(57)【要約】【課題】パイロット噴射とメイン噴射との間の噴射インターバルに応じてメイン噴射量を補正する際に、全ての噴射量領域においてメイン噴射量の変動を抑制できる補正手段を提供する。【解決手段】要求噴射量が変化した時に、インジェクタの噴射特性（基本噴射期間マップ）から補正比（ΔＴＱＨ  ／ΔＴＱＭ  ）を算出する。この補正比は、噴射量が変化する前後でそれぞれ求めたＴＱ値変化量ゲインΔＴＱＨ  とΔＴＱＭ  との比である。この補正比を噴射終わり補正マップから求めたメイン噴射の基本噴射終わり補正値ＴＤＭＮＢＡＳ  に乗算して最終噴射終わり補正値ＴＤＭＮを算出し、そのＴＤＭＮを基本噴射期間マップから求めた基本メイン噴射期間ＴＱＭ  に加算して最終メイン噴射期間ＴＱＭＦを算出する。これにより、全ての噴射量領域において、噴射インターバルＴｉｎｔの変化によるメイン噴射量の変動を抑制することが可能である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を高圧状態に蓄えるコモンレールと、
このコモンレールより供給される高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタとを備え、
要求噴射量から求められる指令噴射パルスに従って前記インジェクタを駆動し、前記内燃機関の燃焼１行程の間に少なくとも第１の噴射に続いて第２の噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置において、
前記第１の噴射と第２の噴射との間の噴射インターバルと前記インジェクタの噴射圧力とに応じて、前記第２の噴射を指令する第２指令噴射パルスの終了時期を補正するための基本補正値を記録した補正マップと、
前記インジェクタの噴射量と噴射パルス期間との相関を表す噴射特性から、噴射量の変化量に対する噴射パルス期間の変化量を変化量ゲインとして算出するゲイン算出手段と、
要求噴射量が変化した時に、変化前の噴射領域で算出された前記変化量ゲインと変化後の噴射領域で算出された前記変化量ゲインとの比を補正比として算出する補正比算出手段と、
算出された前記補正比を前記補正マップから求められる前記基本補正値に乗算して最終補正値を算出する最終補正値算出手段とを有し、
算出された前記最終補正値にて前記第２指令噴射パルスを補正する第２の噴射量補正手段を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼１行程の間に複数回の噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コモンレールに蓄圧された高圧燃料をインジェクタからディゼール機関の燃焼室に噴射する蓄圧式燃料噴射装置がある。この蓄圧式燃料噴射装置では、例えばメイン噴射に先立ってパイロット噴射を実施する場合に、パイロット噴射時に発生する圧力脈動がメイン噴射に影響を及ぼし、図６に示す様に、噴射インターバルＴｉｎｔ（パイロット噴射とメイン噴射との間の無噴射時間）の変化によりメイン噴射量Ｑ  が変動する問題があった。
この問題を解決する従来技術として、例えば特許文献１が公知である。この特許文献１に記載された従来技術では、コモンレール圧と噴射インバータルとの２次元マップ（ＴＤＭＮマップ）からメイン噴射の噴射終わり補正量ＴＤＭＮ（補正パルス長さ）を求め、その補正量ＴＤＭＮを基本メイン噴射期間ＴＱＭ  （メイン噴射パルス長さ）に加算して最終メイン噴射期間ＴＱＭＦを求めている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−１０１５５２  号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の方法は、インジェクタの噴射特性（噴射量Ｑ  と噴射パルス期間ＴＱとの相関）が１次直線で表される場合（図７（ａ）参照）においてのみ、すべての噴射量領域においてΔＴＱに対するΔＱ  が有効となる（ΔＴＱ＝ΔＱ１＝ΔＱ２）。しかし、例えばニードルのリフト規制があるインジェクタでは、図７（ｂ）に示す様に、噴射特性に変曲点が現れるため、その変曲点より噴射パルス期間ＴＱが小さい領域と大きい領域とでは、ΔＴＱに対するＱ  の変動量（ΔＱ  ）が変化する（つまりΔＴＱが同一でも、ΔＱ１≠ΔＱ２となる）。その結果、噴射量領域によっては、ＴＤＭＮによる補正を行ってもメイン噴射量の変動を抑制できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、内燃機関の燃焼１行程の間に複数回の噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置において、第１の噴射と第２の噴射との間の噴射インターバルに応じて第２の噴射量を補正する際に、全ての噴射量領域において第２の噴射量の変動を抑制できる補正手段を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、要求噴射量から求められる指令噴射パルスに従ってインジェクタを駆動し、内燃機関の燃焼１行程の間に少なくとも第１の噴射に続いて第２の噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置において、
第１の噴射と第２の噴射との間の噴射インターバルとインジェクタの噴射圧力とに応じて、第２の噴射を指令する第２指令噴射パルスの終了時期を補正するための基本補正値を記録した補正マップと、インジェクタの噴射量と噴射パルス期間との相関を表す噴射特性から、噴射量の変化量に対する噴射パルス期間の変化量を変化量ゲインとして算出するゲイン算出手段と、要求噴射量が変化した時に、変化前の噴射領域で算出された変化量ゲインと変化後の噴射領域で算出された変化量ゲインとの比を補正比として算出する補正比算出手段と、算出された補正比を補正マップから求められる基本補正値に乗算して最終補正値を算出する最終補正値算出手段とを有し、算出された最終補正値にて第２指令噴射パルスを補正する第２の噴射量補正手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、要求噴射量が変化した時に、インジェクタの噴射特性から得られる噴射量の変動幅と噴射パルス期間の変動幅との比率が変化した場合は、噴射特性に変曲点が存在するものと判断できる。この場合、噴射量の変動幅と噴射パルス期間の変動幅との比率が変化した割合を補正比として算出し、その補正比を補正マップから求められる基本補正値に乗算して最終補正値を求めているので、噴射特性に応じた補正が可能である。その結果、全ての噴射量領域において、第１の噴射と第２の噴射との間の噴射インターバルに対する第２の噴射量の変動量を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、例えば４気筒のディーゼル機関（図示しない）に適用されるもので、図２に示す様に、燃料を高圧状態に蓄えるコモンレール１と、図示しない低圧ポンプにより燃料タンク２から汲み上げられた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する高圧燃料ポンプ３と、コモンレール１から高圧配管４を通って供給される高圧燃料をディーゼル機関の気筒内に噴射するインジェクタ５等を備え、ＥＣＵ６により電子制御される。
【０００９】
コモンレール１には、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を検出してＥＣＵ６に出力する圧力センサ７と、コモンレール１内の燃料圧力が予め設定された上限値を超えないように制限するプレッシャリミッタ８が取り付けられている。
高圧燃料ポンプ３は、燃料をポンプ室（図示しない）に導入する燃料通路（図示しない）に電磁調量弁３ａが設けられ、ポンプ室に内蔵されるプランジャの上昇中に電磁調量弁３ａが燃料通路を遮断すると、ポンプ室の燃料がプランジャによって加圧され、図示しない逆止弁を押し開いてコモンレール１へ高圧燃料を圧送する。
【００１０】
インジェクタ５は、ニードル（図示しない）を内蔵するノズル５ａと、ニードルの背圧を制御する電磁弁５ｂとを有し、この電磁弁５ｂの通電時にノズル５ａより燃料噴射を行う。具体的には、電磁弁５ｂに通電されると、ノズル５ａの背後に設けられた圧力室の燃料圧力が低下してニードルが上昇することにより噴射が開始される。その後、電磁弁５ｂへの通電が停止されると、圧力室の燃料圧力が上昇してニードルが押し下げられることにより噴射が終了する。即ち、このインジェクタ５は、電磁弁５ｂへの通電時期により噴射時期が制御され、電磁弁５ｂへの通電期間（指令噴射パルス期間）により噴射量が制御される。
【００１１】
ＥＣＵ６は、ディーゼル機関の運転状態を検出する各種センサ（エンジン回転速度を検出する回転数センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等）からセンサ情報を読み込み、そのセンサ情報（ディーゼル機関の運転状態）に基づいて目標コモンレール圧を算出し、実際のコモンレール圧（圧力センサ７の検出値）が目標コモンレール圧と一致する様に高圧燃料ポンプ３の燃料吐出量を制御する。また、読み込んだセンサ情報から噴射時期と要求噴射量とを算出し、その算出結果に従ってインジェクタ５（電磁弁５ｂ）を電子制御する。
【００１２】
なお、本装置では、ディーゼル機関の同一気筒に対し、燃焼１行程の間に２回の噴射を実施する。つまり、インジェクタ５の電磁弁５ｂに対する通電を２回行うことにより、例えば図３に示す様に、噴射率の小さいパイロット噴射（本発明の第１の噴射）の後に、噴射率の大きいメイン噴射（本発明の第２の噴射）が実施される。
【００１３】
但し、２段噴射を実施した場合は、パイロット噴射時に発生した圧力脈動がコモンレール１とインジェクタ５との間（高圧配管４）を往復するため、パイロット噴射とメイン噴射との間の無噴射時間である噴射インターバルＴｉｎｔ（図３参照）の変化によってメイン噴射量が変動する問題が生じる。これに対し、本実施例では、噴射インターバルＴｉｎｔの変化によるメイン噴射量の変動を抑制するための噴射量補正制御を実施している。
この噴射量補正制御は、図３に示す様に、インジェクタ５（電磁弁５ｂ）に指令するメイン噴射量の指令噴射パルス期間（基本メイン噴射期間ＴＱＭ  と呼ぶ）の通電終了時期（破線部分）を補正するもので、その制御手順を図１に基づいて説明する。
【００１４】
ａ）インジェクタ５の噴射量と噴射パルス期間との相関を表す噴射特性から要求噴射量に対する基本メイン噴射期間ＴＱＭ  を求める。なお、ＴＱＭ  は、図４に示す様に、噴射量Ｑ  とコモンレール圧ＮＰＣ  を座標軸とする二次元マップ（基本噴射期間マップ）に記録され、ＥＣＵ６のメモリに記憶されている。
ｂ）メイン噴射の基本噴射終わり補正値ＴＤＭＮＢＡＳ  を算出する。このＴＤＭＮＢＡＳ  は、噴射インターバルＴｉｎｔとコモンレール圧ＮＰＣ  との二次元マップ（噴射終わり補正マップ：本発明の補正マップ）に記録され、ＥＣＵ６のメモリに記憶されている。
【００１５】
ｃ）上記の基本噴射期間マップから以下に詳述する補正比（ΔＴＱＨ  ／ΔＴＱＭ  ）を算出する。
ｄ）算出した補正比をｂ）で求めたＴＤＭＮＢＡＳ  に乗算して最終噴射終わり補正値ＴＤＭＮを算出する。
ｅ）算出したＴＤＭＮをａ）で求めたＴＱＭ  に加算（または減算）して最終メイン噴射期間ＴＱＭＦを算出する。
【００１６】
続いて、最終噴射終わり補正値ＴＤＭＮを算出するための手順を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓｔｅｐ１０…ＴＤＭＮＢＡＳ  取得の噴射量（セットＱ  ）をＥＣＵ６のメモリから読み込む。
Ｓｔｅｐ２０（本発明のゲイン算出手段）…基本噴射期間マップ（図４参照）から、Ｓｔｅｐ１０でセットした噴射量Ｑ  でのＴＱ値変化量ゲインΔＴＱＭ  を算出する。即ち、以下の式で示される様に、噴射量Ｑ  の変化量ΔＱ１に対する噴射パルス期間ＴＱの変化量ΔＴＱ１  の比率を演算する。
ΔＴＱＭ  ＝ΔＴＱ１  ／ΔＱ１
（ΔＱ１＝Ｑ２−Ｑ１，ΔＴＱ１  ＝ＴＱ２Ｋｎ  −ＴＱ１Ｋｎ  ）
【００１７】
Ｓｔｅｐ３０（本発明のゲイン算出手段）…要求噴射量が変化した時に、その噴射量でのＴＱ値変化量ゲインΔＴＱＨ  を算出する。即ち、以下の式で示される様に、噴射量が変化した時の変化量ΔＱ２に対する噴射パルス期間ＴＱの変化量ΔＴＱ２  の比率を演算する。
ΔＴＱＨ  ＝ΔＴＱ２  ／ΔＱ２
（ΔＱ２＝ＱＨ２  −ＱＨ１  ，ΔＴＱ２  ＝ＴＱＨ２Ｋｎ−ＴＱＨ１Ｋｎ）
Ｓｔｅｐ４０（本発明の補正比算出手段及び最終補正値算出手段）…Ｓｔｅｐ２０で求めたΔＴＱＭ  とＳｔｅｐ３０で求めたΔＴＱＨ  との比（ΔＴＱＨ  ／ΔＴＱＭ  ）を補正比として算出し、その補正比を噴射終わり補正マップから求めたＴＤＭＮＢＡＳ  に乗算する。
ＴＤＭＮＢＡＳ  ×（ΔＴＱＨ  ／ΔＴＱＭ  ）
【００１８】
（本実施例の効果）
本実施例では、要求噴射量が変化した時に、インジェクタ５の噴射特性（基本噴射期間マップ）から補正比（ΔＴＱＨ  ／ΔＴＱＭ  ）を算出し、この補正比を基本噴射終わり補正値ＴＤＭＮＢＡＳ  に反映させて最終噴射終わり補正値ＴＤＭＮを算出しているので、全ての噴射量領域において、噴射インターバルＴｉｎｔの変化によるメイン噴射量の変動を抑制することが可能である。
【００１９】
（変形例）
上記の実施例では、ディーゼル機関の燃焼１行程の間に２回の噴射（パイロット噴射とメイン噴射）を実施しているが、３回以上の噴射（例えばパイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射）に対して本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図３】インジェクタの駆動パルスと噴射率を示すタイムチャートである。
【図４】基本噴射期間マップの説明図である。
【図５】最終噴射終わり補正値の算出手順を示すフローチャートである。
【図６】噴射インターバルとメイン噴射量との相関図である（従来技術）。
【図７】インジェクタの噴射特性図である（従来技術）。
【符号の説明】
１  コモンレール
５  インジェクタ
６  ＥＣＵ（第２の噴射量補正手段）
【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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