JP2015086763A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大する。【解決手段】噴射吐出重複領域以外の運転領域（燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複しない運転領域）のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正する。一方、噴射吐出重複領域（燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複する運転領域）のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の前後の燃圧の差）を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関で駆動される高圧ポンプから吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給する内燃機関の制御装置に関する発明である。

内燃機関の気筒間の噴射量ばらつき（気筒間の空燃比ばらつき）を補正する技術として、例えば、特許文献１（特開２０１０−４３６１４号公報）に記載されたものがある。このものは、燃圧（燃料圧力）を検出する燃圧センサの出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射パルス幅を補正することで、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正するようにしている。

しかし、内燃機関で駆動される高圧ポンプから吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給するシステムでは、内燃機関の運転領域によっては、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複することがある。燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域では、燃圧センサの出力に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出する際に、高圧ポンプの燃料吐出による燃圧上昇の影響を受けて、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を精度良く算出することが困難になる。

そこで、上記特許文献１では、高圧ポンプの無吐出期間中に燃圧センサにより検出される燃圧に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するようにしている。つまり、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域のときに、燃圧センサの出力に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するようにしている。

特開２０１０−４３６１４号公報

各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきは、燃料噴射弁の噴射量に対して一律ではなく、内燃機関の運転領域に応じて燃料噴射弁の噴射量が変化すると、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきも変化する。このため、特定の運転領域だけでなく幅広い運転領域で、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正することが好ましい。

しかし、上記特許文献１の技術では、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域のときに、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するだけであるため、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域（噴射吐出重複領域）では、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量（噴射量ばらつきの情報）を算出することができない。このため、噴射吐出重複領域では、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができず、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域が限定されてしまうという欠点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関で駆動される高圧ポンプ（１４）から吐出される燃料を高圧燃料通路（２９，３０）を通して各気筒の燃料噴射弁（３１）に供給するシステムに適用され、高圧燃料通路（２９，３０）内の燃料圧力（以下「燃圧」という）を検出する燃圧センサ（３２）と、この燃圧センサ（３２）の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁（３１）の燃料噴射による燃圧降下量を算出し、該燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正する噴射量ばらつき補正手段（３８）とを備えた内燃機関の制御装置において、噴射量ばらつき補正手段（３８）は、燃料噴射弁（３１）の噴射期間と高圧ポンプ（１４）の吐出期間とが重複する運転領域（以下「噴射吐出重複領域」という）のときに、燃圧センサ（３２）の出力に基づいて各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正するようにしたものである。

このようにすれば、噴射吐出重複領域でも、燃圧センサ（３２）の出力に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。

この場合、請求項２のように、噴射量ばらつき補正手段（３８）は、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサ（３２）の出力に基づいて各気筒毎に噴射期間の開始時期と吐出期間の開始時期のうちの早い方から噴射期間の終了時期と吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間（以下「噴射吐出期間」という）の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量として算出し、該噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正するようにすると良い。

本出願人の研究によると、噴射吐出重複領域（燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域）では、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とのＯＬ量（オーバーラップ量）によらず、燃料噴射弁の噴射量ばらつきと噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の前後の燃圧の差）との間に相関関係があることが判明した（図４参照）。つまり、燃料噴射弁の噴射量ばらつきに応じて噴射吐出による燃圧変化量が変化するため、噴射吐出による燃圧変化量は燃料噴射弁の噴射量ばらつきを反映した情報となる。

この点に着目して、本発明は、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサの出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の前後の燃圧の差）を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正するようにしている。これにより、噴射吐出重複領域でも、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができる。

その結果、噴射吐出重複領域以外の運転領域（燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域）では、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができると共に、噴射吐出重複領域では、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。

図１は本発明の一実施例における筒内噴射式エンジンの燃料供給システムの概略構成を示す図である。 図２は燃料噴射による燃圧降下量を説明する図である。 図３は噴射吐出による燃圧変化量を説明する図である。 図４は噴射量ばらつきと噴射吐出による燃圧変化量との関係を示す図である。 図５は噴射量ばらつき補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて筒内噴射式のエンジン（内燃機関）の燃料供給システムの概略構成を説明する。

燃料を貯溜する燃料タンク１１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ１２が設置されている。この低圧ポンプ１２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ１２から吐出される燃料は、燃料配管１３を通して高圧ポンプ１４に供給される。燃料配管１３には、プレッシャレギュレータ１５が接続され、このプレッシャレギュレータ１５によって低圧ポンプ１２の吐出圧力（高圧ポンプ１４への燃料供給圧力）が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管１６により燃料タンク１１内に戻されるようになっている。

高圧ポンプ１４は、円筒状のポンプ室１８内でピストン１９（プランジャ）を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン１９は、エンジン（例えば４気筒エンジン）のカム軸２０に嵌着されたカム２１（例えば４つのカム山を有する４山カム）の回転運動によって駆動される。

この高圧ポンプ１４の吸入口２２側には、燃圧制御弁２３が設けられている。この燃圧制御弁２３は、常開型の電磁弁であり、吸入口２２を開閉する弁体２４と、この弁体２４を開弁方向に付勢するスプリング２５と、弁体２４を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド２６とから構成されている。

高圧ポンプ１４の吸入行程（ピストン１９の下降時）において燃圧制御弁２３の弁体２４が開弁してポンプ室１８内に燃料が吸入され、高圧ポンプ１４の吐出行程（ピストン１９の上昇時）において燃圧制御弁２３の弁体２４が閉弁してポンプ室１８内の燃料が吐出されるように燃圧制御弁２３のソレノイド２６の通電を制御する。その際、燃圧制御弁２３（ソレノイド２６）の通電開始時期を制御して燃圧制御弁２３の閉弁期間（閉弁開始時期からピストン１９の上死点までの閉弁状態のクランク角区間）を制御することで、高圧ポンプ１４の吐出量を制御して燃圧（燃料圧力）を制御する。尚、燃圧制御弁２３の通電開始時期は、所定の基準クランク角位置（例えばピストン１９の上死点に相当するクランク角位置）からのクランク角で設定される。

例えば、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁２３の通電開始時期を進角させて燃圧制御弁２３の閉弁開始時期を進角させることで、燃圧制御弁２３の閉弁期間を長くして高圧ポンプ１４の吐出量を増加させる。逆に、燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁２３の通電開始時期を遅角させて燃圧制御弁２３の閉弁開始時期を遅角させることで、燃圧制御弁２３の閉弁期間を短くして高圧ポンプ１４の吐出量を減少させる。

一方、高圧ポンプ１４の吐出口２７側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁２８が設けられている。高圧ポンプ１４から吐出される燃料は、高圧燃料配管２９を通してデリバリパイプ３０に送られ、このデリバリパイプ３０からエンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射弁３１に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０（又は高圧燃料配管２９）には、高圧燃料配管２９やデリバリパイプ３０等の高圧燃料通路内の燃圧（燃料圧力）を検出する燃圧センサ３２が設けられている。また、デリバリパイプ３０には、リリーフ弁３３が設けられ、このリリーフ弁３３の排出ポートがリリーフ配管３４を介して燃料タンク１１（又は低圧側の燃料配管１３）に接続されている。

本実施例では、４気筒エンジンの各気筒に燃料噴射弁３１が設けられ、高圧ポンプ１４を駆動するカム２１として、４つのカム山を有する４山カムが用いられている。これにより、エンジンのカム軸２０が１回転（つまりクランク軸が２回転）する毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射が４回行われると共に高圧ポンプ１４の燃料吐出が４回行われる。

また、エンジンには、吸入空気量を検出するエアフローメータ３６や、クランク軸（図示せず）の回転に同期して所定クランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３７が設けられている。このクランク角センサ３７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

上述した各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

その際、ＥＣＵ３８は、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等）に応じて目標燃圧をマップ等により算出し、燃圧センサ３２で検出した高圧燃料通路内の実燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ１４の吐出量（燃圧制御弁２３の通電時期）をフィードバック制御する燃圧フィードバック制御を実行する。

また、ＥＣＵ３８は、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等）に応じて要求噴射量を算出して、この要求噴射量と燃圧センサ３２で検出した実燃圧（又は目標燃圧）とに応じて燃料噴射弁３１の噴射時間（噴射パルス幅）を算出し、この噴射時間で燃料噴射弁３１を開弁駆動して要求噴射量分の燃料を噴射する。

更に、ＥＣＵ３８は、所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、エンジンの排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ（例えば空燃比センサや酸素センサ等）の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて要求噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。

ところで、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射時間（噴射パルス幅）が同一であっても、各気筒の燃料噴射弁３１の個体差（製造ばらつき）や経時変化等によって各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量にばらつきが生じることがある。

そこで、ＥＣＵ３８は、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしている。

しかし、エンジンで駆動される高圧ポンプ１４から吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁３１に供給するシステムでは、エンジンの運転領域によっては、燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複することがある。燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複する運転領域（以下「噴射吐出重複領域」という）では、燃圧センサ３２の出力に基づいて燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を算出する際に、高圧ポンプ１４の燃料吐出による燃圧上昇の影響を受けて、燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を精度良く算出することが困難になる。

そこで、本実施例では、ＥＣＵ３８により後述する図５の噴射量ばらつき補正ルーチンを実行することで、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量（図２参照）を算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正する。一方、噴射吐出重複領域のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に噴射期間の開始時期と吐出期間の開始時期のうちの早い方から噴射期間の終了時期と吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間（以下「噴射吐出期間」という）の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量（図３参照）として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしている。

図４に示すように、本出願人の研究によると、噴射吐出重複領域（燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複する運転領域）では、燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とのＯＬ量（オーバーラップ量）によらず、燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきと噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の前後の燃圧の差）との間に相関関係があることが判明した。つまり、燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきに応じて噴射吐出による燃圧変化量が変化するため、噴射吐出による燃圧変化量は燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを反映した情報となる。

従って、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにすれば、噴射吐出重複領域でも、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを精度良く補正することができる。

また、本実施例では、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきの影響を補償するために、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、燃圧センサ３２の出力に基づいて高圧ポンプ１４の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出し、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する。そして、噴射吐出重複領域のときに、各燃料吐出の吐出量ばらつき（学習値）を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしている。

以下、本実施例でＥＣＵ３８が実行する図５の噴射量ばらつき補正ルーチンの処理内容を説明する。
図５に示す噴射量ばらつき補正ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう噴射量ばらつき補正手段としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃料噴射弁３１の制御量と高圧ポンプ１４の制御量とに基づいて噴射吐出重複領域（燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複する運転領域）であるか否かを判定する。例えば、燃料噴射弁３１の噴射時期と噴射時間から噴射の開始タイミングと終了タイミングを求め、以下の方法で求めた高圧ポンプ１４の吐出タイミングと重複していないか判定する。まず、高圧ポンプ１４のピストン１９を駆動するカム２１の位相から高圧ポンプ１４のピストン１９の上死点タイミングを求める。次に、燃圧センサ３２の出力と目標燃圧等に基づいて燃圧制御弁２３の通電開始時期を求める。高圧ポンプ１４の吐出タイミングは、燃圧制御弁２３の通電開始時期とピストン１９の上死点タイミングに基づいて求められる。

このステップ１０１で、噴射吐出重複領域はないと判定された場合、つまり、噴射吐出重複領域以外の運転領域（燃料噴射弁３１の噴射期間と高圧ポンプ１４の吐出期間とが重複しない運転領域）であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を算出する。この場合、例えば、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、燃料噴射による燃圧降下量として算出する。

この後、ステップ１０３に進み、全気筒の燃料噴射による燃圧降下量の平均値を算出し、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射による燃圧降下量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出することで、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを算出する。

この後、ステップ１０４に進み、燃圧センサ３２の出力に基づいて高圧ポンプ１４の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出する。この場合、例えば、高圧ポンプ１４の各燃料吐出毎に、それぞれ燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、燃料吐出による燃圧上昇量として算出する。

この後、ステップ１０５に進み、高圧ポンプ１４の各燃料吐出毎に、それぞれ燃料吐出による燃圧上昇量と基準値との偏差を吐出量ばらつきとして算出することで、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきを算出する。そして、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきをＥＣＵ３８等のメモリに記憶することで、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する。これらのステップ１０４，１０５の処理が特許請求の範囲でいう吐出量ばらつき学習手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０９に進み、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきが小さくなるように噴射量ばらつき補正量を算出する。ＥＣＵ３８は、各気筒毎に、それぞれ噴射量ばらつき補正量を用いて要求噴射量を補正することで、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量を気筒毎に補正して、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを小さくする（気筒間の噴射量ばらつきを小さくする）。

一方、上記ステップ１０１で、噴射吐出重複領域である判定された場合には、ステップ１０６に進み、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の開始前の燃圧と噴射吐出期間の終了後の燃圧との差）を算出する。

図３（ａ）に示すように、噴射期間の後側部と吐出期間の前側部とが重複する場合、つまり、噴射期間の開始時期から吐出期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁３１の燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、高圧ポンプ１４の燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。

図３（ｂ）に示すように、吐出期間の後側部と噴射期間の前側部とが重複する場合、つまり、吐出期間の開始時期から噴射期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ１４の燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、燃料噴射弁３１の燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。

図３（ｃ）に示すように、噴射期間が吐出期間を包括するように重複する場合（吐出期間全体が噴射期間内に含まれるように重複する場合）、つまり、噴射期間の開始時期から噴射期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁３１の燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、燃料噴射弁３１の燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。

図３（ｄ）に示すように、吐出期間が噴射期間を包括するように重複する場合（噴射期間全体が吐出期間内に含まれるように重複する場合）、つまり、吐出期間の開始時期から吐出期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ１４の燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）と、高圧ポンプ１４の燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。

この後、ステップ１０７に進み、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつき（学習値）を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正する。この場合、例えば、各気筒毎に、それぞれ噴射吐出による燃圧変化量に該当気筒の燃料噴射に対応する燃料吐出の吐出量ばらつきを加算することで、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正する。

この後、ステップ１０８に進み、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を用いて、全気筒の噴射吐出による燃圧変化量の平均値を算出し、各気筒毎に、それぞれ噴射吐出による燃圧変化量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出することで、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを算出する。

この後、ステップ１０９に進み、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきが小さくなるように噴射量ばらつき補正量を算出する。ＥＣＵ３８は、各気筒毎に、それぞれ噴射量ばらつき補正量を用いて要求噴射量を補正することで、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量を気筒毎に補正して、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを小さくする（気筒間の噴射量ばらつきを小さくする）。

以上説明した本実施例では、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正する。一方、噴射吐出重複領域のときには、燃圧センサ３２の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量（噴射吐出期間の前後の燃圧の差）を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正する。

これにより、噴射吐出重複領域以外の運転領域では、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを精度良く補正することができると共に、噴射吐出重複領域では、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。

また、本実施例では、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習し、噴射吐出重複領域のときに、各燃料吐出の吐出量ばらつき（学習値）を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしている。これにより、吐出量ばらつきの影響による燃圧変化量の変動を補償することができ、各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきの補正精度を向上させることができる。

しかも、本実施例では、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、燃圧センサ３２の出力に基づいて高圧ポンプ１４の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出し、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習するようにしている。これにより、燃料噴射弁３１の燃料噴射による燃圧降下の影響を受けずに、高圧ポンプ１４の燃料吐出による燃圧上昇量を精度良く算出することができ、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ１４の吐出量ばらつきを精度良く学習することができる。

尚、上記実施例では、噴射吐出による燃圧変化量を算出する際に、所定期間に検出した燃圧（例えば複数回の検出値の平均値）を用いるようにしたが、これに限定されず、燃圧センサ３２の出力を特定の周波数帯を除去するフィルタを用いて処理した値を用いるようにしても良い。具体的には、噴射吐出期間の開始前における燃圧センサ３２の出力をフィルタ処理した値と噴射吐出期間の終了後における燃圧センサ３２の出力をフィルタ処理した値との差を噴射吐出による燃圧変化量をとして算出するようにしても良い。

また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつき（学習値）を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを算出した後、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつき（学習値）を用いて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしても良い。

また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、噴射吐出による燃圧変化量と吐出量ばらつきとに基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしたが、これに限定されず、例えば、高圧ポンプ１４の各燃料吐出の吐出量ばらつきが小さい場合には、吐出量ばらつきを用いずに、噴射吐出による燃圧変化量のみに基づいて各気筒の燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを補正するようにしても良い。

また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、噴射吐出期間の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量として算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、噴射吐出期間（又は噴射吐出期間の開始前から終了後までの期間）において燃圧を積分し、その積分値を噴射吐出による燃圧変化量の情報（噴射吐出による燃圧変化量を評価するパラメータ）として用いるようにしても良い。

また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を噴射量増減率（又は噴射量増減量）に変換した後、各気筒の噴射量増減率（又は噴射量増減量）と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしても良い。

また、上記実施例では、噴射吐出重複領域以外の領域のときに、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量増減率（又は噴射量増減量）に変換した後、各気筒の噴射量増減率（又は噴射量増減量）と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしても良い。

また、上記実施例では、各燃料吐出毎の燃料吐出による燃圧上昇量と基準値との偏差を吐出量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各燃料吐出毎の燃料吐出による燃圧上昇量を吐出量増減率（又は吐出量増減量）に変換した後、各燃料吐出毎の吐出量増減率（又は吐出量増減量）と平均値との偏差を吐出量ばらつきとして算出するようにしても良い。

また、本発明の適用範囲は、４気筒エンジンに限定されず、３気筒以下のエンジンや５気筒以上のエンジンに本発明を適用しても良い。更に、高圧ポンプ１４のピストン１９を駆動するカム２１として、４つのカム山を有する４山カムを用いた構成に限定されず、例えば、３つのカム山を有する３山カムを用いた構成や２つのカム山を有する２山カムを用いた構成としても良い。

つまり、上記実施例では、４気筒エンジンでカム軸が１回転（クランク軸が２回転）する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が４回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が４回行われるシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、６気筒エンジンでカム軸が１回転（クランク軸が２回転）する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が６回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が３回行われるシステムや８気筒エンジンでカム軸が１回転（クランク軸が２回転）する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が８回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が４回行われるシステムに本発明を適用しても良い。

その他、本発明は、高圧ポンプの構成や燃料供給システムの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１４…高圧ポンプ、２９…高圧燃料配管（高圧燃料通路）、３０…デリバリパイプ（高圧燃料通路）、３１…燃料噴射弁、３２…燃圧センサ、３８…ＥＣＵ（噴射量ばらつき補正手段，吐出量ばらつき学習手段）

Claims (8)

1. 内燃機関で駆動される高圧ポンプ（１４）から吐出される燃料を高圧燃料通路（２９，３０）を通して各気筒の燃料噴射弁（３１）に供給するシステムに適用され、前記高圧燃料通路（２９，３０）内の燃料圧力（以下「燃圧」という）を検出する燃圧センサ（３２）と、前記燃圧センサ（３２）の出力に基づいて前記各気筒毎に前記燃料噴射弁（３１）の燃料噴射による燃圧降下量を算出し、該燃料噴射による燃圧降下量に基づいて前記各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正する噴射量ばらつき補正手段（３８）とを備えた内燃機関の制御装置において、
   前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記燃料噴射弁（３１）の噴射期間と前記高圧ポンプ（１４）の吐出期間とが重複する運転領域（以下「噴射吐出重複領域」という）のときに、前記燃圧センサ（３２）の出力に基づいて前記各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記燃圧センサ（３２）の出力に基づいて前記各気筒毎に前記噴射期間の開始時期と前記吐出期間の開始時期のうちの早い方から前記噴射期間の終了時期と前記吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間（以下「噴射吐出期間」という）の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量として算出し、該噴射吐出による燃圧変化量に基づいて前記各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記高圧ポンプ（１４）の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する吐出量ばらつき学習手段（３８）を備え、
   前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出による燃圧変化量と前記吐出量ばらつきとに基づいて前記各気筒の燃料噴射弁（３１）の噴射量ばらつきを補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吐出量ばらつき学習手段（３８）は、前記噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、前記燃圧センサ（３２）の出力に基づいて前記高圧ポンプ（１４）の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出し、該燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて前記高圧ポンプ（１４）の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出期間の開始前の所定期間における前記燃圧センサ（３２）の出力の平均値と前記噴射吐出期間の終了後の所定期間における前記燃圧センサ（３２）の出力の平均値との差を前記噴射吐出による燃圧変化量として算出することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出期間の開始前及び前記噴射吐出期間の終了後における前記燃圧センサ（３２）の出力をフィルタを用いて処理した値に基づいて前記噴射吐出による燃圧変化量を算出することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記燃料噴射弁（３１）の制御量と前記高圧ポンプ（１４）の制御量とに基づいて前記噴射吐出重複領域であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記噴射量ばらつき補正手段（３８）は、前記燃料噴射弁（３１）の制御量である噴射時期、噴射期間と、前記高圧ポンプ（１４）の制御量である目標燃圧、該高圧ポンプ（１４）のピストン（１９）を駆動するカム（２１）の位相とに基づいて前記噴射吐出重複領域であるか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。

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