(57)【要約】【課題】コモンレールにおける燃料の移動遅れによるに起因する燃料噴射量誤差を低減して排気悪化を防止する。【解決手段】インジェクタ１１２の燃料噴射量に基づいてコモンレール１２６における燃料移動の遅れを表す移動指数を移動指数演算手段７０７によって演算し、移動指数演算手段７０７によって演算された移動指数に基づいてインジェクタ１１２による燃料噴射量をパルス幅補正手段７０９によって補正する。【選択図】図７
2008128034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を昇圧してコモンレールに燃料を吐出する高圧ポンプと、前記コモンレールに蓄えられた燃料を噴射するインジェクタと、前記コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を測定する燃料圧力センサとを有し、前記高圧ポンプと前記インジェクタを前記燃料圧力センサによる燃料圧力測定値に基づいて制御する内燃機関の制御装置であって、
前記インジェクタの燃料噴射量に基づいて前記コモンレールにおける燃料移動の遅れを表す移動指数を演算する移動指数演算手段と、
前記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記移動指数演算手段は、前記インジェクタの燃料噴射量の増大に応じて前記移動指数を大きく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】
前記移動指数演算手段は、前記コモンレール中の燃料の温度が通常時より低い、あるいは前記コモンレールの燃料圧力が通常時より低い時には、通常時よりも前記移動指数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料圧力センサによる燃料圧力測定値に基づいて前記コモンレールにおける燃圧脈動の有無を判定する脈動検知手段を有し、
前記燃料噴射量補正手段は、記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に加えて前記脈動検知手段により判定された燃圧脈動の有無に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記脈動検知手段は、前記燃料圧力センサによって計測される燃料圧力の変化が予め定められたしきい値よりも大きい時に燃圧脈動ありと判定し、そうでない時に燃圧脈動なしと判定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記脈動検知手段は、前記しきい値を前記コモンレールの燃料圧力が小さいときに大きくすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射量補正手段は、前記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に基づいて燃料噴射補正量を算出し、かつ前記脈動検知手段により判定された燃圧脈動の有無に応じて燃料噴射補正量の算出方法を変更することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射量補正手段は、脈動なしと比較して脈動ありの燃料噴射補正量を大きく算出することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
エンジンの回転数と負荷に基づいて予め定められた所定値と前記燃料噴射量補正手段による燃料噴射補正量とを比較することにより、前記インジェクタと前記高圧ポンプと前記燃料圧力センサと前記コモンレールで構成される燃料系の異常を診断し、異常診断時には警告を出力する燃料系異常判定手段を有することを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記燃料系異常判定手段の前記所定値は、燃圧脈動が発生するエンジンの回転数と負荷領域と、燃圧脈動が発生しないエンジンの回転数と負荷領域とで、それぞれ個別に定められ、脈動領域の所定値は非脈動領域の所定値よりも大きいことを特徴とする請求項９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、内燃機関の制御装置に関し、特に、コモンレールに設置されたインジェクタによって燃焼室に燃料噴射を行う筒内噴射式内燃機関の燃料系の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射式内燃機関では、インジェクタ（燃料噴射弁）から目標値の燃料量を噴射するため、インジェクタを設置されているコモンレールの燃料圧力（燃圧）を燃料圧力センサによって計測し、燃圧に応じてインジェクタの開弁時間を補正して燃料噴射パルス幅を算出することが行われる。
【０００３】
筒内噴射式内燃機関の課題の一つとして、コモンレール中の燃圧脈動がある。コモンレールには往復動型の高圧ポンプによって昇圧された燃料が間欠的に供給されるので、高圧ポンプの燃料吐出とインジェクタの燃料噴射によってコモンレールでは間欠的な燃料移動が発生する。この間欠的な燃料移動によりコモンレール内に燃圧脈動が生じ、燃圧脈動によって適正な燃圧補正が行われなくなり、インジェクタの燃料噴射量が目標値からずれ、排気悪化を引き起こす虞れがある。
【０００４】
この不具合を解決する従来技術として、インジェクタの燃料噴射量、高圧ポンプの燃料吐出量、コモンレールからリークする燃料のリーク量等の燃料可変要素に基づいて燃料圧力センサによる燃圧検出時から燃料噴射開始時までの燃圧変化を推定して燃料噴射量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）。
【０００５】
また、高圧ポンプにより昇圧される燃料圧力が安定しない始動時に、燃料噴射直前の燃圧計測値を用いて燃料噴射量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２）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５７４７８号公報
【特許文献２】特開２００３−４１９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、燃料可変要素から燃圧変化を推定するためには、高圧ポンプの吐出特性、インジェクタの噴射特性、燃料の特性を把握することが必要で、しかもこれらの特性は、製造ばらつきに加えて環境（例えば、温度）の影響も受けため、複雑な演算や適合を必要とする。
【０００８】
燃料噴射直前の燃圧計測値を用いて燃料噴射量を補正するためには、噴射直前の燃圧変化を測定するための高応答で正確な燃料圧力センサを必要とする。
【０００９】
また、上述した従来技術では、燃圧対応の燃料噴射量補正に関して、コモンレールにおける燃料移動の遅れによる圧力分布を考慮していないため、測定あるいは推定した燃圧とインジェクタの燃料噴射圧力に誤差が生じ、適正な燃料噴射量補正が行われない虞れもある。
【００１０】
特に、最近の筒内噴射式内燃機関では、始動時の排気低減や燃費向上を目的としたインジェクタや高圧ポンプのレンジ拡大やコモンレールの小型化が進みつつあり、その反動でコモンレール中の燃料移動の遅れによる燃料噴射量の誤差が生じ易く、このことによる排気悪化の虞れが高まっている。
【００１１】
本発明は、前記解決しようとする課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従前の燃料圧力センサ、簡易な演算処理により、コモンレールにおける燃料移動遅れに起因して生じる燃料噴射量誤差を低減し、排気悪化を防止する燃料系の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】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明による内燃機関の制御装置は、燃料を昇圧してコモンレールに燃料を吐出する高圧ポンプと、前記コモンレールに蓄えられた燃料を噴射するインジェクタと、前記コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を測定する燃料圧力センサとを有し、前記高圧ポンプと前記インジェクタを前記燃料圧力センサによる燃料圧力測定値に基づいて制御する内燃機関の制御装置であって、前記インジェクタの燃料噴射量に基づいて前記コモンレールにおける燃料移動の遅れを表す移動指数を演算する移動指数演算手段と、前記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段とを備えている。
【００１３】
本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記移動指数演算手段は、前記インジェクタの燃料噴射量の増大に応じて前記移動指数を大きくし、更には、前記コモンレール中の燃料の温度が通常時より低い、あるいは前記コモンレールの燃料圧力が通常時より低い時には、通常時よりも前記移動指数を大きくする。
【００１４】
本発明による内燃機関の制御装置は、更に好ましくは、更に、前記燃料圧力センサによる燃料圧力測定値に基づいて前記コモンレールにおける燃圧脈動の有無を判定する脈動検知手段を有し、前記燃料噴射量補正手段は、記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に加えて前記脈動検知手段により判定された燃圧脈動の有無に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射量を補正する。
【００１５】
本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記脈動検知手段は、前記燃料圧力センサによって計測される燃料圧力の変化が予め定められたしきい値よりも大きい時に燃圧脈動ありと判定し、そうでない時に燃圧脈動なしと判定する。このしきい値は、前記コモンレールの燃料圧力が小さいときに大きくすることが好ましい。
【００１６】
本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記燃料噴射量補正手段は、前記移動指数演算手段によって演算された前記移動指数に基づいて燃料噴射補正量を算出し、かつ前記脈動検知手段により判定された燃圧脈動の有無に応じて燃料噴射補正量の算出方法を変更する。好ましくは、脈動なしと比較して脈動ありの燃料噴射補正量を大きく算出する。
【００１７】
本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、更に、エンジンの回転数と負荷に基づいて予め定められた所定値と前記燃料噴射量補正手段による燃料噴射補正量とを比較することにより、前記インジェクタと前記高圧ポンプと前記燃料圧力センサと前記コモンレールで構成される燃料系の異常を診断し、異常診断時には警告を出力する燃料系異常判定手段を有する。
【００１８】
本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記燃料系異常判定手段の前記所定値は、燃圧脈動が発生するエンジンの回転数と負荷領域（脈動領域）と、燃圧脈動が発生しないエンジンの回転数と負荷領域（非脈動領域）とで、それぞれ個別に定められ、脈動領域の所定値は非脈動領域の所定値よりも大きい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による内燃機関の制御装置によれば、インジェクタの燃料噴射量に基づいてコモンレールにおける燃料移動の遅れを表す移動指数を移動指数演算手段によって演算し、演算された移動指数に基づいてインジェクタによる燃料噴射量を燃料噴射量補正手段によって補正するから、高応答な燃料圧力センサを必要とせずに簡易な演算処理で、コモンレールにおける燃料移動の遅れによる燃料噴射量誤差を低減し、排気悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明によるエンジン制御装置を適用される筒内噴射式内燃機関の全体構成を示している。
【００２２】
筒内噴射式内燃機関１０７（以下、エンジン１０７と云う）は、シリンダブロック１０７ｂとピストン１０７ａによって複数個の燃焼室１０７ｃを画定している。
【００２３】
エンジン１０７の燃焼室１０７ｃに導入される吸入空気は、エアクリーナ１０２の入口部１０２ａから取り入れられ、エンジン１０７の運転状態計測手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）１０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁１０５ａが収容されたスロットルボディ１０５を通ってコレクタ１０６に入る。電制スロットル弁１０５ａは、電動モータ１２４によって駆動され、開度設定される。
【００２４】
エアフロセンサ１０３は、吸気流量を表す信号をエンジン制御装置であるコントロールユニット１１５に出力する。スロットルボディ１０５には、エンジン１０７の運転状態計測手段の一つとして、電制スロットル弁１０５ａの開度を検出するスロットルセンサ１０４が取り付けられている。スロットルセンサ１０４は、電制スロットル弁１０５ａの開度を表す信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００２５】
コレクタ１０６に吸入された空気は、シリンダブロック１０７ｂに接続された吸気管１０１によって各燃焼室１０７ｃに分配供給される。
【００２６】
ガソリン等の燃料は、燃料タンク１０８から燃料ポンプ１０９により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ１１０により一定の圧力に調圧され、更に高圧燃料ポンプ１１１によって高い圧力に二次加圧されてコモンレール１２６へ圧送される。高圧燃料は、各燃焼室１０７ｃ毎にコモンレール１２６に設置されているインジェクタ１１２によって燃焼室１０７ｃに直接噴射される。
【００２７】
コモンレール１２６には燃料圧力センサ１２１が取り付けられている。燃料圧力センサ１２１は、コモンレール１２６の燃料圧力を検出（計測）し、燃料圧力（燃圧）を表す信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００２８】
コモンレール１２６には燃料温度センサ１２５が取り付けられている。燃料温度センサ１２５は、コモンレール１２６の燃料温度を検出（計測）し、燃料温度を表す信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００２９】
シリンダブロック１０７ｂには各燃焼室１０７ｃ毎に点火プラグ１１４が取り付けられている。燃焼室１０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル１１３によって高電圧化された点火信号により点火プラグ１１４によって着火される。
【００３０】
排気弁１０７ｄのカムシャフト１００にはカム角センサ１１６が取り付けられている。カム角センサ１１６は、カムシャフト１００の位相を検出するための信号をコントロールユニット１１５に出力する。なお、カム角センサ１１６は、吸気弁１０７ｅ側のカムシャフト１２２に取り付けられてもよい。
【００３１】
シリンダブロック１０７ｂにはエンジン１０７の冷却水温度を検出する水温センサ１２３が取り付けられている。水温センサ１２３は、エンジン１０７の冷却水温度を表す信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００３２】
エンジン１０７のクランクシャフト１０７ｆの回転と位相を検出するために、クランク角センサ１１７がクランクシャフト１０７ｆに設けられている。クランク角センサ１１７は、クランクシャフト１０７ｆの回転と位相を表す信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００３３】
排気管１１９には三元触媒１２０が設けられている。三元触媒１２０の上流側には空燃比センサ１１８が設けられている。空燃比センサ１１８は、排気ガス中の酸素を検出し、その検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００３４】
コントロールユニット１１５は、マイクロコンピュータによる電子制御式のものであり空燃比制御、点火制御、燃圧制御および燃料系の異常診断を行う。
【００３５】
図２は、本発明による制御装置（エンジン制御装置）を適用される筒内噴射式内燃機関の燃料系の概要を示している。コントロールユニット１１５は、インジェクタ制御手段２０２と、高圧ポンプ制御手段２０３とを有する。
【００３６】
インジェクタ制御手段２０２は、基本的には、空気流量計１０３によって検出された空気量と、空燃比センサ１１８によって検出された空燃比と、クランク角センサ１１７によって検出されたエンジン回転数に基づいてインジェクタ１１２の開弁時間を制御する。これにより、インジェクタ１１２より目標量の燃料が燃焼室１０７ｃに噴射され、空燃比制御が行われる。
【００３７】
高圧ポンプ制御手段２０３は、コモンレール１２６に設置された燃料圧力センサ１２１による燃料圧力測定値と、コモンレール１２６に設置された燃料温度センサ１２５による燃料温度測定値と、高圧燃料ポンプ１１１を駆動するカム２１１を具備したカムシャフト１００の位相を検出するカム角センサ１１６の出力に基づいて高圧燃料ポンプ１１１の電磁弁２１２の開閉を制御する。これにより、コモンレール１２６内の燃料圧力を目標圧力に昇圧する燃圧制御が行われる。
【００３８】
コモンレール１２６における燃料移動は、高圧燃料ポンプ１１１による燃料吐出と、インジェクタ１１２により筒内への燃料噴射によって生じる。すなわち、高圧燃料ポンプ１１１の燃料吐出とインジェクタ１１２の燃料噴射によってコモンレール１２６内に燃料移動が発生し、燃料噴射量が大きくなると、それだけ燃料移動の遅れも大きくなる。また、コモンレール１２６内の燃料移動の遅れにより、コモンレール１２６中の燃料量が大きく変化すれば、それは、燃料圧力センサ１２１の出力変動（燃圧脈動）となって検知される。
【００３９】
高圧燃料ポンプ１１１は、プランジャ往復動型のものであり、本実施形態では、図２、図３に示されているように、カム２１１によって駆動されるプランジャ２１３の上下動によって、燃料タンク１０８側の燃料配管から供給される燃料を吸入逆止弁２１５を介してポンプ室２１４に吸入し、ポンプ室２１４に吸入した燃料を吐出逆止弁２１６を介してコモンレール１２６側の燃料配管へ吐出する。
【００４０】
高圧燃料ポンプ１１１の吐出量調整は、プランジャ上昇中に吸入逆止弁２１５を電磁弁２１２によって強制的に押し開けてポンプ室２１４の燃料を燃料タンク１０８側に逆流させることで行う。高圧燃料ポンプ１１１は、エンジン１０７のカム角と同期して間欠的に燃料を吐出するために、コモンレール１２６への燃料移動が発生する。
【００４１】
図４は、プランジャ２１３のリフト量に対する高圧燃料ポンプ１１１の駆動信号（電磁弁２１２の開閉信号）と、インジェクタ１１２の駆動信号（噴射パルス信号）と、燃料圧力センサ１２１によって測定されるコモンレール１２６内の燃圧の関係を、模式的に示したタイムチャートの一例である。
【００４２】
高圧燃料ポンプ１１１は、プランジャ２１３が上死点から下死点へと移動する間に燃料をポンプ室２１４に吸入し、プランジャ２１３が下死点から上死点から移動する間にポンプ室２１４より燃料を吐出する。燃料吐出量は、主に、電磁弁２１２の閉タイミングａ（吸入逆止弁２１５の強制弁開解除タイミング）により決まり、電磁弁２１２の閉タイミングａがプランジャ２１３の下死点から遅れるほど吐出量は減少する。一方、インジェクタ１１２は、噴射パルス信号に応じて開弁し、同じ燃圧であれば、噴射パルス信号の開時間が長いほど噴射量は多くなる。
【００４３】
このとき、コモンレール１２６内の燃圧は、高圧燃料ポンプ１１１の燃料吐出によって上昇し、インジェクタ１１２の燃料噴射によって下降するという繰り返しの変動を生じる。つまり、燃圧脈動を発生する。
【００４４】
また、実際には、コモンレール１２６内には燃料移動による圧力分布が発生し、このことにより、燃料圧力センサ１２１の設置位置とインジェクタ１１２の設置位置とで圧力差（燃圧差）が存在する。燃料圧力センサ１２１は、圧力変動の影響を受けないところに通常通り取り付けられるので、燃料圧力センサ１２１の燃圧計測値からコモンレール１２６内の燃料移動の遅れを測定するのは困難である。
【００４５】
ここで、コモンレール１２６内の燃料移動の遅れ要因と、燃料移動遅れによる燃料噴射量誤差について説明する。
【００４６】
図５は、目標燃料量を噴射するために必要なパルス幅と燃圧との関係を示したものである。一般に、所定燃圧Ｐ０における所定噴射パルス幅Ｔ０に対して等燃料となるパルス幅Ｔ１は燃圧Ｐ１に対してＴ１＝Ｔ０＊ｓｑｒｔ（Ｐ０／Ｐ１）となることが知られている。
【００４７】
通常は、この関係を利用して燃料圧力センサ１２１により計測されるコモンレール１２６の燃圧に応じて燃料パルス幅を補正し、燃圧に対する燃料噴射量のロバスト性を確保している。
【００４８】
しかし、前述したように、燃料圧力センサ１２１の設置位置とインジェクタ１１２の設置位置とで燃圧差がある場合や、図６に示すように、燃料圧力センサ１２１による燃圧サンプリング時間（時刻）Ｔｐと燃料をインジェクタ１１２から実際に噴射する噴射時間Ｔｉの時間的なずれにより、燃圧サンプリング時の燃圧Ａと燃料噴射時の燃圧Ｂとに燃圧差がある場合には、それらの燃圧差に応じて燃料噴射量に誤差が生じる。
【００４９】
図７は、本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態の詳細を示している。本実施形態のエンジン制御装置は、マイクロコンピュータによる電子制御式のコントロールユニット１１５が実行するソフトウエア処理により具現化されるものであり、噴射量演算手段７０１と、パルス幅演算手段７０２と、インジェクタ駆動制御手段７０３と、吐出量演算手段７０４と、吸入弁角演算手段７０５と、高圧ポンプ駆動制御手段７０６と、移動指数演算手段７０７と、脈動検知手段７０８と、パルス幅補正手段７０９とを有する。
【００５０】
噴射量演算手段７０１は、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比などをもとに燃料噴射量（基本燃料噴射量）を演算する。
【００５１】
パルス幅演算手段７０２は、噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量と、燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧に基づいてインジェクタ１１２の駆動パルス幅を演算する。
【００５２】
インジェクタ駆動制御手段７０３は、パルス幅演算手段７０２によって演算されたインジェクタ１１２の駆動パルス幅（噴射パルス信号）に応じたインジェクタ駆動信号をインジェクタ１１２へ出力する。インジェクタ１１２は、インジェクタ駆動制御手段７０３が出力するインジェクタ駆動信号によって駆動される。
【００５３】
吐出量制演算手段７０４は、コモンレール１２６の燃圧を目標燃圧に制御するために、燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧と、噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量から、高圧燃料ポンプ１１１の吐出量を演算する。
【００５４】
吸入弁角演算手段７０５は、吐出量制演算手段７０４によって演算された吐出量に基づいて高圧燃料ポンプ１１１の吸入逆止弁２１５の強制弁開解除タイミングを決める吸入弁角をカム角センサ１１６によって検出されるカムシャフト１００の位相（カム角）相当の角度として演算する。
【００５５】
高圧ポンプ駆動制御手段７０６は、カム角センサ１１６によって検出されるカム角を示す信号を入力し、カム角と吸入弁角演算手段７０５によって演算された吸入弁角に応じて高圧燃料ポンプ１１１の電磁弁２１２を駆動する電磁駆動信号を電磁弁２１２に出力する。これにより、電磁弁２１２の閉タイミングが吸入弁角演算手段７０５によって演算された吸入弁角に応じてフィードバック補償式に設定される。
【００５６】
移動指数演算手段７０７は、噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量に基づいて、コモンレール１２６における燃料移動の遅れを推定するパラメータとして移動指数を演算する。移動指数演算手段７０７は、基本的には、インジェクタ１１２の燃料噴射量が大きいほど移動指数を大きくし、その上で、燃料温度センサ１２５によって検出されるコモンレール１２６の燃料温度が通常時より低い時、あるいは燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧が通常時より低い時には、通常時よりも移動指数を大きくする。
【００５７】
脈動検知手段７０８は、燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧（燃料圧力センサ１２１の出力信号＝燃料圧力測定値）に基づいてコモンレール１２６における燃圧脈動の有無を判定検知する。本実施形態では、脈動検知手段７０８は、燃料圧力センサ１２１によって計測される燃圧の変化が予め定められたしきい値よりも大きい時に燃圧脈動ありと判定し、そうでない時に燃圧脈動なしと判定する。この判定のしきい値は、燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧に応じて設定され、燃圧が小さい時ほどに大きい値に設定される。
【００５８】
脈動検知手段７０８は、燃圧脈動ありの場合には脈動フラグを“１”とし、燃圧脈動なしの場合には脈動フラグを“０”とする。
【００５９】
パルス幅補正手段７０９は、燃料噴射量補正手段であり、移動指数演算手段７０７によって演算された移動指数と、脈動検知手段７０８によって判定された燃圧脈動の有無に応じてパルス幅補正量を算出する。本実施形態では、パルス幅補正手段７０９は、移動指数に基づいてパルス幅補正量を算出し、かつ脈動フラグの値に応じてパルス幅補正量の算出方法を変更し、脈動なし（脈動フラグ＝０）と比較して脈動あり（脈動フラグ＝１）のパルス幅補正量を大きく算出する（図１１参照）。
【００６０】
パルス幅補正手段７０９によって算出されたパルス幅補正量はパルス幅演算手段７０２に入力される。これにより、パルス幅演算手段７０２は、噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量と、燃料圧力センサ１２１によって検出されるコモンレール１２６の燃圧に基づいて演算したインジェクタ１１２の駆動パルス幅を、パルス幅補正手段７０９によって算出されたパルス幅補正量によって補正し、補正後の駆動パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタ駆動制御手段７０３に渡す。
【００６１】
これにより、本実施形態においては、コモンレール１２６における燃料移動の遅れを燃料噴射量（基本燃料噴射量）によって推定し、且つコモンレール１２６における燃圧脈動の有無を燃料圧力センサ１２１の出力信号により検知し、これら二つの情報に基づいて燃料噴射パルス幅を補正することが行われる。この補正により、コモンレール１２６における燃料移動遅れに起因する燃料噴射量誤差が低減あるいは無くなり、コモンレール１２６における燃料移動遅れによる排気性能の悪化が防止される。
【００６２】
つぎに、本実施形態によるエンジン制御装置の具体的な作動について図８のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６３】
まず、ステップＳ８０１では、噴射量演算手段７０１によって、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比などをもとに基本的な噴射量を演算する噴射量演算処理を行う。
【００６４】
次に、ステップＳ８０２では、移動指数演算手段７０７によって、噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量から移動指数を演算する。
【００６５】
移動指数は、高圧燃料ポンプ１１１の燃料吐出からインジェクタ１１２の燃料噴射までの燃料の移動遅れであり、図９（ａ）に示すように、インジェクタ１１２による燃料噴射量が大きいほど大きくする。これは、燃料噴射量が大きいほど、燃料移動量が多く、移動に時間がかかるためである。
【００６６】
また、コモンレール１２６の容量が小さいほど、移動空間が狭く、移動に時間がかからなくなるので、移動指数を小さくする。また、吐出と噴射のタイミングの重なりが大きいほど、燃料移動の抵抗が小さく、移動に時間がかからなくなるので、移動指数を小さくする。これらは適合により適正値に設定できる。
【００６７】
また、図９（ｂ）に示すように、燃料圧力センサ１２１により計測されるコモンレール１２６の燃圧が通常時より低圧の時や、燃料温度センサ１２５により計測されるコモンレール１２６の燃料温度が通常時より低温の時には、燃料の粘性などの影響によって通常時より燃料移動が遅くなるので、例えば、始動時（冷間始動時）などの燃料温度が低い時や燃圧が低い時には、移動指数をエンジン暖機後の通常運転時よりも大きくする。
【００６８】
次に、ステップＳ８０３では、脈動検知手段７０８によって、燃料圧力センサ１２１の出力からコモンレール１２６における燃圧脈動の有無を検知する。
【００６９】
ここでは、脈動検知方法として、図１０に示すように、燃圧脈動の有無を燃圧変化値（たとえば、高圧燃料ポンプ１１１のプランジャ２１３の一サイクル中で計測された最大燃圧と最小燃圧の差）で判定し、そのしきい値を燃圧に応じて設定する。
【００７０】
一般に、燃料圧力センサ１２１は、低圧になるほど計測精度が低くなるから、図１０に示すように、燃圧が低くなるほど、しきい値を高く設定することにより、脈動の誤検知を防止できる。
【００７１】
次に、ステップＳ８０４では、脈動の有無を判定し、脈動がある場合には、脈動フラグ＝１で、ステップＳ８０５に進み、パルス幅補正手段７０９によって、脈動ありに適合したパルス幅補正を行う。これに対し、脈動がない場合には、脈動フラグ＝０で、ステップＳ８０６に進み、パルス幅補正手段７０９によって、脈動なしに適合したパルス幅補正を行う。
【００７２】
ここで、図１１を参照して、ステップＳ８０５およびステップＳ８０６で行うパルス幅補正の例について説明する。図１１に示されているパルス幅補正特性は、適合で設定でき、移動指数が小さい領域では脈動フラグ＝０時のパルス幅補正量を、移動指数が大きい領域では脈動フラグ＝１時のパルス幅補正量を適合によって得ることができる。適合で得られなかった領域に対しては、脈動フラグ＝１の場合には最小値、脈動フラグ＝０の場合には最大値で代用する。
【００７３】
これにより、インジェクタ１１２や高圧燃料ポンプ１１１の特性のばらつきによって燃料移動遅れが多少ばらついても、噴射量に基づいたパルス幅補正補正が実施できる。また、以上に説明した方法は、適合結果に基づくマップ演算で実現できるため、燃料移動の遅れを簡易に補正できる。
【００７４】
また、燃料圧力センサ１２１の出力信号からは燃圧脈動の有無だけを検知し、脈動の大きさは噴射量演算手段７０１により演算された燃料噴射量から推定する構成とすることににより、高応答あるいは高精度な燃料圧力センサ１２１を用いなくてもパルス幅補正が実施できる。
【００７５】
図１２は、本発明によるエンジン制御装置の他の実施形態の詳細を示している。なお、図１２において、図７に対応する部分は、図７に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００７６】
本実施形態のエンジン制御装置も、マイクロコンピュータによる電子制御式のコントロールユニット１１５が実行するソフトウエア処理により具現化されるものであり、噴射量演算手段７０１、パルス幅演算手段７０２、インジェクタ駆動制御手段７０３、吐出量演算手段７０４、吸入弁角演算手段７０５、高圧ポンプ駆動制御手段７０６、移動指数演算手段７０７、脈動検知手段７０８、パルス幅補正手段７０９に加えて、燃料系異常判定手段７１０を有する。
【００７７】
燃料系異常判定手段７１０は、パルス幅演算手段７０２によるパルス幅補正量と、エンジン回転数やエンジン負荷に応じて予め定められた所定値とを比較して燃料系の異常を検知し、異常時には警告を出力する。
【００７８】
つぎに、本実施形態によるエンジン制御装置の具体的な作動について図１３のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００７９】
ステップＳ１３０１からステップＳ１３０６までは図８のステップＳ８０１からステップＳ８０６と同様な処理を行う。すなわち、ステップＳ１３０１では、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比などをもとに基本的な噴射量を演算する噴射量演算処理を行う。次にステップＳ１３０２では、噴射量から移動指数を演算し、ステップＳ１３０３では、燃料圧力センサ１２１の値から脈動を検知する。そして、ステップＳ１３０４では、脈動の有無を判定し、脈動がある場合にはステップＳ１３０５に進み、脈動ありのパルス幅補正を行い、脈動がない場合にはステップＳ１３０６に進み、脈動なしのパルス幅補正を行う。
【００８０】
本実施形態では、さらにステップＳ１３０７以降の処理を行うことで燃料系の異常を診断し排気悪化を防止する。このため、ステップＳ１３０７では、図１４に示すように、エンジン回転数とエンジン負荷とで、燃圧脈動が生じる領域（脈動領域）と、燃圧脈動が生じない領域（非脈動領域）を、ベンチ試験などにより予め設定し、脈動領域において、パルス幅演算手段７０２によるパルス幅補正量が第１の所定値よりも小さい場合と、非脈動領域において、パルス幅補正量が第２の所定値よりも大きい場合には、燃料系の異常があると判定してステップＳ１３０８に進み、そうでない場合には正常と判定してステップＳ１３０９に進む。
【００８１】
ここで、第１の所定値は、燃圧脈動が燃料圧力センサ１２１で検知される時ののパルス幅補正量の最小値とし、第２の所定値は、第１の所定値よりも小さい値に設定する。
【００８２】
これにより、燃圧脈動が起こる領域で燃圧脈動が生じない場合、あるいは燃圧脈動が起こらない領域で燃圧脈動が生じたことで燃料系に異常が生じたと診断できる。
【００８３】
なお、ステップＳ１３０８の燃料系異常判定処理において、非脈動領域においてパルス幅補正量が大きい時には、インジェクタ１１２もしくは高圧燃料ポンプ１１１に異常が生じたとして警告を出力し、脈動領域においてパルス幅補正量が小さい時には、コモンレール１２６もしくは燃料圧力センサ１２１に異常が生じたとして警告を出力するようにしてもよい。
【００８４】
また、燃料系の異常と判定され、警告が出力された場合には、移動指数などによるパルス幅補正を禁止することにより、燃料系の異常による排気悪化を防止できる。
【００８５】
一方、ステップＳ１３０９では、警告が出ている場合には、その警告を取り消し、パルス幅補正を許可する。これにより、燃料系が正常である場合には、速やかにパルス幅補正を実施して排気悪化を防止できる。
【００８６】
すなわち、本実施形態では、移動指数と脈動の有無に応じて決まる補正量と予め定められた所定値とを比較することで燃料系の異常を検知し、異常時には警告を出力して修理を促すと同時にパルス幅補正を禁止することで燃料系異常時においても排気悪化を防止できる。
【００８７】
以下に、上述した実施形態の効果を要約する。
【００８８】
（１）コモンレールにおける燃料移動の遅れを表す移動指数をインジェクタの燃料噴射量に基づいて演算し、かつ燃圧脈動の有無を検知することで、燃料移動遅れに応じて燃料噴射パルス幅を補正して排気悪化を防止できる。
【００８９】
（２）コモンレール中の燃料の温度が通常時より低い、あるいはコモンレールの燃料圧力が通常時より低い時には、通常時よりも前記移動指数を大きくすることにより、燃料噴射量や燃料の状態による燃料の移動遅れの特性をパルス幅補正に反映することができ、特に低温始動時における排気悪化を防止できる。
【００９０】
（３）脈動検知手段は、燃料圧力センサによって計測される圧力変化が予め定められたしきい値よりも大きいときに脈動ありとし、さらにしきい値を燃圧が小さいときに大きくするから、特に低燃圧時の排気悪化を防止できる。
【００９１】
（４）パルス幅補正手段は、移動指数に基づいてパルス幅補正量を算出し、しかも、脈動フラグの値に応じてパルス幅補正量の算出方法を、脈動なしと比較し脈動ありののパルス幅補正量を大きく算出するように変更することにより、脈動の有無による燃料移動の差をパルス幅補正に反映させることができ、脈動の有無に拘わらず広い運転領域で排気悪化を防止できる。
【００９２】
（５）燃料系異常判定手段によって、エンジンの回転数と負荷に基づいて予め定められた所定値とパルス幅補正量とを比較することで、インジェクタと高圧ポンプと燃料圧力センサとコモンレールとで構成される燃料系の異常を診断し、異常診断時には警告を出力することにより、燃料系異常時の排気悪化を未然に防止できる。なお、燃料系異常判定手段は、予め想定した運転領域でのパルス幅補正量を基準（所定値）として実際のパルス幅補正量と比較することで燃料系の異常診断ができる。
【００９３】
（６）燃料系異常判定手段がエンジンの回転数と負荷に基づいて予め定める所定値は、燃圧脈動が発生するエンジンの回転数と負荷領域（脈動領域）と、燃圧脈動が発生しないエンジンの回転数と負荷領域（非脈動領域）とで、それぞれ個別に定められ、脈動領域の所定値は非脈動領域の所定値よりも大きくすることにより、燃圧脈動が起こる領域で燃圧脈動が生じない場合、あるいは燃圧脈動が起こらない領域で燃圧脈動が生じた場合に、燃料系の異常と診断し、燃料系異常による排気悪化を防止できる。
【００９４】
なお、上述した実施形態では、パルス幅補正手段７０９は、燃料噴射量補正手段であり、移動指数演算手段７０７によって演算された移動指数と、脈動検知手段７０８によって検知さけた燃圧脈動の有無に応じてパルス幅補正量を算出するが、要求スペック等に応じて、燃圧脈動の有無判定を行わず、移動指数演算手段７０７によって演算された移動指数に応じてパルス幅補正量を算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明による制御装置（エンジン制御装置）が適用される筒内噴射式内燃機関（エンジン）の全体構成を示す構成図。
【図２】発明による制御装置（エンジン制御装置）が適用される筒内噴射式内燃機関の燃料系の概要を示す図。
【図３】筒内噴射式内燃機関に用いられる高圧ポンプの一例を示す概略構成図。
【図４】筒内噴射式内燃機関の燃料制御系の動作の一例を示すタイムチャート。
【図５】等燃料を噴射する際の燃圧と噴射パルス幅との関係を示すグラフ。
【図６】脈動発生時の燃圧と噴射パルス幅の一例を示すタイムチャート
【図７】本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態の詳細を示すブロック線図。
【図８】本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態の具体的な作動を表すフローチャート。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、各々本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態における脈動指数と燃料噴射量との関係の一例を示すグラフ。
【図１０】本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態における脈動有無判定の一例を示すグラフ。
【図１１】本発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態における脈動補正指数とパルス幅補正量との関係の一例を示すグラフ。
【図１２】本発明によるエンジン制御装置の他の実施形態の詳細を示すブロック線図。
【図１３】本発明によるエンジン制御装置の他の実施形態の具体的な作動を表すフローチャート。
【図１４】本発明によるエンジン制御装置の他の実施形態における脈動領域−非脈動領域設定の一例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９６】
１００  カムシャフト
１０１  吸気管
１０２  エアクリーナ
１０３  空気流量計（エアフロセンサ）
１０４  スロットルセンサ
１０５  スロットルボディ
１０６  コレクタ
１０７  筒内噴射内燃機関（エンジン）
１０８  燃料タンク
１０９  燃料ポンプ
１１０  燃料圧力レギュレータ
１１１  高圧燃料ポンプ
１１２  インジェクタ
１１３  点火コイル
１１４  点火プラグ
１１５  コントロールユニット
１１６  カム角センサ
１１７  クランク角センサ
１１８  空燃比センサ
１２１  燃料圧力センサ
１２２  カムシャフト
１２３  水温センサ
１２４  電動モータ
１２５  燃料温度センサ
１２６  コモンレール
２０２  インジェクタ制御手段
２０３  高圧ポンプ制御手段
２１１  カム
２１２  電磁弁
２１３  プランジャ
２１４  ポンプ室
２１５  吸入逆止弁
２１６  吐出逆止弁
７０１  噴射量演算手段
７０２  パルス幅演算手段
７０３  インジェクタ駆動制御手段
７０４  吐出量演算手段
７０５  吸入弁角演算手段
７０６  高圧ポンプ駆動制御手段
７０７  移動指数演算手段
７０８  脈動検知手段
７０９  パルス幅補正手段
７１０  燃料系異常判定手段
【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】
2008128034.tif 000011
【図１０】
2008128034.tif 000012
【図１１】
2008128034.tif 000013
【図１２】
2008128034.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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