(57)【要約】【課題】内燃機関のサイクル中における燃料噴射時期の違いに起因する内燃機関の角速度変動の影響を排除することで、使用する燃料の性状をより正確に把握して、燃料噴射量の補正を精度良く実行可能な燃料噴射制御装置を提供する【解決手段】内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の二回の定時間噴射を複数回実行させるとともに二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの内燃機関の角速度変動を求め、あらかじめ記憶された、噴射間隔の違いのみによる内燃機関の角速度変動に基づき、求められた二回の定時間噴射実行時の角速度変動値から噴射間隔に応じた角速度変動を減算し、減算して得られた値に基づいて求められる燃料の圧力脈動の周期に応じて燃料の燃料性状を推定し、燃料性状に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行う。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置の制御に用いられ、前記内燃機関の各気筒への目標燃料噴射量を演算する目標噴射量演算部と、前記目標燃料噴射量に基づき前記燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、を備えた燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、
前記内燃機関の角速度を検出する角速度検出部と、
前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で行われる二回の定時間噴射を前記噴射間隔を変えながら複数回実行させるとともに前記二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づいて求められる前記燃料の圧力脈動の周期から前記燃料の燃料性状を推定し、前記燃料性状に基づき前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための性状補正係数を算出する性状補正係数演算部と、
前記性状補正係数によって前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行う燃料噴射量補正部と、
あらかじめ記憶された、前記噴射間隔の違いのみによる前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づき、前記性状補正係数の補正を行う係数補正部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記係数補正部は、あらかじめ記憶された、それぞれ所定の噴射量で噴射される二回の定量噴射を噴射間隔を変えて複数回実行したときの前記噴射間隔と前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき、前記性状補正係数の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記性状補正係数演算部は、
前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、前記内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで、前記二回の定時間噴射を前記噴射間隔を変えながら複数回実行させる二回噴射実行制御部と、
前記二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの前記内燃機関の角速度変動を前記定時間噴射を実行しなかったときの角速度変動と比較することで前記二回の定時間噴射の噴射間隔と前記内燃機関の角速度変動との関係を求め、前記噴射間隔と前記角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき前記燃料の圧力脈動の周期を演算する圧力脈動周期演算部と、
前記燃料の圧力脈動の周期に応じて前記燃料性状を推定するとともに前記燃料性状に基づき前記性状補正係数を算出する補正係数演算部と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記圧力脈動周期演算部は、前記角速度変動を前記二回の定時間噴射による燃料噴射量の変動に換算して前記燃料の圧力脈動の周期を演算することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記定時間噴射は微小噴射であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記係数補正部は、あらかじめ記憶された、前記内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで噴射間隔を変えながら前記二回の定量噴射を複数回行った場合における、前記二回の定量噴射の噴射間隔と前記内燃機関の角速度変動との関係に基づき、前記圧力脈動周期演算部における前記角速度変動、前記圧力脈動の周期又は前記燃料噴射量の少なくとも一つを補正することにより、前記性状補正係数の補正を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、噴射時間を変えながら一回の微小噴射を複数回実行させるとともに前記一回の微小噴射が実行されたときの前記内燃機関の角速度変動があらかじめ設定された基準変動数となったときの噴射時間を求め、前記噴射時間と基準噴射時間との比に基づき前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための個体差補正係数を算出する個体差補正係数演算部を備え、
前記燃料噴射量補正部はさらに前記個体差補正係数によって前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記性状補正係数演算部は、前記燃料性状を前記燃料温度の相関値に変換して前記性状補正係数を求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、前記内燃機関の各気筒への目標燃料噴射量を演算する目標噴射量演算部と、前記目標燃料噴射量に基づき前記燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、を備えた燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、
前記内燃機関の角速度を検出する角速度検出部と、
前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、噴射時間を変えながら一回の微小噴射を複数回実行させる一回微小噴射実行制御部と、
前記一回の微小噴射が実行されたときの前記内燃機関の角速度変動があらかじめ設定された基準変動数となったときの噴射時間を求めるとともに、前記噴射時間と基準噴射時間との比に基づき前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための個体差補正係数を算出する第１の補正係数演算部と、
前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で噴射される二回の定時間微小噴射を、前記内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで前記噴射間隔を変えながら複数回実行させる二回定時間微小噴射実行制御部と、
前記二回の定時間微小噴射が複数回実行されたときのそれぞれの前記内燃機関の角速度変動を前記定時間微小噴射を実行しなかったときの角速度変動と比較することで、前記二回の定時間微小噴射の噴射間隔と前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係を求め、前記噴射間隔と前記角速度変動又はその相関値との関係に基づき前記燃料の圧力脈動の周期を演算する圧力脈動周期演算部と、
前記燃料の圧力脈動の周期に応じて前記燃料の燃料性状を推定するとともに、前記燃料性状に基づき前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための性状補正係数を算出する第２の補正係数演算部と、
あらかじめ記憶された、それぞれ所定の噴射量で噴射される二回の定量微小噴射を、前記内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで噴射間隔を変えて複数回実行したときの前記二回の定量微小噴射の噴射間隔と前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき、前記圧力脈動周期演算部における前記角速度変動又はその相関値あるいは前記圧力脈動の周期の少なくとも一つを補正する係数補正部と、
前記個体差補正係数及び前記性状補正係数によって前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行う燃料噴射量補正部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置における燃料噴射量の補正を行う燃料噴射制御方法において、
前記内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で行われる二回の定時間噴射を前記噴射間隔を変えながら複数回実行させるとともに前記二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値を求め、
あらかじめ記憶された、前記噴射間隔の違いのみによる前記内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づき、求められた前記二回の定時間噴射実行時の前記角速度変動又はその相関値から、前記噴射間隔に応じた前記角速度変動又はその相関値を減算し、
減算して得られた値に基づいて求められる前記燃料の圧力脈動の周期に応じて前記燃料の燃料性状を推定し、
前記燃料性状に基づき前記目標燃料噴射量又は前記燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うことを特徴とする燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料噴射を行うための燃料噴射制御装置に関し、特に、燃料噴射量の補正を行うことで精度のよい必要量の燃料噴射制御を実行するための燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の一態様としてのディーゼルエンジンの気筒内へ燃料を噴射する装置として、蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。この蓄圧式燃料噴射装置は、複数の燃料噴射弁が接続されるとともに高圧燃料が蓄積されるコモンレールを備えており、高圧燃料が各燃料噴射弁に供給された状態で燃料噴射弁の通電制御を行うことによって、燃料の緻密な噴射が行われるようになっている。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置において、使用される燃料が異なると純度や密度等の燃料性状の違いによりエミッションの悪化を招いたり車両運転性が悪化したりするおそれがあることから、使用されている燃料の性状を判定し、燃料噴射量を目標値に制御する内燃機関の燃料噴射装置が開示されている。
【０００４】
具体的には、各燃料噴射弁から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われ、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでのインターバル時間によって後の噴射の噴射量の目標値に対する変動量が変化する内燃機関の噴射制御装置において、予め定められている機関の運転状態において基準となる燃料を用いた場合に後の噴射の上記変動量が基準値となる基準インターバル時間が予め記憶されており、機関運転中に機関の運転状態が上記予め定められた機関の運転状態となったときに後の噴射の上記変動量が基準値となるインターバル時間を求め、基準インターバル時間と求めたインターバル時間とのインターバル時間比からそのとき使用された燃料中の圧力脈動の伝播速度が算出され、算出された伝播速度から燃料性状を推定して推定された燃料性状に基づいて機関の制御定数を修正するようにした内燃機関の燃料噴射装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の内燃機関の燃料噴射装置は、先の噴射によって燃料中に圧力脈動を生じさせ、機関回転数（角速度）と全噴射量との関係に基づき求められる後の噴射の噴射量の変動量が基準値となるインターバル時間に基づいて燃料中の圧力脈動の伝播速度を算出し、この圧力脈動の伝播速度から推定される燃料性状に基づいて機関の制御定数を修正するものである。
【０００７】
ここで、ある燃料噴射が行われたときの内燃機関の角速度は燃料噴射が行われたときの気筒内のピストンの位置によって異なる。すなわち、燃料噴射が行われるときの気筒内のピストンの位置が異なれば、燃料噴射が行われてから燃料に着火するまでの時間が異なるため、気筒内での燃焼性が変わってくる。そのため、同量の燃料を噴射する場合であっても、気筒内のピストンの位置によって内燃機関の角速度が異なってくる。したがって、特許文献１において後の噴射の噴射量の変動量を求める際に用いられる内燃機関の角速度は、本来的には圧力脈動の伝播速度に起因する全噴射量の影響だけでなく、先の噴射あるいは後の燃料の噴射時期におけるピストンの位置の影響も受けている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、機関回転数（角速度）を全噴射量にのみ影響しているものと捉えて、機関回転数（角速度）と全噴射量との関係に基づき後の噴射の噴射量の変動量を求めている。そのため、後の噴射の噴射量の変動量が現実の変動量と異なり、この変動量が基準値となるインターバル時間と基準インターバル時間との比から推定される燃料性状が現実の燃料性状とずれてしまい、機関の制御定数を正確に修正できないおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、二回の噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動に基づき推定される燃料性状に応じて燃料噴射量の補正を行うにあたり、二回の噴射の噴射間隔と内燃機関の角速度変動との関係を考慮して補正を行うことにより上述した問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、内燃機関のサイクル中における燃料噴射時期の違いに起因する内燃機関の角速度変動の影響を排除することで、使用する燃料の性状をより正確に把握して、燃料噴射量の補正を精度良く実行可能な燃料噴射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】
【００１０】
本発明によれば、コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置の制御に用いられ、内燃機関の各気筒への目標燃料噴射量を演算する目標噴射量演算部と、目標燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、を備えた燃料噴射制御装置において、内燃機関の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、内燃機関の角速度を検出する角速度検出部と、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で行われる二回の定時間噴射を噴射間隔を変えながら複数回実行させるとともに二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づいて求められる燃料の圧力脈動の周期から燃料の燃料性状を推定し、燃料性状に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための性状補正係数を算出する性状補正係数演算部と、性状補正係数によって目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行う燃料噴射量補正部と、あらかじめ記憶された、噴射間隔の違いのみによる内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づき、性状補正係数の補正を行う係数補正部と、を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１１】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、係数補正部は、あらかじめ記憶された、それぞれ所定の噴射量で噴射される二回の定量噴射を噴射間隔を変えて複数回実行したときの噴射間隔と内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき、性状補正係数の補正を行うことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、性状補正係数演算部は、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで、二回の定時間噴射を噴射間隔を変えながら複数回実行させる二回噴射実行制御部と、二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの内燃機関の角速度変動を定時間噴射を実行しなかったときの角速度変動と比較することで二回の定時間噴射の噴射間隔と内燃機関の角速度変動との関係を求め、噴射間隔と角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき燃料の圧力脈動の周期を演算する圧力脈動周期演算部と、燃料の圧力脈動の周期に応じて燃料性状を推定するとともに燃料性状に基づき性状補正係数を算出する補正係数演算部と、を含むことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、圧力脈動周期演算部は、角速度変動を二回の定時間噴射による燃料噴射量の変動に換算して燃料の圧力脈動の周期を演算することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、定時間噴射は微小噴射であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、係数補正部は、あらかじめ記憶された、内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで噴射間隔を変えながら二回の定量噴射を複数回行った場合における、二回の定量噴射の噴射間隔と内燃機関の角速度変動との関係に基づき、圧力脈動周期演算部における角速度変動、圧力脈動の周期又は燃料噴射量の少なくとも一つを補正することにより、性状補正係数の補正を行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、燃料噴射制御装置は、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、噴射時間を変えながら一回の微小噴射を複数回実行させるとともに一回の微小噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動があらかじめ設定された基準変動数となったときの噴射時間を求め、噴射時間と基準噴射時間との比に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための個体差補正係数を算出する個体差補正係数演算部を備え、燃料噴射量補正部はさらに個体差補正係数によって目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、性状補正係数演算部は、燃料性状を燃料温度の相関値に変換して性状補正係数を求めることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の別の態様は、コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、内燃機関の各気筒への目標燃料噴射量を演算する目標噴射量演算部と、目標燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、を備えた燃料噴射制御装置において、内燃機関の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、内燃機関の角速度を検出する角速度検出部と、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、噴射時間を変えながら一回の微小噴射を複数回実行させる一回微小噴射実行制御部と、一回の微小噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動があらかじめ設定された基準変動数となったときの噴射時間を求めるとともに、噴射時間と基準噴射時間との比に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための個体差補正係数を算出する第１の補正係数演算部と、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で噴射される二回の定時間微小噴射を、内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで噴射間隔を変えながら複数回実行させる二回定時間微小噴射実行制御部と、二回の定時間微小噴射が複数回実行されたときのそれぞれの内燃機関の角速度変動を定時間微小噴射を実行しなかったときの角速度変動と比較することで、二回の定時間微小噴射の噴射間隔と内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係を求め、噴射間隔と角速度変動又はその相関値との関係に基づき燃料の圧力脈動の周期を演算する圧力脈動周期演算部と、燃料の圧力脈動の周期に応じて燃料の燃料性状を推定するとともに、燃料性状に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うための性状補正係数を算出する第２の補正係数演算部と、あらかじめ記憶された、それぞれ所定の噴射量で噴射される二回の定量微小噴射を、内燃機関のサイクル中における二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることで噴射間隔を変えて複数回実行したときの二回の定量微小噴射の噴射間隔と内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値との関係に基づき、圧力脈動周期演算部における角速度変動又はその相関値あるいは圧力脈動の周期の少なくとも一つを補正する係数補正部と、個体差補正係数及び性状補正係数によって目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行う燃料噴射量補正部と、を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置である。
【００１９】
また、本発明の別の態様は、コモンレールに蓄積された燃料を燃料噴射弁により内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射装置における燃料噴射量の補正を行う燃料噴射制御方法において、内燃機関の無噴射状態が検出されたときに、所定の噴射間隔で行われる二回の定時間噴射を噴射間隔を変えながら複数回実行させるとともに二回の定時間噴射を複数回実行したときのそれぞれの内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値を求め、あらかじめ記憶された、噴射間隔の違いのみによる内燃機関の角速度変動又は角速度変動の相関値に基づき、求められた二回の定時間噴射実行時の角速度変動又はその相関値から、噴射間隔に応じた角速度変動又はその相関値を減算し、減算して得られた値に基づいて求められる燃料の圧力脈動の周期に応じて燃料の燃料性状を推定し、燃料性状に基づき目標燃料噴射量又は燃料噴射弁の駆動信号の補正を行うことを特徴とする燃料噴射制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法によれば、二回の定時間噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動又はその相関値に基づき推定される燃料性状を用いて燃料噴射量の補正を行うにあたり、二回の燃料噴射の間隔の違いによって燃料噴射時の気筒内のピストンの位置が異なることによる内燃機関の角速度変動の影響を排除した角速度変動に基づいて燃料性状が推定される。したがって、燃料性状が精度よく推定されるとともに、当該燃料性状に基づいて燃料噴射量の補正が精度よく実行されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の構成例について説明するための図である。
【図２】本実施形態の燃料噴射制御装置の構成例を説明するためのブロック図である。
【図３】個体差補正係数演算部の演算処理について説明するための図である。
【図４】性状補正係数演算部の演算処理について説明するための図である。
【図５】性状補正係数演算部の演算処理について説明するための図である。
【図６】係数補正部の演算処理について説明するための図である。
【図７】本実施形態の燃料噴射制御方法について説明するためのフローである。
【図８】個体差補正係数の演算のフローである。
【図９】性状補正係数の演算のフローである。
【図１０】燃料性状を燃料温度の相関値に変換して補正を行う方法を説明するためのフローである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の燃料噴射制御装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２３】
１．蓄圧式燃料噴射装置の全体的構成
図１は、本発明の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置７０が備えられた蓄圧式燃料噴射装置５０の概略構成を示している。この図１に示す蓄圧式燃料噴射装置５０は、内燃機関４０としてのディーゼルエンジンの気筒内に燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置であって、燃料タンク１と、低圧ポンプ２と、高圧ポンプ５と、コモンレール１０と、燃料噴射弁１３と、燃料噴射制御装置７０等を主たる要素として備えている。
【００２４】
内燃機関４０は、ピストン４２がクランクシャフト４３の回転に伴って気筒４１内を往復動し、圧縮行程で気筒４１内にディーゼル燃料が噴射されることで気筒４１内で爆発を生じピストン４２が押し下げられてクランクシャフト４３がさらに回転させられることで駆動する。この内燃機関４０には、クランクシャフト４３の回転位相であるクランク角を検出するためのクランク角センサ４５が設けられている。
【００２５】
蓄圧式燃料噴射装置５０において、低圧ポンプ２と高圧ポンプ５は低圧燃料通路１８で接続され、高圧ポンプ５とコモンレール１０、コモンレール１０と燃料噴射弁１３は、それぞれ高圧燃料通路３７、３９で接続されている。また、高圧ポンプ５やコモンレール１０、燃料噴射弁１３等には、リーク燃料あるいはリターン燃料を燃料タンク１に戻すためのリターン通路３０ａ〜３０ｃが接続されている。
【００２６】
低圧ポンプ２は、燃料タンク１内の低圧燃料を吸い上げ、低圧燃料通路１８を介して高圧ポンプ５に対して低圧燃料を供給する。低圧ポンプ２としては、通電により駆動する電動低圧ポンプや内燃機関の動力によって駆動するギヤポンプ等が用いられる。
【００２７】
高圧ポンプ５は、低圧ポンプ２によって送られる低圧燃料を加圧し、高圧燃料通路３７を介して、高圧燃料をコモンレール１０に圧送する。高圧ポンプ５の加圧室５ａよりも上流の低圧燃料通路１８には流量制御弁８が備えられ、要求されるレール圧及び要求噴射量等に応じて加圧室５ａに供給される低圧燃料の流量が調節される。この流量制御弁８は、例えば、供給されるパルス電圧の大きさによって弁体のストローク量が可変である電磁比例式の流量制御弁が用いられる。
【００２８】
また、流量制御弁８よりも上流側には圧力調整弁１４が接続されており、圧力調整弁１４はさらに燃料タンク１に通じるリターン通路３０ａに接続されている。この圧力調整弁１４は、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路１８内の圧力と、リターン通路３０ａ内の圧力との差が所定値を越えたときに開弁されるオーバーフローバルブが用いられている。
【００２９】
コモンレール１０は、高圧ポンプ５から圧送される高圧燃料を蓄積し、高圧燃料通路３９を介して接続された複数の燃料噴射弁１３に対して高圧燃料を供給する。このコモンレール１０にはレール圧センサ２１及び圧力制御弁１２が取り付けられている。圧力制御弁１２は、例えば電磁比例制御弁が用いられ、コモンレール１０から燃料リーク通路３０ｂに排出する燃料のリーク量が調節され、当該リーク量に応じてレール圧が調整される。
【００３０】
コモンレール１０に接続された燃料噴射弁１３は、噴射孔が設けられたノズルボディと噴射孔を閉塞するノズルニードルとを備え、ノズルニードルの後端側に作用する背圧が逃されることによって噴射孔が開かれ、コモンレール１０から供給される高圧燃料が内燃機関４０の気筒内に噴射される。燃料噴射弁１３は、例えば、背圧制御部としてソレノイドバルブが備えられた電磁制御型の燃料噴射弁や、背圧制御部としてピエゾ素子が備えられた電歪型の燃料噴射弁が用いられる。
【００３１】
また、蓄圧式燃料噴射装置５０には、燃料温度を検出するための図示しない燃料温度センサが備えられている。燃料温度センサの配置位置は特に制限されないが、例えば、高圧ポンプに設けられた燃料通路に配置される。
【００３２】
これまで説明した本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置５０は、従来公知の蓄圧式燃料噴射装置の一構成例にすぎず、本発明の燃料噴射制御装置が備えられる蓄圧式燃料噴射装置はこれ以外の構成となっていても構わない。
【００３３】
２．燃料噴射制御装置
図２は、本実施形態の燃料噴射制御装置７０の構成を機能的なブロックで表した図を示している。この燃料噴射制御装置７０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、目標噴射量演算部７１と、無噴射状態検出部７２と、角速度検出部７３と、燃料温度検出部７４と、個体差補正係数演算部８０と、性状補正係数演算部９０と、係数補正部７５と、燃料噴射量補正部７７と、燃料噴射弁制御部７９とを備えている。個体差補正係数演算部８０は、一回微小噴射実行制御部８１と、第１の補正係数演算部８３とを有している。性状補正係数演算部９０は、二回定時間微小噴射実行制御部９１と、圧力脈動周期演算部９３と、第２の補正係数演算部９５とを有している。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
【００３４】
また、燃料噴射制御装置７０には、図示しない記憶部（ＲＡＭ：Random Access Memory）が備えられている。この記憶部には、各部で算出ないし検出された情報や、蓄圧式燃料噴射装置５０や内燃機関４０に備えられたセンサの情報が記憶され、記憶された情報は各部によって必要に応じて読込まれる。
【００３５】
（１）目標噴射量演算部
目標噴射量演算部７１は、内燃機関４０の回転数Ne及びアクセル操作量Acc等に基づいて、内燃機関４０の気筒内に噴射する燃料の目標燃料噴射量Qtgtを算出する。具体的に、目標噴射量演算部７１では、内燃機関４０の回転数Neやアクセル操作量Acc以外に、排気ガスの浄化に用いられる触媒やパティキュレートフィルタの状態、燃料温度等を考慮して、目標パイロット噴射量、目標メイン噴射量、目標ポスト噴射量をそれぞれ算出するように構成されている。
【００３６】
（２）無噴射状態検出部
無噴射状態検出部７２は、目標噴射量演算部７１で算出された目標燃料噴射量Qtgtとアクセル操作量Accとを読込み、内燃機関４０の無噴射状態を検出する。具体的に、本実施形態の燃料噴射制御装置７０の無噴射状態検出部７２は、車両が高速あるいは中速での走行状態から運転者がアクセルを離すことで燃料が無噴射状態となるオーバーラン状態を検出する。オーバーラン状態以外にも内燃機関４０の無噴射状態が存在するのであれば、その状態が検出されるように構成されていてもよい。無噴射状態が検出されると、無噴射状態検出部７２は個体差補正係数演算部８０及び性状補正係数演算部９０に対して信号を伝達する。
【００３７】
（３）角速度検出部及び燃料温度検出部
角速度検出部７３は、クランク角センサ４５のセンサ値を単位時間ごとに継続的に読込み、単位時間当たりのクランクシャフト４３の回転変位の角速度ωを検出する。また、燃料温度検出部７４は、燃料温度センサのセンサ値を継続的に読込み、燃料温度を検出する。
【００３８】
（４）個体差補正係数演算部
個体差補正係数演算部８０は、燃料噴射弁１３ごとの加工精度や経時劣化等による個体差のばらつきによる目標燃料噴射量Qtgtと現実の燃料噴射量Qactとのずれ分を補正するための補正係数である個体差補正係数αを求める。この個体差のばらつきは、例えば、燃料噴射弁１３の噴射孔の大きさや弁体のストローク量、摺動性、噴射孔の詰まり具合等の影響によって発生する。本実施形態の燃料噴射制御装置７０では、あらかじめ定められた基準微小噴射量Qzfc1が噴射される噴射時間ETa1を内燃機関４０の角速度ωの推移（以下「角速度変動Ω」と称する。）に基づいて求め、基準微小噴射量Qzfc1が噴射される噴射時間として設定されている基準噴射時間ETa0と求められた噴射時間ETa1との比に基づき燃料噴射量の補正を行う個体差補正係数αが求められるように構成されている。
【００３９】
個体差補正係数αの求め方を図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら具体的に説明する。
個体差補正係数演算部８０を構成する一回微小噴射実行制御部８１は、無噴射状態検出部７２で内燃機関４０の無噴射状態が検出されたときに、補正対象の燃料噴射弁１３に対して、一サイクル中に一回の微小噴射を噴射時間ETaを変えながら複数回実行させる制御を行うよう燃料噴射弁制御部７９に対して指示を伝達する。この微小噴射は、内燃機関４０の駆動力に大きく影響しない程度の基準微小噴射量Qzfc1、例えば、１ｃｃの燃料噴射が行われるように、燃料噴射弁１３へ供給する電流あるいは電圧の制御が行われる。一回の微小噴射が実行されると、燃料が噴射された気筒における圧縮行程から膨張工程にかけて内燃機関４０の角速度変動Ωが増大する（図３（ａ）を参照）。
【００４０】
また、個体差補正係数演算部８０を構成する第１の補正係数演算部８３は、一回微小噴射実行制御部８１によって補正対象の燃料噴射弁１３から一回の微小噴射が実行されるごとにその信号を受け取り、この微小噴射が行われたときの角速度変動Ωzfc1を、微小噴射が行われなかったときの角速度変動Ωzfc0と比較し、角速度変動の差分ΔΩzfc1を求める。この一回の微小噴射が噴射時間ETaを変えながら複数回実行されると、増大した角速度変動Ωzfc1と他の気筒での角速度変動Ωzfc0との差分ΔΩzfc1と、噴射時間ETaとの関係が得られる（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。角速度変動Ωの比較は、補正対象の燃料噴射弁１３が備えられた気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc1を、それ以外の気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc0と比較することで行われる。このような比較を行うことで、短時間で角速度変動の差分ΔΩzfc1が得られ、内燃機関４０の無噴射状態での個体差補正係数αの算出が速やかに行われる。
【００４１】
個体差補正係数演算部８０は、燃料噴射量制御装置７０にあらかじめ記憶されている燃料噴射量Qactと角速度変動の差分ΔΩzfcとの関係を示すデータ（図３（ｃ）を参照）を参照可能になっており、第１の補正係数演算部８３は、角速度変動の差分ΔΩzfc1が基準値ΔΩ0となったときの一回の微小噴射の噴射時間ETa1を求める。この基準値ΔΩ0は、基準微小噴射量Qzfc1の燃料が噴射されたときに生じる角速度変動の差分の値として、あらかじめ実験等により求められて記憶されている。そして、求められた噴射時間ETa1を、蓄圧式燃料噴射装置５０の出荷時等の設定で角速度変動の差分が基準値ΔΩ0となる噴射時間として定められた基準噴射時間ETa0と比較し、基準噴射時間ETa0に対する噴射時間ETa1の比率（ETa1／ETa0）を個体差補正係数αとする。
【００４２】
このようにして求められる個体差補正係数αは、燃料噴射量補正部７７において目標燃料噴射量Qtgt又は燃料噴射弁１３への制御指示値あるいは目標噴射量の演算式に乗算されることで、現実の燃料噴射量Qactが増減される。その結果、加工精度や経時劣化等による目標燃料噴射量Qtgtと現実の燃料噴射量Qactとのずれ分が解消される。
【００４３】
（５）性状補正係数演算部
性状補正係数演算部９０は、現在使用している燃料の密度や粘度等で表される燃料性状ρactが、目標燃料噴射量Qtgtの演算式を設定する際に想定されていた基準燃料の燃料性状ρ0とは異なることによる目標燃料噴射量Qtgtと現実の燃料噴射量Qactとのずれ分を補正するための補正係数である性状補正係数βを求める。使用燃料の密度や粘度等の燃料性状の違いから燃料圧力（レール圧）の誤差が生じ、燃料噴射量のばらつきとなって現れる。本実施形態の燃料噴射制御装置７０では、所定の噴射間隔ΔTで行われる二回の定時間微小噴射を複数回実行して噴射間隔ΔTと内燃機関４０の角速度変動Ωとの関係を求め、その関係をもとに現在の使用燃料の圧力脈動の周期Cprを算出して燃料性状を推定する。性状補正係数βは、例えば推定された燃料性状ρactと基準燃料の燃料性状ρ0とに基づいて求められる。
【００４４】
性状補正係数βの求め方を図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｂ）を参照しながら具体的に説明する。
性状補正係数演算部９０を構成する二回定時間微小噴射実行制御部９１は、無噴射状態検出部７２で内燃機関４０の無噴射状態が検出されたときに、いずれかの燃料噴射弁１３に対して、一サイクル中に所定の噴射間隔ΔTで噴射される二回の定時間微小噴射を噴射間隔ΔTを変えながら複数回実行させる制御を行うよう燃料噴射弁制御部７９に対して指示を伝達する。個体差補正係数αを求める際に微小噴射を実行させる燃料噴射弁１３が補正対象の燃料噴射弁でなければならないのとは対称的に、性状補正係数βを求める際に二回の定時間微小噴射を実行させる燃料噴射弁１３はどの燃料噴射弁であっても構わない。
【００４５】
二回の定時間微小噴射の噴射間隔ΔTは、二回目の噴射時期を固定する一方、一回目の噴射時期を異ならせることによって変えられる。この二回の定時間微小噴射によって噴射される燃料の噴射量Qzfc2は、内燃機関４０の駆動力に大きく影響しない程度の噴射量となるように、例えば、一回目の噴射時間ETb1及び二回目の噴射時間ETb2がともに２００μｓｅｃとなるように、燃料噴射弁１３へ供給される電流あるいは電圧の制御が行われる。二回の定時間微小噴射が実行されると、燃料が噴射された気筒における圧縮行程から膨張工程にかけて内燃機関４０の角速度変動Ωが増大する（図４（ａ）を参照）。
【００４６】
ここで、一回目の定時間微小噴射は基本的には燃料中の圧力脈動が小さい状態で行われるとともに、本実施形態の燃料噴射制御装置７０では、個体差補正係数αによって燃料噴射量の補正が行われるように構成されていることから、一回目の定時間微小噴射の噴射量Qet1はほぼ一定の値となる。その噴射量Qet1の値は噴射時間ETb1をもとに演算によって求められる。一方、二回目の定時間微小噴射は一回目の定時間微小噴射によって燃料中に圧力脈動が生じた状態で行われるため、二回目の定時間微小噴射の噴射量Qet2は、燃料の圧力（レール圧）によって異なる値となる。
【００４７】
また、性状補正係数演算部９０を構成する圧力脈動周期演算部９３は、二回定時間微小噴射実行制御部９１によって燃料噴射弁１３から一サイクル中に二回の定時間微小噴射が複数回実行されるごとにその信号を受け取り、この二回の定時間微小噴射が行われたときの角速度変動Ωzfc2を、二回の定時間微小噴射が実行されなかったときの角速度変動Ωzfc0と比較し、角速度変動の差分ΔΩzfc2を求める。この二回の定時間微小噴射が噴射間隔ΔTを変えながら複数回実行されると、増大した角速度変動Ωzfc2及び他の気筒での角速度変動Ωzfc0の差分ΔΩzfc2と、噴射間隔ΔTとの関係が得られる（図４（ａ）及び（ｂ）を参照）。角速度変動Ωの比較は、個体差補正係数演算部８０の場合と同様に、補正対象の燃料噴射弁１３が備えられた気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc2を、それ以外の気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc0と比較することで行われる。このような比較を行うことで、短時間で角速度変動の差分ΔΩzfc2が得られ、内燃機関４０の無噴射状態での圧力脈動の周期Cprの算出、ひいては、性状補正係数βの算出が速やかに行われる。
【００４８】
圧力脈動周期演算部９３は、複数の角速度変動の差分ΔΩzfc2の値をもとに使用燃料の圧力脈動の周期Cprを算出する。具体的に、性状補正係数演算部９０は、燃料噴射量制御装置７０にあらかじめ記憶されている燃料噴射量Qactと角速度変動の差分ΔΩzfcとの関係を示すデータ（図４（ｃ）を参照。図３（ｃ）に同じ。）を参照可能になっている。圧力脈動周期演算部９３は、このデータを参照して、角速度変動の差分ΔΩzfc2と噴射間隔ΔTとの関係を、燃料噴射量Qactと噴射間隔ΔTとの関係に置き換える。
【００４９】
さらに、二回の定時間微小噴射による燃料噴射量Qactの違いはレール圧（燃料圧力）Prailの差によるものであることから、圧力脈動周期演算部９３は、燃料噴射量Qactと噴射間隔ΔTとの関係を、レール圧Prailと噴射間隔ΔTとの関係に置き換える（図４（ｄ）を参照）。この噴射間隔ΔTは、一回目の定時間微小噴射からの経過時間に相当することから、この噴射間隔ΔTとレール圧Prailとの関係は、一定量の一回目の定時間微小噴射が行われることで生じたレール圧Prailの変動、すなわち、圧力脈動を表している。こうして得られた圧力脈動をもとにして圧力脈動の周期Cprが求められる。
【００５０】
このとき、複数の角速度変動の差分ΔΩzfc2の値をもとに、二回の定時間微小噴射の噴射間隔ΔTと現実の燃料噴射量Qactとの関係を求めることができるのは、本実施形態の燃料噴射制御装置７０の場合、個体差補正係数αによって燃料噴射量の補正が行われ、内燃機関の角速度変動Ωと現実の燃料噴射量Qactとの関係が、現在使用されている燃料に応じて把握されているからである。また、現実の燃料噴射量Qactをレール圧Prailに換算できるのは、二回目の定時間微小噴射の噴射時間ETb2が一定であり、現実の燃料噴射量Qactの違いが噴射圧力、すなわち、レール圧Prailの違いによって生じるからである。
【００５１】
性状補正係数演算部９０には、一回目の定時間微小燃料噴射の噴射時間ETb1で燃料噴射が行われた場合に生じる圧力脈動の周期Cprと燃料温度Tflと燃料性状（密度）ρとの相関関係を示すデータ（図５（ａ）を参照）が記憶されている。性状補正係数演算部９０を構成する第２の補正係数演算部９５は、このデータを参照して、圧力脈動周期演算部９３において求められた圧力脈動の周期Cprと二回の定時間微小噴射実行時の燃料温度Tflとに基づいて使用燃料の燃料性状ρactを推定する。
【００５２】
そして、第２の補正係数演算部９５は、求められた使用燃料の燃料性状ρactと、目標燃料噴射量Qtgtの演算式を設定する際に想定されていた基準燃料の燃料性状ρ0との差に応じて性状補正係数βを算出する。本実施形態では、燃料性状ρactがさらに燃料温度Tfの相関値Tfρに変換され性状補正係数βが求められる。具体的に、第２の補正係数演算部９５には、目標燃料噴射量Qtgtの演算式を設定する際に想定されていた基準燃料の燃料性状（密度）ρ0と燃料温度Tfとの相関関係を示すデータがあらかじめ記憶されている（図５（ｂ）を参照）。第２の補正係数演算部９５は、このデータを参照して、求められた使用燃料の燃料性状ρactを燃料温度の相関値Tfρに変換する。この相関値Tfρは、目標燃料噴射量Qtgtの演算式を設定する際に想定されていた基準燃料の燃料性状ρ0と使用燃料の燃料性状ρactとの違いを、基準燃料の基準温度Tf0との差分に置き換えたものである。そして、第２の補正係数演算部９５では、燃料温度の相関値Tfρに応じた性状補正係数βが求められる。
【００５３】
このようにして求められる性状補正係数βは、燃料噴射量補正部７７において目標燃料噴射量Qtgtあるいは燃料噴射弁１３への制御指示値に乗算されることで、現実の燃料噴射量Qactが増減される。その結果、使用燃料の燃料性状ρactの違いによる目標燃料噴射量Qtgtと現実の燃料噴射量Qactとのずれ分が解消される。
【００５４】
（６）係数補正部
係数補正部７５は、あらかじめ記憶された、二回の噴射の噴射間隔ΔTの違いのみによる内燃機関４０の角速度変動Ωに基づき、性状補正係数演算部９０の圧力脈動周期演算部９３で用いられる角速度変動Ω、燃料噴射量Qact又は圧力脈動の周期Cprの少なくとも一つに対して補正を行う。この補正が行われることで、性状補正係数演算部９０において角速度変動Ωを用いて性状補正係数βを求める際に、二回の定時間微小噴射が実行される際のピストン位置の違いによる角速度変動Ωのばらつきの影響が排除される。
【００５５】
本実施形態の燃料噴射制御装置７０では、それぞれ所定の噴射量で噴射される二回の定量微小噴射を噴射間隔ΔTを変えて複数回実行したときの二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTと内燃機関４０の角速度変動Ωとの関係を示すデータが、あらかじめ実験等によって求められて記憶されている。以下、二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTと内燃機関４０の角速度変動Ωとの関係をあらかじめ求める方法の具体例を図６（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。なお、以下の具体例においては、噴射間隔ΔTと内燃機関４０の角速度変動Ωとの関係は、噴射間隔ΔTと燃料噴射量Qzfc3との関係に置き換えられている。
【００５６】
内燃機関の無噴射状態において、燃料噴射弁から二回の定量微小噴射を実行する。この二回の定量微小噴射が実行されると、その燃料噴射弁が備えられた気筒における圧縮行程から膨張工程にかけて内燃機関の角速度変動Ωが増大する（図６（ａ）を参照）。この二回の定量微小噴射での噴射量は、一回目の定量微小噴射及び二回目の定量微小噴射ともに内燃機関の駆動力に大きく影響しない程度の一定量に設定される。特に、一回目の定量微小噴射の噴射時間は、二回定時間微小噴射実行制御部９１によって実行される一回目の定時間微小噴射の噴射時間ETb1と同じ時間で行われる。
【００５７】
この二回の定量微小噴射が行われたときの角速度変動Ωzfc3を、二回の定量微小噴射が実行されなかったときの角速度変動Ωzfc0と比較することで、角速度変動の差分ΔΩzfc3が求められる。この角速度変動Ωの比較は、個体差補正係数演算部８０や性状補正係数演算部９０の場合と同様に、二回の定量微小噴射を実行する燃料噴射弁１３が備えられた気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc3を、それ以外の気筒での圧縮行程から膨張行程までの角速度変動Ωzfc0と比較することで行うことができる。
【００５８】
この二回の定量微小噴射は、燃料噴射が行われる気筒の一サイクル中において、ニ回目の定量微小噴射の噴射時期が固定される一方、一回目の定量微小噴射の噴射時期を異ならせることで噴射間隔ΔTが変えられて、複数回実行される。二回の定量微小噴射が噴射間隔ΔTを変えながら複数回実行されると、増大した角速度変動Ωzfc3と他の気筒での角速度変動Ωzfc0との差分ΔΩzfc3と、噴射間隔ΔTとの関係が得られる（図６（ａ）及び（ｂ）を参照）。
【００５９】
係数補正部７５には、燃料噴射量制御装置７０にあらかじめ記憶されている燃料噴射量Qactと角速度変動の差分ΔΩzfcとの関係を示すデータ（図６（ｃ）を参照。図３（ｃ）及び図４（ｃ）に同じ。）が参照可能になっており、角速度変動の差分ΔΩzfc3と二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTとの関係は、燃料噴射量Qzfc3と噴射間隔ΔTとの関係に置き換えられる（図６（ｄ）を参照）。このようにしてあらかじめ求められた二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTと燃料噴射量Qzfc3との関係が係数補正部７５に記憶されている。
【００６０】
そして、係数補正部７５は、記憶された噴射間隔ΔTと燃料噴射量Q zfc3との関係に基づき、性状補正係数演算部９０の圧力脈動周期演算部９３に対して、圧力脈動の周期を算出する際に用いられる燃料噴射量Qactと噴射間隔ΔTとの関係のうちの燃料噴射量Qactから、噴射間隔ΔTに応じた燃料噴射量Qzfc3を減算した値Qact’を用いて性状補正係数βを算出するように指示を送る。
【００６１】
ここで、係数補正部７５には、燃料温度Tfと燃料性状（密度）ρとの関係を示すデータが記憶されており、性状補正係数演算部９０で求められた燃料噴射量Qactから係数補正部７５で求められた燃料噴射量Qzfc3を減算する際に、基準燃料の基準温度Tf0と使用燃料の温度Tfとの差に応じて減算する燃料噴射量Qzfc3の値が修正されるようになっている。
【００６２】
その結果、性状補正係数演算部９０において求められる圧力脈動の周期Cprは、二回の定時間微小噴射による角速度変動の差分ΔΩzfc2の値から、噴射間隔ΔTの違いに起因して生じる角速度変動Ωの影響が排除され、二回目の定時間微小噴射時の噴射圧力（レール圧）の違いのみによる角速度変動の差分の値に基づいて求められるようになる。したがって、使用燃料の燃料性状ρが精度よく推定され、燃料性状ρの違いによる燃料噴射量Qactの補正が精度よく行なわれるようになる。
【００６３】
なお、本実施形態の燃料噴射量制御装置７０では、性状補正係数演算部８０の燃料噴射量Qactの値から、二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTに応じた燃料噴射量Qzfc3を減算することで補正を行うように構成されているが、補正対象を燃料噴射量Qact以外とすることもできる。例えば、性状補正係数演算部９０における角速度変動の差分ΔΩzfc2から、係数補正部７５によって求められた、噴射間隔ΔTに応じた角速度変動の差分ΔΩzfc3を減算することで補正を行ってもよいし、それ以外のレール圧Prailの変動や圧力脈動の周期Cprに対して補正を行うようにすることもできる。
【００６４】
（７）燃料噴射量補正部
燃料噴射量補正部７７は、個体差補正係数演算部８０や性状補正係数演算部９０で算出された個体差補正係数α及び性状補正係数βを用いて、目標噴射量演算部７１で算出された目標燃料噴射量Qtgtあるいは目標噴射量の演算式を補正し、補正後の目標燃料噴射量Qtgt’を算出する。
本実施形態の燃料噴射制御装置７０では、燃料温度の違いによっても燃料の粘度に違いが生じ燃料圧力が影響を受けることから、個体差や燃料性状だけでなく、蓄圧式燃料噴射装置５０の所定箇所に設けられた燃料温度センサによって検出される燃料温度Tfの値をもとに、目標燃料噴射量Qtgtの補正を行うように構成されている。そのため、燃料噴射制御装置７０では、性状補正係数βそのものを求めて補正を行う方法ではなく、その算出の途中で求められる燃料温度Tfの相関値Tfρを、燃料温度センサによって検出される燃料温度Tfの値に足しこんで、目標燃料噴射量Qtgtの補正を行うことも可能である。
【００６５】
（８）燃料噴射弁制御部
燃料噴射弁制御部７９は、レール圧Prailを読み込むとともに、読み込んだレール圧Prailと燃料噴射量補正部７７で算出された補正後の目標噴射量Qtgt’とに基づき燃料噴射弁１３の制御を行う。具体的に、燃料噴射弁制御部７９は、燃料噴射弁１３への通電時期及び通電時間を決定し、燃料噴射弁１３の駆動制御を行うアクチュエータに対して指示信号を出力する。
【００６６】
３．燃料噴射制御方法の具体的フロー
次に、本実施形態の燃料噴射量制御装置７０によって実行される燃料噴射量補正制御について、図７〜図１０の制御フローに基づいて詳細に説明する。
【００６７】
図７において、スタート後のステップＳ１では個体差補正係数αの演算が行われる。図８は、個体差補正係数αの演算のフローを示している。
個体差補正係数αの演算のフローでは、まずステップＳ１１において、アクセル操作量Accやエンジン回転数Ne等が読込まれた後、ステップＳ１２において、目標燃料噴射量Qtgtが算出される。
【００６８】
次いで、ステップＳ１３において、アクセル操作量Accや目標燃料噴射量Qtgt等に基づき内燃機関が無噴射状態にあるか否かが判別される。内燃機関が無噴射状態にない場合には、個体差補正係数αの算出ができないことからステップＳ１１に戻る。一方、内燃機関が無噴射状態にある場合には、ステップＳ１４に進み、一回微小噴射の噴射時間ETaを所定値に設定した後、ステップＳ１５において一回微小噴射を実行させる。
【００６９】
次いで、ステップＳ１６において、一回微小噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動Ωzfc1を検出するとともに、ステップＳ１７において、一回微小噴射が実行されないときの内燃機関の角速度変動Ωzfc0を検出する。次いで、ステップＳ１８において、一回微小噴射が実行されたときの角速度変動Ωzfc1と実行されないときの角速度変動Ωzfc0との差分ΔΩzfc1が、あらかじめ実験等により求められて記憶されている基準微小噴射量Qzfc1の燃料が噴射されたときに生じる角速度変動の差分の基準値ΔΩ0に一致しているか否かが判別される。角速度変動の差分ΔΩzfc1が基準値ΔΩ0に一致するまで、ステップＳ１４〜ステップＳ１８が繰返し行われる。このとき、ステップＳ１４で設定される噴射時間ETaの値はその都度変更される。
【００７０】
角速度変動の差分ΔΩzfc1が基準値ΔΩ0に一致すると、ステップＳ１９に進み、そのときの噴射時間ETaをETa1に設定し、ステップＳ２０において、求められた噴射時間ETa1を、角速度変動の差分が基準値ΔΩ0となる噴射時間としてあらかじめ設定された基準噴射時間ETa0と比較し、基準噴射時間ETa0に対する噴射時間ETa1の比率（ETa1／ETa0）を求めることにより、個体差補正係数αが算出される。
【００７１】
図７に戻り、ステップＳ１で個体差補正係数αが算出されると、ステップＳ２において、目標噴射量Qtgtの演算式に個体差補正係数αが乗算され、補正が実行される。次いで、ステップＳ３では性状補正係数βの演算が行われる。図９は、性状補正係数βの演算のフローを示している。
【００７２】
個体差補正係数αの演算のフローでは、まずステップＳ３１において、アクセル操作量Accやエンジン回転数Ne等が読込まれた後、ステップＳ３２において、目標燃料噴射量Qtgtが算出される。
次いで、ステップＳ３３において、アクセル操作量Accや目標燃料噴射量Qtgt等に基づき内燃機関が無噴射状態にあるか否かが判別される。内燃機関が無噴射状態にない場合には、性状補正係数βの算出ができないことからステップＳ３１に戻る。一方、内燃機関が無噴射状態にある場合には、ステップＳ３４に進み、二回の定時間微小噴射の噴射間隔ΔTを設定した後、ステップＳ３５において二回の定時間微小噴射を実行させる。
【００７３】
次いで、ステップＳ３６においてこのときの燃料温度Tfを検出した後、ステップＳ３７において二回の定時間微小噴射が実行されたときの内燃機関の角速度変動Ωzfc2を検出するとともに、ステップＳ３８において二回の定時間微小噴射が実行されないときの内燃機関の角速度変動Ωzfc0を検出する。次いで、ステップＳ３９において、二回の定時間微小噴射が実行されたときの角速度変動Ωzfc2と二回の定時間微小噴射が実行されないときの角速度変動Ωzfc0との差分ΔΩzfc2が算出された後、ステップＳ４０において、算出されたΔΩzfc2の数Nがあらかじめ設定された規定値N0以上になったか否かが判別される。算出されたΔΩzfc2の数Nが規定値N0以上になるまで、ステップＳ３４〜ステップＳ４０が繰返し行われる。このとき、ステップＳ３４で設定される噴射間隔ΔTの値はその都度変更される。
【００７４】
算出されたΔΩzfc2の数Nが規定値N0以上になると、ステップＳ４１において、二回の定時間微小噴射が実行されたときの角速度変動Ωzfc2及び実行されないときの角速度変動Ωzfc0の差分ΔΩzfc2と、噴射間隔ΔTとの関係が求められる。次いで、ステップＳ４２では、燃料噴射量Qactと角速度変動の差分ΔΩzfcとの関係を示すデータに基づき、ステップＳ４１で求めた角速度変動の差分ΔΩzfc2と噴射間隔ΔTとの関係から、燃料噴射量Qactと噴射間隔ΔTとの関係が求められる。
【００７５】
次いで、ステップＳ４３において、あらかじめ記憶された、二回の定量微小噴射の噴射間隔ΔTと燃料噴射量Qzfc3との関係に基づき、それぞれの噴射間隔ΔTに対応する燃料噴射量Qactから燃料噴射量Qzfc3を減算した後、ステップＳ４４において、ステップ３５で実行された二回の定時間微小噴射の噴射間隔ΔTとレール圧Prailとの関係、すなわち、レール圧の脈動の周期Cprを算出する。
【００７６】
次いで、ステップＳ４５において、あらかじめ記憶された、一回目の定時間微小燃料噴射の噴射時間ETb1で燃料噴射が行われた場合に生じる圧力脈動の周期Cprと燃料温度Tflと燃料性状（密度）ρとの相関関係を示すデータを参照して、圧力脈動の周期Cprと二回の定時間微小噴射実行時の燃料温度Tflとに基づき使用燃料の燃料性状ρactが推定される。使用燃料の燃料性状ρactが推定されると、ステップＳ４６において、あらかじめ記憶された、基準燃料の燃料性状（密度）ρ0と燃料温度Tfとの相関関係を示すデータを参照して、求められた使用燃料の燃料性状ρactが燃料温度の相関値Tfρに変換される。ステップＳ４７では、求められた燃料温度の相関値Tfρに応じて性状補正係数βが算出される。
【００７７】
図７に戻り、ステップＳ３で性状補正係数βが算出されると、ステップＳ４において、目標噴射量Qtgtの演算式に性状補正係数βが乗算され、補正が実行される。次いで、ステップＳ５では、内燃機関の運転状態に応じて目標噴射量Qtgtを演算しながら燃料噴射制御が行われる。
【００７８】
なお、内燃機関の目標噴射量Qtgtを算出する際には、燃料温度Tfの違いによる燃料の粘度の違いを考慮して、現在の燃料温度Tfによる燃料噴射量の補正が行われることが一般的である。上述した制御フローでは、性状補正係数βを、算出された目標噴射量Qtgtあるいは目標噴射量の演算式に乗算する方法で補正が行われるが、性状補正係数βを算出する過程で得られる現在の使用燃料の燃料性状ρactに基づく燃料温度の相関値Tfρを、現在の燃料温度Tfに足し込むことで、燃料性状ρactの違いを目標噴射量に反映させることができる。
【００７９】
図１０は、使用燃料の燃焼性状ρactを燃料温度Tfの相関値として目標噴射量に反映させる場合の燃料噴射制御のフローを示している。このフローを実施する前提として、上述した図９に示される性状補正係数βの演算フローは燃料温度の相関値Tfρが求められるステップＳ４６で終了し、ステップＳ４７は省略される。
【００８０】
図１０のフローでは、まずステップＳ５１においてアクセル操作量Accやエンジン回転数Ne等が読込まれ、さらにステップＳ５２において燃料温度Tfが読込まれる。次いで、ステップＳ５３において、ステップＳ５２で読込まれた燃料温度Tfに対して、燃料性状ρactに基づく燃料温度の相関値Tfρが足し込まれ見かけ温度Tf’が算出される。
【００８１】
その後、ステップＳ５４において、読込まれたアクセル操作量Accやエンジン回転数Ne、さらに燃料の見かけ温度Tf’等に基づき、目標噴射量Qtgt’が算出される。そして、ステップＳ５５において、ステップＳ５４で算出された目標噴射量Qtgt’に基づいて燃料噴射弁１３への通電制御が実行される。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法によれば、二回の燃料噴射の間隔の違いによって燃料噴射時の気筒内のピストンの位置が異なることによる内燃機関の角速度変動の影響を排除した角速度変動に基づいて燃料性状が推定される。したがって、燃料性状が精度よく推定されるとともに、当該燃料性状に基づいて燃料噴射量の補正が精度よく実行されるようになる。
【００８３】
特に、本実施形態の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法は、燃料性状による燃料噴射量のばらつきだけでなく、燃料噴射弁の個体差や燃料温度による燃料噴射量のばらつきも解消され、目標噴射量と実際の燃料噴射量とのずれが低減される。さらに、燃料性状を燃料温度の相関値に変換して検出される燃料温度に足し込むことで、目標噴射量の補正の実行回数を増やすことなく燃料噴射量の補正が実行される。
【００８４】
さらに、本実施形態の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法では、内燃機関の無噴射状態を利用して微小噴射を実行して各補正係数を求めるようになっており、内燃機関の気筒内での燃焼状態の違い等によって運転者に違和感を感じさせることなく、補正係数が求められる。
【符号の説明】
【００８５】
１：燃料タンク、２：電動低圧ポンプ、５：高圧ポンプ、６：燃料吸入弁、７：プランジャ、８：流量制御弁、９：燃料吐出弁、１０：コモンレール、１２：圧力制御弁、１３：燃料噴射弁、１４：圧力調整弁、１５：カム、１６：カム室、１８：低圧燃料通路、２１：レール圧センサ、３０ａ・３０ｂ・３０ｃ：リターン通路、３７・３９：高圧燃料通路、４０：内燃機関、４２：ピストン、４３：クランクシャフト、４５：クランク角センサ、５０：蓄圧式燃料噴射装置、７０：燃料噴射制御装置、７１：目標噴射量演算部、７２：無噴射状態検出部、７３：角速度検出部、７４：燃料温度検出部、７５：係数補正部、７７：燃料噴射量補正部、７９：燃料噴射弁制御部、８０：個体差補正係数演算部、８１：一回微小噴射実行制御部、８３：第１の補正係数演算部、９０：性状補正係数演算部、９１：二回定時間微小噴射実行制御部、９３：圧力脈動周期演算部、９５：第２の補正係数演算部
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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