(57)【要約】【課題】燃料性状にかかわらず、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償するための燃料噴射弁の操作量についての適切な補正量を保持することのできる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃料タンク３２内の燃料は、燃料ポンプ３４によってコモンレール３０に圧送される。コモンレール３０の燃料は、燃料噴射弁２６によって、燃焼室２４に噴射供給される。燃料タンク３２内に注入される燃料が前回とは性状の異なるものであるか否かを検出し、性状の異なる燃料が注入されるときには、燃料噴射弁２６に対する指令噴射量の補正量を再学習する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射弁の操作によって実現される前記内燃機関の実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償すべく、前記燃料噴射弁の操作量を補正する補正量を学習する学習手段を備える燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁を介して噴射される燃料の性状変化を検出する燃料性状変化検出手段を備え、
前記学習手段は、前記燃料の性状変化が検出されるとき、前記補正量を学習することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料性状変化検出手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される前記内燃機関の出力軸の挙動との関係に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料性状変化検出手段は、アイドル回転速度制御時において前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御する際に要求される燃料量についての今回のアイドル回転速度制御時における値と前回のアイドル回転速度制御時における値との差に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料性状変化検出手段は、今回のアイドル回転速度制御時において前回のアイドル回転速度制御時の噴射量にて強制的に燃料噴射を行って、且つ該燃料噴射に伴う前記内燃機関の出力軸の回転速度に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の暖機完了以前において前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料性状の変化の検出基準を、前記内燃機関の温度及びその相当値のいずれかに応じて可変設定することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の吸入空気量の検出値と前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値とに基づき前記内燃機関の空燃比を推定する手段を備え、該推定される空燃比と検出値との差に基づき、前記燃料性状の変化を検出することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の燃焼室内における燃料の燃焼に伴う圧力の発生態様に基づき、前記燃料の性状を検出する手段と、該検出される性状が前回検出された性状と相違するか否かに基づき、前記性状変化を検出する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記学習手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力によって分割された複数の領域毎に前記補正量の学習を各別に行うものであって、且つ前記燃料性状変化検出手段によって燃料の性状変化が検出されるとき、前記複数の領域のうち圧力が所定以下の領域についてのみ前記学習を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記燃料性状変化検出手段は、前記燃料の性状変化を検出するとき、現在の燃料が重質であるか軽質であるかを判別する性状判別手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
前記学習手段は、前記性状判別手段によって判別された現在の燃料性状に応じて、前記燃料噴射開始時期を変更することを特徴とする請求項１０記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
前記学習手段は、所望の噴射量についての学習を行うべく、アイドル回転速度制御時において、１燃焼サイクル内における噴射量を略等量に分割して噴射しつつ、前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御することで前記補正量を学習するものであって、且つ前記性状判別手段によって重質燃料に変化したと判別されるとき、前記噴射量の分割数を前記所望の噴射量とするための分割数に対して一旦低減して前記学習を行うことを特徴とする請求項１０又は１１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
前記学習手段は、前記分割数を一旦低減して学習を行った後、該学習された補正量を用いて且つ前記分割数を増加させて前記燃料噴射弁を操作することで、前記分割数の増加による各噴射量に応じた前記補正量の学習を行うことを特徴とする請求項１２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１４】
前記学習手段は、アイドル回転速度制御時において、１燃焼サイクル内における噴射量を略等量に分割して噴射しつつ前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御することで前記補正量を学習するものであって、且つ前記性状判別手段によって判別された現在の燃料性状に応じて、前記複数の噴射間の間隔を変更することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１５】
前記内燃機関及びその制御系統の少なくとも一方に異常があると判断されるとき、前記燃料の性状変化の検出を禁止する禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１６】
前記内燃機関が圧縮着火式内燃機関であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁の操作によって実現される前記内燃機関の実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償すべく、前記燃料噴射弁の操作量を補正する補正量を学習する学習手段を備える燃料噴射制御装置に関する。
【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、Ｎ等分された燃料噴射により機関の実際の回転速度を目標回転速度にフィードバック制御し、このときの指令噴射量と所望される噴射量との差を補償するための噴射量の補正量を学習する制御装置も提案されている。この制御装置によれば、燃料噴射弁の経年変化に起因して微小な噴射量領域における噴射特性が変化したために燃料噴射弁の操作によって所望される出力を得ることができなくなる状況下、これを補償することが可能となる。
【０００３】
また、上記特許文献１には、予め定められた頻度となるように、上記学習を行うことも提案されている。これによれば、経年変化が生じると想定されるときに学習を行うことが可能となる。
【０００４】
ところで、上記燃料噴射弁を介して噴射される燃料の性状には、様々なものがある。そして、例えば重質燃料と軽質燃料とでは、重質燃料の方がセタン価が小さく着火性が悪いことに起因して燃料が燃え難い等、燃料性状の相違は燃焼状態の相違をもたらす。そして、燃焼状態の相違により、内燃機関の出力特性にも相違が生じる。したがって、上記補正量の学習がなされた後に、性状の異なる燃料を用いる場合には、学習された補正量によっては、内燃機関の出力を良好に制御することができなくなるおそれがある。
【０００５】
なお、上記制御装置に限らず、内燃機関の実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償する補正量を学習する学習手段を備えるものにあっては、燃料性状の変化に伴って補正量が適切なものでなくなるおそれがあるこうした実情も概ね共通したものとなっている。
【特許文献１】特開２００３−３４３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、燃料性状にかかわらず、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償するための燃料噴射弁の操作量についての適切な補正量を保持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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、前記燃料噴射弁を介して噴射される燃料の性状変化を検出する燃料性状変化検出手段を備え、前記学習手段は、前記燃料の性状変化が検出されるとき、前記補正量を学習することを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、燃料の性状変化が検出されるとき、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償する補正量の学習がなされる。このため、燃料の性状の変化によって、変化直前までの補正量が適切なものでなくなったとしても、補正量を更新することができる。このため、燃料性状の変化にかかわらず、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償するための燃料噴射弁の操作量についての適切な補正量を保持することが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される前記内燃機関の出力軸の挙動との関係に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする。
【００１１】
燃料噴射弁から同一量の燃料を噴射したとしても、これによって実現される出力軸の挙動は、燃料の性状の変化の前後で異なったものとなる。このことは、燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される出力軸の挙動との関係によって、燃料性状の変化を把握することができることを意味する。上記構成では、この点に着目し、上記関係に基づき、燃料性状の変化を適切に検出することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、アイドル回転速度制御時において前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御する際に要求される燃料量についての今回のアイドル回転速度制御時における値と前回のアイドル回転速度制御時における値との差に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする。
【００１３】
上述したように、燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される出力軸の挙動との関係は、燃料性状に依存する。このため、アイドル回転速度制御時において、出力軸の実際の回転速度を目標速度にフィーバック制御する際に要求される燃料量は、燃料性状に依存することとなる。上記構成では、この点に着目し、アイドル回転速度制御時における燃料量の値の変化に基づき、燃料の性状変化を適切に検出することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、今回のアイドル回転速度制御時において前回のアイドル回転速度制御時の噴射量にて強制的に燃料噴射を行って、且つ該燃料噴射に伴う前記内燃機関の出力軸の回転速度に基づき、前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする。
【００１５】
上述したように、燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される出力軸の挙動との関係は、燃料性状に依存する。このため、前回のアイドル回転速度制御時の燃料量にて今回のアイドル回転速度制御を行ったとしても、燃料性状が変化しているなら、出力軸の回転速度を目標速度に好適に制御することはできない。上記構成では、この点に着目し、フィードバック制御を行うことなく、前回のアイドル回転速度制御時の燃料量にて強制的に今回のアイドル回転速度制御を行う際の出力軸の回転速度に基づき、燃料性状の変化を好適に検出することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の暖機完了以前において前記燃料の性状変化を検出することを特徴とする。
【００１７】
上述したように燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される出力軸の挙動との関係は燃料性状に依存するものの、燃料性状への依存性は、内燃機関が低温であるときほど顕著に表れる傾向にある。この点、上記構成では、内燃機関の暖機完了前に燃料の性状変化を検出することで、同変化を好適に検出することが可能となる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載の発明において、前記燃料性状の変化の検出基準を、前記内燃機関の温度及びその相当値のいずれかに応じて可変設定することを特徴とする。
【００１９】
上述したように燃料噴射弁から噴射される燃料量と該燃料量によって実現される出力軸の挙動との関係は燃料性状に依存するものの、燃料性状への依存性は、内燃機関が低温であるときほど顕著に表れる傾向にある。この点、上記構成では、燃料性状の変化の検出基準を内燃機関の温度等に応じて可変設定することで、上記関係の燃料性状への依存性が温度によって変化することを考慮することができ、ひいては燃料性状の変化を精度良く検出することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の吸入空気量の検出値と前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値とに基づき前記内燃機関の空燃比を推定する手段を備え、該推定される空燃比と検出値との差に基づき、前記燃料性状の変化を検出することを特徴とする。
【００２１】
燃料性状が相違すると、着火性が異なること等に起因して、燃焼状態が変化し、ひいては排気中の酸素濃度等に基づき検出される空燃比が変化する。このため、噴射量の指令値と吸入空気量とに基づき推定される空燃比とその検出値との差は、燃料性状に依存する。上記構成では、この点に着目し、上記差に基づき、燃料性状の変化を適切に検出することができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、前記内燃機関の燃焼室内における燃料の燃焼に伴う圧力の発生態様に基づき、前記燃料の性状を検出する手段と、該検出される性状が前回検出された性状と相違するか否かに基づき、前記性状変化を検出する手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
内燃機関の燃焼室内における燃料の燃料に伴う圧力の発生時期や圧力のピーク値等の圧力の発生態様は、燃料性状に依存する。このため、燃焼室内の圧力の発生態様に基づき燃料性状を検出することが可能となる。そして、燃料性状を検出することができれば、前回検出された燃料性状と今回検出される燃料性状とを比較することで、燃料の性状変化を検出することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記学習手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力によって分割された複数の領域毎に前記補正量の学習を各別に行うものであって、且つ前記燃料性状変化検出手段によって燃料の性状変化が検出されるとき、前記複数の領域のうち圧力が所定以下の領域についてのみ前記学習を行うことを特徴とする。
【００２５】
燃料の圧力が高い領域では、燃料性状の変化が出力特性の変化として現れ難い。このため、燃料の圧力が高い領域にあっては、燃料性状の変化にかかわらず、同一の補正量によって、出力特性を良好に保つことが可能となる。上記構成では、この点に鑑み、燃料性状が変化したときに圧力が所定以下の領域についてのみ補正量を学習することで、学習処理時間を低減することができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記燃料性状変化検出手段は、前記燃料の性状変化を検出するとき、現在の燃料が重質であるか軽質であるかを判別する性状判別手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
重質燃料を用いる場合と軽質燃料を用いる場合とでは、燃料の着火性等に大きな差がある。この点、上記構成では、性状判別手段を備えることで、現在の燃料が重質であるか軽質であるかについての情報を取得することができ、ひいては燃料性状に見合った燃料噴射制御を行うことが可能となる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記学習手段は、前記性状判別手段によって判別された現在の燃料性状に応じて、前記燃料噴射開始時期を変更することを特徴とする。
【００２９】
燃料性状が異なると、着火時期等が異なるために、所望の出力特性を得るための最適な噴射開始時期も異なったものとなる。この点、上記構成では、燃料性状に応じて噴射開始時期を変更することで、着火時期の変化に起因する出力軸の挙動の変化を好適に抑制しつつ学習を行うことができ、ひいては、燃料性状にとって適切な噴射量の補正量を高精度に学習することができる。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は１１記載の発明において、前記学習手段は、所望の噴射量についての学習を行うべく、アイドル回転速度制御時において、１燃焼サイクル内における噴射量を略等量に分割して噴射しつつ、前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御することで前記補正量を学習するものであって、且つ前記性状判別手段によって重質燃料に変化したと判別されるとき、前記噴射量の分割数を前記所望の噴射量とするための分割数に対して一旦低減して前記学習を行うことを特徴とする。
【００３１】
微少量の重質燃料を噴射するときには、同量の軽質燃料を噴射するときと比較して、燃焼に顕著な差が生じやすい。詳しくは、重質燃料を噴射するときには、軽質燃料を噴射するときよりも、内燃機関の出力トルクが低下しやすい。しかし、この出力トルクの低下は、噴射する燃料量が増加することで緩和される。上記構成では、この点に着目し、重質燃料に変化したと判別されるとき、分割数を低減することで、一回あたりの噴射量を増加することができ、ひいては、分割噴射に伴う出力トルクの低下を抑制することができる。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、前記学習手段は、前記分割数を一旦低減して学習を行った後、該学習された補正量を用いて且つ前記分割数を増加させて前記燃料噴射弁を操作することで、前記分割数の増加による各噴射量に応じた前記補正量の学習を行うことを特徴とする。
【００３３】
上記構成では、分割数を一旦低減して学習を行うことで、１噴射あたりの操作量の補正量として、低減された分割数によって分割された噴射量にとって適切であって且つ重質燃料にとって適切な補正量を学習することができる。しかし、この補正量は、低減されない分割数によって分割される噴射量にとっては、適切な量とは限らない。この点、上記構成では、低減された分割数による学習後、学習された補正量を用いて分割数を増加させて燃料噴射を行い、増加された分割数によって定まる噴射量にとって適切な補正量を学習する。これにより、低減前の分割数と同一の分割数によって定まる噴射量にとって適切な補正量を学習することができる。しかも、この学習に際しては、分割数を低減して学習したときの補正量が用いられるために、重質燃料に変化しているとはいえ、学習に際して出力トルクの低下を抑制することができる。
【００３４】
請求項１４記載の発明は、請求項１０〜１３のいずれかに記載の発明において、前記学習手段は、アイドル回転速度制御時において、１燃焼サイクル内における噴射量を略等量に分割して噴射しつつ前記内燃機関の出力軸の回転速度を目標速度にフィードバック制御することで前記補正量を学習するものであって、且つ前記性状判別手段によって判別された現在の燃料性状に応じて、前記複数の噴射間の間隔を変更することを特徴とする。
【００３５】
燃料の着火性が燃料性状に依存すること等に起因して、噴射間隔としての適切な間隔も、燃料性状に依存する。この点、上記構成では、燃料性状に応じて噴射間隔を変更しつつ分割噴射を行うことで、燃料性状の変化による最適な噴射間隔の変化の影響を好適に抑制しつつ噴射量を調節する操作量の補正量を学習することができる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関及びその制御系統の少なくとも一方に異常があると判断されるとき、前記燃料の性状変化の検出を禁止する禁止手段を更に備えることを特徴とする。
【００３７】
上記構成では、内燃機関やその制御系統の異常に起因して燃料性状が変化していないにもかかわらず変化しているとの誤検出をすることを回避することができる。
【００３８】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関が圧縮着火式内燃機関であることを特徴とする。
【００３９】
圧縮着火式内燃機関にあっては、燃料性状の相違による出力特性の変化が特に顕著なものとなりやすいため、上記構成は、請求項１〜１４の構成の作用効果を特に好適に奏することができるものとなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置をコモンレール式ディーゼル機関の燃料噴射制御装置に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。図示されるように、ディーゼル機関１０の吸気通路１２の上流には、吸気通路１２内の吸気の温度を検出する吸気温センサ１４や、吸気量を検出するエアフローメータ１６が設けられている。吸気通路１２は、吸気バルブ１８の開動作によって、シリンダブロック２０及びピストン２２にて区画される燃焼室２４と連通される。燃焼室２４には、燃料噴射弁２６の先端部が突出して配置されている。これにより、燃焼室２４に燃料の噴射供給が可能となっている。なお、燃焼室２４には、その圧力を検出する筒内圧センサ２５のセンシング部も突出して配置されている。
【００４２】
上記燃料噴射弁２６には、高圧燃料通路２８を介して、コモンレール３０から燃料が供給される。コモンレール３０には、燃料タンク３２内の燃料が燃料ポンプ３４によって加圧供給（圧送）されるため、コモンレール３０は、高圧の燃料を蓄える各気筒に共通の蓄圧室となっている。燃料ポンプ３４には、調量弁３６が設けられており、これにより、コモンレール３０に圧送される燃料量が調節される。このため、コモンレール３０内の燃圧は、圧送量によって調節可能となっている。なお、コモンレール３０には、内部の圧力を検出する燃圧センサ３８が設けられている。
【００４３】
燃焼室２４に燃料が噴射されると、燃焼室２４の圧縮によって燃料が自己着火し、エネルギが発生する。このエネルギは、ピストン２２を介して、ディーゼル機関１０の出力軸（クランク軸４０）の回転エネルギとして取り出される。なお、クランク軸４０近傍には、クランク軸４０の回転角度を検出するクランク角センサ４２が設けられている。また、上記燃料の燃焼によるディーゼル機関１０の温度上昇を抑制すべく、シリンダブロック２０には、冷却水が流れており、シリンダブロック２０には、この冷却水の温度を検出するための水温センサ４４が設けられている。
【００４４】
上記コモンレール３０内の燃料が燃料噴射弁２６を介して燃焼室２４に噴射され、燃焼が生じた後、燃料に供された気体は、排気バルブ４６の開動作によって、排気として、排気通路４８に排出される。排気通路４８には、排気を浄化するための触媒やＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）等からなる後処理装置５０が設けられている。また、排気通路４８には、排気中の酸素濃度に基づき空燃比を検出する空燃比センサ５２が設けられている。
【００４５】
制御装置６０は、マイクロコンピュータや、常時記憶保持メモリ６２を備えて構成されている。ここで、常時記憶保持メモリ６２とは、ディーゼル機関１０の起動スイッチ（イグニッションスイッチ）の状態にかかわらず給電状態が維持されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず記憶データを保持するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリなど、起動スイッチの状態にかかわらず常時記憶データを保持するメモリである。
【００４６】
制御装置６０は、エンジンシステム内の上記各種センサの出力や、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ６４の出力を取り込み、これに基づき、燃料噴射弁２６や調量弁３６等のディーゼル機関１０の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関１０の出力特性を制御する。特に制御装置６０では、ディーゼル機関１０の出力特性を制御すべく、燃料噴射制御を行う。詳しくは、燃料噴射制御は、燃焼サイクルの１サイクル内で、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、ポスト噴射の中からいくつかを選択して、これら選択した噴射を行なう多段噴射制御となる。ここで、パイロット噴射は、極微小な燃料が噴射されて着火の直前の燃料と空気との混合を促進させる。プレ噴射は、メイン噴射後の着火時期の遅れを短縮して窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制し、燃焼音及び振動を低減する。メイン噴射は、ディーゼル機関１０の出力トルクの生成に寄与して且つ多段噴射中の最大の噴射量を有する。アフタ噴射は、微粒子物質（ＰＭ）を再燃焼させる。ポスト噴射は、排気の温度を制御して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）等のディーゼル機関の後処理装置を再生させる。
【００４７】
そして、燃料噴射制御に際しては、コモンレール３０内の燃圧を、ディーゼル機関１０の運転状態に応じて設定される目標値（目標燃圧）にフィードバック制御する。そして、燃料噴射弁２６に対する噴射量の指令値（指令噴射量）の燃料噴射を行なうべく、燃圧センサ３８によって検出される燃圧と指令噴射量とに基づき、燃料噴射弁２６に対する噴射期間の指令値（指令噴射期間）を算出する。詳しくは、噴射量及び燃圧と噴射期間との関係を定めるマップを用いることで、指令噴射期間を設定する。ちなみに、このマップでは、燃圧が一定なら、噴射量が多いほど噴射期間が長く設定されており、噴射量が一定なら、燃圧が高いほど噴射期間が短く設定されている。上記指令噴射期間に渡って燃料噴射弁２６を開弁させることで、指令噴射量の燃料を燃焼室２４に噴射供給することができる。
【００４８】
ただし、実際の燃料噴射弁２６には、個体差や経年変化等に起因した噴射特性のばらつきがあるため、燃圧及び噴射期間を固定したとしても、各燃料噴射弁２６から噴射される実際の噴射量は必ずしも所望される噴射量とはならない。特にディーゼル機関１０の燃料噴射制御において用いられる多段噴射のうちパイロット噴射等の微小噴射については、実際の噴射量と所望される噴射量との差が燃料噴射制御において問題となるおそれがある。
【００４９】
このため、パイロット噴射等の微小噴射についての噴射特性の所望の特性からのずれを補償する補正量を学習することが望まれる。しかし、多段噴射を行なったときのディーゼル機関１０の回転状態には、メイン噴射の影響が特に大きく現れるため、回転状態に基づき微小噴射についての噴射特性のずれ量を検出することは困難である。
【００５０】
そこで本実施形態では、パイロット噴射についてのずれ量を検出すべく、要求される噴射量を等量に分割して燃料噴射制御を行う。ここで、この分割される各燃料量をパイロット噴射相当の微小な燃料量とすることで、微小な燃料量についての燃料噴射弁２６の噴射特性を、クランク軸４０の回転状態として検出することが可能となる。そして、ディーゼル機関１０のアイドル運転時、クランク軸４０の回転速度の平均値を目標回転速度とするためのアイドル補正量（ＩＳＣ補正量）と、燃料噴射に伴うクランク軸８の回転上昇量の気筒間のばらつきを補償するための気筒間補正量（ＦＣＣＢ補正量）との双方を求める。これにより、パイロット噴射等の微小噴射についても、指令噴射量の燃料を高精度に噴射することができる。
【００５１】
ところで、上記燃料タンク３２に注入される燃料は、常時同一であるとは限らない。例えば燃えやすい軽質燃料と燃え難い重質燃料とのいずれかがランダムに注入されるおそれがある。そして、重質燃料と軽質燃料とでは燃焼室２４内での燃焼状態が相違するため、燃料噴射弁２６の操作態様が同一であったとしても、ディーゼル機関１０の出力特性は相違することとなる。このため、パイロット噴射等の微小噴射を行うに際し、上記ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を用いて補正された指令噴射量の燃料を噴射しても、微小噴射の狙いとする効果が得られなくなるおそれがある。
【００５２】
そこで本実施形態では、燃料タンク３２に注入される燃料の性状変化の有無を検出し、性状変化が検出されるときには、上記ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を更新する。ここで、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量は、本来、燃料噴射弁２６の噴射特性のずれを補償する補正量であるとはいえ、実際には、クランク軸４０の回転状態と所望の回転状態との差を補償する補正量として算出されている。これは、燃料噴射弁２６の経年変化に起因する噴射特性のずれが生じているか否かにかかわらず、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を、ディーゼル機関１０の実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償する補正量として用いることができることを意味する。本実施形態では、この点に着目し、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を、燃料性状の変化を補償する補正量としても用いる。
【００５３】
以下、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量の更新手法について詳述する。図２に、燃料性状の変化を検出するタイミングを定めるための処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００５４】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、水温センサ４４によって検出される冷却水の温度と、吸気温センサ１４によって検出される吸気の温度とが、所定温度αよりも低いか否かを判断する。この処理は、燃料性状の変化を検出する時期として適切な時期であるか否かを判断するものである。すなわち、燃料性状が異なったとしても、これによる燃焼状態の変化は、ディーゼル機関１０が高温であるほど現れにくくなる。このため、燃料性状の変化を高精度に検出すべく、ディーゼル機関１０の温度相当値としての冷却水の温度や吸気温が所定温度αよりも低いときに限って燃料性状の変化を検出する。すなわち、所定温度αは、燃料の性状の相違がディーゼル機関１０の出力特性の相違として顕著に現れると想定される暖機前の温度に設定されている。この温度は、実験的に定めることができる。
【００５５】
上記所定温度αを下回ると判断されると、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２においては、ディーゼル機関１０の始動後の経過時間がβよりも長くγよりも短いか否かを判断する。ここで、時間βは、ディーゼル機関１０の始動による過渡状態から安定状態へと移行したことを判断するためのものである。また、時間γは、後述する燃料性状の変化の検出を行う時期を制限するために設けられたものである。
【００５６】
ステップＳ１２において肯定判断されると、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４においては、アクセルセンサ６４によって検出されるアクセルペダルの操作量がゼロであるか否かを、換言すればアクセルペダルが解放されているか否かを判断する。この処理は、後述するように、燃料性状の変化の検出は、アイドル回転速度制御に基づいて行われることに鑑みて設けられている。
【００５７】
そして、ステップＳ１４において肯定判断されるときには、燃料性状の変化の検出を指示する変化検出フラグＸＦＡを「１」とする。一方、ステップＳ１０〜Ｓ１４のいずれかにおいて否定判断されるときには、ステップＳ１８において変化検出フラグＸＦＡを「０」とする。なお、ステップＳ１６、Ｓ１８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００５８】
図３に、燃料性状の変化の検出にかかる処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００５９】
この一連の処理では、まずステップＳ２０において、変化検出フラグＸＦＡが「１」であるか否かを、換言すれば、燃料性状の変化を検出する旨の指示があるか否かを判断する。そして、変化検出フラグＸＦＡが「１」であるときには、燃料性状の変化を検出すべく、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２においては、前回のアイドル回転速度制御時における補正量ＩＳＣを用いてアイドル回転速度制御を行う。すなわち、アイドル回転速度制御は、通常、実際の回転速度を目標速度にフィードバック制御することでなされるのであるが、ここでは、強制的にフィードフォワード制御に切り替える。すなわち、前回のＩＳＣ補正量は、前回のアイドル回転速度制御時には実際の回転速度を目標速度に制御する上での適切な値であってことに鑑み、これを用いてフィードフォワード制御する。ここで、燃料性状に変化が生じているなら、前回のＩＳＣ補正量は、実際の回転速度を目標回転速度に制御する上での適切な補正量とはならない。したがって、この場合には、実際の回転速度が目標速度から離間すると考えられる。このため、フィードフォワード制御による目標速度への追従性によって、燃料性状の変化を検出することができる。
【００６０】
続くステップＳ２４においては、実際の回転速度と目標速度との差の絶対値が閾値ε（ＷＴ）よりも大きいか否かを判断する。この処理は、燃料性状の変化が生じているか否かを判断するものである。ここで、閾値ε（ＷＴ）は、燃料性状が変化する前後で同一のＩＳＣ補正量を用いることで生じると想定される回転速度のずれに基づき定められている。詳しくは、この閾値ε（ＷＴ）は、図４に示されるように、冷却水の温度ＷＴに応じて可変設定される。詳しくは、温度ＷＴが高いほど閾値εは小さい値に設定される。これは、ディーゼル機関１０の温度が高いほど燃料性状の相違が出力特性の相違を生じさせる度合いが小さくなるからである。ここで、冷却水の温度ＷＴは、ディーゼル機関１０の温度相当値として用いられている。
【００６１】
ステップＳ２４において閾値εを上回ると判断されると、ステップＳ２６に移行し、燃料性状が変化した旨の燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥを「１」とする。続くステップＳ２８においては、目標速度が実際の回転速度よりも大きいか否かを判断する。この処理は、燃料タンク３２内に注入されている燃料が重質燃料か軽質燃料かを判断するものである。すなわち、重質燃料は軽質燃料と比較して燃え難いため、同一噴射量であっても生成される出力トルクは小さいと考えられる。このため、目標速度よりも実際の回転速度の方が小さい場合には、軽質燃料から重質燃料に変化したと考えられる。これに対し、目標速度よりも実際の回転速度の方が大きい場合には、重質燃料から軽質燃料へ変化したと考えられる。そこで、ステップＳ２８において肯定判断されるときには、ステップＳ３０において、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪを「１」とする。これに対し、ステップＳ２８において否定判断されるときには、ステップＳ３２において、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪを「０」とする。したがって、重質燃料に変化したときには、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」とされ、軽質燃料に変化したときには、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「０」とされることとなる。
【００６２】
一方、上記ステップＳ２０、Ｓ２４において否定判断されるときには、ステップＳ３４において、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥを「０」とする。なお、上記ステップＳ３０，Ｓ３２，Ｓ３４の処理が完了するときには、この処理を一旦終了する。
【００６３】
図５に、ＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量の学習の実行の有無を判断する処理手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００６４】
この一連の処理では、まずステップＳ４０において、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥが「１」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ４０において否定判断されるときには、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２においては、（ａ）ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量が前回学習されてからの走行距離が所定距離Ｌ以上であること、（ｂ）ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量が前回学習されてからのイグニッションスイッチのオン・オフ回数である使用頻度がＮ回以上であること、（ｃ）アイドル回転速度制御時に算出されるＦＣＣＢ補正量が、学習されている値から所定量ΔＦ以上変化していることの３つの条件の少なくとも１つが成立しているか否かを判断する。この判断は、燃料噴射弁２６に経年変化が生じているか否かを判断するためのものである。
【００６５】
そして、上記ステップＳ４０やステップＳ４２において肯定判断されるときには、ステップＳ４４において、学習を実施する旨を指示する学習実施フラグＸＱＰＧＴを「１」とする。一方、ステップＳ４２において否定判断されるときには、ステップＳ４６において、学習を実施する旨を指示する学習実施フラグＸＱＰＧＴを「０」とする。なお、ステップＳ４４やステップＳ４６の処理が完了すると、この一連の処理を一旦終了する。
【００６６】
図６に、ＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量の学習に関する処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００６７】
この一連の処理では、まずステップＳ５０において、学習条件が成立しているか否かを判断する。ここで、学習条件は、上記学習実施フラグＸＱＰＧＴが「１」であるとの条件に加えて、アイドル回転速度制御がなされているとの条件や、アクセルセンサ６４によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量がゼロであるとの条件、車両の走行速度がゼロであるとの条件等からなる。なお、学習条件には、この他、例えば車載ヘッドランプが消灯しているとの条件や、車載空調装置がオフ状態であるとの条件を含めてもよい。
【００６８】
ステップＳ５０において学習条件が成立していると判断されると、ステップＳ５２に移行する。ステップＳ５２では、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量の学習のための運転状態を設定する。ここでは、まず基本噴射量を算出する。ここで、基本噴射量とは、アイドル時においてクランク軸４０の実際の回転速度を目標速度に制御するために要求されると想定される噴射量のことである。この基本噴射量は、燃料噴射弁２６として基準となる噴射特性となるものを前提として設定されている。
【００６９】
基本噴射量が算出されると、同基本噴射量を「Ｍ」等分に等量分割して燃料噴射をする。ここで、整数Ｍは、原則、基本噴射量を分割することで、等量分割された各噴射量がパイロット噴射相当となる値に設定される。ただし、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」であるときには、整数Ｍを、等量分割された各噴射量がパイロット噴射相当となる値よりも小さい数に一旦設定する。これは、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」であるときには、重質燃料に変化しているため、上記パイロット噴射量相当の噴射量としたのでは、出力トルクが大きく落ち込むおそれがあるからである。軽質燃料と重質燃料との相違による出力特性の相違は、噴射量が少ないときに特に顕著になる。このため、１回あたりの噴射量を増加させることで基本噴射量が略等しくても、出力トルクの低下を抑制することができる。
【００７０】
すなわち、例えば基本噴射量が「５ｍｍ３／ｓｔ」であって且つパイロット噴射量が「１ｍｍ／ｓｔ」程度である場合、図７（ａ）に示すように、分割数Ｎは、原則「５」とすべきであるが、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」であるときには、図７（ｂ）に示すように、分割数を「３」とし、１回の噴射量を「５／３≒１．７ｍｍ３／ｓｔ」とする。これによって、重質燃料を用いたときに「１．７ｍｍ／ｓｔ」の燃料をベース値とすることで、所望される出力トルクを得るためのＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を得ることができる。そして、これらＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を求めた後、図７（ｃ）に示すように、分割数Ｎを「５」とするとともに、求めたＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を用いて補正された噴射量に基づき燃料噴射をすることで、出力トルクの低下を抑制することができる。このため、分割数を一旦低減させた後増加させることで、出力トルクの低下を抑制しつつも、最終的に「１ｍｍ３／ｓｔ」の噴射量の燃料を噴射する際に所望される出力トルクを得るためのＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を学習することができる。
【００７１】
なお、同一分割数に基づく等量分割噴射においては、図７に示すように、軽質燃料のときよりも重質燃料のときの方が、噴射時期を進角させることが望ましい。これは、重質燃料を用いる場合と軽質燃料を用いる場合とでは、最適な噴射開始時期が異なって且つ、重質燃料の方が最適な噴射開始時期が進角側となるからである。また、同一分割数に基づく等量分割噴射においては、図７に示すように、軽質燃料のときよりも重質燃料のときの方が、噴射間隔を長くすることが望ましい。これは、重質燃料の方が気化しにくいため、気化するための時間を確保するためである。
【００７２】
続いて、先の図６に示すステップＳ５４においては、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量として各別の値を学習する領域である燃圧によって分割された複数の領域を指定するためのパラメータｊを「１」とする。このパラメータｊは、値が大きいほど燃圧の大きい領域を指定する。なお、運転領域を燃圧によって分割するのは、噴射特性が燃圧に顕著に依存するからである。そして、ステップＳ５６においては、コモンレール３０内の燃圧の目標値（目標燃圧）をパラメータｊによって指定された領域に基づき設定する。
【００７３】
続くステップＳ５８においては、上記ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量による回転速度のフィードバック制御を行う。詳しくは、実際の回転速度の平均値を目標回転速度にフィードバック制御するためのＩＳＣ補正量を算出し、同ＩＳＣ補正量を基本噴射量に加算する。ここで、補正量ＩＳＣは、全ての気筒の燃料噴射弁２６の燃料噴射の協働によって生成されるクランク軸４０の出力トルクを所望のトルクに制御するための補正量となる。また、各気筒における上記等量分割噴射に伴うクランク軸４０の回転上昇量を均一とすべく、各気筒毎のＦＣＣＢ補正量を算出する。そして、基本噴射量にＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量が加算された量がＭ等分されたものを各指令噴射量とし、圧縮上死点近傍でＭ回の噴射を行う。
【００７４】
続くステップＳ６０においては、ＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量が安定しているか否かを判断する。ここで、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」であるときには、分割数Ｎを増加させた後のＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量が安定しているかを判断する。この処理は、現在のＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量を、所望される出力特性を得るための指令噴射量の補正量として確定してよいか否かを判断するものである。そして、ステップＳ６０において否定判断されるときには、ステップＳ５８の処理に戻り、ステップＳ６０において肯定されるときには、ステップＳ６２に移行する。
【００７５】
ステップＳ６２においては、補正量を確定させる。すなわち、このときのＩＳＣ補正量とＦＣＣＢ補正量との「１／Ｎ」の量を、各気筒の燃料噴射弁２６に対する指令噴射量の補正量として確定させる。続くステップＳ６４においては、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥが「１」であるか否かを判断する。この処理は、今回の学習が、燃料性状の変化が検出されたためになされたものであるのか、あるいは、燃料噴射弁２６の経年変化が生じていると考えられるためになされたものであるのかを判断するためのものである。すなわち、燃料性状の変化によってＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量からなる補正量を更新する場合には、燃料噴射弁２６の噴射特性の変化は想定されていない。そして、燃料性状の変化は、コモンレール３０内の燃圧が低圧であるほど、燃焼状態に影響を及ぼしやすい。このため、コモンレール３０内の燃圧が高圧である領域においては、燃料性状の変化は出力特性の顕著な変化を生じさせにくい。このため、本実施形態では、燃料性状の変化に伴って補正量を更新する際には、コモンレール３０内の燃圧が低圧である領域についてのみ補正量を再学習する。
【００７６】
このため、ステップＳ６４において肯定判断されるときには、ステップＳ６６に移行し、低圧領域における学習が終了したか否かを判断する。また、ステップＳ６４において否定判断されるときには、ステップＳ６８に移行し、全圧力領域における学習が終了したか否かを判断する。そして、ステップＳ６６やステップＳ６８において否定判断されるときには、ステップＳ７０に移行してパラメータｊをインクリメントし、ステップＳ５６〜Ｓ６４までの処理を繰り返す。
【００７７】
一方、ステップＳ６６やステップＳ６８において肯定判断されるときには、ステップＳ７２に移行する。ステップＳ７２においては、今回学習された補正量を、上記常時記憶保持メモリ６２に、燃圧によって分割された領域毎に記憶する。なお、上記ステップＳ５０において否定判断されるときや、ステップＳ７２の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００７８】
図８に、軽質燃料から重質燃料へ変化した場合についての上記処理による補正量の学習態様を示す。詳しくは、図８（ａ）にクランク軸４０の回転速度の推移を示し、図８（ｂ）に変化検出フラグＸＦＡの推移を示し、図８（ｃ）に燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥの推移を示し、図８（ｄ）に燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪの推移を示し、図８（ｅ）に学習実施フラグＸＱＰＧＴの推移を示す。また、図８（ｆ）に噴射回数の推移を示し、図８（ｇ）にコモンレール３０内の燃圧の推移を示し、図８（ｈ）にＩＳＣ補正量の推移を示し、図８（ｉ）にＦＣＣＢ補正量の推移を示す。
【００７９】
図示されるように、変化検出フラグＸＦＡが「１」とされると、ＩＳＣ補正量を固定しつつクランク軸４０の挙動が監視される。ここでは、軽質燃料から重質燃料へと変化しているため、クランク軸４０の回転速度が、図８（ａ）に一点鎖線にて示す目標速度を下回る。そして、実際の回転速度と目標速度との差が閾値εを上回ると、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥが「１」に反転する。更に、この場合、目標速度よりも実際の回転速度の方が小さいために、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪが「１」とされる。また、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥが「１」となることで、学習実施フラグＸＱＰＧＴが「１」とされる。
【００８０】
これにより、学習が開始される。すなわち、燃圧が学習用の最低燃圧Ｐ１に制御され、噴射回数が基本噴射量をパイロット噴射量相当に分割する回数（ここでは、５回）よりも低減される。この状態でＩＳＣ補正量とＦＣＣＢ補正量とによるフィードバック制御がなされ、これらＩＳＣ補正量とＦＣＣＢ補正量が収束すると、噴射回数を上記パイロット噴射相当に分割する回数に増加する。そして、学習されたＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量を用いてフィードバック制御を行い、これら補正量が安定すると、燃圧Ｐ１について学習が完了したとして、次の燃圧に移行させる。
【００８１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８２】
（１）燃料の性状変化が検出されるとき、ＩＳＣ補正量やＦＣＣＢ補正量からなる補正量の学習がなされる。このため、燃料の性状の変化によって、変化直前までの補正量が適切なものでなくなったとしても、補正量を更新することができる。このため、燃料性状の変化にかかわらず、補正量として適切な値を保持することが可能となる。
【００８３】
（２）今回のアイドル回転速度制御時において前回のアイドル回転速度制御時のＩＳＣ補正量にて強制的に燃料噴射を行って、且つこの燃料噴射に伴うクランク軸４０の回転速度に基づき、燃料の性状変化を検出した。これにより、燃料性状の変化を好適に検出することができる。
【００８４】
（３）出力特性の燃料性状への依存性が顕著なディーゼル機関１０の暖機完了以前において燃料の性状変化を検出した。これにより、同変化を好適に検出することが可能となる。
【００８５】
（４）燃料性状の変化の検出基準（閾値ε）を、ディーゼル機関１０の冷却水の温度に応じて可変設定した。これにより、出力特性の燃料性状への依存性が温度によって変化することを考慮することができ、ひいては燃料性状の変化を精度良く検出することができる。
【００８６】
（５）燃料性状の変化のために補正量を学習するに際し、燃圧によって分割される複数の領域のうち圧力が所定以下の領域についてのみ学習を行った。これにより、燃料性状の変化によって補正量が適切な値でなくなる領域に限って学習を行うことができ、ひいては学習処理時間を低減することができる。
【００８７】
（６）燃料の性状変化を検出するとき、現在の燃料が重質であるか軽質であるかを判別した。これにより、燃料性状に見合った燃料噴射制御を行うことが可能となる。
【００８８】
（７）学習に際し、現在の燃料性状に応じて、燃料噴射開始時期を変更した。これにより、燃料性状の変化に起因するクランク軸４０の挙動の変化のうち、着火時期の変化に起因する変化を好適に抑制しつつ学習を行うことができ、ひいては、燃料性状にとって適切な噴射量の補正量を高精度に学習することができる。
【００８９】
（８）重質燃料に変化したと判別されるとき、基本噴射量の分割数を一旦低減して学習を行った。これにより、分割噴射に伴う出力トルクの低下を抑制することができる。
【００９０】
（９）分割数をパイロット噴射量相当とするための分割数に対して一旦低減して学習を行った後、学習されたＩＳＣ補正量及びＦＣＣＢ補正量を用いて且つ分割数を増加させて燃料噴射弁２６を操作することで、分割数の増加による各噴射量に応じた補正量の学習を行った。これにより、補正量を学習することができる。しかも、この学習に際しては、分割数を低減して学習したときの補正量が用いられるために、重質燃料に変化しているとはいえ、学習に際して出力トルクの低下を抑制することができる。
【００９１】
（１０）現在の燃料性状に応じて、複数の噴射間の間隔を変更した。これにより、燃料性状の変化による最適な噴射間隔の変化の影響を好適に抑制しつつ、噴射量の補正量を学習することができる。
【００９２】
（１１）圧縮着火式内燃機関であるディーゼル機関１０に本発明を適用した。圧縮着火式内燃機関にあっては、燃料性状の相違による出力特性の変化が特に顕著なものとなりやすいため、本実施形態は、上記（１）〜（１０）の作用効果を特に好適に奏することができるものとなっている。
【００９３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
図９に、本実施形態にかかる燃料性状の変化の検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図９において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００９５】
この一連の処理では、ステップＳ２０において肯定判断されると、ステップＳ２２ａにおいて、実際の回転速度を目標速度にフィードバック制御するアイドル回転速度制御におけるＩＳＣ補正量を取得する。続くステップＳ２４ａにおいては、今回のアイドル回転速度制御時のＩＳＣ補正量と前回のアイドル回転速度制御時のＩＳＣ補正量との差の絶対値を閾値Ａ（ＷＴ）と比較する。この処理は、燃料性状の変化の有無を判断するものである。なお、閾値Ａ（ＷＴ）も、冷却水の温度に応じて可変設定される。
【００９６】
そして、ステップＳ２４ａにおいて肯定判断されると、ステップＳ２６の処理を経て、ステップＳ２８ａに移行する。ステップＳ２８ａにおいては、今回のアイドル回転速度制御時のＩＳＣ補正量が前回のものよりも大きいか否かを判断する。この処理は、重質燃料か軽質燃料かを判別する処理である。すなわち、今回のアイドル回転速度制御時のＩＳＣ補正量の方が大きいときには、同一の燃料量において出力トルクが低下することを意味するから、燃え難い燃料、すなわち重質燃料に変化したと判断される。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）〜（１１）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９８】
（１２）今回のアイドル回転速度制御時におけるＩＳＣ補正量と前回のアイドル回転速度制御時におけるＩＳＣ補正量との差に基づき、燃料の性状変化を検出した。これにより、アイドル時のクランク軸４０の回転速度を目標速度に保持しつつ、燃料の性状変化を適切に検出することができる。
【００９９】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１００】
図１０に、本実施形態にかかる燃料性状の変化の検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、上記変化検出フラグＸＦＡが「１」であるとの条件下、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【０１０１】
この一連の処理では、まずステップＳ８０において、指令噴射量に基づく燃料噴射を行う。続くステップＳ８２においては、エアフローメータ１６によって検出される吸入空気量を取得する。そして、ステップＳ８４においては、指令噴射量と吸入空気量とに基づき、空燃比センサ５２によって検出されると想定される空燃比を推定する。上述したように、空燃比センサ５２は、排気中の酸素濃度に基づき空燃比を検出するものである。一方、特定の燃料性状を想定すれば、吸入空気量と指令噴射量とに基づき、燃料の燃焼後の酸素濃度を推定することができる。このため、吸入空気量と指令噴射量とから、空燃比センサ５２によって検出される空燃比を推定することができる。本実施形態では、特に、軽質燃料を想定して空燃比を推定する。
【０１０２】
一方、ステップＳ８６では、空燃比センサ５２による空燃比の検出値を取得する。そして、ステップＳ８８においては、空燃比の推定値と検出値との差の絶対値が閾値Ｂよりも大きいか否かを判断する。この処理は、燃料が軽質か重質かを判断するものである。すなわち、空燃比の推定は、噴射される燃料が軽質であるとの想定の下でなされるため、重質の燃料が噴射されると、推定値と検出値とが離間する。このため、上記閾値Ｂに基づき、燃料タンク３２内の燃料が、重質燃料であるか軽質燃料であるかを判断することができる。なお、ここでも、閾値Ｂは、冷却水の温度に応じて可変設定される。ここでは、基本的には、冷却水の温度が高いほど閾値Ｂを小さい値とする。
【０１０３】
上記ステップＳ８８において肯定判断されるときには、燃料タンク３２内に重質燃料が注入されていると考えられるため、ステップＳ９０に移行し、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪを「１」とする。これに対し、ステップＳ８８において否定判断されるときには、燃料タンク３２内に軽質燃料が注入されていると考えられるため、ステップＳ９２に移行し、燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪを「０」とする。
【０１０４】
ステップＳ９０の後には、ステップＳ９４において燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪの前回の値が「０」であったか否かを判断する。この処理は、燃料性状の変化があるか否かを判断するものである。一方、ステップＳ９２の処理が完了すると、ステップＳ９６において燃料性状フラグＸＦＡＳＥＪの前回の値が「０」であったか否かを判断する。この処理も、燃料性状の変化があるか否かを判断するものである。そして、ステップＳ９４において肯定判断されるときや、ステップＳ９６において否定判断されるときには、燃料性状が変化したとして、ステップＳ９８に移行し、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥを「１」とする。これに対し、ステップＳ９４において否定判断されるときや、ステップＳ９６において肯定判断されるときには、燃料性状が変化していないとして、ステップＳ１００に移行し、燃料性状変化フラグＸＦＡＳＥを「０」とする。
【０１０５】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）〜（１１）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１０６】
（１３）ディーゼル機関１０の吸入空気量の検出値と燃料噴射弁２６に対する噴射量の指令値とに基づき、ディーゼル機関１０の空燃比を推定し、推定される空燃比と検出値との差に基づき、燃料性状の変化を検出した。これにより、アイドル回転速度制御時に限らず、広い運転領域において、燃料性状の変化を適切に検出することができる。
【０１０７】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１０８】
図１１に、本実施形態にかかる燃料性状の変化の検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１１において、先の図１０に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【０１０９】
この一連の処理では、まずステップＳ８０ａにおいて、指令噴射量、指令噴射開始時期に基づく燃料噴射を行う。続くステップＳ８２ａにおいては、筒内圧センサ２５の検出値を取得する。続くステップＳ８８ａでは、筒内圧センサ２５の検出値に基づき、燃料性状を判別する。すなわち、重質燃料と軽質燃料とでは、着火時期が異なるため、燃焼に伴う燃焼室２４内の圧力の上昇タイミングが互いに相違する。また、燃焼状態が異なるため、圧力のピーク値も互いに相違する。このため、筒内圧センサ２５の検出値に基づき、重質であるか軽質であるかを判断することができる。そして、重質であると判断されるときには、ステップＳ９０に移行し、軽質であると判断されるときには、ステップＳ９２に移行する。
【０１１０】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）〜（１１）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１１１】
（１４）ディーゼル機関１０の燃焼室２４内における燃料の燃焼に伴う圧力の発生態様に基づき、燃料の性状を検出し、検出される性状が前回検出された性状と相違するか否かに基づき、性状変化を検出した。これにより、燃料の性状変化を検出することができる。
【０１１２】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１１３】
本実施形態では、燃料噴射弁２６に対する通電経路の異常の有無を診断し、異常があると判断されるとき、燃料性状の変化の検出を禁止する。すなわち、第１の実施形態では、燃料噴射に伴うクランク軸４０の挙動に基づき、燃料性状の変化を検出していたのであるが、これは燃料が適切に噴射されることを前提としている。このため、燃料噴射弁２６の通電経路に異常があるときには、燃料性状が変化していないにもかかわらず、燃料性状が変化したと誤検出するおそれがある。このため、本実施形態では、こうした状況下、燃料性状の変化の検出を禁止する。
【０１１４】
図１２に、上記禁止にかかる処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【０１１５】
この一連の処理では、まずステップＳ１１０において、燃料噴射弁２６に対する通電処理を行う。これにより、上記通電経路が正常なら、先の図１に示した制御装置６０及び燃料噴射弁２６間を結ぶ２本の電気経路のうちの１本を伝って制御装置６０から燃料噴射弁２６に流される電流が、他の１本の電気経路を伝って燃料噴射弁２６から制御装置６０に戻される。このため、制御装置６０では、電流の有無に基づき、通電経路に異常があるか否かを判断することができる。
【０１１６】
続くステップＳ１１２では、電流が流れたか否かを判断する。そして、流れていないと判断されるときには、ステップＳ１１４に移行し、通電経路に異常があると判断する。続くステップＳ１１６では、燃料性状の変化の検出を禁止する。一方、ステップＳ１１２において電流が流れていると判断されるときには、ステップＳ１１８に移行して、通電経路に異常なしと判断する。なお、ステップＳ１１６、Ｓ１１８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【０１１７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（１１）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１１８】
（１５）燃料噴射弁２６に対する通電経路に異常があると判断されるとき、燃料の性状変化の検出を禁止した。これにより、誤検出をすることを回避することができる。
【０１１９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１２０】
・先の図２のステップＳ１０の処理を設けなくても、先の図３のステップＳ２４において、冷却水の温度が暖機完了に対応する温度以上であるときには閾値εを過度に大きい値にすることで、同様の効果を得ることはできる。
【０１２１】
・先の図３のステップＳ２４の閾値ε、図９のステップＳ２４ａの閾値Ａ、図１０のステップＳ８８の閾値Ｂを可変とするためのパラメータとしては、冷却水温に限らない。例えば吸気温や、イグニッションスイッチがオンとされてからの経過時間であってもよい。要は、ディーゼル機関１０の温度、及びこれと相関を有するパラメータの値（相当値）であればよい。
【０１２２】
・燃料噴射弁２６から噴射される燃料量と同燃料量によって実現されるディーゼル機関１０のクランク軸４０の挙動との関係に基づき、燃料の性状変化を検出する手法としては、先の第１及び第２の実施形態に例示したものに限らない。例えば、アイドル回転速度制御時において実際の回転速度が目標速度に追従するまでの時間を閾値と比較することで行ってもよい。また、フューエルカット制御時に単発噴射を行い、そのときのクランク軸４０の回転上昇量に基づき行ってもよい。
【０１２３】
・燃料性状の変化によって補正量を更新する場合であっても、コモンレール３０内の燃圧によって分割される領域の全てにおいて、補正量の更新を行ってもよい。また、燃料性状の変化によって補正量を更新する場合において、噴射間隔や噴射時期を補正せず、全て噴射量によって、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償してもよい。更に、これに代えて、噴射間隔の補正量をも学習対象としてもよい。
【０１２４】
・第３の実施形態において、排気通路４８から吸気通路１２へと排気を還流させる排気還流装置を備えるディーゼル機関にあっては、空燃比を推定するに際し、還流排気量に基づく補正をすることが望ましい。
【０１２５】
・第５の実施形態において、燃料性状の変化の検出の禁止は、燃料噴射弁２６の通電経路の異常時に限らない。例えばクランク角センサ４２の検出系統の異常時であってもよい。また、例えば第３の実施形態に例示した手法によって燃料性状の変化を検出するなら、空燃比センサ５２の異常時に禁止してもよい。更に、例えば第４の実施形態に例示した手法によって燃料性状の変化を検出するなら、筒内圧センサ２５の異常時に検出を禁止してもよい。要は、ディーゼル機関１０やその制御系統の少なくとも一方に異常があるときに、検出を禁止すればよい。
【０１２６】
・補正量は、指令噴射量に対するものに限らない。例えば指令噴射期間を補正する量であってもよい。要は、燃料噴射弁２６の操作量のうち、噴射量を調節する操作量の補正量であることが望ましい。
【０１２７】
・ディーゼル機関１０の燃料噴射弁２６の操作によって実現される実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償すべく、燃料噴射弁２６の操作量のうちの噴射量を調節する操作量の補正量を学習する学習手段としては、上記パイロット噴射等に対するものに限らない。例えば燃料噴射弁２６を開弁させることのできる最小の通電時間であるゼロ点を学習するものであってもよい。ここで、燃料性状の相違はゼロ点を変化させるものではないが、燃料性状の相違は、着火が生じる最小燃料量に相違をもたらすおそれがある。このため、燃料性状の変化を検出するときにゼロ点を更新するなら、ゼロ点を、実際の出力特性と所望の出力特性との差を補償する補正量として活用することができる。
【０１２８】
・ディーゼル機関１０にも限らず、ガソリン機関であってもよい。この場合であっても、燃料性状の変化は、燃料噴射弁の操作によって実現される実際の出力特性と所望の出力特性との間に差を生じさせるため、本発明の適用は有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】第１の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態において、燃料性状の変化の検出処理の実行の有無を定めるための処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、燃料性状の変化を検出する処理の手順を示すフローチャート。
【図４】上記燃料性状の変化を検出する処理において用いる閾値の設定態様を示す図。
【図５】上記実施形態における指令噴射量の補正量の学習の実行の有無を定める処理手順を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態における指令噴射量の補正量の学習処理手順を示すフローチャート。
【図７】上記学習処理の一部の態様を示すタイムチャート。
【図８】上記学習態様を例示するタイムチャート。
【図９】第２の実施形態において、燃料性状の変化を検出する処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態において、燃料性状の変化を検出する処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】第４の実施形態において、燃料性状の変化を検出する処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】第５の実施形態にかかる燃料性状の変化の検出禁止処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…ディーゼル機関、２６…燃料噴射弁、４０…クランク軸、６０…制御装置（燃料噴射制御装置の一実施形態）。
【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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