JP2010014013A - エンジンの燃料噴射制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１噴射パターンの運転領域から第２噴射パターンの運転領域に移行する途中の過渡領域においても、エンジンに対する性能要求に合致した燃料噴射制御を行う。
【解決手段】第２噴射パターンの運転領域の一部に第１噴射パターンによる補間用データを設定しておき、エンジン運転状態が第１噴射パターンの運転領域から第２噴射パターンの運転領域に移行する途中の過渡領域では、第１噴射パターンの運転領域に設定された制御用データと上記補間用データとによってデータを補間し、第１噴射パターンで燃料の噴射制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明はエンジンの燃料噴射制御方法に関する。

ディーゼルエンジンでは、排ガス中のＮＯｘや煤の低減、騒音ないし振動の低減、燃費やトルクの向上等を図るため、エンジン１サイクル中の燃料の噴射回数が異なる種々の噴射態様（噴射パターン）を組み合わせて運転されることが多くなっている。すなわち、エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域を、例えば１サイクル中に燃料を複数回噴射する多段噴射領域と、１サイクル中に燃料を１回噴射する通常噴射領域とに分け、エンジン運転状態に応じて多段噴射と通常噴射とを使い分けるというものである。このようなエンジンにあっては、エンジン運転状態（エンジン回転数及び要求トルク）の変化に応じて燃料の噴射態様を適宜変更させなければならない。

上記燃料噴射態様を変更するときの燃料噴射制御の一例が特許文献１に記載されている。それは、多段噴射（マルチ噴射）領域と通常噴射領域との間の過渡領域においては、多段噴射を行うとともに、この過渡領域に用いるべき燃料圧を、多段噴射領域に用いる燃料圧制御用データと、通常噴射領域に用いる燃焼圧制御用データとによって補間するというものである。
特開２００７−３３２８１２号公報

ところで、燃料の噴射態様が異なる第１領域から第２領域に移行するときの過渡領域においては、第１領域での噴射態様を採用するとしても、その噴射態様での燃料の噴射時期及び噴射量は別に決定する必要がある。この決定には、第１及び第２両領域各々に予め設定されているデータ（噴射時期及び噴射量）によって補間する方法が通常は採用される。

図６はその補間についての説明図である。同図上欄の噴射特性マップでは、エンジン運転状態（エンジン回転数及び要求トルク）に基づく燃料噴射制御領域が、噴射態様ａを採用する領域、噴射態様ｂを採用する領域、並びに噴射態様ｃを採用する領域に区分されている。同図下欄には、噴射態様ｂ（３段噴射）の「ＮＥII，トルクＤ」から噴射態様ｃ（２段噴射）の「ＮＥII，トルクＥ」に移行する場合の、過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」での補間の一例が示されている。

この例では、過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」の中段噴射データは、「ＮＥII，トルクＤ」の中段噴射データと、「ＮＥII，トルクＥ」の前段噴射データとから補間している。しかし、この補間データは、「ＮＥII，トルクＤ」の初段噴射を考慮したものではないから、その噴射量及び噴射時期は共に要求値とはなり得ず、また、「ＮＥII，トルクＤ」の初段噴射をそのまま反映させた過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」の初段噴射も要求値とはなり得ない。さらに、「ＮＥII，トルクＤ」の後段噴射と「ＮＥII，トルクＥ」の後段噴射とから補間した過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」の後段噴射データに関しても、その噴射時期は要求値にならない。

そこで、本発明は、燃料の噴射態様が切り換わる過渡領域においても、エンジンに対する性能要求に合致した燃料噴射制御を行うことを課題とする。

本発明は、このような課題に対して、一の燃料噴射態様の運転領域から他の燃料噴射態様の運転領域に移行する過渡領域においても、同じ噴射態様のデータ同士で補間したデータによって燃料噴射制御を行うことができるようにした。

請求項１に係る発明は、エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域として、燃料噴射弁による燃料噴射が第１噴射態様で行われる第１領域と、当該燃料噴射が第１噴射態様とは異なる第２噴射態様で行われる第２領域とを有し、上記第１領域と第２領域とが隣り合っているエンジンの燃料噴射制御方法であって、
燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、上記第１領域に設定された上記第１噴射態様の制御用データと、上記第２領域の一部に設定された上記第１噴射態様の補間用データとを用意しておき、
エンジン運転状態が上記第１領域から上記第２領域に移行する途中の過渡領域では、上記第１領域に設定された制御用データと上記第２領域に設定された補間用データとによって補間したデータを用いて、上記第１噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とする。

すなわち、上記補間用データは、第２領域の一部に設定されているものの、第２領域の噴射態様によるデータではないから、第１領域から第２領域に移行する途中の過渡領域のみで使用する。その一方、当該補間用データは、第２領域の一部に設定されているから、この第２領域で要求される制御特性を反映しており、しかも、第１領域の噴射態様である第１噴射態様で設定されている。

従って、過渡領域での燃料噴射制御において行う、第１領域に設定された制御用データと第２領域に設定された補間用データとによるデータ補間は、同じ第１噴射態様のデータ同士での補間となり、且つ第１領域で要求される制御特性を反映したデータと、第２領域で要求される制御特性を反映したデータとによる補間となる。このため、当該データ補間によって得られるデータは、当該過渡領域の燃料噴射制御に相応しい値に、つまり、この過渡領域で要求される制御特性を精度良く反映したものになる。

よって、本発明によれば、第１領域から第２領域に移行する途中の過渡領域における燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記第１領域に設定された制御用データと上記第２領域に設定された補間用データとを有する第１噴射特性マップと、
燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、上記第２領域に設定された上記第２噴射態様の制御用データを有する第２噴射特性マップとを備え、
エンジン運転状態が上記第１領域から上記過渡領域を経て上記第２領域に移行したときは、上記第１噴射特性マップから上記第２噴射特性マップに切換え、該第２噴射特性マップの第２領域に設定された制御用データを用いて、上記第２噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とする。

すなわち、エンジン運転状態が第１領域から過渡領域を経て第２領域に移行するときは、第１領域及び過渡領域では第１噴射特性マップを使用し、第２領域に移行したときに第２噴射特性マップに切り換えるというものである。従って、第１領域、第２領域、並びに第１領域から第２領域に移行する途中の過渡領域における各燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項２において、
エンジンの運転状態に応じた燃料噴射制御領域として、上記第１領域及び第２領域に加えて、燃料噴射が上記第１噴射態様及び第２噴射態様とは異なる第３噴射態様で行われ且つ上記第２領域とは隣り合い上記第１領域とは隣り合っていない第３領域を有し、
上記第２噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第３領域の一部に設定された上記第２噴射態様の補間用データを有し、
エンジンの運転状態が上記第２領域から上記第３領域に移行する途中の過渡領域では、上記第２噴射特性マップの第２領域に設定された制御用データと上記第３領域に設定された補間用データとによって補間したデータを用いて、上記第２噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とする。

すなわち、上記第３領域は、上記第２領域からは移行可能であるが、上記第１領域から直接移行することができない領域である。この第３領域の一部に設定された補間用データは、第２領域の噴射態様である第２噴射態様で設定されているが、第３領域で要求される制御特性を反映している。従って、第２領域から第３領域に移行するときに過渡領域で行う、第２領域に設定された制御用データと第３領域に設定された補間用データとによるデータ補間は、同じ第２噴射態様のデータ同士での補間であり、且つ第２領域で要求される制御特性を反映したデータと、第３領域で要求される制御特性を反映したデータとによる補間となる。このため、当該補間によって得られるデータは、当該過渡領域で要求される制御特性を精度良く反映したものになる。

従って、第１領域、第２領域、第１領域から第２領域に移行する途中の過渡領域、並びに第２領域から第３領域に移行する途中の過渡領域における各燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項３において、
上記第１噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第３領域に設定された上記第３噴射態様の制御用データと、上記第３領域から第２領域に移行する途中の過渡領域においてデータの補間に使用する、上記第２領域の一部に設定された上記第３噴射態様の補間用データとを有し、
上記第２噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第２領域から第１領域に移行する途中の過渡領域においてデータの補間に使用する、上記第１領域の一部に設定された上記第２噴射態様の補間用データを有し、
エンジン運転状態が第１乃至第３の相隣る領域間を移行するたびに上記第１噴射特性マップと第２噴射特性マップとを交互に切換え、過渡領域では、移行元領域の制御用データが設定された噴射特性マップの当該制御用データと、該噴射特性マップに設定された当該過渡領域のための補間用データとによって補間したデータを用いて、燃料の噴射制御を行うすることを特徴とする。

従って、互いの燃料噴射態様が異なる第１乃至第３の領域を有し、第１領域と第２領域とが隣り合い、第２領域と第３領域とが隣り合い、第１領域と第３領域とは隣り合っていないケースにおいて、第１噴射特性マップと第２噴射特性マップとの２種類のマップを切換え使用して、第１乃至第３の各領域、並びに相隣る領域間の各過渡領域における各燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

特に、上記ケースにおいては、各噴射態様毎にその噴射態様専用の噴射特性マップを作成しておいてこれを切換え使用することも考えられるのであるが、そのようにすると、噴射特性マップの数が多くなって複雑になり、また、必要なソフト容量の増大を招くが、本発明によれば、当該問題を回避することができる。

請求項５に係る発明は、エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域が、互いに隣り合わない複数の領域よりなる第１領域群と、残りの互いに隣り合わない複数の領域よりなる第２領域群とに区分され、相隣り合う第１領域群の領域と第２領域群の領域とは互いの燃料噴射弁による燃料噴射態様が異なるエンジンの燃料噴射制御方法であって、
燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータを各々設定した第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップを備え、
第１噴射特性マップには、上記データとして、第１領域群の各領域に設定された制御用データと、第１領域群の各領域に隣り合う第２領域群の領域の一部に設定された補間用データとを有し、その補間用データは当該隣りの第１領域群の領域と同じ噴射態様で設定され、
第２噴射特性マップには、上記データとして、第２領域群の各領域に設定された制御用データと、第２領域群の各領域に隣り合う第１領域群の領域の一部に設定された補間用データとを有し、その補間用データは当該隣りの第２領域群の領域と同じ噴射態様で設定されており、
エンジン運転状態が第１領域群及び第２領域群の各領域に存するときは、当該領域についての制御用データが設定された該当する噴射特性マップを用いて燃料の噴射制御を行ない、
エンジン運転状態が第１領域群の領域から隣りの第２領域群の領域へ移行する途中の過渡領域では、第１噴射特性マップの第１領域群の当該領域に設定された制御用データと、第２領域群の当該領域の一部に設定された補間用データとによって補間したデータを用い、第１領域群の当該領域と同じ噴射態様で燃料噴射制御を行ない、
エンジン運転状態が上記第２領域群の当該領域に移行したときに、燃料噴射制御に使用するマップを第１噴射特性マップから第２噴射特性マップに切換え、
エンジン運転状態が第２領域群の領域から隣りの第１領域群の領域へ移行する途中の過渡領域では、第２噴射特性マップの第２領域群の当該領域に設定された制御用データと、第１領域群の当該領域の一部に設定された補間用データとによって補間したデータを用い、第２領域群の当該領域と同じ噴射態様で燃料噴射制御を行ない、
エンジン運転状態が上記第１領域群の当該領域に移行したときに、燃料噴射制御に使用するマップを第２噴射特性マップから第１噴射特性マップに切換えることを特徴とする。

従って、燃料噴射制御領域が、互いに隣り合わない複数の領域よりなる第１領域群と、残りの互いに隣り合わない複数の領域よりなる第２領域群とに区分され、相隣り合う第１領域群の領域と第２領域群の領域との燃料噴射態様が相異なるケースにおいて、第１噴射特性マップと第２噴射特性マップとの２種類のマップを切換え使用して、各領域、並びに相隣る領域間の各過渡領域における各燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記噴射特性マップは、エンジンに要求されるトルクをパラメータとしてデータが記録されていることを特徴とする。

従って、トルクショックを招くことなく、噴射態様の変更を行う上で有利になる。

以上のように、本発明によれば、燃料噴射弁による噴射態様が相異なる第１領域から第２領域にエンジン運転状態が移行するケースにおいて、第２領域の一部に第１領域と同じ噴射態様による補間用データを設定しておき、第１領域から第２領域に移行する途中の過渡領域では、同じ噴射態様のデータ同士で補間して制御のためのデータを得るようにしたから、当該過渡領域における燃料噴射制御を、要求される制御特性に合致させて精度良く行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１において、１は車両の多気筒のディーゼルエンジン（図１には１気筒のみを示している。）、２はその吸気通路、３はその排気通路である。エンジン１のピストン４の頂面には深皿形燃焼室５が形成されている。エンジン１のシリンダヘッドには、気筒内燃焼室５に燃料を直接噴射供給することができるように燃料噴射弁７が設けられている。

吸気通路２には、その上流側から下流側に向かって順に、エアクリーナー９、エアフローセンサ１０、ターボ過給機１１のブロア１１ａ、インタークーラ１２、吸気絞り弁１３、吸気温度センサ１４及び吸気圧力センサ１５が配設されている。排気通路３には、その上流側から下流側に向かって順に、ターボ過給機１１のタービン１１ｂ、酸化触媒１６及び排ガス中の微粒子を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）１７が配設されている。ＤＰＦ１７の上流側と下流側とには排気圧力センサ１８、１９が配設されている。ＤＰＦ１７はその上流側の部位に酸化触媒を担持している。

また、排気通路３の上記タービン１１ｂよりも上流側と吸気通路２の上記吸気圧力センサ１５よりも下流側とが、排ガスの一部を吸気系に戻すための排ガス還流通路２１によって接続されている。この排ガス還流通路２１の途中には負圧アクチュエータ式の排ガス還流量調節弁（ＥＧＲ弁）２２と、排ガスをエンジンの冷却水によって冷却するためのクーラ２３とが配設されている。

燃料噴射弁７には、燃料タンク（図示省略）の燃料が燃料フィルタ２５、高圧燃料ポンプ２６、蓄圧手段としてのコモンレール２７を介して燃料供給管２８により供給され、燃料戻し管２９で燃料タンクに戻される。すなわち、燃料ポンプ２６より圧送される高圧燃料がコモンレール２７に蓄えられ、該コモンレール２７に蓄圧された燃料がエンジン１の各気筒の燃料噴射弁７に分配供給される。燃料噴射弁７、燃料タンク、燃料フィルタ２５、高圧燃料ポンプ２６、コモンレール２７、燃料供給管２８及び燃料戻し管２９は、燃料供給システムを構成している。コモンレール２７にはコモンレール内の燃圧を検出する燃圧センサ３０が設けられている。

３１はエンジン水温を検出する水温センサ、３２はエンジン回転数を検出するクランク角センサ、３３は酸化触媒１６に流入する排ガス温度を検出するセンサ、３４はＤＰＦ１７に流入する排ガス温度を検出するセンサ、３５はＤＰＦ１７から流出する排ガス温度を検出するセンサである。

そうして、上記燃料噴射弁７の作動制御のために、エンジン回転センサ４１で検出されるエンジン回転数、アクセル開度センサ４２で検出されるアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）、及びその他のパラメータ（燃圧センサ３０、水温センサ３１など検出値）が制御手段４０に与えられる。すなわち、上記各種のパラメータに基づき、噴射特性データを参照してＥＣＵ（マイクロコンピュータを利用したエンジンコントロールユニット）により燃料噴射制御が行われる。

図２に示すように、エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域は、燃料噴射パターン（噴射態様）が互いに異なる複数の領域に区分されている。

すなわち、第１領域（低トルク・低回転領域）Ｖでは、図３に示すように、圧縮上死点近傍で燃料を噴射する主噴射に先立って、圧縮行程中に燃料を噴射するパイロット噴射が３回に分割して行われる（Ｐ３段噴射パターンａ）。第１領域Ｖを囲む第２領域（中トルク・中回転領域）Ｗでは、主噴射に先だってパイロット噴射が２回に分割して行われる（Ｐ２段噴射パターンｂ）。第２領域Ｗを囲む第３領域（高トルク側及び高回転側の領域）Ｘでは、主噴射に先だってパイロット噴射が１回だけ行われる（Ｐ１段噴射パターンｃ）。低トルクないし低回転数になるほど、エンジンの急激な燃焼を避けて燃焼騒音を小さくすべく、パイロット噴射回数が増加されるのであり、それにより、ＮＯｘ発生量の低減をも図るものである。第３領域Ｘでは、すすが発生しやすくなるので、予混合燃焼によりすすの低減を図るべく、パイロット噴射は進角状態で１回だけ実行される。

また、第３領域Ｘ内の中トルク・高回転側に設定された第４領域Ｙでは、パイロット噴射とポスト噴射（主噴射後の膨張行程において燃料を噴射すること）とが実行される（Ｐ１段スプリット噴射パターンｄ）。このポスト噴射はＤＰＦ１７の温度を捕集したパティキュレートの燃焼のために上昇させるために行われる。第５領域（高トルク・高回転領域）Ｚでは、主噴射のみが実行される（シングル噴射パターンｅ）。目標燃料噴射量の全量を主噴射で短時間で噴射することにより、十分な出力を確保するためである。

そうして、燃料噴射制御は、各々エンジンの要求トルクとエンジン回転数とをパラメータとして、燃料の噴射時期及び噴射量に関するデータを予め設定して電子的に記憶させた第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップという２種類の噴射制御用マップを利用して行われる。この２種類のマップによって当該燃料噴射制御を行うべく、上記領域Ｖ〜Ｚは、互いに隣り合わない複数の領域Ｗ，Ｙ，Ｚよりなる第１領域群（グループ０番）と残りの互いに隣り合わない複数の領域Ｖ，Ｘよりなる第２領域群（グループ１番）とにまとめられている。上記両マップ各々には、上記データとして、制御用データと補間用データとが設定されている。

第１噴射特性マップには、上記データとして、第１領域群の各領域Ｗ、Ｙ及びＺに当該領域の噴射パターンによる制御用データが設定され、第１領域群の各領域Ｗ、Ｙ及びＺに隣り合う第２領域群の領域Ｖ及びＸ各々の一部に補間用データが設定されている。第２噴射特性マップには、上記データとして、第２領域群の各領域Ｖ，Ｘに当該領域の噴射パターンによる制御用データが設定され、第２領域群の各領域Ｖ，Ｘに隣り合う第１領域群の各領域Ｗ、Ｙ及びＺ各々の一部に補間用データが設定されている。

上記第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップについて、図４を参照してより詳しく説明する。同図上欄左は第１噴射特性マップを示し、同図上欄右は第２噴射特性マップを示す。この両マップは、簡単のために、図２の領域Ｖ，Ｗ，Ｘに相当する部分を取り出して示したものである。

図４の上記両噴射特性マップでは、第１領域Ｖは、要求トルクがＡ，Ｂでエンジン回転数がＩ，II，IIIの部位（第２噴射特性マップの上側の太線枠内）であり、第２領域Ｗは、要求トルクがＣ，Ｄでエンジン回転数がＩ，II，III，IVの部位、並びに要求トルクＡ，Ｂでエンジン回転数がIVの部位（第１噴射特性マップの太線枠内）であり、第３領域Ｘは、要求トルクがＥ，Ｆでエンジン回転数がＩ，II，III，IVの部位（第２噴射特性マップの下側の太線枠内）になっている。

第１噴射特性マップの第２領域Ｗの、「要求トルク」と「エンジン回転数」の２つのパラメータによって定まる各ポジション（図４に表形式で表したマップの各セル部分）には、当該ポジションでの燃料噴射制御に使用するＰ２段噴射パターンｂでの制御用データが設定されている。また、第２噴射特性マップの第１領域Ｖの各ポジションには、当該ポジションでの燃料噴射制御に使用するＰ３段噴射パターンａでの制御用データが設定され、同マップの第３領域Ｘの各ポジションには、当該ポジションでの燃料噴射制御に使用するＰ１段噴射パターンｃでの制御用データが設定されている。

そうして、第１噴射特性マップでは、第２領域Ｗの隣りの領域である第１領域Ｖの一部、並びに同じく第２領域Ｗの隣りの領域である第３領域Ｘの一部に、それぞれ第２領域Ｗと同じＰ２段噴射パターンｂで補間用データが設定されている。第１領域Ｖの一部に設定された補間用データは、エンジン運転状態が第２領域Ｗから第１領域Ｖに移行する途中の過渡領域（例えば、エンジン回転数IIにおいて、要求トルクがＢよりも大きく、Ｃよりも小さい領域）において、燃料噴射制御のためのデータの補間に使用するものである。

すなわち、当該過渡領域では、第２領域Ｗに設定されている制御用データと第１領域Ｖの一部に設定された補間用データとによって、データを補間して、Ｐ２段噴射パターンｂで燃料噴射制御を行うものである。この場合、上記補間用データは、第１領域Ｖでの燃料噴射制御には使用されないが、この第１領域Ｖにおける当該補間用データが設定されたポジションで要求される制御特性を反映したものとしている。つまり、この補間用データは、第１領域Ｖの当該補間用データ設定ポジションにおいて、Ｐ３段噴射パターンａに代えて仮にＰ２段噴射パターンｂを採用するとした場合の制御に適したデータとなっている。これにより、当該補間によって得られるデータは上記過渡領域で要求される制御特性を精度良く反映したものになる。

同様に、第３領域Ｘの一部に設定された上記補間用データは、エンジン運転状態が第２領域Ｗから第３領域Ｘに移行する途中の過渡領域において、Ｐ２段噴射パターンｂで燃料噴射制御を行うべく、第２領域Ｗの制御用データとの間でデータを補間するために使用するものであり、第３領域Ｖにおける当該補間用データ設定ポジションで要求される制御特性を反映したものとしている。

上記第１領域Ｖの補間用データは、第１領域Ｖと第２領域Ｗとの境界に沿って設定され、第３領域Ｘの補間用データは、第３領域Ｘと第２領域Ｗとの境界に沿って設定されている。すなわち、第１噴射特性マップでは、Ｐ２段噴射パターンｂのデータは、第２領域Ｗに設定されているだけでなく、第１領域Ｖと第２領域Ｗとの境界を跨いで第１領域Ｖにおける当該境界側の一部にも設定され、さらに、第２領域Ｗと第３領域Ｘとの境界を跨いで第３領域Ｘにおける当該境界側の一部にも設定されている。従って、上記データ補間は、第１噴射特性マップの領域の境界（例えば、第１領域Ｖと第２領域Ｗとの境界）を挟んで隣り合う制御用データと補間用データとによって行うことになる。

一方、第２噴射特性マップでは、第１領域Ｖの隣りの領域である第２領域Ｗの一部に、第１領域Ｖと同じＰ３段噴射パターンａで補間用データが設定されている。この補間用データは、エンジン運転状態が第１領域Ｖから第２領域Ｗに移行する途中の過渡領域において、Ｐ３段噴射パターンａで燃料噴射制御を行うべく、第１領域Ｖの制御用データとの間でデータを補間するために使用するものであり、第１領域Ｖと第２領域Ｗとの境界に沿って設定されている。すなわち、Ｐ３段噴射パターンａのデータは、第１領域Ｖに設定されているだけでなく、第１領域Ｖと第２領域Ｗとの境界を跨いで第２領域Ｗにおける当該境界側の一部にも設定されている。そうして、上記補間用データは第２領域Ｗにおける当該補間用データ設定ポジションで要求される制御特性を反映したものとしている。

また、第２噴射特性マップでは、第３領域Ｘの隣りの領域である第２領域Ｗの一部に、第３領域Ｘと同じＰ１段噴射パターンｃで補間用データが設定されている。この補間用データは、エンジン運転状態が第３領域Ｘから第２領域Ｗに移行する途中の過渡領域において、Ｐ１段噴射パターンｃで燃料噴射制御を行うべく、第３領域Ｘの制御用データとの間でデータを補間するために使用するものであり、第２領域Ｗと第３領域Ｘとの境界に沿って設定されている。すなわち、Ｐ１段噴射パターンｃのデータは、第３領域Ｘに設定されているだけでなく、第２領域Ｗと第３領域Ｘとの境界を跨いで第２領域Ｗにおける当該境界側の一部にも設定されている。そうして、上記補間用データは第２領域Ｗにおける当該補間用データ設定ポジションで要求される制御特性を反映したものとしている。

上記両噴射特性マップの各ポジションを規定するパラメータ（要求トルク及びエンジン回転数）は、例えば「１０００ｒｐｍ」という１点の数値であっても、「１０００ｒｐｍ以上１１００ｒｐｍ未満」という範囲のある数値であってもよい。また、エンジン回転数Ｉは「７００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ未満」、エンジン回転数IIは「８００ｒｐｍ以上９００ｒｐｍ未満」というように、同じ領域内では相隣るポジションのパラメータ（例えば、エンジン回転数Ｉとエンジン回転数II）が不連続にならないようにポジション設定をしてもよい。各ポジションのパラメータを不連続に設定するときは、その不連続部分の制御には補間データを用いることになる。

但し、相隣る領域の互いのポジションのパラメータ同士は不連続（例えば、トルクＢとトルクＣとは不連続，エンジン回転数IIIとエンジン回転数IVとは不連続）になっている。

図４の第１及び第２の両噴射特性マップでは、図２の第４及び第５の領域Ｙ，Ｚの部分を省略しているが、この両マップには第４及び第５の領域Ｙ，Ｚの部分も設けられている。

そして、第１噴射特性マップでは、第４領域ＹにＰ１段スプリット噴射パターンｄの制御用データが設定され、第５領域Ｚにシングル噴射パターンｅの制御用データが設定されている。さらに、第３領域Ｘの一部である、第３領域Ｘと第４領域Ｙとの境界に沿った部位には、Ｐ１段スプリット噴射パターンｄの補間用データが設定され、同じく第３領域Ｘの一部である、第３領域Ｘと第５領域Ｚとの境界に沿った部位には、シングル噴射パターンｅの補間用データが設定されている。

第３領域Ｘに設定されたＰ１段スプリット噴射パターンｄの補間用データは、エンジン運転状態が第４領域Ｙから第３領域Ｘに移行する途中の過渡領域において、Ｐ１段スプリット噴射パターンｄで燃料噴射制御を行うべく、第４領域Ｙの制御用データとの間でデータを補間するために使用される。第３領域Ｘに設定されたシングル噴射パターンｅの補間用データ補間用データは、エンジン運転状態が第５領域Ｙから第３領域Ｘに移行する途中の過渡領域において、シングル噴射パターンｅで燃料噴射制御を行うべく、第５領域Ｚの制御用データとの間でデータを補間するために使用される。

一方、第２噴射特性マップでは、第４領域Ｙの一部である、第３領域Ｘと第４領域Ｙとの境界に沿った部位には、Ｐ１段噴射パターンｃの補間用データが設定され、第５領域Ｚの一部である、第３領域Ｘと第５領域Ｚとの境界に沿った部位には、Ｐ１段噴射パターンｃの補間用データが設定されている。第４領域Ｙに設定された補間用データは、エンジン運転状態が第３領域Ｘから第４領域Ｙに移行する途中の過渡領域において、Ｐ１段噴射パターンｃで燃料噴射制御を行うべく、第３領域Ｘの制御用データとの間でデータを補間するために使用される。第５領域Ｚに設定された補間用データは、エンジン運転状態が第３領域Ｘから第５領域Ｚに移行する途中の過渡領域において、Ｐ１段噴射パターンｃで燃料噴射制御を行うべく、第３領域Ｘの制御用データとの間でデータを補間するために使用される。

以上の第４領域Ｙ及び第５領域Ｚに関連して、第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップ各々に設定された各補間用データは、当該補間用データ設定ポジションで要求される制御特性を反映したものとしている。

次に上記第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップを用いた燃料噴射制御を図５に示す制御フローに従って説明する。

スタート後のステップＳ１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θ等の燃料噴射制御用パラメータを読込み、ステップＳ２でエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度θとに基いてエンジンに要求されるトルクを算出する。続くステップＳ３で、エンジン運転状態が噴射特性マップを切換える領域に移行したか否かを判定する。例えば、エンジン運転状態が第２領域Ｗにあったとき、該エンジン運転状態がその第２領域Ｗから途中の過渡領域を経て隣りの第３領域Ｘに移行したか否かの判定である。

噴射特性マップを切換える領域への移行が判定されたときはステップＳ４に進み、グループ０番の第１噴射特性マップの使用中であるか否かが判定される。後述するが、グループ０番の第１噴射特性マップを使用するときは「フラグ０」をセットするので、当該判定はフラグ（フラグ０？）によって行う。グループ０番の第１噴射特性マップの使用中であると判定されたときはステップＳ５に進んで「フラグ１」をセットし、続くステップＳ６では使用すべきマップをグループ１番の第２噴射特性マップに切換え、該第２噴射特性マップによって燃料噴射制御を実行する（ステップＳ７）。

ステップＳ３で噴射特性マップを切換える領域への移行が判定されなかったときはステップＳ８に進み、「フラグ０」がセットされているか（グループ０番の第１噴射特性マップの使用中）否かを判定する。グループ０番の第１噴射特性マップの使用中であるときはステップＳ９に進み、その第１噴射特性マップによる燃料噴射制御が継続される。グループ０番の第１噴射特性マップの使用中ではないとき、つまり、グループ１番の第２噴射特性マップの使用中であるときはステップＳ７に進み、その第２噴射特性マップによる燃料噴射制御が継続される。

すなわち、エンジン運転状態が例えば第２領域Ｗから途中の過渡領域を経て隣りの第３領域Ｘに移行したときは、使用すべきマップが第１噴射特性マップから第２噴射特性マップに切り換えられるが（ステップＳ６）、エンジン運転状態が未だ当該移行途中の過渡領域にあるときは、第１噴射特性マップが継続して使用され、その過渡領域では、第２領域Ｗの制御用データと第３領域Ｘに設定されている補間用データとによってデータが補間されて燃料噴射制御が実行される。

また、噴射特性マップの切換えに関し、ステップＳ４でグループ０番の第１噴射特性マップの使用中ではないと判定されたとき、つまりはグループ１番の第２噴射特性マップの使用中であるときはステップＳ１０に進んで「フラグ０」をセットし、続くステップＳ１１で使用すべきマップをグループ０番の第１噴射特性マップに切換え、該第１噴射特性マップによって燃料噴射制御を実行する（ステップＳ９）。

図４の下欄には、Ｐ２段噴射パターンｂをとる第２領域Ｗの「ＮＥII，トルクＤ」から、Ｐ１段噴射パターンｃをとる第３領域Ｘの「ＮＥII，トルクＥ」に移行するケースを例示している。つまり、当該移行途中の過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」でのデータ補間例である。なお、「Ｄ−Ｅ間」は要求トルクがＤよりも大きくＥよりも小さい区間である。

この場合、第２領域Ｗの「ＮＥII，トルクＤ」では、第１噴射特性マップの「ＮＥII，トルクＤ」に設定されたＰ２段噴射パターンｂの制御用データを用いて燃料噴射制御が行われる。エンジン運転状態が過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」に入ると、第１噴射特性マップの第２領域Ｗの「ＮＥII，トルクＤ」に設定されたＰ２段噴射パターンｂの制御用データと、該マップの第３領域Ｘの「ＮＥII，トルクＥ」に設定されたＰ２段噴射パターンｂの補間用データとによってデータが補間され、この補間したデータによって、Ｐ２段噴射パターンｂにより、燃料噴射制御が行われる。

上記「ＮＥII，トルクＥ」に設定された補間用データはこの「ＮＥII，トルクＥ」ポジションで要求される制御特性を反映したものであるから、上記補間によって得られる過渡領域「ＮＥII，トルクＤ−Ｅ間」制御用のデータは、この過渡領域で要求される制御特性を精度良く反映したものになる。

そうして、エンジン運転状態が上記過渡領域を経て第３領域Ｘの「ＮＥII，トルクＥ」に移行すると、制御に使用するマップが上記第１噴射特性マップから第２噴射特性マップに切り換えられ、この第２噴射特性マップの第３領域Ｘの「ＮＥII，トルクＥ」に設定された制御用データにより、Ｐ１段噴射パターンｃで燃料噴射制御が行われる。

本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置の全体構成図である。 燃料噴射パターンで区分した本発明に係るエンジンの燃料噴射制御領域を示すグラフ図である。 各種燃料噴射パターンの説明図である。 本発明に係る噴射特性マップと過渡領域の噴射制御例とを示す図である。 本発明に係る制御方法のフロー図である。 従前の噴射特性マップと過渡領域の噴射制御例とを示す図である。

符号の説明

１ エンジン
７ 燃料噴射弁
４０ 制御手段
Ｖ 第１領域
Ｗ 第２領域
Ｘ 第３領域
Ｙ 第４領域
Ｚ 第５領域

Claims (6)

1. エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域として、燃料噴射弁による燃料噴射が第１噴射態様で行われる第１領域と、当該燃料噴射が第１噴射態様とは異なる第２噴射態様で行われる第２領域とを有し、上記第１領域と第２領域とが隣り合っているエンジンの燃料噴射制御方法であって、
   燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、上記第１領域に設定された上記第１噴射態様の制御用データと、上記第２領域の一部に設定された上記第１噴射態様の補間用データとを用意しておき、
   エンジン運転状態が上記第１領域から上記第２領域に移行する途中の過渡領域では、上記第１領域に設定された制御用データと上記第２領域に設定された補間用データとによって補間したデータを用いて、上記第１噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
2. 請求項１において、
   上記第１領域に設定された制御用データと上記第２領域に設定された補間用データとを有する第１噴射特性マップと、
   燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、上記第２領域に設定された上記第２噴射態様の制御用データを有する第２噴射特性マップとを備え、
   エンジン運転状態が上記第１領域から上記過渡領域を経て上記第２領域に移行したときは、上記第１噴射特性マップから上記第２噴射特性マップに切換え、該第２噴射特性マップの第２領域に設定された制御用データを用いて、上記第２噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
3. 請求項２において、
   エンジンの運転状態に応じた燃料噴射制御領域として、上記第１領域及び第２領域に加えて、燃料噴射が上記第１噴射態様及び第２噴射態様とは異なる第３噴射態様で行われ且つ上記第２領域とは隣り合い上記第１領域とは隣り合っていない第３領域を有し、
   上記第２噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第３領域の一部に設定された上記第２噴射態様の補間用データを有し、
   エンジンの運転状態が上記第２領域から上記第３領域に移行する途中の過渡領域では、上記第２噴射特性マップの第２領域に設定された制御用データと上記第３領域に設定された補間用データとによって補間したデータを用いて、上記第２噴射態様で燃料の噴射制御を行うことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
4. 請求項３において、
   上記第１噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第３領域に設定された上記第３噴射態様の制御用データと、上記第３領域から第２領域に移行する途中の過渡領域においてデータの補間に使用する、上記第２領域の一部に設定された上記第３噴射態様の補間用データとを有し、
   上記第２噴射特性マップは、燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータとして、さらに、上記第２領域から第１領域に移行する途中の過渡領域においてデータの補間に使用する、上記第１領域の一部に設定された上記第２噴射態様の補間用データを有し、
   エンジン運転状態が第１乃至第３の相隣る領域間を移行するたびに上記第１噴射特性マップと第２噴射特性マップとを交互に切換え、過渡領域では、移行元領域の制御用データが設定された噴射特性マップの当該制御用データと、該噴射特性マップに設定された当該過渡領域のための補間用データとによって補間したデータを用いて、燃料の噴射制御を行うすることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
5. エンジン運転状態に基づく燃料噴射制御領域が、互いに隣り合わない複数の領域よりなる第１領域群と、残りの互いに隣り合わない複数の領域よりなる第２領域群とに区分され、相隣り合う第１領域群の領域と第２領域群の領域とは互いの燃料噴射弁による燃料噴射態様が異なるエンジンの燃料噴射制御方法であって、
   燃料の噴射時期及び噴射量の少なくとも一方に関するデータを各々設定した第１噴射特性マップ及び第２噴射特性マップを備え、
   第１噴射特性マップには、上記データとして、第１領域群の各領域に設定された制御用データと、第１領域群の各領域に隣り合う第２領域群の領域の一部に設定された補間用データとを有し、その補間用データは当該隣りの第１領域群の領域と同じ噴射態様で設定され、
   第２噴射特性マップには、上記データとして、第２領域群の各領域に設定された制御用データと、第２領域群の各領域に隣り合う第１領域群の領域の一部に設定された補間用データとを有し、その補間用データは当該隣りの第２領域群の領域と同じ噴射態様で設定されており、
   エンジン運転状態が第１領域群及び第２領域群の各領域に存するときは、当該領域についての制御用データが設定された該当する噴射特性マップを用いて燃料の噴射制御を行ない、
   エンジン運転状態が第１領域群の領域から隣りの第２領域群の領域へ移行する途中の過渡領域では、第１噴射特性マップの第１領域群の当該領域に設定された制御用データと、第２領域群の当該領域の一部に設定された補間用データとによって補間したデータを用い、第１領域群の当該領域と同じ噴射態様で燃料噴射制御を行ない、
   エンジン運転状態が上記第２領域群の当該領域に移行したときに、燃料噴射制御に使用するマップを第１噴射特性マップから第２噴射特性マップに切換え、
   エンジン運転状態が第２領域群の領域から隣りの第１領域群の領域へ移行する途中の過渡領域では、第２噴射特性マップの第２領域群の当該領域に設定された制御用データと、第１領域群の当該領域の一部に設定された補間用データとによって補間したデータを用い、第２領域群の当該領域と同じ噴射態様で燃料噴射制御を行ない、
   エンジン運転状態が上記第１領域群の当該領域に移行したときに、燃料噴射制御に使用するマップを第２噴射特性マップから第１噴射特性マップに切換えることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   上記噴射特性マップは、エンジンに要求されるトルクをパラメータとしてデータが記録されていることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。

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