JP2010180824A

JP2010180824A - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2010180824A
Application number: JP2009026432A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 弘之湯浅
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】適した噴射タイミングで燃料を噴射できる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１に対する燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置１０において、
燃料噴射弁６は、高圧ポンプＰ２により供給された燃料を蓄圧するコモンレール１３から供給される燃料を噴射する。ＥＣＵ２は、燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ３７と、燃料の温度を検出する燃料温度センサ３５とによって検出された状態に基づいて、燃料噴射弁６に噴射指令を与える。燃料噴射弁６による燃料噴射実行時の燃料圧力の変動値から燃料噴射弁６による燃料噴射量を算出すると共に、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御する。
【選択図】図１

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ができる。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。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とその噴射タイミングによって出力特性及び燃料消費率が左右される。つまり、必要な量の燃料を必要とされるときにエンジンに供給するためには、燃料噴射制御装置では燃料の噴射量と噴射タイミングを適切に管理することが必要とされている。

このようなディーゼルエンジンに適した燃料噴射制御装置において、噴射される燃料の量とその噴射タイミングの制御に関するいくつかの技術が存在する（例えば、特許文献１）。

特開２００１−２０７９２８号公報

ところで、燃料噴射制御装置では、インジェクターに燃料噴射を行わせる燃料噴射指令Ｔｉが与えられる。インジェクターに燃料噴射指令Ｔｉが与えられてから実際にエンジンの燃焼室に燃料が噴射されるまでの時間は、インジェクターの過度応答特性がばらつくことや、燃料が配管内を圧送されることによる燃料圧力変動の遅延時間が変動することなどの影響を受け変動する。燃料が噴射されるまでの時間に変動が生じることにより、適した噴射タイミングに噴射されないと、同じ量の燃料を消費しても、所定のトルクを発生させることができないこととなる。また、このような変動は、構成する装置の特性に依存する影響に限らず、燃料の特性や環境により変化する。

特許文献１の技術によれば、コモンレールの圧力等のパラメータと燃料噴射率との関係を示す情報を記載したマップあるいは関数として予め用意しておき、このマップの参照あるいは関数による演算を行うことによってインジェクターの開弁及び閉弁の制御を行っている。
しかしながら、このような方法では、予め設けられたマップ情報や関数に基づいて制御量を定めることになるため、動的に変化する噴射条件に則して適切な制御を行うことが困難であ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、適した噴射タイミングで燃料を噴射できる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、実施の形態におけるエンジン１）に対する燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置（例えば、実施の形態におけ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、実施の形態における高圧ポンプＰ２）と、前記燃料供給手段により供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段（例えば、実施の形態におけるコモンレール１３）と、前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６）と、前記燃料蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、前記供給される燃料の圧力を燃料圧力として検出する燃料圧力検出手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６）と、前記燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と（例えば、実施の形態における燃料温度センサ３５）、前記燃料噴射手段に噴射指令を与える燃料噴射制御手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２）とを備え、前記燃料噴射手段による燃料噴射実行時の前記燃料圧力の変動値から前記燃料噴射手段による燃料噴射量を算出すると共に、前記噴射指令から前記燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、前記燃料温度又は前記燃料圧力に応じて制御することを特徴とする燃料噴射制御装置である。

請求項１に記載した発明によれば、燃料噴射手段による燃料噴射実行時に燃料圧力の変動値から燃料噴射手段による燃料噴射量を算出する。それに伴い、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することより、燃料圧力の変動値に基づいて燃料噴射量を算出し、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。
そして、燃料噴射制御装置は、燃料圧力の変動値に基づいて噴射された燃料噴射量を算出でき、また、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。

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、前記燃料温度及び前記燃料圧力に応じて算出された遅れ時間を学習する学習手段と、を備え、前記学習手段により学習された遅れ時間の値に応じて、前記噴射指令を与える燃料噴射制御手段を制御することを特徴とする。
請求項２に記載した発明によれば、学習手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２）は、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間を燃料圧力の変動値に基づいて算出し、算出された遅れ時間を学習する。また、学習手段は、学習された遅れ時間の値に応じて噴射指令を出力するタイミングを制御して、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間を、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。
そして、燃料温度又は燃料圧力に応じて変化する遅れ時間に適した噴射タイミングにおいて燃料を噴射することができる。

請求項１及び請求項２に記載した発明によれば、適切な噴射タイミングにおいて必要とされる噴射量の燃料噴射を行うことにより、所望の出力特性及び燃料消費率を得ることが可能となる。

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燃料噴射時の圧力変動を示すタイミングチャートである。本実施形態における燃料噴射の遅延時間特性を示すグラフである。本実施形態における燃料噴射の遅延時間の学習処理を示すフローチャートである。本実施形態における学習された燃料噴射の遅延時間の適応処理を示すフローチャートである。本実施形態における学習された燃料噴射の遅延時間を適応した場合の動作を示すタイミングチャートである。

（第１実施形態）
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圧力を制御する。

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、０．５ＭＰａ（メガパスカル））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。
また、フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２において、燃料戻し路１６の接続部と電磁流量制御弁２１との間には、燃料温度センサ３５が設けられている。燃料温度センサ３５は、低圧ポンプＰ１から吐出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ＳｇＴｅｍｐをＥＣＵ２に出力する。

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。

コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｄが接続され、この高圧配管１３ｄには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｄ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、２００ＭＰａ（メガパスカル））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、２００ＭＰａ（メガパスカル））で蓄える燃料室となる。
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からの制御信号など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。

高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のコモンレール１３への接続点付近には、オリフィス１３ｃ−１〜１３ｃ−４（以下、まとめて表すときには、「オリフィス１３ｃ」という。）がそれぞれ設けられる。このオリフィス１３ｃは、燃料噴射弁６からの燃料噴射によって生じる高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４における燃料圧力の圧力変動によって起こる、コモンレール１３の圧力変動の影響を低減させることができる。
また、そのオリフィス１３ｃの下流側には、燃料圧力センサ３７−１〜３７−４（以下、まとめて表すときには、「燃料圧力センサ３７」という。）がそれぞれ取り付けられる。この燃料圧力センサ３７は、オリフィス１３ｃの下流側の燃料圧力を検出する。燃料圧力センサ３７は、検出された圧力を示す検出信号ＳｇＰをＥＣＵ２に出力する。

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）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）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ＳｇＤｅｇ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からの検出信号ＳｇＴｅｍｐ、燃料圧力センサ３７からの検出信号ＳｇＰ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量制御を実行する。

ＥＣＵ２では、その検出された燃料圧力に基づいて、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌ及び燃料噴射弁６による燃料噴射によって生じる燃料圧力変動を導く。
なお、燃料圧力センサ３７は、各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４にそれぞれ独立に設けられる形態を例示し、それぞれの燃料圧力センサ３７が独立に燃料圧力を検出することとしたが、少なくとも高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のうちいずれか１箇所に設けた燃料圧力センサ３７が、コモンレール１３及び各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４の燃料圧力を検出することも可能である。その際、ＥＣＵ２は、１つの燃料圧力センサ３７によって検出された検出信号から、コモンレール１３及び他の高圧配管１３ｂの燃料圧力を導く処理を行う。

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。

続いて、本発明の燃料噴射制御装置１０における燃料噴射時の燃料圧力変動について説明する。
図２は、燃料噴射制御装置１０における燃料噴射時の燃料圧力の変動を示すタイミングチャートである。
（ａ）は、燃料噴射制御装置１０のＥＣＵ２が燃料噴射弁６に対して出力する燃料噴射指令Ｔｉを示す信号ＳｇＴｉの変化を示す波形ｇ２１である。ＥＣＵ２は、信号ＳｇＴｉに時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までがハイレベルを出力し、その間燃料噴射弁６に燃料噴射指令Ｔｉを与える。
（ｂ）は、ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に対して出力した燃料噴射指令Ｔｉを示す信号ＳｇＴｉによって、燃料噴射弁６が燃料噴射を行い、その燃料噴射によって噴射された噴射量Ｑの変化率（ｄＱ／ｄｔ）を示す波形ｇ２２である。
（ｃ）は、ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に対して出力した燃料噴射指令Ｔｉを示す信号ＳｇＴｉによって、燃料噴射弁６が燃料噴射を行い、その噴射によって変動する燃料圧力ＳｇＰの変化を示す波形ｇ２３である。

波形ｇ２２と波形ｇ２３は、燃料噴射指令Ｔｉが送出された時刻ｔ_０から時間Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ_１０からそれぞれ変動が開始する状態を示している。
波形ｇ２２に示された燃料噴射の噴射量Ｑの変化率（ｄＱ／ｄｔ）では、時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１の間に燃料噴射が行われ、所定の燃料噴射指令Ｔｉが終了し燃料噴射を停止することにより、時刻ｔ_１１以降の値は「０」を示す。
波形ｇ２３に示された燃料圧力ＳｇＰは、時刻ｔ_１０から始まる燃料噴射によって一時的に低下するが、時刻ｔ_１１に燃料噴射が停止することにより上昇に転じる。上昇に転じた燃料圧力は、その後も減衰振動を伴って変化する。すなわち、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力は、燃料噴射を停止させても、その後しばらくの間継続する減衰振動による変化を示し変動する。

続いて、燃料噴射指令Ｔｉに遅れて燃料が噴射されるときの遅延時間特性について説明する。
図３は、燃料噴射の遅延時間特性を示すグラフである。この図には、燃料噴射弁６ごとの遅延時間特性を示すグラフ、すなわち燃料噴射弁６−１〜６−４に対応するグラフＭ１〜Ｍ４が示される。
グラフＭ１〜Ｍ４の横軸は燃料圧力を示し、縦軸は燃料噴射指令Ｔｉ（信号ＳｇＴｉ）が示す噴射開始時刻（時刻ｔ_０）から、実際に燃料噴射弁６において燃料の噴射が開始されるまでの遅延時間を示す。グラフＭ１〜Ｍ４には、燃料噴射ごとに検出された燃料圧力と、そのときの遅延時間とで示される位置に検出結果がプロットされる。ＥＣＵ２が検出を繰り返してプロットされた結果は、散布図として示される。

以下、グラフＭ１に示されるエンジン１の第１気筒に設けられる燃料噴射弁６−１における燃料噴射の遅延時間特性を代表して説明する。
グラフＭ１に示された点Ｓ_０〜Ｓ_３は、検出された燃料圧力と遅延時間を示すプロット点を示す。
また、繰り返される燃料圧力と遅延時間の検出に合わせて燃料温度も検出され、それぞれの検出値は関連付けられたデータとしてＥＣＵ２内の記憶領域に記録される。そのデータに基づいて示された散布図のプロット箇所は、所定の燃料温度範囲によってクラス分けすることができる。そのクラス分けされた各燃料温度範囲に含まれるプロット箇所のデータに基づいて補間処理を行い、所定の燃料温度範囲ごとの特性を示す補間曲線を得ることができる。この図では、点Ｓ_０と点Ｓ_１〜Ｓ_３とは異なる燃料温度範囲に分類されるデータの例を示す。また、グラフに示される波形ｇ３１ＳＴＤと波形ｇ３１Ｈでは、それぞれの燃料温度範囲における検出値に基づいて補間処理が行われ、その補間処理の結果を遅延時間特性として示されたものである。

波形ｇ３１ＳＴＤの燃料温度範囲は、波形ｇ３１Ｈの燃料温度範囲に比べ温度が低い範囲を示す。この図には２つの燃料温度範囲での分類を示しているが、適宜分割数を選択して分類することができる。
燃料は、温度が高くなるほど流動性が高くなることから、同じ燃料圧力で加圧された燃料は同じ系を早く通過する。点Ｓ_０と点Ｓ_１は、同じ燃料圧力で加圧された状態を示す。点Ｓ_０と点Ｓ_１における遅延時間は、遅延時間Ｔｄ０と遅延時間Ｔｄ１を示す。燃料温度が低いときに必要とされる遅延時間Ｔｄ０は、燃料温度が高いときに必要とされる遅延時間Ｔｄ１より長くなる。
このように燃料温度範囲ごとの補間処理によって導かれた波形ｇ３１ＳＴＤ及び波形ｇ３１Ｈによって示される補間曲線を用いることにより、燃料圧力と燃料温度の条件からそのときの遅延時間を導くことが可能となる。
また、この図では検出されたデータを２次元のグラフにプロットした散布図を示して説明したが、記録されるデータは、ＥＣＵ２におけるプログラムによって参照可能な記憶部（ＲＡＭあるいはＥＥＰＲＯＭ）に記録することにより、遅延時間の参照を実時間で処理することが可能となる。

続いて、本発明の燃料噴射の遅延時間の学習処理について説明する。
図４は、燃料噴射の遅延時間の学習処理を示すフローチャートである。
この図に示されるＥＣＵ２による学習処理では、図３に示した燃料温度範囲に応じた遅延時間特性を示す補間曲線を導くまでの処理を示す。導かれた遅延時間特性を示す補間曲線は、予め定められるデータ構造を有するマップとして記憶領域に記録される。

ＥＣＵ２は、エンジン１におけるクランク角センサ３３によって検出されたクランク角情報ＳｇＤｅｇに応じて定められる噴射タイミングに基づいて燃料噴射を行う。ＥＣＵ２は、燃料噴射指令Ｔｉを示す制御信号ＳｇＴｉを出力する。燃料噴射指令Ｔｉの起点を基準とするために、制御信号ＳｇＴｉの立ち上がりを検出し、基準とする時刻ｔ_０を確定する（ステップＳａ１１）。
続いて、燃料温度センサ３５が、燃料温度を検出し、温度に応じて変化する検出信号ＳｇＴｅｍｐをＥＣＵ２に入力する。ＥＣＵ２は、入力された検出信号ＳｇＴｅｍｐによる温度情報を記憶部に割り付けられた記憶領域に記録する。また、それぞれ設けられた燃料圧力センサ３７が、燃料圧力を検出し、圧力に応じて変化する検出信号ＳｇＰをＥＣＵ２に入力する。ＥＣＵ２は、入力された検出信号ＳｇＰによる燃料圧力情報を記憶部に割り付けられた記憶領域に継続的に記録する（ステップＳａ１２）。

続いて、ＥＣＵ２は、継続的に記録された燃料圧力情報を参照し、燃料噴射弁６−１による第１気筒への燃料噴射（♯１ＩＮＪ）における燃料圧力が降下し始めるタイミングを検出し、実際に噴射が開始した時刻を検出する。これにより、ＥＣＵ２は、実際に噴射が開始した時刻ｔ_１０と基準とする時刻ｔ_０との時間差から遅延時間Ｔｄを導くことができ、導いた遅延時間Ｔｄを燃料温度、燃料圧力との関係付けを行って記憶領域に記憶する（ステップＳａ１３）。
続いて、ＥＣＵ２は、１８０度の位相差をもって行われる他の気筒、すなわち第２気筒〜第４気筒の噴射（♯２ＩＮＪ〜♯４ＩＮＪ）に対してもステップＳａ１２において示された燃料圧力情報を記録する要領と、ステップ１３に示した第１気筒における燃料圧力に応じて変化する遅延時間を導いく要領で、各気筒における遅延時間を導く。ＥＣＵ２は、気筒ごとに導いた遅延時間を燃料温度、燃料圧力との関係付けを行って記憶領域に記憶する（ステップＳａ１４）。

続いて、ＥＣＵ２は、記憶領域に記憶された燃料温度、燃料圧力及び遅延時間の情報を参照し、所定の燃料温度範囲ごとにクラス分けして、その燃料温度範囲を代表する遅延時間特性を記録された情報を補間して導き、導かれた遅延時間特性を所定のマップに記録する。このマップは、図３のグラフで示したように気筒ごとに参照できるように独立に生成される（ステップＳａ１５）。

次に、学習処理によって記憶された燃料噴射の遅延時間特性の適応処理について説明する。
図５は、燃料噴射の遅延時間特性の適応処理を示すフローチャートである。
この適応処理では、図３に示した燃料温度範囲に応じた遅延時間特性を示す補間曲線が、図４に示した手順により導かれており、その遅延時間特性に基づいて燃料噴射のタイミングを最適化する処理を示す。

ＥＣＵ２は、クランク角センサ３３による位相情報に基づいて、所定の燃料噴射弁６に出力する燃料噴射タイミングを指示する（ステップＳｂ２１）
続いて、燃料温度センサ３５が、燃料温度を検出し、温度に応じて変化する検出信号ＳｇＴｅｍｐをＥＣＵ２に入力する。ＥＣＵ２は、入力された検出信号ＳｇＴｅｍｐによる温度情報を記憶部に割り付けられた記憶領域に記録する。また、燃料圧力センサ３７が、燃料圧力を検出し、圧力に応じて変化する検出信号ＳｇＰをＥＣＵ２に入力する。ＥＣＵ２は、入力された検出信号ＳｇＰによる燃料圧力情報を記憶部に割り付けられた記憶領域に継続的に繰り返し記録する（ステップＳｂ２２）。

ＥＣＵ２は、記憶された燃料温度、燃料圧力に基づいて、所定の気筒に対応した遅延時間特性を示すマップを参照し、図４に示された学習処理によって学習されたデータ（学習値）から最適な遅延時間を選択する（ステップＳｂ２３）。
ＥＣＵ２は、実噴射における遅延時間を考慮して選択された遅延時間に基づいたタイミングに補正して、最終指示となる燃料噴射指令Ｔｉのタイミングを決定する。補正された燃料噴射指令Ｔｉのタイミングにおいて、ＥＣＵ２から燃料噴射指令Ｔｉが出力され、燃料噴射弁６から燃料が噴射される（ステップＳｂ２４）。
このような学習処理にしたがってタイミングを補正することにより、燃料圧力、燃料温度に応じて変化する噴射遅延時間に実噴射タイミングを最適化することが可能となる。

図６は、学習された燃料噴射の遅延時間を適応させる場合の動作を示すタイミングチャートである。
この図の横軸は時間の経過を示し、縦軸は燃料噴射指令Ｔｉに基づく信号ＳｇＴｉの状態を示す。制御信号ＳｇＴｉが、ハイレベルで示される状態にあるとき燃料噴射指令Ｔｉを出力する状態を示す。
予め定められた標準状態における燃料噴射指令Ｔｉに基づく信号ＳｇＴｉの出力開始時刻をｔ_０で示す。この標準状態から燃料温度が低下することにより、遅延時間が長くなる。この変化を、図５に示した学習処理の手順に基づいて遅延時間がΔｔだけ長くなったことが検出された場合には、燃料噴射指令Ｔｉを標準の時刻ｔ_０から早めて時刻ｔ_１０から出力するように補正する。これにより、実際の噴射タイミングを燃料が噴射されるまでの応答性に影響されずに適切なタイミングで噴射することができ、適切な噴射タイミングにおいて必要とされる噴射量の燃料噴射を行うことにより、所望の出力特性及び燃料消費率を得ることが可能となる。

以上に示された本発明の実施形態によれば、燃料噴射制御装置１０において、ＥＣＵ２は、コモンレール１３に蓄圧された燃料を燃料噴射弁６による燃料噴射を制御する。コモンレール１３から供給される燃料圧力は燃料圧力センサ３７によって検出され、また、供給される燃料の温度は燃料温度センサ３５によって検出され、検出された燃料圧力及び燃料温度はＥＣＵ２に入力される。ＥＣＵ２は、燃料噴射弁６による燃料噴射実行時の燃料圧力の変動値から燃料噴射弁６による燃料噴射量を算出すると共に、燃料噴射指令Ｔｉから燃料噴射が始まるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、その燃料温度又は燃料圧力に応じて制御する。また、ＥＣＵ２は、燃料圧力の変動値に基づいて噴射された燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ２は、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。
そして、燃料噴射制御装置１０は、燃料噴射弁６による燃料噴射実行時に供給される燃料圧力の変動値から燃料噴射弁６による燃料噴射量を算出する。それに伴い、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することより、燃料圧力の変動値に基づいて燃料噴射量を算出し、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。

また、ＥＣＵ２における学習処理によって、その燃料温度及び燃料圧力に応じて算出された遅れ時間を学習する。学習処理により学習された遅れ時間の値に応じて、噴射指令を与えるＥＣＵ２を制御することができる。また、燃料の圧力変動値に基づいて算出された噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間を学習し、学習された遅れ時間の値に応じて噴射指令を出力するタイミングを制御して、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間を、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御することができる。
そして、ＥＣＵ２による学習処理は、燃料温度及び燃料圧力に応じて算出された遅れ時間を学習する。また、学習処理により学習された遅れ時間の値に応じて、噴射指令を与える燃料噴射制御手段を制御することにより、燃料温度又は燃料圧力に応じて変化する遅れ時間に適した噴射タイミングにおいて燃料を噴射することができる。
そして、適切な噴射タイミングにおいて必要とされる噴射量の燃料噴射を行うことにより、所望の出力特性及び燃料消費率を得ることが可能となる。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明の燃料噴射制御装置１０における、燃料圧力センサ３７は、燃料噴射弁６に対応して設けられるものとして説明したが、少なくとも１つの燃料圧力センサ３７によって、複数の燃料噴射弁６の噴射によって変動する燃料圧力変動を検出することとしても良い。その燃料圧力センサ３７の設置箇所は、オリフィス１３ｃの下流に配置することが好適であるが、目的の変動量を検出することができる場所に設けることとしても良い。

また、オリフィス１３ｃを例に示し、コモンレール１３と高圧配管１３ｂの間に流量を制限する抵抗成分を設けた。この抵抗成分には、オリフィス１３ｃ以外にも目的の流量制御を行える構造のものであれば選択可能である。

また、燃料噴射指令Ｔｉからの遅延時間の学習値に基づいて生成したマップを参照することにより、学習結果から遅延時間を導くこととして説明したが、遅延特性を燃料温度と燃料圧力の関数により変化するものとして同定することで、その関数による演算に応じて学習結果による遅延時間を導くことも可能である。その際の遅延時間は、燃料温度の上昇にともなって短くなる。
また、燃料は、環境温度により温度制御が行われるが、燃料温度センサ３５の配置は、その加熱制御などを行うヒータなどの下流に配置することにより、温度制御による燃料温度変化にも追従させることが容易となる。

また、本実施形態では、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。

１０燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置）
１エンジン（内燃機関）
２ＥＣＵ（燃料噴射制御手段、学習手段）
６燃料噴射弁（燃料噴射手段）
Ｐ２高圧ポンプ（燃料供給手段）
１３コモンレール（燃料蓄圧手段）
３５燃料温度センサ
３７、３７−１〜３７−４燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）

Claims

内燃機関に対する燃料の噴射を制御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、
前記燃料供給手段により供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段と、
前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、前記供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記燃料噴射手段に噴射指令を与える燃料噴射制御手段とを備え、
前記燃料噴射手段による燃料噴射実行時の前記供給される燃料圧力の変動値から前記燃料噴射手段による燃料噴射量を算出すると共に、前記噴射指令から前記燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、前記燃料温度又は前記燃料圧力に応じて制御する
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
前記燃料温度及び前記燃料圧力に応じて算出された遅れ時間を学習する学習手段と、
を備え、
前記学習手段により学習された遅れ時間の値に応じて、前記噴射指令を与える燃料噴射制御手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。