(57)【要約】【課題】大気圧が低い状態であっても、微小噴射時における燃料噴射量のずれ量を精度よく学習することのできるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置６０は、パイロット噴射相当の微小噴射指令値に対する実噴射量のずれ量を学習する学習処理を実行する。この学習処理では、大気圧センサ６１により検出される大気圧Ｐａが所定圧αより高いときには、微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を１回に設定して単発噴射を実行し、大気圧Ｐａが所定圧α以下であるときには、同大気圧Ｐａに基づいて微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を２回以上の回数に設定してその設定された複数回による燃料噴射を実行する。そして、この燃料噴射によって得られた出力トルクに基づいて燃料噴射弁２０の実噴射量を推定する。【選択図】図１
2010112258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射弁を制御する装置であって、既定の微小噴射指令値に対する実噴射量のずれ量を学習する学習処理を実行する燃料噴射制御装置において、
大気圧検出手段により検出される大気圧が所定圧より高いときには、前記微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を１回に設定して単発噴射を実行し、前記大気圧が所定圧以下であるときには、同大気圧に基づいて前記微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を２回以上の回数に設定してその設定された複数回による燃料噴射を実行する噴射手段と、
前記噴射手段により実行される燃料噴射によって得られた前記機関の出力トルクに基づいて前記燃料噴射弁の前記実噴射量を推定する実噴射量推定手段とを備える
ことを特徴とするコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁は、同燃料噴射弁の内部に形成された燃料通路と、前記燃料噴射弁の先端部に形成されて前記燃料通路に連通する噴孔とを有し、前記燃料通路は、燃料供給配管を介してコモンレールに接続されており、
前記噴孔からの燃料噴射に伴って同噴孔から発生した圧力波が再び前記噴孔にまで戻ってくる到達時期を前記コモンレール内の燃料圧力に応じて推定する推定手段と、
前記噴射手段によって前記複数回の燃料噴射が実行されるときには、２回目以降に実行される燃料噴射が前記推定手段により推定される到達時期を除いた時期に実行されるように前記複数回の燃料噴射の実行間隔時間を設定する噴射間隔時間設定手段とを備える
ことを特徴とするコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記機関への吸入空気を過給する電動機付きの過給機と、前記電動機の駆動制御を通じて前記過給機の過給圧を調整する過給圧調整手段とを更に備え、
前記過給圧調整手段は、前記大気圧検出手段により検出される大気圧が前記所定圧よりも低い第２の所定圧以下であるときには、前記大気圧が前記第２の所定圧よりも高いときと比較して前記過給圧が増大するように前記電動機を駆動する
ことを特徴とするコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コモンレール式ディーゼル機関では、同機関の燃料噴射弁において実行されるパイロット噴射等の微小噴射量についてその精度を向上させるべく、既定の微小噴射量の指令値に対する実噴射量のずれ量を学習する処理（所謂、微小Ｑ学習）が種々行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置では、燃料噴射弁に指令される指令噴射量がゼロ以下となる無噴射状態であるときに、同燃料噴射弁において既定の微小噴射指令値による単発噴射を実行し、その単発噴射によって得られた機関の出力トルクに基づいて実噴射量を推定するようにしている。そして、その微小噴射指令値と推定された実噴射量とのずれ量を補正値として学習し、同学習値にて微小噴射指令値を補正するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−３６７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が大気圧の低い高地を走行しているときには、同車両に搭載されたディーゼル機関の燃焼室に供給される空気の密度が低下するため、空気と燃料とが混合された混合気の燃焼状態が悪化する傾向にある。そのため、車両の高地走行時において、上記特許文献１に記載される微小Ｑ学習の実行により、微小噴射指令値による単発噴射が実行された場合、失火等の発生によって燃焼の安定性が低下するといった不都合の発生が懸念される。このように燃焼の安定性が低下すると、上記微小噴射指令値による単発噴射に対応した出力トルクが得られなくなるため、その出力トルクに基づいた実噴射量の推定を正確に行うことができなくなり、上述した補正値の精度、すなわち微小Ｑ学習の精度が低下してしまうようになる。なお、微小Ｑ学習による補正値の算出精度が低下すると、パイロット噴射等の微小噴射時における噴射量の精度が低下することになり、ひいては失火やスモークの発生等を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大気圧が低い状態であっても、微小噴射時における燃料噴射量のずれ量を精度よく学習することのできるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、コモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射弁を制御する装置であって、既定の微小噴射指令値に対する実噴射量のずれ量を学習する学習処理を実行する燃料噴射制御装置において、大気圧検出手段により検出される大気圧が所定圧より高いときには、前記微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を１回に設定して単発噴射を実行し、前記大気圧が所定圧以下であるときには、同大気圧に基づいて前記微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を２回以上の回数に設定してその設定された複数回による燃料噴射を実行する噴射手段と、前記噴射手段により実行される燃料噴射によって得られた前記機関の出力トルクに基づいて前記燃料噴射弁の前記実噴射量を推定する実噴射量推定手段とを備えることを要旨とする。
【０００７】
上記構成では、大気圧が所定圧より高いときには、微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数を１回に設定して単発噴射が実行される。一方、大気圧が所定圧以下であるときには、同大気圧に基づいて微小噴射指令値による燃料噴射の実行回数、すなわち微小噴射量による燃料の噴射回数を２回以上の回数に設定し、その設定された回数にて複数回の燃料噴射を実行するようにしている。そのため、例えば車両が高地走行中であって大気圧が低く、空気の密度が低い状態であっても、複数回の燃料噴射によってより多くの燃料が気筒内に供給され、これにより失火の発生等が抑制されて混合気の燃焼を安定させることができるようになる。そして、こうして得られた出力トルクに基づいて燃料噴射弁の実噴射量を推定するようにしているため、大気圧が低い状態であっても、微小噴射時における燃料噴射量のずれ量を精度よく学習することができる。
【０００８】
なお、上記所定圧としては、微小噴射量による噴射回数が１回である場合、すなわち単発噴射である場合に、大気圧の低下に伴って燃焼室にて混合気の失火等が発生するときの気圧等を採用することができる。
【０００９】
また、既定の上記微小噴射指令値としては、例えば、排気中の窒素酸化物の低減や燃焼騒音の低下を図るためにメイン噴射に先立って行われるパイロット噴射相当の燃料噴射量を採用することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁は、同燃料噴射弁の内部に形成された燃料通路と、前記燃料噴射弁の先端部に形成されて前記燃料通路に連通する噴孔とを有し、前記燃料通路は、燃料供給配管を介してコモンレールに接続されており、前記噴孔からの燃料噴射に伴って同噴孔から発生した圧力波が再び前記噴孔にまで戻ってくる到達時期を前記コモンレール内の燃料圧力に応じて推定する推定手段と、前記噴射手段によって前記複数回の燃料噴射が実行されるときには、２回目以降に実行される燃料噴射が前記推定手段により推定される到達時期を除いた時期に実行されるように前記複数回の燃料噴射の実行間隔時間を設定する噴射間隔時間設定手段とを備えることを要旨とする。
【００１１】
燃料噴射弁の燃料通路とコモンレールとを接続する燃料供給配管の内部や、燃料噴射弁の燃料通路の内部では、燃料噴射に伴って圧力波が発生する。例えば燃料噴射弁の噴孔が開かれて燃料噴射が開始された後、同噴孔が閉じられて燃料噴射が停止されると、それまで噴孔から噴射されていた燃料の流勢が急激に止められるために噴孔から圧力波が発生する。この発生した圧力波は、燃料噴射弁の燃料通路から燃料供給配管に伝播してコモンレール側に到達し、コモンレール側に到達した圧力波は、燃料供給配管の開口端であるコモンレールと燃料供給配管との接続部分にて反射されて、再び燃料噴射弁の噴孔側に戻ってくる。そして、噴孔側に戻ってきた圧力波は再びコモンレール側に反射される。このように、燃料噴射の停止に伴って噴孔で発生した圧力波は、噴孔とコモンレールとの間で往復しながら減衰されていく。なお、噴孔から噴射される燃料の流勢はコモンレール内の燃料圧力が関与し、同燃料圧力が高いときほど燃料の流勢も強くなる傾向がある。そのため、コモンレール内の燃料圧力が高いときほど上記圧力波の伝播速度も速くなる傾向がある。
【００１２】
ここで、上述した噴射手段によって複数回の燃料噴射が行われるときにあって、先に実行された燃料噴射によって発生した圧力波が噴孔に戻ってくる時期に次の燃料噴射が実行されると、本来の燃料圧力とは異なった圧力にて燃料噴射が行われることになる。この場合には、微小噴射指令値にて燃料噴射を行ったときの実噴射量が、本来の燃料圧力下で行われたときの実噴射量と異なってしまうため、燃料噴射量のずれ量を精度よく算出することができなくなるおそれがある。
【００１３】
この点、上記構成では、噴孔から発生した圧力波が再び噴孔に戻ってくる到達時期を、コモンレール内の燃料圧力に応じて推定するようにしている。そして、噴射手段によって複数回の燃料噴射が実行されるときには、２回目以降の燃料噴射が、その推定された到達時期を除いた時期に実行されるように、燃料噴射の実行間隔時間を設定するようにしている。従って、先に実行された燃料噴射に伴う圧力波の影響により、その後実行される燃料噴射時の燃料噴射量が変化してしまうことを抑えることができるようになり、もって複数回の燃料噴射が実行されるときであっても、燃料噴射量のずれ量を精度よく算出することができるようになる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、前記機関への吸入空気を過給する電動機付きの過給機と、前記電動機の駆動制御を通じて前記過給機の過給圧を調整する過給圧調整手段とを更に備え、前記過給圧調整手段は、前記大気圧検出手段により検出される大気圧が前記所定圧よりも低い第２の所定圧以下であるときには、前記大気圧が前記第２の所定圧よりも高いときと比較して前記過給圧が増大するように前記電動機を駆動することを要旨とする。
【００１５】
車両が非常に高い高地を走行しており、大気圧が過度に低くなっている場合には、たとえ上述したような複数回の燃料噴射を実行しても、空気の密度が過度に低いために混合気の燃焼が不安定になる可能性がある。
【００１６】
この点、上記構成では、大気圧が上記所定圧よりも低い第２の所定圧以下であるときに、大気圧が同第２の所定圧よりも高いときと比較して過給機の過給圧を増大させるようにしている。そのため、大気圧が非常に低く空気の密度が過度に低い環境を車両が走行している場合であっても、燃焼室に供給される空気の質量を確保することができる。従って、大気圧が過度に低い環境下でも、燃焼室における失火等を抑制して混合気の燃焼をより安定させることができるようになり、これによりそうした環境下でも燃料噴射量のずれ量を精度よく学習することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を具体化した第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【００１８】
図１に、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置が適用されるディーゼルエンジン１０とその周辺構成を示す。同図１に示すように、ディーゼルエンジン１０は複数の気筒（＃１〜＃４）を有し、これら気筒（＃１〜＃４）には、燃焼室１１がそれぞれ区画形成されている。
【００１９】
燃焼室１１には、燃料を噴射供給する燃料噴射弁２０が気筒毎に設けられている。この燃料噴射弁２０の内部には、燃料が流通する燃料通路２２が形成されており、この燃料通路２２は、燃料噴射弁２０毎に接続された燃料供給配管４０を介してコモンレール３０に接続されている。この燃料供給配管４０の開口端であってコモンレール３０に接続される接続部分４０ａは、その内径が比較的小さくされている。
【００２０】
コモンレール３０には、高圧ポンプ３２によって加圧された燃料が供給されて高圧状態で貯留される。また、上記燃料供給配管４０及び燃料通路２２の内部には、コモンレール３０から供給された高圧燃料が満たされる。
【００２１】
燃料噴射弁２０の先端部には、上記燃料通路２２と連通する噴孔２１が形成されている。そして、この噴孔２１を開閉する弁体が開状態にされることにより、燃料通路２２及び燃料供給配管４０に満たされていた燃料、さらにはコモンレール３０から供給される燃料が噴孔２１を通じて燃焼室１１内に噴射される。なお、コモンレール３０には、同コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆを検知する燃圧センサ３１が取り付けられている。
【００２２】
エンジン１０には、吸入空気を燃焼室１１に供給する吸気通路１２と、燃焼室１１から排気が排出される排気通路１６とが接続されている。また、このエンジン１０には、吸入空気を過給するための過給機５０が設けられている。
【００２３】
この過給機５０は、いわゆるモータアシスト式の過給機であって、吸気通路１２に設けられるコンプレッサ５１と、排気通路１６に設けられるタービン５２と、これらコンプレッサ５１とタービン５２とを連結する連結軸５３と、この連結軸５３に回転力を付与する電動機５４とを備えて構成されている。この過給機５０では、タービン５２に入力される排気のエネルギによってコンプレッサ５１が回転駆動される。また、同過給機５０では、電動機５４の駆動制御を通じてコンプレッサ５１を強制駆動することも可能となっている。
【００２４】
吸気通路１２においてコンプレッサ５１の上流側には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１４が設けられている。また、吸気通路１２においてコンプレッサ５１の下流側には、同吸気通路１２を流通する吸入空気を冷却するインタークーラ１３が設けられており、その下流側には、過給圧センサ１５が設けられている。このインタークーラ１３により、コンプレッサ５１で過給された吸入空気が冷却されて、こうして冷却された空気が吸気マニホールド１２ａを介して各気筒（＃１〜＃４）の燃焼室１１に供給される。
【００２５】
このようにして燃焼室１１に供給される空気と、上記燃料噴射弁２０から供給される燃料との混合気が燃焼室１１で燃焼され、燃焼後の排気は排気マニホールド１６ａを介して排気通路１６に排出される。そして混合気の燃焼によって発生するエンジン１０の出力トルクは変速機を介して駆動輪に伝達される。
【００２６】
エンジン１０には、その機関運転状態や同エンジン１０を搭載する車両の走行状態を検出する各種センサとして、上述した各種センサに加えてさらに種々のセンサが設けられている。例えば、機関回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ１７、大気圧Ｐａを検出する大気圧センサ６１、運転者のアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣＰを検出するアクセル踏込量センサ６２等が設けられている。
【００２７】
これら各センサの出力信号は、エンジン１０の各種制御を実行する電子制御装置６０に入力される。電子制御装置６０は、ＣＰＵ（中央演算処理）、メモリ、入出力回路、駆動回路等を備えて構成されており、上記各センサにて検出される機関運転状態及び車両走行状態に基づいて各種の機関制御等を実行する。
【００２８】
例えば、電子制御装置６０は、燃焼室１１に供給する空気の過給圧を調整するべく、上記電動機５４の駆動制御を実行する。この電子制御装置６０や過給機５０等は「過給圧調整手段」に相当する。
【００２９】
また、この電子制御装置６０により、燃料噴射制御が行われる。この燃料噴射制御では、基本的に、アクセル踏込量ＡＣＣＰ及び機関回転速度ＮＥ等に基づいて、運転者の要求に応じた機関トルクを発生させるための目標燃料噴射量Ｑｆｉｎが算出され、その目標燃料噴射量Ｑｆｉｎを適切な時期に燃料噴射弁２０から噴射させるべく、燃料の噴射時期及び噴射時間が設定される。こうした噴射時期及び噴射時間の設定の際には、燃圧センサ３１に基づいて把握されるコモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆも考慮される。また、電子制御装置６０は、コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆを目標燃圧にまで上昇させるべく高圧ポンプ３２を駆動制御する。
【００３０】
ディーゼルエンジン１０では、排気中の窒素酸化物を低減したり、燃料の燃焼騒音を低減させたりするために、パイロット噴射が行われる。このパイロット噴射は、機関出力を得るための燃料噴射であるメイン噴射に先立って行われる微量の燃料噴射であり、このパイロット噴射で噴射された燃料は、その後行われるメイン噴射で噴射される燃料の燃焼速度を低下させる効果がある。すなわち、メイン噴射で噴射された燃料の急激な燃焼を抑制する効果があるため、これにより窒素酸化物の低減や燃焼騒音の低下が図られる。ちなみに、パイロット噴射量ＱＰは、目標燃料噴射量Ｑｆｉｎ及び機関回転速度ＮＥに基づいて設定される。
【００３１】
本実施形態では、このパイロット噴射量ＱＰの精度を向上させるべく、パイロット噴射に対する実噴射量のずれ量を学習する処理（いわゆる「微小Ｑ学習」）を行っている。具体的には、パイロット噴射相当の燃料噴射量を微小噴射指令値ＱＰｔとして設定し、機関の圧縮行程中に微小噴射指令値ＱＰｔにて燃料噴射を行うことで得られた出力トルクＴＱを算出する。そして、その出力トルクＴＱから実噴射量ＱＲを推定し、微小噴射指令値ＱＰｔに対する実噴射量ＱＲのずれ量ΔＱを算出するようにしている。なお、微小Ｑ学習によるずれ量ΔＱの算出は、各気筒毎に、すなわち各燃料噴射弁２０毎に行われる。
【００３２】
以下、図２を参照して、電子制御装置６０により実行される微小Ｑ学習処理の実行手順を説明する。この微小Ｑ学習処理は、車両が走行状態であるときに所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００３３】
本処理が開始されると、まず、機関回転速度ＮＥ、目標燃料噴射量Ｑｆｉｎ、アクセル踏込量ＡＣＣＰ、大気圧Ｐａがそれぞれ読み込まれる（ステップＳ１０）。
続いて、微小Ｑ学習の開始条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ１１）。この開始条件としては、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射を実行したときに同微小噴射指令値ＱＰｔに対応した出力トルクＴＱが精度よく算出できる運転状態が設定されている。例えば目標燃料噴射量Ｑｆｉｎ及びアクセル踏込量ＡＣＣＰがともに「０」である無噴射状態、すなわち減速時の燃料カット状態であることや、上記変速機の状態がニュートラル状態であってエンジン１０の出力軸と変速機との係合が解除されていること等が設定されている。
【００３４】
この判定処理により微小Ｑ学習の開始条件が成立していない旨判定される場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、微小Ｑ学習の開始条件が成立している旨判定される場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、続いて、大気圧Ｐａが所定圧α以下（Ｐａ≦α）であるか否かが判定される（ステップＳ１２）。この大気圧を判定する処理は、以下の理由により行われる。
【００３５】
ディーゼルエンジン１０を搭載した車両が大気圧Ｐａの低い場所、例えば高地を走行しているときには、燃焼室１１に供給される吸入空気の密度が低下するため、この空気と燃料とが混合された混合気の燃焼状態が悪化する傾向にあり、場合によっては失火等が発生するおそれもある。微小Ｑ学習の実行に際して混合気の燃焼状態が悪化すると、上記出力トルクＴＱの算出に悪影響を与えてしまうためである。
【００３６】
そこで、上記所定圧αとしては、上述したパイロット噴射相当の既定の微小噴射指令値ＱＰｔによる噴射回数が１回である場合、すなわち単発噴射が実行される場合に、大気圧Ｐａの低下に伴って燃焼室１１にて混合気の失火等が発生するときの気圧が設定されている。
【００３７】
そして、大気圧Ｐａが所定圧α以下（Ｐａ≦α）である旨判定される場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、上述した微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射の実行回数が２回に設定され、１回の圧縮行程中に２回の燃料噴射が実行される（ステップＳ１３）。これにより、例えば車両が高地走行中であって大気圧が低く、空気の密度が低い状態であっても、複数回の燃料噴射によってより多くの燃料が気筒内に供給されるため、失火の発生等が抑制されて混合気の燃焼状態を安定させることができるようになる。
【００３８】
一方、大気圧Ｐａが所定圧αより高い（Ｐａ＞α）旨判定される場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、「Ｐａ≦α」の関係が満たされず、大気圧Ｐａは比較的高い状態となっている。したがって、上述した微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射の実行回数が１回であっても、燃焼室１１にて混合気の失火が生じる可能性が低く、安定した燃焼が行われると判断することができる。
【００３９】
そこで、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射の実行回数が１回に設定され、１回の圧縮行程中に単発噴射が実行される（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１２〜ステップＳ１４での各処理が、本実施形態における「噴射手段」に相当する。
【００４０】
次に、上記ステップＳ１３又はステップＳ１４において実行された燃料噴射に伴い得られた出力トルクＴＱが算出される（ステップＳ１５）。具体的には、上記微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射を実行したときの機関回転速度ＮＥと、上記燃料噴射を実行しなかったときの機関回転速度ＮＥとの差分を時間積分するなどして、上記燃料噴射により得られた出力トルクＴＱが算出される。なお、減速時の燃料カット中における機関回転速度ＮＥは、基本的に単調減少するため、上記燃料噴射を実行しなかったときの機関回転速度ＮＥの変化は、上記燃料噴射の実行直前における機関回転速度ＮＥ等から推定することができる。このように、燃料噴射弁２０が無噴射状態となっているときに微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射を実行することにより、この微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射にて得られる出力トルクＴＱのみが算出される。
【００４１】
こうしてステップＳ１５において出力トルクＴＱが算出されると、この出力トルクＴＱに基づいて実噴射量ＱＲが推定される（ステップＳ１６）。この推定は、以下のようにして行われる。すなわち、微小噴射指令値ＱＰｔと実噴射量ＱＲとが一致しているとき（微小噴射指令値ＱＰｔに対する実噴射量ＱＲのずれ量ΔＱが「０」であるとき）に得られる出力トルクＴＱと、この微小噴射指令値ＱＰｔの噴射回数と、大気圧Ｐａとの関係が、予めの実験等に基づいて把握されており、これらの関係が電子制御装置６０のメモリに記憶されている。このように記憶された各値の関係がステップＳ１６にて参照されることにより、上記ステップＳ１５において実際に算出された出力トルクＴＱと、大気圧センサ６１に基づく大気圧Ｐａと、上記ステップＳ１３又はステップＳ１４で設定された微小噴射指令値ＱＰｔの噴射回数とに基づいて実噴射量ＱＲが推定される。なお、このステップＳ１６にて推定される実噴射量ＱＲは、１回分の微小噴射指令値ＱＰｔに対応する噴射量として算出される。また、このステップＳ１６での処理が「実噴射量推定手段」に相当する。
【００４２】
そして、次式により、上記微小噴射指令値ＱＰｔに対する実噴射量ＱＲのずれ量ΔＱが算出される（ステップＳ１７）。
ずれ量ΔＱ＝実噴射量ＱＲ−微小噴射指令値ＱＰｔ  …（１）
これにより、本処理は終了される。
【００４３】
なお、本処理によって算出されたずれ量ΔＱに基づき、微小噴射指令値ＱＰｔと実噴射量ＱＲとのずれ量が補正値として学習されて、同補正値にて微小噴射指令値ＱＰｔが補正される。
【００４４】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）大気圧Ｐａが所定圧αより高いときには、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射の実行回数が１回に設定されて単発噴射が実行される（ステップＳ１４）。一方、大気圧Ｐａが所定圧α以下であるときには、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射の実行回数、すなわちパイロット噴射に相当する微小噴射量ＱＰによる燃料の噴射回数が２回に設定されて、２回の燃料噴射が実行される（ステップＳ１３）。そのため、例えば車両が高地走行中であって大気圧Ｐａが低く、空気の密度が低い状態であっても、複数回の燃料噴射によってより多くの燃料が各気筒（＃１〜＃４）の燃焼室１１に供給され、これにより失火の発生等が抑制されて混合気の燃焼を安定させることができるようになる。そして、こうして得られた出力トルクＴＱに基づいて燃料噴射弁２０の実噴射量ＱＲを推定するようにしているため、大気圧Ｐａが低い状態であっても、微小噴射時における燃料噴射量のずれ量ΔＱを精度よく学習することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を具体化した第２の実施形態について説明する。
【００４６】
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の微小Ｑ学習処理が実行されるが、上記ステップＳ１３において実行される２回の燃料噴射の実行時期を最適化するべく、コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆに応じて同実行時期が可変設定される点が異なっている。
【００４７】
上述したように、燃料供給配管４０の内部や、燃料噴射弁２０の燃料通路２２の内部は、高圧燃料で満たされている。そして、燃料噴射弁２０の噴孔２１が開かれて燃料噴射が開始された後、同噴孔２１が閉じられて燃料噴射が停止されると、それまで噴孔２１から噴射されていた燃料の流勢が急激に止められるために噴孔２１から圧力波が発生する。この発生した圧力波は、燃料噴射弁２０の燃料通路２２から燃料供給配管４０に伝播してコモンレール３０側に到達し、コモンレール３０側に到達した圧力波は、燃料供給配管４０の開口端であるコモンレール３０と燃料供給配管４０との接続部分４０ａにて反射されて、再び燃料噴射弁２０の噴孔２１側に戻ってくる。そして、噴孔２１側に戻ってきた圧力波は再びコモンレール３０側に反射される。このように、燃料噴射の停止に伴って噴孔２１で発生した圧力波は、噴孔２１とコモンレール３０との間で往復しながら減衰されていく。なお、噴孔２１から噴射される燃料の流勢はコモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆが関与し、同燃料圧力Ｐｆが高いときほど燃料の流勢も強くなる傾向がある。そのため、コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆが高いときほど上記圧力波の伝播速度も速くなる傾向がある。
【００４８】
ここで、上記ステップＳ１３にて複数回の燃料噴射が行われる場合に、先に実行された燃料噴射（１回目の燃料噴射）によって発生した圧力波が噴孔２１に戻ってくる時期に次の燃料噴射（２回目の燃料噴射）が実行されると、本来の燃料圧力であるコモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆに対応した燃料圧力とは異なった圧力にて燃料噴射が行われることになる。この場合には、微小噴射指令値ＱＰｔにて燃料噴射を行ったときの実噴射量ＱＲが、本来の燃料圧力下で行われたときの実噴射量ＱＲと異なってしまうため、微小噴射指令値ＱＰｔに対する実噴射量ＱＲのずれ量ΔＱを精度よく算出することができなくなるおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射に伴って噴孔２１から発生した圧力波が噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔを、コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆに応じて推定し、次に実行される２回目以降の燃料噴射がこの到達時期Ｔを除いた時期において実行されるように、これら複数回の燃料噴射の実行間隔時間Ｔｉｎｔを設定するようにしている。
【００５０】
具体的には、上記微小Ｑ学習処理のステップＳ１２において大気圧Ｐａが所定圧α以下である旨（Ｐａ≦α）判定され（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３にて２回の燃料噴射が実行されるときには、電子制御装置６０によって燃料圧力Ｐｆに基づいた上記到達時期Ｔの推定が行われる。この到達時期Ｔは、所定のクランク角にて実行された１回目の燃料噴射が停止された時刻を「０」として上記圧力波が最初に噴孔２１に戻ってくるまでに要する時間として算出される。また、燃料圧力Ｐｆが高いときほど推定される到達時期Ｔが短くなるように同到達時期Ｔは算出される。そして、１回目の燃料噴射が停止されたタイミングから上記到達時期Ｔが経過したタイミングが噴射禁止タイミングＨＴとして算出され、その算出された噴射禁止タイミングＨＴの近傍の時期を除いた時期に２回目の燃料噴射が開始されるように上記実行間隔時間Ｔｉｎｔが設定される。
【００５１】
この実行間隔時間Ｔｉｎｔの設定については、１回目の燃料噴射が実行された後、発生した圧力波が最初に噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔよりも早く２回目の燃料噴射が実行されるように設定してもよいし、この発生した圧力波が最初に噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔ１と、２回目に噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔ２との間に２回目の燃料噴射が実行されるように設定してもよい。なお、この実行間隔時間Ｔｉｎｔについては、燃焼室１１における混合気の燃焼の安定性を考慮した上で、適切な実行間隔時間Ｔｉｎｔをおいて複数回の燃料噴射が完了するように設定することが望ましい。
【００５２】
そして、こうして実行間隔時間Ｔｉｎｔが設定されると、上記ステップＳ１３において、微小噴射指令値ＱＰｔによる２回の燃料噴射が上記設定された実行間隔時間Ｔｉｎｔをもって実行される（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ１４以降の各処理が実行される。
【００５３】
なお、１回目の燃料噴射時における噴射開始タイミングについてはクランク角同期で実行される。一方、２回目の燃料噴射については上記態様にて実行間隔時間Ｔｉｎｔが設定されることにより、その噴射開始タイミングについては時間同期で実行される。これにより、機関回転速度ＮＥの変化に伴って燃料噴射の間隔が変化することを回避することができ、圧力波が噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔに対応して噴射間隔を適切に設定することができるようになる。ちなみに、上記到達時期Ｔの推定処理及び実行間隔時間Ｔｉｎｔの設定処理が、それぞれ上記「推定手段」及び上記「噴射間隔時間設定手段」に相当する。
【００５４】
こうした第２の実施形態によれば、上記（１）の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
（２）噴孔２１から発生した圧力波が再び噴孔２１に戻ってくる到達時期Ｔが、コモンレール３０内の燃料圧力Ｐｆに応じて推定され、２回目以降の燃料噴射が、その推定された到達時期Ｔを除いた時期に実行されるように、燃料噴射の実行間隔時間Ｔｉｎｔが設定される。従って、先に実行された燃料噴射に伴う圧力波の影響により、その後実行される燃料噴射時の燃料噴射量が変化してしまうことを抑えることができるようになり、もって複数回の燃料噴射が実行されるときであっても、燃料噴射量のずれ量、すなわち微小噴射指令値ＱＰｔに対する実噴射量ＱＲのずれ量ΔＱを精度よく算出することができるようになる。
【００５５】
（第３の実施形態）
次に、本発明にかかるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を具体化した第３の実施形態について説明する。
【００５６】
本実施形態においても、上記第１の実施形態あるいは第２の実施形態と同様の微小Ｑ学習処理が実行されるが、大気圧Ｐａが過度に低いと判断される場合に燃焼室１１に供給する空気の過給圧を電動機５４の駆動制御を通じて調整する点が異なる。以下、そうした相違点を中心に、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置を説明する。
【００５７】
ディーゼルエンジン１０を搭載した車両が非常に高い高地を走行しており、大気圧Ｐａが過度に低くなっている場合には、たとえ上記ステップＳ１３のように２回の燃料噴射を実行しても、空気の密度が過度に低いために混合気の燃焼が不安定になる可能性がある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、上述した微小Ｑ学習処理において、大気圧Ｐａが過度に低い旨判定される場合には、電動機５４の駆動制御を通じて過給機５０の過給圧を増大させるようにしている。
【００５９】
具体的には、上記電子制御装置６０により、先の図２に示したステップＳ１２において大気圧Ｐａが所定圧α以下である旨判定される場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、さらに大気圧Ｐａが上記所定圧αよりも低い第２の所定圧β（＜α）以下であるか（Ｐａ≦β）否かが判定される。そして、大気圧Ｐａが第２の所定圧β以下である旨判定される場合には（Ｐａ≦β）、大気圧Ｐａが第２の所定圧βよりも高いとき（Ｐａ＞β）と比較して過給圧が増大するように電動機５４が駆動される。その後、ステップＳ１３以降の各処理が実行される。
【００６０】
一方、大気圧Ｐａが第２の所定圧βよりも高い旨判定する場合には（Ｐａ＞β）、電動機５４の駆動による過給圧の増大を行うことなく、そのままステップＳ１３以降の各処理が実行される。なお、第２の所定圧βは、大気圧Ｐａが過度に低く、微小噴射指令値ＱＰｔによる燃料噴射が２回行われる場合であっても、混合気の失火等が発生するときの気圧が設定されている。
【００６１】
こうした第３の実施形態によれば、上記（１）、（２）の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
（３）大気圧Ｐａが非常に低く空気の密度が過度に低い環境を車両が走行している場合であっても、燃焼室１１に供給される空気の質量を確保することができる。従って、大気圧Ｐａが過度に低い環境下でも、燃焼室１１における失火等を抑制して混合気の燃焼をより安定させることができるようになり、これによりそうした環境下でも燃料噴射量のずれ量を精度よく学習することができるようになる。
【００６２】
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置は、上記各実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これら実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００６３】
・上記第１の実施形態では、大気圧Ｐａが所定圧α以下であるときに（Ｐａ≦α）、微小噴射指令値ＱＰｔによる噴射回数を２回に設定する例を示した。しかし、このように大気圧Ｐａが所定圧α以下であるときには、検出された大気圧Ｐａに応じて噴射回数を３回以上に設定してもよい。具体的には、大気圧Ｐａが低くなるほど噴射回数を多く設定してもよい。この場合であっても、上記（１）に示す作用効果を奏することができる。
【００６４】
・また、このように大気圧Ｐａに応じて噴射回数を３回以上に設定することに加えて、上記第３の実施形態にて説明したように過給圧を増大するための電動機５４の制御を組み合わせるようにしてもよい。
【００６５】
・上記第２の実施形態では、燃料噴射弁２０の閉弁時において発生する圧力波を考慮して実行間隔時間Ｔｉｎｔを設定する例を示した。この他、燃料噴射弁２０の噴孔２１が開かれたときにも、燃料通路２２内及び燃料供給配管４０内における圧力低下に起因する圧力波が発生することがある。従って、こうした燃料噴射弁２０の開弁時において発生する圧力波を考慮して実行間隔時間Ｔｉｎｔを設定したり、燃料噴射弁２０の閉弁時及び開弁時に発生するそうした圧力波を考慮して実行間隔時間Ｔｉｎｔを設定するようにしてもよい。
【００６６】
・上記微小噴射指令値ＱＰｔはパイロット噴射量相当の値であったが、この他の値を設定するようにしてもよい。
・上記過給機５０は、タービン５２と電動機５４とを有し、排気エネルギによる回転駆動と電動機５４による強制駆動とによってコンプレッサ５１が駆動される例を示した。この他、電動機５４のみを有し、この電動機５４による強制駆動のみによってコンプレッサ５１が駆動される過給機を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明にかかるコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を具体化した第１の実施形態について、これが適用されるディーゼルエンジンとその周辺構成を示す概略構成図。
【図２】同実施形態における微小Ｑ学習処理の実行手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１０…ディーゼルエンジン、１１…燃焼室、１２…吸気通路、１２ａ…吸気マニホールド、１３…インタークーラ、１４…エアフロメータ、１５…過給圧センサ、１６…排気通路、１６ａ…排気マニホールド、１７…回転速度センサ、２０…燃料噴射弁、２１…噴孔、２２…燃料通路、３０…コモンレール、３１…燃圧センサ、３２…高圧ポンプ、４０…燃料供給配管、４０ａ…接続部分、５０…過給機、５１…コンプレッサ、５２…タービン、５３…連結軸、５４…電動機、６０…電子制御装置、６１…大気圧センサ（大気圧検出手段）、６２…アクセル踏込量センサ。
【図１】
2010112258.tif 000003
【図２】
2010112258.tif 000004