次に、発明の実施の形態を説明する。

 まず始めに、本発明の実施例に係るディー� ��ルエンジンに備えられるコモンレール式燃� ��噴射装置の構成について、図1または図2を� �いて説明をする。
 図1に示す如く、コモンレール式燃料噴射装 置100は、主に燃料を各機関に噴射する複数の インジェクタ50と、高圧燃料を蓄圧し各イン� ��ェクタ50に分配するコモンレール40から構成 されている。

 インジェクタ50は、多気筒であれば各気筒� �それぞれ設けられる電子制御型の燃料噴射� �置であり、高圧配管45を介してコモンレール 40に接続されている。
 コモンレール40は、低圧ポンプ20及び高圧ポ ンプ30を介して燃料タンク10に接続され、か� �、圧力調整弁80を介して燃料タンク10に接続� ��れている。
 このような構成によって、燃料は、燃料タ� ��ク10から低圧ポンプ20及び高圧ポンプ30によ� ��コモンレール40に圧送され、コモンレール40 にて高圧ポンプ30に設けられた吐出量制御弁� ��圧力調整弁80により所定圧力にて蓄圧され� �各インジェクタ50に分配され各気筒に噴射さ れる。

 ECU(Electronic Control Unit:コントローラ)70は、� ��センサからの入力信号並びに内部記憶プロ� ��ラム及びマップデータ等に基づいて、イン� ��ェクタ50に対する出力信号を発信し、該イ� �ジェクタ50の燃料噴射作動等の制御を行うよ うにしている。
 また、ECU70はインジェクタ50を動作する電磁 弁60とも接続されており、該電磁弁60のоN・о FFを制御しつつ、圧力調整弁80とも接続され� �おり、該圧力調整弁80のоN・оFFを制御して� �る。

 さらに、ECU70は、コモンレール40内の圧力を 検知する圧力センサ71、ディーゼルエンジン� ��回転数を検知する回転数センサ72、ディー� �ルエンジンの負荷を検知する負荷センサ73等 とも接続されており、ディーゼルエンジン各 部の運転状態やコモンレール40内の圧力を検� ��可能に構成されている。
 ここで、各センサについての説明は省略す� ��が、回転数センサ72としてはクランク軸の� �定回転角度に応じたパルス信号を発生する� �度センサが、負荷センサ73としてはアクセル ペダルの踏み込み量を検知するセンサ等が公 知である。

 次に、インジェクタ50の構造・作用につい� �、図2を用いて詳細に説明をする。
 図2に示す如く、コマンドピストン51は、イ� ��ジェクタボディ50a内に上下摺動自在に設け� ��れている。コマンドピストン51は、制御室52 内の燃料圧力により下方へ付勢される。制御 室52へは、コモンレール40から燃料供給路54に 供給された高圧燃料がオリフィス55を介して� ��給される。
 また、前記制御室52の上方には、電磁弁60が 設けられている。電磁弁60においては、ソレ� ��イド61が通電されることより、弁体62がスプ リング63の付勢力に抗して上方に吸引される� ��成としている。この電磁弁60の開閉の制御� �、前記コントローラ70により行われる。制御 室52内の燃料圧力は電磁弁60が開かれること� �よりオリフィス65を介して低圧側配管46へ排� ��され、前記コマンドピストン51の下方への� �勢力が弱まるようになっている。

 ニードル弁56は、コマンドピストン51の下 方に上下摺動自在に設けられている。ニード ル弁56の上部にはコマンドピストン51の下端� �当接されている。また、ニードル弁56の摺動 部にはノズル室58が設けられている。ノズル� ��58へは、コモンレール40から燃料供給路54に� ��給された高圧燃料が供給される。さらに、� ��ードル弁56の上方のバルブケース内には止� �輪59が設けられており、ニードル弁56と止め� ��59の間にはスプリング53が挟装されてニード ル弁56を下方に付勢している。

 制御室52内の燃料圧力が高く、コマンド� �ストン51と前記スプリング53の合計の下方へ� ��付勢力が、ノズル室58内の燃料圧力による� �ードル弁56を上方に付勢する力より大きい状 態では、ニードル弁56は下方へ移動して噴口5 7・57が閉じられる。一方、ソレノイド61が通� ��されることによって、コマンドピストン51� �よるニードル弁56の下方への付勢力とスプリ ング53の付勢力の合計よりも、ノズル室58内� �燃料圧力によるニードル弁56を上昇させる力 が大きくなることで、噴口57・57が開弁され� �こととなっている。

 以上の構成により、ECU70の制御により電磁� �60(弁体62)が開かれると、制御室52内の高圧燃 料は、弁室64を介して、低圧側配管46に排出� �れ、制御室52の圧力が下がる。同時に、コマ ンドピストン51の下方の付勢力が低下するこ� ��により、ニードル弁56は、ノズル室58内の燃 料の圧力(開弁圧力)によりリフトされる。こ� ��により、噴口57・57が開かれて燃料噴射を行 う。
 また、ECU70の制御により電磁弁60(弁体62)が� �じられると、制御室52内に高圧燃料の圧力が 蓄圧され、該圧力によってコマンドピストン 51が下降される。このようにして、ニードル� ��56が下方へ移動して噴口57・57が閉じられて� ��料噴射が終了される。
 以上が、本発明の実施例に係るディーゼル� ��ンジンに備えられるコモンレール式燃料装� ��の構成についての説明である。

 次に、本発明の実施例に係る多段噴射の制� ��方法について、図3乃至図8を用いて説明を� �る。
 図3に示す如く、従来、多段噴射制御を行う 場合には、パイロット噴射とメイン噴射との 間隔を短縮した場合、パイロット噴射との間 隔が一定の時間間隔以下にまで短縮されると メイン噴射時の噴射量に影響を及ぼすことが 確認されていた。これは、パイロット噴射後 にノズル内の圧力降下が落ち着くまでには一 定時間を要するため、圧力降下が落ち着く前 にメイン噴射が行われる場合には、その圧力 降下の影響を受けてしまうために起こる現象 である。そのため、使用(設定)可能なパイロ� ��ト噴射間隔の領域が限定されて、ある一定� ��時間間隔以下にはパイロット噴射間隔を短� ��することができなかった。
 そこで、本発明では、従来は使用(設定)不� �能であったパイロット噴射間隔の領域にお� �ても、安定した噴射を実現できるように制� �している。
 まず以下に、本発明に係る制御方法につい� ��、具体的なメイン噴射時期の演算フローを� ��しながら説明をする。

 図8に示す如く、ECU70には、回転数センサ72� �負荷センサ73が接続されており、これらのセ ンサからエンジン回転数Neの信号やその他の� ��号をECU70に入力して、その値を元にエンジ� �の運転(負荷)状況を把握できるように構成し ている(Step-1)。
 そして、把握した運転(負荷)状況(エンジン� ��転数Ne等)とECU70に予め記憶されているマッ� �情報に基づいて、現在の運転状況に適合し� �パイロット噴射時期θpおよびメイン噴射時� �θmを導出する(Step-2)。

 このとき、パイロット噴射時期θpとメイン� ��射時期θmの関係は、図4の如く表される。
 つまり、パイロット噴射時期θpおよびメイ� ��噴射時期θmは、基準時期θ0からのクランク� ��度ベースの(即ち、単位を度とする)時期と� �て与えられている。
 また、図4に示す如く、パイロット噴射間隔 θpinは、パイロット噴射完了時からメイン噴� ��開始時(すなわち、メイン噴射時期θm)まで� �間隔(クランク角度の位相差)を意味している 。
 尚、基準時期θ0は、制御対象の噴射よりも� ��回前の噴射におけるTDC等を採用することが� ��きる。

 次に、図8に示す如く、エンジン回転数Neを� ��均化処理して平均エンジン回転数Nemを導出� ��、エンジン回転数として平均エンジン回転� ��Nemを採用することにより、微小なエンジン� ��回転変動による影響を除去するようにして� ��る(Step-3)。
 これにより、後述する時間ベースのパイロ� ��ト噴射間隔Tpinをエンジン回転数に依らず略 一定に保てるようにしている。
 具体的には、後述する時間ベースのパイロ� ��ト噴射間隔Tpinの閾値(本実施例では、1(ms))� �対して10倍以上の時間でエンジン回転数Neを� ��均化して平均エンジン回転数Nemを導出する� ��うにしている。また、平均化処理を行う替� ��りに同等の時定数を有するフィルターを用� ��る構成としてもよい。

 次に、図8に示す如く、クランク角度ベース のパイロット噴射間隔θpinを、次式に基づい� ��、時間ベースのパイロット噴射間隔Tpinに換 算する(Step-4)。
  Tpin=(θp-θm)*1000/(6*Nem)

 このとき、パイロット噴射時期θp、メイ� ��噴射時期θmおよびパイロット噴射間隔θpin� �、パイロット噴射間隔Tpin、パイロット噴射� ��間Qpおよびメイン噴射時間Qmとの関係は、図 5の如く表される。

 次に、図8に示す如く、数式1により求めた� �イロット噴射間隔Tpinに基づく判定を行うよ� ��にしている(Step-5)。
 つまり、パイロット噴射間隔Tpinが閾値(本� �施例では、1(ms))以上であれば、メイン噴射� �期θmをそのままメイン噴射時期として採用� �、クランクパルスより得られるクランク角� �に同期して、メイン噴射時期θmにてメイン� �射が開始されるようにしている(Step-8)。

 このとき、パイロット噴射時期θp、メイ� ��噴射時期θmおよびパイロット噴射間隔θpin� �、パイロット噴射間隔Tpinおよびパイロット� ��射時間Qpとの関係は、図6の如く表される。

 また、図8に示す如く、パイロット噴射間隔 Tpinが閾値(本実施例では、1(ms))未満であれば� ��メイン噴射時期θmを、パイロット噴射時期� �pを基準として、パイロット噴射時間Qpとパ� �ロット噴射間隔Tpinを合わせた修正時間Tr(ms)� ��算出し(Step-6)、該修正時間Trだけ遅らせた時 期(すなわち、修正メイン噴射時期Tm2)として� ��る。なお、修正時間Trは次式により求めら� �る。
  Tr=Qp+Tpin

 そしてこの場合(即ち、パイロット噴射間 隔Tpinが閾値未満である場合)には、メイン噴� ��時期として、クランク角度ベースのパイロ� ��ト噴射時期θpを基準として、エンジン回転� ��に依らず、θpからTr(ms)経過後の修正メイン� ��射時期Tm2を採用している(Step-7)。

 このとき、パイロット噴射時期θp、メイ� ��噴射時期θm、修正時間Tr、修正メイン噴射� �期Tm2、メイン噴射時期θm、パイロット噴射� �隔Tpinおよびパイロット噴射時間Qpとの関係� �、図7の如く表される。

 図8に示す如く、以上で一連の制御動作が完 了し、さらに次回の制御へと移行する。これ により、連続的にパイロット噴射間隔の制御 が行われるようにしている。
 尚、本実施例においては、閾値を1(ms)とし� �いるが、これに限定するものではない。

 つまり、図7に示す如く、時間ベースのパイ ロット噴射間隔Tpinが閾値未満である場合に� �、メイン噴射時期としてパイロット噴射時� �θpを基準として、パイロット噴射時間Qpと時 間換算したパイロット噴射間隔Tpinを合わせ� �時間Tr(ms)だけ遅らせることで、パイロット� �射間隔Tpinをエンジン回転数によらず一定と� ��るように制御している。
 このとき、角度ベースのパイロット噴射間� ��θpから時間ベースのパイロット噴射間隔Tpin に換算する際に用いるエンジン回転数Neには� ��平均化処理またはフィルター処理し、有害� ��なる微小回転変動を除去した平均エンジン� ��転数Nemを採用することで、エンジン回転数� ��よらずパイロット噴射間隔Tpinを一定とする ことができる。

 これにより、パイロット噴射間隔Tpinが閾 値以上の場合には、メイン噴射時期θmはクラ ンク角度に同期し、適切にエンジン制御が可 能であり、また、パイロット噴射間隔Tpinが� �値未満の場合でも、パイロット噴射間隔Tpin� ��エンジン回転数の変動に左右されること無� ��適切に維持されるため、エンジン回転数の� ��定性を確保することができる。

 尚、実際の制御動作においては、パイロッ� ��噴射およびメイン噴射の各制御は、ソレノ� ��ド61に対するパルス電流の通電時期と通電� �間を可変制御することにより行われている� �
 つまり、ECU70に記憶されているマップ情報� �基づいてパイロット噴射時期θpおよびパイ� �ット噴射時間Qpが導出されて、このパイロッ ト噴射時期θpに同期したタイミングで、かつ 、パイロット噴射時間Qpに対応した時間だけ� ��レノイド61に対してパルス電流が通電され� �。
 また同様に、ECU70に記憶されているマップ� �報に基づいてメイン噴射時期θmおよびメイ� �噴射時間Qmが導出されて、このメイン噴射時 期θmに同期したタイミングで、かつ、メイン 噴射時間Qmに対応した時間だけソレノイド61� �対してパルス電流が通電される。
 そして、パイロットおよびメインの各噴射� ��パルス電流のON-OFFに対して、一定の応答遅� ��を経て噴射が開始される。
 以上が、本発明の実施例に係る多段噴射の� ��御方法についての説明である。

 以上の説明に示す如く、多段噴射を行うコ� ��ンレール式燃料噴射装置100において、クラ� ��ク角度ベースのパイロット噴射時期θpと、� ��ランク角度ベースのメイン噴射時期とθmを� ��ECU70により制御するコモンレール式燃料噴� �装置100の制御方法であって、ECU70により時間 ベースのパイロット噴射間隔Tpinを演算し、� �イロット噴射間隔Tpinが、予め設定した閾値( 本実施例では、1(ms))未満であれば、前記時間 ベースのパイロット噴射間隔Tpinを確保する� �うに、修正メイン噴射時期Tm2を採用するよ� �にしている。
 即ち、パイロット噴射間隔Tpinによりメイン 噴射量が影響を受ける領域において、エンジ ン回転数の変動によるパイロット噴射間隔Tpi nの変動を防止することができるのである。

 また、時間ベースのパイロット噴射間隔Tpin が、クランク角度ベースのパイロット噴射時 期θpと、クランク角度ベースのメイン噴射時 期θmと、演算時刻におけるエンジン回転数Ne� ��に基づき、ECU70により演算して出力される� �うにしている。
 即ち、演算時刻におけるエンジン回転数を� ��御要素として用いることにより、パイロッ� ��噴射間隔Tpinを時間ベースによる制御とする 領域を少なくすることができるのである。
 また、急加減速時においても、パイロット� ��射間隔Tpinの判断を適切に行うことができる のである。

 また、修正メイン噴射時期Tm2が、クランク� ��度ベースのパイロット噴射時期θpと、パイ� ��ット噴射時間Qpと、時間ベースのパイロッ� �噴射間隔Tpinとに基づき、クランク角度ベー� ��のパイロット噴射時期θpを基準として、パ� ��ロット噴射時間Qpと時間ベースのパイロッ� �噴射間隔Tpinに時間Tr(ms)だけ遅らせた時期と� ��るようにしている。
 即ち、メイン噴射時期θmを修正することに� ��り、パイロット噴射間隔Tpinを適切に維持す ることができるのである。