JP4374695B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒エンジンの燃料噴射装置として、各気筒ない燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を設け、これら噴射弁を、燃料ポンプから供給される燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール（エンジンの各気筒が共有する蓄圧室）に接続したものが知られている。
【０００３】
特開平８−４５７７号公報は、このような燃料噴射装置の異常を診断する手段を備えたエンジンの制御装置を開示している。それは、燃料噴射弁によって噴射すべき燃料量と該燃料の体積弾性係数とから燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量を推定する一方、実際の変動量を測定し、この推定値と実測値との偏差を求め、この偏差と基準値との比較に基づいて異常を判定する、というものである。
【０００４】
また、特開平１０−２３８３９２号公報には、上述の如き燃料噴射弁による燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量に基づいて異常判定をする第１異常判定手段の他に、燃料ポンプによるコモンレールへの燃料圧送前後のコモンレール内圧力の変動量に基づいて異常判定をする第２異常判定手段を設け、この両手段によって異常が判定されたときに、当該燃料噴射装置の異常と決定することが記載されている。
【０００５】
すなわち、第２異常判定手段は、燃料ポンプによってコモンレールに圧送すべき燃料量と該燃料の体積弾性係数とから当該圧送前後のコモンレール内圧力の変動量を推定する一方、実際の変動量を測定し、この推定値と実測値との偏差を求め、この偏差と基準値との比較に基づいて異常を判定する、というものである。従って、燃料噴射によってコモンレール内圧力に脈動を生じ、その脈動に起因して第１異常判定手段が異常判定をしても第２異常判定手段が異常判定を出さない限り、異常とはみなさないことになる。
【０００６】
特開平１０−２９９５５７号公報には、上述の如き異常判定に使用する燃料の体積弾性係数を、燃料圧力又は燃料温度に基づいて補正することが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃料噴射圧力が高くなると、燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量が大きくなるため、噴射後も暫くは燃料圧力の脈動が続くことになる。また、本出願人は燃料を圧縮行程上死点付近で所定の休止間隔をおいて且つ該燃焼室での燃焼が継続するように複数回に分割して燃焼室に噴射する多段噴射技術を開発しているが、このような多段噴射ではその噴射サイクルがコモンレール内の圧力変動と共振して脈動が大きくなるおそれがある。このように脈動を生ずる可能性が高い場合、上述の従来技術のような異常診断では、燃料噴射装置に実際には異常がない場合でも前記第１異常判定手段が前記脈動の影響で異常の判定を出すことが多くなり、誤診断を招き易くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、前記脈動による誤診断を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して前記脈動を避けて燃料圧力を検出しこれを異常診断に用いるようにしたものである。以下、具体的に説明する。
【００１０】
本発明は、エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給する燃料を高圧状態で蓄える蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を調節する圧力調節手段と、
前記燃料噴射弁を作動させ燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧手段の前記燃料圧力に関する値を検出する手段と、
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記燃料噴射制御の異常を診断する異常診断手段とを備えているエンジンの制御装置において、
前記異常診断手段は、前記検出値又はなまし値を検出する時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を備え、該遅延期間経過後の前記検出値又はなまし値に基づいて前記診断をする。
【００１１】
また、前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を、前記燃料噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が前記異常診断に実質的に影響を与えなくなるように収束する時点以降に当該期間が終了するように設定する。
【００１２】
すなわち、燃料噴射弁によって燃料が噴射されると蓄圧手段の燃料圧力が低下する。その低下度合と予定する低下度合とのずれが大きい場合、例えば予定する燃料圧力に低下していない（低下量が大きい又は小さい）場合、あるいは低下速度（低下率）が予定よりも大きい又は小さい場合には、当該燃料噴射制御には燃料噴射弁の作動不良、蓄圧手段での燃料漏れ等の異常があったことになる。前記燃料圧力の低下度合は、蓄圧手段の燃料圧力に関する値を検出する手段の検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて求めることができるが、蓄圧手段の燃料圧力に前記燃料噴射に伴って脈動を生ずると、その脈動に前記検出値又はなまし値が影響されて、当該異常診断の信頼性が低くなる。
【００１３】
そこで、本発明は、前記検出値又はなまし値に基づいて前記異常診断をする時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を設け、該遅延期間の設定により前記脈動を避けて前記検出値又はなまし値を得ることができるようにしたものである。
【００１４】
前記蓄圧手段の燃料圧力に関する値を検出する手段としては、例えば蓄圧手段の燃料圧力を直接測定する圧力センサを採用することができ、蓄圧手段に燃料を加圧供給する供給源、或いは圧力調節手段に作用する負荷等から間接的に燃料圧力を検出するようにしてもよい。
【００１５】
また、上述の如き遅延期間の設定により、該期間経過後の前記検出値又はなまし値には脈動の影響が実質的になくなり、信頼性の高い異常診断を行なうことができるようになる。
【００１６】
そうして、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で所定の休止間隔をおいて且つ該燃焼室での燃焼が継続するように燃料を燃焼室に複数回に分割して行なう多段噴射の制御形態を備え、
前記遅延期間設定手段は、前記噴射制御手段によって前記多段噴射の制御形態が採用されているときは、前記遅延期間を前記分割の回数が多くなるほど長くなるように設定することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、多段噴射の分割回数が多くなると、それだけ脈動の収束が遅れることになるため、前記遅延期間を長くするようにしたものである。
【００１８】
また、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記異常診断手段は、前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも一方の異常を診断するものであり、
前記異常診断手段による異常診断の際に、前記後噴射の時期を、前記主噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が当該後噴射の噴射圧力に実質的に影響を与えなくなるように収束した時点の後となるように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、主噴射制御の異常を診断する場合、その主噴射に伴う燃料圧力の脈動が収束する前に後噴射時期が到来するのであれば、その前の脈動中の前記検出値又はなまし値に基づいて前記主噴射制御の異常を診断する必要があり、異常診断の信頼性が低下する。一方、後噴射制御の異常を診断する場合でも、主噴射に伴う燃料圧力の脈動が収束する前に後噴射時期が到来するのであれば、その後噴射自体が脈動の影響を受けることになり、誤診断を招き易くなる。そこで、本発明は、主噴射による脈動が収束した後に後噴射を行なうようにして、主噴射制御及び後噴射制御のいずれを診断する場合でも信頼性の高い結果が得られるようにしたものである。
【００２０】
また、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記燃料噴射弁によって後噴射がされたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記蓄圧手段の燃料圧力が目標圧力となるように次の主噴射開始より所定期間前から前記圧力調節手段による昇圧制御を開始する圧力制御手段を備え、
前記異常診断手段は、前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも後噴射制御の異常を診断するものであり、
前記異常診断手段による前記後噴射制御の異常診断の際に、該後噴射の時期を前記昇圧制御開始前に前記遅延期間が終了するように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、後噴射から前記遅延期間を経過した後の前記検出値又はなまし値に基づいてこの後噴射制御の異常を精度良く診断することができるとともに、この遅延期間経過後の検出値又はなまし値に基づいて前記所定期間前から昇圧制御を開始することができ、前の噴射に伴う燃料圧力の脈動に影響されることなく次の主噴射のために前記蓄圧手段の燃料圧力を目標圧力に確実に高めることができる。
【００２２】
換言すれば、上述の如く後噴射時期を変更するから、前記遅延期間及び所定期間を確保することができ、後噴射制御の異常診断の精度が高まるととともに、次の主噴射のための昇圧制御を確実に行なうことができ、この主噴射制御の異常診断の精度も高くなる。
【００２３】
前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を燃料噴射の際の燃料圧力が高いほど長くなるように設定することができる。
【００２４】
すなわち、燃料噴射の際の燃料圧力が高くなるほど前記脈動が大きくなり、その収束に時間がかかるため、遅延期間を長くして脈動を避けるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、燃料噴射によって蓄圧手段の燃料圧力に脈動を生じても、この脈動に影響されることなく噴射制御の異常診断を行なうことができ、異常診断の信頼性の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施形態１に係るディーゼルエンジンの制御装置Ａの全体構成を示し、１は車両に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジンである。このエンジン１は４つの気筒２を有し、その各気筒２内にピストン（図示せず）嵌装されていて、このピストンと気筒２により各気筒２内に燃焼室４が形成されるようになっている。また、その各燃焼室４の上面略中央部には、図には誇張して示すが、気筒２の軸線に沿って延びるようにインジェクタ（燃料噴射弁）５が配設されている。これらのインジェクタ５は、それぞれ燃料を噴射圧以上の高圧状態で蓄える共通のコモンレール６（蓄圧手段）に対し分岐管６ａにより接続されており、各気筒毎に所定の噴射タイミングになると開閉作動されて、それぞれ先端部の複数の噴孔から高圧の燃料を燃焼室４に直接噴射供給するようになっている。
【００２８】
コモンレール６には、内部の燃料圧力（コモンレール圧）を検出する燃料圧力センサ（燃料圧力に関する値を検出する手段）６ｂが配設されている。コモンレール６は高圧燃料供給管７を介して燃料ポンプ８に接続され、その燃料ポンプ８は燃料供給管９を介して燃料タンク１０に接続されている。この燃料ポンプ８は、入力軸８ａによりエンジン１のクランク軸からの回転入力を受け入れて作動し、燃料供給管９を介して燃料タンク１０内の燃料を燃料フィルタ１１により濾過しながら吸い上げるとともに、この燃料をジャーク式圧送系によりコモンレール６に圧送する。
【００２９】
前記燃料ポンプ８には、その圧送系により送り出される燃料の一部を燃料戻し管１２に逃がして、ポンプの吐出量を調節する電磁式リリーフ弁１２ａが設けられており、このリリーフ弁１２ａの開度が前記燃料圧力センサ６ｂによる検出値に応じて制御されることにより、コモンレール圧が所定値にフィードバック制御されるようになっており、このリリーフ弁１２ａは圧力調節手段を構成している。また、同図の符号１３は、コモンレール圧が所定値以上になったときに、燃料をコモンレール６から排出させるプレッシャリミッタを示し、このプレッシャリミッタから排出された燃料は燃料戻し管１４を流通して、燃料タンク１０に戻される。さらに、符号１５は燃料の一部をインジェクタ５から燃料タンク１０に戻すための燃料戻し管を示している。
【００３０】
このエンジン１には、詳細は図示しないが、クランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ１６と、吸排気系カム軸の回転角度を検出するカム角センサ１７と、冷却水温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ１８とが設けられている。前記クランク角センサ１６は、クランク軸の端部に設けた被検出用プレートと、その外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部の通過に対応して、パルス信号を出力するものである。また、前記カム角センサ１７は、同様にカム軸周面の所定箇所に設けた複数の突起部と、その各突起部が通過するときにパルス信号を出力する電磁ピックアップとからなる。尚、符号１９はカム軸により駆動されるバキュームポンプを示している。
【００３１】
エンジン１の一側（図の上側）には、図外のエアクリーナで濾過した空気を供給する吸気通路２０が接続され、この吸気通路２０の下流端部はサージタンク２１を介して気筒毎に分岐して、それぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通している。また、サージタンク２１には、ターボ過給機３１により過給された吸気の圧力を検出する過給圧センサ２２が設けられている。そして、前記吸気通路２０には、上流側から下流側に向かって順に、エンジン１に吸入される吸気流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ２３と、後述のタービン２９により駆動されて吸気を圧縮するブロワ２４と、このブロワ２４により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２５と、吸気通路２０の途中を絞る吸気絞り弁２６とが設けられている。この吸気絞り弁２６は、全閉状態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けられたバタフライバルブからなり、図示しないアクチュエータにより開閉されるようになっている。
【００３２】
一方、エンジン１の他側（図の下側）には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガスを排出する排気マニホルド２７が接続され、この排気マニホルド２７の下流端集合部に排気通路２８が接続され、この排気通路２８には上流側から下流側に向かって順に、排気流により回転されるタービン２９と、排気中の有害成分を浄化する触媒３０とが配設されている。前記タービン２９及びブロワ２４からなるターボ過給機３１は、タービン２９の全周を囲むように配設された複数のフラップを有し、その各フラップの回動によりノズル断面積を変化させて、タービン２９への排気流速を調整するようにしたＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）である。
【００３３】
前記排気通路２８のタービン２９よりも排気上流側の部位からは、排気の一部を吸気側に還流させる排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３３が分岐している。このＥＧＲ通路３３の下流端は吸気絞り弁２６よりも吸気下流側の吸気通路２０に接続されており、そのＥＧＲ通路３３の途中の下流端寄りには、開度調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）３４が配置されている。このＥＧＲ弁３４は、バキュームポンプ１９からの負圧により駆動される負圧駆動式のアクチュエータ３５により開閉作動されるように構成され、ＥＧＲ通路３３の通路断面積をリニアに変化させて、吸気通路２０に還流される排気の流量を調節するようになっている。
【００３４】
前記各インジェクタ５、燃料ポンプ８、吸気絞り弁２６，ＥＧＲ弁３４等はコントロールユニット（Electronic Contorol Unit：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号によって作動するようになっている。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃料圧力センサ６ｂからの出力信号と、クランク角センサ１６及びカム角センサ１７からの出力信号と、エンジン水温センサ１８からの出力信号と、エアフローセンサ２３からの出力信号と、車両の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３６からの出力信号とが少なくとも入力されている。
【００３５】
そして、インジェクタ５の作動により燃料噴射量及び噴射時期（インジェクタ５の開弁開始時期）がエンジン１の運転状態に応じて制御される。また、燃料圧力センサ６ｂによって検出される燃料圧力Ｐｃに基づいてリリーフ弁１２ａの作動によりコモンレール圧、即ち燃料噴射圧が制御され、噴射制御の異常診断がなされる。また、吸気絞り弁２６の作動により吸入空気量が制御され、ＥＧＲ弁３４の作動により排気の還流状態が制御され、さらに、ターボ過給機３１のフラップの作動制御が行われるようになっている。
【００３６】
（コモンレール圧制御、燃料噴射制御、異常診断）
コモンレール圧Ｐｃはリリーフ弁１２ａの閉弁時期を制御することによって目標圧Ｐcrになるように制御される。この閉弁時期は、基本制御量T-PCV にフィードバック制御量T-PCFBを与えて設定される。基本制御量T-PCV は、現在のエンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃ、各燃焼サイクルで必要とする目標噴射量Ｑｔ、並びにオフセット値oft に基づいて演算される。フィードバック制御量T-PCFBは、目標総噴射量Ｑｔに対応する目標コモンレール圧Ｐcrと燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃとの偏差に基づいてＰＩＤ動作により所定のゲインを与えて演算される。オフセット値oft は、燃料噴射装置を構成する機器の機差ばらつきを抑制するためのものであって、フィードバック制御量T-PCFBを学習することによって求められる。
【００３７】
フィードバック制御量T-PCFBは後述する異常診断に用いられる。
【００３８】
燃料噴射形態としては、目標トルクが得られるように圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射のみを行なう形態と、排気ガス浄化用触媒にＮＯｘ浄化用のＨＣ（炭化水素）に代表される還元剤を供給するために主噴射後に後噴射を行なう形態とがある。主噴射は、燃料を一括して１回で噴射する一括噴射形態と、燃料を複数回に分割し適切な噴射休止時間Δｔをおいて噴射する多段噴射形態とがある。一括噴射では必要に応じて圧縮行程上死点前に燃料を少量噴射するパイロット噴射の後に残量を噴射する形態が採用される。多段噴射としては、例えば２段噴射、３段噴射が採用される。これらの燃料噴射形態は、ＥＣＵ４０に予め電子的に格納されたマップに基づいて選択されるものであり、そのマップではエンジン運転状態（エンジン回転数，アクセル開度、エンジン水温、触媒温度等）に応じて適切な噴射形態が設定されている。
【００３９】
基本燃料噴射量（主噴射量）及び後噴射量、並びに噴射時期は予め電子的に格納されたマップからエンジン運転状態に応じて設定される。後噴射時期に関しては、後述の異常診断をする際にコモンレール圧の脈動期間を避けるように補正され、また、コモンレール圧の昇圧制御の妨げにならないように補正される。
【００４０】
前記多段噴射について説明すると、これは、図２に例示するように主噴射燃料を（ａ）の如く一括して噴射するのではなく、圧縮行程上死点付近において燃焼室での燃料の燃焼が継続するように（ｂ），（ｃ）の如く複数回に分割して噴射するというものである。各回の噴射の開弁時間は８００μ秒以下、噴射休止間隔（インジェクタ５の噴孔が閉じてから次に開くまでの時間）Δｔは５０〜１０００μ秒とすることが好ましい。２回目の噴射は圧縮行程上死点以降に行なうことが好ましい。図２では３段の分割までを例示しているが、必要に応じて４段以上に分割してもよい。この多段分割噴射の基本的作用は次の通りである。
【００４１】
インジェクタ５の噴孔から噴出した燃料は全体として円錐形状の噴霧を形成しながら燃焼室４に広がるとともに、空気との摩擦により***を繰り返して微小な油滴になり、それらの油滴の表面から燃料が蒸発して燃料蒸気が生成される。その際、燃料が分割して噴射されることで、最初に噴射された燃料による予混合燃焼の割合は相対的に少なくなり、燃焼初期に燃焼圧や燃焼温度が過度に上昇することがなくなるので、ＮＯｘの生成が低減する。
【００４２】
噴射休止間隔Δｔが５０μ秒以上に設定されているので、先に噴射された燃料油滴に後から噴射された燃料油滴が追いつくことは殆どない。特に、２回目の噴射を圧縮行程上死点以降に行なえば、この２回目の噴射燃料が直ちに燃焼し、燃焼室４の圧力が大きく上昇して圧縮空気の粘性が高くなるので、３回目の噴射燃料の油滴は直ちに減速され、先に噴射された燃料の油滴に追いつくことはない。各回の開弁時間が略８００μ秒以下に設定されているので、各回の燃料噴射量が少なく、その燃料噴霧中での油滴同士の再結合も最小限に抑制されるので、例えば燃圧を高めて燃料の噴出速度を大きくすることにより、燃料の微粒化ひいては気化霧化を十分に促進して、燃料蒸気と空気との混合状態を大幅に改善することができる。噴射休止間隔Δｔが１０００μ秒以下に設定されているので、先に噴射された燃料の燃焼が終了する前に次の噴射燃料が燃焼し始めるというように、各噴射による燃料が途切れることなく良好に燃焼される。
【００４３】
要するに、主噴射を分割して行うことにより、噴射された燃料の燃焼状態を極めて良好なものにして、燃費改善とスモーク生成の抑制とを実現できる。また、噴射終了時期は相対的に遅くなるものの、その間に断続的に噴射される燃料は上述の如く良好に気化霧化されて拡散燃焼するので、燃料噴射時期を遅角補正した場合のように燃焼状態が悪くなることはなく、むしろ、燃焼室４の圧力が相対的に長い間、高い状態に維持されて、燃焼ガスの膨張力が極めて有効にピストン３に伝達されるようになり、機械効率の向上によっても燃費の改善が図られる。
【００４４】
異常診断は、上述の如き噴射制御に異常があるか否かを前記圧力センサ６ｂによる検出値又は該検出値のなまし値に基づいて診断するものであり、その変化度が所定の閾値を越えているときに異常と判定することになる。本実施形態では前記フィードバック制御量T-PCFBに基づいて噴射制御全体の異常を診断する一方、主噴射（多段噴射）後の前記検出値並びに後噴射後の前記検出値に基づいて主噴射制御の異常、後噴射制御の異常を診るようになっている。
【００４５】
そうして、前記異常診断のための検出値としては燃料噴射に伴うコモンレール圧の脈動が収束した後のものを採用するようにしており、主噴射制御及び後噴射制御の異常診断においては、その脈動を避けるための遅延期間は燃料噴射の際の燃料圧力が高いほど、また、多段噴射の分割回数が多くなるほどそれぞれ長くなるように設定するようにしている。
【００４６】
以下、コモンレール圧制御、燃料噴射制御及び異常診断についてフロー図を参照しながら具体的に説明する。
【００４７】
−コモンレール圧制御−
図３及び図４に示すコモンレール圧制御は各気筒毎に行なわれるものであり、スタート後のステップＳ１でエンジン回転数、アクセル開度、クランク角度等のデータの入力が開始され、続くステップＳ２でクランク角度ＣＡはＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜ＣＡか否かが判別される。９０゜ＣＡであれば、ステップＳ３に進んでフラグＦ＝１とされ、続くステップＳ４でコモンレール圧Ｐｃが読み込まれる。このコモンレール圧Ｐｃはコモンレール圧の制御に用いられるとともに、後述する異常診断に用いられるものであり、ステップＳ２は遅延期間設定手段を構成している。フラグＦ＝１はコモンレール圧の昇圧制御中であることを意味する。ステップＳ２で９０゜ＣＡでなければ、ステップＳ５に進んでＦ＝１、つまり昇圧制御中か否かが判別され、昇圧制御中であればステップＳ３に進み、昇圧制御中でなければステップＳ６に進んでリリーフ弁１２ａを開とする。
【００４８】
ステップＳ４に続くステップＳ７ではエンジン運転状態に応じて定まる主噴射量及び副噴射量（後噴射量）とに基づいて目標総噴射量（主噴射量と副噴射量との和）Ｑｔを算出し設定する。続くステップＳ８でリリーフ弁１２ａを閉とする時期を制御するための基本制御量T-PCVを現在のエンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃ、目標総噴射量Ｑｔ、並びにオフセット値oft に基づいて算出する。すなわち、次式の通りであり、ａ、ｂ及びｃは予め定められた係数である。
【００４９】
T-PCV＝ａ×Ｎｅ＋ｂ×Ｐｃ＋ｃ×Ｑｔ＋oft
続くステップＳ９で目標総噴射量Ｑｔに対応する目標コモンレール圧Ｐcrを設定し、ステップＳ１０で目標コモンレール圧Ｐcrと現コモンレール圧Ｐｃとの偏差に基づいてフィードバック制御量T-PCFBを算出し、ステップＳ１１でT-PCFBのリミット処理を行なう。すなわち、フィードバック制御量T-PCFBには上限値と下限値とが予め定められていて、ステップＳ１０で算出されたフィードバック制御量T-PCFBが当該上限値を越えて大きい場合、又は当該下限値を越えて小さい場合は、その上限値又は下限値がフィードバック制御量T-PCFBとされる。
【００５０】
続くステップＳ１２で前記リミット処理が行なわれたフィードバック制御量T-PCFBと基本制御量T-PCVとに基づいて最終制御量T-PCT（＝T-PCFB＋T-PCV）を算出し、続くステップＳ１２で最終制御量T-PCTに基づいてリリーフ弁１２ａの閉弁時期を設定する。なお、前記リミット処理に関し、エンジン運転状態の変更直後等の過渡時にはフィードバック制御量T-PCFBの最終制御量T-PCTに与える影響が小さくなるようにリミット処理し、これにより、制御のオーバーシュート（行き過ぎ）を防止する。
【００５１】
図４に示すように、続くステップＳ１４でリリーフ弁１２ａの閉弁時期になったことが判別されると、ステップＳ１５に進んでその閉弁を行なう。これにより、燃料ポンプ８による燃料がコモンレール６に供給され、コモンレール圧Ｐｃが目標圧Ｐcrに上昇していく。続くステップＳ１６でクランク角が圧縮上死点後の１８０゜に達したことが判別されると、ステップＳ１７に進んでリリーフ弁１２ａを開く。これにより、コモンレール６への燃料の供給が停止される。なお、リリーフ弁１２ａは、これを開いても、コモンレール６及び燃料ポンプ８の燃料は燃料タンク１０へは戻らず、次回のコモンレール圧の上昇のために燃料タンク１０の燃料が燃料ポンプ８へ供給されるように構成されている。
【００５２】
続くステップＳ１８では前記オフセット値ofs をフィードバック制御量T-PCFBから学習するためのサンプリング回数ＮL をカウントし、ステップＳ１９に進んで今回のフィードバック制御量T-PCFBを前回までのその積算値ＬＮに加算する。続くステップＳ２０でサンプリング数ＮL が予め設定された数ＮLO（例えば５００〜１０００）に達したか否かを判別し、達している場合にはステップＳ２１に進んで積算値ＬＮをサンプリング数ＮLOで除してなる平均値をオフセット値ofs とし、ステップＳ２２に進んでフラグＦを「０」とする。ステップＳ２０でサンプリング数ＮL がＮLOに達していなければ、ステップＳ２２に進んでフラグＦを「０」とする。
【００５３】
従って、フィードバック制御量T-PCFBを長期的にみることによってオフセット値ofs が定まって機差ばらつきが抑制され、このオフセット値ofs を考慮して求まるフィードバック制御量T-PCFBを短期的にみることで後述の異常診断を精度良く行なうことができることになる。
【００５４】
−燃料噴射制御−
図５に示す燃料噴射制御は各気筒毎に、また所定クランク角毎に実行されるものであり、スタート後のステップＳＡ１でエンジン回転数、アクセル開度、クランク角度等のデータの入力が開始され、続くステップＳＡ２でアクセル開度から求めた目標トルクとクランク角信号から求めたエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量マップから基本噴射量（主噴射量）を読み込む。燃料噴射量マップは、アクセル開度及びエンジン回転数の変化に応じて実験的に決定した最適な噴射量を記録したものであり、基本噴射量は、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転数が高いほど、多くなるように設定されている。
【００５５】
続くステップＳＡ３では主噴射としての多段噴射の形態及び後噴射の形態をエンジン運転状態に応じて設定する。すなわち、多段噴射時期は圧縮行程上死点付近に設定し、例えばＢＴＤＣ５°ＣＡ（クランク角度）を基準として、基本噴射量が多いほど進角され、少ないほど遅角される。また、エンジン水温が低いときには所定量リタードされて暖機運転される。また、触媒温度に応じて多段噴射の分割回数及び噴射休止時間Δｔを設定する。例えば触媒温度が低いときは３段噴射としてΔｔを長くし、触媒温度高いときは２段噴射としてΔｔを短くする。これは分割回数が多くなるほど、また、排気ガス中のＨＣ量が増え、排気ガス温度も高くなり、触媒温度の上昇に有利になるからである。また、触媒に対して多量のＨＣを供給してＮＯｘの還元を促すべく間欠的に後噴射を行なう形態を設定する。例えば、後噴射量は基本噴射量の数％以下、後噴射時期はＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）３０〜９０゜ＣＡの範囲に設定する。
【００５６】
続くステップＳＡ４でモニタ条件が成立しているか判別する。モニタとは異常診断を意味する。モニタ条件は、エンジンの運転状態が定常状態に入って所定時間を経過していること、異常診断が未だなされていないこと、エンジンの暖機が終了していること（排気ガス温度又はエンジン水温が所定値以上であること）、エンジン回転数が所定値以下であること（低回転又は中回転）並びにエンジン負荷が所定値以下であること（低負荷又は中負荷）である。
【００５７】
エンジン回転数が低いときをモニタ条件とするのは、各気筒の噴射時期が同じクランク角度の時点に設定されていても、１つの気筒における主噴射から後噴射に至るまでの時間、後噴射から次の気筒の主噴射に至るまでの時間は長くなり、各噴射毎に生ずるコモンレール圧の脈動が次の噴射に影響を与えることが少なくなり、異常診断精度が高まるためである。エンジン負荷が低いことをモニタ条件とするのは、燃料噴射量が少ない場合には噴射前のコモンレール圧も低くなり、噴射後の前記脈動が大きくならず、異常診断精度を高める上で有利になるからである。
【００５８】
前記モニタ条件が全て成立すると、ステップＳＡ５に進んで主噴射（多段噴射）後に後噴射が行なわれるか否かを判別する。すなわち、主噴射後に後噴射がある場合には後噴射時期によっては異常診断に前記脈動が影響しその診断精度が低下するために、その後噴射時期を必要に応じて補正すべく後噴射の有無を判別するものである。
【００５９】
後噴射がある場合にはステップＳＡ６に進んで主噴射前の実際のコモンレール圧Ｐｃ及び多段噴射の分割回数に基づいて主噴射に伴って生ずるコモンレール圧の脈動期間、すなわち、主噴射脈動期間Ｔmd、並びに後噴射に伴って生ずるコモンレール圧の脈動期間、すなわち、後噴射脈動期間Ｔpdを設定する。このステップＳＡ６は遅延期間設定手段を構成している。
【００６０】
主噴射脈動期間Ｔmdは多段噴射の最終噴射開始（噴射弁開時点）からコモンレール圧の脈動が主噴射制御の異常診断に実質的に影響を与えない程度まで収束するに要する時間であり、後噴射脈動期間Ｔpdは後噴射の開始（噴射弁開時点）からコモンレール圧の脈動が後噴射制御の異常診断に実質的に影響を与えない程度まで収束するに要する時間であり、予め電子的に格納したマップから読み込んで設定する。異常診断に実質的に影響を与えないとは、この異常診断のために燃料噴射によって低下したコモンレール圧を検出するときに、その検出値に脈動の影響が実質的に現れないことをいう。
【００６１】
前記マップではコモンレール圧が高いほど脈動期間Ｔmd，Ｔpdの各々が長くなるように、また、主噴射脈動期間Ｔmdについては多段噴射の分割回数が多くなるほど長くなるように設定されている。なお、主噴射前のコモンレール圧の方が後噴射前のコモンレール圧よりも高く、主噴射量の方が後噴射量よりも多く、しかも多段噴射ではその噴射サイクルに脈動が共振することがあるため、Ｔmd＞Ｔpnとなる。
【００６２】
続くステップＳＡ７ではステップＳＡ３で設定された噴射形態、すなわち、噴射時期とエンジン回転数とに基づいて、多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmp、並びに後噴射の開始からクランク角がＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜になるまでの時間Ｔpnを算出する。すなわち、ステップＳＡ３では噴射時期をクランク角で設定するため、実際にかかる時間をエンジン回転数に基づいて算出するものである。
【００６３】
続くステップＳＡ８では前記多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmpが前記主噴射脈動期間Ｔmdよりも長いか否かを判別する。この時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも長いということは、主噴射に伴う脈動が収束した後に該主噴射制御の異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことができ、また、後噴射を実行することができるということである。従って、当該時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmd以下であれば、ステップＳＡ９に進んで後噴射開始時期を多段噴射の最終噴射開始時点から前記主噴射脈動期間Ｔmdを経過した時点に補正することにより、当該脈動の影響なく前記異常診断のためのコモンレール圧の検出及び後噴射を実行することができるようにする。
【００６４】
続くステップＳＡ１０では前記後噴射開始からＡＴＤＣ９０゜ＣＡまでの時間Ｔpnが前記後噴射脈動期間Ｔpdよりも長いか否かを判別する。すなわち、この時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも長いということは、後噴射に伴う脈動が収束した後に該後噴射制御の異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことができ、また、次の主噴射及び後噴射のためのコモンレール圧の昇圧制御を実行することができるということである。従って、当該時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpd以下であれば、ステップＳＡ１１に進んで後噴射開始時期をＡＴＤＣ９０゜ＣＡより前記後噴射脈動期間Ｔpdだけ前の時点になるように補正することにより、当該脈動の影響なく前記異常診断のためのコモンレール圧の検出及び昇圧制御を実行することができるようにする。
【００６５】
コモンレール圧の昇圧制御を前記脈動に影響されずに行なうことができるということは、コモンレール圧が適正な値に上昇するということであり、従って、次の噴射制御の異常診断を精度良く行なうことができることになる。なお、異常診断を行なわないときにはステップＳＡ１１の後噴射時期の補正は行なわれないことになるが、異常診断とは違って、通常の燃料噴射制御の場合はコモンレール圧が予定する値から多少ずれてもエンジンの運転ひいては自動車の運転には支障がない。
【００６６】
そうして、以上の後噴射時期についての必要な補正を行なった後にステップＳＡ１２に進んで燃料噴射を実行する。また、ステップＳＡ４でモニタ条件が成立していない場合、あるいはステップＳＡ５で後噴射がない場合には前記後噴射時期の補正制御を行なうことなくステップＳＡ１２に進んで燃料噴射を実行することになる。
【００６７】
上述のステップＳＡ９及びＳＡ１１の各々は後噴射時期変更手段を構成している。
【００６８】
−異常診断−
図６に示す異常診断フローは各気筒毎に実行されるものであり、スタート後のステップＳＢ１でクランク角度等のデータの読込みを始め、ステップＳＢ２でモニタ条件の成立を確認する。このモニタ条件は燃料噴射制御フロー（図５）のステップＳＡ４と同じである。モニタ条件が全て成立すると、ステップＳＢ３に進んで多段噴射の最終噴射開始直後であるか否かを判別する。
【００６９】
最終噴射開始直後であることを判別すると、ステップＳＢ４に進んでタイマーＴｍをカウントする。このタイマーＴｍは主噴射脈動期間Ｔmdの経過を監視するためのものである。多段噴射の最終噴射開始直後でない場合は、ステップＳＢ５に進んでタイマーＴｍのカウント中か否かを判別する。カウント中であれば、ステップＳＢ４に進んでタイマーＴｍのカウントを継続し、カウント中でなければ、フラグＦが「１」か否かを判別し、「１」でなければリターンする。このフラグＦは後噴射制御のモニタを実行しているときに「１」となるものである。
【００７０】
次にステップＳＢ７に進んでタイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔmdに達したか否かを判別し、達するとステップＳＢ８に進んでその時点のコモンレール圧Ｐｃを入力して主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとして記憶し、さらにステップＳＢ９に進んでタイマーＴｍを零にする。
【００７１】
続くステップＳＢ１０では多段噴射（主噴射）後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射がある場合にはこの後噴射制御の異常診断をも行なうべくステップＳＢ１１に進んで後噴射の噴射開始直後か否かを判別する。後噴射開始直後であることを判別すると、ステップＳＢ１２に進んでタイマーＴｐをカウントする。このタイマーＴｐは後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのものである。
【００７２】
後噴射開始直後でない場合は、ステップＳＢ１３に進んでタイマーＴｐのカウント中か否かを判別する。カウント中であれば、ステップＳＢ１２に進んでタイマーＴｐのカウントを継続し、カウント中でなければ、ステップＳＢ１４に進んでフラグＦを「１」としてリターンする。
【００７３】
次にステップＳＢ１５に進んでタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdに達したか否かを判別し、達するとステップＳＢ１６に進んでその時点のコモンレール圧Ｐｃを入力して後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとして記憶し、さらにステップＳＢ１７に進んでタイマーＴｐを零にするとともに、フラグＦを零にする。ステップＳＢ１５でタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdに達していないと判別されたときはステップＳＢ１４に進んでフラグＦを「１」としてリターンする。
【００７４】
図７に示すようにステップＳＢ１７に続くステップＳＢ１８では、先に説明したコモンレール圧制御でのフィードバック制御量T-PCFBの算出が完了しているか否かを判別し、その算出が完了すると、ステップＳＢ１９に進んでそのフィードバック制御量T-PCFBを入力する。
【００７５】
続くステップＳＢ２０では、上述の検出圧Ｐcmに基づいて主噴射制御の異常を診断するための閾値Ｐcmo 、検出圧Ｐcpに基づいて後噴射制御の異常を診断するための閾値Ｐcpo 、並びにフィードバック制御量T-PCFBに基づいて噴射制御全体としての異常を診断するための閾値T-PCFBo を、主噴射量（基本噴射量）、後噴射量及び主噴射前のコモンレール圧Ｐｃに基づいて、予め電子的に格納したマップから読み込むことにより設定する。これらの閾値は、噴射制御を正常と認めることができる限界値を意味する。また、そのマップでは、閾値Ｐcmo 、Ｐcpo 及びT-PCFBo は、噴射量が大きくなるほど長くなるように、また、コモンレール圧Ｐｃが大きくなるほど長くなるように設定されている。
【００７６】
続くステップＳＢ２１ではモニタ回数Ｎｍをカウントし、続くステップＳＢ２２でフィードバック制御量T-PCFBが閾値T-PCFBo よりも大きいか否か、すなわち、噴射制御全体としてみて異常か否かを判別し、異常のとき（T-PCFBo よりも大）はステップＳＢ２３に進んで装置異常回数Ｎｄをカウントする。続くステップＳＢ２４では目標コモンレール圧Ｐcrと主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとの差（Ｐcr−Ｐcm）が閾値Ｐcmo よりも大きいか否か、すなわち、主噴射制御が異常か否かを判別し、異常のとき（Ｐcmo よりも大）はステップＳＢ２５に進んで主噴射異常回数Ｎdmをカウントする。
【００７７】
続くステップＳＢ２６でモニタ回数Ｎｍが設定回数Ｎmoに達したことを判別すると、ステップＳＢ２７に進んでモニタ回数Ｎmoに対する装置異常回数Ｎｄの割合が基準値Ｎdoを越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ２８に進んで噴射装置全体の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdoは装置異常ワーニングを出すか否かの閾値である。続くステップＳＢ２９ではモニタ回数Ｎmoに対する主噴射異常回数Ｎdmの割合が基準値Ｎdmo を越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ３０に進んで主噴射制御の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdmo は主噴射制御異常ワーニングを出すか否かの閾値である。
【００７８】
図８に示すように、続くステップＳＢ３１では主噴射後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射があるときはステップＳＢ３２に進んで後噴射モニタ回数Ｎｐをカウントする。続くステップＳＢ３３では目標コモンレール圧Ｐcrと後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとの差（Ｐcr−Ｐcp）が閾値Ｐcpo よりも大きいか否か、すなわち、後噴射制御が異常か否かを判別し、異常のとき（Ｐcpo よりも大）はステップＳＢ３４に進んで後噴射異常回数Ｎdpをカウントする。
【００７９】
続くステップＳＢ３５で後噴射モニタ回数Ｎｐが設定回数Ｎpoに達したことを判別すると、ステップＳＢ３６に進んでモニタ回数Ｎpoに対する後噴射異常回数Ｎdpの割合が基準値Ｎdpo を越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ３７に進んで後噴射制御の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdpo は後噴射制御異常ワーニングを出すか否かの閾値である。
【００８０】
上述の如く、本実施形態ではモニタ回数に対する異常回数の割合に基づいてワーニングを発するか否かを決定するから、一時的に異常が判定されても、その異常回数が多くならない限り異常ワーニングは出ない。これは、装置は正常であっても過渡時に異常判定が出やすいため、それを考慮したものである。また、噴射装置全体の異常診断を行なうだけでなく、主噴射制御及び後噴射制御の各々を個別に異常診断するようにしたから、異常の原因究明が容易になる。
【００８１】
そうして、主噴射制御及び後噴射制御の異常診断にあたり、コモンレール圧の脈動期間経過後の検出圧を用いるようにしたから診断精度が高まる。また、主噴射制御の異常診断の際には、後噴射に伴うコモンレール圧の脈動が収束した後に昇圧制御を行なうことができるように後噴射時期を補正するようにしたから、次の主噴射前のコモンレール圧を所期の圧力に高めることができ、その主噴射制御の異常診断精度が高まる。
【００８２】
図９は前記異常判定のタイムチャートを示す。多段噴射（主噴射）が行われると、各噴射段毎にコモンレール圧Ｐｃが低下していくとともに、コモンレール６内にコモンレール圧の脈動を生じ、その脈動は主噴射脈動期間Ｔmdを経過した時点で収束する。後噴射が行なわれたときも脈動を生じ、それは後噴射脈動期間Ｔpdを経過した時点で収束する。
【００８３】
主噴射脈動期間Ｔmdは多段噴射の最終噴射開始時点からの期間として設定し、後噴射脈動期間Ｔpdは後噴射開始時点からの期間として設定している。従って、主噴射脈動期間Ｔmdの経過を監視するためのタイマーＴｍは多段噴射の最終噴射開始直後からカウントし、後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのタイマーＴｐは後噴射開始直後からカウントするものである。
【００８４】
タイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔmdになると、そのときのコモンレール圧ＰｃがＰcmとして記憶され、目標コモンレール圧ＰｃとＰcmとの差が閾値Ｐcmo よりも大きい場合には主噴射制御の異常と判定する。また、タイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdになると、そのときのコモンレール圧ＰｃがＰcpとして記憶され、目標コモンレール圧ＰｃとＰcpとの差が閾値Ｐcpo よりも大きい場合には後噴射制御の異常と判定する。
【００８５】
また、ＡＴＤＣ９０゜ＣＡになると、コモンレール圧フィードバック制御用（Ｆ／Ｂ用）のＰｃを読込み、リリーフ弁の閉時期を定め、その時期に至った時点でリリーフ弁を閉にする。これにより、コモンレール圧は目標圧Ｐcrに向かって上昇する。
【００８６】
図１０はエンジン回転数が図９のケースよりも高いときの後噴射時期の制御に関するタイムチャートを示す。エンジン回転数が高い場合には、図１０の上側に示すように、多段噴射の最終噴射開始時点から当初予定の後噴射（同図上側に鎖線で示す）の開始時期までの期間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも短くなる場合がある。このときは、後噴射時期を同図上側に実線で示すように主噴射脈動期間Ｔmdの後になるように遅角補正し、後噴射が主噴射脈動の影響を受けないようにするとともに、主噴射脈動収束後、後噴射開始前に異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことになる。
【００８７】
また、図１０の下側に示すように、当初予定の後噴射（同図下側に鎖線で示す）の開始時点からＡＴＤＣ９０゜ＣＡ（Ｆ／Ｂ用のＰｃ検出時点）までの期間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも短くなることがある。このときは、後噴射時期を同図下側に実線で示すようにＡＴＤＣ９０゜ＣＡよりも後噴射脈動期間Ｔpd以上に前になるように進角補正し、Ｆ／Ｂ用のＰｃが後噴射脈動の影響を受けないようにすることになる。
【００８８】
−異常診断の他の実施形態−
図１１は異常診断の他の実施形態のフローを示す。
【００８９】
ステップＳＣ１〜ＳＣ３，ＳＣ５，ＳＣ６は図６のステップＳＢ１〜ＳＢ３，ＳＢ５，ＳＢ６と同じであるが、この実施形態ではステップＳＣ４において異常診断用のＰｃフィルター値（なまし値）Ｐcfの算出を開始する。このＰｃフィルター値Ｐcfは、燃料圧力センサ６ｂによって検出されるコモンレール圧Ｐｃになまし処理を施したものであり、具体的には次式のようにフィルター値の前回値を今回の検出値Ｐｃに所定割合ａだけ反映させることによって求める。
【００９０】
Ｐcf＝1/2｛ａ×Ｐcf(k-1)＋（１−ａ）×Ｐｃ(k)｝
Ｐcf(k-1)はフィルター値の前回値であり、Ｐｃ(k)は今回の検出値である。また、０＜ａ＜１である。
【００９１】
続くステップＳＣ７では図６のステップＳＢ４と同様に主噴射脈動期間Ｔｋの経過を監視するタイマーＴｍをカウントする。この実施形態の場合は前記なまし値Ｐを異常診断に用いるため、脈動が異常診断に与える影響は弱くなり、主噴射脈動期間Ｔｋは検出値Ｐｃを用いる場合のＴmdよりも短い。続くステップＳＣ８でタイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔｋになったか否かを判別し、Ｔｍ＝Ｔｋの場合にはステップＳＣ９に進んでその時点のフィルター値Ｐcfを主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとして記憶し、さらにステップＳＣ１０に進んでタイマーＴｍを零にするとともに、フィルター値Ｐcfを初期値に戻す。
【００９２】
続くステップＳＣ１１〜ＳＣ１４は図６のステップＳＢ１０，１１，１３，１４と同じである。すなわち、多段噴射（主噴射）後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射がある場合にはこの後噴射制御の異常診断をも行なうべく後噴射の噴射開始直後か否かを判別する。後噴射開始直後でない場合は、後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのタイマーＴｐのカウント中か否かを判別し、カウント中でなければフラグＦを「１」としてリターンする。
【００９３】
ステップＳＣ１２で後噴射開始直後であることを判別したとき又はステップＳＣ１３でタイマーＴｐのカウント中を判別したときは、ステップＳＣ１５に進んで後噴射制御の異常診断をするためのフィルター値ＰcfをステップＳＣ４と同様にして算出し、ステップＳＣ１６に進んでタイマーＴｐのカウントを行なう。続くステップＳＣ１７に進んでタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔｋに達したか否かを判別し、達するとステップＳＣ１８に進んでその時点のフィルター値Ｐcfを後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとして記憶し、さらにステップＳＣ１９に進んでタイマーＴｐを零にするとともに、フラグＦを零にし、フィルター値Ｐcfを初期値に戻す。後噴射脈動期間Ｔｋは主噴射脈動期間Ｔｋと同じであり、また、Ｔｋ＜Ｔpdである。ステップＳＣ１９は図７のステップＳＢ１８に続き、さらに図８のフローに続く。
【００９４】
上述の如く本実施形態の場合はフィルター値を異常診断に用いるため、コモンレール圧の脈動による誤診断を避けるための脈動期間Ｔｋを先の実施形態よりも短くすることができる。従って、図５に示す燃料噴射制御における後噴射時期の異常診断のための補正量が少なくなり又は零になり、エンジンの運転状態等に基づいて要求される燃料噴射制御を実行し易くなる。ひいては、図５に示す後噴射時期補正制御を行なう必要がなくなる。また、後噴射制御の異常診断のためのフィルター値Ｐcfは、多段噴射（主噴射）制御の異常診断のためのフィルター値Ｐcfとは別に求められるため、その影響を受けない。
【００９５】
なお、コモンレール圧制御において、その図３に示すステップＳ４では、検出値Ｐｃに代えて、フィルター値Ｐcfを算出して読み込むようにしてもよい。
【００９６】
−参考−
以上では異常診断を中心に本発明を説明したが、異常診断を行なわないときの燃料噴射制御では、図５に示すフローのモニタ条件成立の判別ステップＳＡ４をなくし、ステップＳＡ３で多段噴射及び後噴射の形態を設定した後、ステップＳＡ５に進んで後噴射の有無を判別し、後噴射があるときにはステップＳＡ６以下へ進むようにする。
【００９７】
この形態においては、多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも短いときは、後噴射の開始時期が主噴射脈動期間Ｔmdの経過後になるように補正されることになり、後噴射時の燃料噴射圧力が主噴射に伴う脈動の影響を受けなくなり、所期の噴射量を後噴射させる上で有利になる。
【００９８】
また、後噴射開始からＡＴＤＣ９０゜ＣＡまでの時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも短いときは、後噴射開始時期がＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜ＣＡより後噴射脈動期間Ｔpdだけ前の時点になるように補正されることになり、次の主噴射のための昇圧制御が後噴射による脈動に影響されなくなるから、所期の噴射量を得る上で有利になる。
【００９９】
−その他−
上記実施形態では異常診断用Ｐcm又はＰcpと目標圧Ｐcrとの差、すなわち、コモンレール圧の低下量が閾値よりも大きいか否かで異常診断を行なうようにしたが、当該低下量と、正常時に見込まれる低下量との偏差を求め、その偏差の大小に基づいて異常診断を行なうようにしてもよい。これによれば、噴射量が予定より少ないときも異常と診断されることになる。この点はフィルター値を用いる場合も同じである。
【０１００】
また、上記実施形態の主噴射は多段噴射であるが、一括噴射であっても同様に実施することができる。
【０１０１】
また、本実施形態ではディーゼルエンジンについて説明したが、本発明は、ガソリンエンジンにおいて蓄圧手段により蓄圧した燃料を燃焼室内に直接噴射するものを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の全体構成図。
【図２】 同形態の多段噴射のタイムチャート図。
【図３】 同形態のコモンレール圧制御フローの前半部分の図。
【図４】 同形態のコモンレール圧制御フローの後半部分の図。
【図５】 同形態の燃料噴射制御フロー図。
【図６】 同形態の異常診断フローの前段部分の図。
【図７】 同形態の異常診断フローの中段部分の図。
【図８】 同形態の異常診断フローの後段部分の図。
【図９】 同形態の異常診断のタイムチャート図。
【図１０】 同形態の後噴射時期変更のタイムチャート図。
【図１１】 他の実施形態に係る異常診断フローの前段部分の図。
【符号の説明】
Ａ エンジンの制御装置
１ ディーゼルエンジン
２ 気筒
４ 燃焼室
５ インジェクタ（燃料噴射弁）
６ コモンレール（蓄圧手段）
６ｂ 燃料圧力センサ（検出手段）
８ 燃料ポンプ
１２ａ リリーフ弁（圧力調節手段）
４０ ＥＣＵ
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒エンジンの燃料噴射装置として、各気筒ない燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を設け、これら噴射弁を、燃料ポンプから供給される燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール（エンジンの各気筒が共有する蓄圧室）に接続したものが知られている。
【０００３】
特開平８−４５７７号公報は、このような燃料噴射装置の異常を診断する手段を備えたエンジンの制御装置を開示している。それは、燃料噴射弁によって噴射すべき燃料量と該燃料の体積弾性係数とから燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量を推定する一方、実際の変動量を測定し、この推定値と実測値との偏差を求め、この偏差と基準値との比較に基づいて異常を判定する、というものである。
【０００４】
また、特開平１０−２３８３９２号公報には、上述の如き燃料噴射弁による燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量に基づいて異常判定をする第１異常判定手段の他に、燃料ポンプによるコモンレールへの燃料圧送前後のコモンレール内圧力の変動量に基づいて異常判定をする第２異常判定手段を設け、この両手段によって異常が判定されたときに、当該燃料噴射装置の異常と決定することが記載されている。
【０００５】
すなわち、第２異常判定手段は、燃料ポンプによってコモンレールに圧送すべき燃料量と該燃料の体積弾性係数とから当該圧送前後のコモンレール内圧力の変動量を推定する一方、実際の変動量を測定し、この推定値と実測値との偏差を求め、この偏差と基準値との比較に基づいて異常を判定する、というものである。従って、燃料噴射によってコモンレール内圧力に脈動を生じ、その脈動に起因して第１異常判定手段が異常判定をしても第２異常判定手段が異常判定を出さない限り、異常とはみなさないことになる。
【０００６】
特開平１０−２９９５５７号公報には、上述の如き異常判定に使用する燃料の体積弾性係数を、燃料圧力又は燃料温度に基づいて補正することが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃料噴射圧力が高くなると、燃料噴射前後のコモンレール内圧力の変動量が大きくなるため、噴射後も暫くは燃料圧力の脈動が続くことになる。また、本出願人は燃料を圧縮行程上死点付近で所定の休止間隔をおいて且つ該燃焼室での燃焼が継続するように複数回に分割して燃焼室に噴射する多段噴射技術を開発しているが、このような多段噴射ではその噴射サイクルがコモンレール内の圧力変動と共振して脈動が大きくなるおそれがある。このように脈動を生ずる可能性が高い場合、上述の従来技術のような異常診断では、燃料噴射装置に実際には異常がない場合でも前記第１異常判定手段が前記脈動の影響で異常の判定を出すことが多くなり、誤診断を招き易くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、前記脈動による誤診断を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して前記脈動を避けて燃料圧力を検出しこれを異常診断に用いるようにしたものである。以下、具体的に説明する。
【００１０】
本発明は、エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給する燃料を高圧状態で蓄える蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を調節する圧力調節手段と、
前記燃料噴射弁を作動させ燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧手段の前記燃料圧力に関する値を検出する手段と、
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記燃料噴射制御の異常を診断する異常診断手段とを備えているエンジンの制御装置において、
前記異常診断手段は、前記検出値又はなまし値を検出する時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を備え、該遅延期間経過後の前記検出値又はなまし値に基づいて前記診断をする。
【００１１】
また、前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を、前記燃料噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が前記異常診断に実質的に影響を与えなくなるように収束する時点以降に当該期間が終了するように設定する。
【００１２】
すなわち、燃料噴射弁によって燃料が噴射されると蓄圧手段の燃料圧力が低下する。その低下度合と予定する低下度合とのずれが大きい場合、例えば予定する燃料圧力に低下していない（低下量が大きい又は小さい）場合、あるいは低下速度（低下率）が予定よりも大きい又は小さい場合には、当該燃料噴射制御には燃料噴射弁の作動不良、蓄圧手段での燃料漏れ等の異常があったことになる。前記燃料圧力の低下度合は、蓄圧手段の燃料圧力に関する値を検出する手段の検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて求めることができるが、蓄圧手段の燃料圧力に前記燃料噴射に伴って脈動を生ずると、その脈動に前記検出値又はなまし値が影響されて、当該異常診断の信頼性が低くなる。
【００１３】
そこで、本発明は、前記検出値又はなまし値に基づいて前記異常診断をする時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を設け、該遅延期間の設定により前記脈動を避けて前記検出値又はなまし値を得ることができるようにしたものである。
【００１４】
前記蓄圧手段の燃料圧力に関する値を検出する手段としては、例えば蓄圧手段の燃料圧力を直接測定する圧力センサを採用することができ、蓄圧手段に燃料を加圧供給する供給源、或いは圧力調節手段に作用する負荷等から間接的に燃料圧力を検出するようにしてもよい。
【００１５】
また、上述の如き遅延期間の設定により、該期間経過後の前記検出値又はなまし値には脈動の影響が実質的になくなり、信頼性の高い異常診断を行なうことができるようになる。
【００１６】
そうして、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で所定の休止間隔をおいて且つ該燃焼室での燃焼が継続するように燃料を燃焼室に複数回に分割して行なう多段噴射の制御形態を備え、
前記遅延期間設定手段は、前記噴射制御手段によって前記多段噴射の制御形態が採用されているときは、前記遅延期間を前記分割の回数が多くなるほど長くなるように設定することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、多段噴射の分割回数が多くなると、それだけ脈動の収束が遅れることになるため、前記遅延期間を長くするようにしたものである。
【００１８】
また、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記異常診断手段は、前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも一方の異常を診断するものであり、
前記異常診断手段による異常診断の際に、前記後噴射の時期を、前記主噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が当該後噴射の噴射圧力に実質的に影響を与えなくなるように収束した時点の後となるように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、主噴射制御の異常を診断する場合、その主噴射に伴う燃料圧力の脈動が収束する前に後噴射時期が到来するのであれば、その前の脈動中の前記検出値又はなまし値に基づいて前記主噴射制御の異常を診断する必要があり、異常診断の信頼性が低下する。一方、後噴射制御の異常を診断する場合でも、主噴射に伴う燃料圧力の脈動が収束する前に後噴射時期が到来するのであれば、その後噴射自体が脈動の影響を受けることになり、誤診断を招き易くなる。そこで、本発明は、主噴射による脈動が収束した後に後噴射を行なうようにして、主噴射制御及び後噴射制御のいずれを診断する場合でも信頼性の高い結果が得られるようにしたものである。
【００２０】
また、本発明は、上述の如く遅延期間を前記脈動の収束時点以降に終了するように設定するエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記燃料噴射弁によって後噴射がされたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記蓄圧手段の燃料圧力が目標圧力となるように次の主噴射開始より所定期間前から前記圧力調節手段による昇圧制御を開始する圧力制御手段を備え、
前記異常診断手段は、前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも後噴射制御の異常を診断するものであり、
前記異常診断手段による前記後噴射制御の異常診断の際に、該後噴射の時期を前記昇圧制御開始前に前記遅延期間が終了するように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、後噴射から前記遅延期間を経過した後の前記検出値又はなまし値に基づいてこの後噴射制御の異常を精度良く診断することができるとともに、この遅延期間経過後の検出値又はなまし値に基づいて前記所定期間前から昇圧制御を開始することができ、前の噴射に伴う燃料圧力の脈動に影響されることなく次の主噴射のために前記蓄圧手段の燃料圧力を目標圧力に確実に高めることができる。
【００２２】
換言すれば、上述の如く後噴射時期を変更するから、前記遅延期間及び所定期間を確保することができ、後噴射制御の異常診断の精度が高まるととともに、次の主噴射のための昇圧制御を確実に行なうことができ、この主噴射制御の異常診断の精度も高くなる。
【００２３】
前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を燃料噴射の際の燃料圧力が高いほど長くなるように設定することができる。
【００２４】
すなわち、燃料噴射の際の燃料圧力が高くなるほど前記脈動が大きくなり、その収束に時間がかかるため、遅延期間を長くして脈動を避けるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、燃料噴射によって蓄圧手段の燃料圧力に脈動を生じても、この脈動に影響されることなく噴射制御の異常診断を行なうことができ、異常診断の信頼性の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施形態１に係るディーゼルエンジンの制御装置Ａの全体構成を示し、１は車両に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジンである。このエンジン１は４つの気筒２を有し、その各気筒２内にピストン（図示せず）嵌装されていて、このピストンと気筒２により各気筒２内に燃焼室４が形成されるようになっている。また、その各燃焼室４の上面略中央部には、図には誇張して示すが、気筒２の軸線に沿って延びるようにインジェクタ（燃料噴射弁）５が配設されている。これらのインジェクタ５は、それぞれ燃料を噴射圧以上の高圧状態で蓄える共通のコモンレール６（蓄圧手段）に対し分岐管６ａにより接続されており、各気筒毎に所定の噴射タイミングになると開閉作動されて、それぞれ先端部の複数の噴孔から高圧の燃料を燃焼室４に直接噴射供給するようになっている。
【００２８】
コモンレール６には、内部の燃料圧力（コモンレール圧）を検出する燃料圧力センサ（燃料圧力に関する値を検出する手段）６ｂが配設されている。コモンレール６は高圧燃料供給管７を介して燃料ポンプ８に接続され、その燃料ポンプ８は燃料供給管９を介して燃料タンク１０に接続されている。この燃料ポンプ８は、入力軸８ａによりエンジン１のクランク軸からの回転入力を受け入れて作動し、燃料供給管９を介して燃料タンク１０内の燃料を燃料フィルタ１１により濾過しながら吸い上げるとともに、この燃料をジャーク式圧送系によりコモンレール６に圧送する。
【００２９】
前記燃料ポンプ８には、その圧送系により送り出される燃料の一部を燃料戻し管１２に逃がして、ポンプの吐出量を調節する電磁式リリーフ弁１２ａが設けられており、このリリーフ弁１２ａの開度が前記燃料圧力センサ６ｂによる検出値に応じて制御されることにより、コモンレール圧が所定値にフィードバック制御されるようになっており、このリリーフ弁１２ａは圧力調節手段を構成している。また、同図の符号１３は、コモンレール圧が所定値以上になったときに、燃料をコモンレール６から排出させるプレッシャリミッタを示し、このプレッシャリミッタから排出された燃料は燃料戻し管１４を流通して、燃料タンク１０に戻される。さらに、符号１５は燃料の一部をインジェクタ５から燃料タンク１０に戻すための燃料戻し管を示している。
【００３０】
このエンジン１には、詳細は図示しないが、クランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ１６と、吸排気系カム軸の回転角度を検出するカム角センサ１７と、冷却水温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ１８とが設けられている。前記クランク角センサ１６は、クランク軸の端部に設けた被検出用プレートと、その外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部の通過に対応して、パルス信号を出力するものである。また、前記カム角センサ１７は、同様にカム軸周面の所定箇所に設けた複数の突起部と、その各突起部が通過するときにパルス信号を出力する電磁ピックアップとからなる。尚、符号１９はカム軸により駆動されるバキュームポンプを示している。
【００３１】
エンジン１の一側（図の上側）には、図外のエアクリーナで濾過した空気を供給する吸気通路２０が接続され、この吸気通路２０の下流端部はサージタンク２１を介して気筒毎に分岐して、それぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通している。また、サージタンク２１には、ターボ過給機３１により過給された吸気の圧力を検出する過給圧センサ２２が設けられている。そして、前記吸気通路２０には、上流側から下流側に向かって順に、エンジン１に吸入される吸気流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ２３と、後述のタービン２９により駆動されて吸気を圧縮するブロワ２４と、このブロワ２４により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２５と、吸気通路２０の途中を絞る吸気絞り弁２６とが設けられている。この吸気絞り弁２６は、全閉状態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けられたバタフライバルブからなり、図示しないアクチュエータにより開閉されるようになっている。
【００３２】
一方、エンジン１の他側（図の下側）には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガスを排出する排気マニホルド２７が接続され、この排気マニホルド２７の下流端集合部に排気通路２８が接続され、この排気通路２８には上流側から下流側に向かって順に、排気流により回転されるタービン２９と、排気中の有害成分を浄化する触媒３０とが配設されている。前記タービン２９及びブロワ２４からなるターボ過給機３１は、タービン２９の全周を囲むように配設された複数のフラップを有し、その各フラップの回動によりノズル断面積を変化させて、タービン２９への排気流速を調整するようにしたＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）である。
【００３３】
前記排気通路２８のタービン２９よりも排気上流側の部位からは、排気の一部を吸気側に還流させる排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３３が分岐している。このＥＧＲ通路３３の下流端は吸気絞り弁２６よりも吸気下流側の吸気通路２０に接続されており、そのＥＧＲ通路３３の途中の下流端寄りには、開度調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）３４が配置されている。このＥＧＲ弁３４は、バキュームポンプ１９からの負圧により駆動される負圧駆動式のアクチュエータ３５により開閉作動されるように構成され、ＥＧＲ通路３３の通路断面積をリニアに変化させて、吸気通路２０に還流される排気の流量を調節するようになっている。
【００３４】
前記各インジェクタ５、燃料ポンプ８、吸気絞り弁２６，ＥＧＲ弁３４等はコントロールユニット（Electronic Contorol Unit：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号によって作動するようになっている。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃料圧力センサ６ｂからの出力信号と、クランク角センサ１６及びカム角センサ１７からの出力信号と、エンジン水温センサ１８からの出力信号と、エアフローセンサ２３からの出力信号と、車両の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３６からの出力信号とが少なくとも入力されている。
【００３５】
そして、インジェクタ５の作動により燃料噴射量及び噴射時期（インジェクタ５の開弁開始時期）がエンジン１の運転状態に応じて制御される。また、燃料圧力センサ６ｂによって検出される燃料圧力Ｐｃに基づいてリリーフ弁１２ａの作動によりコモンレール圧、即ち燃料噴射圧が制御され、噴射制御の異常診断がなされる。また、吸気絞り弁２６の作動により吸入空気量が制御され、ＥＧＲ弁３４の作動により排気の還流状態が制御され、さらに、ターボ過給機３１のフラップの作動制御が行われるようになっている。
【００３６】
（コモンレール圧制御、燃料噴射制御、異常診断）
コモンレール圧Ｐｃはリリーフ弁１２ａの閉弁時期を制御することによって目標圧Ｐcrになるように制御される。この閉弁時期は、基本制御量T-PCV にフィードバック制御量T-PCFBを与えて設定される。基本制御量T-PCV は、現在のエンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃ、各燃焼サイクルで必要とする目標噴射量Ｑｔ、並びにオフセット値oft に基づいて演算される。フィードバック制御量T-PCFBは、目標総噴射量Ｑｔに対応する目標コモンレール圧Ｐcrと燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃとの偏差に基づいてＰＩＤ動作により所定のゲインを与えて演算される。オフセット値oft は、燃料噴射装置を構成する機器の機差ばらつきを抑制するためのものであって、フィードバック制御量T-PCFBを学習することによって求められる。
【００３７】
フィードバック制御量T-PCFBは後述する異常診断に用いられる。
【００３８】
燃料噴射形態としては、目標トルクが得られるように圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射のみを行なう形態と、排気ガス浄化用触媒にＮＯｘ浄化用のＨＣ（炭化水素）に代表される還元剤を供給するために主噴射後に後噴射を行なう形態とがある。主噴射は、燃料を一括して１回で噴射する一括噴射形態と、燃料を複数回に分割し適切な噴射休止時間Δｔをおいて噴射する多段噴射形態とがある。一括噴射では必要に応じて圧縮行程上死点前に燃料を少量噴射するパイロット噴射の後に残量を噴射する形態が採用される。多段噴射としては、例えば２段噴射、３段噴射が採用される。これらの燃料噴射形態は、ＥＣＵ４０に予め電子的に格納されたマップに基づいて選択されるものであり、そのマップではエンジン運転状態（エンジン回転数，アクセル開度、エンジン水温、触媒温度等）に応じて適切な噴射形態が設定されている。
【００３９】
基本燃料噴射量（主噴射量）及び後噴射量、並びに噴射時期は予め電子的に格納されたマップからエンジン運転状態に応じて設定される。後噴射時期に関しては、後述の異常診断をする際にコモンレール圧の脈動期間を避けるように補正され、また、コモンレール圧の昇圧制御の妨げにならないように補正される。
【００４０】
前記多段噴射について説明すると、これは、図２に例示するように主噴射燃料を（ａ）の如く一括して噴射するのではなく、圧縮行程上死点付近において燃焼室での燃料の燃焼が継続するように（ｂ），（ｃ）の如く複数回に分割して噴射するというものである。各回の噴射の開弁時間は８００μ秒以下、噴射休止間隔（インジェクタ５の噴孔が閉じてから次に開くまでの時間）Δｔは５０〜１０００μ秒とすることが好ましい。２回目の噴射は圧縮行程上死点以降に行なうことが好ましい。図２では３段の分割までを例示しているが、必要に応じて４段以上に分割してもよい。この多段分割噴射の基本的作用は次の通りである。
【００４１】
インジェクタ５の噴孔から噴出した燃料は全体として円錐形状の噴霧を形成しながら燃焼室４に広がるとともに、空気との摩擦により***を繰り返して微小な油滴になり、それらの油滴の表面から燃料が蒸発して燃料蒸気が生成される。その際、燃料が分割して噴射されることで、最初に噴射された燃料による予混合燃焼の割合は相対的に少なくなり、燃焼初期に燃焼圧や燃焼温度が過度に上昇することがなくなるので、ＮＯｘの生成が低減する。
【００４２】
噴射休止間隔Δｔが５０μ秒以上に設定されているので、先に噴射された燃料油滴に後から噴射された燃料油滴が追いつくことは殆どない。特に、２回目の噴射を圧縮行程上死点以降に行なえば、この２回目の噴射燃料が直ちに燃焼し、燃焼室４の圧力が大きく上昇して圧縮空気の粘性が高くなるので、３回目の噴射燃料の油滴は直ちに減速され、先に噴射された燃料の油滴に追いつくことはない。各回の開弁時間が略８００μ秒以下に設定されているので、各回の燃料噴射量が少なく、その燃料噴霧中での油滴同士の再結合も最小限に抑制されるので、例えば燃圧を高めて燃料の噴出速度を大きくすることにより、燃料の微粒化ひいては気化霧化を十分に促進して、燃料蒸気と空気との混合状態を大幅に改善することができる。噴射休止間隔Δｔが１０００μ秒以下に設定されているので、先に噴射された燃料の燃焼が終了する前に次の噴射燃料が燃焼し始めるというように、各噴射による燃料が途切れることなく良好に燃焼される。
【００４３】
要するに、主噴射を分割して行うことにより、噴射された燃料の燃焼状態を極めて良好なものにして、燃費改善とスモーク生成の抑制とを実現できる。また、噴射終了時期は相対的に遅くなるものの、その間に断続的に噴射される燃料は上述の如く良好に気化霧化されて拡散燃焼するので、燃料噴射時期を遅角補正した場合のように燃焼状態が悪くなることはなく、むしろ、燃焼室４の圧力が相対的に長い間、高い状態に維持されて、燃焼ガスの膨張力が極めて有効にピストン３に伝達されるようになり、機械効率の向上によっても燃費の改善が図られる。
【００４４】
異常診断は、上述の如き噴射制御に異常があるか否かを前記圧力センサ６ｂによる検出値又は該検出値のなまし値に基づいて診断するものであり、その変化度が所定の閾値を越えているときに異常と判定することになる。本実施形態では前記フィードバック制御量T-PCFBに基づいて噴射制御全体の異常を診断する一方、主噴射（多段噴射）後の前記検出値並びに後噴射後の前記検出値に基づいて主噴射制御の異常、後噴射制御の異常を診るようになっている。
【００４５】
そうして、前記異常診断のための検出値としては燃料噴射に伴うコモンレール圧の脈動が収束した後のものを採用するようにしており、主噴射制御及び後噴射制御の異常診断においては、その脈動を避けるための遅延期間は燃料噴射の際の燃料圧力が高いほど、また、多段噴射の分割回数が多くなるほどそれぞれ長くなるように設定するようにしている。
【００４６】
以下、コモンレール圧制御、燃料噴射制御及び異常診断についてフロー図を参照しながら具体的に説明する。
【００４７】
−コモンレール圧制御−
図３及び図４に示すコモンレール圧制御は各気筒毎に行なわれるものであり、スタート後のステップＳ１でエンジン回転数、アクセル開度、クランク角度等のデータの入力が開始され、続くステップＳ２でクランク角度ＣＡはＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜ＣＡか否かが判別される。９０゜ＣＡであれば、ステップＳ３に進んでフラグＦ＝１とされ、続くステップＳ４でコモンレール圧Ｐｃが読み込まれる。このコモンレール圧Ｐｃはコモンレール圧の制御に用いられるとともに、後述する異常診断に用いられるものであり、ステップＳ２は遅延期間設定手段を構成している。フラグＦ＝１はコモンレール圧の昇圧制御中であることを意味する。ステップＳ２で９０゜ＣＡでなければ、ステップＳ５に進んでＦ＝１、つまり昇圧制御中か否かが判別され、昇圧制御中であればステップＳ３に進み、昇圧制御中でなければステップＳ６に進んでリリーフ弁１２ａを開とする。
【００４８】
ステップＳ４に続くステップＳ７ではエンジン運転状態に応じて定まる主噴射量及び副噴射量（後噴射量）とに基づいて目標総噴射量（主噴射量と副噴射量との和）Ｑｔを算出し設定する。続くステップＳ８でリリーフ弁１２ａを閉とする時期を制御するための基本制御量T-PCVを現在のエンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射後の現コモンレール圧Ｐｃ、目標総噴射量Ｑｔ、並びにオフセット値oft に基づいて算出する。すなわち、次式の通りであり、ａ、ｂ及びｃは予め定められた係数である。
【００４９】
T-PCV＝ａ×Ｎｅ＋ｂ×Ｐｃ＋ｃ×Ｑｔ＋oft
続くステップＳ９で目標総噴射量Ｑｔに対応する目標コモンレール圧Ｐcrを設定し、ステップＳ１０で目標コモンレール圧Ｐcrと現コモンレール圧Ｐｃとの偏差に基づいてフィードバック制御量T-PCFBを算出し、ステップＳ１１でT-PCFBのリミット処理を行なう。すなわち、フィードバック制御量T-PCFBには上限値と下限値とが予め定められていて、ステップＳ１０で算出されたフィードバック制御量T-PCFBが当該上限値を越えて大きい場合、又は当該下限値を越えて小さい場合は、その上限値又は下限値がフィードバック制御量T-PCFBとされる。
【００５０】
続くステップＳ１２で前記リミット処理が行なわれたフィードバック制御量T-PCFBと基本制御量T-PCVとに基づいて最終制御量T-PCT（＝T-PCFB＋T-PCV）を算出し、続くステップＳ１２で最終制御量T-PCTに基づいてリリーフ弁１２ａの閉弁時期を設定する。なお、前記リミット処理に関し、エンジン運転状態の変更直後等の過渡時にはフィードバック制御量T-PCFBの最終制御量T-PCTに与える影響が小さくなるようにリミット処理し、これにより、制御のオーバーシュート（行き過ぎ）を防止する。
【００５１】
図４に示すように、続くステップＳ１４でリリーフ弁１２ａの閉弁時期になったことが判別されると、ステップＳ１５に進んでその閉弁を行なう。これにより、燃料ポンプ８による燃料がコモンレール６に供給され、コモンレール圧Ｐｃが目標圧Ｐcrに上昇していく。続くステップＳ１６でクランク角が圧縮上死点後の１８０゜に達したことが判別されると、ステップＳ１７に進んでリリーフ弁１２ａを開く。これにより、コモンレール６への燃料の供給が停止される。なお、リリーフ弁１２ａは、これを開いても、コモンレール６及び燃料ポンプ８の燃料は燃料タンク１０へは戻らず、次回のコモンレール圧の上昇のために燃料タンク１０の燃料が燃料ポンプ８へ供給されるように構成されている。
【００５２】
続くステップＳ１８では前記オフセット値ofs をフィードバック制御量T-PCFBから学習するためのサンプリング回数ＮL をカウントし、ステップＳ１９に進んで今回のフィードバック制御量T-PCFBを前回までのその積算値ＬＮに加算する。続くステップＳ２０でサンプリング数ＮL が予め設定された数ＮLO（例えば５００〜１０００）に達したか否かを判別し、達している場合にはステップＳ２１に進んで積算値ＬＮをサンプリング数ＮLOで除してなる平均値をオフセット値ofs とし、ステップＳ２２に進んでフラグＦを「０」とする。ステップＳ２０でサンプリング数ＮL がＮLOに達していなければ、ステップＳ２２に進んでフラグＦを「０」とする。
【００５３】
従って、フィードバック制御量T-PCFBを長期的にみることによってオフセット値ofs が定まって機差ばらつきが抑制され、このオフセット値ofs を考慮して求まるフィードバック制御量T-PCFBを短期的にみることで後述の異常診断を精度良く行なうことができることになる。
【００５４】
−燃料噴射制御−
図５に示す燃料噴射制御は各気筒毎に、また所定クランク角毎に実行されるものであり、スタート後のステップＳＡ１でエンジン回転数、アクセル開度、クランク角度等のデータの入力が開始され、続くステップＳＡ２でアクセル開度から求めた目標トルクとクランク角信号から求めたエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量マップから基本噴射量（主噴射量）を読み込む。燃料噴射量マップは、アクセル開度及びエンジン回転数の変化に応じて実験的に決定した最適な噴射量を記録したものであり、基本噴射量は、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転数が高いほど、多くなるように設定されている。
【００５５】
続くステップＳＡ３では主噴射としての多段噴射の形態及び後噴射の形態をエンジン運転状態に応じて設定する。すなわち、多段噴射時期は圧縮行程上死点付近に設定し、例えばＢＴＤＣ５°ＣＡ（クランク角度）を基準として、基本噴射量が多いほど進角され、少ないほど遅角される。また、エンジン水温が低いときには所定量リタードされて暖機運転される。また、触媒温度に応じて多段噴射の分割回数及び噴射休止時間Δｔを設定する。例えば触媒温度が低いときは３段噴射としてΔｔを長くし、触媒温度高いときは２段噴射としてΔｔを短くする。これは分割回数が多くなるほど、また、排気ガス中のＨＣ量が増え、排気ガス温度も高くなり、触媒温度の上昇に有利になるからである。また、触媒に対して多量のＨＣを供給してＮＯｘの還元を促すべく間欠的に後噴射を行なう形態を設定する。例えば、後噴射量は基本噴射量の数％以下、後噴射時期はＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）３０〜９０゜ＣＡの範囲に設定する。
【００５６】
続くステップＳＡ４でモニタ条件が成立しているか判別する。モニタとは異常診断を意味する。モニタ条件は、エンジンの運転状態が定常状態に入って所定時間を経過していること、異常診断が未だなされていないこと、エンジンの暖機が終了していること（排気ガス温度又はエンジン水温が所定値以上であること）、エンジン回転数が所定値以下であること（低回転又は中回転）並びにエンジン負荷が所定値以下であること（低負荷又は中負荷）である。
【００５７】
エンジン回転数が低いときをモニタ条件とするのは、各気筒の噴射時期が同じクランク角度の時点に設定されていても、１つの気筒における主噴射から後噴射に至るまでの時間、後噴射から次の気筒の主噴射に至るまでの時間は長くなり、各噴射毎に生ずるコモンレール圧の脈動が次の噴射に影響を与えることが少なくなり、異常診断精度が高まるためである。エンジン負荷が低いことをモニタ条件とするのは、燃料噴射量が少ない場合には噴射前のコモンレール圧も低くなり、噴射後の前記脈動が大きくならず、異常診断精度を高める上で有利になるからである。
【００５８】
前記モニタ条件が全て成立すると、ステップＳＡ５に進んで主噴射（多段噴射）後に後噴射が行なわれるか否かを判別する。すなわち、主噴射後に後噴射がある場合には後噴射時期によっては異常診断に前記脈動が影響しその診断精度が低下するために、その後噴射時期を必要に応じて補正すべく後噴射の有無を判別するものである。
【００５９】
後噴射がある場合にはステップＳＡ６に進んで主噴射前の実際のコモンレール圧Ｐｃ及び多段噴射の分割回数に基づいて主噴射に伴って生ずるコモンレール圧の脈動期間、すなわち、主噴射脈動期間Ｔmd、並びに後噴射に伴って生ずるコモンレール圧の脈動期間、すなわち、後噴射脈動期間Ｔpdを設定する。このステップＳＡ６は遅延期間設定手段を構成している。
【００６０】
主噴射脈動期間Ｔmdは多段噴射の最終噴射開始（噴射弁開時点）からコモンレール圧の脈動が主噴射制御の異常診断に実質的に影響を与えない程度まで収束するに要する時間であり、後噴射脈動期間Ｔpdは後噴射の開始（噴射弁開時点）からコモンレール圧の脈動が後噴射制御の異常診断に実質的に影響を与えない程度まで収束するに要する時間であり、予め電子的に格納したマップから読み込んで設定する。異常診断に実質的に影響を与えないとは、この異常診断のために燃料噴射によって低下したコモンレール圧を検出するときに、その検出値に脈動の影響が実質的に現れないことをいう。
【００６１】
前記マップではコモンレール圧が高いほど脈動期間Ｔmd，Ｔpdの各々が長くなるように、また、主噴射脈動期間Ｔmdについては多段噴射の分割回数が多くなるほど長くなるように設定されている。なお、主噴射前のコモンレール圧の方が後噴射前のコモンレール圧よりも高く、主噴射量の方が後噴射量よりも多く、しかも多段噴射ではその噴射サイクルに脈動が共振することがあるため、Ｔmd＞Ｔpnとなる。
【００６２】
続くステップＳＡ７ではステップＳＡ３で設定された噴射形態、すなわち、噴射時期とエンジン回転数とに基づいて、多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmp、並びに後噴射の開始からクランク角がＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜になるまでの時間Ｔpnを算出する。すなわち、ステップＳＡ３では噴射時期をクランク角で設定するため、実際にかかる時間をエンジン回転数に基づいて算出するものである。
【００６３】
続くステップＳＡ８では前記多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmpが前記主噴射脈動期間Ｔmdよりも長いか否かを判別する。この時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも長いということは、主噴射に伴う脈動が収束した後に該主噴射制御の異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことができ、また、後噴射を実行することができるということである。従って、当該時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmd以下であれば、ステップＳＡ９に進んで後噴射開始時期を多段噴射の最終噴射開始時点から前記主噴射脈動期間Ｔmdを経過した時点に補正することにより、当該脈動の影響なく前記異常診断のためのコモンレール圧の検出及び後噴射を実行することができるようにする。
【００６４】
続くステップＳＡ１０では前記後噴射開始からＡＴＤＣ９０゜ＣＡまでの時間Ｔpnが前記後噴射脈動期間Ｔpdよりも長いか否かを判別する。すなわち、この時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも長いということは、後噴射に伴う脈動が収束した後に該後噴射制御の異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことができ、また、次の主噴射及び後噴射のためのコモンレール圧の昇圧制御を実行することができるということである。従って、当該時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpd以下であれば、ステップＳＡ１１に進んで後噴射開始時期をＡＴＤＣ９０゜ＣＡより前記後噴射脈動期間Ｔpdだけ前の時点になるように補正することにより、当該脈動の影響なく前記異常診断のためのコモンレール圧の検出及び昇圧制御を実行することができるようにする。
【００６５】
コモンレール圧の昇圧制御を前記脈動に影響されずに行なうことができるということは、コモンレール圧が適正な値に上昇するということであり、従って、次の噴射制御の異常診断を精度良く行なうことができることになる。なお、異常診断を行なわないときにはステップＳＡ１１の後噴射時期の補正は行なわれないことになるが、異常診断とは違って、通常の燃料噴射制御の場合はコモンレール圧が予定する値から多少ずれてもエンジンの運転ひいては自動車の運転には支障がない。
【００６６】
そうして、以上の後噴射時期についての必要な補正を行なった後にステップＳＡ１２に進んで燃料噴射を実行する。また、ステップＳＡ４でモニタ条件が成立していない場合、あるいはステップＳＡ５で後噴射がない場合には前記後噴射時期の補正制御を行なうことなくステップＳＡ１２に進んで燃料噴射を実行することになる。
【００６７】
上述のステップＳＡ９及びＳＡ１１の各々は後噴射時期変更手段を構成している。
【００６８】
−異常診断−
図６に示す異常診断フローは各気筒毎に実行されるものであり、スタート後のステップＳＢ１でクランク角度等のデータの読込みを始め、ステップＳＢ２でモニタ条件の成立を確認する。このモニタ条件は燃料噴射制御フロー（図５）のステップＳＡ４と同じである。モニタ条件が全て成立すると、ステップＳＢ３に進んで多段噴射の最終噴射開始直後であるか否かを判別する。
【００６９】
最終噴射開始直後であることを判別すると、ステップＳＢ４に進んでタイマーＴｍをカウントする。このタイマーＴｍは主噴射脈動期間Ｔmdの経過を監視するためのものである。多段噴射の最終噴射開始直後でない場合は、ステップＳＢ５に進んでタイマーＴｍのカウント中か否かを判別する。カウント中であれば、ステップＳＢ４に進んでタイマーＴｍのカウントを継続し、カウント中でなければ、フラグＦが「１」か否かを判別し、「１」でなければリターンする。このフラグＦは後噴射制御のモニタを実行しているときに「１」となるものである。
【００７０】
次にステップＳＢ７に進んでタイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔmdに達したか否かを判別し、達するとステップＳＢ８に進んでその時点のコモンレール圧Ｐｃを入力して主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとして記憶し、さらにステップＳＢ９に進んでタイマーＴｍを零にする。
【００７１】
続くステップＳＢ１０では多段噴射（主噴射）後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射がある場合にはこの後噴射制御の異常診断をも行なうべくステップＳＢ１１に進んで後噴射の噴射開始直後か否かを判別する。後噴射開始直後であることを判別すると、ステップＳＢ１２に進んでタイマーＴｐをカウントする。このタイマーＴｐは後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのものである。
【００７２】
後噴射開始直後でない場合は、ステップＳＢ１３に進んでタイマーＴｐのカウント中か否かを判別する。カウント中であれば、ステップＳＢ１２に進んでタイマーＴｐのカウントを継続し、カウント中でなければ、ステップＳＢ１４に進んでフラグＦを「１」としてリターンする。
【００７３】
次にステップＳＢ１５に進んでタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdに達したか否かを判別し、達するとステップＳＢ１６に進んでその時点のコモンレール圧Ｐｃを入力して後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとして記憶し、さらにステップＳＢ１７に進んでタイマーＴｐを零にするとともに、フラグＦを零にする。ステップＳＢ１５でタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdに達していないと判別されたときはステップＳＢ１４に進んでフラグＦを「１」としてリターンする。
【００７４】
図７に示すようにステップＳＢ１７に続くステップＳＢ１８では、先に説明したコモンレール圧制御でのフィードバック制御量T-PCFBの算出が完了しているか否かを判別し、その算出が完了すると、ステップＳＢ１９に進んでそのフィードバック制御量T-PCFBを入力する。
【００７５】
続くステップＳＢ２０では、上述の検出圧Ｐcmに基づいて主噴射制御の異常を診断するための閾値Ｐcmo 、検出圧Ｐcpに基づいて後噴射制御の異常を診断するための閾値Ｐcpo 、並びにフィードバック制御量T-PCFBに基づいて噴射制御全体としての異常を診断するための閾値T-PCFBo を、主噴射量（基本噴射量）、後噴射量及び主噴射前のコモンレール圧Ｐｃに基づいて、予め電子的に格納したマップから読み込むことにより設定する。これらの閾値は、噴射制御を正常と認めることができる限界値を意味する。また、そのマップでは、閾値Ｐcmo 、Ｐcpo 及びT-PCFBo は、噴射量が大きくなるほど長くなるように、また、コモンレール圧Ｐｃが大きくなるほど長くなるように設定されている。
【００７６】
続くステップＳＢ２１ではモニタ回数Ｎｍをカウントし、続くステップＳＢ２２でフィードバック制御量T-PCFBが閾値T-PCFBo よりも大きいか否か、すなわち、噴射制御全体としてみて異常か否かを判別し、異常のとき（T-PCFBo よりも大）はステップＳＢ２３に進んで装置異常回数Ｎｄをカウントする。続くステップＳＢ２４では目標コモンレール圧Ｐcrと主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとの差（Ｐcr−Ｐcm）が閾値Ｐcmo よりも大きいか否か、すなわち、主噴射制御が異常か否かを判別し、異常のとき（Ｐcmo よりも大）はステップＳＢ２５に進んで主噴射異常回数Ｎdmをカウントする。
【００７７】
続くステップＳＢ２６でモニタ回数Ｎｍが設定回数Ｎmoに達したことを判別すると、ステップＳＢ２７に進んでモニタ回数Ｎmoに対する装置異常回数Ｎｄの割合が基準値Ｎdoを越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ２８に進んで噴射装置全体の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdoは装置異常ワーニングを出すか否かの閾値である。続くステップＳＢ２９ではモニタ回数Ｎmoに対する主噴射異常回数Ｎdmの割合が基準値Ｎdmo を越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ３０に進んで主噴射制御の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdmo は主噴射制御異常ワーニングを出すか否かの閾値である。
【００７８】
図８に示すように、続くステップＳＢ３１では主噴射後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射があるときはステップＳＢ３２に進んで後噴射モニタ回数Ｎｐをカウントする。続くステップＳＢ３３では目標コモンレール圧Ｐcrと後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとの差（Ｐcr−Ｐcp）が閾値Ｐcpo よりも大きいか否か、すなわち、後噴射制御が異常か否かを判別し、異常のとき（Ｐcpo よりも大）はステップＳＢ３４に進んで後噴射異常回数Ｎdpをカウントする。
【００７９】
続くステップＳＢ３５で後噴射モニタ回数Ｎｐが設定回数Ｎpoに達したことを判別すると、ステップＳＢ３６に進んでモニタ回数Ｎpoに対する後噴射異常回数Ｎdpの割合が基準値Ｎdpo を越えるか否かを判別する。越える場合にはステップＳＢ３７に進んで後噴射制御の異常としてワーニングをする。すなわち、基準値Ｎdpo は後噴射制御異常ワーニングを出すか否かの閾値である。
【００８０】
上述の如く、本実施形態ではモニタ回数に対する異常回数の割合に基づいてワーニングを発するか否かを決定するから、一時的に異常が判定されても、その異常回数が多くならない限り異常ワーニングは出ない。これは、装置は正常であっても過渡時に異常判定が出やすいため、それを考慮したものである。また、噴射装置全体の異常診断を行なうだけでなく、主噴射制御及び後噴射制御の各々を個別に異常診断するようにしたから、異常の原因究明が容易になる。
【００８１】
そうして、主噴射制御及び後噴射制御の異常診断にあたり、コモンレール圧の脈動期間経過後の検出圧を用いるようにしたから診断精度が高まる。また、主噴射制御の異常診断の際には、後噴射に伴うコモンレール圧の脈動が収束した後に昇圧制御を行なうことができるように後噴射時期を補正するようにしたから、次の主噴射前のコモンレール圧を所期の圧力に高めることができ、その主噴射制御の異常診断精度が高まる。
【００８２】
図９は前記異常判定のタイムチャートを示す。多段噴射（主噴射）が行われると、各噴射段毎にコモンレール圧Ｐｃが低下していくとともに、コモンレール６内にコモンレール圧の脈動を生じ、その脈動は主噴射脈動期間Ｔmdを経過した時点で収束する。後噴射が行なわれたときも脈動を生じ、それは後噴射脈動期間Ｔpdを経過した時点で収束する。
【００８３】
主噴射脈動期間Ｔmdは多段噴射の最終噴射開始時点からの期間として設定し、後噴射脈動期間Ｔpdは後噴射開始時点からの期間として設定している。従って、主噴射脈動期間Ｔmdの経過を監視するためのタイマーＴｍは多段噴射の最終噴射開始直後からカウントし、後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのタイマーＴｐは後噴射開始直後からカウントするものである。
【００８４】
タイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔmdになると、そのときのコモンレール圧ＰｃがＰcmとして記憶され、目標コモンレール圧ＰｃとＰcmとの差が閾値Ｐcmo よりも大きい場合には主噴射制御の異常と判定する。また、タイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔpdになると、そのときのコモンレール圧ＰｃがＰcpとして記憶され、目標コモンレール圧ＰｃとＰcpとの差が閾値Ｐcpo よりも大きい場合には後噴射制御の異常と判定する。
【００８５】
また、ＡＴＤＣ９０゜ＣＡになると、コモンレール圧フィードバック制御用（Ｆ／Ｂ用）のＰｃを読込み、リリーフ弁の閉時期を定め、その時期に至った時点でリリーフ弁を閉にする。これにより、コモンレール圧は目標圧Ｐcrに向かって上昇する。
【００８６】
図１０はエンジン回転数が図９のケースよりも高いときの後噴射時期の制御に関するタイムチャートを示す。エンジン回転数が高い場合には、図１０の上側に示すように、多段噴射の最終噴射開始時点から当初予定の後噴射（同図上側に鎖線で示す）の開始時期までの期間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも短くなる場合がある。このときは、後噴射時期を同図上側に実線で示すように主噴射脈動期間Ｔmdの後になるように遅角補正し、後噴射が主噴射脈動の影響を受けないようにするとともに、主噴射脈動収束後、後噴射開始前に異常診断のためのコモンレール圧の検出を行なうことになる。
【００８７】
また、図１０の下側に示すように、当初予定の後噴射（同図下側に鎖線で示す）の開始時点からＡＴＤＣ９０゜ＣＡ（Ｆ／Ｂ用のＰｃ検出時点）までの期間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも短くなることがある。このときは、後噴射時期を同図下側に実線で示すようにＡＴＤＣ９０゜ＣＡよりも後噴射脈動期間Ｔpd以上に前になるように進角補正し、Ｆ／Ｂ用のＰｃが後噴射脈動の影響を受けないようにすることになる。
【００８８】
−異常診断の他の実施形態−
図１１は異常診断の他の実施形態のフローを示す。
【００８９】
ステップＳＣ１〜ＳＣ３，ＳＣ５，ＳＣ６は図６のステップＳＢ１〜ＳＢ３，ＳＢ５，ＳＢ６と同じであるが、この実施形態ではステップＳＣ４において異常診断用のＰｃフィルター値（なまし値）Ｐcfの算出を開始する。このＰｃフィルター値Ｐcfは、燃料圧力センサ６ｂによって検出されるコモンレール圧Ｐｃになまし処理を施したものであり、具体的には次式のようにフィルター値の前回値を今回の検出値Ｐｃに所定割合ａだけ反映させることによって求める。
【００９０】
Ｐcf＝1/2｛ａ×Ｐcf(k-1)＋（１−ａ）×Ｐｃ(k)｝
Ｐcf(k-1)はフィルター値の前回値であり、Ｐｃ(k)は今回の検出値である。また、０＜ａ＜１である。
【００９１】
続くステップＳＣ７では図６のステップＳＢ４と同様に主噴射脈動期間Ｔｋの経過を監視するタイマーＴｍをカウントする。この実施形態の場合は前記なまし値Ｐを異常診断に用いるため、脈動が異常診断に与える影響は弱くなり、主噴射脈動期間Ｔｋは検出値Ｐｃを用いる場合のＴmdよりも短い。続くステップＳＣ８でタイマーＴｍが主噴射脈動期間Ｔｋになったか否かを判別し、Ｔｍ＝Ｔｋの場合にはステップＳＣ９に進んでその時点のフィルター値Ｐcfを主噴射制御診断用の検出圧Ｐcmとして記憶し、さらにステップＳＣ１０に進んでタイマーＴｍを零にするとともに、フィルター値Ｐcfを初期値に戻す。
【００９２】
続くステップＳＣ１１〜ＳＣ１４は図６のステップＳＢ１０，１１，１３，１４と同じである。すなわち、多段噴射（主噴射）後に後噴射があるか否かを判別し、後噴射がある場合にはこの後噴射制御の異常診断をも行なうべく後噴射の噴射開始直後か否かを判別する。後噴射開始直後でない場合は、後噴射脈動期間Ｔpdの経過を監視するためのタイマーＴｐのカウント中か否かを判別し、カウント中でなければフラグＦを「１」としてリターンする。
【００９３】
ステップＳＣ１２で後噴射開始直後であることを判別したとき又はステップＳＣ１３でタイマーＴｐのカウント中を判別したときは、ステップＳＣ１５に進んで後噴射制御の異常診断をするためのフィルター値ＰcfをステップＳＣ４と同様にして算出し、ステップＳＣ１６に進んでタイマーＴｐのカウントを行なう。続くステップＳＣ１７に進んでタイマーＴｐが後噴射脈動期間Ｔｋに達したか否かを判別し、達するとステップＳＣ１８に進んでその時点のフィルター値Ｐcfを後噴射制御診断用の検出圧Ｐcpとして記憶し、さらにステップＳＣ１９に進んでタイマーＴｐを零にするとともに、フラグＦを零にし、フィルター値Ｐcfを初期値に戻す。後噴射脈動期間Ｔｋは主噴射脈動期間Ｔｋと同じであり、また、Ｔｋ＜Ｔpdである。ステップＳＣ１９は図７のステップＳＢ１８に続き、さらに図８のフローに続く。
【００９４】
上述の如く本実施形態の場合はフィルター値を異常診断に用いるため、コモンレール圧の脈動による誤診断を避けるための脈動期間Ｔｋを先の実施形態よりも短くすることができる。従って、図５に示す燃料噴射制御における後噴射時期の異常診断のための補正量が少なくなり又は零になり、エンジンの運転状態等に基づいて要求される燃料噴射制御を実行し易くなる。ひいては、図５に示す後噴射時期補正制御を行なう必要がなくなる。また、後噴射制御の異常診断のためのフィルター値Ｐcfは、多段噴射（主噴射）制御の異常診断のためのフィルター値Ｐcfとは別に求められるため、その影響を受けない。
【００９５】
なお、コモンレール圧制御において、その図３に示すステップＳ４では、検出値Ｐｃに代えて、フィルター値Ｐcfを算出して読み込むようにしてもよい。
【００９６】
−参考−
以上では異常診断を中心に本発明を説明したが、異常診断を行なわないときの燃料噴射制御では、図５に示すフローのモニタ条件成立の判別ステップＳＡ４をなくし、ステップＳＡ３で多段噴射及び後噴射の形態を設定した後、ステップＳＡ５に進んで後噴射の有無を判別し、後噴射があるときにはステップＳＡ６以下へ進むようにする。
【００９７】
この形態においては、多段噴射の最終噴射開始から後噴射の開始までの時間Ｔmpが主噴射脈動期間Ｔmdよりも短いときは、後噴射の開始時期が主噴射脈動期間Ｔmdの経過後になるように補正されることになり、後噴射時の燃料噴射圧力が主噴射に伴う脈動の影響を受けなくなり、所期の噴射量を後噴射させる上で有利になる。
【００９８】
また、後噴射開始からＡＴＤＣ９０゜ＣＡまでの時間Ｔpnが後噴射脈動期間Ｔpdよりも短いときは、後噴射開始時期がＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）９０゜ＣＡより後噴射脈動期間Ｔpdだけ前の時点になるように補正されることになり、次の主噴射のための昇圧制御が後噴射による脈動に影響されなくなるから、所期の噴射量を得る上で有利になる。
【００９９】
−その他−
上記実施形態では異常診断用Ｐcm又はＰcpと目標圧Ｐcrとの差、すなわち、コモンレール圧の低下量が閾値よりも大きいか否かで異常診断を行なうようにしたが、当該低下量と、正常時に見込まれる低下量との偏差を求め、その偏差の大小に基づいて異常診断を行なうようにしてもよい。これによれば、噴射量が予定より少ないときも異常と診断されることになる。この点はフィルター値を用いる場合も同じである。
【０１００】
また、上記実施形態の主噴射は多段噴射であるが、一括噴射であっても同様に実施することができる。
【０１０１】
また、本実施形態ではディーゼルエンジンについて説明したが、本発明は、ガソリンエンジンにおいて蓄圧手段により蓄圧した燃料を燃焼室内に直接噴射するものを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の全体構成図。
【図２】 同形態の多段噴射のタイムチャート図。
【図３】 同形態のコモンレール圧制御フローの前半部分の図。
【図４】 同形態のコモンレール圧制御フローの後半部分の図。
【図５】 同形態の燃料噴射制御フロー図。
【図６】 同形態の異常診断フローの前段部分の図。
【図７】 同形態の異常診断フローの中段部分の図。
【図８】 同形態の異常診断フローの後段部分の図。
【図９】 同形態の異常診断のタイムチャート図。
【図１０】 同形態の後噴射時期変更のタイムチャート図。
【図１１】 他の実施形態に係る異常診断フローの前段部分の図。
【符号の説明】
Ａ エンジンの制御装置
１ ディーゼルエンジン
２ 気筒
４ 燃焼室
５ インジェクタ（燃料噴射弁）
６ コモンレール（蓄圧手段）
６ｂ 燃料圧力センサ（検出手段）
８ 燃料ポンプ
１２ａ リリーフ弁（圧力調節手段）
４０ ＥＣＵ
Claims (3)
- エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給する燃料を高圧状態で蓄える蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を調節する圧力調節手段と、
前記燃料噴射弁を作動させ燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧手段の前記燃料圧力に関する値を検出する手段と、
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記燃料噴射制御の異常を診断する異常診断手段とを備えているエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で所定の休止間隔をおいて且つ該燃焼室での燃焼が継続するように燃料を燃焼室に複数回に分割して行なう多段噴射の制御形態を備え、
前記異常診断手段は、前記検出値又はなまし値を検出する時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を備え、該遅延期間経過後の前記検出値又はなまし値に基づいて前記診断をするものであり、
前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を、前記燃料噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が前記異常診断に実質的に影響を与えなくなるように収束する時点以降に当該期間が終了するように設定し、且つ前記噴射制御手段によって前記多段噴射の制御形態が採用されているときは、前記遅延期間を前記分割の回数が多くなるほど長くなるように設定することを特徴とするエンジンの制御装置。 - エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給する燃料を高圧状態で蓄える蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を調節する圧力調節手段と、
前記燃料噴射弁を作動させ燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧手段の前記燃料圧力に関する値を検出する手段と、
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記燃料噴射制御の異常を診断する異常診断手段とを備えているエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記異常診断手段は、前記検出値又はなまし値を検出する時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を備え、該遅延期間経過後の前記検出値又はなまし値に基づいて前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも一方の異常を診断するものであり、
前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を、前記燃料噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が前記異常診断に実質的に影響を与えなくなるように収束する時点以降に当該期間が終了するように設定するものであり、
前記異常診断手段による異常診断の際に、前記後噴射の時期を、前記主噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が当該後噴射の噴射圧力に実質的に影響を与えなくなるように収束した時点の後となるように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。 - エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給する燃料を高圧状態で蓄える蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を調節する圧力調節手段と、
前記燃料噴射弁を作動させ燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧手段の前記燃料圧力に関する値を検出する手段と、
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記燃料噴射制御の異常を診断する異常診断手段とを備えているエンジンの制御装置において、
前記噴射制御手段は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射と、該主噴射後の膨張行程又は排気行程において燃料噴射する後噴射とを行なう制御形態を備え、
前記異常診断手段は、前記検出値又はなまし値を検出する時期を前記燃料噴射後の燃料圧力が最も低下する時点よりも遅らせるための遅延期間を設定する手段を備え、該遅延期間経過後の前記検出値又はなまし値に基づいて前記主噴射制御及び後噴射制御のうちの少なくとも後噴射制御の異常を診断するものであり、
前記遅延期間設定手段は、前記遅延期間を、前記燃料噴射に起因する前記燃料圧力の脈動が前記異常診断に実質的に影響を与えなくなるように収束する時点以降に当該期間が終了するように設定するものであり、
前記燃料噴射弁によって後噴射がされたときの前記検出手段による検出値に基づいて又は該検出値に前回値を反映させたなまし値に基づいて前記蓄圧手段の燃料圧力が目標圧力となるように次の主噴射開始より所定期間前から前記圧力調節手段による昇圧制御を開始する圧力制御手段を備え、
前記異常診断手段による前記後噴射制御の異常診断の際に、該後噴射の時期を前記昇圧制御開始前に前記遅延期間が終了するように変更する後噴射時期変更手段を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
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