JP2007023789A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望される噴射量と実際の噴射量との差を補償する燃料噴射弁の操作量の学習値を学習する頻度を十分に確保することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関２のクランク軸６は、トルクコンバータ８を介して自動変速機構１０に接続されている。ＤレンジとＰレンジとのそれぞれにおけるアイドル安定化制御時の指令噴射量の差から、ＤレンジとＰレンジとにおいてクランク軸６に付与される負荷量の差を検出する。そして、Ｄレンジにおいてパイロット噴射のための学習制御によって要求される燃料量と、Ｐレンジ相当の負荷において同学習制御をする際に必要な基準となる指令噴射量との差から、上記負荷量の差分に起因した噴射量差を除去した後に、パイロット噴射の学習値を学習する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、接続装置により駆動輪と接続可能な内燃機関について、その燃料噴射弁を介した燃料の噴射制御に際し、所望される噴射量と実際の噴射量との差を補償すべく、前記燃料噴射弁の操作量の学習値を学習する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

例えばディーゼル機関では、燃焼に伴う騒音を抑制したり、排ガス特性を向上させたりする目的から、メイン噴射に先立ち、これより噴射量が微小な噴射であるいわゆるパイロット噴射を複数回行なうものが周知である。

一方、こうした燃料噴射制御をすべく燃料噴射弁の駆動パルス幅や指令噴射量等の操作量を同一としたとしても、実際に噴射される燃料量にはばらつきが生じ得る。特にパイロット噴射は、メイン噴射よりも噴射量が極めて小さくなり得るため、所望される噴射量と実際の噴射量とに差が生じると、上記目的を十分に達成することが困難なものとなる。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、ｎ等分された燃料噴射により機関の実際の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御し、この際の操作量に基づき所望される噴射量と実際の噴射量との差を補償するための燃料噴射弁の操作量の学習値を学習する制御装置も提案されている。この制御装置によれば、ｎ等分された燃料噴射により、パイロット噴射のような微小な燃料噴射を行なう際の燃料噴射特性を把握することができ、ひいては適切な学習値を取得することができる。

ただし、上記制御装置では、機関出力軸に負荷が付与されない無負荷時において上記フィードバック制御を行なうために、学習頻度を確保することが困難となるという問題を抱えていた。

なお、上記パイロット噴射の学習値を学習するものに限らず、微小な量の燃料噴射を行なう燃料噴射制御装置等にあっては、学習頻度を確保することが困難なこうした実情も概ね共通したものとなっている。
特開２００３−２５４１３９号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、所望される噴射量と実際の噴射量との差を補償する燃料噴射弁の操作量の学習値を学習する頻度を十分に確保することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。

請求項１は、噴射段数及び該各段間の噴射量の相対的な関係が予め設定されたパターンの燃料噴射により、前記出力軸の回転状態を目標とする回転状態にフィードバック制御する学習時制御手段と、前記パターンとは異なる燃料噴射に伴う前記出力軸の挙動に基づき、前記接続装置が前記出力軸に付与する負荷量を検出する負荷検出手段と、前記学習時制御手段による制御時に要求される操作量と基準となる操作量との差から、前記制御時に前記接続装置によって前記出力軸に付与される負荷量が前記基準となる操作量において想定されている負荷量と異なることに起因した差を除去したものに基づき、前記学習値を学習するための処理情報を記憶する記憶手段と、前記制御時に前記接続装置によって前記出力軸に付与される負荷量と略同一の負荷量が前記出力軸に付与される状態か否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記状態であると判断されるときの前記負荷検出手段の検出結果を前記処理情報に反映させることで前記学習値を学習する学習手段とを備えることを特徴とする。

上記構成において、学習時制御手段による制御時に要求される操作量と基準となる操作量との間には、所望される噴射量と実際の噴射量との差が反映されている。すなわち、目標とする回転状態は基準となる操作量によって実現できると想定されるため、上記フィードバック制御による実際の操作量が基準となる操作量からずれる場合には、所望される噴射量と実際の噴射量とに差が生じていると考えられる。ただし、実際の回転状態を目標とする回転状態とするために要求される実際の噴射量は、出力軸に付与される負荷量によって変化する。このため、基準となる操作量によって目標とする回転状態を実現するためには、出力軸に付与される負荷量がある一定の値であることが前提となる。

ここで、上記構成では、接続装置によって出力軸に付与される負荷量が、学習時制御手段による制御時によるものと略同一と判断されるときに、負荷検出手段によって負荷が検出される。このため、検出された負荷は、学習時制御手段による制御時の負荷量と略等しいと考えられる。したがって、上記構成によれば、上記検出される負荷に基づき、基準となる操作量において想定されている負荷量との差を把握することができる。このため、学習時制御手段によって要求される操作量と上記把握される負荷量の差とから所望される噴射量と実際の噴射量との差を把握することができ、ひいては、学習値を精度良く算出することができる。しかも、このように学習時制御手段による制御時の負荷を間接的に検出することによって学習値を学習するために、学習値の学習を無負荷時に以外においても行なうことができ、ひいては学習頻度を十分に確保することができる。

請求項２は、請求項１記載の発明において、前記パターンは、予め定められた複数段の各段の噴射量を互いに略等しい値とするものであることを特徴とする。

上記構成によれば、互いに略等しい噴射量の噴射を複数段行なうことによって実際の回転状態を目標とする回転状態にフィードバック制御するために、各段の噴射量を微小なものとしつつもそれら全てを回転状態の変化に略等しく寄与するようにすることができる。

請求項３は、請求項１又は２記載の発明において、前記接続装置は、前記出力軸に接続される流体摩擦接続部と、シフト位置に応じて前記流体摩擦接続部の出力の回転速度を変速する自動変速機構とを備えて構成されるものであり、前記判断手段は、前記自動変速機構が前記制御時のシフト位置とされているときに、前記状態であると判断することを特徴とする。

上記構成では、自動変速機構が備えられているために、例えばドライブレンジとニュートラルレンジ等、互いに異なるシフト位置にある場合には、接続装置が出力軸に付与する負荷量が特に異なったものとなりやすい。この点、上記構成によれば、シフト位置が異なることで学習時制御手段による制御時とは負荷量が異なることに起因した操作量の変動による学習精度の低下を回避することができる。

請求項４は、請求項３記載の発明において、前記学習時制御手段は、前記シフト位置がドライブレンジとされているときに、前記制御を行うものであることを特徴とする。

上記構成によれば、ドライブレンジとされているときに学習時制御手段による制御がなされるために、学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

請求項５は、請求項４記載の発明において、前記基準となる操作量において想定されている負荷量が、前記シフト位置がパーキングレンジ又はニュートラルレンジのいずれかのレンジであるときに前記出力軸に付与される負荷量であり、前記負荷検出手段は、前記パターンとは異なる燃料噴射により、前記出力軸の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御する回転制御手段を備えて構成されて且つ、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとにおいて前記回転制御手段によって要求される操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする。

上記構成では、基準となる操作量において想定されている負荷量が、パーキングレンジ又はニュートラルレンジのいずれかのレンジであるときに出力軸に付与される負荷量とされる。これらパーキングレンジやニュートラルレンジは、ドライブレンジやリバースレンジ等と比べて、出力軸に付与される負荷量の変動が少ないシフト位置であるために、上記基準となる操作量の信頼性を高く維持することができる。更に、上記構成では、基準となる操作量において想定されている上記いずれかのシフト位置と同一のシフト位置であるときに回転制御手段によって要求される操作量とドライブレンジにおいて回転制御手段によって要求されている操作量との差が負荷量の検出結果とされる。

請求項６は、請求項５記載の発明において、前記流体摩擦接続部の流体の温度及びその相当値のいずれかを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、前記負荷検出手段は、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとのそれぞれにおける前記回転制御手段による制御時の前記温度及びその相当値のいずれかの差が予め定められた範囲内であるときに、前記操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする。

上記構成において、流体摩擦接続部の流体の温度が変化すると、流体の粘性係数が変化すること等に起因して、出力軸に付与される負荷量が変動する。この点、上記構成によれば、ドライブレンジにおける回転制御手段の制御時の流体の温度と上記いずれかのレンジにおける回転制御手段による制御時の流体の温度との差が所定範囲内となるときの上記操作量の差が負荷量として検出されるために、流体の温度の変動に起因した負荷量の検出精度の低下を抑制することができる。

請求項７は、請求項５又は６記載の発明において、前記負荷検出手段は、前記流体の劣化の度合いを検出する流体劣化検出手段を更に備えて且つ、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとのそれぞれにおいて検出される劣化の度合いの差が予め定められた範囲内であるときに、前記操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする。

上記構成において、流体が劣化すると、流体の粘性係数が変化すること等に起因して、出力軸に付与される負荷量が変動する。この点、上記構成によれば、ドライブレンジにおける回転制御手段の制御時の劣化度合いと上記いずれかのレンジにおける回転制御手段による制御時の劣化度合いとの差が所定範囲内となるときの上記操作量の差が負荷量として検出されるために、流体の劣化に起因した負荷量の検出精度の低下を抑制することができる。

請求項８は、請求項３〜７のいずれかに記載の発明において、前記流体摩擦接続部の流体の温度及びその相当値のいずれかを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、前記判断手段は、前記制御時における前記温度及びその相当値のいずれかとの差が予め定められた範囲内であるときに、前記状態と判断することを特徴とする。

上記構成において、流体摩擦接続部の流体の温度が変化すると、流体の粘性係数が変化すること等に起因して、出力軸に付与される負荷量が変動する。この点、上記構成によれば、学習時制御手段による制御時の流体の温度と回転制御手段による制御時の流体の温度との差が所定範囲内となるときに回転制御手段によって要求される操作量が処理情報に反映されるために、流体の温度の変動に起因した学習値の学習精度の低下を抑制することができる。

請求項９は、請求項３〜８のいずれかに記載の発明において、前記判断手段は、前記流体の劣化の度合いを検出する流体劣化検出手段を更に備えて且つ、前記制御時における前記流体の劣化の度合いとの差が予め定められた範囲内であるときに、前記状態と判断することを特徴とする。

上記構成において、流体が劣化すると、流体の粘性係数が変化すること等に起因して、出力軸に付与される負荷量が変動する。この点、上記構成によれば、制御時の劣化度合いとの差が予め定められた範囲内となるときに上記状態と判断することで、流体の劣化に起因した学習値の学習精度の低下を抑制することができる。

請求項１０は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記学習時制御手段は、前記駆動輪が停止しているときに前記制御を行うものであって、前記判断手段は、前記駆動輪が停止しているときに前記状態であると判断することを特徴とする。

上記構成では、駆動輪が停止しているときに学習値を学習するために、駆動輪に加わる負荷量の変動による学習値の学習精度の低下を回避することができる。

請求項１１は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記負荷検出手段によって検出される負荷量には、前記駆動輪が回転状態にあるときに前記駆動輪が前記出力軸の回転を抑止しようとするトルクが含まれてなることを特徴とする。

上記構成では、駆動輪が回転しているときに負荷量が検出されるために、学習時制御手段による制御を駆動輪が回転しているときに行なうことができ、ひいては、学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

請求項１２は、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関がディーゼル機関であることを特徴とする。

上記構成では、当該燃料噴射制御装置がディーゼル機関に適用される。このディーゼル機関は、メイン噴射以外に、ディーゼルパティキュレートフィルタ等の後処理装置の再生のためのアフタ噴射や、上述したパイロット噴射等の微小噴射を行なう。そしてこれら微小噴射は、所望される噴射量と実際の噴射量との間に差が生じたときに特にその影響を受けやすいものとなっている。しかし、これら微小噴射はメイン噴射とともに多段噴射を構成する関係上、多段噴射を行なうことでは微小噴射についての学習値を学習することが困難である。これに対し、上記構成では、上記パターンの噴射によりこれら微小噴射の学習値を精度良く学習することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置をディーゼル機関の燃料噴射制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、上記ディーゼル機関を含むエンジンシステムの構成を示す。

図示されるように、内燃機関２の各気筒（ここでは、４気筒を例示）には、燃料噴射弁４が設けられている。燃料噴射弁４には、燃料供給装置５から燃料が供給される（図中、破線にて燃料の供給経路を示す）。この燃料供給装置５は、例えば燃料タンクと、燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧状態で出力する高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプによって供給された燃料を高圧状態で蓄えるコモンレールとを備える構成としてもよい。また、内燃機関２の出力軸（クランク軸６）は、流体摩擦接続部（トルクコンバータ８）と自動変速機構１０とを備えるオートマティックトランスミッション（ＡＴ）に接続されている。ここで、自動変速機構１０は、遊星歯車機構やクラッチ、ブレーキ等を備えてその入力の回転状態を変速して出力するものである。そして、これらトルクコンバータ８及び自動変速機構１０を介して、クランク軸６は車両の駆動輪に接続可能とされている。

電子制御装置（ＥＣＵ１２）は、マイクロコンピュータを備えて構成されており、外部から取り込まれる各種情報に基づき、燃料噴射弁４や燃料供給装置５等の内燃機関２の各種アクチュエータを操作することで内燃機関２の出力を制御する。

上記各種情報としては、クランク軸６の回転角度を検出するクランク軸センサ１４の検出値や、自動変速機構１０のシフト位置を検出するシフト位置センサ１６の検出値、自動変速機構１０の作動油の油温を検出する油温センサ１８の検出値、車両の走行速度を検出する車速センサ１９の検出値等、エンジンシステムの運転状態を検出する各種センサの検出値がある。ここで、シフト位置とは、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ等からなる。これらは、図示しないＡＴ用の電子制御装置によって自動変速機構１０が操作されることで実現されるものである。

上記各種情報としては、更に、ユーザインターフェース２０からの情報がある。このユーザインターフェース２０は、ユーザが加速を指示するためのアクセルペダル等を備えて構成される。

次に、ＥＣＵ１２による燃料噴射制御について説明する。

ＥＣＵ１２では、上記各種情報に基づき、燃料噴射制御を行なうべく、燃料噴射弁４を操作する。この燃料噴射弁４の操作量は、通常、燃料噴射弁４から燃料を噴射する期間（燃料噴射期間）を指示する駆動パルスである。すなわち、上記各種情報に基づき燃料噴射量の指令値である指令噴射量と燃料噴射期間（駆動パルス）との間には、図２に例示されるような一対一の関係があることから、指令噴射量に応じて駆動パルスを設定する。ちなみに、図２は、指令噴射量が大きいほど燃料噴射期間が長いことを示している。

ただし、実際の燃料噴射弁４には、個体差や経時変化等に起因した噴射特性のばらつきがあるため、駆動パルスを固定したとしても、各燃料噴射弁４から噴射される実際の噴射量は必ずしも所望される噴射量とはならない。特に内燃機関２の燃料噴射制御において用いられる多段噴射のうちパイロット噴射等の微小噴射については、実際の噴射量と所望される噴射量との差が燃料噴射制御において問題となるおそれがある。特に、駆動パルスと噴射量との間に図２に示される特性がある場合、駆動パルスの増加量に対する噴射量の増加量が矢印にて示す点において大きく変化するため上記差が問題となりやすい。この図２に示す例では、駆動パルスが比較的小さい領域においては、所望される噴射量とするための制御精度が特に低下しやすい。

このため、燃料噴射制御に際し、噴射特性のばらつきに起因して所望される噴射量と実際の噴射量との間に生じる差を補償するための学習値を学習することが望まれる。しかし、多段噴射を行なったときの内燃機関２の回転状態には、メイン噴射の影響が特に大きく現れるため、これに基づき微小噴射についての学習値を学習することは困難である。

そこで本実施形態では、実際の回転速度を目標とする回転速度にフィードバック制御する際の燃料噴射を、互いに略等しい噴射量の複数の噴射に分割して行なうようにする。これにより、これら複数の噴射が内燃機関２の回転状態に略同等な影響を及ぼすようにすることが可能となる。そして、予め定められた基準となる指令噴射量と上記フィードバック制御によって要求される指令噴射量との差分に基づき、上記噴射特性のばらつきを補償する学習値を学習することが可能となる。ただし、実際には、クランク軸６に付与される負荷量が変動するために、上記差分そのものを学習値として設定することは適切ではない。

このため、本実施形態では、上記基準となる指令噴射量と要求される指令噴射量との差から、上記フィードバック制御時においてクランク軸６に付与される負荷量と基準となる指令噴射量において想定されている負荷量とが異なることに起因した差を除去したものに基づき、学習値を学習するようにする。以下、これについて説明する。

図３に示すように、実際の回転速度をアイドル時の目標回転速度にフィードバック制御するアイドル安定化制御によって要求されるトータルの噴射量は、クランク軸６に付与される負荷量が大きいほど大きくなる。

また、図４に示されるように、上記互いに略等しい噴射量の複数の噴射を行なうことで実際の回転速度を目標とする回転速度にフィードバック制御（学習時制御）する際に要求されるトータルの噴射量も、クランク軸６に付与される負荷量が大きいほど大きくなる。

このため、例えばクランク軸６に負荷が付与されない無負荷時と同クランク軸６に一定負荷Ｌが付与されたときとについて、上記アイドル安定化制御によって要求されるトータル噴射量差と上記学習時制御によって要求されるトータルの噴射量差との間には、図５に示すような相関関係がある。すなわち、上記アイドル安定化制御によって要求されるトータル噴射量差が大きいほど、上記学習時制御によって要求されるトータルの噴射量差が大きくなっている。

図６に、この相関関係を噴射パターンの模式図にて示す。図示されるように、アイドル安定化制御時には、パイロット噴射ｐ（ここでは１段を例示）とメイン噴射ｍとが行なわれ、これらパイロット噴射ｐとメイン噴射ｍとのトータルの噴射量は、クランク軸６に負荷が付与されていないときよりも一定負荷Ｌが付与されているときの方が大きくなっている。また、パイロット学習制御時においても、略均等に分割された複数段の噴射（ここでは、５段を例示）のトータルの噴射量は、クランク軸６に負荷が付与されていないときよりも一定負荷Ｌが付与されているときの方が大きくなっている。

このため、先の図５に示した相関関係を予め実験等により測定してマップを作成することで、無負荷時と一定負荷時とについてのアイドル安定化制御時の噴射量差Ｑ２から、パイロット学習制御時の噴射量差Ｑ５を算出することができる。そして、図７に示すパイロット学習制御時の無負荷時におけるトータルの噴射量（基準噴射量ｑ０）に、この噴射量差Ｑ５を加算することで、図８に示すように、一定負荷時のトータルの噴射量「ｑ０＋Ｑ５」を得ることができる。

なお、本実施形態では、上記自動変速機構１０がパーキング（Ｐ）レンジとされているときを上記無負荷時に対応させるとともに、ドライブ（Ｄ）レンジとされているときを上記一定負荷時に対応させる。そして、Ｄレンジにおいて、アイドル安定化制御が行われる状況下、上記パイロット学習制御を行うことで学習頻度の確保を図る。

以下、上記原理に基づくパイロット噴射量の学習制御にかかる処理について詳述する。

図９に、アイドル安定化制御時における上記指令噴射量の差を検出するための処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ１２により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、Ｄレンジにおいてアイドル安定化制御がなされているか否かを判断する。そして、Ｄレンジにおいてアイドル安定化制御がなされているときには、ステップＳ１２において、回転速度が目標とする回転速度とされるときの噴射量を記憶する。ここでいう噴射量は、先の図６に示したアイドル安定化制御時の噴射パターンにおけるパイロット噴射ｐとメイン噴射ｍとについての指令噴射量を合計したものである。詳しくは、このアイドル安定化制御は、各気筒の燃焼エネルギのばらつきによる回転速度のばらつきを補償する制御をも行なうものであり、各気筒の燃料噴射弁４のそれぞれについて、個別に噴射量を記憶する。

続くステップＳ１４では、アイドル安定化制御がなされているときにおいて、特にクランク軸６に付与される負荷量を変動させる要因となり得る状態を記憶する。この状態としては、例えば油温センサ１８によって検出される油温や、ステップＳ１２の処理のなされた時刻等がある。

ここで、油温は、トルクコンバータ８内の粘性流体（作動油）の粘性係数を変動させる要因である。このため、油温が異なるとトルクコンバータ８によってクランク軸６に付与される負荷量が変動する。また、時刻は、上記作動油の劣化の度合いを示すパラメータとなるものである。作動油が劣化することによってもトルクコンバータ８によってクランク軸６に付与される負荷量が変動する。ちなみに、油温センサ１８は、自動変速機構１０の作動油の油温を検出するセンサであるが、この検出値は、トルクコンバータ８の作動油の温度の相当値となっている。なお、これら油温や時刻は、ステップＳ１２の処理がなされる度に更新される。

一方、ステップＳ１０においてＤレンジ且つアイドル安定化制御時でないと判断されると、ステップＳ１６においてＰレンジ且つアイドル安定化制御時であるか否かを判断する。そして、Ｐレンジにおいてアイドル安定化制御がなされていると判断されると、続くステップＳ１８，Ｓ２０において、ステップＳ１２，Ｓ１４と同様の処理を行なう。

なお、ステップＳ１４，Ｓ２０の処理が完了するときや、ステップＳ１６においてＰレンジでないか、アイドル安定化制御時でないと判断されるときには、この一連の処理を一旦終了する。

図１０、図１１に、パイロット学習制御にかかる処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ１２により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、先の図９のステップＳ１２の処理、換言すればＤレンジ時の噴射量の記憶の処理がなされているか否かを判断する。そしてＤレンジ時の噴射量の記憶の処理がなされているときには、ステップＳ３２に移行する。このステップＳ３２では、先の図９のステップＳ１８の処理、換言すればＰレンジ時の噴射量の記憶の処理がなされているか否かを判断する。そしてＰレンジ時の噴射量の記憶の処理がなされているときには、ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４では、学習条件が成立しているか否かを判断する。この学習条件は、上述したパイロット学習制御を行なうことが可能であるとの条件と、クランク軸６に付与される負荷の変動量が許容範囲内にあるとの条件とを含む。

すなわち、上記パイロット学習制御を行うことが可能であるとの条件には、車速センサ１９によって検出される車速がゼロであるとの条件や、シフト位置センサ１６によってＤレンジが検出されているとの条件、ユーザインターフェース２０のうちアクセルペダルが踏み込まれていないとの条件等がある。

これに対し、クランク軸６に付与されている負荷の変動量が許容範囲内にあるとの条件には、以下のものが含まれる。
・この一連の処理を行なうときに油温センサ１８によって検出される油温と先の図９のステップＳ１４及びステップＳ２０において記憶された油温とからなる３つの油温についてのいずれの２つの油温の差も予め定められた範囲内にあるとの条件。
・この一連の処理を行なう時刻（タイミング）と先の図９のステップＳ１２及びステップＳ１８の処理がなされた時刻との３つの時刻のいずれの２つの時間差も予め定められた範囲内にあるとの条件。

なお、上記条件の他に、例えば車両のヘッドライトが使用されていないとの条件や、車載空調装置が作動していないとの条件等を加えてもよい。

上記学習条件が成立していると判断されると、ステップＳ３６において学習実行条件が成立しているか否かを判断する。この判断は、パイロット噴射についての学習制御が所望される状況か否かを判断するものである。すなわち、例えば前回の学習制御からの内燃機関２の累積運転時間等によって、燃料噴射弁４の噴射特性に影響が生じるほどの経時変化が生じ得る状況か否かを判断する。

ステップＳ３６において学習実行条件が成立していると判断されると、ステップＳ３８において、先の図９のステップＳ１２におけるＤレンジ時の噴射量とステップＳ１８におけるＰレンジ時の噴射量との差を算出する。続くステップＳ４０では、これら噴射量差に基づき、先の図５に示した相関関係を定めるマップを用いて、パイロット学習制御時におけるＤレンジとＰレンジとの噴射量の差を算出する。

こうしてステップＳ４０の処理が完了すると、図１１のステップＳ４２に移行する。このステップＳ４２では、燃料供給装置５によって燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力を設定するとともに、内燃機関２の運転条件を予め定められた条件に固定する。この条件とは、例えばスロットルバルブの開度や、ＥＧＲ量の目標値等々、実際の回転速度を目標とする回転速度にフィードバック制御する際に要求される燃料噴射量を変動させる条件のことである。

一方、ステップＳ４４では、先の図６に示したパイロット学習制御時の噴射パターンによって実際の回転速度を目標とする回転速度に制御する際に要求される基準となる指令噴射量の総量である基本噴射量を算出する。ここで、基本噴射量は、Ｐレンジにおいて想定される基準となる指令噴射量の総量に、先の図１０のステップＳ４０において算出された噴射量差を加算することで得られる。

続くステップＳ４６は、ステップＳ４４で算出された基本噴射量をｎ個に均等に分割することで、ｎ回に分割して燃料噴射を実施する。ここでは、基本的には、基本噴射量の「１／ｎ」の量の噴射量に前回の学習値を加算した指令噴射量による燃料噴射をｎ回行なうこととなるが、これら各噴射間のインターバルの影響等を考慮して補正された指令噴射量としてもよい。なお、これについては上記特許文献１に示されている態様にて行なってもよい。

一方、ステップＳ４８では、各気筒における燃焼エネルギに起因したクランク軸６の回転速度の変動量のばらつきを補償すべく、各気筒の指令噴射量を補正する（ＦＣＣＢ補正量）。詳しくは、ｎ回の各々の噴射量を「ＦＣＣＢ補正量／ｎ」にて補正する。なお、この処理についての詳細も、上記特許文献１に示されている態様にて行なってもよい。

続くステップＳ５０においては、クランク軸６の平均的な回転速度を目標とする回転速度とすべく、全気筒の指令噴射量を同一の補正量（ＩＳＣ補正量）にて補正する。詳しくは、ｎ回の各々の噴射量を「ＩＳＣ補正量／ｎ」にて補正する。なお、この処理についての詳細も、上記特許文献１に示されている態様にて行なってもよい。

続くステップＳ５２では、先の図１０のステップＳ３４によって学習条件が成立していると判断されてから今までの間にクランク軸６の負荷を変動させる状況が生じていないかどうかを判断する。更にステップＳ５４では、内燃機関２の運転状態が安定しているか否かを判断する。ここでは、燃料噴射弁４に供給される燃料圧力が異なる複数の圧力のそれぞれにおいてこの一連の処理が実施されることに鑑み、例えば上記ＦＣＣＢ補正量やＩＳＣ補正量の変化量が所定の範囲内であるか否か等を判断する。

続くステップＳ５６では、現在の燃料の圧力における学習値を算出する。この学習値は、前回の学習値に、「ＦＣＣＢ補正量／ｎ」と「ＩＳＣ補正量／ｎ」とを加えることで算出される。続くステップＳ５８では、今回算出された学習値と前回の学習値との差が予め定められた範囲内にあるか否かを判断する。そして、定められた範囲内にあると判断されるときには、今回算出された学習値が正常であるとして、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０では、燃料噴射弁４に供給される圧力を変更してステップＳ４２〜ステップＳ５８の処理を行なう。こうして設定された圧力水準の全てについてステップＳ４２〜ステップＳ５８の処理が完了すると、ステップＳ６２において、今回新たに学習された学習値を、バックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等、ＥＣＵ１２への給電の有無にかかわらずその記憶情報を保持する不揮発性メモリに書き込む。

なお、先の図１０のステップＳ３０、Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６や、図１１のＳ５２，Ｓ５４，Ｓ５８において否定の判断がなされるときや、ステップＳ６２の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

こうして学習値が算出されると、この学習値に基づきパイロット噴射が行なわれる。このパイロット噴射の指令噴射量は、クランク軸６の回転速度とアクセルペダルの操作量と、学習値とに基づき算出される。なお、パイロット噴射についての指令噴射量の算出にかかる処理の詳細についても、上記特許文献１に記載されているものとしてもよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）Ｄレンジにおいてパイロット噴射の学習値を算出するに際し、ＰレンジとＤレンジとにおけるアイドル安定化制御時の噴射量差を用いた。これにより、パイロット学習制御時の指令噴射量と基準となる指令噴射量との差から、パイロット学習制御時のクランク軸６の負荷量が基準となる指令噴射量において想定されている負荷量と異なることに起因した差を除去したものに基づき、学習値を算出することができる。

（２）パイロット学習制御における噴射パターンを、予め定められた複数段の各段の噴射量を互いに略等しい値とするパターンとした。これにより、各段の噴射量を微小なものとしつつもそれら全てが回転状態の変化に略等しく寄与するようにすることができる。

（３）シフト位置がＤレンジとされているときにパイロット学習制御を行うことで、学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

（４）シフト位置がＤレンジにあるときとＰレンジにあるときとのそれぞれにおけるアイドル安定化制御時の油温の差が予め定められた範囲内であるときに、学習値の学習を許可した。これにより、油温の変動に起因したクランク軸６の負荷量の検出精度の低下を抑制することができる。

（５）シフト位置がＤレンジにあるときとＰレンジにあるときとのそれぞれにおけるアイドル安定化制御時の噴射量を記憶するタイミング間の時間差が予め定められた範囲内であるときに、学習値の学習を許可した。これにより、作動油の劣化に起因した負荷量の検出精度の低下を抑制することができる。

（６）パイロット学習制御時における油温と、アイドル安定化制御による噴射量の記憶時の油温との差が予め定められた範囲内であるときに、学習値の学習を許可した。これにより、油温の変動に起因した学習値の学習精度の低下を抑制することができる。

（７）パイロット学習制御のタイミングと、アイドル安定化制御による噴射量の記憶タイミングとの間の時間差が予め定められた範囲内であるときに、学習値の学習を許可した。これにより、作動油の劣化に起因した学習値の学習精度の低下を抑制することができる。

（８）車両が停止しているとき（駆動輪が停止しているとき）にパイロット学習制御を行った。これにより、駆動輪に加わる負荷量の変動による学習値の学習精度低下を好適に抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、先の図１に示したユーザインターフェース２０によってクルーズ制御をする旨の指示がなされると、ＥＣＵ１２では、車両を定速走行させるクルーズ制御を行う。そして、この間にパイロット学習制御を行なう。以下、これについて図１２に基づき説明する。

図１２に、本実施形態にかかるパイロット学習制御にかかる処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ１２により例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理においては、まずステップＳ７０においてクルーズ制御がなされているか否かを判断する。続くステップＳ７２では、内燃機関２の負荷が予め定められた値以下であるか否かを判断する。ここでは、クルーズ制御によって要求される指令噴射量が所定量以下であるとの条件を満たすか否かが判断される。これは、指令噴射量があまり大きいところでは、定速走行するために必要な基本噴射量をｎ等分することでパイロット噴射のような微小噴射における噴射量に近似させることが困難となるためである。なお、上記条件には、車載空調装置が作動していないとの条件やヘッドライトが点灯していないとの条件等、駆動輪以外の負荷がクランク軸６に付与される状況を回避する条件を追加してもよい。

ステップＳ７２において予め定められた値以下であると判断されると、ステップＳ７４において、負荷の変動量が予め定められた値以下であるか否かを判断する。これは、車両が走行している路面に凹凸がないかどうか等を判断するためのものである。

ステップＳ７４において予め定められた値以下であると判断されると、ステップＳ７６において目標回転速度へのフィードバック制御を行う。この目標回転速度は、定速走行を妨げないような値に設定されている。

続くステップＳ７８では、パイロット学習制御を行いつつ上記目標回転速度を維持することのできる基本噴射量を算出する。詳しくは、この基本噴射量は、以下のように算出すればよい。
・無風状態且つフラットな道をクルーズ制御によって所定の速度で定速走行する際に、クランク軸６の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御するときに要求される第１の噴射量を予め実験等によって定めておく。この噴射量には、駆動輪がクランク軸６の回転を抑止しようとする基準トルクを打ち消すための燃料量が含まれる。ここで、基準トルクは、上記運転状態において想定されるトルクである。
・無風状態且つフラットな道をクルーズ制御によって所定の速度で定速走行する際に、クランク軸６の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御するときに要求される噴射量であって且つ先の図６のパイロット学習制御における噴射パターンによって要求される噴射量である第２の噴射量を予め実験等によって定めておく。この噴射量にも、駆動輪がクランク軸６の回転を抑止しようとする上記基準トルクを打ち消すための燃料量が含まれる。
・現在の指令噴射量（詳しくは、パイロット噴射及びメイン噴射等のトータルの指令噴射量）と第１の噴射量との差と、第２の噴射量とから、現在の走行状況において、上記パイロット学習制御用の噴射パターンにより定速走行を維持するために必要な噴射量（基本噴射量）を算出する。この噴射量には、現在の走行状況において駆動輪がクランク軸６の回転を抑止しようとするトルクを打ち消すための噴射量が含まれている。

続くステップＳ８０では、先の図１１のステップＳ４６と同様、基本噴射量をｎ個に分割した噴射を行なう。詳しくは、この際には、既に取得されている学習値を上記分割した噴射量に加算する。

ステップＳ８２では、フィードバック制御によって要求される指令噴射量から、「基本噴射量／ｎ」を減算することで、今回の学習値を算出する。

続くステップＳ８４では、算出された学習値を不揮発性メモリに記憶する。ちなみに、この学習値の学習も、実際には、燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力が異なるいくつかの値において行なわれることが望ましい。

なお、上記ステップＳ７０、Ｓ７２，Ｓ７４の各処理において否定の判断がなされるときや、ステップＳ８４の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）の効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（９）駆動輪が回転しているときにパイロット学習制御を行なうことで、学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１の実施形態において、基準となる指令噴射量において想定される負荷量をＰレンジにおいて想定される負荷量とする代わりに、Ｎレンジにおいて想定される負荷量としてもよい。なお、この際には、ユーザがＮレンジにおいて一旦シフト位置を固定する頻度は極めて低いことに鑑み、例えばディーラによる車両の点検時等に、ディーラによりシフト位置をＮレンジに固定する制御を行うようにすることが望ましい。

・上記第１の実施形態において、基準となる指令噴射量において想定される負荷量は、ＰレンジやＮレンジにおいて想定される負荷量に限らない。任意の負荷量における基準となる指令噴射量を設定しておくなら、これとＤレンジにおけるアイドル安定化制御時の負荷量との差に基づき学習値の学習を行なうことはできる。ただし、この場合、トルクコンバータ８の機種毎に、これに充填される作動油の種別（流体摩擦接続部の流体の種別）や作動油の量（流体量）が異なることに起因してトルクコンバータ８がクランク軸６に付与する負荷量が異なることを学習値の学習制御に予め反映させることが望ましい。ちなみに、上記第１の実施形態のように基準となる指令噴射量において想定される負荷量とＤレンジにおける負荷量との差を用いる場合には、作動油の種別や量の変動による学習値の学習への影響を排除することができる。

・上記第１の実施形態において、Ｄレンジに加えて、Ｐレンジにおいて更にパイロット学習制御用の燃料噴射を行い、パイロット噴射のための学習値の学習を行なってもよい。ＰレンジはＤレンジよりも負荷変動の要因が少ないために、この学習により学習値の学習精度を向上させることができる。更に、Ｐレンジに代えて、Ｎレンジにおいて基準となる指令噴射量を定めて且つ、同Ｎレンジにおいてパイロット噴射のための学習値の学習を行なってもよい。

・噴射段数及び該各段間の噴射量の相対的な関係が予め定められたパターンの燃料噴射としては、予め定められた複数段の各段の噴射量を互いに略等しい値とするものに限らない。要は、上記パターンを任意に設定することで、パイロット噴射等における学習値を適切に学習することができればよい。

・学習値の学習対象となる燃料噴射としては、パイロット噴射に限らず、任意の噴射でよい。ただし、ディーゼルパティキュレートフィルタ等の後処理装置の再生のためのポスト噴射や上記パイロット噴射等の微小噴射については、メイン噴射を含む通常の燃料噴射制御によっては学習値の学習を精度良く行なうことが困難なため、学習のための上記パターンを設定して学習値の学習を行なうことが特に有効である。

・駆動輪とクランク軸６とを接続する接続装置としては、オートマティックトランスミッションに限らない。例えばマニュアルトランスミッションであってもよい。

第１の実施形態におけるエンジンシステムの全体構成を示す図。 指令噴射量と駆動パルスとの関係を示す図。 アイドル安定化制御時に要求される噴射量と負荷との関係を示す図。 パイロット学習制御時に要求される噴射量と負荷との関係を示す図。 異なる２つの負荷状態についてのアイドル安定化制御時に要求される噴射量差とパイロット学習制御時に要求される噴射量差との関係を示す図。 上記実施形態にかかる噴射パターンを例示する図。 無負荷時の噴射量を示す図。 一定負荷時の噴射量を示す図。 上記実施形態におけるアイドル安定化制御時に行なう処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態におけるパイロット学習制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態におけるパイロット学習制御の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるパイロット学習制御の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

２…内燃機関、４…燃料噴射弁、６…クランク軸、８…トルクコンバータ（流体摩擦接続部）、１０…自動変速機構、１２…電子制御装置（ＥＣＵ）。

Claims (12)

1. 接続装置により駆動輪と接続可能な内燃機関について、その燃料噴射弁を介した燃料の噴射制御に際し、所望される噴射量と実際の噴射量との差を補償すべく、前記燃料噴射弁の操作量の学習値を学習する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   噴射段数及び該各段間の噴射量の相対的な関係が予め設定されたパターンの燃料噴射により、前記出力軸の回転状態を目標とする回転状態にフィードバック制御する学習時制御手段と、
   前記パターンとは異なる燃料噴射に伴う前記出力軸の挙動に基づき、前記接続装置が前記出力軸に付与する負荷量を検出する負荷検出手段と、
   前記学習時制御手段による制御時に要求される操作量と基準となる操作量との差から、前記制御時に前記接続装置によって前記出力軸に付与される負荷量が前記基準となる操作量において想定されている負荷量と異なることに起因した差を除去したものに基づき、前記学習値を学習するための処理情報を記憶する記憶手段と、
   前記制御時に前記接続装置によって前記出力軸に付与される負荷量と略同一の負荷量が前記出力軸に付与される状態か否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記状態であると判断されるときの前記負荷検出手段の検出結果を前記処理情報に反映させることで前記学習値を学習する学習手段とを備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記パターンは、予め定められた複数段の各段の噴射量を互いに略等しい値とするものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記接続装置は、前記出力軸に接続される流体摩擦接続部と、シフト位置に応じて前記流体摩擦接続部の出力の回転速度を変速する自動変速機構とを備えて構成されるものであり、
   前記判断手段は、前記自動変速機構が前記制御時のシフト位置とされているときに、前記状態であると判断することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記学習時制御手段は、前記シフト位置がドライブレンジとされているときに、前記制御を行うものであることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記基準となる操作量において想定されている負荷量が、前記シフト位置がパーキングレンジ又はニュートラルレンジのいずれかのレンジであるときに前記出力軸に付与される負荷量であり、
   前記負荷検出手段は、前記パターンとは異なる燃料噴射により、前記出力軸の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御する回転制御手段を備えて構成されて且つ、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとにおいて前記回転制御手段によって要求される操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記流体摩擦接続部の流体の温度及びその相当値のいずれかを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、
   前記負荷検出手段は、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとのそれぞれにおける前記回転制御手段による制御時の前記温度及びその相当値のいずれかの差が予め定められた範囲内であるときに、前記操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 前記負荷検出手段は、前記流体の劣化の度合いを検出する流体劣化検出手段を更に備えて且つ、前記シフト位置がドライブレンジにあるときと前記いずれかのレンジにあるときとのそれぞれにおいて検出される劣化の度合いの差が予め定められた範囲内であるときに、前記操作量の差を前記検出結果とすることを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 前記流体摩擦接続部の流体の温度及びその相当値のいずれかを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、
   前記判断手段は、前記制御時における前記温度及びその相当値のいずれかとの差が予め定められた範囲内であるときに、前記状態と判断することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
9. 前記判断手段は、前記流体の劣化の度合いを検出する流体劣化検出手段を更に備えて且つ、前記制御時における前記流体の劣化の度合いとの差が予め定められた範囲内であるときに、前記状態と判断することを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
10. 前記学習時制御手段は、前記駆動輪が停止しているときに前記制御を行うものであって、
    前記判断手段は、前記駆動輪が停止しているときに前記状態であると判断することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
11. 前記負荷検出手段によって検出される負荷量には、前記駆動輪が回転状態にあるときに前記駆動輪が前記出力軸の回転を抑止しようとするトルクが含まれてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置。
12. 前記内燃機関がディーゼル機関であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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