(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の閉弁遅れ時間の学習を、その学習状態を把握しながら精度良く行い、学習された閉弁遅れ時間を用いて燃料噴射量を精度良く制御することで、排ガス特性及び燃費を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】本発明による内燃機関の制御装置では、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを取得し（ステップ３１）、内燃機関３の運転状態に基づく所定の学習条件が成立したときに、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出し（図５）、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を用いて開弁時間Ｔｉを算出する（ステップ２４、２５）。また、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を常時、算出し（ステップ３２）、第１及び第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１、Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２の関係に基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習状態を判定する（ステップ３３〜３６）。【選択図】図７
2018071393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉弁指令を受けてから実際に閉弁するまでの閉弁遅れ時間を有する燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記閉弁遅れ時間を取得する閉弁遅れ時間取得手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づく所定の学習条件が成立したときに、前記取得された閉弁遅れ時間に基づいて、制御用の第１学習値を算出する第１学習値算出手段と、
当該算出された第１学習値を用いて、前記燃料噴射弁の開弁時間を算出する開弁時間算出手段と、
前記所定の学習条件の成否にかかわらず、前記取得された閉弁遅れ時間に基づいて、判定用の第２学習値を常時、算出する第２学習値算出手段と、
前記算出された第１学習値と第２学習値との関係に基づいて、前記第１学習値の学習状態を判定する学習状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記学習状態判定手段は、前記第２学習値に対する前記第１学習値の乖離度合が所定値以上になったときに、前記第１学習値の学習度合が低いと判定することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第１学習値算出手段は、前記取得された閉弁遅れ時間に第１なまし処理を施すことによって、前記第１学習値を算出し、前記第２学習値算出手段は、前記取得された閉弁遅れ時間に、前記第１なまし処理よりもなまし度合が低い第２なまし処理を施すことによって、前記第２学習値を算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記学習状態判定手段により前記第１学習値の学習度合が低いと判定されたときに、前記所定の学習条件が成立するように、前記内燃機関の運転状態を制御する運転状態制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記学習状態判定手段により前記第１学習値の学習度合が低いと判定されたときに、その状況を警告する警告手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉弁遅れ時間を有する燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この制御装置は、内燃機関の電磁式の燃料噴射弁が実際に閉弁するタイミング（以下「実閉弁タイミング」）を検出するものであり、その検出が以下のように行われる。すなわち、燃料噴射弁の作動時、マグネットコイルに印加される電圧をアクチュエータ電圧として検出するとともに、検出されたアクチュエータ電圧の１階微分値を算出する。そして、燃料噴射弁の弁ニードルが弁座に接触した時にアクチュエータ電圧の１階微分値が極小値をとるという関係に基づき、１階微分値が極小値を示すタイミングを、燃料噴射弁の実閉弁タイミングとして検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４７４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関に用いられる燃料噴射弁は一般に、開弁指令の入力（電磁コイルへの通電）により、ばねの付勢力に抗して開弁し、その後、開弁指令の入力の停止により、ばねの付勢力によって閉弁するように構成されている。このため、燃料噴射弁には、閉弁遅れ時間（開弁指令が停止されてから実際に閉弁するまでの時間）が存在し、この閉弁遅れ時間の分、指令された開弁時間（開弁指令の入力時間）よりも実際の開弁時間が延び、燃料が余分に噴射される。したがって、燃料噴射量を精度良く制御するためには、閉弁遅れ時間を適正に把握し、開弁時間の算出に反映させることが必要である。また、後述するように、閉弁遅れ時間は、ばねの劣化に伴って経年的に長くなる（延びる）という特性を有する。このため、その時点での実際の閉弁遅れ時間を適切に学習することが好ましい。
【０００５】
これに対し、従来の制御装置では、燃料噴射弁の実閉弁タイミングを検出するにすぎず、閉弁遅れ時間の学習やその学習結果を用いた開弁時間の算出などはまったく行われない。このため、燃料噴射量が所望の量からずれることによって、排ガス特性や燃費の悪化を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の閉弁遅れ時間の学習を、その学習状態を把握しながら精度良く行うことができ、学習された閉弁遅れ時間を用いて燃料噴射量を精度良く制御することによって、排ガス特性及び燃費を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、閉弁指令を受けてから実際に閉弁するまでの閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを有する燃料噴射弁１０からの燃料噴射量Ｑｆｕｅｌを制御する内燃機関の制御装置であって、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを取得する閉弁遅れ時間取得手段（実施形態における（以下、本項において同じ）電流電圧センサ２４、ＥＣＵ２、図５のステップ１５、図７のステップ３１）と、内燃機関３の運転状態（開弁時間Ｔｉ、燃料温度Ｔｆｕｅｌ、エンジン回転数ＮＥ、燃料圧ＰＦ）に基づく所定の学習条件が成立したときに、取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、制御用の第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出する第１学習値算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１、図５）と、算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を用いて、燃料噴射弁１０の開弁時間Ｔｉを算出する開弁時間算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ２、図６のステップ２４、２５）と、所定の学習条件の成否にかかわらず、取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、判定用の第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を常時、算出する第２学習値算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ３１、３２）と、算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１と第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２との関係に基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習状態を判定する学習状態判定手段（ＥＣＵ２、図７のステップ３３〜３６）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射弁の閉弁遅れ時間（閉弁指令を受けてから実際に閉弁するまでの時間）を取得する。また、内燃機関の運転状態に基づく所定の学習条件が成立したときに、取得された閉弁遅れ時間に基づいて、制御用の第１学習値を算出する。後述するように、燃料噴射弁の閉弁遅れ時間は、内燃機関の特定の運転状態に応じて変化し、この運転状態がある条件を逸脱すると、不安定になり又は変化量が大きくなるという特性を有する。したがって、そのような運転状態の条件を学習条件として設定するとともに、学習条件が成立したときに閉弁遅れ時間の第１学習値を算出することによって、安定した適正な閉弁遅れ時間のみを用いて、実際の閉弁遅れ時間を良好に反映する第１学習値を精度良く算出でき、高い学習精度を確保できる。そして、そのように算出された第１学習値を用いて燃料噴射弁の開弁時間を算出するので、実際の閉弁遅れ時間を良好に反映させながら、開弁時間を精度良く算出できる。
【０００９】
また、本発明の制御装置によれば、上記の学習条件の成否にかかわらず、取得された閉弁遅れ時間に基づいて、判定用の第２学習値を常時、算出する。このように常時、算出される第２学習値は、第１学習値と比較して、閉弁遅れ時間に対する応答性が高い。このため、算出された第１学習値と第２学習値との関係に基づいて、第１学習値の学習状態を適切に判定することができる。以上のように、本発明によれば、燃料噴射弁の閉弁遅れ時間の学習を、その学習状態を把握しながら精度良く行うことができる。したがって、学習された閉弁遅れ時間を用いて開弁時間を精度良く算出し、燃料噴射量を精度良く制御することができ、それにより、排ガス特性及び燃費を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、学習状態判定手段は、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２に対する第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の乖離度合（学習値差分ΔＴｏｆｆ）が所定値（判定値ΔＴｒｅｆ）以上になったときに、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定すること（図７のステップ３３、３４、３６）を特徴とする。
【００１１】
上記のように算出される第２学習値に対する第１学習値の乖離度合は、第１学習値の学習度合を表す。したがって、この構成によれば、この乖離度合が所定値以上になったときに、学習条件が成立した頻度が低かったために、第１学習値の学習度合が低くなっていると適切に判定することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、第１学習値算出手段は、取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに第１なまし処理（第１なまし係数Ｇａｉｎ１）を施すことによって、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出し、第２学習値算出手段は、取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに、第１なまし処理よりもなまし度合が低い第２なまし処理（第２なまし係数Ｇａｉｎ２）を施すことによって、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を算出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第１学習値を算出する際には、取得された閉弁遅れ時間に、なまし度合が比較的高い第１なまし処理が施される。これにより、実際の閉弁遅れ時間のばらつきや一時的な変動の影響を抑制しながら、制御用の学習値として、安定した第１学習値を得ることができ、その信頼性を高めることができる。一方、第２学習値を算出する際には、閉弁遅れ時間に、第１なまし処理よりもなまし度合が低い第２なまし処理が施される。これにより、閉弁遅れ時間のばらつきなどの影響をある程度、抑制しながら、判定用の学習値として、第２学習値の高い応答性を確保することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置において、学習状態判定手段により第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されたときに、所定の学習条件が成立するように、内燃機関３の運転状態を制御する運転状態制御手段（ＥＣＵ２、図８）をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１学習値の学習度合が低いと判定されたときに、所定の学習条件が成立するように、内燃機関の運転状態が強制的に制御される。この制御によって、内燃機関の運転状態が学習条件を満たすようになり、学習条件が成立するのに応じて第１学習値が算出される。これにより、第１学習値の学習が促進され、その学習度合が高められることで、第１学習値の信頼性を回復することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、学習状態判定手段により第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されたときに、その状況を警告する警告手段（警告灯３１）をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第１学習値の学習度合が低いと判定されたときに、その状況を警告手段による警告によって有効に知らせることができる。また、その警告に応じて必要な対応をとることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置及びこれを適用した内燃機関の構成を模式的に示す図である。
【図２】燃料噴射弁の構成と燃料噴射弁の（ａ）閉弁時及び（ｂ）開弁時の動作状態を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）燃料噴射弁が新品及び使用品の場合のリフトと（ｂ）開弁指令信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図４】燃料噴射制御処理のメインフローを示すフローチャートである。
【図５】閉弁遅れ時間の第１学習処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】燃料噴射弁の開弁時間の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】閉弁遅れ時間の学習状態の判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】学習促進制御処理を示すフローチャートである。
【図９】実施形態による動作例を概略的に示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１に示すように、本発明の制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、後述するように、このＥＣＵ２によって、内燃機関（以下「エンジン」という）３における各種の制御処理が実行される。
【００２０】
エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ及びピストン３ｂ（各１つのみ図示）を有するガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。各気筒３ａには、吸気弁４、排気弁５、点火プラグ６及び燃料噴射弁１０が設けられている。点火プラグ６による点火時期ＩＧは、ＥＣＵ２によって制御される。
【００２１】
燃料噴射弁１０は、その先端部が気筒３ａ内に臨むように設けられており、燃料供給装置のデリバリパイプ及び燃料ポンプ（いずれも図示せず）などに接続されている。エンジン３の運転中、高圧の燃料が、デリバリパイプから燃料噴射弁１０に供給され、燃料噴射弁１０の開弁によって気筒３ａ内に噴射される。
【００２２】
図２に示すように、燃料噴射弁１０は、ケーシング１１、電磁石１２、ばね１３、アーマチュア１４及び弁体１５などを備えている。電磁石１２は、ケーシング１１の天壁の内側に設けられており、ヨーク１２ａと、その外周に巻かれたコイル（ソレノイド）１２ｂで構成されている。コイル１２ｂは、駆動回路（図示せず）を介して、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの開弁指令信号の入力／停止によって、コイル１２ｂへの電流の供給／停止が制御され、それにより、電磁石１２が励磁／非励磁状態に切り換えられる。
【００２３】
また、ばね１３は、電磁石１２のヨーク１２ａとアーマチュア１４の間に配置されており、アーマチュア１４を介して弁体１５を閉弁側に常に付勢している。このばね１３の付勢により、電磁石１２が非励磁状態のときには、弁体１５がケーシング１１の先端部の噴孔１１ａを閉鎖した状態に保持されることで、燃料噴射弁１０が閉弁状態に保持される（図２（ａ）の状態）。
【００２４】
以上の構成により、この燃料噴射弁１０では、ＥＣＵ２から開弁指令信号が入力され、電磁石１２が励磁されると、アーマチュア１４は、ばね１３の付勢力に抗しながら、ヨーク１２ａ側に吸引される。それに伴い、弁体１５がヨーク１２ａ側に移動し、噴孔１１ａを開放することで、燃料噴射弁１０が開弁する（図２（ｂ）の状態）。以下、この弁体１５のヨーク１２ａ側への移動量を燃料噴射弁１０の「リフト」という。この開弁状態から、開弁指令信号の入力が停止され、電磁石１２が非励磁状態に切り換わると、ばね１３の付勢力によって燃料噴射弁１０が閉弁する。
【００２５】
図３は、以上のような開弁指令信号の入力／停止とそれに応じた燃料噴射弁１０の実際の開閉動作との関係を示す。図中のＴｉは、後述するように算出される燃料噴射弁１０の開弁時間（開弁指令信号の入力時間）である。同図に示すように、時刻ｔ１において開弁指令信号が入力されると、燃料噴射弁１０の応答遅れ特性により、時刻ｔ１から遅れた時刻ｔ２において弁体１５のヨーク１２ａ側への移動が開始され、リフトが増大する。
【００２６】
その後、開弁指令信号の入力タイミングから開弁時間Ｔｉが経過したタイミング（時刻ｔ３）で、開弁指令信号の入力が停止されると、弁体１５がばね１３の付勢力によって閉弁側に移動することで、リフトが減少し、時刻ｔ４において、リフトが値０になり、燃料噴射弁１０が全閉状態になる。以下の説明では、この開弁指令信号の入力停止タイミングからリフトが実際に値０になるまでの時間（ｔ３〜ｔ４）を「閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆ」という。
【００２７】
また、燃料噴射弁１０の閉弁動作がばね１３の付勢に依存しているため、経年的にばね１３が劣化し、ばね定数が低下するのに伴い、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆは経年的に次第に延びるという特性を有する。その結果、開弁指令信号の開弁時間Ｔｉが同じであっても、使用品の場合（図３の破線）には、新品の場合（実線）と比較して、実際の開弁時間が長くなり、燃料が余分に噴射される。後述するように、本実施形態では、このような特性を有する閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが取得・学習され、その学習結果を用いて開弁時間Ｔｉが算出される。
【００２８】
また、エンジン３の吸気通路７には、スロットル弁機構８が設けられている。スロットル弁機構８は、スロットル弁８ａ及びこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ８ｂなどで構成されている。スロットル弁８ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨは、ＥＣＵ２からの駆動信号に応じ、ＴＨアクチュエータ８ｂを介して制御され、それにより、スロットル弁８ａを通過する空気の流量が制御される。
【００２９】
ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、水温センサ２１、大気温センサ２２、燃料圧センサ２３、電流電圧センサ２４及びアクセル開度センサ２５が電気的に接続されており、それらの検出信号が入力される。
【００３０】
クランク角センサ２０は、クランクシャフト３ｃの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号を出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角度（例えば３０度）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。
【００３１】
ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒３ａにおいて、ピストン３ｂが吸気行程の開始時の上死点（吸気ＴＤＣ）よりも若干、遅角側のクランク角度位置にあることを表す信号であり、実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角度１８０度ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＴＤＣ信号及びＣＲＫ信号などに基づき、クランク角ＣＡを気筒３ａごとに算出する。
【００３２】
また、水温センサ２１は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、大気温センサ２２は大気温ＴＡを検出し、燃料圧センサ２３は、デリバリパイプ内の燃料の圧力である燃料圧ＰＦを検出する。さらに、電流電圧センサ２４は、燃料噴射弁１０の電磁石１２の両端間の電圧（以下「ソレノイド電圧」という）Ｖｉｎｊと、電磁石１２を流れる電流（以下「ソレノイド電流」という）Ｉｉｎｊを検出する。また、アクセル開度センサ２５は、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出する。
【００３３】
さらに、車両の運転席のコントロールパネルには、後述する燃料噴射弁１０の閉弁遅れ時間の学習度合が低いときに、その状況を警告するための警告灯３１が設けられており、その動作はＥＣＵ２によって制御される。
【００３４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、上記の各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、点火プラグ６や燃料噴射弁１０などの動作を制御するとともに、後述する各種の制御処理を実行する。
【００３５】
本実施形態では、ＥＣＵ２が、閉弁遅れ時間取得手段、第１学習値算出手段、開弁時間算出手段、第２学習値算出手段、学習状態判定手段、及び運転状態制御手段に相当する。
【００３６】
次に、図４〜図７を参照しながら、ＥＣＵ２で実行される燃料噴射制御処理について説明する。この燃料噴射制御処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して、気筒３ａごとに（燃料噴射弁１０ごと）に実行される。
【００３７】
図４は、燃料噴射制御処理のメインフローを示す。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、燃料噴射弁１０の閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの第１学習処理を実行する。この第１学習処理は、エンジン３の特定の運転状態に基づく所定の学習条件が成立したときに、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習値として、燃料噴射弁１０の制御用の第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出するものである。
【００３８】
次に、ステップ２において、燃料噴射弁１０の開弁時間（開弁指令信号の入力時間）Ｔｉの算出処理を実行する。この算出処理は、ステップ１で算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を用いて、開弁時間Ｔｉを算出するものである。
【００３９】
次に、ステップ３において、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習状態の判定処理を実行し、図４の処理を終了する。この判定処理は、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習値として、学習状態の判定用の第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を常時、算出するとともに、この第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２との比較結果に基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合を判定するものである。以下、上記ステップ１〜３の処理の詳細について、それぞれ図５〜図７を参照しながら説明する。
【００４０】
図５は、上記ステップ１で実行される第１学習処理のサブルーチンを示す。本処理では、ステップ１１〜１４において、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習条件（第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出条件）が成立しているか否かを判定する。
【００４１】
具体的には、まずステップ１１において、前回の当該燃料噴射弁１０の開弁時間Ｔｉが、所定値Ｔｉｒｅｆ以上である所定の時間域（Ｔｉ≧Ｔｉｒｅｆ）にあるか否かを判別する。この時間域は、開弁時間Ｔｉが比較的長いことで、電磁石１２を流れるソレノイド電流Ｉｉｎｊが安定し、それに伴って閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが安定する領域として設定されている。したがって、このステップ１１の判別結果がＮＯのときには、開弁時間Ｔｉの不足により閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが不安定になっているおそれがあるため、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習条件が成立していないと判定し、そのまま本処理を終了する。
【００４２】
上記ステップ１１の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ１２に進み、燃料温度Ｔｆｕｅｌが第１及び第２所定値Ｔ１、Ｔ２で規定される所定の温度域（Ｔ１≦Ｔｆｕｅｌ≦Ｔ２）にあるか否かを判別する。この燃料温度Ｔｆｕｅｌは、エンジン水温ＴＷ及び大気温ＴＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。また、上記の温度域は、燃料温度による燃料の粘度の変化に応じた閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの変化量が過大にならない領域として設定されている。したがって、ステップ１２の判別結果がＮＯのときには、燃料温度に応じた閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの変化量が過大になっているおそれがあるため、学習条件が成立していないと判定し、そのまま本処理を終了する。
【００４３】
上記ステップ１２の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ１３に進み、エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｒｅｆ以下である所定の回転数域（ＮＥ≦ＮＥｒｅｆ）にあるか否かを判別する。この回転数域は、高回転時に発生しやすいデリバリパイプ内の燃料圧の脈動を回避することで、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが安定する領域として設定されている。したがって、ステップ１３の判別結果がＮＯのときには、脈動の発生により閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが不安定になっているおそれがあるため、学習条件が成立していないと判定し、そのまま本処理を終了する。
【００４４】
上記ステップ１３の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ１４に進み、燃料圧ＰＦが、第１及び第２所定値ＰＦ１、ＰＦ２で規定される所定の圧力域（ＰＦ１≦ＰＦ≦ＰＦ２）にあるか否かを判別する。この圧力域は、燃料圧の変化に応じた閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの変化量が過大にならない領域として設定されている。したがって、ステップ１４の判別結果がＮＯのときには、燃料圧に応じた閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの変化量が過大になっているおそれがあるため、学習条件が成立していないと判定し、そのまま本処理を終了する。
【００４５】
一方、上記ステップ１４の判別結果がＹＥＳのときには、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習条件が成立していると判定して、ステップ１５に進み、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを算出する。この閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの算出は、例えば以下の方法によって行われる。すなわち、燃料噴射弁１０のソレノイド電圧Ｖｉｎｊの１階微分値を算出し、そのピーク位置を燃料噴射弁１０が実際に閉弁した実閉弁タイミングとして検出する。そして、開弁指令信号の停止タイミングから実閉弁タイミングまでの時間を算出し、この時間を燃料温度Ｔｆｕｅｌで補正することによって、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが算出される。
【００４６】
次に、ステップ１６に進み、算出した閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを用い、次式（１）によって閉弁遅れ時間の第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出し、本処理を終了する。
Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１
＝Ｇａｉｎ１・Ｔｏｆｆ＋（１−Ｇａｉｎ１）・Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１  ・・・（１）
ここで、右辺のＴｏｆｆ＿ＬＲＮ１は第１学習値の前回値であり、Ｇａｉｎ１は、所定の第１なまし係数（０＜Ｇａｉｎ１＜１）である。式（１）から明らかなように、第１なまし係数Ｇａｉｎ１が小さいほど、算出した閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに対するなまし度合はより大きくなる。また、第１なまし係数Ｇａｉｎ１は、なまし度合が大きくなるよう、上記の範囲のうちの比較的小さな値に設定されている。
【００４７】
図６は、図４のステップ２で実行される開弁時間Ｔｉの算出処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ２１において、燃料噴射弁１０に要求される要求燃料量Ｑ＿ｆｃｍｄを算出する。この要求燃料量Ｑ＿ｆｃｍｄは、要求トルクＴＲＱ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。また、要求トルクＴＲＱは、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。
【００４８】
次いで、ステップ２２に進み、算出した要求燃料量Ｑ＿ｆｃｍｄ及び燃料圧ＰＦに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、開弁時間Ｔｉの基本値Ｔｉ＿ｂｓを算出する。
【００４９】
次に、ステップ２３において、温度補正値Ｃｏｒ＿Ｔｆｕｅｌを算出する。この温度補正値Ｃｏｒ＿Ｔｆｕｅｌの算出は、燃料温度Ｔｆｕｅｌに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって行われる。
【００５０】
次いで、ステップ２４に進み、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１及び温度補正値Ｃｏｒ＿Ｔｆｕｅｌを用い、次式（２）によって、開弁時間補正値Ｃｏｒ＿Ｔｉを算出する。
Ｃｏｒ＿Ｔｉ
＝Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１−Ｔｏｆｆ＿ｉｎｉ−Ｃｏｒ＿Ｔｆｕｅｌ    ・・・（２）
【００５１】
ここで、右辺のＴｏｆｆ＿ｉｎｉは、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの初期値であり、当該車両の出荷時に、前述した第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習条件（図５のステップ１１〜１４）とほぼ同じ条件が成立した状態で算出され、Ｅ２ＰＲＯＭに記憶されているものである。したがって、右辺の第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１と初期値Ｔｏｆｆ＿ｉｎｉとの差分（＝Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１−Ｔｏｆｆ＿ｉｎｉ）は、車両の出荷時からの経年的な閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの変化量（ずれ）を表す。また、温度補正値Ｃｏｒ＿Ｔｆｕｅｌは、現在の燃料温度Ｔｆｕｅｌに応じた補正を加えるためのものである。
【００５２】
次に、ステップ２５に進み、次式（３）により、ステップ２２で算出した基本値Ｔｉ＿ｂｓから開弁時間補正値Ｃｏｒ＿Ｔｉを減算することによって、開弁時間Ｔｉを算出し、本処理を終了する。
Ｔｉ ＝ Ｔｉ＿ｂｓ−Ｃｏｒ＿Ｔｉ                                ・・・（３）
以上のように算出された開弁時間Ｔｉの間、開弁指令信号が燃料噴射弁１０に出力されることによって、燃料噴射弁１０から噴射される燃料噴射量Ｑｆｕｅｌが要求燃料量Ｑ＿ｆｃｍｄに制御される。
【００５３】
図７は、図４のステップ３で実行される閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆの学習状態判定処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ３１において、前述した図５のステップ１５と同じ方法によって、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを算出する。
【００５４】
次に、ステップ３２に進み、算出した閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを用い、次式（４）によって閉弁遅れ時間の第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を算出する。
Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２
＝Ｇａｉｎ２・Ｔｏｆｆ＋（１−Ｇａｉｎ２）・Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２  ・・・（４）
ここで、右辺のＴｏｆｆ＿ＬＲＮ２は第２学習値の前回値である。また、Ｇａｉｎ２は、所定の第２なまし係数（０＜Ｇａｉｎ２＜１）であり、前述した第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出に用いられる第１なまし係数Ｇａｉｎ１よりも大きな値に、すなわち、なまし度合がより小さくなるように設定されている。
【００５５】
また、上記のように、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２は、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１と異なり、所定の学習条件（図５のステップ１１〜１４）の成否にかかわらず、図７の処理が実行されるごとに、すなわち燃料噴射弁１０が作動するごとに常時、算出される。
【００５６】
次に、ステップ３３において、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２と第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１との差を、学習値差分ΔＴｏｆｆとして算出する。次いで、ステップ３４において、この学習値差分ΔＴｏｆｆが所定の判定値ΔＴｒｅｆ以上であるかを判別する。この判別結果がＮＯで、ΔＴｏｆｆ＜ΔＴｒｅｆのときには、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２に対する第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の乖離度合が小さいことで、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が高く、その学習が十分に行われていると判定する。そして、そのことを表すために、閉弁遅れ時間学習フラグＦ＿ＬＲＮ＿ＯＫを「１」に設定し（ステップ３５）、本処理を終了する。
【００５７】
一方、上記ステップ３４の判別結果がＹＥＳで、ΔＴｏｆｆ≧ΔＴｒｅｆのときには、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２に対する第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の乖離度合が大きいことで、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低く、その学習が十分に行われていないと判定する。そして、閉弁遅れ時間学習フラグＦ＿ＬＲＮ＿ＯＫを「０」に設定する（ステップ３６）とともに、その状況を運転者に知らせるために警告灯３１を点灯させ（ステップ３７）、本処理を終了する。
【００５８】
図８は、上記の判定結果に応じて実行される学習促進制御処理を示す。この学習促進制御処理は、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定された場合、その学習を促進するために、前述した所定の学習条件（図５のステップ１１〜１４）が成立するように、エンジン３の運転状態を強制的に制御するものである。
【００５９】
本処理では、まずステップ４１において、閉弁遅れ時間学習フラグＦ＿ＬＲＮ＿ＯＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が高いと判定されているときには、そのまま本処理を終了する。
【００６０】
上記ステップ４１の判別結果がＮＯで、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されているときには、ステップ４２に進み、アイドル運転フラグＦ＿ｉｄｌｅが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、エンジン３がアイドル運転状態でないときには、そのまま本処理を終了する。
【００６１】
上記ステップ４２の判別結果がＹＥＳのときには、燃料噴射弁１０の開弁時間Ｔｉを前記所定値Ｔｒｅｆ以上の学習用所定値Ｔｉ＿ＬＲＮに設定し（ステップ４３）、燃料圧ＰＦを前記第１及び第２所定値Ｔ１、Ｔ２の間の学習用所定値ＰＦ＿ＬＲＮに設定する（ステップ４４）。また、点火時期ＩＧを、アイドル運転状態における通常の値よりも遅角側の学習用所定値ＩＧ＿ＬＲＮに設定する（ステップ４５）。さらに、エンジン回転数ＮＥが前記所定値ＮＥｒｅｆ以下の学習用所定値ＮＥ＿ＬＲＮになるように、スロットル弁開度ＴＨを制御し（ステップ４６）、本処理を終了する。
【００６２】
以上の制御により、燃料温度Ｔｆｕｅｌを含むエンジン３の４つの運転パラメータがそれぞれの所定域に制御されることによって、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習条件が成立するようになる。そして、学習条件が成立したことが図５の処理（ステップ１１〜１４）で判定されるのに応じて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１が算出される。これにより、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習が促進され、その学習度合が高められる。
【００６３】
次に、図９を参照しながら、上述した実施形態によって得られる動作例を説明する。図９は、燃料噴射弁１０を新品の状態から使用したときの、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆ、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１及び第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２の推移を概略的に示したものである。
【００６４】
前述したように、実施形態では、エンジン３の運転中、燃料噴射弁１０が作動するごとに、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆが算出される（図７のステップ３１）。算出された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆは、燃料噴射弁１０のばね１３の劣化によって経年的に延びるという特性を反映し、車両の出荷時に算出された初期値Ｔｏｆｆ＿ｉｎｉ（ｔ０）から次第に増大する。また、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆは、エンジン３の運転状態に応じて変化するとともに、燃料噴射弁１０の作動ごとの閉弁動作のばらつきや検出誤差などの影響を受けるため、ばらついた状態で推移する。
【００６５】
また、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２は、学習条件の成否にかかわらず、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて常時、算出される（図７のステップ３２、式（４））。また、その算出に用いられる第２なまし係数Ｇａｉｎ２は比較的大きく、それによるなまし度合は小さい。以上の結果、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２は、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに対して高い応答性で推移する。
【００６６】
一方、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１は、学習条件が成立している場合に限り、その条件の下で取得された、安定した適正な閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを用いて算出される（図５、式（１））ため、実際の閉弁遅れ時間を良好に反映する。また、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出に用いられる第１なまし係数Ｇａｉｎ１は比較的小さく、それによるなまし度合は大きい。これにより、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆのばらつきや一時的な変動を抑制しながら、安定した第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１が得られる。
【００６７】
また、学習条件があまり成立しないために、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出頻度が低下した場合には、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２と第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１との学習値差分ΔＴｏｆｆが判定値ΔＴｒｅｆ以上になったときに（ｔ５）、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定され、閉弁遅れ時間学習フラグＦ＿ＬＲＮ＿ＯＫが「０」に設定される。
【００６８】
それに応じて、警告灯３１が点灯されるとともに、図８の学習促進制御が実行されることによって、学習条件が成立するようになり、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１が算出されることで、その学習が促進される。そして、学習値差分ΔＴｏｆｆが判定値ΔＴｒｅｆを下回ったときに（ｔ６）、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が回復したと判定され、閉弁遅れ時間学習フラグＦ＿ＬＲＮ＿ＯＫが「１」に設定される。
【００６９】
以上のように、本実施形態によれば、燃料噴射弁１０が作動するごとに、その閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆを算出する。また、燃料噴射弁１０の開弁時間Ｔｉ、燃料温度Ｔｆｕｅｌ、エンジン回転数ＮＥ及び燃料圧ＰＦがそれぞれの所定域にあるときに、所定の学習条件が成立しているとして、そのときに算出された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出する。そして、そのように算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を用いて、開弁時間Ｔｉを算出するので、実際の閉弁遅れ時間を良好に反映させながら、開弁時間Ｔｉを精度良く算出することができる。
【００７０】
また、上記の学習条件の成否にかかわらず、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに基づいて、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を常時、算出するとともに、算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１と第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２との関係に基づいて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習状態を判定する。以上により、閉弁遅れ時間の第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出を、その学習状態を把握しながら精度良く行うことができる。したがって、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を用いて開弁時間Ｔｉを精度良く算出し、燃料噴射量Ｑｆｕｅｌを精度良く制御することができ、それにより、排ガス特性及び燃費を向上させることができる。
【００７１】
より具体的には、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習状態の判定として、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２と第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１との差である学習値差分ΔＴｏｆｆが、所定の判定値ΔＴｒｅｆ以上になったときに、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定する。これにより、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２に対する乖離度合に応じて、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合を適切に判定することができる。
【００７２】
さらに、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を算出する際には、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに対してなまし度合の高い第１なまし係数Ｇａｉｎ１を用いるので、実際の閉弁遅れ時間のばらつきや一時的な変動の影響を抑制しながら、制御用の学習値として、安定した第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を得ることができ、その信頼性を高めることができる。一方、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を算出する際には、閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに対してなまし度合の低い第２なまし係数Ｇａｉｎ２を用いるので、閉弁遅れ時間のばらつきなどの影響をある程度、抑制しながら、判定用の学習値として、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２の高い応答性を確保することができる。
【００７３】
また、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されたときには、図８の学習促進制御を強制的に実行することによって、エンジン３の運転状態が学習条件を満たすようになり、それに応じて第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１が算出される。これにより、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習が促進され、その学習度合が高められることで、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の信頼性を回復することができる。さらに、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されたときには、その状況を警告灯３１の点灯によって有効に知らせることができ、その警告に応じて必要な対応をとることができる。
【００７４】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２に対する第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の乖離度合を表すパラメータとして、両者の差である学習値差分ΔＴｏｆｆを用いているが、乖離度合を良好に表す他の適当なパラメータ、例えば両者の比やその逆数などを用いてもよい。
【００７５】
また、実施形態では、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の算出に用いる第１なまし係数Ｇａｉｎ１をより小さな値に、第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２の算出に用いる第２なまし係数Ｇａｉｎ２をより大きな値に設定しているが、これらの第１及び第２なまし係数Ｇａｉｎ１、Ｇａｉｎ２を互いに同じ値に設定することで、それらによるなまし度合を同じに設定してもよい。
【００７６】
さらに、実施形態では、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合を判定するために、式（１）及び（４）による加重平均によってそれぞれ算出された第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１と第２学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２を比較している。本発明は、これに限らず、例えば学習条件の成立時に取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに第１なまし係数Ｇａｉｎ１を乗算した値の積算値と、学習条件の成立にかかわらず、取得された閉弁遅れ時間Ｔｏｆｆに第２なまし係数Ｇａｉｎ２を乗算した値の積算値を比較してもよい。
【００７７】
また、実施形態では、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１の学習度合が低いと判定されたときに、その学習を促進するための学習促進制御を実行しているが、これに代えて又はこれとともに、他の適当な制御を行ってよい。例えば、開弁時間Ｔｉの算出を、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１をそのまま用いずに、第１学習値Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１を補正した値や適当な所定値を用いて行うようにしてもよい。
【００７８】
また、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限定されず、他の形式のエンジン、例えばディーゼルエンジンや、他の用途のエンジン、例えばクランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機のような船舶推進機用エンジンなどに適用可能である。また、実施形態は４気筒のエンジンの例であるが、気筒数は任意であり、単気筒のエンジンでもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１  制御装置
２  ＥＣＵ（閉弁遅れ時間取得手段、第１学習値算出手段、開弁時間算出手段、第２        学習値算出手段、学習状態判定手段、運転状態制御手段）
３  内燃機関
１０  燃料噴射弁
２４  電流電圧センサ（閉弁遅れ時間取得手段）
３１  警告灯（警告手段）
Ｔｏｆｆ  閉弁遅れ時間
Ｑｆｕｅｌ  燃料噴射量
Ｔｉ  燃料噴射弁の開弁時間（内燃機関の運転状態）
Ｔｆｕｅｌ  燃料温度（内燃機関の運転状態）
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＰＦ  燃料圧（内燃機関の運転状態）
Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ１  閉弁遅れ時間の第１学習値
Ｔｏｆｆ＿ＬＲＮ２  閉弁遅れ時間の第２学習値
ΔＴｏｆｆ  学習値差分（第２学習値に対する第１学習値の乖離度合）
ΔＴｒｅｆ  判定値（所定値）
Ｇａｉｎ１  第１なまし係数（第１なまし処理）
Ｇａｉｎ２  第２なまし係数（第２なまし処理）
【図１】
2018071393.tif 000003
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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