JP2007032276A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 失火を防止する燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】 １燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき量の燃料を複数回の燃料噴射で供給するように各回の目標噴射量を決定する目標噴射量決定手段３と、１燃焼サイクルの補正量を決定する燃料噴射補正量決定手段４とを備えた燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射補正量決定手段４は、当該気筒における各回の目標噴射量の比率に応じて上記補正量を各回の燃料噴射に分配する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数気筒で多段噴射を行う燃料噴射制御装置に係り、失火を防止する燃料噴射制御装置に関する。

インジェクタによって燃料噴射を行う場合、アクセル踏み込み量やエンジン回転数等の要素に基づいて１燃焼サイクル中に供給するべき燃料の量がコンピュータ（ＥＣＵ）によって決定される。

複数の気筒を有するエンジンの場合、各気筒ごとにインジェクタが設置され、それぞれのインジェクタが当該気筒内に燃料を噴射することになる。従って、インジェクタの個体差が気筒間の性能の差となって現れる。つまり、インジェクタに対してコンピュータが命令として与える噴射量は一定であっても実際にインジェクタから噴射される噴射量はインジェクタ個体によってわずかながら異なるため、気筒間の出力エネルギに差が出る。

一方、エンジンの振動を抑制するためには、クランクシャフトの角速度が回転角によらず一定となることが望ましい。このためには、気筒間の出力エネルギ差をなくすことが必要であるから、各気筒において実際に噴射される燃料の量を均一にしなければならない。よって、命令上の噴射量を気筒間で調整することになる。これを気筒間補正という。具体的には、他の気筒より角速度が速い気筒は噴射量を減らし、他の気筒より角速度が遅い気筒は噴射量を増やすことで各気筒の角速度が同一となるように１燃焼サイクルの噴射量を気筒ごとに補正するのである。ある気筒において、１燃焼サイクルの補正前噴射量をＱＦＩＮ、気筒間補正量をＡｃｙｌ、補正後噴射量をＱＦＩＮＲとすると、
ＱＦＩＮＲ＝ＱＦＩＮ＋Ａｃｙｌ
となる。

また、エンジン個体間において、エンジン自体の性能のばらつきやインジェクタのばらつきによって、ＥＣＵが命令として与える噴射量が同じでもエンジンによって出力が違ってくる。これを均一にするための補正が出力補正（Ｑ調補正）である。具体的には、全負荷出力が一定となるよう噴射量を調整する補正を行うことになる。なお、各エンジン回転において最も出力が大きい部分を全負荷といい、その時の出力を全負荷出力という。ある気筒において、１燃焼サイクルの補正前噴射量をＱＦＩＮ、気筒間補正量をＡｐｏｗ、補正後噴射量をＱＦＩＮＲとすると、
ＱＦＩＮＲ＝ＱＦＩＮ＋Ａｐｏｗ
となる。

また、燃料は温度によって体積が異なる。すなわち、熱膨張で体積が大きくなると、インジェクタからある体積の燃料を噴射しても、所望する重量の燃料を噴射したことにならない。そこで、燃料温度によって重量燃料噴射量が変動しないよう、体積燃料噴射量を調整する補正を行うことになる。

これらの異なる項目の補正を全て実行すると、総合の補正量は、個々の項目における補正量を足し合わせたものになる。

特開２００４−２７９４８号公報 特開２００４−２７９３９号公報 特開２０００−２０５０２１号公報

ところで、インジェクタによる燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置にあっては、１燃焼サイクル中に供給するべき量の燃料を複数回の燃料噴射に分けて供給する多段噴射（マルチ噴射）制御が知られている。多段噴射制御には、噴射実行順にパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射と呼ばれる４回の燃料噴射を行うものが知られており、さらに、近年では、フィルタの目詰まり防止のために排気温度を上昇させて強制再生を図るべくアフター噴射の後にポスト噴射を行うこともある。

気筒が複数有り、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき燃料の量が決まると、多段噴射制御では、その量の燃料を複数回の燃料噴射で供給することになるので、ＥＣＵは、各気筒ごとの各回の目標噴射量を決定することが必要になる。

このような燃料噴射制御装置において、前述した各種補正を適用する方法として、従来はメイン噴射の目標噴射量に１燃焼サイクルの補正量を加算していた。例えば、プレ噴射とメイン噴射との２段噴射を行う燃料噴射制御装置において、プレ噴射目標噴射量をＰｐｒｅ、メイン噴射目標噴射量をＰｍａｉｎ、１燃焼サイクルの補正量をＡ、メイン噴射補正後噴射量をＰ’ｍａｉｎとすると、補正により決定される噴射量は、
Ｐｐｒｅ＋Ｐｍａｉｎ＋Ａ＝Ｐｐｒｅ＋Ｐ’ｍａｉｎ
となる。図５に、この補正のイメージを示す。すなわち、横軸は時間軸であり、その時間軸上の三角形は各回噴射を表し、その三角形の時間位置が噴射タイミングを、高さ（または面積）が噴射量を表し、破線（ただし、実線に重なる場合は実線を優先する）は目標噴射量、実線は補正後噴射量を表す（以下、各図においても同様とする）。この図を見ると、プレ噴射は補正の前後で噴射量に変化がなく、メイン噴射だけが補正によって噴射量が変化していることが分かる。

また、４回の燃料噴射を行う例でも、メイン噴射のみに補正が適用される。すなわち、パイロット噴射目標噴射量をＰｐｉｌ、プレ噴射目標噴射量をＰｐｒｅ、メイン噴射目標噴射量をＰｍａｉｎ、アフター噴射目標噴射量をＰａｆｔ、１燃焼サイクルの補正量をＡ、メイン噴射補正後噴射量をＰ’ｍａｉｎとすると、補正により決定される噴射量は、
Ｐｐｉｌ＋Ｐｐｒｅ＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ＋Ａ＝
Ｐｐｉｌ＋Ｐｐｒｅ＋Ｐ’ｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ
となる。図６に、図５と同様にして補正のイメージを示す。パイロット噴射、プレ噴射、アフター噴射は補正の前後で噴射量に変化がなく、メイン噴射だけが補正によって噴射量が変化していることが分かる。

しかしながら、１燃焼サイクルの補正量Ａとメイン噴射目標噴射量Ｐｍａｉｎとの大きさの関係により、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎがゼロあるいは微小になってしまうと、燃焼特性の変化や失火によるドライバビリティ（走行性能）の劣化、昇温不良という不具合が発生する可能性がある。例えば、図７に示すような補正が行われると、メイン噴射の噴射量が極端に少なくなっていることが分かる。

インジェクタでは噴射量が極端に少ないと、実際には噴射が起きない場合が生じる。このため、燃料噴射の回数が減ることになる。しかし、多段噴射においては、燃料噴射の回数は重要なファクタであり、回数が変わってしまうことは好ましくない。

また、多段噴射においては、メイン噴射より前の回の燃料噴射が重要であり、メイン噴射より前の回の燃料噴射で燃料が噴射されないと、失火が起こる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、失火を防止する燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、複数の気筒を有するエンジンの各気筒ごとに設置されて当該気筒内に燃料を噴射するインジェクタに対して、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき量の燃料を複数回の燃料噴射で供給するように各回の目標噴射量を決定する目標噴射量決定手段と、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき燃料量に対して１燃焼サイクルの燃料補正量を決定する燃料噴射補正量決定手段とを備えた燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射補正量決定手段は、当該気筒における各回の目標噴射量の比率に応じて上記補正量を各回の燃料噴射に分配するものである。

前記燃料噴射補正量決定手段は、複数回の燃料噴射のうち実行される順番が先となる燃料噴射から順に分配する補正量を決定し、その決定により当該回の燃料噴射における噴射量（目標噴射量＋補正量）が回ごとにあらかじめ定められた最低基準値を下回る場合には、噴射量が最低基準値以上となるよう補正量を決定し直し、この決定し直しによる当該回の燃料噴射における補正量増分は次回以降の燃料噴射における補正量から差し引くようにしてもよい。

前記燃料噴射補正量決定手段は、複数回の燃料噴射のうち実行される順番が後となる燃料噴射から順に、目標噴射量に補正量を加算して噴射量を決定し、この決定による当該回の燃料噴射における噴射量があらかじめ定められた最低噴射量を下回る場合には、噴射量が上記最低噴射量以上となるよう噴射量を決定し直し、この決定し直しによる当該回の燃料噴射における噴射量増分はそれより以前の回の燃料噴射における噴射量から差し引くようにしてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

多段噴射において噴射量補正によって噴射回数が変化することを抑制し、失火の虞を減少させることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本発明の基本的原理をパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射の４回に分けて燃料噴射を行う例によって説明すると、パイロット噴射目標噴射量をＰｐｉｌ、プレ噴射目標噴射量をＰｐｒｅ、メイン噴射目標噴射量をＰｍａｉｎ、アフター噴射目標噴射量をＰａｆｔ、１燃焼サイクルの補正量をＡ、パイロット噴射補正後噴射量をＰ’ｐｉｌ、プレ噴射補正後噴射量をＰ’ｐｒｅ、メイン噴射補正後噴射量をＰ’ｍａｉｎ、アフター噴射補正後噴射量をＰ’ａｆｔとしたとき、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき量とその１燃焼サイクルの補正量を合計し、
Ｐｐｉｌ＋Ｐｐｒｅ＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ＋Ａ＝
Ｐ’ｐｉｌ＋Ｐ’ｐｒｅ＋Ｐ’ｍａｉｎ＋Ｐ’ａｆｔ （１）
となる。このように、補正量を各回の燃料噴射に分配する。

このとき、各回の燃料噴射における補正量Ａｐｉｌ、Ａｐｒｅ、Ａｍａｉｎ、Ａａｆｔは、
Ａ＝Ａｐｉｌ＋Ａｐｒｅ＋Ａｍａｉｎ＋Ａａｆｔ （２）
の関係となる。
１燃焼サイクルに供給するべき燃料の量ΣＰは、
ΣＰ＝Ｐｐｉｌ＋Ｐｐｒｅ＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ （３）
であるから、補正により決定される各回噴射量は、
Ｐ’ｐｉｌ＝（Ａ×Ｐｐｉｌ／ ΣＰ）＋Ｐｐｉｌ （４）
Ｐ’ｐｒｅ＝（Ａ×Ｐｐｒｅ／ ΣＰ）＋Ｐｐｒｅ （５）
Ｐ’ｍａｉｎ＝（Ａ×Ｐｍａｉｎ／ ΣＰ）＋Ｐｍａｉｎ （６）
Ｐ’ａｆｔ＝（Ａ×Ｐａｆｔ／ ΣＰ）＋Ｐａｆｔ （７）
となる。すなわち、各回の燃料噴射における目標噴射量の比率に応じて１燃焼サイクルの補正量を各回の燃料噴射に分配することになる。

図１に補正のイメージを示す。各回の燃料噴射における目標噴射量は、図７の例と同じにしてある。また、１燃焼サイクルの補正量Ａも同じとしてある。図７の場合、メイン噴射だけが補正されて噴射量が極端に少なくなっていたのに対し、図１では、１燃焼サイクルの補正量Ａが全ての回の燃料噴射に分配されているため、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射のいずれにおいても、噴射量が極端に少なくなることがない。よって、燃焼特性の変化や失火が生じることがなく、確実に多段噴射における燃焼を実行させることができる。

さらに、本発明では、各回の燃料噴射における噴射量に対して最低基準値のガードをかけると好ましい。これらの最低基準値をαｐｉｌ、αｐｒｅ、αｍａｉｎ、αａｆｔとすると、例えば、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌを決定するに際して、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌが最低基準値αｐｉｌを下回るようであれば、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌが最低基準値αｐｉｌ以上となるよう、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌを決定し直す。これにより、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌ＝最低基準値αｐｉｌとなる。このガードにより、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌがゼロまたは微小になるおそれが低減する。

なお、最低基準値αｐｉｌ、αｐｒｅ、αｍａｉｎ、αａｆｔは、インジェクタの設計上、制御可能な噴射量の最小値（２ｍｍ³程度）であったり、各回の燃料噴射において必要と思われる最小値である。

各回の燃料噴射における補正量の具体的な計算の流れは次のようになる。

まず、最初の回の燃料噴射におけるパイロット噴射補正量Ａｐｉｌは、
Ａｐｉｌ＝Ａ×Ｐｐｉｌ／（Ｐｐｉｌ＋Ｐｐｒｅ
＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ） （８）
となる。ただし、このままパイロット噴射補正量Ａｐｉｌを採用したときに、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌが、
Ｐ’ｐｉｌ＝Ａｐｉｌ＋Ｐｐｉｌ＜αｐｉｌ （９）
となるような場合、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌは、
Ａｐｉｌ＝αｐｉｌ−Ｐｐｉｌ （１０）
とする。

次に、プレ噴射補正量Ａｐｒｅは、
Ａｐｒｅ＝（Ａ−Ａｐｉｌ）×Ｐｐｒｅ／（Ｐｐｒｅ
＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ） （１１）
となる。ただし、このままプレ噴射補正量Ａｐｒｅを採用したときに、プレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅが、
Ｐ’ｐｒｅ＝Ａｐｒｅ＋Ｐｐｒｅ＜αｐｒｅ （１２）
となるような場合、プレ噴射補正量Ａｐｒｅは、
Ａｐｒｅ＝αｐｒｅ−Ｐｐｒｅ （１３）
とする。

そして、メイン噴射補正量Ａｍａｉｎは、
Ａｍａｉｎ＝（Ａ−Ａｐｉｌ−Ａｐｒｅ）×Ｐｍａｉｎ
／（Ｐｍａｉｎ＋Ｐａｆｔ） （１４）
となる。ただし、このままメイン噴射補正量Ａｍａｉｎを採用したときに、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎが、
Ｐ’ｍａｉｎ＝Ａｍａｉｎ＋Ｐｍａｉｎ＜αｍａｉｎ （１５）
となるような場合、メイン噴射補正量Ａｍａｉｎは、
Ａｍａｉｎ＝αｍａｉｎ−Ｐｍａｉｎ （１６）
とする。

最後に、アフター噴射補正量Ａａｆｔは、無条件に、
Ａａｆｔ＝Ａ−Ａｐｉｌ−Ａｐｒｅ−Ａｍａｉｎ （１７）
とする。

このように、最低基準値のガードをかける実施形態では、実行される順番が先となる燃料噴射から順に分配する補正量を決定し、その決定により当該回の燃料噴射における噴射量（目標噴射量＋補正量）が回ごとにあらかじめ定められた最低基準値αｐｉｌ、αｐｒｅ、αｍａｉｎ、αａｆｔを下回る場合には、噴射量がこれらの最低基準値以上となるよう補正量を決定し直すことになる。そして、この決定し直しによる当該回の燃料噴射における補正量増分は次回以降の燃料噴射における補正量から差し引くことになる。つまり、分配比率を決めるための分母、分子を単純にΣＰ、Ａとせず、決定済みの数量は分母、分子から次々と省いていく。これにより、決定し直しによる補正量増分が次回以降の燃料噴射に繰り越されていくことになる。ただし、最後の回となるアフター噴射については、繰り越す先がないので、無条件にそれまでの繰越分を総合して補正量を決定することになる。

さらに、本発明では、各回の燃料噴射における噴射量に対して最低噴射量のガードをかけると好ましい。最低噴射量は、全ての回の燃料噴射に共通した値βとし、ここでは、β＝０とした場合について説明する。

各回の燃料噴射における噴射量の具体的な計算の流れは次のようになる。

まず、最後の回の燃料噴射におけるアフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔは、無条件に、
Ｐ’ａｆｔ＝Ａａｆｔ＋Ｐａｆｔ （１８）
とする。計算上では、Ｐ’ａｆｔ＜０（βで考えた場合は、Ｐ’ａｆｔ＜β）となる場合が含まれることになる。

次に、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎは、
Ｐ’ｍａｉｎ＝Ａｍａｉｎ＋Ｐｍａｉｎ （１９）
とする。ただし、直前の計算においてアフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔが、
Ｐ’ａｆｔ＜０（βで考えた場合は、Ｐ’ａｆｔ＜β） （２０）
となるような場合、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎは、
Ｐ’ｍａｉｎ＝Ａｍａｉｎ＋Ｐｍａｉｎ＋Ｐ’ａｆｔ
（βで考えた場合は、Ｐ’ａｆｔの項がＰ’ａｆｔ−β）
（２１）
とする。

そして、プレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅは、
Ｐ’ｐｒｅ＝Ａｐｒｅ＋Ｐｐｒｅ （２２）
とする。ただし、直前の計算においてメイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎが、
Ｐ’ｍａｉｎ＜０（βで考えた場合は、Ｐ’ｍａｉｎ＜β） （２３）
となるような場合、プレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅは、
Ｐ’ｐｒｅ＝Ａｐｒｅ＋Ｐｐｒｅ＋Ｐ’ｍａｉｎ
（βで考えた場合は、Ｐ’ｍａｉｎの項がＰ’ｍａｉｎ−β）
（２４）
とする。

最後に、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌは、
Ｐ’ｐｉｌ＝Ａｐｉｌ＋Ｐｐｉｌ （２５）
とする。ただし、直前の計算においてプレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅが、
Ｐ’ｐｒｅ＜０（βで考えた場合は、Ｐ’ｐｒｅ＜β） （２６）
となるような場合、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌは、
Ｐ’ｐｉｌ＝Ａｐｉｌ＋Ｐｐｉｌ＋Ｐ’ｐｒｅ
（βで考えた場合は、Ｐ’ｐｒｅの項がＰ’ｐｒｅ−β）
（２７）
とする。

このように、最低噴射量のガードをかける実施形態では、実行される順番が後となる燃料噴射から順に、目標噴射量に補正量を加算して噴射量を決定し、この決定による当該回の燃料噴射における噴射量があらかじめ定められた最低噴射量β（ここではβ＝０）を下回る場合には、最低噴射量βを下回った噴射量をそれより以前の回の燃料噴射における噴射量から差し引くことになる。これにより、最後の回となるアフター噴射においてアフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔが０（β）以下、つまり噴射量が０（β）以下となる状態になるような補正量の配分を決めてしまったときでも、そのマイナス分を一つ前の回であるメイン噴射において、そのマイナス分を噴射量を減らしておくことができる。この結果、多段噴射において全ての回の燃料噴射をバランス良くすることができる。すなわち、今回のように、前述の最低基準値αを制御可能、もしくは各噴射に必要とされる最小値であって、それらを下回っても噴射可能である量にして、最低噴射量βを噴射不可能な量にすると、相互の補正において噴射回数が減少する虞がより抑制される。

次に、本発明の燃料噴射制御装置のハードウェア構成を説明する。

図２に示されるように、本発明に係る燃料噴射制御装置は、複数の気筒１を有するエンジンの各気筒１ごとに設置されて当該気筒１内に燃料を噴射するインジェクタ２に対して、１燃焼サイクル中に当該気筒１に供給するべき量の燃料を複数回の燃料噴射で供給するように各回の目標噴射量を決定する目標噴射量決定手段３と、１燃焼サイクル中に当該気筒１に供給するべき量に対して、気筒１間のばらつきを補正する気筒間補正、エンジン個体間のばらつきを補正する出力補正、燃料温度による膨張分を補正する燃料温度補正のうちのひとつ以上の補正により、１燃焼サイクルの補正量を決定する燃料噴射補正量決定手段４とを備えた燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射補正量決定手段４は、当該気筒１における各回の目標噴射量の比率に応じて上記補正量を各回の燃料噴射に分配するものである。

燃料噴射補正量決定手段４が最低基準値のガード及び最低噴射量のガードをかけることは既に説明した通りである。

目標噴射量決定手段３及び燃料噴射補正量決定手段４は、ＥＣＵ５内にソフトウェアとして搭載することができる。ＥＣＵ５は、アクセル踏み込み量センサ６を含む各種の公知の車両状態センサに接続されていると共に、目標噴射量決定手段３及び燃料噴射補正量決定手段４となるソフトウェアや定数、マップを記憶するメモリ、センサデータや計算結果を記憶するメモリを内蔵しているものである。

燃料噴射補正量決定手段４が行う計算処理のうち、本発明の特徴となっている補正量分配の計算処理について図３、図４を用いて説明する。気筒間補正、出力補正、燃料温度補正、その他の補正を総合した１燃焼サイクルの補正量Ａを決定する方法はマップデータ等を使用する公知の技術であるから説明を省略する。

ステップＳ１では、１燃焼サイクルの補正量Ａを決定する。補正量Ａは、多段噴射を構成する全ての回の燃料噴射における目標噴射量の総和に対してどれだけ補正をかけるかを示す量である。補正量Ａは、正負の値を取り得る。

ステップＳ２では、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌを決定する。すなわち、目標噴射量の総和のうちパイロット噴射目標噴射量Ｐｐｉｌがどれだけの比率を占めるかを計算し、その比率と補正量Ａとを掛け合わせることで、補正量Ａのうちパイロット噴射に配分する補正量を計算することになる（式（８）参照）。

ステップＳ３では、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌとパイロット噴射目標噴射量Ｐｐｉｌを足し合わせたパイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌがあらかじめ定められた最低基準値αｐｉｌよりも大きいか否かを判断する（図中の式は式（９）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。

ステップＳ４では、ステップＳ３における判断結果がＮＯであるから、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌを式（１０）で算出する。すなわち、パイロット噴射補正量Ａｐｉｌとパイロット噴射目標噴射量Ｐｐｉｌを足し合わせたものが少なくとも最低基準値αｐｉｌには達するように担保しておく。

ステップＳ５では、プレ噴射補正量Ａｐｒｅを決定する。このとき、補正量Ａからパイロット噴射補正量Ａｐｉｌを差し引くと共に、１燃焼サイクルに供給するべき燃料の量からパイロット噴射目標噴射量Ｐｐｉｌを除外する。つまり、補正量Ａからパイロット噴射補正量Ａｐｉｌを除外した補正量について、プレ噴射に配分する補正量を計算することになる（式（１１）参照）。この計算の前にステップＳ４を経由していた場合、式（１０）によってパイロット噴射補正量Ａｐｉｌを決めたことによる繰越分が配分に加わることになる。

ステップＳ６では、プレ噴射補正量Ａｐｒｅとプレ噴射目標噴射量Ｐｐｒｅを足し合わせたプレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅがあらかじめ定められた最低基準値αｐｒｅよりも大きいか否かを判断する（図中の式は式（１２）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。

ステップＳ７では、ステップＳ６における判断結果がＮＯであるから、プレ噴射補正量Ａｐｒｅを式（１３）で算出する。

ステップＳ８では、メイン噴射補正量Ａｍａｉｎを決定する（式（１４）参照）。

ステップＳ９では、メイン噴射補正量Ａｍａｉｎとメイン噴射目標噴射量Ｐｍａｉｎを足し合わせたメイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎがあらかじめ定められた最低基準値αｍａｉｎよりも大きいか否かを判断する（図中の式は式（１５）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。

ステップＳ１０では、ステップＳ９における判断結果がＮＯであるから、メイン噴射補正量Ａｍａｉｎを式（１６）で算出する。

ステップＳ１１では、アフター噴射補正量Ａａｆｔを決定する（式（１７）参照）。

ステップＳ１２では、アフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔを決定する。個々で決定されたアフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔは、実際にアフター噴射においてインジェクタに与えられる制御量となる（式（１８）参照）。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２で決定されたアフター噴射補正後噴射量Ｐ’ａｆｔが０より大かどうかを判断する（図中の式は式（２０）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。これは、ステップＳ１からステップＳ１１までの過程で補正量を決定する際に順次繰り越された分によって、アフター噴射における噴射量が計算上で最低噴射量β以下（マイナス）となるかどうかを判断していることになる。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３における判断結果がＹＥＳであるから、式（１９）によって、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎを決定する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１３における判断結果がＮＯであるから、式（２１）によって、メイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎを決定する。つまり、アフター噴射量が最低噴射量β以下となる差分をメイン噴射から取り除いているわけである。

ステップＳ１６では、ステップＳ１４，１５で決定されたメイン噴射補正後噴射量Ｐ’ｍａｉｎが（β）０より大かどうかを判断する（図中の式は式（２３）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６における判断結果がＹＥＳであるから、式（２２）によって、プレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅを決定する。

ステップＳ１８では、ステップＳ１６における判断結果がＮＯであるから、式（２４）によって、プレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅを決定する。

ステップＳ１９では、ステップＳ１７，１８で決定されたプレ噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｒｅが０（β）より大かどうかを判断する（図中の式は式（２６）とは不等号が逆であるが、意図は同じ）。

ステップＳ２０では、ステップＳ１９における判断結果がＹＥＳであるから、式（２５）によって、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌを決定する。

ステップＳ２１では、ステップＳ１９における判断結果がＮＯであるから、式（２７）によって、パイロット噴射補正後噴射量Ｐ’ｐｉｌを決定する。

ステップＳ１２からステップＳ２１までの過程は、ステップＳ１〜Ｓ１１で決定された補正量を適用する際に各噴射量が最低噴射量β以下となる噴射量の差分を、逆のルートを辿って回収していることに相当する。

以上説明した本発明の実施形態によれば、各回の燃料噴射における補正量が各回の燃料噴射における目標噴射量の比率に合わせて分配されるため、特定の回の燃料噴射だけが補正によって大きな影響を受けることが回避される。

また、最低基準値のガードあるいは最低噴射量のガードをかけることにより、決定される補正量あるいは噴射量がマイナス、ゼロ、インジェクタの最低噴射能力以下の値、最低必要とされる値以下の値などになることを回避することができるので、必要な回の燃料噴射がなくなってしまうのを防ぐことができる。つまり、回数が変化するおそれが減る。また、これらのガードにおける補正量あるいは噴射量の計算をタイミング順に繰り越して計算する方法により、メイン噴射より前の回の燃料噴射において確実に燃料を噴射することができる。そして、多段噴射であること（つまり、複数回の燃料噴射が実際に行われること）を維持しつつ、気筒間補正、出力補正、燃料温度補正を総合した補正を行うことが可能になる。

なお、上記の実施形態では、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射と呼ばれる４回の燃料噴射を行うものとしたが、２回以上何回に分けて燃料を噴射する場合でも本発明は実施できる。また、最低噴射量βは０、すなわち噴射不可能な量としたが、最低基準値αによる制限量より小さければよい。また、各噴射に対し別々の値を設定してもよい。

本発明の一実施形態による燃料噴射制御装置における燃料噴射イメージ図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射制御装置のハードウェア構成図である。 本発明の一実施形態による補正量分配の計算処理のフローチャート（前半）である。 本発明の一実施形態による補正量分配の計算処理のフローチャート（後半）である。 従来の燃料噴射制御装置における燃料噴射イメージ図である。 従来の燃料噴射制御装置における燃料噴射イメージ図である。 従来の燃料噴射制御装置における燃料噴射イメージ図である。

符号の説明

１ 気筒
２ インジェクタ
３ 目標噴射量決定手段
４ 燃料噴射補正量決定手段
５ コンピュータ（ＥＣＵ）

Claims (3)

1. 複数の気筒を有するエンジンの各気筒ごとに設置されて当該気筒内に燃料を噴射するインジェクタに対して、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき量の燃料を複数回の燃料噴射で供給するように各気筒ごとの各回の目標噴射量を決定する目標噴射量決定手段と、１燃焼サイクル中に当該気筒に供給するべき燃料量に対して１燃焼サイクルの燃料補正量を決定する燃料噴射補正量決定手段とを備えた燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射補正量決定手段は、当該気筒における各回の目標噴射量の比率に応じて上記補正量を各回の燃料噴射に分配することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射補正量決定手段は、複数回の燃料噴射のうち実行される順番が先となる燃料噴射から順に分配する補正量を決定し、その決定により当該回の燃料噴射における噴射量（目標噴射量＋補正量）が回ごとにあらかじめ定められた最低基準値を下回る場合には、噴射量が最低基準値以上となるよう補正量を決定し直し、この決定し直しによる当該回の燃料噴射における補正量増分は次回以降の燃料噴射における補正量から差し引くようにすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記燃料噴射補正量決定手段は、複数回の燃料噴射のうち実行される順番が後となる燃料噴射から順に、目標噴射量に補正量を加算して噴射量を決定し、この決定による当該回の燃料噴射における噴射量があらかじめ定められた最低噴射量を下回る場合には、噴射量が上記最低噴射量以上となるよう噴射量を決定し直し、この決定し直しによる当該回の燃料噴射における噴射量増分はそれより以前の回の燃料噴射における噴射量から差し引くようにすることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
   

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