(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態を検出する各種センサと、
前記エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、
前記燃圧検出手段による検出燃圧に基づいて前記インジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段と
を備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、
前記検出燃圧に応じて前記インジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、
前記インジェクタに作用する燃圧を前記運転状態に応じた目標燃圧に制御する燃圧制御手段とを設け、
前記噴射パルス演算手段は、前記運転状態に応じた有効パルス幅と前記無効パルス幅とを加算して前記噴射パルス幅を演算し、
前記無駄時間補正手段は、
前記検出燃圧と前記目標燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、前記目標燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正し、
前記燃圧偏差が前記所定値を越えた場合には、前記検出燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記無駄時間補正手段は、
前記燃圧偏差が所定時間以上連続して前記所定値を越えた場合のみに、前記検出燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正し、
前記条件を満たさない場合には、前記目標燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正することを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射パルス演算手段は、
前記燃圧偏差が前記所定値以内の場合には、前記目標燃圧に基づいて前記有効パルス幅を補正し、
前記燃圧偏差が前記所定値を越えた場合には、前記検出燃圧に基づいて前記有効パルス幅を補正することを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記所定値は、前記目標燃圧に応じて変更されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記所定値は、前記検出燃圧に定常的に重畳される脈動成分以上の値に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃圧検出手段の故障を判定する故障判定手段を備え、
前記無駄時間補正手段は、前記燃圧検出手段の故障が判定されたときは、前記目標燃圧に基づいて前記噴射パルス幅を補正することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
エンジンの運転状態を検出する各種センサと、
前記エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、
前記燃圧検出手段による検出燃圧に基づいて前記インジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段と
を備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、
前記検出燃圧に応じて前記インジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、
前記検出燃圧から平均燃圧を演算する平均燃圧演算手段とを設け、
前記噴射パルス演算手段は、前記運転状態に応じた有効パルス幅と前記無効パルス幅とを加算して前記噴射パルス幅を演算し、
前記無駄時間補正手段は、
前記検出燃圧と前記平均燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、前記平均燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正し、
前記燃圧偏差が前記所定値を越えた場合には、前記検出燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記無駄時間補正手段は、
前記燃圧偏差が所定時間以上連続して前記所定値を越えた場合のみに、前記検出燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正し、
前記条件を満たさない場合には、前記平均燃圧に基づいて前記無効パルス幅を補正することを特徴とする請求項７に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記噴射パルス演算手段は、
前記燃圧偏差が前記所定値以内の場合には、前記平均燃圧に基づいて前記有効パルス幅を補正し、
前記燃圧偏差が前記所定値を越えた場合には、前記検出燃圧に基づいて前記有効パルス幅を補正することを特徴とする請求項７に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記所定値は、前記平均燃圧に応じて変更されることを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
前記所定値は、エンジン回転数に応じて変更されることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
前記所定値は、前記インジェクタの噴射量に応じて変更されることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の気筒の各燃焼室内に高圧燃料を直接噴射して火花点火によって燃焼させる形式の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置に関し、特にインジェクタに作用する燃圧に応じてインジェクタの噴射パルス幅を高精度に補正することにより信頼性を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インジェクタを各気筒の燃焼室に配置して、燃焼室内に直接燃料を噴射するように構成された筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、たとえば、特開平１０−２６０４６号公報に参照されるようによく知られている。
【０００３】
上記公報に記載の燃料噴射制御装置は、インジェクタに作用する燃圧を検出して、検出燃圧と目標燃圧とが一致するように燃圧レギュレータを制御するとともに、インジェクタの通電時間（噴射パルス幅）を、検出燃圧と基準燃圧との比に基づいて補正している。
【０００４】
図１３は一般的な筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置を概略的に示すブロック構成図である。
図１３において、インジェクタ１Ｆは、エンジン１の各気筒毎に配設されており、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する。
【０００５】
エンジン１には、運転状態を検出する各種センサ２および燃圧センサ１２が設けられている。各種センサ２には、周知のエアフローセンサ、スロットルセンサおよびクランク角センサなどが含まれる。
【０００６】
各種センサ２からの運転情報および燃圧センサ１２からの検出燃圧ＰＦは電子式制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０に入力される。
インジェクタ１Ｆは、ＥＣＵ２０からの噴射パルス信号Ｊによって駆動される電磁式ソレノイドを有し、ソレノイドの通電により開弁駆動される。
【０００７】
インジェクタ１Ｆに供給される燃料は、燃料タンク３から吸引されて高圧配管８内で目標燃圧ＰＦｏに調整されている。これにより、インジェクタ１Ｆからは、噴射パルス信号Ｊのパルス幅（噴射パルス幅）に比例した量の燃料が噴射される。
【０００８】
エンジン１の各気筒内には、吸気管（図示せず）を介して吸入空気が分配される。吸気管には、上流側から順に、エアフィルタ、エアフローセンサ、スロットルバルブ、サージタンク、インテークマニホールドが配設されている。
【０００９】
燃料タンク３内の燃料（ガソリンなど）は、モータ４Ｍにより駆動される低圧ポンプ４によって吸引される。
低圧ポンプ４から吐き出された低圧燃料は、燃料フィルタ５および低圧配管６を介して高圧ポンプ７に供給される。
【００１０】
また、低圧配管６は、低圧レギュレータ９が介在された低圧リターン配管６Ａに分岐され、燃料タンクに戻されている。
高圧ポンプ７は、エンジン１により駆動されており、高圧ポンプ７の回転数はエンジン回転数に対応している。
【００１１】
高圧ポンプ７から吐き出された高圧燃料は、高圧配管８を介してインジェクタ１Ｆに供給される。
また、高圧配管８は、高圧レギュレータ１０が介在された高圧リターン配管８Ａに分岐され、高圧リターン配管８Ａの下流側は、低圧配管６および低圧リターン配管６Ａに合流している。
【００１２】
低圧レギュレータ９は、低圧リターン配管６Ａから燃料タンク３に戻る燃料量を調整する。低圧レギュレータ９による戻し燃料量により、低圧ポンプ４から高圧ポンプ７に供給される燃圧は、所定の低圧に調整される。
【００１３】
高圧レギュレータ１０は、ＥＣＵ２０から供給される励磁電流Ｒｉ（制御信号）により駆動されて、低圧リターン配管６Ａへの戻し燃料量を調整し、インジェクタ１Ｆに作用する実際の検出燃圧ＰＦを目標燃圧ＰＦｏに調整する。
【００１４】
すなわち、高圧レギュレータ１０は、励磁電流Ｒｉに応じて高圧リターン配管８Ａの開口面積を連続的に変化させ、高圧ポンプ７の下流側の燃料を低圧側に戻す。
燃圧センサ１２は、高圧配管８内の燃圧ＰＦを検出する。
【００１５】
ＥＣＵ２０は、燃圧センサ１２からの検出燃圧ＰＦのみならず、各種センサ２からの運転状態情報を取り込み、所定の演算処理を実行して算出された制御信号を各種アクチュエータに出力する。
【００１６】
たとえば、ＥＣＵ２０は、燃圧センサ１２からの検出燃圧ＰＦを取り込み、検出燃圧ＰＦ（または、平均燃圧ＰＦｍ）と目標燃圧ＰＦｏとの燃圧偏差ΔＰＦに応じたＰＩＤ制御により、検出燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏと一致するように制御信号（励磁電流Ｒｉ）を出力する。
【００１７】
図１４は従来の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置の要部を示す機能ブロック図であり、図１３内のＥＣＵ２０の構成に対応している。
図１４において、吸気量検出手段２１、回転数検出手段２２および燃圧検出手段２３は、各種センサ２および燃圧センサ１２からの運転状態情報を取り込む。
【００１８】
吸気量検出手段２１は、エアフローセンサの検出信号に基づいて吸気量Ｑａを取り込み、回転数検出手段２２は、クランク角センサからのクランク角信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを取り込む。また、燃圧検出手段２３は、燃圧センサ１２からの検出燃圧ＰＦ（インジェクタ１Ｆに作用する燃圧）を所定周期で取り込む。
【００１９】
噴射量演算手段２４は、吸気量Ｑａおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて、インジェクタ１Ｆによる実質的な有効パルス幅Ｔｈを演算する。
噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦに基づいて有効パルス幅Ｔｅを補正し、補正後の有効パルス幅Ｔｈを演算する。
【００２０】
無効パルス幅生成手段２６は、基準燃圧ＰＦｂにおけるインジェクタ１Ｆの動作時間に対応した無効パルス幅Ｔｄ（一定値）を生成する。
加算器２７は、補正後の有効パルス幅Ｔｈと無効パルス幅Ｔｄとを加算して、噴射パルス幅ＴＪを有する噴射パルス信号Ｊをインジェクタ１Ｆに出力する。
【００２１】
噴射量演算手段２４、噴射量補正手段２５、無効パルス幅生成手段２６および加算器２７は、インジェクタ１Ｆに対する噴射パルス信号Ｊを出力する噴射パルス演算手段を構成しており、検出燃圧ＰＦに基づいてインジェクタ１Ｆの噴射パルス幅ＴＪを演算する。
【００２２】
燃圧制御手段２８は、運転状態に応じた目標燃圧ＰＦｏを演算し、検出燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏとなるように燃圧フィーバック制御を行い、高圧レギュレータ１０に対する励磁電流Ｒｉを出力する。
【００２３】
噴射量演算手段２４は、除算器４１、４３および４４と、乗算器４２とを備えている。
除算器４１は、エンジン１の吸気量Ｑａをエンジン回転数Ｎｅで除算し、１回の吸気行程で燃焼室に充填される実吸気量Ａ／Ｎを算出する。
【００２４】
乗算器４２は、実吸気量Ａ／Ｎに定数Ｋを乗算して、補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを算出する。
除算器４３は、補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを目標空燃比Ａ／Ｆｏで除算して燃料噴射量Ｑｆを算出する。
【００２５】
除算器４４は、燃料噴射量Ｑｆをインジェクタ１Ｆの基本的な流量ゲインＧｉ（基準燃圧ＰＦｂにおける単位噴射パルス幅当たりの燃料噴射量）で除算して、インジェクタ１Ｆの有効パルス幅Ｔｅ（＝Ｑｆ／Ｇｉ）を算出する。
【００２６】
噴射量補正手段２５は、除算器５１、補正テーブル５２および乗算器５３を備えている。
除算器５１は、検出燃圧ＰＦと基準燃圧ＰＦｂとの燃圧比Ｋｐ（＝ＰＦ／ＰＦｂ）を算出する。
【００２７】
燃圧比Ｋｐは、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂ以上に上昇すると、１よりも大きい値になり、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂ以下に減少すると、１よりも小さい値になる。
【００２８】
補正テーブル５２は、燃圧比Ｋｐの値に応じた補正係数Ｋｈ（燃圧比Ｋｐに反比例する）をマップ検索により演算する。
乗算器５３は、噴射量演算手段２４で求められた有効パルス幅Ｔｅに補正係数Ｋｈを乗算し、検出燃圧ＰＦに応じて補正された有効パルス幅Ｔｈを算出する。
【００２９】
燃圧制御手段２８は、目標燃圧演算手段８１、減算器８２およびＰＩＤ制御手段８３を備えている。
目標燃圧演算手段８１は、運転状態に応じた目標燃圧ＰＦｏをマップ演算により求める。
【００３０】
減算器８２は、検出燃圧ＰＦと目標燃圧ＰＦｏとの燃圧偏差ΔＰＦ（＝ＰＦ−ＰＦｏ）を算出する。
ＰＩＤ制御手段８３は、燃圧偏差ΔＰＦに基づくＰＩＤ制御により、検出燃圧ＰＦを目標燃圧ＰＦｏに一致させるための燃圧フィードバック制御を行い、高圧レギュレータ１０（燃圧レギュレータ）に対する励磁電流Ｒｉを生成する。
【００３１】
次に、図１３および図１４を参照しながら、従来の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置による噴射パルス幅ＴＪの演算および補正動作について説明する。
【００３２】
まず、ＥＣＵ２０内の吸気量検出手段２１は、エアフローセンサで計測された吸気量Ｑａを取り込み、回転数検出手段２２は、クランク角信号からエンジン回転数Ｎｅを検出し、それぞれ、運転状態を示す情報として噴射量演算手段２４に入力する。
【００３３】
また、燃圧検出手段２３は、燃圧センサ１２からの検出燃圧ＰＦを取り込み、噴射量補正手段２５および燃圧制御手段２８に入力する。
【００３４】
噴射量演算手段２４は、吸気量Ｑａをエンジン回転数Ｎｅで除算した実吸気量Ａ／Ｎに定数Ｋを乗算して補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを算出し、さらに、補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを目標空燃比Ａ／Ｆｏで除算した燃料噴射量Ｑｆを流量ゲインＧｉで除算して有効パルス幅Ｔｅを算出する。
【００３５】
噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦと基準燃圧ＰＦｂとの燃圧比Ｋｐから、補正係数Ｋｈを検索し、有効パルス幅Ｔｅに補正係数Ｋｈを乗算して補正後の有効パルス幅Ｔｈを算出する。
【００３６】
たとえば、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きい場合には、単位時間当たりの噴射量が増大するので、１よりも小さい補正係数Ｋｈの乗算により低減補正された有効パルス幅Ｔｈとする。
【００３７】
噴射量演算手段２４および噴射量補正手段２５と関連する加算器２７は、補正後の有効パルス幅Ｔｈに無効パルス幅Ｔｄを加算して、噴射パルス幅ＴＪからなる最終的な噴射パルス信号Ｊを生成してインジェクタ１Ｆを駆動する。
【００３８】
一方、燃圧制御手段２８は、検出燃圧ＰＦと目標燃圧ＰＦｏとの燃圧偏差ΔＰＦに基づくＰＩＤ制御を行い、燃圧偏差ΔＰＦに応じた励磁電流Ｒｉにより高圧レギュレータ１０を制御することにより、検出燃圧ＰＦを目標燃圧ＰＦｏに一致させる。これにより、インジェクタ１Ｆに作用する燃圧は所望の目標燃圧ＰＦｏに制御される。
【００３９】
また、噴射パルス信号Ｊの補正により、外乱によってインジェクタ１Ｆに作用する燃圧（検出燃圧ＰＦ）が変化した場合や、ＥＣＵ２０が目標燃圧ＰＦｏを変更した場合に、燃圧比Ｋｐに応じて有効パルス幅Ｔｈを適正化することができる。
【００４０】
ところで、図１４において、無効パルス幅生成手段２６は、無効パルス幅Ｔｄを一定値に設定しているが、実際には、無効パルス幅Ｔｄが検出燃圧ＰＦに応じた変化特性を有するので、上記噴射パルス信号Ｊは、検出燃圧ＰＦに応じた正確な噴射パルス幅ＴＪを有しているとは限らない。
【００４１】
図１５は実際の燃圧（検出燃圧ＰＦ）の違いに応じたインジェクタ１Ｆの流量特性を示す特性図であり、横軸は噴射パルス幅ＴＪ［ｍｓｅｃ］、縦軸は燃料噴射量Ｑｆ［ｍｃｃ］である。
【００４２】
図１５において、一点鎖線は検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂと等しい場合の流量特性、破線は検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きい場合の実際の流量特性、実線は検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きい場合に一定の無効パルス幅Ｔｄを用いたときの流量特性である。
【００４３】
検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂと等しい場合の流量特性（一点鎖線）の傾きは、基準燃圧ＰＦｂでの流量ゲインＧｉ［ｍｃｃ／ｍｓｅｃ］に相当し、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きい場合の流量特性（破線または実線）の傾きは、流量ゲインＧｉに燃圧比Ｋｐを乗算した値（＝Ｇｉ×Ｋｐ）に相当する。
【００４４】
また、基準燃圧ＰＦｂ（一点鎖線）において、無効パルス幅Ｔｄに加算される有効パルス幅Ｔｈ１は、補正前の有効パルス幅Ｔｅに相当し、基準燃圧ＰＦｂよりも大きい検出燃圧ＰＦ（実線）において、無効パルス幅Ｔｄに加算される有効パルス幅Ｔｈ２は、有効パルス幅Ｔｅに補正係数Ｋｈ（＜１）を乗算した値に相当する。
【００４５】
図１５において、燃料噴射量Ｑｆを噴射しようとした場合に、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂであれば、噴射パルス信号Ｊのパルス幅ＴＪは、傾きが流量ゲインＧｉの特性（一点鎖線）により、有効パルス幅Ｔｈ１（＝Ｔｅ）と無効パルス幅Ｔｄとの和となる。
【００４６】
また、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きければ、噴射パルス信号Ｊのパルス幅ＴＪは、傾きが流量ゲインＧｉ×Ｋｐの特性（実線）により、有効パルス幅Ｔｈ２＋無効パルス幅Ｔｄの和となる。
【００４７】
図１４において、燃料噴射量Ｑｆを噴射しようとした場合、まず、噴射量演算手段２４内の除算器４４は、燃料噴射量Ｑｆを基準燃圧ＰＦｂでの流量ゲインＧｉで除算して、基準燃圧ＰＦｂにおける有効パルス幅Ｔｅ（＝Ｔｈ１）を算出する。
【００４８】
次に、噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦと基準燃圧ＰＦｂとの燃圧比Ｋｐから、補正テーブル５２を用いて補正係数Ｋｈを求め、有効パルス幅Ｔｅに補正係数Ｋｈを乗算して補正後の有効パルス幅Ｔｈ（＝Ｔｈ２）を算出する。
【００４９】
このとき、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂと等しければ、燃圧比Ｋｐは１であり、したがって補正係数Ｋｈも１なので、乗算器５３により算出される有効パルス幅Ｔｈは、Ｔｈ１＝Ｔｅ×Ｋｈ（＝Ｔｅ）となる。
【００５０】
最後に、加算器２７は、有効パルス幅Ｔｈ１に無効パルス幅Ｔｄを加算して、最終的な噴射パルス幅ＴＪ（＝Ｔｈ１＋Ｔｄ）を有する噴射パルス信号Ｊを出力する。
【００５１】
一方、検出燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂよりも大きければ、燃圧比Ｋｐが１よりも大きくなるので、補正係数Ｋｈは１よりも小さい値となり、有効パルス幅Ｔｈは、Ｔｈ２＝Ｔｈ１×Ｋｈ（＜Ｔｅ）となる。
【００５２】
このとき、加算器２７は、有効パルス幅Ｔｈ２に無効パルス幅Ｔｄを加算して最終的な噴射パルス幅ＴＪ（＝Ｔｈ２＋Ｔｄ）を算出する。
しかし、実際の流量特性（破線）によれば、無効パルス幅Ｔｄが異なるので、実際に必要な噴射パルス幅ＴＪは、上記算出値（＝Ｔｈ２＋Ｔｄ）よりも長くなる。
【００５３】
なぜなら、インジェクタ１Ｆは、実際に作用する燃圧に打ち勝って開弁するので、実燃圧（検出燃圧ＰＦ）が基準燃圧ＰＦｂよりも高くなると、インジェクタ１Ｆに噴射パルス信号Ｊを通電してから実際に開弁動作が始まるまでの無駄時間（無効パルス幅Ｔｄ）が長くなるからである。
【００５４】
このように、図１５の流量特性（実線）で噴射パルス幅ＴＪ（＝Ｔｈ２＋Ｔｄ）を補正すると、実際に燃料を噴射する時間が、本来必要な時間（破線の流量特性に基づく噴射パルス幅）よりも短くなってしまうことになる。
【００５５】
特に、燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射エンジンのインジェクタ１Ｆにおいては、噴射可能期間に制約を受ける理由から、吸気マニホールドにインジェクタを備えた一般エンジよりも、インジェクタ１Ｆに作用する燃圧を高圧にして、インジェクタ１Ｆの流量ゲインＧｉを大きく設定し、短期間で必要燃料量を噴射できるようにしているので、無駄時間の変化は無視できない噴射量のずれとなり得る。
【００５６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は以上のように、検出燃圧ＰＦの変化によって無効パルス幅Ｔｄも変化するという流量特性（図１５内の破線参照）が考慮されていないので、検出燃圧ＰＦに応じた正確な噴射パルス幅ＴＪを有する噴射パルス信号Ｊが得られないという問題点があった。
【００５７】
特に、筒内噴射エンジンのインジェクタ１Ｆは、高圧燃圧により短期間で必要燃料量を噴射しているので、無効パルス幅Ｔｄ（無駄時間）の変化と言えども、無視できない程度の噴射量のずれが発生するという問題点があった。
【００５８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、検出燃圧の変化に応じて無効パルス幅を補正することにより、噴射パルス幅の補正を最適化し、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置を得ることを目的とする。
【００５９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段による検出燃圧に基づいてインジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、検出燃圧に応じてインジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、インジェクタに作用する燃圧を運転状態に応じた目標燃圧に制御する燃圧制御手段とを設け、噴射パルス演算手段は、運転状態に応じた有効パルス幅と無効パルス幅とを加算して噴射パルス幅を演算し、無駄時間補正手段は、検出燃圧と目標燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、目標燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するものである。
【００６１】
また、この発明の請求項２に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１において、無駄時間補正手段は、燃圧偏差が所定時間以上連続して所定値を越えた場合のみに、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、条件を満たさない場合には、目標燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するものである。
【００６２】
また、この発明の請求項３に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１において、噴射パルス演算手段は、燃圧偏差が所定値以内の場合には、目標燃圧に基づいて有効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて有効パルス幅を補正するものである。
【００６３】
また、この発明の請求項４に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、所定値は、目標燃圧に応じて変更されるものである。
【００６４】
また、この発明の請求項５に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項において、所定値は、検出燃圧に定常的に重畳される脈動成分以上の値に設定されたものである。
【００６５】
また、この発明の請求項６に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項５までのいずれか１項において、燃圧検出手段の故障を判定する故障判定手段を備え、無駄時間補正手段は、燃圧検出手段の故障が判定されたときは、目標燃圧に基づいて噴射パルス幅を補正するものである。
【００６６】
また、この発明の請求項７に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段による検出燃圧に基づいてインジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、検出燃圧に応じてインジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、検出燃圧から平均燃圧を演算する平均燃圧演算手段とを設け、噴射パルス演算手段は、運転状態に応じた有効パルス幅と無効パルス幅とを加算して噴射パルス幅を演算し、無駄時間補正手段は、検出燃圧と平均燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、平均燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するものである。
【００６７】
また、この発明の請求項８に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項７において、無駄時間補正手段は、燃圧偏差が所定時間以上連続して所定値を越えた場合のみに、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、条件を満たさない場合には、平均燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するものである。
【００６８】
また、この発明の請求項９に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項７において、噴射パルス演算手段は、燃圧偏差が所定値以内の場合には、平均燃圧に基づいて有効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて有効パルス幅を補正するものである。
【００６９】
また、この発明の請求項１０に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項７から請求項９までのいずれか１項において、所定値は、平均燃圧に応じて変更されるものである。
【００７０】
また、この発明の請求項１１に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項において、所定値は、エンジン回転数に応じて変更されるものである。
【００７１】
また、この発明の請求項１２に係る筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項において、所定値は、インジェクタの噴射量に応じて変更されるものである。
【００７２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
なお、この発明の実施の形態１の全体構成および燃料供給系の構成については、前述（図１３参照）と同様なので、ここでは詳述しない。
【００７３】
図１はこの発明の実施の形態１に関連した装置の要部を示すブロック図であり、ＥＣＵ２０Ａの構成に対応している。
図１において、前述（図１４参照）と同様の構成については、同一符号を付して詳述を省略する。ここでは、前述と同様の噴射量補正手段２５を用いたが、たとえば除算器５１を省略するなど、他の構成の噴射量補正手段であってもよい。
【００７４】
この場合、燃圧検出手段２３と加算器２７との間には、無駄時間補正テーブル９１を有する無駄時間補正手段２９が設けられている。
無駄時間補正手段２９は、無駄時間補正テーブル９１を用いて、検出燃圧ＰＦに応じた無効パルス幅ＴＤを検索演算し、補正後の無効パルス幅ＴＤを生成する。
【００７５】
したがって、噴射パルス演算手段内の加算器２７は、運転状態に応じて算出された有効パルス幅Ｔｈと補正後の無効パルス幅ＴＤとを加算して、最終的な噴射パルス信号Ｊのパルス幅ＴＪを演算し、インジェクタ１Ｆを駆動する。
【００７６】
次に、図２を参照しながら、図１に示した装置によるインジェクタ１Ｆの流量特性および補正後の噴射パルス幅との関係について説明する。
【００７７】
図２において、一点鎖線は前述（図１５参照）と同様に基準燃圧ＰＦｂでの流量特性であり、実線は検出燃圧ＰＦ（＞ＰＦｂ）における図１の装置による流量特性である。また、破線は前述の無効パルス幅Ｔｄを用いた場合の流量特性である。
【００７８】
まず、前述と同様に、図１内の噴射量演算手段２４は、基準燃圧ＰＦｂにおける有効パルス幅Ｔｅを算出し、噴射量補正手段２５は、補正テーブル５２から得られた補正係数Ｋｈを有効パルス幅Ｔｅに乗算して補正後の有効パルス幅Ｔｈを算出する。
【００７９】
また、無駄時間補正手段２９は、無駄時間補正テーブル９１を用いて、検出燃圧ＰＦに応じた無効パルス幅ＴＤを検索し、加算器２７は、有効パルス幅Ｔｈに無効パルス幅ＴＤを加算して最終的な噴射パルス幅ＴＪを算出する。
【００８０】
このとき、基準燃圧ＰＦｂよりも大きい検出燃圧ＰＦでの噴射パルス幅ＴＪ（＝ＴＤ＋Ｔｈ２）は、図２内の実線の流量特性により、燃料噴射量Ｑｆを噴射するために必要な噴射パルス幅と一致する。
【００８１】
次に、図３のフローチャートを参照しながら、図１の装置による噴射パルス信号Ｊの補正処理について具体的に説明する。
図３において、まず、噴射量演算手段２４は、吸気量Ｑａを読み込み（ステップＳ１０１）、エンジン回転数Ｎｅを読み込む（ステップＳ１０２）。また、噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦを読み込む（ステップＳ１０３）。
【００８２】
噴射量演算手段２４は、吸気量Ｑａをエンジン回転数Ｎｅで除算した値（実吸気量Ａ／Ｎ）に定数Ｋを乗算して、吸気行程当たりで燃焼室に充填される補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを算出する（ステップＳ１０４）。
【００８３】
続いて、補正吸気量Ｋ・Ａ／Ｎを目標空燃比Ａ／Ｆｏで除算して燃料噴射量Ｑｆを算出し（ステップＳ１０５）、燃料噴射量Ｑｆをインジェクタの流量ゲインＧｉで除算して有効パルス幅Ｔｅを算出する（ステップＳ１０６）。
【００８４】
また、噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦと基準燃圧ＰＦｂとの燃圧比Ｋｐを求め（ステップＳ１０７）、補正テーブル５２を用いてＫｐの値に応じた補正係数Ｋｈを検索し（ステップＳ１０８）、有効パルス幅Ｔｅに補正係数Ｋｈを乗算して補正後の有効パルス幅Ｔｈを算出する（ステップＳ１０９）。
【００８５】
さらに、無駄時間補正手段２９は、無駄時間補正テーブル９１を用いて、検出燃圧ＰＦでの無効パルス幅ＴＤを検索する（ステップＳ１１０）。
最後に、加算器２７は、補正後の有効パルス幅Ｔｈと、検索演算された無効パルス幅ＴＤとを加算して最終的な噴射パルス幅ＴＪを求め（ステップＳ１１１）、図３の処理ルーチンを抜け出る。
【００８６】
このように、無駄時間補正手段２９を設け、検出燃圧ＰＦに応じてインジェクタ１Ｆの無効パルス幅ＴＤを補正することにより、インジェクタ１Ｆに作用する燃圧に応じて無効パルス幅ＴＤが適正に補正されるので、燃圧変化時においても燃料噴射量Ｑｆの精度を向上させることができる。
【００８７】
なお、図１の装置では、燃圧過渡時の応答性を維持するために、検出燃圧ＰＦを用いて噴射パルス信号Ｊを補正したが、実際の検出燃圧ＰＦには、エンジン１によって駆動される高圧ポンプ７の吐出脈動成分が定常的に重畳されている。
【００８８】
したがって、定常的な脈動成分に対しても、検出燃圧ＰＦに応じて精密に無効パルス幅ＴＤ（噴射パルス幅ＴＪ）を補正しようとすると、噴射パルス幅ＴＪが実際の噴射燃圧での目標値と異なってしまい、空燃比Ａ／Ｆがばらつくおそれがある。
【００８９】
そこで、燃圧定常時の噴射パルス幅ＴＪを安定化するために、検出燃圧ＰＦの変化量が脈動成分以下の場合（定常時）には、検出燃圧ＰＦを用いずに、目標燃圧ＰＦｏを用いて噴射パルス信号Ｊを補正してもよい。
【００９０】
以下、図４および図５を参照しながら、検出燃圧ＰＦの変動状態に応じて補正演算用の燃圧情報を切り換えるようにしたこの発明の実施の形態１について説明する。
【００９１】
この場合、無駄時間補正手段２９は、燃圧制御手段２８から目標燃圧ＰＦｏおよび燃圧偏差ΔＰＦを取り込んでおり、燃圧偏差ΔＰＦを所定値と比較する比較手段（図示せず）と、この比較結果に応じて、無駄時間補正テーブル９１に入力する燃圧情報を検出燃圧ＰＦから目標燃圧ＰＦｏに切り換える切換手段とを備えている。
【００９２】
すなわち、無駄時間補正手段２９は、燃圧偏差ΔＰＦが所定値（比較基準）よりも大きい場合には、検出燃圧ＰＦを用いて無効パルス幅ＴＤを補正し、燃圧偏差ΔＰＦが所定値以下の場合には、目標燃圧ＰＦｏを用いて無効パルス幅ＴＤを補正する。
なお、所定値は、検出燃圧ＰＦに定常的に重畳される脈動成分以上の値に設定されている。
【００９３】
図４は検出燃圧ＰＦ（実燃圧）の挙動を示すタイミングチャートであり、実線は検出燃圧ＰＦの時間変化、破線は目標燃圧ＰＦｏの時間変化を示している。
また、図４において、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５およびＺ７は外乱のない通常区間であり、Ｚ２およびＺ６は外乱による燃圧変動区間であり、Ｚ４は目標燃圧ＰＦｏが切り換えられた場合の燃圧変動区間である。
【００９４】
通常、インジェクタ１Ｆに作用する燃圧（検出燃圧ＰＦ）は、図４内の各区間Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５およびＺ７に示す程度の脈動幅△ＰＦｅを定常的に含んでいる。
【００９５】
したがって、無駄時間補正手段２９内の比較手段は、燃圧偏差ΔＰＦ（＝ＰＦ−ＰＦｏ）の状態を判定するための所定値Ｄ（≧△ＰＦｅ）を設定し、検出燃圧ＰＦの変化状態が定常的な脈動状態（区間Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ７参照）であるか否かを判定する。
【００９６】
もし、燃圧偏差ΔＰＦが所定値Ｄ以下（定常的な脈動状態）のときには、安定した目標燃圧ＰＦｏを用いて無駄時間補正を行うことにより、定常時の噴射パルス幅ＴＪの安定化を実現することができる。
【００９７】
また、各区間Ｚ２、Ｚ４およびＺ６に示すように、燃圧偏差ΔＰＦが所定値Ｄを越えたときには、検出燃圧ＰＦを用いて燃圧補正または無駄時間補正を行うことにより、燃圧過渡時の応答性を維持することができる。
【００９８】
図５はこの発明の実施の形態１による無駄時間（噴射パルス幅）の補正処理を示すフローチャートである。
ここでは、噴射量補正手段２５および無駄時間補正手段２９は、燃圧情報として、検出燃圧ＰＦのみならず目標燃圧ＰＦｏおよび燃圧偏差ΔＰＦを読み込むものとして説明する。
【００９９】
図５において、まず、ＥＣＵ２０Ａ内の噴射量補正手段２５および無駄時間補正手段２９は、検出燃圧ＰＦを読み込み（ステップＳ２０１）、また、燃圧制御手段２８から目標燃圧ＰＦｏおよび燃圧偏差ΔＰＦを読み込む。
【０１００】
続いて、検出燃圧ＰＦと目標燃圧ＰＦｏとの燃圧偏差ΔＰＦの絶対値△ＰＦａ（＝｜ＰＦ−ＰＦｏ｜）を求め（ステップＳ２０２）、所定値Ｄと比較して、燃圧偏差絶対値ΔＰＦａが所定値Ｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【０１０１】
もし、Ｄ≧△ＰＦａ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、検出燃圧ＰＦが定常時の変化状態であるから、噴射量補正手段２５および無駄時間補正手段２９は、検出燃圧ＰＦを演算に用いずに、検出燃圧ＰＦを目標燃圧ＰＦｏに置き換えて演算処理を行う。
【０１０２】
すなわち、噴射量補正手段２５は、目標燃圧ＰＦｏを用いて、以下の（１）式のように燃圧比Ｋｐを算出し（ステップＳ２０４）、目標燃圧ＰＦｏに基づく燃圧比Ｋｐを用いて補正テーブル５２を検索する。
【０１０３】
Ｋｐ＝ＰＦｏ／ＰＦｂ  ・・・（１）
【０１０４】
また、無駄時間補正手段２９は、目標燃圧ＰＦｏを用いて無駄時間補正テーブル９１を検索して、無効パルス幅ＴＤを目標燃圧ＰＦｏの関数ｆ（ＰＦｏ）から求め（ステップＳ２０５）、図５の処理ルーチンを抜け出る。
【０１０５】
一方、ステップＳ２０３において、Ｄ＜△ＰＦａ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、検出燃圧ＰＦ（または目標燃圧ＰＦｏ）が大きく変化した状態なので、検出燃圧ＰＦを用いた演算を実行する。
【０１０６】
すなわち、噴射量補正手段２５は、検出燃圧ＰＦを用いて、以下の（２）式のように燃圧比Ｋｐを算出し（ステップＳ２０６）、検出燃圧ＰＦに基づく燃圧比Ｋｐを用いて補正テーブル５２を検索する。
【０１０７】
Ｋｐ＝ＰＦ／ＰＦｂ  ・・・（２）
【０１０８】
また、無駄時間補正手段２９は、検出燃圧ＰＦを用いて無駄時間補正テーブル９１を検索し、無効パルス幅ＴＤを検出燃圧ＰＦの関数ｆ（ＰＦ）から求め（ステップＳ２０７）、図５の処理ルーチンを抜け出る。
【０１０９】
このように、燃圧偏差ΔＰＦに応じて、ステップＳ２０４およびＳ２０５の処理と、ステップＳ２０６およびＳ２０７の処理とに切り換えられる。
すなわち、燃圧偏差ΔＰＦが小さい（Ｄ≧ΔＰＦ）場合（区間Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ７）には、目標燃圧ＰＦｏに基づく噴射パルス信号Ｊの補正が実行される。
【０１１０】
このとき、所定値Ｄは燃圧脈動幅ΔＰＦｅ以上に設定されているので、定常的な運転状態の場合には、燃圧脈動幅ΔＰＦｅの影響を受けずに噴射パルス幅ＴＪを補正することができ、したがって、空燃比Ａ／Ｆのばらつきを抑制することができる。
【０１１１】
一方、外乱などによって大きな燃圧変動（Ｄ＜ΔＰＦ）が発生した場合（区間Ｚ２、Ｚ６）、または、目標燃圧ＰＦｏが切り換わって検出燃圧ＰＦが変化している場合（区間Ｚ４）には、検出燃圧ＰＦに基づく噴射パルス信号Ｊの補正が実行される。
【０１１２】
したがって、外乱などでインジェクタ１Ｆに作用する燃圧が変化したり、燃圧制御手段２８により目標燃圧ＰＦｏが変更された場合には、検出燃圧ＰＦに基づいて応答性よく噴射パルス幅ＴＪを補正することができる。
【０１１３】
なお、ここでは、無駄時間補正手段２９のみならず、噴射量補正手段２５においても燃圧情報を切り換えたが、無駄時間補正手段２９のみにおいて、燃圧偏差ΔＰＦに応じた燃圧情報の切り換えを実行してもよい。
【０１１４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、燃圧偏差ΔＰＦが所定値Ｄを越えた場合に直ちに検出燃圧ＰＦを噴射パルス信号Ｊの補正演算に用いたが、Ｄ＜ΔＰＦを満たす状態の継続時間を考慮して冗長性をもたせてもよい。
【０１１５】
以下、燃圧偏差ΔＰＦが所定時間以上連続して所定値Ｄを越えた場合のみに、検出燃圧ＰＦに基づく補正演算を実行するようにしたこの発明の実施の形態２を図について説明する。
【０１１６】
図６はこの発明の実施の形態２による無駄時間（噴射パルス幅）の補正処理を示すフローチャートである。
図６において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７は前述（図５参照）と同様の処理ステップであり、ここでは詳述を省略する。
【０１１７】
また、追加されたステップＳ３０１〜Ｓ３０３で用いられる時間計測カウンタＣＮＴは、あらかじめ初期処理（図示せず）により０クリアされているものとする。
【０１１８】
まず、前述と同様のステップＳ２０１〜Ｓ２０３において、燃圧偏差の絶対値△ＰＦａを求め、これを所定値Ｄと比較する。
もし、Ｄ≧△ＰＦａ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、時間計測カウンタＣＮＴを０クリアして（ステップＳ３０１）、時間計測カウンタＣＮＴの値が１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
【０１１９】
一方、ステップＳ３０１において、Ｄ＜△ＰＦａ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、時間計測カウンタＣＮＴをインクリメントして（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０２に進む。
【０１２０】
ステップＳ３０２において、ＣＮＴ≦１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、所定値Ｄを越える燃圧偏差絶対値△ＰＦａが検出されていないか、または、検出したとしても１回以内であるので、目標燃圧ＰＦｏを用いた補正処理ステップＳ２０４およびＳ２０５に進む。
【０１２１】
一方、ステップＳ３０２において、ＣＮＴ＞１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、所定値Ｄを越える燃圧偏差絶対値△ＰＦａが少なくとも２回（所定時間）以上連続して発生しているので、検出燃圧ＰＦを補正処理ステップＳ２０６およびＳ２０７に進む。
【０１２２】
このように、偏差判定値Ｄを越える燃圧偏差△ＰＦａの連続検出回数が１回以内の場合には目標燃圧ＰＦｏによる補正が実行され、偏差判定値Ｄを越える燃圧偏差△ＰＦａの連続検出回数が２回（所定時間）以上の場合には検出燃圧ＰＦによる補正が実行される。
【０１２３】
すなわち、噴射量補正手段２５は、燃圧偏差ΔＰＦが所定時間以上連続して所定値Ｄを越えた場合のみに、検出燃圧ＰＦに基づいて有効パルス幅Ｔｈを補正し、上記条件を満たさない場合には、目標燃圧ＰＦｏに基づいて有効パルス幅Ｔｈを補正する。
【０１２４】
また、無駄時間補正手段２９は、燃圧偏差ΔＰＦが所定時間以上連続して所定値Ｄを越えた場合のみに、検出燃圧ＰＦに基づいて無効パルス幅ＴＤを補正し、この条件を満たさない場合には、目標燃圧ＰＦｏに基づいて無効パルス幅ＴＤを補正する。
【０１２５】
これにより、何らかの運転状態変化やノイズ発生などにより、燃圧脈動幅ΔＰＦｅが瞬時的に所定値Ｄを越えたとしても、検出燃圧ＰＦに基づく噴射パルス幅ＴＪの補正が実行されずに済むので、空燃比Ａ／Ｆのばらつきを抑制することができる。
【０１２６】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、検出燃圧ＰＦと目標燃圧ＰＦｏとの燃圧偏差ΔＰＦに応じて、噴射パルス信号Ｊの補正用の燃圧情報を検出燃圧ＰＦまたは目標燃圧ＰＦｏに切り換えたが、検出燃圧ＰＦと平均燃圧ＰＦｍとの燃圧偏差ΔＰＦｍに応じて、燃圧情報を検出燃圧ＰＦまたは平均燃圧ＰＦｍに切り換えてもよい。
【０１２７】
以下、検出燃圧ＰＦと平均燃圧ＰＦｍとの燃圧偏差ΔＰＦｍに応じて燃圧情報を切り換えたこの発明の実施の形態３について説明する。
図７はこの発明の実施の形態３による動作を説明するための検出燃圧ＰＦ（実燃圧）の挙動を示すタイミングチャートである。
【０１２８】
図７において、実線は検出燃圧ＰＦの時間変化、破線は平均燃圧ＰＦｍの時間変化を示しており、前述（図４参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、ＥＣＵ２０Ａは、検出燃圧ＰＦから平均燃圧ＰＦｍを演算する平均燃圧演算手段（図示せず）を備えている。
【０１２９】
また、無駄時間補正手段２９は、検出燃圧ＰＦと平均燃圧ＰＦｍとの燃圧偏差ΔＰＦｍが所定値Ｄ以内の場合には、平均燃圧ＰＦｍに基づいて無効パルス幅ＴＤを補正し、燃圧偏差ΔＰＦｍが所定値Ｄを越えた場合には、検出燃圧ＰＦに基づいて無効パルス幅ＴＤを補正する。
【０１３０】
したがって、前述と同様に、定常状態の区間Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ７においては、安定な平均燃圧ＰＦｍを補正演算に用いることにより、空燃比Ａ／Ｆのばらつきを抑制することができる。
【０１３１】
また、燃圧変動の大きい区間Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６においては、検出燃圧ＰＦを用いることにより、補正演算の応答性をよくすることができる。
【０１３２】
また、燃圧偏差ΔＰＦｍが所定時間以上連続して所定値Ｄを越えた場合のみに、検出燃圧ＰＦに基づいて補正演算を実行し、それ以外の場合に平均燃圧ＰＦｍに基づいて補正演算を実行すれば、検出燃圧ＰＦの瞬時変動やノイズなどの影響も除去することができる。
【０１３３】
また、所定値Ｄを平均燃圧ＰＦｍの大きさに応じて変更（たとえば、平均燃圧ＰＦｍの増大につれて所定値Ｄも増大補正）すれば、運転状態に応じて常に精度のよい燃料噴射量Ｑｆの補正演算を実現することができ、噴射パルス信号Ｊの補正制御の信頼性をさらに向上させることができる。
【０１３４】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１、２では、燃圧偏差絶対値ΔＰＦａの判定基準となる所定値Ｄを固定値としたが、所定値Ｄを目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて変更してもよい。
【０１３５】
この場合、噴射パルス信号Ｊのパルス幅補正用の燃圧情報を切り換えるための所定値Ｄは、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆのうちの少なくとも１つの値に応じて適正値に変更される。
【０１３６】
次に、運転状態に応じて所定値Ｄを切り換えるようにしたこの発明の実施の形態４について説明する。
図８〜図１０はこの発明の実施の形態４による所定値Ｄの変更設定値を示す説明図であり、各図において、実線は燃圧脈動幅ΔＰＦｅの特性曲線、一点鎖線は所定値Ｄの特性曲線である。
【０１３７】
図８は目標燃圧ＰＦｏに対する燃圧脈動幅ΔＰＦｅおよび所定値Ｄの変化を示し、図９はエンジン回転数Ｎｅに対する燃圧脈動幅ΔＰＦｅおよび所定値Ｄの変化を示し、図１０は燃料噴射量Ｑｆに対する燃圧脈動幅ΔＰＦｅおよび所定値Ｄの変化を示している。
【０１３８】
図８〜図１０内の実線のように、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆに対する燃圧脈動幅ΔＰＦｅの特性は、高圧ポンプ７や高圧レギュレータ１０の構造によってある程度決定され得る固有値である。
【０１３９】
したがって、図８〜図１０内の一点鎖線のように、燃圧脈動幅△ＰＦｅに対応した適正な所定値Ｄの特性をあらかじめ設定しておけば、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆの変化によらず、燃圧情報を適正に切り換えることができる。
【０１４０】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態４による所定値Ｄの変更処理動作について説明する。
図１１において、まず、噴射量補正手段２５および無駄時間補正手段２９は、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆをそれぞれ読み込む（ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３）。
【０１４１】
続いて、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆに対する各所定値Ｄを、図８〜図１０の各特性曲線にしたがってテーブル検索し、これらのうちで最大値を示す値を最終的な判定基準となる所定値Ｄとして選択設定して（ステップＳ４０４）、図１１の処理ルーチンを抜け出る。
【０１４２】
以下、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じた適切な所定値Ｄを用いて、前述の補正処理が実行される。
【０１４３】
このように、燃圧偏差絶対値ΔＰＦａに対する比較基準（所定値Ｄ）を、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて変更することにより、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆの変化によって燃圧脈動幅ΔＰＦｅが変化しても、燃圧脈動幅ΔＰＦｅの影響を受けずに噴射パルス幅ＴＪを補正することができるので、空燃比Ａ／Ｆばらつきを抑制することができる。
【０１４４】
なお、図１０においては、エンジン負荷情報として燃料噴射量Ｑｆを用い、燃料噴射量Ｑｆに基づいて所定値Ｄを変更したが、特に燃料噴射量Ｑｆに限定されるものではなく、エンジン負荷に相当するパラメータであれば、他の情報を用いてもよい。
【０１４５】
また、図８〜図１０のように、目標燃圧ＰＦｏ、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆを別々のパラメータとして扱い、それぞれについて所定値Ｄの特性曲線を設定したが、別々のパラメータとして扱わずに、全てのパラメータを組み合わせた関数を指標として所定値Ｄを決定しても、同等の作用効果を奏す得ることは言うまでもない。
【０１４６】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１、２では、燃圧検出手段２３の故障発生時の補正演算について考慮しなかったが、燃圧検出手段２３が故障した場合には、異常な検出燃圧ＰＦに基づいて噴射パルス信号Ｊ（燃料噴射量Ｑｆ）が補正されて、燃料噴射量Ｑｆが目標値から大幅にずれてしまい、失火が発生するおそれがある。
【０１４７】
そこで、燃圧検出手段２３が故障した場合には、検出燃圧ＰＦを用いずに、燃圧制御手段２８の目標燃圧ＰＦｏに基づいて噴射パルス幅ＴＪを補正することが望ましい。
【０１４８】
以下、燃圧検出手段２３が故障した場合には目標燃圧ＰＦｏを用いて補正演算するようにしたこの発明の実施の形態５について説明する。
この場合、ＥＣＵ２０Ａは、燃圧検出手段２３の故障を判定する故障判定手段（図示せず）を備えている。
【０１４９】
また、無駄時間補正手段２９は、燃圧検出手段２３の故障が判定されたときには、目標燃圧ＰＦｏに基づいて噴射パルス幅ＴＪを補正するように構成されている。
【０１５０】
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態５による燃圧情報の切り換え動作について説明する。
図１２において、まず、故障判定手段は、燃圧検出手段２３（燃圧センサ）が故障中であるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。
【０１５１】
なお、故障判定手段は、たとえば許容範囲を逸脱した検出燃圧ＰＦが生成された場合に故障判定信号を出力するなどにより、周知の手段で構成され得るので詳述を省略する。
【０１５２】
ステップＳ５０１において、燃圧検出手段２３が故障中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、検出燃圧ＰＦ（燃圧情報）として目標燃圧ＰＦｏを設定し（ステップＳ５０２）、図１２の処理ルーチンを抜け出る。
【０１５３】
一方、ステップＳ５０１において、燃圧検出手段２３が故障でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、燃圧検出手段２３が正常なので、ステップＳ５０２の処理を実行せずに、図１２の処理ルーチンを抜け出る。
以下、前述の処理にしたがって噴射パルス信号Ｊの補正演算が実行される。
【０１５４】
このように、燃圧検出手段２３が故障したときは、目標燃圧ＰＦｏに基づいて噴射パルス幅ＴＪを補正することにより、異常な検出燃圧ＰＦで噴射パルス幅ＴＪが補正されることがなく、高精度の噴射パルス幅ＴＪを確保することができ、失火などの発生を抑制することができる。
【０１５５】
実施の形態６．
なお、上記各実施の形態では、たとえば図１のように、燃圧制御手段２８により高圧レギュレータ１０の燃圧をフィードバック制御する場合について説明したが、高圧レギュレータ１０に代えて、燃圧フィードバック制御を行わない機械式の燃圧レギュレータを用いてもよい。
【０１５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段による検出燃圧に基づいてインジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、検出燃圧に応じてインジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、インジェクタに作用する燃圧を運転状態に応じた目標燃圧に制御する燃圧制御手段とを設け、噴射パルス演算手段は、運転状態に応じた有効パルス幅と無効パルス幅とを加算して噴射パルス幅を演算し、無駄時間補正手段は、検出燃圧と目標燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、目標燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するようにしたので、噴射パルス幅の補正を安定化且つ最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１５８】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、無駄時間補正手段は、燃圧偏差が所定時間以上連続して所定値を越えた場合のみに、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、条件を満たさない場合には、目標燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するようにしたので、噴射パルス幅の補正を安定化且つ最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１５９】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１において、噴射パルス演算手段は、燃圧偏差が所定値以内の場合には、目標燃圧に基づいて有効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて有効パルス幅を補正するようにしたので、噴射パルス幅の補正をさらに最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６０】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、所定値は、目標燃圧に応じて変更されるようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６１】
また、この発明の請求項５によれば、請求項１から請求項４までのいずれか１項において、所定値は、検出燃圧に定常的に重畳される脈動成分以上の値に設定されたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６２】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１から請求項５までのいずれか１項において、燃圧検出手段の故障を判定する故障判定手段を備え、無駄時間補正手段は、燃圧検出手段の故障が判定されたときは、目標燃圧に基づいて噴射パルス幅を補正するようにしたので、燃圧検出手段が故障しても噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６３】
また、この発明の請求項７によれば、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、インジェクタに作用する燃圧を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段による検出燃圧に基づいてインジェクタの噴射パルス幅を演算する噴射パルス演算手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、検出燃圧に応じてインジェクタの無効パルス幅を補正する無駄時間補正手段と、検出燃圧から平均燃圧を演算する平均燃圧演算手段とを設け、噴射パルス演算手段は、運転状態に応じた有効パルス幅と無効パルス幅とを加算して噴射パルス幅を演算し、無駄時間補正手段は、検出燃圧と平均燃圧との燃圧偏差が所定値以内の場合には、平均燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６４】
また、この発明の請求項８によれば、請求項７において、無駄時間補正手段は、燃圧偏差が所定時間以上連続して所定値を越えた場合のみに、検出燃圧に基づいて無効パルス幅を補正し、条件を満たさない場合には、平均燃圧に基づいて無効パルス幅を補正するようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６５】
また、この発明の請求項９によれば、請求項７において、噴射パルス演算手段は、燃圧偏差が所定値以内の場合には、平均燃圧に基づいて有効パルス幅を補正し、燃圧偏差が所定値を越えた場合には、検出燃圧に基づいて有効パルス幅を補正するようにしたので、噴射パルス幅の補正をさらに最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６６】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項７から請求項９までのいずれか１項において、所定値は、平均燃圧に応じて変更されるようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６７】
また、この発明の請求項１１によれば、請求項１から請求項１０までのいずれか１項において、所定値は、エンジン回転数に応じて変更されるようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【０１６８】
また、この発明の請求項１２によれば、請求項１から請求項１１までのいずれか１項において、所定値は、インジェクタの噴射量に応じて変更されるようにしたので、運転状態によらず噴射パルス幅の補正を最適化して、燃料噴射量の精度を向上させた筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に関連した装置の要部を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の装置による流量特性を示す特性図である。
【図３】図１の装置による無効パルス幅の補正方法を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による燃圧挙動および目標燃圧の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による無効パルス幅の補正処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による無効パルス幅の補正処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による燃圧挙動および平均燃圧の変化を示すタイミングチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４により目標燃圧に対して変更設定される所定値を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態４によりエンジン回転数に対して変更設定される所定値を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態４により燃料噴射量に対して変更設定される所定値を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による所定値の変更処理を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態５による燃圧情報の切換処理を示すフローチャートである。
【図１３】一般的な筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置の燃料供給系を概略的に示すブロック構成図である。
【図１４】従来の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置の要部を示す機能ブロック図である。
【図１５】従来の筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置による流量特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１  エンジン、１Ｆ  インジェクタ、２  各種センサ、７  高圧ポンプ、１０  高圧レギュレータ（燃圧レギュレータ）、１２  燃圧センサ、２０Ａ  ＥＣＵ、２１  吸気量検出手段、２２  回転数検出手段、２３  燃圧検出手段、２４  噴射量演算手段、２５  噴射量補正手段、２７  加算器、２８  燃圧制御手段、２９  無駄時間補正手段、５２  補正テーブル、９１  無駄時間補正テーブル、ＣＮＴ  時間計測カウンタ、Ｄ  所定値、Ｊ  噴射パルス信号、Ｋｈ  補正係数、Ｋｐ  燃圧比、Ｎｅ  エンジン回転数、ＰＦ  検出燃圧、ＰＦｍ  平均燃圧、ＰＦｏ  目標燃圧、Ｑａ  吸気量、Ｑｆ  燃料噴射量、Ｒｉ  励磁電流、ＴＪ  噴射パルス幅、ＴＤ  無効パルス幅、Ｔｅ  有効パルス幅、Ｔｈ  補正後の有効パルス幅、ΔＰＦ  燃圧偏差、ΔＰＦｍ  平均燃圧、ΔＰＦｅ  脈動幅（脈動成分）、Ｓ１１０、Ｓ２０５、Ｓ２０７  無効パルス幅を検索するステップ、
Ｓ１１１  噴射パルス幅を算出するステップ、Ｓ２０３  燃圧偏差を所定値と比較するステップ、Ｓ３０２  所定時間を判定するステップ、Ｓ３０３  時間計測ステップ、Ｓ４０４  所定値を変更するステップ、Ｓ５０１  燃圧検出手段の故障を判定するステップ。
【図１】
0003583673.tif 000002
【図２】
0003583673.tif 000003
【図３】
0003583673.tif 000004
【図４】
0003583673.tif 000005
【図５】
0003583673.tif 000006
【図６】
0003583673.tif 000007
【図７】
0003583673.tif 000008
【図８】
0003583673.tif 000009
【図９】
0003583673.tif 000010
【図１０】
0003583673.tif 000011
【図１１】
0003583673.tif 000012
【図１２】
0003583673.tif 000013
【図１３】
0003583673.tif 000014
【図１４】
0003583673.tif 000015
【図１５】
0003583673.tif 000016