JP4161690B2

JP4161690B2 - 蓄圧式燃料噴射装置

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Publication number: JP4161690B2
Application number: JP2002337085A
Authority: JP
Inventors: 嘉雄伊藤; 克彦竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: FR2847305A1; US20040099248A1; DE10353998A1; JP2004169633A; US6814059B2; FR2847305B1; DE10353998B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレールに蓄えられた高圧燃料をインジェクタから噴射する蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蓄圧式燃料噴射装置は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタから噴射される噴射量を算出する。具体的な一例を示すと、通常運転時の燃料噴射量は、アクセル開度とエンジン回転数により基本噴射量が決められ、エンジン水温、過給圧、大気圧、燃料温度等の影響を考慮して基本噴射量を補正して目標噴射量（Ｑfin ）が決められる。
一方、コモンレールの圧力（以下、コモンレール圧）は、目標噴射量（Ｑfin ）とエンジン回転数により基本圧（Ｐ）が決められ、エンジン水温、過給圧、大気圧、燃料温度等の影響を考慮して基本圧（Ｐ）を補正して目標圧（Ｐfin ）が決められる。
【０００３】
ここで、アクセルオフ等により目標圧（Ｐfin ）に対してコモンレールの実圧（ＮＰＣ）が高い時（圧差（ΔＰ）が大）に高温燃焼による音が発生する。これは、短い燃焼期間で大きな熱発生を伴う時に発生する音に相当する。
具体的な発生例を示す。コモンレールに高圧燃料を供給するサプライポンプは、高圧燃料の吐出量が制御装置によって調整されてコモンレール圧を目標圧（Ｐfin ）に維持している。即ち、サプライポンプによってコモンレール圧を目標圧（Ｐfin ）に上昇させる機能がある。しかし、逆にコモンレールの降圧要求がある場合には、吐出を止めることはできるが、積極的にコモンレール圧を減圧する機能はない。
【０００４】
このため、高速走行直後の減速時等のように、高速高圧で燃料噴射を行っていた状態から急激に低圧での噴射が要求されても、コモンレール圧が、インジェクタによる噴射やインジェクタからのリークで低圧に減圧するまでの期間は、本来要求される目標圧（Ｐfin ）より実圧（ＮＰＣ）が高い状態（圧差（ΔＰ）が大）でインジェクタから燃料噴射が行われることになる。
このように、目標圧（Ｐfin ）より実圧（ＮＰＣ）が高い状態では、噴射期間が極端に短くなり、短時間で大きな熱発生を伴う燃焼によって音が発生する。この高温燃焼の発生は車両性能上も好ましくない。
【０００５】
上記の不具合を回避するために、コモンレールあるいは高圧燃料配管にコモンレール圧を減圧調整するための減圧弁を取り付け、目標圧（Ｐfin ）の急激な減圧時にはコモンレールに蓄圧された高圧燃料を燃料タンクへ戻すことで実圧（ＮＰＣ）を瞬時に目標圧（Ｐfin ）に減圧させる技術が知られている。
また、減圧弁を設けずにコモンレール圧を低減する手段として、インジェクタの電磁弁を、インジェクタが開弁するに至る時間よりも短い時間幅で開弁駆動して空打ちさせ、コモンレールからインジェクタの制御室に流入する高圧燃料を燃料タンクにリークさせてコモンレール圧を低下させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１７３１８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した減圧弁を用いる技術では、減圧弁をコモンレールあるいは高圧燃料配管に取り付ける必要があり、減圧弁の追加によりコモンレールの車両への搭載性が悪化するとともに、部品点数や組付工数の増加によってコストの上昇を招いてしまう。
また、インジェクタを空打ちさせる技術では、少量づつコモンレール圧を下げる技術であるため、実圧（ＮＰＣ）を瞬時に目標圧（Ｐfin ）へ減圧させることはできず、減圧開始初期において高温燃焼による音が発生してしまう。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、減圧弁を用いることによる部品増加や搭載性の悪化を招くことなく、且つコモンレールの実圧（ＮＰＣ）が運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）より大きい状態の時に発生する高温燃焼による音を緩和できる蓄圧式燃料噴射装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の蓄圧式燃料噴射装置は、高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、インジェクタによる燃料の噴射を制御して燃焼を緩慢にさせることにより、高温燃焼による音を緩和できる。
つまり、減圧弁を用いることによる部品増加や搭載性の悪化を招くことなく、且つコモンレールの実圧（ＮＰＣ）が運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）より大きい状態の時に発生する高温燃焼による音を緩和できる。
【００１３】
また、請求項１の蓄圧式燃料噴射装置の燃焼緩慢化手段は、コモンレールの実圧（ＮＰＣ）から、エンジンの運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が大きくなると、インジェクタの噴射回数、または微小噴射の噴射量が増大するように補正することで高温燃焼を適切に抑えて、高温燃焼による音を緩和するものである。
【００１４】
〔請求項２の手段〕
請求項２の蓄圧式燃料噴射装置は、請求項１の手段と同様、高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、インジェクタによる燃料の噴射を制御して燃焼を緩慢にさせることにより、高温燃焼による音を緩和できる。
つまり、減圧弁を用いることによる部品増加や搭載性の悪化を招くことなく、且つコモンレールの実圧（ＮＰＣ）が運転状態に適した目標圧（Ｐ fin ）より大きい状態の時に発生する高温燃焼による音を緩和できる。
さらに、請求項２の蓄圧式燃料噴射装置は、エンジンの運転状態に適した基本噴射量（Ｑ）あるいは目標噴射量（Ｑfin ）が大きくなるに従って、インジェクタの噴射回数、または微少噴射の噴射量が増大するように補正することで高温燃焼を適切に抑えて、高温燃焼による音を緩和するものである。
【００１５】
〔請求項３の手段〕
請求項３の蓄圧式燃料噴射装置は、請求項１の手段と同様、高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、インジェクタによる燃料の噴射を制御して燃焼を緩慢にさせることにより、高温燃焼による音を緩和できる。
つまり、減圧弁を用いることによる部品増加や搭載性の悪化を招くことなく、且つコモンレールの実圧（ＮＰＣ）が運転状態に適した目標圧（Ｐ fin ）より大きい状態の時に発生する高温燃焼による音を緩和できる。
さらに、請求項３の蓄圧式燃料噴射装置は、コモンレールの実圧（ＮＰＣ）から、エンジンの運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が、予め設定された判定スレッショルドより大きく、且つ、インジェクタから燃料噴射を実施する時に、エンジンにおいて高温燃焼が発生することを予測する。
このように設けることにより、コモンレールの実圧（ＮＰＣ）が運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）より大きい状態の時において発生する高温燃焼による音を的確に緩和できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、２つの実施例を用いて説明する。
［第１実施例の構成］
図１〜図６を参照して本発明が適用された実施例を説明する。まず、蓄圧式燃料噴射装置の構成を図１を参照して説明する。
【００１７】
本実施例に示す蓄圧式燃料噴射装置は、４気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、エンジン）１に燃料噴射を行うシステムであり、燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する高圧容器としてのコモンレール２と、このコモンレール２に蓄圧された蓄圧燃料をエンジン１の各気筒内に噴射供給するインジェクタ３と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２に圧送する燃料供給ポンプとしてのサプライポンプ４と、インジェクタ３およびサプライポンプ４を車両の運転状態に応じて電子制御するＥＣＵ５（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）等から構成される。
【００１８】
エンジン１の各気筒の吸気ポートは、吸気弁（インテークバルブ）６により開閉され、排気ポートは、排気弁（エキゾーストバルブ）７により開閉される。また、各気筒のピストン８は、連結棒（コンロッド：図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連結され、燃焼室内で発生した燃焼エネルギーをクランクシャフトに回転エネルギーとして伝えるように設けられている。
エンジン１を収容するエンジンルーム（図示せず）内の車両走行風を受け易い場所には、エンジン冷却水を放熱するラジエータ９が配置されている。このラジエータ９には、エンジン冷却水を検出する冷却水温センサ５０が設置されている。
【００１９】
ここで、エンジン１の運転中に、シリンダ１１内で燃焼した排気ガスは、排気管１２を通り、バリアブル・ジオメトリ・ターボ（以下、ＶＧＴ）１３の駆動源となった後、触媒（図示せず）、マフラー（図示せず）を経て排出される。上記のＶＧＴ１３の制御は、吸気圧センサ、過給圧力センサ４２、ＶＧＴポジションセンサ４５の信号に基づいて行われる。過給（圧縮）され高温になった吸入空気は、インタークーラ１４で冷却された後、エンジン１の吸気ポートを経てシリンダ１１内へ導入される。
【００２０】
吸気管１５の途中には、吸気管１５の吸気通路を開閉して各シリンダ１１に導入される吸入空気量（吸気量）を調整するための吸気絞り弁（スロットルバルブ）１６が配置されており、このスロットルバルブ１６の弁開度は、ＥＣＵ５からの信号により作動するアクチュエータ１７によって調整される。なお、アクチュエータ１７内には、スロットルバルブ１６の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ（図示せず）が装備されている。
【００２１】
吸気管１５の吸気ポート近傍には、ＥＣＵ５からの信号により作動する渦流制御弁（スワール・コントロール・バルブ：以下ＳＣＶ）１８が配置されている。このＳＣＶ１８は、吸気温センサ４３を配置した吸気通路１９を迂回するバイパス路２１内に配置され、低負荷時に通電停止（OFF ）されて閉弁し、高負荷時に通電（ON）されて開弁する。
【００２２】
吸気管１５には、排気管１２を流れる排気ガスの一部の排気ガスを、排気再循環ガス（以下、ＥＧＲガス）として吸気管１５へ導く排気ガス還流管（以下、ＥＧＲ管）２２が接続されている。そして、吸気管１５とＥＧＲ管２２の合流部には、吸気管１５内に導かれるＥＧＲガス量を調整する排気ガス再循環装置用バルブ（以下、ＥＧＲバルブ）２３が設置されている。従って、シリンダ１１内に吸い込まれる吸入空気には、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を少なくする目的でＥＧＲガスが混入される。ＥＣＵ５は、吸入空気に混入されるＥＧＲガス量が適切になるように、エンジン１の運転状態毎にＥＧＲバルブ２３の開度を設定する。なお、ＥＧＲバルブ２３の開度は、吸入空気量センサ４１、吸気温センサ４３、排気Ｏ₂センサ４６、ＥＧＲポジションセンサ４４からの信号を基に、所定値を保持するように制御される。
【００２３】
コモンレール２は、連続的に噴射圧力に相当するコモンレール圧が蓄圧される必要があり、高圧のコモンレール圧が蓄圧されるように高圧燃料配管２４を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口と接続されている。なお、インジェクタ３からのリーク燃料は、リーク配管（図示せず）を経て燃料タンク１０に戻される。
コモンレール２から燃料タンク１０へのリリーフ配管（燃料還流路）２５には、プレッシャリミッタ２６が取り付けられている。このプレッシャリミッタ２６は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール２の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
なお、コモンレール２には、コモンレール２の実圧（ＮＰＣ）を測定するコモンレール圧センサ４９が取り付けられ、実圧（ＮＰＣ）がＥＣＵ５でモニターされる。
【００２４】
インジェクタ３は、エンジン１の各気筒＃１〜＃4 毎に個別に対応して取り付けられる燃料噴射弁であり、各気筒毎に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内のノズルニードルを開弁方向に駆動するアクチュエータ（電磁弁）、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等の付勢手段などから構成される。そして、電磁弁が開弁してノズルニードルが上昇している間、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料がインジェクタ３から噴射される。なお、電磁弁の通電時間が長いほど開弁時間が長くなり、インジェクタ３から噴射される噴射量が多くなるとともに、コモンレール２の実圧（ＮＰＣ）が高いほど、インジェクタ３から噴射される噴射量が多くなる。
【００２５】
サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送する高圧ポンプであり、燃料タンク１０内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプを搭載し、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する。フィードポンプおよびサプライポンプ４は共通のカムシャフト（図示せず）によって駆動される。なお、このカムシャフトは、エンジン１の出力（クランクシャフト等）によって回転駆動されるものである。
【００２６】
また、サプライポンプ４における高圧加圧室に燃料を送る燃料流路には、その燃料流路の開度度合を調整することによってコモンレール２の圧力を調整するための吸入調量弁（電磁開閉弁：図示しない）が組付けられている。即ち、この吸入調量弁は、コモンレール圧センサ４９によって検出される実圧（ＮＰＣ）が、ＥＣＵ５の求めた目標圧（Ｐfin ）となるようにＥＣＵ５によって開度制御されるものである。
【００２７】
ＥＣＵ５には、各種の演算処理を行うＣＰＵ、各プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路、ポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される。そして、各センサからのアナログ信号（電圧信号等）はＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ５に内蔵された記憶装置に入力されるように構成される。
【００２８】
そして、ＥＣＵ５は、キースイッチ２７によってイグニッションがONされると、記憶装置に記憶されたプログラムと、読み込まれたセンサ類の信号（エンジン１の運転状態等に応じた信号）とに基づいて各種の演算処理をＣＰＵで行い、演算結果に基づいて各アクチュエータ類を電子制御する。
【００２９】
各インジェクタ３を個別に制御するための気筒判別手段は、エンジン１のカムシャフトに対応して回転するシグナルロータ（例えば、クランクシャフトが２回転する間に１回転する回転体）３１と、このシグナルロータ３１の外周に設けられた各気筒に対応した気筒歯（突起）の接近と離間によって気筒判別パルスを発生する気筒判別センサ（電磁ピックアップ）３２とから構成されている。
【００３０】
また、クランク角およびエンジン回転数（ＮＥ）を検出する回転数検出手段は、エンジン１のカムシャフトに対応して回転するシグナルロータ（例えば、クランクシャフトが１回転する間に１回転する回転体）３３と、このシグナルロータ３３の外周に多数設けられたクランク角検出用の歯（突起）の接近と離間によってＮＥ信号パルスを発生するクランク角センサ（電磁ピックアップ）３４とから構成されている。そして、ＥＣＵ５は、基準位置（欠け歯等）からのＮＥ信号パルスのカウント数でクランク角を検出するとともに、ＮＥ信号パルスの発生間隔を時間計測することによってエンジン回転数を検出する。
【００３１】
ＥＣＵ５は、各気筒のインジェクタ３を個別に制御する。これは、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）によって最適な噴射開始時期（指令噴射時期）を求める手段と、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）によって最適な基本噴射量（Ｑ）を求める手段とから構成される。
また、ＥＣＵ５は、上記で求めた基本噴射量（Ｑ）に、燃料温度センサ５１によって検出された燃料温度（ＴＨＦ）、冷却水温センサ５０によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）等を考慮した噴射補正量を加味して目標噴射量（Ｑfin ）を算出する手段を備える。
【００３２】
この本実施例では、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）によって噴射開始時期と基本噴射量（Ｑ）を求め、燃料温度（ＴＨＦ）とエンジン冷却水温（ＴＨＷ）によって、目標噴射量（Ｑfin ）を求める例を示したが、他のセンサ類（燃料リーク温度センサ３５、油温センサ３６、アクセル開度センサ３７、アイドル位置センサ３８、大気圧センサ３９、大気温（外気温）センサ４０、吸入空気量センサ４１、過給圧力センサ４２、吸気温センサ４３、ＥＧＲポジションセンサ４４、ＶＧＴポジションセンサ４５、排気Ｏ₂センサ４６、排気温センサ４７、排気圧センサ４８、コモンレール圧センサ４９、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ等）からの検出信号（エンジン１の運転状態を検出する信号）を加味して、目標噴射量（Ｑfin ）と、噴射形態と、噴射時期と、目標圧（Ｐfin ）とを求めるようにしても良い。
【００３３】
また、ＥＣＵ５には、トランスミッションのギヤポジションを示す信号、クラッチペダルの踏み込み信号、スタータの通電信号、車速センサからの車速信号、エアコン類やヘッドライト等による電気負荷信号、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングやオイルポンプ等のポンプ負荷信号などの車両情報が入力されるように構成されている。
【００３４】
ここで、蓄圧式燃料噴射装置は、エンジン１の各気筒のインジェクタ３毎において、エンジン１の１周期（１行程：吸入行程−圧縮行程−膨張行程（爆発行程）−排気行程）中、つまりエンジン１のクランクシャフトが２回転（７２０°ＣＡ）する間における１度の噴射期間内に燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射（２回以上の噴射）を行うことが可能に設けられている。
即ち、１度の噴射期間内にメイン噴射のみの通常噴射形態の他に、メイン噴射の前に１回の微少噴射（パイロット噴射）を行うパイロット噴射形態、メイン噴射の前に複数回の微少噴射を行うマルチ噴射形態（通常マルチ噴射形態）が実施可能に設けられている。
なお、パイロット噴射形態における微少噴射（パイロット噴射）、通常マルチ噴射形態における微少噴射は、特許請求の範囲に記載の微少噴射に相当する。
【００３５】
従ってＥＣＵ５は、エンジン１の運転状態に応じて噴射形態を決定するように設けられている。具体的には、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）によって最適な噴射形態を決定する噴射形態決定手段を備える。
【００３６】
ＥＣＵ５は、多段噴射を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、微少噴射量およびメイン噴射量を算出する多段噴射量算出手段を備える。
具体的には、ＥＣＵ５は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑfin ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから微少噴射量（ＱPILOT ）を求め、目標噴射量（Ｑfin ）から微少噴射量（ＱPILOT ）を減算してメイン噴射量（ＱMAIN）を求める手段と、マルチ噴射形態を実施する際に、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑfin ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから複数回噴射される微少噴射量（ＱMINI）を求め、目標噴射量（Ｑfin ）から各微少噴射量（ＱMINI）の合計量を減算してメイン噴射量（ＱMAIN）を求める手段とを備える。
【００３７】
また、ＥＣＵ５は、多段噴射を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、１度の噴射期間内における燃料噴射の間隔（インターバル）を算出するインターバル算出手段を備える。
具体的には、ＥＣＵ５は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑfin ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから微少噴射とメイン噴射の間隔（パイロットインターバル）を求める手段と、マルチ噴射形態を実施する際に、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑfin ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから複数回噴射される微少噴射の間隔（微少噴射インターバル）と、複数回噴射される微少噴射の最後の微少噴射とメイン噴射の間隔（最終微少噴射−メイン噴射インターバル）を求める手段とを備える。
【００３８】
さらに、ＥＣＵ５は、微少噴射量と実圧（ＮＰＣ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから微少噴射期間を求めるとともに、メイン噴射量と実圧（ＮＰＣ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とからメイン噴射期間を求める手段を備える。
【００３９】
一方、ＥＣＵ５は、目標噴射量（Ｑfin ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）によってコモンレール２における最適な基本圧（Ｐ）を求め、その基本圧（Ｐ）に燃料温度（ＴＨＦ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）等を考慮した噴射圧を加味して目標圧（Ｐfin ）を算出する手段を備えるとともに、サプライポンプ４の吸入調量弁を駆動制御して、コモンレール圧センサ４９によって検出される実圧（ＮＰＣ）を目標圧（Ｐfin ）にする手段を備える。
【００４０】
［第１実施例の特徴］
コモンレール２に高圧燃料を供給するサプライポンプ４の吐出量は、ＥＣＵ５によって調整されており、コモンレール２の実圧（ＮＰＣ）は目標圧（Ｐfin ）に維持されている。即ち、サプライポンプ４によってコモンレール２の実圧（ＮＰＣ）を目標圧（Ｐfin ）に上昇させることができる。しかし、逆にコモンレール２の降圧要求がある場合には、サプライポンプ４の吐出を止めることはできるが、積極的にコモンレール２の圧力を減圧できない。
【００４１】
このため、図２に示すように、高速走行からの減速時（図２中、Ａ1 参照）のように、高速高圧で燃料噴射を行っていた状態（Ｐfin ＝ＮＰＣ：大）から急激に低圧（Ｐfin ：小）での噴射が要求されても、コモンレール２の実圧（ＮＰＣ）は、インジェクタ３による噴射やインジェクタ３からのリークで低圧に減圧するまでの期間（図２中、ｔ1 〜ｔ2 の期間）は、本来要求される目標圧（Ｐfin ）より実圧（ＮＰＣ）が高い状態（ΔＰ：大）でインジェクタ３から燃料噴射が行われることになる。
【００４２】
このように、目標圧（Ｐfin ）より実圧（ＮＰＣ）が高い状態では、噴射期間が極端に短くなり、短時間で大きな熱発生を伴う燃焼によって音が発生する。また、この高温燃焼は車両性能上も好ましくない。
ここで、エンジン１の特定条件（エンジン回転数および噴射量が一定条件）においてコモンレール２の実圧（ＮＰＣ）の高低と騒音レベルとの関係を図３に示す。この図３からも実圧（ＮＰＣ）が高いと騒音レベルが上昇することが読み取れる。
【００４３】
そこで、この実施例のＥＣＵ５には、エンジン１の各気筒毎において高温燃焼が発生することを予測する高温燃焼予測手段と、この高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際にインジェクタ３による燃料の噴射を制御して燃焼を緩慢にさせる燃焼緩慢化手段とが設けられている。
【００４４】
本実施例の高温燃焼予測手段は、実圧（ＮＰＣ）から目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が、予め設定された判定スレッショルド（図２の実線α参照）より大きく、且つ、インジェクタ３から燃料噴射を実施する時（Ｐfin ＞０）に、エンジン１において高温燃焼が発生することを予測するものである。この条件が満たされた時に、ＥＣＵ５は図２の最下段の波形グラフに示すように実行フラグを立てて燃焼を緩慢にする制御を実施する。
【００４５】
本実施例の燃焼緩慢化手段は、高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際（実行フラグが立てられた際）、一度の噴射期間内におけるインジェクタ３の噴射回数を通常時の噴射回数よりも増やすことで、燃焼を緩慢にする制御を実行する。
具体的には、上述した噴射形態決定手段において決定される噴射形態が、通常噴射形態の場合は噴射形態をパイロット噴射形態あるいはマルチ噴射形態に変更し、パイロット噴射形態の場合はマルチ噴射形態に変更し、マルチ噴射形態の場合は微少噴射を増やしたマルチ噴射形態に変更する。
【００４６】
即ち、図４（ａ）の実線に示すように、高温燃焼が予測された時に、噴射形態決定手段において決定される噴射形態がパイロット噴射形態の場合は、図４（ａ）の破線に示すように、微少噴射回数を増やしてマルチ噴射形態にするものである。
なお、１度の噴射期間におけるトータル噴射量は、目標噴射量（Ｑfin ）であり、微少噴射の回数を増やしてもトータル噴射量は変化しないものである。そこで、ＥＣＵ５は、微少噴射の回数が増して微少噴射のトータル噴射量が増した分だけメイン噴射量が減るようにメイン噴射量を補正する。
【００４７】
また、ＥＣＵ５の燃焼緩慢化手段は、実圧（ＮＰＣ）から目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が大きくなるに従ってインジェクタ３の噴射回数が増えるように設けられている。具体的には、噴射形態決定手段において決定される噴射形態がメイン噴射形態の場合は、圧差（ΔＰ）が大きくなるに従いパイロット噴射形態→微少噴射２回のマルチ噴射→微少噴射３回のマルチ噴射と噴射回数が増加するものである。
【００４８】
具体的な噴射回数は、圧差（ΔＰ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって、噴射回数を決定するものである。
なお、他の噴射回数決定手段として、実圧（ＮＰＣ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって噴射回数を決定しても良いし、目標噴射量（Ｑfin ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって噴射回数を決定しても良い。
【００４９】
次に、図６を参照して燃焼緩慢制御のフローチャートを説明する。
燃焼緩慢制御のフローに侵入すると（スタート）、実圧（ＮＰＣ）から目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）を算出する（ステップＳ1 ）。
続いて、ステップＳ1 で求めた圧差（ΔＰ）が判定スレッショルド（所定値）以上であるか否かの判断を行う（ステップＳ2 ）。
このステップＳ2 の判断結果がNOの場合は、通常の噴射形態を決定する（ステップＳ3 ）。即ち、通常の噴射マップを用いて噴射回数を決定する（上述した噴射形態決定手段の作動）。
【００５０】
ステップＳ2 の判断結果がYES の場合は、目標噴射量（Ｑfin ）やアクセル変化等から車両が減速状態にあるか否かの判断を行う（ステップＳ4 ）。この判断結果がNOの場合は、センサ類等に何らかの異常が発生した可能性があるため、異常判定等を実行するルーチン（図示せず）へ進む。
ステップＳ4 の判断結果がYES の場合は、エンジン１において高温燃焼が発生することを予測した状態であり、燃焼音を低減するべく１度の噴射期間内の噴射回数を増やすために多段噴射実行フラグをONする（ステップＳ5 ）。
【００５１】
続いて、噴射形態決定手段において通常決定される噴射回数よりも多い噴射回数の噴射形態を決定する（ステップＳ6 ）。具体的には、上述したように、センサ類によって検出したエンジン１の運転状態と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって噴射回数を決定する。
その後、通常の噴射制御ルーチンに戻り（エンド）、インジェクタ３の噴射制御を実行する。
【００５２】
［第１実施例の効果］
第１実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、ＥＣＵ５が高温燃焼を予測すると、１度の噴射期間における噴射回数を増やす。これによって燃焼を緩慢にすることができ、高温燃焼による音を緩和できる。
ここで、エンジン１の特定条件（エンジン回転数および噴射量が一定条件）における噴射回数と騒音レベルの関係を図４（ｂ）に示す。この図４（ｂ）からも噴射回数を増やすことにより、騒音レベルが低下することが読み取れる。
【００５３】
このように、本実施例の蓄圧式燃料噴射装置では、従来技術で示したような減圧弁（コモンレール２の圧力を急激に下げる手段）を搭載しなくても高温燃焼による音を緩和できる。このため、減圧弁をコモンレール２あるいは高圧燃料配管２４に取り付けることによって生じる車両搭載性の悪化を回避できるとともに、減圧弁の追加によるコストアップや、組付工数の増加によるコストアップを回避できる。
また、従来技術で示したインジェクタ３を空打ちさせる技術では、少量づつコモンレール圧を下げる技術であるため、急激に圧差ΔＰが下がらず、減圧開始初期において高温燃焼による音が発生してしまう不具合があるが、本実施例を採用することにより、そのような不具合も発生しない。
【００５４】
［第２実施例］
図７、図８を参照して第２実施例を説明する。なお、以下の実施例において第１実施例と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の第１実施例の燃焼緩慢化手段は、１度の噴射期間における噴射回数を、通常時の噴射回数より増やすことで燃焼を緩慢にさせていた。
これに対し、この第２実施例の燃焼緩慢化手段は、噴射形態を多段噴射（パイロット噴射あるいはマルチ噴射）にし、微少噴射の噴射量を通常時（図７（ａ）の実線内Ｑｐ1 参照）よりも増やす（図７（ａ）の破線内Ｑｐ2 参照）ことで、燃焼を緩慢にさせるものである。なお、微少噴射の噴射量が増加した分だけメイン噴射量が減るようにメイン噴射量が補正される。
【００５５】
また、本実施例の燃焼緩慢化手段は、実圧（ＮＰＣ）から目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が大きくなるに従い、微少噴射の噴射量が増えるように設けられている。具体的には、圧差（ΔＰ）の増加に応じて増加する補正係数（Ｋ）を演算式あるいはマップから算出し、微少噴射量の数値に補正係数（Ｋ）を乗算することで微少噴射量が増えるように設けられている。即ち、微少噴射量は、圧差（ΔＰ）に応じた圧力補正が加えられる。
【００５６】
なお、微少噴射量を増加させる他の手段として、圧差（ΔＰ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって、通常時よりも多い微少噴射量を決定するように設けても良い。また、実圧（ＮＰＣ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって通常時よりも多い微少噴射量を決定しても良い。さらに、目標噴射量（Ｑfin ）とエンジン回転数（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図５参照）によって通常時よりも多い微少噴射量を決定しても良い。
【００５７】
次に、図８を参照して第２実施例における燃焼緩慢制御のフローチャートを説明する。なお、ステップＳ1 〜Ｓ5 までの制御は第１実施例と同じであり、説明は割愛する。
ステップＳ5 において多段噴射実行フラグをONした後、ステップＳ6 では、多段噴射量算出手段（第１実施例参照）において通常決定される微少噴射の噴射量よりも多い微少噴射量を決定する（ステップＳ6 ）。具体的には、上述したように、圧差（ΔＰ）に応じた補正係数（Ｋ）を演算式あるいはマップから算出し、微少噴射量の数値に補正係数（Ｋ）を乗算することで通常時よりも多い微少噴射量を決定する。もちろん、微少噴射の噴射量が増加した分、メイン噴射の噴射量が減らされ、１度の噴射期間内に噴射されるトータルの噴射量が目標噴射量（Ｑfin ）と等しくなるように算出される。
【００５８】
［第２実施例の効果］
第２実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、ＥＣＵ５が高温燃焼を予測すると、多段噴射（パイロット噴射あるいはマルチ噴射）で、且つ微少噴射の噴射量が通常よりも増す。これによって燃焼を緩慢にすることができ、高温燃焼による音を緩和できる。
ここで、エンジン１の特定条件（エンジン回転数および噴射量が一定条件）におけるパイロット噴射量（微少噴射の一例）と騒音レベルの関係を図７（ｂ）に示す。この図７（ｂ）からもパイロット噴射量（微少噴射量）を増やすことにより、騒音レベルが低下することが読み取れる。
即ち、第２実施例を採用する蓄圧式燃料噴射装置は、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図である（第１実施例）。
【図２】作動説明のためのタイムチャートである（第１実施例）。
【図３】レール圧と騒音レベルとの関係を示すグラフである（第１実施例）。
【図４】噴射回数の増加を示す説明図および噴射回数と騒音レベルとの関係を示すグラフである（第１実施例）。
【図５】燃焼を緩慢にするインジェクタ制御に用いられる特性マップである（第１実施例）。
【図６】燃焼緩慢制御のフローチャートである（第１実施例）。
【図７】パイロット噴射量の増加を示す説明図およびパイロット噴射量と騒音レベルとの関係を示すグラフである（第２実施例）。
【図８】燃焼緩慢制御のフローチャートである（第２実施例）。
【符号の説明】
１エンジン
２コモンレール
３インジェクタ
５ＥＣＵ（制御装置）
４９コモンレールの実圧（ＮＰＣ）を検出するコモンレール圧センサ

Claims

高圧燃料を蓄えるコモンレールと、
このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するインジェクタと、
エンジンの運転状態に応じて１度の噴射期間内における噴射回数の決定を行う噴射形態決定手段を備えるとともに、１度の噴射期間内に複数回の噴射を行う際に、微少噴射量とメイン噴射量を求める多段噴射量算出手段を備え、エンジンの運転状態に応じて前記インジェクタを制御する制御装置と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、前記エンジンにおいて高温燃焼が発生することを予測する高温燃焼予測手段を備えるとともに、
この高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、１度の噴射期間におけるトータル噴射量を変化させずに、メイン噴射の一部の噴射量をメイン噴射に先行して噴射される微少噴射へあてがうことで、燃焼を緩慢にさせる燃焼緩慢化手段を備え、
前記燃焼緩慢化手段は、前記コモンレールの実圧（ＮＰＣ）から、前記エンジンの運転状態に適した目標圧（Ｐ fin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が大きくなると、前記インジェクタの噴射回数、または前記微少噴射の噴射量が増大するように補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
高圧燃料を蓄えるコモンレールと、
このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するインジェクタと、
エンジンの運転状態に応じて１度の噴射期間内における噴射回数の決定を行う噴射形態決定手段を備えるとともに、１度の噴射期間内に複数回の噴射を行う際に、微少噴射量とメイン噴射量を求める多段噴射量算出手段を備え、エンジンの運転状態に応じて前記インジェクタを制御する制御装置と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、前記エンジンにおいて高温燃焼が発生することを予測する高温燃焼予測手段を備えるとともに、
この高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、１度の噴射期間におけるトータル噴射量を変化させずに、メイン噴射の一部の噴射量をメイン噴射に先行して噴射される微少噴射へあてがうことで、燃焼を緩慢にさせる燃焼緩慢化手段を備え、
前記燃焼緩慢化手段は、前記エンジンの運転状態に適した基本噴射量（Ｑ）あるいは目標噴射量（Ｑfin ）が大きくなるに従って、前記インジェクタの噴射回数、または前記微少噴射の噴射量が増大するように補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
高圧燃料を蓄えるコモンレールと、
このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するインジェクタと、
エンジンの運転状態に応じて１度の噴射期間内における噴射回数の決定を行う噴射形態決定手段を備えるとともに、１度の噴射期間内に複数回の噴射を行う際に、微少噴射量とメイン噴射量を求める多段噴射量算出手段を備え、エンジンの運転状態に応じて前記インジェクタを制御する制御装置と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、前記エンジンにおいて高温燃焼が発生することを予測する高温燃焼予測手段を備えるとともに、
この高温燃焼予測手段によって高温燃焼が予測された際、１度の噴射期間におけるトータル噴射量を変化させずに、メイン噴射の一部の噴射量をメイン噴射に先行して噴射される微少噴射へあてがうことで、燃焼を緩慢にさせる燃焼緩慢化手段を備え、
前記高温燃焼予測手段は、前記コモンレールの実圧（ＮＰＣ）から、前記エンジンの運転状態に適した目標圧（Ｐfin ）を差し引いた圧差（ΔＰ）が、予め設定された判定スレッショルドより大きく、
且つ、前記インジェクタから燃料噴射を実施する条件が成立すると、前記エンジンにおいて高温燃焼が発生することを予測することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。