JP2003027995A - ディーゼルエンジンの制御装置及び制御方法 - Google Patents

ディーゼルエンジンの制御装置及び制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロット噴射等を行うディーゼルエンジン
において、インジェクタの通電時間の制御により微小噴
射量を安定して噴射できるようにする。 【解決手段】 アイドル運転状態において分割噴射を行
い、安定したアイドル運転状態が得られた時の第１段の
噴射の通電時間を、１段毎の噴射量に対応する通電時間
の学習値として更新記憶する。まあ、噴射圧を変えて同
様の処理を行う。あるいは、パイロット噴射を行いつ
つ、メイン噴射とパイロット噴射のトータルの噴射量を
メイン噴射だけで噴射した時に失火する限界まで噴射時
期をリタードさせた状態で、トータル噴射量は変えずに
パイロット噴射の通電時間を漸減あるいは漸増させて、
回転速度変動により失火限界を検出し、その失火限界の
通電時間に基づいてパイロット噴射のための通電時間下
限値を更新記憶してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の運転状態に
おいてメイン噴射に先立ってパイロット噴射を行うな
ど、燃料を分割して噴射するディーゼルエンジンの制御
に関し、特に、微小量の燃料を安定して噴射できるよう
にするための制御装置及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、所定の低回転低負荷運転状態
において、メイン噴射（主噴射）に先立ってパイロット
噴射を行うことにより、着火安定性及び燃焼性を向上さ
せ、失火防止や燃焼騒音の低減を図るようにしたディー
ゼルエンジンが知られている。そして、そうしたパイロ
ット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、例えば特
開平１１−２８７１４９号公報記載の制御装置のよう
に、コモンレール圧力の変化からパイロット噴射の燃料
噴射開始を検知して最小通電時間を学習するようにした
ものがある。
【０００３】また、それとは別に、特開平１１−３４３
９１１号公報に記載されているように、直噴式のガソリ
ンエンジンにおいて、燃料噴射量により空燃比をフィー
ドバック制御する領域で、インジェクタによる燃料噴射
を吸気行程で分割して行い、Ｏ2センサの出力に応じた
フィードバック制御量に基づいて噴射１回分の噴射量と
噴射パルス幅（通電時間）との対応関係を学習するよう
にしたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】パイロット噴射を行う
ディーゼルエンジンにおいて、メイン噴射の噴射量及び
パイロット噴射の噴射量をインジェクタの通電時間によ
って制御する場合に、インジェクタには個体差があり、
使用に伴う経年変化もあって、通電時間と燃料噴射量と
の対応関係にバラツキがあるため、特に、微小開度領域
で噴射するパイロット噴射は、個体差や経年変化による
バラツキの影響が大きくて、燃料を安定して噴射するこ
とが難しい。パイロット噴射以外の分割噴射を行うディ
ーゼルエンジンにおいても同様で、微小噴射量領域（イ
ンジェクタの微小開度領域）で個体差や経年変化による
バラツキの影響を受けることなく安定して燃料を噴射す
ることは難しい。
【０００５】前記特開平１１−２８７１４９号公報記載
のように、コモンレール圧力の変化からパイロット噴射
の燃料噴射開始を検知して最小通電時間を学習するもの
では、パイロット噴射の微小噴射量が実際には安定して
噴かれなくて、着火しない場合でも、コモンレール圧力
は変化するため、安定した噴射のための通電時間の下限
値を精度よく学習することができない。
【０００６】また、特開平１１−３４３９１１号公報に
記載されている学習方法は、空燃比フィードバック制御
のためのＯ2センサを備えるガソリンエンジンに特有の
もので、直ちにディーゼルエンジンに適用できるという
ものではない。
【０００７】本発明は、所定の運転状態においてメイン
噴射に先立ってパイロット噴射を行うなど、燃料を分割
して噴射するディーゼルエンジンにおいて、インジェク
タの個体差や経年変化によるバラツキの影響を受けるこ
となく、通電時間の制御により微小量の燃料を安定して
噴射できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１〜１４に係るデ
ィーゼルエンジンの制御装置及び制御方法は前記課題を
解決するための手段を構成する。
【０００９】すなわち、請求項１に係るディーゼルエン
ジンの制御装置は、通電時間で燃料噴射量を制御するイ
ンジェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に
１サイクル当たり複数の噴射段に分割して燃料を噴射す
るディーゼルエンジンの制御装置において、所定の低回
転低負荷運転状態において分割噴射により所定の燃焼状
態が得られた時の少なくとも最小噴射量となる噴射段の
通電時間を、前記所定の低回転低負荷運転状態において
前記所定の燃焼状態を得るのに必要な１サイクル当たり
の燃料噴射量から割り出した当該噴射段の噴射量に対応
する通電時間の学習値として更新記憶する学習手段を設
けたものである。
【００１０】この場合、アイドル運転等の所定の低回転
低負荷運転状態において、安定した運転状態、すなわち
着火が安定し、一定の安定した燃焼で自立回転する状態
（所定の燃焼状態）を得るのに必要な１サイクル１気筒
当たりの燃料噴射量（必要噴射量）は、エンジンの仕様
等により例えば５ｍｍ3／ｓｔｒというように略一義的
に決まり、それに対してインジェクタの通電時間が自ず
と決まる。そして、その必要噴射量である例えば５ｍｍ
3／ｓｔｒを所定の比率で複数の噴射段に分割して噴射
するについては、その分割比率に応じて複数の噴射段の
それぞれの噴射量が決まり、それに応じて各噴射段の通
電時間が基本的に決まる。そこで、その分割比率に基づ
く通電時間で所定の低回転低負荷運転状態において分割
噴射を行って、安定した運転状態（所定の燃焼状態）が
得られるよう通電時間を調整し、安定した運転状態が得
られた時に、少なくとも最小噴射量となる噴射段の通電
時間を、当該噴射段の噴射量に対応する通電時間の学習
値として更新記憶することで、運転中のドライバーに違
和感を与えることなく微小噴射量域での通電時間の下限
値および実用域での通電時間に対する噴射量の特性を精
度良く学習し、インジェクタの個体差や経年変化による
バラツキの影響を受けることなく、通電時間の制御によ
り微小量の燃料を安定して噴射するようにできる。
【００１１】請求項２に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、前記請求項１に係るディーゼルエンジンの制御
装置において、学習手段を、前記所定の低回転低負荷運
転状態において各噴射段の噴射量を均一とする分割噴射
を行い、該分割噴射により所定の燃焼状態が得られた時
の噴射段１段当たりの通電時間を、前記所定の低回転低
負荷運転状態において前記所定の燃焼状態を得るのに必
要な１サイクル当たりの燃料噴射量から割り出した噴射
段１段当たりの燃料噴射量に対応する通電時間の学習値
として更新記憶するよう構成したものである。
【００１２】この場合、アイドル運転等の所定の低回転
低負荷運転状態において、安定した運転状態（所定の燃
焼状態）を得るための１サイクル当たりの必要噴射量
（例えば５ｍｍ3）を分割噴射の段数で割ることによ
り、噴射段１段当たりの噴射量が決まり、それに応じて
噴射段１段当たりの通電時間が基本的に決まる。そし
て、所定の低回転低負荷運転状態において分割噴射を行
って、安定した運転状態が得られるよう噴射段１段当た
りの通電時間を調整し、所定の燃焼状態が得られた時
の、噴射段１段当たりの通電時間を、噴射段１段当たり
の燃料噴射量に対応する通電時間の学習値として更新記
憶することで、運転中のドライバーに違和感を与えるこ
となく微小噴射量域での通電時間の下限値および実用域
での通電時間に対する噴射量の特性を精度良く学習し、
インジェクタの個体差や経年変化によるバラツキの影響
を受けることなく、通電時間の制御により微小量の燃料
を安定して噴射するようにできる。
【００１３】請求項３に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、前記請求項１または２に係るディーゼルエンジ
ンの制御装置において、学習手段を、前記所定の低回転
低負荷運転状態において噴射段数の異なる複数態様の分
割噴射を実行して、それら複数態様の分割噴射について
それぞれ学習値を更新記憶するとともに、それら学習値
を、学習対象から外れた周囲の燃料噴射量に対する通電
時間の学習値に反映させるよう構成したものである。
【００１４】これにより、実用域の燃料噴射量の変化の
範囲での、インジェクタの通電時間に対する噴射量の特
性を、極力少ない回数で精度よく学習することができ
る。
【００１５】請求項４に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、前記請求項１または２に係るディーゼルエンジ
ンの制御装置において、噴射圧を変化させ、学習手段に
より、異なる複数の噴射圧毎に前記学習値の更新記憶を
実行するものである。
【００１６】これにより、実用域の異なる複数の噴射圧
について学習が可能となり、運転状態の変化に対応でき
る。
【００１７】請求項５に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、前記請求項４に係るディーゼルエンジンの制御
装置において、噴射圧を所定回数変化させ、学習手段に
より、異なる複数の噴射圧毎に予め設定された基本通電
時間との偏差を求め、該偏差を補正値として学習値を更
新記憶するとともに、前記補正値を周囲の噴射圧におけ
る学習値の更新記憶に反映させるものである。
【００１８】これにより、実用域の噴射圧の変化の範囲
での、インジェクタの通電時間に対する噴射量の特性
（対応関係）を、極力少ない回数で学習するようにでき
る。
【００１９】請求項６に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、請求項１または２に係るディーゼルエンジンの
制御装置において、ディーゼルエンジンが多気筒である
場合に、学習手段により気筒毎に学習値の更新記憶を実
行するものである。
【００２０】こうして気筒毎に微小噴射量域で学習する
ことができ、インジェクタのバラツキだけでなく気筒間
の圧縮圧や冷却損失等のバラツキをも加味した学習が可
能で、多気筒エンジンにおいて安定した運転が可能とな
る。
【００２１】請求項７に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、通電時間で燃料噴射量を制御するインジェクタ
を備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サイクル
の間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量の少ない
パイロット噴射を行うディーゼルエンジンの制御装置に
おいて、所定の低回転低負荷運転状態において１気筒毎
にメイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合
計した噴射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火する
限界噴射時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、１
気筒毎のメイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量
とを合計した噴射量を一定に保ったままパイロット噴射
のための通電時間を変化させて、失火限界を検出し、そ
の検出した失火限界の通電時間に基づいてパイロット噴
射のための通電時間下限値の学習値を更新記憶する学習
手段を設けたものである。
【００２２】この場合、アイドル運転等の所定の低回転
低負荷運転状態において、メイン噴射の前のパイロット
噴射を行うことにより着火安定性が得られている状態か
ら、１サイクル当たりの噴射量は変えずにパイロット噴
射を止めてメイン噴射だけで噴射した時に失火すると考
えられる限界まで噴射時期をリタードさせることによ
り、失火しやすい状態とし、その状態で、１サイクル当
たりの噴射量は変えないでパイロット噴射の噴射量を変
化させることにより、実際に失火する限界（通電時間の
下限値）を確実に学習することができ、インジェクタの
個体差や経年変化によるバラツキの影響を受けることな
く、安定したパイロット噴射制御を行うようにできる。
【００２３】請求項８に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、請求項７に係るディーゼルエンジンの制御装置
において、ディーゼルエンジンが多気筒である場合に、
学習手段を、学習対象とした気筒の圧縮上死点後所定ク
ランク角を通過した時間と圧縮上死点を通過した時間と
の時間差から算出した回転速度と、着火順序が当該学習
対象気筒の直前の気筒の圧縮上死点後所定クランク角を
通過した時間と圧縮上死点を通過した時間との時間差か
ら算出した回転速度との差が、所定値以上の時の通電時
間を、失火限界と判定するよう構成したものである。
【００２４】学習対象の気筒が失火すると、当該気筒の
燃焼による回転立ち上がりが小さく、その圧縮上死点後
所定クランク角を通過した時間と圧縮上死点を通過した
時間との時間差から算出した回転速度が小さくなり、着
火順序が当該学習対象気筒の直前の気筒の圧縮上死点後
所定クランク角を通過した時間と圧縮上死点を通過した
時間との時間差から算出した回転速度との差が大きくな
る。したがって、その回転速度差が所定値（閾値）以上
の時に失火と判定することで、失火判定の精度が向上す
る。
【００２５】請求項９に係るディーゼルエンジンの制御
装置は、請求項７に係るディーゼルエンジンの制御装置
において、学習手段を、学習対象とした気筒についてパ
イロット噴射のための通電時間を所定の燃焼状態が得ら
れた時の通電時間から漸減させて失火限界を検出し、そ
の検出した失火限界の通電時間より所定時間長い通電時
間をパイロット噴射のための通電時間下限値の学習値と
して更新記憶するよう構成したものである。
【００２６】この場合、安定した運転状態（所定の燃焼
状態）から徐々に通電時間を減らしていくことで失火限
界を検出でき、実際の学習値は失火限界より若干余裕を
もった値とすることで、着火安定性を確保できる。
【００２７】請求項１０に係るディーゼルエンジンの制
御装置は、請求項７に係るディーゼルエンジンの制御装
置において、噴射圧を変化させ、前記学習手段により、
異なる複数の噴射圧毎に前記学習値の更新記憶を実行す
るものである。
【００２８】これにより、実用域の異なる複数の噴射圧
について学習が可能となり、運転状態の変化に対応でき
る。
【００２９】請求項１１に係るディーゼルエンジンの制
御装置は、請求項７に係るディーゼルエンジンの制御装
置において、ディーゼルエンジンが多気筒である場合
に、学習手段により気筒毎に前記学習値の更新記憶を実
行するものである。
【００３０】こうして気筒毎に失火限界を学習すること
ができ、インジェクタのバラツキだけでなく気筒間の圧
縮圧や冷却損失等のバラツキをも加味した学習が可能
で、多気筒エンジンにおいて安定した運転が可能とな
る。
【００３１】請求項１２に係るディーゼルエンジンの制
御装置は、通電時間で燃料噴射量を制御するインジェク
タを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サイク
ルの間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量の少な
いパイロット噴射を行うディーゼルエンジンの制御装置
において、所定の低回転低負荷運転状態において１気筒
毎にメイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを
合計した噴射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火す
る限界噴射時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、
１気筒毎のメイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射
量とを合計した噴射量を一定に保ったままパイロット噴
射のための通電時間を変化させて、失火限界を検出し、
その検出した失火限界の通電時間に基づいてパイロット
噴射のための通電時間の下限値の学習値を更新記憶する
とともに、前記所定の低回転低負荷運転状態においてパ
イロット噴射とメイン噴射とで所定の燃焼状態が得られ
た時のパイロット噴射の通電時間を、前記所定の低回転
低負荷運転状態において前記所定の燃焼状態を得るのに
必要な１サイクル当たりの燃料噴射量から割り出したパ
イロット噴射の噴射量に対応する通電時間の学習値とし
て更新記憶する学習手段を設けたものである。
【００３２】この場合、失火限界を学習するとともに、
実用域の燃料噴射量の変化の範囲での、インジェクタの
通電時間に対する噴射量の特性を学習でき、運転状態の
変化に対応できる。
【００３３】請求項１３に係るディーゼルエンジンの制
御方法は、通電時間で燃料噴射量を制御するインジェク
タを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サイク
ル当たり複数の噴射段に分割して燃料を噴射するディー
ゼルエンジンにおいて、所定の低回転低負荷運転状態に
おいて分割噴射により所定の燃焼状態が得られた時の少
なくとも最小噴射量となる噴射段の通電時間を、前記所
定の低回転低負荷運転状態において前記所定の燃焼状態
を得るのに必要な１サイクル当たりの燃料噴射量から割
り出した当該噴射段の噴射量に対応する通電時間の学習
値として更新記憶するものである。
【００３４】これにより、運転中のドライバーに違和感
を与えることなく微小噴射量域での通電時間の下限値お
よび実用域での通電時間に対する噴射量の特性を精度良
く学習し、インジェクタの個体差や経年変化によるバラ
ツキの影響を受けることなく、通電時間の制御により微
小量の燃料を安定して噴射するようにできる。
【００３５】請求項１４に係るディーゼルエンジンの制
御方法は、通電時間で燃料噴射量を制御するインジェク
タを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サイク
ルの間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量の少な
いパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、
所定の低回転低負荷運転状態において１気筒毎にメイン
噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計した噴
射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火する限界噴射
時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、１気筒毎の
メイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計
した噴射量を一定に保ったままパイロット噴射のための
通電時間を変化させて、失火限界を検出し、その検出し
た失火限界の通電時間に基づいてパイロット噴射のため
の通電時間下限値の学習値を更新記憶するものである。
【００３６】これにより、実際に失火する限界（通電時
間の下限値）を確実に学習することができ、インジェク
タの個体差や経年変化によるバラツキの影響を受けるこ
となく、安定したパイロット噴射制御を行うようにでき
る。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の図面
に基づいて説明する。
【００３８】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施形態におけるエンジン制御系の全体構成を示して
いる。この実施の形態は車両に搭載される直列４気筒デ
ィーゼルエンジンに本発明を適用したもので、図１にお
いて１はエンジン本体を示す。このディーゼルエンジン
のエンジン本体１には、図の面に対し垂直方向に直列配
置で４個の気筒２を有し、各気筒２には往復移動可能に
ピストン３が装着され、それらピストン３の上面には燃
焼室凹部４が形成されている。そして、ピストン３の圧
縮上死点付近で各燃焼室凹部４に臨む気筒上部の略中央
には、気筒２の中心軸に沿う配置で、下部先端に噴射ノ
ズルを有する電磁式のインジェクタ（燃料噴射弁）５が
配設されている。また、各気筒２には、ピストン３の圧
縮上死点付近で燃焼室凹部４に上部斜め側方から臨む位
置にグロープラグ５６が配設されている。
【００３９】各気筒２のインジェクタ５は、燃料をイン
ジェクタ５の開弁圧（噴射圧）以上の高圧状態で蓄えて
分配するコモンレール６に、気筒毎の分岐管７を介して
それぞれ接続されている。各インジェクタ５は、通電に
より電磁力で燃料通路を開くことで燃圧により噴射ノズ
ルの芯弁が開作動し、コモンレール６から供給される高
圧の燃料を、噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室凹
部４に向け気筒２内に直接噴射供給する。インジェクタ
５の燃料噴射量は通電時間で制御する。なお、電磁式の
インジェクタ５の代わりにピエゾ素子をアクチュエータ
とするインジェクタを用いたものであってもよい。
【００４０】コモンレール６には、内部の燃圧（コモン
レール圧）を検出する燃料圧力センサ８が配設されてい
る。そして、コモンレール６は高圧燃料供給管９を介し
て燃料供給ポンプ１０に接続されている。そして、燃料
供給ポンプ１０は燃料供給管１２を介して燃料タンク１
３に接続されている。
【００４１】燃料供給ポンプ１０は、駆動軸１４にエン
ジン本体１のクランク軸１５から回転駆動力が伝達され
ることにより駆動され、燃料供給管１２を介して燃料タ
ンク１３内の燃料を吸い上げ、高圧燃料供給管９を介し
てコモンレール６に圧送する。燃料供給管１２の途中に
は加温装置を備えた燃料フィルタ１６が配設されてい
る。また、燃料供給ポンプ１０には、圧送される燃料の
一部を燃料戻し管１９に逃がして圧力を調節する電磁式
のプレッシャレギュレータ１７が設けられている。そし
て、コモンレール６には、コモンレール圧が所定値以上
になったときに燃料をコモンレール６から排出させるプ
レッシャリミッタ１８が配設されている。プレッシャリ
ミッタ１８から排出された燃料は、インジェクタ５から
燃料の一部を燃料タンク１３に戻す燃料戻し管１９を経
由して、燃料タンク１３に戻される。
【００４２】また、エンジン本体１には、クランク軸１
５の回転角度を検出するクランク角センサ２０が設けら
れ、動弁系カム軸の回転角度を検出するカム角センサ２
１が設けられ、また、冷却水温度（エンジン水温）を検
出するエンジン水温センサ２２が設けらている。
【００４３】クランク角センサ２０は、図示しないが、
クランク軸端に設けた被検出用プレートと、その外周に
相対向するように配置した電磁ピックアップとからな
り、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔
（例えば１５゜ＣＡ間隔）に形成された歯（突起部）の
通過に対応してパルス信号を出力する。
【００４４】また、カム角センサ２１は、図示しない
が、クランク角センサ２０と同様で、カム軸周面の所定
箇所に設けた複数の歯（突起部）と、各歯が通過すると
きにパルス信号を出力する電磁ピックアップとからなる
ものである。
【００４５】エンジン本体１の一方の側方部（図１の左
側）には、エアクリーナ２３で濾過した空気を気筒２内
に供給する吸気通路２４が接続されている。そして、吸
気通路２４の下流端部にサージタンク２５が形成され、
サージタンク２５から各気筒２の吸気ポート２６にそれ
ぞれ接続するよう分岐通路２７が形成されている。
【００４６】そして、サージタンク２５上流の吸気通路
２４には、上流側から下流側に向かって順に、吸気流量
を検出するエアフローセンサ２８と、後述のタービン４
３により駆動されて吸気を圧縮するブロワ２９と、この
ブロワ２９により圧縮された吸気を冷却するインターク
ーラ３０と、吸気温度センサ３１および吸気圧センサ３
２と、負圧作動式の吸気シャッタ弁３３が設けられてい
る。
【００４７】吸気シャッタ弁３３は負圧式アクチュエー
タ３４により開閉される。負圧式アクチュエータ３４
は、クランク軸１５により駆動されるバキュームポンプ
３５を負圧源とするもので、二つのソレノイドバルブ３
６、３７により作動圧が制御され、エンジン運転状態に
応じて吸気シャッタ弁３３を全閉から全開までの任意の
状態に保持する。なお、吸気シャッタ弁３３は、全閉状
態でも空気が流入するように設定されている。
【００４８】また、サージタンク２５と各気筒２の吸気
ポート２６を接続する分岐通路２７には、負圧作動式の
スワール制御弁３８が配設されている。このスワール制
御弁３８は負荷アクチュエータ３９により開閉される。
そして、その負荷アクチュエータ３９は、やはりバキュ
ームポンプ３５を負圧源とするもので、ソレノイドバル
ブ４０の制御によりエンジン運転状態に応じてスワール
制御弁３８を開閉駆動する。
【００４９】エンジン本体１の反対側の側方部（図１の
右側）には、各気筒２から排気ガスを排出する排気マニ
ホルド４１が接続され、この排気マニホルド４１の下流
端集合部に排気通路４２が接続されている。そして、排
気通路４２には、上流側から下流側に向かって順に、排
気流を受けて回転するタービン４３と、排気中の有害成
分（未燃ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、スモーク等）を除去する
ための上流側（プリ）および下流側（メイン）の二つの
触媒コンバータ４４、４５と、消音器４６とが配設され
ている。
【００５０】排気通路４２のタービン４３と吸気通路２
４のブロワ２９とで構成されるターボ過給機４７は、詳
細には図示しないが、可動式フラップによりタービン４
３への排気流路の断面積（ノズル断面積）を変化させる
ようにした所謂ＶＧＴ（バリアブルジオメトリーター
ボ）である。前記フラップは、バキュームポンプ３５を
負圧源とする負圧式アクチュエータ４８によって回動さ
れるもので、ソレノイド４９による負圧制御によって所
定回動位置の保持される。バキュームポンプ３５からの
負圧は、エアクリーナ２３に付設されたバキュームチャ
ンバ５０に、一方向弁５１を介して導かれ、バキューム
チャンバ５０からソレノイド４９を介して負圧式アクチ
ュエータ４８に導かれる。
【００５１】また、排気マニホルド４１から排気の一部
を吸気通路２４の吸気シャッタ弁３３下流に還流させる
排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）５２が設けら
れ、このＥＧＲ通路５２の途中には、開度調節可能な負
圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）５
３が配置されている。このＥＧＲ弁５３は、やはりバキ
ュームポンプ３５を負圧源として開閉駆動されるもの
で、二つのソレノイド５４、５５による作動圧の調整に
より、ＥＧＲ通路５２の通路断面積をリニアに変化さ
せ、吸気通路２４に還流される排気の流量を調節する。
【００５２】各気筒のインジェクタ５、燃料供給ポンプ
１０、吸気シャッタ弁３３、ターボ過給機（タービン４
３）、ＥＧＲ弁５３等の作動は、いずれもコントロール
ユニット（Electronic Contorol Unit：以下ＥＣＵとい
う）５７によって制御する。そのため、ＥＣＵ５７に
は、燃料圧力センサ８の出力信号、クランク角センサ２
０の出力信号、カム角センサ２１の出力信号と、エンジ
ン水温センサ２２の出力信号およびエアフローセンサ２
８の出力信号が入力され、また、図示しないアクセル開
度センサからのアクセル開度信号等が入力される。
【００５３】ＥＣＵ５７は、アクセル開度等に基づいて
目標燃料噴射量を決定し、通電制御によりインジェクタ
５による燃料噴射量および噴射時期をエンジンの運転状
態に応じて制御するとともに、高圧供給ポンプ１０の制
御によってコモンレール圧すなわち燃料の噴射圧を制御
し、吸気シャッタ弁３３およびＥＧＲ弁５３の制御によ
り吸入空気量を調節することで、気筒２内の平均的な空
気過剰率を制御し、フラップの作動制御（ＶＧＴ制御）
によってターボ過給機（タービン４３）の過給率を制御
する。
【００５４】具体的には、例えば燃料噴射制御について
は、予めエンジンの目標トルク及び回転数の変化に応じ
て決定した基本的な燃料噴射量のマップをＥＣＵ５７の
メモリに格納しておいて、アクセル開度センサの出力信
号に基づいて求めた目標トルクと、クランク角センサ２
０の出力信号に基づいて求めたエンジン回転数とに基づ
いて、エンジンの要求出力に対応する基本的な燃料噴射
量を前記燃料噴射量マップから読み込み、その基本的な
燃料噴射量をエンジン水温や過給圧等に応じて補正す
る。また、同様のマップから噴射時期の制御データを読
み込む。
【００５５】ここで、前記噴射量マップは、エンジンが
高負荷域にあるときにはインジェクタ５により燃料を圧
縮上死点（ＴＤＣ）近傍で一括して噴射（メイン噴射）
させ、一方、エンジンが低負荷ないし中負荷域にあると
きには、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行うも
のとして、インジェクタ５により、所定量（例えばメイ
ン噴射の１０〜４０％）の燃料を圧縮行程でパイロット
噴射させ、また、エンジン高負荷側ほど、燃料噴射量の
増量に対応するようにメイン噴射の開始時期を進角させ
る設定とされる。
【００５６】ＥＧＲ弁５３の作動制御（ＥＧＲ制御）で
は、例えば、全気筒２に共通の目標空気過剰率をエンジ
ンの運転状態に応じて定めるとともに、エアフローセン
サ２８の出力信号に基づいて各気筒２への実際の吸入空
気量を検出し、その検出値と各気筒２毎の燃料噴射量と
に基づいて、目標空気過剰率になるように排気還流量を
制御するようにしている。つまり、気筒２毎に排気還流
量を調節することにより、新気（外気）の吸入量を変化
させて、各気筒２内の空気過剰率を目標空気過剰率にな
るように制御している。
【００５７】吸気シャッタ弁３３の作動制御では、ＥＧ
Ｒ制御によって所定量の排気を還流させるために、主と
してエンジンのアイドル運転状態で吸気シャッタ弁３３
を全閉状態として、吸気通路２４に負圧を発生させ、そ
れ以外の運転状態では吸気シャッタ弁３３を概ね全開状
態とする。
【００５８】また、この第１の実施の形態では、インジ
ェクタ５の個体差や経年変化によるバラツキに影響され
ることなく安定したパイロット噴射を行うことができる
よう、多段噴射法により、各気筒２のインジェクタ５の
微小噴射量域での燃料噴射量に対する通電時間の特性を
学習する制御を行う。
【００５９】すなわち、アイドル運転状態において、所
定の学習開始トリガーにより学習開始を判定し、１気筒
毎に１サイクル当たり複数の噴射段に均等に分割して燃
料を噴射する分割噴射に強制移行する。この学習開始判
定は、テスト端子ＯＮを学習の開始トリガーとして強制
学習開始とするとともに、ＩＧ（イグニッション）スイ
ッチＯＮの回数１００回毎あるいは車両走行距離１００
００ｋｍ毎（但し、学習が全ての設定噴射圧、全ての気
筒について終了するまでは、ＩＧ及びマイレッジの再カ
ウントを始めない。）に、水温６０〜８５℃で、外気温
度０〜３５℃で、アイドル判定後４０秒経過という条件
のＡＮＤ成立を開始トリガーとして学習開始と判定す
る。水温６０〜８５℃、外気温度０〜３５℃の条件は、
水温６０℃未満あるいは８５℃超、外気温度０℃未満あ
るいは３５℃超では、失火条件が変わると考えられるた
めである。また、アイドル判定後４０秒経過は、アイド
ル運転が安定していることを条件とするためである。
【００６０】そして、アイドル運転状態において、例え
ば図２に示すように、第１気筒（＃１）、第３気筒（＃
３）、第４気筒（＃４）、第２気筒（＃２）の点火順に
それぞれ例えば３段の分割噴射を行い、安定したアイド
ル運転状態が得られるまで、各気筒２のインジェクタ５
毎に噴射段１段当たりのの通電時間を調整（補正）す
る。そして、安定したアイドル運転状態が得られた時の
各気筒２の第１段の噴射の通電時間を、各インジェクタ
５の噴射量に対応する通電時間の学習値として更新記憶
する。
【００６１】この学習した通電時間は、安定したアイド
ル運転を得るのに必要な１サイクル当たりの燃料噴射量
（必要噴射量）を噴射段の数で等分した噴射量に対応す
る通電時間である。そして、トータルの必要噴射量はエ
ンジン仕様等によって（パワステ、エアコン等の負荷に
ついても加味する必要がある）略一義的に決まるから、
それが例えば５ｍｍ3／ｓｔｒで、分割噴射の段数が３
であれば、その５ｍｍ3／ｓｔｒを３分割した５／３ｍ
ｍ3／ｓｔｒが噴射段１段毎の噴射量と予測でき、した
がって、その噴射量５／３ｍｍ3／ｓｔｒに対応する通
電時間を学習したことになる。
【００６２】こうして、各気筒２について、噴射段数が
２〜５段のいずれか（好ましくは少なくとも４段）の分
割噴射を行って、噴射段１段毎の噴射量に対する通電時
間を学習し、また、噴射圧（コモンレール圧）を、実用
域の異なる複数の噴射圧である例えば３５Ｍｐａ、５５
Ｍｐａ、８５Ｍｐａと所定回数変化させて、それぞれの
噴射圧について同様の処理を行うことにより、各インジ
ェクタ５について、図３に示すような特性、すなわち、
噴射圧毎の、噴射段１段当たりの通電時間（分割噴射量
指示値）と噴射量との対応関係を学習できる。
【００６３】各気筒２毎に複数の噴射圧について、それ
ぞれ噴射段数を変えて学習した結果は、補間により、学
習対象から外れた周囲の噴射量に対する通電時間の学習
値に反映させ、図３に示すような特性を学習する。
【００６４】噴射圧の変化による学習結果の変化は、図
４に示すように気筒毎にそれぞれ異なる。また、同一噴
射圧で気筒毎に学習した結果を周囲に反映させた特性傾
向は、図５に示すように気筒毎にそれぞれ異なる。
【００６５】また、前記のとおり噴射圧は異なる複数の
噴射圧となるよう所定回数変化させるが、その際、それ
ら異なる複数の噴射圧毎に予め設定された基本通電時間
との偏差を求め、その偏差を補正値として学習値を更新
記憶するとともに、前記補正値を周囲の噴射圧における
学習値の更新記憶に反映させる。例えば、図６に示すよ
うに、学習結果であるＴｑ（通電時間と噴射量との特
性）の学習値を、予め定めたベースＴｑマップの基準値
（０μsec）との偏差として記憶し、その値に基づい
て、直線補間により、学習対象から外れた噴射圧に対す
るＴｑ学習値に反映させる。但し、図６に示すように、
実際に学習した噴射圧の下限以下（３５ＭＰａ以下）
と、上限以上（８５Ｍｐａ以上）へは外挿せず、その下
限および上限における補正値を持ち続ける。
【００６６】こうして、テスト端子ＯＮか、ＩＧスイッ
チＯＮ１００回毎あるいは車両走行距離１００００ｋｍ
毎に各気筒２のインジェクタ５の微小噴射量域での通電
時間に対する通電時間の特性を学習し、その結果に基づ
いて常時はパイロット噴射を行う。それにより、安定し
たパイロット噴射が可能となる。例えば、１サイクル当
たりの必要噴射量が５ｍｍ3／ｓｔｒで、それを３分割
で噴射して学習した場合、気筒２毎に噴射段１段毎の噴
射量と考えられる１．７ｍｍ3／ｓｔｒを噴射するのに
必要なＴｑ学習値（指令値）が分かるので、ベースＴｑ
マップ上での１.７ｍｍ3／ｓｔｒ時Ｔｑ値との差を補正
値として、以降のパイロット噴射のＴｑ指令値に±補正
する。それによって、噴射量１.７ｍｍ3／ｓｔｒのパイ
ロット噴射を安定化させることができる。
【００６７】この第１の実施の形態の多段噴射法による
学習制御は、図７に示すフローチャートにより実行す
る。以下、図７のフローチャートに基づいて前記多段噴
射法による学習制御の具体的な処理を説明する。
【００６８】このフローチャートの処理は、テスト端子
ＯＮか、ＩＧスイッチＯＮ１００回毎あるいは車両走行
距離１００００ｋｍ毎にスタートし、スタートすると、
ステップＳ１０１で、学習実行判定および段数判定を行
う。すなわち、例えば水温６０〜８５℃で、外気温度０
〜３５℃で、アイドル判定後４０秒経過という条件のＡ
ＮＤ成立時に学習実行と判定し、分割噴射を例えば４段
で行うとして、その４段の分割噴射が可能かどうかを判
定する。
【００６９】そして、学習実行と判定し、且つ、実行予
定の段数が可能であると判定すると、ステップＳ１０２
に進んで、燃焼を安定させるよう、燃焼に係わる各種デ
バイスの設定を固定する。すなわち、ＥＧＲ弁５３、吸
気シャッタ弁３３およびスワールコントロール弁３８の
制御を停止し、ＶＧＴ目標過給圧を固定する。そして、
目標レール圧（噴射圧）を例えば３段階のいずれかに固
定する。また、所定の順番に学習対象とする気筒（＃
ｎ）について、各噴射段の通電時間であるＱ指示値（分
割噴射量指示値）を固定し、各段の噴射タイミングを固
定し、また、各噴射段に対して、インジェクタ５の開閉
による圧力波の影響を考慮して各段の噴射を均等化する
ためのインターバル補正を織り込む。
【００７０】そして、ステップＳ１０３で、目標アイド
ル回転数を設定し、次いで、ステップＳ１０４で、燃料
噴射量（通電時間）の調整によるアイドルスピードコン
トロール（ＩＳＣ）によってエンジンの回転数を安定化
させるとともに、回転速度（角速度）変動が各気筒均等
になるように燃料噴射量を調整する（気筒間補正）。
【００７１】そして、ステップＳ１０５で、回転数およ
び気筒間変動が安定するのを待つために、規定時間また
は規定サイクルが経過したか否かを見て、経過していな
かったらステップＳ１０１に戻り、経過したら次のステ
ップＳ１０６へ進む。
【００７２】そして、ステップＳ１０６へ進むと、回転
数および気筒間変動が安定した状態でのステップＳ１０
４による各気筒の補正後の第１段目の噴射段のＴｑ学習
値（指示値）を更新記憶する。これで、その気筒の学習
が噴射圧１段階について終了する。
【００７３】そして、ステップＳ１０７へ進み、レール
圧（噴射圧）が３段階完了したか否かを見て、完了して
いないときは、ステップＳ１０２へ戻る。そして、目標
レール圧を変えてステップＳ１０６までの処理を繰り返
す。学習の順番は、噴射圧の低い方からの順番とするの
がよい。
【００７４】そして、レール圧３段階が完了すれば、ス
テップＳ１０８へ進み、４気筒全部について学習が完了
したか否かを見て、完了していなければ、ステップＳ１
０２へ戻り、対象気筒を変えてステップＳ１０７までの
処理を繰り返す。そして、完了すれば、この制御を終了
する。
【００７５】なお、このフローチャートによる学習制御
は、分割噴射を例えば３段とか４段とかに固定して行う
例であって、段数を変える場合には改めてフローを開始
する必要があるが、同一フローの処理の中で分割噴射の
段数を順次変化させるような制御とすることも可能であ
る。
【００７６】また、前記第１の実施の形態では、分割噴
射の各段の噴射量の設定を均一なものとしたが、各噴射
段の噴射量の設定は差異があってもよく、その場合、少
なくとも最小噴射量となる噴射段の通電時間を学習する
ことで、微小噴射量域での安定した噴射のための通電時
間を学習することができる。
【００７７】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、インジェクタ５の個体差や経年変化によるバラツキ
に影響されることなく安定したパイロット噴射を行うこ
とができるよう、失火検出法によってパイロット噴射の
下限値（失火限界の通電時間）を学習する制御を行うも
のである。エンジン制御系の全体構造は、前記第１の実
施の形態に係る図１のものと同様であり、基本的な制御
も前記第１の実施の形態で説明したものと同様である。
また、エンジンが高負荷域にあるときにはインジェクタ
５により燃料を圧縮上死点（ＴＤＣ）近傍で一括して噴
射（メイン噴射）させ、一方、エンジンが低負荷ないし
中負荷域にあるときには、メイン噴射に先立って所定量
（例えばメイン噴射の１０〜４０％）の燃料を圧縮行程
でパイロット噴射させ、また、エンジン高負荷側ほど、
燃料噴射量の増量に対応するようにメイン噴射の開始時
期を進角させる点も前記第１の実施の形態と同様であ
る。
【００７８】この第２の実施の形態において、失火検出
法による学習制御は、アイドル運転状態において実行す
るもので、所定の学習開始トリガーにより学習開始を判
定する。この学習開始判定は、前記第１の実施の態様の
多段噴射法と同様、テスト端子ＯＮを学習の開始トリガ
ーとして強制学習開始とするとともに、ＩＧ（イグニッ
ション）スイッチＯＮの回数１００回毎あるいは車両走
行距離１００００ｋｍ毎（但し、学習が全ての設定噴射
圧、全ての気筒について終了するまでは、ＩＧ及びマイ
レッジの再カウントを始めない。）に、水温６０〜８５
℃で、外気温度０〜３５℃で、アイドル判定後４０秒経
過という条件のＡＮＤ成立を開始トリガーとして学習開
始と判定するものである。
【００７９】そして、アイドル運転状態において、例え
ば図８に示すように、第１気筒（＃１）、第３気筒（＃
３）、第４気筒（＃４）、第２気筒（＃２）の点火順に
それぞれパイロット噴射とメイン噴射とからなる燃料噴
射を行いつつ、１気筒毎にメイン噴射の噴射量とパイロ
ット噴射の噴射量とを合計した噴射量（必要噴射量）を
メイン噴射だけで噴射した時に失火する限界噴射時期ま
で噴射時期をリタードさせ（図８に矢印で示す）、次
いで、そのリタードした状態で、１サイクル毎のトータ
ルの噴射量は変えずに、パイロット噴射のための通電時
間を変化（漸減あるいは漸増）させて（図８に矢印で
示す）、失火限界を検出し、その検出した失火限界の通
電時間に基づいてパイロット噴射のための通電時間下限
値の学習値を更新記憶する。
【００８０】なお、この場合の噴射時期のリタードは、
学習対象とする気筒（図８においては＃１）のみのリタ
ード（図８の矢印）でもよいし、全気筒をリタードさ
せるのでもよい（図８に矢印'で示す）。学習するレ
ール圧（噴射圧）は、例えば３５Ｍｐａ、５５Ｍｐａ、
８５Ｍｐａの３水準とするが、８５Ｍｐａとかの高い噴
射圧については、エンジン音が大きくなっユーザー（ド
ライバー）の違和感を与える恐れがあるため、全気筒に
ついてリタードさせ、半失火させることによって、音を
抑えるようにするのがよい。
【００８１】この第２の実施の形態において、失火限界
は、エンジンの回転速度変動（角速度変動）によって検
出する。具体的には、全気筒をリタードさせる例につい
て説明すると、例えば図９に示すように、学習対象の気
筒が＃４である場合に、＃１、＃３、＃４、＃２の点火
順にそれぞれパイロット噴射とメイン噴射とからなる燃
料噴射を行い、その噴射時期を、必要噴射量をメイン噴
射だけで噴射した時に失火する限界噴射時期までリター
ドさせて、その状態で、＃４のみ、パイロット噴射の噴
射量を小さくするようパイロット噴射の通電時間（パル
ス幅）を漸減させ、学習対象とした気筒（＃４）のにつ
いて、クランク角センサ２０の被検出用プレートの外周
部に形成された１５゜ＣＡ（クランク角）間隔の歯のう
ちの、例えば、着火順序が当該学習対象気筒（＃４）の
直前の気筒（＃３）の上死点（ＴＤＣ）位置を検出した
７歯目の通過時間と、上死点後（ＡＴＤＣ）１０５゜Ｃ
Ａを検出した２歯目の通過時間との時間差から算出した
値を、回転速度差（回転速度差４）に対応する回転速度
時間差（回転速度時間差４）すなわち回転速度変動とし
て、その値が所定値以上となった時の当該学習対象気筒
（＃４）のパイロット噴射の通電時間を、失火限界と判
定する。
【００８２】回転速度変動による失火限界の検出は、こ
のように回転速度差（回転速度時間差）が所定値（絶対
値）以上であるかどうかを判定することで可能であり、
検出した失火限界の通電時間もしくは、その通電時間に
燃焼安定性を考慮して所定の通電時間を加算した通電時
間を制御の下限値として学習する。この方法を図１０に
ａで示す。ａは、回転速度差を本来の失火限界回転速度
差よりも安定して燃焼する図１０の下方側に設定し、そ
の時の通電時間を制御の下限値として学習するものであ
る。また、他の気筒との回転速度差を見て判定してもよ
い。例えば、＃１を検出しているときは＃４を、＃３を
検出しているときは＃２を見る。また、図１０にｂで示
すように、失火の変曲点を見つけて、その変曲点から所
定量下方（回転変動差が小さく安定して着火する側）に
ｂを設定し、その時の通電時間を制御の下限値として学
習することもできる。
【００８３】そして、噴射圧（コモンレール圧）を、実
用域の異なる複数の噴射圧である例えば３５Ｍｐａ、５
５Ｍｐａ、８５Ｍｐａと所定回数変化させて、それぞれ
の噴射圧について同様の処理を行う。また、各噴射圧で
気筒毎に学習した結果を周囲に反映させる。圧力は低い
ほうからの順番とする。
【００８４】噴射圧の変化による学習結果の変化は、例
えば図１１に示すように、気筒毎にそれぞれ異なる。ま
た、同一噴射圧で気筒毎に学習した結果を周囲に反映さ
せた特性傾向は、図１２に示すように気筒毎にそれぞれ
異なる。
【００８５】こうした制御で各気筒を順次学習する。そ
の学習の順序は、学習中の気筒と、その次ぎに学習する
気筒との点火順序が隣接したのでは、角速度変動の影響
を受けて後の気筒が失火し、失火が連続してエンストの
恐れがあるため、＃１、＃２、＃４、＃３の順番に各気
筒の学習を行うようにするのがよい。
【００８６】こうして、テスト端子ＯＮか、ＩＧスイッ
チＯＮ１００回毎あるいは車両走行距離１００００ｋｍ
毎に各気筒２のインジェクタ５の微小噴射量域での通電
時間に対する通電時間の特性を学習し、その結果に基づ
いてパイロット噴射を行う。それにより、安定したパイ
ロット噴射が可能となる。
【００８７】この第２の実施の形態の失火検出法による
学習制御は、図１３に示すフローチャートにより実行す
る。以下、図１３のフローチャートに基づいて前記失火
検出法による学習制御の具体的な処理を説明する。
【００８８】このフローチャートの処理は、テスト端子
ＯＮか、ＩＧスイッチＯＮ１００回毎あるいは車両走行
距離１００００ｋｍ毎にスタートし、スタートすると、
ステップＳ２０１で、学習実行判定を行う。すなわち、
例えば水温６０〜８５℃で、外気温度０〜３５℃で、ア
イドル判定後４０秒経過という条件のＡＮＤ成立時に学
習実行と判定する。
【００８９】そして、学習実行と判定すると、ステップ
Ｓ２０２に進んで、燃焼を安定させるよう、燃焼に係わ
る各種デバイスの設定を固定する。すなわち、ＥＧＲ弁
５３、吸気シャッタ弁３３およびスワールコントロール
弁３８の制御を停止し、ＶＧＴ目標過給圧を固定する。
そして、目標レール圧（噴射圧）を例えば３段階のいず
れかに固定する。また、所定の順番に学習対象とする気
筒（＃ｎ）について、パイロット噴射の通電時間である
Ｑ指示値（パイロット噴射指示値）を固定し、メイン噴
射タイミングを固定し、また、インジェクタ５の開閉に
よる圧力波の影響を考慮するためのパイロットインター
バルを固定する。そして、目標アイドル回転数を設定す
る。
【００９０】次いで、ステップＳ２０３で、学習対象気
筒（＃ｎ）についてのみ、噴射タイミングを変更（失火
限界手前までリタード）して固定し、それに合わせてメ
イン噴射タイミングおよびパイロットインターバルを変
更して固定する。ここで、学習対象気筒（＃ｎ）の噴射
タイミングおよびパイロットインターバルは、実際にパ
イロット噴射がゼロになると必ず失火する条件で設定す
る。その条件はレール圧によって異なるものである。ま
た、この時、他の気筒の噴射タイミングおよびパイロッ
トインターバルも同様に変更することも可能である。
【００９１】そして、ステップＳ２０４で、燃料噴射量
（通電時間）の調整によるアイドルスピードコントロー
ル（ＩＳＣ）によってエンジンの回転数を安定化させる
とともに、回転速度（角速度）変動が各気筒均等になる
ように燃料噴射量を調整する（気筒間補正）。その際、
気筒間補正の補正量はメイン噴射の通電時間（Ｑ指示
値）にのみ反映する。
【００９２】そして、ステップＳ２０５で、気筒間補正
の学習を一旦停止する。各インジェクタ５への補正値は
保持する。
【００９３】そして、ステップＳ２０６で、学習対象気
筒（＃ｎ）について、パイロット噴射の通電時間（Ｑ指
示値）を徐々に減らしていき、減らした分だけメイン噴
射の通電時間（Ｑｍａｉｎ）を増やす。
【００９４】そして、ステップＳ２０７で、学習対象気
筒（＃ｎ）について、回転速度を規定回数計算し、ステ
ップＳ２０８で、回数速度差が閾値を越えた回数が規定
回数以上かどうかで失火を判定する。ここでは、回数速
度差が閾値を越えた回数が規定回数以上のときに失火と
見なすのであり、ステップＳ２０８の判定で、失火と判
定しなかった時は、ステップＳ２０６へ戻り、ステップ
ｓ２０７までの処理を繰り返す。
【００９５】そして、ステップＳ２０８で失火と判定し
た時は、ステップＳ２０９で、その失火し始めたと時の
パイロット噴射の通電時間（ＴＱ）を更新記録する。
【００９６】そして、ステップＳ２１０で、その失火し
始めたと時のパイロット噴射の通電時間（ＴＱ）に所定
の余裕代（α）を持たせて、学習対象気筒（＃ｎ）のパ
イロット噴射通電時間（ＴＱ）を固定する。但し、パイ
ロット噴射のＱ指示値は、安定して噴ける値にしてから
学習を開始できるよう、前回の学習値に対する反映量に
所定のガード（例えば前回学習値＋０．５）をかける。
これで、その学習対象気筒（＃ｎ）の学習が噴射圧１段
階について終了する。
【００９７】そして、ステップＳ２１１へ進み、レール
圧（噴射圧）が３段階完了したか否かを見て、完了して
いないときは、ステップＳ２０２へ戻る。そして、目標
レール圧を変えてステップＳ２１０までの処理を繰り返
す。学習の順番は、噴射圧の低い方からの順番とするの
がよい。
【００９８】そして、レール圧３段階が完了すれば、ス
テップＳ２１２へ進み、４気筒全部について学習が完了
したか否かを見て、完了していなければ、ステップＳ２
０２へ戻り、対象気筒を変えてステップＳ２１１までの
処理を繰り返す。
【００９９】そして、全気筒完了すれば、ステップステ
ップＳ２１３で、通常の条件に戻して、ＩＳＣおよび気
筒間補正の制御を実行し、補正量はメイン噴射の噴射指
示値Ｑのみ反映する。そして制御を終了する。
【０１００】なお、この第２の実施の形態では、パイロ
ット噴射とメイン噴射の噴射量の合計を一定としてパイ
ロット噴射量の変化に伴いメイン噴射量を変化させてい
るが、メイン噴射量を一定としてパイロット噴射量のみ
を変化させる方法も可能である。
【０１０１】以上、多段噴射法による第１の実施の形態
および失火検出法による第２の実施の形態について説明
したが、いずれの場合についても該当する事項として、
さらに次の点に留意が必要である。
【０１０２】ａ．学習するレール圧（噴射圧）によっ
て、学習に最適な噴射タイミング、インターバル等の要
求が異なるため、噴射タイミング、インターバル等の設
定は学習するレール圧に対して個々別々に決めるように
するのがよい。
【０１０３】ｂ．各噴射圧、各気筒の学習が終了して次
の噴射圧、気筒の学習に移る前に、学習結果を復習する
ルーチンを設け、各噴射圧、各気筒の学習終了後毎回、
１０サイクル程度は学習結果を反映した運転を実施し、
失火確認０回であれば次の学習を開始するようにするの
がよい。
【０１０４】ｃ．次の〜を学習の禁止条件とし、学
習中それらの条件に該当した時は、直ちに学習を中止
し、次に学習条件が成立するまで学習しないようにする
のがよい。 図７のフローチャートのＳ１０１および図１３のフッ
ローチャートのＳ２０１で説明した学習実行判定の条件
を逸脱した場合 アイドル判定から外れた場合 図７のフローチャートのＳ１０５あるいは図１３のフ
ッローチャートのＳ２０８の判定がＮＯの場合のルーチ
ンが１０回以上回ってしまった場合（この場合は、直ち
に学習を中止し、次のＩＧＯＮまで学習しない。）
【０１０５】ｄ．途中で学習を停止しても、次回に、停
止したところから開始できるよう、気筒別圧力別学習終
了フラグを設定するのがよい。
【０１０６】また、多段噴射法と失火検出法を組み合わ
せることにより、失火限界を学習するとともに、実用域
の燃料噴射量の変化の範囲で噴射量特性を学習するよう
にしてもよい。
【０１０７】本発明は、燃料噴射用のインジェクタとし
て、電磁式のインジェクタ以外に、ピエゾ素子をアクチ
ュエータとしたインジェクタ等を使用したデーゼルエン
ジンにも適用できる。
【０１０８】また、本発明は、パイロット噴射に限ら
ず、例えば、低速低負荷時に略均等に２分割、３分割等
の噴射を行う分割噴射等、多様な分割噴射に広く適用す
ることができる。
【０１０９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のよればパイロット噴射等の分割噴射を行うディーゼル
エンジンにおいて、インジェクタの個体差や経年変化に
よるバラツキに影響されることなく安定して燃料を噴射
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるエンジン制御系の
全体構成図である。
【図２】第１の実施の形態における学習時の噴射態様の
説明図である。
【図３】第１の実施の形態における分割噴射の態様変化
および噴射圧の変化による学習制御を説明するグラフで
ある。
【図４】第１の実施の形態における噴射圧の変化による
気筒毎の学習結果の比較を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態における同一噴射圧での気筒
毎の学習結果の比較を示すグラフである。
【図６】第１の実施の形態における学習結果の反映方法
を示すグラフである。
【図７】第１の実施の形態における学習制御のフローチ
ャートである。
【図８】第２の実施の形態における学習時の噴射態様の
説明図である。
【図９】第２の実施の形態における学習制御を説明する
タイムチャートである。
【図１０】第２の実施の形態における学習制御のための
失火判定を説明するグラフである。
【図１１】第２の実施の形態における噴射圧の変化によ
る気筒毎の学習値の変化を示すグラフである。
【図１２】第２の実施の形態における気筒毎の学習結果
を示すグラフである。
【図１３】第２の実施の形態における学習制御のフロー
チャートである。
【符号の説明】
１ エンジン本体 ２ 気筒 ５ インジェクタ ６ コモンレール ８ 燃料圧力センサ １０ 燃料供給ポンプ ２０ クランク角センサ ２２ エンジン水温センサ ５７ コントロールユニット（ＥＣＵ）
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 恒博 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 松本 美幸 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 中尾 正美 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 佐原 正憲 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 土生 幸次 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 菅野 宏 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 山本 勝 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 森 恒寛 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA13 BA14 BA15 DA04 DA10 DA21 EA11 EB11 EB17 FA07 FA10 FA20 FA33 FA38 FA39 3G301 HA02 HA11 HA13 JA05 JA17 JA21 LB11 LC01 ND01 ND21 PA01Z PA11Z PB08Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通電時間で燃料噴射量を制御するインジ
    ェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サ
    イクル当たり複数の噴射段に分割して燃料を噴射するデ
    ィーゼルエンジンの制御装置において、 所定の低回転低負荷運転状態において分割噴射により所
    定の燃焼状態が得られた時の少なくとも最小噴射量とな
    る噴射段の通電時間を、前記所定の低回転低負荷運転状
    態において前記所定の燃焼状態を得るのに必要な１サイ
    クル当たりの燃料噴射量から割り出した当該噴射段の噴
    射量に対応する通電時間の学習値として更新記憶する学
    習手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
    制御装置。
  2. 【請求項２】 前記学習手段は、前記所定の低回転低負
    荷運転状態において各噴射段の噴射量を均一とする分割
    噴射を行い、該分割噴射により所定の燃焼状態が得られ
    た時の噴射段１段当たりの通電時間を、前記所定の低回
    転低負荷運転状態において前記所定の燃焼状態を得るの
    に必要な１サイクル当たりの燃料噴射量から割り出した
    噴射段１段当たりの燃料噴射量に対応する通電時間の学
    習値として更新記憶する請求項１記載のディーゼルエン
    ジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 前記学習手段は、前記所定の低回転低負
    荷運転状態において噴射段数の異なる複数態様の分割噴
    射を実行して、それら複数態様の分割噴射についてそれ
    ぞれ学習値を更新記憶するとともに、それら学習値を、
    学習対象から外れた周囲の燃料噴射量に対する通電時間
    の学習値に反映させる請求項１または２記載のディーゼ
    ルエンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 噴射圧を変化させ、前記学習手段によ
    り、異なる複数の噴射圧毎に前記学習値の更新記憶を実
    行する請求項１または２記載のディーゼルエンジンの制
    御装置。
  5. 【請求項５】 噴射圧を所定回数変化させ、前記学習手
    段により、異なる複数の噴射圧毎に予め設定された基本
    通電時間との偏差を求め、該偏差を補正値として学習値
    を更新記憶するとともに、前記補正値を周囲の噴射圧に
    おける学習値の更新記憶に反映させる請求項４記載のデ
    ィーゼルエンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 当該ディーゼルエンジンは多気筒で、前
    記学習手段により気筒毎に前記学習値の更新記憶を実行
    する請求項１または２記載のディーゼルエンジンの制御
    装置。
  7. 【請求項７】 通電時間で燃料噴射量を制御するインジ
    ェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１サ
    イクルの間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量の
    少ないパイロット噴射を行うディーゼルエンジンの制御
    装置において、 所定の低回転低負荷運転状態において１気筒毎にメイン
    噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計した噴
    射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火する限界噴射
    時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、１気筒毎の
    メイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計
    した噴射量を一定に保ったままパイロット噴射のための
    通電時間を変化させて、失火限界を検出し、その検出し
    た失火限界の通電時間に基づいてパイロット噴射のため
    の通電時間下限値の学習値を更新記憶する学習手段を設
    けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 当該ディーゼルエンジンは多気筒で、前
    記学習手段は、学習対象とした気筒の圧縮上死点後所定
    クランク角を通過した時間と圧縮上死点を通過した時間
    との時間差から算出した回転速度と、着火順序が当該学
    習対象気筒の直前の気筒の圧縮上死点後所定クランク角
    を通過した時間と圧縮上死点を通過した時間との時間差
    から算出した回転速度との差が、所定値以上の時の通電
    時間を、失火限界と判定する請求項７記載のディーゼル
    エンジンの制御装置。
  9. 【請求項９】 前記学習手段は、学習対象とした気筒に
    ついてパイロット噴射のための通電時間を所定の燃焼状
    態が得られた時の通電時間から漸減させて失火限界を検
    出し、その検出した失火限界の通電時間より所定時間長
    い通電時間をパイロット噴射のための通電時間下限値の
    学習値として更新記憶する請求項７記載のディーゼルエ
    ンジンの制御装置。
  10. 【請求項１０】 噴射圧を変化させ、前記学習手段によ
    り、異なる複数の噴射圧毎に前記学習値の更新記憶を実
    行する請求項７記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  11. 【請求項１１】 当該ディーゼルエンジンは多気筒で、
    前記学習手段により気筒毎に前記学習値の更新記憶を実
    行する請求項７記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  12. 【請求項１２】 通電時間で燃料噴射量を制御するイン
    ジェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１
    サイクルの間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量
    の少ないパイロット噴射を行うディーゼルエンジンの制
    御装置において、 所定の低回転低負荷運転状態において１気筒毎にメイン
    噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計した噴
    射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火する限界噴射
    時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、１気筒毎の
    メイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計
    した噴射量を一定に保ったままパイロット噴射のための
    通電時間を変化させて、失火限界を検出し、その検出し
    た失火限界の通電時間に基づいてパイロット噴射のため
    の通電時間の下限値の学習値を更新記憶するとともに、
    前記所定の低回転低負荷運転状態においてパイロット噴
    射とメイン噴射とで所定の燃焼状態が得られた時のパイ
    ロット噴射の通電時間を、前記所定の低回転低負荷運転
    状態において前記所定の燃焼状態を得るのに必要な１サ
    イクル当たりの燃料噴射量から割り出したパイロット噴
    射の噴射量に対応する通電時間の学習値として更新記憶
    する学習手段を設けたことを特徴とするディーゼルエン
    ジンの制御装置。
  13. 【請求項１３】 通電時間で燃料噴射量を制御するイン
    ジェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１
    サイクル当たり複数の噴射段に分割して燃料を噴射する
    ディーゼルエンジンにおいて、 所定の低回転低負荷運転状態において分割噴射により所
    定の燃焼状態が得られた時の少なくとも最小噴射量とな
    る噴射段の通電時間を、前記所定の低回転低負荷運転状
    態において前記所定の燃焼状態を得るのに必要な１サイ
    クル当たりの燃料噴射量から割り出した当該噴射段の噴
    射量に対応する通電時間の学習値として更新記憶するこ
    とを特徴とするディーゼルエンジンの制御方法。
  14. 【請求項１４】 通電時間で燃料噴射量を制御するイン
    ジェクタを備え、所定の運転状態において１気筒毎に１
    サイクルの間にメイン噴射の前にメイン噴射より噴射量
    の少ないパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにお
    いて、 所定の低回転低負荷運転状態において１気筒毎にメイン
    噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計した噴
    射量をメイン噴射だけで噴射した時に失火する限界噴射
    時期まで噴射時期をリタードさせた状態で、１気筒毎の
    メイン噴射の噴射量とパイロット噴射の噴射量とを合計
    した噴射量を一定に保ったままパイロット噴射のための
    通電時間を変化させて、失火限界を検出し、その検出し
    た失火限界の通電時間に基づいてパイロット噴射のため
    の通電時間下限値の学習値を更新記憶することを特徴と
    するディーゼルエンジンの制御方法。
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