内燃機関の燃料噴射制御装置
【課題】騒音およびＮＯｘの低減と、排気に含まれるＰＭの低減とを両立する内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】パイロット噴射時にインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力は、メイン噴射時にインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力よりも低く設定される。これにより、パイロット噴射においてインジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲に濃い混合気を生成する。そのため、微量のパイロット噴射であっても、燃料の着火性は向上する。一方、メイン噴射およびアフター噴射において、インジェクタ１２はパイロット噴射よりも高い圧力の燃料を噴射する。そのため、燃料の燃焼によって高圧となった燃焼室１８に微粒化された燃料が供給され、燃料の燃焼は均一化する。これにより、メイン噴射およびアフター噴射における騒音およびＮＯｘの低減、ならびに排気に含まれるＰＭの低減が図られる。
【解決手段】パイロット噴射時にインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力は、メイン噴射時にインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力よりも低く設定される。これにより、パイロット噴射においてインジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲に濃い混合気を生成する。そのため、微量のパイロット噴射であっても、燃料の着火性は向上する。一方、メイン噴射およびアフター噴射において、インジェクタ１２はパイロット噴射よりも高い圧力の燃料を噴射する。そのため、燃料の燃焼によって高圧となった燃焼室１８に微粒化された燃料が供給され、燃料の燃焼は均一化する。これにより、メイン噴射およびアフター噴射における騒音およびＮＯｘの低減、ならびに排気に含まれるＰＭの低減が図られる。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コモンレールに貯えた高圧の燃料を内燃機関の燃焼室へ直接噴射するコモンレール式の燃料噴射装置が広く知られている。このようなコモンレール式の燃料噴射装置の場合、燃料を複数回に分割して燃焼室へ噴射することにより、燃料の燃焼によって生じる騒音の軽減、およびＮＯｘなどの排気中の汚染物質の低減が図られる（特許文献１参照）。燃料の噴射を複数回に分割する場合、燃料は、主たる噴射となるメイン噴射、メイン噴射に先立つパイロット噴射、およびメイン噴射に後続するアフター噴射として噴射される。
【０００３】
アフター噴射で噴射される燃料は、メイン噴射における燃料の燃焼で生成した燃焼ガスを酸化する。これにより、メイン噴射における燃料の燃焼によって生じた煤などのＰＭ（Particulate Matter）は酸化され、排気に含まれるＰＭは減少する。また、アフター噴射は、メイン噴射に後続して実行される。メイン噴射ではパイロット噴射およびアフター噴射に比較して多くの燃料が噴射されるため、燃焼室における圧力はメイン噴射による燃料の燃焼によって上昇する。そのため、メイン噴射に後続するアフター噴射は、上昇した燃焼室の圧力に抗して燃料を噴射する必要がある。
【０００４】
しかしながら、コモンレールに貯えられている燃料の圧力は、目標とする一定の圧力に制御されている。そのため、コモンレールにおける燃料の圧力は、一連のパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の全体について同一の値が設定されている。この場合、アフター噴射によるＰＭの除去を図るために目標とする圧力を高く設定すると、パイロット噴射においても噴射される燃料の圧力は高くなる。パイロット噴射の場合、燃料の噴射量は他の噴射と比較して微量である。そのため、パイロット噴射において高圧の燃料を噴射すると、微量の燃料は短時間で燃焼室内の空気に拡散する。その結果、燃料の着火性が低下し、失火を招く原因となる。また、メイン噴射において高圧の燃料を噴射すると、比較的大量の燃料が急激に燃焼する。その結果、燃焼室の圧力の急上昇を招き、騒音およびＮＯｘの増加を招く原因となる。このように、騒音およびＮＯｘの低減と排気に含まれるＰＭの低減とは、相反する条件が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３３３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、騒音およびＮＯｘの低減と、排気に含まれるＰＭの低減とを両立する内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、燃料圧力変更手段は、燃料供給装置からインジェクタへ供給する燃料の圧力を、噴射ごとにそれぞれ異なる圧力に設定する。すなわち、燃料圧力変更手段は、メイン噴射におけるメイン噴射圧力、パイロット噴射におけるパイロット噴射圧力、およびアフター噴射におけるアフター噴射圧力を、それぞれ異なる圧力に設定する。これにより、アフター噴射時において、高圧の燃焼室に対応してアフター噴射圧力を高く設定しても、パイロット噴射およびメイン噴射の圧力は燃焼室の圧力に応じて低く設定される。そのため、アフター噴射による燃焼ガスの酸化により排気に含まれるＰＭの低減を図りつつ、パイロット噴射時における燃料の失火は回避される。また、メイン噴射における燃焼室の圧力の急激な上昇も抑えられる。したがって、騒音およびＮＯｘの低減と、排気に含まれるＰＭの低減とを両立して達成することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、燃料圧力設定手段は、パイロット噴射時におけるパイロット噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも低く設定する。パイロット噴射では、メイン噴射に比較して微量の燃料が噴射される。そのため、燃料の貫徹力および拡散力が大きくなると、噴射された燃料と燃焼室の空気との混合によって生成した混合気は希薄となりやすい。混合気が希薄になると、燃料の着火が不安定となり、失火を招きやすい。この燃料の貫徹力および拡散力は、インジェクタから噴射される燃料の圧力に依存する。その結果、パイロット噴射圧力をメイン噴射と同等に設定すると、パイロット噴射で噴射された燃料は失火しやすい。そこで、パイロット噴射圧力をメイン噴射圧力よりも低く設定することにより、インジェクタから噴射された燃料によって生成した混合気はインジェクタの周囲にとどまる。そのため、比較的濃い混合気がインジェクタの周囲に形成され、燃料の着火性が向上する。したがって、パイロット噴射における失火を低減し、メイン噴射における燃料の安定した燃焼を促進することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明では、燃料圧力設定手段は、アフター噴射時におけるアフター噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも高く設定している。アフター噴射では、メイン噴射に後続して燃料が噴射される。メイン噴射では多くの燃料が燃焼するため、燃焼室の圧力は燃料の燃焼によって上昇している。そのため、メイン噴射と同等の圧力でアフター噴射を実行すると、アフター噴射においてインジェクタから噴射された燃料は、十分な貫徹力を確保できず、燃焼ガスとの混合が不十分になりやすい。そこで、アフター噴射圧力をメイン噴射圧力よりも高く設定することにより、インジェクタから噴射された燃料は燃焼室の全体へ混合されやすくなる。そのため、燃焼室の燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合は促進される。したがって、燃焼ガスに含まれる未燃焼成分はアフター噴射によって供給された燃料で酸化され、排気に含まれるＰＭを低減することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明では、燃料供給装置は、第一コモンレールおよび第二コモンレールを有している。第二コモンレールは、第一コモンレールよりも低い圧力で燃料を貯える。燃料圧力変更手段は、インジェクタと第一コモンレールまたは第二コモンレールとの接続を切り替える。これにより、インジェクタには、第一コモンレールから圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレールから圧力の低い燃料が供給される。そのため、インジェクタと第一コモンレールまたは第二コモンレールとの接続を切り替えることにより、インジェクタから噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタから噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明では、燃料供給装置は、サプライポンプとインジェクタとを接続する燃料供給部から分岐するリターン部を有している。燃料供給装置は、このリターン部に減圧弁を有している。燃料圧力変更手段は、サプライポンプから吐出される燃料の流量、またはリターン部に設けられている減圧弁の開度の少なくとも何れか一方を開閉する。インジェクタには、減圧弁が閉じているとき圧力の高い燃料が供給されるとともに、減圧弁が開いているとき圧力の低い燃料が供給される。また、サプライポンプの吐出量を変更することにより、インジェクタに供給される燃料の圧力は変化する。そのため、減圧弁を開閉またはサプライポンプの吐出量を調整することにより、インジェクタから噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタから噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す模式図
【図２】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を示すブロック図
【図３】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置におけるクランクシャフトの回転角度と燃料噴射量との関係を示す概略図
【図４】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の処理の流れを示す概略図
【図５】燃料の噴射圧力と燃料の噴霧の粒径との関係を示す概略図
【図６】アフター噴射における燃料の噴射圧力とＰＭ発生量との関係を示す概略図
【図７】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料の噴射時期を示すインジェクタの駆動信号と燃料の燃焼との経時的な変化を示す模式図
【図８】燃料の噴射圧力とパイロット噴射における燃料の燃焼量との関係を示す概略図
【図９】噴射開始からの経過時間と燃料の噴霧の長さとの関係を示す概略図
【図１０】第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を示す模式図
【図１１】第３実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムを図１に示す。ディーゼルエンジンシステム１０は、機関本体１１、インジェクタ１２および燃料供給装置１３を備えている。機関本体１１は、シリンダブロック１４、シリンダヘッド１５およびピストン１６などを有している。シリンダブロック１４は、内側に複数のシリンダ１７を形成している。シリンダヘッド１５は、シリンダブロック１４の端部に設けられている。ピストン１６は、シリンダブロック１４が形成するシリンダ１７の内側を軸方向へ往復移動する。シリンダ１７を形成するシリンダブロック１４の内壁、シリンダヘッド１５の内壁およびピストン１６の端面は、相互の間に燃焼室１８を形成している。
【００１５】
インジェクタ１２は、シリンダヘッド１５を貫いて設けられている。インジェクタ１２の先端は、燃焼室１８に露出している。燃料供給装置１３は、第一コモンレール２１、第二コモンレール２２、サプライポンプ２３および燃料タンク２４を有している。サプライポンプ２３は、燃料タンク２４から吸入した燃料を加圧する。サプライポンプ２３で加圧された燃料は、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２に供給される。第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、いずれもサプライポンプ２３から供給された燃料を、圧力を維持した状態で貯える。第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、切替弁２５を経由してインジェクタ１２に接続している。具体的には、インジェクタ１２には、燃料供給通路部２６が接続している。この燃料供給通路部２６は、切替弁２５を挟んで第一コモンレール２１に接続する第一供給通路部３１と、第二コモンレール２２に接続する第二供給通路部３２とに接続している。切替弁２５を切り替えることにより、インジェクタ１２は第一コモンレール２１または第二コモンレール２２と選択的に接続する。
【００１６】
第一コモンレール２１は、第二コモンレール２２よりも高い圧力で燃料を貯える。すなわち、サプライポンプ２３で加圧された燃料の一部は、第一コモンレール２１に供給される。一方、サプライポンプ２３で加圧された燃料の他の一部は、第二コモンレール２２に第一コモンレール２１よりも低い圧力で貯えられる。このように、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、異なる圧力の燃料を貯えている。そして、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２から異なる圧力の燃料が供給される。
【００１７】
ディーゼルエンジンシステム１０は、上記の構成に加え、吸気装置３４および排気装置３５を備えている。吸気装置３４は、吸気管部材３６およびスロットル３７を有している。吸気管部材３６は、吸気通路３８を形成している。吸気通路３８は、一方の端部が燃焼室１８に接続し、図示しない他方の端部が大気に開放している。スロットル３７は、吸気管部材３６が形成する吸気通路３８を開閉する。排気装置３５は、排気管部材４１および図示しない排気浄化部を有している。排気管部材４１は、排気通路４２を形成している。排気通路４２は、一方の端部が燃焼室１８に接続し、他方の端部が大気に開放している。図示しない排気浄化部は、排気通路４２の途中に設けられ、燃焼室１８から排出される排気を浄化する。
【００１８】
ディーゼルエンジンシステム１０は、上記の構成に加え燃料噴射制御装置５０を備えている。燃料噴射制御装置５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１を備えている。ＥＣＵ５１は、吸気圧センサ５２、吸気温度センサ５３、アクセル開度センサ５４、回転数センサ５５、水温センサ５６、第一圧力センサ５７、第二圧力センサ５８および吸入空気量センサ５９と接続している。吸気圧センサ５２は、吸気通路３８を流れる吸気の圧力を検出する。吸気圧センサ５２は、検出した吸気の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。吸気温度センサ５３は、吸気通路３８を流れる吸気の温度を検出する。吸気温度センサ５３は、検出した吸気の温度に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。アクセル開度センサ５４は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセル開度センサ５４は、検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。回転数センサ５５は、機関本体１１の図示しないクランクシャフトの回転数を検出する。回転数センサ５５は、検出したクランクシャフトの回転数に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。水温センサ５６は、機関本体１１の冷却水の温度を検出する。水温センサ５６は、検出した冷却水の温度に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。第一圧力センサ５７は、第一コモンレール２１に貯えられている燃料の圧力を検出する。第一圧力センサ５７は、検出した第一コモンレール２１における燃料の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。第二圧力センサ５８は、第二コモンレール２２に貯えられている燃料の圧力を検出する。第二圧力センサ５８は、検出した第二コモンレール２２における燃料の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。吸入空気量センサ５９は、吸気通路３８から燃焼室１８へ吸入される空気量を検出する。吸入空気量センサ５９は、検出した空気量に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。
【００１９】
ＥＣＵ５１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ５１は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムにしたがってディーゼルエンジンシステムの全体を制御する。ＥＣＵ５１は、コンピュータプログラムを実行することにより、図２に示すように噴射量設定部６１、インジェクタ駆動部６２、燃料圧力設定部６３および燃料圧力切替部６４をソフトウェア的に実現している。これら、噴射量設定部６１、インジェクタ駆動部６２、燃料圧力設定部６３および燃料圧力切替部６４は、ハードウェア的に実現してもよい。ＥＣＵ５１は、記憶部６５に接続している。記憶部６５は、例えば不揮発性メモリなどを有している。記憶部６５は、ＥＣＵ５１のＲＯＭおよびＲＡＭと共用してもよい。
【００２０】
噴射量設定部６１は、各インジェクタ１２から燃焼室１８へ噴射する燃料の噴射量を設定する。噴射量設定部６１は、アクセル開度センサ５４で検出したアクセルペダルの踏み込み量、および回転数センサ５５で検出したクランクシャフトの回転数に基づいて、インジェクタ１２から噴射する燃料噴射量Ｑを設定する。このとき、噴射量設定部６１は、吸気圧センサ５２で検出した吸気の圧力、吸気温度センサ５３で検出した吸気の温度、水温センサ５６で検出した冷却水の温度、吸入空気量センサ５９で検出した吸入空気量、および各インジェクタ１２の噴射特性などに基づいて、燃料噴射量Ｑを補正して決定燃料噴射量Ｑｄ設定する。また、噴射量設定部６１は、決定燃料噴射量Ｑｄを、メイン噴射における燃料の噴射量であるメイン噴射量Ｑｍ、パイロット噴射における燃料の噴射量であるパイロット噴射量Ｑｐ、およびアフター噴射における燃料の噴射量であるアフター噴射量Ｑａに分配する。
【００２１】
インジェクタ駆動部６２は、噴射量設定部６１で設定した量の燃料を噴射するためにインジェクタ１２を駆動する。インジェクタ駆動部６２は、インジェクタ１２の例えば電磁駆動部に駆動信号を出力する。これにより、インジェクタ１２は、燃料の噴射を断続する。インジェクタ駆動部６２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２に貯えられている燃料の圧力、および噴射量設定部６１で設定した各時期における燃料の噴射量に基づいて駆動時間を設定する。そして、インジェクタ駆動部６２は、設定した駆動時間に基づく駆動信号を各インジェクタ１２へ出力する。インジェクタ１２は、インジェクタ駆動部６２から出力された駆動信号にしたがって燃料の噴射を断続する。これにより、インジェクタ１２は、メイン噴射において噴射量設定部６１で設定されたメイン噴射量Ｑｍの燃料、パイロット噴射においてパイロット噴射量Ｑｐの燃料、およびアフター噴射においてアフター噴射量Ｑａの燃料をそれぞれ噴射する。
【００２２】
ここで、例えば図３に示すようにメイン噴射は、インジェクタ１２の一連の燃料噴射時期における主たる噴射である。ここで、一連の燃料噴射時期とは、ピストン１６が下死点（ＢＤＣ）から上死点（ＴＤＣ）を経由して再び下死点へ移動する圧縮行程から燃焼行程までの間に相当する。メイン噴射は、この一回の燃料噴射時期において、決定燃料噴射量Ｑｄのうち大部分の燃料噴射量Ｑｍを噴射する。一方、パイロット噴射は、メイン噴射に先立つ噴射であり、決定燃料噴射量Ｑｄからメイン噴射量Ｑｍおよびアフター噴射量Ｑａを減じた量に相当する。すなわち、決定燃料噴射量Ｑｄは、Ｑｄ＝Ｑｍ＋Ｑｐ＋Ｑａである。また、メイン噴射量Ｑｍ、パイロット噴射量Ｑｐおよびアフター噴射量Ｑａの間には、Ｑｍ＞Ｑａ＞Ｑｐの関係が成立する。
【００２３】
燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１における燃料の圧力、および第二コモンレール２２における燃料の圧力をそれぞれ設定する。この場合、燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１における燃料の圧力を第二コモンレール２２における燃料の圧力よりも高く設定する。本実施形態の場合、第一コモンレール２１は、メイン噴射およびアフター噴射に対応する圧力Ｐ１の燃料を貯えている。一方、第二コモンレール２２は、パイロット噴射に対応する圧力Ｐ２の燃料を貯えている。これにより、パイロット噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料を噴射する。一方、メイン噴射およびアフター噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料を噴射する。つまり、この場合、インジェクタ１２は、パイロット噴射において、メイン噴射またはアフター噴射における燃料の噴射圧力よりも低い噴射圧力で燃料を噴射する。
【００２４】
また、第一コモンレール２１はアフター噴射に対応する圧力Ｐ１の燃料を貯え、第二コモンレール２２はパイロット噴射およびメイン噴射に対応する圧力Ｐ２の燃料を貯える構成としてもよい。これにより、パイロット噴射およびメイン噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料を噴射する。一方、アフター噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料の噴射する。この場合、インジェクタ１２は、アフター噴射において、パイロット噴射またはメイン噴射における燃料の噴射圧力よりも高い噴射圧力で燃料を噴射する。
【００２５】
燃料圧力切替部６４は、燃料の噴射時期にあわせて切替弁２５を切り替える。上述のように、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６は、切替弁２５を挟んで第一供給通路部３１または第二供給通路部３２に接続している。燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動することにより、燃料供給通路部２６と第一供給通路部３１、または燃料供給通路部２６と第二供給通路部３２とを選択的に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料、または第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料が供給される。燃料圧力切替部６４および切替弁２５は、特許請求の範囲の燃料圧力切替手段に相当する。
【００２６】
次に、上記の構成によるディーゼルエンジンシステム１０の制御について図４に基づいて説明する。
ＥＣＵ５１は、ディーゼルエンジンシステム１０が運転を開始すると、予め設定された間隔でディーゼルエンジンシステム１０の運転状態を取得する（Ｓ１０１）。具体的には、ＥＣＵ５１は、アクセル開度センサ５４からアクセルペダルの踏み込み量、および回転数センサ５５から機関本体の回転数を取得する。これにより、ＥＣＵ５１は、ディーゼルエンジンシステム１０の運転状態すなわち負荷状態を取得する。
【００２７】
噴射量設定部６１は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、決定燃料噴射量Ｑｄを設定する（Ｓ１０２）。具体的には、噴射量設定部６１は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、基礎となる燃料噴射量Ｑを設定する。そして、噴射量設定部６１は、この燃料噴射量Ｑを、吸気圧センサ５２で取得した吸気の圧力、吸気温度センサ５３で取得した吸気の温度、水温センサ５６で取得した冷却水の温度、吸入空気量センサ５９で取得した吸入空気量、および各インジェクタ１２の噴射特性などに基づいて補正し、決定燃料噴射量Ｑｄを設定する。
【００２８】
噴射量設定部６１は、Ｓ１０２において決定燃料噴射量Ｑｄを設定すると、燃料の噴射時期を設定する（Ｓ１０３）。噴射量設定部６１は、圧縮行程において下死点から上死点へ上昇、または燃焼行程において上死点から下死点へ下降するピストン１６の位置、すなわち図示しないクランクシャフトの回転角度がいずれにあるとき燃料を噴射するかを設定する。あわせて、噴射量設定部６１は、ピストン１６が圧縮行程から燃焼行程にある間に実行する一連の噴射時期において、いずれの時期にパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射を実行するかについても設定する。一連のパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射は、上述の燃料噴射時期に実行される。この燃料を噴射する時期、すなわちパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の時期は、シリンダ１７を往復移動するピストン１６の位置すなわちクランクシャフトの回転角度に関連づけて設定される。
【００２９】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０３において噴射時期が設定されると、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を実レール圧として取得する（Ｓ１０４）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、第一圧力センサ５７から第一コモンレール２１における燃料の圧力を取得するとともに、第二圧力センサ５８から第二コモンレール２２における燃料の圧力を取得する。
【００３０】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０４において第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を取得すると、燃料噴射時期に噴射圧力の変更を実行するか否かを判断する（Ｓ１０５）。例えばアイドル状態や低負荷状態などのようにディーゼルエンジンシステム１０の運転状態によっては、燃料噴射時期に燃料の噴射圧力を変更する必要がない。そのため、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、燃料を噴射する圧力を変更するか否かを判断する。
【００３１】
燃料圧力設定部６３は、燃料噴射時期に噴射圧力の変更を実行すると判断すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力を設定する（Ｓ１０６）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、第一コモンレール２１に貯える燃料の圧力、および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力を設定する。本実施形態の場合、燃料は、メイン噴射およびアフター噴射において圧力Ｐ１で噴射される。一方、燃料は、パイロット噴射において圧力Ｐ２で噴射される。燃料圧力設定部６３は、ディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、第一コモンレール２１に貯える燃料の圧力Ｐ１、および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力Ｐ２を設定する。
【００３２】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０６において燃料の圧力を設定すると、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を、それぞれ目標となる圧力Ｐ１および圧力Ｐ２に制御する（Ｓ１０７）。燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０４で取得した第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における実レール圧に基づいて、サプライポンプ２３から吐出する燃料の圧力および流量を制御する。これにより、燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１の圧力を目標となる圧力Ｐ１に制御するとともに、第二コモンレール２２の圧力を目標となる圧力Ｐ２に制御する。
【００３３】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０７において第一コモンレール２１および第二コモンレール２２の圧力を制御しつつ、燃料の圧力を変更する時期を設定する（Ｓ１０８）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０３で設定した燃料の噴射時期、つまりパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の時期に基づいて、どの時期に燃料の圧力を変更するかを設定する。本実施形態の場合、燃料は、圧力Ｐ２でパイロット噴射が実行された後、圧力Ｐ１でメイン噴射およびアフター噴射が実行される。そのため、燃料圧力設定部６３は、燃料の圧力を変更する時期をパイロット噴射とメイン噴射との間に設定する。
【００３４】
燃料圧力切替部６４は、燃料圧力設定部６３において燃料の圧力を変更する時期が変更されると、パイロット噴射に対応するために切替弁２５を第二コモンレール２２側に切り替える（Ｓ１０９）。すなわち、燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動して、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６の接続先を、第二コモンレール２２に接続する第二供給通路部３２に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第二コモンレール２２から燃料が供給される。
【００３５】
インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１０９において燃料圧力切替部６４によって燃料供給通路部２６が第二コモンレール２２に接続されるとともに、パイロット噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してパイロット噴射を実行する（Ｓ１１０）。これにより、インジェクタ１２は、パイロット噴射として、第二コモンレール２２から供給された圧力Ｐ２の燃料を噴射する。
【００３６】
燃料圧力切替部６４は、Ｓ１０８で設定した燃料の圧力を変更する時期、すなわちＳ１１０においてパイロット噴射が完了すると、切替弁２５を第一コモンレール２１へ切り替える（Ｓ１１１）。すなわち、燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動して、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６の接続先を、第一コモンレール２１に接続する第一供給通路部３１に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１から燃料が供給される。
【００３７】
インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１１１において燃料圧力切替部６４によって燃料供給通路部２６が第一コモンレール２１に接続されるとともに、メイン噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してメイン噴射を実行する（Ｓ１１２）。これにより、インジェクタ１２は、メイン噴射として第一コモンレール２１から供給された圧力Ｐ１の燃料を噴射する。さらに、インジェクタ駆動部６２は、アフター噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してアフター噴射を実行する（Ｓ１１３）。これにより、インジェクタ１２は、アフター噴射として、第一コモンレール２１から供給された圧力Ｐ１の燃料を噴射する。
【００３８】
Ｓ１０５において燃料噴射時期に噴射圧力を変更しないと判断されると（Ｓ１０５：Ｎｏ）、インジェクタ駆動部６２は、予め設定された噴射プログラムにしたがってインジェクタ１２を駆動する（Ｓ１１４）。すなわち、インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１０２で設定した決定燃料噴射量ＱｄおよびＳ１０３で設定した燃料の噴射時期に基づいて、予め設定された噴射プログラムにしたがってインジェクタ１２を駆動する。この噴射プログラムは、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて決定される。例えばディーゼルエンジンシステム１０の負荷が小さいとき、噴射プログラムはパイロット噴射を含まない。そのため、インジェクタ駆動部６２は、パイロット噴射においてインジェクタ１２を駆動せず、メイン噴射においてインジェクタ１２を駆動する。これにより、インジェクタ１２は、噴射プログラムにしたがって燃料を噴射する。
【００３９】
次に、上記の構成によるディーゼルエンジンシステム１０の作用について説明する。
本実施形態の場合、燃料は、パイロット噴射において、メイン噴射およびアフター噴射に比較して低い圧力で噴射される。すなわちパイロット噴射の圧力はＰ２であるのに対し、メイン噴射およびアフター噴射の圧力はＰ１である。図５に示すように、インジェクタから噴射される燃料の噴霧は、噴射圧力が高くなるほど粒径が小さくなる。すなわち、燃料は、インジェクタ１２からの噴射圧力が高くなるほど微粒化が促進される。メイン噴射およびアフター噴射における燃料の圧力Ｐ１をパイロット噴射における燃料の圧力Ｐ２よりも高く設定することにより、メイン噴射およびアフター噴射の燃料は微粒化が促進される。
【００４０】
特に、アフター噴射が実行されるメイン噴射の終了後は、メイン噴射による燃料の燃焼によって燃焼室１８の圧力および温度が上昇している。そのため、アフター噴射で噴射される燃料は、着火遅れが小さくなる。その結果、メイン噴射で生成した燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合が不十分になると、煤すなわちＰＭの生成が増加するおそれがある。すなわち、図６に示すように、ＰＭの発生量は、アフター噴射における燃料の圧力が高くなるほど減少する。
【００４１】
本実施形態の場合、アフター噴射の燃料は、メイン噴射による燃料の燃焼によって圧力および温度が上昇した燃焼室１８に圧力Ｐ１で噴射される。これにより、燃焼室１８において圧力および温度が上昇していても、アフター噴射で噴射された高圧の燃料はメイン噴射で生成した燃焼ガスを撹拌しなが混合される。そのため、燃焼ガスは、アフター噴射で噴射された燃料に速やかかつ均一に混合される。その結果、図７に示すように他の噴射に比較して着火遅れが小さなアフター噴射時であっても、燃焼ガスに含まれるＰＭなどの未燃焼物質は、アフター噴射で噴射された燃料によって酸化される。
【００４２】
一方、パイロット噴射における燃料の燃焼量は、図８に示すようにインジェクタ１２からの噴射圧力が高くなるほど低下する。インジェクタ１２から噴射された燃料の噴霧の長さは、図９に示すように噴射開始からの時間の経過とともに変化する。この燃料の噴霧の長さは、インジェクタ１２から噴射される圧力が高くなるほど迅速に拡大する。つまり、燃料の噴射圧力が高くなるほど、燃料の噴霧は迅速に成長する。また、上述の図５に示すように、インジェクタ１２から噴射される燃料の噴霧は、噴射圧力が高くなるほど微粒化が促進される。パイロット噴射における燃料の噴射量は、メイン噴射やアフター噴射に比較して微量である。そのため、パイロット噴射において、微量の燃料を高圧で噴射すると、インジェクタ１２から噴射された燃料は、図９に示すように噴霧が迅速に成長し、燃焼室１８の全体に拡散する。これにより、高圧の燃料をパイロット噴射において噴射すると、燃焼室１８に生成する混合気は希薄になる。その結果、パイロット噴射における燃料は、図８に示すように噴射圧力が高くなるほど着火性が低下し、燃焼量も低下する。そこで、パイロット噴射における燃料を、メイン噴射およびアフター噴射の圧力Ｐ１よりも小さな圧力Ｐ２に設定することにより、インジェクタ１２から噴射された燃料の噴霧は成長しにくくなる。そのため、インジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲にとどまり、濃い混合気を生成する。その結果、パイロット噴射において圧力Ｐ２で燃料を噴射することにより、燃料は、微量であっても燃焼が促進される。
【００４３】
パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼が促進されることにより、パイロット噴射で噴射された燃料は火種を形成する。そのため、パイロット噴射に後続してメイン噴射を実行すると、メイン噴射で噴射された燃料はパイロット噴射で形成された火種によって速やかかつ緩やかに燃焼する。その結果、メイン噴射によって供給された燃料の急激な燃焼は抑制される。したがって、騒音の発生およびＮＯｘの生成が低減される。
【００４４】
以上説明した第１実施形態では、燃料圧力切替部６４は、インジェクタ１２へ供給する燃料の圧力を、噴射ごとにそれぞれ異なる圧力に切り替える。すなわち、燃料圧力切替部６４は、メイン噴射とパイロット噴射およびアフター噴射とで燃料の噴射圧力を異なる圧力に切り替えている。
具体的には、燃料圧力設定部６３は、パイロット噴射時におけるパイロット噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも低く設定している。これにより、パイロット噴射においてインジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲にとどまり、インジェクタ１２の周囲に濃い混合気を生成する。そのため、この濃い混合気によって、微量のパイロット噴射であっても、燃料の着火性は向上する。したがって、パイロット噴射における失火を低減し、メイン噴射における燃料の安定した燃焼を促進することができる。
【００４５】
また、燃料圧力設定部６３は、アフター噴射圧力をメイン噴射圧力よりも高く設定してもよい。これにより、インジェクタ１２から噴射された燃料は燃焼室１８の燃焼ガスの全体へ均一に拡散する。そのため、燃焼室１８の燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合は促進される。したがって、燃焼ガスに含まれる未燃焼成分はアフター噴射によって供給された燃料で酸化され、排気に含まれるＰＭを低減することができる。
このように、複数の燃料の噴射圧力を設定することにより、アフター噴射の実行によるＰＭの低減と、パイロット噴射の実行によるＮＯｘおよび騒音の低減とを両立して達成することができる。
【００４６】
また、第１実施形態の場合、燃料供給装置１３は、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２を有している。第二コモンレール２２は、第一コモンレール２１よりも低い圧力で燃料を貯える。燃料圧力切替部６４は、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２には、第一コモンレール２１から圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレール２２から圧力の低い燃料が供給される。そのため、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替えることにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を図１０に示す。
第２実施形態の場合、燃料供給装置１３は、吐出通路部７１、接続通路部７２、高圧側通路部７３、低圧側通路部７４、燃料供給通路部７５、排出通路部７６、高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１を有している。吐出通路部７１は、サプライポンプ２３と第一コモンレール２１とを接続している。接続通路部７２は、第一コモンレール２１と第二コモンレール２２とを接続している。高圧側通路部７３は、第一コモンレール２１と燃料供給通路部７５とを接続している。低圧側通路部７４は、第二コモンレール２２と燃料供給通路部７５とを接続している。燃料供給通路部７５は、高圧側通路部７３または低圧側通路部７４とインジェクタ１２とを接続している。排出通路部７６は、第二コモンレール２２と燃料タンク２４とを接続している。高圧側切替弁７７は、高圧側通路部７３に設けられ、第一コモンレール２１から燃料供給通路部７５への燃料の流れを断続する。低圧側切替弁７８は、低圧側通路部７４に設けられ、第二コモンレール２２から燃料供給通路部７５への燃料の流れを断続する。減圧弁７９は、接続通路部７２に設けられ、第一コモンレール２１から第二コモンレール２２へ流れる燃料を減圧する。リーク弁８１は、排出通路部７６に設けられ、第二コモンレール２２から燃料タンク２４への燃料の流れを断続する。
【００４８】
高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１は、燃料圧力変更手段としてのＥＣＵ５１に接続している。ＥＣＵ５１は、駆動信号を出力することにより、高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１の開閉を制御する。サプライポンプ２３で加圧された燃料は、吐出通路部７１を経由して第一コモンレール２１に貯えられる。第一コモンレール２１で余剰となった燃料は、接続通路部７２を経由して第二コモンレール２２に貯えられる。このとき、燃料は、接続通路部７２を経由して流れる間に、減圧弁７９で減圧される。これにより、第二コモンレール２２に貯えられる燃料の圧力は、第一コモンレール２１に貯えられる燃料の圧力よりも低くなる。また、第二コモンレール２２で余剰となった燃料は、リーク弁８１が開放されると、排出通路部７６を経由して燃料タンク２４へ戻される。ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量、およびリーク弁８１を経由して燃料タンク２４へ戻される燃料の流量を調整することにより、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を制御する。
【００４９】
インジェクタ１２は、燃料供給通路部７５に接続している。本実施形態の場合、インジェクタ１２は、制御弁部８２を有している。制御弁部８２は、ＥＣＵ５１から出力された駆動信号によって開閉する。インジェクタ１２は、燃料供給通路部７５から分岐する背圧通路８３を有している。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２から供給された燃料の一部をニードル８４を押し付ける背圧として利用している。制御弁部８２は、このニードル８４に背圧を加える燃料の流れを断続する。これにより、燃料からニードル８４に加わる力のバランスは変化する。制御弁部８２で燃料の流れを調整し燃料からニードル８４へ加わる力のバランスを変化させることにより、ニードル８４は軸方向へ往復移動する。その結果、インジェクタ１２の先端に設けられている図示しない噴孔からの燃料の噴射は断続される。なお、上述のインジェクタ１２は、一例であり、例えばピエゾ素子の伸縮により背圧を制御する構成など、任意の構成とすることができる。
【００５０】
パイロット噴射のようにインジェクタ１２から比較的圧力の低い燃料を噴射する場合、ＥＣＵ５１は、高圧側通路部７３の高圧側切替弁７７を閉じるとともに、低圧側通路部７４の低圧側切替弁７８を開く。これにより、燃料は、第二コモンレール２２からインジェクタ１２へ供給される。そのため、インジェクタ１２は、第二コモンレール２２に貯えられている比較的低圧の燃料を噴射する。一方、ＥＣＵ５１は、パイロット噴射が終了すると、低圧側通路部７４の低圧側切替弁７８を閉じるとともに、高圧側通路部７３の高圧側切替弁７７を開く。これにより、燃料は、第一コモンレール２１からインジェクタ１２へ供給される。そのため、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている比較的高圧の燃料を噴射する。このように、ＥＣＵ５１は、高圧側切替弁７７および低圧側切替弁７８の開閉することにより、インジェクタ１２に供給される燃料の圧力を切り替える。
【００５１】
第２実施形態の場合、第二コモンレール２２は、第一コモンレール２１よりも低い圧力で燃料を貯える。ＥＣＵ５１は、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２には、第一コモンレール２１から圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレール２２から圧力の低い燃料が供給される。ＥＣＵ５１は、高圧側切替弁７７および低圧側切替弁７８の開閉によって、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
第３実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を図１１に示す。
第３実施形態の場合、燃料供給装置１３は、燃料供給部９１、リターン部９２および減圧弁９３を有している。燃料供給部９１は、サプライポンプ２３とインジェクタ１２とを接続している。インジェクタ１２の構成は、第２実施形態と同一である。リターン部９２は、燃料供給部９１から分岐し、燃料供給部９１と反対側の端部が燃料タンク２４に接続している。減圧弁９３は、リターン部９２に設けられ、サプライポンプ２３から吐出された燃料の圧力を調整する。
【００５３】
サプライポンプ２３および減圧弁９３は、ＥＣＵ５１に接続している。ＥＣＵ５１は、駆動信号を出力することにより、サプライポンプ２３および減圧弁９３を制御する。具体的には、ＥＣＵ５１は、出力した駆動信号によりサプライポンプ２３から吐出される燃料の流量を制御する。ＥＣＵ５１は、例えばサプライポンプ２３の燃料吸入側に設けられた流量調整弁によってサプライポンプ２３へ吸入される燃料の流量を制御することにより、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量を制御する。サプライポンプ２３から吐出される燃料の量が流量が大きくなると、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は高くなる。また、ＥＣＵ５１は、出力した駆動信号によりリターン部９２における減圧弁９３を開閉する。減圧弁９３の開度が大きくなると、サプライポンプ２３から吐出され燃料は、より多くが燃料タンク２４へ戻される。そのため、減圧弁９３の開度が大きくなると、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は低下する。これらのように、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量または減圧弁９３の開度の少なくともいずれか一方を調整することにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力を変更する。
【００５４】
パイロット噴射のようにインジェクタ１２から比較的圧力の低い燃料を噴射する場合、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を減少させるとともに、減圧弁９３の開度を拡大する。これにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は低下する。そのため、インジェクタ１２は、サプライポンプ２３から吐出された後、減圧された比較的低圧の燃料を噴射する。一方、ＥＣＵ５１は、パイロット噴射が終了すると、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量が増加させるとともに、減圧弁９３の開度を縮小する。これにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は上昇する。そのため、インジェクタ１２は、サプライポンプ２３から吐出された比較的高圧の燃料を噴射する。
【００５５】
第３実施形態では、ＥＣＵ５１は、リターン部９２に設けられている減圧弁９３を開閉する。これにより、インジェクタ１２には、減圧弁９３が閉じているとき圧力の高い燃料が供給されるとともに、減圧弁９３が開いているとき圧力の低い燃料が供給される。また、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を調整する。減圧弁９３に加え、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を変更することにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【００５７】
第１実施形態および第２実施形態では、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２にそれぞれ圧力の異なる燃料を貯える例について説明した。すなわち、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている高圧の燃料、または第二コモンレール２２に貯えられている低圧の燃料を噴射する構成について説明した。しかし、第三コモンレールを備えるディーゼルエンジンシステム１０として、パイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射において、それぞれ異なる圧力の燃料を噴射する構成としてもよい。
【００５８】
第３実施形態の場合、燃料を高圧または低圧の二段階に変更するのではなく、減圧弁９３の開度を適宜変更することにより、パイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射において、インジェクタ１２はそれぞれの時期に異なる噴射圧力の燃料を噴射する構成としてもよい。
また、複数の実施形態では、燃料噴射時期においてパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射を実行する例について説明した。しかし、各噴射を多段階に分割して実施してもよく、パイロット噴射の前またはアフター噴射の後にさらに燃料を噴射する構成としてもよい。この場合も、燃料の噴射圧力は、二段階以上に変更することができる。
【符号の説明】
【００５９】
図面中、１１は機関本体（内燃機関本体）、１２はインジェクタ、１３は燃料供給装置、１８は燃焼室、２１は第一コモンレール、２２は第二コモンレール、２３はサプライポンプ、２５は切替弁（燃料圧力変更手段）、５０は燃料噴射制御装置、６１は噴射量設定部（噴射量設定手段）、６２はインジェクタ駆動部（インジェクタ駆動手段）、６４は燃料圧力切替部（燃料圧力変更手段）、９１は燃料供給部、９２はリターン部、９３は減圧弁を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コモンレールに貯えた高圧の燃料を内燃機関の燃焼室へ直接噴射するコモンレール式の燃料噴射装置が広く知られている。このようなコモンレール式の燃料噴射装置の場合、燃料を複数回に分割して燃焼室へ噴射することにより、燃料の燃焼によって生じる騒音の軽減、およびＮＯｘなどの排気中の汚染物質の低減が図られる（特許文献１参照）。燃料の噴射を複数回に分割する場合、燃料は、主たる噴射となるメイン噴射、メイン噴射に先立つパイロット噴射、およびメイン噴射に後続するアフター噴射として噴射される。
【０００３】
アフター噴射で噴射される燃料は、メイン噴射における燃料の燃焼で生成した燃焼ガスを酸化する。これにより、メイン噴射における燃料の燃焼によって生じた煤などのＰＭ（Particulate Matter）は酸化され、排気に含まれるＰＭは減少する。また、アフター噴射は、メイン噴射に後続して実行される。メイン噴射ではパイロット噴射およびアフター噴射に比較して多くの燃料が噴射されるため、燃焼室における圧力はメイン噴射による燃料の燃焼によって上昇する。そのため、メイン噴射に後続するアフター噴射は、上昇した燃焼室の圧力に抗して燃料を噴射する必要がある。
【０００４】
しかしながら、コモンレールに貯えられている燃料の圧力は、目標とする一定の圧力に制御されている。そのため、コモンレールにおける燃料の圧力は、一連のパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の全体について同一の値が設定されている。この場合、アフター噴射によるＰＭの除去を図るために目標とする圧力を高く設定すると、パイロット噴射においても噴射される燃料の圧力は高くなる。パイロット噴射の場合、燃料の噴射量は他の噴射と比較して微量である。そのため、パイロット噴射において高圧の燃料を噴射すると、微量の燃料は短時間で燃焼室内の空気に拡散する。その結果、燃料の着火性が低下し、失火を招く原因となる。また、メイン噴射において高圧の燃料を噴射すると、比較的大量の燃料が急激に燃焼する。その結果、燃焼室の圧力の急上昇を招き、騒音およびＮＯｘの増加を招く原因となる。このように、騒音およびＮＯｘの低減と排気に含まれるＰＭの低減とは、相反する条件が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３３３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、騒音およびＮＯｘの低減と、排気に含まれるＰＭの低減とを両立する内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、燃料圧力変更手段は、燃料供給装置からインジェクタへ供給する燃料の圧力を、噴射ごとにそれぞれ異なる圧力に設定する。すなわち、燃料圧力変更手段は、メイン噴射におけるメイン噴射圧力、パイロット噴射におけるパイロット噴射圧力、およびアフター噴射におけるアフター噴射圧力を、それぞれ異なる圧力に設定する。これにより、アフター噴射時において、高圧の燃焼室に対応してアフター噴射圧力を高く設定しても、パイロット噴射およびメイン噴射の圧力は燃焼室の圧力に応じて低く設定される。そのため、アフター噴射による燃焼ガスの酸化により排気に含まれるＰＭの低減を図りつつ、パイロット噴射時における燃料の失火は回避される。また、メイン噴射における燃焼室の圧力の急激な上昇も抑えられる。したがって、騒音およびＮＯｘの低減と、排気に含まれるＰＭの低減とを両立して達成することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、燃料圧力設定手段は、パイロット噴射時におけるパイロット噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも低く設定する。パイロット噴射では、メイン噴射に比較して微量の燃料が噴射される。そのため、燃料の貫徹力および拡散力が大きくなると、噴射された燃料と燃焼室の空気との混合によって生成した混合気は希薄となりやすい。混合気が希薄になると、燃料の着火が不安定となり、失火を招きやすい。この燃料の貫徹力および拡散力は、インジェクタから噴射される燃料の圧力に依存する。その結果、パイロット噴射圧力をメイン噴射と同等に設定すると、パイロット噴射で噴射された燃料は失火しやすい。そこで、パイロット噴射圧力をメイン噴射圧力よりも低く設定することにより、インジェクタから噴射された燃料によって生成した混合気はインジェクタの周囲にとどまる。そのため、比較的濃い混合気がインジェクタの周囲に形成され、燃料の着火性が向上する。したがって、パイロット噴射における失火を低減し、メイン噴射における燃料の安定した燃焼を促進することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明では、燃料圧力設定手段は、アフター噴射時におけるアフター噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも高く設定している。アフター噴射では、メイン噴射に後続して燃料が噴射される。メイン噴射では多くの燃料が燃焼するため、燃焼室の圧力は燃料の燃焼によって上昇している。そのため、メイン噴射と同等の圧力でアフター噴射を実行すると、アフター噴射においてインジェクタから噴射された燃料は、十分な貫徹力を確保できず、燃焼ガスとの混合が不十分になりやすい。そこで、アフター噴射圧力をメイン噴射圧力よりも高く設定することにより、インジェクタから噴射された燃料は燃焼室の全体へ混合されやすくなる。そのため、燃焼室の燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合は促進される。したがって、燃焼ガスに含まれる未燃焼成分はアフター噴射によって供給された燃料で酸化され、排気に含まれるＰＭを低減することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明では、燃料供給装置は、第一コモンレールおよび第二コモンレールを有している。第二コモンレールは、第一コモンレールよりも低い圧力で燃料を貯える。燃料圧力変更手段は、インジェクタと第一コモンレールまたは第二コモンレールとの接続を切り替える。これにより、インジェクタには、第一コモンレールから圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレールから圧力の低い燃料が供給される。そのため、インジェクタと第一コモンレールまたは第二コモンレールとの接続を切り替えることにより、インジェクタから噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタから噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明では、燃料供給装置は、サプライポンプとインジェクタとを接続する燃料供給部から分岐するリターン部を有している。燃料供給装置は、このリターン部に減圧弁を有している。燃料圧力変更手段は、サプライポンプから吐出される燃料の流量、またはリターン部に設けられている減圧弁の開度の少なくとも何れか一方を開閉する。インジェクタには、減圧弁が閉じているとき圧力の高い燃料が供給されるとともに、減圧弁が開いているとき圧力の低い燃料が供給される。また、サプライポンプの吐出量を変更することにより、インジェクタに供給される燃料の圧力は変化する。そのため、減圧弁を開閉またはサプライポンプの吐出量を調整することにより、インジェクタから噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタから噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す模式図
【図２】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を示すブロック図
【図３】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置におけるクランクシャフトの回転角度と燃料噴射量との関係を示す概略図
【図４】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の処理の流れを示す概略図
【図５】燃料の噴射圧力と燃料の噴霧の粒径との関係を示す概略図
【図６】アフター噴射における燃料の噴射圧力とＰＭ発生量との関係を示す概略図
【図７】第１実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料の噴射時期を示すインジェクタの駆動信号と燃料の燃焼との経時的な変化を示す模式図
【図８】燃料の噴射圧力とパイロット噴射における燃料の燃焼量との関係を示す概略図
【図９】噴射開始からの経過時間と燃料の噴霧の長さとの関係を示す概略図
【図１０】第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を示す模式図
【図１１】第３実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態によるディーゼルエンジンシステムを図１に示す。ディーゼルエンジンシステム１０は、機関本体１１、インジェクタ１２および燃料供給装置１３を備えている。機関本体１１は、シリンダブロック１４、シリンダヘッド１５およびピストン１６などを有している。シリンダブロック１４は、内側に複数のシリンダ１７を形成している。シリンダヘッド１５は、シリンダブロック１４の端部に設けられている。ピストン１６は、シリンダブロック１４が形成するシリンダ１７の内側を軸方向へ往復移動する。シリンダ１７を形成するシリンダブロック１４の内壁、シリンダヘッド１５の内壁およびピストン１６の端面は、相互の間に燃焼室１８を形成している。
【００１５】
インジェクタ１２は、シリンダヘッド１５を貫いて設けられている。インジェクタ１２の先端は、燃焼室１８に露出している。燃料供給装置１３は、第一コモンレール２１、第二コモンレール２２、サプライポンプ２３および燃料タンク２４を有している。サプライポンプ２３は、燃料タンク２４から吸入した燃料を加圧する。サプライポンプ２３で加圧された燃料は、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２に供給される。第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、いずれもサプライポンプ２３から供給された燃料を、圧力を維持した状態で貯える。第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、切替弁２５を経由してインジェクタ１２に接続している。具体的には、インジェクタ１２には、燃料供給通路部２６が接続している。この燃料供給通路部２６は、切替弁２５を挟んで第一コモンレール２１に接続する第一供給通路部３１と、第二コモンレール２２に接続する第二供給通路部３２とに接続している。切替弁２５を切り替えることにより、インジェクタ１２は第一コモンレール２１または第二コモンレール２２と選択的に接続する。
【００１６】
第一コモンレール２１は、第二コモンレール２２よりも高い圧力で燃料を貯える。すなわち、サプライポンプ２３で加圧された燃料の一部は、第一コモンレール２１に供給される。一方、サプライポンプ２３で加圧された燃料の他の一部は、第二コモンレール２２に第一コモンレール２１よりも低い圧力で貯えられる。このように、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２は、異なる圧力の燃料を貯えている。そして、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２から異なる圧力の燃料が供給される。
【００１７】
ディーゼルエンジンシステム１０は、上記の構成に加え、吸気装置３４および排気装置３５を備えている。吸気装置３４は、吸気管部材３６およびスロットル３７を有している。吸気管部材３６は、吸気通路３８を形成している。吸気通路３８は、一方の端部が燃焼室１８に接続し、図示しない他方の端部が大気に開放している。スロットル３７は、吸気管部材３６が形成する吸気通路３８を開閉する。排気装置３５は、排気管部材４１および図示しない排気浄化部を有している。排気管部材４１は、排気通路４２を形成している。排気通路４２は、一方の端部が燃焼室１８に接続し、他方の端部が大気に開放している。図示しない排気浄化部は、排気通路４２の途中に設けられ、燃焼室１８から排出される排気を浄化する。
【００１８】
ディーゼルエンジンシステム１０は、上記の構成に加え燃料噴射制御装置５０を備えている。燃料噴射制御装置５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１を備えている。ＥＣＵ５１は、吸気圧センサ５２、吸気温度センサ５３、アクセル開度センサ５４、回転数センサ５５、水温センサ５６、第一圧力センサ５７、第二圧力センサ５８および吸入空気量センサ５９と接続している。吸気圧センサ５２は、吸気通路３８を流れる吸気の圧力を検出する。吸気圧センサ５２は、検出した吸気の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。吸気温度センサ５３は、吸気通路３８を流れる吸気の温度を検出する。吸気温度センサ５３は、検出した吸気の温度に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。アクセル開度センサ５４は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセル開度センサ５４は、検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。回転数センサ５５は、機関本体１１の図示しないクランクシャフトの回転数を検出する。回転数センサ５５は、検出したクランクシャフトの回転数に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。水温センサ５６は、機関本体１１の冷却水の温度を検出する。水温センサ５６は、検出した冷却水の温度に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。第一圧力センサ５７は、第一コモンレール２１に貯えられている燃料の圧力を検出する。第一圧力センサ５７は、検出した第一コモンレール２１における燃料の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。第二圧力センサ５８は、第二コモンレール２２に貯えられている燃料の圧力を検出する。第二圧力センサ５８は、検出した第二コモンレール２２における燃料の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。吸入空気量センサ５９は、吸気通路３８から燃焼室１８へ吸入される空気量を検出する。吸入空気量センサ５９は、検出した空気量に基づく電気信号をＥＣＵ５１へ出力する。
【００１９】
ＥＣＵ５１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ５１は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムにしたがってディーゼルエンジンシステムの全体を制御する。ＥＣＵ５１は、コンピュータプログラムを実行することにより、図２に示すように噴射量設定部６１、インジェクタ駆動部６２、燃料圧力設定部６３および燃料圧力切替部６４をソフトウェア的に実現している。これら、噴射量設定部６１、インジェクタ駆動部６２、燃料圧力設定部６３および燃料圧力切替部６４は、ハードウェア的に実現してもよい。ＥＣＵ５１は、記憶部６５に接続している。記憶部６５は、例えば不揮発性メモリなどを有している。記憶部６５は、ＥＣＵ５１のＲＯＭおよびＲＡＭと共用してもよい。
【００２０】
噴射量設定部６１は、各インジェクタ１２から燃焼室１８へ噴射する燃料の噴射量を設定する。噴射量設定部６１は、アクセル開度センサ５４で検出したアクセルペダルの踏み込み量、および回転数センサ５５で検出したクランクシャフトの回転数に基づいて、インジェクタ１２から噴射する燃料噴射量Ｑを設定する。このとき、噴射量設定部６１は、吸気圧センサ５２で検出した吸気の圧力、吸気温度センサ５３で検出した吸気の温度、水温センサ５６で検出した冷却水の温度、吸入空気量センサ５９で検出した吸入空気量、および各インジェクタ１２の噴射特性などに基づいて、燃料噴射量Ｑを補正して決定燃料噴射量Ｑｄ設定する。また、噴射量設定部６１は、決定燃料噴射量Ｑｄを、メイン噴射における燃料の噴射量であるメイン噴射量Ｑｍ、パイロット噴射における燃料の噴射量であるパイロット噴射量Ｑｐ、およびアフター噴射における燃料の噴射量であるアフター噴射量Ｑａに分配する。
【００２１】
インジェクタ駆動部６２は、噴射量設定部６１で設定した量の燃料を噴射するためにインジェクタ１２を駆動する。インジェクタ駆動部６２は、インジェクタ１２の例えば電磁駆動部に駆動信号を出力する。これにより、インジェクタ１２は、燃料の噴射を断続する。インジェクタ駆動部６２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２に貯えられている燃料の圧力、および噴射量設定部６１で設定した各時期における燃料の噴射量に基づいて駆動時間を設定する。そして、インジェクタ駆動部６２は、設定した駆動時間に基づく駆動信号を各インジェクタ１２へ出力する。インジェクタ１２は、インジェクタ駆動部６２から出力された駆動信号にしたがって燃料の噴射を断続する。これにより、インジェクタ１２は、メイン噴射において噴射量設定部６１で設定されたメイン噴射量Ｑｍの燃料、パイロット噴射においてパイロット噴射量Ｑｐの燃料、およびアフター噴射においてアフター噴射量Ｑａの燃料をそれぞれ噴射する。
【００２２】
ここで、例えば図３に示すようにメイン噴射は、インジェクタ１２の一連の燃料噴射時期における主たる噴射である。ここで、一連の燃料噴射時期とは、ピストン１６が下死点（ＢＤＣ）から上死点（ＴＤＣ）を経由して再び下死点へ移動する圧縮行程から燃焼行程までの間に相当する。メイン噴射は、この一回の燃料噴射時期において、決定燃料噴射量Ｑｄのうち大部分の燃料噴射量Ｑｍを噴射する。一方、パイロット噴射は、メイン噴射に先立つ噴射であり、決定燃料噴射量Ｑｄからメイン噴射量Ｑｍおよびアフター噴射量Ｑａを減じた量に相当する。すなわち、決定燃料噴射量Ｑｄは、Ｑｄ＝Ｑｍ＋Ｑｐ＋Ｑａである。また、メイン噴射量Ｑｍ、パイロット噴射量Ｑｐおよびアフター噴射量Ｑａの間には、Ｑｍ＞Ｑａ＞Ｑｐの関係が成立する。
【００２３】
燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１における燃料の圧力、および第二コモンレール２２における燃料の圧力をそれぞれ設定する。この場合、燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１における燃料の圧力を第二コモンレール２２における燃料の圧力よりも高く設定する。本実施形態の場合、第一コモンレール２１は、メイン噴射およびアフター噴射に対応する圧力Ｐ１の燃料を貯えている。一方、第二コモンレール２２は、パイロット噴射に対応する圧力Ｐ２の燃料を貯えている。これにより、パイロット噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料を噴射する。一方、メイン噴射およびアフター噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料を噴射する。つまり、この場合、インジェクタ１２は、パイロット噴射において、メイン噴射またはアフター噴射における燃料の噴射圧力よりも低い噴射圧力で燃料を噴射する。
【００２４】
また、第一コモンレール２１はアフター噴射に対応する圧力Ｐ１の燃料を貯え、第二コモンレール２２はパイロット噴射およびメイン噴射に対応する圧力Ｐ２の燃料を貯える構成としてもよい。これにより、パイロット噴射およびメイン噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料を噴射する。一方、アフター噴射を実行するとき、インジェクタ１２は第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料の噴射する。この場合、インジェクタ１２は、アフター噴射において、パイロット噴射またはメイン噴射における燃料の噴射圧力よりも高い噴射圧力で燃料を噴射する。
【００２５】
燃料圧力切替部６４は、燃料の噴射時期にあわせて切替弁２５を切り替える。上述のように、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６は、切替弁２５を挟んで第一供給通路部３１または第二供給通路部３２に接続している。燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動することにより、燃料供給通路部２６と第一供給通路部３１、または燃料供給通路部２６と第二供給通路部３２とを選択的に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている圧力Ｐ１の燃料、または第二コモンレール２２に貯えられている圧力Ｐ２の燃料が供給される。燃料圧力切替部６４および切替弁２５は、特許請求の範囲の燃料圧力切替手段に相当する。
【００２６】
次に、上記の構成によるディーゼルエンジンシステム１０の制御について図４に基づいて説明する。
ＥＣＵ５１は、ディーゼルエンジンシステム１０が運転を開始すると、予め設定された間隔でディーゼルエンジンシステム１０の運転状態を取得する（Ｓ１０１）。具体的には、ＥＣＵ５１は、アクセル開度センサ５４からアクセルペダルの踏み込み量、および回転数センサ５５から機関本体の回転数を取得する。これにより、ＥＣＵ５１は、ディーゼルエンジンシステム１０の運転状態すなわち負荷状態を取得する。
【００２７】
噴射量設定部６１は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、決定燃料噴射量Ｑｄを設定する（Ｓ１０２）。具体的には、噴射量設定部６１は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、基礎となる燃料噴射量Ｑを設定する。そして、噴射量設定部６１は、この燃料噴射量Ｑを、吸気圧センサ５２で取得した吸気の圧力、吸気温度センサ５３で取得した吸気の温度、水温センサ５６で取得した冷却水の温度、吸入空気量センサ５９で取得した吸入空気量、および各インジェクタ１２の噴射特性などに基づいて補正し、決定燃料噴射量Ｑｄを設定する。
【００２８】
噴射量設定部６１は、Ｓ１０２において決定燃料噴射量Ｑｄを設定すると、燃料の噴射時期を設定する（Ｓ１０３）。噴射量設定部６１は、圧縮行程において下死点から上死点へ上昇、または燃焼行程において上死点から下死点へ下降するピストン１６の位置、すなわち図示しないクランクシャフトの回転角度がいずれにあるとき燃料を噴射するかを設定する。あわせて、噴射量設定部６１は、ピストン１６が圧縮行程から燃焼行程にある間に実行する一連の噴射時期において、いずれの時期にパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射を実行するかについても設定する。一連のパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射は、上述の燃料噴射時期に実行される。この燃料を噴射する時期、すなわちパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の時期は、シリンダ１７を往復移動するピストン１６の位置すなわちクランクシャフトの回転角度に関連づけて設定される。
【００２９】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０３において噴射時期が設定されると、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を実レール圧として取得する（Ｓ１０４）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、第一圧力センサ５７から第一コモンレール２１における燃料の圧力を取得するとともに、第二圧力センサ５８から第二コモンレール２２における燃料の圧力を取得する。
【００３０】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０４において第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を取得すると、燃料噴射時期に噴射圧力の変更を実行するか否かを判断する（Ｓ１０５）。例えばアイドル状態や低負荷状態などのようにディーゼルエンジンシステム１０の運転状態によっては、燃料噴射時期に燃料の噴射圧力を変更する必要がない。そのため、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、燃料を噴射する圧力を変更するか否かを判断する。
【００３１】
燃料圧力設定部６３は、燃料噴射時期に噴射圧力の変更を実行すると判断すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力を設定する（Ｓ１０６）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、第一コモンレール２１に貯える燃料の圧力、および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力を設定する。本実施形態の場合、燃料は、メイン噴射およびアフター噴射において圧力Ｐ１で噴射される。一方、燃料は、パイロット噴射において圧力Ｐ２で噴射される。燃料圧力設定部６３は、ディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて、第一コモンレール２１に貯える燃料の圧力Ｐ１、および第二コモンレール２２に貯える燃料の圧力Ｐ２を設定する。
【００３２】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０６において燃料の圧力を設定すると、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を、それぞれ目標となる圧力Ｐ１および圧力Ｐ２に制御する（Ｓ１０７）。燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０４で取得した第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における実レール圧に基づいて、サプライポンプ２３から吐出する燃料の圧力および流量を制御する。これにより、燃料圧力設定部６３は、第一コモンレール２１の圧力を目標となる圧力Ｐ１に制御するとともに、第二コモンレール２２の圧力を目標となる圧力Ｐ２に制御する。
【００３３】
燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０７において第一コモンレール２１および第二コモンレール２２の圧力を制御しつつ、燃料の圧力を変更する時期を設定する（Ｓ１０８）。すなわち、燃料圧力設定部６３は、Ｓ１０３で設定した燃料の噴射時期、つまりパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射の時期に基づいて、どの時期に燃料の圧力を変更するかを設定する。本実施形態の場合、燃料は、圧力Ｐ２でパイロット噴射が実行された後、圧力Ｐ１でメイン噴射およびアフター噴射が実行される。そのため、燃料圧力設定部６３は、燃料の圧力を変更する時期をパイロット噴射とメイン噴射との間に設定する。
【００３４】
燃料圧力切替部６４は、燃料圧力設定部６３において燃料の圧力を変更する時期が変更されると、パイロット噴射に対応するために切替弁２５を第二コモンレール２２側に切り替える（Ｓ１０９）。すなわち、燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動して、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６の接続先を、第二コモンレール２２に接続する第二供給通路部３２に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第二コモンレール２２から燃料が供給される。
【００３５】
インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１０９において燃料圧力切替部６４によって燃料供給通路部２６が第二コモンレール２２に接続されるとともに、パイロット噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してパイロット噴射を実行する（Ｓ１１０）。これにより、インジェクタ１２は、パイロット噴射として、第二コモンレール２２から供給された圧力Ｐ２の燃料を噴射する。
【００３６】
燃料圧力切替部６４は、Ｓ１０８で設定した燃料の圧力を変更する時期、すなわちＳ１１０においてパイロット噴射が完了すると、切替弁２５を第一コモンレール２１へ切り替える（Ｓ１１１）。すなわち、燃料圧力切替部６４は、切替弁２５を駆動して、インジェクタ１２に接続する燃料供給通路部２６の接続先を、第一コモンレール２１に接続する第一供給通路部３１に切り替える。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１から燃料が供給される。
【００３７】
インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１１１において燃料圧力切替部６４によって燃料供給通路部２６が第一コモンレール２１に接続されるとともに、メイン噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してメイン噴射を実行する（Ｓ１１２）。これにより、インジェクタ１２は、メイン噴射として第一コモンレール２１から供給された圧力Ｐ１の燃料を噴射する。さらに、インジェクタ駆動部６２は、アフター噴射の時期になると、インジェクタ１２を駆動してアフター噴射を実行する（Ｓ１１３）。これにより、インジェクタ１２は、アフター噴射として、第一コモンレール２１から供給された圧力Ｐ１の燃料を噴射する。
【００３８】
Ｓ１０５において燃料噴射時期に噴射圧力を変更しないと判断されると（Ｓ１０５：Ｎｏ）、インジェクタ駆動部６２は、予め設定された噴射プログラムにしたがってインジェクタ１２を駆動する（Ｓ１１４）。すなわち、インジェクタ駆動部６２は、Ｓ１０２で設定した決定燃料噴射量ＱｄおよびＳ１０３で設定した燃料の噴射時期に基づいて、予め設定された噴射プログラムにしたがってインジェクタ１２を駆動する。この噴射プログラムは、Ｓ１０１で取得したディーゼルエンジンシステム１０の運転状態に基づいて決定される。例えばディーゼルエンジンシステム１０の負荷が小さいとき、噴射プログラムはパイロット噴射を含まない。そのため、インジェクタ駆動部６２は、パイロット噴射においてインジェクタ１２を駆動せず、メイン噴射においてインジェクタ１２を駆動する。これにより、インジェクタ１２は、噴射プログラムにしたがって燃料を噴射する。
【００３９】
次に、上記の構成によるディーゼルエンジンシステム１０の作用について説明する。
本実施形態の場合、燃料は、パイロット噴射において、メイン噴射およびアフター噴射に比較して低い圧力で噴射される。すなわちパイロット噴射の圧力はＰ２であるのに対し、メイン噴射およびアフター噴射の圧力はＰ１である。図５に示すように、インジェクタから噴射される燃料の噴霧は、噴射圧力が高くなるほど粒径が小さくなる。すなわち、燃料は、インジェクタ１２からの噴射圧力が高くなるほど微粒化が促進される。メイン噴射およびアフター噴射における燃料の圧力Ｐ１をパイロット噴射における燃料の圧力Ｐ２よりも高く設定することにより、メイン噴射およびアフター噴射の燃料は微粒化が促進される。
【００４０】
特に、アフター噴射が実行されるメイン噴射の終了後は、メイン噴射による燃料の燃焼によって燃焼室１８の圧力および温度が上昇している。そのため、アフター噴射で噴射される燃料は、着火遅れが小さくなる。その結果、メイン噴射で生成した燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合が不十分になると、煤すなわちＰＭの生成が増加するおそれがある。すなわち、図６に示すように、ＰＭの発生量は、アフター噴射における燃料の圧力が高くなるほど減少する。
【００４１】
本実施形態の場合、アフター噴射の燃料は、メイン噴射による燃料の燃焼によって圧力および温度が上昇した燃焼室１８に圧力Ｐ１で噴射される。これにより、燃焼室１８において圧力および温度が上昇していても、アフター噴射で噴射された高圧の燃料はメイン噴射で生成した燃焼ガスを撹拌しなが混合される。そのため、燃焼ガスは、アフター噴射で噴射された燃料に速やかかつ均一に混合される。その結果、図７に示すように他の噴射に比較して着火遅れが小さなアフター噴射時であっても、燃焼ガスに含まれるＰＭなどの未燃焼物質は、アフター噴射で噴射された燃料によって酸化される。
【００４２】
一方、パイロット噴射における燃料の燃焼量は、図８に示すようにインジェクタ１２からの噴射圧力が高くなるほど低下する。インジェクタ１２から噴射された燃料の噴霧の長さは、図９に示すように噴射開始からの時間の経過とともに変化する。この燃料の噴霧の長さは、インジェクタ１２から噴射される圧力が高くなるほど迅速に拡大する。つまり、燃料の噴射圧力が高くなるほど、燃料の噴霧は迅速に成長する。また、上述の図５に示すように、インジェクタ１２から噴射される燃料の噴霧は、噴射圧力が高くなるほど微粒化が促進される。パイロット噴射における燃料の噴射量は、メイン噴射やアフター噴射に比較して微量である。そのため、パイロット噴射において、微量の燃料を高圧で噴射すると、インジェクタ１２から噴射された燃料は、図９に示すように噴霧が迅速に成長し、燃焼室１８の全体に拡散する。これにより、高圧の燃料をパイロット噴射において噴射すると、燃焼室１８に生成する混合気は希薄になる。その結果、パイロット噴射における燃料は、図８に示すように噴射圧力が高くなるほど着火性が低下し、燃焼量も低下する。そこで、パイロット噴射における燃料を、メイン噴射およびアフター噴射の圧力Ｐ１よりも小さな圧力Ｐ２に設定することにより、インジェクタ１２から噴射された燃料の噴霧は成長しにくくなる。そのため、インジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲にとどまり、濃い混合気を生成する。その結果、パイロット噴射において圧力Ｐ２で燃料を噴射することにより、燃料は、微量であっても燃焼が促進される。
【００４３】
パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼が促進されることにより、パイロット噴射で噴射された燃料は火種を形成する。そのため、パイロット噴射に後続してメイン噴射を実行すると、メイン噴射で噴射された燃料はパイロット噴射で形成された火種によって速やかかつ緩やかに燃焼する。その結果、メイン噴射によって供給された燃料の急激な燃焼は抑制される。したがって、騒音の発生およびＮＯｘの生成が低減される。
【００４４】
以上説明した第１実施形態では、燃料圧力切替部６４は、インジェクタ１２へ供給する燃料の圧力を、噴射ごとにそれぞれ異なる圧力に切り替える。すなわち、燃料圧力切替部６４は、メイン噴射とパイロット噴射およびアフター噴射とで燃料の噴射圧力を異なる圧力に切り替えている。
具体的には、燃料圧力設定部６３は、パイロット噴射時におけるパイロット噴射圧力をメイン噴射時におけるメイン噴射圧力よりも低く設定している。これにより、パイロット噴射においてインジェクタ１２から噴射された燃料は、インジェクタ１２の周囲にとどまり、インジェクタ１２の周囲に濃い混合気を生成する。そのため、この濃い混合気によって、微量のパイロット噴射であっても、燃料の着火性は向上する。したがって、パイロット噴射における失火を低減し、メイン噴射における燃料の安定した燃焼を促進することができる。
【００４５】
また、燃料圧力設定部６３は、アフター噴射圧力をメイン噴射圧力よりも高く設定してもよい。これにより、インジェクタ１２から噴射された燃料は燃焼室１８の燃焼ガスの全体へ均一に拡散する。そのため、燃焼室１８の燃焼ガスとアフター噴射で噴射された燃料との混合は促進される。したがって、燃焼ガスに含まれる未燃焼成分はアフター噴射によって供給された燃料で酸化され、排気に含まれるＰＭを低減することができる。
このように、複数の燃料の噴射圧力を設定することにより、アフター噴射の実行によるＰＭの低減と、パイロット噴射の実行によるＮＯｘおよび騒音の低減とを両立して達成することができる。
【００４６】
また、第１実施形態の場合、燃料供給装置１３は、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２を有している。第二コモンレール２２は、第一コモンレール２１よりも低い圧力で燃料を貯える。燃料圧力切替部６４は、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２には、第一コモンレール２１から圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレール２２から圧力の低い燃料が供給される。そのため、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替えることにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を図１０に示す。
第２実施形態の場合、燃料供給装置１３は、吐出通路部７１、接続通路部７２、高圧側通路部７３、低圧側通路部７４、燃料供給通路部７５、排出通路部７６、高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１を有している。吐出通路部７１は、サプライポンプ２３と第一コモンレール２１とを接続している。接続通路部７２は、第一コモンレール２１と第二コモンレール２２とを接続している。高圧側通路部７３は、第一コモンレール２１と燃料供給通路部７５とを接続している。低圧側通路部７４は、第二コモンレール２２と燃料供給通路部７５とを接続している。燃料供給通路部７５は、高圧側通路部７３または低圧側通路部７４とインジェクタ１２とを接続している。排出通路部７６は、第二コモンレール２２と燃料タンク２４とを接続している。高圧側切替弁７７は、高圧側通路部７３に設けられ、第一コモンレール２１から燃料供給通路部７５への燃料の流れを断続する。低圧側切替弁７８は、低圧側通路部７４に設けられ、第二コモンレール２２から燃料供給通路部７５への燃料の流れを断続する。減圧弁７９は、接続通路部７２に設けられ、第一コモンレール２１から第二コモンレール２２へ流れる燃料を減圧する。リーク弁８１は、排出通路部７６に設けられ、第二コモンレール２２から燃料タンク２４への燃料の流れを断続する。
【００４８】
高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１は、燃料圧力変更手段としてのＥＣＵ５１に接続している。ＥＣＵ５１は、駆動信号を出力することにより、高圧側切替弁７７、低圧側切替弁７８、減圧弁７９およびリーク弁８１の開閉を制御する。サプライポンプ２３で加圧された燃料は、吐出通路部７１を経由して第一コモンレール２１に貯えられる。第一コモンレール２１で余剰となった燃料は、接続通路部７２を経由して第二コモンレール２２に貯えられる。このとき、燃料は、接続通路部７２を経由して流れる間に、減圧弁７９で減圧される。これにより、第二コモンレール２２に貯えられる燃料の圧力は、第一コモンレール２１に貯えられる燃料の圧力よりも低くなる。また、第二コモンレール２２で余剰となった燃料は、リーク弁８１が開放されると、排出通路部７６を経由して燃料タンク２４へ戻される。ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量、およびリーク弁８１を経由して燃料タンク２４へ戻される燃料の流量を調整することにより、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２における燃料の圧力を制御する。
【００４９】
インジェクタ１２は、燃料供給通路部７５に接続している。本実施形態の場合、インジェクタ１２は、制御弁部８２を有している。制御弁部８２は、ＥＣＵ５１から出力された駆動信号によって開閉する。インジェクタ１２は、燃料供給通路部７５から分岐する背圧通路８３を有している。これにより、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１または第二コモンレール２２から供給された燃料の一部をニードル８４を押し付ける背圧として利用している。制御弁部８２は、このニードル８４に背圧を加える燃料の流れを断続する。これにより、燃料からニードル８４に加わる力のバランスは変化する。制御弁部８２で燃料の流れを調整し燃料からニードル８４へ加わる力のバランスを変化させることにより、ニードル８４は軸方向へ往復移動する。その結果、インジェクタ１２の先端に設けられている図示しない噴孔からの燃料の噴射は断続される。なお、上述のインジェクタ１２は、一例であり、例えばピエゾ素子の伸縮により背圧を制御する構成など、任意の構成とすることができる。
【００５０】
パイロット噴射のようにインジェクタ１２から比較的圧力の低い燃料を噴射する場合、ＥＣＵ５１は、高圧側通路部７３の高圧側切替弁７７を閉じるとともに、低圧側通路部７４の低圧側切替弁７８を開く。これにより、燃料は、第二コモンレール２２からインジェクタ１２へ供給される。そのため、インジェクタ１２は、第二コモンレール２２に貯えられている比較的低圧の燃料を噴射する。一方、ＥＣＵ５１は、パイロット噴射が終了すると、低圧側通路部７４の低圧側切替弁７８を閉じるとともに、高圧側通路部７３の高圧側切替弁７７を開く。これにより、燃料は、第一コモンレール２１からインジェクタ１２へ供給される。そのため、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている比較的高圧の燃料を噴射する。このように、ＥＣＵ５１は、高圧側切替弁７７および低圧側切替弁７８の開閉することにより、インジェクタ１２に供給される燃料の圧力を切り替える。
【００５１】
第２実施形態の場合、第二コモンレール２２は、第一コモンレール２１よりも低い圧力で燃料を貯える。ＥＣＵ５１は、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２には、第一コモンレール２１から圧力の高い燃料が供給されるとともに、第二コモンレール２２から圧力の低い燃料が供給される。ＥＣＵ５１は、高圧側切替弁７７および低圧側切替弁７８の開閉によって、インジェクタ１２と第一コモンレール２１または第二コモンレール２２との接続を切り替える。これにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
第３実施形態によるディーゼルエンジンシステムの燃料供給装置を図１１に示す。
第３実施形態の場合、燃料供給装置１３は、燃料供給部９１、リターン部９２および減圧弁９３を有している。燃料供給部９１は、サプライポンプ２３とインジェクタ１２とを接続している。インジェクタ１２の構成は、第２実施形態と同一である。リターン部９２は、燃料供給部９１から分岐し、燃料供給部９１と反対側の端部が燃料タンク２４に接続している。減圧弁９３は、リターン部９２に設けられ、サプライポンプ２３から吐出された燃料の圧力を調整する。
【００５３】
サプライポンプ２３および減圧弁９３は、ＥＣＵ５１に接続している。ＥＣＵ５１は、駆動信号を出力することにより、サプライポンプ２３および減圧弁９３を制御する。具体的には、ＥＣＵ５１は、出力した駆動信号によりサプライポンプ２３から吐出される燃料の流量を制御する。ＥＣＵ５１は、例えばサプライポンプ２３の燃料吸入側に設けられた流量調整弁によってサプライポンプ２３へ吸入される燃料の流量を制御することにより、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量を制御する。サプライポンプ２３から吐出される燃料の量が流量が大きくなると、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は高くなる。また、ＥＣＵ５１は、出力した駆動信号によりリターン部９２における減圧弁９３を開閉する。減圧弁９３の開度が大きくなると、サプライポンプ２３から吐出され燃料は、より多くが燃料タンク２４へ戻される。そのため、減圧弁９３の開度が大きくなると、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は低下する。これらのように、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出される燃料の流量または減圧弁９３の開度の少なくともいずれか一方を調整することにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給する燃料の圧力を変更する。
【００５４】
パイロット噴射のようにインジェクタ１２から比較的圧力の低い燃料を噴射する場合、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を減少させるとともに、減圧弁９３の開度を拡大する。これにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は低下する。そのため、インジェクタ１２は、サプライポンプ２３から吐出された後、減圧された比較的低圧の燃料を噴射する。一方、ＥＣＵ５１は、パイロット噴射が終了すると、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量が増加させるとともに、減圧弁９３の開度を縮小する。これにより、サプライポンプ２３からインジェクタ１２へ供給される燃料の圧力は上昇する。そのため、インジェクタ１２は、サプライポンプ２３から吐出された比較的高圧の燃料を噴射する。
【００５５】
第３実施形態では、ＥＣＵ５１は、リターン部９２に設けられている減圧弁９３を開閉する。これにより、インジェクタ１２には、減圧弁９３が閉じているとき圧力の高い燃料が供給されるとともに、減圧弁９３が開いているとき圧力の低い燃料が供給される。また、ＥＣＵ５１は、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を調整する。減圧弁９３に加え、サプライポンプ２３から吐出する燃料の流量を変更することにより、インジェクタ１２から噴射される燃料の圧力は変更される。したがって、インジェクタ１２から噴射する燃料の圧力を噴射の時期にあわせて容易に変更することができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【００５７】
第１実施形態および第２実施形態では、第一コモンレール２１および第二コモンレール２２にそれぞれ圧力の異なる燃料を貯える例について説明した。すなわち、インジェクタ１２は、第一コモンレール２１に貯えられている高圧の燃料、または第二コモンレール２２に貯えられている低圧の燃料を噴射する構成について説明した。しかし、第三コモンレールを備えるディーゼルエンジンシステム１０として、パイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射において、それぞれ異なる圧力の燃料を噴射する構成としてもよい。
【００５８】
第３実施形態の場合、燃料を高圧または低圧の二段階に変更するのではなく、減圧弁９３の開度を適宜変更することにより、パイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射において、インジェクタ１２はそれぞれの時期に異なる噴射圧力の燃料を噴射する構成としてもよい。
また、複数の実施形態では、燃料噴射時期においてパイロット噴射、メイン噴射およびアフター噴射を実行する例について説明した。しかし、各噴射を多段階に分割して実施してもよく、パイロット噴射の前またはアフター噴射の後にさらに燃料を噴射する構成としてもよい。この場合も、燃料の噴射圧力は、二段階以上に変更することができる。
【符号の説明】
【００５９】
図面中、１１は機関本体（内燃機関本体）、１２はインジェクタ、１３は燃料供給装置、１８は燃焼室、２１は第一コモンレール、２２は第二コモンレール、２３はサプライポンプ、２５は切替弁（燃料圧力変更手段）、５０は燃料噴射制御装置、６１は噴射量設定部（噴射量設定手段）、６２はインジェクタ駆動部（インジェクタ駆動手段）、６４は燃料圧力切替部（燃料圧力変更手段）、９１は燃料供給部、９２はリターン部、９３は減圧弁を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼室を有する内燃機関本体と、前記燃焼室にそれぞれ設けられ燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタに加圧した燃料を供給する燃料供給装置と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記燃焼室へ噴射する燃料の量を設定する噴射量設定手段と、
前記インジェクタを駆動して、前記噴射量設定手段で設定した燃料の噴射量のうち主たる量を噴射するメイン噴射、前記メイン噴射に先立って燃料を噴射するパイロット噴射、および前記メイン噴射に後続して燃料を噴射するアフター噴射を実行するインジェクタ駆動手段と、
前記燃料供給装置から前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を、それぞれ異なる前記メイン噴射におけるメイン噴射圧力、前記パイロット噴射におけるパイロット噴射圧力、および前記アフター噴射におけるアフター噴射圧力に設定する燃料圧力変更手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力変更手段は、前記パイロット噴射圧力を前記メイン噴射圧力よりも低く設定する請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧力変更手段は、前記アフター噴射圧力を前記メイン噴射圧力よりも高く設定する請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料供給装置は、
燃料を加圧するサプライポンプと、
前記サプライポンプで加圧された燃料を貯える第一コモンレールと、
前記サプライポンプで加圧された燃料を前記第一コモンレールよりも低い圧力で貯える第二コモンレールと、を有し、
前記燃料圧力変更手段は、前記インジェクタと前記第一コモンレールまたは前記第二コモンレールとの接続を切り替えることにより、前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を変更する請求項１、２または３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料供給装置は、
燃料を加圧するサプライポンプと、
前記サプライポンプと前記インジェクタとを接続し、前記サプライポンプで加圧された燃料が前記インジェクタへ供給される燃料供給部と、
前記燃料供給部から分岐し、前記燃料供給部と反対側が燃料を貯える燃料タンクに接続するリターン部と、
前記リターン部に設けられている減圧弁と、を有し、
前記燃料圧力変更手段は、前記サプライポンプから吐出する燃料の流量、または前記減圧弁の開度の少なくともいずれか一方を変更することにより、前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を変更する請求項１、２または３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１】
複数の燃焼室を有する内燃機関本体と、前記燃焼室にそれぞれ設けられ燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタに加圧した燃料を供給する燃料供給装置と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記燃焼室へ噴射する燃料の量を設定する噴射量設定手段と、
前記インジェクタを駆動して、前記噴射量設定手段で設定した燃料の噴射量のうち主たる量を噴射するメイン噴射、前記メイン噴射に先立って燃料を噴射するパイロット噴射、および前記メイン噴射に後続して燃料を噴射するアフター噴射を実行するインジェクタ駆動手段と、
前記燃料供給装置から前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を、それぞれ異なる前記メイン噴射におけるメイン噴射圧力、前記パイロット噴射におけるパイロット噴射圧力、および前記アフター噴射におけるアフター噴射圧力に設定する燃料圧力変更手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力変更手段は、前記パイロット噴射圧力を前記メイン噴射圧力よりも低く設定する請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧力変更手段は、前記アフター噴射圧力を前記メイン噴射圧力よりも高く設定する請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料供給装置は、
燃料を加圧するサプライポンプと、
前記サプライポンプで加圧された燃料を貯える第一コモンレールと、
前記サプライポンプで加圧された燃料を前記第一コモンレールよりも低い圧力で貯える第二コモンレールと、を有し、
前記燃料圧力変更手段は、前記インジェクタと前記第一コモンレールまたは前記第二コモンレールとの接続を切り替えることにより、前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を変更する請求項１、２または３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料供給装置は、
燃料を加圧するサプライポンプと、
前記サプライポンプと前記インジェクタとを接続し、前記サプライポンプで加圧された燃料が前記インジェクタへ供給される燃料供給部と、
前記燃料供給部から分岐し、前記燃料供給部と反対側が燃料を貯える燃料タンクに接続するリターン部と、
前記リターン部に設けられている減圧弁と、を有し、
前記燃料圧力変更手段は、前記サプライポンプから吐出する燃料の流量、または前記減圧弁の開度の少なくともいずれか一方を変更することにより、前記インジェクタへ供給する燃料の圧力を変更する請求項１、２または３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２４１９７（Ｐ２０１３−２４１９７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２０６５（Ｐ２０１１−１６２０６５）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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