(57)【要約】【課題】多段噴射時のインジェクタ個体間の噴射時期精度、噴射量精度を安価に向上させる。【解決手段】インジェクタ出荷時のメイン噴射調整によって、メイン噴射時期（ＴＭＡＩＮ）が規定値よりも噴射時期補正量分だけ遅角しており、しかもメイン噴射量（ＱＭＡＩＮ）またはメイン噴射期間（ＴＱＭＡＩＮ）が規定値よりも噴射量補正量または噴射期間補正量分だけ小さいことが確認できた場合には、その噴射時期補正量を補正値▲２▼として決定し、また、噴射量補正量または噴射期間補正量を補正値▲３▼として決定するようにしている。インジェクタ出荷時の多段噴射の各噴射の調整時に、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための補正値▲２▼および補正値▲３▼をＥＣＵに内蔵されたスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶する。【選択図】　　　　図４
2004027948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態または運転条件に応じて設定される指令噴射量と燃料の噴射圧力とから指令噴射期間を算出し、その算出された前記指令噴射期間に応じて前記内燃機関の各気筒毎のインジェクタを駆動する機関制御ユニットを備え、
前記機関制御ユニットは、前記内燃機関の１燃焼行程中に、前記インジェクタの駆動を複数回実施して、燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射を実施することが可能な内燃機関用噴射率制御装置において
前記多段噴射を実施した際に発生する前記インジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量を、前記内燃機関の各気筒毎のインジェクタの補正値として記憶する補正値記憶手段と、
前記各気筒毎のインジェクタの補正値を、多段噴射噴射時期演算および多段噴射噴射量演算または多段噴射噴射期間演算に反映する補正量反映手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関用噴射率制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用噴射率制御装置において、
前記噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量は、
前記インジェクタの出荷時の調整によって決定されることを特徴とする内燃機関用噴射率制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関用噴射率制御装置において、
前記噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量は、
前記インジェクタにおける前記多段噴射による各噴射の実際の噴射時期および噴射量または噴射期間特性を検出し、前記多段噴射による各噴射の要求噴射時期および要求噴射量または要求噴射期間特性と比較して、それらの偏差に応じて各気筒毎に決定されることを特徴とする内燃機関用噴射率制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用噴射率制御装置において、
前記補正量反映手段は、前記各気筒毎のインジェクタの補正値を、
パイロット噴射時期演算およびパイロット噴射量演算またはパイロット噴射期間演算に反映するか、あるいはプレ噴射時期演算およびプレ噴射量演算またはプレ噴射期間演算に反映するか、あるいはメイン噴射時期演算およびメイン噴射量演算またはメイン噴射期間演算に反映するか、あるいはアフター噴射時期演算およびアフター噴射量演算またはアフター噴射期間演算に反映するか、あるいはポスト噴射時期演算およびポスト噴射量演算またはポスト噴射期間演算に反映することを特徴とする内燃機関用噴射率制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指令噴射量と燃料の噴射圧力とから算出されたインジェクタ噴射期間に応じてインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段を備え、内燃機関の１燃焼行程中にインジェクタの電磁弁を複数回駆動して燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射を行なうことが可能な内燃機関用噴射率制御装置に関するもので、特に多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正することが可能な内燃機関用噴射率制御装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン用の燃料噴射システムとして、蓄圧容器としてのコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載された電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）を介してエンジンの各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射システムが知られている（特開昭６２−２５８１６０号公報等）。
【０００３】
この蓄圧式燃料噴射システムの場合には、エンジン回転速度とアクセル開度とに応じて指令噴射量を演算し、エンジン回転速度と指令噴射量とに応じて指令噴射時期を演算し、燃料圧力センサ等によって検出されたコモンレール圧力と指令噴射量から、インジェクタ噴射期間（インジェクタ噴射パルス時間）を演算して、指令噴射時期からインジェクタ噴射パルス時間が終了するまでインジェクタの電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流を印加してノズルニードルを開弁させることで、インジェクタより各気筒内に噴射供給される燃料の噴射量制御および噴射時期制御を実施している。
【０００４】
また、蓄圧式燃料噴射システムにおいて、近年の排気ガス、騒音規制の対応として、具体的には主噴射の開始時から安定した燃焼を行って燃焼騒音の低減や、排気ガス性能の向上を目的として、エンジントルクと成り得る主噴射（メイン噴射）の前に複数回の微少な先立ち噴射（パイロット噴射）を行なう多段噴射（マルチ噴射）が実施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、エンジンの１燃焼行程中にインジェクタの電磁弁を複数回駆動して燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射を実施する場合には、多段噴射を実施する際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量ばらつきが多段噴射における各噴射毎に加わる。さらに、先行して実施される先噴射の次に実施される次噴射の噴射時期が進角することで、先噴射と次噴射との無噴射間隔が近接することによって、先行して実施される先噴射によりインジェクタ間の燃料噴射管内およびコモンレール内の圧力脈動が引き起こされる。そして、このような圧力脈動や、気筒内圧の変化、更にはインジェクタの電磁弁のバルブの脈動が、先噴射の次に実施される次噴射の噴射時期特性および次噴射の噴射量特性に影響を与える。
【０００６】
これらが積み重なることで、エンジン上での、インジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきが大きくなり、先行して実施される先噴射と次に実施される次噴射との間の実インターバルが短くなって燃焼騒音が増加したり、次噴射の噴射量の増加によってスモークが大量発生したりすることにより、燃焼騒音の低減や、排気ガス性能の向上という多段噴射（特にはパイロット噴射）の効果が低下し、エンジン性能が悪化する。そこで、インジェクタ個体間の噴射時期精度、噴射量精度の更なる向上が必要となってくる。しかしながら、インジェクタの部品公差によって、多段噴射を実施した際のインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量ばらつきを抑えることは、コストアップに繋がると共に、製造技術的な問題がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを各気筒毎のインジェクタの補正値として機関制御ユニットに記憶させることで、多段噴射時のインジェクタ個体間の噴射時期精度、噴射量精度を安価に向上させることのできる内燃機関用噴射率制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量を、内燃機関の各気筒毎のインジェクタの補正値として機関制御ユニットの補正値記憶手段に記憶する。そして、各気筒毎のインジェクタの補正値を、多段噴射噴射時期演算および多段噴射噴射量演算または多段噴射噴射期間演算に反映する。
【０００９】
それによって、多段噴射による各噴射の無噴射間隔、つまり先行して実施される先噴射と次に実施される次噴射との間の実インターバルが規定されたものとなり、インジェクタ間の燃料噴射管内の圧力脈動や気筒内圧の変化等が先噴射の次に実施される次噴射の噴射時期および次噴射の噴射量に与える影響が少なくなる。したがって、多段噴射によるインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきが少なくなるので、多段噴射を実施する際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期精度、噴射量精度を安価に向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量を、インジェクタの出荷時の調整によって決定することを特徴としている。また、請求項３に記載の発明によれば、インジェクタにおける多段噴射による各噴射の実際の噴射時期および噴射量または噴射期間特性を検出し、多段噴射による各噴射の要求噴射時期および要求噴射量または要求噴射期間特性と比較して、それらの偏差に応じて噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量を各気筒毎に決定することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、各気筒毎のインジェクタの補正値を、パイロット噴射時期演算およびパイロット噴射量演算またはパイロット噴射期間演算に反映するか、あるいはプレ噴射時期演算およびプレ噴射量演算またはプレ噴射期間演算に反映するか、あるいはメイン噴射時期演算およびメイン噴射量演算またはメイン噴射期間演算に反映するか、あるいはアフター噴射時期演算およびアフター噴射量演算またはアフター噴射期間演算に反映するか、あるいはポスト噴射時期演算およびポスト噴射量演算またはポスト噴射期間演算に反映することを特徴としている。これにより、パイロット噴射の効果、あるいはプレ噴射の効果、あるいはアフター噴射の効果、あるいはポスト噴射の効果を十分に得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［実施例の構成］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１は蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【００１３】
本実施例の蓄圧式燃料噴射システムは、例えば自動車等の車両に搭載された４気筒のディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）１の各気筒に噴射供給する燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール２と、このコモンレール２にそれぞれ接続されて、エンジンの各気筒内に燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁よりなる複数個（本例では４個）のインジェクタ３と、エンジンにより回転駆動される燃料供給ポンプ（サプライポンプ）４と、複数個のインジェクタ３およびサプライポンプ４等を電子制御する制御部としてのエンジン制御ユニット（機関制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。この図１では、４気筒のエンジン１の１つの気筒に対応するインジェクタ３のみを示し、他の気筒については図示を省略している。ここで、エンジン１の各気筒内には、連接棒を介してクランク軸１１に連結されたピストン１２が摺動自在に配設されている。
【００１４】
コモンレール２は、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する必要があり、そのためにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管１４を介してサプライポンプ４から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンク１５へ燃料を戻すためのリターン配管１６が設けられている。そして、コモンレール２には、リターン配管１６の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁１７が設置されている。
【００１５】
減圧弁１７は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵ１０から印加される減圧弁駆動電流値によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール２内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。なお、減圧弁１７の代わりに、コモンレール２とリターン配管１６との間に、コモンレール２内の燃料圧力が限界設定圧力を超えることがないように、コモンレール２内の燃料圧力を逃がすためのプレッシャリミッタを取り付けるようにしても良い。
【００１６】
複数個のインジェクタ３は、エンジン１の各気筒毎に個別に対応して取り付けられ、エンジン１の各気筒内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズルのノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁（アクチュエータ）、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等の付勢手段等により構成されている。
【００１７】
これらのインジェクタ３からエンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルに連結したコマンドピストンの背圧制御室内の圧力を制御する電磁弁への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ３の電磁弁のバルブが開弁して背圧制御室とリターン通路とが連通している間、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒内に噴射供給される。ここで、インジェクタ３の内部リーク燃料または背圧制御室からリターン通路内に排出された排出燃料（インジェクタ３を開弁するために用いた燃料）は、リターン配管１９を経て燃料タンク１５に還流するように構成されている。
【００１８】
サプライポンプ４は、燃料タンク１５から吸入される低圧燃料を高圧に加圧してコモンレール２へ圧送し、例えば加速時またはエンジン始動時に速やかにコモンレール２内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力を低圧から高圧へ昇圧させる昇圧性能に優れる吸入調量型の高圧供給ポンプである。このサプライポンプ４は、エンジン１のクランク軸（クランクシャフト）１１の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク１５から燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧供給ポンプ）５と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムに駆動される１個または複数個のプランジャ（図示せず）と、これらのプランジャがシリンダ内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧する１個または複数個の加圧室（プランジャ室：図示せず）と、これらの加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する１個または複数個の吐出弁（図示せず）とを備えている。
【００１９】
そして、フィードポンプ５からサプライポンプ４の加圧室への燃料流路には、その燃料流路の開口度合（弁開度、開口面積）を調整することで、サプライポンプ４からコモンレール２への燃料の吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁式アクチュエータとしての吸入調量弁（アクチュエータ）６が取り付けられている。この吸入調量弁６は、ポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、フィードポンプ５からサプライポンプ４の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁で、各インジェクタ３からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する噴射圧力（コモンレール圧力）を変更する。
【００２０】
そして、サプライポンプ４は、燃料タンク１５から燃料を吸入して加圧し、ＥＣＵ１０より指令された燃料量をコモンレール２に圧送する。このコモンレール２内の燃料圧力は、燃料圧力検出手段としての燃料圧力センサ２１によって測定され、ポンプ駆動指令値（ポンプ駆動電流値）と噴射量指令値（パルス状のインジェクタ駆動電流、インジェクタ噴射パルス、ＴＱパルス）とがＥＣＵ１０で算出される。
【００２１】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、燃料圧力センサ２１からの電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００２２】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン１をクランキングさせた後にエンジンキーをＩＧ位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えばインジェクタ３の電磁弁、サプライポンプ４の吸入調量弁６、スロットルバルブ３９を駆動するアクチュエータ４０、および排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ４２等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。
【００２３】
そして、ＥＣＵ１０は、クランク軸１１に取り付けられたクランク角度センサ２２、およびカム軸（カムシャフト）１３に取り付けられたカム角度センサ２３とからのクランク軸回転パルスおよびカム軸回転パルスの信号を基準にして、各気筒のインジェクタ３の噴射時期およびサプライポンプ４の圧送期間を決めることで、コモンレール２内の実燃料圧力（コモンレール圧力）を指令噴射圧力に保持する。
【００２４】
ここで、クランク角度センサ２２は、エンジン１のクランク軸１１に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２４、このタイミングロータ２４の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサで、クランク軸１１の回転角度を検出する。
【００２５】
なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度信号（ＮＥパルス信号）の間隔時間を計測することによって、エンジン回転速度（ＮＥ）を検出する。タイミングロータ２４には、所定角度（例えば１０°）毎に凸状歯が複数個形成されている。したがって、タイミングロータ２４が回転すると、凸状歯が電磁ピックアップコイルに対して接近離反するため、電磁誘導によって電磁ピックアップコイルからクランク角度信号（ＮＥパルス信号）が出力される。
【００２６】
そして、カム角度センサ２３は、エンジン１のカム軸１３に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２５、このタイミングロータ２５の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサで、カム軸１３の回転角度を検出する。タイミングロータ２５には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。
【００２７】
また、ＥＣＵ１０は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ２６、およびエンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ２７等からセンサ信号を入力するように構成されている。そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態または運転条件に応じて目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を演算し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ４の吸入調量弁６へのポンプ駆動信号（ポンプ駆動電流値）を調整して、サプライポンプ４より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御するように構成されている。
【００２８】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ２１によって検出されるコモンレール２内の実燃料圧力（コモンレール圧力：ＮＰＣ）が例えばエンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて設定される目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、サプライポンプ４の吸入調量弁６へのポンプ駆動電流値をフィードバック制御することが望ましい。
【００２９】
なお、吸入調量弁６へのポンプ駆動電流値の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行なうことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との偏差に応じて単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、吸入調量弁６の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００３０】
ここで、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムにおいては、エンジン１の特定気筒のインジェクタ３においてエンジン１の１周期（１行程：吸気行程−圧縮行程−燃焼行程（爆発行程、膨張行程）−排気行程）中、つまりエンジン１のクランク軸１１が２回転（７２０°ＣＡ）する間、特にエンジン１の各気筒の１燃焼行程中に、インジェクタ３の駆動を複数回実施して、エンジン１の各気筒内に燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴射（例えばパイロット噴射→プレ噴射→メイン噴射→アフター噴射→ポスト噴射）を実施することが可能である。
【００３１】
ここで、インジェクタ３を開弁するために用いられた燃料は、リリーフ配管としてのリターン配管１９を経て燃料タンク１５へ戻される。そのリターン配管１９には、燃料温度を測定する燃料温度センサ３２が搭載されている。この燃料温度センサ３２は、検出精度を上げるために各インジェクタ３のリターン配管１９の集合部分にできるだけ近い位置に搭載するのが望ましい。
【００３２】
エンジン１の運転中に、各気筒内で燃焼した排気ガスは、排気管３５を通り、バリアブルノズルターボ（ＶＮＴ）３６のタービンの駆動源となった後に、触媒（図示せず）、マフラー（図示せず）を経て排出される。上記のバリアブルノズルターボ３６の制御は、吸気圧センサ４７の信号とＶＮＴ駆動量センサ３７の信号とに基づいて行われる。過給された吸入空気は、吸気管３８を経て各気筒内へ導入される。そして、吸気管３８の途中には、絞り弁（スロットルバルブ）３９が配設され、このスロットルバルブ３９の開度は、ＥＣＵ１０からの信号により作動するアクチュエータ４０によって調節される。
【００３３】
また、本実施例の吸気管３８には、排気管３５を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気管３８へ導く排気ガス還流管４１が接続されている。そして、排気ガス還流管４１と吸気管３８との接続口には、排気ガス再循環装置用バルブ（ＥＧＲバルブ）４２が設置され、排気ガス還流管４１の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガスクーラ４３が設置されている。
【００３４】
ＥＧＲバルブ４２は、エンジン１の排気ガスの一部を吸気側に戻すための排気ガス還流管４１の開度を調整するバルブ、ＥＣＵ１０より印加されるＥＧＲバルブ駆動信号が大きくなる程、バルブを開弁方向に駆動する電磁コイル（ソレノイドコイル）、およびバルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有し、ＥＧＲバルブ駆動信号の大きさに比例して、エンジン１の排気側から吸気管３８へ戻るＥＧＲガスのＥＧＲ量を調整する排気ガス再循環装置用電磁弁（電磁式アクチュエータ）である。
【００３５】
なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸入空気量をポテンショメータにより電圧比として検出する吸入空気量センサ（エアフローメータ：ＡＦＭ）４４と、吸入空気温を検出する吸気温センサ４５とＥＧＲバルブ４２のリフト量を検出するＥＧＲバルブ開口度センサ（ＥＧＲバルブ用リフトセンサ）４６からの信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御されている。したがって、エンジン１の各気筒内に吸い込まれて吸気管３８を通過する吸入空気は、エミッションを低減するためにエンジン１の運転状態毎に設定されたＥＧＲ量になるようにＥＧＲバルブ４２の弁開度（リフト量）がリニアに制御され、排気管３５からの排気ガスとミキシングされることになる。
【００３６】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例の多段噴射時の噴射時期・噴射量制御方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図２は多段噴射を実施した際の各噴射の噴射時期および噴射量またはインジェクタ噴射パルス時間の制御方法を示したフローチャートである。この図２の制御ルーチンは、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。あるいは、エンジン始動直後に少なくとも１回だけ、またはエンジン停止直後に少なくとも１回だけ実行される。
【００３７】
先ず、噴射率制御に必要なセンサ信号を取り込む。例えばエンジン回転速度（ＮＥ）、アクセル開度（ＡＣＣＰ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）、燃料温度（ＴＨＦ）やコモンレール圧力（ＮＰＣ）等を取り込む。次に、エンジン１の各気筒の１燃焼行程中に、インジェクタ３の駆動を複数回実施して、エンジン１の各気筒内に燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴射（例えばパイロット噴射→プレ噴射→メイン噴射→アフター噴射→ポスト噴射）を実施しているか否かを判定する。すなわち、多段噴射実行フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合、つまり多段噴射実行フラグがＯＦＦの場合には、通常の噴射時期・噴射量制御を実施する（ステップＳ２）。その後に、ステップＳ７の処理に進む。
【００３８】
具体的には、ステップＳ１にて、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって最適な基本噴射量（Ｑ）を演算する。続いて、基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を演算する。続いて、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を演算する。
【００３９】
次に、ステップＳ７にて、コモンレール圧力（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって指令噴射期間（インジェクタ噴射パルス時間：ＴＱ）を演算する。これにより、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）からインジェクタ噴射パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）が各気筒のインジェクタ３の電磁弁に印加される。
【００４０】
次に、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、つまり多段噴射実行フラグがＯＮである場合には、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための各気筒毎のインジェクタ３の補正値（ΔＴｎ、ΔＴＱｎまたはΔＱｎ）をスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリより読み込む。続いて、各気筒毎のインジェクタ３の補正値（ΔＴｎ、ΔＴＱｎまたはΔＱｎ）が正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００４１】
この判定結果がＮＯの場合、すなわち、各気筒毎のインジェクタ３の補正値（ΔＴｎ、ΔＴＱｎまたはΔＱｎ）が上限値以上または下限値以下の場合、あるいは各気筒毎のインジェクタ３の補正値（ΔＴｎ、ΔＴＱｎまたはΔＱｎ）の読み込みが完了していない場合、あるいは各気筒毎のインジェクタ３の補正値（ΔＴｎ、ΔＴＱｎまたはΔＱｎ）の読み込みが完了しているがベリファイ（記憶値と読込値とが完全に一致しているかを確認するコード）が来ない場合には、多段噴射フェイル制御（多段補正量見込み制御または多段噴射中止制御）を実施する（ステップＳ４）。その後に、ステップＳ７の処理に進む。
【００４２】
また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって基本噴射量（Ｑ）を演算する（基本噴射量決定手段）。続いて、基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を演算する（指令噴射量決定手段）。なお、多段噴射における１噴射当たりの噴射回数（マルチ噴射回数：ｎ）は、エンジン１の運転状態または運転条件、例えばエンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって任意に決定される。
【００４３】
続いて、エンジン回転速度（ＮＥ）と基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって、多段噴射による各噴射の基本噴射量（Ｑｎ）を演算する。例えばパイロット噴射量（Ｑ１）、プレ噴射量（Ｑ２）、アフター噴射量（Ｑ４）、ポスト噴射量（Ｑ５）を演算する（パイロット噴射量決定手段）。続いて、指令噴射量（ＱＦＩＮ）に対応したトータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）から上記の各噴射量（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ４＋Ｑ５）を差し引いてメイン噴射量（Ｑ３）を演算する（メイン噴射量決定手段）。
【００４４】
続いて、エンジン回転速度（ＮＥ）と多段噴射による各噴射の基本噴射量（Ｑｂ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって多段噴射において先行して実施される先噴射とこの先噴射の次に実施される次噴射との各無噴射間隔（各インターバル）を演算する（インターバル決定手段）。続いて、多段噴射による各噴射の基本噴射量（Ｑｎ）とコモンレール圧力（ＮＰＣ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって多段噴射による各噴射の基本噴射期間（ＴＱｂ）を演算する（噴射期間決定手段）。
【００４５】
続いて、下記の数１の演算式または数２の演算式に基づいて、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつき量を考慮した噴射量補正量（ΔＱｎ）または噴射期間補正量（インジェクタ噴射パルス時間補正量：ΔＴＱｎ）を加味した多段噴射による各噴射の要求噴射量（Ｑｎ）または各噴射の要求噴射期間（ＴＱｎ）を演算する（補正量反映手段：ステップＳ５）。
【数１】
2004027948.tif 000003
【数２】
2004027948.tif 000004
【００４６】
次に、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって多段噴射による各噴射の基本噴射時期（Ｔｎｂ）を演算する。続いて、下記の数３の演算式に基づいて、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつき量を考慮した噴射時期補正量（ΔＴｎ）を加味した多段噴射による各噴射の要求噴射時期（Ｔｎ）を演算する（補正量反映手段：ステップＳ６）。その後に、ステップＳ７の処理に進む。
【数３】
2004027948.tif 000005
【００４７】
次に、シングル噴射時には、コモンレール圧力（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって指令噴射期間（インジェクタ噴射パルス時間：ＴＱ）を演算し、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）とインジェクタ噴射パルス時間（ＴＱ）とによって噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）のＯＮ／ＯＦＦ時期を演算する。また、マルチ噴射回数がｎ回の多段噴射（マルチ噴射）時には、多段噴射による各噴射の要求噴射期間（インジェクタ噴射パルス時間：ＴＱｎ）と多段噴射による各噴射の要求噴射時期（Ｔｎ）とによって噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）のＯＮ／ＯＦＦ時期を演算する（ステップＳ７）。
【００４８】
続いて、シングル噴射時には上死点（ＴＤＣ）近傍に設定される指令噴射時期（ＴＦＩＮ）からインジェクタ噴射パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、インジェクタ噴射パルスを各気筒毎のインジェクタ３の電磁弁に印加して、図２の制御ルーチンを抜ける。また、マルチ噴射回数がｎ回の多段噴射時には、多段噴射噴射時期（Ｔｎ）からインジェクタ噴射パルス時間（ＴＱｎ）が経過するまでの間、噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）を各気筒毎のインジェクタ３の電磁弁に印加して、図２の制御ルーチンを抜ける。したがって、エンジン１の圧縮行程中、膨張行程中に、インジェクタ３の電磁弁が複数回駆動されて、エンジン１の各気筒内への燃料噴射を複数回に分ける多段噴射が実施される（噴射率制御手段）。
【００４９】
本実施例では、図３のタイミングチャートに示したように、パイロット噴射時期Ｔ１からパイロット噴射期間ＴＱ１が経過するまでの間、微少なパイロット噴射量（Ｑ１）のパイロット噴射が実施され、プレ噴射時期Ｔ２からプレ噴射期間ＴＱ２が経過するまでの間、パイロット噴射量と同等のプレ噴射量（Ｑ２）のプレ噴射が実施され、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）の略対応したメイン噴射時期Ｔ３からメイン噴射期間ＴＱ３が経過するまでの間、エンジントルクと成り得るメイン噴射量（Ｑ３）のメイン噴射が実施され、アフター噴射時期Ｔ４からアフター噴射期間ＴＱ４が経過するまでの間、パイロット噴射量と同等のアフター噴射量（Ｑ４）のアフター噴射が実施され、ポスト噴射時期Ｔ５からポスト噴射期間ＴＱ５が経過するまでの間、パイロット噴射量と同等のポスト噴射量（Ｑ５）のポスト噴射が実施される。
【００５０】
［実施例の特徴］
ここで、本実施例では、インジェクタ出荷時の調整によって、多段噴射を実施した場合に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための噴射量補正量（ΔＱｎ）またはインジェクタ噴射パルス時間補正量（ΔＴＱｎ）および噴射時期補正量（ΔＴｎ）を各気筒毎のインジェクタ３の補正値として決定するようにしている。
【００５１】
具体的には、インジェクタ３における多段噴射による各噴射の実際の噴射時期および噴射量または噴射期間特性を検出し、多段噴射による各噴射の要求噴射時期および要求噴射量または要求噴射期間特性と比較して、それらの偏差に応じて各気筒毎のインジェクタ３の補正値として決定するようにしている。例えば図３のタイミングチャートに示したように、図示実線が要求噴射時期であり、図示破線が多段噴射による噴射時期のばらつき（先行して実施される先噴射によりインジェクタ３間の燃料噴射管内およびコモンレール２内に引き起こされた圧力脈動、気筒内圧の変化、各気筒毎のインジェクタ噴射時期・噴射量特性による）とすると、噴射時期補正量はΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４、ΔＴ５となる。
【００５２】
また、インジェクタ出荷時の多段噴射による各噴射の調整、例えばインジェクタ出荷時のパイロット噴射調整によって、インジェクタ３への噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）のＯＮ／ＯＦＦ時期、インジェクタ３の電磁弁のバルブリフト、インジェクタ３のノズルニードルリフト、噴射量積分値を縦軸に表し、カム角度を横軸に表した図４（ａ）のタイミングチャートに示したように、パイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）またはパイロット噴射期間（ＴＱＰＩＬＯＴ）が規定値よりも噴射量補正量または噴射期間補正量分だけ大きいことが確認できた場合には、その噴射量補正量または噴射期間補正量を補正値▲１▼として決定するようにしている。
【００５３】
また、例えばインジェクタ出荷時のメイン噴射調整によって、インジェクタ３への噴射量指令値としてのインジェクタ噴射パルス（ＴＱパルス）のＯＮ／ＯＦＦ時期、インジェクタ３の電磁弁のバルブリフト、インジェクタ３のノズルニードルリフト、噴射量積分値を縦軸に表し、カム角度を横軸に表した図４（ｂ）のタイミングチャートに示したように、メイン噴射時期（ＴＭＡＩＮ）が規定値よりも噴射時期補正量分だけ遅角しており、しかもメイン噴射量（ＱＭＡＩＮ）またはメイン噴射期間（ＴＱＭＡＩＮ）が規定値よりも噴射量補正量または噴射期間補正量分だけ小さいことが確認できた場合には、その噴射時期補正量を補正値▲２▼として決定し、また、噴射量補正量または噴射期間補正量を補正値▲３▼として決定するようにしている。同様にして、例えばインジェクタ出荷時のプレ噴射調整、アフター噴射調整、ポスト噴射調整によって、規定値に補正するための噴射時期補正量および噴射量補正量または噴射期間補正量を、当該インジェクタ３の補正値として決定する。
【００５４】
そして、ＥＣＵ１０は、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正するための噴射時期補正量（ΔＴｎ）および噴射量補正量（ΔＱｎ）または噴射期間補正量（インジェクタ噴射パルス時間補正量：ΔＴＱｎ）をスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶したり、インジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを計測しておいて多段噴射による各噴射の噴射時期・噴射量に対してどれだけ補正するかを記憶するＱＲコードに符号化したりしておく（補正値記憶手段）。
【００５５】
以上のように、インジェクタ出荷時の調整によって決められた噴射時期補正量（ΔＴｎ）および噴射量補正量（ΔＱｎ）またはインジェクタ噴射パルス時間補正量（ΔＴＱｎ）を各気筒毎のインジェクタ３の補正値としてＥＣＵ１０に認識させることによって、多段噴射が実施された際にインジェクタ３の噴射量演算、もしくはインジェクタ噴射パルスのＯＮ／ＯＦＦ時期演算およびインジェクタ噴射パルス時間演算に反映させることができる。
【００５６】
それによって、多段噴射による各噴射の無噴射間隔、つまり先行して実施される先噴射と次に実施される次噴射との間の実インターバルが規定されたものとなり、インジェクタ３間の燃料噴射管内の圧力脈動や気筒内圧の変化等が先噴射の次に実施される次噴射の噴射時期および次噴射の噴射量に与える影響が少なくなる。したがって、多段噴射を実施する際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきが少なくなるので、多段噴射時のインジェクタ個体間の噴射時期精度、噴射量精度を安価に向上させることができる。
【００５７】
なお、メイン噴射の後にアフター噴射を行なうことによってメイン噴射での未燃ガスを燃やすことで、ディーゼルスモーク（黒煙）の生成量を抑えて排気ガス性能の向上が図れる。また、パイロット噴射の後にプレ噴射を行なうことによってエンジン１の燃焼騒音、エンジン１の振動を更に低減し、また、アフター噴射の後にポスト噴射を行なうことによって触媒をより活性化させて排気ガス性能をより向上させることができる。
【００５８】
［変形例］
本実施例では、本発明を、蓄圧式燃料噴射システムにおける、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正する噴射時期・噴射量制御方法に適用したが、本発明を、コモンレールを備えず、電子制御方式の分配型燃料噴射ポンプまたは電子制御方式の列型燃料噴射ポンプ等を備えた内燃機関用噴射率制御装置における、多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期・噴射量のばらつきを規定値に補正する噴射時期・噴射量制御方法に適用しても良い。また、本実施例では、燃料噴射弁として電磁式燃料噴射弁よりなるインジェクタ３を用いたが、燃料噴射弁として圧電方式の燃料噴射弁よりなるインジェクタを用いても良い。
【００５９】
本実施例では、本発明の一例として、エンジン１の特定気筒のインジェクタ３の電磁弁を複数回駆動して、エンジン１の１燃焼行程中に、エンジン１の特定気筒内に燃料を複数回に分けて噴射供給する多段噴射（例えばパイロット噴射とプレ噴射とメイン噴射とアフター噴射とポスト噴射）を行なうことが可能な蓄圧式燃料噴射システムを適用した例を説明したが、本発明を、エンジン１の１燃焼行程中に、例えば１回以上のパイロット噴射とメイン噴射、あるいはメイン噴射と１回以上のアフター噴射を行なうことが可能な内燃機関用噴射率制御装置に適用しても良い。また、本発明を、例えば１回以上のパイロット噴射とメイン噴射と１回以上のアフター噴射を行なうことが可能な内燃機関用噴射率制御装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である（実施例）。
【図２】多段噴射を実施した際の各噴射の噴射時期および噴射量またはインジェクタ噴射パルス時間の制御方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図３】多段噴射を実施した際に発生するインジェクタ個体間の噴射時期のばらつきを規定値に補正するための各噴射の噴射時期補正量を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図４】（ａ）はパイロット噴射調整方法を示した作動説明図で、（ｂ）はメイン噴射調整方法を示した作動説明図である（実施例）。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
３　インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）
４　サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
１０　ＥＣＵ（機関制御ユニット、補正値記憶手段、補正量反映手段）
【図１】
2004027948.tif 000006
【図２】
2004027948.tif 000007
【図３】
2004027948.tif 000008
【図４】
2004027948.tif 000009