JP2009299511A

JP2009299511A - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2009299511A
Application number: JP2008152158A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 弘之湯浅
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】燃料噴射に伴って生じる燃料圧力が脈動する変化によって増圧する時期に、燃料噴射を断続的に行うことにより可変噴射量制御を行える燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】燃料噴射弁６は、コモンレール１３から供給される燃料をエンジン１の燃焼室に噴射する。燃料圧力センサ３７は、燃料噴射弁６への燃料圧力を検出して燃料圧力信号を出力する。ＥＣＵ２は、検出された燃料圧力信号に基づいて燃料噴射弁６を制御し、燃料を噴射した際に変動する燃料圧力がピーク値を示す時間を学習し、ピーク値を示す時間に合わせて次回以降の噴射時期を補正して噴射量を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コモンレールを用いた燃料噴射制御装置に関する。

ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射制御装置においては、エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射するインジェクター（以下、燃料噴射弁ともいう）に蓄圧された燃料を供給するコモンレールシステムが多く利用されている。このようなコモンレールシステムでは、瞬時に規定量を噴射させることができるように、高圧ポンプによって加圧された燃料が供給されている。
また、インジェクターの応答性改善によりインジェクターから短い噴射時間で燃料を噴射することもできるようになっている。このような応答性の高いインジェクターと前述した高圧に蓄圧できるコモンレールを組み合わせることによって燃料を勢いよく燃焼室に噴射し、燃料を微粒化して、燃焼特性を改善することができるようになっている。このように燃焼特性を改善することによって、排出ガスのさらなるクリーン化を図ることが行われている。

また、ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量によって出力特性が左右される。つまり、必要なときに必要な量の燃料をエンジンに供給するために、燃料噴射制御装置では燃料の噴射を適切に管理することが必要とされている。

このような燃料噴射制御装置において、燃料の噴射量を適切に制御するには、燃料圧力を安定化させる必要がある。しかし、インジェクターにより短い時間で噴射が行われると、コモンレール内に圧力変動が生じ燃料圧力が安定しなくなる状態が発生することになる。そのため、このような圧力変動を考慮して、燃料噴射を制御する技術が存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平１１−１５９３７２号公報特開２０００−１７０５８５号公報

上記の技術では、コモンレールに配置された燃料圧力センサによって検出された圧力信号から、噴射によって発生する燃料圧力の変動を考慮して、噴射時期および噴射時間の制御を行う技術が開示されている。しかしながら、この技術によると、燃料圧力が脈動することによって所定圧力が高くなることで所望の噴射量より多く噴射することが開示されているが、燃料圧力が低下している時期（低圧側）にも燃料の噴射を行っており、この分だけ噴射率が低下するという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、燃料噴射に伴って生じる燃料圧力の脈動による影響を考慮し燃料の噴射率を高めて燃料噴射を行う燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記問題を解決するために、請求項１に記載した発明は、内燃機関（例えば、実施形態によるエンジン１）に燃料を噴射する燃料噴射制御装置（例えば、実施形態による燃料噴射制御装置１０）において、前記燃料を供給する燃料供給手段（例えば、実施形態によるコモンレール１３）と、前記内燃機関の燃焼室に前記燃料を噴射する燃料噴射手段（例えば、実施形態による燃料噴射弁６）と、前記燃料噴射手段の燃料圧力を検出して燃料圧力信号を出力する圧力検出手段（例えば、実施形態による燃料圧力センサ３７）と、検出された燃料圧力信号に基づいて前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段（例えば、実施形態によるＥＣＵ２）と、を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射によって変動する燃料圧力変動を記録し、燃料噴射を停止した後に増圧する燃料圧力を利用して繰り返し噴射する際に、記憶された前記燃料圧力変動に基づいて圧力が最大となる時期に噴射時期を補正して噴射量を制御することを特徴とする燃料噴射制御装置である。これにより、燃料噴射制御手段は、燃料供給手段から供給される燃料に生じる燃料圧力変動のピーク値にあわせ増圧側のみを用い燃料の噴射率を高めて燃料噴射手段による噴射時期を設定することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記燃料噴射制御手段は、前記燃料噴射制御手段により燃料を噴射した際に検出された燃料圧力値から噴射による燃料圧力変動量の増加側のピーク値を示すピーク時間を算出し、この算出されたピーク時間に基づいて、次回以降の噴射時期を補正することを特徴とする。これにより、燃料噴射制御手段は、燃料供給手段から供給される燃料に生じる燃料圧力変動によって圧力が増加するときのピーク値となるタイミングにあわせて燃料噴射手段による噴射時期を設定することができる。

請求項１に記載した発明によれば、燃料噴射によって生じる燃料圧力変動を積極的に利用するため、燃料噴射手段による燃料噴射によって変動する燃料圧力変動を記録し、燃料噴射を停止した後に増圧する燃料圧力の増圧側を利用して繰り返し噴射する際に、記憶された燃料圧力変動に基づいて圧力が最大となる時期を算出し、燃料噴射時点から燃料圧力がピーク値を示す時間を、その時間に合わせて次の噴射の際にピーク値を示すと推定されるタイミングで噴射させることにより、燃料供給手段で蓄圧されている標準圧力よりも高い圧力を利用して噴射させることができ、噴射時間を短縮させた効率の良い噴射制御が行える。この燃料噴射によって生じる燃料圧力変動は、燃料噴射量を制御する際に影響を与えるものであったため、この圧力変動を避けるように噴射制御を行うか、あるいは、安定化された燃料圧力であることを前提とした噴射制御とされていたこれまでの燃料噴射制御と異なり、変動によって生じる燃料圧力変動を有効に利用して燃料の噴射率を高め燃料噴射制御を実施することができる。

請求項２に記載した発明によれば、燃料噴射終了後に生じる燃料圧力変動の第１波形によって生じる圧力増加のピーク値を示すピーク時間に基づいて次回以降の噴射で連続噴射を行うタイミングを設定することができ、最も圧力増加の大きくなるタイミングを有効に利用することにより噴射制御を効率よく行うことができる。また、燃料圧力が変動する時期に噴射をおこなうことにより噴射の途中で噴射量を可変させる効果（可変噴射量）も期待することができる。

図１を参照し本発明における実施形態の燃料噴射制御装置１０について説明する。燃料噴射制御装置１０は、図示されない車両に搭載されるディーゼルエンジン（以下、エンジン１という）に適応され、エンジン１の燃焼室に供給される燃料の噴射を制御する。

燃料タンク１１は、エンジン１に供給される燃料が収容される。その燃料タンク１１内には、低圧ポンプＰ１が設けられている。
低圧ポンプＰ１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に接続されているモータＰ１−Ｍが設けられている。低圧ポンプＰ１は、ＥＣＵ２によってモータＰ１−Ｍが制御され、エンジン１の運転中に常時作動する電動ポンプであり、燃料タンク１１内の燃料を所定圧（例えば、５ｂａｒ（バール））まで増圧して吐出する。
低圧ポンプＰ１の吸入側にはフィルタ１７が設けられ、吐出側には燃料供給路１２が接続される。接続される燃料供給路１２には、ＥＣＵ２からの制御によって燃料の温度制御を行うヒータを備えるフィルタ１８と、同じくＥＣＵ２からの制御によって低圧ポンプＰ１から供給される燃料の流量を制御する電磁流量制御弁２１とが順次設けられている。

フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２には、燃料タンク１１に燃料を戻す燃料戻し路１６が分岐接続される。燃料戻し路１６には、燃料供給路１２の圧力制御を行う圧力制御弁２２が介装されている。圧力制御弁２２は、燃料供給路１２の圧力が前述の所定圧を超えたときに開弁して燃料戻し路１６を介して燃料を燃料タンク１１内に戻す。

電磁流量制御弁２１の下流側には、高圧ポンプＰ２が接続され、高圧ポンプＰ２の吐出側には高圧配管１３ａを介してコモンレール１３が接続されている。高圧ポンプＰ２は、低圧ポンプＰ１から供給される燃料をさらに増圧してコモンレール１３に供給する。高圧ポンプＰ２によって吐出される燃料は、電磁流量制御弁２１において流量制御されることにより、その圧力が制御されることとなる。
高圧ポンプＰ２に取り付けられた燃料温度センサ３５は、高圧ポンプＰ２によって加圧された燃料の温度を検出し、検出された温度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｃが接続され、この高圧配管１３ｃには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｃには、電磁圧力制御弁２３が設けられ、電磁圧力制御弁２３から燃料戻し路１６までは、燃料戻し路１４で接続されている。
この電磁圧力制御弁２３は、機械的に動作する機能と、接続されるＥＣＵ２からの制御によって電気的に動作する機能を有している。機械的な動作では、高圧ポンプＰ２の運転により燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘ（例えば、２０００ｂａｒ（バール））を超えたときに、開弁する。これにより、コモンレール１３内の燃料が燃料タンク１１内に戻され、燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘまで低減される。また、電気的動作では、必要に応じて出力されるＥＣＵ２からの減圧指示にしたがって弁が開放されることによりコモンレール１３内に蓄圧された燃料を放出し減圧することができる。

また、コモンレール１３は、高圧ポンプＰ２によって加圧され供給される燃料の量と、電磁圧力制御弁２３などで放出され減圧される量とをバランスさせることによって、その内部空間を高圧の状態（例えば、２０００ｂａｒ（バール））で蓄える燃料室となる。コモンレール１３には、燃料圧力センサ３７が取り付けられ、この燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌを検出し、検出された圧力を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
このコモンレール１３には、エンジン１に燃料を噴射する４つの燃料噴射弁６−１〜６−４（以下、まとめて表すときには「燃料噴射弁６」という。）に燃料を供給する高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４が接続されている。
燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２からの信号により開弁してコモンレール１３から供給される燃料をエンジン１の燃焼室内に噴射する。

燃料戻し路１５は、それぞれの燃料噴射弁６からの燃料の戻り路を示し、並列に接続されるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５を介して低圧ポンプＰ１とフィルタ１８との間の燃料供給路１２に接続されている。
この燃料戻し路１５の途中に設けられるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５は、燃料噴射弁６からの排出油の圧力を一定に調整する。圧力制御バルブ２５は、エンジン１の運転開始時には、燃料供給路１２から燃料噴射弁６に至る燃料戻し路１５を燃料供給路１２に接続される低圧ポンプＰ１によって加圧させる働きも有する。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成される。
ＥＣＵ２は、エンジン１に設けられたクランク角センサ３３によって検出されるエンジン１のクランク角度情報から、燃料噴射弁６での燃料噴射タイミングを制御する。また、ＥＣＵ２は、前述した燃料温度センサ３５、燃料圧力センサ３７などの検出信号に応じてエンジン１の運転状態を判断し、電磁流量制御弁２１、電磁圧力制御弁２３、低圧ポンプＰ１を制御することによりコモンレール１３の圧力を制御するとともに、燃料噴射弁６を開閉動作させることにより燃料噴射制御を実行する。

以上に示した構成により、この燃料噴射制御装置１０では、電磁流量制御弁２１により流量制御される高圧ポンプＰ２の運転状態、電磁圧力制御弁２３の開閉状態、および燃料噴射弁６の開閉状態により、コモンレール１３の燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定値Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘを上限とする範囲内で制御される。
なお、図１で示される実線での接続は、燃料系の配管を示し、一点鎖線での接続は、電気信号による制御線での接続を示すものとする。また、燃料タンク１１内に低圧ポンプＰ１が設けられていることとしたが、低圧ポンプＰ１を燃料タンク１１の外に配置したものでも良い。

次に、燃料噴射制御装置１０における燃料噴射により発生するコモンレール１３の燃料圧力変動について説明する。
図２（ａ）は、ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に入力される燃料噴射制御信号の変化を示したグラフである。（ｂ）は、波形２ａの燃料噴射制御信号により燃料噴射制御を行ったときのコモンレール１３の燃料圧力の変化を示したグラフである。（ｃ）は、上記の燃料噴射を行ったときの燃料噴射率のグラフである。これらのグラフにおいて、横軸は、時間（秒）を示し、縦軸は、それぞれ燃料噴射制御信号の電圧（Ｖ（ボルト））、燃料圧力（ｂａｒ（バール））、燃料噴射率（ｍｍ^３／ｍ秒（立方ミリメートル毎ミリ秒））を示す。
これらのグラフにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に、ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に波形２ａに示される燃料噴射制御信号が入力され、その噴射期間を含む時刻ｔ０（０．０４１秒）から時刻ｔ６（０．０４６秒）までの間の燃料圧力の変化が検出され、その検出結果が記録される範囲が示されている。

波形２ｂには、時刻ｔ１で燃料噴射弁６に噴射開始指示が入力されて燃料噴射が行われ、時刻ｔ２から燃料圧力が徐々に低下していることが示されている。また、時刻ｔ３で燃料噴射弁６に噴射停止指示が入力されたことにより、噴射中に徐々に低下していた燃料圧力が、時刻ｔ４で最小ピーク値を示し、時刻ｔ４以降上昇に転じることが示されている。この燃料圧力の上昇は、噴射開始前の標準圧力よりも高い値を示すようになり時刻ｔ５で最大ピーク値を示して、時刻ｔ５以降低下する。その後、燃料圧力は、脈動する変化を示し、燃料圧力の振幅を減衰させながら減衰振動が続いている。このような燃料圧力の脈動のピーク値の発生する時刻、圧力変動の振幅は、構成されているコモンレール１３およびその周辺の構成に依存する値である。
また、波形２ｃには、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に入力された燃料噴射制御信号による燃料噴射の推定噴射量の変化が時刻ｔ１から時刻ｔ５にかけて示されている。この噴射量は、燃料供給制御装置１０のコモンレール１３の周辺に取り付けた複数の圧力センサの値に基づく燃料圧力値から計算によって算出されたものである。

図２（ｂ）で示されたように、燃料噴射制御装置１０では、高圧に蓄圧された燃料噴射を燃料噴射弁６の急峻な開閉処理によって制御されているので、噴射停止によって生じる圧力変動により反射波が生成され上記のような波形で燃料圧力が変化する。この反射波で増圧する圧力を利用して断続的に連続噴射させることにより、２回目以降の噴射において単位時間当たりの噴射量を増やすことができる。

本実施形態では、上記に記した断続的な連続噴射において噴射量を変化させる処理を、燃料の圧力を読み込む処理と、燃料圧力の反射波のピーク時期を特定する処理と、次のサイクルの噴射時期を演算して算出する処理を組み合わせることによって燃料圧力変動で圧力値が最大となる時間を予測して、その時間に噴射時期を合わせて噴射量の制御を行う。
図３を参照して、燃料噴射制御装置１０における可変噴射量制御処理で参照する燃料圧力データテーブル、ピーク時刻情報テーブル、遅延時間データテーブルの構造および記憶される情報について説明する。

図３（ａ）に示される燃料圧力データテーブルは、ＥＣＵ２における燃料圧力センサ３７で検出された燃料圧力の情報を、圧力読み込み処理によって記録する情報テーブルである。図示されるように、燃料圧力データテーブルは、例えば行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、時刻、燃料圧力信号、噴射制御フラグの各項目の列を有している。
それぞれの項目には、圧力読み込み処理でサンプリング処理を行った時刻と、そのサンプリング処理で検出された燃料圧力信号の値と、当該時刻に行われていた噴射制御の状態を示す噴射制御フラグが燃料圧力データテーブルに記憶される。噴射制御フラグは、噴射を行うときを「１」、噴射を行わないときを「０」によって示させる情報が記録される。燃料圧力データテーブルの行は、圧力読み込み処理においてサンプリング処理されるサンプリング時刻に応じて記録される情報を示している。

図３（ｂ）に示されるピーク時刻情報テーブルは、燃料圧力データテーブルに記憶された情報に基づいて、ＥＣＵ２における次サイクルの噴射時期演算処理によって算出された情報を記憶する情報テーブルである。図示されるように、ピーク時刻情報テーブルは、例えば行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、最小ピーク時刻ｔ４、最大ピーク時刻ｔ５、遅延時間Ｔｄ１、遅延時間Ｔｄ２の各項目の列を有している。
次サイクルの噴射時期演算処理において、噴射サイクル毎にそのサイクルでサンプリング処理された燃料圧力データテーブルの情報に基づいて、その情報から最小ピーク値と最大ピーク値を示す情報とに関連付けて記録されているサンプリング処理をした時刻情報を選択する。選択された時刻情報は、それぞれの最小ピーク時刻ｔ４と最大ピーク時刻ｔ５を示し、その選択された時刻情報に基づいて遅延時間Ｔｄ１、遅延時間Ｔｄ２を算出し、算出された情報が記録される。
遅延時間Ｔｄ１は、反射波の最小ピーク時刻ｔ４で示される時刻から燃料噴射終了時刻ｔ３で示される時刻との差で示され、燃料噴射終了が指示された時刻から、燃料噴射弁６による燃料噴射が停止されてコモンレール１３の燃料圧力の流出が停止する時刻までの遅延時間である。遅延時間Ｔｄ２は、反射波の最大ピーク時刻ｔ５で示される時刻と最小ピーク時刻ｔ４で示される時刻との差で示される、燃料噴射による燃料圧力の最小値が示された時刻から、最大値が示された時刻までの遅延時間である。ピーク時刻情報テーブルの行は、当該噴射サイクルにおけるそれぞれの情報を示している。

図３（ｃ）に示される遅延時間データテーブルは、ピーク時刻情報テーブルに記憶された情報から、ＥＣＵ２における次サイクルの噴射時期演算処理で算出された情報を記憶する情報テーブルである。図示されるように、遅延時間データテーブルは、例えば行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、噴射サイクルｋ、遅延時間Ｔ（ｋ）の各項目の列を有している。噴射サイクルｋには、噴射サイクル回数を示す値が記憶され、遅延時間（ｋ）には、その噴射サイクルｋにおける遅延時間Ｔ（ｋ）が記憶される。遅延時間Ｔ（ｋ）は、次サイクルの噴射時期演算処理において、噴射サイクル毎にそのサイクルｋでサンプリング処理された燃料圧力データテーブルの情報に基づいて、その情報が示す遅延時間Ｔｄ１と遅延時間Ｔｄ２と加算してその噴射サイクルｋでの遅延時間Ｔ（ｋ）を算出される情報である。遅延時間データテーブルの行は、噴射サイクルｋごとに記憶される。

次に、可変噴射量制御処理について説明する。
図４は、燃料噴射制御装置１０における可変噴射量制御処理を示すフローチャートである。
可変噴射量制御処理における圧力読み込み処理のステップにおいて、燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３の燃料圧力を検出し、燃料圧力信号を出力する。ＥＣＵ２における圧力読み込み処理は、燃料圧力センサ３７から入力される燃料圧力信号の入力処理を行い、その入力処理された燃料圧力信号について、時刻ｔ１から開始される燃料噴射のタイミングを含む所定の期間（例えば、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの期間とする）に所定の間隔でサンプリング処理をして、サンプリング処理をした時刻情報と、サンプリング処理で取得した燃料圧力信号と、その時刻での燃料噴射弁６への噴射指示信号を示す噴射制御フラグを圧力データ記憶領域に割り付けられた燃料圧力データテーブルに時系列に従って記録する。噴射制御フラグとして、前述したように噴射を行うときを「１」、噴射を行わないときを「０」によって示させる情報が記憶される（ステップＳａ１）。

反射波のピーク時期特定処理のステップにおいて、ＥＣＵ２におけるピーク時期特定処理は、圧力データ記憶領域に配置された燃料圧力データテーブルに記憶された燃料圧力信号の情報を参照し、その燃料圧力信号の情報の中から、最小の値を示す最小ピーク値と最大の値を示す最大ピーク値を示す情報を特定することにより行われる。また、ピーク時期特定処理において、特定された最小ピーク値と最大ピーク値を示す情報とに関連付けて記憶されているサンプリング処理をした時刻情報に基づいて、それぞれ反射波の最小ピーク時刻ｔ４と最大ピーク時刻ｔ５を特定し、内部の記憶領域に割り付けられたピーク時刻情報テーブルにそれぞれ記録される（ステップＳａ２）。

次サイクルの噴射時期演算処理のステップにおいて、ＥＣＵ２における次サイクルの噴射時期演算処理は、内部の記憶領域に配置されたピーク時刻情報テーブルを参照し、ステップＳａ２の処理で特定した反射波の最小ピーク時刻ｔ４の情報を取得する。次サイクルの噴射時期演算処理において、ＥＣＵ２の圧力データ記憶領域に配置された燃料圧力データテーブルに記憶された噴射制御フラグを参照し、記憶されている情報が「１」から「０」への変化点を特定し、その変化点が示す情報と関連付けて記憶されているサンプリング処理をした時刻情報に基づいて燃料噴射終了時刻ｔ３が特定される。次サイクルの噴射時期演算処理において、反射波の最小ピーク時刻ｔ４の情報と燃料噴射終了時刻ｔ３の情報の差を算出し、燃料噴射終了信号が入力された時刻から、燃料噴射弁６による燃料噴射が停止されてコモンレール１３の燃料圧力の流出が停止するまでの遅延時間Ｔｄ１が算出される。
また、次サイクルの噴射時期演算処理において、内部の記憶領域に配置されたピーク時刻情報テーブルを参照し、ステップＳａ２の処理で特定した反射波の最大ピーク時刻ｔ５の情報を取得し、先に取得した最小ピーク時刻ｔ４との差を算出し、燃料噴射による燃料圧力の最小値を検出してから、最大値を検出するまでの遅延時間Ｔｄ２が算出される。
ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に燃料噴射終了信号を入力してから、コモンレール１３の圧力が最大となる時刻までの遅延時間Ｔは、遅延時間Ｔｄ１と遅延時間Ｔｄ２を加算処理（Ｔ＝Ｔｄ１＋Ｔｄ２）することにより算出される。

また、次サイクルの噴射時期演算処理において、噴射サイクル毎に遅延時間記憶領域に配置された遅延時間データテーブルに、噴射サイクル回数ｋと、その噴射サイクルで算出された遅延時間Ｔ（ｋ）が記録される。次サイクルの噴射時期演算処理において、遅延時間データテーブルを参照し、記憶されている過去の噴射サイクルでの遅延時間Ｔ（ｋ）を参照して、その情報を用いて逐次最小二乗法による演算処理を用いて、次サイクルにおける推定遅延時間Ｔ_ｅｓｔが算出される。
この推定遅延時間Ｔ_ｅｓｔに基づいて、次の噴射において第１の噴射停止直後に第２の噴射を連続して噴射させる際に、第1の噴射停止後に生じる燃料圧力の反射波による脈動が最大となる時刻を特定し、第２の噴射指示のタイミングを設定する（ステップＳａ３）。

上記に示した実施形態によって算出された推定遅延時間Ｔ_ｅｓｔを基準として第２の噴射を行うタイミングを、図２（ｂ）の矢印で示すタイミングＴ_ｉｎｊの範囲となるように第２の噴射指示を入力することにより、燃料圧力が増圧した効果を利用した連続噴射によって可変噴射量制御処理を実施することができる。

燃料噴射によって生じる燃料圧力変動を積極的に利用するため、燃料噴射時点から燃料圧力がピーク値を示す時間を学習して、その時間に合わせて次の噴射の際にピーク値を示すと推定されるタイミングで噴射させることにより、コモンレール１３で蓄圧されている基準圧力よりも高い圧力を利用して噴射させることができ、噴射時間を短縮させた効率の良い噴射制御が行える。この燃料噴射によって生じる燃料圧力変動は、燃料噴射量を制御する際に影響を与えるものであったため、この圧力変動を避けるように噴射制御を行うか、あるいは、安定化された燃料圧力であることを前提とした噴射制御とされていたこれまでの燃料噴射制御と異なり、変動によって生じる燃料圧力変動を有効に利用し燃料噴射率を高めて燃料噴射制御を実施することができる。上記の学習とは、燃料噴射弁６による燃料噴射によって変動するコモンレール１３の燃料圧力変動を記録し、燃料噴射を停止した後に増圧するコモンレール１３の燃料圧力を利用して繰り返し噴射する際に、燃料圧力変動の記録に基づいてコモンレール１３の燃料圧力が最大となる時期を予測することである。
また、燃料噴射終了後に生じる燃料圧力変動の第１波形によって生じる圧力増加のピーク値を示すピーク時間に基づいて次回以降の噴射で連続噴射を行うタイミングを設定することができ、最も圧力増加の大きくなるタイミングを有効に利用することにより噴射制御を効率よく行うことができる。また、燃料圧力が変動する時期に噴射を行うことにより噴射の途中で噴射量を可変させる効果（可変噴射量）も利用することができる。

なお、本実施形態では、燃料圧力変動を検出する燃料圧力センサ３７はコモンレール１３に設置されているものとして説明したが、好ましくは、コモンレール１３から燃料噴射弁６までの間に設置する。
また、遅延時間（推定遅延時間Ｔ_ｅｓｔ）の算出に逐次最小二乗法を用いる実施形態を示したが、他の演算方法を用いて算出することもできる。
また、１サイクルの噴射を２回に分けて噴射する実施形態を示したが、２回以上の複数回に分割された連続噴射とすることもできる。
また、燃料噴射弁６の数を４個、コモンレール１３の数を１個として説明しているが、それぞれ４個と１個に制限されるものではなく、エンジン１の構成によってその数量は任意に設定することができる。
また、エンジン１はディーゼルエンジンであることとして説明したが、この燃料噴射制御装置１０はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
また、本発明は、船外機のような船舶推進機用の内燃機関を含む、様々な産業用の内燃機関に適用することが可能である。

本発明の実施形態における燃料噴射制御装置を示すブロック図である。本実施形態における各種燃料圧力センサの応答性を示すグラフである。本実施形態における可変噴射量制御処理で用いる情報テーブルである。本実施形態における可変噴射量制御処理をする手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１エンジン（内燃機関）
２ＥＣＵ（燃料噴射制御手段）
６燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１０燃料噴射制御装置
１３コモンレール（燃料供給手段）
３７燃料圧力センサ（圧力検出手段）

Claims

内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射制御装置において、
前記燃料を供給する燃料供給手段と、
前記内燃機関の燃焼室に前記燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段への燃料圧力を検出して燃料圧力信号を出力する圧力検出手段と、
検出された燃料圧力信号に基づいて前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、
前記燃料噴射手段による燃料噴射によって変動する燃料圧力変動を記録し、燃料噴射を停止した後に増圧する燃料圧力を利用して繰り返し噴射する際に、記憶された前記燃料圧力変動に基づいて圧力が最大となる時期に噴射時期を補正して噴射量を制御する
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
前記燃料噴射制御手段は、
前記燃料噴射制御手段により燃料を噴射した際に検出された燃料圧力値から噴射による燃料圧力変動量の増加側のピーク値を示すピーク時間を算出し、この算出されたピーク時間に基づいて、次回以降の噴射時期を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。