JP4432851B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射制御装置に関し、例えばコモンレール内に蓄圧された高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関の各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射制御装置に適用して好適なものである。

従来、多気筒ディーゼルエンジン等のエンジンにより回転駆動される燃料供給ポンプによってコモンレール内に高圧燃料を加圧圧送して蓄圧するとともに、そのコモンレール内に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒に搭載されたインジェクタに分配し、各気筒の燃焼室内へ噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置が知られている（特許文献１参照）。なお、インジェクタは、電子制御ユニットからの制御信号に応じて開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止とを切換え可能に構成され、電子制御ユニットは、インジェクタの指令噴射時期および指令噴射量に基づいて開弁期間を算出し、この開弁期間に対応してインジェクタに上記制御信号を出力している。

この燃料噴射制御装置では、インジェクタの噴射特性の個体間（機差）のばらつきを抑えるために、予めインジェクタの個々の噴射特性を計測しておき、噴射特性に対応した前記制御信号を補正する補正量データを抵抗器またはバーコード等の情報記憶媒体に記憶させ、この情報記憶媒体をインジェクタに取り付けている。この技術では、インジェクタに取り付けられた情報記憶媒体により、インジェクタの個々の噴射特性に応じた適正な補正量を選択できるため、インジェクタの取り付け気筒を指定する等のエンジン組み付け作業時の煩わしさなく、機差を収束させることができる。
特許第３４８７２０７号公報

従来技術では、予めインジェクタの個々の噴射特性を計測する際に、目標の噴射パルスの噴射量を測定し、機差ばらつき分を噴射パルス補正量とする。この噴射量測定では、電子制御ユニットで噴射量ごとの補正量を補間で求めるため、低噴射量側の噴射パルスの場合と、高噴射量側の噴射パルスの場合の二補正点でそれぞれ実施する必要がある。このため、インジェクタ製造工程での噴射量計測に費やす時間が長いという問題がある。また、生産性向上を図るために補正点を減らすことは、噴射量精度の悪化を招くという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、インジェクタの生産性向上を図るとともに、少ない補正点であっても噴射量精度の悪化なく機差の収束が可能な燃料噴射制御装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

請求項１記載の発明では、内燃機関の各気筒に搭載され、制御信号に応じて開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止とを切換えるインジェクタと、内燃機関の運転状態または運転条件に応じて設定される燃料噴射量と燃料噴射圧力とに基づいて開弁期間を算出し、開弁期間に対応してインジェクタに制御信号を出力する制御手段と、予め定められた固有特性情報を記憶する情報記録媒体とを備え、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、インジェクタの燃料噴射特性に対応して固有特性情報を記憶媒体に記憶させ、固有特性情報に基づいて制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、
制御手段は、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データに基づいて制御信号を補正し、その補正した制御信号をインジェクタに出力するとともに、
特性データのうち、噴射量大側のデータは、固有特性情報に記憶される機差を収束するデータよりなり、噴射量小側のデータは、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータよりなっており、
内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データを取得する期間において、制御手段は、噴射量大側のデータに対応した固有特性情報に基づいて対応特性を機差補正した仮対応特性を算出した後、仮対応特性に基づいて制御信号を補正していることを特徴とする。

これによると、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、インジェクタの燃料噴射特性に対応して固有特性情報を記憶媒体に記憶させ、固有特性情報に基づいてインジェクタに出力する制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データのうち、噴射量大側のデータを、固有特性情報に記憶される機差を収束するデータより得るとともに、噴射量小側のデータを、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータより得るように構成される。これにより、噴射量大側と噴射量小側の両データを固有特性情報に予め記憶させておく必要がないので、インジェクタ噴射計測が必要な補正点を少なくすることできる。

さらに、噴射量小側のデータを、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて得えられるように構成しているので、最初に認識する学習データつまり学習値を用いて経時劣化の影響を含まないインジェクタと内燃機関のトータル機差が求められる。このように構成することにより、従来技術における噴射量小側のデータを固有特性情報に記憶する代わりに、インジェクタ噴射計測せずともインジェクタ機差を収束するデータとほぼ同じものが得られる。

したがって、インジェクタの生産性向上を図るとともに、少ない補正点であっても噴射量精度の悪化なく機差を収束させることができる。
加えて、例えば噴射量大側のデータを反映する補正点での機差のずれが内燃機関の性能に比較的大きく影響を及ぼす場合において、噴射量小側のデータを取得するために内燃機関の運転を開始する前に、噴射量大側のデータに対応の固有特性情報に基づいて対応特性を機差補正した仮対応特性を算出し、仮対応特性に基づいて制御信号を補正しておくことができる。これにより、内燃機関を運転して学習制御の最初に認識された学習値を得ようとする過程において、学習制御の過学習を防止できる。
また、本発明の請求項２に記載の発明では、学習制御は、気筒ごとに補正量を求める回転変動補正手段と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正手段とを備え、回転変動補正手段の補正量に、平均回転数補正手段の補正量を加えたものを気筒ごとの学習値として学習することを特徴とする。
これにより、インジェクタの機差を収束させる方法として、従来の回転変動補正手段（ＦＣＣＢ制御）と平均回転数補正手段（ＩＳＣ制御）とからなるインジェクタと内燃機関のトータル機差を収束させる手段を用いることができる。
請求項３に記載の発明では、内燃機関の各気筒に搭載され、制御信号に応じて開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止とを切換えるインジェクタと、内燃機関の運転状態または運転条件に応じて設定される燃料噴射量と燃料噴射圧力とに基づいて開弁期間を算出し、開弁期間に対応してインジェクタに制御信号を出力する制御手段と、予め定められた固有特性情報を記憶する情報記録媒体とを備え、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、インジェクタの燃料噴射特性に対応して固有特性情報を記憶媒体に記憶させ、固有特性情報に基づいて制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、
制御手段は、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データに基づいて制御信号を補正し、その補正した制御信号をインジェクタに出力するとともに、
特性データのうち、噴射量大側のデータは、固有特性情報に記憶される機差を収束するデータよりなり、噴射量小側のデータは、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータよりなっており、
学習制御は、気筒ごとに補正量を求める回転変動補正手段と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正手段とを備え、回転変動補正手段の補正量に、平均回転数補正手段の補正量を加えたものを気筒ごとの学習値として学習することを特徴とする。
これによると、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、インジェクタの燃料噴射特性に対応して固有特性情報を記憶媒体に記憶させ、固有特性情報に基づいてインジェクタに出力する制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データのうち、噴射量大側のデータを、固有特性情報に記憶される機差を収束するデータより得るとともに、噴射量小側のデータを、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータより得るように構成される。これにより、噴射量大側と噴射量小側の両データを固有特性情報に予め記憶させておく必要がないので、インジェクタ噴射計測が必要な補正点を少なくすることできる。
さらに、噴射量小側のデータを、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて得えられるように構成しているので、最初に認識する学習データつまり学習値を用いて経時劣化の影響を含まないインジェクタと内燃機関のトータル機差が求められる。このように構成することにより、従来技術における噴射量小側のデータを固有特性情報に記憶する代わりに、インジェクタ噴射計測せずともインジェクタ機差を収束するデータとほぼ同じものが得られる。
したがって、インジェクタの生産性向上を図るとともに、少ない補正点であっても噴射量精度の悪化なく機差を収束させることができる。
加えて、インジェクタの機差を収束させる方法として、従来の回転変動補正手段（ＦＣＣＢ制御）と平均回転数補正手段（ＩＳＣ制御）とからなるインジェクタと内燃機関のトータル機差を収束させる手段を用いることができる。

また、本発明の請求項４に記載の発明では、制御手段により算出される機差収束するためのデータは、内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識された学習データと、噴射量大側のデータに対応した固有特性情報に記憶される機差を収束するデータとに基づいて算出されることを特徴とする。

これによると、制御手段により内燃機関の運転時に学習制御を行なって得られる、噴射量小側のデータに対応の前記機差収束するためのデータは、最初に認識された学習データと、噴射量大側のデータに対応の固有特性情報に記憶される機差を収束するデータとに基づいて、例えばその両者の差を算出することで求めることができる。

また、本発明の請求項５に記載の発明では、噴射量小側のデータは、内燃機関の無負荷運転状態にて、学習制御により取得されることを特徴とする。

以下、本発明の燃料噴射制御装置を、蓄圧式燃料噴射制御装置に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の燃料噴射制御装置の全体構成を示す構成図である。図２は、図１中のＥＣＵに記憶される特性マップの一実施例であって、指令噴射量とコモンレール圧と指令噴射パルス時間との関係を示す特性図である。図３は、図１中のＥＣＵにて機差を収束するための補正点を説明する図であって、指令噴射量と指令噴射時間との関係を示す特性図である。図４は、図３中の補正点における機差を補正するための補正量と、情報記憶媒体に記憶された固有特性値と、内燃機関の運転時に学習制御を行ない最初に認識された学習値との関係を示す模式的特性図である。図５は、図３中の補正量に基づいて機差を収束させる過程を示す図であって、図５（ａ）は情報記憶媒体に記憶された固有特性情報に基づいて噴射量大側の機差を収束する過程、図５（ｂ）は内燃機関の運転時に学習制御により最初に認識された学習値に基づいて噴射量小側の機差を収束する過程、図５（ｃ）は学習制御による経時劣化等を補正する過程を示す模式的特性図である。図６は、図１中の情報記憶媒体に記憶する記憶値のマップである。図７は、図１中のＥＣＵ内での、各補正点での機差を補正するための補正量マップであって、図７（ａ）は仮対応特性に対応する補正量マップ、図７（ｂ）は対応特性に対応する補正量マップである。図８は、図１中のＥＣＵ内での、各気筒毎の、複数の燃料圧力基準での最初に認識される学習値を記憶するマップである。図９は、図７中の二補正点間の噴射領域を補間する補間方法を説明するグラフである。図１０は、図１中のＥＣＵにて噴射量制御する制御方法を示すフローチャートである。図１１は、図１０中の機差を収束させる制御の制御処理を示すフローチャートである。図１２は、指令噴射パルスと、インジェクタへ通電する駆動電流波形と、燃料噴射率を示すタイミングチャートである。なお、図１２中において、指令噴射パルス（ＴＱパルス）は、インジェクタの開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止を切換えるための制御信号である。指令噴射パルス（ＴＱパルス）に示されるＴＱは、指令噴射パルス時間の長さを示している。また、図８において、作図上、１気筒のみのマップを図示している。

蓄圧式燃料噴射装置（以下、コモンレール式燃料噴射装置）は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）１に燃料を噴射供給する燃料噴射システムである。このコモンレール式燃料噴射装置は、図１に示すように、高圧燃料を蓄える蓄圧器としてのコモンレール２と、燃料の噴射および噴射停止を行なう燃料噴射弁としてのインジェクタ３と、燃料を高圧圧送する燃料供給ポンプとしてのサプライポンプ４と、これらを制御する制御手段としての制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１０を含んで構成されている。

エンジン１は、燃焼サイクルとしての吸入、圧縮、膨張、排気の各行程を連続して行なう気筒を複数備えたものであり、図１では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数を有するエンジンであってもよい。

コモンレール２は、インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように、高圧燃料流路としての燃料配管６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口に接続されている。なお、インジェクタ３に供給される高圧燃料は、一部余剰燃料等をリーク燃料としてインジェクタ３より排出されており、インジェクタ３からのリーク燃料は、燃料還流路としてのリリーフ配管７を経て燃料タンク８に戻されている。

また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管１５には、プレシャリミッタ１６が取つ付けられている。このプレシャリミッタ１６は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超える場合に開弁するように構成され、コモンレール２内の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。

インジェクタ３は、エンジン１の各気筒＃１〜＃４ごとに搭載され、気筒内に燃料を噴射供給するものであり、コモンレール２により分岐する複数の高圧燃料配管１７の下流端に接続され、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。インジェクタ３は電磁弁（図示せず）３１を駆動制御することにより燃料の噴射および噴射停止を行なう電磁弁式インジェクタである。なお、インジェクタ３は、燃料を噴射するための噴孔（図示せず）と、噴孔よりの燃料の噴射を遮断および許容する弁部材としてのニードル（図示せず）と、ニードルを燃料圧力によりリフトさせるための制御圧力室（図示せず）と、制御圧力室の燃料圧力を増減する電磁弁３１とを含んで構成される周知構造の燃料噴射弁である。

これらのインジェクタ３からエンジン１への燃料噴射は、電磁弁３１が開弁している間、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料が各気筒に噴射供給されることでなされる。なお、インジェクタ３のニードルの開弁期間（燃料噴射期間）が長い程、エンジン１の各気筒ごとに噴射される噴射量が多くなり、ニードルの開弁期間が短い程、噴射量が少なくなる（図１２参照）。なお、インジェクタ３は、制御信号に対する上記電磁弁３１の開弁応答性などの応答性等が異なり、インジェクタ３の燃料噴射特性にはインジェクタの個体差によりばらつきがある。

インジェクタ３は、バーコードあるいは抵抗器等の情報記憶媒体（以下、本実施例では、２次元コードの一種であるＱＲコード）３２を備えている。ＱＲコード３２は、インジェクタ３の製造段階で、インジェクタ３の個々の燃料噴射特性が計測されてその結果に応じて狙いの噴射量と実噴射量との差を収束するための固有特性情報が形成されている。

サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送するポンプである。なお具体的にはサプライポンプ４は、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプと高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動されている。このカムシャフト１２は、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。

また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量つまりコモンレール２へ高圧圧送する吐出量を調節する調量制御弁５が搭載されており、この調量制御弁５がＥＣＵ１０によって駆動制御されることにより、コモンレール圧が調整されるようになっている。

ＥＣＵ１０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３の電磁弁を駆動回路（以下、インジェクタ駆動回路と呼ぶ）およびサプライポンプ４の調量制御弁５の駆動回路（以下、ポンプ駆動回路と呼ぶ）等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ１０に読み込まれたセンサ類の信号に基づいて各種の演算処理を行なうようになっている。なお、図１中のＥＣＵ１０において、１０ａは制御部としてのＣＰＵ、１０ｂは出力ポート等からなる出力手段としての出力回路、１０ｃは１０ｄは入力ポート等からなる入力手段としての入力回路、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリＩＣからなる記憶部としての記憶回路を示している。

ＥＣＵ１０に接続されるセンサ類は、図１に示すように、アクセル開度Ａｃｃｐを検出するアクセルセンサ９１、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ９２、エンジン１の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ９３、サプライポンプ５内に吸入される燃料温度Ｔｆを検出する燃料温センサ９４、コモンレール圧Ｐｃを検出する燃料圧力センサ（以下、コモンレール圧センサと呼ぶ）９５、およびその他のセンサ類がある。

また、ＥＣＵ１０には、例えばインジェクタ３を供給元から供給され、エンジン組立てライン等でエンジン１の各気筒にインジェクタ３を組み付けた段階で、コードリーダ等の画像読取り装置９９が電気的に接続される。画像読取り装置９９は、各インジェクタ３に取り付けられたＱＲコード３２を読み取る。

ここで、ＥＣＵ１０は、インジェクタ３の噴射動作を制御する噴射手段と、コモンレール２内のコモンレール圧を目標燃料圧力（目標コモンレール圧）に制御するコモンレール圧制御手段と、狙いの噴射量と実噴射量との差を収束させる制御手段（以下、機差補正手段と呼ぶ）とを備えている。なお、目標コモンレール圧は、インジェクタ３より噴射される燃料噴射圧相当し、エンジン１の運転状態に応じた最適な燃料圧力に設定されている。

噴射手段は、目標噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動手段とから構成されている。目標噴射量決定手段は、各種センサ類により検出したエンジン１の運転状態に応じて最適な目標噴射量Ｑｆｉｎを決定する。噴射時期決定手段は、目標噴射量Ｑｆｉｎとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて指令噴射時期（指令噴射パルス時期）Ｔｆｉｎを決定する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧Ｐｃと目標噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて指令噴射期間（指令噴射パルス時間）ＴＱを決定する。インジェクタ駆動手段は、各気筒のインジェクタ３の電磁弁３１に、指令噴射時期（Ｔｆｉｎ）から指令噴射パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、略パルス状の通電電流を印加する。

コモンレール圧制御手段は、サプライポンプ４のコモンレール２への吐出量を制御する吐出量制御手段とを備えており、圧力センサ９５によりコモンレール２内の実燃料圧力（以下、実コモンレール圧と呼ぶ）を検出し、実コモンレール圧Ｐｃｆが目標コモンレール圧Ｐｃａに略一致するようにフィードバック制御する。

吐出量制御手段は、目標コモンレール圧Ｐｃａと燃料温度Ｔｆとに基づいて調量制御弁５への基本駆動信号を決定してサプライポンプ４を駆動制御し、検出した実コモンレール圧Ｐｃａと目標コモンレール圧Ｐｃａが一致しない場合には、実コモンレール圧Ｐｃａと目標コモンレール圧Ｐｃａの差に応じて基本駆動信号を補正し、補正された補正後駆動信号によりサプライポンプ４を駆動制御する。

次に、機差補正手段は、ＱＲコード３２に記憶されるインジェクタ３の固有特性情報に基づいて制御信号としての指令噴射時間ＴＱを補正するインジェクタ間機差補正手段と、エンジン１を運転し学習制御を行い最初に認識されたデータ（以下、トータル機差の学習値と呼ぶ）に基づいて指令噴射時間ＴＱを補正するトータル機差補正手段とを備えている。

インジェクタ間機差補正手段は、図３に示すインジェクタ３の実噴射量を示す噴射特性（以下、対応特性と呼ぶ）（図中の細い実線の特性）ｉｊと、狙いの噴射量を示すマスタ品の噴射特性（図中の太い実線の特性）ｍｊと、インジェクタ３の実噴射量を示す噴射特性との差分Δ１に基づいて指令噴射パルス時間ＴＱを補正する。対応特性ｉｊは、噴射量大側（以下、Ｑ大側）と噴射量小側（以下、Ｑ小側）の二つの狙い噴射量ｑ１、ｑ２のうち、一方（本実施例では、Ｑ大側）の狙い噴射量ｑ１に対応するマスタ品の指令噴射パルスで測定する。測定したインジェクタ３噴射量ｑ１とマスタ品との機差分に基づいて指令噴射パルスＴＱに対する補正値Δ１を算出する。なお、マスタ品の指令噴射パルスを同一にして測定したインジェクタ２の実噴射量と狙い噴射量との機差分に基づいて補正値Δ１を算出する方法に限らず、マスタ品の狙い噴射量を同一にして測定したインジェクタ２の実噴射パルス時間と指令噴射パルス時間ＴＱの差分を、補正値Δ１とする方法であってもよい。

トータル機差補正手段は、気筒間ごとに補正量を求める回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御手段を備えており、エンジン１を運転し学習制御を行い最初に認識した学習値を、対応特性ｉｊとマスタ品の噴射特性ｍｊとのＱ小側の狙い噴射量での差分Δ２として算出する。その学習値は、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）により最初に得られた補正量（気筒ごとの学習値）に、平均回転数補正（ＩＳＣ）により最初に得られた補正量（気筒一律の学習値）を加えて気筒ごとの学習値としている。なお、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）は、エンジン１の気筒間の回転変動を平滑化するようにエンジンの各気筒ごとへの最適な噴射量を個々に調整する学習制御手段である。また、平均回転数補正（ＩＳＣ）は、現在の平均回転数を目標回転数に合せるために平均回転数と目標回転数との偏差（ΔＮｅ）に対して全気筒一律に回転数の補正をするように、偏差（ΔＮｅ）に応じた例えば噴射量補正量を算出する学習制御手段である。

なお、ここで、インジェクタ３の燃料噴射特性に対応した固有特性のデータ（本実施例ではＱ大側のデータ）は、図２に示すように指令噴射量やコモンレール圧Ｐｃの大きさに応じて異なるため、マップデータを形成するものである。具体的には、ＱＲコードには、図６に示すように、Ｑ大側の補正点ｑ１に対応した補正値Δ１を有する補正量マップよりなる。

なお、図２に示すマップでは、燃料圧力Ｐｃ基準毎にマスタ品の噴射特性ｍｊ（図中では、ｊ＝１〜４の燃料圧力Ｐｃ基準の４本の特性）を示している。以下の本実施形態で説明する図３〜図９では、図２中の噴射特性ｍ２の場合を一例として説明する。

次に、上述した構成を有する燃料噴射制御装置の動作について、図１０および図１１に従って説明する。ここでは、ＱＲコード３２付きのインジェクタ３が供給元から供給され、エンジン組立てライン等でエンジン１の各気筒にインジェクタ３を組み付るエンジン製造工程での過程にあるものとする。

図１０に示すように、Ｓ１００（Ｓはステップ）ではインジェクタ３の燃料噴射特性の固有値データの読み取りが行われたか否かを判断する。画像読取り装置９９を用いて各インジェクタ３に取り付けられたＱＲコード３２を読み取り作業が行なわれているならば、ＱＲコード３２付きのインジェクタ３がエンジン１の各気筒に組み付けられ、各インジェクタ３の固有値データの読み取り作業を完了した直後の段階であると判定し、Ｓ２００へ移行する。逆に、ＱＲコード３２を読み取り作業が行なわれていないならば、Ｓ３００へ移行する。

Ｓ２００では、マスタ品と当該インジェクタ３との機差を収束させる制御処理を実行し、Ｓ４００へ移行する。この場合、インジェクタ間機差補正手段とトータル機差補正手段による両制御処理（図１１参照）が実施され、対応特性におけるＱ大側の差分Δ１、Ｑ小側の差分Δ２の補正量が決定している場合には、機差補正状態を示す機差補正フラグを２にインクリメントする。また、各インジェクタ３をエンジン１に組み付け、固有値データの読み取り作業のみが完了したままの状態の場合、つまりエンジン１は未だ運転されず、あるいは運転したとしても上記学習制御を実行する段階まで至っていない場合には、機差補正フラグを１としている。

Ｓ３００では、機差補正フラグが２であるか否かを判断する。機差補正フラグが２であるならば、対応特性におけるＱ大側の差分Δ１、Ｑ小側の差分Δ２の補正量が決定し、機差を収束させる制御処理は完了した状態にあると判定し、Ｓ４００へ移行する。逆に、機差補正フラグが２でないならば、機差を収束させる制御処理は未完了であると判定し、Ｓ２００へ移行する。

Ｓ２００で機差を収束させる制御処理が完了する（図５（ｂ）参照）と、Ｓ４００では、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）および平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御を行なう。学習制御を行なって上記最初に認識された学習値Δ２と異なる学習値Δ３を算出する。

学習値Δ３は、マスタ品の噴射特性（図５（ｂ）中の太い実線の特性）ｍｊに対し機差を収束するようにΔ１およびΔ２で補正された当該インジェクタの対応特性（以下、機差収束した対応特性）（図５（ｂ）中の細い実線の特性）ｉｊに対して、いわゆるトータル機差、および経時劣化を補正する学習値である。上記学習制御は、エンジン１の運転中は繰り返し実行されて学習値Δ３を求める周知方法の学習制御である。

学習値Δ３は、上記最初に認識された学習値Δ２が対応特性のＱ小側の補正点ｑ１のみに反映されたのと異なり（図３および図４参照）、噴射量のＱ小側領域およびＱ大側領域の噴射量全域にわたって反映される。例えば機差収束した対応特性（図５（ｃ）中の細い実線の特性）ｉｊ２と、２回目以降の学習制御を実施する過程で経時劣化等で変化した対応特性（図５（ｃ）中の二点鎖線の特性）との差分が小さくなるように、学習値Δ３で対応特性ｉｊ２が、トータル機差が収束する方向へオフセット修正される。

次に、上記機差を収束させる制御の詳細動作を、図１１に従って説明する。図１１に示すように、Ｓ２０１では気筒別に、図６に示すように、インジェクタ３の固有値データ（図６中では、例えば燃料圧力基準ｊ＝２に対応する補正量Δ１）を読み込む。具体的には、気筒＃１〜＃４に対応する各インジェクタ３別に、画像読取り装置９９により読み取られたＱＲコード３２に記憶の機差を補正するための固有値（本実施例では、Ｑ大側補正点ｑ１での補正量Δ１）を読み込む。上記気筒別補正量はコモンレール圧Ｐｃ別等からなるマップデータでＱＲコードに記憶されているため、コモンレール圧Ｐｃ別に、その気筒別補正量Δ１をＥＣＵ１０の記憶部１０ｃに、図７（ａ）中の補正点ｑ１の行には配置される各Ｐｃ毎の補正量Δ１を格納する。

Ｓ２０２では、各インジェクタ３の対応特性（図４中の左側の破線の特性）ｉｊを、Ｑ大側の気筒別補正量Δ１に基づいて機差収束させる補正を行ない、仮対応特性（図５（ａ）に示す破線の特性）ｉｊ１としてまず仮決定する。具体的には、図７（ａ）に示すように、補正点ｑ１の行には配置される各Ｐｃ毎の補正量Δ１を、補正点ｑ２の各Ｐｃ毎の補正量としても用いる。この二補正点間の噴射領域は、図９中の破線特性で示す仮対応特性ｉｊ１の関係より求められる。このようにすることで、Ｑ大側の補正点ｑ２でマスタ品の噴射特性ｍｊとの機差ずれのない仮対応特性ｉｊ１が得られる。

したがって、マスタ品の噴射特性（図４および図５（ａ）に示す太い実線の特性）ｍｊに対し仮対応特性（図５（ａ）中の破線の特性）ｉｊ１は、噴射量領域のうち、Ｑ大側の補正点ｑ１周辺にあるＱ大側領域において、狙い噴射量と実噴射量の差が小さくなるように補正される。

Ｓ２０３では、エンジン１の回転数Ｎｅが検出されているか否かを判断する。回転数Ｎｅが検出されているならば、エンジン１は運転中であると判定し、Ｓ２０４へ移行する。逆に、回転数Ｎｅが検出されていないならば、エンジン１の運転状態にないと判定し、Ｓ２１１へ移行し、機差補正フラグを１とする。

Ｓ２０４では、Ｓ２０３にてエンジン１が運転状態にあると判定されると、エンジン１実機上でのインジェクタ３とエンジン１とのトータル機差を収束させる補正処理、すなわち回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）および平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御を開始するように準備する。なお具体的には、エンジン１の製造工程、特にエンジン性能検査工程において、エンジン１の運転状態または運転条件が、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）と平均回転数補正（ＩＳＣ）との学習制御を実施するための学習前提条件等の実行条件を満たしている場合に、上記学習制御が開始される。

Ｓ２０５では、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）の学習制御を実行し、エンジン１の気筒間の回転変動を平滑化するようにエンジンの各気筒ごとへの最適な噴射量を個々に調整するための、学習値（以下、ＦＣＣＢ学習値）を算出する。そして、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）の学習制御の実行により、最初のＦＣＣＢ学習値をＥＣＵ１０が認識さえすれば、Ｓ２０６へ移行する。

Ｓ２０６では、平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御を実行し、現在の平均回転数を目標回転数に合せるために平均回転数と目標回転数との偏差（ΔＮｅ）に対して全気筒一律に回転数の補正をするように、偏差（ΔＮｅ）に応じた学習値（以下、ＩＳＣ学習値）としての噴射量補正量を算出する。
そして、平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御の実行により、最初のＩＳＣ学習値をＥＣＵ１０が認識さえすれば、Ｓ２０７へ移行する。

Ｓ２０７では、Ｓ２０５で求められたＦＣＣＢ学習値と、Ｓ２０６にて求められたＩＣＳ学習値とに基づいて、各燃料圧力Ｐｃ基準毎に、図８に示すように、初回認識の学習値（図８中では、例えば燃料圧力基準ｊ＝２に対応する学習値）Δ２を算出する。具体的には、本実施例では、各気筒毎、各燃料圧力Ｐｃ基準毎に、ＦＣＣＢ学習値にＩＣＳ学習値を加えた合計補正噴射量を、初回認識の学習値として算出する。なお、ＦＣＣＢ学習値とＩＣＳ学習値は補正噴射量で求められる方法に限らず、ＦＣＣＢ学習値とＩＣＳ学習値を、指令噴射パルス時間ＴＱの補正量でそれぞれ求める方法であってもよい。

Ｓ２０８では、Ｓ２０７で求めた上記初回認識の学習値Δ２に基づいて指令噴射パルス時間ＴＱの補正量（本実施例では、Ｑ小側の気筒別補正量）Δ２を求める（図５（ｂ）参照）。このことは、図９に示すように、仮対応特性ｉｊ１に対して補正量Δ２（図５（ｂ）参照）が求められることになる。

Ｓ２０９は、インジェクタ３の対応特性（図４の破線の特性）と、マスタ品の噴射特性との差を小さくための、補正点別（Ｑ大側補正点ｑ１、Ｑ小側補正点ｑ２）の補正量Δ１、Δ２が決定する。具体的には、Ｑ小側補正点ｑ２において、仮対応特性ｉｊ１に対する補正量がΔ２であることから、図９に示すように、対応特性ｉｊに対しては補正量Δ２−Δ１が算出される。すなわち、対応特性ｉｊに対しては、Ｑ大側補正点ｑ１の補正量がΔ１、Ｑ小側補正点ｑ２の補正量がΔ２−Δ１となる。そして、図７（ｂ）中の補正点ｑ２の行には、仮対応特性ｉｊ１に用いた補正量Δ１に代えて、上記算出の補正量Δ２−Δ１を格納する。

また、Ｑ大側補正点ｑ１とＱ小側補正点ｑ２の間の噴射領域を補正する補正方法としては、図９に示すように、Ｑ大側補正点ｑ１とＱ小側補正点ｑ２との噴射量間を、線形補間することにより補正する。その結果、図５（ｂ）に示すような補正後の対応特性（以下、機差収束後対応特性）ｉｊ２が得られる。これにより、機差収束後対応特性ｉｊ２は、マスタ品の噴射特性ｍｊと当初対応特性ｉｊとの差を小さくなるように、機差の収束が図られる。

Ｓ２１０では、Ｓ２０９にて補正量Δ１、Δ２（詳しくは、Ｑ大側補正点ｑ１にて補正量Δ１、Ｑ小側補正点ｑ２にて補正量Δ２−Δ１）が決定し、機差収束後対応特性ｉｊ２が得られ、機差を収束させる制御処理は完了した状態にあるので、機差補正フラグを２にインクリメントする。

なお、上述の構成を有する制御処理Ｓ２００にて上記機差を収束させる制御処理が完了すると、Ｓ４００では、機差収束後対応特性ｉｊ２に対して、回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）および平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御を行なって、機差収束後対応特性ｉｊ２に対する学習値Δ３を求める。

なお、ここで、Ｑ小側補正点ｑ２の補正量Δ２−Δ１は、エンジン１の運転時に学習制御を行なって最初に認識された学習値Δ２に基づいて算出された機差収束するためのデータを構成している。機差を収束させる制御処理Ｓ２００（詳しくは、Ｓ２０４からＳ２０８の制御処理）で行なう学習制御は、仮対応特性ｉｊ１に対してインジェクタ３の機差を補正するようにＱ大側補正点ｑ２の補正量Δ２を求める。この補正量Δ２とＱＲコード３２に記憶のＱ小側補正点ｑ１の補正量Δ１とに基づいて、マスタ品の噴射特性ｍｊとインジェクタ３固有の対応特性ｉｊの機差を小さくするようにする機差収束後対応特性ｉｊ２が求められることになる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、インジェクタ３の燃料噴射特性に対応して固有特性情報をＱＲコード３２に記憶させ、固有特性情報に基づいてインジェクタ３へ出力する制御信号つまり指令噴射パルスＴＱを補正する燃料噴射制御装置において、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性のＱ大側とＱ小側を結ぶ特性データ（図２中の細い実線の特性）ｉｊのうち、Ｑ小側の補正点ｑ２のデータは、エンジン１の運転時に上記学習制御を行なって最初に認識する学習データ（学習値）Δ２より得えられるように構成される。また、Ｑ大側の補正点ｑ１のデータは、ＱＲコード３２より得るように構成される。なお、二補正点間の噴射領域は、補間により補正される。

これにより、Ｑ大側とＱ小側の両データをＱＲコード３２に予め記憶させておく必要がないので、インジェクタ３の噴射計測を必要とする補正点を少なくすることができる。

さらに、Ｑ小側のデータを、エンジン１の運転時に上記学習制御を行なって最初に認識する学習データ（学習値）Δ２に基づいて得えるように構成しているので、初回認識の学習値を用いてインジェクタ３とエンジン１のトータル機差が求められる。このように構成することにより、従来技術におけるＱ小側のデータを固有特性情報に記憶する代わりに、インジェクタ３噴射計測せずともインジェクタ３機差を収束するデータとほぼ同じものが得られる。

したがって、インジェクタ３の生産性向上を図るとともに、少ない補正点であっても噴射量精度の悪化なく機差を収束させることができる。

（２）なお、上記Ｑ小側のデータは、上記学習制御を行なって最初に認識するデータ（初回認識の学習値）に基づいて機差を収束するデータであるため、無負荷安定状態で学習制御を行なう回転変動補正手段（ＦＣＣＢ制御）等の低噴射側の学習制御手段を用いることができる。したがって、エンジン１の性能検査等のエンジン製造工程の生産性を維持したまま、インジェクタ３の生産性向上を図れる。

（３）上記学習制御とは、気筒＃１〜＃４ごとに気筒別に補正量を求める回転変動補正手段と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正手段とを備えており、回転変動補正手段の補正量に、平均回転数補正手段の補正量を加えたものを気筒＃１〜＃４ごとの学習値として学習するように構成されている。

これにより、インジェクタ３の機差を収束させる方法として、従来の回転変動補正手段（ＦＣＣＢ制御）と平均回転数補正手段（ＩＳＣ制御）とからなるインジェクタ３とエンジン１のトータル機差を収束させる手段を用いることができる。

（４）なお、本実施形態では、エンジン１の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習値Δ２を取得する期間において、Ｑ小側のデータは、ＱＲコード３２に記憶の補正量Δ１を用いるとともに、この補正量Δ１に基づいて対応特性を機差補正した仮対応特性（図５（ａ）、図９中の破線の特性）ｉｊ１を算出する。その後、学習制御により補正量Δ２を求める過程では、仮対応特性ｉｊ１に基づいて指令噴射パルス時間ＴＱを補正するように構成されている。

これによると、Ｑ大側のデータ（補正量）を反映する補正点ｑ１での機差のずれがエンジン１の性能に比較的大きく影響を及ぼす場合において、Ｑ小側のデータ（補正量）を取得するためにエンジン１の運転を開始する前に、Ｑ大側補正点ｑ１に対応の補正量Δ１に基づいて、Ｑ大側の噴射領域を機差補正した仮対応特性ｉｊ１を算出し、仮対応特性ｉｊ１に基づいて指令噴射パルスＴＱを補正しておくことができる。これにより、エンジン１を運転して学習制御の最初に認識された学習値を得ようとする過程において、エンジン１の性能に問題となる影響を及ぼしてしまうような学習制御の過学習を防止できる。

（５）本実施形態では、Ｑ小側補正点ｑ２の補正量を、仮対応特性ｉｊ１に対して得られた学習値Δ２と補正量Δ１の差より求めることにより、対応特性ｉｊに対し、Ｑ大側補正点ｑ１の補正量がΔ１、Ｑ小側補正点ｑ２の補正量がΔ２−Δ１が得られて、この二補正点間を補正することで機差収束後対応特性ｉｊ２が得られように構成されている。

したがって、マスタ品の噴射特性ｍｊとインジェクタ３固有の対応特性ｉｊの機差を小さくするようにする機差収束後対応特性ｉｊ２は、上記学習制御による最初に認識する学習値Δ２とＱＲコード３２に記憶のＱ小側補正点ｑ１の補正量Δ１とに基づいて求めることができる。

（その他の実施形態）
以上説明した本実施形態において、Ｑ大側の補正点ｑ１のデータにＱＲコード３２に記憶の補正量Δ１を用い、Ｑ小側の補正点ｑ２のデータに、エンジン１の運転時に上記学習制御を実施し、上記学習制御により得られた初回認識の学習値Δ２に基づいて算出する機差収束のためのデータ（補正量）Δ２−Δ１を用いる構成として説明した。このような構成に限らず、Ｑ小側の補正点のデータにＱＲコード３２に記憶の補正量を用い、Ｑ大側の補正点のデータに、エンジン１の運転時に上記学習制御を実施し、上記学習制御により得られた初回認識の学習値を用いる構成としてもよい。この場合、例えば低噴射側の学習制御手段、すなわち回転変動気筒間補正（ＦＣＣＢ）および平均回転数補正（ＩＳＣ）の学習制御を実行し、この学習制御で得られた学習値に基づいて機差を収束する補正するＱ大側のデータを算出することが可能である。

なお、Ｑ小側の補正点のデータにＱＲコード３２に記憶の補正量を用い、Ｑ大側の補正点のデータに、エンジン１の運転時に上記学習制御を実施し、上記学習制御により得られた初回認識の学習値を用いる構成とする場合において、Ｑ大側の補正量を求めてもよい。

以上説明した本実施形態では、電磁弁３１を有するインジェクタで説明したが、電磁弁に限らず、制御信号により供給燃料の噴射と停止とを切換えるものであれば、ピエゾスタック等のアクチュエータであってもよい。

本発明の実施形態の燃料噴射制御装置の全体構成を示す構成図である。 図１中のＥＣＵに記憶される特性マップの一実施例であって、指令噴射量とコモンレール圧と指令噴射パルス時間との関係を示す特性図である。 図１中のＥＣＵにて機差を収束するための補正点を説明する図であって、指令噴射量と指令噴射時間との関係を示す特性図である。 図３中の補正点における機差を補正するための補正量と、情報記憶媒体に記憶された固有特性値と、内燃機関の運転時に学習制御を行ない最初に認識された学習値との関係を示す模式的特性図である。 図３中の補正量に基づいて機差を収束させる過程を示す図であって、図５（ａ）は情報記憶媒体に記憶された固有特性情報に基づいて噴射量大側の機差を収束する過程、図５（ｂ）は内燃機関の運転時に学習制御により最初に認識された学習値に基づいて噴射量小側の機差を収束する過程、図５（ｃ）は学習制御による経時劣化等を補正する過程を示す模式的特性図である。 図１中の情報記憶媒体に記憶する記憶値のマップである。 図１中のＥＣＵ内での、各補正点での機差を補正するための補正量マップであって、図７（ａ）は仮対応特性に対応する補正量マップ、図７（ｂ）は対応特性に対応する補正量マップである。 図１中のＥＣＵ内での、各気筒毎の、複数の燃料圧力基準での最初に認識される学習値を記憶するマップである。 図７中の二補正点間の噴射領域を補間する補間方法を説明するグラフである。 図１中のＥＣＵにて噴射量制御する制御方法を示すフローチャートである。 図１０中の機差を収束させる制御の制御処理を示すフローチャートである。 指令噴射パルスと、インジェクタへ通電する駆動電流波形と、燃料噴射率を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ コモンレール（インジェクタに供給される高圧燃料を蓄える蓄圧器）
３ インジェクタ
３１ 電磁弁
３２ ＱＲコード（情報記憶媒体）
４ サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
５ 調量制御弁
１０ ＥＣＵ（制御装置）
９５ コモンレール圧センサ（燃料圧力を検出する圧力センサ）
９９ 画像読取り装置

Claims (5)

1. 内燃機関の各気筒に搭載され、制御信号に応じて開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止とを切換えるインジェクタと、
   前記内燃機関の運転状態または運転条件に応じて設定される燃料噴射量と燃料噴射圧力とに基づいて開弁期間を算出し、前記開弁期間に対応して前記インジェクタに前記制御信号を出力する制御手段と、予め定められた固有特性情報を記憶する情報記録媒体とを備え、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、前記インジェクタの燃料噴射特性に対応して前記固有特性情報を前記記憶媒体に記憶させ、前記固有特性情報に基づいて前記制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、
   前記制御手段は、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データに基づいて前記制御信号を補正し、その補正した制御信号を前記インジェクタに出力するとともに、
   前記特性データのうち、前記噴射量大側のデータは、前記固有特性情報に記憶される機差を収束するデータより得られ、
   前記噴射量小側のデータは、前記内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータよりなっており、
   前記内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する前記学習データを取得する期間において、
   前記制御手段は、前記噴射量大側のデータに対応した前記固有特性情報に基づいて前記対応特性を機差補正した仮対応特性を算出した後、前記仮対応特性に基づいて前記制御信号を補正していることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記学習制御は、気筒ごとに補正量を求める回転変動補正手段と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正手段とを備え、前記回転変動補正手段の補正量に、前記平均回転数補正手段の補正量を加えたものを気筒ごとの学習値として学習することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 内燃機関の各気筒に搭載され、制御信号に応じて開弁または閉弁し供給燃料の噴射と停止とを切換えるインジェクタと、
   前記内燃機関の運転状態または運転条件に応じて設定される燃料噴射量と燃料噴射圧力とに基づいて開弁期間を算出し、前記開弁期間に対応して前記インジェクタに前記制御信号を出力する制御手段と、予め定められた固有特性情報を記憶する情報記録媒体とを備え、狙い噴射量と実噴射量との差を抑制するために、前記インジェクタの燃料噴射特性に対応して前記固有特性情報を前記記憶媒体に記憶させ、前記固有特性情報に基づいて前記制御信号を補正する燃料噴射制御装置において、
   前記制御手段は、狙い噴射量と実噴射量とを対応付ける対応特性の噴射量大側と噴射量小側を結ぶ特性データに基づいて前記制御信号を補正し、その補正した制御信号を前記インジェクタに出力するとともに、
   前記特性データのうち、前記噴射量大側のデータは、前記固有特性情報に記憶される機差を収束するデータより得られ、
   前記噴射量小側のデータは、前記内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識する学習データに基づいて算出した機差収束するためのデータよりなっており、
   前記学習制御は、気筒ごとに補正量を求める回転変動補正手段と、全気筒一律に補正量を求める平均回転数補正手段とを備え、前記回転変動補正手段の補正量に、前記平均回転数補正手段の補正量を加えたものを気筒ごとの学習値として学習することを特徴とする燃料噴射制御装置。
4. 前記制御手段により算出される前記機差収束するためのデータは、前記内燃機関の運転時に学習制御を行なって最初に認識された前記学習データと、前記噴射量大側のデータに対応した前記固有特性情報に記憶される機差を収束するデータとに基づいて算出されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記噴射量小側のデータは、内燃機関の無負荷運転状態にて、前記学習制御により取得されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。

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