(57)【要約】【課題】冷間時に内燃機関の動作効率を向上させる。【解決手段】ＥＣＵ１００は、エンジン２００の冷間時の動作効率を向上させるべく冷間制御処理を実行する。当該処理では、前回冷間時補正パラメータが算出されてからの走行距離が所定値以上であって、更に冷間時且つフューエルカット制御中である場合に、微小量の燃料噴射に応じて発生する、冷間時のエンジン２００の実挙動を表す機関発生トルクＴｒｉに基づいて、冷間時補正パラメータとして進角補正量ｅａｃｌｄｃｙ及びパイロット補正量ｑｐｌｃｌｄｃｙがシリンダ毎に算出される。この冷間時補正パラメータは更に、シリンダ２０１の各々について、シリンダ相互間の燃焼性能のバラツキを相殺するように算出される。これら冷間時補正パラメータの算出を経た後、エンジン２００が冷間状態にある場合には、この冷間時補正パラメータが各シリンダについて適用される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴射手段を備えた内燃機関を搭載する車両における該内燃機関の制御装置であって、
前記車両の減速時を含む所定の条件において前記燃料の供給が停止されるように前記噴射手段を制御する第１の噴射制御手段と、
前記内燃機関が冷間状態にあり、且つ前記燃料の供給が停止されている場合に、所定量の前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第２の噴射制御手段と、
前記所定量の燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第１の特定手段と、
前記特定されたトルク変動量に基づいて、前記冷間状態における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を設定する設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第２の噴射制御手段は、前記内燃機関に備わる気筒各々に対し前記所定量の燃料を噴射させ、
前記第１の特定手段は、前記各々について前記変動量を特定し、
前記設定手段は、前記各々について前記噴射手段の制御量を設定する
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】
前記内燃機関が前記冷間状態にある場合に、前記設定された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する第３の噴射制御手段を更に具備する
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】
前記冷間状態の度合いを特定する第２の特定手段と、
前記特定された度合いに基づいて前記設定された制御量を補正する補正手段と
を更に具備し、
前記第３の噴射制御手段は、前記補正された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記内燃機関の動作期間の少なくとも一部において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つパイロット噴射に分割して噴射されるディーゼルエンジンであり、
前記噴射手段の制御量は、前記主噴射及び前記パイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期、並びに前記パイロット噴射に係るパイロット噴射量のうち少なくとも一部を含む
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第２の噴射制御手段は、前記車両が所定の走行条件を満たす場合に前記所定量の燃料を噴射させる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関が前記冷間状態にない場合に、前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、
前記第２の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記所定量の燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項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、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、内燃機関の出力状態から噴射量を学習するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたディーゼル機関の噴射量制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、無噴射時に単発噴射を実施し、その単発噴射によって上昇するエンジンの回転数の変化量と、単発噴射を実施した時のエンジン回転数との積であるトルク比例量から算出される発生トルクから実噴射量を推定すると共に、当該推定された実噴射量と噴射量の指令値との差を検出することによって、噴射量学習を高精度に実施することが可能であるとされている。
【０００３】
尚、気筒毎のエンジン回転数偏差から、気筒毎の燃料噴射量を補正してエンジン振動を抑制する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、気筒毎の燃料噴射量補正量を、機関温度及び燃料温度を反映して算出する技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６７８８号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９２４３号公報
【特許文献３】特開２００３−２７８５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内燃機関では、冷間時に燃焼効率の低下等によって、エミッション等の環境性能及び動力性能等、各種性能が悪化し易い。従来の技術では、噴射量の補正により実噴射量と目標噴射量との乖離を軽減することはできても、このような冷間時に如何なる制御をなすべきかについては如何なる指針も得られない。従って、冷間時におけるこのような性能の低下を抑制することが実践的にみて困難である。また、冷間時の燃料の着火性等を向上させるべく、事前に適合等を行うにしても、冷間時における内燃機関の挙動は、内燃機関毎に個体差があり、更には気筒毎にも差があり、更には経時的にも変化するから、実践的に見て容易ではない。
【０００７】
一方、冷間時における燃焼効率の低下に鑑みれば、エミッションの低減以前に、失火や白煙の発生を防止する必要もあるが、冷間時の挙動に適応した制御が容易でないことに鑑みれば、冷間時における内燃機関の各部の動作パラメータは、必然的に且つ少なからず安全側で設定されざるを得ない。その点からも、冷間時における性能低下は回避され難い。即ち、従来の技術には、冷間時において内燃機関の性能を向上させることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、冷間時において内燃機関の性能向上を図り得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する噴射手段を備えた内燃機関を搭載する車両における該内燃機関の制御装置であって、前記車両の減速時を含む所定の条件において前記燃料の供給が停止されるように前記噴射手段を制御する第１の噴射制御手段と、前記内燃機関が冷間状態にあり、且つ前記燃料の供給が停止されている場合に、所定量の前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第２の噴射制御手段と、前記所定量の燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第１の特定手段と、前記特定されたトルク変動量に基づいて、前記冷間状態における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を設定する設定手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該各々の燃焼室において、例えば、軽油、ガソリン又はアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクル型のレシプロエンジン等を指す。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、内燃機関が冷間状態にあり、且つ第１の噴射制御手段により燃料の供給が停止されている状況（以下、このような第１の噴射制御手段に係る制御を適宜「フューエルカット制御」等と称する）において、好適には内燃機関に備わる気筒の各々に対し、所定量の燃料が噴射される。ここで、「所定量」とは、必ずしも予め設定された固定値でなくともよく、噴射手段における後述する制御量を少なくとも実践上不足の無い程度に設定し得る限りにおいて、その都度個別具体的に決定される可変値であってもよい。但し、好適な一形態として、この所定量は、例えば１キュービック程度の極微小な且つ固定された値を採る。
【００１２】
このようなフューエルカット制御中に燃料の噴射がなされた場合、内燃機関の機関発生トルクは、この所定量の燃料噴射に応じて生じるもののみとなり、第１の特定手段により、トルクの変動量（以下、適宜「トルク変動量」と称する）が正確に特定される。
【００１３】
尚、本発明に係る「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従った論理演算、数値演算、又は電気的若しくは機械的な制御の結果として導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。このような概念の範囲内において、第１の特定手段は、例えば所定量の燃料噴射に応じて生じる内燃機関の機関回転数の変動量等、トルク変動量と直接的に又は間接的に、且つ相互に一対一、一対多、多対一又は多対多に対応し得る各種指標値に基づいた数値演算の結果としてトルク変動を特定してもよい。
【００１４】
トルク変動量が特定されると、この特定されたトルク変動量に基づいて、冷間状態における、内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた噴射手段の制御量が、好適には気筒各々について、又は例えば複数の気筒群毎に、或いは例えば気筒の別無く一括して設定される。内燃機関の機関発生トルクは、始動性及び着火性を含む概念としての内燃機関の燃焼性能に大きく影響される。即ち、冷間時の燃料噴射に対応するこのトルク変動量は、冷間状態における内燃機関及び気筒各々の、リアルタイムな且つ正確な燃焼性能を顕著に表す指標として有効となる。
【００１５】
従って、この冷間時に特定されるトルク変動量に基づいて、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、例えば失火及び白煙の発生を招くことなく且つエミッションの悪化を可及的に抑制し得るように、或いは更にそのような環境性能と動力性能とが実践上不足無く両立されるように設定された、各種のアルゴリズム、算出式又は論理式等に基づいた数値演算や論理演算等を介する等して、冷間時における制御量が設定されることによって、例えば、冷間状態における内燃機関の燃焼効率を向上させ、例えば着火性を向上させ、例えば出力特性を向上させることが可能となる。或いは、実践上改善すべき旨の判断が下され得る各種の不具合の発生を回避しつつ、内燃機関のポテンシャルを理論的に、実質的に、或いは現実的にみて最大限に引き出すことが可能となる。即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、冷間時において内燃機関の性能を向上させることが可能となるのである。
【００１６】
尚、冷間状態における「内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた噴射手段の制御量」とは、例えば噴射時期等、燃焼性能を向上させ得る各種の動作パラメータを好適に含む趣旨であるが、必ずしもこのような動作パラメータそのものでなくてもよく、例えば平常時の動作パラメータを冷間時に補正するための補正量、補正式或いは補正係数等の形態を有していてもよい。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の態様では、前記第２の噴射制御手段は、前記内燃機関に備わる気筒各々に対し前記所定量の燃料を噴射させ、前記第１の特定手段は、前記各々について前記変動量を特定し、前記設定手段は、前記各々について前記噴射手段の制御量を設定する。
【００１８】
この態様によれば、内燃機関に備わる気筒の各々についてトルク変動量が特定され、そのトルク変動量に基づいて当該各々について噴射手段の制御量が設定される。従って、当該各々における燃焼性能を最適化しつつ、冷間時における気筒相互間の燃焼性能のバラツキを解消することが可能となる。
【００１９】
従って、冷間時の内燃機関の性能を効率的且つ効果的に向上させることが可能となる。冷間状態においては、内燃機関の物理的、機械的、機構的及び電気的な構成、例えば気筒の物理形状、気筒内のデポジット、或いは気筒を構成する各部の経時劣化等に起因して、気筒各々において、燃焼性能が非冷間状態におけるそれと著しく相違する場合がある。そのような事情に鑑みれば、気筒各々について噴射手段の制御量が設定されることによる実践上の利益は顕著に大きなものとなる。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第２の態様では、前記内燃機関が前記冷間状態にある場合に、前記設定された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する第３の噴射制御手段を更に具備する。
【００２１】
この態様によれば、内燃機関が、例えば冷却水温、吸気温、触媒床温或いはシリンダ壁温等に基づいて、例えばこれら各種温度が予め設定された閾値以下（未満）である場合等として規定され得る冷間状態である場合に、例えば前回の設定タイミング等において既に設定がなされた噴射手段の制御量に従って噴射手段が制御される。従って、実際に冷間時の内燃機関の性能を向上させることが可能となる。
【００２２】
尚、この態様では、前記冷間状態の度合いを特定する第２の特定手段と、前記特定された度合いに基づいて前記設定された制御量を補正する補正手段とを更に具備し、前記第３の噴射制御手段は、前記補正された制御量に基づいて前記噴射手段を制御してもよい。
【００２３】
内燃機関が冷間状態に該当するか否かに応じて、噴射手段の制御量が二値的に切り替わる（制御量が補正量や補正係数等の態様を採る場合における、補正の有無が切り替わる態様を含む）場合、必然的にその切り替わりに係る境界付近において、内燃機関の挙動が、例えば燃焼性能が好適な状態に維持されたままであるにしても、変化し易く、ドライバに知覚されるドライバビリティの悪化として顕在化し易い。
【００２４】
その点、このように、例えば冷却水温、吸気温、触媒床温或いはシリンダ壁温等の各種指標値に基づいて連続的に又は段階的に規定され得る冷間状態の度合いに応じて連続的に又は段階的に噴射手段の制御量が変更された場合には、内燃機関の出力変動や出力フィールの変化等に起因するドライバビリティの悪化が防止され、実践上極めて有益な効果を得ることができる。
【００２５】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第３の態様では、前記内燃機関は、前記内燃機関の動作期間の少なくとも一部において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つパイロット噴射に分割して噴射されるディーゼルエンジンであり、前記噴射手段の制御量は、前記主噴射及び前記パイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期、並びに前記パイロット噴射に係るパイロット噴射量のうち少なくとも一部を含む。
【００２６】
この態様によれば、内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、その動作期間の少なくとも一部において、燃料が主噴射とそれに先立つパイロット噴射とに分割して噴射される。この主噴射及びパイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期並びにパイロット噴射量は、内燃機関の燃焼性能に顕著に影響するため、設定手段の動作として、冷間時におけるこれら少なくとも一部が設定されることにより（尚、いずれか一方の噴射時期の設定とは、即ち、主噴射とパイロット噴射とのインタバルの設定を意味する）、冷間時における内燃機関の性能を向上させることが可能となる。
【００２７】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第４の態様では、前記第２の噴射制御手段は、前記車両が所定の走行条件を満たす場合に前記所定量の燃料を噴射させる。
【００２８】
この態様によれば、噴射手段の制御量設定に係る所定量の燃料噴射が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えば噴射手段の制御量が内燃機関の実際の物理的、機械的又は電気的な各種状態から乖離しないように（これらを正確に反映し得るように）、且つ頻繁に制御量の設定がなされる（即ち、所定量の燃料噴射がなされる）ことによる燃費の悪化を招くことの無いように定められてなる、所定の走行条件が満たされる場合に実行される。従って、冷間状態における内燃機関の性能を理論的に、実質的に又は現時的にみて過不足なく維持することが可能となり実践上有益である。
【００２９】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第５の態様では、前記内燃機関が前記冷間状態にない場合に、前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、前記第２の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記所定量の燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する。
【００３０】
この種の内燃機関に備わる、例えば電子制御式インジェクタ等の噴射手段を介した燃料の噴射量は、当該噴射手段の個体差、当該噴射手段の経時的な変化、或いは外的又は内的要因による故障の発生等、物理的又は機械的な動作状態のバラツキ要因に起因して、目標噴射量に対し気筒相互間で、或いは気筒全体として、バラツキを伴うことが多い。特に、噴射手段に燃料を供給する供給経路上に設けられた調量弁の動作精度が低くなり易いディーゼルエンジン等では、その傾向が顕著である。
【００３１】
この態様によれば、冷間時以外のタイミング、即ち冷間時の燃焼性能の低下に影響されることなく特定される、噴射手段の物理的、機械的又は電気的な変化や不具合を支配的な要因とする目標噴射量と実噴射量との偏差に基づいて、例えば噴射手段に供給される噴射指令値等の各種制御信号と目標噴射量との対応関係が補正され、或いはそのような対応関係はそのままに目標噴射量が補正され、噴射手段の制御に供される。その結果、いずれにせよ最終的に気筒毎の噴射量を正確に所定量に収束させることが可能となり、トルク変動量を、より正確に制御量の設定に反映させることが可能となる。従って、内燃機関の動作効率をより向上させることが可能となる。
【００３２】
尚、このような偏差の特定に際しては、所謂微小噴射量学習等と称される、噴射手段を構成するニードルやシールの磨耗又は損傷等、噴射手段に例えば経時的に或いは何らかの外的又は内的要因により生じた不具合等に起因する、上述した目標噴射量と実噴射量との乖離を補正すべくなされる噴射量の学習処理が実行されてもよい。その場合、当該学習処理の過程において、例えば１キュービック等微小量として規定される噴射量に相当する燃料が噴射され、その燃料噴射に対応するトルク変動量に基づいて当該偏差が特定されてもよい。
【００３３】
このような微小噴射量学習においては、好適にはこの目標噴射量と実噴射量との偏差を補正するための各種補正量、例えば噴射指令値の補正量或いは目標噴射量の補正量等が、例えば気筒各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別無く一律に、且つ逐次更新されつつ記憶される。従って、第２の噴射制御手段は、常に噴射手段を介して正確に所定量に相当する燃料を噴射させることが可能となり、実践上有益である。
【００３４】
また、このような微小噴射量学習は、例えば走行距離等により規定される各種の実行条件が満たされた場合における、例えば燃料カット時や無負荷レーシングにおける機関回転低下時等に好適に実行される。従って、本発明に係る噴射手段の制御量の補正に係る一連の処理の実行タイミングの少なくとも一部は、この微小噴射量学習の実行タイミングと同期していてもよい。
【００３５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３７】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００及びエンジン２００を備える。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述する微小噴射量学習処理及び冷間制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００３９】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１の噴射制御手段」、「第２の噴射制御手段」、「第１の特定手段」、「設定手段」、「第３の噴射制御手段」、「第２の特定手段」、「補正手段」及び「偏差特定手段」として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４０】
エンジン２００は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、シリンダ２０１内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン２０２の往復運動を、コネクティングロッド２０３を介してクランクシャフト２０４の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０４の近傍には、クランクシャフト２０４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２０５が設置されている。クランクポジションセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０５によって検出されたクランクシャフト２０４の回転位置に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００４１】
尚、本実施形態に係るエンジン２００は、シリンダ２０１が図１において紙面と垂直な方向にＮ本並列してなる直列Ｎ気筒ディーゼルエンジンであるが、個々のシリンダ２０１の構成は相互に等しいため、ここでは一のシリンダ２０１についてのみ説明することとする。
【００４２】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管２０６を通過し、吸気ポート２０９を介して吸気バルブ２０９の開弁時にシリンダ２０１内に吸入される。この際、シリンダ２０１内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ＥＣＵ１００に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。吸気管２０６には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０７が配設されている。このスロットルバルブ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のスロットルバルブモータにより、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０７の開閉状態を表すスロットル開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。
【００４３】
エンジン２００において、燃料は、燃料タンク２１２に貯留されている。この燃料タンク２１２には、燃料タンク２１２に貯留される燃料の残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ２１７が設置されている。燃料量センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。一方、燃料タンク２１２に貯留される燃料は、インジェクタ２１１によって、シリンダ２０１内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ２１１を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク２１２に貯留された燃料が、フィードポンプ２１４の作用により低圧配管２１３を介して燃料タンク２１２から汲み出され、高圧ポンプ２１５へ供給される。
【００４４】
ここで、図２を参照して、高圧ポンプ２１５の構成について説明する。ここに、図２は、高圧ポンプ２１５の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００４５】
図２において、高圧ポンプ２１５は、電磁調量弁２１５Ａ、吸入弁２１５Ｂ、シリンダ２１５Ｃ、プランジャ２１５Ｄ、カム２１５Ｅ、加圧室２１５Ｆ、吐出弁２１５Ｇ及び高圧配管２１５Ｈを備える。
【００４６】
電磁調量弁２１５Ａは、フィードポンプ２１４へと繋がる低圧配管２１３上に設けられ、フィードポンプ２１４により送出された燃料の流量を調節する電磁開閉弁である。フィードポンプ２１４により燃料タンク２１２から汲み上げられた燃料は、この電磁調量弁２１５Ａによりその流量が調節され、低圧配管２１３の一端部が接続された加圧室２１５Ｆへ供給される。
【００４７】
プランジャ２１５Ｄは、シリンダ２１５Ｃ内に設置された加圧部材であり、下端部分に接続されたロッド部材が、エンジン２００の吸気カムシャフト１１（図１では省略される）に固定され且つ吸気カムシャフト１１に同期して回転する、楕円形状を有するカム２１５Ｅのカムプロフィールに従って図中上下方向に往復運動するのに伴い、その上端部が図示ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）と図示ＢＤＣ（Bottom Death Center：下死点）との間で往復運動することが可能に構成されている。加圧室２１５Ｆは、シリンダ２１５Ｃの内壁部分と、プランジャ２１５Ｄの上端部分とによって規定される空間であり、即ち、プランジャ２１５Ｄの前述した往復運動に伴ってその容積が変化する空間である。
【００４８】
他方、電磁調量弁２１５Ａにより調量された燃料は、プランジャ２１５Ｄがシリンダ２１５Ｃ内をＴＤＣからＢＤＣへ向かって移動する際に、吸入弁２１５Ｂを押し開いて加圧室に吸入される。その後、プランジャ２１５Ｄがシリンダ２１５Ｃ内をＢＤＣからＴＤＣへ向かって移動する際に、プランジャ２１５Ｄによって加圧室２１５Ｆ内部の燃料が圧縮（即ち、加圧）され、吐出弁２１５Ｇを押し開いて高圧配管２１５Ｈに供給され、高圧配管２１５Ｈに接続されたコモンレール２１６（図２では不図示）へと圧送される構成となっている。
【００４９】
図１に戻り、コモンレール２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ２１５側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２１６には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。
【００５０】
エンジン２００における上述したインジェクタ２１１は、シリンダ２０１毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール２１６に接続されている。ここで、インジェクタ２１１の構成について補足すると、インジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２１６の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００５１】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２１６より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
【００５２】
尚、燃料は、個々のシリンダ２０１において、インジェクタ２１１を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃焼室内の急激な温度上昇を防止するための少量のパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当する主噴射とに分割して噴射される構成となっている。
【００５３】
このようにしてシリンダ２０１内に噴射された燃料は、吸気バルブ２０９を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２０９の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１８の開弁時に排気ポート２１９を介して排気管２２０に導かれる構成となっている。
【００５４】
また、シリンダ２０１には、燃焼室内に一部が露出してなるグロープラグ２１０が配設されている。グロープラグ２１０は、不図示の駆動系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００が当該駆動系を制御することにより当該駆動系から供給される電力に応じて赤熱するヒートコイルと、当該ヒートコイルが埋め込まれたセラミック体とを備え、このヒートコイルが燃焼室に露出する構成となっている。ヒートコイルは、その通電時に数百度程度の高温状態となり、燃焼室内に熱エネルギを付与することによって燃焼室を昇温させることが可能に構成されている。
【００５５】
排気管２２０には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２１が設置されている。ＤＰＦ２２１は、エンジン２００から排出されるスート（煤）或いはスモーク、及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。
【００５６】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、主としてエンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（例えば、ＬＬＣ）の温度（即ち、冷却水温）Ｔｈｗを検出するための水温センサ２２２が配設されている。水温センサ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温Ｔｈｗは、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００５７】
尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン２００には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン２００のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。
【００５８】
＜実施形態の動作＞
＜微小噴射量学習処理＞
エンジン２００の動作時には、インジェクタ２１１からシリンダ２０１内の燃焼室へ直接燃料が噴射される。この際、上述した構成を有する電磁調量弁２１５Ａの調量精度や、インジェクタ２１１におけるニードルの経時的な磨耗の度合い、或いはその他物理的又は機械的な動作精度等に起因して、目標噴射量に対応してインジェクタ２１１に供給される噴射指令値に対する燃料の実噴射量は、エンジン２００毎に、且つシリンダ２０１毎に異なったものとなり易い。このため、エンジンシステム１０では、噴射量の学習が行われる。
【００５９】
ここで、「噴射量の学習」とは、例えば所望の噴射量に相当する燃料が噴射されるように、噴射手段（即ち、本実施形態ではインジェクタ２１１）の指令値（即ち、噴射手段に供給される制御信号）若しくは当該指令値に対応付けられた（好適には、一対一又は多対一の関係を有し得る）指標値、又はこのような指令値若しくは指標値に対し加算、減算、乗算又は除算等を適宜含む補正用の数値演算を行うための補正量等を適宜更新すること等を指す。より具体的には例えば、噴射手段の指令値に対応する噴射量又は当該噴射量を規定し得る指標値若しくは補正値を、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて当該噴射量、指標値又は補正値等を実践上不都合が生じない程度の信頼性を保って決定し得るものとして定められてなるアルゴリズム、算出式又は論理演算式等に従って実行される物理的、機械的若しくは電気的な制御、数値演算又は論理演算により学習値として求め、前回の学習値（初期値があれば初期値）との乖離状態に応じて適宜に更新する処理等を指す。理想的には、このような噴射量の学習によって、噴射手段を介した燃料の実噴射量と、目標噴射量との乖離が消失、或いは極めて小さくなり得る。エンジンシステム１０では、このような噴射量の学習が、ＥＣＵ１００によって実行される微小噴射量学習処理によって実現される。
【００６０】
ここで、図３を参照し、微小噴射量学習処理の詳細について説明する。ここに、図３は、微小噴射量学習処理のフローチャートである。
【００６１】
図３において、ＥＣＵ１００は、噴射量の学習条件であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ここで、噴射量の学習条件とは、噴射量の学習を効果的に行い得るものとして予め定められた条件であり、例えば本実施形態では、前回噴射量の学習が行われてからの車両の走行距離が所定値以上であること、インジェクタ２１１に対する噴射量の指令値がゼロ以下の状態、即ち無噴射状態（即ち、好適にはフューエルカット制御中）であること、及びコモンレール２１６のレール圧が所定値に維持されていること等として設定されている。
【００６２】
尚、フューエルカット制御とは、燃料の消費効率を向上させる観点から各シリンダ２０１に対する燃料の噴射を停止する制御を指し、エンジンシステム１０ではＥＣＵ１００により車両の減速期間中において実行され、燃料の効率的な利用が促進される構成となっている。フューエルカット制御中において、エンジン２００の各シリンダ２０１は、惰性によりその機関回転を継続する。噴射量の学習条件が満たされない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１に係る処理を繰り返し実行して実質的に処理を待機状態に制御する。
【００６３】
噴射量の学習条件が満たされる場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、噴射量学習用として定められてなる規定量（例えば、１キュービック等、燃費及びドライバビリティの悪化を顕在化させることのないように定められた微小量）の燃料が噴射されるようにインジェクタ２１１を制御する（ステップＳ１０２）。尚、係る規定量の燃料噴射は単発噴射として実行される。
【００６４】
当該規定量の燃料が噴射されると、ＥＣＵ１００は、係る燃料の噴射に伴うエンジン２００の機関回転数の変動量ΔＮＥを算出する（ステップＳ１０３）。機関回転数変動量ΔＮＥは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数ＮＥ、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数ＮＥ、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数ＮＥは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
【００６５】
機関回転数変動量ΔＮＥ（即ち、規定量の燃料噴射に相当する機関回転数ＮＥの上昇の度合い）が算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の機関発生トルクＴｒを算出する（ステップＳ１０４）。ここで、機関発生トルクＴｒは、燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと、ステップＳ１０３に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔＮＥ及び所定の比例定数とに基づいて（例えば、これらの積として）算出することができる。
【００６６】
機関発生トルクＴｒが算出されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２１１から実際に噴射された燃料の量である実噴射量Ｑｒを算出する（ステップＳ１０５）。ディーゼルエンジンでは、燃料の噴射量と機関発生トルクとが比例するため、ステップＳ１０５に係る処理は、ステップＳ１０４に係る処理において得られた機関発生トルクＴｒの値に基づいて容易に算出することができる。
【００６７】
一方、ディーゼルエンジンでは、燃料の着火特性は燃料のセタン価に応じて変化する。この着火特性は、機関発生トルクＴｒの値に影響するから、ステップＳ１０５に係る処理において得られた実噴射量Ｑｒを補正する必要が生じる。そこで、ＥＣＵ１００は、算出された実噴射量Ｑｒを燃料のセタン価に応じて補正する（ステップＳ１０６）。この際、ＥＣＵ１００には、予め実噴射量Ｑｒをセタン価に応じて補正するためのマップが格納されており、ＥＣＵ１００は、セタン価の値と当該マップとに基づいて実噴射量Ｑｒを補正する。尚、燃料のセタン価は、例えばこの微小噴射量学習処理とは独立して実行される、例えば燃料の着火遅れ期間等に基づいたセタン価検出処理等により適宜学習され、ＲＡＭ等に記憶されている。
【００６８】
実噴射量Ｑｒの補正が終了すると、ＥＣＵ１００は、補正された実噴射量Ｑｒの値と、インジェクタ２１１に供給された指令値に相当する噴射量（即ち、目標噴射量）の値とを比較し、これらの差分に基づいて微小噴射量学習値ＱＦを取得する（ステップＳ１０７）。尚、この微小噴射量学習値ＱＦは、要求噴射量と実噴射量との誤差を減少させるための補正量であり、例えば要求噴射量を直接補正する補正量であってもよいし、要求噴射量に対応するインジェクタ２１１の制御量、例えばインジェクタ２１１の前述した電磁弁への通電量や通電時間等を補正する補正量であってもよい。
【００６９】
微小噴射量学習値ＱＦを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得された微小噴射量学習値ＱＦによって従前の学習値を更新する必要があるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。本実施形態では、従前の学習値と新たに取得された学習値との差分が所定値以上乖離している場合に、学習値の更新が必要である旨が判別される。尚、当該判別に係る判別基準は、噴射量の学習を効果的に行い得る限りにおいて特に限定されない。尚、従前の学習値が存在しない場合には、当該判別処理の結果は無条件に「ＹＥＳ」となる。
【００７０】
学習値を更新する必要がない旨の判別がなされた場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理を終了する。一方、学習値を更新する必要がある旨の判別がなされた場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＲＡＭに更新可能に記憶された従前の学習値を更新し（ステップＳ１０９）、微小噴射量学習処理を終了する。このように、エンジンシステム１０では、インジェクタ２１１に生じる物理的、機械的、機構的又は電気的な各種要因による目標噴射量と実噴射量との乖離が補正され、インジェクタ２１１における燃料の噴射精度が少なくとも実践上の不具合が生じない程度に担保されている。
【００７１】
尚、図３では省略されるが、この微小噴射量学習値ＱＦは、エンジン２００に備わる全てのシリンダ２０１に対して取得される。即ち実際には、ステップＳ１０２からステップＳ１０９に至る一連の処理は、シリンダ２０１の数量に相当する回数（即ち、本実施形態ではＮ回）実行される。
【００７２】
＜冷間制御処理の詳細＞
エンジン２００に限らず、内燃機関では一般的に、冷間状態において（即ち、暖機が不十分な、或いは不十分と判断される状態において）燃焼性能が低下するため、エミッションが悪化する傾向がある。然るに、冷間状態における内燃機関の燃焼性能は、内燃機関毎に、或いはシリンダ毎に、その物理的及び機械的な構成（形状や空間的な配置形態も含む）並びに経時的な変化及び劣化等によって相違するため、予めそのような冷間状態における燃焼性能の低下を補うためのパラメータを適合により求めることには実践上の困難が伴う。従って、失火や白煙の発生等といった、より回避すべき事態の発生を確実に防止する観点から、各種パラメータは、少なくともこのような失火や白煙の発生等を招かぬように総じて安全側にマージンを設けた状態で設定されざるを得ない。即ち、冷間状態では、燃費及びエミッション等の環境性能、並びに動力性能等を含む内燃機関の性能が最適化され難い。
【００７３】
このような問題点を解決するために、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、冷間制御処理を実行する。冷間制御処理においては、冷間状態におけるエンジン２００の燃焼性能の低下を、効率的且つ効果的に補償するための冷間時補正パラメータが適宜に学習され、且つ適宜に実制御に供される構成となっている。ここで、図４を参照し、冷間制御処理の詳細について説明する。ここに、図４は、冷間制御処理のフローチャートである。
【００７４】
図４において、ＥＣＵ１００は、所定の学習条件が満たされるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。ここで、学習条件とは、冷間時補正パラメータの学習を好適に且つ過不足なく行い得るものとして定められた条件であり、本実施形態では、前回冷間時補正パラメータの学習が実行されてからの車両の走行距離が所定値以上であって、エンジン２００が冷間状態にあり且つフューエルカット制御が実行されていることとして規定される。
【００７５】
尚、エンジン２００が冷間状態にあるか否かの判別は、エンジン２００の冷却水温Ｔｈｗに基づいてなされる。本実施形態では、冷却水温Ｔｈｗが５０℃未満（適合値であり、各種判断基準を設定し得る）である場合に、エンジン２００が冷間状態にある旨の判別がなされる構成となっている。学習条件が満たされない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２１０に移行する。ステップＳ２１０以降の処理については後述する。
【００７６】
学習条件が満たされる場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、個々のシリンダ２０１を識別するためのカウンタｉをゼロにリセットする（ステップＳ２０２）。カウンタｉをリセットすると、ＥＣＵ１００は、カウンタｉを「１」だけインクリメントし（ステップＳ２０３）、冷間時補正パラメータの設定対象となるシリンダをｉ番目のシリンダ（即ち、ここでは、１番目のシリンダ）に設定する。
【００７７】
次に、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２１１の駆動制御を行って、ｉ番目のシリンダ２０１に対し、規定量の燃料を噴射する（ステップＳ２０４）。尚、係る「規定量」とは、即ち、本発明に係る「所定の噴射量」の一例であり、前述した微小噴射量学習処理と同様に、例えば１キュービック程度の微小量として設定される。尚、この場合の燃料の噴射も、微小噴射量学習処理と同様に単発噴射として実行される。
【００７８】
尚、この規定量の燃料噴射の際、冷間制御処理とは別に、上述した微小噴射量学習処理が適切なタイミングで実行されているため、ステップＳ２０４に係る処理に伴う実噴射量は、目標噴射量と実質的に等しくなっており、実噴射量と目標噴射量との乖離が冷間時補正パラメータの算出に影響を及ぼす可能性が実質的に無視し得る程度に軽減されている。
【００７９】
当該規定量の燃料が噴射されると、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理の場合と同様に、係る規定量の燃料噴射に伴うエンジン２００の機関回転数変動量ΔＮＥｉ（ｉはシリンダの識別子）を算出する（ステップＳ２０５）。機関回転数変動量ΔＮＥ１ｉは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数ＮＥ、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数ＮＥ、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数ＮＥは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
【００８０】
機関回転数変動量ΔＮＥｉ（即ち、ｉ番目のシリンダにおける、噴射された燃料に相当する機関回転数ＮＥの上昇の度合い）が算出されると、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理と同様に、エンジン２００の機関発生トルクＴｒｉ（ｉはシリンダの識別子）を算出する（ステップＳ２０６）。ここで、機関発生トルクＴｒｉは、燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと、ステップＳ２０５に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔＮＥｉ及び所定の比例定数とに基づいて（例えば、これらの積として）算出することができる。尚、機関発生トルクＴｒｉは、規定量の燃料噴射によって生じたエンジン２００のトルク変動の量に相当する、本発明に係る「トルクの変動量」の一例である。また、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６に係る処理は、本発明に係る第１の特定手段に係る特定動作の一例である。
【００８１】
ＥＣＵ１００は、ｉ番目のシリンダ２０１について機関発生トルクＴｒｉを算出すると、例えばＲＡＭ等、書き換え可能な記憶領域を有する然るべき記憶手段に、当該機関発生トルクＴｒｉの値を一時的に記憶する（ステップＳ２０７）。更に、ＥＣＵ１００は、カウンタｉがＮ（即ち、エンジン２００の気筒数）であるか否かを判別する（ステップＳ２０８）。カウンタｉがＮ未満である場合、即ち、未だ機関発生トルクＴｒｉの算出に供されていないシリンダ２０１が存在する場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０３まで戻し、一連の処理を繰り返す。即ち、カウンタｉがインクリメントされることにより対象シリンダが次シリンダに移行し、上述したものと同様の各ステップを経て規定量の燃料噴射に対応する機関発生トルクＴｒｉの算出処理が繰り返される。
【００８２】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０３からステップ２０８に至る処理過程がエンジン２００のシリンダの数量分（即ち、Ｎ回）繰り返された結果、カウンタｉがＮに一致した場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、言い換えれば、全てのシリンダ２０１について機関発生トルクＴｒｉが算出された場合、処理をステップＳ２０９に移行する。
【００８３】
ステップＳ２０９では、各シリンダ２０１について、冷間時補正パラメータが算出される。ここで、本実施形態において、冷間時補正パラメータは、インジェクタ２１１の噴射時期（この場合、主噴射及びパイロット噴射の両方の噴射時期）を進角側に補正するためのパラメータたる進角補正量ｅａｃｌｄｃｙと、パイロット噴射に係るパイロット噴射量を増量するためのパイロット補正量ｑｐｌｃｌｄｃｙとが算出される。
【００８４】
補足すると、噴射時期が進角側に補正された場合、エンジン２００の着火性が向上するため、燃焼性能が向上する。また、パイロット噴射量が増量された場合、主噴射がなされる時点での燃焼室の温度が上昇するため、主噴射燃料の着火性が向上し、燃焼性能が向上する。即ち、各冷間時補正パラメータは、冷間時のエンジン２００の燃焼性能の低下を抑制するためのパラメータである。燃焼性能の低下抑制は、即ちエミッション悪化、燃費の悪化及び動力性能の悪化等を夫々抑制することに繋がる。
【００８５】
ＥＣＵ１００は、これら各冷間時補正パラメータを、冷間状態にあるシリンダ２０１毎に算出された機関発生トルクＴｒｉに基づいて、即ち、冷間時のエンジン２００の実挙動に基づいて、下記（１）式及び（２）式に従って算出する。尚、下記式において「Ｔｒ」とは、各シリンダについて算出された機関発生トルクＴｒｉの平均値である。また（°ＣＡ）は、単位がクランク角であることを、（ｍｍ３／ｓｔ）は、単位が一ストローク当たりの噴射量（容積）であることを表す。
【００８６】
ｅａｃｌｄｃｙ＝（Ｔｒｉ−Ｔｒ）／Ｔｒ×２（°ＣＡ）・・・（１）
ｑｐｌｃｌｄｃｙ＝（Ｔｒｉ−Ｔｒ）／Ｔｒ×１（ｍｍ３／ｓｔ）・・・（２）
尚、これらの式において、「（Ｔｒｉ−Ｔｒ）／Ｔｒ」とは、シリンダ相互間における各冷間時補正パラメータのバラツキを相殺するための比率であり、当該比率が、適合値である基準進角量（即ち、ここでは「２°ＣＡ」）及び基準パイロット噴射量（即ち、ここでは「１ｍｍ３／ｓｔ」）に乗じられる構成となっている。
【００８７】
各シリンダについて、冷間時補正パラメータが算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が冷間状態にあるか否かを判別する（ステップＳ２１０）。ここで、ステップＳ２０１に係る判別処理において、冷間時補正パラメータの学習条件である旨が判別され、ステップＳ２０２からステップＳ２０９に至る一連の処理を経てステップＳ２１０に処理が移行した場合には、冷間状態が継続している可能性が高いから、冷間状態である旨の判別がなされる可能性が高い。一方、ステップＳ２０１に係る判別処理において、学習条件が満たされない旨の判別がなされ、ステップＳ２０１から直接ステップＳ２１０に処理が移行した場合には、エンジン２００が必ずしも冷間状態ではない場合がある。そこで、ステップＳ２１０に係る判別処理が実行される。
【００８８】
エンジン２００が冷間状態に無い場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、エンジン２００に冷間時補正パラメータを適用する必要はないものとして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。一方、エンジン２００が冷間状態にある場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、フューエルカット制御の実行中でないか否かを判別する（ステップＳ２１１）。フューエルカット制御が実行されている場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、燃料の噴射自体が必要とならないため、必然的に冷間時補正パラメータを適用する必要がない旨の判断がなされ、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００８９】
フューエルカット制御の実行中でない場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、即ち、冷間時にエンジン２００の燃料噴射が要求される状況である場合、ＥＣＵ１００は、各シリンダ２０１について、ステップＳ２０９に係る処理において算出された冷間時補正パラメータを適用し、燃料の噴射時期を適宜進角し、且つパイロット噴射量を適宜増量する（ステップＳ２１２）。その後、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。従って、冷間時の動作が要求され続ける限り（一の冷間時において再度学習条件が満たされる可能性は極めて低い）、冷間時補正パラメータの適用が継続される。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンシステム１０によれば、冷間制御処理によって、適切なタイミングで冷間時補正パラメータ（即ち、進角補正量ｅａｃｌｄｃｙ及びパイロット補正量ｑｐｌｃｌｄｃｙ）が算出される。エンジン２００が冷間状態にある場合には、この冷間時補正パラメータがインジェクタ２１１の動作制御に適用され、噴射時期の進角及びパイロット噴射量の増量が行われる。
【００９１】
この際、これら冷間時補正パラメータは、実際に冷間状態にあるエンジン２００（一義的にシリンダ２０１）において生じるトルク変動量Ｔｒｉに基づいて算出されるため、経時的な変化及び劣化或いはシリンダの物理的、機械的、機構的及び電気的且つ微視的な構成に起因してシリンダ毎に異なる冷間時の挙動が、冷間時補正パラメータに反映される。
【００９２】
更に、この冷間時補正パラメータは、シリンダ相互間の燃焼性能のバラツキを抑制するために平均化処理が施されており、燃料噴射の実制御時に各シリンダ２０１におけるインジェクタ２１１の動作制御に供されることによって、最終的に冷間時の各シリンダ２０１の燃焼性能のバラツキが抑制される。従って、冷間時においてエンジン２００全体として、燃焼性能を最適化し且つ安定させることが可能となる。
【００９３】
このため、冷間時のエンジン２００における失火及び白煙の発生、エミッションの悪化、燃費の悪化、並びに動力性能の悪化等を、少なくともこれらがいずれも実践上顕在化しないように協調的に最適化することが可能となり、冷間時のエンジン２００について、そのポテンシャルを可及的にみて最大限に引き出すことが可能となるのである。
【００９４】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、冷間時補正パラメータが固定値である。この場合、エンジン２００が冷間状態であるか否かによって、エンジン２００の挙動が比較的大きく変化し易く、車両のドライバビリティが悪化しかねない。そのような問題に対処し得る、本発明の第２実施形態について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、冷間時補正パラメータに適用する補正係数Ｈの特性の模式図である。
【００９５】
図５において、補正係数Ｈとは、図４におけるステップＳ２０９に係る処理で算出される冷間時補正パラメータに対し乗じられる、０以上１以下の係数である。補正係数Ｈが「１」である場合とは即ち、ステップＳ２０９に係る処理で算出された冷間時補正パラメータが補正されることなく適用されることを意味し、補正係数Ｈが「０」である場合とは即ち、ステップＳ２０９に係る処理で算出された冷間時補正パラメータが実質的に無効となる（即ち、少なくとも燃焼性能の向上を目的とした噴射時期の進角及びパイロット噴射量の増量が夫々行われない）ことを意味する。
【００９６】
ここで、補正係数Ｈは、冷却水温Ｔｈｗに対し、図示ＰＲＦ＿Ｈとして表される特性を有する。即ち、補正係数Ｈは、冷却水温Ｔｈｗが０℃以下の領域（０℃未満の領域については不図示）で「１」に、そして冷却水温Ｔｈｗが閾値Ｔｈｗｔｈ（℃）以上の領域で「０」に設定され、冷却水温が０℃以上Ｔｈｗ℃以下の領域では、単調に減少する。この際、閾値Ｔｈｗｔｈは、エンジン２００が冷間状態にあるか否かを規定する判断基準を兼用しており、冷却水温がＴｈｗｔｈ未満の領域にある場合に、エンジン２００が冷間状態にある旨の判断が下されるようになっている。即ち、第１実施形態を参照すれば、閾値Ｔｈｗｔｈは５０℃となる。
【００９７】
このような特性を有する補正係数Ｈを第１実施形態における冷間時補正パラメータに適用した場合、定性的に言えば、冷却水温Ｔｈｗが低い程噴射時期が進角され、且つパイロット噴射量が増量されることになる。逆に、冷間状態と通常状態との境界付近では、噴射時期の進角量及びパイロット噴射量が、実践上無視し得る程に小さくなる。
【００９８】
このため、エンジン２００の動作に伴って冷却水温が上昇する過程において、エンジンの出力フィールが少なくともドライバビリティの悪化を顕在化させない程度に円滑化される。尚、このような補正係数は、冷却水温Ｔｈｗに替えて或いは加えて、吸気温、触媒床温、或いはシリンダ壁温等に応じて変化させてもよい。
【００９９】
このように、第２実施形態によれば、冷間時補正パラメータが、冷間状態の度合いを規定する指標値（ここでは冷却水温Ｔｈｗ）に応じて可変とされる。従って、冷間時における冷間時のエンジン２００の性能を一層向上させることが可能となる。
【０１００】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムの模式図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおける高圧ポンプの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図１のエンジンシステムにおいて実行される微小噴射量学習処理のフローチャートである。
【図４】図３の燃焼性能維持処理において実行される冷間制御処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係り、冷間時補正パラメータの補正に係る補正係数Ｈの特性を表す模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２１１…インジェクタ。
【図１】
2008280896.tif 000003
【図２】
2008280896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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