JP2009052528A - 噴射量学習装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲のレール圧における燃料噴射量の学習を短期間で確実に実施する噴射量学習装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、ディーゼルエンジンへの燃料の噴射が停止される直前の無噴射要求かつ燃料噴射中にあるとき（Ｓ１０１）、コモンレールで設定可能な最高レール圧を算出する（Ｓ１０２）。最高レール圧は、学習を開始する直前のコモンレールにおけるレール圧、サプライポンプによる昇圧量および騒音抑制のために車速に応じて設定されている燃料噴射量を考慮して設定される。そして、ＥＣＵは、設定した最高レール圧に基づいて、高圧側から順に未学習のレール圧ポイントを抽出する（Ｓ１０３）。これにより、燃料噴射量の学習が未完了のレール圧ポイントのうち、最も高圧側から燃料噴射量の学習が実施される。
【選択図】図１

Description

本発明は、噴射量学習装置に関し、特にディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴射装置において、インジェクタから噴射される燃料の噴射量を学習する噴射量学習装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンでは、燃焼騒音の低減やＮＯｘの排出量の低減のために、主たる燃料噴射となるメイン噴射に先立って微量の燃料を噴射するいわゆるパイロット噴射を実施することが有効である。しかし、噴射量がわずかなパイロット噴射では、その効果を十分に発揮させるために、噴射量の精度の向上が重要である。このため、パイロット噴射における目標となる噴射量（以下、「目標噴射量」という。）と実際の噴射量（以下、「実噴射量」という。）とのずれを適宜補正する必要がある。

そこで、特許文献１では、例えばディーゼルエンジンが無負荷運転となる車両の減速時などのように、インジェクタの目標噴射量が０以下となる無噴射時に単発の微量噴射を実施ている。これにより、燃料の噴射にともなうエンジンの回転の変化から燃料の噴射量、特に微量の噴射量の学習を高精度に実施している。
特開２００５−３６７８８号公報

しかしながら、特許文献１の場合、コモンレールに加圧した燃料を供給するサプライポンプの能力、および燃料噴射量の学習に要する期間が考慮されていない。また、パイロット噴射における燃料の噴射量は、コモンレールの内部における燃料の圧力（以下、コモンレールの内部における燃料の圧力を「レール圧」という。）に応じて変化する。そのため、所定のレール圧の範囲ごとに燃料噴射量を学習する必要がある。その結果、複数のレール圧で噴射量を学習するためには、長期間を必要とし、レール圧によっては学習頻度の低下を招くという問題がある。

そこで、本発明の目的は、広範囲のレール圧における燃料噴射量の学習を短期間で確実に実施する噴射量学習装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、最高レール圧算出手段がレール圧として設定可能な最高のレール圧を最高レール圧として算出する。最高レール圧は、レール圧検出手段で検出した学習直前のレール圧、ならびに例えばコモンレールに燃料を供給するサプライポンプの能力およびディーゼルエンジンを搭載した車両の速度に応じた騒音抑制のための燃料圧力などから算出される。燃料噴射量の学習は、レール圧ポイントとして予め設定されている複数のレール圧で実施される。レール圧ポイント選択手段は、この複数のレール圧ポイントから燃料噴射量の学習を実施するレール圧を、学習レール圧ポイントとして選択する。このとき、レール圧ポイント選択手段は、最高レール圧算出手段で算出された最高レール圧を基に、この最高レール圧以下のレール圧ポイントを学習レール圧ポイントとして選択する。これにより、学習レール圧ポイントは最高レール圧以下であるので、学習レール圧ポイントが確実に設定される。したがって、広い圧力範囲に設定された複数のレール圧ポイントにおいて、燃料噴射量の学習を短期間で確実に実施することができる。

請求項２記載の発明では、レール圧ポイント選択手段は、最高レール圧からそれ以下のレール圧側に未学習のレール圧ポイントを検索し、検索した未学習のレール圧ポイントを学習レール圧ポイントとして選択する。燃料噴射量の学習を実施するためにレール圧を高めると、ディーゼルエンジンから生じる騒音の増大や運転安定性の悪化を招くおそれがある。そのため、高圧側すなわちレール圧が高い領域における燃料噴射量の学習は、例えば車両が高速走行している場合のように、限定された運転状態でのみ実施可能である。その結果、高圧側すなわちレール圧が高い領域では、燃料噴射量の学習の機会が減少するという問題がある。そこで、請求項２記載の発明では、最高レール圧以下のレール圧で未学習のレール圧ポイントを優先して学習レール圧ポイントとして選択している。これにより、学習の機会が少ないレール圧が高い領域において、燃料噴射量の学習が優先して実施される。したがって、広い圧力範囲に設定された複数のレール圧ポイントにおいて、燃料噴射量の学習を実施することができる。

請求項３記載の発明では、レール圧ポイント選択手段は、最高レール圧からそれ以下のレール圧側に低頻度のレール圧ポイントを検索し、検索した低頻度のレール圧ポイントを学習レール圧ポイントとして選択する。これにより、各レール圧ポイントには、均等に燃料噴射量の学習機会が付与される。したがって、各レール圧ポイントにおいて学習状態の極端な偏りを回避することができ、広い圧力範囲で確実かつ短期間に燃料噴射量の学習を実施することができる。

請求項４記載の発明では、レール圧ポイント選択手段は、最高レール圧からそれ以下のレール圧側に学習の完了が間近なレール圧ポイントを検索し、検索した完了間近のレール圧ポイントを学習レール圧ポイントとして選択する。これにより、学習の完了が間近なレール圧ポイントにおける燃料噴射量の学習は優先的に完了する。あるレール圧ポイントにおける燃料噴射量の学習を優先的に完了させることにより、得られた燃料噴射量の学習の結果はインジェクタからの燃料噴射の制御に適用される。したがって、ディーゼルエンジンの性能を早期に改善することができる。

以下、本発明の噴射量学習装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
（燃料噴射システムの構成）
図２は、本発明の噴射量学習装置を適用した燃料噴射システムの実施形態を示す概略図である。本実施形態の場合、噴射量学習装置１０は、コモンレール式の燃料噴射システム２０により燃料の噴射が制御されるディーゼルエンジン２１に適用される。燃料噴射システム２０は、燃料タンク２２、吸入量制御弁２３、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０を備えている。噴射量学習装置１０は、エンジン制御装置（以下、「ＥＣＵ：Engine Control Unit」という。）１１から構成されている。吸入量制御弁２３およびサプライポンプ２４は、一体のポンプユニット２７を構成している。

燃料タンク２２は、常圧の燃料を蓄えている。燃料タンク２２の内部の燃料は、図示しない低圧ポンプにより吸入配管部３１を経由して吸入量制御弁２３へ供給される。サプライポンプ２４は、図示しないプランジャが往復移動することにより、図示しない加圧室に吸入した燃料を加圧する。サプライポンプ２４では、加圧室へ吸入される燃料の量に応じて吐出される燃料の量が変化する。プランジャは、ディーゼルエンジン２１のクランクシャフト２８から駆動力が伝達される。サプライポンプ２４で加圧された燃料は、コモンレール２５へ吐出される。サプライポンプ２４の吐出側には、燃料配管部３２が接続している。燃料配管部３２は、サプライポンプ２４とコモンレール２５とを接続している。

コモンレール２５は、燃料配管部３２と接続され、サプライポンプ２４で加圧された燃料を蓄圧状態で蓄える。コモンレール２５には、ディーゼルエンジン２１の各気筒２９へ燃料を噴射するインジェクタ４０が接続している。インジェクタ４０は、各気筒２９にそれぞれ設けられている。コモンレール２５に蓄圧状態で蓄えられた燃料は、インジェクタ４０から各気筒２９に形成されている燃焼室へ噴射される。サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０には、還流配管部３３が接続している。サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０で余剰となった燃料は、還流配管部３３を経由して燃料タンク２２へ戻される。

ＥＣＵ１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムにしたがって燃料噴射システム２０の全体を制御する。ＥＣＵ１１は、特許請求の範囲の最高レール圧算出手段、レール圧ポイント選択手段および噴射量学習手段として機能する。ＥＣＵ１１は、入力側の回路に圧力センサ１３、アクセルセンサ１４および回転センサ１５などが接続している。圧力センサ１３は、コモンレール２５に設けられている。

圧力センサ１３は、コモンレール２５に蓄えられている燃料の圧力を検出する。圧力センサ１３は、検出したコモンレール２５における燃料の圧力、すなわちレール圧を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。これにより、圧力センサ１３は、ＥＣＵ１１とともに特許請求の範囲のレール圧検出手段を構成している。アクセルセンサ１４は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。回転センサ１５は、ディーゼルエンジン２１のクランクシャフト２８の回転を検出する。回転センサ１５は、検出したクランクシャフト２８の回転を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。
ＥＣＵ１１は、例えば回転センサ１５で検出したディーゼルエンジン２１の回転状態に関する電気信号、およびアクセルセンサ１４で検出したアクセルペダルの踏み込み量などから、ディーゼルエンジン２１の運転状態を検出する。ＥＣＵ１１は、検出したディーゼルエンジン２１の運転状態に応じてインジェクタ４０から噴射される燃料の噴射量を設定する。ＥＣＵ１１は、設定した燃料の噴射量に基づいてレール圧を設定する。

ＥＣＵ１１は、出力側の回路に吸入量制御弁２３および電子駆動装置（以下、電子駆動装置を「ＥＤＵ：Electronic Drive Unit」という。）１２などが接続している。吸入量制御弁２３は、ＥＣＵ１１から出力された制御電流に基づいてサプライポンプ２４へ供給する燃料の流量を制御する。ＥＤＵ１２は、インジェクタ４０の電磁弁４１に接続している。ＥＤＵ１２は、ＥＣＵ１１から出力された駆動信号に基づいてインジェクタ４０の電磁弁４１へパルス状の駆動信号を出力する。インジェクタ４０は、ＥＤＵ１２から出力されたパルス状の駆動信号に基づいて電磁弁４１が駆動され、燃料の噴射が断続される。その結果、インジェクタ４０は、コモンレール２５に蓄えられている燃料をディーゼルエンジン２１の各気筒２９に形成されている燃焼室へ噴射する。

次に、上記の構成による噴射量学習装置１０の作動について説明する。
燃料の噴射の主となるメイン噴射に先立って、メイン噴射に比較して微量の燃料を噴射するパイロット噴射を実施する場合、パイロットの噴射時の燃料の噴射量は精密に調整する必要がある。すなわち、パイロット噴射における燃料噴射量の精度が低いと、例えば騒音の低下やＮＯｘの低減など、パイロット噴射により得られる効果は低下する。したがって、各インジェクタ４０からのパイロット噴射における燃料の噴射量は、適切に補正し、常に所定の噴射量を維持する必要がある。

インジェクタ４０は、個々の個体差および経時的な劣化などにより、電磁弁４１に通電するパルスの幅すなわち通電期間と燃料噴射量との関係に差が生じる。そのため、ＥＣＵ１１は、定期的にインジェクタ４０の燃料噴射特性すなわち通電時間と燃料噴射量との関係を学習し、インジェクタ４０からの燃料噴射量を補正する必要がある。一方、インジェクタ４０の燃料噴射特性は、レール圧によっても変化する。例えば、インジェクタ４０の通電時間が同一であっても、レール圧が高くなるほど、インジェクタ４０からの燃料噴射量は増大する。したがって、インジェクタ４０からの燃料噴射量の学習は、レール圧に応じて実施する必要がある。

（レール圧インデックス）
噴射量学習装置１０のＥＣＵ１１は、図３に示すようにレール圧に応じて学習を実施するポイントすなわちレール圧ポイントを設定している。噴射量学習装置１０は、コモンレール２５において設定されるレール圧のすべての範囲において燃料噴射量の学習を実施するのではなく、所定の範囲において代表となるレール圧に対し燃料噴射量の学習を実施する。なお、図３に示すレール圧は、コモンレール２５に設定されている圧力に応じて任意のレール圧をレール圧ポイントとして設定することができる。また、レール圧ポイントの区分も、任意に設定することができる。

本実施形態の場合、レール圧ポイントとして、「Ｐ１」、「Ｐ２」、「Ｐ３」、「Ｐ４」、「Ｐ５」および「Ｐ６」の六つのポイントが設定されている。レール圧ポイントＰ１は、例えばディーゼルエンジン２１がアイドル状態にあるときのレール圧に対応する。レール圧ポイントＰ２、Ｐ３およびＰ４は、例えばディーゼルエンジン２１が常用の比較的低負荷にあるときのレール圧に対応する。レール圧ポイントＰ５は、例えばディーゼルエンジン２１を搭載した車両が加速状態にあるときのように、ディーゼルエンジン２１が比較的中負荷にあるときのレール圧に対応する。レール圧ポイントＰ６は、ディーゼルエンジン２１が最大出力にあるときのレール圧に対応する。これにより、レール圧Ｐ１からＰ６には、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ５＜Ｐ６の関係がある。

噴射量学習装置１０は、これらのレール圧ポイントごとにレール圧インデックスを定義している。すなわち、噴射量学習装置１０は、「Ｐ１」のレール圧ポイントをレール圧インデックス「♯０」として記憶するとともに、「Ｐ２」を「♯１」、「Ｐ３」を「♯２」、「Ｐ４」を「♯３」、「Ｐ５」を「♯４」および「Ｐ６」を「♯５」として記憶している。噴射量学習装置１０のＥＣＵ１１は、レール圧ポイントのレール圧インデックスを図示しないＲＯＭなどに記憶している。

（詳細マップ）
噴射量学習装置１０は、レール圧インデックスに対応する詳細マップを記憶している。詳細マップは、図４に示すようにレール圧ポイントに対応するレール圧インデックスと、ディーゼルエンジン２１の各気筒２９における学習の実施状態に関するデータを含んでいる。四気筒のディーゼルエンジン２１の場合、気筒インデックスは第一気筒を「♯０」、第二気筒を「♯１」、第三気筒を「♯２」および第四気筒を「♯３」として設定されている。すなわち、詳細マップは、各気筒２９に設けられているインジェクタ４０がレール圧ポイントにおいて燃料噴射量の学習がどのような状態にあるかを示すマップである。このとき、詳細マップには、燃料噴射量の学習が未実施であれば「０」、燃料噴射量の学習が実施中であれば「０」、燃料噴射量の学習が完了していれば「２」が書き込まれる。噴射量学習装置１０のＥＣＵ１１は、詳細マップを電子データとして図示しないＲＡＭやＲＯＭなどに記憶している。

（燃料噴射量の学習の第１実施形態）
次に、上述の構成による噴射量学習装置１０による燃料噴射量の学習の第１実施形態について説明する。
ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１が燃料噴射量の学習に適した運転状態に移行すると、燃料噴射量の学習を実施する。このとき、ディーゼルエンジン２１において燃料噴射量の学習に適した運転状態とは、例えばディーゼルエンジン２１を搭載した車両が減速状態あるいはディーゼルエンジン２１が無負荷状態にある場合などである。ＥＣＵ１１は、アクセルセンサ１４で検出したアクセルペダルの踏み込み量などからディーゼルエンジン２１の運転状態を検出する。ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１が燃料噴射量の学習に適した運転状態に移行したと判断すると、図１にしたがって学習を実施するレール圧ポイントの抽出を開始する。

ＥＣＵ１１は、レール圧ポイントの抽出へ移行すると、ディーゼルエンジン２１において無噴射要求があり、かつ燃料噴射中であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。無噴射要求とは、例えばアクセルペダルの踏み込み量が０となり、ディーゼルエンジン２１を搭載した車両が減速している場合などのように、ディーゼルエンジン２１に対し燃料噴射の要求がなされていない状態である。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるとすぐにインジェクタ４０からの燃料の噴射を停止すると、ディーゼルエンジン２１の出力が急激に変化し、車両の挙動が不安定になるおそれがある。そのため、アクセルペダルの踏み込み量が０となり、燃料の噴射が要求されない無噴射要求となっても、ディーゼルエンジン２１の急激な出力変化を緩和するために適量の燃料の噴射を継続する。この状態が無噴射要求かつ燃料噴射中に該当する。ディーゼルエンジン２１が無噴射要求かつ燃料噴射中となった後、ディーゼルエンジン２１の運転が安定すると、ディーゼルエンジン２１はインジェクタ４０から燃料が噴射されない無噴射期間に移行する。このように、無噴射要求かつ燃料噴射中であるか否かを判断することにより、ＥＣＵ１１はその後に燃料噴射量の学習に適した無噴射期間が到来することを予測可能である。そこで、ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１が無噴射要求かつ燃料噴射中である間に、無噴射期間における燃料噴射量の学習の準備を行う。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０１においてディーゼルエンジン２１が無噴射要求かつ燃料噴射中であると判断すると、最高レール圧を算出する（Ｓ１０２）。最高レール圧は、コモンレール２５において設定可能な最高のレール圧である。ＥＣＵ１１は、最高レール圧を算出する際、圧力センサ１３からコモンレール２５におけるレール圧、すなわち学習を実施する直前のレール圧を取得する。最高レール圧Ｐｍは、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、圧力センサ１３で検出されたレール圧Ｐｃ、サプライポンプ２４によって昇圧可能な昇圧量Ｐｓ、およびディーゼルエンジン２１の騒音抑制量に応じて設定されている減圧量Ｐｒなどから算出される。

ここで、昇圧量Ｐｓは、コモンレール２５におけるレール圧Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４、Ｐｃ５に応じて、ディーゼルエンジン２１から生じる騒音が許容範囲内となるように設定されている。すなわち、図５（Ａ）に示すように、レール圧Ｐｃ１のとき昇圧量がＰｓ１に設定され、同様にレール圧Ｐｃ２のとき昇圧量がＰｓ２、レール圧Ｐｃ３のとき昇圧量がＰｓ３、レール圧Ｐｃ４のとき昇圧量がＰｓ４、およびレール圧がＰ５のとき昇圧量がＰｓ５に設定されている。このとき、レール圧Ｐｃ１からＰｃ５の間にはＰｃ１＜Ｐｃ２＜Ｐｃ３＜Ｐｃ４＜Ｐｃ５の関係が成立し、昇圧量Ｐｓ１からＰｓ５の間にはＰｓ１＜Ｐｓ２＜Ｐｓ３＜Ｐｓ４＜Ｐｓ５の関係が成立する。なお、ここで昇圧量Ｐｓの設定の基礎となるレール圧Ｐｃ１からＰｃ５は、レール圧インデックスに応じて設定されているレール圧Ｐ１からＰ６と対応づけて設定してもよいし、レール圧Ｐ１からＰ６と無関係に設定してもよい。

また、騒音抑制量Ｐｒは、図５（Ｂ）に示すようにディーゼルエンジン２１が搭載されている車両の速度に応じて設定されている。騒音抑制量Ｐｒは、ディーゼルエンジン２１から生じる騒音を抑制するために設定されている減圧量である。騒音抑制量Ｐｒは、ディーゼルエンジン２１が搭載されている車両の速度がＶ１のとき抑制量がＰｒ１に設定され、同様に速度がＶ２のとき抑制量がＰｒ２、速度がＶ３のとき抑制量がＰｒ３、速度がＶ４のとき抑制量がＰｒ４、速度がＶ５のとき抑制量がＰｒ５に設定されている。このとき、車速Ｖ１は、速度がほぼ０に対応して設定される。一方、車速Ｖ２からＶ４は、例えば６０ｋｍ／ｈのように一般的な市街地の走行に用いられる速度域に応じて設定される。さらに、車速Ｖ５は、ディーゼルエンジン２１を搭載した車両の最高速度に対応して設定される。したがって、車速Ｖ１からＶ５の間には、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５の関係が成立する。

さらに、騒音抑制量Ｐｒは、ディーゼルエンジン２１が搭載されている車両の速度に基づいて、騒音を抑制するために設定されており、車速が低くなるほど大きく設定されている。一方、車速が高くなると、騒音抑制量Ｐｒによる騒音の抑制効果は小さくなるので、高速域では車速に関わらず均一な値として設定されている。そして、車速が０のとき、確実に騒音の低減を低減するために、Ｐｒの絶対値は大きく設定されている。すなわち、騒音抑制量Ｐｒ１からＰｒ５の間には、Ｐｒ１＞Ｐｒ２＞Ｐｒ３＝Ｐｒ４＝Ｐｒ５の関係が成立する。これにより、ディーゼルエンジン２１を搭載した車両の速度が０のとき、最高レール圧Ｐｍは結果的に０と演算され、ＥＣＵ１１は燃料噴射量の学習を実施しない。

最高レール圧Ｐｍは、式１に示すように、これらのレール圧Ｐｃ、昇圧量Ｐｓおよび減圧量Ｐｒを加算することによって算出される。
Ｐｍ＝Ｐｃ＋Ｐｓ＋Ｐｒ 式１
このように、ＥＣＵ１１は、圧力センサ１３で検出した実際のレール圧だけでなく、サプライポンプ２４の能力、および騒音抑制のための減圧を加味して最高レール圧Ｐｍを設定している。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０２において最高レール圧を算出すると、未学習レール圧ポイントを抽出する（Ｓ１０３）。ここで未学習レール圧ポイントとは、複数のレール圧ポイントのうち、燃料噴射量の学習が実施されていないレール圧ポイントを意味する。未学習レール圧ポイントの抽出は、図６に示す流れにしたがって実施される。ステップＳ１０３に移行すると、ＥＣＵ１１は図６に示すように最高レール圧インデックスを抽出する（Ｓ３０１）。ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０３で算出した最高レール圧Ｐｍに基づいて、設定可能な最高レール圧インデックスを抽出する。具体的に図３に示すレール圧インデックスの場合において、ＥＣＵ１１がステップＳ１０３で算出した最高レール圧ＰｍがＰ４であったとする。このとき、ＥＣＵ１１がステップＳ３０１において抽出する最高レール圧インデックスは、Ｐ４に対応する「♯３」である。また、算出された最高レール圧ＰｍがＰ５とＰ６との間であれば、抽出される最高レール圧インデックスはＰ５に対応する「♯４」である。このように、ＥＣＵ１１は、最高レール圧Ｐｍに最も近い最高のレール圧ポイントに対応するレール圧インデックスを抽出する。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ３０１において最高レール圧インデックスを抽出すると、最低レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が未処理であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。ＥＣＵ１１は、最高レール圧インデックスから順に最低レール圧インデックス側へ燃料噴射量の学習を実施する。具体的に図３に示す場合、レール圧インデックスが「♯５」、「♯４」、「♯３」、「♯２」、「♯１」および「♯０」の順に燃料噴射量の学習を実施する。そのため、最低レール圧インデックスすなわち「♯０」で示されるレール圧ポイント（Ｐ１）において燃料噴射量の学習が完了していれば、その処理ループすなわちレール圧インデックス「♯５」から「♯０」については燃料噴射量の学習が完了していると判断可能である。したがって、ＥＣＵ１１は、最低レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が未処理であるか否かを判断する。ここで、ＥＣＵ１１は、最低レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が処理済であると判断すると、燃料噴射量の学習を実施する領域は「無」と確定する（Ｓ３１１）。

一方、ＥＣＵ１１は、最低レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が未処理であると判断すると、該当レール圧ポイントにおける燃料噴射量が未学習であるか否かを判断する（Ｓ３０３）。該当レール圧ポイントとは、ステップＳ３０１で抽出された最高レール圧インデックス以下のレール圧ポイントである。ＥＣＵ１１は、該当レール圧ポイントにおける燃料噴射量が未学習であると判断すると、この該当レール圧ポイントを燃料噴射量の学習を実施する「学習レール圧ポイント」として確定する（Ｓ３０４）。一方、ＥＣＵ１１は、該当レール圧ポイントにおける燃料噴射量が学習済であると判断すると、図４に示すインデックスを「処理済」に更新し（Ｓ３２１）、ステップＳ３０２にリターンする。

このステップＳ３０２からステップＳ３０４までの手順を具体的な例を基に説明すると、以下の通りである。
ステップＳ１０３において最高レール圧Ｐｍとして「Ｐｘ（Ｐ４＜Ｐｘ＜Ｐ５）」が算出された場合、ステップＳ３０１で抽出される最高レール圧インデックスは「♯３」となる。このとき、レール圧インデックスが「♯３」で示されるレール圧ポイント（Ｐ４）において燃料噴射量の学習が完了していない場合、ＥＣＵ１１はレール圧インデックスが「♯３」で示されるレール圧ポイント（Ｐ４）は燃料噴射量が未学習であると判断する。したがって、ＥＣＵ１１は、レール圧インデックスが「♯３」で示される未学習のレール圧ポイント（Ｐ４）を燃料噴射量の学習を実施すべき「学習レール圧ポイント」として設定する。

一方、レール圧インデックスが「♯３」で示されるレール圧ポイント（Ｐ４）において燃料噴射量の学習が完了していれば、ＥＣＵ１１はレール圧インデックスが「♯２」で示されるレール圧ポイント（Ｐ３）で燃料噴射量が未学習であると判断する。このように、ＥＣＵ１１は、図６に示す処理によって、最高レール圧以下で学習が完了していないレール圧ポイントを検索する。そして、検索により選択されたレール圧ポイントを「学習レール圧ポイント」として確定する。

ＥＣＵ１１は、図６に示す処理を実施することにより、ステップＳ３０４において「学習レール圧ポイント」の確定、またはステップＳ３１１において燃料噴射量の学習を実施する領域の「無」を確定する。ＥＣＵ１１は、「学習レール圧ポイント」または学習を実施する領域の「無」を確定すると、図７に示す処理へ移行し、コモンレール２５におけるレール圧を設定する。

ＥＣＵ１１は、コモンレール２５におけるレール圧の設定に移行すると、無噴射状態であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。ステップＳ１０１においてディーゼルエンジン２１が無噴射要求かつ噴射中である期間に、ＥＣＵ１１は最大レール圧の算出、および学習レール圧ポイントの確定などを実施し、ディーゼルエンジン２１が無噴射状態に移行するのを待機している。ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１が無噴射状態に移行するまで、コモンレールに２５おいてディーゼルエンジン２１の運転状態に応じた通常のレール圧を設定する（Ｓ２１１）。
ディーゼルエンジン２１が無噴射状態に移行すると、ＥＣＵ１１は燃料噴射量の学習を実施する領域があるか否かを判断する（Ｓ２０２）。ＥＣＵ１１は、ステップＳ３１１において燃料噴射量の学習を実施する領域が「無」と確定しているとき、ステップＳ２１１に移行し、コモンレール２５においてディーゼルエンジン２１の運転状態に応じた通常のレール圧を設定する。

一方、ステップＳ２０２において燃料噴射量の学習を実施する領域が「有」と判断されると、ＥＣＵ１１はステップＳ３０４で確定した「学習レール圧ポイント」に対応するレール圧をコモンレール２５において設定する（Ｓ２０３）。これにより、コモンレール２５におけるレール圧は、ステップＳ３０４で確定した「学習レール圧ポイント」に設定され、インジェクタ４０から噴射される燃料噴射量の学習が実施される。インジェクタ４０からの燃料噴射量の学習は、例えば回転センサ１５で検出するディーゼルエンジン２１のクランクシャフト２８の回転変化など周知の方法で実施される。したがって、燃料噴射量の学習手法の詳細については説明を省略する。

以上説明したように、燃料噴射量の学習の第１実施形態では、ディーゼルエンジン２１の運転状態に応じて最高レール圧を算出し、この最高レール圧以下の未学習のレール圧ポイントを検索している。これにより、学習の機会が少ないレール圧が高い領域ほど優先して燃料噴射量の学習が実施される。したがって、広い圧力範囲に設定された複数のレール圧ポイントにおいて、特に高圧側のレール圧ポイントにおいて、短期間で効率的かつ確実に燃料噴射量の学習を実施することができる。

（燃料噴射量の学習の第２実施形態）
噴射量学習装置１０による燃料噴射量の学習の第２実施形態について、図８に基づいて説明する。第２実施形態では、未学習レール圧ポイントの抽出手順が第１実施形態と異なっている。したがって、上述の燃料噴射量の学習の第１実施形態との相違点を説明し、実質的に同一の処理については詳細な説明を省略する。
ＥＣＵ１１は、図１に示すステップＳ１０２において最高レール圧ポイントを抽出すると、図８に示す手順にしたがって未学習レール圧ポイントを抽出する。ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０３で算出した最高レール圧Ｐｍに基づいて、設定可能な最高レール圧インデックスを抽出する（Ｓ４０１）。ＥＣＵ１１は、ステップＳ４０１において最高レール圧インデックスを抽出すると、最小頻度レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が未処理であるか否かを判断する（Ｓ４０２）。ＥＣＵ１１は、最高レール圧インデックスから順に最小頻度レール圧インデックス側に燃料噴射量の学習を実施する。最小頻度レール圧インデックスとは、学習頻度が最も少ないレール圧インデックスである。例えば、一般的なコモンレール式の燃料噴射システム２０の場合、高圧側ほど学習の機会が少なく、学習頻度が低下する。したがって、学習頻度の低いレール圧ポイントにおいて燃料噴射量の学習が完了していれば、その処理ループすなわちレール圧インデックス「♯５」から「♯０」については燃料噴射量の学習が完了していると判断可能である。そこで、ＥＣＵ１１は、学習の頻度が小さな最小頻度レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が処理済であると判断すると、燃料噴射量の学習を実施する領域は「無」と確定する（Ｓ４１１）。

一方、ＥＣＵ１１は、最小頻度レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習が未処理であると判断すると、該当レール圧ポイントにおける燃料噴射量が未処理であるか否かを判断する（Ｓ４０３）。この場合、該当レール圧ポイントとは、ステップＳ４０１で抽出された最高レール圧インデックス以下のレール圧ポイントであって、学習頻度の低い低頻度レール圧ポイントある。ＥＣＵ１１は、該当レール圧ポイントすなわち低頻度レール圧ポイントにおける燃料噴射量が未学習であると判断すると、この低頻度レール圧ポイントを燃料噴射量の学習を実施する「学習レール圧ポイント」として確定する（Ｓ４０４）。ＥＣＵ１１は、低頻度レール圧ポイントにおける燃料噴射量が学習済であると判断すると、インデックスを「処理済」に更新し（Ｓ４２１）、ステップＳ４０２にリターンする。ＥＣＵ１１は、図８に示す手順にしたがってレール圧を確定した後、図７に示す手順にしたがってコモンレール２５を確定したレール圧に設定する。

燃料噴射量の学習の第２実施形態では、最高レール圧以下の未学習のレール圧ポイントのうち燃料噴射量の学習頻度が低い「低頻度レール圧ポイント」を検索している。これにより、複数のレール圧ポイントから各レール圧ポイントへ均等に学習機会が割り振られる。そのため、複数のレール圧ポイントにおいて、学習状態すなわち「学習完了」、「学習中」および「未学習」の極端な偏りが回避される。したがって、各レール圧ポイントにおいて均等に燃料噴射量の学習を実施することができる。

（燃料噴射量の学習の第３実施形態）
燃料噴射学習装置による燃料噴射量の学習の第３実施形態について、図９に基づいて説明する。第３実施形態では、未学習のレール圧ポイントの抽出手順が第１実施形態、第２実施形態と異なっている。したがって、上述の第１実施形態、第２実施形態との相違点を説明し、実質的に同一の処理については詳細な説明を省略する。
ＥＣＵ１１は、図１に示すステップＳ１０２において最高レール圧ポイントを抽出すると、図９に示す手順にしたがって未学習レール圧ポイントを抽出する。ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０３で算出した最高レール圧Ｐｍに基づいて、設定可能な最高レール圧インデックスを抽出する（Ｓ５０１）。ＥＣＵ１１は、ステップＳ５０１において最高レール圧インデックスを抽出すると、学習完了間近の完了間近レール圧ポイントの有無を検索する（Ｓ５０２）。ここで、完了間近レール圧ポイントとは、文字通り、燃料噴射量の学習が完了間近のレール圧ポイントである。複数のレール圧ポイントにおいて燃料噴射量の学習を実施する場合、レール圧ポイントごとに学習頻度が異なる。この場合、第３実施形態では、学習頻度が高く学習の完了が間近いレール圧ポイントがあれば、この学習の完了が間近いレール圧ポイントにおいて優先的に学習を実施する。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ５０２において完了間近レール圧ポイントがない場合、すべてのレール圧ポイントにおいて学習が完了していると判断し、燃料噴射量の学習を実施する領域は「無」と確定する（Ｓ５１１）。一方、ＥＣＵ１１は、完了間近レール圧インデックスにおける燃料噴射量の学習があると判断すると、この完了間近レール圧インデックスで示されるレール圧ポイントを燃料噴射量の学習を実施する「学習レール圧ポイント」として確定する（Ｓ５０４）。ＥＣＵ１１は、図９に示す手順にしたがってレール圧を確定した後、図７に示す手順にしたがってコモンレール２５を確定したレール圧に設定する。

燃料噴射量の学習の第３実施形態では、最高レール圧以下の未学習のレール圧ポイントのうち燃料噴射量の学習完了が間近い「完了間近レール圧ポイント」を検索している。これにより、早期にいずれかのレール圧ポイントにおける燃料噴射量の学習が完了する。そのため、ＥＣＵ１１は、複数のレール圧ポイントのうちの一部であっても、学習した燃料噴射量をディーゼルエンジン２１の制御に利用する。したがって、ディーゼルエンジン２１の制御に学習結果を迅速に反映させることができ、ディーゼルエンジン２１の性能を早期に改善することができる。特に、第３実施形態では、学習頻度の高いレール圧ポイントほど優先的に燃料噴射量の学習が実施される。学習頻度の高いレール圧ポイントは、ディーゼルエンジン２１の制御における利用頻度も高い。したがって、利用頻度の高いレール圧ポイントほど燃料噴射特性を優先的に改善することができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態による噴射量学習装置による燃料噴射量の学習の流れを示す概略図 本発明の一実施形態による噴射量学習装置を適用した燃料噴射システムを示す概略図 本発明の一実施形態による噴射量学習装置に適用するレール圧インデックスの対応表を示す図 本発明の一実施形態による噴射量学習装置に適用する詳細マップの対応表を示す図 （Ａ）はレール圧とサプライポンプの昇圧量との対応表を示す図であり、（Ｂ）は車両の速度と騒音抑制量との対応表を示す図 噴射量学習装置によるレール圧ポイント抽出の第１実施形態の流れを示す概略図 噴射量学習装置によるレール圧の設定の流れを示す概略図 噴射量学習装置によるレール圧ポイント抽出の第２実施形態の流れを示す概略図 噴射量学習装置によるレール圧ポイント抽出の第３実施形態の流れを示す概略図

符号の説明

図面中、１０は噴射量学習装置、１１はＥＣＵ（レール圧検出手段、最高レール圧算出手段、レール圧ポイント選択手段、噴射量学習手段）、１３は圧力センサ（レール圧検出手段）、２０は燃料噴射システム（燃料噴射装置）、２１はディーゼルエンジン、２５はコモンレール、２９は気筒、４０はインジェクタを示す。

Claims (4)

1. コモンレールに蓄えられている燃料をインジェクタからディーゼルエンジンの各気筒へ噴射するコモンレール式の燃料噴射装置において、主たる噴射に先立って実施されるパイロット噴射における前記インジェクタからの燃料噴射量を学習する噴射量学習装置であって、
   前記コモンレールにおける燃料の圧力をレール圧として検出するレール圧検出手段と、
   前記噴射量学習手段による学習の直前に前記レール圧検出手段で検出した前記レール圧に基づいて、前記レール圧として設定可能な最高のレール圧を最高レール圧として算出する最高レール圧算出手段と、
   前記インジェクタからの燃料噴射量を学習するレール圧として設定されている複数のレール圧ポイントから、前記最高レール圧算出手段で算出した前記最高レール圧以下のレール圧ポイントを前記燃料噴射量の学習を実施する学習レール圧ポイントとして選択するレール圧ポイント選択手段と、
   前記レール圧ポイント選択手段で選択された前記学習レール圧ポイントにおいて、前記インジェクタからの燃料噴射量を学習する噴射量学習手段と、
   を備えることを特徴とする噴射量学習装置。
2. 前記レール圧ポイント選択手段は、前記最高レール圧からそれ以下のレール圧側に未学習のレール圧ポイントを検索し、検索した未学習のレール圧ポイントを前記学習レール圧ポイントとして選択する請求項１記載の噴射量学習装置。
3. 前記レール圧ポイント選択手段は、前記最高レール圧からそれ以下のレール圧側に学習頻度の少ない低頻度のレール圧ポイントを検索し、検索した低頻度のレール圧ポイントを前記学習レール圧ポイントとして選択する請求項１記載の噴射量学習装置。
4. 前記レール圧ポイント選択手段は、前記最高レール圧からそれ以下のレール圧側に学習の完了間近のレール圧ポイントを検索し、検索した学習の完了間近のレール圧ポイントを前記学習レール圧ポイントして選択する請求項１記載の噴射量学習装置。

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