期間）とによって定められる。
【０００９】
上記のコモンレール式燃料噴射装置においては，インジェクタ１の実燃料噴射量は燃料噴射の前後において生じるコモンレール２の圧力降下量から算出される。コントローラ１２は，そのようにして求められた実燃料噴射量がエンジンの運転状態に応じた目標燃料噴射量となるように，燃料噴射弁の開弁時間を制御している。かかる実燃料噴射量の算出については，特開昭６２−１８６０３４号公報に開示されているものがある。この公報に記載されている燃料噴射制御は，圧力制御室が容積部としての制御ロッド加圧室となっており，容積変化による圧力の加圧又は減圧によって針弁を上下動させ，燃料噴射弁の先端に形成された噴孔から燃料の噴射を行っている。また，実燃料噴射量の算出は，コモンレールの圧力降下量，降下前のコモンレール圧力，及び燃料温度に基づいて行われている。燃料噴射弁の開閉についての制御は，実燃料噴射量に対する目標燃料噴射量の比を目標燃料噴射量に乗じることによって，補正後の目標燃料噴射量を求め，その補正後の目標燃料噴射量を得るように行われている。
【００１０】
一方，本出願人は，圧力制御室における高圧燃料の供給及び解放を，圧力制御室内側に弁傘を有する開閉弁によって行う燃料噴射装置を提案している（特開平１０−７７９２４号公報）。この燃料噴射装置によれば，開閉弁は，圧力制御室から燃料圧を解放する排出路を貫通して圧力制御室内に延びている弁ステム部を備えており，弁ステム部の先端に設けられた弁傘の弁フェースが，排出路の入口側開口部に形成された弁シートに接触又は弁シートから離間することにより，圧力制御室における高圧燃料の圧力作用とその解放とが制御される。開閉弁を開弁して圧力制御室から高圧燃料をリークするときに，針弁がリフトしてインジェクタの先端に形成されている噴孔から燃料が噴射される。圧力制御室内の燃料をアクチュエータで加圧することがないので，圧力制御室のシール性に格段に配慮する必要がなく，昨今のディーゼルエンジンに用いられる高い燃料噴射圧力の要求にも応えることができる。
【００１１】
ところで，開閉弁による圧力制御室内の高圧燃料をリークすることにより針弁をリフトさせて燃料を噴射する上記のコモンレール式燃料噴射装置では，インジェクタに供給された燃料量のうち，一部はインジェクタの先端部に形成された噴孔から噴射される実際の燃料噴射量であるが，一部は圧力制御室から開閉弁を通じて低圧側にリークされる動的リーク量である。単にコモンレールの圧力降下量を利用するだけでは，実際に燃焼室に噴射された燃料量である実燃料噴射量を求めることができない。したがって，目標燃料噴射量を得られるようにインジェクタの作動を制御することができず，最適な燃料噴射制御ができずに，騒音や排気ガス特性の悪化等の不具合を招くという問題点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，検出手段が検出したエンジンの運転状態に応じて，コントローラがインジェクタから燃焼室に噴射されるべき目標燃料噴射量を演算しているコモンレール式燃料噴射装置においては，コモンレールからインジェクタへの燃料供給量のうち，実際にインジェクタから燃焼室に噴射された実燃料噴射量を求めて，その実燃料噴射量が目標燃料噴射量になるように，インジェクタ殻の燃料噴射を制御する必要がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，高圧燃料ポンプから吐出された燃料をコモンレールに貯留し，コモンレールから供給された燃料をインジェクタが燃焼室に噴射し，コントローラがエンジンの運転状態を検出する検出手段からの検出信号に応じて求められる目標燃料噴射量に基づいてインジェクタからの燃料噴射を制御しているコモンレール式燃料噴射装置において，コモンレールからインジェクタへの燃料供給量のうち，実際にインジェクタから燃焼室に噴射された実燃料噴射量を求めて，その実燃料噴射量が目標燃料噴射量になるようにインジェクタの作動を制御して，最適な燃料噴射を行い，騒音や排気ガス特性の悪化等の招くことを防止することができるコモンレール式燃料噴射装置を提供することである。
【００１４】
前記目的を達成するため、この発明によるコモンレール式燃料噴射装置は、高圧燃料ポンプから吐出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ、エンジンの運転状態を検出する検出手段、及び前記検出手段からの検出信号に応じて前記インジェクタから噴射すべき目標燃料噴射量を求め、前記目標燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの燃料噴射を制御するコントローラを具備してなるコモンレール式燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記燃料噴射のために燃料が前記インジェクタからリークする動的リーク量を求め、前記コモンレールから前記インジェクタに供給される燃料供給量から前記動的リーク量を減算することにより実燃料噴射量を求め、前記実燃料噴射量が前記目標燃料噴射量となるように前記インジェクタからの前記燃料噴射を制御するものであり、前記インジェクタは、前記コモンレールから供給される燃料の一部が導入される圧力制御室、圧力制御室内の燃料の圧力作用に基づいて昇降して前記インジェクタの先端部に形成された燃料を噴射する噴孔を開閉する針弁、前記圧力制御室内の燃料を排出することにより前記圧力制御室内の燃料圧力を解放する開閉弁、及び前記開閉弁を作動させるアクチュエータを有しており、前記動的リーク量は、前記開閉弁を通じて前記圧力制御室からリークされる燃料量であることを特徴とする。
【００１５】
この発明によるコモンレール式燃料噴射装置によれば，コモンレールからインジェクタに供給される燃料供給量からインジェクタの動的リーク量を減算することにより実際にインジェクタから燃焼室に噴射される実燃料噴射量が求められるので，コントローラは，例えば，実燃料噴射量が目標燃料噴射量に比較して少なければ，動的リーク量を補うように目標燃焼噴射量を増加する等の制御を行って，実燃料噴射量が目標燃料噴射量となるようにインジェクタの作動を制御する。
【００１６】
前記検出手段には前記コモンレールの燃料圧力を検出する圧力センサが含まれており、前記コントローラは、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力、前記燃料噴射の直前と前記燃料噴射の後との間で生じた前記コモンレールの燃料圧力の圧力降下量、及び前記燃料供給量の間における予め決められた関係を第１マップデータとして記憶しており、前記圧力センサが検出した前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力及び前記燃料噴射に伴って生じた前記圧力降下量に対応した前記燃料噴射における前記燃料供給量を、前記第１マップデータから求めるものであることを特徴とする。即ち、コモンレールからの燃料供給量は、インジェクタの燃料噴射期間が同じならばコモンレールの燃料圧力が高いほど、また燃料噴射の直前におけるコモンレールの燃料圧力が同じであれば、コモンレールの圧力降下量が多いほどインジェクタに多量に供給されたことが推定され、これらの間の関係が予め決められて、第１マップデータとしてコントローラに記憶されている。コモンレールの燃料圧力に関する情報から、第１マップデータを利用して、インジェクタへの燃料供給量が求められる。
【００１８】
前記コントローラは、前記開閉弁を開弁させるため前記アクチュエータへの駆動信号を制御するコマンドパルスを出力し、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力、前記動的リーク量、及び前記コマンドパルスのパルス幅の間における予め決められた関係を第２マップデータとして記憶しており、前記圧力センサが検出した前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力及び前記燃料噴射において前記目標燃料噴射量に応じて求められた前記コマンドパルスのパルス幅に対応した前記燃料噴射時における前記動的リーク量を、前記第２マップデータから求めるものであることを特徴とする。即ち、コマンドパルスのパルス幅はアクチュエータの作動期間を定めており、アクチュエータの作動期間が長いほど開閉弁の開弁期間が長くなって動的リーク量が増加し、また、燃料噴射の直前におけるコモンレールの燃料圧力が高いほど圧力制御室内の圧力も高く、開閉弁を通じてリークする燃料量が増加することが推定され、これらの間の関係が予め決められて、第２マップデータとしてコントローラに記憶されている。コモンレールの燃料圧力に関する情報と、コマンドパルスのパルス幅とから、第２マップデータを利用して動的リーク量が求められる。
【００１９】
前記エンジンは多気筒エンジンであり、前記コントローラは、各気筒別に前記実燃料噴射量を求め、該実燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの前記燃料噴射の制御を各気筒別に行うものであることを特徴とする。動的リーク量については、通常、気筒毎にバラツキがあるので、気筒毎に実燃料噴射量を求めて燃料噴射の制御をするのが好ましい。
【００２０】
前記コントローラは、前記実燃料噴射量に対する前記目標燃料供給量の比として補正係数を求め、同一の前記インジェクタによる次回の前記燃料噴射における前記目標燃料噴射量に前記補正係数を乗じることによって修正目標燃料噴射量を求め、前記修正目標燃料噴射量に基づいて前記インジェクタからの次回の燃料噴射を制御するものであることを特徴とする。即ち、一般には、実燃料噴射量が目標燃料供給量より小さい値であるから、１より大きい数として補正係数を求め、目標燃料噴射量に補正係数を乗じることによって目標燃料噴射量よりも大きい値を有する修正目標燃料噴射量を求める。修正目標燃料噴射量に対応して、コモンレールの燃料圧力を高めたり又はコマンドパルス幅を長くすることにより、実燃料噴射量が増加するような補正された燃料噴射が行われる。
【００２１】
前記高圧燃料ポンプは、各気筒における前記インジェクタからの前記燃料噴射のために前記コモンレールに燃料を吐出するプランジャ式のサプライポンプであり、前記コントローラは、前記高圧燃料ポンプの各プランジャが下死点から上死点に至る間に、前記プランジャに対応する前記気筒における前記インジェクタからの前記燃料噴射と、前記高圧燃料ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出とを行うものであることを特徴とする。
【００２２】
前記高圧燃料ポンプはその吐出側に流量制御弁を備えており、前記コントローラは、燃焼順序に従った次の前記インジェクタからの燃料噴射のために前記高圧燃料ポンプが燃料を吐出する吐出期間を、その吐出終了時が全吐出時吐出期間の吐出終了時となるように前記流量制御弁を制御していることを特徴とする。
【００２３】
前記コントローラは、前記燃料噴射のための前記高圧燃料ポンプによる燃料の送込み後であって且つ当該燃料噴射のための前記インジェクタへの駆動信号の開始前における前記コモンレールの燃料圧力を、前記燃料噴射の直前における前記コモンレールの燃料圧力とし、前記燃料噴射の終了後であって次の前記燃料噴射のための前記高圧燃料ポンプによる燃料の前記吐出期間の開始前に検出された前記コモンレールの燃料圧力を、前記燃料噴射の後における前記コモンレールの燃料圧力とするものであることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明によるコモンレール式燃料噴射装置の実施例を説明する。コモンレール式燃料噴射装置及びインジェクタは，図９及び図１０に示した装置をそのまま用いることができるので，再度の詳細な説明を省略する。図１は，この発明によるコモンレール式燃料噴射装置において，インジェクタの駆動信号とコモンレール圧力との時間変化を示すグラフである。図２は，高圧燃料ポンプの１回転の範囲に渡って，ポンプ吐出量，インジェクタの駆動パルス，コモンレール圧力の測定タイミングを示すグラフである。
【００２５】
図１に示すグラフにおいて，高圧燃料ポンプ８のプランジャは，時刻ｔ0 に下死点に到達する。時刻ｔ0 から時間Ｔ0 後に，インジェクタ１に駆動信号（駆動電流）が立ち下がり，インジェクタ１が燃料噴射のための作動を開始する。インジェクタ１からは燃料が噴射され，駆動信号の立ち下がり時刻からの時間Ｔｄ（駆動信号の立ち上がり時刻よりも時間遅れがある）の後に燃料噴射が終了する。コモンレール圧力Ｐｃは，エンジンサイクルにおける各気筒毎での燃料噴射に対応して，燃料の噴射が開始されてから時間遅れを伴って降下を開始し，噴射終了後には，燃焼順序に従って次に燃焼が行われる気筒での燃料噴射のために高圧燃料ポンプ８からの燃料の吐出に応じて回復するというサイクルを繰り返している。即ち，高圧燃料ポンプ８のプランジャが下死点から上死点に至るまでの間に，対応する気筒においては，燃料噴射とその後のコモンレールへの燃料の送出しによる圧力回復とが行われている。
【００２６】
燃料噴射の直前と燃料噴射終了後との間で生じるコモンレールの燃料圧力の圧力降下量，即ち，コモンレール圧力差ΔＰｃは，燃料噴射の直前に圧力センサ１３が検出する高い圧力Ｐｃｈと，時刻ｔ0 から時間Ｔｓ後において圧力センサ１３が検出する低下した圧力Ｐｃｌとの差として算出される（ΔＰｃ＝Ｐｃｈ−Ｐｃｌ）。コモンレール圧力差ΔＰｃは，噴孔２５から燃焼室に実際に噴射された実燃料噴射量と圧力制御室４０からリークする動的リーク量との和に対応して低下した圧力降下量ΔＰ1 と，静的リーク，即ち，燃料噴射動作をしないにもかかわらずインジェクタからの燃料漏れがある場合にその燃料漏れに対応して低下した圧力降下量ΔＰ2 との合計である（ΔＰｃ＝ΔＰ1 ＋ΔＰ2 ）。静的リークがある場合には，燃料噴射終了後であっても，コモンレール圧力Ｐｃは僅かではあるが徐々に降下する。なお，静的リークについては無視できる場合が多く，この場合には，燃料噴射の直前と燃料噴射終了後との間で生じるコモンレール圧力差ΔＰｃは，上記のΔＰ1 となる。
【００２７】
燃料噴射に起因して低下したコモンレール圧力Ｐｃは，高圧燃料ポンプ８からの燃料の吐出によって，燃焼順序に従って次に噴射すべき気筒での燃料噴射において要求される所定のレベルにまで回復される。高圧燃料ポンプ８のサイクルには，プランジャの下死点に対応した時刻ｔ0 からのポンプの無駄押しのけ容積ストローク期間Ｔａと，その後の全吐出時吐出期間Ｔｐｆとが含まれる。全吐出時吐出期間Ｔｐｆは，エンジンの最高負荷に対応しており，吐出可能なすべての範囲に渡って燃料を吐出する期間である。エンジンが部分負荷の状態にある場合には，全吐出時吐出期間Ｔｐｆに渡って燃料を吐出する必要がないので，燃料は，全吐出時吐出期間Ｔｐｆのうち当初の所定の期間においては，高圧燃料ポンプ８の吐出側に配設された流量制御弁１４によって戻し管１０を通じて燃料タンク４にリークされ，全吐出時吐出期間Ｔｐｆの終了までの一部の期間である吐出期間Ｔｐにおいて，燃料管９を通じてコモンレール２に供給される。吐出期間Ｔｐ中においては，燃料が燃料管９を通じてコモンレール２に供給されるので，コモンレール圧力Ｐｃが次第に回復する。
【００２８】
時刻ｔ0 から期間Ｔｓが経過した時ｔS に燃料噴射終了後のコモンレール圧力Ｐｃが測定されるが，期間Ｔｓは，全吐出時吐出期間Ｔｐｆ及び吐出期間Ｔｐを用いて，次の不等式を充足するものとして選定される。
Ｔ0 ＋Ｔｄ＜Ｔ0 ＋Ｔｓ＜Ｔａ＋Ｔｐｆ−Ｔｐ
インジェクタ１への駆動信号の立ち下がり時期から計った期間Ｔｓの経過後の測定時期ｔS は，燃料噴射終了時期よりも後で，且つ燃焼順序に従って次に燃焼が行われるべき気筒の燃料噴射のためにプランジャによる燃料の吐出が開始される前の範囲，即ち，図２のＡで示す範囲内にあるように決定される。吐出期間Ｔｐは，次の気筒での燃料噴射で要求される要求吐出量とコモンレール圧力とによって算出される。吐出期間Ｔｐは，具体的には，高圧燃料ポンプ８の吐出側に設けられる流量制御弁１４の燃料管９に通じる期間として制御される。
【００２９】
以下，インジェクタ１の静的リーク量は，殆ど無視できる程度に少ないとして説明する。燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃｈと燃料噴射の後におけるコモンレール圧力Ｐｃｌとの圧力差ΔＰｃは，実燃料噴射量Ｑａと圧力制御室４０からの燃料の動的リーク量Ｑｌとの合計量である燃料供給量Ｑｔに基づいて低下した圧力降下量ΔＰ1 である。この圧力差ΔＰｃと燃料供給量Ｑｔとのデータは，燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃ（＝Ｐｃｈ）をパラメータとして，図３に示すようなマップデータ（第１マップデータ）として予め決められている。燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃ及び圧力降下量ΔＰｃは圧力センサ１３からの検出信号に基づいて求めたり又は算出されるから，図３に示すマップデータから，燃料供給量Ｑｔを求めることができる。
【００３０】
また，燃料供給量Ｑｔから実燃料噴射量Ｑａを求めるには，圧力制御室４０からの燃料の動的リーク量Ｑｌを求めて，燃料供給量Ｑｔから動的リーク量Ｑｌが減算される。動的リーク量Ｑｌは，インジェクタ１のアクチュエータ（電磁弁１５）に供給される駆動信号によって圧力制御室４０の燃料路４１を開閉する開閉弁４２の開弁時間が長いほど，またそのときの圧力制御室４０内の燃料圧力が高いほど多くなる。動的リーク量Ｑｌと，インジェクタ１に供給される駆動信号の期間を定めるためにコントローラ１２が出力するコマンドパルスのパルス幅Ｐｗとの関係は，燃焼噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃをパラメータとして，図４に示すマップデータ（第２マップデータ）として予め決められている。コマンドパルスのパルス幅Ｐｗは，エンジンの運転状態に応じてコントローラ１２が求めるので既知であり，燃焼噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃは圧力センサ１３によって検出されるから，このマップデータを利用することにより，動的リーク量Ｑｌが求められる。動的リーク量Ｑｌが求められると，燃料供給量Ｑｔからの減算により実燃料噴射量Ｑａが求められる。
【００３１】
実燃料噴射量Ｑａと動的リーク量Ｑｌとの合計量として燃料供給量Ｑｔが求められると，その燃料供給量Ｑｔを得るために高圧燃料ポンプ８が燃料を吐出しなければならない吐出期間（部分吐出時吐出期間）Ｔｐは，燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃをパラメータとして，図５に示されているような，予め決められたマップデータから求められる。求められた吐出期間Ｔｐは，燃料噴射後に低下したコモンレール圧力Ｐｃを検出するタイミンイグ時期を決定するのに用いられる。即ち，燃料噴射後に低下したコモンレール圧力Ｐｃを検出するタイミンイグ時期は，遅くとも，全吐出時吐出期間Ｔｐｆの終期から吐出期間Ｔｐを逆上った時期までに設定される。燃料噴射の終了時期は，コモンレール圧力の変化を監視することによって知ることができるが，コマンドパルスの立ち上がり（ＯＮ）時期から，コモンレール圧力と目標燃料噴射量から定められる所定期間の経過後において検出されるコモンレール圧力としてもよい。燃料噴射の終了時期の決定方法は，これらの方法以外にも考えられ，特に限定されるものではない。
【００３２】
コモンレール式燃料噴射装置においては，以上のように，動的リーク量を考慮して実燃料噴射量を求めることができる。動的リーク量を考慮した燃料噴射制御について，図６に示すフローチャートに基づいて，以下に説明する。図６は，この発明によるコモンレール式燃料噴射装置における燃料噴射制御のメインフローを示す図である。図６に示すように，エンジンの運転状態として，エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数センサによって検出され（ステップ１，Ｓ１と略す。以下同じ），エンジンへの負荷を表すものとしてアクセルペダル踏込み量のようなアクセル操作量Ａｃがアクセル操作量センサによって検出される（Ｓ２）。Ｓ１及びＳ２で検出されたエンジン回転数Ｎｅとアクセル操作量Ａｃとに基づいて，予め決められたマップデータ（図示せず）を参照することにより，目標燃料噴射量Ｑｂ及び目標燃料噴射時期Ｔｂが求められる（Ｓ３，Ｓ４）。コモンレール圧力Ｐｃが圧力センサ１３のサンプリング検出信号から算出される（Ｓ５）。Ｓ３で求められた目標燃料噴射量Ｑｂを得るために必要な目標コモンレール圧力Ｐｃ0 が決定される（Ｓ６）。高圧燃料ポンプ８の流量制御弁１４の開閉を定める割合（例えば，電磁弁のデューティ比）を制御することにより，コモンレール圧力Ｐｃが目標コモンレール圧力Ｐｃ0 となるように制御される（Ｓ７）。
【００３３】
図７は，気筒別補正係数演算ルーチンを示すフローチャートである。圧力センサ１３によってサンプリング検出されたコモンレール圧力Ｐｃから，適宜の平滑化処理を経て，各気筒の燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃｈと，燃料噴射終了後におけるコモンレール圧力Ｐｃｌが求められ，コントローラ１２のＲＯＭに記憶されている。先ず，燃料噴射の直前と燃料噴射後とにおけるコモンレール圧力ＰｃｈとＰｃｌとが読み出される（Ｓ１０）。燃料噴射前のコモンレール圧力Ｐｃｈと，圧力降下量ΔＰｃ（＝Ｐｃｈ−Ｐｃｌ）に対応した燃料供給量Ｑｔが，図３に示す第１マップデータから求められる（Ｓ１１）。当該燃料噴射についてアクチュエータとしての電磁弁１５に駆動信号を供給するため，コントローラ１２から出力されたコマンドパルスのパルス幅Ｐｗに対応した動的リーク量Ｑｌが，燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力Ｐｃｈをパラメータとして，図４に示す第２マップデータから求められる（Ｓ１２）。Ｓ１１で求めた燃料供給量ＱｔとＳ１２で求めた動的リーク量Ｑｌとから，実燃料噴射量Ｑａが，式（Ｑａ＝Ｑｔ−Ｑｌ）によって算出される（Ｓ１３）。Ｓ３で求められた実燃料噴射量Ｑａに対する目標燃料噴射量Ｑｂの比として，補正係数Ｋ（Ｋ＝Ｑｂ／Ｑａ）が求められる（Ｓ１４）。
【００３４】
図８は，気筒判別信号割込み処理ルーチンを示すフローチャートである。Ｓ３で求められた目標燃料噴射量Ｑｂが読み込まれる（Ｓ２０）。Ｓ１４で求められた補正係数Ｋが読み込まれる（Ｓ２１）。補正係数Ｋを用いて目標燃料噴射量Ｑｂが補正され，修正目標燃料噴射量Ｑｃ（Ｑｃ＝Ｋ×Ｑｂ）が求められる（Ｓ２２）。修正目標燃料噴射量Ｑｃは，通常，目標燃料噴射量Ｑｂより大きな値となる。修正目標燃料噴射量Ｑｃに対応したコマンドパルス幅Ｐｗをマップデータから算出する（Ｓ２３）。コマンドパルス幅Ｐｗに応じた駆動信号をインジェクタ１の電磁弁１５に供給して，インジェクタ１から燃料を噴射する（Ｓ２４）。以上の燃料噴射の制御は，複数のインジェクタ１のバラツキや個々のインジェクタ１の径年変化に対応するため，各インジェクタ１毎に行われる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によるコモンレール式燃料噴射装置によれば，インジェクタの動的リーク量を考慮することにより，インジェクタの個体差に応じて変動する実燃料噴射量を求め，実燃料噴射量が目標燃料噴射量となるように，目標燃料噴射量と実燃料噴射量との相違に応じて目標燃料噴射量を補正しているので，インジェクタの個体差に起因したエンジンの回転変動，振動・騒音，排気ガス特性を改善することができる。また，インジェクタの動的リーク量を考慮することにより，同じインジェクタであっても，その径時変化に応じて変動する実燃料噴射量を逐次求め，同様な目標燃料噴射量の補正をしているので，排気ガスの悪化を防止することができる。更に，インジェクタ間のサイクル間（又は，数サイクル間）の燃料噴射量のバラツキを上記と同様の態様で検出し，インジェクタへの駆動信号を制御するコマンドパルス幅を補正をするので，エンジンの回転変動，振動・騒音，排気ガス特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置において，インジェクタの駆動信号とコモンレール圧力との時間変化を示すグラフである。
【図２】高圧燃料ポンプの１回転の範囲に渡って，ポンプ吐出量，インジェクタの駆動パルス，コモンレール圧力の測定タイミングを示すグラフである。
【図３】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置において用いられる第１マップデータの一例を示す図である。
【図４】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置において用いられる第２マップデータの一例を示す図である。
【図５】燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力をパラメータとして，燃料供給量と高圧燃料ポンプによる燃料の吐出期間との関係を示すマップデータである。
【図６】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置における，燃料噴射制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置における，気筒別補正係数演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】この発明によるコモンレール式燃料噴射装置における，気筒判別信号割込み処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】従来のコモンレール式燃料噴射装置の全体を示す概略図である。
【図１０】図９に示すコモンレール式燃料噴射装置に用いられるインジェクタの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    インジェクタ
２    コモンレール
８    燃料供給ポンプ
１２  コントローラ
１３  圧力センサ
１４  流量制御弁
１５  電磁弁
２４  針弁
２５  噴孔
４０  圧力制御室
４２  開閉弁
Ｐｃ    コモンレール圧力
ΔＰｃ  コモンレールの圧力降下量
Ｐｃｈ  燃料噴射の直前におけるコモンレール圧力
Ｐｃｌ  燃料噴射の後におけるコモンレール圧力
Ｑｔ    燃料供給量
Ｑａ    実燃料噴射量
Ｑｌ    動的リーク量
Ｑｂ    目標燃料噴射量
Ｑｃ    修正目標燃料噴射量
Ｋ      補正係数
Ｐｗ    コマンドパルス幅
Ｔｐ    吐出期間（部分吐出時）
Ｔｐｆ  全吐出時吐出期間
ｔS     燃料噴射の後におけるコモンレール圧力測定時期
【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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