JP2003343328A

JP2003343328A - 内燃機関用燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2003343328A
Application number: JP2002157776A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Sahashi; 利康佐橋; Manabu Yoshitome; 学吉留
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正量が安定す
るまでの時間の短縮を図ることで、複数の異なる各圧力
水準毎の学習値の算出が完了するまでの間も、噴射量ず
れの影響を最小限に抑え、最適なエンジン性能を得るよ
うにする。【解決手段】現在の圧力水準（ｊ＝１）のＦＣＣＢ補
正およびＩＳＣ補正を用いた学習制御を実行し、ＩＳＣ
補正量またはＦＣＣＢ補正量が安定したら、現在の圧力
水準（ｊ＝１）のコモンレール圧力の噴射量補正量（学
習値）を算出する。そして、現在の圧力水準（ｊ＝１）
の噴射量補正量を仮値として、次の圧力水準（ｊ＝２）
の学習制御に反映することで、次の圧力水準（ｊ＝２）
の噴射量補正量（学習値）の算出を行なう際に、０から
スタートするのではなく、ＩＳＣ補正量およびＦＣＣＢ
補正量として収束する値に近い値から算出することにな
るので、補正量算出時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の特定気
筒に対応して搭載されたインジェクタの駆動を、内燃機
関の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、
メイン噴射に先立って１回以上のパイロット噴射を行な
うことが可能な内燃機関用燃料噴射制御装置に関するも
ので、特に蓄圧式燃料噴射システムに使用されて、パイ
ロット噴射量補正量またはパイロット噴射期間補正量か
ら、パイロット噴射量指令値に対する噴射量ずれ量、イ
ンジェクタ経時劣化量を学習補正するパイロット学習制
御装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジン用の燃料
噴射装置として、コモンレールに蓄圧した高圧燃料をエ
ンジンの各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射システ
ムが知られている。このような蓄圧式燃料噴射システム
においては、主噴射の開始時から安定した燃焼を行なっ
て燃焼騒音やエンジン振動の低減、更には排気ガス性能
の向上を目的として、エンジントルクと成り得る主噴射
（メイン噴射）に先立って複数回の微少の先立ち噴射
（パイロット噴射）を実施するようにしている。

【０００３】ここで、通常、エンジンの各気筒への噴射
量制御は、エンジンの運転状態または運転条件によって
設定される指令噴射量とセンサ等によって検出される燃
料噴射圧力（コモンレール圧力）とから算出される指令
噴射期間（噴射指令パルス時間、ＴＱパルス幅）に応じ
て、インジェクタの電磁弁に印加されるインジェクタ駆
動電流値を決定することで実施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、エン
ジンの各気筒への噴射量制御は、インジェクタの電磁弁
に印加される指令噴射期間（噴射指令パルス時間、ＴＱ
パルス幅）に対する噴射量ずれ量を、各気筒のインジェ
クタ個々の調整等により保証されているが、パイロット
噴射はその噴射量が主に５ｍｍ³／ｓｔ以下と非常に小
さいため、噴射指令パルス時間に対する噴射量ずれや、
噴射量経時変化等によるインジェクタの性能（機能）の
劣化（インジェクタ経時劣化）などによって、パイロッ
ト噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることによ
り、上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できない
という課題がある。

【０００５】それらの課題に対して、エンジンの各気筒
毎の回転速度変動を検出し、全気筒の回転速度変動の平
均値と比較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度
変動が平滑化するように、エンジンの各気筒毎への噴射
量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶する平均
回転速度補正（ＩＳＣ補正）や、エンジンの平均回転速
度と目標回転速度とを比較し、その比較結果に応じて目
標回転速度となるように、エンジンの各気筒毎への噴射
量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶する回転
速度変動気筒間噴射量補正（ＦＣＣＢ補正）を用いて、
噴射指令パルス時間に対する噴射量ずれ、インジェクタ
経時劣化量を補正学習するパイロット学習制御装置が考
えられる。

【０００６】また、上記のＩＳＣ補正やＦＣＣＢ補正を
用いたパイロット学習制御において、アイドル運転状態
やアイドル安定状態等の噴射条件だけで、エンジンの各
気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を算出す
るだけでなく、すなわち、複数の異なる各圧力水準のコ
モンレール圧力毎のパイロット噴射期間に対する実際の
パイロット噴射量ずれ量、インジェクタ経時劣化量に対
応した噴射量補正量または噴射期間補正量を各気筒毎に
算出するようにすると、通常のエンジン運転時の広い運
転領域に渡って、複数の異なる各圧力水準のコモンレー
ル圧力毎に算出された、エンジンの各気筒毎への噴射量
補正量または噴射期間補正量を、パイロット噴射量また
はパイロット噴射期間の算出に反映させることができ
る。

【０００７】それによって、より一層の噴射量精度の向
上を図ることができるので、エンジンの全運転領域に渡
って、理想的なパイロット噴射期間（噴射量指令値）と
パイロット噴射量との相関が得られるようになる。しか
し、その場合、複数の異なる各圧力水準のコモンレール
圧力毎に、エンジンの各気筒毎への噴射量補正量または
噴射期間補正量の算出を行なうには、補正量算出時間が
長く必要となる。

【０００８】これは、エンジンの各気筒毎への噴射量補
正量または噴射期間補正量の算出を行なうコモンレール
圧力を、最初の圧力水準のコモンレール圧力から次の圧
力水準のコモンレール圧力に変更すると、その次の圧力
水準のコモンレール圧力での噴射量ずれによりエンジン
トルクに変化が生じ、そのずれ量を吸収しようとＩＳＣ
補正やＦＣＣＢ補正が作動する。すなわち、ＩＳＣ補正
やＦＣＣＢ補正によって算出されるＩＳＣ補正量やＦＣ
ＣＢ補正量が噴射量ずれ量を補正する量となるため、Ｉ
ＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量が安定するまでＩＳＣ補正
やＦＣＣＢ補正を継続する必要がある。

【０００９】これにより、複数の異なる各圧力水準のコ
モンレール圧力毎の補正量算出時間が長く必要となるた
め、通常のアイドル運転時には使用しない高噴射圧力に
よるパイロット学習制御を長時間実行することになるの
で、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガス性能等の
エンジン性能が悪化するという課題がある。また、イン
ジェクタ経時劣化や噴射量の経時変化に対して直ぐに噴
射量補正量または噴射期間補正量を更新できないため、
上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できないとい
う課題がある。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、補正量算出時間の短縮を図る
ことで、複数の異なる各圧力水準毎の学習値の算出が完
了するまでの間も、噴射量ずれの影響を最小限に抑え、
最適なエンジン性能を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、複数の異なる各圧力水準のうちの少なくとも１
つの圧力水準の学習値を、次の圧力水準またはその他の
圧力水準での学習制御への仮値として反映させるように
している。すなわち、１つの圧力水準の、内燃機関の各
気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量の算出が
完了したら、その補正量を、次の圧力水準またはその他
の圧力水準での、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量
または噴射期間補正量を更新する学習制御への仮値とし
て反映させることにより、速やかに内燃機関の各気筒毎
への噴射量補正量または噴射期間補正量が安定し、次の
圧力水準またはその他の圧力水準での学習値の算出が成
されるので、補正量算出時間の短縮を図ることができ
る。

【００１２】したがって、複数の異なる各圧力水準毎の
学習値の算出が完了するまでの間も、噴射量ずれの影響
を最小限に抑えることができる。また、通常の運転時に
は使用しない高噴射圧力による学習制御の実行時間が短
縮されるので、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガ
ス性能等のエンジン性能が最適なものとなる。また、イ
ンジェクタ経時劣化や噴射量の経時変化に対して直ぐに
噴射量補正量または噴射期間補正量を更新することがで
きる。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
の各気筒毎の回転速度変動を検出し、各気筒毎の回転速
度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比
較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度変動が平
滑化するように、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量
または噴射期間補正量を更新して記憶することにより、
指令噴射量または指令噴射期間に対する実際の噴射量の
バラツキ、気筒毎のインジェクタ経時劣化量を補正学習
することができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、内燃機関
の平均回転速度を検出し、内燃機関の平均回転速度と目
標回転速度とを比較し、その比較結果に応じて目標回転
速度となるように、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正
量または噴射期間補正量を更新して記憶することによ
り、指令噴射量または指令噴射期間に対する実際の噴射
量のバラツキや、全気筒のインジェクタ経時劣化量を補
正学習することができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、学習制御
の実行中に、複数の異なる各圧力水準のうちの少なくと
も１つの圧力水準の、内燃機関の各気筒毎への噴射量補
正量または噴射期間補正量が安定したら、その圧力水準
の学習値の算出を開始することを特徴としている。これ
により、精度良くその圧力水準の学習値の算出を実施す
ることができる。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、学習制御
の実行中には、内燃機関の特定気筒に対応して搭載され
たインジェクタの駆動を、内燃機関の圧縮行程中、膨張
行程中に複数回実施することで、燃料噴射を複数回に分
けて行なう多段噴射が実施される。なお、多段噴射とし
て、メイン噴射の前に１回以上のパイロット噴射を行な
うマルチ噴射を用いても良く、また、メイン噴射の後に
１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射を用いても
良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】［実施例の構成］発明の実施の形
態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、
図１はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示
した図である。

【００１８】本実施例のコモンレール式燃料噴射システ
ムは、４気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エ
ンジンと言う）１の各気筒に噴射供給する燃料噴射圧力
に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモン
レール２と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内
に圧送する燃料供給ポンプとしてのサプライポンプ３
と、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン
１の各気筒内に噴射供給する複数個（本例では４個）の
インジェクタ４と、サプライポンプ３および複数個のイ
ンジェクタ４を電子制御する電子制御ユニット（以下Ｅ
ＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。

【００１９】エンジン１の各気筒（シリンダ）の吸気ポ
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、各シリンダ内には、連接棒を
介してクランクシャフト（図示せず）に連結されたピス
トン１３が摺動自在に配設されている。そして、エンジ
ン１を収容するエンジンルーム（図示せず）内の走行風
を受け易い場所には、ラジエータ１４が配設されてい
る。ラジエータ１４には、エンジン１を冷却する冷却水
の温度（エンジン冷却水温）を検出する冷却水温センサ
３７が設置されている。

【００２０】ここで、エンジン１の運転中に、シリンダ
内で燃焼した排気ガスは、排気管１５を通り、バリアブ
ル・ジアメトリ・ターボ（ＶＧＴ）１６のタービンの駆
動源となった後に、触媒（図示せず）、マフラー（図示
せず）を経て排出される。上記のＶＧＴ１６の制御は、
吸気圧センサと過給圧力センサ４４とＶＧＴポジション
センサ４７の信号とに基づいて行なわれる。過給（圧
縮）され高温になった吸入空気は、インタクーラ１８で
冷却された後に、エンジン１の吸気ポートを経てシリン
ダ内へ導入される。

【００２１】そして、吸気管１７の途中には、吸気管１
７内の吸気通路を開閉してエンジン１に供給する吸入空
気量（吸気量）を調整するための吸気絞り弁（スロット
ルバルブ）１９が配設され、このスロットルバルブ１９
の弁開度は、ＥＣＵ１０からの信号により作動するアク
チュエータ２０によって調節される。なお、アクチュエ
ータ２０内には、スロットルバルブ１９の弁開度を検出
するスロットルポジションセンサ（図示せず）が装備さ
れている。スロットルポジションセンサとしては、スロ
ットルバルブ１９の弁開度を全閉のアイドリング時と全
開に近い高負荷時に分けて感知し、ＥＣＵ１０へ送信す
るセンサを用いても良い。

【００２２】また、吸気管１７の吸気ポート近傍には、
ＥＣＵ１０からの信号により作動する渦流制御弁（スワ
ールコントロールバルブ：以下ＳＣＶと言う）２１が配
設されている。そのＳＣＶ２１は、吸気温センサ４５を
設置した吸気通路２２を迂回するバイパス路２３内に設
置され、低負荷時に通電停止（ＯＦＦ）されて閉弁し、
高負荷時に通電（ＯＮ）されて開弁する。

【００２３】また、本実施例の吸気管１７には、排気管
１５を流れる排気ガスの一部の排気ガス（排気再循環ガ
ス：ＥＧＲガス）を吸気管１７へ導く排気ガス還流管２
４が接続されている。そして、吸気管１７と排気ガス還
流管２４との合流部には、排気ガス再循環装置用バルブ
（ＥＧＲバルブ）２５が設置されている。したがって、
シリンダ内に吸い込まれる吸入空気は、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）の生成量を少なくする目的で、エンジン１の運転
状態毎に設定された排気ガス還流量になるようにＥＧＲ
バルブ２５の弁開度を制御し、排気管１５からの排気ガ
スとミキシングされることになる。なお、排気ガス還流
量（ＥＧＲ量）は、吸入空気量センサ４３と吸気温セン
サ４５と排気Ｏ₂センサ４８とＥＧＲポジションセンサ
４６からの信号で、所定値を保持できるようにフィード
バック制御している。

【００２４】コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧
力に相当する高圧燃料が蓄圧される必要があり、そのた
めにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管
２６を介してサプライポンプ３から供給されている。な
お、コモンレール２から燃料タンクへ燃料をリリーフす
るリリーフ配管（図示せず）には、燃料噴射圧力が限界
設定圧を越えることがないように、圧力を逃がすための
プレッシャリミッタ２７が取り付けられている。また、
コモンレール２内に蓄圧された燃料噴射圧力に相当する
燃料圧力（コモンレール圧力とも言う）は、燃料圧力セ
ンサ３０等の燃料圧力検出手段によって測定される。

【００２５】サプライポンプ３は、図示しない燃料タン
クから燃料を汲み上げるフィードポンプ（図示せず）、
およびコモンレール２への高圧燃料の圧送量（吐出量）
を調整するための電磁弁（例えば吸入調量弁）等のアク
チュエータ（図示せず）を内蔵する高圧供給ポンプであ
る。このサプライポンプ３内には、燃料タンクから吸入
される燃料温度を検出する燃料温度センサ３６が設置さ
れている。

【００２６】インジェクタ４は、エンジン１のシリンダ
ブロックに（各気筒＃１〜＃４に個別に対応して）取り
付けられ、各気筒毎内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズル、この燃料噴射ノズルのノズルニードルを開弁方向
に駆動する電磁弁等のアクチュエータ、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付勢手段な
どから構成された電磁式燃料噴射弁である。これらのイ
ンジェクタ４からエンジン１への燃料噴射は、例えば電
磁弁が開弁している間、コモンレール２に蓄圧された高
圧燃料がエンジン１の各気筒内に噴射供給されることで
成される。

【００２７】ここで、インジェクタ４からのリーク燃料
またはノズルニードルの背圧制御室からの排出燃料（リ
ターン燃料）は、燃料還流路を経て燃料タンクに還流す
るように構成されている。なお、インジェクタ４のノズ
ルニードルの開弁時間（燃料の噴射期間）が長い程、エ
ンジン１の各気筒内に噴射される実際の噴射量が多くな
る。

【００２８】ＥＣＵ１０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、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯ
Ｍ、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。そして、燃料圧力センサ３０から
の電圧信号や、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、ＥＣＵ１０
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。

【００２９】また、ＥＣＵ１０は、エンジン１をクラン
キングさせた後にエンジンキーをＩＧ位置に戻して、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づいて、
例えばサプライポンプ３の電磁弁やインジェクタ４の電
磁弁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。

【００３０】ここで、本実施例の気筒判別手段は、エン
ジン１のカムシャフトに対応して回転するシグナルロー
タ（例えばクランクシャフトが２回転する間に１回転す
る回転体）３１と、このシグナルロータ３１の外周に設
けられた各気筒に対応した気筒歯（突起部）と、これら
の気筒歯の接近と離間によって気筒判別信号パルス
（Ｇ）を発生する気筒判別センサ（電磁ピックアップ）
３２とから構成されている。

【００３１】また、本実施例の回転速度検出手段は、エ
ンジン１のクランクシャフトに対応して回転するシグナ
ルロータ（例えばクランクシャフトが１回転する間に１
回転する回転体）３３と、このシグナルロータ３３の外
周に多数形成されたクランク角検出用の歯（突起部）
と、これらの歯の接近と離間によってＮＥ信号パルスを
発生するクランク角センサ（電磁ピックアップ）３４と
から構成されている。このクランク角センサ３４は、シ
グナルロータ３３が１回転（クランクシャフトが１回
転）する間に複数のＮＥ信号パルスを出力する。なお、
特定のＮＥ信号パルスは、各＃１〜＃４気筒のピストン
の上死点（ＴＤＣ）の位置に対応している。そして、Ｅ
ＣＵ１０は、ＮＥ信号パルス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。

【００３２】そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転
状態または運転条件に応じた最適な燃料の噴射圧力（以
下コモンレール圧力と言う）を演算し、ポンプ駆動回路
を介してサプライポンプ３の電磁弁を駆動する吐出量制
御手段を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、通常の
エンジン運転時に、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の電磁弁へのポンプ駆動信号
（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
構成されている。

【００３３】さらに、より好ましくは、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３０によっ
て検出されるコモンレール２内の燃料圧力（コモンレー
ル圧力：ＮＰＣ）がエンジン１の運転状態または運転条
件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の電磁弁へのポンプ駆
動信号をフィードバック制御することが望ましい。な
お、サプライポンプ３の電磁弁への駆動電流値の調整
は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行なうことが望
ましい。すなわち、コモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標
燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に応じて単位時間当
たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割
合・ＤＵＴＹ比）を調整して、サプライポンプ３の電磁
弁の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になる。

【００３４】また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェク
タ４から噴射される燃料噴射量を個別に制御する内燃機
関用噴射量制御装置に相当する。これは、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）とによ
って最適な指令噴射時期（メイン噴射開始時期、以下噴
射タイミングと言う：ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決
定手段と、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２参照）とによって最適な基本噴射量（Ｑ）
を算出する基本噴射量決定手段とから構成されている。

【００３５】また、基本噴射量（Ｑ）に、燃料温度セン
サ３６によって検出された燃料温度（ＴＨＦ）および冷
却水温センサ３７によって検出されたエンジン冷却水温
（ＴＨＷ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴
射量（ＱＦＩＮ）を算出する指令噴射量決定手段と、コ
モンレール圧力（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（図３参
照）から指令噴射期間（噴射指令パルス時間、インジェ
クタ通電パルス時間：ＴＱ）を算出する噴射期間決定手
段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒
のインジェクタ４の電磁弁に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、ＴＱパルス）を
印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
ここで、図４は特定気筒（例えば＃１気筒）の噴射指令
パルス時間（＝噴射量指令値：ＴＱ）、この噴射指令パ
ルス時間に対応して特定気筒（例えば＃１気筒）のイン
ジェクタ４の電磁弁に出力されるインジェクタ駆動電流
波形、および特定気筒（例えば＃１気筒）の燃料噴射率
を示したタイミングチャートである。

【００３６】ここで、本実施例では、エンジン１の運転
状態または運転条件を検出する運転状態検出手段とし
て、クランク角センサ３４等の回転速度検出手段および
アクセル開度センサ３５を用いて基本噴射量（Ｑ）、噴
射タイミング（ＴＦＩＮ）、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）
を演算するようにしているが、燃料圧力センサ３０によ
って検出されるコモンレール圧力（ＮＰＣ）、あるいは
運転状態検出手段としてのその他のセンサ類（例えば燃
料温度センサ３６、冷却水温センサ３７、燃料リーク温
度センサ３８、油温センサ３９、アイドルアクセル位置
センサ４０、大気圧センサ４１、大気温（外気温）セン
サ４２、吸入空気量センサ４３、過給圧力センサ４４、
吸気温センサ４５、ＥＧＲポジションセンサ４６、ＶＧ
Ｔポジションセンサ４７、排気Ｏ₂センサ４８、排気温
センサ４９、排気圧センサ５０、スロットルポジション
センサ、吸気圧センサ、噴射時期センサ等）からの検出
信号（エンジン運転情報）を加味して基本噴射量（Ｑ）
または指令噴射量（ＱＦＩＮ）、噴射タイミング（ＴＦ
ＩＮ）および目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を補正するよう
にしても良い。

【００３７】そして、ＥＣＵ１０には、エンジンキーを
シリンダ内に差し込んでＳＴ位置まで回すと、スタータ
スイッチがオン（ＯＮ）してスタータを通電するスター
タ通電回路が接続されている。また、ＥＣＵ１０には、
エンジン１により駆動されるトランスミッションのギア
ポジションを示す信号、運転者（ドライバー）がクラッ
チペダルを踏んだことを検出する信号、スタータへの通
電信号、車速センサからの車速信号、エアコン用電磁ク
ラッチ、エアコンのコンデンサ用電動ファン、エアコン
の室内送風用ファン、ラジエータ用電動ファンやヘッド
ライト等の電気負荷、エアコン用コンプレッサやパワー
ステアリングやオイルポンプ等の駆動負荷等の車両情報
を検出する信号が入力するように構成されている。

【００３８】ここで、本実施例のコモンレール式燃料噴
射システムにおいては、エンジン１の特定気筒のインジ
ェクタ４においてエンジン１の１周期（１行程：吸気行
程−圧縮行程−膨張行程（爆発行程）−排気行程）中、
つまりエンジン１のクランクシャフトが２回転（７２０
°ＣＡ）する間、特にエンジン１の各気筒の１燃焼行程
中に燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射を行なうこ
とが可能である。例えばエンジン１の圧縮行程中、膨張
行程中にインジェクタ４の駆動を複数回実施すること
で、メイン噴射の前に複数回のパイロット噴射を行なう
マルチ噴射、あるいはメイン噴射の後に複数回のアフタ
ー噴射を行なうマルチ噴射、あるいはメイン噴射の前に
１回以上のパイロット噴射を行なうと共に、メイン噴射
の後に１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射が可
能である。

【００３９】したがって、ＥＣＵ１０は、エンジン１の
運転状態または運転条件に応じて、マルチ噴射における
各噴射量を算出する。具体的には、エンジン回転速度
（ＮＥ）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（図示せず）とからパイロ
ット噴射量（ＱPILOT)を算出するパイロット噴射量決定
手段と、トータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）からパイロッ
ト噴射量（ＱPILOT)を減算してメイン噴射量（ＱMAIN）
を算出するメイン噴射量決定手段とを有している。

【００４０】また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度
（ＮＥ）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（図示せず）とからマルチ
噴射におけるパイロット噴射とメイン噴射との間のイン
ターバルを算出する無噴射間隔決定手段と、エンジン回
転速度（ＮＥ）とパイロット噴射量（ＱPILOT)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
からマルチ噴射におけるパイロット噴射とパイロット噴
射との間のインターバルを算出する無噴射間隔決定手段
とを有している。

【００４１】また、ＥＣＵ１０は、パイロット噴射量
（ＱPILOT)とコモンレール圧力（ＮＰＣ）と予め実験等
により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから
パイロット噴射期間（噴射量指令値：ＴＱPILOT)を算出
するパイロット噴射期間決定手段と、メイン噴射量（Ｑ
MAIN）とコモンレール圧力（ＮＰＣ）と予め実験等によ
り測定して作成した特性マップ（図示せず）とからメイ
ン噴射期間（噴射量指令値：ＴＱMAIN）を算出するメイ
ン噴射期間決定手段とを有している。

【００４２】ここで、本実施例のＥＣＵ１０は、エンジ
ン１のアイドル運転（アイドル安定状態）またはパイロ
ット学習制御の実行（パイロット学習実行条件の成立）
時に、エンジン１の各気筒の爆発行程毎の回転速度変動
を検出し、エンジン１の各気筒毎の回転速度変動の検出
値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、エンジ
ン１の気筒間の回転速度変動を平滑化するように、エン
ジン１の各気筒毎への最適な噴射量を個々に調整する回
転速度変動気筒間噴射量補正（ＦＣＣＢ補正）を実施す
るように構成されている。

【００４３】具体的には、クランク角センサ３４より取
り込んだＮＥ信号パルスの間隔時間を計算することで、
エンジン１の各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出
し、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ
信号パルスの間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回転速
度の最低回転速度（Ｎｌ）として読み込む。また、ＢＴ
ＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パル
スの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高
回転速度（Ｎｈ）として読み込む。但し、Ｎｌ、Ｎｈは
必ずしも最低回転速度、最高回転速度である必要はな
く、当該気筒の回転速度変動を代表する低回転速度、高
回転速度であっても良い。

【００４４】そして、これらの計算を各気筒毎に行なっ
た後に、各気筒毎の最高回転速度（Ｎｈ）と各気筒毎の
最低回転速度（Ｎｌ）との気筒毎回転速度差分（ΔＮ
ｋ）を算出する。これにより、エンジン１の各気筒毎の
回転速度変動の検出値を算出する。そして、エンジン１
の全気筒の回転速度変動の平均値（ΣΔＮｋ）を算出す
る。つまり、エンジン１の全気筒の回転速度変動を平均
化して、全気筒の回転速度変動の平均値を算出した後
に、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速
度変動の平均値から各気筒間の回転速度変動の偏差を算
出する。そして、エンジン１の各気筒間の回転速度変動
が平滑化するように、各気筒毎に算出される各噴射の噴
射量に、各気筒間の回転速度変動を平滑化する方向への
噴射量補正量（ＦＣＣＢ補正量とも言う）または噴射期
間補正量を各気筒毎に付加する（学習制御実行手段）。

【００４５】また、本実施例のＥＣＵ１０は、アイドル
運転時またはパイロット学習制御の実行（パイロット学
習実行条件の成立）時に、現在のエンジン回転速度であ
るアイドル回転速度（平均エンジン回転速度）を目標回
転速度に合わせるために、アイドル回転速度と目標回転
速度との偏差（ΔＮＥ）に対して全気筒一律に平均回転
速度補正（ＩＳＣ補正）を実施するように構成されてい
る。

【００４６】具体的には、エンジン１の各気筒の平均回
転速度（エンジン回転速度：ＮＥ）と目標回転速度（目
標アイドル回転速度、ＩＳＣ目標ＮＥ）とを比較し、そ
の回転速度差に応じた噴射量補正量（ＩＳＣ補正量とも
言う）または噴射期間補正量を算出する。そして、平均
エンジン回転速度が目標回転速度に略一致するように、
各気筒毎に算出される噴射量に、目標回転速度に合わせ
るのに必要な噴射量補正量（ＩＳＣ補正量とも言う）ま
たは噴射期間補正量を全気筒一律に付加する（学習制御
実行手段）。なお、ＩＳＣ補正は、アイドル回転速度に
相当するエンジン回転速度（ＮＥ）とエンジン冷却水温
や燃料温度等の運転状態または運転条件や電気負荷や駆
動負荷等の車両情報によって設定される目標回転速度と
を比較し、その差に比例して目標回転速度となるように
噴射量をフィードバック制御することが望ましい。

【００４７】［実施例の制御方法］次に、本実施例のパ
イロット学習制御方法を図１ないし図１１に基づいて簡
単に説明する。ここで、図５はパイロット学習制御方法
を示したフローチャートである。この図５の制御ルーチ
ンは、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に、所
定のタイミング毎に繰り返される。

【００４８】図５の制御ルーチンに進入するタイミング
になると、パイロット学習実行条件が成立しているか否
かを判定する。すなわち、例えば補正量算出実行頻度成
立やエンジン１の運転状態がアイドル安定状態等の補正
量算出実行条件が成立しているか否かを判定する（ステ
ップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合には、図５の制
御ルーチンを抜ける。ここで、下記の（１）、（２）を
全て満足した時に、補正量算出実行フラグがＯＮされて
パイロット学習実行条件が成立（ＹＥＳ）し、下記の
（１）、（２）のうちいずれか１つでも満足しない時
に、補正量算出実行フラグがＯＦＦされてパイロット学
習実行条件が不成立（ＮＯ）となる。

【００４９】（１）先ず、エンジン１または車両に取り
付けられたエンジン１の運転状態または運転条件を検出
できる各種センサ、スイッチからの信号によりエンジン
１の燃焼状態がアイドル安定状態であるか否かを確認す
る。例えばエンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（例えば
１０００ｒｐｍ）以下、アクセル開度（ＡＣＣＰ）が所
定値（例えば０％）以下、車両の走行速度（ＳＰＤ：以
下車速と言う）が所定値（例えば０ｋｍ／ｈ）以下、指
令噴射量（ＱＦＩＮ）が所定値（例えば５ｍｍ ³／ｓ
ｔ）以下、トランスミッションのギアポジションがＮ
（ニュートラル）であることを検出した際に、エンジン
１の燃焼状態がアイドル安定状態であることを検出でき
る。

【００５０】（２）次に、エンジン１または車両に取り
付けられたエンジン１の負荷状態を検出できる各種セン
サ、スイッチ、制御指令値からの信号によりエンジン負
荷が所定の範囲内であることを確認する。これらの例と
しては、ラジエータ用電動ファン、電気ヒータ、ヘッド
ライト、電磁ブレーキ等の電気負荷を検出可能なスイッ
チ、センサ、エアコン、パワーステアリング等のコンプ
レッサ、ポンプ負荷を検出できるスイッチ、センサやア
イドル回転速度変化またはアイドル回転速度を所定値に
保つために必要なＩＳＣ補正量の変化量等がある。

【００５１】また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの
場合、つまり補正量算出実行条件（パイロット学習実行
条件）が成立している場合には、以下のＦＣＣＢ補正や
ＩＳＣ補正によって算出された各気筒毎のパイロット噴
射量補正量またはパイロット噴射期間補正量から、パイ
ロット噴射の各噴射量指令値に対する実際のパイロット
噴射量のバラツキ、インジェクタ個体差、インジェクタ
４の経時劣化量を学習補正するパイロット学習制御を実
行する。

【００５２】具体的には、先ずエンジン１の燃焼状態
（噴射条件、吸排気条件）を固定するために、図６に示
したように、多段噴射における１噴射当たりの噴射回数
をＮ回（本例では５回）にセットする。また、Ｎ回（本
例では５回）噴射の噴射タイミング（ＴＦＩＮ）基準位
置をＴＤＣ近傍にセットする。また、ＩＳＣ補正の目標
回転速度を７５０ｒｐｍにセットする。

【００５３】また、過給圧目標値、ＥＧＲ量を無し（Ｅ
ＧＲカット）、スロットルバルブ（吸気絞り弁）１９の
弁開度、ＳＣＶ２１の弁開度を固定する。また、パイロ
ット学習制御の実行時の多段噴射における各インターバ
ルを固定する。次に、Ｎ回噴射が均等にＮ分割される多
段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値（各パイ
ロット噴射量）を算出する（ステップＳ２）。

【００５４】この各噴射量指令値は、下記の数１の演算
式に示したように、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセ
ル開度（ＡＣＣＰ）との関係を予め実験により測定して
作成した特性マップ（図２参照）または演算式から算出
される基本噴射量（Ｑ）に対し、エンジン冷却水温（Ｔ
ＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量
を加味して算出される指令噴射量（ＱＦＩＮ）をマルチ
噴射回数（Ｎ回）分だけ略気筒に分割したにトータル噴
射量（ｔｏｔａｌＱ）の１／Ｎ、例えばエンジン１の運
転状態がアイドル安定状態の時に用いる無負荷燃費（Ｑ
ｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量であ
る。

【００５５】本実施例では、エンジン１の運転状態がア
イドル安定状態の時のトータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）
が５ｍｍ³／ｓｔであり、多段噴射における１噴射当た
りの噴射回数を５回にセットすると、多段噴射における
１噴射当たりの各噴射量指令値（各パイロット噴射量）
は１ｍｍ³／ｓｔとなる。

【数１】

【００５６】ここで、パイロット噴射量は無負荷燃費の
１／Ｎの噴射量指令値である（Ｑｉｄｌｅ）／Ｎをベー
スとし、下記の数２の演算式に示したように、パイロッ
ト学習制御の実行時の多段噴射における各インターバル
の影響、各噴射の開始時期（タイミング）による気筒内
圧の影響、コモンレール圧力の影響等を考慮し、図７に
示したように、Ｎ回噴射が実際に等量のパイロット噴射
量となるように各噴射量指令値（ＱＰＬ１＝ＱＰＬ２＝
ＱＰＬ３＝ＱＰＬ４（Ｑｍａｉｎ）＝ＱＰＬ５（Ｑｆｕ
ｐ）＝ｔｏｔａｌＱ／Ｎ）を補正するようにしても良
い。

【数２】

【００５７】但し、Ｑｉｄｌｅはエンジン回転速度（Ｎ
Ｅ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と基本噴射量（Ｑ）と
の関係を予め実験等により測定して作成した特性マップ
または演算式より算出される適合値で、ＱＰＬＣＰＱは
気筒内圧補正係数で、ＱＩＮＴはインターバル依存性補
正係数である。ここで、ＱＰＬＣＰＱおよびＱＩＮＴは
噴射量補正量ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ
通電パルス時間補正量）であっても良い。

【００５８】次に、複数の異なる各圧力水準のコモンレ
ール圧力の目標値を順次設定する。すなわち、図６に示
したように、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を先ずＡ（ＭＰ
ａ）にセットする。つまり、圧力カウンタをｊ＝１にセ
ットする。ここで、本実施例では、目標燃料圧力（ＰＦ
ＩＮ）を以降Ｂ（ＭＰａ）〜Ｅ（ＭＰａ）に順次セット
する。つまり、圧力カウンタをｊ＝２〜５に順次セット
する（噴射圧力変更手段：ステップＳ３）。

【００５９】なお、設定する目標燃料圧力（ＰＦＩ
Ｎ）、つまりパイロット学習制御の実行時に使用する複
数の異なる各圧力水準のコモンレール圧力は、任意に設
定可能であり、更にコモンレール圧力の数も５種類だけ
でなく、３種類、７種類、１０種類等任意に設定可能で
ある。また、１つの圧力水準の噴射量補正量（学習値）
の算出が終了したら、設定された次の圧力水準（例えば
Ａ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ｅ）のコモンレール圧力
に変更し、ステップＳ４へ進む。

【００６０】このとき、ステップＳ３にて設定されたコ
モンレール圧力の目標値としての目標燃料圧力（ＰＦＩ
Ｎ）を達成する目的で、燃料圧力センサ３０によって検
出されるコモンレール圧力（ＮＰＣ）とステップＳ３に
て設定される目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に
応じてサプライポンプ３の電磁弁へのポンプ駆動信号が
調整される。例えばコモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標
燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に応じて単位時間当
たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割
合・ＤＵＴＹ比）が調整されて、サプライポンプ３の電
磁弁の開度を変化させることにより、サプライポンプ３
よりコモンレール２内に吐出される燃料の圧送量（ポン
プ圧送量、ポンプ吐出量）が制御されることで、コモン
レール圧力（ＮＰＣ）が目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）に略
一致するようにフィードバック制御される。これによ
り、通常のアイドル安定状態の時の低噴射圧力に相当す
る１圧力水準（同一の圧力水準）Ａから、通常のアイド
ル安定状態とは異なる高噴射圧力に相当する１圧力水準
（同一の圧力水準）Ｅまで、コモンレール圧力が変更さ
れることになる。

【００６１】次に、図８に示したように、エンジン１の
各気筒間の回転速度変動量差に応じて、各気筒の燃料噴
射量を増減するＦＣＣＢ補正により、各気筒間の回転速
度変動が平滑化するように、各気筒毎の多段噴射におけ
る１噴射当たりの各噴射量指令値に、各気筒間の回転速
度変動を平滑化する方向への噴射量補正量（ＦＣＣＢ補
正量：ＱＦＣＣＢ）をそれぞれ付加する（学習制御実行
手段：ステップＳ４）。このとき、各気筒毎の各噴射の
ＦＣＣＢ補正量は、上記の各噴射量指令値（無負荷燃費
（Ｑｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量）
にそれぞれＱＦＣＣＢ／Ｎずつ反映させる。

【００６２】次に、同じく、図８に示したように、各気
筒毎の平均エンジン回転速度を目標回転速度（目標アイ
ドル回転数）に合わせるために、全気筒一律にＩＳＣ補
正を行ない、各気筒毎の各噴射のＦＣＣＢ補正量（ＱＦ
ＣＣＢ／Ｎ）に、目標回転速度に合わせるための噴射量
補正量（ＩＳＣ補正量：ＱＩＳＣ）を全気筒一律に付加
する（学習制御実行手段：ステップＳ５）。このとき、
ＩＳＣ補正量は、上記の各噴射量指令値（無負荷燃費
（Ｑｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量）
と各気筒毎の各噴射のＦＣＣＢ補正量（ＱＦＣＣＢ／
Ｎ）とを加算した値にＱＩＳＣ／Ｎを全気筒一律に反映
させる。なお、ＩＳＣ補正は、例えば５０〜７０ｍｓｅ
ｃ間隔で１ｍｍ³／ｓｔずつ全気筒に一律に付加して所
定時間またはＩＳＣ補正量（ＱＩＳＣ）が安定するま
で、つまり各気筒毎の平均エンジン回転速度が目標回転
速度に略一致するまで継続して実行される。

【００６３】次に、ＩＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正量
が安定しているか否かを判定する。例えばＩＳＣ安定判
断フラグがＯＮされているか否かを判定する（ステップ
Ｓ６）。この判定結果がＹＥＳの場合、つまりＩＳＣ補
正量またはＦＣＣＢ補正量が安定している場合には、Ｅ
ＣＵ１０はエンジン１が安定して運転されていると判断
して、図９に示したように、ＩＳＣ補正量およびＦＣＣ
Ｂ補正量から現在の圧力水準のコモンレール圧力での、
エンジン１の各気筒毎への噴射量補正量（今回学習値：
ＱＰＧＦ（ｊ））を算出する（補正量算出手段、学習値
算出手段：ステップＳ７）。

【００６４】なお、上記の今回学習値ＱＰＧＦ（ｊ）
は、ステップＳ４の各噴射毎のＦＣＣＢ補正量（ＱＦＣ
ＣＢ）／ＮとステップＳ５の各噴射毎のＩＳＣ補正量
（ＱＩＳＣ）／Ｎにより、下記の数３の演算式で表わさ
れ、エンジン１の各気筒毎に、しかも予め設定された複
数の異なる各圧力水準のコモンレール圧力毎に算出され
る。

【数３】

【００６５】なお、ＱＰＧＦ（ｊ）は各噴射の無負荷燃
費の１／Ｎの噴射量指令値（ｔｏｔａｌＱ／Ｎ）に加算
する、現在の圧力水準のコモンレール圧力での噴射量補
正量として算出される。ここで、ＱＰＧＦは噴射量補正
量ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス
時間補正量）であっても良い。

【００６６】次に、予め設定された複数の異なる全圧力
水準のコモンレール圧力毎の学習値の算出が終了してい
るか否かを判定する。例えば圧力水準Ｅ（ＭＰａ）のコ
モンレール圧力毎の噴射量補正量（学習値）の算出が終
了しているか否かを判定する。すなわち、圧力カウンタ
（ｊ）がｊ＝５であるか否かを判定する（ステップＳ
８）。この判定結果がＹＥＳの場合、つまり予め設定さ
れた複数の異なる全圧力水準のコモンレール圧力毎の噴
射量補正量（学習値）の算出が終了していることが確認
できた場合には、圧力カウンタ（ｊ）を０にリセットす
る（ステップＳ９）。

【００６７】次に、予め設定された複数の異なる全圧力
水準のコモンレール圧力毎の各学習値｛ＱＰＧＦ
（ｊ）｝を、図１０の形式の学習値マップに書き込み、
予め設定された複数の異なる全圧力水準のコモンレール
圧力毎の各学習値｛ＱＰＧＦ（ｊ）｝をスタンバイＲＡ
ＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶（バックアッ
プ）する（補正量記憶手段：ステップＳ１０）。

【００６８】次に、格納された各学習値｛ＱＰＧＦ
（ｊ）｝を噴射量補正量として、下記の数４の演算式に
基づくパイロット噴射量の算出時に反映させる（ステッ
プＳ１１）。その後に、本パイロット学習制御を終了し
て、図５の制御ルーチンを抜ける。

【数４】

【００６９】但し、ＱＰＬＢは適合値（エンジン回転速
度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と基本噴射量
（Ｑ）との関係を予め実験等により測定して作成した特
性マップより算出）で、ＱＩＳＣはＩＳＣ補正量で、Ｋ
ＩＳＣはＩＳＣ補正量反映係数で、ＱＫＴＨＦは燃料温
度補正係数で、ＱＦＣＣＢはＦＣＣＢ補正量で、ＫＦＣ
ＣＢはＦＣＣＢ補正量反映係数である。

【００７０】また、ＱＰＧＦは今回算出した複数の異な
る各圧力水準のコモンレール圧力毎の各学習値（噴射量
補正量）で、ＱＫＰＣは学習値圧力感度補正係数で、Ｑ
ＫＮＥは学習値エンジン回転速度感度補正係数で、ＱＰ
ＬＣＰＱは気筒内圧補正係数で、ＱＩＮＴはインターバ
ル依存性補正係数である。ＱＰＧＦは、メモリに記憶さ
れた図１０の形式の学習値マップから算出する。

【００７１】なお、パイロット学習制御で使用した圧力
水準以外、つまり予め設定された複数の異なる全圧力水
準のコモンレール圧力以外のコモンレール圧力毎の噴射
量補正量については２点補間等にて算出する。ここで、
ＱＰＧＦ、ＱＰＬＣＰＱおよびＱＩＮＴは噴射量補正量
ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時
間補正量）であっても良い。

【００７２】また、ステップＳ８の判定結果がＮＯの場
合、すなわち、先の圧力水準Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのコモンレ
ール圧力毎の各学習値の算出が終了した場合には、次の
圧力水準Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのコモンレール圧力での噴射量
補正量ＱＰＧＦ（ｊ＋１）に、仮値として現在の圧力水
準のコモンレール圧力での学習値（＝噴射量補正量）Ｑ
ＰＧＦ（ｊ）を反映する（ステップＳ１２）。

【００７３】次に、次の圧力水準のコモンレール圧力の
学習値（噴射量補正量）を算出するために、圧力カウン
タ（ｊ）をカウントアップ（ｊ＋１）する（噴射圧力変
更手段：ステップＳ１３）。その後に、ステップＳ３の
処理に進み、ステップＳ３にてエンジン１の噴射条件や
吸排気条件等を変更することなく、ただ設定された次の
圧力水準（例えばＡ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ｅ）に
コモンレール圧力を変更して、ステップＳ４から、再度
パイロット学習制御を実行して、ＩＳＣ補正量およびＦ
ＣＣＢ補正量から次の圧力水準のコモンレール圧力で
の、エンジン１の各気筒毎への噴射量補正量（今回学習
値：ＱＰＧＦ（ｊ））を算出する。

【００７４】［実施例の特徴］次に、本実施例のパイロ
ット学習制御装置の作動を図１ないし図１１に基づいて
簡単に説明する。ここで、図１１はパイロット学習制御
装置の動作を示したタイミングチャートである。なお、
図１１では圧力カウンタがｊ＝３、つまり３種類の圧力
水準で全圧力水準の噴射量補正量（学習値）の算出が完
了するように記載されている。

【００７５】ＩＳＣ補正およびＦＣＣＢ補正を用いて算
出した各気筒毎の学習値であるパイロット噴射量補正量
またはパイロット噴射期間補正量から、パイロット噴射
の各噴射量指令値（例えばＴＱパルス時間）に対する噴
射量のずれ、インジェクタ４の経時劣化量を学習補正す
るパイロット学習制御の実行条件（補正量算出実行条
件）が成立したら、エンジン１の特定気筒のインジェク
タ４の駆動を、エンジン１の圧縮行程中、膨張行程中に
複数回実施することで、トータル噴射量を正確に均等に
複数回（本例では５回）に分割して行なう均等分割噴射
（マルチ噴射）が実施される。

【００７６】次に、現在（先）の圧力水準（圧力カウン
タ：ｊ＝１）の時の噴射量補正量（学習値）の算出を行
なうコモンレール圧力を設定し、上記のＦＣＣＢ補正お
よびＩＳＣ補正を実施し、次に、ＩＳＣ補正量またはＦ
ＣＣＢ補正量が安定しているか否かを判定し、ＩＳＣ補
正量またはＦＣＣＢ補正量が安定したら、ＩＳＣ補正量
とＦＣＣＢ補正量から噴射量補正量（学習値）の算出が
行なわれる。

【００７７】ここで、ＩＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正
量の安定という意味は、噴射量補正量（学習値）の算出
を行なうコモンレール圧力に変更すると、そのコモンレ
ール圧力毎の噴射量ずれによりエンジントルクに変化が
生じ、そのずれ量を吸収しようとＩＳＣ補正およびＦＣ
ＣＢ補正が作動する。すなわち、そのＩＳＣ補正量およ
びＦＣＣＢ補正量が噴射量ずれ量を補正する量となるた
め、この値が安定した状態で、各圧力水準毎の噴射量補
正量（学習値）の算出を行なう必要がある。したがっ
て、各圧力水準毎の補正量算出時間を短縮するために
は、ＩＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正量をできる限り早
く収束させる必要がある。

【００７８】なお、図１１のタイミングチャートにおい
てＩＳＣ安定判断フラグがＯＮされる時とは、パイロッ
ト学習制御の実行途中で、エンジン１の各気筒毎の回転
速度変動を検出し、気筒間の回転速度変動が所定時間以
内で平滑化した場合、あるいはエンジン１の平均回転速
度を検出し、エンジン１の平均回転速度が目標回転速度
に所定時間以内で略一致した場合、あるいはＦＣＣＢ補
正量の変化量、ＩＳＣ補正量の変化量が所定の範囲内の
場合である。

【００７９】そして、現在（先）の圧力水準（ｊ＝１）
のコモンレール圧力での噴射量補正量（学習値）の算出
が完了したことが確認されたら、現在（先）の圧力水準
（ｊ＝１）のコモンレール圧力の、各気筒毎への噴射量
補正量（学習値）ＱＰＧＦ（ｊ）を、次の圧力水準（圧
力カウンタ：ｊ＝２）のコモンレール圧力での、各気筒
毎への噴射量補正量ＱＰＧＦ（ｊ＋１）に仮値として反
映するようにしている。

【００８０】ここで、現在（先）の圧力水準（ｊ＝１）
のコモンレール圧力での噴射量補正量を仮値として、次
の圧力水準（ｊ＝２）のコモンレール圧力でのパイロッ
ト学習制御に反映することで、図５のステップＳ７にて
次の圧力水準（ｊ＝２）のコモンレール圧力の噴射量補
正量（学習値）の算出を行なう際に、図１１のタイミン
グチャートに示したように、先の圧力水準（ｊ＝１）の
コモンレール圧力での噴射量補正量（学習値）の算出の
ように０からスタートするのではなく、次の圧力水準
（ｊ＝２）のコモンレール圧力での噴射量補正量（学習
値）の算出は、ＩＳＣ補正量およびＦＣＣＢ補正量とし
て収束する値に近い値（図１１の破線参照）から算出す
ることになる。

【００８１】これにより、次の圧力水準（ｊ＝２）のコ
モンレール圧力でのパイロット学習制御の実行中に、Ｉ
ＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正量が安定するまでの時
間、つまり図１１のタイミングチャートに示した次の圧
力水準（ｊ＝２）のコモンレール圧力での補正量算出時
間を短縮できる。また、同様にして、次の圧力水準（ｊ
＝３）のコモンレール圧力でのパイロット学習制御の実
行中に、ＩＳＣ補正量またはＦＣＣＢ補正量が安定する
までの時間、つまり次の圧力水準（ｊ＝３）のコモンレ
ール圧力での補正量算出時間を短縮できるので、最初の
圧力水準の噴射量補正量（学習値）の算出開始から全圧
力水準の噴射量補正量（学習値）の算出終了までの全圧
力水準の補正量算出時間を飛躍的に短縮することができ
る。ここでの考え方は、パイロット噴射期間（噴射量指
令値）に対する噴射量ずれ量が、コモンレール圧力に対
して相関があることを実験等により予め検証しているも
のとする。

【００８２】したがって、複数の異なる各圧力水準のコ
モンレール圧力毎の、各気筒毎への各学習値の算出が完
了するまでの間も、パイロット噴射期間（噴射量指令
値）に対する噴射量ずれの影響を最小限に抑えることが
できる。また、通常のアイドル運転時には使用しない高
噴射圧力によるパイロット学習制御の実行時間を短縮で
きるので、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガス性
能等のエンジン性能が最適なものとなる。また、インジ
ェクタ４の経時劣化や噴射量の経時変化に対して、直ぐ
に各圧力水準のコモンレール圧力毎の、各気筒毎への噴
射量補正量（学習値）を更新することができる。

【００８３】また、格納された複数の異なる各圧力水準
のコモンレール圧力毎の、各気筒毎への各学習値を噴射
量補正量として、パイロット噴射量の算出時に反映させ
るようにしている。なお、パイロット学習制御で使用し
た複数の異なる全圧力水準以外のコモンレール圧力に関
しては２点補間等を行なうことが望ましい。この場合に
は、パイロット学習制御の実行時のコモンレール圧力以
外のコモンレール圧力を含め実車におけるコモンレール
圧力の使用領域全域で、メモリに記憶された学習値を噴
射量補正量としてパイロット噴射量（ＱPILOT)の算出に
反映させることができる。これにより、常に、理想的な
パイロット噴射期間（噴射量指令値）とパイロット噴射
量との相関が得られるようになる。

【００８４】［変形例］本実施例では、本発明をパイロ
ット学習制御装置に適用した例を示したが、本発明をコ
モンレールを備えず、電子制御方式の分配型燃料噴射ポ
ンプまたは電子制御方式の列型燃料噴射ポンプ等を備え
た内燃機関用噴射量制御装置に適用しても良い。また、
本実施例では、電磁式燃料噴射弁よりなるインジェクタ
４を用いた例を説明したが、圧電方式の燃料噴射弁より
なるインジェクタを用いても良い。また、メイン噴射に
先立って行なわれるパイロット噴射（プレ噴射とも言
う）の回数は、１回以上任意に設定しても良く、また、
メイン噴射の後に行なわれるパイロット噴射（アフター
噴射とも言う）の回数も、０回または１回以上任意に設
定しても良い。

【００８５】本実施例では、図５の制御ルーチンのステ
ップＳ２に示す分割噴射を正確に均等にＮ回に分割する
均等分割噴射としたが、これは必ずしも正確に均等にＮ
回に分割する均等分割噴射に限定しなくても良い。ある
いは、Ｎ回均等分割噴射を、例えばｔｏｔａｌＱ＝５ｍ
ｍ³／ｓｔの場合、１ｍｍ³／ｓｔ、１ｍｍ³／ｓｔ、
１ｍｍ³／ｓｔ、２ｍｍ³／ｓｔの４回に略均等に分割
噴射し、ＦＣＣＢ補正量、ＩＳＣ補正量の各噴射への反
映を分割方法に応じて適切に（例えば１：１：１：２の
比例配分または各々１／４等）反映し、図５の制御ルー
チンのステップＳ７に示す噴射量補正量（学習値）の算
出を行なっても良い。以上のような方法で本発明を実施
しても、概ね上記実施例と同等の効果を達成することが
できる。

【００８６】本実施例では、複数の異なる圧力水準毎
の、エンジン１の各気筒毎への噴射量補正量または噴射
期間補正量を更新して記憶する学習値記憶手段（補正量
記憶手段）としてスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ
を用いたが、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭを用
いずに、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ等の不揮発性
メモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはフレ
キシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、前
回または今回のパイロット学習制御により更新した前回
学習値または今回学習値を記憶するようにしても良い。
この場合にも、イグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・
ＯＦＦ）した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダ
より抜いた後も、記憶した内容は保存される。

【００８７】また、上記のパイロット学習制御によって
ＦＣＣＢ補正量が所定値以上の場合、あるいはＩＳＣ補
正量が所定値以上の場合、あるいはトータルの学習量が
所定値以上の場合、あるいは前回学習値と今回学習値と
の差が所定の範囲外の場合には、パイロット噴射期間
（噴射量指令値）に対して所定値以上の噴射量バラツキ
があることを検出できるので、インジェクタ単品個々の
故障も検出できる。この場合には、異常警告ランプ（イ
ンジケータランプ）を点灯して運転者にインジェクタ４
の交換を促すようにしても良い。また、上記のパイロッ
ト学習制御を一定または可変の学習補正頻度（例えば走
行距離等）にて実行できるようにしても良い。

【００８８】本実施例では、次の圧力水準（ｊ＝２）の
コモンレール圧力での噴射量補正量ＱＰＧＦ（ｊ＋１）
を算出するためのＦＣＣＢ補正およびＩＳＣ補正を用い
たパイロット学習制御に、仮値として現在（先）の圧力
水準（ｊ＝１）のコモンレール圧力での噴射量補正量Ｑ
ＰＧＦ（ｊ）を反映させるようにしているが、現在
（先）の圧力水準（ｊ＝１）の噴射量補正量の未完了圧
力への仮値の反映を、次の圧力水準（ｊ＝２）だけでな
く、残りの全ての圧力水準に反映するようにしても良
い。このようにすることで、噴射量補正量を算出する圧
力水準が多い程、算出完了するまでの間、ある程度近い
値でパイロット学習制御を実行できるので、上記のよう
なエンジン性能の悪化を防止することができる。

【００８９】また、現在（先）の圧力水準（ｊ＝１）の
噴射量補正量の未完了圧力への仮値の反映は、算出した
噴射量補正量（学習値）そのものでなくても、例えば複
数の異なる圧力水準毎の相関関係が明確でばらつきが小
さい場合、算出した噴射量補正量（学習値）から演算式
または特性マップ等によって仮値を算出するようにして
も良い。また、学習値が噴射期間補正量の場合には、現
在（先）の圧力水準（ｊ＝１）の噴射期間補正量の未完
了圧力への仮値の反映を、次の圧力水準（ｊ＝２）の噴
射期間補正量を算出するパイロット学習制御に反映させ
ても良く、また、残りの全ての圧力水準の噴射期間補正
量を算出するパイロット学習制御に反映させるようにし
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を
示した概略図である（実施例）。

【図２】基本噴射量を算出するための特性図である（実
施例）。

【図３】噴射指令パルス時間を算出するための特性図で
ある（実施例）。

【図４】インジェクタ噴射指令パルス（ＴＱパルス）、
インジェクタ駆動電流波形および燃料噴射率を示したタ
イミングチャートである（実施例）。

【図５】パイロット学習制御方法を示したフローチャー
トである（実施例）。

【図６】均等分割噴射の噴射パターンを示した説明図で
ある（実施例）。

【図７】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図
である（実施例）。

【図８】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図
である（実施例）。

【図９】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図
である（実施例）。

【図１０】学習値マップを示した図である（実施例）。

【図１１】パイロット学習制御装置の動作を示したタイ
ミングチャートである（実施例）。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２コモンレール（蓄圧容器）３サプライポンプ（燃料供給ポンプ）４インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）１０ＥＣＵ（インジェクタ駆動手段、噴射圧力変更手
段、学習制御実行手段、学習値算出手段）

フロントページの続きＦターム(参考） 3G084 AA01 BA05 BA13 BA15 CA03 DA10 DA39 EB08 EB12 EB20 EC06 FA01 FA02 FA07 FA10 FA11 FA12 FA17 FA27 FA29 FA33 FA38 FA39 3G301 HA02 HA04 HA11 HA13 HA17 JA25 JA26 JA37 KA07 LA01 LB11 MA11 MA18 MA23 MA26 NA01 NC02 ND02 ND22 ND25 ND37 ND41 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PA16Z PB01Z PB05Z PB08A PB08Z PD02Z PD11Z PD14Z PD15Z PE01Z PE04Z PE05Z PE08Z PF03Z PF11Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の運転状態または運転条件に応じ
て設定される指令噴射量と前記内燃機関の各気筒内に噴
射される燃料の噴射圧力とから指令噴射期間を算出し、その算出された指令噴射期間に応じて、前記内燃機関の
各気筒に対応して搭載された複数のインジェクタを駆動
するインジェクタ駆動手段を備えた内燃機関用燃料噴射
制御装置において、前記燃料の噴射圧力を、複数の異なる各圧力水準に変更
する噴射圧力変更手段と、前記複数の異なる各圧力水準毎に、前記内燃機関の各気
筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新する
学習制御を実行する学習制御実行手段と、前記複数の異なる各圧力水準毎の、前記内燃機関の各気
筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を、前記複
数の異なる各圧力水準毎の学習値として算出する学習値
算出手段とを備え、前記学習制御実行手段は、前記複数の異なる各圧力水準
のうちの少なくとも１つの圧力水準の学習値を、次の圧
力水準またはその他の圧力水準での前記学習制御への仮
値として反映させることを特徴とする内燃機関用燃料噴
射制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射制御
装置において、前記学習制御実行手段は、前記内燃機関の各気筒毎の回
転速度変動を検出し、全気筒の回転速度変動の平均値と
比較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度変動が
平滑化するように、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量
補正量または噴射期間補正量を更新することを特徴とす
る内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項３】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において、前記学習制御実行手段は、前記内燃機関の平均回転速度
を検出し、目標回転速度と比較し、その比較結果に応じ
て前記目標回転速度となるように、前記内燃機関の各気
筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新する
ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の内燃機関用燃料噴射制御装置において、前記学習値算出手段は、前記学習制御の実行中に、前記
複数の異なる各圧力水準のうちの少なくとも１つの圧力
水準の、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量また
は噴射期間補正量が安定したら、その圧力水準の学習値
の算出を開始することを特徴とする内燃機関用燃料噴射
制御装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
の内燃機関用燃料噴射制御装置において、前記学習制御の実行中には、前記インジェクタの駆動
を、前記内燃機関の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実
施することで、燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴
射が実施され、前記多段噴射とは、メイン噴射の前に１回以上のパイロ
ット噴射を行なうマルチ噴射であるか、メイン噴射の後
に１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射であるこ
とを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。