(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁が中間リフト状態で制御されるようになっている燃料噴射制御装置であって、
異なる噴射パルス幅で且つ前記燃料噴射弁が前記中間リフト状態となるような噴射パルス幅で前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
一燃焼サイクルの噴射パルス幅を複数の分割噴射パルス幅に分けたうちのいずれか一つの分割噴射パルス幅を複数サイクルに亘って変更して前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、前記開弁遅れ時間を推定することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
一燃焼サイクルの噴射パルス幅を複数の異なる分割噴射パルス幅に分けて前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、前記開弁遅れ時間を推定することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記複数の閉弁遅れ時間が、同じ噴射パルス幅で且つ前記燃料噴射弁が前記中間リフト状態となるような噴射パルス幅で前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる閉弁遅れ時間を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
各噴射パルス幅と各噴射パルス幅に対応する閉弁遅れ時間の線形関係から前記開弁遅れ時間を推定することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
各噴射パルス幅と各噴射パルス幅に対応する閉弁遅れ時間の線形関係から求められる直線近似式において、閉弁遅れ時間が０としたときの噴射パルス幅を前記開弁遅れ時間として推定することを特徴とする、請求項５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、複数の燃料噴射弁について各燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定すると共に、推定した開弁遅れ時間に基づいて各燃料噴射弁に供給する駆動電流を補正することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御装置は、推定した開弁遅れ時間が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して駆動電流の供給開始から最大値到達までの昇圧印加時間を長くするように前記駆動電流を補正することを特徴とする、請求項７に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射制御装置は、複数の燃料噴射弁について各燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定すると共に、推定した開弁遅れ時間に基づいて各燃料噴射弁の噴射パルス幅を補正することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射制御装置は、推定した開弁遅れ時間が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して噴射パルス幅を長くするように前記噴射パルス幅を補正することを特徴とする、請求項９に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
複数の燃料噴射弁が中間リフト状態で制御されるようになっている燃料噴射制御装置であって、
異なる噴射パルス幅で且つ前記燃料噴射弁が前記中間リフト状態となるような噴射パルス幅で前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、各燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定すると共に、推定した開弁遅れ時間が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して駆動電流の供給開始から最大値到達までの昇圧印加時間を長くするように前記駆動電流を補正することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
複数の燃料噴射弁が中間リフト状態で制御されるようになっている燃料噴射制御装置であって、
異なる噴射パルス幅で且つ前記燃料噴射弁が前記中間リフト状態となるような噴射パルス幅で前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、各燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定すると共に、推定した開弁遅れ時間が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して噴射パルス幅を長くするように前記噴射パルス幅を補正することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多段噴射を実施する燃料噴射技術において、微少噴射量に対する燃料噴射弁の個体差を補正する燃料噴射制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の燃料噴射制御装置では、メイン噴射の前に微少なパイロット噴射を行なう多段噴射時に、メイン噴射量に対する噴射量変動を抑制することで、噴射量精度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１４３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に所載のような従来の燃料噴射制御装置では、燃料噴射弁（インジェクタ）駆動信号の立ち上がり時刻から実開弁時期までの経過時間を、開弁遅れ時間として検出している。しかしながら、開弁の時には燃料噴射弁の動作が急激でなく、電流の変曲点と共にノイズが検出されることから、上記燃料噴射弁の実開弁時期を高精度に求めることは難しい。また、変曲点の存在しない電流特性を備えた燃料噴射弁では、その電流特性から実開弁時期を求めることができず、その結果、開弁遅れ時間を検出することができないといった課題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、燃料噴射弁の開弁遅れ時間を精度良く検出して、高精度な微少噴射制御を実施することのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記する課題を解決するために、本発明に係る燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁が中間リフト状態で制御されるようになっている燃料噴射制御装置であって、異なる噴射パルス幅で且つ前記燃料噴射弁が前記中間リフト状態となるような噴射パルス幅で前記燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異なる噴射パルス幅であって燃料噴射弁が中間リフト状態となるような噴射パルス幅で当該燃料噴射弁を動作させた際に求められる複数の閉弁遅れ時間に基づいて、当該燃料噴射弁の開弁遅れ時間を推定することにより、例えば中間リフト状態を用いて微少噴射を行う燃料噴射弁について、その燃料噴射弁の開弁遅れ時間を確実に且つ精度良く推定でき、微少噴射時の噴射量精度を向上させることができる。
【０００８】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る燃料噴射制御装置の第１実施形態が適用される内燃機関システムの概略構成を示す全体構成図。
【図２】図１に示す燃料噴射弁の内部構成を模式的に説明する模式図。
【図３】図１に示すＥＣＭの内部構成を示すブロック図。
【図４】図１に示す燃料噴射弁の弁変位を模式的に示す模式図であり、（Ａ）は開弁直後の状態、（Ｂ）は中間リフト状態、（Ｃ）は最大リフト状態を示す図。
【図５】図１に示すＥＣＵによる燃料噴射弁の推定開弁遅れ時間の算出手順を説明するフローチャート。
【図６】図１に示すＥＣＵによる噴射パルス幅の決定プロセスの一例を示す図。
【図７】燃料噴射弁を駆動する噴射パルスと駆動電流と弁体の変位量との関係を説明する図。
【図８】図１に示すＥＣＵによる中間リフト状態の判定プロセスと閉弁完了時期の検出プロセスを説明する図。
【図９】図１に示すＥＣＵによる推定開弁遅れ時間の算出方法の一例を示す図。
【図１０】図１に示すＥＣＵによる燃料噴射量補正を用いた燃料噴射制御手順を説明するフローチャート。
【図１１】本発明に係る燃料噴射制御装置の第２実施形態における噴射パルス幅の決定プロセスの一例を示す図。
【図１２】本発明に係る燃料噴射制御装置の第３実施形態における噴射パルス幅の決定プロセスの一例を示す図。
【図１３】本発明に係る燃料噴射制御装置の第４実施形態における噴射パルス幅の決定プロセスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る内燃噴射制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る燃料噴射制御装置の第１実施形態が適用される内燃機関システムの概略構成を示したものである。
【００１２】
図示するように、本システムは、主に、内燃機関（以下、エンジンという）１と、燃料供給装置７と、エンジン１の燃料噴射弁２を駆動するためのエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）１７と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）（燃料噴射制御装置）３とで構成されている。燃料供給装置７は、燃料タンク４から低圧燃料ポンプ５により一次加圧されて不図示の燃圧レギュレータにより一定の圧力に調圧されるとともに、高圧燃料ポンプ６でより高い圧力に二次加圧された燃料を、燃料配管９を介してエンジン１に設置されている燃料噴射弁２に供給し、その燃料噴射弁２から所定量の燃料を燃焼室１０内に噴射する。ＥＣＵ３は、クランク角度センサ８、燃料温度センサ１４、排気温度センサ１５、大気圧センサ１６などの各種センサから信号を取り込み、エンジン１の運転条件に応じた燃料噴射弁２の駆動制御（開弁制御及び閉弁制御）に必要な演算を行う。
【００１３】
図２は、図１に示す燃料噴射弁２の内部構成を模式的に説明する模式図である。
【００１４】
燃料噴射弁２は、基本的に、弁座２１と、弁体２２と、アンカー（可動子）２４と、アンカー２４と弁体２２との間に設けられたゼロスプリング２３と、電磁力が生成されるコイル２８と、磁化される磁気コア２６と、弁体２２を閉弁方向に付勢するスプリング２７とを備えている。
【００１５】
燃料噴射弁２の上部から供給される燃料の圧力とスプリング２７の荷重によって、弁体２２が弁座２１と接触している。コイル２８に駆動電流（励磁電流）を供給すると、アンカー２４と磁気コア２６との間に磁束が発生して磁気吸引力が発生する。その磁気吸引力が燃料の圧力とスプリング２７の荷重による力の和を超えると、アンカー２４が開弁方向に移動し、アンカー２４と磁気コア２６とが接触する（この状態を開弁完了状態と呼ぶ）。その結果、弁体２２が弁座２１から離れ、燃料が燃料噴射弁室内２９から燃焼室１０に噴射される。
【００１６】
コイル２８への通電が遮断されると、磁気回路中に生じていた磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。弁体２２は、燃料の圧力とスプリング２７の荷重によって閉弁動作を開始し、弁体２２とアンカー２４とが共に動いて閉弁動作を行い、弁体２２が弁座２１と接触して燃料噴射が停止する（この状態を閉弁完了状態と呼ぶ）。なお、図２に示す燃料噴射弁２は不図示のノズルホルダとヨークなどに構成されるが、図示しない構成は本発明を特徴づけるものではない。
【００１７】
図３は、図１に示すＥＣＭ１７の内部構成を示すブロック図である。
【００１８】
ＥＣＭ１７は、昇圧回路３３と、駆動回路３４と、燃料噴射弁駆動波形指令部３５と、噴射パルス幅指令部３６と、その中にある制御ソフトウェアなどで構成されている。バッテリの電圧が駆動リレーを介して昇圧回路３３へ供給され、昇圧回路３３は、バッテリ電圧を昇圧して高電圧を生成し、その高電圧とバッテリ電圧を駆動回路３４へ供給する。ＥＣＵ３は、前記したように、クランク角度センサ８、燃料温度センサ１４、排気温度センサ１５、大気圧センサ１６などの各種センサから信号を取り込み、エンジン１の運転条件に応じて燃料噴射弁２の駆動時間（噴射パルス幅）の演算を行い、その噴射パルス幅を噴射パルス幅指令部３６に入力し、燃料噴射弁駆動波形指令部３５で演算された駆動波形と共に駆動回路３４に送信する。
【００１９】
駆動回路３４は、燃料噴射弁２のコイル２８に印加する電圧を制御して電流を供給するものである。ＥＣＵ３は、噴射パルス幅指令部３６と燃料噴射弁駆動波形指令部３５を介して、駆動回路３４と通信を行っており、燃料噴射弁２に供給する燃料の圧力とエンジン１の運転条件に応じて、駆動回路３４で生成する駆動電流を所望に切り替えることが可能である。
【００２０】
ここで、本実施形態においては、コイル２８に駆動電流が供給され、弁体２２が弁座２１から離れて開弁した後（図４（Ａ））、アンカー２４が磁気コア２６に衝突して弁体２２が最大高さ位置となる状態を最大リフト状態（フルリフト状態ともいう）と呼ぶ（図４（Ｃ））。また、アンカー２４が磁気コア２６に衝突する前の状態で、弁体２２が前記した最大高さ位置よりも低い高さ位置となる状態を中間リフト状態（ハーフリフト状態ともいう）と呼ぶ（図４（Ｂ））。ＥＣＵ３は、必要な燃料噴射量が多い場合には、弁体２２が最大リフト状態となるように噴射パルス幅や駆動電流、または駆動電圧を制御する。また、必要な燃料噴射量が少ない場合には、弁体２２が中間リフト状態となるように噴射パルス幅や駆動電流、または駆動電圧を制御する。
【００２１】
弁体２２が弁座２１から離れて燃料を噴射し始める時期を燃料噴射弁２の開弁遅れ時間と呼ぶ。また、弁体２２が弁座２１に着座し、燃料噴射を停止する時期を燃料噴射弁２の閉弁遅れ時間と呼ぶ。開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間は、燃料噴射弁２ごとの機械的な形状の誤差、電流の誤差、電圧の誤差、燃料の圧力及び温度の誤差など、種々の要因によって変動する。そのため、開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間を検出することにより、燃料の開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間を特定し、目標開弁時期、または目標閉弁時期との誤差、すなわち燃料噴射量の誤差を知ることができる。さらに、開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間に基づいて、燃料噴射量の誤差を低減するように噴射パルス幅や駆動電流、または駆動電圧を補正することができる。例えば、開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間に所定の係数を乗算して噴射パルス幅や駆動電流、または駆動電圧の補正量を算出したり、開弁遅れ時間、または閉弁遅れ時間から所定の定数を減算して噴射パルス幅や駆動電流、または駆動電圧の補正量を算出したりすればよい。
【００２２】
図５は、図１に示すＥＣＵ３による前記した燃料噴射弁２の推定開弁遅れ時間Ｔａ’の算出手順を説明するフローチャートである。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、エンジン１の運転状態が以下の学習条件を満足するか否かを判定する。
条件１：エンジン回転数がアイドリング状態である。
条件２：燃料圧力が所定範囲内である。
条件３：排気温度が所定範囲内である。
条件４：燃料温度が所定範囲内である。
条件５：大気圧が所定値以上である。
【００２４】
上記の条件１〜５が全て成立した時点で、学習条件が成立している、すなわち温度や燃圧条件などの各種環境条件が成立していると判定して（ステップＳ２）、微少噴射量学習を開始する。
【００２５】
ステップＳ３では、噴射パルス幅Ｔｉを算出（設定）する。ここでは、１回の燃料噴射を複数回に分けて多段噴射を実施する。ＥＣＵ３は、一燃焼サイクルの噴射パルス幅を複数の分割噴射パルス幅に分けたうちのいずれか一つの分割噴射パルス幅（すなわち、一燃焼サイクルの噴射パルス幅を複数回に分けたうちのいずれか一つの噴射量割合）を複数サイクルに亘って変更し、且つ燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅を、噴射パルス幅Ｔｉとして設定する。より詳細には、ＥＣＵ３は、目標アイドル回転数を保つために必要なアイドル噴射量、つまりアイドル運転時の燃料噴射量を分割し、微少量の分割噴射を実施するが、そのうち、各段噴射の噴射量割合を複数サイクルに亘って変更する。
【００２６】
図６は、図１に示すＥＣＵ３による噴射パルス幅Ｔｉの決定プロセスの一例を示す図である。図示するように、アイドル運転時の燃料噴射量を３分割し、そのうちのいずれか一つまたは複数の噴射量割合を３つのサイクルに亘って変更する。例えば、第１サイクルの各噴射量割合をそれぞれ５０％、３０％、２０％にセットする場合、第２サイクルの各噴射量割合をそれぞれ６０％、３０％、１０％に変更し、第３サイクルの各噴射量割合をそれぞれ２５％、３５％、４０％に変更してもよい。なお、噴射量割合はいずれかの噴射で中間リフト状態となっていればよく、その割合や回数は図示例に限定されない。
【００２７】
図７は、燃料噴射弁２を駆動する噴射パルスと駆動電流と弁体２２の変位量との関係を説明する図である。ＥＣＭ１７の駆動回路３４に噴射パルスが入力されると、駆動回路３４はバッテリ電圧よりも高い電圧に昇圧された高電圧源から燃料噴射弁２のコイル２８に高電圧を印加し、コイル２８に駆動電流の供給が開始される。駆動電流が、最大電流値Ｉｐｅａｋに到達すると、駆動回路３４は高電圧の印加を停止する。その後、印加する電圧をゼロボルト以下にして電流値を低下させる（図７中、Ｌ１０１参照）。電流値がゼロより小さくなると、駆動回路３４はバッテリ電圧の印加をスイッチングして所定の電流になるように制御する（図７中、Ｌ１０２参照）。
【００２８】
図５に示すステップＳ４では、上記したように、ステップＳ３で算出された噴射パルス幅Ｔｉに基づいて、駆動回路３４を介して燃料噴射弁２への駆動電流の供給を開始し、その弁体２２を開弁方向に駆動する。
【００２９】
このような供給電流のプロファイルにより、燃料噴射弁２は駆動される。図７に示すように、一般に、高電圧の印加から最大電流値に到達するまでの間に弁体２２のリフトは開始され、その後、目標リフト位置に到達する。目標リフト位置到達後、アンカー２４と磁気コア２６との衝突により、弁体２２がバウンド動作を行い、保持電流（図７中、Ｌ１０２参照）が生成する磁気吸引力によって、弁体２２は所定の目標リフトに静止して安定な開弁状態（図７中、Ｐ１０３参照）となる。その後、噴射パルスをＯＦＦにし、駆動電流の供給が停止されると、弁体２２が閉弁方向に移動して閉弁完了状態（図７中、Ｐ１０４参照）となる。
【００３０】
次いで、ステップＳ５では、図８に示すように、一時遮断された駆動電流が回復して一定の電流値に保持する時に変曲点（図８中、Ｐ２０１）が現れるか否かによって、燃料噴射弁２の弁体２２が半開状態であるか否かを判定する。燃料噴射弁２の弁体２２が全開状態になった場合、アンカー２４と磁気コア２６との衝突により弁体２２の加速度が急変するため、例えば駆動電流を２回微分することによって前記変曲点を確認できる。このステップＳ５の答えが肯定（ＹＥＳ）である場合には、ステップＳ６に進み、その答えが否定（ＮＯ）である場合には、ステップＳ３に戻る。
【００３１】
次に、ステップＳ６では、コイル２８への通電が遮断されると、噴射パルスがＯＦＦになり、燃料噴射弁２の閉弁動作が開始するが、残留磁束によって生じるテール電圧（図８中、Ｌ２０２参照）がゼロボルトに向かって減少する過程の変曲点（例えば２回微分で求められる）に対応する時間を閉弁完了時期Ｔｂとして検出する。
【００３２】
次に、ステップＳ７では、ステップＳ６で検出された閉弁完了時期Ｔｂと噴射パルス停止時期（ここでは、噴射パルス幅と同値）Ｔｉの差を閉弁遅れ時間Ｔｂ’として算出する。具体的には、閉弁遅れ時間Ｔｂ’を下記の式（１）により算出する。
【００３３】
〔数１〕
Ｔｂ’＝Ｔｂ−Ｔｉ    …（１）
【００３４】
ステップＳ８では、ステップＳ７で算出された閉弁遅れ時間Ｔｂ’のサンプル数が２点以上か否かを判定する。このステップＳ７の答えが肯定（ＹＥＳ）である場合には、ステップＳ９に進み、その答えが否定（ＮＯ）である場合には、ステップＳ３に戻る。
【００３５】
次に、ステップＳ９では、図９に示すように、噴射パルス幅Ｔｉを横軸に取り、各噴射パルス幅Ｔｉに対応する閉弁遅れ時間Ｔｂ’を縦軸に取ることで、直線近似式（Ｔｂ’＝ａＴｉ＋ｂ）のパラメータａ，ｂを算出する。なお、図９のＴｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３，Ｔｉ４，Ｔｉ５、Ｔｂ’１，Ｔｂ’２，Ｔｂ’３，Ｔｂ’４，Ｔｂ’５は、図７と対応している。例えば、３セットの噴射パルス幅と閉弁遅れ時間（Ｔｉ５，Ｔｂ’５）、（Ｔｉ４，Ｔｂ’４）、（Ｔｉ３，Ｔｂ’３）をとった場合には、下記の式（２）〜（６）により直線近似式を算出する。
【００３６】
〔数２〕
Ｆ（ａ，ｂ）＝（ａ×Ｔｉ５＋ｂ−Ｔｂ’５）２＋（ａ×Ｔｉ４＋ｂ−Ｔｂ’４）２＋（ａ×Ｔｉ３＋ｂ−Ｔｂ’３）２    …（２）
ｄＦ／ｄａ＝２×Ｔｉ５×（ａ×Ｔｉ５＋ｂ−Ｔｂ’５）＋２×Ｔｉ４×（ａ×Ｔｉ４＋ｂ−Ｔｂ’４）＋２×Ｔｉ３×（ａ×Ｔｉ３＋ｂ−Ｔｂ’３）＝０    …（３）
ａ×（Ｔｉ５２＋Ｔｉ４２＋Ｔｉ３２）＋ｂ×（Ｔｉ５＋Ｔｉ４＋Ｔｉ３）＝Ｔｉ５×Ｔｂ’５＋Ｔｉ４×Ｔｂ’４＋Ｔｉ３×Ｔｂ’３    …（４）
ｄＦ／ｄｂ＝２×（ａ×Ｔｉ５＋ｂ−Ｔｂ’５）＋２×（ａ×Ｔｉ４＋ｂ−Ｔｂ’４）＋２×（ａ×Ｔｉ３＋ｂ−Ｔｂ’３）＝０    …（５）
ａ×（Ｔｉ５＋Ｔｉ４＋Ｔｉ３）＋３×ｂ＝Ｔｂ’５＋Ｔｂ’４＋Ｔｂ’３    …（６）
【００３７】
そして、上記した式（４）と式（６）により、噴射パルス幅Ｔｉと閉弁遅れ時間Ｔｂ’の線形関係を表すパラメータａ，ｂを計算することができる。
【００３８】
次に、ステップＳ１０では、ステップＳ９で算出されている直線近似式を用いて、閉弁遅れ時間Ｔｂ’が０となるときの噴射パルス幅Ｔｉ’、すなわち近似直線と横軸の交点を求める。具体的には、噴射パルス幅Ｔｉ’を下記の式（７）により算出する。
【００３９】
〔数３〕
Ｔｉ’＝｜ｂ／ａ｜    …（７）
【００４０】
このように計算された噴射パルス幅Ｔｉ’は、燃料噴射弁２の閉弁動作が検出されず、閉弁動作が実行できない噴射パルス幅である。すなわち、この噴射パルス幅Ｔｉ’は、燃料噴射弁２の弁体２２が開かない最大噴射パルス幅であると共に開弁開始時間に等しい噴射パルス幅である。
【００４１】
そこで、ステップＳ１１では、その噴射パルス幅Ｔｉ’を開弁遅れ時間Ｔａの推定値（推定開弁遅れ時間Ｔａ’）として決定する。
【００４２】
上記したように、従来技術では、燃料噴射弁２の開弁遅れ時間Ｔａを求めるために、駆動電流または駆動電圧の波形変化を検出する必要がある。しかし、開弁の時には燃料噴射弁２の動作が急激でなく、電流はノイズと共に検出されることから、開弁遅れ時間を高精度に検知することが難しい。また、駆動電流や駆動電圧の変曲点を得るために、なるべく傾きの小さい駆動波形が求められるが、その傾きが小さすぎると、燃料噴射弁２の開弁がなされず、燃料噴射が不安定になってしまう可能性がある。
【００４３】
本実施形態のＥＣＵ（燃料噴射制御装置）３では、学習条件を満足したエンジン１のあるサイクルにおいて、１回の燃料噴射を複数回に分けて多段噴射を実施するが、そのうちのいずれか一つまたは複数の噴射量割合を複数サイクルに亘って変更し、且つ当該燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅と、これに対応する（すなわち、その噴射パルス幅で燃料噴射弁２を動作させた際に求められる）閉弁遅れ時間を用いて、燃料噴射弁２の開弁遅れ時間を推定する。そのため、開弁遅れ時間Ｔａを検知できるか否かに関わらず、開弁遅れ時間を確実に且つ高精度に求めることができる。
【００４４】
また、噴射量割合を複数サイクルに亘って変更して噴射パルス幅Ｔｉを決定するため、サイクルごとに昇圧された電圧の回復に充分な時間を与えることができるので、続けて燃料噴射を行うときに、安定的な開弁動作を確保することができる。
【００４５】
また、噴射パルス幅と閉弁遅れ時間をそれぞれ横軸と縦軸に取ることで得られる直線近似式において、閉弁遅れ時間が０となるときの噴射パルス幅を燃料噴射弁２の開弁遅れ時間として推定するため、演算負荷を格段に小さくすることができる。
【００４６】
図１０は、図１に示すＥＣＵ３による燃料噴射量補正を用いた燃料噴射制御手順を説明するフローチャートであり、図５に示す算出手順で求められた推定開弁遅れ時間Ｔａ’に基づいて、エンジン１に設けられた複数の燃料噴射弁２の噴射量誤差を補正する手順を説明するフローチャートである。
【００４７】
まず、ステップＳ２１では、エンジン１の各気筒に設けられた燃料噴射弁２の推定開弁遅れ時間Ｔａ’を読み込む。
【００４８】
次いで、ステップＳ２２では、閉弁完了時期Ｔｂ（図８参照）と推定開弁遅れ時間Ｔａ’に基づいて、１回の噴射量を決定する燃料噴射時間Ｔａｂを算出する。具体的には、燃料噴射時間Ｔａｂを下記の式（８）により算出する。
【００４９】
〔数４〕
Ｔａｂ＝Ｔｂ−Ｔａ’    …（８）
【００５０】
次に、ステップＳ２３では、各気筒の燃料噴射弁２の燃料噴射時間Ｔａｂの最大値Ｔａｂｍａｘを算出し、それを全ての燃料噴射弁２の目標噴射時間とする。具体的には、最大値Ｔａｂｍａｘを下記の式（９）により算出する。
【００５１】
〔数５〕
Ｔａｂｍａｘ＝ｍａｘ（Ｔａｂ１，Ｔａｂ２，Ｔａｂ３，Ｔａｂ４・・・）    …（９）
【００５２】
次に、ステップＳ２４では、補正対象とする燃料噴射時間Ｔａｂと最大値Ｔａｂｍａｘの誤差（偏差）ΔＴａｂを補正基準値として算出する。具体的には、補正基準値ΔＴａｂを下記の式（１０）により算出する。
【００５３】
〔数６〕
ΔＴａｂ＝Ｔａｂｍａｘ−Ｔａｂ    …（１０）
【００５４】
次に、ステップＳ２５では、補正基準値ΔＴａｂと予め決められた補正係数Ｇ１に基づいて、駆動電流の補正値ΔＴｐを算出する。具体的には、補正基準値ΔＴｐを下記の式（１１）により算出する。
【００５５】
〔数７〕
ΔＴｐ＝ΔＴａｂ×Ｇ１    …（１１）
【００５６】
そして、ステップＳ２６では、ステップＳ２５で算出された駆動電流の補正値ΔＴｐに応じて、駆動電流を供給開始してから最大値に到達するまでの昇圧印加時間を長くするように補正する。
【００５７】
このように、本実施形態のＥＣＵ（燃料噴射制御装置）３では、推定開弁遅れ時間Ｔａ’と検出された閉弁完了時期Ｔｂから各気筒の燃料噴射弁２の燃料噴射時間Ｔａｂを算出し、これに基づき各燃料噴射弁２に供給する駆動電流を補正する。そのため、ＥＣＭ１７の駆動回路３４の電流スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、各気筒の燃料噴射時間が一致するように各気筒の燃料噴射弁２に供給する駆動電流を容易に補正できる。
【００５８】
また、推定開弁遅れ時間Ｔａ’が他の燃料噴射弁よりも長い、すなわちスプリング荷重が他の燃料噴射弁よりも大きい燃料噴射弁に対して、上記駆動電流の昇圧印加時間を長くするように補正する。そのため、補正前より大きな開弁力を与えることによって、全ての燃料噴射弁２の噴射が確実に実行できるので、信頼性の高い燃料噴射装置を提供でき、その結果、エンジン１に配備された各燃料噴射弁２の噴射量誤差（機差ばらつき）を抑制して、微少な噴射量を正確に噴射することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、ステップＳ２５で、駆動電流の補正値ΔＴｐを算出し、ステップＳ２６で、その補正値ΔＴｐに基づいて推定開弁遅れ時間Ｔａ’が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して駆動電流の供給開始から最大値到達までの昇圧印加時間を長くするように補正しているが、例えば、ステップＳ２５で、補正基準値ΔＴａｂと予め決められた補正係数Ｇ２に基づいて噴射パルス幅の補正値ΔＴｉ（＝ΔＴａｂ×Ｇ２）を算出し、ステップＳ２６で、その補正値ΔＴｉに基づいて推定開弁遅れ時間Ｔａ’が他の燃料噴射弁よりも長い燃料噴射弁に対して噴射パルス幅を長くするように補正してもよい。
【００６０】
この構成によれば、駆動電流を個別に制御できない駆動回路３４であっても、噴射パルス幅を補正することにより、微少な燃料量を調整することができるので、各燃料噴射弁２の噴射量誤差を抑制することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
本第２実施形態は、第１実施形態を基礎的形態とする変形形態であり、以下に説明する以外は前述の第１実施形態と同一である。
【００６２】
上記第１実施形態では、学習条件を満足したエンジン１のサイクルにおいて、１回の燃料噴射を複数回に分けて、そのうちのいずれか一つまたは複数の噴射量割合を複数サイクル（図示例では、３サイクル）に亘って変更し、且つ当該燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅（分割噴射パルス幅）を横軸に取り、それらに対応する閉弁遅れ時間を縦軸に取ることで直線近似式を求め、その直線近似式を用いて開弁遅れ時間を推定することとした。
【００６３】
これに代えて、１サイクルの噴射パルス幅を複数に分けて、そのうちのいずれか一つの噴射量割合を少なくとも２サイクルに亘って変更し、且つ当該燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅（分割噴射パルス幅）を横軸に取り、これに対応する閉弁遅れ時間を縦軸に取ることで直線近似式を求めてもよい。
【００６４】
図１１は、本発明に係る燃料噴射制御装置の第２実施形態における噴射パルス幅Ｔｉの決定プロセスの一例を示す図である。本第２実施形態では、１サイクルの噴射パルス幅を２回噴射に分けて、そのうちのいずれか一つまたは両方の噴射量割合を２サイクルに亘って変更する。この４回の噴射パルスの中で、燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅が一つ以上となる場合、これらの噴射パルス幅を横軸に取り、これに対応する閉弁遅れ時間を縦軸に取ることで直線近似式を求めてもよい。
【００６５】
この第２実施形態によれば、少ないサイクルにおける噴射パルス幅と、その噴射パルス幅で燃料噴射弁２を動作させた際に求められる閉弁遅れ時間を用いて燃料噴射弁２の開弁遅れ時間を推定できるので、推定に要するサイクルを減らすことができ、噴射量誤差の補正をより高速化に行うことができる。
【００６６】
［第３実施形態］
本実施形態は、第１実施形態または第２実施形態を基礎的形態とする変形形態であり、以下に説明する以外は前述の第１実施形態または第２実施形態と同一である。
【００６７】
上記第２実施形態では、１サイクルの噴射パルス幅を複数に分けて、そのうちのいずれか一つの噴射量割合を連続する少なくとも２サイクルに亘って変更している。
【００６８】
これに対して、一つの噴射量割合を連続しない２サイクルで変更させるようにしてもよい。
【００６９】
図１２は、本発明に係る燃料噴射制御装置の第３実施形態における噴射パルス幅Ｔｉの決定プロセスの一例を示す図である。本第３実施形態では、１サイクル目から３サイクル目までの噴射量割合を変更せず、４サイクル目からいずれか一つの噴射量割合を変更し、５サイクル目と６サイクル目の噴射量割合は４サイクル目の噴射量割合と同じとしている。そして、３サイクル目と６サイクル目の噴射パルス幅を用いて前記した直線近似式を求めて推定開弁遅れ時間を算出する。
【００７０】
この第３実施形態によれば、同じ噴射パルス幅で燃料噴射弁２を動作させた際に求められる閉弁遅れ時間を使用することで、同じ組み合わせデータが増え、その平均値をとることによって、噴射指令の変更により生じる噴射量の脈動が小さくなるので、開弁遅れ時間の推定精度を高めることができる。
【００７１】
［第４実施形態］
本実施形態は、第１実施形態または第２実施形態を基礎的形態とする変形形態であり、以下に説明する以外は前述の第１実施形態または第２実施形態と同一である。
【００７２】
上記実施形態では、学習条件を満足したエンジン１のサイクルにおいて、１回の燃料噴射を複数回に分けて、そのうちのいずれか一つまたは複数の噴射量割合を複数サイクルに亘って変更し、且つ当該燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅において、１サイクル中の１つの噴射パルス幅のみを用いて直線近似式を求めることとした。
【００７３】
これに代えて、一燃焼サイクル中の複数の異なる噴射パルス幅（言い換えれば、一燃焼サイクルの噴射パルス幅を複数の異なる分割噴射パルス幅に分けたもののうちの複数の分割噴射パルス幅）を用いて直線近似式を求めてもよい。
【００７４】
図１３は、本発明に係る燃料噴射制御装置の第４実施形態における噴射パルス幅の決定プロセスの一例を示す図である。本第４実施形態では、１サイクルの噴射パルス幅を複数（例えば４段噴射）に分けて、燃料噴射弁２が中間リフト状態で制御されるような噴射パルス幅が一つ以上となる場合、これらの噴射パルス幅を横軸に取り、これに対応する閉弁遅れ時間を縦軸に取ることで直線近似式を求めてもよい。
【００７５】
この第４実施形態によれば、１サイクル間で推定開弁遅れ時間を算出することができ、より少ないサイクルにおける燃圧変動が小さい噴射パルスを用いて燃料噴射弁２の開弁遅れ時間を推定できるので、噴射量誤差の補正効率や補正精度の両方を向上させることができる。
【００７６】
なお、上記各実施形態は、点火式の内燃機関に搭載された燃料噴射弁２に適用されているが、圧縮時着火式の内燃機関（ディーゼルエンジンまたは予混合圧縮着火）に搭載された燃料噴射弁２に適用してもよいことは勿論である。また、上記各実施形態は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２に適用されているが、吸気バルブ外の吸気管に搭載されたポート噴射式燃料噴射弁に適用してもよいことは言うまでも無い。
【００７７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  内燃機関（エンジン）
２  燃料噴射弁
３  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）（燃料噴射制御装置）
４  燃料タンク
５  低圧燃料ポンプ
６  高圧燃料ポンプ
７  燃料供給装置
８  クランク角度センサ
９  燃料配管
１０  燃焼室
１４  燃料温度センサ
１５  排気温度センサ
１６  大気圧センサ
１７  エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）
２１  弁座
２２  弁体
２３  ゼロスプリング
２４  アンカー
２６  磁気コア
２７  スプリング
２８  コイル
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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