JP2018150825A

JP2018150825A - エンジンの制御装置

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Publication number: JP2018150825A
Application number: JP2017045842A
Authority: JP
Inventors: 実豊島; Minoru Toyoshima
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-09-27
Also published as: DE102018104035A1; DE102018104035B4

Abstract

【課題】コストの増加を抑制しつつ、エンジンにおいて噴射される燃料の噴射量を精度高く制御する。【解決手段】制御装置１００は、学習条件が成立する場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、実噴射量を算出するステップ（Ｓ１０２）と、指令噴射量を算出するステップ（Ｓ１０４）と、実噴射量と指令噴射量との差分を燃料噴射量のズレ量として算出するステップ（Ｓ１０６）と、ズレ量と基準ズレ量との比率を補正係数として算出するステップ（Ｓ１０８）と、更新学習量を更新するステップ（Ｓ１１０）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンにおいて噴射される燃料の噴射量のズレ量の学習に関する。

ディーゼルエンジン等のエンジンの燃料噴射装置においては、個体差や経時変化等によって制御装置が指令する燃料の噴射量（以下、指令噴射量と記載する）と実際に噴射された燃料の噴射量（以下、実噴射量と記載する）との間にずれが生じる場合がある。そのため、たとえば、実噴射量と指令噴射量との差分を燃料噴射量のズレ量として学習することが考えられる。学習された燃料噴射量のズレ量は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、指令噴射量の補正に用いられる。これにより、実噴射量と指令噴射量とのずれを解消することができるため、燃料噴射量を精度高く制御することができる。

このような燃料噴射量のズレ量は、エンジンの運転状態によって異なる。そのため、燃料噴射量のズレ量を学習値として記憶する場合には、どのような運転状態にも対応するためにエンジンの運転領域を複数領域に分割して、分割された領域毎に学習値を記憶することが考えられる。たとえば、特開２０１５−１４５６６５号公報（特許文献１）には、学習値が記憶された学習領域における学習値を用いて学習値が記憶されていない学習領域の学習値を推定する技術が開示される。

特開２０１５−１４５６６５号公報

このようなエンジンにおいて、燃料噴射量を継続的に補正するためには、適切なタイミングで燃料噴射量のズレ量を学習して、既存の学習値を更新することと、電源が遮断された場合にも学習値を記憶しておくこととが求められる。そのため、燃料噴射量のズレ量を記憶する記憶媒体としては、書き換え可能であって、かつ、電源が遮断された場合にも記憶内容の保持が可能な不揮発性メモリ（たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory））等の記憶媒体を利用することが考えられる。しかしながら、分割された領域毎に学習値を記憶する場合には、大きな記憶容量を有する記憶媒体が必要となり、記憶媒体に要するコストが増加する場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コストの増加を抑制しつつ、エンジンにおいて噴射される燃料の噴射量を精度高く制御するエンジンの制御装置を提供することである。

この発明のある局面に係るエンジンの制御装置は、気筒と気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置とを備えるエンジンの制御装置である。この制御装置は、指令噴射量を含む制御条件に基づいて燃料噴射装置を制御する制御部と、更新学習量を記憶する第１記憶部と、基準ズレ量マップを記憶する第２記憶部とを備える。基準ズレ量マップには、複数の制御条件毎に、指令噴射量に基づいて燃料噴射装置が噴射した燃料の噴射量の指令噴射量に対するズレ量が基準ズレ量として設定されている。制御部は、学習条件が成立したと判断すると、複数の制御条件のうちのいずれかを学習制御条件として設定するとともに学習制御条件に基づいて燃料噴射装置を制御する。制御部は、気筒における実空燃比と気筒に吸入される空気量とに基づいて実噴射量を算出する。制御部は、算出された実噴射量と学習制御条件の指令噴射量との差分を実ズレ量として算出する。制御部は、第２記憶部に記憶された基準ズレ量マップより学習制御条件に対応する基準ズレ量を取得する。制御部は、実ズレ量と基準ズレ量との比率を学習制御条件における補正係数として取得する。第１記憶部は、制御部が取得した補正係数を複数の制御条件の全てに対応する新たな更新学習量として記憶する。

このようにすると、更新学習量と制御条件に対応した基準ズレ量とを用いて実噴射量と指令噴射量との差分（すなわち、ズレ量）を算出することができる。そのため、エンジンにおいて噴射される燃料の噴射量を精度高く制御することができる。さらに、更新学習量として単一の値が用いられるため、更新学習量を記憶する第１記憶部において必要となる記憶容量の増加を抑制することができる。そのため、コストの増加を抑制することができる。

好ましくは、制御部は、前記学習条件の非成立時には、前記第２記憶部に記憶された前記基準ズレ量マップよりエンジンの運転状態に応じて前記複数の制御条件のうちのいずれかの制御条件を設定し、設定した前記制御条件に対応する前記基準ズレ量を取得し、取得した前記基準ズレ量に前記第１記憶部に記憶されている前記更新学習量を乗算した値を前記燃料噴射装置の制御に反映させる、請求項１に記載のエンジンの制御装置。

このようにすると、基準ズレ量と更新学習量とを乗算した値を燃料噴射装置の制御に反映させることにより、エンジンにおいて噴射される燃料の噴射量を精度高く制御することができる。

この発明によると、コストの増加を抑制しつつ、エンジンにおいて噴射される燃料噴射量のずれを精度高く補正するエンジンの制御装置を提供することができる。

エンジンの全体構成を概略的に示した図である。制御装置において構成される演算ブロックを示す図である。指令噴射量とレール圧と基準ズレ量との関係を示すマップを表形式で示す図である。制御装置で実行される、更新学習量を更新する制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置で実行される、燃料噴射制御の制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、エンジン１０の全体構成を概略的に示した図である。図１に示すエンジン１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、たとえば、車両や建設機械等に駆動源として搭載される。

図１に示すように、エンジン１０は、気筒１１と吸気通路８と排気通路７とを含む。吸気通路８の一方端には、エアクリーナ等（図示せず）が設けられる。吸気通路８の他方端は、気筒１１に接続される。吸気通路８の一方端からＥＧＲ通路１８との合流位置との間にエアフローメータ２が設けられる。

エアフローメータ２は、吸気通路８からエンジン１０に導入される新気の流量（吸入空気量）を検出し、検出された吸入空気量を示す信号を制御装置１００に送信する。

エアフローメータ２よりも下流の位置には、吸気絞り弁１６が設けられる。吸気絞り弁１６には、吸気絞り弁１６の開度を検出する絞り弁センサ１７が設けられる。絞り弁センサ１７は、検出された吸気絞り弁１６の開度を示す信号を制御装置１００に出力する。吸気絞り弁１６は、制御装置１００からの制御信号によって開閉動作を行なう。

気筒１１は、シリンダ１１ａとピストン１１ｂとを含む。気筒１１の頂部には燃料噴射装置１３が設けられる。燃料噴射装置１３は、たとえば、噴孔が形成されたボディと、ボディ内部に設けられ、噴孔を開閉するニードルとを有するインジェクタによって構成される。燃料噴射装置１３は、コモンレール１５を介して燃料ポンプ１４および燃料タンク１２に接続される。燃料ポンプ１４は、制御装置１００からの制御信号に応じて、コモンレール１５内の燃料の圧力が所定の圧力になるように燃料タンク１２内の燃料をコモンレール１５に供給する。燃料噴射装置１３は、制御装置１００からの制御信号に応じてソレノイド等を用いてニードルを動作させて、噴孔を開状態にすることによってコモンレール１５内の燃料を気筒１１内の燃焼室に供給する。

コモンレール１５には、コモンレール内の圧力（以下、レール圧と記載する）を検出する圧力センサ２１が設けられる。圧力センサ２１は、レール圧を示す信号を制御装置１００に送信する。

制御装置１００は、アクセル開度やエンジン１０の状態(エンジン回転数や吸入空気量）等に基づいて燃料噴射装置１３において１サイクル中に噴射される燃料噴射量に対応する制御指令値を決定する。制御装置１００は、決定された制御指令値に基づいて燃料噴射装置１３を制御する。制御指令値は、たとえば、燃料噴射装置１３からの燃料の噴射時間（噴孔の開時間）を示す値である。なお、制御指令値は、噴射量そのものを示す値であってもよい。

ピストン１１ｂは、クランク軸（図示せず）に接続されており、クランク軸には、クランク軸の回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数センサ２０が設けられる。エンジン回転数センサ２０は、制御装置１００に接続され、検出されたエンジン回転数を示す信号を制御装置１００に送信する。

排気通路７は、第１通路７ａと、第２通路７ｂと、第３通路７ｃと、第４通路７ｄとを含み、第１通路７ａ、第２通路７ｂ、第３通路７ｃ、および、第４通路７ｄの順で接続される。第４通路７ｄの端部は、排気ガスを大気に放出する出口に接続される。

排気通路７には、排気処理装置１が設けられる。排気処理装置１は、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）４と酸化触媒９とを含む。ＤＰＦ４は、セラミックまたはステンレス等から形成される。ＤＰＦ４は、第３通路７ｃに収納される。ＤＰＦ４は、排気ガスの通過を許容しつつ、通過する排気ガスから粒子状物質を捕集する。

酸化触媒９は、ＤＰＦ４よりも上流の第２通路７ｂに収納される。酸化触媒９は、排気ガスが通過することを許容し、通過する排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）および炭素酸化物（ＣＯｘ）などを酸化する。

排気通路７の第２通路７ｂの入口には、排気温度センサ５が設けられる。排気温度センサ５は、酸化触媒９の上流側（入口）の排気ガスのガス温度を検出して、検出結果を示す信号を制御装置１００に送信する。

空燃比センサ３は、第４通路７ｄに設けられ、第４通路７ｄ内を通過する排気ガス中の酸素濃度を検出する。空燃比センサ３は、検出信号を制御装置１００に送信する。制御装置１００は、空燃比センサ３の検出結果に基づいて気筒１１における空燃比を算出する。

エンジン１０には、さらにＥＧＲ（排気ガス再循環）システムが設けられる。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路１８とＥＧＲ弁１９とを含む。ＥＧＲ通路１８は、気筒１１を経由しないで排気通路７と吸気通路８とを連通して、排気通路７に排出された排気ガスの一部を吸気通路８に戻す。ＥＧＲ弁１９は、制御装置１００からの制御信号に応じて、ＥＧＲ通路１８によって循環するガス流量を調整する。制御装置１００は、エンジン１０の運転状態に基づいてＥＧＲ弁１９の開度を制御する。

具体的には、制御装置１００は、たとえば、燃料噴射量とエンジン回転数とに基づいてＥＧＲ率の目標値を設定する。制御装置１００の後述するメモリ１５０には、たとえば、燃料噴射量とエンジン回転数とＥＧＲ率の目標値との関係を示すマップが記憶される。制御装置１００は、制御指令値に対応する燃料噴射量とエンジン回転数と上述したマップとからＥＧＲ率の目標値を設定する。制御装置１００は、ＥＧＲ率が目標値になるようにＥＧＲ弁１９の開度を制御する。

制御装置１００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）１４８と、ＣＰＵ１４８の処理結果、プログラム、あるいは、データ等を記憶するメモリ１５０と、制御装置１００の外部の機器と情報のやり取りを行なうための入力ポートおよび出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。本実施の形態においてＣＰＵ１４８が「制御部」に対応する。

メモリ１５０は、ＥＥＰＲＯＭによって構成される第１記憶部１５０ａと、ＲＯＭによって構成される第２記憶部１５０ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）によって構成される第３記憶部１５０ｃとを含む。

そのため、第１記憶部１５０ａにおいては、電源から制御装置１００への電力供給が遮断された場合にも記憶内容が保持されるとともに、ＣＰＵ１４８は、第１記憶部１５０ａの記憶内容を書き換えることができる。第２記憶部１５０ｂにおいては、電源から制御装置１００への電力供給が遮断された場合にも記憶内容の保持は可能であるものの、記憶内容の書き換えが不可である。第３記憶部１５０ｃにおいては、電源から制御装置１００に電力が供給されている間は、記憶内容が保持され、電源から制御装置１００への電力の供給が遮断されると、記憶内容が保持されず消去される。

入力ポートには、エアフローメータ２、空燃比センサ３、排気温度センサ５、絞り弁センサ１７、エンジン回転数センサ２０および圧力センサ２１等が接続される。

制御装置１００は、入力ポートに接続された各機器から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された絞り弁センサ１７、燃料噴射装置１３、燃料ポンプ１４、ＥＧＲ弁１９等を制御する。

以上のような構成において、燃料噴射装置１３においては、噴孔やニードル等の個体差や経時変化等によって制御装置１００が指令する燃料の噴射量（以下、指令噴射量と記載する）と実際に噴射された燃料噴射量（以下、実噴射量と記載する）との間にずれが生じる場合がある。そのため、たとえば、実噴射量と指令噴射量との差分を燃料噴射量のズレ量として学習することが考えられる。学習された燃料噴射量のズレ量は、メモリ１５０に記憶され、指令噴射量の補正に用いることができる。これにより、実噴射量と指令噴射量とのずれを解消することができるため、燃料噴射量を精度高く制御することができる。

このような燃料噴射量のズレ量は、エンジンの運転状態によって異なる。そのため、燃料噴射量のズレ量を学習値としてメモリ１５０に記憶する場合には、どのような運転状態にも対応するためにエンジンの運転領域を複数領域に分割して、分割された領域毎に学習値を記憶することが考えられる。

このようなエンジン１０において、燃料噴射量を継続的に補正するためには、適切なタイミングで燃料噴射量のズレ量を学習して、既存の学習値を更新することと、電源が遮断される場合にも学習値を記憶しておくこととが求められる。たとえば、建設機械等においては、機能を停止させる場合には、電源から制御装置への電力供給も遮断される場合がある。そのため、燃料噴射量のズレ量を記憶する記憶媒体としては、書き換え可能であって、かつ、電源が遮断された場合にも記憶内容の保持が可能な不揮発性メモリ（たとえば、ＥＥＰＲＯＭ）等の記憶媒体を利用することが考えられる。

しかしながら、分割された領域毎に学習値を記憶する場合には、大きな記憶容量を有する記憶媒体が必要なり、記憶媒体に要するコストが増加する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、制御装置１００は、以下の構成を有するものとする。すなわち、第１記憶部１５０ａには、更新学習量が記憶される。第２記憶部１５０ｂには、基準ズレ量マップが記憶される。基準ズレ量マップには、複数の制御条件毎に、指令噴射量に基づいて燃料噴射装置１３が噴射した燃料噴射量の指令噴射量に対するズレ量が基準ズレ量として設定されている。制御装置１００は、学習条件が成立したと判断すると、複数の制御条件のうちのいずれかを学習制御条件として設定するとともに学習制御条件に基づいて燃料噴射装置１３を制御する。制御装置１００は、気筒１１における実空燃比と気筒１１に吸入される空気量とに基づいて実噴射量を算出する。制御装置１００は、算出された実噴射量と学習制御条件の指令噴射量との差分を実ズレ量として算出する。制御装置１００は、第２記憶部１５０ｂに記憶された基準ズレ量マップより学習制御条件に対応する基準ズレ量を取得する。制御装置１００は、実ズレ量と基準ズレ量との比率を学習制御条件における補正係数として取得する。第１記憶部１５０ａは、取得された補正係数を複数の制御条件の全てに対応する新たな更新学習量として記憶する。本実施の形態において、制御条件は、指令噴射量に加えてレール圧を含むものとする。

このようにすると、更新学習量と基準ズレ量とを用いて実噴射量と指令噴射量との差分（すなわち、ズレ量）を算出することができる。そのため、エンジン１０において噴射される燃料の噴射量を精度高く制御することができる。さらに、更新学習量として単一の値が用いられるため、更新学習量を記憶する第１記憶部１５０ａにおいて必要となる記憶容量の増加を抑制することができる。

図２は、制御装置１００において構成される演算ブロックを示す図である。図２に示すように、制御装置１００は、実噴射量算出部１０２と、指令噴射量算出部１０４と、ズレ量算出部１０６と、比率算出部１０８と、学習量更新部１１０とを含む。

実噴射量算出部１０２は、空燃比センサ３を用いて取得される気筒１１における実空燃比と吸入空気量とに基づいて実噴射量を算出する。具体的には、実噴射量算出部１０２は、たとえば、エアフローメータ２から吸入空気量を取得し、１サイクル当たりの吸入空気量を算出する。実噴射量算出部１０２は、算出された１サイクル当たりの吸入空気量を実空燃比で除算することによって１サイクル当たりの実噴射量を算出する。

指令噴射量算出部１０４は、制御指令値に基づいて指令噴射量を算出する。指令噴射量算出部１０４は、たとえば、１サイクル当たりの制御指令値を１サイクル当たりの指令噴射量に換算する換算式を用いて１サイクル当たりの指令噴射量を算出する。

ズレ量算出部１０６は、実噴射量と指令噴射量との差分値をズレ量として算出する。ズレ量算出部１０６は、たとえば、実噴射量から指令噴射量を減算することによってズレ量を算出する。

比率算出部１０８は、算出されたズレ量と基準ズレ量との比率を算出する。比率算出部１０８は、燃料噴射装置１３の制御状態に基づいて基準ズレ量を取得する。基準ズレ量は、レール圧と指令噴射量とに基づいて予め設定される燃料噴射量のズレ量の基準となる値である。比率算出部１０８は、レール圧と指令噴射量と基準ズレ量との関係を示すマップを用いて基準ズレ量を算出する。

図３は、指令噴射量とレール圧と基準ズレ量との関係を示すマップを表形式で示す図である。以下の説明において図３に示されるマップを基準ズレ量マップと記載する場合がある。図３の基準ズレ量マップの左端には、複数の指令噴射量が上端から小さい順に下方向に配置される。複数の指令噴射量は、予め定められた間隔毎に設定される。図３の基準ズレ量マップの上端には、複数のレール圧が左端から小さい順に右方向に配置される。複数のレール圧は、予め定められた間隔毎に設定される。図３の基準ズレ量マップの上端および左端以外の領域には、各指令噴射量と各レール圧とに対応づけられた複数の基準ズレ量が配置される。なお、図３の基準ズレ量マップにおいては、指令噴射量、レール圧および基準ズレ量の一部が一例として抜粋して示されているが、図３に示される基準ズレ量以外にも所定の範囲内で指令噴射量とレール圧とに対応づけられた基準ズレ量が設定される。

図３の基準ズレ量マップにおいて、たとえば、レール圧が「３０」ＭＰａであって、指令噴射量が１サイクル当たり「２０」ｍｍ^３である場合には、基準ズレ量として「０．６」ｍｍ^３が対応づけられている。同様に、たとえば、レール圧が「１５０」ＭＰａであって、指令噴射量が１サイクル当たり「６０」ｍｍ^３である場合には、基準ズレ量として「１．０」ｍｍ^３が対応づけられている。図３の基準ズレ量マップは、たとえば、実験的あるは設計的に適合されて予め作成される。

比率算出部１０８は、レール圧と指令噴射量と図３の基準ズレ量マップとから基準ズレ量を取得すると、算出されたズレ量を取得された基準ズレ量で除算することによって比率を補正係数として算出する。なお、比率算出部１０８は、たとえば、圧力センサ２１から検出信号に基づいてレール圧を取得する。

学習量更新部１１０は、比率算出部１０８によって算出された補正係数を更新学習量として第１記憶部１５０ａに記憶された値を更新する。

次に図４および図５を参照して、本実施の形態において制御装置１００で実行される制御処理について説明する。図４は、制御装置１００で実行される、更新学習量を更新する制御処理を示すフローチャートである。図５は、制御装置１００で実行される、燃料噴射制御の制御処理の一例を示すフローチャートである。これらのフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ１４８によって所定の制御周期（＝単位時間）毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップは、基本的には制御装置１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部（たとえば、図２の演算ブロック図に示される構成の一部または全部）が制御装置１００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図４を参照して、制御装置１００で実行される、更新学習量を更新する制御処理について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、制御装置１００は、学習条件が成立するか否かを判定する。学習条件は、たとえば、空燃比が所定値以下の予め定められた範囲内であるという条件と、エンジン１０の暖機が完了しているという条件とを含む。予め定められた範囲は、たとえば、空燃比がリッチ側の値となる範囲である。また、制御装置１００は、たとえば、エンジン１０の水温がしきい値よりも高い場合にエンジン１０の暖機が完了していると判定する。学習条件が成立していると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、制御装置１００は、１サイクル当たりの実噴射量を算出する。Ｓ１０４にて、制御装置１００は、１サイクル当たりの指令噴射量を算出する。実噴射量および指令噴射量の算出方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１０６にて、制御装置１００は、実噴射量から指令噴射量を減算することによってズレ量を算出する。Ｓ１０８にて、制御装置１００は、現時点のレール圧と指令噴射量と図３の基準ズレ量マップとを用いて基準ズレ量を取得する。なお、学習条件が成立する場合におけるレール圧と指令噴射量とが「学習制御条件」に対応する。制御装置１００は、算出されたズレ量を取得された基準ズレ量で除算することによって比率（補正係数）を算出する。

Ｓ１１０にて、制御装置１００は、算出された補正係数を用いて更新学習量を更新する。具体的には、制御装置１００は、たとえば、算出された補正係数を新たな更新学習量として第１記憶部１５０ａに記憶される値を新たな更新学習量を示す値に書き換える。なお、Ｓ１００にて、学習条件が成立しない場合には（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

次に、図５を参照して、制御装置１００で実行される、燃料噴射制御の制御処理の一例について説明する。

Ｓ２００にて、制御装置１００は、エンジン１０の運転状態に応じたレール圧および指令噴射量を取得する。制御装置１００は、たとえば、圧力センサ２１から検出信号に基づいてレール圧を取得する。さらに、制御装置１００は、制御指令値に基づいて指令噴射量を取得する。

Ｓ２０２にて、制御装置１００は、レール圧と、指令噴射量と、第２記憶部１５０ｂに記憶された図３の基準ズレ量マップとを用いて制御条件に対応した基準ズレ量を取得する。Ｓ２０４にて、制御装置１００は、取得された基準ズレ量と第１記憶部１５０ａに記憶された更新学習量とを乗算して補正量を算出する。

Ｓ２０６にて、制御装置１００は、算出された補正量を用いて制御指令値を補正する。制御装置１００は、たとえば、補正量に対応する噴射時間を制御指令値に加算することによって制御指令値を補正する。Ｓ２０８にて、制御装置１００は、補正された制御指令値を用いて燃料噴射制御を実行する。具体的には、制御装置１００は、補正された制御指令値に対応する時間だけ噴孔が開状態になるように燃料噴射装置１３を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態における制御装置１００の動作について図６を参照しつつ説明する。図６は、制御装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６の縦軸は、エンジン回転数、指令噴射量、レール圧および補正量を示し、図６の横軸は、時間を示す。すなわち、図６のＬＮ１は、エンジン回転数の変化を示す。図６のＬＮ２は、指令噴射量の変化を示す。図６のＬＮ３は、レール圧の変化を示す。図６のＬＮ４は、補正量の変化を示す。

たとえば、時間Ｔ（０）において、学習条件が成立した場合を想定する。アクセル開度やエンジン１０の状態（たとえば、回転数（図６のＬＮ１参照）および吸入空気量）によって制御指令値が決定される。

学習条件が成立するため（Ｓ１００にてＹＥＳ）、図６のＬＮ２に示すように、制御指令値に基づいて指令噴射量（たとえば、１サイクル当たり６０ｍｍ^３）が算出されるとともに、実空燃比と吸入空気量とに基づいて実噴射量（たとえば、１サイクル当たり６２ｍｍ^３）が算出される（Ｓ１０２，Ｓ１０４）。実噴射量から指令噴射量を減算した差分値（２ｍｍ^３）がズレ量として算出される（Ｓ１０６）。圧力センサ２１によってレール圧が検出され（たとえば、１５０ＭＰａ）、検出されたレール圧と指令噴射量と図３の基準ズレ量マップとを用いて基準ズレ量が取得される（たとえば、図３より基準ズレ量として１．０が取得される）。算出されたズレ量が取得された基準ズレ量で除算されることによって比率（２．０）が算出される（Ｓ１０８）。算出された比率を新たな更新学習量として第１記憶部１５０ａに記憶される値が更新される（Ｓ１１０）。

第１記憶部１５０ａにおいて更新学習量が更新されると、学習条件の非成立時に、更新された更新学習量を用いた燃料噴射制御が実行される。たとえば、時間Ｔ（１）において、たとえば、図６のＬＮ２に示すように、指令噴射量が１サイクル当たり７０ｍｍ^３であって、図６のＬＮ３に示すように、レール圧が２００ＭＰａである場合には（Ｓ２００）、図３の基準ズレ量マップから基準ズレ量１．５が取得される（Ｓ２０２）。そのため、基準ズレ量１．５×更新学習量２．０＝３．０が補正量として算出される（Ｓ２０４）。算出された補正量を用いて制御指令値が補正され（Ｓ２０６）、補正された制御指令値を用いて燃料噴射制御が実行される（Ｓ２０８）。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、更新学習量と、レール圧および指令噴射量に基づく基準ズレ量とを乗算することによって、実噴射量と指令噴射量との差分（すなわち、ズレ量）を算出することができる。そのため、エンジン１０において噴射量される燃料の噴射量を精度高く制御することができる。さらに、更新学習量として単一の値が用いられるため、更新学習量を記憶する第１記憶部において必要となる記憶容量の増加を抑制することができる。そのため、コストの増加を抑制することができる。したがって、コストの増加を抑制しつつ、エンジンにおいて噴射される燃料噴射量を精度高く制御するエンジンの制御装置を提供することができる。

さらに、基準ズレ量と更新学習量とを乗算した値を燃料噴射装置１３の制御に反映させることにより、エンジン１０において噴射される燃料の噴射量を精度高く制御することができる。

さらに更新対象となるデータが単一の更新学習量のみであるため、エンジンの運転領域を複数の領域に分割し、分割された領域毎にズレ量を補正する場合と比較して学習値の更新時間を短時間にすることができる。

さらに、基準ズレ量マップは、更新する必要がないため、基準ズレ量マップをメモリ１５０に記憶させる場合には、第２記憶部１５０ｂのように書き換え不可のメモリ等を利用することができる。そのため、コストの増加を抑制することができる。

さらに燃料噴射量を精度高く制御することによって、たとえば、ＥＧＲ率の制御についても適切な目標ＥＧＲ率を設定することができるため、燃費や排気ガスの浄化性能の向上を図ることができる。

以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態においては、学習条件として、空燃比が所定値以下の予め定められた範囲内であるという条件と、エンジン１０の暖機が完了しているという条件とを含むものとして説明したが、たとえば、これらの条件に加えて、エンジン１０の回転数が通常の使用範囲に対応する予め定められた範囲内であるという条件と、吸気温度が常温に対応する予め定められた範囲内であるという条件と、大気圧が平地の大気圧に対応する予め定められた範囲内であるという条件と、前回の更新学習量の更新の時点から予め定められた期間が経過しているという条件とのうちの少なくともいずれかの条件を含むようにしてもよい。

さらに、上述の実施の形態においては、エンジン１０は、ターボチャージャーの構成を有しない場合を一例として説明したが、ターボチャージャーを有する構成であってもよい。この場合において、ＥＧＲシステムは、気筒１１から排気通路７に排出された排気ガスの一部をターボチャージャーのコンプレッサの下流の吸気通路に戻すＨＰＬ（High Pressure Loop）−ＥＧＲの構成に限定されるものではなく、ターボチャージャーのコンプレッサの上流の吸気通路に戻すＬＰＬ（Low Pressure Loop）−ＥＧＲの構成であってもよい。

さらに上述の実施の形態においては、学習条件が成立した場合に更新学習量を更新するものとして説明したが、更新学習量がすでに設定されている場合（第１記憶部１５０ａに記憶されている場合）には、前回設定された更新学習量（第１記憶部１５０ａに更新学習量として記憶されている値）と新たな更新学習量との差分がしきい値以上の場合に新たな更新学習量に更新するようにしてもよいし、あるいは、差分の値うちの所定割合に相当する値を前回の更新学習量に加算した値を新たな更新学習量として更新するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、１サイクル当たりの実噴射量と１サイクル当たりの指令噴射量との差分を基準ズレ量で除算して更新学習量を算出するものとして説明したが、たとえば、所定時間当たりの実噴射量と所定時間当たりの指令噴射量との差分を基準ズレ量で除算して更新学習量を算出してもよい。所定時間は、たとえば、単位時間を含む。また、制御装置は、たとえば、エンジン回転数からエンジン１０の動作サイクル数を算出し、算出された動作サイクル数に制御指令値に対応する燃料噴射量を乗算することによって所定時間当たりの指令噴射量を算出する。

さらに上述の実施の形態においては、エンジン１０としてディーゼルエンジンを一例として説明したが、たとえば、エンジン１０は、ガソリンエンジンであってもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１排気処理装置、２エアフローメータ、３空燃比センサ、５排気温度センサ、７排気通路、７ａ第１通路、７ｂ第２通路、７ｃ第３通路、７ｄ第４通路、８吸気通路、９酸化触媒、１０エンジン、１１気筒、１１ａシリンダ、１１ｂピストン、１２燃料タンク、１３燃料噴射装置、１４燃料ポンプ、１５コモンレール、１６吸気絞り弁、１７絞り弁センサ、１８ＥＧＲ通路、１９ＥＧＲ弁、２０エンジン回転数センサ、２１圧力センサ、１００制御装置、１０２実噴射量算出部、１０４指令噴射量算出部、１０６ズレ量算出部、１０８比率算出部、１１０学習量更新部、１５０メモリ、１５０ａ第１記憶部、１５０ｂ第２記憶部、１５０ｃ第３記憶部。

Claims

気筒と前記気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置とを備えるエンジンの制御装置であって、
指令噴射量を含む制御条件に基づいて前記燃料噴射装置を制御する制御部と、
更新学習量を記憶する第１記憶部と、
基準ズレ量マップを記憶する第２記憶部とを備え、
前記基準ズレ量マップには、複数の制御条件毎に、指令噴射量に基づいて前記燃料噴射装置が噴射した燃料の噴射量の当該指令噴射量に対するズレ量が基準ズレ量として設定されており、
前記制御部は、学習条件が成立したと判断すると、前記複数の制御条件のうちのいずれかを学習制御条件として設定するとともに前記学習制御条件に基づいて前記燃料噴射装置を制御し、前記気筒における実空燃比と前記気筒に吸入される空気量とに基づいて実噴射量を算出し、算出された前記実噴射量と前記学習制御条件の前記指令噴射量との差分を実ズレ量として算出し、前記第２記憶部に記憶された前記基準ズレ量マップより前記学習制御条件に対応する基準ズレ量を取得し、前記実ズレ量と前記基準ズレ量との比率を前記学習制御条件における補正係数として取得し、
前記第１記憶部は、前記制御部が取得した前記補正係数を前記複数の制御条件の全てに対応する新たな更新学習量として記憶する、エンジンの制御装置。
前記制御部は、前記学習条件の非成立時には、前記第２記憶部に記憶された前記基準ズレ量マップよりエンジンの運転状態に応じて前記複数の制御条件のうちのいずれかの制御条件を設定し、設定した前記制御条件に対応する前記基準ズレ量を取得し、取得した前記基準ズレ量に前記第１記憶部に記憶されている前記更新学習量を乗算した値を前記燃料噴射装置の制御に反映させる、請求項１に記載のエンジンの制御装置。