JP4211610B2 - 内燃機関用燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用燃料噴射制御装置に関する。

従来より、蓄圧室としてのコモンレールに蓄圧された高圧燃料をインジェクタからディーゼル機関に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置が知られている。この種の蓄圧式燃料噴射装置では、近年、排気ガス規制の強化や燃焼音低減の社会的要請から、１燃焼行程の間に燃料を複数回に分けて噴射するいわゆるマルチ噴射が実用化されている。インジェクタを駆動制御する制御機器いわゆるＥＣＵは、スイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴ等の発熱素子とから構成されている。１燃焼行程当りの噴射回数や１噴射当りのインジェクタ駆動時間の長さつまり噴射量の大きさ等に応じて発熱素子の発熱量が増大するため、発熱限界を超えて温度上昇すると、ＥＣＵの誤動作や故障のおそれがある。

特許文献１では、ＥＣＵの発熱量増大等により所定温度以下を維持できなくなると、噴射回数を制限する技術が開示されている。なお、この所定温度を検出する温度検出方法としては、ＥＣＵを冷却する冷却機構の冷却媒体（燃料）の温度を検出している。
特開平９−１２６０４４号公報

しかしながら、従来技術は、マルチ噴射を全て制限してメイン噴射のみとするので、排ガス、燃焼音等が悪化するという問題があった。

また、ＥＣＵの搭載位置は、車両側の要求によって、エンジンルーム内搭載あるいは車室内搭載と異なる搭載環境に置かれるため、ＥＣＵの動作を保証しようとすると、実際に搭載される搭載環境あるいはそれに準じた環境条件にて環境試験を行い確認する必要があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、１燃焼行程の間にインジェクタから複数回噴射するものであって、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてインジェクタを駆動制御する制御機器の温度上昇を防止することを目的とする。

また、別の目的は、１燃焼行程の間にインジェクタから複数回噴射するものであって、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてインジェクタを駆動制御する制御機器の温度上昇を防止するとともに、制御機器、インジェクタの動作保証が容易となる内燃機関用燃料噴射制御装置を提供することにある。

本発明の請求項１によると、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタを制御する制御手段とを備え、内燃機関の１燃焼行程の間に複数回の噴射を実施する内燃機関用燃料噴射制御装置において、制御手段は、インジェクタの駆動のための駆動信号をインジェクタに出力するインジェクタ駆動回路と、インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段と、ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定されるインジェクタ駆動回路の温度が所定の温度を超え、かつ所定期間内の温度の上昇が所定の値を超えるとき、インジェクタ駆動回路の発熱量を抑える側に、複数回噴射のうちの特定噴射におけるインジェクタの噴射を制限する噴射制限手段とを備え、
噴射制限手段は、ＥＣＵ温度検出手段によるインジェクタ駆動回路の温度が、所定温度を超える場合に、その温度が上昇傾向にあるか否かを判定する温度上昇中判定手段を有し、温度上昇中判定手段による判定が上昇傾向であることを、噴射を制限する必須条件として、１燃焼行程における複数回噴射の噴射形態に応じて、特定噴射において噴射量を減量すること及び噴射時期を変更することのうちの、少なくともいずれかの特定噴射の補正を実施し、温度上昇中判定手段の判定により上昇傾向から低下傾向に変化した場合には、所定温度以下になるまで、特定噴射の補正を維持することを特徴とする。

これによると、内燃機関の１燃焼行程の間に複数回の噴射を実施する内燃機関用燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタを制御する制御手段は、インジェクタへ駆動信号を出力するインジェクタ駆動回路と、インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段とを有するので、例えば１燃焼行程当りの噴射回数に応じて上昇するインジェクタ駆動回路の温度いわゆるインジェクタを制御する制御機器としてのＥＣＵの温度を、精度よく検出または推定することが可能である。

さらに、ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定されるＥＣＵ温度が所定の温度を超え、かつ所定期間内でのＥＣＵ温度の上昇が所定の値を超えるとき、１燃焼行程の間に噴射する複数回噴射のうちの特定噴射におけるインジェクタの噴射を制限する噴射制限手段を備えるので、従来のようにマルチ噴射を全て制限してメイン噴射のみとすることなく、特定噴射における噴射のみを制限することで排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵの温度上昇を防止することが可能である。

本発明の請求項２によると、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタを制御する制御手段とを備え、内燃機関の１燃焼行程の間に、内燃機関の主要トルクを形成するメイン噴射とメイン噴射以外の複数段の噴射とを行う内燃機関用燃料噴射制御装置において、制御手段は、インジェクタの駆動のための駆動信号をインジェクタに出力するインジェクタ駆動回路と、インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段と、ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定されるインジェクタ駆動回路の温度が所定の温度を超える程度に応じて、インジェクタ駆動回路の発熱量を抑える側に、メイン噴射以外の複数段の噴射を制限する噴射制限手段とを備え、
噴射制限手段は、ＥＣＵ温度検出手段によるインジェクタ駆動回路の温度が、所定温度を超える場合に、その温度が上昇傾向にあるか否かを判定する温度上昇中判定手段を有し、温度上昇中判定手段による判定が上昇傾向であることを、噴射を制限する必須条件として、１燃焼行程における複数回噴射の噴射形態に応じて、メイン噴射以外の複数段の噴射のうちの特定噴射において噴射量を減量すること及び噴射時期を変更することのうちの、少なくともいずれかの特定噴射の補正を実施し、温度上昇中判定手段の判定により上昇傾向から低下傾向に変化した場合には、前記所定温度以下になるまで、前記特定噴射の補正を維持することを特徴とする。

これによると、内燃機関の１燃焼行程の間に内燃機関の主要トルクを形成するメイン噴射とメイン噴射以外の複数段の噴射とを行う内燃機関用燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタを制御する制御手段は、インジェクタへ駆動信号を出力するインジェクタ駆動回路と、インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段とを有するので、インジェクタ駆動回路の温度いわゆるインジェクタを制御する制御機器としてのＥＣＵの温度を、精度よく検出または推定することが可能である。

さらに、ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定されるＥＣＵ温度が所定の温度を超える程度に応じて、インジェクタ駆動回路の発熱量を抑える側に、メイン噴射以外の複数段の噴射を制限する噴射制限手段を備えるので、従来のようにマルチ噴射を全て制限してメイン噴射のみとすることなく、例えば所定の温度を超える程度に応じて、メイン噴射以外の複数段のうちの特定噴射を制限することで、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵの温度上昇を防止することが可能である。

本発明の請求項３によると、ＥＣＵ温度検出手段は、インジェクタ駆動回路内に設けられ、インジェクタ駆動回路の温度を直接的または間接的に検出する温度センサを備えていることが好ましい。

これによると、ＥＣＵ温度検出方法として、インジェクタ駆動回路内に設けられた温度センサを用いるので、例えば１燃焼行程当りの噴射回数に応じて上昇するインジェクタ駆動回路の温度を、精度よく判定することができる。例えば、制御機器としてのＥＣＵを搭載する環境条件として、エンジンルーム内搭載、車両内搭載のいずれの場合であっても、ＥＣＵの温度上昇の主要因であるインジェクタ駆動回路の発熱状態を温度センサにて監視することができるので、ＥＣＵの温度上昇を抑えるための変化点（ＥＣＵ温度が所定温度を超えかつ所定期間の温度上昇が所定値を超える制限条件の成立するとき）を精度よく判定することが可能である。さらに、この変化点を精度よく検出できるので、ＥＣＵを搭載するエンジンルーム内あるいは車室内の環境条件に係わらず、ＥＣＵの動作保証が容易となる。

本発明の請求項４によると、１燃焼行程の間に噴射する回数がＮ回であるマルチ噴射において、噴射制限手段は、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかの噴射量を減らす噴射量補正手段を備えていることを特徴とする。

これによると、噴射制限手段における複数（Ｎ）回噴射のうちの特定噴射を制限する方法として、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかの噴射量を噴射量補正手段によって減らすので、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵの温度上昇を防止することができる。

本発明の請求項５によると、Ｎ＝３における第１の噴射と第３の噴射において、噴射制限手段は、第１の噴射と第３の噴射のそれぞれの噴射時期を変更可能な噴射時期補正手段を備えていることが好ましい。

これによると、噴射制限手段における複数（Ｎ）回噴射のうちの特定噴射を制限する方法として、特定噴射がＮ＝３における第１の噴射と第３の噴射の場合には、それぞれの噴射時期を、運転者の要求または運転状態に応じた最適な噴射時期に、噴射時期補正手段によって調整することが可能である。

本発明の請求項６によると、１燃焼行程の間に噴射する回数がＮ回であるマルチ噴射であって、噴射制限手段は、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかにおける駆動信号を補正する駆動信号補正手段を備えていることを特徴とする。

これによると、１燃焼行程の間に噴射する回数がＮ回であるマルチ噴射において、噴射制限手段は、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかにおける駆動信号を、駆動信号補正手段によって補正するので、駆動信号を出力するインジェクタ駆動回路の発熱量を抑制することができる。

本発明の請求項７によると、駆動信号補正手段は、駆動信号を補正することで、インジェクタに供給される通電電流の初期最大電流値を減少させることを特徴とする。

これによると、インジェクタ駆動回路の発熱量を抑制する側に駆動信号を補正する方法として、インジェクタに供給される通電電流の初期最大電流値を減少させるように補正するので、初期最大電流値を発生するためのいわゆるチャージ回路等の発熱回路の発熱を抑制することができる。

本発明の請求項８によると、インジェクタ駆動回路は、車載電源からの電源電圧を高めて蓄えるチャージ回路と、放電制御用スイッチング素子と、放電制御用スイッチング素子を断続制御する放電制御回路とを備える内燃機関用燃料噴射制御装置に適用して好適である。例えば、発熱回路としてのチャージ回路や、発熱素子としてのＭＯＳＦＥＴ等の放電制御用スイッチング素子を有するものであっても、これら発熱性回路や発熱素子による発熱に伴うＥＣＵ温度の上昇を防止することができる。

以下、本発明の内燃機関用燃料噴射制御装置を、蓄圧式燃料噴射制御装置に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射システムの全体構成を示す構成図である。図２は、図１中のＥＣＵの概略構成を表す模式図である。図３は、図１中のＥＣＵにおけるインジェクタの噴射制御に係わる制御処理を示すフローチャートである。図４は、エンジン回転速度と噴射量と１燃焼行程当りの噴射回数との関係の一実施例を説明するグラフである。図５は、燃料噴射システムの噴射状態を示すタイミングチャートである。

図１に示すように、蓄圧式燃料噴射制御装置は、例えば自動車等の車両に搭載された多気筒（例えば、４気筒）のディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）１の運転状態または運転条件、車両の走行状態および運転者の操作量（意志）等を各種センサにより検出して、エンジンコントロールユニット（エンジン制御ユニット）（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１００に伝えて、各種センサからのセンサ信号により最適な目標噴射量（指令噴射量）、目標噴射時期（指令噴射時期）、目標噴射期間（指令噴射期間）および目標噴射圧力（指令噴射圧力）を演算し、それぞれを制御する複数個（本実施例では４個）のインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）２および高圧供給ポンプ（燃料供給ポンプ）（以下、サプライポンプと呼ぶ）３等に指令するように構成されている。

エンジン１は、シリンダ、シリンダヘッド、およびオイルパン等から構成された４サイクル４気筒エンジンである。なお、エンジン１の各気筒の吸入ポートは、吸気弁（インテークバルブ）１１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）１２により開閉される。また、各気筒内には、連接棒を介してクランク軸１３に連結されたピストン１４が摺動自在に配設されている。

インジェクタ２は、エンジン１のシリンダヘッドに、各気筒に対応して取付けられている。これらのインジェクタ２は、噴射孔を形成したノズルボディ内に、噴射孔を開閉するノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁（ニードル駆動手段、ソレノイドアクチュエータ）、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ニードル付勢手段等により構成されている。

これらのインジェクタ２からエンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルに連結されたコマンドピストンの背圧制御室（圧力制御室）内の燃料圧力を制御する電磁弁（図示せず）への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。各気筒のインジェクタ２の電磁弁が開弁している間、蓄圧室としてのコモンレール１７内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射される。なお、インジェクタ２の内部リーク燃料または圧力制御室からの排出燃料（インジェクタ２を開弁するために用いた燃料）は、リターン配管３３を経て燃料タンク１５に還流するように構成されている。

サプライポンプ３は、吸入した燃料を加圧して吐出口からコモンレール１７へ高圧燃料を圧送する高圧供給ポンプであり、燃料タンク１５から燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧供給ポンプ）６を備えている。フィードポンプ６からサプライポンプ３の加圧室への燃料経路には、その燃料経路の開口度合（弁開度または開口面積）を調整することで、サプライポンプ３からコモンレール１７への燃料吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁アクチュエータとしての吸入調量弁（リニアソレノイドアクチュエータ）７が取付けられている。

吸入調量弁７は、ポンプ駆動回路１２２（図２参照）を介してＥＣＵ１００からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、フィードポンプ６からサプライポンプ３の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁であり、各インジェクタ２からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力（以下、コモンレール圧と呼ぶ）を変更する。そして、サプライポンプ３は、燃料タンク１５から燃料を吸入して加圧し、ＥＣＵ１００より指令された燃料吐出量をコモンレール１７に圧送する。このコモンレール１７内のコモンレール圧は、燃料圧力検出手段としての燃料圧力センサ１８によって測定され、ポンプ駆動指令値（ポンプ駆動電流値）と噴射量指令値（パルス状のインジェクタ駆動電流、インジェクタ噴射指令パルス）とがＥＣＵ１００で算出される。

コモンレール１７は、連続的に燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するために、コモンレール１７に蓄圧される高圧燃料が、供給配管（以下、高圧配管と呼ぶ）２０を介してサポライポンプ３から供給される。なお、コモンレール１７から燃料タンク１５へ燃料を戻すためのリターン配管２１が設けられている。そして、コモンレール１７には、リターン配管２１の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁２２が配置されている。この減圧弁２２は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵ１００から印加される減圧弁駆動電流値によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール１７内のコモンレール圧を高圧から低圧へ減圧させる機能を有する。なお、減圧弁２２の代わりに、コモンレール１７とリターン配管２１との間に、コモンレール１７内のコモンレール圧が限界設定圧力を超えることがないように、コモンレール１７内の燃料圧力を逃がすためのプレッシャリミッタを取付けるようにしてもよい。

なお、ここで、インジェクタ２とサプライポンプ３とコモンレール１７とは、エンジン１へ燃料供給する燃料噴射手段を構成する。

ＥＣＵ１００には、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、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、およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。なお、ＥＣＵ１００は、図２に示すように、制御部１１０と、燃料噴射系駆動回路１２０（詳しくはイジェクタ駆動回路１２１およびポンプ駆動回路１２２）と、エンジン制御用アクチュエータ回路１３０と、センサ受け回路１４０とを備える。制御部１１０はＣＰＵ、記憶装置と有する制御の要であり、ＲＯＭ内に書き込まれたプログラムと、ＲＡＭ内に読み込まれた内燃機関等の運転状態に応じてＣＰＵがインジェクタ２から噴射される燃料噴射量、噴射時期等の演算、サプライポンプ３からコモンレール１７へ送られる高圧燃料供給量の演算など、各種の演算処理を行なう。燃料噴射系駆動回路１２０は、制御部１１０の指令値に応じてインジェクタ２の電磁弁に、開弁のための駆動信号を与えるインジェクタ駆動回路１２１と、制御部１１０の指令値に応じて吸入調量弁７に、閉弁のための駆動信号を与えるポンプ駆動回路１２２とを備える。エンジン制御用アクチュエータ回路１３０は、制御部の指令値に応じて、スロットルバルブ３９のアクチュエータ４０、ＥＧＲバルブ４２等のアクチュエータに駆動信号を与えるものである。センサ受け回路１４０は、コネクタ（図示せず）を介して接続された各種センサの出力信号を処理する回路であり、アクセル、回転速度、水温、吸気温度、大気圧、吸気圧、燃料温度等のセンシングを行なっている。

そして、ＥＣＵ１００は、燃料圧力センサ１８から出力される検出信号（電圧信号）や燃料温度センサ３４から出力される検出信号、その他の各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１００に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。また、ＥＣＵ１００は、エンジンキーをＩＧ位置にして、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基いて、例えばインジェクタ２の電磁弁、サプライポンプ３の吸入調量弁７、スロットルバルブ３９を駆動するアクチュエータ４０、および排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ４２等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。

そして、ＥＣＵ１００は、クランク軸（クランクシャフト）１３に取付けられたクランク角度センサ４、およびカム軸（カムシャフト）２３に取付けられたカム角度センサ５とからのクランク軸回転パルスおよびカム軸回転パルスの信号を基準にして、各気筒のインジェクタ２の噴射時期およびサプライポンプ３の圧送期間を決めることで、コモンレール１７内の実燃料圧力（実コモンレール圧）を指令噴射圧力に保持する。クランク角度センサ４は、エンジン１のクランク軸１３に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２４、このタイミングロータ２４の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサであり、クランク軸１３の回転角度を検出する。なお、ＥＣＵ１００は、クランク角度信号（ＮＥパルス信号）の間隔時間を計測することによって、エンジン回転速度（ＮＥ）を検出する。タイミングロータ２４には、所定角度（例えば１０°）毎に凸状歯が複数個形成されている。タイミングロータ２４が回転すると、凸状歯が電磁ピックアップコイルに対して近接離反するため、電磁誘導によって電磁ピックアップコイルからクランク角度信号（ＮＥパルス信号）が出力される。そして、カム角度センサ５は、エンジン１のカム軸２３に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２７、このタイミングロータ２７の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサであり、カム軸２３の回転角度を検出する。タイミングロータ２７には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。

また、ＥＣＵ１００は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル操作量、アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ３０、およびエンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ３１等からセンサ信号を入力するように構成されている。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転条件に応じた最適な指令噴射圧力（＝目標燃料圧力：ＰＦＩＮ）を演算し、ポンプ駆動回路１２２を介してサプライポンプ３の吸入調量弁７を駆動する吐出量制御手段を有している。なお、具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ３の吸入調量弁７へのポンプ駆動信号（ポンプ駆動電流値）を調整して、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御するように構成さている。

また、ＥＣＵ１００は、各気筒のインジェクタ２から噴射される燃料噴射量を個別に制御する機能を有する。なお、具体的には、ＥＣＵ１００は、基本噴射量決定手段と、指令噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動手段とから構成されている。基本噴射量決定手段は、エンジン回転速度（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とによって最適な基本噴射量（Ｑ）を算出する機能を有する。指令噴射量決定手段は、基本噴射量（Ｑ）に、冷却水温センサ３１によって検出された冷却水温（ＴＨＷ）または燃料温度センサ３４によって検出された燃料リーク温度（燃料温度：ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する機能を有する。噴射時期決定手段は、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップから指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する機能を有する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップからインジェクタ２への通電パルス時間（噴射指令パルス時間：ＴＱ）を算出する機能を有する。インジェクタ駆動手段は、各気筒のインジェクタ２の電磁弁に、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）から噴射指令パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、パルス状のインジェクタ駆動電流（インジェクタ噴射指令パルス）を印加する機能を有する。

ここで、蓄圧式燃料噴射制御装置は、エンジン１の各気筒のインジェクタ２毎において、エンジン１の燃焼サイクルの１周期（吸入行程−圧縮行程−膨張行程（爆発行程）−排気行程）中（以下、１燃焼行程と呼ぶ）、つまりエンジン１のクランク軸１３が２回転（７２０°ＣＡ）する間における１度の噴射行程内に燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射（マルチ噴射）を行うことが可能に構成されている。なお、ここで、例えば１燃焼行程の間に２回噴射するものを２段噴射と呼び、以下３回、４回、および５回噴射するものをそれぞれ３段噴射、４段噴射、５段噴射と呼ぶ。なお、詳しくは、１度の噴射行程内にメイン噴射Ｑ_Ｍのみの通常噴射形態の他に、メイン噴射Ｑ_Ｍの前に１回の微少噴射（パイロット噴射）Ｑ_Ｐを行なうパイロット噴射形態、メイン噴射Ｑ_Ｍの前後に複数回の微少噴射を行なうマルチ噴射形態あるいはメイン噴射Ｑ_Ｍの後に複数回の微少噴射を行なうマルチ噴射形態（アフター噴射形態）が実施可能に構成されている。なお、メイン噴射Ｑ_Ｍ（図５では、Ｃ噴射）は主にエンジン１のトルクを形成する噴射であり、パイロット噴射やマルチ噴射における１燃焼行程間に噴射される他のどの噴射（図５では、Ａ、Ｂ、ＤおよびＥ噴射）よりも噴射量の大きさが大きい。

従ってＥＣＵ１００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構成されている。なお、詳しくは、エンジン回転速度（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。

なお、以下の多段噴射の説明では、噴射形態を、５段噴射形態（図５参照）として説明する。１燃焼行程間に噴射される順序に従って、図５に示すように、Ａ噴射、Ｂ噴射、Ｃ噴射、Ｄ噴射、Ｅ噴射と呼ぶ。

ＥＣＵ１００は、パイロット噴射形態を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、パイロット噴射量およびメイン噴射量を算出する多段噴射算出手段を備える。なお、詳しくは、ＥＣＵ１００は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（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）とからパイロット噴射量ＱＰを求め、目標噴射量ＱＦＩＮ）からパイロット噴射量ＱＰを減算してメイン噴射量ＱＭを求める手段を備えている。

また、ＥＣＵ１００は、マルチ噴射（少なくとも３回以上の噴射）形態を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、先に噴射する前噴射としてのパイロット噴射Ｑ_Ｐとその後に噴射する後噴射としてのメイン噴射Ｑ_Ｍの間における燃料噴射の間隔（インターバル）ＩＮＴを算出するインターバル算出手段を備える。なお、詳しくは、ＥＣＵ１００は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（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）とからパイロット噴射Ｑ_Ｐとメイン噴射Ｑ_Ｍの間の噴射間隔ＩＮＴを求める手段と、マルチ噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（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パイロット噴射Ｑ_Ｐの噴射間隔を求める手段と、アフター噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（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アフター噴射の噴射間隔を求める手段とを備える。

なお、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ１８によって検出されるコモンレール１７内のコモンレール圧（ＮＰＣ）がエンジン１の運転状態に応じて設定される目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、サプライポンプ３へのポンプ駆動電流値をフィードバック制御することが好ましい。なお、吸入調量弁７へのポンプ駆動電流値の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行なうことが好ましい。例えばコモンレール圧（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当りのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合、デューティ比）を調整して、吸入調量７の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能である。

また、エンジン１の運転中に、各気筒内で燃焼した排気ガスは、排気管３５を通り、バリアブルノズルターボ（ＶＮＴ）３６のタービンの駆動元となった後に、触媒（図示せず）、マフラ（図示せず）を経て排出される。このバリアブルノズルターボ３６の制御は、吸気圧センサ４７の信号とＶＮＴ駆動量センサ３７の信号とに基いて行なわれる。過給された吸入空気は、吸気管３８を経て各気筒内へ導入される。そして、吸気管３８の途中には、絞り弁（スロットルバルブ）３９が配置され、このスロットルバルブ３９の開度は、ＥＣＵ１００からの信号により作動するアクチュエータ４０によって調節される。

また、この吸気管３８には、排気管３５を流れる排気ガスの一部である排気再還流ガス（ＥＧＲガス）を吸気管３８へ導く排気ガス還流管４１が接続されている。そして、排気ガス還流管４１と吸入管３８との接続口には、排気ガス再循環装置用バルブ（ＥＧＲバルブ）４２が設置され、排気ガス還流管４１の途中には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガスクーラ４３が設けられている。

なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸入空気量をポテンショメータにより電圧比として検出する吸入空気量センサ（エアフローメータ：ＡＦＭ）４４と、吸入空気温を検出する吸気温センサ４５とＥＧＲバルブ４２のリフト量を検出するＥＧＲバルブ開口度センサ（ＥＧＲバルブ用リフトセンサ４６からの信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御されている。エンジン１の各気筒内に吸い込まれて吸気管３８を通過する吸入空気は、エミッションを低減するためにエンジン１の運転状態毎に設定された排気ガス還流量（ＥＧＲ量）になるようにＥＧＲバルブ４２の弁開度（リフト量）がリニアに制御され、排気管３５と排気ガスとミキシングされる。

なお、ここで、ＥＣＵ１００のうちインジェクタ駆動回路１２１は、図２に示すように、車載電源としての車載バッテリ（図示せず）からのバッテリ電圧を高めて蓄えるチャージ回路１２１ａと、放電制御用スイッチング素子１２１ｂと、放電制御用スイッチング素子１２１ｂを断続制御する放電制御回路１２１ｃとを備える。これらの構成はインジェクタ２の電磁弁に高電圧・大電流を瞬時に与える初期最大電流発生回路を構成する。この初期最大電流発生回路は、図７に示すように、１燃焼行程間に分割噴射される各噴射に応じてインジェクタ２に供給される駆動信号（駆動電流）であり、各通電電流波形における初期最大電流を形成する電流部分を形成する。なお、詳しくは、放電制御回路１２１ｃは制御部１１０から駆動信号を与えられると、放電制御用スイッチング素子１２１ｂをＯＮし、その後、図示しない電流検出部によって掲出されるインジェクタ２の駆動電流値が所定の閾値（例えば、１７Ａ：放電停止閾値）に達したら、放電制御用スイッチング素子１２１ｂをＯＦＦさせることで形成されるものである。また、図７に示すように駆動電流における定電流状態に保持される電流値を２段階に切換えるため、インジェクタ駆動回路１２１は、図示しないインジェクタ２に与える駆動電流の電流値を２段階に切換える定電流制御回路を備える。この定電流制御回路は、バッテリ電圧が供給される定電流制御用スイッチング素子（図示せず）と、この定電流制御用スイッチング素子を断続制御する２段階電流制御回路（図示せず）とから構成されるものである。

なお、ここで、チャージ回路１２１ａは図示しないコイルとコイルの断続を行なうチャージ制御用スイッチング素子と、コイルの断続で発生した電圧を蓄えるチャージコンデンサとを有しており、発熱性回路を構成する。断続制御される放電制御用スイッチング素子１２１ｂや定電流制御用スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子からなり、発熱素子を構成する。

従って、インジェクタ駆動回路１２１内には、これら発熱性回路や発熱素子の温度を検出する温度検出手段（以下、ＥＣＵ温度検出手段と呼ぶ）としての温度センサ６０が設置されている。なお、この温度センサ６０は、インジェクタ駆動回路１２１に直接触れるように設けても良いし、インジェクタ駆動回路１２１内の特定の回路または素子の温度を直接的に検出できる間接範囲（インジェクタ駆動回路１２１の近傍）に設けても良い。

なお、インジェクタ２（詳しくは、駆動電流が通電される電磁弁）の温度を検出する方法として、ＥＣＵ１００は、例えば電磁弁（ソレノイド）の抵抗値を検出し、インジェクタ発熱量または温度を推定するインジェクタ温度推定手段を有する。インジェクタ温度推定手段は、インジェクタ２の抵抗値を検出するものに限らず、インジェクタ２の内部リーク燃料を排出するリータン配管３３に設置した燃料温度センサ３４（図１参照）から出力される温度信号を検出するものであってもよい。

なお、ＥＣＵ１００の搭載環境条件として、車両側の要求等によって、ＥＣＵ１００をエンジンルーム内に搭載する場合と、車室（キャビン）内に搭載する場合がある。エンジンルーム内に搭載する場合では、インジェクタ２の噴射形態（噴射回数）や駆動時間の長さ（噴射量）の大きさに応じて発熱するインジェクタ要因の発熱量と、エンジンに導かれる吸入空気の吸気温と、車両走行状態に応じて冷却媒体としての外気をエンジンルーム内に導く車両速度とがＥＣＵ１００の発熱要因である。車室内に搭載する場合では、インジェクタ２の噴射形態や噴射量の大きさに応じたインジェクタ要因の発熱量が主要因である。

なお、以下の実施形態では、ＥＣＵ１００をエンジンルーム内に搭載するものとして説明する。

次に、上述した構成を有する本実施形態の噴射制御方法ついて、図３および図４に従って説明する。図４おいて、横軸はエンジン回転速度、縦軸は噴射量を示し、エンジン１のトルク性能に対応する噴射特性を示すグラフであって、実線は各エンジン回転速度に対する最大噴射量の大きさを示す。図４中のＦＵＬＬ Ｑで囲まれる高負荷領域では、トルクアップ要求等から、予混合燃焼によるスモーク低減目的のために３段噴射の噴射形態が望まれている。なお、出力性能に係わるＭＡＸ ＥＮＧＩＮＥ ＳＰＥＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ側では、従来どおりに噴射期間短縮のためメイン噴射Ｑ_Ｍのみに限定される。この噴射形態では、１燃焼行程当り３回噴射することと、メイン噴射Ｑ_Ｍが高噴射量になることから、ＥＣＵ１００（詳しくは、インジェクタ駆動回路１２１）の発熱量の増加が懸念される。なお、インジェクタ２のソレノイドの発熱に厳しい領域でもある。

この領域で使用され、発熱した状態で、例えば図４中一点鎖線の矢印で示される低回転速度、低噴射量の領域に内燃機関の運転状態（車両走行状態）になる場合、低回転速域での噴射形態が５段噴射を行なっており、ＥＣＵ１００の発熱による温度上昇が予想される。さらに、車両速度が低速のためエンジンルーム内への導入される外気の空気流量が少なくなるため、ＥＣＵ１００の発熱を抑制する車速に応じた外気による冷却効果が低下して、ＥＣＵ１００の発熱に対し厳しいエンジン１の運転状態となると予想される。

図３に示すように、Ｓ２０１（Ｓはステップ）では、ＥＣＵ１００は、ＥＣＵ温度センサ６０から出力される信号を受信し、ＥＣＵ１００（詳しくはインジェクタ駆動回路１２１）の温度Ｔ_ＥＣＵを検出する。なお、詳しくは、ＥＣＵ１００は、ＥＣＵ温度センサ６０の出力信号を定期的（例えば、０．５秒間隔：測定間隔）に受信して、連続的にＥＣＵ１００の温度（以下、ＥＣＵ温度と呼ぶ）の推移を測定する。今回検出したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵは、詳しくはＴ_ＥＣＵ（ｊ）でも表し、前回の測定をＴ_ＥＣＵ（ｊ−１）で表すことにする。そして、検出したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ｛詳しくは、Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）｝が、所定の温度Ｔ_ＳＥＴを超えているか否かを判定する。ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度Ｔ_ＳＥＴに達していないならば、Ｓ２０２へ移行し、ＥＣＵ１００がエンジン１の運転状態に応じた最適の噴射形態の噴射（通常モードと呼ぶ）を行ない、当該制御処理を終了する。逆に、ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度Ｔ_ＳＥＴを超えているならば、Ｓ２０３へ移行する。

なお、ここで、所定の温度Ｔ_ＳＥＴは、ＥＣＵ１００の発熱限界に至る前に後述の噴射制限制御を行なうために任意に設定される温度である。なお、所定の温度Ｔ_ＳＥＴは、ＥＣＵ１００の発熱限界温度Ｔｋに余裕値Δｔを見込んだ温度（Ｔｋ−Δｔ）または余裕係数Ｋ（Ｋ＞１）を見込んだ温度（Ｔｋ/Ｋ）で設定されてもよい。

Ｓ２０３では、今回測定したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ｛詳しくは、Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）｝が前回測定のＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ−１）に比べて大きいか否かを判定する。今回測定したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）が前回測定のＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ−１）より大きくないならば、Ｓ２０４へ移行し、現状の噴射制御（通常モードの噴射制御または前回の制御処理で実施した噴射制限制御）を継続する。逆に、今回測定したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）が前回測定のＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ−１）より大きいならば、Ｓ２０５へ移行する。

なお、今回測定したＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ｛詳しくは、Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）｝と前回測定のＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵ（ｊ−１）の差（温度上昇）が、所定値ΔＴ（本実施例ではΔＴ＝０）を超えるか否かを判定するものであっても良い。Ｔ_ＥＣＵ（ｊ）−Ｔ_ＥＣＵ（ｊ−１）＝ΔＴとなるΔＴは零または任意の正数ならば良い。なお、ΔＴはＥＣＵ温度センサ６０の出力信号のばらつき、この出力信号を受信してＥＣＵ温度を推定するＥＣＵ１００の演算誤差を考慮したＥＣＵ温度推定誤差の温度Δｔｔより大きい所定値を設定することが好ましい。

なお、Ｓ２０１およびＳ２０３は、ＥＣＵ温度上昇を抑えるための変化点（ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定温度Ｔ_ＳＥＴを超えかつ所定期間の温度上昇が所定値Δｔｔを超える制限条件の成立するとき）を監視するＥＣＵ温度監視手段を構成する。また、Ｓ２０１およびＳ２０３は、ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定温度Ｔ_ＳＥＴを超えかつ温度上昇中であることを判定するＥＣＵ発熱判定手段を構成する。

Ｓ２０１およびＳ２０３の制御処理による判定から所定の温度Ｔ_ＳＥＴを超え、かつ現在も温度上昇中であると判断されると、Ｓ２０５では、現在のマルチ噴射形態が５段噴射か否かを判定する。現在のマルチ噴射形態が５段噴射であれば、Ｓ２０６へ移行する。逆に、現在のマルチ噴射形態が５段噴射でなければ、Ｓ２０７へ移行する。

Ｓ２０６では、5段噴射の噴射形態の噴射制限を検討する。 E噴射は、筒内で燃焼させず排出ガスとともに未燃の炭化水素を触媒へ供給する目的のものである。触媒の再生よりもECUの保護を優先するためはじめにE噴射（５段噴射のうちの噴射順序で第５の噴射）に係わるE噴射量を減らす。なお、詳しくは、Ｅ噴射における目標噴射指令値、またはインジェクタ２を駆動する駆動信号（駆動パルス）の駆動時間を所定量減らす。

なお、所定量減らしても、ＥＣＵ温度監視手段としてのＳ２０１およびＳ２０３の制御処理によって、所定の温度Ｔ_ＳＥＴを超え、かつ現在も温度上昇中であるという判定（以下、温度上昇中判定と呼ぶ）が繰り返されるときは、減らされるべきＥ噴射量は最終的に零となり、結果としてＥ噴射の噴射自体が制限される（Ｅ噴射がなくなる）。

Ｓ２０７では、現在のマルチ噴射形態が４段噴射か否かを判定する。現在のマルチ噴射形態が４段噴射であれば、Ｓ２０８へ移行する。逆に、現在のマルチ噴射形態が４段噴射でなければ、Ｓ２０９へ移行する。

Ｓ２０８では、４段噴射の噴射形態の噴射制限を検討する。この噴射形態を用いるエンジン１の運転領域では、排気ガス規制による排ガスが問題となる（詳しくは、排気ガス評価のモードがある）。Ａ、Ｂ噴射はＣ噴射の前で噴射し、ＨＣと燃費の悪化を最小限に抑制しつつ、燃焼騒音を低減することを目的とするものである。Ａ噴射は主に燃焼騒音に寄与しているため、ここではＡ噴射（４段噴射のうちの噴射順序で第１の噴射）に係わるＡ噴射量を減らす。なお、詳しくは、Ａ噴射における目標噴射指令値、またはインジェクタ２を駆動する駆動信号（駆動パルス）の駆動時間を所定量減らす。なお、所定量減らしても、ＥＣＵ温度監視手段Ｓ２０１およびＳ２０３によって、温度上昇中判定が繰り返されるならば、減らされるべきＡ噴射量は最終的に零となり、結果としてＡ噴射の噴射自体が制限される（Ａ噴射がなくなる）。

Ｓ２０９では、現在のマルチ噴射形態は３段噴射の噴射形態であると判定され、Ｓ２１０へ移行する。

Ｓ２１０では、３段噴射の噴射形態の噴射制限を検討する。この３段噴射の噴射形態は、主に高噴射量、高速（詳しくは、中速および高速側）の領域で使用される。この領域では、燃焼音よりもエンジン自体の駆動系あるいは構造上により発生する音が大きい。また、現在の排気ガス規制の上記モードから離れている。Ｄ噴射は、Ｃ噴射の直後に噴射し、未燃のガスを燃やしきることで、スモーク、ＨＣ、燃費の低減を目的とするものであり、Ｂ噴射とともに最低限の排ガス、燃焼音を守るため最後まで残す。このため、３段噴射のＢ噴射およびＤ噴射（３段噴射のうちの噴射順序で第１の噴射および第３の噴射）に係わるＢ噴射量およびＤ噴射量をそれぞれ減らす。

なお、Ｂ、Ｄ噴射はトルクにも寄与しており、これらをなくすことはトルク段差を生むためドライバーへのショックが生じる。このとき、トルク段差が生じないことを第1優先とし、Ｃ噴射量の噴射時期、噴射量、Ｂ噴射およびＤ噴射の噴射時期を補正することが好ましい。Ｂ噴射量およびＤ噴射量をそれぞれ減らすことで、ある程度の排ガス、燃焼音への影響が生じたとしても、例えば噴射時期を遅角側に補正することで、排ガスのＮＯ_Ｘの低減および燃焼音の緩和が図れる。この補正方法しては、運転者の要求または運転状態に応じた最適な噴射時期に、補正量を調整する。

なお、Ｓ２０５からＳ２１０の制御処理は、ＥＣＵ発熱判定手段（ＥＣＵ温度監視手段）Ｓ２０１およびＳ２０３によって変化点（所定温度Ｔ_ＳＥＴを超えて温度上昇中）を検出されたとき、１燃焼行程の間に噴射する複数回噴射のうちの特定噴射におけるインジェクタの噴射を制限する噴射制限手段を構成する。なお、Ｓ２０５、Ｓ２０７、およびＳ２０９は、ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度を超えて温度上昇中であると判定されたときのマルチ噴射形態の噴射回数（段数）を判定する噴射形態特定手段を構成する。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）ＥＣＵ１００は、発熱性回路、発熱性素子を有するインジェクタ駆動回路１２１の温度を検出または推定する温度センサ６０を有するので、マルチ噴射形態の噴射回数（噴射段数）（詳しくは、１燃焼行程当りの噴射回数）に応じて上昇するインジェクタ駆動回路１２１の温度つまりＥＣＵの温度Ｔ_ＥＣＵを、精度よく検出または推定することが可能である。さらに、温度センサ６０によって検出または推定されるＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度を超えて温度上昇中であるとき、１燃焼行程の間に噴射する複数回噴射のうちの特定噴射におけるインジェクタの噴射を制限する噴射制限手段Ｓ２０５〜Ｓ２１０を備えるので、従来のようにマルチ噴射を全て制限してメイン噴射のみとすることなく、特定噴射における噴射のみを制限することで排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵの温度上昇を防止することが可能である。

（２）なお、以上説明した本実施形態の噴射制限手段Ｓ２０５〜Ｓ２１０では、特定噴射の噴射量を所定量減らす。噴射量を減らすことでその特定噴射におけるインジェクタ駆動信号（駆動パルス）の駆動時間を減らすことができるので、ＥＣＵ１００（詳しくは、インジェクタ駆動回路１２１）の発熱量を減少させられる。また、特定噴射の噴射量を減らした所定量だけでは、ＥＣＵ１００の発熱量の減少効果が小さい場合でも、ＥＣＵ温度監視手段Ｓ２０１およびＳ２０３によって定期的にＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵがモニターされているため、特定噴射の噴射量を繰り返し減らすことで、特定噴射特定噴射の噴射自体を制限することもできる。

（３）さらになお、以上説明した本実施形態の噴射制限手段Ｓ２０５〜Ｓ２１０では、ＥＣＵ温度監視手段Ｓ２０１およびＳ２０３によってモニターされるマルチ噴射形態の噴射段数（噴射回数）ごとに、噴射制限を行なう特定噴射を決めている。そのため、特定噴射の噴射量を繰り返し減らした結果、噴射段数が減ったものであっても、ＥＣＵ温度監視手段Ｓ２０１およびＳ２０３によってＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度を超えて温度上昇中
（ＥＣＵ１００の発熱量の減少効果が不十分）であると判定される限り、噴射量を減らすもしくは噴射自体を制限する対策処置を行なうことができる。

（４）搭載環境として不利なエンジンルーム内搭載、エンジン運転状態が例えば急減速（図４の一点鎖線矢印方向の車両走行状態）という不利な運転状態にあっても、ＥＣＵ１００の発熱を抑制してＥＣＵ１００の温度上昇を防止することができる。

（５）また、噴射制限手段Ｓ２０５〜Ｓ２１０は、ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが所定の温度を超えて温度上昇中であると判定されたときのマルチ噴射形態の噴射回数（段数）のＮ回が、Ｎ＝５ではＥ噴射（噴射順で第５の噴射）、Ｎ＝４ではＡ噴射（噴射順で第１の噴射）、およびＮ＝３ではＢ噴射およびＥ噴射（噴射順で第１の噴射と第３の噴射）の噴射量の減量処理をするので、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵ１００の温度上昇を防止することができる。

（６）なお、Ｎ＝３におけるＢ噴射とＤ噴射において、噴射制限手段Ｓ２０５〜Ｓ２１０は、Ｂ噴射とＤ噴射のそれぞれの噴射時期を変更可能な噴射時期補正手段を備えていることが好ましい。運転者の要求または運転状態に応じた最適な噴射時期に、噴射時期補正手段によって調整することが可能である。

（７）さらになお、ＥＣＵ１００を搭載する環境条件として、エンジンルーム内搭載、車両内搭載のいずれの場合であっても、ＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵを精度よく検出可能な温度センサ６０等のＥＣＵ温度検出手段を有するので、ＥＣＵ１００の温度上昇の主要因であるインジェクタ駆動回路１２１の発熱状態を監視することができる。したがって、ＥＣＵ１００の温度上昇を抑えるための変化点（ＥＣＵ温度が所定温度を超えかつ所定期間の温度上昇が所定値を超える制限条件の成立するとき）を精度よく判定することが可能である。さらに、この変化点を精度よく検出できるので、ＥＣＵを搭載するエンジンルーム内あるいは車室内の環境条件に係わらず、ＥＣＵの動作保証が容易となる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態では、図６に示すように、インジェクタ２に出力する駆動信号（駆動電流）の電流波形を補正する。図６は、本実施形態に係わるインジェクタの噴射制御の制御処理を示すフローチャートである。なお、噴射形態特定Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９によって認識されたマルチ噴射形態での特定噴射を制限する方法としては、第１の実施形態のように、それぞれＳ２０６、Ｓ２０８、およびＳ２１０における特定噴射を減らすようにしてもよい。また、図６に示すように、それぞれＳ５０６およびＳ５０８における特定噴射自体を制限してもよい。この場合、Ｓ５１０では、Ｂ噴射およびＥ噴射の制限制限してメイン噴射のみにならないように、Ｂ噴射およびＥ噴射における駆動電流の通電立上り初期状態における初期最大電流値を小さくし、低電流値による駆動電流波形にする（以下、低電流制御と呼ぶ）。なお、詳しくは、ＥＣＵ１００は、インジェクタ駆動回路１２１を制御して放電停止閾値を、例えば１７Ａから駆動電流の低電流値まで下げる。噴射形態は、３段噴射のままとなる。

これにより、インジェクタ駆動回路１２１の発熱量を抑制する側に駆動信号（駆動電流）を補正することができる。なお詳しくは、インジェクタ２に供給される通電電流の初期最大電流値を減少させるように補正するので、初期最大電流値を発生するためのチャージ回路１２１ａ等の発熱回路の発熱を抑制することができる。

なお、以上説明した本実施形態において、Ｓ５０６およびＳ５０８の制御処理を、特定噴射自体を制限に換えて、Ｓ５１０と同様に低電流制御を行なうようにしてもよい。この場合、Ｓ５０６、Ｓ５０８の制御処理には、それぞれ、ＣＯＵＮＴ＝４、ＣＯＵＮＴ＝３を記憶する処理を加えるとともに、例えばＳ２０７の処理ではＥＣＵ１００内の演算処理等からマルチ噴射形態を判定する方法に加えて、ＣＯＵＮＴ＝４であれば、実際は５段噴射であっても４段噴射とみなすようにする。この様な構成を有する実施形態にしても、第１の実施形態と同様な効果を得ることが可能である。

（その他の実施形態）
以上説明した本実施形態では、制御機器としてのＥＣＵ１００内にインジェクタ駆動回路１２１が実装されているものとして説明したが、図８に示すようにＥＣＵ１００とは別体にＥＤＵとしてインジェクタ駆動回路１２１を配置するものでもよい。また、図示しないＥＣＵ１００の筐体内にインジェクタ駆動回路１２１が組み込まれているものであってもよい。

以上説明した本実施形態では、ＥＣＵ１００の搭載条件をエンジンルーム内搭載としたが、車両内搭載であってもよい。また、エンジンルーム内搭載であって、エンジン１に直接搭載されるエンジン直接搭載であってもよい。

以上説明した本実施形態では、ＥＣＵ１００の発熱限界を超えてＥＣＵ温度Ｔ_ＥＣＵが上昇しないように防止する噴射制限手段を説明したが、ＥＣＵ温度の発熱主要因は、インジェクタ２の電磁弁（ソレノイド）が発熱するような噴射形態でインジェクタ２を駆動することにあるため、本実施形態を適用することで、インジェクタ２の発熱量の減少、つまりインジェクタ２の温度上昇を防止することもできる。

以上説明した本実施形態では、内燃機関の１燃焼行程の間に内燃機関の主要トルクを形成するメイン噴射とメイン噴射以外の複数段の噴射とを行う内燃機関用燃料噴射制御装置において、従来のようにマルチ噴射を全て制限してメイン噴射のみとすることなく、所定の温度を超える程度に応じて、メイン噴射以外の複数段のうちのいずれか特定噴射を制限することで、排ガス、燃焼音への影響を最小限にしてＥＣＵの温度上昇が防止される。

本発明の第１の実施形態の燃料噴射システムの全体構成を示す構成図である。 図１中のＥＣＵの概略構成を表す模式図である。 図１中のＥＣＵにおけるインジェクタの噴射制御に係わる制御処理を示すフローチャートである。 エンジン回転速度と噴射量と１燃焼行程当りの噴射回数との関係の一実施例を説明するグラフである。 燃料噴射システムの噴射状態を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態に係わるインジェクタの噴射制御の制御処理を示すフローチャートである。 噴射率とインジェクタ駆動電流の関係を説明するグラフである。 他の実施形態に係わるＥＣＵの概略構成を表す模式図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ インジェクタ（燃料噴射弁、電磁式燃料噴射弁）
３ サプライポンプ（高圧供給ポンプ、燃料供給ポンプ）
１００ ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、制御手段、補正手段）
１２０ 燃料噴射系駆動回路
１２１ インジェクタ駆動回路
１２１ａ チャージ回路
１２１ｂ 放電制御用スイッチング素子
１２１ｃ 放電制御回路
１２２ ポンプ駆動回路
１７ コモンレール（蓄圧室）
６０ 温度センサ（ＥＣＵ温度検出手段）

Claims (8)

1. 内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、前記内燃機関の運転状態に応じて前記インジェクタを制御する制御手段とを備え、前記内燃機関の１燃焼行程の間に複数回の噴射を実施する内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記インジェクタの駆動のための駆動信号を前記インジェクタに出力するインジェクタ駆動回路と、
   前記インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段と、
   前記ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定される前記インジェクタ駆動回路の温度が所定の温度を超え、かつ所定期間内の前記温度の上昇が所定の値を超えるとき、前記インジェクタ駆動回路の発熱量を抑える側に、前記複数回噴射のうちの特定噴射における前記インジェクタの噴射を制限する噴射制限手段とを備え、
   前記噴射制限手段は、
   前記ＥＣＵ温度検出手段による前記インジェクタ駆動回路の温度が、前記所定温度を超える場合に、その温度が上昇傾向にあるか否かを判定する温度上昇中判定手段を有し、
   前記温度上昇中判定手段による判定が上昇傾向であることを、噴射を制限する必須条件として、前記１燃焼行程における前記複数回噴射の噴射形態に応じて、前記特定噴射において噴射量を減量すること及び噴射時期を変更することのうちの、少なくともいずれかの特定噴射の補正を実施し、
   前記温度上昇中判定手段の判定により前記上昇傾向から低下傾向に変化した場合には、前記所定温度以下になるまで、前記特定噴射の補正を維持することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
2. 内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、前記内燃機関の運転状態に応じて前記インジェクタを制御する制御手段とを備え、前記内燃機関の１燃焼行程の間に、内燃機関の主要トルクを形成するメイン噴射と該メイン噴射以外の複数段の噴射とを行う内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記インジェクタの駆動のための駆動信号を前記インジェクタに出力するインジェクタ駆動回路と、
   前記インジェクタ駆動回路の温度を検出または推定するＥＣＵ温度検出手段と、
   前記ＥＣＵ温度検出手段によって検出または推定される前記インジェクタ駆動回路の温度が所定の温度を超える程度に応じて、前記インジェクタ駆動回路の発熱量を抑える側に、
   前記メイン噴射以外の複数段の噴射を制限する噴射制限手段とを備え、
   前記噴射制限手段は、
   前記ＥＣＵ温度検出手段による前記インジェクタ駆動回路の温度が、前記所定温度を超える場合に、その温度が上昇傾向にあるか否かを判定する温度上昇中判定手段を有し、
   前記温度上昇中判定手段による判定が上昇傾向であることを、噴射を制限する必須条件として、前記１燃焼行程における前記複数回噴射の噴射形態に応じて、前記メイン噴射以外の複数段の噴射のうちの特定噴射において噴射量を減量すること及び噴射時期を変更することのうちの、少なくともいずれかの特定噴射の補正を実施し、
   前記温度上昇中判定手段の判定により前記上昇傾向から低下傾向に変化した場合には、前記所定温度以下になるまで、前記特定噴射の補正を維持することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
3. 前記ＥＣＵ温度検出手段は、前記インジェクタ駆動回路内に設けられ、前記インジェクタ駆動回路の温度を直接的または間接的に検出する温度センサを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
4. 前記１燃焼行程の間に噴射する回数がＮ回であるマルチ噴射であって、
   前記噴射制限手段は、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかの噴射量を減らす噴射量補正手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
5. 前記Ｎ＝３における前記第１の噴射と前記第３の噴射において、
   前記噴射制限手段は、前記第１の噴射と前記第３の噴射のそれぞれの噴射時期を変更可能な噴射時期補正手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
6. 前記１燃焼行程の間に噴射する回数がＮ回であるマルチ噴射であって、
   前記噴射制限手段は、Ｎ＝５では噴射順で第５の噴射、Ｎ＝４では第１の噴射、およびＮ＝３では第１の噴射と第３の噴射のうちのいずれかにおける前記駆動信号を補正する駆動信号補正手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
7. 前記駆動信号補正手段は、前記駆動信号の電流値を補正することで、前記インジェクタに供給される通電電流の初期最大電流値を減少させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
8. 前記インジェクタ駆動回路は、車載電源からの電源電圧を高めて蓄えるチャージ回路と、放電制御用スイッチング素子と、前記放電制御用スイッチング素子を断続制御する放電制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。

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