JP6345415B2 - 蓄圧式燃料噴射制御装置及び蓄圧式燃料噴射制御装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒内に燃料噴射を行うための蓄圧式燃料噴射制御装置及び蓄圧式燃料噴射制御装置の制御方法に関する。特に、より微小な燃料噴射量を確実に噴射することが可能となる蓄圧式燃料噴射制御装置及び蓄圧式燃料噴射制御装置の制御方法に関する。

内燃機関の一態様としてのディーゼルエンジンにおいて、気筒内へ燃料を噴射する装置として蓄圧式燃料噴射制御装置が用いられている。この蓄圧式燃料噴射制御装置は、複数のインジェクタが接続され燃料が蓄圧されるコモンレールを備えており、高圧燃料が各インジェクタに供給された状態で各インジェクタの通電制御を行うことによって、燃料の緻密な噴射が行われるようになっている。

近年、ディーゼルエンジンにおいては、燃焼性を向上させることで燃焼音やＮＯxの低減を図ることを目的として、メイン噴射の前に微小量のパイロット噴射を実施することが一般的になっている。このパイロット噴射を実施するにあたって、燃焼音やＮＯxを低減する効果を十分に得るためには、微小噴射の噴射量を正確に制御することが求められる。しかしながら、インジェクタは、製造条件のばらつきや経時劣化によって生じる噴射特性のばらつきに起因して、制御装置の演算による指示噴射量に対して実噴射量のずれが生じる場合がある。

そこで、指示噴射量に対する実噴射量のずれを学習して、燃料噴射量の補正を実行するように構成された燃料噴射制御装置が提案されている。具体的には、インジェクタに対する指示噴射量がゼロ以下となる無噴射時に単発噴射を実施し、その単発噴射によって上昇する機関回転数の変動量を求めてインジェクタから噴射された実噴射量を算出し、単発噴射の指示噴射量と実噴射量との差を噴射補正量として算出するように構成された燃料噴射制御装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

：特開２０１１−１４０９２１号公報

ところで、蓄圧式燃料噴射制御装置のインジェクタにおいては、燃料の噴射が可能となる最低噴射量が存在する。この最低噴射量とは、確実に噴射が可能な範囲での噴射量の最低値のことである。換言すれば、最低噴射量を下回る噴射量を目標噴射量として設定した場合、噴射が消失する等、適正に噴射が行われないこととなる。

よって通常は、安定した微小噴射を行うため、最低噴射量に対し所定のマージンを加算した値が、指示噴射量として設定できる最低値である最低指示噴射量として使用される。そして、運転状態により定まる指示噴射量が最低指示噴射量を下回った場合、噴射そのものを行わない、あるいは、指示噴射量を最低指示噴射量に強制的に置き換える等の処理がなされることがある。

ここで、個々のインジェクタにおける最低噴射量は、製造ばらつきや、劣化の影響により、ある程度のばらつきが存在することは避けられない。最低指示噴射量を算出するに当たり使用される最低噴射量としては、インジェクタの平均的な値が用いられるため、最低指示噴射量を設定する際には、最低噴射量のばらつきが最悪のケースとなっても適正に噴射が行われる様な大きさに、上記所定のマージンを決定する必要がある。その結果、実際には多くのインジェクタにおいて必要以上に大きな最低指示噴射量が設定されることがあった。

この様な状況において、上述の、無噴射時の単発噴射を利用した燃料噴射量の補正を実行すると、補正後の指示噴射量が、最低指示噴射量を下回ることが生じ易くなる。その場合、実際には噴射可能であるにもかかわらず、適正な噴射が行われないこととなる。

この様な状況に鑑み、本発明の発明者は鋭意努力し、内燃機関のアイドリング時における回転数のフィードバック制御を利用して、個々のインジェクタの最低噴射量を精度良く学習することにより、この様な問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち本発明は、インジェクタの最低噴射量を学習することにより、適正な最低指示噴射量を算出し、より微小な噴射量を確実に噴射することのできる蓄圧式燃料噴射制御装置及び蓄圧式燃料噴射制御装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、コモンレールに蓄積された燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタと、インジェクタから噴射される燃料噴射量を制御する電子制御ユニットと、を備えた畜圧式燃料噴射制御装置において、電子制御ユニットは、内燃機関のアイドリング状態において、内燃機関の回転数が目標アイドル回転数となる様に燃料噴射量を調節するアイドリングガバナ制御が実行可能であり、内燃機関のアイドリング状態において、最低指示噴射量を学習するインジェクタを選択し、かつ、燃料噴射をシングル噴射とし、内燃機関の回転数が所定範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にあると判定された場合に、当該所定範囲内となった際の燃料噴射量指示値を記憶し、燃料噴射量指示値から、所定の燃料噴射量減少量Ｑ１に係数Ｋを乗じて求められる量の燃料を減じた燃料噴射量でシングル噴射を行い、シングル噴射後に内燃機関の回転数が所定範囲内に復帰したと判定された後に、所定の条件が成立しているか否かを判定し、所定の条件が成立していないと判定された場合、所定の条件が成立していると判定されるまでシングル噴射と内燃機関の回転数の判定を繰り返し、そのシングル噴射の繰り返しにおいては係数Ｋをシングル噴射を行う度毎に増加させてゆく一方、所定の条件は、シングル噴射後の内燃機関の回転数が所定範囲内へ復帰したと判定された場合に、その復帰の際にアイドリングガバナ制御により増加された燃料噴射量の増分をＱ２、所定の定数をαとして、Ｑ２＞Ｑ１×Ｋ＋αと表される不等式であり、所定の条件が成立したと判定された場合、当該所定の条件が成立する直近のシングル噴射における燃料噴射量をインジェクタの最低噴射量学習値とし、次いで、最低噴射量学習値に所定のマージンを加算し、その加算結果をインジェクタの最低指示噴射量学習値とすることを特徴とする畜圧式燃料噴射制御装置が提供される。

また、本発明の畜圧式燃料噴射制御装置を構成するにあたり、電子制御ユニットは、コモンレール内の燃料圧力が高い程、所定のマージンを大きく設定することが好ましい。

また、本発明の別の態様は、コモンレールに蓄積された燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタと、インジェクタから噴射される燃料噴射量を制御する電子制御ユニットとを備え、電子制御ユニットは、内燃機関のアイドリング状態において、内燃機関の回転数が目標アイドル回転数となる様に燃料噴射量を調節するアイドリングガバナ制御が実行可能に構成されてなる畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法であって、アイドリング状態において、最低指示噴射量を学習するインジェクタを選択し、かつ、燃料噴射をシングル噴射とし、内燃機関の回転数が所定範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にあると判定された場合に、当該所定範囲内となった際の燃料噴射量指示値を記憶し、燃料噴射量指示値から、所定の燃料噴射量減少量Ｑ１に係数Ｋを乗じて求められる量の燃料を減じた燃料噴射量でシングル噴射を行い、シングル噴射後に内燃機関の回転数が所定範囲内に復帰したと判定された後に、所定の条件が成立しているか否かを判定し、所定の条件が成立していないと判定された場合、所定の条件が成立していると判定されるまでシングル噴射と内燃機関の回転数の判定を繰り返し、そのシングル噴射の繰り返しにおいては係数Ｋをシングル噴射を行う度毎に増加させてゆく一方、所定の条件は、シングル噴射後の内燃機関の回転数が所定範囲内へ復帰したと判定された場合に、その復帰の際にアイドリングガバナ制御により増加された燃料噴射量の増分をＱ２、所定の定数をαとして、Ｑ２＞Ｑ１×Ｋ＋αと表される不等式であり、所定の条件が成立したと判定された場合、当該所定の条件が成立する直近のシングル噴射における燃料噴射量をインジェクタの最低噴射量学習値とし、次いで、最低噴射量学習値に所定のマージンを加算し、その加算結果をインジェクタの最低指示噴射量学習値とすることを特徴とする畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法である。

また、本発明の畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法を構成するにあたり、所定のマージンは、コモンレール内の燃料圧力が高い程、大きく設定されることが好ましい。

本発明によれば、インジェクタの最低噴射量を精度良く学習することにより、適正な最低指示噴射量を算出することができ、より微小な燃料噴射量を確実に噴射することが可能となる。

蓄圧式燃料噴射制御装置の構成例を示す全体図である。 本発明の実施の形態における、最低指示噴射量を設定する処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態における、インジェクタの最低噴射量の学習を説明するための図である。 本発明の実施の形態における、インジェクタの最低指示噴射量の設定を説明するための図である。

以下、適宜図面を参照して、本発明の蓄圧式燃料噴射制御装置及び蓄圧式燃料噴射制御装置の制御方法に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射制御装置１０の全体構成を示している。この蓄圧式燃料噴射制御装置１０は、車両に搭載された図示されない内燃機関の気筒内に燃料を噴射するための装置であって、燃料タンク１と、低圧ポンプ１１と、高圧ポンプ１３と、流量制御弁１９と、コモンレール１５と、圧力制御弁２３と、インジェクタ１７と、電子制御ユニット５０（ＥＣＵ）等を主たる要素として備えている。

低圧ポンプ１１と高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとは低圧燃料通路３１で接続され、高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとコモンレール１５、及びコモンレール１５とインジェクタ１７はそれぞれ高圧燃料通路３３、３５で接続されている。また、高圧ポンプ１３、コモンレール１５、インジェクタ１７には、インジェクタ１７から噴射されない余剰燃料を燃料タンク１に戻すためのリターン通路３７、３８、３９がそれぞれ接続されている。

高圧ポンプ１３内の低圧燃料通路３１の途中には、加圧室１３ａに送られる燃料の流量を調節するための流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９は、例えば供給電流値によって弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の流量制御弁が用いられる。本実施形態の流量制御弁１９は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープンの流量制御弁として構成されている。ただし、非通電状態で燃料の流路が全閉となるノーマルクローズの流量制御弁であってもよい。

高圧ポンプ１３内の、流量制御弁１９よりも上流側の低圧燃料通路３１から分岐する燃料通路には、圧力調整弁２１が備えられている。この圧力調整弁２１は、燃料タンク１に通じるリターン通路３７に接続されており、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路３１内の圧力とリターン通路３７内の圧力との差が所定値を越えたときに開弁されるオーバーフローバルブが用いられている。低圧ポンプ１１によって燃料が圧送されている状態においては、低圧燃料通路３１内の圧力が、リターン通路３７内の圧力に対して所定の差圧分大きくなるように調整される。

低圧ポンプ１１は、燃料タンク１内の燃料を吸い上げて圧送し、低圧燃料通路３１を介して高圧ポンプ１３の加圧室１３ａに燃料を供給する。この低圧ポンプ１１は燃料タンク１内に備えられたインタンク式の電動ポンプであって、バッテリから供給される電流によって駆動させられる。ただし、低圧ポンプ１１は、燃料タンク１の外部に設けられるものであってもよく、また、図示されない内燃機関動力によって駆動するギアポンプであってもよい。

高圧ポンプ１３は、低圧ポンプ１１によって燃料吸入弁２７を介して加圧室１３ａへ導入される燃料をプランジャ２９によって加圧し、高圧状態の燃料を燃料吐出弁２８及び高圧燃料通路３３を介してコモンレール１５に圧送する。燃料吐出弁２８は、吐出側に位置するコモンレール内の圧力（以下「レール圧」と称する）が高いほどシール性が高められる逆止弁構造となっている。

高圧ポンプ１３を駆動するカム１４は、図示されない内燃機関のドライブシャフトにギアを介して連結されたカムシャフトに固定されている。図１に示す高圧ポンプ１３は二本のプランジャ２９を備えており、二本のプランジャ２９がカム１４によって押し上げられ、二つの加圧室１３ａ内で燃料が加圧されてコモンレール１５に対して高圧の燃料が圧送される。本実施形態の高圧ポンプ１３は、二つのプランジャ２９及び加圧室１３ａを備えて構成されているが、プランジャ数はこれに限定されない。

コモンレール１５は、高圧ポンプ１３によって加圧された高圧状態の燃料を蓄積し、高圧燃料通路３５を介して接続された各インジェクタ１７に燃料を供給する。このコモンレール１５にはレール圧センサ２５及び圧力制御弁２３が取り付けられている。レール圧センサ２５のセンサ信号は電子制御ユニット５０に送られ、このセンサ信号に基づいてレール圧が検出される。

圧力制御弁２３は、コモンレール１５から燃料タンク１へと戻す高圧の燃料の流量を調節するために用いられる。圧力制御弁２３は、燃料の通路を開閉するための弁部材のストローク量が供給電流値によって可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。本実施形態の圧力制御弁２３は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープン型の圧力制御弁として構成されている。ノーマルオープン型の圧力制御弁は、弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力とレール圧の和が、弁部材を閉弁方向に付勢する力を上回っているときに開弁する。

インジェクタ１７は、噴射孔が設けられたノズルボディと、進退移動により噴射孔を開閉するノズルニードルとを備えている。インジェクタ１７は、ノズルニードルの後端側に背圧を負荷することで噴射孔が閉じられる一方、負荷された背圧が逃されることで噴射孔が開かれる。インジェクタ１７の背圧制御手段としては、ピエゾ素子が備えられた電歪型のアクチュエータや、電磁ソレノイド式のアクチュエータが用いられる。

流量制御弁１９及び圧力制御弁２３は、電子制御ユニット５０によって通電制御が行われるようになっており、通電量（操作量）に応じて燃料通過面積が比例的に変化し、通過する燃料の流量が調節される。蓄圧式燃料噴射制御装置１０は、これらの制御弁を用いて、レール圧センサ２５によって検出される実レール圧が目標レール圧となるように、レール圧制御を行う。具体的には、先に説明した、圧力制御弁２３を閉ループ制御するモード、流量制御弁１９を閉ループ制御するモード、および両方の制御弁を閉ループ制御するモード、を内燃機関の運転状態により使い分けることにより、レール圧制御を行うことが可能となっている。

電子制御ユニット５０は、公知の構成のマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子を有し、インジェクタ１７を駆動するための駆動回路や、流量制御弁１９や圧力制御弁２３への通電を行うための通電回路を備える。また電子制御ユニット５０には、レール圧センサ２５の検出信号が入力される他、内燃機関の回転数やアクセル開度、燃料温度などの各種の検出信号が、内燃機関の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。

ここで、燃料温度を検出するための燃料温度センサ（図示せず）は、本実施形態においては、高圧ポンプの燃料入口付近に設置されているが、これ以外の箇所に設置されていても構わない。

図２は、電子制御ユニット５０によって実行される、本発明における最低噴射量学習及び最低指示噴射量算出の手順を示すサブルーチンフローチャートである。本実施形態における最低指示噴射量算出処理は、電子制御ユニット５０による種々の制御が実行される中で、サブルーチン処理の一つとして実行されるものである。以下、図２を参照しつつ、最低噴射量学習及び最低指示噴射量算出処理について、より具体的に説明する。

電子制御ユニット５０による処理が開始されると、まず、内燃機関がアイドリング状態であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。アイドリング状態と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０４の処理へ進む一方、アイドリング状態ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、以下の一連の処理を実行するに適した状態ではないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。

内燃機関がアイドリング状態であるか否かの判定は、車速が０、かつアクセル開度が０の状態とすることができる。また、内燃機関の回転数が不安定となり易い始動直後での学習を避けるため、冷却水温が所定値以上、あるいは、内燃機関の始動から所定時間以上経過、等の条件を加えることもできる。

ステップＳ１０４においては、最低噴射量を学習するインジェクタ１７を選択し、燃料噴射をシングル噴射とする。シングル噴射とは、パイロット噴射等の分割噴射を行わず、１サイクルにつき１回の噴射を行うという意味である。

続くステップＳ１０６においては、内燃機関の回転数が通常のアイドル回転数を中心とする所定範囲内にあるか否かが判定され、所定範囲内にあると判定された場合（ＹＥＳの場合）、次述するステップＳ１０８へ進む一方、所定範囲内ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、所定範囲内となるまで待機する。

ステップＳ１０８においては、先のステップＳ１０６において内燃機関の回転数が所定範囲内となった際の燃料噴射量指示値を電子制御ユニット５０の適宜の箇所に記憶し、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０においては、次述する燃料噴射量減少量Ｑ１に乗算する係数Ｋを“１”に設定する。

ステップＳ１１２においては、学習対象であるインジェクタ１７の燃料噴射量を所定量Ｑ１*Ｋ[mg/st]だけ減少させる。本フローが最初にステップＳ１１２を通過する際には、ステップＳ１１０においてＫ＝１と設定されていることから、燃料噴射量の減少量はＱ１[mg/st]となる。具体的には、学習対象であるインジェクタ１７のみ、背圧制御手段であるアクチュエータへの通電時間を減少させることにより、燃料噴射量をＱ１[mg/st]だけ減少させる。尚、Ｑ１をいかなる値とするかは、試験はシミュレーションにより決定することができる。

ここで、蓄圧式燃料噴射制御装置においては、通常、アイドルガバナと呼ばれる制御が実行される様になっている。具体的には、アイドリング状態において、内燃機関の回転数が目標アイドル回転数となる様に、フィードバック制御により燃料噴射量が調節される。よって、ステップＳ１１２において、学習対象であるインジェクタ１７の燃料噴射量が減少した後、アイドルガバナの働きにより、内燃機関の回転数を元のアイドル回転数に復帰させるべく、ＥＣＵが噴射量増加の指示を出す。ここで、ＥＣＵにより指示される燃料噴射量の増加分をＱ２[mg/st]とする。

Ｑ２は、アイドルガバナの働きによりエンジン回転数が復帰する際の、エンジン回転数の変化量から計算される。アイドルガバナの働きによる、エンジン回転数の変化量とその時の燃料噴射量の変動は、試験やシミュレーションにより、予め把握しておくことができる。

ステップＳ１１４においては、アイドルガバナの働きにより、内燃機関の回転数が元のアイドル回転数を中心とする所定範囲内に復帰したか否かが判定される。内燃機関の回転数が所定範囲内に復帰したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、次述するステップＳ１１６へ進む一方、未だ所定範囲内に復帰していないと判定された場合、復帰するまで待機する。

ステップＳ１１６においては、アイドルガバナの働きにより内燃機関の回転数をアイドル回転数に復帰させるために増加させた噴射量Ｑ２[mg/st]と、ステップＳ１１２において減少させた噴射量Ｑ１*Ｋとを比較する。そして、Ｑ２[mg/st]がＱ１*Ｋ[mg/st]を所定量α以上上回っているか否か、すなわち、Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ＋αとなっているか否かが判定される。Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ＋αが成り立つ場合（ＹＥＳの場合）、次述するステップＳ１２０へ進み、Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ＋αが成り立たない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１８へ進む。

ステップＳ１１８においては、係数Ｋを１だけ増加させる。そして再びステップＳ１１２へ進み、学習対象であるインジェクタ１７の燃料噴射量をＱ１*Ｋ[mg/st]だけ減少させる。すなわち、本フローが２度目にステップS１１２を通過する際には、ステップS１１８においてＫ＝２と設定されていることから、燃料噴射量の減少量はＱ１*２[mg/st]となる。

そしてステップS１１６において、Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ＋αとなるまでステップＳ１１２からステップＳ１１８の処理を繰り返す。ここで、αをいかなる値に設定するかは、試験やシミュレーションにより決定することができる。

ステップＳ１２０においては、Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ＋αとなる直前の燃料噴射量を、当該インジェクタ１７の最低噴射量として学習する。ここで、Ｑ２＞Ｑ１＋αとなる直前の燃料噴射量を最低噴射量学習値とする手順について、図３を参照し、さらに説明する。

図３は、レール圧が１００[MPa]の場合における、インジェクタ１７の通電時間と燃料噴射量の関係を示す。本実施形態におけるアイドリング時のレール圧は１００[MPa]であり、このレール圧で最低噴射量の学習が実行される。また、ステップＳ１１２における燃料噴射量の減少量Ｑ１、及び、ステップＳ１１６における所定量αは、共に０．５[mg/st]である。記号Ａは、インジェクタ１７の実際の最低噴射量を指し、本実施形態においては１．２[mg/st]である。よって、図３に太線で示される様に、燃料噴射量がＡ以上の領域では、インジェクタ１７の通電時間と燃料噴射量がほぼ比例関係となる一方、燃料噴射量がＡを下回る領域においては、燃料噴射量は０となる。

ステップＳ１０８において記憶される燃料噴射量を２[mg/st]とすると、最初にステップＳ１１０を通過する際の燃料噴射量の減少量はＱ１*Ｋ＝０．５*１＝０．５[mg/st]となり、この時の燃料噴射量は２−Ｑ１*Ｋ＝２−０．５*１＝１．５[mg/st]とされる。すなわち、インジェクタ１７の通電時間が、２[mg/st]に対応する３００[μs]から１．５[mg/st]に対応する２５０[μs]とされる。

燃料噴射量の減少に伴い、内燃機関の回転数が低下するが、その後、上述のアイドルガバナの働きにより、内燃機関の回転数を通常のアイドル回転数に復帰させるべく、燃料噴射量が増やされる。内燃機関の回転数がアイドル回転数に復帰したことがステップＳ１１４において確認されると、続くステップＳ１１６において、アイドルガバナの働きによる燃料噴射量の増加量Ｑ２と、ステップＳ１１２における燃料噴射量の減少量Ｑ１が比較される。

この場合、ステップＳ１１２における燃料噴射量の減少量Ｑ１*Ｋ＝０．５[mg/st]と同量の燃料噴射量を増加させることで、内燃機関の回転数がアイドル回転数に復帰するため、アイドルガバナの働きによる燃料噴射量の増加量Ｑ２は、０．５[mg/st]となる。よってＱ２＝Ｑ１*Ｋとなることから、ステップＳ１１６においてＮＯと判定され、ステップＳ１１８へ進むこととなる。

ステップＳ１１８においては、Ｋの値が１だけ増やされ、すなわちＫ＝２とされ、再びステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２においては、燃料噴射量の減少量はＱ１*Ｋ＝０．５*２＝１[mg/st]となる。よってこの時の燃料噴射量は、２−Ｑ１*Ｋ＝２−０．５*２＝１[mg/st]とされる。すなわち、インジェクタ１７の通電時間が、１[mg/st]に対応する２００[μs]とされる。

ところが、インジェクタ１７の最低噴射量はＡ＝１．２[mg/st]であるため、１[mg/st]の噴射はできない。よって通電時間を２００[μs]とした場合の実際の燃料噴射量は０となる。その結果、燃料噴射量の減少量が、ＥＣＵの指示値としては１[mg/st]であったものが、実際には２[mg/st]となる。その後アイドルガバナの働きにより、エンジン回転数はアイドル回転数まで復帰するが、その際の燃料噴射量の増加量Ｑ２は、エンジン回転数を復帰させるに要した燃料噴射量として計算されるため、Ｑ２＝２[mg/st]となる。

一方、Ｑ１*Ｋ+α＝０．５*２+０．５＝１．５であることから、Ｑ２＞Ｑ１*Ｋ+αとなり、ステップＳ１１６においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１２０へ進むこととなる。ステップＳ１２０においては、ステップＳ１１６においてＹＥＳと判定される前の噴射量、すなわち１．５[mg/st]が当該インジェクタ１７の最低噴射量学習値とされる。

再び図２の説明に戻れば、続くステップS１２２においては、ステップS１２０において設定された最低噴射量に所定のマージンを加算して、最低指示噴射量が設定される。

本実施形態によれば、個々のインジェクタ１７に対し最低指示噴射量を精度良く設定することが可能となるため、必要以上に大きな最低指示噴射量が設定されることがなくなり、より微小な燃料噴射量を確実に噴射することが可能となる。

[第２の実施の形態]
上述した第１の実施の形態においては、アイドリング時のレール圧である１００[MPa]において最低噴射量の学習を行い、当該学習値に対し所定のマージンを加算することにより求めた最低指示噴射量を他のレール圧にも適用していた。しかしながら、インジェクタ１７の通電時間と燃料噴射量の関係は、図４（ａ）に示す様に、レール圧が高くなる程傾きが急峻となる。

傾きが急峻であると、インジェクタ１７の製造段階における個体ばらつき、あるいは劣化の影響によって、同じ通電時間であっても、燃料噴射量のずれ量が大きくなる。また、通電時間のわずかなずれによる燃料噴射量の変化量も大きくなる。よって、レール圧が高くなる程、燃料噴射量のばらつきが大きくなる。

第２の実施の形態においては、図２のステップＳ１２２において最低噴射量学習値に加算するマージンを、レール圧によって異ならせるところが、第１実施の形態と異なっている。

図４（ｂ）は、レール圧が１５０[MPa]、１００[MPa]、５０[MPa]における、インジェクタ１７の通電時間と燃料噴射量の関係、最低噴射量学習値、及び、最低指示噴射量を示す。Ｌ１は、最低噴射量学習値を示し、レール圧１００[MPa]において学習されたものである。インジェクタ１７の最低噴射量は、インジェクタ１７の機械的特性により定まるものであり、レール圧によらず一定である。

Ｌ２は、最低指示噴射量を示す。レール圧１００[MPa]における最低指示噴射量は、最低噴射量学習値Ｌ１に対し、マージンＤを加算したものとなっている。同様に、レール圧１５０[MPa]における最低指示噴射量Ｌ２は、最低噴射量学習値Ｌ１に対し、マージンＤａを加算したものであり、レール圧５０[MPa]における最低指示噴射量Ｌ２は、最低噴射量学習値Ｌ１に対し、マージンＤｂを加算したものとなっている。

本実施形態においては、レール圧が高い程、マージンを大きく取るようにしている。これは上述した様に、レール圧が高い程、燃料噴射量のばらつきが大きいためである。換言すれば、レール圧が低い程、マージンを小さな値とすることができる。よって、レール圧１５０[MPa]、１００[MPa]、５０[MPa]において、最低噴射量学習値に加算されるそれぞれのマージン、Ｄａ、Ｄ、Ｄｂの大きさは、Ｄａ＞Ｄ＞Ｄｂの関係となっている。

本実施形態によれば、最低指示噴射量を設定するにあたり、最低噴射量学習値に加算するマージンをレール圧によって異ならせることにより、レール圧毎に適切な最低指示噴射量を設定することができる。よって、より微小な燃料噴射量を確実に噴射することが可能となる。

１：燃料タンク、１０：蓄圧式燃料噴射制御装置、１１：低圧ポンプ、１３：高圧ポンプ、１３ａ：加圧室、１４：カム、１５：コモンレール、１７：インジェクタ、１９：流量制御弁、２３：圧力制御弁、２５：レール圧センサ、２７：燃料吸入弁、２８：燃料吐出弁、２９：プランジャ、３１：低圧燃料通路、３３、３５：高圧燃料通路、３７、３８、３９：リターン通路、５０：電子制御ユニット

Claims (4)

1. コモンレールに蓄積された燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタと、
   前記インジェクタから噴射される燃料噴射量を制御する電子制御ユニットと、
   を備えた畜圧式燃料噴射制御装置において、
   前記電子制御ユニットは、
   前記内燃機関のアイドリング状態において、前記内燃機関の回転数が目標アイドル回転数となる様に前記燃料噴射量を調節するアイドリングガバナ制御が実行可能であり、
   前記内燃機関のアイドリング状態において、最低指示噴射量を学習するインジェクタを選択し、かつ、燃料噴射をシングル噴射とし、
   前記内燃機関の回転数が所定範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にあると判定された場合に、当該所定範囲内となった際の燃料噴射量指示値を記憶し、
   前記燃料噴射量指示値から、所定の燃料噴射量減少量Ｑ１に係数Ｋを乗じて求められる量の燃料を減じた燃料噴射量でシングル噴射を行い、前記シングル噴射後に前記内燃機関の回転数が前記所定範囲内に復帰したと判定された後に、所定の条件が成立しているか否かを判定し、前記所定の条件が成立していないと判定された場合、前記所定の条件が成立していると判定されるまで前記シングル噴射と前記内燃機関の回転数の判定を繰り返し、そのシングル噴射の繰り返しにおいては前記係数Ｋを前記シングル噴射を行う度毎に増加させてゆく一方、
   前記所定の条件は、前記シングル噴射後の前記内燃機関の回転数が前記所定範囲内へ復帰したと判定された場合に、その復帰の際に前記アイドリングガバナ制御により増加された燃料噴射量の増分をＱ２、所定の定数をαとして、Ｑ２＞Ｑ１×Ｋ＋αと表される不等式であり、
   前記所定の条件が成立したと判定された場合、当該所定の条件が成立する直近の前記シングル噴射における燃料噴射量を前記インジェクタの最低噴射量学習値とし、次いで、前記最低噴射量学習値に所定のマージンを加算し、その加算結果を前記インジェクタの最低指示噴射量学習値とすることを特徴とする畜圧式燃料噴射制御装置。
2. 前記電子制御ユニットは、前記コモンレール内の燃料圧力が高い程、前記所定のマージンを大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の畜圧式燃料噴射制御装置。
3. コモンレールに蓄積された燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタと、
   前記インジェクタから噴射される燃料噴射量を制御する電子制御ユニットと、を備え、前記電子制御ユニットは、前記内燃機関のアイドリング状態において、前記内燃機関の回転数が目標アイドル回転数となる様に前記燃料噴射量を調節するアイドリングガバナ制御が実行可能に構成されてなる畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法であって、
   前記アイドリング状態において、最低指示噴射量を学習するインジェクタを選択し、かつ、燃料噴射をシングル噴射とし、
   前記内燃機関の回転数が所定範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にあると判定された場合に、当該所定範囲内となった際の燃料噴射量指示値を記憶し、
   前記燃料噴射量指示値から、所定の燃料噴射量減少量Ｑ１に係数Ｋを乗じて求められる量の燃料を減じた燃料噴射量でシングル噴射を行い、前記シングル噴射後に前記内燃機関の回転数が前記所定範囲内に復帰したと判定された後に、所定の条件が成立しているか否かを判定し、前記所定の条件が成立していないと判定された場合、前記所定の条件が成立していると判定されるまで前記シングル噴射と前記内燃機関の回転数の判定を繰り返し、そのシングル噴射の繰り返しにおいては前記係数Ｋを前記シングル噴射を行う度毎に増加させてゆく一方、
   前記所定の条件は、前記シングル噴射後の前記内燃機関の回転数が前記所定範囲内へ復帰したと判定された場合に、その復帰の際に前記アイドリングガバナ制御により増加された燃料噴射量の増分をＱ２、所定の定数をαとして、Ｑ２＞Ｑ１×Ｋ＋αと表される不等式であり、
   前記所定の条件が成立したと判定された場合、当該所定の条件が成立する直近の前記シングル噴射における燃料噴射量を前記インジェクタの最低噴射量学習値とし、次いで、前記最低噴射量学習値に所定のマージンを加算し、その加算結果を前記インジェクタの最低指示噴射量学習値とすることを特徴とする畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法。
4. 前記所定のマージンは、前記コモンレール内の燃料圧力が高い程、大きく設定されることを特徴とする請求項３に記載の畜圧式燃料噴射制御装置の制御方法。

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