(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の個体差に起因した噴射特性のばらつきをより好適に補償し、ひいては、出力性能や排気特性を向上させる。【解決手段】燃料噴射弁の噴射率の最大値と、噴射開始の指令タイミングに対する実際のタイミングのずれ量とを計測する（Ｓ１０）。噴射率の最大値に基づき、コモンレール内の目標燃圧の補正量を算出するとともに、ずれ量に基づき指令タイミングの補正量を算出する（Ｓ２０）。これら補正量を、燃料噴射弁に設けるＱＲコードに記憶する（Ｓ３０）。燃料噴射弁をエンジンに搭載する際、ＱＲコードから補正量を読み取り、エンジンを制御するＥＣＵに記憶させる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプにより加圧供給される燃料を高圧状態で蓄圧室に蓄え、該蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁を介して噴射する燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の個体差についての情報を記憶する記憶手段と、
前記情報に基づき、前記蓄圧室内の燃圧を可変設定する設定手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記個体差についての情報には、前記燃料噴射弁の噴射率の最大値の実測値についての情報が含まれる請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記最大値の実測値についての情報は、前記蓄圧室内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された燃料噴射率の最大値についての情報である請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記最大値の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記蓄圧室内の燃圧の補正量として記憶する請求項２又は３記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記個体差についての情報には、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報が含まれ、
前記設定手段は、前記実測値についての情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングを更に可変設定する請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記実測値についての情報には、前記蓄圧室内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された前記ずれ量についての情報が含まれる請求項５記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記ずれ量の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記燃料噴射弁の噴射開始の指令タイミングの補正量として記憶する請求項５又は６記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報を記憶する記憶手段と、
前記情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングを可変設定する設定手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記実測値についての情報は、前記蓄圧室内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された前記ずれ量についての情報である請求項８記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記記憶手段は、前記ずれ量の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記燃料噴射弁の噴射開始の指令タイミングの補正量として記憶する請求項８又は９記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
前記記憶手段を、前記燃料噴射弁に備える請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
当該燃料噴射制御装置は、ディーゼルエンジンに搭載されるものである請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁の噴射率の最大値の実測値についての情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１４】
内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１５】
燃料ポンプにより加圧供給される燃料を高圧状態で蓄圧室に蓄え、該蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁を介して噴射する際の制御の態様を調整する方法において、
前記燃料噴射弁の個体差についての情報に基づき、前記蓄圧室内の燃圧の設定態様を調整することを特徴とする燃料噴射制御の調整方法。
【請求項１６】
当該燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングの設定態様を調整することを特徴とする燃料噴射制御の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の個体差に起因した噴射特性のばらつきを補償する燃料噴射制御装置、燃料噴射弁、及び燃料噴射制御の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料噴射制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、ディーゼルエンジンの電磁駆動式の燃料噴射弁の通電時間を補正することで、上記個体差に起因した噴射燃料量のばらつきを補償するものも提案されている。この燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射弁の個体差にかかわらず、噴射される燃料量のばらつきを抑制することができる。
【０００３】
ところで、エンジンの出力性能や排気特性は、実際に噴射される燃料量によって一義的に定まるものではない。すなわち、噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量や噴射率が異なると、たとえ噴射される燃料量が同一であったとしてもエンジンの燃焼室に噴射される燃料の噴霧形状等が異なり、ひいては、エンジンの出力性能や排気特性を異ならしめることとなる。
【０００４】
このため、エンジンの運転状態等に基づき出力性能や排気特性を良好に維持するうえで適切な燃料噴射制御がなされたとしても、燃料噴射弁の個体差により、実際の燃料噴射態様は、エンジンの出力性能や排気特性を良好に維持するうえで適切なものとならないことがある。
【０００５】
また、エンジンの出力性能や排気特性を良好に維持すべく、通常、燃料噴射を行うことが許容される期間も制限されている。したがって、上記特許文献１に記載の装置による開弁期間の補正量も自ずと制限されることとなるため、十分な補正を行うことができないおそれもある。
【０００６】
このため、排気特性に対する規制や、エンジンの出力性能に対する要求が厳しさを増している近年の状況に対処するには、従来の燃料噴射制御装置は十分なものとはなっていない。
【特許文献１】特開２０００−２２０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料噴射弁の個体差に起因した噴射特性のばらつきをより好適に補償し、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることのできる燃料噴射制御装置、燃料噴射弁、及び燃料噴射制御の調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
手段１では、燃料ポンプにより加圧供給される燃料を高圧状態で蓄圧室に蓄え、該蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁を介して噴射する燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁の個体差についての情報を記憶する記憶手段と、前記情報に基づき、前記蓄圧室内の燃圧を可変設定する設定手段とを備える。
【００１０】
燃料噴射弁の個体差に起因して、燃料噴射開始時の燃料噴射率の上昇度合いや、燃料噴射率の最大値、噴射開始のタイミング等、噴射特性にばらつきが生じる。こうした個体差に起因した噴射特性のばらつきを補償すべく、燃料噴射期間（燃料噴射弁の開弁期間）を調整する場合には、燃料噴射時期が噴霧形状を良好に保つことのできる時期から離間することや、許容される燃料噴射期間に収まらないために燃料噴射量が不足すること等が懸念される。
【００１１】
この点、上記構成では、燃料噴射弁の個体差に基づき、蓄圧室内の燃圧を可変設定することで、個体差に起因した噴射特性のばらつきを好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【００１２】
手段２では、手段１において、前記個体差についての情報には、前記燃料噴射弁の噴射率の最大値の実測値についての情報が含まれる。
【００１３】
個体差に起因した燃料噴射率のばらつきは、燃料噴射弁の噴射率の最大値のばらつきに顕著に表れる傾向にある。このため、噴射率の最大値によって、燃料噴射期間における燃料噴射率のばらつきを適切に把握することができる。
【００１４】
このため、上記構成では、燃料噴射率のばらつきを簡易且つ好適に補償することができる。
【００１５】
手段３では、手段２において、前記最大値の実測値についての情報は、前記蓄圧室内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された燃料噴射率の最大値についての情報である。
【００１６】
燃料噴射率は、燃料噴射弁の個体差のみならず、蓄圧室内の燃圧によっても変化する。そして、燃料噴射弁の個体差による燃料噴射率のばらつきは、蓄圧室内の燃圧によって変化する。
【００１７】
この点、上記構成では、蓄圧室内の燃圧を様々に設定したときの燃料噴射率の実測値を用いることで、蓄圧室内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による燃料噴射率のばらつきを補償することができる。
【００１８】
手段４では、手段２又は３において、前記記憶手段は、前記最大値の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記蓄圧室内の燃圧の補正量として記憶する。
【００１９】
上記構成によれば、燃圧の補正量が記憶されるために、設定手段の演算負荷を低減することができる。
【００２０】
手段５では、手段１〜４のいずれかにおいて、前記個体差についての情報には、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報が含まれ、前記設定手段は、前記実測値についての情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングを更に可変設定する。
【００２１】
噴射開始の指令タイミングに対して実際のタイミングが変化すると、実際に噴射される燃料の噴霧形状が変化し、ひいては、出力性能や排気特性が変化する。
【００２２】
この点、上記構成では、上記ずれ量の実測値に基づき噴射開始の指令タイミングが可変設定されるために、個体差をいっそう好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【００２３】
手段６では、手段５において、前記実測値についての情報には、前記蓄圧室内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された前記ずれ量についての情報が含まれる。
【００２４】
上記ずれ量は、燃料噴射弁の個体差のみならず、蓄圧室内の燃圧によっても変化する。そして、燃料噴射弁の個体差による上記ずれ量のばらつきは、蓄圧室内の燃圧によって変化する。
【００２５】
この点、上記構成では、蓄圧室内の燃圧を様々に設定したときの上記ずれ量の実測値を用いることで、蓄圧室内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による上記ずれ量のばらつきを補償することができる。
【００２６】
手段７では、手段５又は６において、前記記憶手段は、前記ずれ量の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記燃料噴射弁の噴射開始の指令タイミングの補正量として記憶する。
【００２７】
上記構成によれば、指令タイミングの補正量が記憶されるために、設定手段の演算負荷を低減することができる。
【００２８】
手段８では、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報を記憶する記憶手段と、前記情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングを可変設定する設定手段とを備える。
【００２９】
噴射開始の指令タイミングに対して実際のタイミングが変化すると、実際に噴射される燃料の噴霧形状が変化し、ひいては、出力性能や排気特性が変化する。
【００３０】
この点、上記構成では、上記ずれ量の実測値に基づき噴射開始の指令タイミングが可変設定されるために、個体差に起因した噴射特性を好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【００３１】
手段９では、手段８において、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報を記憶する記憶手段と、前記情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングを可変設定する設定手段とを備える。
【００３２】
上記ずれ量は、燃料噴射弁の個体差のみならず、蓄圧室内の燃圧によっても変化する。そして、燃料噴射弁の個体差による上記ずれ量のばらつきは、蓄圧室内の燃圧によって変化する。
【００３３】
この点、上記構成では、蓄圧室内の燃圧を様々に設定したときの上記ずれ量の実測値を用いることで、蓄圧室内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による上記ずれ量のばらつきを補償することができる。
【００３４】
手段１０では、手段８又は９において、前記記憶手段は、前記ずれ量の実測値についての情報を、該実測値に基づく前記燃料噴射弁の噴射開始の指令タイミングの補正量として記憶する。
【００３５】
上記構成によれば、指令タイミングの補正量が記憶されるために、設定手段の演算負荷を低減することができる。
【００３６】
手段１１では、手段１〜１０のいずれかにおいて、前記記憶手段を、前記燃料噴射弁に備えることをその要旨とする。
【００３７】
上記構成では、燃料噴射弁に上記情報を記憶する手段を備えることで、燃料噴射弁と上記設定手段との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要性が生じないため、製造時の煩雑さを解消することができる。
【００３８】
手段１２では、手段１〜１１のいずれかにおいて、当該燃料噴射制御装置は、ディーゼルエンジンに搭載されるものである。
【００３９】
ディーゼルエンジンでは、燃料噴射弁の個体差に起因した噴霧形状のばらつき等が、出力性能や排気特性に大きな影響を与えやすい。
【００４０】
この点、上記手段１２は、手段１〜１１の有する作用効果を好適に奏することができる構成となっている。
【００４１】
手段１３では、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、前記燃料噴射弁の噴射率の最大値の実測値についての情報を記憶する記憶手段を備える。
【００４２】
個体差に起因した燃料噴射率のばらつきは、燃料噴射弁の噴射率の最大値のばらつきに顕著に表れる傾向にある。このため、噴射率の最大値によって、燃料噴射期間における燃料噴射率のばらつきを適切に把握することができる。
【００４３】
ここで上記構成では、この噴射率の最大値の実測値についての情報を記憶する記憶手段を備えることで、噴射率の最大値のばらつきを補償するための制御を行う適宜の手段により当該燃料噴射弁の燃料噴射率のばらつきを簡易且つ好適に補償することができる。特に、上記構成では、上記情報を記憶する記憶手段を燃料噴射弁に備えるために、燃料噴射弁と上記適宜の手段との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要が生じないため、製造時の煩雑さを解消することができる。
【００４４】
なお、上記構成において、実測値についての情報は、手段３又は４に記載のものとしてもよい。また、当該燃料噴射弁は、ディーゼルエンジンに搭載されるものとしてもよい。
【００４５】
手段１４では、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報を記憶する記憶手段を備える。
【００４６】
噴射開始の指令タイミングに対して実際のタイミングが変化すると、実際に噴射される燃料の噴霧形状が変化し、ひいては、出力性能や排気特性が変化する。
【００４７】
この点、上記構成では、上記ずれ量についての情報を記憶する記憶手段を備えることで、ずれ量のばらつきを補償するための制御を行う適宜の手段により当該燃料噴射弁のずれ量のばらつきを簡易且つ好適に補償することができる。特に、上記構成では、上記情報を記憶する記憶手段を燃料噴射弁に備えるために、燃料噴射弁と上記適宜の手段との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要が生じないため、製造時の煩雑さを解消することができる。
【００４８】
なお、上記構成において、実測値についての情報は、手段９又は１０に記載のものとしてもよい。また、当該燃料噴射弁は、ディーゼルエンジンに搭載されるものとしてもよい。
【００４９】
手段１５では、燃料ポンプにより加圧供給される燃料を高圧状態で蓄圧室に蓄え、該蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁を介して噴射する際の制御の態様を調整する方法において、前記燃料噴射弁の個体差についての情報に基づき、前記蓄圧室内の燃圧の設定態様を調整する。
【００５０】
燃料噴射弁の個体差に起因して、燃料噴射開始時の燃料噴射率の上昇度合いや、燃料噴射率の最大値、噴射開始のタイミング等、噴射特性にばらつきが生じる。こうした個体差に起因した噴射特性のばらつきを補償すべく、燃料噴射期間（燃料噴射弁の開弁期間）を調整する場合には、燃料噴射時期が噴霧形状を良好に保つことのできる時期から離間することや、許容される燃料噴射期間に収まらないために燃料噴射量が不足すること等が懸念される。
【００５１】
この点、上記方法では、燃料噴射弁の個体差に基づき、蓄圧室内の燃圧の設定態様を調整することで、個体差に起因した噴射特性のばらつきを好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【００５２】
なお、上記方法において、個体差についての情報は、手段２又は３に記載のものとしてもよい。また、当該燃料噴射制御を、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御としてもよい。
【００５３】
手段１６では、当該燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値についての情報に基づき、前記燃料噴射弁に対する噴射開始の指令タイミングの設定態様を調整する。
【００５４】
噴射開始の指令タイミングに対して実際のタイミングが変化すると、実際に噴射される燃料の噴霧形状が変化し、ひいては、出力性能や排気特性が変化する。
【００５５】
この点、上記方法では、上記ずれ量の実測値に基づき噴射開始の指令タイミングの設定態様が調整されるために、個体差に起因した噴射特性を好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【００５６】
なお、上記方法において、実測値についての情報は、手段９に記載のものとしてもよい。また、当該燃料噴射制御を、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御としてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置、燃料噴射弁、及び燃料噴射制御の調整方法を、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置、燃料噴射弁、及び燃料噴射制御の調整方法に適用した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
図１に、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置を含む燃料噴射システムの全体構成を示す。図示するように、燃料タンク１内の燃料は、フィルタ２を介して燃料ポンプ４によって汲み上げられる。燃料ポンプ４によって汲み上げられた燃料は、加圧されてコモンレール６に供給される。コモンレール６は、燃料ポンプ４から加圧供給された高圧状態の燃料（高圧燃料）を蓄えて、各気筒の燃料噴射弁１０（ここでは、１つの気筒の燃料噴射弁のみを例示）に高圧燃料を分配供給する配管である。
【００５９】
燃料噴射弁１０は、コモンレール６から供給される高圧燃料を、エンジンの燃焼室に噴射供給するものである。詳しくは、燃料噴射弁１０の先端に円柱状のニードル収納部１２が設けられている。そして、ニードル収納部１２には、その軸方向に変位可能なノズルニードル１４が収納されている。ノズルニードル１４は、燃料噴射弁１０の先端部に形成されている環状のニードルシート部１６に着座することで、ニードル収納部１２を外部（エンジンの燃焼室）から遮断する一方、ニードルシート部１６から離座することで、ニードル収納部１２を外部と連通させる。また、ニードル収納部１２には、コモンレール６から高圧燃料通路１８を介して高圧燃料が供給される。
【００６０】
ノズルニードル１４の背面側（ニードルシート部１６と対向する側の反対側）は、背圧室２０に対向している。背圧室２０には、高圧燃料通路１８を介してコモンレール６から高圧燃料が供給される。また、ノズルニードル１４の中間部には、ニードルスプリング２２が備えられており、ニードルスプリング２２によりノズルニードル１４は燃料噴射弁１０の先端側へ押されている。
【００６１】
一方、低圧燃料通路２４は燃料タンク１に連通しており、低圧燃料通路２４と背圧室２０との間は、弁体２６によって連通及び遮断される。すなわち、背圧室２０と低圧燃料通路２４とを連通するオリフィス２８が弁体２６によって塞がれることで、背圧室２０と低圧燃料通路２４とが遮断される一方、オリフィス２８が開放されることで背圧室２０と低圧燃料通路２４とが連通される。
【００６２】
弁体２６は、バルブスプリング３０によって燃料噴射弁１０の先端側へ押されている。また、弁体２６は、電磁ソレノイド３２の電磁力により吸引されることで、燃料噴射弁１０の後方側に変位可能となっている。
【００６３】
なお、燃料噴射弁１０には、その個体差についての情報を記憶するＱＲコード（登録商標）を備えるプレート３８が設けられている。これについては、後に詳述する。
【００６４】
こうした構成において、電磁ソレノイド３２が通電されず電磁ソレノイド３２による吸引力が働いていないときには、弁体２６は、バルブスプリング３０の力によって、オリフィス２８を塞ぐこととなる。一方、ノズルニードル１４は、ニードルスプリング２２によって燃料噴射弁１０の先端側へ押され、ニードルシート部１６に着座した状態（燃料噴射弁１０の閉弁状態）となる。
【００６５】
ここで、電磁ソレノイド３２が通電されると、電磁ソレノイド３２による吸引力により弁体２６は燃料噴射弁１０の後方側へ変位し、オリフィス２８を開放する。これにより、背圧室２０の高圧燃料は、オリフィス２８を介して低圧燃料通路２４へと移動する。このため、背圧室２０の高圧燃料がノズルニードル１４へ印加する圧力は、ニードル収納部１２内の高圧燃料がノズルニードル１４に印加する圧力よりも小さくなる。そして、この圧力差が、ニードルスプリング２２がノズルニードル１４を燃料噴射弁１０の先端側へ押す力よりも大きくなると、ノズルニードル１４がニードルシート部１６から離座した状態（燃料噴射弁１０の開弁状態）となる。
【００６６】
このように、燃料噴射弁１０は、電磁ソレノイド３２への通電制御がなされていないときに閉弁状態となるノーマリークローズ型の噴射弁である。
【００６７】
また、燃料噴射弁１０は、ノズルニードル１４の変位方向の両端部に対向する室（ニードル収納部１２及び背圧室２０）のそれぞれに充填される燃料によりこれら両端部に印加する圧力のバランスが、弁体２６の変位によって操作される圧力バランスタイプの噴射弁でもある。この圧力バランスタイプの噴射弁では、高圧燃料によってノズルニードル１４の両端に印加される圧力のバランスを操作することで、燃料噴射弁１０の開弁及び閉弁が制御される。このため、これら開弁及び閉弁に用いられるアクチュエータである弁体２６及び電磁ソレノイド３２に必要とされるエネルギ量を低減することが可能な構成となっている。
【００６８】
なお、低圧燃料通路２４は、燃料タンク１のみならず、コモンレール６内の燃圧が所定の閾値を上回らないように制限するプレッシャリミッタ４０と接続されている。そして、コモンレール６内の圧力が所定の閾値以上となると、コモンレール６内の燃料がプレッシャリミッタ４０を介して燃料タンク１へ戻されることで、コモンレール６内の圧力が所定の閾値を上回って上昇することを回避する。また、コモンレール６には、コモンレール６内の燃料を適宜燃料タンク１に戻すことでコモンレール６内の燃圧を調整する減圧弁４２が設けられている。更に、コモンレール６には、その内部の燃圧を検出する圧力センサ４４が設けられている。
【００６９】
一方、電子制御装置（以下、ＥＣＵ５０）は、中央処理装置やメモリを備えており、ディーゼルエンジンの運転状態や運転環境等を検出する各種センサの検出値を取り込み、これらに基づいて、ディーゼルエンジンの出力特性を制御するものである。すなわち、例えばディーゼルエンジンの運転状態に応じて、ディーゼルエンジンの出力性能や排気特性を良好に維持するような燃料噴射制御がなされる。これは、以下の態様にて行われる。
【００７０】
すなわち、ＥＣＵ５０では、ディーゼルエンジンの運転状態や運転環境に基づき、コモンレール６内の目標燃圧を設定する。そして、この目標燃圧に基づき、燃料ポンプ４や減圧弁４２を操作することで、コモンレール６内の実際の燃圧を目標とする燃圧に制御する。また、ＥＣＵ５０では、ユーザの要求や、ディーゼルエンジンの運転状態、運転環境に基づき、燃料噴射量や噴射開始の指令タイミングを算出する。そして、これら算出された燃料噴射量や噴射開始の指令タイミングに基づき、燃料噴射弁１０の通電操作を行う。
【００７１】
ただし、ディーゼルエンジンの運転状態や運転環境に基づき燃料噴射量及び噴射開始の指令タイミングを設定したとしても、燃料噴射弁１０の個体差により燃料噴射弁１０の噴射特性がばらつくため、必ずしも出力性能や排気特性を良好に維持するものとならないことがある。
【００７２】
ここで、燃料噴射弁１０の個体差に起因した噴射特性のばらつきとしては、図２に示すものがある。図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、いずれも横軸を時刻とし、縦軸を燃料噴射率としている。ここで、燃料噴射率は、単位時間あたりの燃料噴射量として定義される量（燃料噴射量の変化量として定義される量）である。
【００７３】
図２（ａ）に示されるように、燃料噴射弁１０の個体差に起因して、燃料噴射開始に伴う燃料噴射率の上昇度合いや、燃料噴射率の最大値等にばらつきが生じる。また、図２（ｂ）に示されるように、燃料噴射弁１０の個体差に起因して、噴射開始のタイミングにもばらつきが生じる。
【００７４】
そこで、本実施形態では、燃料噴射弁１０の噴射率の最大値を実測し、これに基づいてコモンレール６内の燃圧を補正するとともに、噴射開始の指令タイミングに対する実際のタイミングのずれ量を実測し、これに基づいて燃料噴射弁１０の通電開始のタイミングを補正する。以下、これについて詳細に説明する。
【００７５】
図３に、燃料噴射弁１０の個体差に起因した噴射特性のばらつきを補償するための処理の手順を示す。
【００７６】
この一連の処理においては、まずステップＳ１０において、燃料噴射弁１０の噴射特性が計測される。具体的には、図４に示すように、燃料噴射弁１０の噴射率の最大値と、燃料噴射弁１０に対する噴射開始の指令タイミングに対する実際のタイミングのずれ量とを計測する。ちなみに、図４（ａ）は、燃料噴射弁１０に対する通電操作態様を示しており、図４（ｂ）は、そのときに計測される噴射特性を示している。
【００７７】
図４（ａ）に示す通電波形は、初めに最大の通電量にした後、段階的に通電量を低減させるものとなっている。このように初めに最大の通電量とするのは、先の図１に示した弁体２６の変位を開始させるのにもっとも大きな通電量が要求されるためである。なお、本実施形態では、通電量は、３段階で低減させてゼロとする構成となっており、１段階目の通電量の低減は、弁体２６の変位が開始された後、弁体２６を変位させつづけるために必要な通電量とするために行われる。また、２段階目の通電量の低減は、弁体２６を電磁ソレノイド３２の側に最大量変位させた状態で保持するために要求される通電量とするために行われる。
【００７８】
上記計測は、本実施形態においては、図５に示す態様にて行われる。すなわち、燃料噴射弁１０の先端を、その内周に歪みゲージ６１を備える容器内６０に入れ、噴射される燃料が歪みゲージ６１に及ぼす圧力を電気信号に変換することで燃料の噴射率等を計測する。
【００７９】
なお、本実施形態では、燃料噴射率の最大値や、噴射開始の指令タイミングに対する実際のタイミングのずれ量を、コモンレール６内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において計測する。これは、噴射特性のばらつきが、燃料噴射弁１０の個体差によって一義的に定まらないことによる。すなわち、噴射特性のばらつきは、コモンレール６内の燃圧によっても変化することに起因して、燃料特性のばらつきも、コモンレール６内の燃圧によって変化する。そこで、本実施形態では、コモンレール６内の燃圧を様々に設定したときの実測値を用いることで、コモンレール６内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による噴射特性のばらつきを補償する。
【００８０】
続くステップＳ２０では、計測結果に基づき、コモンレール６内の燃圧の補正量と、噴射開始の指令タイミングの補正量とを算出する。ここでは、基準となる噴射率の最大値を設定するとともに、計測される噴射率の最大値が基準となる噴射率の最大値となるときに補正量がゼロとなる態様にて燃圧の補正量を設定する。また、基準となるずれ量を設定するとともに、計測されるずれ量が基準となるずれ量となるときに補正量がゼロとなる態様にて指令タイミングの補正量を設定する。
【００８１】
ちなみに、こうした補正量の設定は、実際には、燃圧の補正量の設定の後、この補正のなされた燃圧にて上記ずれ量を計測し、この計測結果に基づき指令タイミングの補正量を設定するようにすることが望ましい。すなわち、上記ステップＳ１０，Ｓ２０の処理は、実際には、噴射率の最大値の計測、及び燃圧の補正量の設定の後、上記ずれ量の計測、及び指令タイミングの補正量の設定を行うようにすることが望ましい。
【００８２】
続くステップＳ３０では、算出した補正量を、燃料噴射弁１０に設ける上記ＱＲコードに記憶させる。ここで、ＱＲコードは、図６に示す概観を有し、縦方向及び横方向に情報を有する２次元コードの一種である。
【００８３】
続くステップＳ４０では、燃料噴射弁１０をディーゼルエンジンに搭載する際、ＱＲコードから補正量を読み取り、ＥＣＵ５０に記憶させる。すなわち、図６に示すように、燃料噴射弁１０の備えるＱＲコードを、ＱＲコードスキャナ７０により読み込み、一旦パーソナルコンピュータ７２に取り込む。そして、パーソナルコンピュータ７２では、取り込まれたＱＲコードをＥＣＵ５０において処理可能なデータ（補正データ）に変換し、ＥＣＵ５０に出力する。
【００８４】
続くステップＳ５０においては、ステップＳ４０において取り込まれた補正量に基づき、ＥＣＵ５０では、コモンレール６内の燃圧を制御する。また、ステップＳ６０では、噴射開始の指令タイミングを補正する。
【００８５】
上記ステップＳ５０にかかる処理は、具体的には、図７に示す処理となる。図７は、ステップＳ５０の処理の手順の詳細を示すものである。この処理は、実際には、所定周期でＥＣＵ５０により繰り返し実行される。
【００８６】
この一連の処理においては、まずステップＳ５２において、コモンレール６内の燃圧の検出値を取り込む。続くステップＳ５４では、燃料噴射を行う燃料噴射弁１０について、ステップＳ５２で取り込まれた燃圧と、先の図３のステップＳ４０において記憶した補正量とに基づきコモンレール６内の燃圧の補正量を算出する。この処理は、ディーゼルエンジンの任意の気筒で燃料噴射を行うタイミングとなったときに行われるものである。すなわち、こうしたタイミングとなると、先の図３のステップＳ４０において記憶させた補正量のうち、該当する燃料噴射弁１０の噴射率の最大値のばらつき補償する補正量を読み出す（補正量の算出）。ただし、上述したように、該当する燃料噴射弁１０の個体差を補償する補正量は、様々な値の燃圧毎に記憶されているため、ステップＳ５２にて取り込まれた燃圧に基づき、記憶されている補正量から適切な補正量を読み出す（補正量の算出）。この際、上記様々な値と、取り込まれた燃圧とが一致しないときには、例えば補間処理等によって補正量を算出する。
【００８７】
こうして補正量が算出されると、ステップＳ５６では、この補正量に基づき燃料ポンプ４又は減圧弁４２を操作する。詳しくは、補正量がゼロより小さいとき、換言すれば、燃料噴射弁１０の噴射率の最大値が基準となる最大値よりも大きいとき、コモンレール６内の燃圧を低下させるべく、減圧弁４２を操作する。一方、補正量がゼロよりも大きいとき、換言すれば、燃料噴射弁１０の噴射率の最大値が基準となる最大値よりも小さいとき、コモンレール６内の燃圧を上昇させるべく、燃料ポンプ４を操作する。
【００８８】
ちなみに、コモンレール６内の燃圧の補正は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御のいずれによっても行うことができる。すなわち、フィードフォワード制御においては、該当する燃料噴射弁１０から燃料が噴射される以前に、上記態様にて減圧弁４２や燃料ポンプ４の操作を行えばよい。また、フィードバック制御においては、該当する燃料噴射弁１０から燃料が噴射される以前に、目標燃圧を上記補正量に基づき補正すればよい。
【００８９】
また、上記ステップＳ６０にかかる処理は、具体的には、図８に示す処理となる。図８は、ステップＳ６０の処理の手順の詳細を示すものである。この処理は、実際には、所定周期でＥＣＵ５０により繰り返し実行される。
【００９０】
この一連の処理においては、まずステップＳ６１に基づき、ユーザの要求や、ディーゼルエンジンの運転状態、運転環境にかかる各種センサの検出値を取り込む。続くステップＳ６３では、ステップＳ６１で取り込まれた各種センサの検出値に基づき燃料噴射量を算出する。また、ステップＳ６５では、ステップＳ６１で取り込まれた各種センサの検出値に基づき燃料の噴射開始の指令タイミングを算出する。
【００９１】
そして、ステップＳ６７では、燃料噴射を行う燃料噴射弁について、その個体差を補償する補正量を、燃圧に基づき算出する。すなわち、先の図３のステップＳ４０において記憶させた補正量のうち、該当する燃料噴射弁１０の個体差に起因した噴射開始のタイミングのばらつきを補償する補正量を読み出す（補正量の算出）。ただし、上述したように、該当する燃料噴射弁１０の噴射特性のばらつきを補償する補正量は、様々な値の燃圧毎に記憶されているため、ステップＳ６１にて取り込まれた燃圧に基づき、記憶されている補正量から適切な補正量を読み出す（補正量の算出）。この際、上記様々な値と、取り込まれた燃圧とが一致しないときには、例えば補間処理等によって補正量を算出する。
【００９２】
こうして補正量が算出されると、ステップＳ６９では、ステップＳ６５にて算出された指令タイミングをこの補正量に基づき補正する。そして、この補正された指令タイミングに基づき、燃料噴射弁１０の通電操作を行う。
【００９３】
このように、本実施形態では、各気筒の各燃料噴射弁１０における燃料噴射に先立ち、当該燃料噴射弁１０の噴射率の最大値の実測値に基づき、コモンレール６内の燃圧を補正した。また、燃料噴射弁１０の噴射開始の指令タイミングに対する実際のタイミングのずれ量の実測値に基づき、指令タイミングを補正した。これにより、図９に例示するように、燃料噴射弁１０の個体差にかかわらず、各燃料噴射弁１０の噴射特性を略等しい特性とすることができる。ちなみに、図９（ａ）は、各気筒における燃料噴射弁１０に対する通電量であり、燃料噴射を行う順番に第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒とした。
【００９４】
ここで、燃料噴射弁１０の噴射率や噴射開始のタイミングは、燃料噴射量と相関を有するとはいえ、燃料噴射量を計測しこれに基づき燃料噴射弁１０の通電操作期間を補正するのみでは、噴射特性のばらつきを十分に補正することができない。これに対し、本実施形態のように、噴射率の最大値や上記ずれ量を実際に計測し、これに基づき各種補正を行うことで、噴射特性のばらつきを好適に抑制することができる。このため、補正量がゼロとなる上記基準となる噴射率の最大値や基準となるずれ量において、出力性能や排気特性が良好になるように基本となる燃料噴射制御を適合することで、個体差にかかわらず出力性能や排気特性を良好に保つことができる。
【００９５】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００９６】
（１）燃料噴射弁１０の噴射率の最大値の実測値に基づき、コモンレール６内の燃圧を制御した。この噴射率の最大値は、個体差に起因した燃料噴射率のばらつきを顕著に表す傾向にあり、噴射率の最大値により、燃料噴射期間における燃料噴射率のばらつきを適切に把握することができる。このため、本実施形態では、燃料噴射率のばらつきを簡易且つ好適に補償することができる。
【００９７】
（２）コモンレール６内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された燃料噴射率の最大値の実測値をＥＣＵ５０に記憶した。これにより、コモンレール６内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による燃料噴射率のばらつきを補償することができる。
【００９８】
（３）ＥＣＵ５０に、噴射率の最大値の実測値に基づいたコモンレール６内の燃圧の補正量を記憶するようにした。これにより、ＥＣＵ５０の行う演算負荷を低減することができる。
【００９９】
（４）燃料噴射率の最大値の実測値に基づくコモンレール６内の燃圧の補正量を記憶したＱＲコードを、燃料噴射弁１０に備えた。これにより、燃料噴射弁１０とＥＣＵ５０との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要性が生じないため、製造時の煩雑さを低減することができる。
【０１００】
（５）燃料噴射弁１０に対する噴射開始の指令タイミングと実際のタイミングとのずれ量の実測値に基づき、燃料噴射弁１０に対する噴射開始の指令タイミングを可変設定した。これにより、個体差に起因した噴射特性のばらつきをいっそう好適に補償することができ、ひいては、出力性能や排気特性を向上させることができる。
【０１０１】
（６）コモンレール６内の燃圧を互いに異なる複数の値にそれぞれ設定した状態において実測された上記ずれ量を、ＥＣＵ５０に記憶した。これのより、コモンレール６内の燃圧による影響を適切に加味しつつ個体差による上記ずれ量のばらつきを補償することができる。
【０１０２】
（７）ＥＣＵ５０に、ずれ量の実測値に基づいたコモンレール６内の燃圧の補正量を記憶するようにした。これにより、ＥＣＵ５０の行う演算負荷を低減することができる。
【０１０３】
（８）上記ずれ量の実測値に基づく噴射開始の指令タイミングの補正量を記憶するＱＲコードを、燃料噴射弁１０に備えた。これにより、燃料噴射弁１０とＥＣＵ５０との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要性が生じないため、製造時の煩雑さを低減することができる。
【０１０４】
（９）当該燃料噴射制御装置を、ディーゼルエンジンに適用した。ディーゼルエンジンでは、燃料噴射弁の個体差に起因した噴霧形状のばらつき等が、出力性能や排気特性に大きな影響を与えやすいため、上記各効果を好適に奏することができる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１０６】
・ＱＲコードに、噴射率の最大値に基づくコモンレール６内の燃圧の補正量を記憶する代わりに、噴射率の最大値の実測値そのもの等を記憶するようにしても、上記（１）、（２）、（４）の効果を得ることはできる。
【０１０７】
・ＱＲコードに、実際のタイミングのずれ量に基づく指令タイミングの補正量を記憶する代わりに、ずれ量の実測値そのもの等を記憶するようにしても、上記（５）、（６）、（８）の効果を得ることはできる。
【０１０８】
・噴射特性としては、噴射率の最大値や上記ずれ量に限らない。例えば、燃料噴射弁１０の個体差の反映される燃料噴射量の実測値に基づき、コモンレール６内の燃圧を可変設定するようにしてもよい。これにより、噴射率等を調整することができ、燃料噴射量のばらつきを補償することができる。しかも、この際、燃料噴射弁１０に対する通電時間を伸縮させる場合と比較して、噴霧形状のばらつきを好適に抑制することができる。
【０１０９】
・噴射率の最大値に基づくコモンレール６内の燃圧の補正量を算出したり上記ずれ量に基づき指令タイミングの補正量を算出したりして、上記補正を行った後、未だ実際に噴射される燃料量にばらつきが残る場合には、燃料噴射弁１０の通電操作時間を更に補正するようにしてもよい。
【０１１０】
・また、噴射特性を実測する手法としては、上記第１の実施形態で例示したものに限らない。
【０１１１】
・燃料噴射弁１０の個体差についての情報を記憶する手段としては、ＱＲコードの限らない。例えば、上記特許文献１に記載されているように、燃料噴射弁１０に備えられる抵抗器として上記手段を構成してもよい。また、この手段が燃料噴射弁１０に備えられる代わりに、ＥＣＵ５０に備えられる場合であっても、上記（１）〜（３）、（５）〜（７）の効果を得ることはできる。なお、この際、個体差についての情報に基づき、基本となる燃料噴射制御を補正するものに限らず、ＥＣＵ５０における基本となる制御態様が個体差に基づく情報を加味して予め調整されるようにしてもよい。すなわち、例えば上記指令タイミングの設定態様やコモンレール６内の燃圧の設定態様を、予め個体差についての情報に基づき調整してＥＣＵを製造する等してもよい。
【０１１２】
・コモンレール６内の燃圧を制御する手段としては、上記燃料ポンプ４や、減圧弁４２に限らない。例えば、燃料噴射弁１０の空打ち駆動を行なうことで、コモンレール６内の燃圧を制御してもよい。ここで、空打ち駆動は、電磁ソレノイド３２への通電を行なうことで、背圧室２０と低圧燃料通路２４とを連通させ、且つノズルニードル１４がニードルシート部１６から離座する（燃料噴射弁１０が開弁する）前に電磁ソレノイド３２への通電制御を止めることで行なうものである。これにより、コモンレール６から加圧供給される燃料を噴射することなく燃料タンク１に戻すことができ、ひいてはコモンレール６内の燃圧を制御することができる。
【０１１３】
・その他、燃料噴射弁としては、圧力バランスタイプのものに限らない。また、本発明にかかる燃料噴射制御装置、燃料噴射弁、及び燃料噴射制御の調整方法の適用されるエンジンとしては、ディーゼルエンジンに限らない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明にかかる燃料噴射制御装置の一実施形態の構成を示す図。
【図２】燃料噴射弁の個体差に起因した噴射特性のばらつきを説明するタイムチャート。
【図３】上記実施形態にかかる噴射特性のばらつきを補償するための処理の手順を示すフローチャート。
【図４】上記補正を行うための噴射特性の計測態様を示すタイムチャート。
【図５】上記実施形態にかかる噴射特性の計測手法を示す図。
【図６】ばらつきの補正量をＥＣＵに記憶させる手法を示す図。
【図７】上記実施形態におけるコモンレール内の燃圧の補正にかかる処理の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態における指令タイミングの補正にかかる処理の手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態にかかる燃料噴射制御態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０１１５】
１…燃料タンク、４…燃料ポンプ、６…コモンレール、１０…燃料噴射弁、３８…プレート、４２…減圧弁、５０…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006200378.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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