JP3695046B2 - エンジンの燃料噴射方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コモンレールに貯留された燃料をインジェクタによって噴射するエンジンの燃料噴射方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃料噴射制御に関して、噴射圧力の高圧化を図り、且つ燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する方法として、コモンレール燃料噴射システムが知られている。コモンレール燃料噴射システムは、燃料ポンプによって所定圧力に加圧された燃料を貯留し、貯留された加圧燃料をコントローラの制御の下で各インジェクタによって当該インジェクタに対応する燃焼室内に噴射するシステムである。コモンレールから分岐管を通じて各インジェクタの噴孔に至る燃料流路内には、常時、噴射圧力相当の燃料圧が作用している。コントローラは、加圧燃料が各インジェクタにおいてエンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射されるように各インジェクタを制御する。
【０００３】
コモンレール燃料噴射システムの概要を図１２に記載した例に基づいて説明する。コモンレール燃料噴射システムにおいて、燃料をエンジンの各燃焼室内に噴射する複数のインジェクタ１への燃料供給は、コモンレール２から、燃料流路の一部を構成する分岐管３を通じて供給される。燃料は、燃料タンク４からフィルタ５及びフィードポンプ６を経た後、燃料管７を通じて、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ８に供給される。燃料ポンプ８は、エンジンによって駆動されるものであり、燃料を要求される所定圧力に昇圧し、燃料管９を通じてコモンレール２に供給する。また、燃料ポンプ８は、コモンレール２における燃料圧を所定圧力に維持する。燃料ポンプ８からリリーフされた燃料は、戻し管１０を通じて燃料タンク４に戻される。また、分岐管３からインジェクタ１に供給された燃料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は、戻し管１１を通じて燃料タンク４に戻される。
【０００４】
電子制御ユニットであるコントローラ１２には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ４０、エンジン気筒判別センサ４１及び上死点（ＴＤＣ）検出センサ４２、アクセルペダル踏込み量Ａｃｃを検出するためのアクセルペダル踏込み量センサ４３、冷却水温度Ｔｗを検出するための冷却水温センサ４４、大気温度Ｔａを検出するための大気温度センサ４５、大気圧Ｐａを検出するための大気圧センサ４６、及び吸気管内圧力Ｐｂを検出するための吸気管内圧力センサ４７等のエンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力されている。コントローラ１２は、これらの信号に基づいて、エンジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、インジェクタ１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する。また、コモンレール２には圧力センサ１３が設けられており、圧力センサ１３によって検出されたコモンレール２内の燃料圧の検出信号がコントローラ１２に送られる。インジェクタ１が燃料を噴射することでコモンレール２内の燃料が消費されることにより、コモンレール内の燃料圧は低下するが、コントローラ１２は、コモンレール２内の燃料圧が一定となるように燃料ポンプ８の吐出圧を制御する。
【０００５】
図１３には、インジェクタ１の構造が断面として示されている。インジェクタ１は、シリンダヘッド等のベースに設けられた穴部にシール部材によって密封状態に取付けられるものであるが、シリンダヘッド等の構造については図示を省略している。インジェクタ１の上側側部には燃料入口継手２０を介して分岐管３が接続されている。インジェクタ１の本体内部には、燃料通路２１，２２が形成されており、分岐管３及び燃料通路２１，２２から燃料流路が構成されている。燃料流路を通じて供給された燃料は、燃料溜まり２３及び針弁２４の周囲の通路を通じて、針弁２４のリフト時に開く噴孔２５から燃焼室内に噴射される。
【０００６】
インジェクタ１には、針弁２４のリフトを制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフト機構が設けられている。即ち、インジェクタ１の最上部には、電磁弁２６が設けられており、コントローラ１２からの制御信号としての制御電流が、信号線２７を通じて電磁弁２６の電磁ソレノイド２８に送られる。電磁ソレノイド２８が励磁されると、アーマチュア２９が上昇して、燃料路３１の端部に設けられた開閉弁３２を開くので、燃料流路からバランスチャンバ３０に供給された燃料の燃料圧が燃料路３１を通じて解放される。インジェクタ１の本体内部に形成された中空穴３３内には、コントロールピストン３４が昇降可能に設けられている。低下したバランスチャンバ３０内の圧力に基づく力とリターンスプリング３５のばね力とによってコントロールピストン３４に働く押下げ力よりも、燃料溜まり２３に臨むテーパ面３６に作用する燃料圧に基づいてコントロールピストン３４を押し上げる力が勝るため、コントロールピストン３４は上昇する。その結果、針弁２４のリフトが許容され、噴孔２５から燃料が噴射される。燃料噴射量は、燃料流路内の燃料圧と針弁２４のリフト（リフト量、リフト期間）とによって定められ、針弁２４のリフトは、開閉弁３２の開閉制御をするために電磁ソレノイド２８へ送られる制御電流としての噴射パルスによって決定される。
【０００７】
一般に、図１４にインジェクタ１の燃料噴射量Ｑとコントローラ１２から電磁ソレノイド２８に供給されるコマンドパルス幅Ｗとの関係が、燃料圧Ｐｃ（コモンレール２内の燃料圧）をパラメータとして示されている。燃料圧Ｐｃを一定とすると、コマンドパルス幅Ｗが大きいほど燃料噴射量Ｑは多くなり、また、同じコマンドパルス幅Ｗであっても、燃料圧Ｐｃが大であるほど、燃料噴射量Ｑは大きくなる。一方、燃料噴射は、コマンドパルスの立ち上がり時刻と立ち下がり時刻に対して一定時間遅れて開始又は停止されるので、コマンドパルスがオン又はオフとなる時期を制御することによって、噴射タイミングを制御することが可能である。
【０００８】
燃焼サイクル毎の燃料噴射量は、図１５に示される基本噴射量特性マップに基づいて計算される。図１５には、横軸をエンジン回転数Ｎｅとし縦軸を基本噴射量Ｑｔｂとし、パラメータとしてのアクセルペダル踏込み量Ａｃｃを幾つかの値に採ったときのエンジン回転数Ｎｅに応じた基本噴射量Ｑｔｂの変化の様子が示されている。図１５によれば、アクセルペダル踏込み量Ａｃｃが一定の状態では、エンジン回転数Ｎｅが上昇すると基本噴射量Ｑｔｂが減少する特性を示すことが分かる。したがって、エンジン回転数Ｎｅが何らかの原因で増加したとき、基本噴射量Ｑｂに合わせて燃料噴射量を減少するようにフィードバックを働かせると、エンジン回転数Ｎｅは低下する方向に変化し、結局、エンジンの内部抵抗と釣り合うときの燃料噴射量で回転速度が安定することになる。
【０００９】
エンジンの燃料噴射制御装置において、燃料の噴射時期及び噴射量を精度良く制御する方策として、以下に掲げるような提案がなされている。即ち、基準時期及び当該基準時期からの噴射期間の制御によって行う場合に、エンジン回転数の僅かな回転変動により燃料噴射量が大きく変動することを回避するため、エンジンの各気筒とは別にダミーとして設けた噴射装置の実噴射量を検出して、その検出値を燃料噴射量を決定するためのデータとすることが提案されている（特開昭６２−１８２４６０号公報参照）。
【００１０】
また、コモンレール圧力は、燃料供給ポンプによる高圧燃料の圧送、噴射時の圧力低下或いは噴射終了時の閉弁による水撃作用等によって脈動を生じるのであるが、その脈動の中においても、燃料噴射弁のコマンドパルスの立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力は、実噴射圧に略等しくなることが経験的に知られている。このことを利用して、上記立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力をサンプリング検出して、燃料噴射量を定めることが提案されている（特開平５−１２５９８５号公報参照）。
【００１１】
更に、エンジン回転数、アクセル開度等の運転状態パラメータの検出値と前回噴射を終了した気筒の噴射圧力の検出値に基づいて、次回に噴射を行う気筒の噴射圧力の指令値を演算して、この噴射圧力の指令値に応じた噴射期間で燃料を噴射する燃料噴射制御装置において、エンジンが過渡状態にあることが検出されたときには、燃料噴射圧力についてクランク角度に応じた瞬時の噴射圧力の変化量を演算して、次回に噴射を行う気筒の燃料噴射期間を求めるために使用する噴射圧力値を補正することにより、過渡状態での燃料噴射制御の精度向上を図ったコモンレール式の燃料噴射制御装置が提案されている（特開平６−９３９１５号公報参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公報に記載されているコモンレール式の燃料噴射制御装置においては、それぞれの観点から燃料噴射の精度を向上させようとするものであるが、気筒毎における燃料噴射のバラツキまでを考慮したものではない。即ち、コモンレール式燃料噴射システムにおいては、インジェクタから噴射される燃料噴射率は、コモンレール圧力とノズル噴孔径及び針弁の開弁速度や燃料流路の絞り等に依存している。コモンレール圧力は、すべてのインジェクタに対して共通しているが、ノズル噴孔径及び針弁の開弁速度や燃料流路の絞り等の要因は、個々のインジェクタ毎に異なっており、インジェクタの針弁のリフトの制御に用いる電磁弁の作動状態を同じにしても、燃料噴射開始タイミング、燃料噴射率、最大燃料噴射圧力等の燃料噴射率特性上のバラツキが生じており、一律的な制御が困難であるとされている。
【００１３】
燃料噴射に関してインジェクタ毎に生じるバラツキについて、燃料噴射率の時間経過を示した図１６の記載に基づいて具体的に説明する。図１６に示す燃料噴射率のグラフは、６気筒エンジンについて各インジェクタの電磁弁への通電時間を一定とした場合の燃料噴射率の結果である。図には、噴射率に最も差がある２本のインジェクタの燃料噴射率と、６つのインジェクタの燃料噴射率の平均値が示されている。インジェクタの燃料噴射率に生じるバラツキの主要な要素としては、以下に掲げるように３種類ある。即ち、燃料噴射開始タイミングについては、図中のＡで示すようにクランク角度ＣＡで１．５度の範囲のバラツキがあり、初期噴射期間（着火遅れ期間）ｔｆ中の噴射量については、図中のＢで示すように相対的に３０％の範囲でバラツキがある。そして、最大噴射率については、図中のＣで示すように相対的に１５％の範囲でバラツキがある。
【００１４】
このように、一つのエンジンにおいて各気筒毎に設けられているインジェクタの燃料噴射特性にバラツキを生じていると、各インジェクタについて最適な噴射タイミングと噴射量とが得られず、その結果、排気ガスのクリーン度が低下し、各気筒相互の燃焼のバランスが崩れて騒音や振動の原因となる。
【００１５】
この燃料噴射特性上のバラツキの原因は、インジェクタのノズル噴孔径、針弁の開弁速度及び燃料流路の絞り等の構成部品の製造に伴う寸法及び粗さ等の加工精度、及び組立精度のバラツキにあるものと考えられる。このバラツキはインジェクタ毎に固有のものであるので、このバラツキを一律的に抑えるにはインジェクタの部品の加工と組立の精度を一層向上させることが必要になる。しかし、これらの精度を向上しようとすると、設備の変更を伴うため製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１６】
インジェクタ毎の噴射特性にバラツキが生じていても、そのバラツキを検出し、その検出値を用いてインジェクタ毎にバラツキをなくす方向に噴射特性を補正することができれば、コスト上昇の原因になる設備の更新してまでインジェクタを構成する部品の加工精度及び組立精度を更に向上させることなく、すべてのインジェクタについて噴射特性を一様に制御することができるという課題がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、各インジェクタの燃料噴射が電子制御されていることを利用して、インジェクタ毎の噴射特性のバラツキをコモンレールの圧力の時間微分から検出して、インジェクタ毎の噴射特性が一様となるように、燃料噴射のタイミングと噴射量とを制御するエンジンの燃料噴射制御装置を提供することである。
【００１８】
燃料噴射特性のバラツキのうち、燃料噴射開始タイミングについては、クランク角度ＣＡのバラツキを０．２度の範囲に抑え、着火遅れ期間中の噴射量のバラツキを相対的に±５％の範囲に抑え、そして、最大噴射率のバラツキを相対的に±２％の範囲に抑えることができれば、各気筒における燃焼の一様性が満たされ、排気ガスのクリーン度が低下することなく、各気筒相互の燃焼のバランスが保たれて、騒音や振動が悪化することもない。
【００１９】
この発明によるエンジンの燃料噴射方法は、燃料ポンプによって送り出された燃料をコモンレールに貯留し、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料をインジェクタに形成された噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射し、前記エンジンの運転状態をセンサによって検出し、コントローラによって、前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定すると共に前記基本目標制御量に基づいて前記インジェクタによる噴射特性を制御するエンジンの燃料噴射方法において、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するようにし、前記噴射特性には、少なくとも前記燃料圧の前記微分の最大値に相当して求められる最大噴射率、前記燃料圧の前記微分が予め定められた値を超える時によって求められる噴射開始時期、前記燃料圧の前記微分を燃料噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる総噴射量、又は前記燃料圧の前記微分を初期噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる初期噴射量が含まれ、且つ前記目標噴射特性には、少なくとも前記燃料の目標最大噴射率、目標噴射開始時期、目標総噴射量、又は目標初期噴射量が含まれることを特徴とする。
【００２０】
この発明によるエンジンの燃料噴射方法は、上記のような構成を有しているので、次のように作動する。即ち、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいてインジェクタの噴射特性を求める。即ち、コモンレールの燃料圧の時間の経過に伴う変化を検出することにより、インジェクタの噴射特性についての情報が得られる。コントローラは、センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定する。この目標噴射特性と、上記コモンレールの燃料圧の微分から得られる噴射特性とを比較することで、目標噴射特性からの乖離の程度、即ち、個々のインジェクタの噴射特性のバラツキの程度を知ることができる。インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を上記比較により得られる情報に基づいて補正して最終目標制御量を設定し、この最終目標制御量に基づいてインジェクタによる噴射特性が修正制御される。
【００２１】
インジェクタの噴射特性を定める主たるパラメータは、燃料噴射を何時開始するかという噴射タイミング、即ち、燃料噴射開始時期、エンジンの出力を左右する１回の噴射の総噴射量、主燃焼への影響が大きい初期噴射期間（着火遅れ期間）中の噴射量である初期噴射量、及び総噴射量と噴射期間とを関係付ける最高噴射率である。したがって、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性には、少なくとも次の諸量が含まれる。まず、最大噴射率は、前記燃料圧の前記微分の最大値に相当して求められる。前記燃料圧の前記微分の最大値は、正負の符号を別にすれば、燃料圧の降下が最大であることは、それに応じて単位時間当たり最大量の燃料がコモンレールから流出していることを意味するから、燃料圧の微分の最大値は最大噴射率に相当する。また、噴射開始時期は、前記燃料圧の前記微分が予め定められた値を超える時によって求められる。燃料圧の降下がある程度の水準以上となることは、コモンレールから燃料が流出し始めたことを意味している。更に、総噴射量は、前記燃料圧の前記微分を燃料噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる。燃料圧の微分は、上記のとおり単位時間当たりの燃料圧の降下の度合いであって、コモンレールから流出していく燃料の割合、即ち、燃料噴射率を意味しているから、その積分は噴射量に相当することになる。更に、初期噴射量は、前記燃料圧の前記微分を初期噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる。一方、前記目標噴射特性には、少なくとも前記燃料の目標最大噴射率、目標噴射開始時期、目標総噴射量、又は目標初期噴射量が含まれる。これらの諸量によって、エンジンの特性に大きな影響がある重要な噴射特性を定めることができる。
【００２２】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記コモンレール内の燃料圧の微分は、時々刻々に変化し、且つ滑らかな変化を示すものではない。したがって、特定の瞬間変動の大きな微分値に基づいて噴射特性を制御すると、本来意図していたバラツキを抑える制御を得ることが困難になることがあるので、前記噴射特性は、前記微分の時間経過に伴って平滑化された特性曲線、例えば、ある一定の時間を区切った移動平均値として求められる。
【００２３】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、燃料ポンプとコモンレールとを接続する燃料流路に設けられた流量制御弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、目標最大噴射率に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、最大噴射率が目標最大噴射率と等しくなるように基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期である。
【００２４】
コモンレール圧力自体は上記のとおり変動しているとの前提であるが、最大噴射率は、一般的には、コモンレール内の燃料圧（以下、コモンレール圧力という）の水準に依存していると言える。コモンレール圧力は燃料ポンプから送り込まれる燃料の吐出量で定まるから、燃料吐出期間（例えば、燃料ポンプがプランジャ式燃料ポンプであると、プランジャストロークに相当する）を、コモンレールへの燃料吐出期間と燃料タンクへのリーク期間とに割り振ることにより、コモンレール圧力の制御が可能である。即ち、今回噴射すべき噴射量とエンジン回転数とから予め求められているマップ等の手段により目標最大噴射率が設定され、その最大噴射率に対応して目標となるコモンレール圧力を設定し、設定された目標コモンレール圧力と現在のコモンレール圧力との偏差に基づいて流量制御弁の作動時期、即ち、基本目標コマンドパルス出力時期が設定される。しかし、個々の流量制御弁には作動にバラツキがある。このバラツキの有無にかかわらず、コモンレール圧力の微分値の最大値を求めれば、この値は実際の最大噴射率に対応しているから、実際の最大噴射率と目標最大噴射率との比較に基づいて、流量制御弁に対して出力される基本目標コマンドパルス出力時期を補正して最終目標コマンドパルス出力時期が設定され、実際の最大噴射率が目標最大噴射率に一致するように流量制御弁、即ち、コモンレール圧力が制御される。
【００２５】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は噴射開始時期であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、インジェクタの目標噴射開始時期に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期である。
【００２６】
即ち、インジェクタによる燃料の噴射開始時期については、インジェクタの電磁弁のソレノイドを励磁する電流（コマンドパルス）が供給された時点が分かっていても、ソレノイド、アーマチュア、バランスチャンバ内の圧力を解放する開閉弁及び針弁の挙動等、応答時間遅れは個々のインジェクタ毎に異なっている。しかし、コモンレール圧力を検知していれば、コモンレール圧力が低下し始める時期は、そのバラツキの有無にかかわらず、実際の噴射開始時期である。したがって、目標となる噴射開始時期に対して、常に実際の噴射開始時期が分かることになる。前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、開弁のために基本目標コマンドパルスが出力されるが、インジェクタの目標噴射開始時期に応じて基本目標コマンドパルス出力時期が演算される。この基本目標コマンドパルス出力時期は、目標噴射開始時期と実際の噴射開始時期との比較に基づいて逐次補正されて最終目標コマンドパルス出力時期が設定され、この最終目標コマンドパルス出力時期に基づいて実際の噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように前記電磁弁が制御される。また、コモンレール圧力の低下が停止することは、燃料噴射が停止したことを示している。したがって、コモンレール圧力の低下の停止を検出した時期が噴射終了時期となる。噴射開始時期と燃料噴射終了時期との時間間隔が噴射期間となる。
【００２７】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は総噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、目標総噴射量に応じて演算される基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、総噴射量が目標総噴射量に一致するように基本目標総コマンドパルス幅を補正した最終目標総コマンドパルス幅である。
【００２８】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は初期噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標初期コマンドパルスにおける、目標総噴射量に対応する目標初期噴射量に応じて演算される基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、初期噴射量が目標初期噴射量に等しくなるように基本目標初期コマンドパルス幅を補正した最終目標初期コマンドパルス幅である。
【００２９】
総噴射量及び初期噴射量については、インジェクタの電磁弁のソレノイドを励磁する電流（コマンドパルス）の供給開始と停止の時点が分かっていても、ソレノイド、アーマチュア、バランスチャンバ内の圧力を解放する開閉弁及び針弁の挙動等、応答時間遅れや応答速度は個々のインジェクタ毎に異なっている。しかし、総噴射量及び初期噴射量については、上記したとおりコモンレール圧力の微分を該当する噴射期間にわたって積分すると、その積分値は噴射量に相当するものとなる。また、初期噴射期間は、エンジンについて予め定められた一定期間とみなし得るから、この期間にわたってコモンレール圧力の微分値を積分すると、初期噴射量に相当する量が算出される。したがって、インジェクタの特性上のバラツキの有無にかかわらず、常に実際の総噴射量及び初期噴射量に相当する量が検出されることになる。
【００３０】
前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、開弁のために基本目標コマンドパルスが出力されるが、センサで検出されたエンジンの運転状態に基づいてマップ等で求められた目標となる総噴射量に応じて基本目標総コマンドパルス幅が演算される。この基本目標総コマンドパルス幅は、目標総噴射量とコモンレール圧力の微分に基づいて算出される実際の総噴射量との比較に基づいて逐次補正されて最終目標総コマンドパルス幅が設定され、この最終目標総コマンドパルス幅に基づいて実際の総噴射量が目標総噴射量に一致するように前記電磁弁が制御される。
【００３１】
前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、初期噴射のために基本目標初期コマンドパルスが設定されるが、センサで検出されたエンジンの運転状態に基づいてマップ等で求められた目標となる総噴射量に応じて基本目標初期コマンドパルス幅が演算される。この基本目標初期コマンドパルス幅は、目標初期噴射量とコモンレール圧力の微分に基づいて算出される実際の初期噴射量との比較に基づいて逐次補正されて最終目標初期コマンドパルス幅が設定され、この最終目標初期コマンドパルス幅に基づいて実際の初期噴射量が目標初期噴射量に一致するように前記電磁弁が制御される。
【００３２】
更に、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記エンジンは複数の気筒を有しており、各気筒に備わるインジェクタについての基本目標制御量の補正は、当該インジェクタについての前回の燃料の噴射に際して求められた噴射特性に基づいて行われる。
【００３３】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、前記燃料ポンプは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記燃料の前記コモンレールへの送出し量を制御する流量制御弁を通じて前記コモンレールに接続されているエンジンの燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、最大噴射率であり、前記目標噴射特性は、目標最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、流量制御弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、基本目標コマンドパルス出力時期を最大噴射率と目標最大噴射率とに基づいて補正した流量制御弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする。
【００３４】
このエンジンの燃料噴射装置によれば、エンジンの運転状態を表すセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性が設定され、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応した基本目標制御量が設定される。一方、インジェクタの噴射特性は、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて求められる。インジェクタを含む燃料噴射装置のバラツキに起因して目標噴射特性と噴射特性とが一致していなくても、目標噴射特性と噴射特性との比較に基づいて、インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を補正して最終目標制御量が設定される。この最終目標制御量に基づいて目標噴射特性と噴射特性とが一致するように、インジェクタによる噴射特性が制御される。また、流量制御弁へのコントローラからの制御信号に基づいて、燃料ポンプからの吐出期間が制御され、その結果として、コモンレール圧力が制御される。さらに、流量制御弁へのコマンドパルス出力時期が、最大噴射率と目標最大噴射率とに基づいて補正されているので、燃料ポンプからコモンレールへ吐出される燃料量が制御され、それによりコモンレール圧力、即ち、インジェクタから噴射される燃料圧が制御されて、最終的に最大噴射率の目標最大噴射率に対するバラツキがなくなるように制御される。
【００３７】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、
前記インジェクタは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記噴孔を開閉制御する電磁弁を備えているエンジンの燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、噴射開始時期であり、前記目標噴射特性は、目標噴射開始時期であり、前記目標制御量は、電磁弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、基本目標コマンドパルス出力時期を噴射開始時期と目標噴射開始時期とに基づいて補正した電磁弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする。
【００３８】
このエンジンの燃料噴射装置によれば、エンジンの運転状態を表すセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性が設定され、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応した基本目標制御量が設定される。一方、インジェクタの噴射特性は、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて求められる。インジェクタを含む燃料噴射装置のバラツキに起因して目標噴射特性と噴射特性とが一致していなくても、目標噴射特性と噴射特性との比較に基づいて、インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を補正して最終目標制御量が設定される。この最終目標制御量に基づいて目標噴射特性と噴射特性とが一致するように、インジェクタによる噴射特性が制御される。また、電磁弁の開閉時期及び開閉期間を制御することにより、インジェクタの噴孔からの燃料噴射のタイミング及び噴射量を制御することができる。さらに、電磁弁へのコマンドパルス出力時期が、噴射開始時期と目標噴射開始時期とに基づいて補正されているので、噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように電磁弁の開弁時期が制御され、結果的に噴射開始時期の目標噴射開始時期に対するバラツキが抑えられる。
【００３９】
インジェクタが電磁弁を備えるエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射特性は総噴射量であり、前記目標噴射特性は目標総噴射量であり、前記基本目標制御量は電磁弁への基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は基本目標総コマンドパルス幅を総噴射量と目標総噴射量とに基づいて補正した電磁弁への最終目標総コマンドパルス幅である。電磁弁への総コマンドパルス幅が、総噴射量と目標総噴射量とに基づいて補正されているので、総噴射量が目標総噴射量に一致するように電磁弁の開弁期間が制御され、結果的に総噴射量の目標総噴射量に対するバラツキが抑えられる。
【００４０】
インジェクタが電磁弁を備えるエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射特性は初期噴射量であり、前記目標噴射特性は目標初期噴射量であり、前記基本目標制御量は電磁弁への基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は基本目標初期コマンドパルス幅を初期噴射量と目標初期噴射量とに基づいて補正した最終目標初期コマンドパルス幅である。電磁弁への初期コマンドパルス幅が、初期噴射量と目標初期噴射量とに基づいて補正されているので、初期噴射量が目標初期噴射量に一致するように電磁弁の初期開弁期間が制御され、結果的に初期噴射量の目標初期噴射量に対するバラツキが抑えられる。
【００４１】
上記エンジンの燃料噴射装置において、前記エンジンはインジェクタを備えた複数の気筒を有しており、前記基本目標制御量の補正は、気筒に備わる各インジェクタについての前回の燃料の噴射に際して求められた噴射特性に基づいて行われる。燃料の噴射特性は、製造行程や組立行程における部品の寸法や組付け精度に起因するバラツキによって、各インジェクタ毎に異なるものであるので、多気筒エンジンの場合には、各インジェクタ毎に噴射特性を求め、基本目標制御量の補正をする必要がある。また、この補正を常に実行していることにより各インジェクタごとの噴射特性の経年変化にも対応することができる。
【００４２】
上記エンジンの燃料噴射装置において、前記センサの検出信号、特に微分演算を高速で行う必要があるコモンレール圧力は、デジタル信号に変換された後、高速演算用素子を介して前記コントローラに入力されている。高速演算用素子としては、例えばＤＳＰがある。センサ側に高速演算用素子を設けて、コントローラの演算負担を減少させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明によるエンジンの燃料噴射方法及びその装置の実施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料噴射装置による、気筒の制御タイミングと順序を示すエンジン制御のメインルーチンを示す図であり、図２は図１におけるフローの各気筒の制御ルーチンを示す図であり、図３は図２における気筒制御のうち目標噴射量の設定ルーチンを示す図であり、図４は図２における気筒制御のうち燃料ポンプの制御ルーチンを示す図であり、図５は図２における気筒制御のうちインジェクタの制御ルーチンを示す図であり、図６は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンを示す図であり、図７は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図であり、図８は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図であり、図９は図２における気筒制御のうち噴射率の計測ルーチンを示す図であり、図１０は図４，図６，図７及び図８において読み込まれる各フィードバック補正量の演算ルーチンを示す図である。この発明によるエンジンの燃料噴射装置が適用されるコモンレール燃料噴射システム及び当該システムに用いられるインジェクタについては、図１２及び図１３に基づいて既に説明した従来のものと同じものでよい。
【００４４】
以下、コントローラ１２が行う本発明による燃料噴射制御の手順を、４サイクル、４気筒ディーゼルエンジンに適用した場合について説明する。エンジンは、クランク軸に対して第１気筒から第４気筒まで順次に一列に並んでいるが、着火順序は、第１気筒、第３気筒、第４気筒、そして第２気筒の順序である。
【００４５】
このシステムは、図１２及び図１３に示すように、主として、エンジンのクランクシャフトと同期して回転する可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ８、燃料ポンプ８により加圧された燃料を貯留するコモンレール２、コモンレール３０内の高圧燃料を各気筒に噴射するインジェクタ１、エンジンの運転状態を検出する各種のセンサ４０〜４７、並びにエンジンの運転状態に応じて燃料ポンプ８及びインジェクタ１へ制御信号を送ることで燃料噴射を制御するコントローラ１２とから構成されている。燃料タンク４内の燃料は、燃料ポンプ８により加圧されてコモンレール２に供給される。
【００４６】
燃料ポンプ８は、カムによりストロークする単数又は複数のプランジャ（図示せず）が内蔵された燃料加圧室（図示せず）を有し、燃料加圧室は流量制御弁１５を通じて燃料管９又は戻し管１０に選択的に接続される。燃料管９はコモンレール２へ接続されており、戻し管１０は燃料タンク４へ接続されている。流量制御弁１５は、通常は燃料加圧室を戻し管１０に接続させているが、プランジャによる燃料の圧送行程中の任意の時期にコントローラ１２からのコマンドパルスを受けることにより、それ以降、プランジャの圧送行程終了時までの間、燃料加圧室を燃料管９に接続させる方式のものが用いられている。
【００４７】
プランジャの圧送行程終了時期は、エンジンの出力によって回転させられるカムにより一義的に定まっている。コマンドパルスの供給開始時期の制御、即ち、プランジャによる燃料の圧送開始時期を制御することにより、プランジャの１ストローク当たりの燃料圧送量、即ち、コモンレール２への燃料充填量を制御することができる。したがって、燃料ポンプ８の吐出期間中にコモンレール２に接続すべき期間を設定することにより、コモンレール内の燃料圧（以下、コモンレール圧力と言う）を制御することが可能である。なお、流量制御弁としては、上記方式のもの以外に、一般的なデューティソレノイド弁等を用いてもよい。
【００４８】
コモンレール圧力は、分岐管３により各気筒のインジェクタ１へ供給される。インジェクタ１は、噴孔及び当該噴孔を開閉する針弁の外、針弁の開閉を制御するためのバランスチャンバ３０及び電磁弁２６を備えている。インジェクタ１に供給された高圧燃料は、大部分が噴孔近傍に導かれて針弁に開弁力を与え、一部がバランスチャンバ３０内に導入されて針弁に閉弁力を与えている。
【００４９】
電磁弁２６にコマンドパルスを供給すると、バランスチャンバ３０が戻し管１０に接続されて、バランスチャンバ３０内の圧力が降下して針弁がリフトして開弁し、燃料噴射が実行される。したがって、電磁弁２６へのコマンドパルスの供給時期及び供給期間（コマンドパルス幅）を制御することで、インジェクタ１の燃料噴射時期及び燃料噴射期間が制御される。ここで、コモンレール２内の燃料は所定の圧力に制御されているため、噴射期間の制御により実質的に噴射量を制御することができる。なお、インジェクタ１としては、上記バランスチャンバ３０を省略し、電磁ソレノイド又は圧電素子等により針弁を直接駆動する方式のものを用いてもよい。
【００５０】
エンジンの運転状態を検出するセンサとしては、例えば、最低限、以下のものが挙げられる。
（１）エンジン回転数センサ４０
エンジン回転数センサ４０は、クランクシャフトに取り付けられた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピックアップセンサとからなり、一定歯数（例えば、１８歯）分のパルス入力に要する時間からその時の回転数Ｎｅを算出する。
（２）気筒判別センサ４１
気筒判別センサ４１は、コントローラが制御気筒を判別するための基準信号を検出する。高圧燃料ポンプのカムシャフト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられた、特定気筒（例えば、第１気筒）の特定クランク角度（例えば、ＴＤＣ）に対応した歯（１歯）を有するギヤプレートとピックアップセンサとからなる。
（３）上死点（ＴＤＣ）センサ４２
上死点センサ４２は、各気筒の上死点（ＴＤＣ）上死点を検出する。燃料ポンプ８のカムシャフト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられた、各気筒のＴＤＣに対応した歯（例えば、４歯）を有するギヤプレートとピックアップセンサとからなる。
（４）アクセルペダル踏込み量センサ４３
アクセルペダル踏込み量センサ４３は、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃを検出する。
（５）コモンレール圧力センサ１３
コモンレール内の燃料圧力を検出する。
【００５１】
以上のシステムにおいて、コントローラ１２は、以下の各フローチャートに示すルーチンを実行する。図１に示すように、「メインルーチン」は、各気筒毎にその燃料噴射の制御を行う。即ち、気筒判別センサ４１のパルス発生時期を第１気筒の上死点に合わせているとした場合、以下のようにして、各気筒の制御が実行される。なお、コモンレール圧力とその微分及び各信号の経時的な変化の様子は、図１１に示されている。
【００５２】
（１）第１気筒が上死点に到達すると、気筒判別センサ４１が気筒判別信号としてのパルス信号を発生し、発生した気筒判別信号はコントローラ１２に入力される（ステップ１、Ｓ１と略す。以下同じ）。
（２）第１気筒の上死点センサ４２は、第１気筒が上死点にあることを検出し、上死点信号としてのパルス信号がコントローラ１２に入力される（Ｓ２）。
（３）第１気筒が上死点に到達するときには、次に燃焼が行われる気筒は、既に吸気行程を終えて圧縮行程に移行する第３気筒であるので、第３気筒制御が行われる（Ｓ３）。即ち、第３気筒に対して燃料噴射制御が実行される。
（４）第３気筒が上死点に到達すると、第３気筒の上死点センサ４２からの上死点信号としてのパルス信号がコントローラ１２に入力される（Ｓ４）。
以下、同様にして、
（５）第４気筒の制御（Ｓ５）、
（６）第４気筒が上死点に到達したことを検出した第４気筒の上死点センサ４２からのパルス信号のコントローラ１２への入力（Ｓ６）、
（７）第２気筒の制御（Ｓ７）、
（８）第２気筒が上死点に到達したことを検出した第２気筒のＴＤＣセンサ４３からのパルス信号のコントローラ１２への入力（Ｓ８）、
（９）更に第１気筒の制御（Ｓ９）が実行される。
メインルーチンが一巡する間にクランクシャフトが２回転する。尚、この間、カムシャフトは吸気と排気のため１回転でよい。そして、エンジン運転中は、上記のメインルーチンが繰り返されることになる。
【００５３】
Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７及びＳ９における第１〜第４気筒についての燃料噴射制御は、図２に示す「気筒制御ルーチン」に従って実行される。気筒制御ルーチンの実行開始に伴い、コントローラ１２内のクロックが計時（Ｔn ）を開始する。気筒制御ルーチンにおいては、次のようにして各制御が実行される。
（１）「目標噴射量の設定」のステップにおいて、各気筒についてインジェクタ１からの１回の燃料噴射によって噴射されるべき目標総噴射量が設定される（Ｓ１１）。目標総噴射量の設定は、各センサが検出したエンジンの運転状態に基づいて、予め設定されているマップ等に従って行われる。
（２）「燃料ポンプの制御」のステップにおいて、設定された目標総噴射量を得ることができるように、燃料噴射圧力を与えるコモンレールの圧力を制御するため、燃料ポンプの制御を行う（Ｓ１２）。
（３）「インジェクタの制御」のステップにおいて、Ｓ１２で制御されたコモンレール圧力の下で、インジェクタ１の噴射制御が行われる（Ｓ１３）。気筒制御ルーチンが繰り返されている場合には、Ｓ１１で求められた目標総噴射量及びＳ１２で制御されたコモンレール圧力とから定められる目標噴射特性に対応して基本目標制御量が設定され、設定された基本目標制御量を、前回の気筒制御ルーチンで求められたフィードバック補正量（（５）で後述する）によって補正し、補正の結果得られた最終目標制御量にしたがってインジェクタ１の燃料噴射が制御される。
（４）「噴射率の計測」のステップにおいて、各インジェクタが噴射している燃料の噴射率を計測する（Ｓ１４）。
（５）「フィードバック補正量の演算」のステップにおいて、各インジェクタの噴射特性のバラツキをなくすように、即ち、実際の噴射特性が目標噴射特性に一致するように基本目標制御量を補正するフィードバック補正量が求められる（Ｓ１５）。求められたフィードバック補正量は、次回の気筒制御ルーチンにおいて、同じインジェクタに対してＳ１３での基本目標制御量の補正に用いられる。
このように、各インジェクタについて、上記の各ステップＳ１１〜Ｓ１５がこの順序で実行されるが、以下に、上記各ステップ毎に詳細を説明する。
【００５４】
Ｓ１１におけるインジェクタからの燃料の目標噴射量の設定は、図３のフローチャートに示す「目標噴射量Ｑｔｆの設定ルーチン」に従って実行される。
（１）スタートの後、基本的なエンジンの運転状態を表すパラメータとして、エンジン回転数センサ４０及びアクセル踏込み量センサ４３が検出したエンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとが、コントローラ１２に入力される。また、その他に、付加的なエンジンの運転状態を表すパラメータとして、冷却水の水温（Ｔｗ）、吸気管内圧力（Ｐｂ）等が各センサによって検出されてコントローラ１２に入力される（Ｓ１０１）。
（２）エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとに基づいて、図１４に示す基本噴射量特性、即ち、２次元マップ基本噴射量データにより求められた、基本目標総噴射量Ｑｔｂがコントローラ１２に読み込まれる（Ｓ１０２）。
（３）当該気筒における前回の実行総噴射量Ｑｔｐとの差ΔＱ、即ち、同じ気筒における噴射燃料の増減量が求められる（Ｓ１０３）。
（４）Ｓ１０１で検出したエンジンの運転状態を表す各パラメータ（エンジン回転数Ｎｅ，ΔＱそれ自体，冷却水温Ｔｗ，吸気管内圧Ｐｂ等）に対応させて、それらのパラメータについての予め定められている関数Ｇにより、ΔＱを補正するための補正係数Ｋを求める（Ｓ１０４）。即ち、Ｋ＝Ｇ（Ｎｅ，ΔＱ，Ｔｗ，Ｐｂ，ｅｔｃ）
（５）前回の実行総噴射量Ｑｔｐに対して、Ｓ１０３で求めたΔＱとＳ１０４で求めた補正係数Ｋとによって、エンジンの運転状態に応じた今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを、次式により求めて設定する（Ｓ１０５）。
Ｑｔｆ＝Ｑｔｐ＋Ｋ・ΔＱ
なお、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを求めるのに、ΔＱを補正する手法を採用したが、これに限らず、基本噴射量特性を２次元マップ基本噴射量データにより求める際に、アクセル踏込み量Ａｃｃをエンジンの運転状態に基づいて予め修正することにより、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを直接的に求めてもよい。
【００５５】
燃料ポンプの制御は、図４のフローチャートに示す「燃料ポンプの制御ルーチン」に従って実行される。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれる（Ｓ２０１）。
（２）Ｓ２０１で読み込んだ、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅとに対応して、予め用意されているマップに基づいて目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを求めて、設定する（Ｓ２０２）。目標最大噴射率Ｒｍａｘｂは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における目標噴射特性の一つである。
（３）Ｓ２０２で設定された目標最大噴射率Ｒｍａｘｂに対応して、予め定められた関数により目標コモンレール圧力Ｐｃｆを求めて設定する（Ｓ２０３）。
（４）次に、現在の実際のコモンレール圧力Ｐｃの測定値が入力される（Ｓ２０４）。
（５）Ｓ２０３で設定された目標コモンレール圧力ＰｃｆとＳ２０４で測定された現在の実際のコモンレール圧力Ｐｃとの偏差についての関数Ｈによって、燃料ポンプ８の流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが演算にて求められる（Ｓ２０５）。流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂは、この発明にエンジンの燃料噴射制御における基本目標制御量の一つである。
（６）流量制御弁１５へのコマンドパルス出力時期を補正するフィードバック補正量ＰＴｐｃ（これについては、後で説明する）が求められる（Ｓ２０６）。
（７）Ｓ２０５で求められた基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂに対してＳ２０６で求められたフィードバック補正量ＰＴｐｃが次式のように加算されて基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂの補正が行われる。この補正により、流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが求められて、設定される。流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における最終目標制御量の一つである。
ＰＴｐｆ＝ＰＴｐｂ＋ＰＴｐｃ
（８）その後、計時中のクロックにより、流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来した、即ち、Ｔn ＝ＰＴｐｆとなったか否かが判別される（Ｓ２０８）。最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来していなければ、到来するまで、Ｓ２０８を繰り返す。
（９）Ｓ２０８で最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来したと判定されると、流量制御弁２１に対してコマンドパルスＰＷｐ（一定値）が出力され、燃料ポンプ８から燃料がコモンレール２に供給されて、コモンレール２内の燃料圧は、目標とする最大噴射率Ｒｍａｘｂが得られるような燃料圧となるように制御される（Ｓ２０９）。
【００５６】
次に、インジェクタの制御は、図５のフローチャートに示す「インジェクタの制御ルーチン」に従って実行される。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれる（Ｓ３０１）。
（２）Ｓ２による燃料ポンプの制御が終了した時の実際のコモンレール圧力Ｐｃの測定値が入力される（Ｓ３０２）。
（３）インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆ、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、それぞれ後述する各ルーチンによって求められて設定される（Ｓ３０３）。インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルスについてのこれら出力時期ＰＴｉｆ、総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における最終目標制御量を構成している。
（４）その後、計時中のクロックにより、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来した、即ち、Ｔn ＝ＰＴｉｆとなったか否かが判断される（Ｓ３０４）。最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来していなければ、到来するまで、Ｓ３０４を繰り返す。
（５）最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来したと判断されると、電磁弁２６へのコマンドパルス、即ち、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆと最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆとを有するように出力される（Ｓ３０５）。
【００５７】
ここで、最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆ、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定について、図６〜図８に示した設定ルーチンを参照して、更に詳述する。
【００５８】
インジェクタ１の電磁弁２６に対する最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆについて、図６に示した「電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれ、その入力値に応じて、予め用意された２次元マップ目標噴射時期データに基づいて、対応する目標噴射時期Ｔｉｆが求められて、コントローラ１２に読み込まれる（Ｓ３１１）。目標噴射時期Ｔｉｆは、目標噴射特性の一つである。
（２）Ｓ３１１で読み込まれた目標噴射時期Ｔｉｆに対して、電磁弁２６から針弁２４までの電磁的及び機械的応答遅れを考慮して基本目標制御量としての基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂが設定される（Ｓ３１２）。
（３）次に、電磁弁２６へのコマンドパルス出力時期について、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められているフィードバック補正量ＰＴｉｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３１３）。
（４）Ｓ３１２で設定された基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂにＳ３１３で読み込まれたフィードバック補正量ＰＴｉｃを加算することにより、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂを補正し、最終目標制御量としての最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆを求めてこれを設定する（Ｓ３１４）。
【００５９】
インジェクタ１の電磁弁２６に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆについて、図７に示した「電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、Ｓ３０２で求められたＳ２の燃料ポンプの制御が終了した時の実際のコモンレール圧力Ｐｃに対応して、２次元マップ基本目標総コマンドパルス幅データに基づいて、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂが求められ、読み込まれる（Ｓ３２１）。電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆの設定においては、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆが目標噴射特性である。
（２）次に、電磁弁２６へのコマンドパルスについて、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められている総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３２２）。
（３）Ｓ３２１で設定された基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂにＳ３２２で読み込まれた総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃを加算することにより、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂを補正し、最終目標制御量としての最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆを求めてこれを設定する（Ｓ３２３）。
【００６０】
インジェクタ１の電磁弁２６に対するに最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆについて、図８に示した「電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、読み込まれたエンジン回転数Ｎｅとに対応して、予め用意された２次元マップ目標初期噴射量データに基づいて、対応する目標初期噴射量Ｑｅｆ、即ち、着火遅れ期間ｔｅ（一定値）中の目標噴射量が求められて、コントローラ１２に読み込まれる（Ｓ３３１）。電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定においては、目標初期噴射量Ｑｅｆが目標噴射特性である。
（２）Ｓ３３１で読み込まれた目標初期噴射量Ｑｅｆと、コモンレール圧力Ｐｃとに対応して、予め用意された２次元マップ基本目標初期コマンドパルス幅データに基づいて、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂが求められ、読み込まれる（Ｓ３３２）。
（３）次に、電磁弁２６へのコマンドパルスについて、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められている初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３３３）。
（４）Ｓ３３２で設定された基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂにＳ３３３で読み込まれた初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃを加算することにより、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂを補正し、最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆを求めてこれを設定する（Ｓ３３４）。
【００６１】
次に、噴射率の計測について、図９に示した「噴射率の計測ルーチン」に基づいて更に詳述する。噴射率の計測ルーチンは、インジェクタの制御のルーチンにおけるコマンドパルスの出力と同時に、次のステップにより実行される。
（１）スタートに続いて、コモンレール圧力センサ１３からその時刻（Ｔn ）のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）が検出され、コントローラ１２のメモリに記憶される（Ｓ４０１）。
（２）この時のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）と、一サンプリング時間前のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn - 1 ）とから、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒ（Ｔn ）を次の式の演算により求める（Ｓ４０２）。なお、ΔＰｃ／ΔＴからＲ（Ｔn ）への換算係数は、試験等により求められる。
（３）次に、噴射実行フラグ（詳細については、後述する）のＯＮ／ＯＦＦが判断され、噴射実行フラグがＯＦＦの場合には、ルーチン４１０へ移行し、噴射実行フラグがＯＮの場合には、ルーチン４２０へ移行する（Ｓ４０３）。ただし、初回は、ルーチン４１０へ移行する。
（４）ルーチン４１０では、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒと所定のスライスレベル（噴射実行判定値）Ｒｌとの大小が比較される（Ｓ４１１）。ＲがＲｌ以下である、即ち、噴射の実行がなされておらず且つコモンレール圧力Ｐｃの変化率が小であるときには噴射の開始もされていないと判断され、スタートに戻って、そのままコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）の検出が続行される。
（５）以上を繰り返すうちに、実際の噴射が開始されて、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌを超えると、噴射フラグがＯＮとされ（Ｓ４１２）、その時の時刻Ｔｉｓが、噴射開始時刻としてメモリに記憶される（Ｓ４１３）。
（６）再度スタートに戻り、Ｓ４０１及びＳ４０２を実行すると、噴射フラグがＯＮになっているから、Ｓ４０３ではルーチン４２０へ移行する。
（７）ルーチン４２０では、再びコモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌと比較され（Ｓ４２１）、噴射実行判定値Ｒｌを超えている間は、そのままスタートに戻り、コモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）の検出を続行する。
（８）やがて、実際の噴射が終了して、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌ以下になると、コモンレール圧力Ｐｃの変化が殆どないこと、即ち、燃料噴射が終了したことを意味するから、Ｓ４２１での判断を経て、噴射フラグがＯＦＦとされ（Ｓ４２２）、その時の時刻Ｔｉｅが噴射終了時刻としてメモリに記憶される（Ｓ４２３）。
（９）噴射開始時刻Ｔｉｓから噴射終了時刻Ｔｉｅまでの時間について、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒを積分して実行された総噴射量Ｑｔを求めて、メモリに記憶する（Ｓ４２４）。
（１０）また、噴射開始時刻Ｔｉｓから始まる初期噴射期間ｔｅ（即ち、着火遅れ期間）にわたってコモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒを積分して実行された初期噴射量Ｑｅを求めて、メモリに記憶する（Ｓ４２５）。
（１１）コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒの最大値（例えば、最大値の近傍における複数点での微分値Ｒの平均値）を最大噴射率Ｒｍａｘとして、メモリに記憶する（Ｓ４２６）。
【００６２】
最後に、フィードバック補正量の演算について、図１０に示された「フィードバック補正量の演算ルーチン」に基づいて説明する。燃料ポンプの制御ルーチンとインジェクタの制御ルーチンの実行で求められた各目標噴射特性と、噴射率の計測ルーチンで測定された各実行された噴射特性とから、各基本目標制御量の補正量を求める。各補正量は、目標噴射特性と前回実行された噴射特性との偏差に対応した所定の関数として演算される。
【００６３】
まず、フィードバック補正量ＰＴｉｃルーチン５１０において、インジェクタ１の電磁弁２６へのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量が、コマンドパルス出力時期の制御上、目標噴射特性としての目標噴射時期Ｔｉｆと計測された実際の噴射特性としての噴射開始時刻Ｔｉｓとから求められる。即ち、実際の噴射開始時刻はＴｉｓであるから、当該インジェクタについての目標噴射時期Ｔｉｆと噴射開始時刻Ｔｉｓとが読み込まれ（Ｓ５１１）、両者の偏差（Ｔｉｆ−Ｔｉｓ）についての関数Ｕにより、フィードバック補正量ＰＴｉｃが求められる（Ｓ５１２）。求められたフィードバック補正量ＰＴｉｃは、図６に示す電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ３１３）、Ｓ３１２で設定された基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３１４）。
【００６４】
次に、フィードバック補正量ＰＷｉｔｃルーチン５２０において、インジェクタ１の電磁弁２６への総コマンドパルス幅のフィードバック補正量が、総コマンドパルス幅の制御上、目標噴射特性としての最終目標総噴射量Ｑｔｆと計測された実際の噴射特性としての総噴射量Ｑｔとから求められる。即ち、実際の総噴射量はＱｔであるから、当該インジェクタについての最終目標総噴射量Ｑｔｆと総噴射量Ｑｔとが読み込まれ（Ｓ５２１）、両者の偏差（Ｑｔｆ−Ｑｔ）についての関数Ｖにより、フィードバック補正量ＰＷｉｔｃが求められる（Ｓ５２２）。求められたフィードバック補正量ＰＷｉｔｃは、図７に示す電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ３２２）、Ｓ３２１で設定された基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３２３）。
【００６５】
次に、フィードバック補正量ＰＷｉｅｃ５３０において、インジェクタ１の電磁弁２６への初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量が、初期コマンドパルス幅の制御上、目標噴射特性としての目標初期噴射量Ｑｅｆと計測された実際の噴射特性としての初期噴射量Ｑｅとから求められる。即ち、実際の初期噴射量はＱｅであるから、当該インジェクタについての目標初期噴射量Ｑｅｆと初期噴射量Ｑｅとが読み込まれ（Ｓ５３１）、両者の偏差（Ｑｅｆ−Ｑｅ）についての関数Ｙにより、フィードバック補正量ＰＷｉｅｃが求められる（Ｓ５３２）。求められたフィードバック補正量ＰＷｉｅｃは、図８に示す電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンにおいて読み込まれ（Ｓ３３３）て、Ｓ３３２で設定された基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３３４）。
【００６６】
最後に、フィードバック補正量ＰＴｐｆルーチン５４０において、燃料ポンプ８の流量制御弁１５へのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量が、コマンドパルス出力時期の制御上、目標噴射特性としての目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと計測された実際の噴射特性としての最大噴射率Ｒｍａｘとから求められる。即ち、実際の最大噴射率は図９に示すＳ４２６で求められるようにＲｍａｘであるから、当該インジェクタについての目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと最大噴射率Ｒｍａｘとが読み込まれ（Ｓ５４１）、両者の偏差（Ｒｍａｘｂ−Ｒｍａｘ）についての関数Ｚにより、フィードバック補正量として、燃料ポンプへのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量ＰＴｐｃが求められる（Ｓ５４２）。求められたフィードバック補正量ＰＴｐｃは、図４に示す燃料ポンプの制御ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ２０６）、Ｓ２０５で設定された燃料ポンプに対する基本目標初期コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂに加算され、燃料ポンプ８の流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ２０７）。
【００６７】
次に、この発明によるエンジンの燃料噴射装置による制御の時間的経過を、図１１に基づいて時間の経過に沿って説明する。なお、既に、クランクシャフトの２回転前に第３気筒についての前回の燃料噴射制御が行われているとする。
（１）第１気筒に対して設けられた気筒判別信号ＣＹＬの出力パルスが検出されると、その立下がりに合わせて、第１気筒が上死点に到来したことを表す上死点信号ＴＤＣが出力される。そして、上死点信号ＴＤＣの立下がりに対応して、クランクシャフトに取り付けられた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピックアップセンサとからなるエンジン回転数センサ４０からのパルス信号の立下がりに対応して、コントローラ１２内のクロックＴn が計時を開始する（Ｔn ＝０）。また、エンジン回転数センサ４０からのパルス信号は、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃと共に常にコントローラ１２に入力されている。更に、コモンレール圧力ＰｃもクロックＴn に基づいて最終的にはデジタル値となるように検出されており、隣合うクロックＴn における変化率に比例する値として燃料噴射率が演算されている。第１気筒が上死点に到来したことを表す上死点信号ＴＤＣに基づいて、次に上死点に到来する第３気筒の燃料噴射が制御される。
【００６８】
（２）エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃに基づいて２次元マップ目標噴射量データから今回の基本目標総噴射量Ｑｔｂが求められ、前回の基本目標総噴射量Ｑｐｔｂとの偏差に基づいて補正した今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆが設定される。設定された最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて２次元マップ目標最大噴射率データから目標最大噴射率Ｒｍａｘｂが設定される。目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを得るため、目標コモンレール圧力Ｐｃｆが設定され、現在のコモンレール圧力Ｐｃとの偏差に応じて燃料ポンプ８の吐出側に設けられる流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが決定される。即ち、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂからプランジャストロークの終点までの間に、流量制御弁１５を通じて燃料ポンプ８からコモンレール２に燃料が送り込まれるので、その送り込み期間に応じてコモンレール圧力Ｐｃの大きさを制御することができる。基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが早いほど燃料噴射をすべきときのコモンレール圧力Ｐｃは大きくなる。
【００６９】
しかし、上記のような手法だけでは、燃料供給系の個々の部品のバラツキや経年変化に起因して目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを正しく得ることができない。したがって、前回の燃料噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分（変化率）に基づく離散的な噴射率Ｒ（Ｔn ）から最大値を平均的に求めて、目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと前回の同じ気筒による噴射率Ｒの最大値との偏差に応じたフィードバック補正量ＰＴｐｃを求めておき、今回の基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂを上記フィードバック補正量ＰＴｐｃで補正した最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐａｆを設定し、最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐａｆにより、流量制御弁へのコマンドパルスを出力する。
【００７０】
（３）上記（２）で定めたように、コモンレール圧力が最大になった状態のときに、コントローラ１２からインジェクタ１の電磁弁２６に対して燃料噴射のコマンドが送られる。エンジン回転数Ｎｅと設定された最終目標総噴射量Ｑｔｆとが読み込まれ、コモンレール圧力Ｐｃが入力されると、最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅ又はコモンレール圧力Ｐｃとに基づいて、マップ等により、インジェクタ１の電磁弁２６に対する３つの噴射条件、即ち、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂ、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、マップ等により求められる。コモンレール圧力Ｐｃが既に決定されているとすると、インジェクタ１による燃料噴射のこの３つの条件により、燃料噴射量及び燃料噴射率の制御をほぼ一義的に定めることができる。
【００７１】
しかし、上記のような手法だけでは、燃料供給系の個々の部品のバラツキや経年変化に起因して上記３つの量を正しく定めることができない。したがって、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃを逐次微分しておき、この微分値に基づいて、当該気筒での今回の燃料噴射に際して上記３つの量を補正する。即ち、この微分値に基づいて、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃが変化し始めた時期Ｔｉｓを実際に求め、Ｔｉｓと前回の噴射の際の目標噴射時期Ｔｉｆとの偏差に基づいて、コマンドパルス出力時期のフィードバック補正量ＰＴｉｃを求めておき、当該気筒での今回の噴射の際に、上記フィードバック補正量ＰＴｉｃでもって今回の噴射の基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂを補正する。
【００７２】
また、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆは燃料噴射量に大きく関係する量であるから、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分値を噴射期間（Ｔｉｅ−Ｔｉｓ）にわたって積分して得られた総噴射量Ｑｔと目標総噴射量Ｑｔｆとの偏差に基づいて、総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃを求めておき、上記フィードバック補正量ＰＷｉｔｃでもって、今回の噴射の際の基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆを補正する。
【００７３】
更に、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆについても、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分値を初期噴射期間ｔｆにわたって積分して得られた初期噴射量Ｑｅと目標初期噴射量Ｑｅｆとの偏差に基づいて、初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃを求めておき、上記フィードバック補正量ＰＷｉｅｃでもって、今回の噴射の際の基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆを補正する。
【００７４】
なお、コモンレール圧力Ｐｃを検出する圧力センサ１３からの信号は、Ａ／Ｄ変換器１６と、高速演算用素子であるＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）１７とを経てコントローラ１２のＣＰＵに入力され、コントローラ１２の演算負担を軽減している。
【００７５】
【発明の効果】
この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、上記のように、同じインジェクタについて、前回の燃料噴射の際のコモンレール圧力の微分値から得られる各種のデータに基づいて、燃料ポンプとコモンレールとを接続する燃料路に設けられている流量制御弁やインジェクタに設けられている電磁弁へのコマンドパルスについての今回の燃料噴射の諸量を補正することにより、インジェクタ等の燃料噴射を行う各構成部品の製造上及び組立上のバラツキや、経年変化を補正して、最良の状態で燃料噴射を実行することができ、燃焼のバラツキによる排気ガス中に、ＨＣ（ハイドロカーボン）や煤等の発生を抑え、且つエンジンの騒音や振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置による、気筒の制御タイミングと順序を示すエンジン制御のメインルーチンを示す図である。
【図２】図１におけるフローの各気筒の制御ルーチンを示す図である。
【図３】図２における気筒制御のうち目標噴射量の設定ルーチンを示す図である。
【図４】図２における気筒制御のうち燃料ポンプの制御ルーチンを示す図である。
【図５】図２における気筒制御のうちインジェクタの制御ルーチンを示す図である。
【図６】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンを示す図である。
【図７】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図である。
【図８】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図である。
【図９】図２における気筒制御のうち噴射率の計測ルーチンを示す図である。
【図１０】図４，図６，図７及び図８において読み込まれる各フィードバック補正量の演算ルーチンを示す図である。
【図１１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置による各コマンド、コモンレール圧力及び噴射率についての経時的な変化を示すグラフである。
【図１２】従来のコモンレール式燃料噴射システムの概略図である。
【図１３】従来のコモンレール式燃料噴射システムに用いられるインジェクタの一例を示す断面図である。
【図１４】コモンレール式燃料噴射システムにおいて、コモンレール圧力をパラメータとしたインジェクタの燃料噴射量と電磁弁へのコマンドパルス幅との関係を示す特性線図である。
【図１５】コモンレール式燃料噴射システムにおいて、アクセルペダル踏込み量をパラメータとしたエンジン回転数と基本噴射量との関係を示す基本噴射量特性線図である。
【図１６】従来のコモンレール式燃料噴射装置によるインジェクタの燃料噴射率の時間経過を示すグラフである。
【符号の説明】
１ インジェクタ
２ コモンレール
３ 分岐管
７ 燃料管
８ 燃料ポンプ
９ 燃料管
１２ コントローラ
１３ 圧力センサ
１５ 流量制御弁
１７ ＤＳＰ
２５ 噴孔
２６ 電磁弁
４０ エンジン回転数センサ
４１ 気筒判別センサ
４２ 上死点センサ
４３ アクセルペダル踏込み量センサ
４４ 冷却水温センサ
４５ 大気温度センサ
４６ 大気圧センサ
４７ 吸気管内圧力センサ
Ｐｃ コモンレール圧力
Ｑｔ 総噴射量
Ｑｅ 初期噴射量
Ｑｔｆ 最終目標総噴射量
Ｑｔｅ 目標初期噴射量
Ｒｎａｘｂ 目標最大噴射率
Ｒｍａｘ 最大噴射率
Ｔｉｆ 目標噴射時期
Ｔｉｓ 噴射開始時期
ＰＴｐｂ 流量制御弁への基本目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｐｃ ＰＴｐｂのフィードバック補正量
ＰＴｐｆ 流量制御弁への最終目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｉｂ 電磁弁への基本目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｉｃ ＰＴｉｂのフィードバック補正量
ＰＴｉｆ 電磁弁への最終目標コマンドパルス出力時期
ＰＷｉｔｂ 電磁弁への基本目標総コマンドパルス幅
ＰＷｉｔｃ ＰＷｉｔｂのフィードバック補正量
ＰＷｉｔｆ 電磁弁への最終目標総コマンドパルス幅
ＰＷｉｅｂ 電磁弁への基本目標初期コマンドパルス幅
ＰＷｉｅｃ ＰＷｉｅｂのフィードバック補正量
ＰＷｉｅｆ 電磁弁への最終目標初期コマンドパルス幅
【発明の属する技術分野】
この発明は、コモンレールに貯留された燃料をインジェクタによって噴射するエンジンの燃料噴射方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃料噴射制御に関して、噴射圧力の高圧化を図り、且つ燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する方法として、コモンレール燃料噴射システムが知られている。コモンレール燃料噴射システムは、燃料ポンプによって所定圧力に加圧された燃料を貯留し、貯留された加圧燃料をコントローラの制御の下で各インジェクタによって当該インジェクタに対応する燃焼室内に噴射するシステムである。コモンレールから分岐管を通じて各インジェクタの噴孔に至る燃料流路内には、常時、噴射圧力相当の燃料圧が作用している。コントローラは、加圧燃料が各インジェクタにおいてエンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射されるように各インジェクタを制御する。
【０００３】
コモンレール燃料噴射システムの概要を図１２に記載した例に基づいて説明する。コモンレール燃料噴射システムにおいて、燃料をエンジンの各燃焼室内に噴射する複数のインジェクタ１への燃料供給は、コモンレール２から、燃料流路の一部を構成する分岐管３を通じて供給される。燃料は、燃料タンク４からフィルタ５及びフィードポンプ６を経た後、燃料管７を通じて、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ８に供給される。燃料ポンプ８は、エンジンによって駆動されるものであり、燃料を要求される所定圧力に昇圧し、燃料管９を通じてコモンレール２に供給する。また、燃料ポンプ８は、コモンレール２における燃料圧を所定圧力に維持する。燃料ポンプ８からリリーフされた燃料は、戻し管１０を通じて燃料タンク４に戻される。また、分岐管３からインジェクタ１に供給された燃料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は、戻し管１１を通じて燃料タンク４に戻される。
【０００４】
電子制御ユニットであるコントローラ１２には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ４０、エンジン気筒判別センサ４１及び上死点（ＴＤＣ）検出センサ４２、アクセルペダル踏込み量Ａｃｃを検出するためのアクセルペダル踏込み量センサ４３、冷却水温度Ｔｗを検出するための冷却水温センサ４４、大気温度Ｔａを検出するための大気温度センサ４５、大気圧Ｐａを検出するための大気圧センサ４６、及び吸気管内圧力Ｐｂを検出するための吸気管内圧力センサ４７等のエンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力されている。コントローラ１２は、これらの信号に基づいて、エンジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、インジェクタ１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する。また、コモンレール２には圧力センサ１３が設けられており、圧力センサ１３によって検出されたコモンレール２内の燃料圧の検出信号がコントローラ１２に送られる。インジェクタ１が燃料を噴射することでコモンレール２内の燃料が消費されることにより、コモンレール内の燃料圧は低下するが、コントローラ１２は、コモンレール２内の燃料圧が一定となるように燃料ポンプ８の吐出圧を制御する。
【０００５】
図１３には、インジェクタ１の構造が断面として示されている。インジェクタ１は、シリンダヘッド等のベースに設けられた穴部にシール部材によって密封状態に取付けられるものであるが、シリンダヘッド等の構造については図示を省略している。インジェクタ１の上側側部には燃料入口継手２０を介して分岐管３が接続されている。インジェクタ１の本体内部には、燃料通路２１，２２が形成されており、分岐管３及び燃料通路２１，２２から燃料流路が構成されている。燃料流路を通じて供給された燃料は、燃料溜まり２３及び針弁２４の周囲の通路を通じて、針弁２４のリフト時に開く噴孔２５から燃焼室内に噴射される。
【０００６】
インジェクタ１には、針弁２４のリフトを制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフト機構が設けられている。即ち、インジェクタ１の最上部には、電磁弁２６が設けられており、コントローラ１２からの制御信号としての制御電流が、信号線２７を通じて電磁弁２６の電磁ソレノイド２８に送られる。電磁ソレノイド２８が励磁されると、アーマチュア２９が上昇して、燃料路３１の端部に設けられた開閉弁３２を開くので、燃料流路からバランスチャンバ３０に供給された燃料の燃料圧が燃料路３１を通じて解放される。インジェクタ１の本体内部に形成された中空穴３３内には、コントロールピストン３４が昇降可能に設けられている。低下したバランスチャンバ３０内の圧力に基づく力とリターンスプリング３５のばね力とによってコントロールピストン３４に働く押下げ力よりも、燃料溜まり２３に臨むテーパ面３６に作用する燃料圧に基づいてコントロールピストン３４を押し上げる力が勝るため、コントロールピストン３４は上昇する。その結果、針弁２４のリフトが許容され、噴孔２５から燃料が噴射される。燃料噴射量は、燃料流路内の燃料圧と針弁２４のリフト（リフト量、リフト期間）とによって定められ、針弁２４のリフトは、開閉弁３２の開閉制御をするために電磁ソレノイド２８へ送られる制御電流としての噴射パルスによって決定される。
【０００７】
一般に、図１４にインジェクタ１の燃料噴射量Ｑとコントローラ１２から電磁ソレノイド２８に供給されるコマンドパルス幅Ｗとの関係が、燃料圧Ｐｃ（コモンレール２内の燃料圧）をパラメータとして示されている。燃料圧Ｐｃを一定とすると、コマンドパルス幅Ｗが大きいほど燃料噴射量Ｑは多くなり、また、同じコマンドパルス幅Ｗであっても、燃料圧Ｐｃが大であるほど、燃料噴射量Ｑは大きくなる。一方、燃料噴射は、コマンドパルスの立ち上がり時刻と立ち下がり時刻に対して一定時間遅れて開始又は停止されるので、コマンドパルスがオン又はオフとなる時期を制御することによって、噴射タイミングを制御することが可能である。
【０００８】
燃焼サイクル毎の燃料噴射量は、図１５に示される基本噴射量特性マップに基づいて計算される。図１５には、横軸をエンジン回転数Ｎｅとし縦軸を基本噴射量Ｑｔｂとし、パラメータとしてのアクセルペダル踏込み量Ａｃｃを幾つかの値に採ったときのエンジン回転数Ｎｅに応じた基本噴射量Ｑｔｂの変化の様子が示されている。図１５によれば、アクセルペダル踏込み量Ａｃｃが一定の状態では、エンジン回転数Ｎｅが上昇すると基本噴射量Ｑｔｂが減少する特性を示すことが分かる。したがって、エンジン回転数Ｎｅが何らかの原因で増加したとき、基本噴射量Ｑｂに合わせて燃料噴射量を減少するようにフィードバックを働かせると、エンジン回転数Ｎｅは低下する方向に変化し、結局、エンジンの内部抵抗と釣り合うときの燃料噴射量で回転速度が安定することになる。
【０００９】
エンジンの燃料噴射制御装置において、燃料の噴射時期及び噴射量を精度良く制御する方策として、以下に掲げるような提案がなされている。即ち、基準時期及び当該基準時期からの噴射期間の制御によって行う場合に、エンジン回転数の僅かな回転変動により燃料噴射量が大きく変動することを回避するため、エンジンの各気筒とは別にダミーとして設けた噴射装置の実噴射量を検出して、その検出値を燃料噴射量を決定するためのデータとすることが提案されている（特開昭６２−１８２４６０号公報参照）。
【００１０】
また、コモンレール圧力は、燃料供給ポンプによる高圧燃料の圧送、噴射時の圧力低下或いは噴射終了時の閉弁による水撃作用等によって脈動を生じるのであるが、その脈動の中においても、燃料噴射弁のコマンドパルスの立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力は、実噴射圧に略等しくなることが経験的に知られている。このことを利用して、上記立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力をサンプリング検出して、燃料噴射量を定めることが提案されている（特開平５−１２５９８５号公報参照）。
【００１１】
更に、エンジン回転数、アクセル開度等の運転状態パラメータの検出値と前回噴射を終了した気筒の噴射圧力の検出値に基づいて、次回に噴射を行う気筒の噴射圧力の指令値を演算して、この噴射圧力の指令値に応じた噴射期間で燃料を噴射する燃料噴射制御装置において、エンジンが過渡状態にあることが検出されたときには、燃料噴射圧力についてクランク角度に応じた瞬時の噴射圧力の変化量を演算して、次回に噴射を行う気筒の燃料噴射期間を求めるために使用する噴射圧力値を補正することにより、過渡状態での燃料噴射制御の精度向上を図ったコモンレール式の燃料噴射制御装置が提案されている（特開平６−９３９１５号公報参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公報に記載されているコモンレール式の燃料噴射制御装置においては、それぞれの観点から燃料噴射の精度を向上させようとするものであるが、気筒毎における燃料噴射のバラツキまでを考慮したものではない。即ち、コモンレール式燃料噴射システムにおいては、インジェクタから噴射される燃料噴射率は、コモンレール圧力とノズル噴孔径及び針弁の開弁速度や燃料流路の絞り等に依存している。コモンレール圧力は、すべてのインジェクタに対して共通しているが、ノズル噴孔径及び針弁の開弁速度や燃料流路の絞り等の要因は、個々のインジェクタ毎に異なっており、インジェクタの針弁のリフトの制御に用いる電磁弁の作動状態を同じにしても、燃料噴射開始タイミング、燃料噴射率、最大燃料噴射圧力等の燃料噴射率特性上のバラツキが生じており、一律的な制御が困難であるとされている。
【００１３】
燃料噴射に関してインジェクタ毎に生じるバラツキについて、燃料噴射率の時間経過を示した図１６の記載に基づいて具体的に説明する。図１６に示す燃料噴射率のグラフは、６気筒エンジンについて各インジェクタの電磁弁への通電時間を一定とした場合の燃料噴射率の結果である。図には、噴射率に最も差がある２本のインジェクタの燃料噴射率と、６つのインジェクタの燃料噴射率の平均値が示されている。インジェクタの燃料噴射率に生じるバラツキの主要な要素としては、以下に掲げるように３種類ある。即ち、燃料噴射開始タイミングについては、図中のＡで示すようにクランク角度ＣＡで１．５度の範囲のバラツキがあり、初期噴射期間（着火遅れ期間）ｔｆ中の噴射量については、図中のＢで示すように相対的に３０％の範囲でバラツキがある。そして、最大噴射率については、図中のＣで示すように相対的に１５％の範囲でバラツキがある。
【００１４】
このように、一つのエンジンにおいて各気筒毎に設けられているインジェクタの燃料噴射特性にバラツキを生じていると、各インジェクタについて最適な噴射タイミングと噴射量とが得られず、その結果、排気ガスのクリーン度が低下し、各気筒相互の燃焼のバランスが崩れて騒音や振動の原因となる。
【００１５】
この燃料噴射特性上のバラツキの原因は、インジェクタのノズル噴孔径、針弁の開弁速度及び燃料流路の絞り等の構成部品の製造に伴う寸法及び粗さ等の加工精度、及び組立精度のバラツキにあるものと考えられる。このバラツキはインジェクタ毎に固有のものであるので、このバラツキを一律的に抑えるにはインジェクタの部品の加工と組立の精度を一層向上させることが必要になる。しかし、これらの精度を向上しようとすると、設備の変更を伴うため製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１６】
インジェクタ毎の噴射特性にバラツキが生じていても、そのバラツキを検出し、その検出値を用いてインジェクタ毎にバラツキをなくす方向に噴射特性を補正することができれば、コスト上昇の原因になる設備の更新してまでインジェクタを構成する部品の加工精度及び組立精度を更に向上させることなく、すべてのインジェクタについて噴射特性を一様に制御することができるという課題がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、各インジェクタの燃料噴射が電子制御されていることを利用して、インジェクタ毎の噴射特性のバラツキをコモンレールの圧力の時間微分から検出して、インジェクタ毎の噴射特性が一様となるように、燃料噴射のタイミングと噴射量とを制御するエンジンの燃料噴射制御装置を提供することである。
【００１８】
燃料噴射特性のバラツキのうち、燃料噴射開始タイミングについては、クランク角度ＣＡのバラツキを０．２度の範囲に抑え、着火遅れ期間中の噴射量のバラツキを相対的に±５％の範囲に抑え、そして、最大噴射率のバラツキを相対的に±２％の範囲に抑えることができれば、各気筒における燃焼の一様性が満たされ、排気ガスのクリーン度が低下することなく、各気筒相互の燃焼のバランスが保たれて、騒音や振動が悪化することもない。
【００１９】
この発明によるエンジンの燃料噴射方法は、燃料ポンプによって送り出された燃料をコモンレールに貯留し、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料をインジェクタに形成された噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射し、前記エンジンの運転状態をセンサによって検出し、コントローラによって、前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定すると共に前記基本目標制御量に基づいて前記インジェクタによる噴射特性を制御するエンジンの燃料噴射方法において、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するようにし、前記噴射特性には、少なくとも前記燃料圧の前記微分の最大値に相当して求められる最大噴射率、前記燃料圧の前記微分が予め定められた値を超える時によって求められる噴射開始時期、前記燃料圧の前記微分を燃料噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる総噴射量、又は前記燃料圧の前記微分を初期噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる初期噴射量が含まれ、且つ前記目標噴射特性には、少なくとも前記燃料の目標最大噴射率、目標噴射開始時期、目標総噴射量、又は目標初期噴射量が含まれることを特徴とする。
【００２０】
この発明によるエンジンの燃料噴射方法は、上記のような構成を有しているので、次のように作動する。即ち、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいてインジェクタの噴射特性を求める。即ち、コモンレールの燃料圧の時間の経過に伴う変化を検出することにより、インジェクタの噴射特性についての情報が得られる。コントローラは、センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定する。この目標噴射特性と、上記コモンレールの燃料圧の微分から得られる噴射特性とを比較することで、目標噴射特性からの乖離の程度、即ち、個々のインジェクタの噴射特性のバラツキの程度を知ることができる。インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を上記比較により得られる情報に基づいて補正して最終目標制御量を設定し、この最終目標制御量に基づいてインジェクタによる噴射特性が修正制御される。
【００２１】
インジェクタの噴射特性を定める主たるパラメータは、燃料噴射を何時開始するかという噴射タイミング、即ち、燃料噴射開始時期、エンジンの出力を左右する１回の噴射の総噴射量、主燃焼への影響が大きい初期噴射期間（着火遅れ期間）中の噴射量である初期噴射量、及び総噴射量と噴射期間とを関係付ける最高噴射率である。したがって、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性には、少なくとも次の諸量が含まれる。まず、最大噴射率は、前記燃料圧の前記微分の最大値に相当して求められる。前記燃料圧の前記微分の最大値は、正負の符号を別にすれば、燃料圧の降下が最大であることは、それに応じて単位時間当たり最大量の燃料がコモンレールから流出していることを意味するから、燃料圧の微分の最大値は最大噴射率に相当する。また、噴射開始時期は、前記燃料圧の前記微分が予め定められた値を超える時によって求められる。燃料圧の降下がある程度の水準以上となることは、コモンレールから燃料が流出し始めたことを意味している。更に、総噴射量は、前記燃料圧の前記微分を燃料噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる。燃料圧の微分は、上記のとおり単位時間当たりの燃料圧の降下の度合いであって、コモンレールから流出していく燃料の割合、即ち、燃料噴射率を意味しているから、その積分は噴射量に相当することになる。更に、初期噴射量は、前記燃料圧の前記微分を初期噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる。一方、前記目標噴射特性には、少なくとも前記燃料の目標最大噴射率、目標噴射開始時期、目標総噴射量、又は目標初期噴射量が含まれる。これらの諸量によって、エンジンの特性に大きな影響がある重要な噴射特性を定めることができる。
【００２２】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記コモンレール内の燃料圧の微分は、時々刻々に変化し、且つ滑らかな変化を示すものではない。したがって、特定の瞬間変動の大きな微分値に基づいて噴射特性を制御すると、本来意図していたバラツキを抑える制御を得ることが困難になることがあるので、前記噴射特性は、前記微分の時間経過に伴って平滑化された特性曲線、例えば、ある一定の時間を区切った移動平均値として求められる。
【００２３】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、燃料ポンプとコモンレールとを接続する燃料流路に設けられた流量制御弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、目標最大噴射率に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、最大噴射率が目標最大噴射率と等しくなるように基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期である。
【００２４】
コモンレール圧力自体は上記のとおり変動しているとの前提であるが、最大噴射率は、一般的には、コモンレール内の燃料圧（以下、コモンレール圧力という）の水準に依存していると言える。コモンレール圧力は燃料ポンプから送り込まれる燃料の吐出量で定まるから、燃料吐出期間（例えば、燃料ポンプがプランジャ式燃料ポンプであると、プランジャストロークに相当する）を、コモンレールへの燃料吐出期間と燃料タンクへのリーク期間とに割り振ることにより、コモンレール圧力の制御が可能である。即ち、今回噴射すべき噴射量とエンジン回転数とから予め求められているマップ等の手段により目標最大噴射率が設定され、その最大噴射率に対応して目標となるコモンレール圧力を設定し、設定された目標コモンレール圧力と現在のコモンレール圧力との偏差に基づいて流量制御弁の作動時期、即ち、基本目標コマンドパルス出力時期が設定される。しかし、個々の流量制御弁には作動にバラツキがある。このバラツキの有無にかかわらず、コモンレール圧力の微分値の最大値を求めれば、この値は実際の最大噴射率に対応しているから、実際の最大噴射率と目標最大噴射率との比較に基づいて、流量制御弁に対して出力される基本目標コマンドパルス出力時期を補正して最終目標コマンドパルス出力時期が設定され、実際の最大噴射率が目標最大噴射率に一致するように流量制御弁、即ち、コモンレール圧力が制御される。
【００２５】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は噴射開始時期であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、インジェクタの目標噴射開始時期に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期である。
【００２６】
即ち、インジェクタによる燃料の噴射開始時期については、インジェクタの電磁弁のソレノイドを励磁する電流（コマンドパルス）が供給された時点が分かっていても、ソレノイド、アーマチュア、バランスチャンバ内の圧力を解放する開閉弁及び針弁の挙動等、応答時間遅れは個々のインジェクタ毎に異なっている。しかし、コモンレール圧力を検知していれば、コモンレール圧力が低下し始める時期は、そのバラツキの有無にかかわらず、実際の噴射開始時期である。したがって、目標となる噴射開始時期に対して、常に実際の噴射開始時期が分かることになる。前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、開弁のために基本目標コマンドパルスが出力されるが、インジェクタの目標噴射開始時期に応じて基本目標コマンドパルス出力時期が演算される。この基本目標コマンドパルス出力時期は、目標噴射開始時期と実際の噴射開始時期との比較に基づいて逐次補正されて最終目標コマンドパルス出力時期が設定され、この最終目標コマンドパルス出力時期に基づいて実際の噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように前記電磁弁が制御される。また、コモンレール圧力の低下が停止することは、燃料噴射が停止したことを示している。したがって、コモンレール圧力の低下の停止を検出した時期が噴射終了時期となる。噴射開始時期と燃料噴射終了時期との時間間隔が噴射期間となる。
【００２７】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は総噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける、目標総噴射量に応じて演算される基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、総噴射量が目標総噴射量に一致するように基本目標総コマンドパルス幅を補正した最終目標総コマンドパルス幅である。
【００２８】
また、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記噴射特性は初期噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標初期コマンドパルスにおける、目標総噴射量に対応する目標初期噴射量に応じて演算される基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、初期噴射量が目標初期噴射量に等しくなるように基本目標初期コマンドパルス幅を補正した最終目標初期コマンドパルス幅である。
【００２９】
総噴射量及び初期噴射量については、インジェクタの電磁弁のソレノイドを励磁する電流（コマンドパルス）の供給開始と停止の時点が分かっていても、ソレノイド、アーマチュア、バランスチャンバ内の圧力を解放する開閉弁及び針弁の挙動等、応答時間遅れや応答速度は個々のインジェクタ毎に異なっている。しかし、総噴射量及び初期噴射量については、上記したとおりコモンレール圧力の微分を該当する噴射期間にわたって積分すると、その積分値は噴射量に相当するものとなる。また、初期噴射期間は、エンジンについて予め定められた一定期間とみなし得るから、この期間にわたってコモンレール圧力の微分値を積分すると、初期噴射量に相当する量が算出される。したがって、インジェクタの特性上のバラツキの有無にかかわらず、常に実際の総噴射量及び初期噴射量に相当する量が検出されることになる。
【００３０】
前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、開弁のために基本目標コマンドパルスが出力されるが、センサで検出されたエンジンの運転状態に基づいてマップ等で求められた目標となる総噴射量に応じて基本目標総コマンドパルス幅が演算される。この基本目標総コマンドパルス幅は、目標総噴射量とコモンレール圧力の微分に基づいて算出される実際の総噴射量との比較に基づいて逐次補正されて最終目標総コマンドパルス幅が設定され、この最終目標総コマンドパルス幅に基づいて実際の総噴射量が目標総噴射量に一致するように前記電磁弁が制御される。
【００３１】
前記噴孔を開閉制御するためインジェクタに設けられた電磁弁に対しては、初期噴射のために基本目標初期コマンドパルスが設定されるが、センサで検出されたエンジンの運転状態に基づいてマップ等で求められた目標となる総噴射量に応じて基本目標初期コマンドパルス幅が演算される。この基本目標初期コマンドパルス幅は、目標初期噴射量とコモンレール圧力の微分に基づいて算出される実際の初期噴射量との比較に基づいて逐次補正されて最終目標初期コマンドパルス幅が設定され、この最終目標初期コマンドパルス幅に基づいて実際の初期噴射量が目標初期噴射量に一致するように前記電磁弁が制御される。
【００３２】
更に、上記エンジンの燃料噴射方法において、前記エンジンは複数の気筒を有しており、各気筒に備わるインジェクタについての基本目標制御量の補正は、当該インジェクタについての前回の燃料の噴射に際して求められた噴射特性に基づいて行われる。
【００３３】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、前記燃料ポンプは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記燃料の前記コモンレールへの送出し量を制御する流量制御弁を通じて前記コモンレールに接続されているエンジンの燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、最大噴射率であり、前記目標噴射特性は、目標最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、流量制御弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、基本目標コマンドパルス出力時期を最大噴射率と目標最大噴射率とに基づいて補正した流量制御弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする。
【００３４】
このエンジンの燃料噴射装置によれば、エンジンの運転状態を表すセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性が設定され、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応した基本目標制御量が設定される。一方、インジェクタの噴射特性は、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて求められる。インジェクタを含む燃料噴射装置のバラツキに起因して目標噴射特性と噴射特性とが一致していなくても、目標噴射特性と噴射特性との比較に基づいて、インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を補正して最終目標制御量が設定される。この最終目標制御量に基づいて目標噴射特性と噴射特性とが一致するように、インジェクタによる噴射特性が制御される。また、流量制御弁へのコントローラからの制御信号に基づいて、燃料ポンプからの吐出期間が制御され、その結果として、コモンレール圧力が制御される。さらに、流量制御弁へのコマンドパルス出力時期が、最大噴射率と目標最大噴射率とに基づいて補正されているので、燃料ポンプからコモンレールへ吐出される燃料量が制御され、それによりコモンレール圧力、即ち、インジェクタから噴射される燃料圧が制御されて、最終的に最大噴射率の目標最大噴射率に対するバラツキがなくなるように制御される。
【００３７】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、
前記インジェクタは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記噴孔を開閉制御する電磁弁を備えているエンジンの燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、噴射開始時期であり、前記目標噴射特性は、目標噴射開始時期であり、前記目標制御量は、電磁弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、基本目標コマンドパルス出力時期を噴射開始時期と目標噴射開始時期とに基づいて補正した電磁弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする。
【００３８】
このエンジンの燃料噴射装置によれば、エンジンの運転状態を表すセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性が設定され、且つインジェクタによる燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応した基本目標制御量が設定される。一方、インジェクタの噴射特性は、燃料の噴射に伴うコモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて求められる。インジェクタを含む燃料噴射装置のバラツキに起因して目標噴射特性と噴射特性とが一致していなくても、目標噴射特性と噴射特性との比較に基づいて、インジェクタによる燃料の噴射における基本目標制御量を補正して最終目標制御量が設定される。この最終目標制御量に基づいて目標噴射特性と噴射特性とが一致するように、インジェクタによる噴射特性が制御される。また、電磁弁の開閉時期及び開閉期間を制御することにより、インジェクタの噴孔からの燃料噴射のタイミング及び噴射量を制御することができる。さらに、電磁弁へのコマンドパルス出力時期が、噴射開始時期と目標噴射開始時期とに基づいて補正されているので、噴射開始時期が目標噴射開始時期に一致するように電磁弁の開弁時期が制御され、結果的に噴射開始時期の目標噴射開始時期に対するバラツキが抑えられる。
【００３９】
インジェクタが電磁弁を備えるエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射特性は総噴射量であり、前記目標噴射特性は目標総噴射量であり、前記基本目標制御量は電磁弁への基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は基本目標総コマンドパルス幅を総噴射量と目標総噴射量とに基づいて補正した電磁弁への最終目標総コマンドパルス幅である。電磁弁への総コマンドパルス幅が、総噴射量と目標総噴射量とに基づいて補正されているので、総噴射量が目標総噴射量に一致するように電磁弁の開弁期間が制御され、結果的に総噴射量の目標総噴射量に対するバラツキが抑えられる。
【００４０】
インジェクタが電磁弁を備えるエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射特性は初期噴射量であり、前記目標噴射特性は目標初期噴射量であり、前記基本目標制御量は電磁弁への基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は基本目標初期コマンドパルス幅を初期噴射量と目標初期噴射量とに基づいて補正した最終目標初期コマンドパルス幅である。電磁弁への初期コマンドパルス幅が、初期噴射量と目標初期噴射量とに基づいて補正されているので、初期噴射量が目標初期噴射量に一致するように電磁弁の初期開弁期間が制御され、結果的に初期噴射量の目標初期噴射量に対するバラツキが抑えられる。
【００４１】
上記エンジンの燃料噴射装置において、前記エンジンはインジェクタを備えた複数の気筒を有しており、前記基本目標制御量の補正は、気筒に備わる各インジェクタについての前回の燃料の噴射に際して求められた噴射特性に基づいて行われる。燃料の噴射特性は、製造行程や組立行程における部品の寸法や組付け精度に起因するバラツキによって、各インジェクタ毎に異なるものであるので、多気筒エンジンの場合には、各インジェクタ毎に噴射特性を求め、基本目標制御量の補正をする必要がある。また、この補正を常に実行していることにより各インジェクタごとの噴射特性の経年変化にも対応することができる。
【００４２】
上記エンジンの燃料噴射装置において、前記センサの検出信号、特に微分演算を高速で行う必要があるコモンレール圧力は、デジタル信号に変換された後、高速演算用素子を介して前記コントローラに入力されている。高速演算用素子としては、例えばＤＳＰがある。センサ側に高速演算用素子を設けて、コントローラの演算負担を減少させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明によるエンジンの燃料噴射方法及びその装置の実施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料噴射装置による、気筒の制御タイミングと順序を示すエンジン制御のメインルーチンを示す図であり、図２は図１におけるフローの各気筒の制御ルーチンを示す図であり、図３は図２における気筒制御のうち目標噴射量の設定ルーチンを示す図であり、図４は図２における気筒制御のうち燃料ポンプの制御ルーチンを示す図であり、図５は図２における気筒制御のうちインジェクタの制御ルーチンを示す図であり、図６は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンを示す図であり、図７は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図であり、図８は図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図であり、図９は図２における気筒制御のうち噴射率の計測ルーチンを示す図であり、図１０は図４，図６，図７及び図８において読み込まれる各フィードバック補正量の演算ルーチンを示す図である。この発明によるエンジンの燃料噴射装置が適用されるコモンレール燃料噴射システム及び当該システムに用いられるインジェクタについては、図１２及び図１３に基づいて既に説明した従来のものと同じものでよい。
【００４４】
以下、コントローラ１２が行う本発明による燃料噴射制御の手順を、４サイクル、４気筒ディーゼルエンジンに適用した場合について説明する。エンジンは、クランク軸に対して第１気筒から第４気筒まで順次に一列に並んでいるが、着火順序は、第１気筒、第３気筒、第４気筒、そして第２気筒の順序である。
【００４５】
このシステムは、図１２及び図１３に示すように、主として、エンジンのクランクシャフトと同期して回転する可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ８、燃料ポンプ８により加圧された燃料を貯留するコモンレール２、コモンレール３０内の高圧燃料を各気筒に噴射するインジェクタ１、エンジンの運転状態を検出する各種のセンサ４０〜４７、並びにエンジンの運転状態に応じて燃料ポンプ８及びインジェクタ１へ制御信号を送ることで燃料噴射を制御するコントローラ１２とから構成されている。燃料タンク４内の燃料は、燃料ポンプ８により加圧されてコモンレール２に供給される。
【００４６】
燃料ポンプ８は、カムによりストロークする単数又は複数のプランジャ（図示せず）が内蔵された燃料加圧室（図示せず）を有し、燃料加圧室は流量制御弁１５を通じて燃料管９又は戻し管１０に選択的に接続される。燃料管９はコモンレール２へ接続されており、戻し管１０は燃料タンク４へ接続されている。流量制御弁１５は、通常は燃料加圧室を戻し管１０に接続させているが、プランジャによる燃料の圧送行程中の任意の時期にコントローラ１２からのコマンドパルスを受けることにより、それ以降、プランジャの圧送行程終了時までの間、燃料加圧室を燃料管９に接続させる方式のものが用いられている。
【００４７】
プランジャの圧送行程終了時期は、エンジンの出力によって回転させられるカムにより一義的に定まっている。コマンドパルスの供給開始時期の制御、即ち、プランジャによる燃料の圧送開始時期を制御することにより、プランジャの１ストローク当たりの燃料圧送量、即ち、コモンレール２への燃料充填量を制御することができる。したがって、燃料ポンプ８の吐出期間中にコモンレール２に接続すべき期間を設定することにより、コモンレール内の燃料圧（以下、コモンレール圧力と言う）を制御することが可能である。なお、流量制御弁としては、上記方式のもの以外に、一般的なデューティソレノイド弁等を用いてもよい。
【００４８】
コモンレール圧力は、分岐管３により各気筒のインジェクタ１へ供給される。インジェクタ１は、噴孔及び当該噴孔を開閉する針弁の外、針弁の開閉を制御するためのバランスチャンバ３０及び電磁弁２６を備えている。インジェクタ１に供給された高圧燃料は、大部分が噴孔近傍に導かれて針弁に開弁力を与え、一部がバランスチャンバ３０内に導入されて針弁に閉弁力を与えている。
【００４９】
電磁弁２６にコマンドパルスを供給すると、バランスチャンバ３０が戻し管１０に接続されて、バランスチャンバ３０内の圧力が降下して針弁がリフトして開弁し、燃料噴射が実行される。したがって、電磁弁２６へのコマンドパルスの供給時期及び供給期間（コマンドパルス幅）を制御することで、インジェクタ１の燃料噴射時期及び燃料噴射期間が制御される。ここで、コモンレール２内の燃料は所定の圧力に制御されているため、噴射期間の制御により実質的に噴射量を制御することができる。なお、インジェクタ１としては、上記バランスチャンバ３０を省略し、電磁ソレノイド又は圧電素子等により針弁を直接駆動する方式のものを用いてもよい。
【００５０】
エンジンの運転状態を検出するセンサとしては、例えば、最低限、以下のものが挙げられる。
（１）エンジン回転数センサ４０
エンジン回転数センサ４０は、クランクシャフトに取り付けられた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピックアップセンサとからなり、一定歯数（例えば、１８歯）分のパルス入力に要する時間からその時の回転数Ｎｅを算出する。
（２）気筒判別センサ４１
気筒判別センサ４１は、コントローラが制御気筒を判別するための基準信号を検出する。高圧燃料ポンプのカムシャフト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられた、特定気筒（例えば、第１気筒）の特定クランク角度（例えば、ＴＤＣ）に対応した歯（１歯）を有するギヤプレートとピックアップセンサとからなる。
（３）上死点（ＴＤＣ）センサ４２
上死点センサ４２は、各気筒の上死点（ＴＤＣ）上死点を検出する。燃料ポンプ８のカムシャフト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられた、各気筒のＴＤＣに対応した歯（例えば、４歯）を有するギヤプレートとピックアップセンサとからなる。
（４）アクセルペダル踏込み量センサ４３
アクセルペダル踏込み量センサ４３は、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃを検出する。
（５）コモンレール圧力センサ１３
コモンレール内の燃料圧力を検出する。
【００５１】
以上のシステムにおいて、コントローラ１２は、以下の各フローチャートに示すルーチンを実行する。図１に示すように、「メインルーチン」は、各気筒毎にその燃料噴射の制御を行う。即ち、気筒判別センサ４１のパルス発生時期を第１気筒の上死点に合わせているとした場合、以下のようにして、各気筒の制御が実行される。なお、コモンレール圧力とその微分及び各信号の経時的な変化の様子は、図１１に示されている。
【００５２】
（１）第１気筒が上死点に到達すると、気筒判別センサ４１が気筒判別信号としてのパルス信号を発生し、発生した気筒判別信号はコントローラ１２に入力される（ステップ１、Ｓ１と略す。以下同じ）。
（２）第１気筒の上死点センサ４２は、第１気筒が上死点にあることを検出し、上死点信号としてのパルス信号がコントローラ１２に入力される（Ｓ２）。
（３）第１気筒が上死点に到達するときには、次に燃焼が行われる気筒は、既に吸気行程を終えて圧縮行程に移行する第３気筒であるので、第３気筒制御が行われる（Ｓ３）。即ち、第３気筒に対して燃料噴射制御が実行される。
（４）第３気筒が上死点に到達すると、第３気筒の上死点センサ４２からの上死点信号としてのパルス信号がコントローラ１２に入力される（Ｓ４）。
以下、同様にして、
（５）第４気筒の制御（Ｓ５）、
（６）第４気筒が上死点に到達したことを検出した第４気筒の上死点センサ４２からのパルス信号のコントローラ１２への入力（Ｓ６）、
（７）第２気筒の制御（Ｓ７）、
（８）第２気筒が上死点に到達したことを検出した第２気筒のＴＤＣセンサ４３からのパルス信号のコントローラ１２への入力（Ｓ８）、
（９）更に第１気筒の制御（Ｓ９）が実行される。
メインルーチンが一巡する間にクランクシャフトが２回転する。尚、この間、カムシャフトは吸気と排気のため１回転でよい。そして、エンジン運転中は、上記のメインルーチンが繰り返されることになる。
【００５３】
Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７及びＳ９における第１〜第４気筒についての燃料噴射制御は、図２に示す「気筒制御ルーチン」に従って実行される。気筒制御ルーチンの実行開始に伴い、コントローラ１２内のクロックが計時（Ｔn ）を開始する。気筒制御ルーチンにおいては、次のようにして各制御が実行される。
（１）「目標噴射量の設定」のステップにおいて、各気筒についてインジェクタ１からの１回の燃料噴射によって噴射されるべき目標総噴射量が設定される（Ｓ１１）。目標総噴射量の設定は、各センサが検出したエンジンの運転状態に基づいて、予め設定されているマップ等に従って行われる。
（２）「燃料ポンプの制御」のステップにおいて、設定された目標総噴射量を得ることができるように、燃料噴射圧力を与えるコモンレールの圧力を制御するため、燃料ポンプの制御を行う（Ｓ１２）。
（３）「インジェクタの制御」のステップにおいて、Ｓ１２で制御されたコモンレール圧力の下で、インジェクタ１の噴射制御が行われる（Ｓ１３）。気筒制御ルーチンが繰り返されている場合には、Ｓ１１で求められた目標総噴射量及びＳ１２で制御されたコモンレール圧力とから定められる目標噴射特性に対応して基本目標制御量が設定され、設定された基本目標制御量を、前回の気筒制御ルーチンで求められたフィードバック補正量（（５）で後述する）によって補正し、補正の結果得られた最終目標制御量にしたがってインジェクタ１の燃料噴射が制御される。
（４）「噴射率の計測」のステップにおいて、各インジェクタが噴射している燃料の噴射率を計測する（Ｓ１４）。
（５）「フィードバック補正量の演算」のステップにおいて、各インジェクタの噴射特性のバラツキをなくすように、即ち、実際の噴射特性が目標噴射特性に一致するように基本目標制御量を補正するフィードバック補正量が求められる（Ｓ１５）。求められたフィードバック補正量は、次回の気筒制御ルーチンにおいて、同じインジェクタに対してＳ１３での基本目標制御量の補正に用いられる。
このように、各インジェクタについて、上記の各ステップＳ１１〜Ｓ１５がこの順序で実行されるが、以下に、上記各ステップ毎に詳細を説明する。
【００５４】
Ｓ１１におけるインジェクタからの燃料の目標噴射量の設定は、図３のフローチャートに示す「目標噴射量Ｑｔｆの設定ルーチン」に従って実行される。
（１）スタートの後、基本的なエンジンの運転状態を表すパラメータとして、エンジン回転数センサ４０及びアクセル踏込み量センサ４３が検出したエンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとが、コントローラ１２に入力される。また、その他に、付加的なエンジンの運転状態を表すパラメータとして、冷却水の水温（Ｔｗ）、吸気管内圧力（Ｐｂ）等が各センサによって検出されてコントローラ１２に入力される（Ｓ１０１）。
（２）エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとに基づいて、図１４に示す基本噴射量特性、即ち、２次元マップ基本噴射量データにより求められた、基本目標総噴射量Ｑｔｂがコントローラ１２に読み込まれる（Ｓ１０２）。
（３）当該気筒における前回の実行総噴射量Ｑｔｐとの差ΔＱ、即ち、同じ気筒における噴射燃料の増減量が求められる（Ｓ１０３）。
（４）Ｓ１０１で検出したエンジンの運転状態を表す各パラメータ（エンジン回転数Ｎｅ，ΔＱそれ自体，冷却水温Ｔｗ，吸気管内圧Ｐｂ等）に対応させて、それらのパラメータについての予め定められている関数Ｇにより、ΔＱを補正するための補正係数Ｋを求める（Ｓ１０４）。即ち、Ｋ＝Ｇ（Ｎｅ，ΔＱ，Ｔｗ，Ｐｂ，ｅｔｃ）
（５）前回の実行総噴射量Ｑｔｐに対して、Ｓ１０３で求めたΔＱとＳ１０４で求めた補正係数Ｋとによって、エンジンの運転状態に応じた今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを、次式により求めて設定する（Ｓ１０５）。
Ｑｔｆ＝Ｑｔｐ＋Ｋ・ΔＱ
なお、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを求めるのに、ΔＱを補正する手法を採用したが、これに限らず、基本噴射量特性を２次元マップ基本噴射量データにより求める際に、アクセル踏込み量Ａｃｃをエンジンの運転状態に基づいて予め修正することにより、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆを直接的に求めてもよい。
【００５５】
燃料ポンプの制御は、図４のフローチャートに示す「燃料ポンプの制御ルーチン」に従って実行される。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれる（Ｓ２０１）。
（２）Ｓ２０１で読み込んだ、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅとに対応して、予め用意されているマップに基づいて目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを求めて、設定する（Ｓ２０２）。目標最大噴射率Ｒｍａｘｂは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における目標噴射特性の一つである。
（３）Ｓ２０２で設定された目標最大噴射率Ｒｍａｘｂに対応して、予め定められた関数により目標コモンレール圧力Ｐｃｆを求めて設定する（Ｓ２０３）。
（４）次に、現在の実際のコモンレール圧力Ｐｃの測定値が入力される（Ｓ２０４）。
（５）Ｓ２０３で設定された目標コモンレール圧力ＰｃｆとＳ２０４で測定された現在の実際のコモンレール圧力Ｐｃとの偏差についての関数Ｈによって、燃料ポンプ８の流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが演算にて求められる（Ｓ２０５）。流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂは、この発明にエンジンの燃料噴射制御における基本目標制御量の一つである。
（６）流量制御弁１５へのコマンドパルス出力時期を補正するフィードバック補正量ＰＴｐｃ（これについては、後で説明する）が求められる（Ｓ２０６）。
（７）Ｓ２０５で求められた基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂに対してＳ２０６で求められたフィードバック補正量ＰＴｐｃが次式のように加算されて基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂの補正が行われる。この補正により、流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが求められて、設定される。流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における最終目標制御量の一つである。
ＰＴｐｆ＝ＰＴｐｂ＋ＰＴｐｃ
（８）その後、計時中のクロックにより、流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来した、即ち、Ｔn ＝ＰＴｐｆとなったか否かが判別される（Ｓ２０８）。最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来していなければ、到来するまで、Ｓ２０８を繰り返す。
（９）Ｓ２０８で最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが到来したと判定されると、流量制御弁２１に対してコマンドパルスＰＷｐ（一定値）が出力され、燃料ポンプ８から燃料がコモンレール２に供給されて、コモンレール２内の燃料圧は、目標とする最大噴射率Ｒｍａｘｂが得られるような燃料圧となるように制御される（Ｓ２０９）。
【００５６】
次に、インジェクタの制御は、図５のフローチャートに示す「インジェクタの制御ルーチン」に従って実行される。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれる（Ｓ３０１）。
（２）Ｓ２による燃料ポンプの制御が終了した時の実際のコモンレール圧力Ｐｃの測定値が入力される（Ｓ３０２）。
（３）インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆ、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、それぞれ後述する各ルーチンによって求められて設定される（Ｓ３０３）。インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルスについてのこれら出力時期ＰＴｉｆ、総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆは、この発明によるエンジンの燃料噴射制御における最終目標制御量を構成している。
（４）その後、計時中のクロックにより、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来した、即ち、Ｔn ＝ＰＴｉｆとなったか否かが判断される（Ｓ３０４）。最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来していなければ、到来するまで、Ｓ３０４を繰り返す。
（５）最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが到来したと判断されると、電磁弁２６へのコマンドパルス、即ち、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆと最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆとを有するように出力される（Ｓ３０５）。
【００５７】
ここで、最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆ、最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定について、図６〜図８に示した設定ルーチンを参照して、更に詳述する。
【００５８】
インジェクタ１の電磁弁２６に対する最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆについて、図６に示した「電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれ、その入力値に応じて、予め用意された２次元マップ目標噴射時期データに基づいて、対応する目標噴射時期Ｔｉｆが求められて、コントローラ１２に読み込まれる（Ｓ３１１）。目標噴射時期Ｔｉｆは、目標噴射特性の一つである。
（２）Ｓ３１１で読み込まれた目標噴射時期Ｔｉｆに対して、電磁弁２６から針弁２４までの電磁的及び機械的応答遅れを考慮して基本目標制御量としての基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂが設定される（Ｓ３１２）。
（３）次に、電磁弁２６へのコマンドパルス出力時期について、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められているフィードバック補正量ＰＴｉｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３１３）。
（４）Ｓ３１２で設定された基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂにＳ３１３で読み込まれたフィードバック補正量ＰＴｉｃを加算することにより、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂを補正し、最終目標制御量としての最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆを求めてこれを設定する（Ｓ３１４）。
【００５９】
インジェクタ１の電磁弁２６に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆについて、図７に示した「電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、Ｓ３０２で求められたＳ２の燃料ポンプの制御が終了した時の実際のコモンレール圧力Ｐｃに対応して、２次元マップ基本目標総コマンドパルス幅データに基づいて、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂが求められ、読み込まれる（Ｓ３２１）。電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆの設定においては、今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆが目標噴射特性である。
（２）次に、電磁弁２６へのコマンドパルスについて、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められている総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３２２）。
（３）Ｓ３２１で設定された基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂにＳ３２２で読み込まれた総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃを加算することにより、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂを補正し、最終目標制御量としての最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆを求めてこれを設定する（Ｓ３２３）。
【００６０】
インジェクタ１の電磁弁２６に対するに最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆについて、図８に示した「電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定ルーチン」に基づいて説明する。
（１）Ｓ１０５で設定された今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆと、読み込まれたエンジン回転数Ｎｅとに対応して、予め用意された２次元マップ目標初期噴射量データに基づいて、対応する目標初期噴射量Ｑｅｆ、即ち、着火遅れ期間ｔｅ（一定値）中の目標噴射量が求められて、コントローラ１２に読み込まれる（Ｓ３３１）。電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆの設定においては、目標初期噴射量Ｑｅｆが目標噴射特性である。
（２）Ｓ３３１で読み込まれた目標初期噴射量Ｑｅｆと、コモンレール圧力Ｐｃとに対応して、予め用意された２次元マップ基本目標初期コマンドパルス幅データに基づいて、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂが求められ、読み込まれる（Ｓ３３２）。
（３）次に、電磁弁２６へのコマンドパルスについて、前回に実行された気筒制御ルーチンにおいて既に求められている初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃ（Ｓ５の詳細な説明で後に説明する）が読み込まれる（Ｓ３３３）。
（４）Ｓ３３２で設定された基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂにＳ３３３で読み込まれた初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃを加算することにより、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂを補正し、最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆを求めてこれを設定する（Ｓ３３４）。
【００６１】
次に、噴射率の計測について、図９に示した「噴射率の計測ルーチン」に基づいて更に詳述する。噴射率の計測ルーチンは、インジェクタの制御のルーチンにおけるコマンドパルスの出力と同時に、次のステップにより実行される。
（１）スタートに続いて、コモンレール圧力センサ１３からその時刻（Ｔn ）のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）が検出され、コントローラ１２のメモリに記憶される（Ｓ４０１）。
（２）この時のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）と、一サンプリング時間前のコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn - 1 ）とから、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒ（Ｔn ）を次の式の演算により求める（Ｓ４０２）。なお、ΔＰｃ／ΔＴからＲ（Ｔn ）への換算係数は、試験等により求められる。
（４）ルーチン４１０では、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒと所定のスライスレベル（噴射実行判定値）Ｒｌとの大小が比較される（Ｓ４１１）。ＲがＲｌ以下である、即ち、噴射の実行がなされておらず且つコモンレール圧力Ｐｃの変化率が小であるときには噴射の開始もされていないと判断され、スタートに戻って、そのままコモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）の検出が続行される。
（５）以上を繰り返すうちに、実際の噴射が開始されて、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌを超えると、噴射フラグがＯＮとされ（Ｓ４１２）、その時の時刻Ｔｉｓが、噴射開始時刻としてメモリに記憶される（Ｓ４１３）。
（６）再度スタートに戻り、Ｓ４０１及びＳ４０２を実行すると、噴射フラグがＯＮになっているから、Ｓ４０３ではルーチン４２０へ移行する。
（７）ルーチン４２０では、再びコモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌと比較され（Ｓ４２１）、噴射実行判定値Ｒｌを超えている間は、そのままスタートに戻り、コモンレール圧力Ｐｃ（Ｔn ）の検出を続行する。
（８）やがて、実際の噴射が終了して、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒが噴射実行判定値Ｒｌ以下になると、コモンレール圧力Ｐｃの変化が殆どないこと、即ち、燃料噴射が終了したことを意味するから、Ｓ４２１での判断を経て、噴射フラグがＯＦＦとされ（Ｓ４２２）、その時の時刻Ｔｉｅが噴射終了時刻としてメモリに記憶される（Ｓ４２３）。
（９）噴射開始時刻Ｔｉｓから噴射終了時刻Ｔｉｅまでの時間について、コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒを積分して実行された総噴射量Ｑｔを求めて、メモリに記憶する（Ｓ４２４）。
（１０）また、噴射開始時刻Ｔｉｓから始まる初期噴射期間ｔｅ（即ち、着火遅れ期間）にわたってコモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒを積分して実行された初期噴射量Ｑｅを求めて、メモリに記憶する（Ｓ４２５）。
（１１）コモンレール圧力Ｐｃの微分値Ｒの最大値（例えば、最大値の近傍における複数点での微分値Ｒの平均値）を最大噴射率Ｒｍａｘとして、メモリに記憶する（Ｓ４２６）。
【００６２】
最後に、フィードバック補正量の演算について、図１０に示された「フィードバック補正量の演算ルーチン」に基づいて説明する。燃料ポンプの制御ルーチンとインジェクタの制御ルーチンの実行で求められた各目標噴射特性と、噴射率の計測ルーチンで測定された各実行された噴射特性とから、各基本目標制御量の補正量を求める。各補正量は、目標噴射特性と前回実行された噴射特性との偏差に対応した所定の関数として演算される。
【００６３】
まず、フィードバック補正量ＰＴｉｃルーチン５１０において、インジェクタ１の電磁弁２６へのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量が、コマンドパルス出力時期の制御上、目標噴射特性としての目標噴射時期Ｔｉｆと計測された実際の噴射特性としての噴射開始時刻Ｔｉｓとから求められる。即ち、実際の噴射開始時刻はＴｉｓであるから、当該インジェクタについての目標噴射時期Ｔｉｆと噴射開始時刻Ｔｉｓとが読み込まれ（Ｓ５１１）、両者の偏差（Ｔｉｆ−Ｔｉｓ）についての関数Ｕにより、フィードバック補正量ＰＴｉｃが求められる（Ｓ５１２）。求められたフィードバック補正量ＰＴｉｃは、図６に示す電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ３１３）、Ｓ３１２で設定された基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３１４）。
【００６４】
次に、フィードバック補正量ＰＷｉｔｃルーチン５２０において、インジェクタ１の電磁弁２６への総コマンドパルス幅のフィードバック補正量が、総コマンドパルス幅の制御上、目標噴射特性としての最終目標総噴射量Ｑｔｆと計測された実際の噴射特性としての総噴射量Ｑｔとから求められる。即ち、実際の総噴射量はＱｔであるから、当該インジェクタについての最終目標総噴射量Ｑｔｆと総噴射量Ｑｔとが読み込まれ（Ｓ５２１）、両者の偏差（Ｑｔｆ−Ｑｔ）についての関数Ｖにより、フィードバック補正量ＰＷｉｔｃが求められる（Ｓ５２２）。求められたフィードバック補正量ＰＷｉｔｃは、図７に示す電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ３２２）、Ｓ３２１で設定された基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３２３）。
【００６５】
次に、フィードバック補正量ＰＷｉｅｃ５３０において、インジェクタ１の電磁弁２６への初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量が、初期コマンドパルス幅の制御上、目標噴射特性としての目標初期噴射量Ｑｅｆと計測された実際の噴射特性としての初期噴射量Ｑｅとから求められる。即ち、実際の初期噴射量はＱｅであるから、当該インジェクタについての目標初期噴射量Ｑｅｆと初期噴射量Ｑｅとが読み込まれ（Ｓ５３１）、両者の偏差（Ｑｅｆ−Ｑｅ）についての関数Ｙにより、フィードバック補正量ＰＷｉｅｃが求められる（Ｓ５３２）。求められたフィードバック補正量ＰＷｉｅｃは、図８に示す電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンにおいて読み込まれ（Ｓ３３３）て、Ｓ３３２で設定された基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｂに加算され、インジェクタ１の電磁弁２６への最終目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ３３４）。
【００６６】
最後に、フィードバック補正量ＰＴｐｆルーチン５４０において、燃料ポンプ８の流量制御弁１５へのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量が、コマンドパルス出力時期の制御上、目標噴射特性としての目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと計測された実際の噴射特性としての最大噴射率Ｒｍａｘとから求められる。即ち、実際の最大噴射率は図９に示すＳ４２６で求められるようにＲｍａｘであるから、当該インジェクタについての目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと最大噴射率Ｒｍａｘとが読み込まれ（Ｓ５４１）、両者の偏差（Ｒｍａｘｂ−Ｒｍａｘ）についての関数Ｚにより、フィードバック補正量として、燃料ポンプへのコマンドパルス出力時期のフィードバック補正量ＰＴｐｃが求められる（Ｓ５４２）。求められたフィードバック補正量ＰＴｐｃは、図４に示す燃料ポンプの制御ルーチンにおいて読み込まれて（Ｓ２０６）、Ｓ２０５で設定された燃料ポンプに対する基本目標初期コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂに加算され、燃料ポンプ８の流量制御弁１５への最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｆが、最終目標制御量として設定される（Ｓ２０７）。
【００６７】
次に、この発明によるエンジンの燃料噴射装置による制御の時間的経過を、図１１に基づいて時間の経過に沿って説明する。なお、既に、クランクシャフトの２回転前に第３気筒についての前回の燃料噴射制御が行われているとする。
（１）第１気筒に対して設けられた気筒判別信号ＣＹＬの出力パルスが検出されると、その立下がりに合わせて、第１気筒が上死点に到来したことを表す上死点信号ＴＤＣが出力される。そして、上死点信号ＴＤＣの立下がりに対応して、クランクシャフトに取り付けられた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピックアップセンサとからなるエンジン回転数センサ４０からのパルス信号の立下がりに対応して、コントローラ１２内のクロックＴn が計時を開始する（Ｔn ＝０）。また、エンジン回転数センサ４０からのパルス信号は、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃと共に常にコントローラ１２に入力されている。更に、コモンレール圧力ＰｃもクロックＴn に基づいて最終的にはデジタル値となるように検出されており、隣合うクロックＴn における変化率に比例する値として燃料噴射率が演算されている。第１気筒が上死点に到来したことを表す上死点信号ＴＤＣに基づいて、次に上死点に到来する第３気筒の燃料噴射が制御される。
【００６８】
（２）エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃに基づいて２次元マップ目標噴射量データから今回の基本目標総噴射量Ｑｔｂが求められ、前回の基本目標総噴射量Ｑｐｔｂとの偏差に基づいて補正した今回の最終目標総噴射量Ｑｔｆが設定される。設定された最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて２次元マップ目標最大噴射率データから目標最大噴射率Ｒｍａｘｂが設定される。目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを得るため、目標コモンレール圧力Ｐｃｆが設定され、現在のコモンレール圧力Ｐｃとの偏差に応じて燃料ポンプ８の吐出側に設けられる流量制御弁１５への基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが決定される。即ち、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂからプランジャストロークの終点までの間に、流量制御弁１５を通じて燃料ポンプ８からコモンレール２に燃料が送り込まれるので、その送り込み期間に応じてコモンレール圧力Ｐｃの大きさを制御することができる。基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂが早いほど燃料噴射をすべきときのコモンレール圧力Ｐｃは大きくなる。
【００６９】
しかし、上記のような手法だけでは、燃料供給系の個々の部品のバラツキや経年変化に起因して目標最大噴射率Ｒｍａｘｂを正しく得ることができない。したがって、前回の燃料噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分（変化率）に基づく離散的な噴射率Ｒ（Ｔn ）から最大値を平均的に求めて、目標最大噴射率Ｒｍａｘｂと前回の同じ気筒による噴射率Ｒの最大値との偏差に応じたフィードバック補正量ＰＴｐｃを求めておき、今回の基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐｂを上記フィードバック補正量ＰＴｐｃで補正した最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐａｆを設定し、最終目標コマンドパルス出力時期ＰＴｐａｆにより、流量制御弁へのコマンドパルスを出力する。
【００７０】
（３）上記（２）で定めたように、コモンレール圧力が最大になった状態のときに、コントローラ１２からインジェクタ１の電磁弁２６に対して燃料噴射のコマンドが送られる。エンジン回転数Ｎｅと設定された最終目標総噴射量Ｑｔｆとが読み込まれ、コモンレール圧力Ｐｃが入力されると、最終目標総噴射量Ｑｔｆとエンジン回転数Ｎｅ又はコモンレール圧力Ｐｃとに基づいて、マップ等により、インジェクタ１の電磁弁２６に対する３つの噴射条件、即ち、基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂ、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆ、及び基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆが、マップ等により求められる。コモンレール圧力Ｐｃが既に決定されているとすると、インジェクタ１による燃料噴射のこの３つの条件により、燃料噴射量及び燃料噴射率の制御をほぼ一義的に定めることができる。
【００７１】
しかし、上記のような手法だけでは、燃料供給系の個々の部品のバラツキや経年変化に起因して上記３つの量を正しく定めることができない。したがって、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃを逐次微分しておき、この微分値に基づいて、当該気筒での今回の燃料噴射に際して上記３つの量を補正する。即ち、この微分値に基づいて、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃが変化し始めた時期Ｔｉｓを実際に求め、Ｔｉｓと前回の噴射の際の目標噴射時期Ｔｉｆとの偏差に基づいて、コマンドパルス出力時期のフィードバック補正量ＰＴｉｃを求めておき、当該気筒での今回の噴射の際に、上記フィードバック補正量ＰＴｉｃでもって今回の噴射の基本目標コマンドパルス出力時期ＰＴｉｂを補正する。
【００７２】
また、基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆは燃料噴射量に大きく関係する量であるから、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分値を噴射期間（Ｔｉｅ−Ｔｉｓ）にわたって積分して得られた総噴射量Ｑｔと目標総噴射量Ｑｔｆとの偏差に基づいて、総コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｔｃを求めておき、上記フィードバック補正量ＰＷｉｔｃでもって、今回の噴射の際の基本目標総コマンドパルス幅ＰＷｉｔｆを補正する。
【００７３】
更に、基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆについても、前回の噴射の際のコモンレール圧力Ｐｃの微分値を初期噴射期間ｔｆにわたって積分して得られた初期噴射量Ｑｅと目標初期噴射量Ｑｅｆとの偏差に基づいて、初期コマンドパルス幅のフィードバック補正量ＰＷｉｅｃを求めておき、上記フィードバック補正量ＰＷｉｅｃでもって、今回の噴射の際の基本目標初期コマンドパルス幅ＰＷｉｅｆを補正する。
【００７４】
なお、コモンレール圧力Ｐｃを検出する圧力センサ１３からの信号は、Ａ／Ｄ変換器１６と、高速演算用素子であるＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）１７とを経てコントローラ１２のＣＰＵに入力され、コントローラ１２の演算負担を軽減している。
【００７５】
【発明の効果】
この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、上記のように、同じインジェクタについて、前回の燃料噴射の際のコモンレール圧力の微分値から得られる各種のデータに基づいて、燃料ポンプとコモンレールとを接続する燃料路に設けられている流量制御弁やインジェクタに設けられている電磁弁へのコマンドパルスについての今回の燃料噴射の諸量を補正することにより、インジェクタ等の燃料噴射を行う各構成部品の製造上及び組立上のバラツキや、経年変化を補正して、最良の状態で燃料噴射を実行することができ、燃焼のバラツキによる排気ガス中に、ＨＣ（ハイドロカーボン）や煤等の発生を抑え、且つエンジンの騒音や振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置による、気筒の制御タイミングと順序を示すエンジン制御のメインルーチンを示す図である。
【図２】図１におけるフローの各気筒の制御ルーチンを示す図である。
【図３】図２における気筒制御のうち目標噴射量の設定ルーチンを示す図である。
【図４】図２における気筒制御のうち燃料ポンプの制御ルーチンを示す図である。
【図５】図２における気筒制御のうちインジェクタの制御ルーチンを示す図である。
【図６】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標コマンドパルス出力時期の設定ルーチンを示す図である。
【図７】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標総コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図である。
【図８】図５に示すインジェクタの制御ルーチンのうち電磁弁に対する最終目標初期コマンドパルス幅の設定ルーチンを示す図である。
【図９】図２における気筒制御のうち噴射率の計測ルーチンを示す図である。
【図１０】図４，図６，図７及び図８において読み込まれる各フィードバック補正量の演算ルーチンを示す図である。
【図１１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置による各コマンド、コモンレール圧力及び噴射率についての経時的な変化を示すグラフである。
【図１２】従来のコモンレール式燃料噴射システムの概略図である。
【図１３】従来のコモンレール式燃料噴射システムに用いられるインジェクタの一例を示す断面図である。
【図１４】コモンレール式燃料噴射システムにおいて、コモンレール圧力をパラメータとしたインジェクタの燃料噴射量と電磁弁へのコマンドパルス幅との関係を示す特性線図である。
【図１５】コモンレール式燃料噴射システムにおいて、アクセルペダル踏込み量をパラメータとしたエンジン回転数と基本噴射量との関係を示す基本噴射量特性線図である。
【図１６】従来のコモンレール式燃料噴射装置によるインジェクタの燃料噴射率の時間経過を示すグラフである。
【符号の説明】
１ インジェクタ
２ コモンレール
３ 分岐管
７ 燃料管
８ 燃料ポンプ
９ 燃料管
１２ コントローラ
１３ 圧力センサ
１５ 流量制御弁
１７ ＤＳＰ
２５ 噴孔
２６ 電磁弁
４０ エンジン回転数センサ
４１ 気筒判別センサ
４２ 上死点センサ
４３ アクセルペダル踏込み量センサ
４４ 冷却水温センサ
４５ 大気温度センサ
４６ 大気圧センサ
４７ 吸気管内圧力センサ
Ｐｃ コモンレール圧力
Ｑｔ 総噴射量
Ｑｅ 初期噴射量
Ｑｔｆ 最終目標総噴射量
Ｑｔｅ 目標初期噴射量
Ｒｎａｘｂ 目標最大噴射率
Ｒｍａｘ 最大噴射率
Ｔｉｆ 目標噴射時期
Ｔｉｓ 噴射開始時期
ＰＴｐｂ 流量制御弁への基本目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｐｃ ＰＴｐｂのフィードバック補正量
ＰＴｐｆ 流量制御弁への最終目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｉｂ 電磁弁への基本目標コマンドパルス出力時期
ＰＴｉｃ ＰＴｉｂのフィードバック補正量
ＰＴｉｆ 電磁弁への最終目標コマンドパルス出力時期
ＰＷｉｔｂ 電磁弁への基本目標総コマンドパルス幅
ＰＷｉｔｃ ＰＷｉｔｂのフィードバック補正量
ＰＷｉｔｆ 電磁弁への最終目標総コマンドパルス幅
ＰＷｉｅｂ 電磁弁への基本目標初期コマンドパルス幅
ＰＷｉｅｃ ＰＷｉｅｂのフィードバック補正量
ＰＷｉｅｆ 電磁弁への最終目標初期コマンドパルス幅
Claims (13)
- 燃料ポンプによって送り出された燃料をコモンレールに貯留し、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料をインジェクタに形成された噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射し、前記エンジンの運転状態をセンサによって検出し、コントローラによって、前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定すると共に前記基本目標制御量に基づいて前記インジェクタによる噴射特性を制御するエンジンの燃料噴射方法において、
前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するようにし、前記噴射特性には、少なくとも前記燃料圧の前記微分の最大値に相当して求められる最大噴射率、前記燃料圧の前記微分が予め定められた値を超える時によって求められる噴射開始時期、前記燃料圧の前記微分を燃料噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる総噴射量、又は前記燃料圧の前記微分を初期噴射期間にわたって積分した積分値に相当して求められる初期噴射量が含まれ、且つ前記目標噴射特性には、少なくとも前記燃料の目標最大噴射率、目標噴射開始時期、目標総噴射量、又は目標初期噴射量が含まれることを特徴とするエンジンの燃料噴射方法。 - 前記噴射特性は、前記微分の平滑化された特性曲線に基づいて求められることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 前記噴射特性は、前記最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、前記燃料ポンプと前記コモンレールとを接続する前記燃料流路に設けられた流量制御弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける前記目標最大噴射率に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、前記最大噴射率が前記目標最大噴射率と等しくなるように前記基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 前記噴射特性は、前記噴射開始時期であり、前記基本目標制御量は、前記インジェクタに形成された前記噴孔を開閉制御するため前記インジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける前記インジェクタの前記目標噴射開始時期に応じて演算される基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、前記噴射開始時期が前記目標噴射開始時期に一致するように前記基本目標コマンドパルス出力時期を補正した最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 前記噴射特性は、前記総噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記インジェクタに形成された制御噴孔を開閉制御するため前記インジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標コマンドパルスにおける前記目標総噴射量に応じて演算される基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、前記総噴射量が前記目標総噴射量に一致するように前記基本目標総コマンドパルス幅を補正した最終目標総コマンドパルス幅であるとこを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 前記噴射特性は、前記初期噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記インジェクタに形成された前記噴孔を開閉制御するため前記インジェクタに設けられた電磁弁に対して出力される基本目標初期コマンドパルスにおける、前記目標総噴射量に対応する目標初期噴射量に応じて演算される基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、 前記初期噴射量が前記目標初期噴射量に等しくなるように前記基本目標初期コマンドパルス幅を補正した最終目標初期コマンドパルス幅であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 前記エンジンは、複数の気筒を有しており、前記各気筒に備わる前記インジェクタについての前記基本目標制御量の補正は、当該インジェクタについての前回の前記燃料の噴射に際して求められた前記噴射特性に基づいて行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射方法。
- 燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、前記燃料ポンプは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記燃料の前記コモンレールへの送出し量を制御する流量制御弁を通じて前記コモンレールに接続されているエンジンの燃料噴射装置において、
前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、最大噴射率であり、前記目標噴射特性は、目標最大噴射率であり、前記基本目標制御量は、前記流量制御弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、前記基本目標コマンドパルス出力時期を前記最大噴射率と前記目標最大噴射率とに基づいて補正した前記流量制御弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 - 燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料を噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し且つ前記インジェクタによる前記燃料の噴射を実行するため前記目標噴射特性に対応する基本目標制御量を設定するコントローラを備え、前記インジェクタは、前記コントローラからの制御信号を受けて前記噴孔を開閉制御する電磁弁を備えているエンジンの燃料噴射装置において、
前記コントローラは、前記燃料の噴射に伴う前記コモンレール内の燃料圧の時間経過に伴う変化率としての微分に基づいて前記インジェクタの噴射特性を求め、前記インジェクタの前記噴射特性のバラツキをなくすため、前記基本目標制御量を前記目標噴射特性と前記噴射特性とに基づいて補正した最終目標制御量を設定し、前記最終目標制御量に基づいて前記インジェクタによる前記噴射特性を制御するものであり、前記噴射特性は、噴射開始時期であり、前記目標噴射特性は、目標噴射開始時期であり、前記基本目標制御量は、前記電磁弁への基本目標コマンドパルス出力時期であり、前記最終目標制御量は、前記基本目標コマンドパルス出力時期を前記噴射開始時期と前記目標噴射開始時期とに基づいて補正した前記電磁弁への最終目標コマンドパルス出力時期であることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 - 前記噴射特性は、総噴射量であり、前記目標噴射特性は、目標総噴射量であり、前記基本目標制御量は、前記電磁弁への基本目標総コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は、前記基本目標総コマンドパルス幅を前記総噴射量と前記目標総噴射量とに基づいて補正した前記電磁弁への最終目標総コマンドパルス幅であることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの燃料噴射装置。
- 前記噴射特性は、初期噴射量であり、前記目標噴射特性は、目標初期噴射量であり、前記基本目標制御量は前記電磁弁への基本目標初期コマンドパルス幅であり、前記最終目標制御量は前記基本目標初期コマンドパルス幅を前記初期噴射量と前記目標初期噴射量とに基づいて補正した最終目標初期コマンドパルス幅であることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの燃料噴射装置。
- 前記エンジンは、前記インジェクタを備えた複数の気筒を有しており、前記基本目標制御量の補正は、前記気筒に備わる前記各インジェクタについての前回の前記燃料の噴射に際して求められた前記噴射特性に基づいて行われることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射装置。
- 前記センサの検出信号は、デジタル信号に変換された後、高速演算用素子を介して前記コントローラに入力されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射装置。
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