JP3695411B2 - 内燃機関用燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用燃料噴射制御装置に関するもので、特にエンジンの圧縮、膨張行程中に、インジェクタの電磁弁の駆動を複数回実施することで、メイン噴射に先立って１回以上の微少なパイロット噴射を実施することが可能なパイロット燃料噴射制御装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コモンレールに蓄圧した高圧燃料を多気筒ディーゼルエンジンの各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射システムが知られている。この蓄圧式燃料噴射システムには、主噴射の開始時から安定した燃焼を行なって燃焼騒音やエンジン振動の低減、更には排気ガス性能の向上を目的として、エンジントルクと成り得る主噴射（メイン噴射）の前に複数回の微少の先立ち噴射（パイロット噴射）を実施している。ここで、一般的に、アクセル開度（ＡＣＣＰ）等のエンジン負荷とエンジン回転速度（ＮＥ）等によって決定される噴射量指令値は、インジェクタの噴射量指令値に対する噴射量のバラツキを各気筒のインジェクタ個々の微調整等により保証されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、パイロット噴射はそのパイロット噴射量自体が主に１〜５ｍｍ³ ／ｓｔ以下と非常に微少な噴射量であるため、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや、経時変化等によるインジェクタの性能（機能）の劣化によって、噴射量指令値に対する、燃料噴射される実際の噴射量のバラツキ量が拡大する可能性がある。この場合には、ある気筒のパイロット噴射が消失したり、ある気筒へのパイロット噴射量が過大となり過ぎたりすることにより、上記のパイロット噴射の効果が十分発揮できないという課題がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等による噴射量指令値に対する、燃料噴射される実際の噴射量のバラツキを補正することのできる内燃機関用燃料噴射制御装置を提供することにある。また、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等による噴射量指令値に対応して設定されるパイロット噴射量、あるいはこのパイロット噴射量に応じて設定されるパイロット噴射期間に対する、燃料噴射される実際の噴射量のバラツキを補正することにより、パイロット噴射が消失したり、パイロット噴射量が過大となり過ぎたりするのを抑えることのできる内燃機関用燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、アフター噴射の無いマルチ噴射を実施している時の、最大瞬時エンジン回転速度を検出すると共に、アフター噴射の有るマルチ噴射を実施している時の、最大瞬時エンジン回転速度を検出する。そして、アフター噴射の無いマルチ噴射時の最大瞬時エンジン回転速度とアフター噴射の有るマルチ噴射時の最大瞬時エンジン回転速度との回転速度差と予め決められた目標回転速度差とを比較し、アフター噴射の有るマルチ噴射を実施しながら、回転速度差が目標回転速度差に略一致するように、噴射量指令値に対応して設定されるアフター噴射量を増量または減量する。
【０００６】
そして、増量または減量したアフター噴射量の噴射量補正量を、噴射量指令値に付加する学習値として更新し記憶することにより、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等による噴射量指令値に対する、燃料噴射される実際の噴射量のバラツキを補正することができる。また、学習制御の前半部分で例えばメイン噴射に先立ってパイロット噴射を行ない、学習制御の後半部分で例えばパイロット噴射に加えてアフター噴射を実施することにより、学習制御中にパイロット噴射を禁止することなく、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等による噴射量指令値に対する、燃料噴射される実際の噴射量のバラツキの補正を行なうことができるので、パイロット噴射による燃焼騒音やエンジン振動の低減効果、エミッションの改善効果を引き続き享受することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、噴射量指令値に対応して設定されるアフター噴射量を、噴射量指令値に対応して設定されるパイロット噴射量と略同等または相関の有る噴射量に設定することを特徴としている。これにより、学習値記憶手段によって記憶された学習値を、噴射量指令値によって設定されるパイロット噴射量、あるいはこのパイロット噴射量に応じて設定されるパイロット噴射期間の算出に容易に反映させることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンの上死点前後の広い範囲でパイロット噴射とアフター噴射を行ない、その後にアフター噴射量の噴射量補正量をパイロット噴射量の噴射量補正量に変換してパイロット噴射量またはパイロット噴射期間を補正する場合に、パイロット噴射開始時とアフター噴射開始時との間では、エンジンの気筒内圧の変化によってノズルニードルの開弁時期または閉弁時期が異なり、学習値に基づくパイロット噴射量が正しく噴射されない場合があるので、指令噴射量に付加する学習値、あるいは指令噴射期間に付加する学習値に、パイロット噴射開始時とアフター噴射開始時との間の、エンジンの気筒内圧の変化分を考慮した補正係数を加味した値を学習補正量とすることにより、学習補正量に基づくパイロット噴射量が正しく噴射されるようになる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によれば、アフター噴射の無いマルチ噴射を行なう際には、エンジンの各気筒毎の回転速度変動を検出し、この気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、各気筒間の回転速度変動を平滑化するように、各気筒毎への噴射量指令値を個々に調整する気筒間回転速度変動抑制制御を行なうことにより、気筒間の噴射量のバラツキを抑えることができるので、気筒間の回転速度変動が抑えられて、気筒間の回転速度変動によって発生するエンジン振動を抑制することができる。例えば回転速度の低いアイドリング状態において気筒間回転速度変動抑制制御を行なう場合、運転者の不快感を解消することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施例の構成］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１は蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【００１１】
本実施例の蓄圧式燃料噴射システムは、本発明の内燃機関用燃料噴射制御装置に相当するもので、４気筒ディーゼルエンジン等の多気筒エンジン１の各気筒に噴射供給する燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール２と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内に圧送するサプライポンプ３と、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料を多気筒エンジン１の各気筒内に噴射供給する複数個（本例では４個）の電磁式燃料噴射弁（以下インジェクタと言う）５と、サプライポンプ３および複数個のインジェクタ５を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００１２】
コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧力に相当する高い圧力（コモンレール圧）が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管１１を介してサプライポンプ３から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンク７へ燃料をリリーフするリリーフ配管１４には、コモンレール圧が限界設定圧を越えることがないように、圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ１３が取り付けられている。
【００１３】
サプライポンプ３は、燃料を加圧して吐出口からコモンレール２へ高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプ（燃料供給ポンプ）である。このサプライポンプ３は、多気筒エンジン１のクランク軸（クランクシャフト）１５の回転に伴ってポンプ駆動軸１６が回転することで燃料タンク７内の燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ）と、ポンプ駆動軸１６により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムにより上死点と下死点との間を往復運動するように駆動される１個以上のプランジャ（図示せず）と、１個以上のプランジャがシリンダ内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧する加圧室（プランジャ室：図示せず）と、この加圧室内の燃料圧が所定値以上に上昇すると開弁する吐出弁（図示せず）とを有している。
【００１４】
また、サプライポンプ３には、ポンプ室内の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ３からのリーク燃料は、燃料還流路１７から燃料還流路１９を経て燃料タンク７に還流するように構成されている。このサプライポンプ３のポンプ室から加圧室への燃料流路には、その燃料流路の開口度合（弁開度）を調整することで、サプライポンプ３からコモンレール２への燃料の吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁式アクチュエータとしての吸入調量型の電磁弁（ＳＣＶ：以下吸入調量弁と言う）４が取り付けられている。
【００１５】
吸入調量弁４は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、サプライポンプ３の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁で、各インジェクタ５から多気筒エンジン１へ噴射供給する燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧を変更する。その吸入調量弁４は、通電が停止されると弁状態が全開状態となるノーマリオープンタイプのポンプ流量制御弁である。
【００１６】
多気筒エンジン１の各気筒毎に搭載されたインジェクタ５は、コモンレール２より分岐する複数の分岐管１２の下流端に接続され、噴射孔を開閉するノズルニードルを収容する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズル内に収容されるノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ（ニードル駆動手段）と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段とから構成されている。
【００１７】
これらのインジェクタ５から多気筒エンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルの動作制御を行なうコマンドピストンの背圧制御室内の圧力を制御する電磁式アクチュエータとしての噴射制御用電磁弁（以下電磁弁と略す）への電磁弁制御信号により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ５の電磁弁が開弁している間、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料が多気筒エンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給される。ここで、インジェクタ５からのリーク燃料または背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）は、燃料還流路１８から燃料還流路１９を経て燃料タンク７に還流するように構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００１９】
ここで、本実施例の気筒判別手段は、多気筒エンジン１のカム軸に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランク軸１５が２回転する間に１回転する回転体）と、このシグナルロータの外周に設けられた各気筒に対応した気筒歯（突起部）と、これらの気筒歯の接近と離間によって気筒判別信号パルス（Ｇ）を発生する気筒判別センサ（電磁ピックアップ）３１とから構成されている。
【００２０】
また、本実施例の回転速度検出手段は、多気筒エンジン１のクランク軸１５に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランク軸１５が１回転する間に１回転する回転体）と、このシグナルロータの外周に多数形成されたクランク角検出用の歯（突起部）と、これらの歯の接近と離間によってＮＥ信号パルスを発生するクランク角センサ（電磁ピックアップ）３２とから構成されている。このクランク角センサ３２は、シグナルロータが１回転（クランク軸１５が１回転）する間に複数のＮＥ信号パルスを出力する。なお、特定のＮＥ信号パルスは、各＃１〜＃４気筒のピストンの上死点（ＴＤＣ）の位置に対応している。そして、ＥＣＵ１０は、ＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（ＮＥ）を検出する。
【００２１】
そして、ＥＣＵ１０は、多気筒エンジン１の運転条件または運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力を演算し、ポンプ駆動回路を介してサプライポンプ３の電磁弁を駆動する吐出量制御手段（ＳＣＶ制御手段）を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、クランク角センサ３２等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度（ＮＥ）およびアクセル開度センサ３３によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって目標コモンレール圧（Ｐｔ）を算出し、この目標コモンレール圧（Ｐｔ）を達成するために、サプライポンプ３の吸入調量弁４へのポンプ駆動信号（駆動電流値）を調整して、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御するように構成されている。
【００２２】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、コモンレール圧センサ３５によって検出されるコモンレール圧（Ｐｃ）がエンジン運転情報によって決定される目標コモンレール圧（Ｐｔ）と略一致するように、サプライポンプ３の吸入調量弁４へのポンプ駆動信号をフィードバック制御することが望ましい。なお、吸入調量弁４への駆動電流値（ＳＣＶ通電値）の制御は、デューティ（ｄｕｔｙ）制御により行なうことが望ましい。すなわち、目標コモンレール圧（Ｐｔ）に応じて単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、吸入調量弁４の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００２３】
また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェクタ５から燃料噴射される噴射量指令値を各気筒毎に制御する噴射量制御装置に相当する。これは、クランク角センサ３２等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度センサ３３によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって最適な指令噴射量（噴射量指令値：ＱＦＩＮ）を算出する噴射量決定手段と、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって最適な指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、コモンレール圧（Ｐｃ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップから指令噴射期間（噴射量指令値、噴射指令パルス長さ、噴射指令パルス時間：以下噴射指令パルス幅と言う：ＴＱ）を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ５の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（噴射指令パルス、ＴＱパルス）を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
【００２４】
ここで、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムにおいては、多気筒エンジン１の特定気筒のインジェクタ５において多気筒エンジン１の１周期（１行程：吸気行程−圧縮行程−膨張行程（燃焼行程）−排気行程）中、つまり多気筒エンジン１のクランク軸１５が２回転（７２０°ＣＡ）する間、特に多気筒エンジン１の各気筒の１燃焼行程中に２回以上のマルチ噴射（例えば複数回のパイロット噴射・メイン噴射）を行なうことが可能である。
【００２５】
したがって、ＥＣＵ１０は、多気筒エンジン１の運転状態または運転条件と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とから、マルチ噴射の各々の噴射量、つまりパイロット噴射量（ＱPILOT)およびメイン噴射量（ＱMAIN）を算出する噴射量決定手段と、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）とパイロット噴射量（ＱPILOT)からパイロット噴射とメイン噴射との間のインターバル（ＴＩＮＴ）を算出するインターバル決定手段と、パイロット噴射量（ＱPILOT)とコモンレール圧（Ｐｃ）よりパイロット噴射期間（パイロット噴射指令パルス幅：ＴＱPILOT)、およびメイン噴射量（ＱMAIN）とコモンレール圧（Ｐｃ）よりメイン噴射期間（メイン噴射指令パルス幅：ＴＱMAIN）を算出する噴射期間決定手段とを有している。
【００２６】
ここで、本実施例では、多気筒エンジン１の運転条件を検出する運転状態検出手段として、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）等を用いて指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧（Ｐｔ）を演算するようにしているが、コモンレール圧センサ３５によって検出されるコモンレール圧（Ｐｃ）、あるいは多気筒エンジン１の運転条件または運転状態検出手段としての冷却水温センサ３４や燃料温度センサ、あるいはその他のセンサ類（例えば吸気温センサ、吸気圧センサ、噴射時期センサ等）からの検出信号（エンジン運転情報）を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧（Ｐｔ）、パイロット噴射量（ＱPILOT)およびメイン噴射量（ＱMAIN）、あるいはパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)およびメイン噴射指令パルス幅（ＴＱMAIN）を補正するようにしても良い。
【００２７】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例のパイロット噴射量に対する、パイロット噴射指令長さの学習補正方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図２はパイロット噴射量に対する、パイロット噴射指令パルス幅の学習補正方法を示したフローチャートである。この図２の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。
【００２８】
先ず、インジェクタ５の電磁弁の駆動を多気筒エンジン１の圧縮行程および膨張行程中に複数回実施することで、エンジントルクと成り得るメイン噴射に先立って微少なパイロット噴射量（ＱPILOT)のパイロット噴射を実施するマルチ噴射時の、アイドル安定状態を検出しているか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、エンジン回転速度が所定値（例えばＮＥ＝１０００ｒｐｍ）以下、アクセル開度が所定値（例えばＡＣＣＰ＝０％）以下、車両の走行速度（以下車速と言う）が所定値（例えばＳＰＤ＝０ｋｍ／ｈ）以下等であることを検出した際に、アイドル安定状態であることを検出する。このステップＳ１の判定結果がＮＯの場合には、図２の制御ルーチンを抜ける。
【００２９】
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、図３（ａ）の燃料噴射率の波形に示したように、インジェクタ５の電磁弁の駆動を多気筒エンジン１の圧縮行程および膨張行程中に２回実施することで、メイン噴射に先立って微少なパイロット噴射量（ＱPILOT)のパイロット噴射を実施するマルチ噴射を継続して実施する（第１マルチ噴射実行手段：ステップＳ２）。
【００３０】
このとき、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が例えば６ｍｍ³ ／ｓｔとすると、パイロット噴射量（ＱPILOT)は例えば１ｍｍ³ ／ｓｔとなり、メイン噴射量（ＱMAIN）は例えば５ｍｍ³ ／ｓｔとなる。また、パイロット噴射指令パルス幅は、パイロット噴射量（ＱPILOT)とコモンレール圧（Ｐｃ＝ＸＭＰａ：例えば３０ＭＰａ）とによってＴＱPILOT に設定され、メイン噴射指令パルス幅は、メイン噴射量（ＱMAIN）とコモンレール圧（Ｐｃ＝ＸＭＰａ：例えば３０ＭＰａ）とによってＴＱMAINに設定される。
【００３１】
次に、多気筒エンジン１の各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出し、多気筒エンジン１の各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、エンジンの気筒間の回転速度変動を平滑化するように、エンジンの各気筒毎への最適なパイロット噴射量（ＱPILOT)またはメイン噴射量（ＱMAIN）を個々に調整するＦＣＣＢ制御（気筒間回転速度変動抑制制御）を実行する（ステップＳ３）。
【００３２】
具体的には、クランク角センサ３２より取り込んだＮＥ信号パルスの間隔時間を計算することで、多気筒エンジン１の各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出し、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パルスの間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回転速度の最低回転速度（最小瞬時回転速度：Ｎｌ）として読み込む。また、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パルスの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度（最大瞬時回転速度：Ｎｈ）として読み込む。
【００３３】
そして、これらの計算を各気筒毎に行なった後に、各気筒毎の最大瞬時回転速度（Ｎｈ）と各気筒毎の最小瞬時回転速度（Ｎｌ）との気筒毎回転速度差分（ΔＮｋ）を算出する。これにより、多気筒エンジン１の各気筒毎の回転速度変動の検出値を算出する。そして、多気筒エンジン１の全気筒の回転速度変動の平均値（ΣΔＮｋ）を算出する。つまり、多気筒エンジン１の全気筒の回転速度変動を平均化して、全気筒の回転速度変動の平均値（ΣΔＮｋ）を算出した後に、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値から各気筒間の回転速度変動の偏差（気筒間回転速度変動量）を算出する。
【００３４】
そして、多気筒エンジン１の各気筒間の回転速度変動が平滑化するように、各気筒毎に算出されるパイロット噴射量（ＱPILOT)またはメイン噴射量（ＱMAIN）に、各気筒間の回転速度変動を平滑化する方向への噴射量補正量（ＦＣＣＢ補正量）を増減する。このときの気筒毎のＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB）を、トータル噴射量（ＴｏｔａｌＱ＝６ｍｍ³ ／ｓｔ）の場合、下記の数１の演算式のように定める。なお、ＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB）は、パイロット噴射量（ＱPILOT)に全部付加しても良く、また、メイン噴射量（ＱMAIN）に全部付加しても良く、また、本実施例とは異なる配分率でパイロット噴射量（ＱPILOT)およびメイン噴射量（ＱMAIN）に付加しても良い。
【数１】

【００３５】
次に、気筒間回転速度変動量が所定値以下となったか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定結果がＮＯの場合には、気筒間回転速度変動量が所定値以下となるまで、ステップＳ３およびステップＳ４の制御処理を継続する。なお、気筒間回転速度変動量が所定時間が経過しても所定値以下に収束しない場合には、ある気筒のインジェクタ５が故障と判断できるので、交換を促すようにウォーニングランプを点灯すると共に、学習制御を中止しても良い。
【００３６】
また、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの場合には、アフター噴射無しのマルチ噴射時の、各気筒毎の最大瞬時回転速度（Ｎｈ）の平均値を、第１最大瞬時回転速度（ＮＥｍａｘ１）に変換してスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶する（第１回転速度検出手段：ステップＳ５）。次に、図３（ａ）の燃料噴射率の波形に示したように、インジェクタ５の電磁弁の駆動を多気筒エンジン１の圧縮行程および膨張行程中に３回実施することで、メイン噴射の前に微少なパイロット噴射量（ＱPILOT)のパイロット噴射に加えて、メイン噴射の後に微少なアフター噴射量（ＱAFTER)のアフター噴射を実施するマルチ噴射を継続して実施する（第２マルチ噴射実行手段：ステップＳ６）。
【００３７】
このとき、指令噴射量（ＱＦＩＮ）をアフター噴射量（ＱAFTER)分だけ増量して例えば７ｍｍ³ ／ｓｔに変更した場合、パイロット噴射量（ＱPILOT)は例えば１ｍｍ³ ／ｓｔとなり、メイン噴射量（ＱMAIN）は例えば５ｍｍ³ ／ｓｔとなり、アフター噴射量（ＱAFTER)はパイロット噴射量（ＱPILOT)と略同等の例えば１ｍｍ³ ／ｓｔとなる。また、パイロット噴射指令パルス幅およびメイン噴射指令パルス幅は、アフター噴射無し時と同じく、ＴＱPILOT およびＴＱMAINに設定される。そして、アフター噴射指令パルス幅は、パイロット噴射と同じく、ＴＱAFTER(＝ＴＱPILOT)に設定される。
【００３８】
以上のようなアフター噴射有りのマルチ噴射時に、クランク角センサ３２より取り込んだＮＥ信号パルスの間隔時間を計算することで、多気筒エンジン１の各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出し、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パルスの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度（最大瞬時回転速度：Ｎｈ）として読み込む。そして、アフター噴射有りのマルチ噴射時の、各気筒毎の最大瞬時回転速度（Ｎｈ）を、第２最大瞬時回転速度（ＮＥｍａｘ２）に変換してスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶する（第２回転速度検出手段：ステップＳ７）。
【００３９】
次に、下記の数２の演算式および図３（ｂ）に示したように、アフター噴射有りのマルチ噴射時の第２最大瞬時回転速度（ＮＥｍａｘ２）からアフター噴射無しのマルチ噴射時の第１最大瞬時回転速度（ＮＥｍａｘ１）を減算して回転速度差（ΔＮＥ）を算出する（ステップＳ８）。
【数２】

【００４０】
次に、予め実験等により測定した、アフター噴射無しのマルチ噴射時のトータル噴射量（ＴｏｔａｌＱ）にアフター噴射量（ＱAFTER)の増量分を加算した値に対応する目標回転速度差（目標ΔＮＥ）とステップＳ８で求めた回転速度差（ΔＮＥ）とを比較し、アフター噴射の有るマルチ噴射を実施しながら、図４（ａ）に示したように、回転速度差（ΔＮＥ）が目標回転速度差（目標ΔＮＥ）に略一致するように、アフター噴射量（ＱAFTER)を増減する。
【００４１】
つまり、下記の数３の演算式に示したように、アフター噴射量（ＱAFTER)とコモンレール圧（Ｐｃ＝ＸＭＰａ：例えば３０ＭＰａ）に応じて設定されるアフター噴射指令パルス幅（ＴＱAFTER)に噴射量補正量（学習補正パルス幅：ΔＴＱAFTER)を該当気筒に付加する（アフター噴射量増減手段：ステップＳ９）。
【数３】

【００４２】
次に、上記の数３の演算式に基づいて、ステップＳ９の制御処理で求めた目標回転速度差（目標ΔＮＥ）に応じて増減される学習補正パルス幅（ΔＴＱAFTER)を、パイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の学習値（ΔＴＱPILOT)に変換して、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶する（学習値記憶手段：ステップＳ１０）。このとき、アフター噴射開始時の気筒内圧とパイロット噴射開始時の気筒内圧とは異なるため、下記の数４の演算式に示したように、パイロット噴射開始時とアフター噴射開始時との間の、多気筒エンジン１の気筒内圧の変化分を考慮した補正係数を加味した値を学習値（＝学習補正量＝学習補正パルス幅：ΔＴＱPILOT)とすることが望ましい。
【数４】

【００４３】
次に、パイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の学習値（ΔＴＱPILOT)を、パイロット噴射量（ＱPILOT)とパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)とコモンレール圧（Ｐｃ＝ＸＭＰａ：例えば３０ＭＰａ）との関係を予め実験等により作成した特性マップに反映させる。つまり、図４（ｂ）に実線で示したパイロット噴射量（ＱPILOT)に対するパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の特性を、図４（ｂ）に破線で示した学習後のパイロット噴射量（ＱPILOT)に対するパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の特性に更新してスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶する（学習値反映手段：ステップＳ１１）。なお、上記のステップＳ５からステップＳ１１までを各気筒に対して実行し、各気筒の学習補正パルス幅（ΔＴＱPILOT)を記憶する。その後に、図２の制御ルーチンを抜ける。
【００４４】
以上のように、パイロット噴射量（ＱPILOT)に対するパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の特性を更新した後には、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）等によって設定された指令噴射量（Ｑ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と特性マップ（ＮＥ−Ｑマップ：図示せず）とからパイロット噴射量（ＱPILOT)が算出され、更に、コモンレール圧（Ｐｃ）とパイロット噴射量（ＱPILOT)との特性マップ（Ｑ−ＴＱマップ：図４（ｂ）の実線参照）からパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)が算出され、上記パイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)に、前記学習補正パルス幅（ΔＴＱPILOT)を加算することで、経時変化後の特性マップ（図４（ｂ）の破線参照）を算出する。
【００４５】
ここで、下記の数５の演算式に示したように、指令噴射量（Ｑ）とエンジン回転速度（ＮＥ）とから算出されたパイロット噴射量（ＱPILOT)に、ＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB）×（１／６）を加算（または減算）した値を、最終的なパイロット噴射量（ＱPILOT)としても良く、また、下記の数６の演算式に示したように、ΔＴＱPILOT を学習したパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)に、ＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB）×（１／６）に対応したＦＣＣＢ学習補正パルス幅（ΔＴＱFCCB）×（１／６）を加算（または減算）した値を、最終的なパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)としても良い。なお、各気筒毎のＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB）を、上述したように、各気筒毎のメイン噴射量（ＱMAIN）に付加しても良く、また、本実施例とは異なる配分率で各気筒毎のパイロット噴射量（ＱPILOT)およびメイン噴射量（ＱMAIN）に付加しても良い。
【００４６】
そして、多気筒エンジン１のクランク角度がパイロット噴射開始時期となったら、インジェクタ５の電磁弁に最終的なパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)のＴＱパルス（ＩＮＪ噴射指令パルス）を印加することで、各気筒毎のパイロット噴射量（ＱPILOT)に対する実際の噴射量のバラツキを解消することができる。
【数５】

【数６】

【００４７】
［実施例の効果］
以上のように、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムにおいては、学習制御によって回転速度差（ΔＮＥ）と目標回転速度（目標ΔＮＥ）との差に応じて増減されるアフター噴射の噴射量補正量（ΔＱAFTER)に対応した学習補正パルス幅（ΔＴＱAFTER)を、パイロット噴射量（ＱPILOT)に応じて設定されるパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)の学習値（ΔＴＱPILOT)に反映させて、予めメモリに記憶されているＴＱ−Ｑマップを補正することにより、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等による噴射量指令値（エンジン回転速度とアクセル開度等によって設定されるパイロット噴射量：ＱPILOT)に対する実際の噴射量のバラツキを補正することができる。
【００４８】
これにより、ある気筒のパイロット噴射が消失したり、ある気筒のパイロット噴射量が過大となり過ぎたりすることを防止できるので、パイロット噴射量に対応した噴射量のパイロット噴射を安定して行なうことができる。したがって、メイン噴射の開始時から安定した燃焼が行なわれることによって燃焼騒音やエンジン振動の低減、更には排気ガス性能の向上をを図ることのできる、パイロット噴射の効果を十分発揮することができる。
【００４９】
また、多気筒エンジン１の上死点付近で実施されるメイン噴射よりも後に実施されるアフター噴射開始時の気筒内圧と、メイン噴射よりも前に実施されるパイロット噴射開始時の気筒内圧とは異なる。すなわち、パイロット噴射は、インジェクタ５の電磁弁へのＴＱパルスの通電開始時刻から所定の噴射開始遅れ時間が経過してからノズルニードルが開弁し、ＴＱパルスの通電終了時刻から所定の噴射終了遅れ時間が経過してからノズルニードルが閉弁するはずが、アフター噴射時のコモンレール圧や多気筒エンジン１の気筒内圧に対して、コモンレール圧や多気筒エンジン１の気筒内圧が変化することにより、パイロット噴射時のノズルニードルの開弁時期または閉弁時期が学習値（Ｔｑ）を含んだＴＱパルス長さに基づく開弁時期または閉弁時期よりも早くなったり、遅くなったりする場合がある。
【００５０】
これにより、パイロット噴射時のノズルニードルの開弁時期または閉弁時期がアフター噴射を実施することで求めた学習値（Ｔｑ）を含んだＴＱパルス長さに基づく開弁時期または閉弁時期であると、当然のごとく実際に噴射される噴射量が、最適なパイロット噴射量（ＱPILOT)よりも増えたり、減ったりする不具合が生じてしまう。そこで、本実施例では、パイロット噴射開始時とアフター噴射開始時との間の、コモンレール圧や多気筒エンジン１の気筒内圧の変化分を考慮した補正係数を加味した値を、最終的な学習値（＝学習補正量：ΔＴＱPILOT)とすることにより、多気筒エンジン１の上死点前後の広い範囲でパイロット噴射とアフター噴射を行ない、その後にアフター噴射量の補正量をパイロット噴射量の補正量に変換してＴＱパルス長さを補正する場合に、パイロット噴射開始時とアフター噴射開始時との間の、コモンレール圧や多気筒エンジン１の気筒内圧の変化による実際の噴射量のバラツキを抑えることができる。したがって、パイロット噴射時に、多気筒エンジン１の運転条件に応じて設定された最適なパイロット噴射量（ＱPILOT)を、多気筒エンジン１の各気筒毎に正しく噴射することができる。
【００５１】
また、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムにおいては、学習制御の前半部分で、インジェクタ５の電磁弁の駆動を多気筒エンジン１の圧縮行程および膨張行程中に複数回実施することで、エンジントルクと成り得るメイン噴射に先立って微少なパイロット噴射を実行し、それに続く、学習制御の後半部分で、インジェクタ５の電磁弁の駆動を多気筒エンジン１の圧縮行程および膨張行程中に３回実施することで、パイロット噴射に加えてメイン噴射の後に微少なアフター噴射を実施することにより、例えば学習制御中にパイロット噴射を禁止することなく、各気筒のインジェクタ個々の噴射量のバラツキや経時変化等によるパイロット噴射量に対する実際の噴射量のバラツキの補正を行なうことができるので、パイロット噴射による燃焼騒音やエンジン振動の低減効果、エミッションの改善効果を引き続き享受することができる。
【００５２】
［変形例］
本実施例では、本発明を、蓄圧式燃料噴射システムに適用した例を説明したが、本発明を、蓄圧容器としてのコモンレール２を備えず、インジェクタ５の電磁弁等のアクチュエータを駆動することにより、噴射量指令値に対応した噴射量の燃料噴射を実施する内燃機関用燃料噴射装置に適用しても良い。
【００５３】
本実施例では、エンジン回転速度が所定値（例えばＮＥ＝１０００ｒｐｍ）以下、アクセル開度が所定値（例えばＡＣＣＰ＝０％）以下、車速が所定値（例えばＳＰＤ＝０ｋｍ／ｈ）以下であることを検出した際に、低負荷低回転状態、つまりアイドル安定状態（無負荷燃費状態）であることを検出する無負荷燃費検出手段の機能を含んで構成されている。なお、パーキングブレーキのＯＮ信号を検出した際、ヘッドライト、カーオーディオ、エアコンスイッチ、ヒータスイッチや送風用ファンスイッチ等の電気負荷の増減、あるいはトランスミッションのギアポジションがＮ（ニュートラル）にセットされた際、あるいはセレクトレバーがＮレンジまたはＰレンジにセットされていることを検出した際、あるいは運転者（ドライバー）がクラッチペダルを踏んでいることを検出した際等の入力情報を組み合わせると、より効果的に多気筒エンジン１のアイドル安定状態を検出できる。
【００５４】
本実施例では、学習制御を、アイドル安定状態の時のコモンレール圧（燃料噴射圧力）で、パイロット噴射に加えてアフター噴射を追加し、パイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)に付加する学習値（ΔＴＱPILOT)を算出しているが、学習制御を、アイドル安定状態の時のコモンレール圧以外の複数の異なる燃料噴射圧力（例えば車速が２０ｋｍ／ｈ時のコモンレール圧・車速が４０ｋｍ／ｈ時のコモンレール圧・車速が６０ｋｍ／ｈ時のコモンレール圧）、あるいは複数の異なるエンジン回転速度またはエンジン負荷等で、パイロット噴射に加えてアフター噴射を追加し、パイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)に付加する学習値（ΔＴＱPILOT)を算出し、複数の異なる燃料噴射圧力またはエンジン回転速度またはエンジン負荷等での各学習値を更新し記憶することにより、実際に車両走行中に主に使用される複数の異なる燃料噴射圧力でのパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)を補正することができる。
【００５５】
なお、複数の異なる、燃料噴射圧力またはエンジン回転速度またはエンジン負荷以外の、燃料噴射圧力またはエンジン回転速度またはエンジン負荷に関してはマップ補間を行なうようにして、多気筒エンジン１の全運転領域においてパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)を補正できるようにしても良い。また、アイドル安定状態の時のパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)に付加する学習値（ΔＴＱPILOT)を、予めメモリに記憶された複数の異なる燃料噴射圧力とパイロット噴射量（ＱPILOT)とパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)とのＴＱ−Ｑマップに圧力補正係数等を付加して反映させて、予めメモリに記憶された複数のＴＱ−Ｑマップを書き換えるようにしても良い。この場合も、多気筒エンジン１の全運転領域においてパイロット噴射指令パルス幅（ＴＱPILOT)を補正できる。
【００５６】
また、本実施例では、アイドル安定状態の時に学習制御に入るようにセットされているが、車両に設置された手動スイッチをＯＮした時、あるいは無負荷燃費状態の時、あるいはその他の学習実行条件が成立した時に実行されるようにセットしても良い。なお、その他の学習実行条件が成立した時とは、イグニッションスイッチのオフ回数、あるいは車両の走行距離、あるいはエンジンの運転時間、あるいは噴射量経時変化等によるインジェクタの性能（機能）の噴射量経時劣化量が所定の条件を満足した時等が考えられる。
【００５７】
本実施例では、学習値記憶手段としてスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭを用いたが、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭを用いずに、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、学習値を記憶するようにしても良い。この場合にも、イグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した内容は保存される。
【００５８】
本実施例では、アフター噴射指令パルス幅（ＴＱAFTER)の、目標回転速度差（目標ΔＮＥ）に対応して増減される噴射量補正量（学習補正パルス幅：ΔＴＱAFTER)を、パイロット噴射期間（＝パイロット噴射指令パルス幅：ＴＱPILOT)の学習値（ΔＴＱPILOT)としてメモリ等に記憶するようにしているが、学習補正パルス幅（ΔＴＱAFTER)を、マルチ噴射の各噴射期間（例えばプレ噴射期間またはメイン噴射期間またはアフター噴射期間またはポスト噴射期間）の算出に反映させるようにしても良い。また、目標回転速度差（目標ΔＮＥ）に対応して増減される噴射量補正量（ΔＱAFTER)を、マルチ噴射の各噴射量（例えばプレ噴射量またはパイロット噴射量またはメイン噴射量またはアフター噴射量またはポスト噴射量）の算出に反映させるようにしても良い。
【００５９】
本実施例では、学習制御中のアフター噴射の有るマルチ噴射を実施している場合、アフター噴射量（ＱAFTER)の初期値を、パイロット噴射量（ＱPILOT)に略一致させるようにしているが、アフター噴射量（ＱAFTER)の初期値を、ＦＣＣＢ補正量（ΔＱFCCB×（１／６）またはΔＱFCCB）を含んだパイロット噴射量（ＱPILOT)に略一致させるようにしても良い。あるいは、アフター噴射量（ＱAFTER)の初期値を、パイロット噴射量（ＱPILOT)に対して１：２または２：３等のように比例配分した値を用いても良い。この場合には、目標回転速度差（目標ΔＮＥ）を、アフター噴射量（ＱAFTER)とパイロット噴射量（ＱPILOT)との比例配分に従って変更すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である（実施例）。
【図２】パイロット噴射量に対する、パイロット噴射指令パルス幅の学習補正方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図３】（ａ）は燃料噴射率の波形を示したタイミングチャートで、（ｂ）は瞬時エンジン回転速度の挙動を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図４】（ａ）はアフター噴射量と目標回転速度差との関係を示した特性図で、（ｂ）はパイロット噴射量とパイロット噴射指令パルス幅との関係を示した特性図である（実施例）。
【符号の説明】
１ 多気筒エンジン
２ コモンレール（蓄圧容器）
３ サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
５ インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）
１０ ＥＣＵ（第１マルチ噴射実行手段、第２マルチ噴射実行手段、第１回転速度検出手段、第２回転速度検出手段、噴射量補正手段、学習値記憶手段）
３１ 気筒判別センサ（運転状態または運転条件検出手段）
３２ クランク角センサ（運転状態または運転条件検出手段）
３３ アクセル開度センサ（運転状態または運転条件検出手段）
３４ 冷却水温センサ（運転状態または運転条件検出手段）
３５ コモンレール圧センサ（噴射圧力検出手段）

Claims (4)

1. エンジンの運転状態または運転条件に応じて設定される噴射量指令値に基づいてインジェクタを駆動する内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   （ａ）前記インジェクタの駆動を、前記エンジンの圧縮、膨張行程中に複数回実施することで、前記エンジンの上死点付近で実施されるメイン噴射よりも前に、微少な噴射量のパイロット噴射を実施するマルチ噴射を行なう第１マルチ噴射実行手段と、
   （ｂ）前記インジェクタの駆動を、前記エンジンの圧縮、膨張行程中に複数回実施することで、前記パイロット噴射に加えて前記メイン噴射よりも後に、微少な噴射量のアフター噴射を実施するマルチ噴射を行なう第２マルチ噴射実行手段と、
   （ｃ）前記第１マルチ噴射実行手段によって前記アフター噴射の無いマルチ噴射を実施している時の、最大瞬時エンジン回転速度を検出する第１回転速度検出手段と、
   （ｄ）前記第２マルチ噴射実行手段によって前記アフター噴射の有るマルチ噴射を実施している時の、最大瞬時エンジン回転速度を検出する第２回転速度検出手段と、
   （ｅ）前記第１回転速度検出手段によって検出された前記アフター噴射の無いマルチ噴射時の最大瞬時エンジン回転速度と前記第２回転速度検出手段によって検出された前記アフター噴射の有るマルチ噴射時の最大瞬時エンジン回転速度との回転速度差と、
   予め決められた目標回転速度差とを比較し、
   前記アフター噴射の有るマルチ噴射を実施しながら、前記回転速度差が目標回転速度差に略一致するように、前記噴射量指令値に対応して設定されるアフター噴射量を増量または減量する噴射量補正手段と、
   （ｆ）この噴射量補正手段によって増量または減量した前記アフター噴射量の噴射量補正量を、前記噴射量指令値に付加する学習値として更新し記憶する学習値記憶手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   前記第２マルチ噴射実行手段は、前記噴射量指令値に対応して設定されるアフター噴射量を、前記噴射量指令値に対応して設定されるパイロット噴射量と略同等または相関の有る噴射量に設定することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   前記噴射量指令値とは、前記エンジンの運転状態または運転条件に応じて設定される指令噴射量、あるいはこの指令噴射量に応じて設定される指令噴射期間であり、
   前記学習値とは、前記指令噴射量に付加する学習値、あるいは前記指令噴射期間に付加する学習値であり、
   前記指令噴射量に付加する学習値、あるいは前記指令噴射期間に付加する学習値に、前記パイロット噴射開始時と前記アフター噴射開始時との間の、前記エンジンの気筒内圧の変化分を考慮した補正係数を加味した値を学習補正量とする学習補正量算出手段を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
   前記第１マルチ噴射実行手段によって前記アフター噴射の無いマルチ噴射を行なう際には、前記エンジンの各気筒毎の回転速度変動を検出し、
   この気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、
   各気筒間の回転速度変動を平滑化するように、前記噴射量指令値または前記指令噴射量または前記指令噴射期間を各気筒毎に調整する気筒間回転速度変動抑制制御を行なうことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。

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