JP2010151036A - 内燃機関の噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料充填等により燃料特性が変化してもエンジンを精度良く制御することが可能な噴射量学習制御を実現する。
【解決手段】先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量と、今回の噴射量学習制御時の実噴射量との差に基づいて使用燃料の種類を特定し、この特定した燃料に応じた学習値オフセット量を取得し、その学習値オフセット量を用いて現在の微小噴射量学習値をオフセット（現在学習値＋学習値オフセット量）する。このような学習補正により噴射量精度（指示噴射量と実噴射量との差）を補償噴射精度ライン内に収めることができ、エンジンを精度良く制御することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関の噴射量制御装置に関する。

車両などに搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、インジェクタ（燃料噴射弁）から燃料を噴射する期間（噴射期間）を調整することにより燃料噴射量を制御している。エンジンに燃料を噴射するインジェクタは、長期使用に応じて摩耗等による経時劣化が生じて噴射効率が変化してしまう。このような劣化がインジェクタに生じると、実際にインジェクタから噴射される燃料の量（実噴射量）が本来の要求量（指示噴射量）と異なるようになり、噴射量制御の精度が低下してエミッションの悪化や騒音の増大などを招く場合がある。

このような噴射量制御の精度低下を抑制することを目的として噴射量学習制御を実行している。具体的には、例えば、インジェクタに指示する指示噴射量がゼロ以下となる無噴射状態（例えば、シフトチェンジ時や減速時等のフューエルカット状態）のときに、エンジンの特定気筒に対し、所定の指示噴射量（例えばパイロット噴射などに相当する微小噴射量）で単発噴射を実施し、この単発噴射によって生じるエンジン回転数の変化量に基づいて実噴射量を求め、この実噴射量と指示噴射量との差（ずれ量）を補正する学習制御を実行している（例えば、特許文献１及び２参照）。

一方、車両などに搭載されるディーゼルエンジンにおいては、軽油の他、ＢＴＬ（Ｂｉｏｍａｓｓ Ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ）燃料等のバイオ燃料や、バイオ燃料混合軽油などの様々な種類の燃料が使用されている。使用燃料の種類が異なれば、当然のことながら、その特性（性状）も異なったものとなるため、エンジンの出力性能や排ガス性能に影響する。従って、エンジンを精度良く制御するには、燃料特性を検出して噴射量を学習補正する必要がある。

燃料特性を検出する技術としては、例えば特許文献３に記載のものがある。この特許文献３に記載の技術では、アイドル回転速度制御時において、回転速度を目標速度にフィードバック制御する際に要求される燃料量についての今回のアイドル回転速度制御時における値と、前回のアイドル回転速度制御時における値との差に基づいて燃料の性状変化を検出している。
特開２００５−０３６７８８号公報 特開２００８−１６３９１３号公報 特開２００８−０５０９６０号公報 特開平７−１３９３７９号公報

ところで、上記した噴射量学習制御を実行した場合、噴射量学習が完了した直後は噴射量精度は良いが、その後に燃料補充により、燃料の種類（燃料特性）が変わった場合、インジェクタの実噴射量が変化して指示噴射量に対する実噴射量がずれてしまう。具体的には、例えば図９に示すように、噴射量学習が完了した後に、それまでに使用していた燃料とは異なる種類の燃料が充填されて燃料特性が変化すると、次回の噴射量学習が完了するまでの間は噴射量精度が悪いままの状態（補償噴射量精度外の状態）が継続されるので、ドライバビリティ悪化・失火・排気悪化が発生する場合がある。

なお、噴射量学習のインターバルを短くすることで、未学習状態（期間）を低減することは可能であるが、学習インターバルを短くしても補償噴射量精度外の状態は残るので、十分な対策とは言えない。また、学習インターバルを短くすると、他の学習機会を奪うことになり、他の学習が実行できなくなることが懸念される。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、インジェクタの噴射量を補正する噴射量学習制御を実行する内燃機関において、燃料特性が変化しても内燃機関を精度良く制御することが可能な噴射量制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃料を噴射するインジェクタを備えた内燃機関の燃料噴射量を制御する噴射量制御装置を前提としており、このような噴射量制御装置において、前記インジェクタの噴射量を学習する噴射量学習制御手段と、先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量と、今回の噴射量学習制御時の実噴射量との差に基づいて使用燃料の種類を特定する燃料特定手段とを備え、前記燃料特定手段にて燃料種類が特定されたときに、噴射量学習値を前記特定された燃料に合った学習値に設定（オフセット）することを特徴としている。

本発明の具体的な構成として、燃料充填直後に噴射量学習制御を実行し、その燃料充填前に実行した先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量と、燃料充填直後の今回の噴射量学習制御時の実噴射量との差に基づいて燃料充填後の燃料の種類を特定するという構成を挙げることができる。なお、実噴射量は、学習用の噴射によって生じる機関回転数（エンジン回転数）の変化量に基づいて算出することができる。

本発明によれば、燃料充填後等において使用燃料の種類を特定することが可能であり、その特定した燃料に応じて噴射量学習値を補正することができる。この点について以下に具体的に説明する。

まず、燃料種類の相違によって密度・動粘度などの物性が異なる場合、同一の指示噴射量に対しての実噴射量が変化するので、先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量に対して、今回の噴射量学習制御時の実噴射量（先回の噴射量学習制御にて学習補正された指示噴射量での実噴射量）が変化した場合、燃料種類が変化したと判定することが可能であり、その先回の実噴射量と今回の実噴射量との差に基づいて使用燃料の種類を特定することができる。具体的には、例えば、密度・動粘度などの物性が異なる複数種の燃料について、同一の指示噴射量でインジェクタから噴射したときの各実噴射量を予め実験・計算等によって検定しておき、それら複数種の燃料うち、ある特定の燃料（ベース燃料）での実噴射量を、噴射量学習制御の目標実噴射量としておけば、上記した先回と今回との実噴射量差に基づいて燃料充填後の燃料種類を特定することが可能になる。

そして、本発明では、燃料充填前後において燃料種類が異なる場合、その燃料充填後に特定した燃料に合った噴射量学習値を設定する。具体的には、例えば、上記した複数種の燃料毎に学習値オフセット量を設定したマップ等を用意しておき、上記処理により特定した燃料に応じた学習値オフセット量を取得し、その学習値オフセット量を用いて現在の噴射量学習値をオフセットするという補正を行う。このような学習値補正により、噴射量精度を高めることができ、内燃機関を精度良く制御することができる。

また、本発明では、噴射量学習制御を利用して燃料種類の特定を行っているので、燃料変化を検出するための構成を簡易化できる。しかも、ある指示噴射量に対しての実噴射量の差（同一指示噴射量での先回の実噴射量と今回との実噴射量との実噴射量差）から燃料を特定しているので、燃料充填による燃料特性変化を適切に検出することができる。

本発明の噴射量学習制御の具体的な例として、学習条件が成立しているときに、内燃機関の特定の気筒に対してインジェクタから学習用の単発噴射を行い、その単発噴射の実施によって生じる機関回転数（エンジン回転数）の変化量に基づいて実噴射量を算出し、この実噴射量と前記単発噴射の際の指示噴射量との差に基づいて、当該指示噴射量を補正するという制御を挙げることができる。より詳細には、メイン噴射に先立って実施されるパイロット噴射に相当する微小噴射量を前記学習用噴射量とする微小噴射量学習制御を挙げることができる。このような微小噴射量学習制御を実行すれば、メイン噴射の前に実施されるパイロット噴射などの微小噴射に対する精度の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン−
本発明を適用するエンジン（内燃機関）の概略構成を図１を参照して説明する。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。

図１に示すエンジン１は、筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。エンジン１のクランクシャフト１５は、変速機２００に連結されており、エンジン１からの動力を変速機２００を介して車両の駆動輪（図示せず）に伝達することができる。

クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはエンジン回転数センサ（クランクポジションセンサ）２５が配置されている。エンジン回転数センサ２５は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水温を検出する水温センサ２１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。

エンジン１のシリンダブロック１ａの下側には、潤滑オイルを貯留するオイルパン１８が設けられている。このオイルパン１８に貯留された潤滑オイルは、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプによって汲み上げられ、さらにオイルフィルタで浄化された後に、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑オイルは、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプによって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。

エンジン１のシリンダヘッド１ｂには、エンジン１の燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射するためのインジェクタ２が設けられている。インジェクタ２にはコモンレール（蓄圧室）３が接続されており、インジェクタ２が開弁状態となっている間、コモンレール３内の燃料がインジェクタ２から燃焼室１ｄ内に噴射される。コモンレール３には、このコモンレール３内の高圧燃料の圧力（レール圧）を検出するためのレール圧センサ２４が配置されている。コモンレール３には燃料ポンプであるサプライポンプ４が接続されている。

インジェクタ２は、エンジン１のシリンダヘッドに、各気筒に対応して取り付けられている。各インジェクタ２は、例えば、噴射孔を形成したノズルボディ内に、噴射孔を開閉するノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁（ソレノイドアクチュエータ）、及び、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリングなどによって構成されており、前記電磁弁への通電または通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により開弁／閉弁が制御される。

サプライポンプ４は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転力よって駆動され、このサプライポンプ４の駆動により、燃料タンク１０から燃料をコモンレール３に供給し、インジェクタ２を所定のタイミングで開弁することにより、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄ内に燃料が噴射される。この噴射された燃料は燃焼室１ｄ内で燃焼され排気ガスとなって排気される。なお、インジェクタ２の開弁タイミング（噴射期間）は、後述するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって制御される。

一方、エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ８、吸入空気量（空気流量）を検出するエアフロメータ２２、吸気温センサ２３（エアフロメータ２２に内蔵）及びスロットルバルブ７などが配置されている。スロットルバルブ７は、後述するターボチャージャ５のコンプレッサ５２の下流側の吸気通路１１に配置されている。また、スロットルバルブ７の下流の吸気通路１１には、インテークマニホールド１１ａ内の圧力（インマニ圧力）を検出するインマニ圧センサ２８が配置されている。

排気通路１２には触媒装置９などが配置されている。触媒装置９は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒９１とＤＰＮＲ触媒９２とを備えている。

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒９１は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ₂となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。

ＤＰＮＲ触媒９２は、例えば多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）は多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵したＮＯｘは還元・放出される。さらに、ＤＰＮＲ触媒９２には、捕集したＰＭを酸化・燃焼する触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。

エンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）５が搭載されている。ターボチャージャ５は、排気通路１２に配置されたタービン５１と、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ５２によって構成されており、排気通路１２に配置のタービン５１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路１１に配置のコンプレッサ５２が回転する。そして、コンプレッサ５２の回転により吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄに過給空気が強制的に送り込まれる。

ターボチャージャ５は可変ノズル式ターボチャージャであって、タービン５１側に可変ノズルベーン機構５３が設けられており、この可変ノズルベーン機構５３の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。可変ノズルベーン機構５３の開度は、ＥＣＵ１００によって制御されるＤＣモータ等のアクチュエータ５４によって調整される。ターボチャージャ５のコンプレッサ５２の下流側の吸気通路１１には、コンプレッサ５２にて圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ５５が設けられている。

さらに、エンジン１にはＥＧＲ装置６が搭載されている。ＥＧＲ装置６は、吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、気筒内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置であって、吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路６１、このＥＧＲ通路６１に設けられたＥＧＲバルブ６２、及び、ＥＧＲクーラ（図示せず）などによって構成されており、ＥＧＲバルブ６２の開度を調整することにより、排気通路１２から吸気通路１１に導入されるＥＧＲ量（排気還流量）を調整することができる。

以上のエンジン１、ターボチャージャ５のアクチュエータ５４、スロットルバルブ７、及び、ＥＧＲバルブ６２などの各部はＥＣＵ１００によって制御される。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

以上のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、水温センサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２３、レール圧センサ２４、エンジン回転数センサ２５、スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ２６、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２７、スロットルバルブ７の下流側のインマニ圧力を検出するインマニ圧センサ２８、及び、運転者のスイッチ操作に応じて給油信号を出力する給油スイッチ（リッド開放スイッチ）２９などが接続されている。

出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、スロットルバルブ７、ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構５３の開度を調整するアクチュエータ５４、及び、ＥＧＲバルブ６２などが接続されている。

ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ５の開度制御、及び、燃料噴射量・噴射時期制御（インジェクタ２の開閉制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「微小噴射量学習制御」、「燃料特定」、及び、「燃料充填直後の学習値補正」を実行する。

以上のＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明のエンジン（内燃機関）の噴射量制御装置が実現される。

−微小噴射量学習制御−
まず、ＥＣＵ１００は、例えば、メイン噴射の前に実施されるパイロット噴射などの微小噴射に対する精度を向上させることを目的として微小噴射量学習制御を実行する。

微小噴射量学習制御は、例えば、パイロット噴射に相当する指示噴射量（例えば２ｍｍ³／ｓｔ）と、その指示噴射量（噴射指令パルス）に応じて、実際にインジェクタ２から噴射された燃料量（以下、実噴射量という）を検出し、これら指示噴射量と実噴射量との差に基づいて指示噴射量（インジェクタ２の通電時間）を補正する制御である。

ＥＣＵ１００が実行する微小噴射量学習制御の具体的な例について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期毎に繰り返して実行される。

ステップＳＴ１０１において、学習条件が成立しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０２に進む。ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定である場合はリターンする。学習条件としては、（ａ）インジェクタ２に対する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であること、（ｂ）変速機２００がニュートラル状態であること（例えば、シフトチェンジ時）、（ｃ）所定のレール圧が維持されていることなどの条件が挙げられる。また、ＥＧＲバルブ６２の開度や、ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構５３の開度などを学習条件に加えてもよい。

なお、変速機２００がニュートラル状態であるためには、例えば、シフトポジション（シフトレバーの操作位置）がニュートラル位置にあること、あるいは、クラッチがＯＦＦ状態（駆動輪に対してエンジン動力が遮断されている状態）にあること（この場合、シフトポジションは、必ずしもニュートラル位置にある必要はない）が要件となる。

ステップＳＴ１０２では、学習用噴射（以下、単発噴射という）を実施する。この単発噴射により噴射される燃料量は、パイロット噴射の指示噴射量に相当する微小噴射量とする。

次に、ステップＳＴ１０３において、ステップＳＴ１０２での単発噴射によって上昇するエンジン１の回転数の変化量を算出する。エンジン回転数変化量は、例えば、燃料の噴射直前のエンジン回転数、燃料の燃焼が終了した時点でのエンジン回転数、及び、燃料噴射を実施しなかった場合のエンジン回転数の減少量の予測値などに基づいて算出する。なお、エンジン回転数は、燃料の噴射がない場合には単調に減少するので、エンジン回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前のエンジン回転数と経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。

ステップＳＴ１０４ではエンジン１の発生トルクを算出する。具体的には、燃料噴射直前のエンジン回転数と、上記ステップＳＴ１０３で算出したエンジン回転数変化量及び所定の比例定数とに基づいて（例えば、これらの積として）、エンジン１の発生トルクを算出する。

このようにしてエンジン１の発生トルクが算出されると、ステップＳＴ１０５においてインジェクタ２から実際に噴射された燃料の量である実噴射量を算出する。ここで、ディーゼルエンジンでは、燃料の噴射量と機関発生トルクとが比例するため、上記ステップＳＴ１０４の処理にて算出したエンジン１の発生トルクに基づいて実噴射量を算出することができる。

次に、ステップＳＴ１０６において、ステップＳＴ１０５で算出した実噴射量と、インジェクタ２に供給した指示噴射量との差（噴射量精度）に基づいて微小噴射量学習値を取得する。なお、微小噴射量学習値は、指示噴射量と実噴射量との偏差（ずれ量）を減少させるための補正量であり、例えば指示噴射量を直接補正する補正量であってもよいし、要求噴射量に対応するインジェクタ２の制御量、例えばインジェクタ２の電磁弁の通電時間等を補正する補正量であってもよい。

そして、ステップＳＴ１０７において、ステップＳＴ１０６の処理で取得した微小噴射量学習値によって先回（前回）の学習値を更新する必要があるか否かを判別する。具体的には、微小噴射量学習値が、例えば図８に示す補償噴射量精度ライン以上である場合、学習値を更新する必要があると判断して、ステップＳＴ１０６の処理で取得した微小噴射量学習値を最新の学習値としてＲＡＭ等に記憶・更新する（ステップＳＴ１０８）。ステップＳＴ１０７の判定結果が否定判定である場合はリターンする。なお、初期設定処理において行われる微小噴射量学習制御、つまり、エンジン１に対して最初に実行される微小噴射量学習制御においては、微小噴射量学習値は存在しないため、ステップＳＴ１０７の判定結果が無条件に肯定判定となる。

ここで、この例では、工場での充填燃料をベース燃料（例えば、一般に市販されているＪＩＳ−２号軽油）としており、そのベース燃料を単発噴射したときの実噴射量が２ｍｍ³／ｓｔ（パイロット噴射量に相当）となるように工場出荷時の指示噴射量（インジェクタ２の電磁弁への通電時間）が設定されている。そして、工場出荷後においてもベース燃料が使用され続ければ、上記した微小噴射量学習制御を実施することによってエンジン１を精度良く制御することができる。

ところで、工場出荷後においては（一般市場に流通した段階では）、上述したように、ベース燃料以外の軽油、バイオ燃料、及び、バイオ燃料混合軽油などの様々な種類の燃料が使用される場合があり、燃料補充によって燃料の種類（燃料特性）が変わった場合、インジェクタ２の実噴射量が変化して指示噴射量に対する実噴射量がずれてしまう。例えば図９に示すように、噴射量学習が完了した後に、それまでに使用していた燃料とは異なる種類の燃料が充填されて燃料特性が変化すると、次回の噴射量学習が完了するまでの間は噴射量精度が悪いままの状態（補償噴射量精度外の状態）が継続されるので、ドライバビリティ悪化・失火・排気悪化が発生する場合がある。

このような点を考慮し、この例では、燃料が充填されたときに、燃料特性変化（性状変化）がある場合には、その充填後の燃料を特定して上記噴射量学習値を補正する。その具体的な制御の例（燃料特定及び燃料充填直後の学習値補正）について説明する。

−燃料特定−
まず、この例では、図４に示すように、上記したベース燃料と、そのベース燃料とは密度・動粘度などの物性が異なる６種の燃料Ａ〜燃料Ｆを想定している。燃料Ａ、燃料Ｂ及び燃料Ｃは、ベース燃料をインジェクタ２が噴射したときの実噴射量（以下、単に「ベース燃料の実噴射量」という）よりも実噴射量が少なくなる物性（燃料Ａ＜燃料Ｂ＜燃料Ｃ＜ベース燃料）の燃料であり、燃料Ｄ、燃料Ｅ及び燃料Ｆは、ベース燃料の実噴射量よりも実噴射量が多くなる物性（ベース燃料＜燃料Ｄ＜燃料Ｅ＜燃料Ｆ）の燃料である。

そして、この例では、以上のようなベース燃料及び燃料Ａ〜燃料Ｆのうち、どの燃料が使用（充填）されているのかを図５に示すマップを用いて特定する。

図５に示すマップは、先回に微小噴射量学習制御にて学習補正された実噴射量と、今回の微小噴射量学習制御時の実噴射量（先回の微小噴射量学習制御にて学習補正された指示噴射量での実噴射量）の実噴射量との差（実噴射量差ΔＱ）をパラメータとして、燃料種類（ベース燃料、燃料Ａ〜Ｆ）を特定するためのマップであって、例えばＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

図５に示すマップにおいては、実噴射量差ΔＱが［−０／１ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜０．１ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料種類はベース燃料であると判定するように設定されている。すなわち、先回の微小噴射量学習制御の実行により実噴射量は目標実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］に学習補正されており、この先回の実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］と今回の微小噴射量学習制御時の実噴射量（以下、今回の実噴射量ともいう）との差（実噴射量差ΔＱ）が、ベース燃料の許容範囲（±０．１ｍｍ³／ｓｔ）内にある場合は燃料種類がベース燃料であると判定するように設定されている。

これに対し、先回の実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］に対して今回の実噴射量が、上記した許容範囲の下限よりも小さい場合、その先回の実噴射量と今回の実噴射量との差（実噴射量差ΔＱ）が［０．３ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜０．４ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ａ、実噴射量差ΔＱが［０．２ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜０．３ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ｂ、実噴射量差ΔＱが［０．１ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜０．２ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ｃであると判定するように、図５のマップは設定されている。

一方、先回の実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］に対して今回の実噴射量が、上記した許容範囲の上限よりも大きい場合、その先回の実噴射量と今回の実噴射量との差（実噴射量差ΔＱ）が［−０．２ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜−０．１ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ｄ、実噴射量差ΔＱが［−０．３ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜−０．２ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ｅ、実噴射量差ΔＱが［−０．４ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜−０．３ｍｍ³／ｓｔ］の範囲である場合は燃料Ｆであると判定するように、図５のマップは設定されている。

以上の燃料特定処理は、図７に示すフローチャートのステップＳＴ２０３において実行される。

−燃料充填直後の学習値補正−
ＥＣＵ１００は、燃料充填直後に上記した燃料特定処理を実行し、充填後の燃料が充填前の燃料と異なる場合（燃料特性が変化する場合）は、その特定した燃料の種類にあった学習値オフセット量を図６のマップを参照して求めて微小噴射量学習値（指示噴射量の補正量）を補正する。

この学習値補正に用いるマップ（図６）について説明する．まず、燃料Ａは、微小噴射量学習制御の目標実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］に対して、実噴射量が０．３ｍｍ³／ｓｔ〜０．４ｍｍ³／ｓｔの範囲で小さくなる燃料を想定しているので、その範囲の中間値である［０．３５ｍｍ³／ｓｔ］を学習値オフセット量としており、同様に、燃料Ｂの学習値オフセット量を［０．２５ｍｍ³／ｓｔ］、燃料Ｃの学習値オフセット量を［０．１５ｍｍ³／ｓｔ］としている。一方、燃料Ｄは、微小噴射量学習制御の目標実噴射量［２ｍｍ³／ｓｔ］に対して、実噴射量が０．１ｍｍ³／ｓｔ〜０．２ｍｍ³／ｓｔの範囲で大きくなる燃料を想定しているので、その範囲の中間値である［−０．１５ｍｍ³／ｓｔ］を学習値オフセット量としており、同様に、燃料Ｅの学習値オフセット量を［−０．２５ｍｍ³／ｓｔ］、燃料Ｆの学習値オフセット量を［−０．３５ｍｍ³／ｓｔ］としている。なお、ベース燃料の学習値オフセット量は０である。

次に、燃料充填直後の学習値補正処理の具体的な例について図７のフローチャートを参照して説明する。図７の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期毎に繰り返して実行される。

まず、ステップＳＴ２０１では、給油スイッチ２９の出力信号に基づいて燃料充填が実行（充填開始・終了）されたか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ２０２に進む。ステップＳＴ２０１の判定結果が否定判定である場合はリターンする。

次に、ステップＳＴ２０２において、先回の微小噴射量学習制御（図３に示す微小噴射量学習制御）にて学習補正された実噴射量と、今回の微小噴射量学習制御時の実噴射量（先回の微小噴射量学習制御にて学習補正された指示噴射量での実噴射量）との差（実噴射量差ΔＱ）を算出する。

ステップＳＴ２０３では、ステップＳＴ２０２で算出した実噴射量差ΔＱを用いて図５のマップを参照して燃料充填後の燃料種類を特定し、その燃料充填後の燃料が、燃料充填前の燃料と異なるか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。この判定処理（ステップＳＴ２０４の判定処理）について以下に具体的に説明する。

例えば、ステップＳＴ２０２で算出した実噴射量差ΔＱが［−０／１ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜０．１ｍｍ³／ｓｔ］の範囲内で燃料充填後の燃料種類がベース燃料であって、先回の燃料充填直後に実施した微小噴射量学習制御によって判定した燃料種類（以下、先回の燃料種類ともいう）がベース燃料である場合（ステップＳＴ２０４が否定判定である場合）は、微小噴射量学習値の補正は行わずにリターンする。なお、１回目の判定処理（ステップＳＴ２０４の判定処理）を実行するときに用いる先回の燃料種類は工場出荷時のベース燃料である。

一方、ステップＳＴ２０２で算出した実噴射量差ΔＱが、例えば［−０．２ｍｍ³／ｓｔ≦ΔＱ＜−０．１ｍｍ³／ｓｔ］の範囲内で充填後の燃料種類が燃料Ｄであり、先回の燃料種類（例えばベース燃料）とは異なる場合（ステップＳＴ２０４の判定結果が肯定判定である場合）はステップＳＴ２０５に進む。

ステップＳＴ２０５では、ステップＳＴ２０３で特定した燃料に合った学習値オフセット量を図６のマップから読み込む。例えば、ステップＳＴ２０３で特定した燃料種類が燃料Ｄである場合、その燃料Ｄの学習値オフセット量［−０．１５ｍｍ³／ｓｔ］を読み込み、その学習値オフセット量を用いて、図８に示すように、現在の微小噴射量学習値をオフセット［現在学習値＋（−０．１５ｍｍ³／ｓｔ）］する。このような学習値補正を行うことにより、燃料特性が変化しても、噴射量精度（指示噴射量と実噴射量との差）を補償噴射精度ライン内に収めることができ、エンジン１を精度良く制御することができる。

ここで、図８には、１回目の微小噴射量学習（以下、単に「学習」ともいう）から３回目の学習を実施している間の燃料がベース燃料であり、３回目の学習直後に燃料Ｄが充填された例を示している。

この図８の例について具体的に説明すると、１回目の学習のときはベース燃料であり、この１回目の学習時の実噴射量が、例えば１．９５ｍｍ³／ｓｔである場合、指示噴射量（通電時間）の学習値がα１となり、この学習値α１で指示噴射量を補正することにより学習直後の実噴射量を２ｍｍ³／ｓｔとすることができる。また、同様にして、２回目の学習（学習時燃料：ベース燃料）により学習値がα２、３回目の学習（学習時燃料：ベース燃料）により学習値がα３となり、その各学習値α２、α３で指示噴射量を補正することにより学習直後の実噴射量を２ｍｍ³／ｓｔとすることができる。そして、３回目の学習直後に燃料が充填されてベース燃料から燃料Ｄに変わった場合、先回（３回目）の学習において学習した学習値α３で補正した指示噴射量で燃料噴射を行うと、実噴射量が大きくなってしまう。そこで、この例では、その燃料Ｄに合った学習値にオフセットする。具体的には、上記したように［現在の学習値α３＋燃料Ｄの学習値オフセット量（−０．１５ｍｍ³／ｓｔ）］の学習値補正を行って学習直後の実噴射量が２ｍｍ³／ｓｔとなるよう補正にする。

なお、燃料充填後の燃料種類が燃料Ｅ及び燃料Ｆである場合は、図８と同じ方向のオフセットとなるが、燃料Ａ、燃料Ｂ及び燃料Ｃの場合は、図８とは逆向きのオフセット（プラス側へのオフセット）になる。

ここで、燃料充填後の学習値補正処理を実行するときの、今回の指示噴射量は、先回の微小噴射量学習時の微小噴射量補正値（α１，α２，α３，・・，または，αｎのみであって学習値オフセット量は加味しない）を入れたものである。つまり、今回の指示噴射量は、先回の微小噴射量学習時の微小噴射量補正値（例えば、図８の例ではα３）のみを用い、学習値オフセット量は含めない値として学習値補正処理を実行する。

そして、学習値補正処理を実行したときに、先回の燃料種類と今回の燃料種類とが異なる場合、上記した［微小噴射量補正値＋学習値オフセット量］のうち、学習値オフセット量のみを燃料種類に応じて更新し、先回の燃料種類と今回の燃料種類とが同じであれば、学習値オフセット量を更新しない（先回と同じ学習値オフセット量とする）。

−他の実施形態−
以上の例では、燃料に種類を、ベース燃料及び燃料Ａ〜Ｆの７種類を想定しているが、その燃料種類の想定数は特に限定されず、市場で販売される燃料種類に応じて適宜に変更してもよい。

以上の例では、パイロット噴射に相当する微小噴射量を単発噴射する微小噴射量学習制御を実行しているが、本発明はこれに限られることなく、指示噴射量と実噴射量との差を学習補正できる制御であれば、他の任意の噴射量学習制御を適用してもよい。

以上の例では、給油スイッチの出力信号に基づいて燃料充填を判断しているが、これに限られることなく、燃料充填を行った旨を入力するための専用のスイッチを設けて、そのスイッチ操作に応じて噴射量学習制御を実施するようにしてもよい。

以上の例では、筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンの噴射量制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンの噴射量制御にも適用できる。また、筒内直噴ディーゼルエンジンに限られることなく、他のタイプのディーゼルエンジンの噴射量制御にも本発明を適用することは可能である。

さらに、ディーゼルエンジンに限られることなく、ポート噴射型ガソリンエンジンや筒内直噴型ガソリンエンジンの噴射量制御にも本発明を適用することは可能である。

本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 微小噴射量学習制御の一例を示すフローチャートである。 各種燃料と実噴射量との関係を示すグラフである。 燃料種類の特定に用いるマップの一例を示す図である。 学習値オフセット量のマップの一例を示す図である。 燃料充填直後の学習値補正処理の一例を示すフローチャートである。 燃料充填直後の学習値補正処理の一例を示すタイミングチャートである。 燃料充填により燃料特性が変化した場合の問題点を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン（ディーゼルエンジン）
２ インジェクタ
３ コモンレール
４ サプライポンプ
１０ 燃料タンク
２４ レール圧センサ
２５ エンジン回転数センサ
２６ スロットル開度センサ
２７ アクセル開度センサ
２９ 給油スイッチ
１００ ＥＣＵ

Claims (4)

1. 燃料を噴射するインジェクタを備えた内燃機関の燃料噴射量を制御する噴射量制御装置であって、
   前記インジェクタの噴射量を学習する噴射量学習制御手段と、先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量と、今回の噴射量学習制御時の実噴射量との差に基づいて使用燃料の種類を特定する燃料特定手段とを備え、前記燃料特定手段にて燃料種類が特定されたときに、噴射量学習値を前記特定された燃料に合った学習値に設定することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の噴射量制御装置において、
   前記燃料特定手段は、燃料充填直後に前記噴射量学習制御を実行し、その燃料充填前に実行した先回の噴射量学習制御によって学習補正された実噴射量と、前記燃料充填直後の今回の噴射量学習制御時の実噴射量との差に基づいて燃料充填後の燃料の種類を特定することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の噴射量制御装置において、
   前記噴射量学習制御手段は、学習条件が成立しているときに、前記内燃機関の特定の気筒に対して前記インジェクタから学習用の単発噴射を行い、その単発噴射の実施によって生じる機関回転数の変化量に基づいて実噴射量を算出し、この実噴射量と前記単発噴射の際の指示噴射量との差に基づいて、当該指示噴射量を補正することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。
4. 請求項３記載の内燃機関の噴射量制御装置において、
   前記噴射量学習制御手段は、メイン噴射に先立って実施されるパイロット噴射に相当する微小噴射量を前記学習用噴射量とする微小噴射量学習制御を実行することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。

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