(57)【要約】  変速機の構成に拘わらず精度が高く、かつ、安定性、信頼性の高い微小燃料噴射量補正を可能とする。   微小噴射量の燃料噴射である微小噴射を行い、その際生ずるエンジン回転数の変動量に基いて得られる微小噴射の通電時間と基準通電時間との差に基づいて燃料噴射弁の噴射特性のずれに起因する燃料噴射量のずれを補正する微小燃料噴射量補正制御において、エンジン回転数の変動量に基づいて微小噴射の通電時間を得る際に、変速機の変速動作に起因してエンジン回転数の変動量に生ずる不要な変化が除去されるように、エンジン回転数の変動量をギア比とエンジン回転数に基づいて補正し、微小燃料噴射量補正の精度向上を可能としてなるものである。
2017154451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁が無噴射状態において、微小噴射量の燃料噴射である微小噴射を行い、その際生ずるエンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得、前記燃料噴射弁について予め取得された基準通電時間との差分を学習値として更新可能に記憶し、以後、微小噴射の際に、前記基準通電時間を前記学習値により補正した値を通電時間とすることで、燃料噴射弁の噴射特性のずれに起因する燃料噴射量のずれを補正可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における微小燃料噴射量補正方法であって、
前記エンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得る際に、変速機の変速動作に起因して前記エンジン回転数の変動量に生ずる不要な変化が除去されるように、前記エンジン回転数の変動量をギア比とエンジン回転数に基づいて補正することを特徴とする微小燃料噴射量補正方法。
【請求項２】
燃料噴射弁が無噴射状態において、微小噴射量の燃料噴射である微小噴射を行い、その際生ずるエンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得、前記燃料噴射弁について予め取得された基準通電時間との差分を学習値として更新可能に記憶し、以後、微小噴射の際に、前記基準通電時間を前記学習値により補正した値を通電時間とすることで、燃料噴射弁の噴射特性のずれに起因する燃料噴射量のずれを補正可能に構成されてなる電子制御ユニットを具備するコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、 
前記エンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得る際に、変速機の変速動作に起因して前記エンジン回転数の変動量に生ずる不要な変化が除去されるように、前記エンジン回転数の変動量をギア比とエンジン回転数に基づいて補正するよう構成されてなることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量補正制御に係り、特に、微小燃料噴射量補正制御における補正の信頼性、安定性の向上等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、燃料噴射制御を如何に行うかは、内燃機関の動作性能に大きく影響するため重要な問題であり、従来から様々な制御方法が提案、実用化されていることは良く知られている通りである。
例えば、ディーゼルエンジンにおいて、燃焼を穏やかにし、燃焼時のエンジン振動の低減や、燃費の向上、排気の清浄化を図るため、パイロット噴射を多段に行うことは良く知られている技術である。【０００３】
かかるパイロット噴射は、上述のような効果を十分、確実なものとするためには、その微小噴射量が正確に制御される必要があるが、燃料噴射弁には、製造公差や経時劣化等による噴射特性のばらつきがあり、指示噴射量と実噴射量との間にずれが生ずることは必至である。
そのため、上述のような噴射量のずれを解消すべくパイロット噴射制御においては、その噴射量の補正制御が行われることが一般的である。【０００４】
このようなパイロット噴射量の補正技術としては、例えば、アクセルペダルが開放された状態において車両が無噴射状態にある場合に微小噴射を行い、その際に生ずるエンジン回転数の変動量を検出し、検出された回転数変動量を基に燃料噴射弁において実際に噴射されたであろう燃料噴射量を演算算出し、その演算結果と指示噴射量との差を、パイロット噴射における燃料噴射量の補正量として、燃料噴射量の補正を行うものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。【０００５】
上述の燃料噴射量補正方法において、微小噴射によって得られるエンジン回転数の変動量は、エンジンのクランクシャフトの回転をセンサにより取得された回転信号を基に抽出されるものであるので、本来は、微小噴射量が同一であれば、変速機の変速動作に拘わらず一定であるが、実際には、ギア段と走行時のエンジン回転数に応じて変化することが知られている。【０００６】
そのため、従来、予め試験等に基づいて定められたマップを用いてギア段とエンジン回転数に応じた補正係数を求めて、その補正係数により変速機の動作に起因するエンジン回転数の変動量を補正することで、上述のような変速機の影響を除去する方法が採られていた。【０００７】
一方、近年、車種の多様化等の要求に答えるべく、例えば、従来、機械式の変速機が搭載されることの多いディーゼル車に無段変速機が搭載された構成の車両などが実用化されている。
このような無段変速機を用いた車両にあって、先の燃料噴射量補正制御を適用する場合、無段変速機の動作制御を行う制御装置（以下、説明の便宜上「無段変速制御装置」と称する）からは、従来のギア段数に代えてギア比が燃料噴射量補正制御に供されることとなる。
そのため、入力されたギア比を、そのギア比に対応するギア段数に変換して先のマップから補正係数の読み出しを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２５６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、無段変速制御装置から供されるギア比の値は連続的に変化するのに対して、補正係数読み出し用のマップにおけるギア段に対応するギア比は離散的となるため、無段変速制御装置から入力されたギア比全てに対応するギア段が存在する訳ではなく、何らかの対策処理が必要となる。
例えば、対策の一例として、ギア段と対応するギア比が無い場合には、選択し得るギア比の内、最も近い値にギア比に変換する方法や、また、対応するギア比が無い場合には、燃料噴射量補正制御を一時的に停止する等が考えられるが、これでは、燃料噴射量補正制御の精度低下や信頼性の低下を招くこととなってしまう。【００１０】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、変速機の構成に拘わらず精度が高く、かつ、安定性、信頼性の高い燃料噴射量補正方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る微小燃料噴射量補正方法は、 
燃料噴射弁が無噴射状態において、微小噴射量の燃料噴射である微小噴射を行い、その際生ずるエンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得、前記燃料噴射弁について予め取得された基準通電時間との差分を学習値として更新可能に記憶し、以後、微小噴射の際に、前記基準通電時間を前記学習値により補正した値を通電時間とすることで、燃料噴射弁の噴射特性のずれに起因する燃料噴射量のずれを補正可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における微小燃料噴射量補正方法であって、
前記エンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得る際に、変速機の変速動作に起因して前記エンジン回転数の変動量に生ずる不要な変化が除去されるように、前記エンジン回転数の変動量をギア比とエンジン回転数に基づいて補正するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るコモンレール式燃料噴射制御装置は、 
燃料噴射弁が無噴射状態において、微小噴射量の燃料噴射である微小噴射を行い、その際生ずるエンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得、前記燃料噴射弁について予め取得された基準通電時間との差分を学習値として更新可能に記憶し、以後、微小噴射の際に、前記基準通電時間を前記学習値により補正した値を通電時間とすることで、燃料噴射弁の噴射特性のずれに起因する燃料噴射量のずれを補正可能に構成されてなる電子制御ユニットを具備するコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、 
前記エンジン回転数の変動量に基づいて前記微小噴射の通電時間を得る際に、変速機の変速動作に起因して前記エンジン回転数の変動量に生ずる不要な変化が除去されるように、前記エンジン回転数の変動量をギア比とエンジン回転数に基づいて補正するよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、変速機の変速動作に起因して生ずるエンジン回転数の変動量に現れる不要な変化を補正によって除去するようにし、その補正後のエンジン回転数の変動量を燃料噴射量補正制御に用いるようにしたので、変速機の構成に拘わらず精度が高く、かつ、安定性、信頼性の高い燃料噴射量補正制御が実現できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における微小燃料噴射量補正方法が適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置において実行される微小燃料噴射量補正処理の全体の概略手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置において実行される微小燃料噴射量補正処理におけるギア比補正係数の算出処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。 
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における微小燃料噴射量補正方法が適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について図１を参照しつつ説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１と、このコモンレール１から供給された高圧燃料をエンジン３の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射制御処理や後述するレール圧制御処理などを実行するエンジン制御ユニット（図１においては「ＥＮＧ−ＥＣＵ」と表記）４を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種のコモンレール式燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。 
【００１５】
高圧ポンプ装置５０は、供給ポンプ５と、調量弁６と、高圧ポンプ７とを主たる構成要素として構成されてなる公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク９の燃料は、供給ポンプ５により汲み上げられ、調量弁６を介して高圧ポンプ７へ供給されるようになっている。調量弁６には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量がエンジン制御ユニット４に制御されることで、高圧ポンプ７への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ７の吐出量が調整されるものとなっている。
【００１６】
なお、供給ポンプ５の出力側と燃料タンク９との間には、戻し弁８が設けられており、供給ポンプ５の出力側の余剰燃料を燃料タンク９へ戻すことができるようになっている。
また、供給ポンプ５は、高圧ポンプ装置５０の上流側に高圧ポンプ装置５０と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク９内に設けるようにしても良いものである。
【００１７】
燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、エンジン３の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール１から高圧燃料の供給を受け、エンジン制御ユニット４による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。
【００１８】
本発明のコモンレール１には、余剰高圧燃料をタンク９へ戻すリターン通路（図示せず）に、電磁式比例制御弁による圧力制御弁１２が設けられており、調量弁６と共にレール圧の制御に用いられるようになっている。
本発明の実施の形態においては、エンジン３の動作状態に応じて、調量弁６と圧力制御弁１２のそれぞれの動作状態を適宜変えることで、適切なレール圧制御の実現が図られるようになっている。
【００１９】
エンジン制御ユニット４は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを駆動するための駆動回路（図示せず）や、調量弁６や圧力制御弁１２への通電を行うための通電回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００２０】
かかるエンジン制御ユニット４には、コモンレール１の圧力を検出する圧力センサ１１の検出信号が入力される他、エンジン回転数やアクセル開度、また、燃料温度などの各種の検出信号が、エンジン３の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。
【００２１】
本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置が搭載される車両は、無段変速機（図１においては「ＣＶＴ」と表記）６０が搭載されたものを前提としており、その動作制御のための変速制御ユニット（図１においては「ＣＶＴ−ＥＣＵ」と表記）５が設けられている。
【００２２】
この変速制御ユニット５は、先のエンジン制御ユニット４同様、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、無段変速機６０とのインターフェイス回路（図示せず）等を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００２３】
かかる変速制御ユニット５は、車両の走行状態に応じて無段変速機６０の動作制御を実行するものとなっており、基本的な構成や動作等は、本発明特有のものではなく従来と基本的に同様のものである。
なお、変速制御ユニット５は、無段変速機６０の動作制御を行いつつ、逐次、無段変速機６０におけるギア比の情報をエンジン制御ユニット４に対して供給するようになっている。
【００２４】
また、本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置は、上述の基本的な構成に加えて、次述するように微小燃料噴射量補正制御がエンジン制御ユニット４により実行されるものであることを前提としたものである。
本発明の実施の形態において前提とされる微小燃料噴射量補正制御は、従来装置においても行われているもので、燃料噴射弁２−１〜２−ｎの劣化やばらつき等に起因して、特に、微小噴射であるパイロット噴射における燃料噴射量の本来の燃料噴射量からのずれを補正するものである。
【００２５】
かかる微小燃料噴射量補正制御の全体的な処理手順について、図２に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ概説すれば、まず、車両走行中にアクセルが開放された状態（アクセル開度零）にあって、燃料噴射弁２−１〜２−ｎによるエンジン３への燃料噴射が無噴射状態にある場合に、レール圧に応じた微小の目標噴射量が設定されて、その微小の目標噴射量による燃料噴射、すなわち、微小噴射が、１燃料噴射サイクルに１微小噴射を基本として数十回程度実行される（図２のステップＳ１００参照）。
【００２６】
次いで、上述の微小噴射により生ずるエンジン回転数の変動量が取得される（図２のステップＳ２００参照）。 
エンジン回転数の変動量は、具体的には、エンジン回転数の変動分の周波数成分の平均値が角速度変動量として抽出されるようになっている。また、このエンジン回転数の変動量は、例えば、回転センサ等により検出されたクランクシャフトの回転を基に抽出されるものである。
なお、かかる処理は、各燃料噴射弁２−１〜２−ｎ毎に行われるものとなっている。 
【００２７】
また、上述の数十回程度の微小噴射は、通電時間を変えながら複数回行われ、先の目標噴射量での微小噴射の際に生ずるエンジン回転数の変動量に対応する角速度変動が抽出されるものとなっている。なお、目標噴射量が微小噴射としてのパイロット噴射の噴射量に対するものである場合、すなわち、目標パイロット噴射量である場合には、上述の角速度変動は、基準角速度変動とされる。
【００２８】
次いで、上述のようにして取得されたエンジン回転数の変動量としての角速度変動量に対応するギア比補正が行われる（図２のステップＳ３００参照）。
先のステップＳ２００で取得されたエンジン回転数の変動量に対応した角速度変動量は、クランクシャフトの回転を基に抽出されるものであるので、微小噴射量が同一であれば、本来、変速機の変速動作に拘わらずほぼ一定の値となるものであるが、実際には、ギア段と走行時のエンジン回転数に応じた不要な変化が生ずる。
【００２９】
ギア比補正は、エンジン回転数の変動量に含まれる上述のような変速機の変速動作に起因する不要な変化を除去し、エンジン回転数の変動量を本来の値とするため行われる補正である。
すなわち、ギア比補正においては、後述するようにして算出されたギア比補正係数を用いてステップＳ２００で取得された角速度変動量が補正され、無段変速機６０の影響を除去した角速度変動量が求められるものとなっている。
次いで、上述のようにして補正された角速度変動量に対応する通電時間が検出されるようになっている（図２のステップＳ４００参照）。
【００３０】
そして、角速度変動量が先に述べた基準角速度変動量に対応するものである場合にはその通電時間ＥＴと、基準通電時間との差ΔＥＴが、差分通電時間学習値として通電時間学習値マップに記憶される（図２のステップＳ５００参照）。 
ここで、基準通電時間は、燃料噴射弁２−１〜２−ｎの各々の使用開始時点における通電時間である。換言すれば、基準通電時間は、燃料噴射弁２−１〜２−ｎの使用開始直前に実測された通電時間であり、燃料噴射弁２−１〜２−ｎ毎に、レール圧と燃料噴射量とに対応する通電時間がマップ化されて、電子制御ユニット４に予め記憶されているものである。
【００３１】
しかして、差分通電時間学習値ΔＥＴが取得された際の燃料噴射量での噴射の際には、基準通電時間が差分通電時間学習値ΔＥＴによって補正された時間が通電時間として用いられ、燃料噴射量と通電時間のずれが補正されることとなる。 
次に、上述したギア比補正におけるギア比補正係数の算出処理の手順について、図３に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
エンジン制御ユニット４による処理が開始されると、最初に、ギア比の読み込み行われる（図３のステップＳ３１０参照）。 
【００３２】
ここで、ギア比は、変速制御ユニット５から逐次入力され、エンジン制御ユニット４の適宜な記憶領域に記憶され、新たな入力がなされる度毎に更新されるものとなっている。ステップＳ３１０においては、最新のギア比が上述の記憶領域から、ギア比補正係数算出処理が実行されるため適宜確保された領域に読み込まれることとなる。
【００３３】
次いで、エンジン回転数の読み込みが行われる（図３のステップＳ３２０参照）。 
ここで、エンジン回転数は、図示されない回転センサにより取得され、エンジン制御ユニット４に入力されるものである。上述のギア比同様、エンジン制御ユニット４の適宜な記憶領域において記憶、更新されるようになっており、ステップＳ３２０においては、最新のエンジン回転数が上述の記憶領域からギア比補正係数算出処理が実行されるため適宜確保された領域に読み込まれることとなる。
【００３４】
次いで、ギア比とエンジン回転数に基づいてギア比補正係数の算出が行われる（図３のステップＳ３３０参照）。 
本発明の実施の形態において、ギア比補正係数は、車両の具体的な仕様等を考慮し、試験結果やシミュレーション結果に基づいて予め設定されたギア比補正係数演算式により、先のギア比とエンジン回転数を入力変数として算出されるものとなっている。
【００３５】
なお、上述のようにして算出されたギア比補正係数による角速度変動量の補正の具体的な手法は、ギア比補正係数が如何に定められたものかによって様々である。例えば、ギア比補正係数をステップＳ２００で取得された角速度変動量に乗ずる方法や、角速度変動量をギア比補正係数によって除する方法などを採り得るが、これらの方法に限定されるものではないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
変速機の構造に影響されることなく精度の高い微小噴射量補正が所望されるコモンレール式燃料噴射制御装置に適用できる。 
【図１】
2017154451.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2017154451.tif 000007