JP2010270739A

JP2010270739A - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2010270739A
Application number: JP2009125740A
Authority: JP
Inventors: Shota Okada; 翔太岡田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP5024330B2

Abstract

【課題】コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、装置の負荷の増大をより抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせる。
【解決手段】適切な燃料噴射量を求める学習が行われる複数の特定の圧力水準について実使用頻度を算出するとともに、実使用頻度が高かった圧力水準については、圧力水準を細分して設定し、この設定された圧力水準について、適切な燃料噴射量を求める学習を行うことによって、実使用頻度の高い圧力の周辺について重点的に細かく学習を行って、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置に関するものである。

コモンレール方式のディーゼルエンジンでは、燃料噴射に係るシステムに用いられる部品（特に燃料噴射弁）の個体差や経年変化等に起因して燃料噴射量にばらつきが生じることが知られている。

そこで、従来から、コモンレール方式のディーゼルエンジンにおいて、目標とする燃料噴射量と実際の燃料噴射量とのずれを適宜補正して燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、燃料噴射弁の燃料取り込み口に設けられた圧力センサから得られる圧力測定値と基準となる圧力値とに基づいて噴射特性を逐次学習し、その噴射特性（つまり、学習値）に基づいて所定の補正係数の更新を行うとともに、その補正係数を用いて燃料噴射に係る補正を行うことによって、上述したシステムに用いられる部品の個体差や経年変化等による燃料噴射量のばらつきを補正する噴射量学習について開示されている。

なお、このような噴射量学習では、予め決められた特定の圧力水準（以下、学習圧力と呼ぶ）でのみ学習が行われ、学習圧力以外の圧力についての燃料噴射量の補正については、学習圧力についての補正値をもとにした線形補間等の補間によって得られる補正値を用いて行われることが知られている。

特開２００８−１４４７４９号公報

しかしながら、従来の技術では、予め決められた特定の圧力水準でのみ噴射量学習が行われ、学習圧力以外の圧力についての燃料噴射量の補正については、学習圧力についての補正値をもとにした補間によって得られる補正値を用いて行われるため、各学習圧力間の隔たりが大きい場合に、補間によって得られる補正値の補正精度が低下してしまうという問題が生じ得る。

特に、コモンレール方式のディーゼルエンジンにおいては、燃料圧力が広範囲にわたって分布し得ることから、上述の学習圧力も広範囲をカバーできるようにそれぞれ散らして設定する必要があり、各学習圧力間の隔たりが大きくなり易い。従って、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置では、各学習圧力間の隔たりが大きくなって、補間によって得られる補正値の補正精度が低下してしまうという問題がより生じ易い。

また、各学習圧力間の隔たりを小さくすることによって、補間によって得られる補正値の補正精度の低下を低減させようとした場合であっても、各学習圧力間の隔たりを小さくすることによって学習圧力の数が増加するため、噴射量学習に必要となる演算量の増加や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増加といった装置の負荷の増大の問題が生じてしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、装置の負荷の増大をより抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせることを可能にすることにある。

請求項１の燃料噴射制御装置は、上記課題を解決するために、燃料圧力を検出する圧力検出部と、設定された複数の特定の圧力水準について実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量を学習によってそれぞれ求める学習部と、前記学習部で求めた各燃料噴射量とこれらの各燃料噴射量にそれぞれ対応する前記特定の圧力水準とを対応付けた対応関係データを格納する対応関係データ格納部と、前記圧力検出部で検出した燃料圧力と前記対応関係データ格納部に格納されている前記対応関係データとに基づいて、当該燃料圧力についての燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正部と、を備え、前記燃料噴射量補正部で得られた燃料噴射量に従った量の燃料噴射をコモンレール方式のディーゼルエンジンにおいて行わせる燃料噴射制御装置であって、予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準ごとに、それぞれの圧力水準の値を含む所定の圧力の値の範囲である圧力帯を各々対応付けて設定している第１設定部と、前記圧力検出部で検出した燃料圧力をもとに、所定の期間内に前記圧力帯のそれぞれで何回燃料噴射が行われたかをカウントすることによって、前記圧力帯に対応する前記圧力水準のそれぞれについての頻度を算出する頻度算出部と、前記頻度算出部で算出した頻度に基づいて、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、前記頻度が所定の高さ以上であった圧力水準を細分して設定する第２設定部と、を備え、前記学習部は、前記第２設定部で設定された圧力水準について前記学習を行うことを特徴としている。

これによれば、コモンレール方式のディーゼルエンジンでの燃料噴射時に使用される頻度の高い圧力帯に対応する圧力水準を細分して設定した複数の特定の圧力水準について学習を行うことが可能になるので、実使用頻度の高い圧力の周辺について重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の高い圧力の周辺についての、実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量をより精度良く求めることを可能にすることができる。

例えば、市街地のみの低速運転に多用される運転パターンや郊外の高速運転に多用される運転パターンといった各運転パターンに即して、実使用頻度の高い圧力の周辺について重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の高い圧力の周辺についての、実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量をより精度良く求めることが可能になるので、ドライバビリティの向上や燃焼効率の向上による排気ガス浄化を実現することが可能になる。

また、実使用頻度の高い圧力の周辺についてのみ重点的に細かく学習を行うことが可能になるので、燃料圧力の分布の全範囲にわたって細かく学習を行う場合に比べ、学習に必要となる演算量の増加や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増加といった装置の負荷の増大を抑えることが可能となる。

従って、以上の構成によれば、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、装置の負荷の増大をより抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせることが可能になる。

また、請求項２の燃料噴射制御装置では、前記第２設定部は、前記圧力水準を細分して設定する場合に、さらに、当該圧力水準についての前記頻度の高さに応じて細分する数を決定することを特徴としている。

これによれば、実使用頻度の特に高い圧力の周辺について特に重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の特に高い圧力の周辺についての、実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量をさらに精度良く求めることを可能にすることができる。また、以上の構成によっても、実使用頻度の高い圧力の周辺についてのみ重点的に細かく学習を行うことが可能になるので、燃料圧力の分布の全範囲にわたって細かく学習を行う場合に比べ、学習に必要となる演算量の増加や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増加といった装置の負荷の増大を抑えることが可能となる。

従って、以上の構成によれば、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、装置の負荷の増大をより抑えながら、燃料噴射量の補正をさらに精度良く行わせることが可能になる。

また、請求項３の燃料噴射制御装置では、前記第２設定部は、さらに、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準については設定を行わない決定を行うことを特徴としている。

これによれば、実使用頻度の高くない圧力水準については学習を行わなくすることが可能になるので、学習に必要となる演算量や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量を低減することが可能となる。また、実使用頻度の高くない圧力水準について学習を行わなくした場合であっても、実使用頻度の高くない圧力水準の周辺の燃料圧力についての燃料噴射量を補正する機会は少ないので、燃料噴射量の補正の精度の低下への影響が少なく、以上の構成によっても、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせることを実現することが可能となる。

なお、上記請求項３に記載の構成の場合においては、実使用頻度の高い圧力の周辺についての学習に偏り過ぎることもあるので、運転状態が変わって実使用頻度の高くなかった圧力の周辺で燃料噴射を行うことになった場合に、燃料噴射量の補正を精度良く行わせることができなくなることも考えられる。

ここで、実使用頻度の高い圧力の周辺についての学習に偏り過ぎることによって燃料噴射量の補正を精度良く行わせることができなくなる問題点を解決する態様として、例えば、請求項４および５の態様がある。

請求項４の燃料噴射制御装置では、前記第２設定部は、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準について設定を行わない決定が行われた場合であっても、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについては、常に設定を行うことを特徴としている。

これによれば、前述の予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについては、常に学習が行われるので、運転状態が変わって実使用頻度の高くなかった圧力の周辺で燃料噴射を行うことになった場合にも、上述の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについての学習結果を利用することによって、燃料噴射量の補正の精度の低下を抑えることが可能になる。

また、請求項５の燃料噴射制御装置では、前記第２設定部は、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準について設定を行わない決定が行われた場合であっても、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が中間値であるものについても、常に設定を行うことを特徴としている。

これによれば、前述の予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が最大であるものと最小であるものと中間値であるものについては、常に学習が行われるので、運転状態が変わって実使用頻度の高くなかった圧力の周辺で燃料噴射を行うことになった場合にも、上述の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものと中間値であるものとについての学習結果を利用することによって、燃料噴射量の補正の精度の低下をさらに抑えることが可能になる。

また、請求項６の燃料噴射制御装置では、前記第２設定部は、設定後の圧力水準の数が、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準の数と同じ数になるように設定を行うことを特徴としている。

これによれば、実使用頻度の高い圧力帯に対応する圧力水準を細分して設定し、実使用頻度の高い圧力の周辺についてのみ重点的に細かく学習を行って、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせるようにする場合であっても、学習を行うポイント自体は増えないので、学習に必要となる演算量や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増大を抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせるようにすることができる。

また、請求項７の燃料噴射制御装置では、前記燃料噴射量補正部は、前記対応関係データ格納部に格納されている前記対応関係データをもとに線形補間を行うことによって、前記圧力検出部で検出した燃料圧力に対応する燃料噴射量を算出して、当該燃料圧力についての燃料噴射量を補正することを特徴としている。

この請求項７のように、燃料噴射量補正部は、対応関係データ格納部に格納されている対応関係データをもとに線形補間を行うことによって、圧力検出部で検出した燃料圧力に対応する燃料噴射量を算出して、当該燃料圧力についての燃料噴射量を補正する態様としてもよい。

コモンレール式燃料噴射システム１の概略的な構成を示す図である。コモンレール式燃料噴射システム１での学習処理・圧力水準更新処理に関する動作フローを示すフローチャートである。基準マップの一例を模式的に示す図である。基準マップの各圧力水準および各圧力帯に対する使用頻度の一例を模式的に示した図である。基準マップをもとに更新マップを得る処理の一例を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用されたコモンレール式燃料噴射システム１の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示すコモンレール式燃料噴射システム１は、車両に搭載されるものであり、例えば自動車用エンジンとしてのディーゼルエンジンを制御対象にしている。

まず、図１を用いて、コモンレール式燃料噴射システム１の概略的な構成についての説明を行う。図１は、コモンレール式燃料噴射システム１の概略的な構成を示す図である。なお、本実施形態のエンジン４０としては、４輪自動車用の多気筒（例えば４気筒）のディーゼルエンジンを想定している。

コモンレール式燃料噴射システム１は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３０が、各種センサからのセンサ出力を取り込み、それら各センサ出力に基づいて燃料供給系を構成する各装置の駆動を制御するように構成されている。

ここで、燃料供給系を構成する各装置は、燃料上流側から、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、およびコモンレール１２の順に配設されている。そして、燃料タンク１０と燃料ポンプ１１とは、燃料フィルタ１０ｂを介して配管１０ａにより接続されている。

そして、燃料ポンプ１１は、低圧ポンプおよび高圧ポンプを有して構成され、燃料タンク１０に蓄えられた燃料を、低圧ポンプによって汲み上げるとともに、汲み上げた燃料を高圧ポンプにて加圧して、この加圧された高圧燃料を、供給配管１１ｃを介してコモンレール１２に圧送する。

そして、燃料ポンプ１１から圧送された燃料は、コモンレール１２により高圧状態で蓄圧され、その蓄圧された高圧燃料が、エンジン４０の気筒（つまり、シリンダ）ごとに設けられた配管１４を通じて、各シリンダのインジェクタ（つまり、燃料噴射弁）２０へそれぞれ供給されることになる。なお、コモンレール１２と配管１４との接続部分１３には、配管１４を通じてコモンレール１２へ伝播される燃料脈動（主に噴射時にインジェクタ２０の燃料噴射口にて発生）を軽減するオリフィスが設けられており、コモンレール１２内の圧力脈動を低減して安定した圧力で各インジェクタ２０へ燃料を供給することができるようになっている。

インジェクタ２０は、シリンダごとに設けられており、コモンレール１２に蓄圧された高圧燃料を各シリンダ内に噴射供給するものである。インジェクタ２０は、コモンレール１２に蓄圧された高圧燃料を各シリンダ内に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁（いずれも図示せず）等を搭載しており、電磁弁が開閉駆動されることで、コモンレール１２に蓄圧された高圧燃料を、燃料噴射ノズルによりエンジンのシリンダの燃焼室へと噴射する。なお、燃料噴射に際しては、ニードルの軸方向上方へのリフト量の大小に応じて、燃料噴射ノズルから噴射される単位時間あたりの燃料量（噴射率）が可変となる。

また、インジェクタ２０の燃料取込口には圧力センサ１５が設けられており、この圧力センサ１５によって、コモンレール１２から供給されてくる高圧燃料の燃料圧力を検出する。よって、圧力センサ１５は、請求項の圧力検出部として機能する。なお、本実施形態では、燃料圧力を検出する燃料圧力センサとして、インジェクタ２０の燃料取込口に設けられる圧力センサ１５を用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、燃料圧力を検出する圧力センサとして、コモンレール１２に設けられてコモンレール圧を検出するレール圧センサを用いる構成としてもよい。また、図１では４つあるインジェクタ２０のうちの１つに圧力センサ１５が設けられる構成を示したが、必ずしもこれに限らず、各インジェクタ２０に圧力センサ１５が設けられる構成としてもよい。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、種々のセンサの検出信号に基づいてＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、前述したように燃料供給系を構成する装置に関する各種の制御を行う。ＥＣＵ３０は、例えば、エンジン運転状態に応じた燃料噴射量の算出、それに伴う噴射圧力の決定、燃料ポンプ１１によるコモンレール１２への燃料供給量の制御などの各種の処理を実行する。

また、ＥＣＵ３０は、電磁弁へ開弁駆動電流を与える駆動回路であるＥＤＵ（駆動ユニット）３５を介して、電磁弁の通電／非通電を制御することで、その通電時間によりニードルのリフト量を可変とし、燃料噴射ノズルからの燃料噴射量を制御したりもする。なお、インジェクタ２０では、ニードルのリフト量に係るパラメータ（通電時間や燃料圧力）を可変制御することで、噴射率や噴射量を制御することができるものとする。

さらに、ＥＣＵ３０は、設定された複数の特定の圧力水準について実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量を学習によってそれぞれ求める学習処理も実行する。また、ＥＣＵ３０では、この学習処理で求めた燃料噴射量（以下、学習燃料噴射量と呼ぶ）の各々とこれらの各燃料噴射量にそれぞれ対応する特定の圧力水準とを対応付けた噴射量マップを例えばＥＣＵ３０のＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格納する。よって、ＥＣＵ３０は、請求項の学習部および対応関係データ格納部として機能する。また、噴射量マップは、請求項の対応関係データに相当する。なお、設定された複数の特定の圧力水準について実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量（以下、適切な燃料噴射量と呼ぶ）を学習によってそれぞれ求める学習処理については、周知の方法を用いる構成とすればよい。適切な燃料噴射量を求める学習の方法については、本発明の本質的な部分ではないため詳細な説明は行わないが、例えば、特許文献１に記載の学習処理によって得られる補正係数を用いて適切な燃料噴射量を求める構成としてもよいし、他の方法を用いて適切な燃料噴射量を求める構成としてもよい。

なお、コモンレール式燃料噴射システム１では、ＥＣＵ３０でこの学習処理を実行することによって、時々の状況に応じた適切な燃料噴射量を逐次学習している。そして、これにより、例えばコモンレール式燃料噴射システム１に用いられる部品（特にインジェクタ２０）の個体差や経年変化等に起因して生じる制御誤差を、フィードバック補正するようにしている。

また、ＥＣＵ３０は、コモンレール式燃料噴射システム１を搭載した車両の運転パターンの傾向に応じて、前述の学習を行う特定の圧力水準の組み合わせを変更する圧力水準更新処理を行う。なお、ここで言うところの圧力水準とは、基準とする圧力値であって多少の幅（例えば、数ＭＰａ程度の幅）を持ったものであってもよい。また、圧力水準更新処理の詳細については後述する。

さらに、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１５によって逐次検出される燃料圧力と前述の噴射量マップとに基づいて、当該燃料圧力についての燃料噴射量を適切な値に補正する噴射量補正処理を実行する。よって、ＥＣＵ３０は、請求項の燃料噴射量補正部としても機能する。噴射量補正処理では、例えば圧力センサ１５によって検出された燃料圧力に対応する適切な燃料噴射量を、噴射量マップ中の学習燃料噴射量を用いて線形補間することによって求める。具体例としては、圧力センサ１５によって検出された燃料圧力が３５ＭＰａであって、噴射量マップ中でこの燃料圧力３５ＭＰａに近い圧力水準が３０ＭＰａと５０ＭＰａとであった場合には、噴射量マップ中の圧力水準３０ＭＰａに対応付けられた学習燃料噴射量と圧力水準５０ＭＰａに対応付けられた学習燃料噴射量とをもとに線形補間を行い、燃料圧力３５ＭＰａに対応する燃料噴射量を求める。

なお、本実施形態では、圧力センサ１５によって検出された燃料圧力に対応する適切な燃料噴射量を、線形補間を用いて求める構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、圧力センサ１５によって検出された燃料圧力に対応する適切な燃料噴射量を、他の補間方法を用いて求める構成としてもよい。また、補間を行わずに、噴射量マップ中で当該燃料圧力に最も近い圧力水準に対応付けられている学習燃料噴射量を当該燃料圧力に対応する燃料噴射量とする構成としてもよい。

また、ＥＣＵ３０は、前述の噴射量補正処理で得られた燃料噴射量に従った量の燃料噴射をインジェクタ２０に行わせるように制御することによって、前述の噴射量補正処理で得られた燃料噴射量に従った量の燃料噴射をエンジン４０において行わせる。

以上、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システム１における燃料供給系の各種装置について説明した。次に、図２を用いて、コモンレール式燃料噴射システム１での学習処理・圧力水準更新処理に関する動作フローについての説明を行う。図２は、コモンレール式燃料噴射システム１での学習処理・圧力水準更新処理に関する動作フローを示すフローチャートである。なお、本フローは、例えば自車両のイグニッションスイッチがオンされてコモンレール式燃料噴射システム１が起動したときに開始される。

まず、ステップＳ１では、コモンレール式燃料噴射システム１における燃料供給系の各種装置が正常に作動しているか否かをＥＣＵ３０が判定する。そして、正常に作動していると判定した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）には、システム正常であるとしてステップＳ３に移る。また、正常に作動していると判定しなかった場合（ステップＳ１でＮｏ）には、ステップＳ３に移る。

ステップＳ２では、エラー処理を行ってフローを終了する。エラー処理では、例えばエラー表示を図示しない表示装置に行うなどする。なお、この表示装置として、インジケーターランプのエンジン警告灯を用いる構成としてもよいし、車載ナビゲーション装置等の車載装置の表示装置を利用する構成としてもよい。

また、ステップＳ３では、ＥＣＵ３０がエンジン運転状態に応じた燃料噴射量の算出を行うとともに、算出結果に従った燃料噴射量となるような噴射圧力を決定して、ステップＳ４に移る。ステップＳ４では、ステップＳ３で決定した噴射圧力で燃料噴射が行われた回数をカウント（つまり、カウントアップ）し、ステップＳ５に移る。

ステップＳ５では、例えばフローが開始してから一定期間が経過したか否かをＥＣＵ３０が判定する。なお、一定期間が経過したか否かの判定は、前述の車両に設けられた距離センサ等のセンサからの出力をもとに、一定の距離以上を走行した場合に一定期間が経過したと判定する構成としてもよいし、前述の車両やこの車両に搭載された車載装置等に設けられた計時手段からの時刻情報をもとに、一定時間以上が経過した場合に一定期間が経過したと判定する構成としてもよい。そして、一定期間が経過したと判定した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）には、ステップＳ６に移る。また、一定期間が経過したと判定しなかった場合（ステップＳ５でＮｏ）には、ステップＳ３に戻ってフローを繰り返す。なお、ここで言うところの一定期間とは、任意に設定可能な期間であって、数日や数週間等に設定してもよい。

ステップＳ６では、使用頻度計算処理をＥＣＵ３０が行って、ステップＳ７に移る。ＥＣＵ３０では、予め複数の特定の圧力水準を固定して設定しているとともに、この圧力水準ごとに、それぞれの圧力水準の値を含む所定の圧力の値の範囲である圧力帯を各々対応付けて設定しているマップ（以下、基準マップと呼ぶ）を、例えばＲＯＭ等のメモリに格納している。そして、使用頻度計算処理では、前述の一定期間内にこの圧力帯のいずれにおいてそれぞれ何回燃料噴射が行われたかをカウントすることによって、各圧力帯に対応する圧力水準のそれぞれについての頻度（以下、使用頻度と呼ぶ）を算出する。なお、前述の一定期間内に何回燃料噴射が行われたかについては、エンジンＥＣＵ３０の燃料噴射の制御についてのデータをもとにすればよく、圧力帯のいずれにおいて燃料噴射が行われたかについては、圧力センサ１５で検出する燃料圧力をもとにすればよい。よって、ＥＣＵ３０は、請求項の第１設定部および頻度算出部としても機能する。

ここで、図３を用いて、基準マップの具体例についての説明を行う。図３は、基準マップの一例を模式的に示す図である。図３の例では、２０ＭＰａごとに３０ＭＰａから２１０ＭＰａまでの１０個の圧力水準が固定して設定されている。また、圧力水準ごとに圧力水準の値を中心として前後に１０ＭＰａの幅を持った圧力帯が設定されている。圧力水準３０ＭＰａを例に挙げると、圧力水準３０ＭＰａでの圧力帯は２０〜４０ＭＰａに設定されていることになる。

図２に戻って、ステップＳ７では、圧力水準更新処理をＥＣＵ３０が行って、ステップＳ８に移る。圧力水準更新処理では、ステップＳ６で算出した使用頻度に基づいて、基準マップで予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、使用頻度が所定の高さ以上であった圧力水準を細分して設定するとともに、使用頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準のうち、常に設定を行う圧力水準（以下、必須圧力水準と呼ぶ）を除いた残りの圧力水準を設定しないマップ（以下、更新マップと呼ぶ）を得て、例えばＥＥＰＲＯＭ等の電気的に書き換え可能なメモリに格納する。よって、ＥＣＵ３０は、請求項の第２設定部としても機能する。例えば、使用頻度の高さが上位何番目（任意に設定可能）までに該当するといった場合や使用頻度が所定の閾値（任意に設定可能）以上であるといった場合に、使用頻度が所定の高さ以上であるとする構成とすればよい。なお、本実施形態では、使用頻度が０％よりも大きい場合に使用頻度が所定の高さ以上であるものとする場合の例を挙げて以降の説明を続ける。

また、圧力水準更新処理では、圧力水準を細分して設定する場合に、さらに、当該圧力水準についての使用頻度の高さに応じて細分する数を決定する。この場合、使用頻度の高さ順に応じて細分する数を決定してもよいし、使用頻度の高さの値に応じて細分する数を決定してもよい。一例としては、使用頻度の高さ順に応じて細分する数を決定する場合には、細分する圧力水準のうち、使用頻度の高さが一番高い圧力水準は３つに細分し、残りの圧力水準については２つに細分する構成としてもよい。また、一例として、使用頻度の高さの値に応じて細分する数を決定する場合には、使用頻度の高さが５０％以上の圧力水準については３つに細分し、使用頻度の高さが０％よりも高く、且つ、５０％未満の圧力水準については２つに細分する構成としてもよい。なお、本実施形態では、細分する圧力水準のうち、使用頻度の高さが一番高い圧力水準は３つに細分し、残りの圧力水準については２つに細分するものとする場合の例を挙げて以降の説明を続ける。

ここで、図４および図５を用いて、圧力水準更新処理の具体例について述べる。図４は、基準マップの各圧力水準および各圧力帯に対する使用頻度の一例を模式的に示した図である。また、図５は、基準マップをもとに更新マップを得る処理の一例を模式的に示した図である。なお、図５中の丸印が付いている圧力水準は、必須圧力水準を示している。なお、必須圧力水準は、図５の例では、基準マップ中の圧力水準のうち、最大値である圧力水準２１０ＭＰａと最小値である圧力水準３０ＭＰａと中間値である１３０ＭＰａ（１１０ＭＰａとしてもよい）との３つである。

図４の例では、圧力水準５０ＭＰａの使用頻度が２０％、圧力水準９０ＭＰａの使用頻度が５０％、圧力水準１５０ＭＰａの使用頻度が３０％であって、それ以外の圧力水準の使用頻度は０％となっている。従って、圧力水準５０ＭＰａ、圧力水準９０ＭＰａ、圧力水準１５０ＭＰａについては、図５に示すように、圧力水準更新処理において細分して設定される。また、使用頻度の高さが一番高い圧力水準は圧力水準９０ＭＰａであるので、図５に示すように、圧力水準９０ＭＰａについては３つに細分して設定され、圧力水準５０ＭＰａ、圧力水準１５０ＭＰａについては２つに細分して設定される。なお、具体的には、圧力水準５０ＭＰａについては、圧力水準４５ＭＰａ、圧力水準５５ＭＰａの２つに細分して更新マップに設定され、圧力水準９０ＭＰａについては、圧力水準８０ＭＰａ、圧力水準９０ＭＰａ、圧力水準１００ＭＰａの３つに細分して更新マップに設定され、圧力水準１５０ＭＰａについては、１４５ＭＰａ、１５５ＭＰａの２つに細分して更新マップに設定される。また、必須圧力水準である圧力水準３０ＭＰａ、圧力水準１３０ＭＰａ、圧力水準２１０ＭＰａについては、図５に示すように細分せずにそのまま更新マップに設定される。さらに、使用頻度が０％であって、必須圧力水準でもない圧力水準７０ＭＰａ、圧力水準１１０ＭＰａ、圧力水準１７０ＭＰａ、圧力水準１９０ＭＰａについては、図５に示すように更新マップには設定されない。

なお、図５に示されるように、圧力水準を細分して設定するとは、当該圧力水準の値を中心として当該圧力水準の値に前後する複数の圧力水準を含む新たな圧力水準を設定することと言い換えることができる。

ステップＳ８では、圧力水準更新処理で設定された更新マップ中の新たな圧力水準について、前述した学習処理をＥＣＵ３０が行い、ステップＳ９に移る。ステップＳ９では、学習処理によって、圧力水準更新処理で設定された更新マップ中の新たな圧力水準についての噴射量マップが得られた場合には、学習完了した（ステップＳ９でＹｅｓ）ものとＥＣＵ３０が判定し、フローを終了する。また、圧力水準更新処理で設定された新たな圧力水準についての噴射量マップが得られていない場合には、学習完了していない（ステップＳ９でＮｏ）ものとＥＣＵ３０が判定し、ステップＳ８に戻ってフローを繰り返す。

以上の構成によれば、実使用頻度の高い圧力の周辺について重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の高い圧力の周辺についての、適切な燃料噴射量をより精度良く求めることを可能にすることができる。例えば、市街地のみの低速運転に多用される運転パターンや郊外の高速運転に多用される運転パターンといった各運転パターンに即して、実使用頻度の高い圧力の周辺について重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の高い圧力の周辺についての、実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量をより精度良く求めることが可能になるので、実使用域での燃料噴射量精度を向上させ、ドライバビリティの向上や燃焼効率の向上による排気ガス浄化を実現することが可能になる。

また、実使用頻度の高い圧力の周辺についてのみ重点的に細かく学習を行うことが可能になるので、燃料圧力の分布の全範囲にわたって細かく学習を行う場合に比べ、学習に必要となる演算量の増加や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増加といったＥＣＵやメモリ等の装置の負荷の増大を抑えることが可能となる。従って、以上の構成によれば、コモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、装置の負荷の増大をより抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせることが可能になる。なお、本実施形態では、圧力センサ１５およびＥＣＵ３０がこの燃料噴射制御装置に相当する。

さらに、以上の構成によれば、圧力水準を細分して設定する場合に、使用頻度の高さに応じて細分する数を増やすので、実使用頻度の特に高い圧力の周辺について特に重点的に細かく学習を行って、実使用頻度の特に高い圧力の周辺についての、実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量をさらに精度良く求めることを可能にすることができる。

また、以上の構成によれば、使用頻度が所定の高さ以上でなく、且つ、必須圧力水準でもない圧力水準を更新マップに設定しないので、実使用頻度の高くない圧力水準については学習を行わなくすることが可能になる。よって、以上の構成によれば、学習に必要となる演算量や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量をさらに低減することが可能となる。なお、実使用頻度の高くない圧力水準について学習を行わなくした場合であっても、実使用頻度の高くない圧力水準の周辺の燃料圧力についての燃料噴射量を補正する機会は少ないので、燃料噴射量の補正の精度の低下への影響が少ない。

さらに、以上の構成によれば、基準マップ中の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものと中間値であるものについては、更新マップに常に設定され、常に学習が行われることになるので、運転状態が変わって実使用頻度の高くなかった圧力の周辺で燃料噴射を行うことになった場合にも、上述の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものと中間値であるものとについての学習結果を用いて線形補間して、その実使用頻度の高くなかった圧力の周辺での燃料噴射量を求めることによって、燃料噴射量の補正の精度の低下を抑えることが可能になる。従って、実使用頻度の高い圧力の周辺についての学習に偏り過ぎることによって燃料噴射量の補正を精度良く行わせることができなくなる状況を回避することが可能になる。

また、前述したように、基準マップの圧力水準の数（つまり、予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準の数）と更新マップの圧力水準の数（つまり、設定後の圧力水準の数）とが常に同じ数になるように圧力水準更新処理を行う構成とすることが好ましい。なお、この場合には、基準マップの圧力水準の数から必須圧力水準の数を差し引いた残りの数を、使用頻度に応じて振り分けて設定するようにすればよい。

以上の構成によれば、実使用頻度の高い圧力帯に対応する圧力水準を細分して設定し、実使用頻度の高い圧力の周辺についてのみ重点的に細かく学習を行って、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせるようにする場合であっても、学習を行うポイント自体は増えないので、学習に必要となる演算量や学習結果の記憶に必要となるメモリ容量の増大を抑えながら、燃料噴射量の補正をより精度良く行わせるようにすることができる。

なお、基準マップの圧力水準の数と更新マップの圧力水準の数とが異なる数となる構成としてもよい。

また、前述の実施形態では、必須圧力水準を基準マップ中の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものと中間値であるものとする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、必須圧力水準を基準マップ中の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとする構成としてもよい。この場合であっても、基準マップ中の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについては、更新マップに常に設定され、常に学習が行われることになるので、運転状態が変わって実使用頻度の高くなかった圧力の周辺で燃料噴射を行うことになった場合にも、上述の圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについての学習結果を用いて線形補間して、その実使用頻度の高くなかった圧力の周辺での燃料噴射量を求めることによって、燃料噴射量の補正の精度の低下を抑えることが可能になる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１コモンレール式燃料噴射システム、１０燃料タンク、１０ａ配管、１０ｂ燃料フィルタ、１１燃料ポンプ、１１ｃ供給配管、１２コモンレール、１３接続部分、１４配管、１５圧力センサ（圧力検出部）、２０インジェクタ、３０ＥＣＵ（学習部、対応関係データ格納部、燃料噴射量補正部、第１設定部、頻度算出部、第２設定部）、３５ＥＤＵ、４０エンジン

Claims

燃料圧力を検出する圧力検出部と、
設定された複数の特定の圧力水準について実際の燃料噴射量が目標とする燃料噴射量となるような燃料噴射量を学習によってそれぞれ求める学習部と、
前記学習部で求めた各燃料噴射量とこれらの各燃料噴射量にそれぞれ対応する前記特定の圧力水準とを対応付けた対応関係データを格納する対応関係データ格納部と、
前記圧力検出部で検出した燃料圧力と前記対応関係データ格納部に格納されている前記対応関係データとに基づいて、当該燃料圧力についての燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正部と、を備え、
前記燃料噴射量補正部で得られた燃料噴射量に従った量の燃料噴射をコモンレール方式のディーゼルエンジンにおいて行わせる燃料噴射制御装置であって、
予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準ごとに、それぞれの圧力水準の値を含む所定の圧力の値の範囲である圧力帯を各々対応付けて設定している第１設定部と、
前記圧力検出部で検出した燃料圧力をもとに、所定の期間内に前記圧力帯のそれぞれで何回燃料噴射が行われたかをカウントすることによって、前記圧力帯に対応する前記圧力水準のそれぞれについての頻度を算出する頻度算出部と、
前記頻度算出部で算出した頻度に基づいて、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、前記頻度が所定の高さ以上であった圧力水準を細分して設定する第２設定部と、を備え、
前記学習部は、前記第２設定部で設定された圧力水準について前記学習を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。
前記第２設定部は、前記圧力水準を細分して設定する場合に、さらに、当該圧力水準についての前記頻度の高さに応じて細分する数を決定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。
前記第２設定部は、さらに、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準については設定を行わない決定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
前記第２設定部は、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準について設定を行わない決定が行われた場合であっても、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が最大であるものと最小であるものとについては、常に設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
前記第２設定部は、前記頻度が所定の高さ以上でなかった圧力水準について設定を行わない決定が行われた場合であっても、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準のうち、圧力水準の値が中間値であるものについても、常に設定を行うことを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
前記第２設定部は、設定後の圧力水準の数が、前記予め固定して設定されている複数の特定の圧力水準の数と同じ数になるように設定を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
前記燃料噴射量補正部は、前記対応関係データ格納部に格納されている前記対応関係データをもとに線形補間を行うことによって、前記圧力検出部で検出した燃料圧力に対応する燃料噴射量を算出して、当該燃料圧力についての燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。