JP6614195B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、コモンレールから供給される燃料が増圧装置によってさらに増圧されて、インジェクタによって噴射される内燃機関に関し、燃料噴射圧を制御するように構成されたものが開示されている。さらに特許文献１には、インジェクタによって実測した燃料圧力と、シミュレーションで得られた燃料圧力とを比較することにより、燃料噴射特性を補正することが開示されている。

特許文献２には、増圧装置を用いない内燃機関に対して、燃料噴射によって生じるインジェクタ内の圧力低下の時間変化に基づいて、燃料噴射量の時間変化（すなわち噴射率）を測定することが開示されている。

インジェクタ内の圧力低下量は、燃料噴射前にインジェクタに供給されていた燃料の圧力から、燃料噴射中のインジェクタ内の燃料圧力を減算することにより得られる。このようにして得られたインジェクタ内の圧力低下の時間変化と、噴射率との間には相関があるため、噴射率を算出することができる。

特開２００５−２４８７２２号公報 特開２０１１−００７２０３号公報

ところで、増圧装置を備える内燃機関は、増圧装置を駆動させることによって、インジェクタに供給される燃料の圧力が変動する。したがって、インジェクタ内の圧力低下の時間変化は、増圧装置を駆動させることによる燃料圧力の変動の時間変化がわからなければ算出することができない。このため、増圧装置を備える内燃機関に対して、特許文献２の方法を適用して、燃料噴射量を算出することはできないという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する燃料噴射装置と、燃料噴射装置の上流に設けられ、燃料噴射装置に供給される燃料を増圧する増圧装置と、を備えた内燃機関を制御する。燃料噴射装置が燃料を噴射することなく、増圧装置が燃料を増圧させる場合の、燃料噴射装置内の燃料の圧力と、増圧装置の駆動に伴って、燃料噴射装置による燃料噴射を行う場合の、燃料噴射装置内の燃料の圧力と、の差分に基づいて、実際の燃料噴射量である実燃料噴射量を算出することを特徴とする。

以上の構成により、増圧装置を備える内燃機関に対しても、燃料噴射量が算出できるようになる。

図１は本発明の第１実施形態の内燃機関を表す概略図である。 図２Ａは増圧が行われる前の増圧装置の状態を表す概略図である。 図２Ｂは増圧が行われた後の増圧装置の状態を表す概略図である。 図３Ａは制御ユニットが増圧装置に向けて出力する増圧信号の時間変化を表すタイミングチャートである。 図３Ｂは増圧装置のうち増圧室から吐出される燃料の圧力の時間変化を表すタイミングチャートである。 図４は燃料を増圧することなく燃料を噴射した場合のタイミングチャートである。 図５は燃料を増圧しながら燃料を噴射した場合のタイミングチャートである。 図６は燃料を噴射している途中で燃料を増圧した場合のタイミングチャートである。 図７は燃料を増圧しながら燃料を噴射した場合における供給圧力と、無噴射圧力の時間変化を表したタイミングチャートである。 図８は増圧信号と噴射信号との関係の概要を表したグラフである。 図９は学習点を表した模式図である。 図１０は第１実施形態において燃料噴射を行うためのルーチンを表すフローチャートである。 図１１は第１実施形態において通常時の燃料噴射のルーチンを表すフローチャートである。 図１２は通常噴射の設定に関するルーチンを表すフローチャートである。 図１３は第１実施形態において、増圧装置を駆動するか否かを判別するためのマップの概略図である。 図１４は第１実施形態における、燃料噴射量を算出するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１５は第２実施形態における、燃料噴射を行うためのルーチンを表すフローチャートである。 図１６は第２実施形態における、低負荷学習制御を行うためのルーチンを表すフローチャートである。 図１７は第２実施形態における、補正値を更新するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１８は第３実施形態における、燃料噴射を行うためのルーチンを表すフローチャートである。 図１９は第３実施形態における、高負荷学習制御を行うためのルーチンを表すフローチャートである。 図２０は第３実施形態における、補正値を更新するためのルーチンを表すフローチャートである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する制御ユニット２０の概略構成図である。

本実施形態による内燃機関１００は、燃料タンク１と、ポンプ吸入通路２と、サプライポンプ３と、ポンプ吐出通路４と、コモンレール５と、供給通路６と、増圧装置７と、噴射通路８と、インジェクタ９と、リターン通路１０と、リリーフ通路１１とを備える。

燃料タンク１は、外部から供給された燃料を、常圧で貯留する。燃料タンク１に貯留された燃料は、ポンプ吸入通路２を介してサプライポンプ３によって吸い上げられる。

サプライポンプ３は、燃料タンク１に貯留された燃料を吸い上げ、増圧する。サプライポンプ３によって増圧された燃料はポンプ吐出通路４を介してコモンレール５に供給される。サプライポンプ３から吐出される燃料の量は、制御ユニット２０によって制御可能となっており、サプライポンプ３から吐出される燃料の量を制御することでコモンレール５内の燃料の圧力が制御される。

コモンレール５は、ポンプ吐出通路４を介してサプライポンプ３から供給された燃料を、高圧のまま保持する。コモンレール５は、各気筒に対応した複数の供給通路６と連結されており、各気筒に向けて燃料を分配する。さらにコモンレール５には、コモンレール５内に保持された燃料の圧力を測定するためのコモンレール圧センサ５１が備えられる。以下の説明では、コモンレール５の内部の燃料の圧力をコモンレール圧Ｐｃｒと称する。

増圧装置７は、各気筒に対応して設けられ、供給通路６を介してコモンレール５から供給された燃料を、さらに増圧して、噴射通路８を介してインジェクタ９へ供給する。増圧装置７には、増圧装置７を駆動させるためのアクチュエータ１７が設けられている。このアクチュエータ１７に後述する制御ユニット２０から信号が送られると、アクチュエータ１７が駆動して、増圧装置７は燃料の増圧を行う。増圧装置７は、増圧させた燃料をインジェクタ９に向けて吐出するのに伴って、増圧させていない燃料を、リターン通路１０を介して燃料タンク１に放出する。

インジェクタ９は、各気筒に対応して設けられ、噴射通路８を介して増圧装置７から供給された燃料を、気筒に対して噴射する。気筒に対して噴射される燃料の量（燃料噴射量）は、インジェクタ９の開弁時間が同じであれば、インジェクタ９に供給される燃料の圧力が高くなるほど多くなる。このため本実施形態においては、燃料噴射量を制御するために、インジェクタ９に供給される燃料の圧力が制御される。このためインジェクタ９には、インジェクタ９に供給された燃料の圧力を計測する噴射圧センサ９１が設けられている。以下の説明では、インジェクタ９の内部の燃料の圧力を燃料噴射圧Ｐｉｎｊと称する。

さらに、インジェクタ９には燃料の圧力が高くなりすぎた場合には、リリーフ通路１１を介して、燃料を燃料タンク１に戻すための、リリーフ弁９２が設けられている。リリーフ弁９２は、インジェクタ９の内部とリリーフ通路１１との間に設けられており、インジェクタ９の燃料の圧力があらかじめ定められた燃料の圧力よりも高くなった場合には開かれて、インジェクタ９の内部の燃料が燃料タンク１に向けて放出される。

制御ユニット２０は、デジタルコンピュータから構成され、双方向バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＰＵ２４、入力ポート２５及び出力ポート２６を備える。

入力ポート２５には、前述したコモンレール圧センサ５１や噴射圧センサ９１などからのアナログ信号が、対応するＡＤ変換器２７を介してデジタル信号に変換されて入力される。また入力ポート２５には、内燃機関１００の負荷を検出するためにアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量センサ１５からのアナログ信号が、ＡＤ変換器２７を介してデジタル信号に変換されて入力される。また入力ポート２５には、クランクシャフトの回転数を検出するためのクランク角センサ１６から出力されるデジタル信号が入力される。このように入力ポート２５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。出力ポート２６は、サプライポンプ３や増圧装置７、インジェクタ９などに接続されており、ＣＰＵ２４により算出されたデジタル信号を出力する。

次いで、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら増圧装置７の構成の説明をする。図２Ａは、増圧装置７によって燃料の増圧が行われる前の増圧装置７の状態を表した概略図である。図２Ｂは、増圧装置７がインジェクタ９に向けて燃料を増圧して吐出している状態を表した概略図である。

図２Ａに示されるように、増圧装置７は、ハウジング７１、ピストン７２、ピストン室７３、増圧室７４、増圧制御室７５、スプリング７６、三方弁７７、第１三方弁通路７８、及び第２三方弁通路７９を備えている。なお図２Ａ及び図２Ｂの矢印は、燃料が流通する方向を示している。

ハウジング７１の内部には燃料が充填される。本実施形態においては、ハウジング７１の長手方向の一端（図中右側）には供給通路６が、他端（図中左側）には噴射通路８が連結されており、供給通路６を通ってハウジング７１内部に供給された燃料は、噴射通路８から吐出される。以下の説明では、図２Ａ又は図２Ｂの右側を供給通路６側、図２Ａ又は図２Ｂの左側を噴射通路８側と呼称する。このハウジング７１は、内径が異なる２つの円筒をつなぎ合わせた形状であり、供給通路６側の円筒の内径は、噴射通路８側の円筒の内径よりも大きい。以下では、供給通路６側の円筒を「ハウジング７１の大径部」、ハウジング７１の大径部の内周面を「ハウジング７１の大径内周面」、噴射通路８側の円筒を「ハウジング７１の小径部」、ハウジング７１の小径部の内周面を「ハウジング７１の小径内周面」と呼称する。

ハウジング７１には、ハウジング７１の内部をハウジング７１の長手方向に沿って移動できるように、ピストン７２が格納されている。

ピストン７２は、直径が異なる２つの円柱をつなぎ合わせた形状であり、供給通路６側の直径が噴射通路８側の直径よりも大きい。以下では、供給通路６側の円柱を「ピストン７２の大径部」、ピストン７２の大径部の外周面を「ピストン７２の大径外周面」、噴射通路８側の円柱を「ピストン７２の小径部」、ピストン７２の小径部の外周面を「ピストン７２の小径外周面」と呼称する。

ピストン７２とハウジング７１とによって、ハウジング７１の内部には、供給通路６側に配置されるピストン室７３と、噴射通路８側に配置される増圧室７４と、ピストン室７３と増圧室７４との間に配置される増圧制御室７５と、がそれぞれ形成される。

ピストン７２は、ピストン７２を長手方向に貫通するように設けられるピストン内通路７２１と、ピストン内通路７２１に設けられた逆止弁７２２とを備える。逆止弁７２２は、ピストン室７３から増圧室７４に向けてピストン内通路７２１内に燃料が流れることを許容し、増圧室７４からピストン室７３に向けてピストン内通路７２１を通って燃料が流れることを制限する。

ピストン室７３は、ハウジング７１の大径部の端面と、ハウジング７１の大径内周面と、ピストン７２の大径部の端面とによって形成される空間である。ピストン室７３には、供給通路６を介してコモンレール５からの高圧燃料が供給されて充填される。さらにピストン室７３には、ピストン７２を常に供給通路６側に向けて引く張力が生じるようにスプリング７６が設けられる。

増圧室７４は、ハウジング７１の小径内周面と、ハウジング７１の小径部の端面と、ピストン７２の小径部の端面とによって形成される空間である。増圧室７４は、ピストン内通路７２１を介して、ピストン室７３と連結されており、ピストン室７３の燃料が増圧室７４に供給される。また、増圧室７４は噴射通路８とも連結されている。

増圧制御室７５は、ピストン室７３と増圧室７４との間に設けられ、ハウジング７１の大径内周面と、ピストン７２の小径外周面とによって区画された空間である。

増圧制御室７５は、コモンレール５または燃料タンク１に選択的に連結される。ここで、増圧制御室７５とコモンレール５とが必ずしも直接的につながっている必要はなく、コモンレール５の燃料が増圧制御室７５に供給される状態が形成されていればよい。また同様に、増圧制御室７５と、燃料タンク１とが必ずしも直接的につながっている必要はなく、増圧制御室７５の燃料を燃料タンク１に排出できる状態が形成されていればよい。本実施形態においては、増圧制御室７５は第２三方弁通路７９、第１三方弁通路７８、ピストン室７３及び供給通路６を介してコモンレール５と連結され、増圧制御室７５は第２三方弁通路７９及びリターン通路１０を介して燃料タンク１と連結される。

図２Ａに示すように、増圧制御室７５がコモンレール５と連結された時は、増圧制御室７５にはコモンレール５からの高圧の燃料が供給される。一方で図２Ｂに示すように、増圧制御室７５が燃料タンク１と連結されている時は、増圧制御室７５内の燃料が燃料タンク１へと排出され、増圧制御室７５の内部の燃料圧力が低下する。

三方弁７７は、本実施形態においてはスプール式の電磁弁である。三方弁７７に設けられたアクチュエータ１７によって、三方弁７７が駆動されることにより、増圧装置７が、増圧制御室７５とコモンレール５とが連結される状態（図２Ａ）と、増圧制御室７５と燃料タンク１とが連結される状態（図２Ｂ）とに切り替えられる。アクチュエータ１７は、制御ユニット２０から出力された信号により制御される。

次に、増圧装置７の動作について図２Ａから図３Ｂを参照して説明する。図３Ａは制御ユニット２０が増圧装置７に向けて発信する信号の時間変化を表すタイミングチャートであり、図３Ｂは増圧装置７からインジェクタ９に向けて吐出される燃料の圧力の時間変化を表すタイミングチャートである。

まず、初期状態（時期Ｔｓｔよりも前の状態）においては、図２Ａのように、三方弁７７が供給通路６を介してコモンレール５と増圧制御室７５とを連結している。この時は、ピストン室７３と増圧制御室７５とには、コモンレール５から高圧の燃料が供給される。このためピストン室７３と増圧制御室７５との燃料圧力が釣り合う。そして、ピストン室７３に配置されているスプリング７６の張力によってピストン７２が供給通路６側に配置される。

次に、時期Ｔｓｔにおいて、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させるための信号である増圧信号を、ＯＦＦからＯＮに切り替え、アクチュエータ１７を駆動させる。増圧信号がＯＮにされると、増圧制御室７５はリターン通路１０を介して、燃料タンク１に連結されるので、増圧制御室７５の燃料が燃料タンク１に排出されることにより、増圧制御室７５の燃料圧力が低下する。その結果、ピストン室７３の燃料が増圧制御室７５の燃料よりも高圧になるため、ピストン室７３に充填された燃料が、ピストン７２を噴射通路８側に押す向きに力を与え、ピストン７２は噴射通路８側に移動しはじめる。

次いで、図２Ｂに示されるようにピストン７２が噴射通路８側に動き出すと、増圧室７４の体積が縮小し、増圧室７４に充填された燃料が噴射通路８に吐出される。ここで、ピストン７２の大径部の断面積Ｓ０は、ピストン７２の小径部の断面積Ｓ１に比べて大きいため、パスカルの原理に基づいて、増圧室７４の燃料圧力Ｐ１は、ピストン室７３の燃料圧力Ｐ０のＳ０／Ｓ１倍に増圧される。以下の説明では、この燃料圧力の比Ｓ０／Ｓ１を増圧比αと称する。例えば、本実施形態においては、増圧比αは２である。なお、ピストン内通路７２１には、逆止弁７２２が設けられているため、増圧室７４の縮小に伴い、燃料がピストン室７３に逆流することはほぼない。

ところで、ピストン７２が噴射通路８側に動き出した瞬間に、噴射通路８へ吐出される燃料の圧力がα倍されるのではなく、噴射通路８へ吐出される燃料の圧力は、時間の経過とともに徐々に増大する。即ち、ピストン７２が噴射通路８側に動き出した後、時間の経過とともに徐々にピストン７２が加速し、ピストン７２の加速に伴って、噴射通路８から吐出される燃料の圧力が増大する。しばらくするとピストン７２の加速が終わり、ピストン７２は噴射通路８に向けて等速で動く。このようにピストン７２が等速で動いている間に噴射通路８から吐出される燃料の圧力が、ピストン室７３に供給される燃料の圧力のα倍になる。以下では、制御ユニット２０が増圧信号をＯＮに切り替えてから、噴射通路８へ吐出される燃料の圧力がピストン室７３に供給される燃料の圧力のα倍になるまでの時間を、加速応答遅れΔＴａと呼称する。時期Ｔｓｔから、増圧信号がＯＦＦに切り替えられる時期Ｔｅｎまでの期間に、ピストン７２は図２Ａの状態から図２Ｂの状態へ移り変わる。

次に、時期Ｔｅｎにおいて、制御ユニット２０は、増圧信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、アクチュエータ１７の通電を止める。時期Ｔｅｎ以降、増圧制御室７５は、ピストン室７３を介してコモンレール５に連結されるので、増圧制御室７５にコモンレール５から高圧の燃料が供給され、増圧制御室７５の燃料圧力が増大する。その結果、ピストン７２が増圧室７４内の燃料を押し出す力が弱まり、時間の経過に伴って、増圧室７４から吐出される燃料の圧力が低下していく。そして、時期Ｔｅｎからしばらく時間が経過すると、ピストン７２の減速が終わり、噴射通路８側に向けた移動がなくなるため、増圧室７４内の燃料の増圧が終了する。ピストン７２の移動が終了した時に噴射通路８から吐出される燃料の圧力は、ピストン室７３に供給される燃料の圧力、すなわち、コモンレール５内の燃料の圧力と等しくなる。以下では、制御ユニット２０が増圧信号をＯＦＦに切り替えてから、噴射通路８へ吐出される燃料の圧力がコモンレール５内の燃料の圧力と等しくなるまでにかかる時間を、減速応答遅れΔＴｄと呼称する。なお、ピストン７２が噴射通路８側への移動を終了した時に、ピストン７２は最も噴射通路８に近づくので、増圧装置７は図２Ｂの状態になる。

ピストン７２が噴射通路８側への移動を終了した後、さらに時間が経過すると、スプリング７６の張力によってピストン７２は供給通路６側に移動させられて、最終的に増圧装置７は図２Ａの初期状態に戻る。ピストン７２が供給通路６側に移動している間に、増圧室７４の容積が増大し、増圧室７４にはピストン室７３からピストン内通路７２１を介して燃料が再び供給される。以上のように、燃料噴射の時期がやってくるたびに、増圧装置７を駆動させる、すなわちピストン７２を往復させることによって、燃料噴射圧を高めることができる。

次に、インジェクタ９から噴射される燃料の圧力の時間変化について、図４を参照しながら説明する。図４は、燃料を増圧することなく燃料を噴射した場合のタイミングチャートである。図４のグラフは、上から順に、燃料を噴射するために制御ユニット２０からインジェクタ９に向けて発信される噴射信号、燃料を増圧させるために制御ユニット２０から増圧装置７に向けて発信される増圧信号、インジェクタ９内の燃料の圧力である燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（実線）及び、コモンレール５内の燃料の圧力であるコモンレール圧Ｐｃｒ（破線）、インジェクタ９から噴射される単位時間当たりの燃料の量（以下、「燃料噴射率Ｒｆ」と称する）の時間変化を表している。

先ず燃料を噴射していない、時期τｓｔよりも前の状態においては、コモンレール圧Ｐｃｒは、Ｐｃｒ０の値であったとする。燃料を噴射していない状態においては、噴射信号はＯＦＦの状態であり、インジェクタ９は、増圧装置７を介してコモンレール５と連結されているため、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（実線）とコモンレール圧Ｐｃｒ（破線）は、等しい圧力Ｐｃｒ０である。

時期τｓｔにおいて、制御ユニット２０は噴射信号をＯＦＦからＯＮに切り替える。この時には、インジェクタ９から燃料が噴射され始め、燃料の噴射に伴って、燃料噴射率Ｒｆが増加し、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ及び、コモンレール圧Ｐｃｒは低下する。

ここで、燃料噴射圧Ｐｉｎｊとコモンレール圧Ｐｃｒの変化について説明する。まず燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、コモンレール５から供給される燃料によって、コモンレール圧Ｐｃｒに近づけられる作用と、インジェクタ９から燃料が噴射されることにより、インジェクタ９内の燃料が膨張して燃料噴射圧Ｐｉｎｊが低下する作用と、の２つの作用を受ける。このため、燃料噴射率Ｒｆが増大すると、燃料噴射圧Ｐｉｎｊが低下する作用のみが強くなるため、インジェクタ９の燃料の圧力（燃料噴射圧Ｐｉｎｊ）は低下する。他方、コモンレール圧Ｐｃｒは、コモンレール５から増圧装置７を介してインジェクタ９に向けて燃料が供給されているため緩やかに低下する。サプライポンプ３からコモンレール５に向けて燃料が供給されていない場合を仮定すると、コモンレール５の燃料の体積は減少し続けるので、コモンレール圧Ｐｃｒは時間の経過とともに減少し続ける。

図４から明らかなように、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの圧力低下は、コモンレール圧Ｐｃｒの圧力低下よりも大きい。この理由は、燃料噴射に伴って燃料が膨張した量が大きいほど、圧力の変動が大きいからである。例えば、インジェクタ９に貯留されている燃料の体積は、コモンレール５に貯留されている燃料の体積よりも小さく、燃料噴射に伴う燃料体積の変化が大きくなるので、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの変化は、コモンレール圧Ｐｃｒの変化よりも大きくなる。

時期τｅｎにおいて、制御ユニット２０は噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える。この時には、インジェクタ９から噴射される燃料は０に向かって減少していくので、燃料噴射率Ｒｆが小さくなり始める。燃料噴射率Ｒｆが減少すると、燃料噴射圧Ｐｉｎｊが低下する作用が弱くなるため、燃料噴射圧Ｐｉｎｊはコモンレール圧Ｐｃｒに向けて増大する。他方、コモンレール圧Ｐｃｒは、サプライポンプ３から燃料が供給されていない限りは、低下を続ける。

時期τｅｎからしばらく時間が経過すると、燃料噴射が終了し、燃料噴射率Ｒｆが０になる。この時のコモンレール圧ＰｃｒがＰｃｒ１であったとすると、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは再びコモンレール圧Ｐｃｒと同じ圧力になるので、燃料噴射圧ＰｉｎｊもＰｃｒ１になる。時期τｅｎから、燃料噴射率Ｒｆが０になるまでの時間を、以下では「噴射応答遅れΔτｄ」と称する。

次に、燃料噴射圧Ｐｉｎｊに基づいて、実際の燃料噴射量を算出する方法について説明する。制御ユニット２０が噴射指令を１回ＯＮにするときに、インジェクタ９から噴射された燃料の量（以下「燃料噴射量Ｑ」と称する。）は、直接的に測定することができないため、燃料噴射圧Ｐｉｎｊを用いて算出する。燃料噴射量Ｑは、単位時間当たりの燃料噴射量である燃料噴射率Ｒｆを、時間積分した量である。そこで、燃料噴射量Ｑを求めるためにまず燃料噴射率Ｒｆを算出する。

上述のとおり、燃料噴射率Ｒｆが増大すると、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの圧力は低下するのであるから、インジェクタ９に対して供給された燃料の圧力を供給圧力Ｐｓｕｐとすると、燃料噴射率Ｒｆは供給圧力Ｐｓｕｐから燃料噴射圧Ｐｉｎｊを減算した値にほぼ比例する。上述した例においては、供給圧力Ｐｓｕｐはコモンレール圧Ｐｃｒと同一であるので、供給圧力Ｐｓｕｐは図４の破線によって示される。すなわち、コモンレール圧Ｐｃｒから燃料噴射圧Ｐｉｎｊを減算した値によって燃料噴射率Ｒｆが算出できる。

燃料噴射量Ｑは燃料噴射率Ｒｆを時間積分することにより求められる。例えば、図４においては噴射率のグラフの斜線で囲われた領域の面積である。ところで、噴射率のグラフの斜線で囲われた領域の面積は、供給圧力Ｐｓｕｐ（破線）と燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（実線）で囲まれた領域の面積に比例する。したがって、供給圧力Ｐｓｕｐ（破線）と燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（実線）で囲まれた領域の面積を算出することにより、燃料噴射量Ｑを算出することができる。

以上のように、増圧装置７を駆動させることなく燃料を噴射する場合には、供給圧力Ｐｓｕｐがコモンレール圧Ｐｃｒと等しいため、燃料噴射量Ｑを燃料噴射圧Ｐｉｎｊから算出することができる。しかしながら、増圧装置７を駆動させながら燃料を噴射する場合には、供給圧力Ｐｓｕｐは、コモンレール圧Ｐｃｒではなく増圧装置７から吐出された燃料の圧力になる。このような増圧装置７から吐出された燃料の圧力は、増圧装置７の駆動に応じて変動するため、供給圧力Ｐｓｕｐを算出することが困難であり、燃料噴射量Ｑを算出することが困難であった。

次に、図５を参照しながら、増圧装置７を用いて増圧した燃料を噴射する時の動作について説明する。図５は、燃料が噴射される前に増圧が開始され、燃料が噴射された後に増圧が終了する場合のタイミングチャートである。

本実施形態においては、増圧装置７から吐出される燃料の圧力がコモンレール圧Ｐｃｒのα倍になってから燃料噴射を開始し、燃料噴射が終了してから、増圧を終了する。つまり、燃料噴射をしている間、供給圧力Ｐｓｕｐはコモンレール圧Ｐｃｒのα倍になっている。供給圧力Ｐｓｕｐは図５の点線で表現され、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、図５の実線で表現される。

燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、時期τｓｔにおいて燃料が噴射される直前までは、増圧装置７から吐出される燃料の圧力と等しい。時期τｓｔ以降は燃料噴射に伴って燃料噴射圧Ｐｉｎｊが減少し、時期τｅｎ以降は燃料噴射圧Ｐｉｎｊが増圧装置７から吐出される燃料の圧力に近づく。図５の場合には、供給圧力Ｐｓｕｐはコモンレール圧Ｐｃｒのα倍なので、図４と同様に燃料噴射量Ｑを算出することができる。

ところで、図５の破線は増圧装置７を駆動させることなく燃料を噴射した場合、即ち図４の燃料噴射圧Ｐｉｎｊ及び燃料噴射率Ｒｆを表している。図４の斜線部分の面積よりも図５の斜線部分の面積の方が大きいことから、図５のように増圧装置７を駆動させながら燃料を噴射することによってより多くの燃料を噴射できることがわかる。

次に、図６を用いて、燃料噴射が開始した後に増圧装置７を駆動させる２つの例について説明する。図６は、燃料を噴射している間に増圧を行った場合のタイミングチャートである。図６の実線は、噴射信号がＯＮになった後に増圧信号をＯＮにし、その後噴射信号をＯＦＦにした例を示し、図６の一点鎖線は、噴射信号がＯＦＦになったと同時に増圧信号をＯＮにした例を示す。

まず、噴射信号がＯＮになった後に増圧信号をＯＮにし、その後噴射信号をＯＦＦにした場合について説明する。図６の上から４つ目のグラフのうち、点線は供給圧力Ｐｓｕｐを表し、実線は燃料噴射圧Ｐｉｎｊを表す。時期τｓｔにおいて燃料噴射が開始されてから、増圧装置７が駆動されるまでは、供給圧力Ｐｓｕｐはコモンレール圧Ｐｃｒと同じ圧力値になる。本実施形態において、コモンレール圧Ｐｃｒは燃料の噴射に伴って緩やかに低下するので、供給圧力Ｐｓｕｐも緩やかに低下する。燃料噴射圧Ｐｉｎｊは燃料が噴射されるのに伴って図４のグラフと同じように低下する。

時期Ｔｓｔ１になると、増圧信号がＯＮにされる。この時、コモンレールから供給された燃料が、増圧装置７によって増圧されることにより、増圧装置７から吐出される燃料の圧力である供給圧力Ｐｓｕｐは、加速応答遅れΔＴａの時間をかけて増大する。その結果、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、供給圧力Ｐｓｕｐの増大により増加する作用と、燃料の噴射により減少する作用とを受ける。本実施形態においては、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは減少する。

次に時期Ｔｓｔ１＋ΔＴａになると、供給圧力Ｐｓｕｐの増加は止まり、燃料の噴射に起因して、供給圧力Ｐｓｕｐは緩やかに低下し始める。

さらに時間が経過し、時期τｅｎになると、噴射信号がＯＦＦになる。供給圧力Ｐｓｕｐは引き続き緩やかに低下し、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは増圧装置７から高圧の燃料が供給されるため供給圧力Ｐｓｕｐに近づくようになる。

燃料噴射が終了する時期τｅｎ＋Δτｄでは、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは供給圧力Ｐｓｕｐと一致するようになり、インジェクタ９から燃料が噴射されなくなる。最後に、時期τｅｎ＋Δτｄよりも後の、時期Ｔｅｎにおいて増圧信号がＯＦＦになり、供給圧力Ｐｓｕｐ及び燃料噴射圧Ｐｉｎｊが増圧前のコモンレール圧Ｐｃｒに戻る。

続いて、噴射信号がＯＦＦになったと同時に増圧信号をＯＮにした場合について説明する。図６の二点鎖線は、時期τｅｎにおいて噴射信号をＯＦＦにすると同時に、増圧信号をＯＮにする場合の供給圧力Ｐｓｕｐを表し、一点鎖線は同様の場合の燃料噴射圧Ｐｉｎｊを表す。

噴射信号がＯＦＦになったと同時に増圧信号をＯＮにした場合には、時期τｅｎにおいて、噴射信号がＯＦＦになることにより燃料噴射圧Ｐｉｎｊが供給圧力Ｐｓｕｐに近づくのと同時に、増圧信号がＯＮになることによって供給圧力Ｐｓｕｐが増圧されるので、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、より急激に上昇する。そして、時期τｅｎ＋Δτｄになり、燃料噴射が終了すると、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは供給圧力Ｐｓｕｐに等しい値になる。

さて、図６の実線と鎖線との比較からわかるように、増圧信号をＯＮにする時期が変わると、供給圧力Ｐｓｕｐ、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの形が変わることにより、燃料噴射率Ｒｆの形も変わる。例えば、燃料噴射率Ｒｆの時間変化を表す図６の一番下のグラフを参照すると、本実施形態における実線のグラフがピークになる時期は、鎖線のグラフがピークになる時期よりも早く、燃料噴射率Ｒｆの形状が変わっていることがわかる。増圧装置７を駆動させる場合に正しく燃料噴射率Ｒｆを算出するためには、供給圧力Ｐｓｕｐ及び燃料噴射圧Ｐｉｎｊの時間変化に関する波形がわかっていなければならない。ここで、燃料噴射圧Ｐｉｎｊは直接的に計測できることから、燃料噴射率Ｒｆを算出するためには、直接的には計測できない供給圧力Ｐｓｕｐを算出することが必要である。

そこで、本実施形態においては、燃料を噴射しない場合の燃料噴射圧Ｐｉｎｊの波形を予め制御ユニット２０に記憶させておく。そして、制御ユニット２０は記憶された燃料噴射圧Ｐｉｎｊの波形に基づいて供給圧力Ｐｓｕｐの波形を算出し、直接的に計測することによって得られた燃料噴射圧Ｐｉｎｊと供給圧力Ｐｓｕｐとの差分から、燃料噴射率Ｒｆ及び燃料噴射量Ｑを算出する。以下では、燃料を噴射しない場合の燃料噴射圧Ｐｉｎｊを、「無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０」と呼称する。図６の上から３つ目のグラフは、時刻τｓｔから時刻τｅｎのすべての時間において、噴射信号がＯＦＦである前提における燃料噴射圧Ｐｉｎｊの時間変化、即ち、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０の時間変化を示す。さて、図６の上から３つ目以外のグラフは、噴射信号がＯＮになることが前提のグラフであるのに対し、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０のグラフだけは噴射信号が常時ＯＦＦであることが前提のグラフである。つまり、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０のグラフだけは前提が異なるが、便宜上他のグラフと同列に表記した。

ところで、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０と、供給圧力Ｐｓｕｐとは相関がある一方で、同一ではない。図７は、図５のように、噴射信号がＯＮになる前に増圧信号がＯＮになり、噴射信号がＯＦＦになった後に増圧信号がＯＦＦになる状況において、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０の時間変化と、供給圧力Ｐｓｕｐの時間変化とを比較したグラフである。図７の実線は供給圧力Ｐｓｕｐ、鎖線は無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０、点線は燃料噴射時の燃料噴射圧Ｐｉｎｊを表している。供給圧力Ｐｓｕｐと無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０とを比較すると、供給圧力Ｐｓｕｐは燃料噴射に伴うコモンレール圧Ｐｃｒの圧力低下の効果が考慮されているのに対し、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０はコモンレール圧Ｐｃｒの圧力低下の効果が考慮されていないため、供給圧力Ｐｓｕｐは無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０よりも圧力が小さくなる。

従って、本実施形態において、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０に基づいて燃料噴射率Ｒｆ及び燃料噴射量Ｑを算出する場合には、このような無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０とコモンレール圧Ｐｃｒとの差をなくすような補正が行われる。例えば、燃料噴射が終了した時期をτｆｉｎ、燃料噴射が終了した時期における無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０と燃料噴射圧Ｐｉｎｊとの差圧を噴射差圧ΔＰ、燃料が噴射されている期間、即ちτｓｔからτｆｉｎまでの時間の長さを噴射期間Δτとする。コモンレール圧Ｐｃｒは、時間Δτをかけて一定の速さでΔＰだけ圧力が低下したと仮定すると、時期ｔにおける供給圧力Ｐｓｕｐは以下のように表現できる。そして、供給圧力Ｐｓｕｐと燃料噴射圧Ｐｉｎｊとの差分を積分することにより、燃料噴射量Ｑを算出できる。
（１）時期ｔがτｓｔ以下のとき
Ｐｓｕｐ（ｔ）＝Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）
（２）時期ｔがτｓｔ以上、τｆｉｎ以下のとき
Ｐｓｕｐ（ｔ）＝Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）−ΔＰ×（ｔ−τｓｔ）／Δｔ
（３）時期ｔがτｆｉｎ以上のとき
Ｐｓｕｐ（ｔ）＝Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）−ΔＰ

さて、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０の波形は、噴射信号を切り替える時期と、増圧信号を切り替える時期との時間差に応じて変わる。したがって、本実施形態においては、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの波形は、噴射信号と増圧信号の時間差ごとに記憶されている。以下では、噴射信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる時期τｓｔから、増圧信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる時期Ｔｓｔまでの時間差、即ちＴｓｔ−τｓｔを、「開始時間差Δｔｓｔ」と呼称する。同様に、噴射信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期τｅｎから、増圧信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期Ｔｅｎまでの時間差、即ちＴｅｎ−τｅｎを、「終了時間差Δｔｅｎ」と呼称する。

ところで無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０は、開始時間差Δｔｓｔ及び終了時間差Δｔｅｎだけでなく、コモンレール圧Ｐｃｒに応じて変わる。ここで、コモンレール圧Ｐｃｒと無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０とは、比例の関係であるため、コモンレール圧Ｐｃｒが変化する場合は、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０の波形は、基本的には相似形に変形する。したがって、開始時間差Δｔｓｔ、終了時間差Δｔｅｎに応じた無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０の波形の変化は、コモンレール圧Ｐｃｒに応じた波形の変化よりも複雑であるため、少なくとも開始時間差Δｔｓｔ、終了時間差Δｔｅｎに対応する無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０を記憶しておくことが好ましい。

図８は、増圧信号と噴射信号の関係を模式的に表現した図である。図８の横軸は、開始時間差Δｔｓｔであり、図８の縦軸は終了時間差Δｔｅｎを表している。例えば、図８の原点は、開始時間差Δｔｓｔが０かつ終了時間差Δｔｅｎが０、即ち、増圧信号と噴射信号が同時にＯＦＦからＯＮにされ、増圧信号と噴射信号が同時にＯＮからＯＦＦにされた場合を表す。

図８のグラフは、噴射信号を切り換える時期を基準に、４つの領域に分けられる。第１の領域は、Δｔｓｔ＜０かつΔｔｅｎ＞０、即ち、Ｔｓｔ＜τｓｔかつＴｅｎ＞τｅｎの領域（図８左上の領域）である。この第１の領域においては、燃料噴射を行っている間は増圧装置７が駆動され続ける状態、すなわち、図５のような状態を表している。以下では、この第１の領域を、全域増圧領域と呼称する。

第２の領域は、Δｔｓｔ＞０かつΔｔｅｎ＞０、即ち、Ｔｓｔ＞τｓｔかつＴｅｎ＞τｅｎの領域（図８右上の領域）である。この第２の領域においては、燃料噴射が開始された時点では増圧装置７は駆動されていないが、燃料噴射を行っている間に増圧装置７による燃料の増圧が始まる状態、すなわち、図６のような状態を表している。以下では、この第２の領域を、噴射中増圧領域と呼称する。

第３の領域は、Δｔｓｔ＜０かつΔｔｅｎ＜０、即ち、Ｔｓｔ＜τｓｔかつＴｅｎ＜τｅｎの領域（図８左下の領域）である。この第３の領域においては、燃料噴射が開始される前に増圧信号をＯＮに切り替え、噴射信号がＯＦＦになる前に増圧信号をＯＦＦに切り替える。以下では、この第３の領域を噴射前増圧領域と呼称する。

第４の領域は、Δｔｓｔ＞０かつΔｔｅｎ＜０、即ち、Ｔｓｔ＞τｓｔかつＴｅｎ＜τｅｎの領域（図８右下の領域）である。この第４の領域においては、燃料噴射が開始された後に増圧信号をＯＮに切り替え、噴射信号をＯＦＦに切り替える前に増圧信号をＯＦＦに切り替える。以下では、この第４の領域を部分増圧領域と呼称する。

本実施形態においては、以上の第１の領域から第４の領域までのそれぞれから選ばれた点と、Δｔｓｔ＝０かつΔｔｅｎ＝０、即ち、Ｔｓｔ＝τｓｔかつＴｅｎ＝τｅｎとなるような点（以下では、このような点を「学習点」と呼称する）の合計５つの点について、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０を記憶する。図９は、本実施形態における学習点（点ａから点ｅ）を表した模式図である。なお、点ａから点ｅのいずれにも該当しない点の無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０は、その点に最も近い学習点の無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０を補間することによって算出できる。

次に、本発明の第１実施形態における制御について説明する。図１０は第１実施形態において、燃料噴射を行うためのルーチンを表すフローチャートである。このフローチャートは、一定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１において、噴射要求があったか否かを判別する。噴射要求があった時には、燃料噴射を行うためステップＳ１０２に進む。噴射要求がなかった時には、制御ユニット２０は燃料噴射を行うことなく、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１０２において、制御ユニット２０は、内燃機関１００の負荷（以下では「機関負荷」と称する。）Ｋｌ、内燃機関１００の回転数（以下では「機関回転数」と称する。）Ｎｅなどの運転状態に基づいて、サプライポンプ３、増圧装置７、インジェクタ９を制御して燃料を噴射させる通常噴射制御を実施する。この通常噴射制御の詳細については、図１１から図１４を参照して後述する。ステップＳ１０２の制御が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンの処理を終了する。

次に、本発明の第１実施形態における通常噴射制御について説明する。図１１は、本発明の第１実施形態における通常噴射制御のルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、ステップＳ１０２が実行されるたびに呼び出される。ここで、通常噴射制御とは、内燃機関１００に動力を与え、車両を走行させるための燃料噴射を実施するための制御である。

ステップＳ１０３において、燃料噴射に関する設定が行われた場合にセットされる噴射設定フラグＦｓｅｔが、セットされているか否かを判別する。噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされている場合には、燃料噴射の設定は不要なので、ステップＳ１０６に進む。噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされていない場合には、燃料噴射の設定が必要なので、ステップＳ１０４に進む。なお、噴射設定フラグＦｓｅｔの初期状態はリセット状態である。

ステップＳ１０４において、制御ユニット２０は、機関負荷Ｋｌに応じた燃料噴射量を噴射する通常噴射を実施するべく、コモンレール圧Ｐｃｒ、増圧装置７、インジェクタ９の動作を設定する通常噴射設定処理を実施する。この通常噴射設定処理の詳細については、図１２を参照して後述する。本実施形態において、ステップＳ１０４における燃料噴射の設定は、燃料噴射が行われるごとに１回だけ行われる。

ステップＳ１０５において、制御ユニット２０は、燃料の噴射の設定が終了したときにセットされる、噴射設定フラグＦｓｅｔをセットする。噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされることにより、本ルーチンが実行されるたびに、燃料噴射が設定されることが無くなる。

ステップＳ１０６において、制御ユニット２０は、クランク角センサ１６から得られたクランク角ｔを計測し、ステップＳ１０７において、制御ユニット２０は、クランク角ｔを参照して、増圧信号及び噴射信号を出力するか否かを判別し、コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔに基づいて、サプライポンプ３を制御する。本実施形態においては、クランク角ｔがτｓｔになった時には、噴射信号をＯＮに切り替え、τｅｎになった時には、増圧信号をＯＦＦに切り替える。同様に、クランク角ｔがＴｓｔになった時には噴射信号をＯＮに切り替え、クランク角ｔがＴｅｎになった時には噴射信号をＯＦＦに切り替える。

ステップＳ１０８において、制御ユニット２０は、噴射圧センサ９１から得ることができる、燃料噴射圧の実測値Ｐｉｎｊ＿ｓに基づいて、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を算出し、記録する。本実施形態においては、制御ユニット２０は、クランク角ｔごとに燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を記憶する。

ステップＳ１０９において、制御ユニット２０は、ステップＳ１０６において得られたクランク角ｔと、予め定められている燃料噴射の終了時期を表す噴射終了時期τｆｉｎと、に基づいて、燃料噴射が終了したか否かを判別する。クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎよりも長くなり、燃料の噴射が終了したと判別できた場合には、ステップＳ１１２に進み、クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎ以下であり、燃料の噴射が継続されていると判別できた場合には、本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ１１０において、制御ユニット２０は実際にインジェクタ９から噴射された燃料の量である、燃料噴射量Ｑを算出する。本実施例における具体的な燃料噴射量Ｑの求め方は、後程説明する。

ステップＳ１１１において、制御ユニット２０は噴射設定フラグＦｓｅｔをリセットする。即ち、燃料の噴射が終わったので、制御ユニット２０は、次回の燃料の噴射については新たに噴射を設定し直す。ステップＳ１１１の処理が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンの処理を終了する。

次に、本発明の第１実施形態における、通常噴射設定処理について説明する。図１２は、通常噴射設定処理に関するルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、図１１のステップＳ１０４が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ１１２において、アクセルペダル踏込量センサ１５によって計測されたアクセルペダルの踏込量に基づいて、機関負荷Ｋｌを計測する。さらに、制御ユニット２０は、クランク角センサ１６によって計測されたクランク角センサの回転数に基づいて、機関回転数Ｎｅを計測する。

ステップＳ１１３において、制御ユニット２０は、ステップＳ１０４において計測した、機関負荷Ｋｌに基づいて、目標とする燃料噴射量（以下では「要求噴射量」と称する）Ｑｖを算出する。

ステップＳ１１４において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させるか否かを判別する。制御ユニット２０は、機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖに対応して、増圧装置７を駆動させる領域が設定されたマップを記憶している。図１３は、増圧装置７を駆動させる領域が設定されたマップの例である。本実施形態においては、増圧装置７を駆動させることなく噴射できる燃料の量が、要求噴射量Ｑｖよりも少ない領域は、増圧装置７を駆動させるようにマップが設定されている。本実施形態においては、機関回転数Ｎｅとの要求噴射量Ｑｖが、図１３の斜線部によって表現されている領域Ａに含まれる場合には、増圧装置７を駆動させ、図１３の領域Ａに含まれない場合には、増圧装置７を駆動させない。ステップＳ１１４において、増圧装置７を駆動させる場合には、増圧装置７を駆動させるためにステップＳ１１５に進み、増圧装置７を駆動させない場合には、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１５において、制御ユニット２０は、機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖに基づいて、コモンレール圧Ｐｃｒの目標値である、目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔ、開始時間差Δｔｓｔ及び終了時間差Δｔｅｎを読み込む。本実施形態においては、制御ユニット２０は、機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖに対応した、コモンレール圧Ｐｃｒと、開始時間差Δｔｓｔと、終了時間差Δｔｅｎとを記憶する。この記憶されたコモンレール圧Ｐｃｒと、開始時間差Δｔｓｔと、終了時間差Δｔｅｎの条件に基づいて、燃料を噴射した場合に噴射される燃料噴射量Ｑを、「記憶燃料噴射量Ｑｍ」と称する。

ここで、本実施形態における記憶燃料噴射量Ｑｍについて詳しく説明する。まず、制御ユニット２０は、ある機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖに対応して、理想的な（例えば、劣化しておらず、モデル通りに駆動する）増圧装置７を用いて燃料を増圧したときの記憶燃料噴射量Ｑｍが予め記憶されている。本実施形態において、記憶燃料噴射量Ｑｍを算出するための基準となるコモンレール圧Ｐｃｒの条件、噴射信号の条件、増圧信号７の条件（以下、「基準噴射条件」と称する）は以下のように定義する。
・基準となるコモンレール圧Ｐｃｒｂ。
・噴射信号をＯＦＦからＯＮに切り替える基準となる時期τｓｔｂ。
・噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える基準となる時期τｅｎｂ。
・増圧信号をＯＦＦからＯＮに切り替える基準となる時期Ｔｓｔｂ。
・増圧信号をＯＮからＯＦＦに切り替える基準となる時期Ｔｅｎｂ。

ところで、実際の増圧装置７は、使用に伴う劣化による特性の変化、個体差による特性の違いに起因して、理想の増圧装置７とは相違する。このため、上述した基準噴射条件に基づいて燃料を噴射したとしても、実際の燃料噴射量Ｑと記憶燃料噴射量Ｑｍとの間に誤差が生じる。この誤差を低減するために、増圧装置７毎に、基準噴射条件が補正される。このような基準噴射条件を補正するための補正値を「補正値Ｋ」と称し、実際の燃料噴射量を「実測燃料噴射量Ｑｒ」と称する。

本実施形態においては、増圧装置７の特性が変わると、燃料噴射時の圧力波形が変わる。上述のとおり、圧力波形は、コモンレール圧Ｐｃｒ、開始時間差Δｔｓｔ、終了時間差Δｔｅｎごとに相違する。したがって、圧力波形と同じように、増圧装置７の特性の変化を補正するための補正値Ｋも、コモンレール圧Ｐｃｒ、開始時間差Δｔｓｔと終了時間差Δｔｅｎごとに相違するため、補正値Ｋはコモンレール圧Ｐｃｒ、開始時間差Δｔｓｔと終了時間差Δｔｅｎごとに記憶される。

ところで、本実施形態においては、噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える基準となる時期τｅｎｂのみが補正される。即ち、補正値をＫと表現すると、噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える時期τｅｎは、τｅｎ＝τｅｎｂ×Ｋと表現される。以上をまとめると、本実施形態においては、増圧装置７、機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖごとに、記憶燃料噴射量Ｑｍと、基準噴射条件（Ｐｃｒｂ、τｓｔｂ、τｅｎｂ、Ｔｓｔｂ、Ｔｅｎｂ）が記憶されている。そして、（Ｐｃｒｂ、Δｔｓｔ＝Ｔｓｔｂ−τｓｔｂ、Δｔｅｎ＝Ｔｅｎｂ−τｅｎｂ）ごとに補正値Ｋが記憶されている。なお、τｓｔｂ、τｅｎｂ、Ｔｓｔｂ、Ｔｅｎｂの少なくとも一つを補正すれば、実測燃料噴射量Ｑｒと記憶燃料噴射量Ｑｍとを近づけることができる。

図１２のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１１５において、制御ユニット２０は、要求噴射量Ｑｖと記憶燃料噴射量Ｑｍとが一致するような、コモンレール圧Ｐｃｒ、開始時間差Δｔｓｔ、及び終了時間差Δｔｅｎを設定する。本実施形態においては、制御ユニット２０は、Ｐｃｒ＝Ｐｃｒｂ、Δｔｓｔ＝Ｔｓｔｂ−τｓｔｂ、Δｔｅｎ＝Ｔｅｎｂ−τｅｎｂ×Ｋに設定する。制御ユニット２０が、ステップＳ１１５を終了すると、本ルーチンを終了し、ステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１１６において、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔを読み込む。ステップＳ１１６においては、増圧装置７は駆動されることなく燃料が噴射されるので、Ｔｓｔ及びＴｅｎは設定されていない。本実施形態においては、目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔを、機関回転数Ｎｅ及び要求噴射量Ｑｖに対応するコモンレール圧Ｐｃｒｂに設定する。そして、増圧装置７を駆動させることなく、要求噴射量Ｑｖの燃料を噴射できるような、τｓｔ及びτｅｎを設定する。噴射信号をＯＦＦからＯＮにする時期τｓｔ、及び噴射信号をＯＮからＯＦＦにする時期τｅｎを設定する。制御ユニット２０がステップＳ１１６の処理を終了すると、本ルーチンを終了し、ステップＳ１０５に戻る。なお、制御ユニット２０は、コモンレール圧Ｐｃｒを制御することによって、燃料噴射量Ｑを制御しても良い。

最後に、本発明の第１実施形態における、実測燃料噴射量Ｑｒの算出方法について説明する。図１４は、本発明の第１実施形態における制御ユニット２０が実測燃料噴射量Ｑｒを算出するためのルーチンを表したフローチャートである。本ルーチンは、ステップＳ１１０が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ１１７において、制御ユニット２０は、クランク角ｔごとに予め記憶されている供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）の値を読み込む。続いて、ステップＳ１１８において、制御ユニット２０は、クランク角ｔごとに記憶した燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）の値を読み込む。即ち、ステップＳ１１７及びステップＳ１１８においては、クランク角ｔに対する供給圧力Ｐｓｕｐと燃料噴射圧Ｐｉｎｊの値を読み込む。

ステップＳ１１９において、制御ユニット２０は、クランク角ｔごとに供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）から燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を減算し、比例係数ｊを乗じることにより、燃料噴射率Ｒｆ（ｔ）を算出する。すなわち、燃料噴射率Ｒｆの波形を算出する。ところで、本実施形態において供給圧力Ｐｓｕｐは、燃料の噴射を行わない時の燃料噴射圧Ｐｉｎｊに基づいて定められる波形を補正することにより得られた値である。したがって、供給圧力Ｐｓｕｐから燃料噴射圧Ｐｉｎｊを減算するということは、実質的には、燃料噴射を行わない場合に測定された無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０から、燃料噴射を行う場合に測定された燃料噴射圧Ｐｉｎｊを減算することである。なお、本実施形態において、燃料噴射率Ｒｆを算出するための係数ｊは、予め実験的に求められた定数である。

ステップＳ１２０において、制御ユニット２０は、クランク角ｔについて燃料噴射率Ｒｆ（ｔ）を積分することにより、実測燃料噴射量Ｑｒを算出する。実測燃料噴射量Ｑｒの算出が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンを終了し、図１１のステップＳ１１１に進み、図１１のルーチンも終了する。

以上のように、本発明の第１実施形態によると、内燃機関１００は、燃料を噴射するインジェクタ９（燃料噴射装置）と、インジェクタ９（燃料噴射装置）の上流に設けられ、インジェクタ９（燃料噴射装置）に供給される燃料を増圧する増圧装置７と、を備える。このような内燃機関１００を制御する制御ユニット２０（制御装置）は、インジェクタ９（燃料噴射装置）が燃料を噴射することなく、増圧装置７が燃料を増圧させる場合の、インジェクタ９（燃料噴射装置）内の燃料の圧力を無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）とする。増圧装置７の駆動に伴って、インジェクタ９（燃料噴射装置）による燃料噴射を行う場合の、インジェクタ９（燃料噴射装置）内の燃料の圧力を燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）とする。この場合に、制御ユニット２０は、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）と燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）と、の差分に基づいて、実際の燃料噴射量である実測燃料噴射量Ｑｒを算出する。

以上のように、本発明の第１実施形態によると、燃料を噴射するのと同時に燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を計測し、予め記憶してあった供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）との差分を算出することにより、実測燃料噴射量Ｑｒを算出する。この結果、増圧装置７が適用された内燃機関１００であっても、精度よく燃料噴射量Ｑを求めることができる。

また、本発明の第１実施形態によると、制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、コモンレール圧Ｐｃｒ（増圧装置７に供給される燃料の圧力）と、インジェクタ９（燃料噴射装置）の燃料噴射時期τｓｔｂまたは燃料噴射時期τｅｎｂと、増圧装置７の増圧時期Ｔｓｔｂまたは増圧時期Ｔｅｎｂとに基づいて定められた燃料噴射量である、記憶燃料噴射量Ｑｍを記憶している。そして、実測燃料噴射量Ｑｒ（実燃料噴射量）と、記憶燃料噴射量Ｑｍとが近づくように、時期τｓｔｂ、時期τｅｎｂ、時期Ｔｓｔｂ、時期Ｔｅｎｂ（燃料噴射時期または増圧時期）の少なくとも一方を、補正値Ｋを用いて補正する。そして、制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、補正されたτｓｔｂまたはτｅｎｂ（燃料噴射時期）に基づいてインジェクタ９（燃料噴射装置）を制御するか、または、補正されたＴｓｔｂまたはＴｅｎｂ（増圧時期）に基づいて増圧装置７を制御する。

以上のように、本発明の第１実施形態によると、要求噴射量Ｑｖに実測燃料噴射量Ｑｒが近づくように、増圧装置７またはインジェクタ９が補正されるので、燃料噴射量Ｑの制御精度が高まる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して説明する。本発明の第１実施形態との違いは、第２実施形態は内燃機関１００がアイドル運転状態である場合には、制御ユニット２０が記憶している、記憶燃料噴射量Ｑｍだけの燃料を噴射するための、増圧時期または噴射時期の補正値Ｋを制御ユニット２０が更新する点である。

まず、本発明の第２実施形態に関する噴射制御について説明する。図１５は第２実施形態に関する噴射制御のルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、一定期間ごとに周期的に実行される。

ステップＳ２０１において、制御ユニット２０は、補正値Ｋの更新が必要な場合に、他ルーチンから出力される学習要求があるか否かを判別する。学習要求がある場合には、補正値Ｋを更新するためにステップＳ２０２に進み、学習要求が無い場合には、通常通りの燃料噴射を行うためにステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１以降は、第１実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。なお、本実施形態においては、学習要求は車両の走行距離が予め定められた距離に到達したときに制御ユニット２０によって発信される。

ステップＳ２０２において、制御ユニット２０は運転状態、すなわち、機関負荷Ｋｌ及び機関回転数Ｎｅを計測し、さらに機関負荷Ｋｌ及び機関回転数Ｎｅに基づいて、要求噴射量Ｑｖ及び目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔを算出する。そして、ステップＳ２０３において、制御ユニット２０はステップＳ２０２において取得した機関負荷Ｋｌ、機関回転数Ｎｅ、要求噴射量Ｑｖ及び目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔに基づいて、内燃機関１００がアイドル運転状態であるか否かを判別する。本実施形態においては、機関負荷Ｋｌがあらかじめ定められた値よりも小さく、かつ、機関回転数Ｎｅがあらかじめ定められた値よりも小さい場合には、アイドル運転状態であると判別する。制御ユニット２０が内燃機関１００はアイドル運転状態であると判別した場合には、補正値Ｋを更新するためにステップＳ２０４に進み、制御ユニット２０が内燃機関１００はアイドル運転状態ではないと判別した場合には、補正値Ｋは更新できないと判別し、ステップＳ１０１に進む。

ステップＳ２０４において、制御ユニット２０は、補正値Ｋを更新するための学習制御を行う。特に、ステップＳ２０４は、アイドル運転状態の時に実行されるので、ステップＳ２０４を「低負荷学習制御」と称する。ステップＳ２０４の詳細については、次のフローチャートを参照しながら説明する。制御ユニット２０がステップＳ２０４の処理を終了すると、本ルーチンの処理を終了する。

図１６は、本発明の第２実施形態における、低負荷学習制御のルーチンを表すフローチャートである。図１６のフローチャートは、ステップＳ２０４が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ２０５において、制御ユニット２０は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊが測定されたことを示す噴射測定フラグＦｉｎｊがリセット状態か否かを判別する。噴射測定フラグＦｉｎｊがリセット状態である場合には、燃料噴射圧Ｐｉｎｊを測定するためにステップＳ２０６に進み、噴射測定フラグＦｉｎｊがセット状態である場合には、燃料噴射圧Ｐｉｎｊの測定が不要と判別し、ステップＳ２１６に進む。なお、噴射測定フラグＦｉｎｊの初期状態は、リセット状態である。

ステップＳ２０６において、制御ユニット２０は、燃料噴射の設定が終わっている場合にセットされる噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態か否かを判別する。噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態である場合には、制御ユニット２０は燃料噴射の設定が終わっていないと判別し、ステップＳ２１０に進む。噴射設定フラグＦｓｅｔがセット状態である場合には、制御ユニット２０は燃料噴射の設定が終わったと判別し、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０７において、制御ユニット２０は、次に更新する学習点である点Ｎｌｅａｒｎを読み込む。例えば、本実施形態においては、制御ユニット２０は図９の学習点ａからｅのうち、一つの学習点を選択する。

ステップＳ２０８において、制御ユニット２０は、点Ｎｌｅａｒｎに対応する時期で増圧装置７を駆動し、点Ｎｌｅａｒｎに対応する時期で燃料を噴射するように、増圧装置７の駆動時期及び燃料噴射時期を設定する。補正値Ｋを更新するための燃料噴射を、以下では「学習噴射」と称する。そして、ステップＳ２０９において、制御ユニット２０は燃料噴射の設定が終了したので、噴射設定フラグＦｓｅｔをセットする。

ステップＳ２１０において、制御ユニット２０は、クランク角センサ１６によってクランク角ｔを計測する。そして、ステップＳ２１１において、制御ユニット２０はクランク角ｔとステップＳ２０８において設定された時期と、に基づいて、増圧装置７及びインジェクタ９を制御する。さらに、ステップＳ２１２において、制御ユニット２０は、噴射圧センサ９１によって燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を計測し、記憶する。

ステップＳ２１３において、制御ユニット２０は、燃料噴射の終了時期を表す噴射終了時期τｆｉｎに基づいて、燃料噴射が終了したか否かを判別する。クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎよりも長くなり、燃料の噴射が終了したと判別できた場合には、ステップＳ２１４に進み、クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎ以下であり、燃料の噴射が継続されていると判別できた場合には、本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ２１４において、制御ユニット２０は燃料噴射が終わったので、噴射設定フラグＦｓｅｔをリセットし、次回に燃料噴射を行う場合には、燃料噴射の設定が行われるようにする。次いで、ステップＳ２１５において、制御ユニット２０は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）の計測及び記憶が終了したので、噴射測定フラグＦｉｎｊをセットする。

ステップＳ２１６において、制御ユニット２０は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）をセットしてから、アイドル運転状態が維持されたまま燃料が噴射された回数（以下では、「アイドル維持回数Ｎｗａｉｔ」と呼称する）をクリアする。本実施形態においては、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定した後に、燃料を噴射することなく増圧装置７を駆動させる場合のインジェクタ９内の燃料圧力を測定する。しかし、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定した直後はコモンレール５内の燃料の圧力が下がってしまうため、燃料を噴射することなく増圧装置７を駆動した場合のインジェクタ９が正しく測定できないことがある。そこで、本実施形態においては、ステップＳ２１２において燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定した後に、しばらく時間が経過してから、噴射することなく増圧装置７を駆動させる場合のインジェクタ９の圧力を測定する。ステップＳ２１６において用いられたアイドル維持回数Ｎｗａｉｔは、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定した後に経過した時間を測定するために用意された変数であり、アイドル運転状態が維持されたまま燃料が噴射される毎にインクリメントされる。ステップＳ２１６の処理が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ２１７において、制御ユニット２０は燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定してから、十分な時間が経過したか否かを判別するために、アイドル維持回数Ｎｗａｉｔが、予め定められた定数である、最大アイドル維持回数Ｎｗｍａｘ未満か否かを判別する。アイドル維持回数Ｎｗａｉｔが最大アイドル維持回数Ｎｗｍａｘ未満である場合には、制御ユニット２０は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定してから十分な時間が経過していないと判別し、ステップＳ２１８に進む。アイドル維持回数Ｎｗａｉｔが最大アイドル維持回数Ｎｗｍａｘ以上である場合には、制御ユニット２０は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を測定してから十分な時間が経過したと判別し、燃料を噴射しない場合のインジェクタ９内の燃料の圧力を測定するためにステップＳ２２６に進む。

ステップＳ２１８において、制御ユニット２０は噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態か否かを判別する。噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態の場合は、燃料噴射の設定を行うためステップＳ２１９に進み、噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされている場合は、燃料噴射の設定を省略してステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２１９において、制御ユニット２０はアイドル運転を行うための燃料噴射の設定を行う。即ち、制御ユニット２０はアイドル運転を維持するための要求噴射量Ｑｖを算出し、要求噴射量Ｑｖに対応する目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔ及び燃料噴射時期を設定する。アイドル運転を維持する場合には、要求噴射量Ｑｖは比較的小さいため、増圧装置７を用いて燃料の圧力を高めることはせず、サプライポンプ３及びインジェクタ９が制御される。ステップＳ２１９において、制御ユニット２０が燃料噴射の設定を実行すると、ステップＳ２２０において、制御ユニット２０は噴射設定フラグＦｓｅｔをセットする。

ステップＳ２２１において、制御ユニット２０はクランク角ｔを計測する。その後、ステップＳ２２２において、制御ユニット２０は、ステップＳ２１９において設定した時期と、クランク角ｔとに基づいて、燃料を噴射する。ステップＳ２１９における燃料噴射によって、内燃機関１００はアイドル運転が維持される。

ステップＳ２２３において、制御ユニット２０は燃料の噴射が終了したか否かを判別するため、クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎより大きいか否かを判別する。クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎよりも大きい場合は、ステップＳ２２４において噴射設定フラグＦｓｅｔをリセットした後、ステップＳ２２５においてアイドル維持回数Ｎｗａｉｔをインクリメントし、本ルーチンの処理を終了する。クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎ以下である場合は、制御ユニット２０は燃料噴射が継続中であると判別し、本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ２２６において、制御ユニット２０は噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態であるか否かを判別する。制御ユニット２０は、噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされていない場合には、燃料噴射を設定するためステップＳ２２７に進み、噴射設定フラグＦｓｅｔがセットされている場合には、燃料噴射の設定を省略して、ステップＳ２３２に進む。

ステップＳ２２７において、制御ユニット２０は点Ｎｌｅａｒｎに対応する時期で増圧装置７を駆動し、燃料を噴射しないように、増圧装置７の駆動時期を設定する。補正値Ｋを更新するための燃料の増圧を、以下では「学習増圧」と称する。そして、ステップＳ２２８において、制御ユニット２０は燃料増圧の設定が終了したので、噴射設定フラグＦｓｅｔをセットする。

ステップＳ２２９において、制御ユニット２０はクランク角ｔを計測する。その後、ステップＳ２３０において、制御ユニット２０は、ステップＳ２２７において設定した時期と、クランク角ｔとに基づいて、燃料を増圧する。次いで、ステップＳ２３１において制御ユニット２０はインジェクタ９内の燃料の圧力を測定し、記憶する。以下では、クランク角がｔである時に、燃料を噴射することなく燃料を増圧した場合に噴射圧センサ９１によって検出された燃料の圧力を、「無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）」と呼称する。

ステップＳ２３２において、制御ユニット２０はクランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎより大きいか否かを判別する。クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎより大きい場合には、補正値Ｋを更新するためにステップＳ２３３に進み、クランク角ｔが噴射終了時期τｆｉｎ以下である場合には、制御ユニット２０は燃料噴射が継続中と判別し、本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ２３３において、燃料の噴射が終了したので、制御ユニット２０は噴射設定フラグＦｓｅｔをリセットする。その後、ステップＳ２３４において、制御ユニット２０は補正値Ｋを更新する。ステップＳ２３４については後ほど図１７を参照しながら説明する。ステップＳ２３５においては、制御ユニット２０は噴射測定フラグＦｉｎｊをリセットし、初期状態にもどす。

ステップＳ２３６において、制御ユニット２０は、点Ｎｌｅａｒｎにおける補正値Ｋの更新が終了したので、点Ｎｌｅａｒｎをインクリメントする。即ち、次に本ルーチンが呼び出される時には、ステップＳ２０７において別の学習点が選択されることになる。次に、ステップＳ２３７において、制御ユニット２０は、点Ｎｌｅａｒｎが、学習点の総数である学習点総数Ｎｌｍａｘより大きいか否かを判別する。例えば、本実施形態においては、学習点はａからｅまで合計５個あるので、学習点総数Ｎｌｍａｘは５である。ステップＳ２３７において、点Ｎｌｅａｒｎが学習点総数Ｎｌｍａｘより大きい場合は、すべての学習点における補正値Ｋの更新が終了したことになるので、ステップＳ２３８において点Ｎｌｅａｒｎを１にして初期状態にし、本ルーチンを終了する。ステップＳ２３７において、点Ｎｌｅａｒｎが学習点総数Ｎｌｍａｘ以下である場合には、制御ユニット２０は補正値Ｋの更新が終わっていない学習点が残っていると判別し、本ルーチンの処理を終了する。

最後に本発明の第２実施形態における、補正値Ｋを更新するための制御について説明する。図１７は、本発明の第２実施形態における補正値Ｋの更新を行うためのルーチンを表すフローチャートである。図１７のルーチンは、図１６のフローチャートのステップＳ２３４が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ２３９において、制御ユニット２０はステップＳ２３１において記憶した燃料噴射圧Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）及び、ステップＳ２１２において記憶した燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）を読み込む。即ち、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ０及び燃料噴射圧Ｐｉｎｊの波形を読み込む。

ステップＳ２４０において、制御ユニット２０は燃料の噴射によって生じるコモンレール圧Ｐｃｒの圧力低下である、噴射差圧ΔＰを算出するため、燃料噴射が終わったときの燃料噴射圧Ｐｉｎｊ＿０と、燃料噴射圧Ｐｉｎｊとの差圧を算出する。即ち、ΔＰ＝Ｐｉｎｊ＿０（τｆｉｎ）−Ｐｉｎｊ（τｆｉｎ）である（図７参照）。

ステップＳ２４１において、制御ユニット２０は噴射差圧ΔＰに基づいて燃料噴射圧Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）を補正することにより、供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）を算出する。本実施形態における供給圧力Ｐｓｕｐの算出方法は、上述のとおりであるので、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態においては、制御ユニット２０は通常噴射時にステップＳ１１４で使用するための供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）を記憶している。

ステップＳ２４２において、制御ユニット２０は供給圧力Ｐｓｕｐ（ｔ）に基づいて燃料噴射率Ｒｆ（ｔ）を算出し、ステップＳ２４３において、制御ユニット２０は燃料噴射率Ｒｆ（ｔ）を時間に関して積分することにより、実測燃料噴射量Ｑｒを算出する。

ステップＳ２４４において、制御ユニット２０は要求噴射量Ｑｖと実測燃料噴射量Ｑｒとの比である実測増量比Ｒｒを算出する。本実施形態において、内燃機関１００はアイドル運転中であるため、通常は増圧装置７を駆動させない。したがって、アイドル運転中の要求噴射量Ｑｖは、増圧装置７を駆動させることなく燃料を噴射した場合の燃料噴射量である。その一方で、ステップＳ２４３において算出された実測燃料噴射量Ｑｒは、増圧装置７を駆動しながら燃料噴射をした場合の燃料噴射量である。つまり、増圧装置７の駆動に関する前提が相違するため、要求噴射量Ｑｖと実測燃料噴射量Ｑｒとを直接比較することによって、実測燃料噴射量Ｑｒの誤差を算出することができない。したがって、本実施形態においては、増圧装置７を駆動させない場合の燃料噴射量と、増圧装置７を駆動させた場合の燃料噴射量との比である、燃料噴射量Ｑの増量比を、記憶された増量比と比較することによって、燃料噴射量Ｑｒの誤差を算出する。ステップＳ２４４において、制御ユニット２０は、要求噴射量Ｑｖと実測燃料噴射量Ｑｒとの比を算出し、この要求噴射量Ｑｖと実測燃料噴射量Ｑｒとの比を、「実測増量比Ｒｒ」と呼称する。

次いで、ステップＳ２４５において、制御ユニット２０は、学習点ごとに記憶されている、増圧装置７を駆動させることに起因する燃料圧力の増加比率である、記憶増量比Ｒｍを読み込む。

ステップＳ２４６において、制御ユニット２０は実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと予め定められた許容範囲Ｅとの差分よりも小さいか否かが判別される。実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと許容範囲Ｅとの差分よりも小さい場合は、実測燃料噴射量Ｑｒが記憶燃料噴射量Ｑｍよりも小さいために補正が必要と判別し、ステップＳ２４７に進む。実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと許容範囲Ｅとの差分以上である場合は、ステップＳ２４８に進む。

ステップＳ２４７において、制御ユニット２０は補正値Ｋを増加させる補正をする。本実施形態においては、上述のとおり噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える時期τｅｎを補正値Ｋによって補正している。制御ユニット２０が補正値Ｋを大きくするということは、τｅｎが大きくなるということであり、即ち、実測燃料噴射量Ｑｒが増大するということである。したがって、補正値Ｋを大きくすることによって、実測燃料噴射量Ｑｒを記憶燃料噴射量Ｑｍに近づけることができる。本実施形態においては、補正値ＫをΔＫだけ増大させる。本実施形態においては、ΔＫの値は予め定められた値である。ステップＳ２４７の処理が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンを終了する。

ステップＳ２４８において、制御ユニット２０は実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと許容範囲Ｅとの合計値よりも大きいか否かが判別される。実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと許容範囲Ｅとの合計値よりも大きい場合は、実測燃料噴射量Ｑｒが記憶燃料噴射量Ｑｍよりも大きいために補正が必要と判別し、ステップＳ２４９に進む。実測増量比Ｒｒが、記憶増量比Ｒｍと許容範囲Ｅとの合計値以下の場合は、制御ユニット２０は、補正は不要と判別し、本ルーチンの処理を終了する。

ステップＳ２４９において、制御ユニット２０は補正値Ｋを減少させる補正をする。制御ユニット２０が補正値Ｋを小さくするということは、τｅｎが小さくなるということであり、即ち、実測燃料噴射量Ｑｒが減少するということである。したがって、補正値Ｋを小さくすることによって、実測燃料噴射量Ｑｒを記憶噴射量Ｑｍに近づけることができる。本実施形態においては、補正値ＫをΔＫだけ減少させる。本実施形態においては、ΔＫの値は予め定められた値である。ステップＳ２４９の処理が終了すると、制御ユニット２０は本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施形態における制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、インジェクタ９（燃料噴射装置）から燃料を噴射させるために、噴射信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、インジェクタ９（燃料噴射装置）から燃料の噴射を止めさせるために、噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替える。制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、増圧装置７に燃料を増圧させるために、増圧信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、増圧装置７に燃料の増圧を止めさせるために、増圧信号をＯＮからＯＦＦに切り替える。そして、噴射信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる時期τｓｔと、増圧信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる時期Ｔｓｔとの時間差を開始時間差Δｔｓｔと称し、噴射信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期τｅｎと増圧信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期Ｔｅｎとの時間差を終了時間差Δｔｅｎと称する。この場合、本発明の第２実施形態によると、制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、コモンレール圧Ｐｃｒ（増圧装置７に供給される燃料の圧力）と、開始時間差Δｔｓｔと、終了時間差Δｔｅｎごとに、記憶燃料噴射量Ｑ及び補正値Ｋを記憶する。そして、制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、コモンレール圧Ｐｃｒ（増圧装置７に供給される燃料の圧力）と、開始時間差Δｔｓｔと終了時間差Δｔｅｎごとに、実測燃料噴射量Ｑｒ（実燃料噴射量）を算出する。制御ユニット２０（内燃機関の制御装置）は、算出された実測燃料噴射量Ｑｒ（実燃料噴射量）と記憶燃料噴射量Ｑｍとに基づいて、補正値Ｋを更新する。

このような第２実施形態においては、増圧装置７等の特性が変化した場合であっても、補正値Ｋが更新されることにより、制御精度の低下を抑制できる。

また、本発明の第２実施形態において、補正値Ｋは、噴射信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期τｅｎを補正するための補正値Ｋである。燃料噴射を終了し始める時期τｅｎを補正することにより、燃料を供給する時間を直接的に補正できるので、直接的に燃料供給量を制御できる点で、増圧期間（ＴｓｔまたはＴｅｎ）を制御する場合に比べて、制御精度が高まる。さらに、燃料噴射を開始し始める時期τｓｔを補正する場合に比べて、燃料噴射を終了し始める時期τｅｎを補正すると、燃費に対する影響を小さくできる。

また、本発明の第２実施形態においては、制御ユニット２０は内燃機関１００がアイドル運転状態である時に、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）及び燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）（噴射圧力）をそれぞれ測定する。そして、測定された燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）（噴射圧力）及び無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）との差分に基づいて、補正値Ｋを更新する。アイドル運転状態においては、車両の走行に影響を与えることなく、補正値Ｋを更新するための燃料噴射及び燃料の増圧を行うことができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態と第２実施形態との差異は、第２実施形態は内燃機関１００がアイドル運転状態の時に限り補正値Ｋを更新していたが、第３実施形態は内燃機関１００がアイドル運転状態でない場合であっても補正値Ｋを更新する点である。以下では、第２実施形態と重複する部分の説明は省略する。

図１８は、本発明の第３実施形態における、燃料噴射制御のルーチンを表すフローチャートである。第３実施形態において、制御ユニット２０は、第２実施形態における図１４のルーチンの代わりに、本ルーチンを実行する。制御ユニット２０は、本フローチャートを一定の周期で繰り返し実行する。

ステップＳ２０１からステップＳ２０２は、第２実施形態と同様であるため説明を省略する。ステップＳ２０３において、制御ユニット２０は内燃機関１００がアイドル運転中であるか否かを判別する。内燃機関１００がアイドル運転中である場合には、機関負荷Ｋｌが低い領域における補正値Ｋを更新するためにステップＳ２０４へ進む。制御ユニット２０はステップＳ２０４の処理が終了すると、本ルーチンの処理を終了する。ステップＳ２０３において、内燃機関１００がアイドル運転中でないと判別した場合には、ステップＳ１０１において噴射要求があるか否かを判別し、噴射要求があった場合には、増圧装置７が駆動される領域か否かを判別するため、ステップＳ３０１に進む。

ステップＳ３０１において、制御ユニット２０は内燃機関１００の運転状態、即ち、機関回転数Ｎｅと要求噴射量Ｑｖとが増圧装置７を用いる領域に含まれるか否かを判別する。本実施形態においては図１３のようなマップを用い、機関回転数Ｎｅと要求噴射量Ｑｖが図１３の斜線部の領域に含まれる場合には、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動させると判別する。制御ユニット２０が増圧装置７を駆動させる場合には、増圧時の燃料噴射圧Ｐｉｎｊを測定するためにステップＳ３０２に進み、制御ユニット２０が増圧装置７を駆動させない場合には、補正値Ｋを更新するために増圧装置７を駆動させるのは不可能と判別し、ステップＳ１０２において、通常の制御を行う。

ステップＳ３０２において、制御ユニット２０は機関負荷Ｋｌが高い領域における補正値Ｋを更新するための学習制御を行う。特にステップＳ３０２は、機関負荷Ｋｌが高いときに実行されるので、ステップＳ３０２を「高負荷学習制御」と称する。ステップＳ３０２の詳細については、次の図１９を参照しながら説明する。制御ユニット２０がステップＳ３０２の処理を終了すると、本ルーチンの処理を終了する。

図１９は、本発明の第３実施形態における、高負荷学習制御のルーチンを表すフローチャートである。図１９のフローチャートは、ステップＳ３０２が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ２０５において、補正値Ｋを更新するために、ある定められた学習点における燃料噴射圧Ｐｉｎｊが測定された場合にセットされる噴射測定フラグＦｉｎｊがリセット状態か否かが判別される。噴射測定フラグＦｉｎｊがリセットされている場合は、燃料噴射圧Ｐｉｎｊを計測するためにステップＳ２０６に進み、噴射測定フラグＦｉｎｊがセットされている場合は、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０を測定するためにステップＳ２２６に進む。

ステップＳ２０６において噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態である時には、ステップＳ２０７に進み、点Ｎｌｅａｒｎを読み込み、ステップＳ３０３において、制御ユニット２０は燃料噴射の設定を行う。ここで、ステップＳ２０７において読み込んだ学習点に対応する時期で燃料を噴射し、増圧装置７を駆動させなければならない。増圧装置７を駆動させることによって、燃料の圧力は増圧比α倍になる。このため、コモンレール５の燃料の圧力が増圧比α倍された結果、インジェクタ９には目標の圧力の燃料が供給されるように、制御ユニット２０はコモンレール圧Ｐｃｒ＿ｔを設定する。ステップＳ３０３において、燃料噴射に関する設定が終わると、制御ユニット２０は噴射の設定が終了したことを示す噴射設定フラグＦｓｅｔをセットする。ステップＳ２０９からステップＳ２１５までは、第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２２６において、噴射設定フラグＦｓｅｔがリセット状態である場合には、増圧装置７を駆動させる時期を設定するために、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、制御ユニット２０は、燃料を噴射させることなく増圧装置７を駆動させるように、増圧信号をＯＮにする時期及び、増圧信号をＯＦＦにする時期を設定する。ところで、第３実施形態においては、走行時であるため、本来燃料を噴射するべき時期で、噴射することなく増圧装置７を駆動させると、車両の出力が低下し、車両の走行に影響するおそれがある。したがって、本実施形態においては、ステップＳ３０４において、増圧装置７の駆動による車両への影響を小さくするために、クランク角ｔが本来燃料噴射を行う時期とは逆の位相の時に増圧装置７を駆動する。このようにすることにより、次回の燃料噴射までには、コモンレール圧Ｐｃｒや燃料噴射圧Ｐｉｎｊが正常な値に戻り、車両への影響を抑えられる。

特に本実施形態においては、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）を測定するための、増圧装置７の増圧時期を、逆の位相を有する気筒において燃料が噴射される時期に合わせている。制御ユニット２０がステップＳ３０４における設定を終了すると、ステップＳ２２８に進む。ステップＳ２２８からステップＳ２３３までは、第２実施形態と説明が重複するので、説明を省略する。

ステップＳ２３２において、制御ユニット２０が、クランク角ｔが、噴射終了時期τｆｉｎより大きいと判別した後、ステップＳ２３３に進み、噴射設定フラグＦｓｅｔをリセットし、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５において、制御ユニット２０は、補正値Ｋを更新する。第３実施形態の補正値Ｋの更新方法は、第２実施形態の補正値Ｋの更新方法と相違するため、後程フローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０５以下、ステップＳ２３５からステップＳ２３８までは第２実施形態と説明が重複するため、説明を省略する。

図２０は、本発明の第３実施形態における、補正値Ｋを更新するためのルーチンを表すフローチャートである。図２０のルーチンは、図１９のフローチャートのステップＳ３０５が実行されるたびに呼び出される。

ステップＳ２３９からステップＳ２４３までにおいて、制御ユニット２０は、第２実施形態と同様に、実測燃料噴射量Ｑｒを算出し、次いで、ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、実測燃料噴射量Ｑｒと記憶燃料噴射量Ｑｍとの差分を算出する。以下では、実測燃料噴射量Ｑｒと記憶燃料噴射量Ｑｍとの差分を、「噴射量誤差ΔＱ」と称する。ところで、本実施形態においては記憶燃料噴射量Ｑｍと、要求噴射量Ｑｖとはいずれも増圧装置７を駆動させながら燃料を噴射する場合の燃料噴射量であるため、記憶燃料噴射量Ｑｍと要求噴射量Ｑｖとは一致する。したがって、ステップＳ３０６において、制御ユニット２０は、実測燃料噴射量Ｑｒと、要求噴射量Ｑｖとの差分を、噴射量誤差ΔＱとしても良い。

ステップＳ３０７において、制御ユニット２０は、噴射量誤差ΔＱが予め定められた下限値（「許容下限値Ｅｌｏｗ」と呼称する）よりも小さいか否かを判別する。噴射量誤差ΔＱが許容下限値Ｅｌｏｗよりも小さい場合には、実測燃料噴射量Ｑｒが記憶燃料噴射量Ｑｍよりも小さいために補正が必要と判別し、ステップＳ２４７に進み、補正値Ｋを増加させ、本ルーチンを終了する。噴射量誤差ΔＱが許容下限値Ｅｌｏｗ以上である場合には、ステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８において、制御ユニット２０は、噴射量誤差ΔＱが予め定められた上限値（「許容上限値Ｅｈｉｇｈ」と呼称する）よりも大きいか否かを判別する。噴射量誤差ΔＱが許容上限値Ｅｈｉｇｈよりも大きい場合には、実測燃料噴射量Ｑｒが記憶燃料噴射量Ｑｍよりも大きいために補正が必要と判別し、ステップＳ２４９に進み、補正値Ｋを減少させ、本ルーチンを終了する。噴射量誤差ΔＱが、許容上限値Ｅｈｉｇｈ以下である場合は、制御ユニット２０は、補正は不要と判別し、本ルーチンの処理を終了する。

以上のように本発明の第３実施形態においては、通常走行時に燃料を噴射することなく増圧装置７を駆動させることによって、補正値Ｋを更新することができる。

以上のように、本発明の第３実施形態においては、制御ユニット２０は、内燃機関１００が増圧装置７を使用可能な運転状態である時に、増圧装置７を駆動させながら燃料を噴射させることにより、燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）（噴射圧力）を測定する。また、制御ユニット２０は、インジェクタ９（燃料噴射装置）が燃料を噴射させない時期に、燃料を噴射することなく増圧装置７を駆動させることにより、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）を測定する。そして、制御ユニット２０は、無噴射圧力Ｐｉｎｊ＿０（ｔ）及び燃料噴射圧Ｐｉｎｊ（ｔ）（噴射圧力）に基づいて補正値Ｋを更新する。このような第３実施形態においては、車両の走行を阻害することなく、機関負荷Ｋｌが比較的高い領域における補正値Ｋを更新できる。

なお、第２実施形態及び第３実施形態においては、学習点ａからｅの５つの学習点について、補正値Ｋを記録していたが、各学習点に当てはまらない点については、すでに明らかになっている学習点における補正値Ｋの値を補間することによって補正値Ｋの値を算出できる。

なお、第２実施形態及び第３実施形態においては、機関負荷Ｋｌが異なる領域において補正値Ｋの補正値を記憶している。第２実施形態の機関負荷Ｋｌと第３実施形態の機関負荷Ｋｌの間の負荷である時には、補正値Ｋは記憶されていないが、第２実施形態において得られた補正値Ｋと、第３実施形態によって得られた補正値Ｋとを補間することにより、補正値Ｋの値を算出できる。

なお、本実施形態においては、単一の気筒について補正値Ｋを補正していたが、内燃機関１００が複数の気筒を有している場合は、増圧装置７の特性が気筒ごとに相違することが考えられるため、気筒ごと別々に補正値Ｋを記憶しておいても良い。

なお、本実施形態においては、図１７のように実測増量比Ｒｒを算出することにより、補正値Ｋを補正していたが、実測燃料噴射量Ｑｒと記憶燃料噴射量Ｑｍとの誤差に基づいて補正値Ｋを補正しても良い。

１００ 内燃機関
３ サプライポンプ
５ コモンレール
７ 増圧装置
９ インジェクタ

Claims (7)

1. 燃料を噴射する燃料噴射装置と、
   燃料噴射装置の上流に設けられ、燃料噴射装置に供給される燃料を増圧する増圧装置と、
   を備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、
   前記燃料噴射装置が燃料を噴射することなく、前記増圧装置が燃料を増圧させる場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力と、前記増圧装置の駆動に伴って、前記燃料噴射装置による燃料噴射を行う場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力と、の差分に基づいて、実際の燃料噴射量である実燃料噴射量を算出する、
   内燃機関の制御装置。
2. 前記増圧装置に供給される燃料の圧力と、前記燃料噴射装置の燃料噴射時期と、前記増圧装置の増圧時期と、に基づいて定められた燃料噴射量である記憶燃料噴射量を予め記憶しており、
   前記実燃料噴射量と、前記記憶燃料噴射量とが近づくように、前記燃料噴射時期または前記増圧時期の少なくとも一方を、補正値を用いて補正し、
   補正された前記燃料噴射時期に基づいて前記燃料噴射装置を制御するか、または、補正された前記増圧時期に基づいて前記増圧装置を制御する、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関の制御装置は、
   前記燃料噴射装置から燃料を噴射させるために、噴射信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、前記燃料噴射装置から燃料の噴射を止めさせるために、前記噴射信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、
   前記増圧装置に燃料を増圧させるために、増圧信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、前記増圧装置に燃料の増圧を止めさせるために、前記増圧信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、
   前記噴射信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる時期と、前記増圧信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期との時間差を開始時間差と称し、
   前記噴射信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期と、前記増圧信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期との時間差を終了時間差と称する時、
   前記増圧装置に供給される燃料の圧力、前記開始時間差、及び前記終了時間差ごとに、前記記憶燃料噴射量、及び前記補正値を記憶し、
   前記増圧装置に供給される燃料の圧力、前記開始時間差、及び前記終了時間差ごとに、前記実燃料噴射量を算出し、
   算出された前記実燃料噴射量と前記記憶燃料噴射量とに基づいて、前記補正値を更新する、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記補正値は、前記噴射信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる時期を補正するための補正値である、
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記燃料噴射装置が燃料を噴射することなく、前記増圧装置が燃料を増圧させる場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力を無噴射圧力と称し、前記増圧装置の駆動に伴って、前記燃料噴射装置による燃料噴射を行う場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力を噴射圧力と称するとき、
   前記内燃機関がアイドル運転状態である時に、前記無噴射圧力及び前記噴射圧力をそれぞれ測定し、
   測定された前記噴射圧力及び前記無噴射圧力との差分に基づいて、前記補正値を更新する、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記燃料噴射装置が燃料を噴射することなく、前記増圧装置が燃料を増圧させる場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力を無噴射圧力と称し、前記増圧装置の駆動に伴って、前記燃料噴射装置による燃料噴射を行う場合の、前記燃料噴射装置内の燃料の圧力を噴射圧力と称するとき、
   前記内燃機関が前記増圧装置を使用可能な運転状態である時に、前記増圧装置を駆動させながら燃料を噴射させることにより、前記噴射圧力を測定し、
   前記燃料噴射装置が燃料を噴射させない時期に、燃料を噴射することなく前記増圧装置を駆動させることにより、前記無噴射圧力を測定し、
   前記無噴射圧力及び前記噴射圧力に基づいて前記補正値を更新する、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記燃料噴射装置及び前記増圧装置は、各気筒に対応して設けられており、
   気筒毎に前記差分に基づいて前記実燃料噴射量を算出する、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。