(57)【要約】【課題】パイロット学習制御の実行途中で、エンジンの運転状態が不安定な運転状態を検出した場合に、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを変更してパイロット学習制御を継続できるようにする。【解決手段】ＩＳＣ補正およびＦＣＣＢ補正を用いて算出した各気筒毎の学習値であるパイロット噴射量補正量から、各噴射量指令値に対する実際のパイロット噴射量のバラツキを学習補正するパイロット学習制御の実行途中で、エンジンの運転状態が不安定な運転状態、特に燃焼騒音の増加やエンジン振動の増加を検出した場合には、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを、狙いと同等の実噴射インターバルとなるように少しずつ変更して、エンジンを安定して運転できる指令値インターバルを探し出し、パイロット学習制御を中止することなく、パイロット学習制御を継続できるようになる。【選択図】　　　　図１３
2004019539.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または指令噴射期間に応じて、前記内燃機関の各気筒に対応して搭載されたインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段を備え、
前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量から、前記指令噴射量または指令噴射期間に対する実際の噴射量のバラツキ、前記インジェクタの経時劣化量を学習補正する内燃機関用燃料噴射制御装置において、
（ａ）前記インジェクタの駆動を、前記内燃機関の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴射における各無噴射間隔を設定する無噴射間隔決定手段と、
（ｂ）前記多段噴射を実施しながら、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新する学習制御を実行する学習制御実行手段と、
（ｃ）前記学習制御の実行途中で、前記内燃機関の運転状態が不安定な運転状態になった際に、前記学習制御の実行時の前記多段噴射における各無噴射間隔を変更する無噴射間隔変更手段と、
（ｄ）この無噴射間隔変更手段によって前記学習制御の実行時の前記多段噴射における各無噴射間隔を変更した後に、前記多段噴射を実施しながら、前記学習制御を再度実行する再学習制御実行手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記学習制御の実行時の前記多段噴射における各無噴射間隔を変更して前記学習制御を再度実行しても、前記内燃機関の不安定な運転状態が所定時間以上継続する場合、前記学習制御の実行時の前記多段噴射における各無噴射間隔を最小値に設定して前記学習制御を中止または中断または禁止する学習制御禁止手段を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記学習制御実行手段は、前記内燃機関の各気筒毎の回転速度変動を検出し、全気筒の回転速度変動の平均値と比較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度変動が平滑化するように、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記学習制御実行手段は、前記内燃機関の平均回転速度を検出し、目標回転速度と比較し、その比較結果に応じて前記目標回転速度となるように、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記無噴射間隔変更手段は、前記内燃機関の不安定な運転状態を検出する不安定状態検出手段を有し、
前記不安定状態検出手段は、前記学習制御の実行途中で、前記内燃機関の燃焼騒音や振動が所定値以上の時、あるいは前記内燃機関の各気筒毎の回転速度変動を検出し、気筒間の回転速度変動が所定時間以上経過しても平滑化しない時、あるいは前記内燃機関の平均回転速度を検出し、前記内燃機関の平均回転速度が目標回転速度に所定時間以上経過しても略一致しない時に、前記内燃機関の不安定な運転状態を検出することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記無噴射間隔変更手段は、前記内燃機関の不安定な運転状態を検出する不安定状態検出手段を有し、
前記不安定状態検出手段は、前記学習制御の実行途中で、前記多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値、指令噴射時期、目標燃料圧力、前記内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量の変化量が所定の範囲外の時に、前記内燃機関の不安定な運転状態を検出することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の内燃機関用燃料噴射制御装置において、
前記多段噴射とは、メイン噴射の前に１回以上のパイロット噴射を行なうマルチ噴射であるか、メイン噴射の後に１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の特定気筒に対応して搭載されたインジェクタの駆動を、内燃機関の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、メイン噴射に先立って１回以上のパイロット噴射を行なうことが可能な内燃機関用燃料噴射制御装置に関するもので、特に蓄圧式燃料噴射システムに使用されて、パイロット噴射量補正量またはパイロット噴射期間補正量から、パイロット噴射量指令値に対する実際のパイロット噴射量のバラツキ、インジェクタの経時劣化量を学習補正するパイロット学習制御装置に係わる。
【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装置として、コモンレールに蓄圧した高圧燃料を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。このような蓄圧式燃料噴射システムにおいては、主噴射の開始時から安定した燃焼を行なって燃焼騒音やエンジン振動の低減、更には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）に先立って複数回の微少の先立ち噴射（パイロット噴射）を実施するようにしている。
【０００３】
ここで、通常、エンジンの各気筒への噴射量制御は、エンジンの運転状態または運転条件によって設定される指令噴射量とセンサ等によって検出される燃料噴射圧力（コモンレール圧力）とから算出される指令噴射期間（噴射指令パルス時間、ＴＱパルス幅）に応じて、インジェクタの電磁弁に印加されるインジェクタ駆動電流値を決定することで実施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常、エンジンの各気筒への噴射量制御は、インジェクタの電磁弁に印加される指令噴射期間（噴射指令パルス時間、ＴＱパルス幅）に対する実際の噴射量のバラツキを、各気筒のインジェクタ個々の調整等により保証されているが、パイロット噴射はその噴射量が主に５ｍｍ３　／ｓｔ以下と非常に小さいため、噴射指令パルス時間に対する実際の噴射量のバラツキ、噴射量経時変化等によるインジェクタの性能（機能）の劣化（インジェクタの経時劣化）などによって、パイロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることにより、上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できないという課題がある。
【０００５】
それらの課題に対して、エンジンの各気筒毎の回転速度変動を検出し、全気筒の回転速度変動の平均値と比較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度変動が平滑化するように、エンジンの各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶する回転速度変動気筒間噴射量補正（ＦＣＣＢ補正）や、エンジンの平均回転速度と目標回転速度とを比較し、その比較結果に応じて目標回転速度となるように、エンジンの各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶する平均回転速度補正（ＩＳＣ補正）を用いて、噴射指令パルス時間に対する実際の噴射量のバラツキ、インジェクタの経時劣化量を補正学習するパイロット学習制御装置が考えられる。
【０００６】
しかし、上記のＩＳＣ補正およびＦＣＣＢ補正を用いたパイロット学習制御には、エンジンの特定気筒に対応して搭載されたインジェクタの駆動を、エンジンの圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、メイン噴射に先立って複数回のパイロット噴射を行なうマルチ噴射を実施するが、インジェクタハードの噴射開始遅れ（ＴＤ）、噴射終了遅れ（ＴＤＥ）のばらつきにより、実噴射インターバル（無噴射間隔）が長くなると、パイロット噴射による火種が殆ど消失した時点で次のパイロット噴射が実施されるため、あるいはパイロット噴射による火種が殆ど消失した時点でメイン噴射が実施されるため、エンジンの気筒内において燃料が正しく燃焼しない失火状態が発生し、エンジンが不安定な運転状態になる場合があった。
【０００７】
このような場合には、エンジンの各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を誤学習しないように、上記のパイロット学習制御を中止することが望ましいが、所定の学習補正頻度で、エンジンの各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新するようにした場合、次回の更新までの間、狙い通りのパイロット噴射量とならない状態が続き、つまりパイロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることにより、上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できず、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガス性能等のエンジン性能が悪化するという課題が生じてしまう。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、学習制御の実行途中で、内燃機関の運転状態が不安定な運転状態を検出した時に、学習制御の実行時の各無噴射間隔を変更して学習制御を継続できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【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、燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴射を実施しながら、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新する学習制御の実行途中で、内燃機関の気筒内において燃料が正しく燃焼しない失火状態が発生する等して内燃機関の運転状態が不安定な運転状態となった場合には、上記の学習制御の実行時の各無噴射間隔を変更した後に、多段噴射を実施しながら、上記の学習制御を再度実行するようにしている。
【００１０】
それによって、内燃機関を安定した運転状態で運転できる、多段噴射における各無噴射間隔を見つけ出すことができるので、上記の学習制御を中止または中断または禁止することなく、上記の学習制御を継続できるようになる。したがって、次回の学習制御を実行するまでの間、狙い通りの噴射量補正量または噴射期間補正量とならない状態が続き、例えばパイロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることにより、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガス性能等のエンジン性能が悪化するという不具合を解消することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、学習制御の実行時の多段噴射における各無噴射間隔を変更して学習制御を再度実行しても、内燃機関の不安定な運転状態が所定時間以上継続する場合には、学習制御の実行時の多段噴射における各無噴射間隔を最小値に設定して学習制御を中止または中断または禁止することにより、内燃機関の不安定な運転状態が長時間継続することを防止できる。このときの内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量の更新および記憶を中止または中断または禁止することにより、内燃機関の各気筒毎への噴射量または噴射期間の誤学習（誤補正）または過補正を防止できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒毎の回転速度変動を検出し、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、その比較結果に応じて気筒間の回転速度変動が平滑化するように、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶することにより、指令噴射量または指令噴射期間に対する実際の噴射量のバラツキ、気筒毎のインジェクタの経時劣化量を補正学習することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、内燃機関の平均回転速度を検出し、内燃機関の平均回転速度と目標回転速度とを比較し、その比較結果に応じて目標回転速度となるように、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶することにより、指令噴射量または指令噴射期間に対する実際の噴射量のバラツキや、全気筒のインジェクタの経時劣化量を補正学習することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、学習制御の実行途中で、内燃機関の燃焼騒音や振動が所定値以上の場合、あるいは内燃機関の各気筒毎の回転速度変動を検出し、気筒間の回転速度変動が所定時間以上経過しても平滑化しない場合、あるいは内燃機関の平均回転速度を検出し、内燃機関の平均回転速度が目標回転速度に所定時間以上経過しても略一致しない場合に、内燃機関の運転状態が不安定な運転状態であることを検出するようにしても良い。また、請求項６に記載の発明によれば、学習制御の実行途中で、多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値、指令噴射時期、目標燃料圧力、内燃機関の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量の変化量が所定の範囲外の場合に、内燃機関の運転状態が不安定な運転状態であることを検出するようにしても良い。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、内燃機関の特定気筒に対応して搭載されたインジェクタの駆動を、内燃機関の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、燃料噴射を複数回に分けて行なう多段噴射として、メイン噴射の前に１回以上のパイロット噴射を行なうマルチ噴射を用いても良く、また、メイン噴射の後に１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射を用いても良い。
【００１６】
【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はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【００１７】
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムは、４気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）１の各気筒に噴射供給する燃料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、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内に圧送する燃料供給ポンプとしてのサプライポンプ３と、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒内に噴射供給する複数個（本例では４個）のインジェクタ４と、サプライポンプ３および複数個のインジェクタ４を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００１８】
エンジン１の各気筒（シリンダ）の吸気ポートは、吸気弁（インテークバルブ）１１により開閉され、排気ポートは、排気弁（エキゾーストバルブ）１２により開閉される。また、各シリンダ内には、連接棒を介してクランクシャフト（図示せず）に連結されたピストン１３が摺動自在に配設されている。そして、エンジン１を収容するエンジンルーム（図示せず）内の走行風を受け易い場所には、ラジエータ１４が配設されている。ラジエータ１４には、エンジン１を冷却する冷却水の温度（エンジン冷却水温）を検出する冷却水温センサ３７が設置されている。
【００１９】
ここで、エンジン１の運転中に、シリンダ内で燃焼した排気ガスは、排気管１５を通り、バリアブル・ジアメトリ・ターボ（ＶＧＴ）１６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ＶＧＴ１６の制御は、吸気圧センサと過給圧力センサ４４とＶＧＴポジションセンサ４７の信号とに基づいて行なわれる。過給（圧縮）され高温になった吸入空気は、インタクーラ１８で冷却された後に、エンジン１の吸気ポートを経てシリンダ内へ導入される。
【００２０】
そして、吸気管１７の途中には、吸気管１７内の吸気通路を開閉してエンジン１に供給する吸入空気量（吸気量）を調整するための吸気絞り弁（スロットルバルブ）１９が配設され、このスロットルバルブ１９の弁開度は、ＥＣＵ１０からの信号により作動するアクチュエータ２０によって調節される。なお、アクチュエータ２０内には、スロットルバルブ１９の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ（図示せず）が装備されている。スロットルポジションセンサとして、スロットルバルブ１９の弁開度を全閉のアイドリング時と全開に近い高負荷時に分けて感知し、ＥＣＵ１０へ送信するセンサを用いても良い。
【００２１】
また、吸気管１７の吸気ポート近傍には、ＥＣＵ１０からの信号により作動する渦流制御弁（スワールコントロールバルブ：以下ＳＣＶと言う）２１が配設されている。そのＳＣＶ２１は、吸気温センサ４５を設置した吸気通路２２を迂回するバイパス路２３内に設置され、低負荷時に通電停止（ＯＦＦ）されて閉弁し、高負荷時に通電（ＯＮ）されて開弁する。
【００２２】
また、本実施例の吸気管１７には、排気管１５を流れる排気ガスの一部の排気ガス（排気再循環ガス：ＥＧＲガス）を吸気管１７へ導く排気ガス還流管２４が接続されている。そして、吸気管１７と排気ガス還流管２４との合流部には、排気ガス再循環装置用バルブ（ＥＧＲバルブ）２５が設置されている。したがって、シリンダ内に吸い込まれる吸入空気は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を少なくする目的で、エンジン１の運転状態毎に設定された排気ガス還流量になるようにＥＧＲバルブ２５の弁開度を制御し、排気管１５からの排気ガスとミキシングされることになる。なお、排気ガス還流量（ＥＧＲ量）は、吸入空気量センサ４３と吸気温センサ４５と排気Ｏ２　センサ４８とＥＧＲポジションセンサ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している。
【００２３】
コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧力に相当する高圧燃料が蓄圧される必要があり、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２６を介してサプライポンプ３から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンクへ燃料をリリーフするリリーフ配管（図示せず）には、燃料噴射圧力が限界設定圧を越えることがないように、圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ２７が取り付けられている。また、コモンレール２内に蓄圧された燃料噴射圧力に相当する燃料圧力（コモンレール圧力とも言う）は、燃料圧力センサ３０等の燃料圧力検出手段によって測定される。
【００２４】
サプライポンプ３は、図示しない燃料タンクから燃料を汲み上げるフィードポンプ（図示せず）、およびコモンレール２への高圧燃料の圧送量（吐出量）を調整するための電磁弁（例えば吸入調量弁）等のアクチュエータ（図示せず）を内蔵する高圧供給ポンプである。このサプライポンプ３内には、燃料タンクから吸入される燃料温度を検出する燃料温度センサ３６が設置されている。
【００２５】
インジェクタ４は、エンジン１のシリンダブロックに（各気筒＃１〜＃４に個別に対応して）取り付けられ、各気筒毎のシリンダ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等のアクチュエータ、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などから構成された電磁式燃料噴射弁である。これらのインジェクタ４からエンジン１への燃料噴射は、例えば電磁弁が開弁している間、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とで成される。ここで、インジェクタ４からのリーク燃料またはノズルニードルの背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）は、燃料還流路を経て燃料タンクに還流するように構成されている。なお、インジェクタ４のノズルニードルの開弁時間（燃料噴射期間）が長い程、エンジン１の各気筒毎内に噴射される燃料噴射量が多くなる。
【００２６】
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３０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。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、例えばサプライポンプ３やインジェクタ４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。
【００２７】
ここで、本実施例の気筒判別手段は、エンジン１のカムシャフトに対応して回転するシグナルロータ（例えばクランクシャフトが２回転する間に１回転する回転体）３１と、このシグナルロータ３１の外周に設けられた各気筒に対応した気筒歯（突起部）と、これらの気筒歯の接近と離間によって気筒判別信号パルス（Ｇ）を発生する気筒判別センサ（電磁ピックアップ）３２とから構成されている。また、本実施例の回転速度検出手段は、エンジン１のクランクシャフトに対応して回転するシグナルロータ（例えばクランクシャフトが１回転する間に１回転する回転体）３３と、このシグナルロータ３３の外周に多数形成されたクランク角検出用の歯（突起部）と、これらの歯の接近と離間によってＮＥ信号パルスを発生するクランク角センサ（電磁ピックアップ）３４とから構成されている。このクランク角センサ３４は、シグナルロータ３３が１回転（クランクシャフトが１回転）する間に複数のＮＥ信号パルスを出力する。なお、特定のＮＥ信号パルスは、各＃１〜＃４気筒のピストンの上死点（ＴＤＣ）の位置に対応している。そして、ＥＣＵ１０は、ＮＥ信号パルス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。
【００２８】
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た最適な燃料噴射圧力（＝コモンレール圧力）を演算し、ポンプ駆動回路を介してサプライポンプ３の電磁弁を駆動する吐出量制御手段を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ３の電磁弁へのポンプ駆動信号（駆動電流値）を調整して、サプライポンプ３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。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３０によって検出されるコモンレール２内の燃料圧力（コモンレール圧力：ＮＰＣ）がエンジン１の運転状態または運転条件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３の電磁弁へのポンプ駆動信号をフィードバック制御することが望ましい。
【００２９】
また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェクタ４から噴射される燃料噴射量を個別に制御する内燃機関用噴射量制御装置に相当する。これは、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（図示せず）とによって最適な指令噴射時期（メイン噴射開始時期、以下噴射タイミングと言う：ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、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（図２参照）とによって最適な基本噴射量（Ｑ）を算出する基本噴射量決定手段と、基本噴射量（Ｑ）に、燃料温度センサ３６によって検出された燃料温度（ＴＨＦ）および冷却水温センサ３７によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する指令噴射量決定手段と、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（図３参照）から指令噴射期間（噴射指令パルス時間、インジェクタ通電パルス時間：ＴＱ）を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ４の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（インジェクタ噴射指令パルス、ＴＱパルス、噴射駆動信号）を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。ここで、図４は特定気筒（例えば＃１気筒）の噴射指令パルス時間（＝噴射指令値：ＴＱ）、この噴射指令パルス時間に対応して特定気筒（例えば＃１気筒）のインジェクタ４の電磁弁に出力されるインジェクタ駆動電流波形、および特定気筒（例えば＃１気筒）の燃料噴射率を示したタイミングチャートである。
【００３０】
ここで、本実施例では、エンジン１の運転状態または運転条件を検出する運転状態検出手段として、クランク角センサ３４等の回転速度検出手段およびアクセル開度センサ３５を用いて基本噴射量（Ｑ）、噴射タイミング（ＴＦＩＮ）、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を演算するようにしているが、燃料圧力センサ３０によって検出されるコモンレール圧力（ＮＰＣ）、あるいは運転状態検出手段としてのその他のセンサ類（例えば燃料温度センサ３６、冷却水温センサ３７、燃料リーク温度センサ３８、油温センサ３９、アイドルアクセル位置センサ４０、大気圧センサ４１、大気温（外気温）センサ４２、吸入空気量センサ４３、過給圧力センサ４４、吸気温センサ４５、ＥＧＲポジションセンサ４６、ＶＧＴポジションセンサ４７、排気Ｏ２　センサ４８、排気温センサ４９、排気圧センサ５０、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ、噴射時期センサ等）からの検出信号（エンジン運転情報）を加味して基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（ＱＦＩＮ）、噴射タイミング（ＴＦＩＮ）および目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を補正するようにしても良い。
【００３１】
そして、ＥＣＵ１０には、エンジンキーをシリンダ内に差し込んでＳＴ位置まで回すと、スタータスイッチがオン（ＯＮ）してスタータを通電するスタータ通電回路が接続されている。また、ＥＣＵ１０には、エンジン１により駆動されるトランスミッションのギアポジションを示す信号、運転者（ドライバー）がクラッチペダルを踏んだことを検出する信号、スタータへの通電信号、車速センサからの車速信号、エアコン用電磁クラッチ、エアコンのコンデンサ用電動ファン、エアコンの室内送風用ファン、ラジエータ用電動ファンやヘッドライト等の電気負荷、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングやオイルポンプ等の駆動負荷等の車両情報を検出する信号が入力されるように構成されている。
【００３２】
ここで、本実施例のコモンレール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４においてエンジン１の１周期（１行程：吸気行程−圧縮行程−膨張行程（爆発行程）−排気行程）中、つまりエンジン１のクランクシャフトが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である。例えばエンジン１の圧縮行程中、膨張行程中にインジェクタ４の駆動を複数実施することで、メイン噴射の前に複数回のパイロット噴射を行なうマルチ噴射、あるいはメイン噴射の後に複数回のアフター噴射を行なうマルチ噴射、あるいはメイン噴射の前に１回以上のパイロット噴射を行なうと共に、メイン噴射の後に１回以上のアフター噴射を行なうマルチ噴射が可能である。
【００３３】
したがって、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態または運転条件に応じて、マルチ噴射における各噴射量を算出する。具体的には、エンジン回転速度（ＮＥ）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（図５参照）とからパイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）を算出するパイロット噴射量決定手段と、トータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）からパイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）を減算してメイン噴射量（ＱＭＡＩＮ）を算出するメイン噴射量決定手段とを有している。
【００３４】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度（ＮＥ）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（図６参照）とからマルチ噴射におけるパイロット噴射とメイン噴射との間の無噴射間隔（パイロットインターバル、指令インターバル：ＴＩＮＴ）を算出する無噴射間隔決定手段と、エンジン回転速度（ＮＥ）とパイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とからマルチ噴射におけるパイロット噴射とパイロット噴射との間の無噴射間隔（インターバル）を算出する無噴射間隔決定手段とを有している。
【００３５】
また、ＥＣＵ１０は、パイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）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（図示せず）とからパイロット噴射期間（噴射量指令値：ＴＱＰＩＬＯＴ）を算出するパイロット噴射期間決定手段と、メイン噴射量（ＱＭＡＩＮ）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（図示せず）とからメイン噴射期間（噴射量指令値：ＴＱＭＡＩＮ）を算出するメイン噴射期間決定手段とを有している。
【００３６】
ここで、本実施例のＥＣＵ１０は、エンジン１のアイドル運転（アイドル安定状態）またはパイロット学習制御の実行（パイロット学習実行条件の成立）時に、エンジン１の各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出し、エンジン１の各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、エンジン１の気筒間の回転速度変動を平滑化するように、エンジン１の各気筒毎への最適な噴射量を個々に調整する回転速度変動気筒間噴射量補正（ＦＣＣＢ補正）を実施するように構成されている。
【００３７】
具体的には、クランク角センサ３４より取り込んだＮＥ信号パルスの間隔時間を計算することで、エンジン１の各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出し、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パルスの間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回転速度の最低回転速度（Ｎｌ）として読み込む。また、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のＮＥ信号パルスの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度（Ｎｈ）として読み込む。但し、Ｎｌ、Ｎｈは必ずしも最低回転速度、最高回転速度である必要はなく、当該気筒の回転速度変動を代表する低回転速度、高回転速度であっても良い。
【００３８】
そして、これらの計算を各気筒毎に行なった後に、各気筒毎の最高回転速度（Ｎｈ）と各気筒毎の最低回転速度（Ｎｌ）との気筒毎回転速度差分（ΔＮｋ）を算出する。これにより、エンジン１の各気筒毎の回転速度変動の検出値を算出する。そして、エンジン１の全気筒の回転速度変動の平均値（ΣΔＮｋ）を算出する。つまり、エンジン１の全気筒の回転速度変動を平均化して、全気筒の回転速度変動の平均値を算出した後に、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値から各気筒間の回転速度変動の偏差を算出する。そして、エンジン１の各気筒間の回転速度変動が平滑化するように、各気筒毎に算出される各噴射の噴射量に、各気筒間の回転速度変動を平滑化する方向への噴射量補正量（ＦＣＣＢ補正量とも言う）または噴射期間補正量を各気筒毎に付加する（学習制御実行手段）。
【００３９】
また、本実施例のＥＣＵ１０は、アイドル運転時またはパイロット学習制御の実行（パイロット学習実行条件の成立）時に、現在のエンジン回転速度であるアイドル回転速度（平均エンジン回転速度）を目標回転速度に合わせるために、アイドル回転速度と目標回転速度との偏差（ΔＮＥ）に対して全気筒一律に平均回転速度補正（ＩＳＣ補正）を実施するように構成されている。
【００４０】
具体的には、エンジン１の各気筒の平均回転速度（エンジン回転速度：ＮＥ）と目標回転速度（目標アイドル回転速度、目標ＮＥ）とを比較し、その回転速度差に応じた噴射量補正量（ＩＳＣ補正量とも言う）または噴射期間補正量を算出する。そして、平均回転速度が目標回転速度に略一致するように、各気筒毎に算出される噴射量に、目標回転速度に合わせるのに必要な噴射量補正量（ＩＳＣ補正量とも言う）または噴射期間補正量を全気筒一律に付加する（学習制御実行手段）。なお、ＩＳＣ補正は、アイドル回転速度に相当するエンジン回転速度（ＮＥ）とエンジン冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等の運転状態または運転条件や電気負荷や駆動負荷等の車両情報によって設定される目標回転速度とを比較し、その差に比例して目標回転速度となるように噴射量をフィードバック制御することが望ましい。
【００４１】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例のパイロット学習制御方法を図１ないし図１４に基づいて簡単に説明する。ここで、図７はパイロット学習制御方法を示したフローチャートである。この図７の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。
【００４２】
図７の制御ルーチンに進入するタイミングになると、パイロット学習実行条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合には、図７の制御ルーチンを抜ける。ここで、下記の（１）、（２）を全て満足した時に、パイロット学習実行条件を成立（ＹＥＳ）とし、下記の（１）、（２）のうちいずれか１つでも満足しない時に、パイロット学習実行条件を不成立（ＮＯ）とする。
【００４３】
（１）先ず、エンジン１または車両に取り付けられたエンジン１の運転状態または運転条件を検出できる各種センサ、スイッチからの信号によりエンジン１の燃焼状態がアイドル安定状態であるか否かを確認する。例えばエンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（例えば１０００ｒｐｍ）以下、アクセル開度（ＡＣＣＰ）が所定値（例えば０％）以下、車両の走行速度（ＳＰＤ：以下車速と言う）が所定値（例えば０ｋｍ／ｈ）以下、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が所定値（例えば５ｍｍ３　／ｓｔ）以下、トランスミッションのギアポジションがＮ（ニュートラル）であることを検出した際に、エンジン１の燃焼状態がアイドル安定状態であることを検出できる。
【００４４】
（２）次に、エンジン１または車両に取り付けられたエンジン１の負荷状態を検出できる各種センサ、スイッチ、制御指令値からの信号によりエンジン負荷が所定の範囲内であることを確認する。これらの例としては、ラジエータ用電動ファン、電気ヒータ、ヘッドライト、電磁ブレーキ等の電気負荷を検出可能なスイッチ、センサ、エアコン、パワーステアリング等のコンプレッサ、ポンプ負荷を検出できるスイッチ、センサやアイドル回転速度変化またはアイドル回転速度を所定値に保つために必要なＩＳＣ噴射量の変化量等がある。
【００４５】
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、つまりパイロット学習実行条件が成立している場合には、以下のＦＣＣＢ補正やＩＳＣ補正によって算出された各気筒毎のパイロット噴射量補正量またはパイロット噴射期間補正量から、パイロット噴射の各噴射量指令値に対する実際のパイロット噴射量のバラツキ、インジェクタ４の個体差、インジェクタ４の経時劣化量を学習補正するパイロット学習制御を実行する。
【００４６】
具体的には、先ずエンジン１の燃焼状態（噴射条件、吸排気条件）を固定するために、図８に示したように、多段噴射（マルチ噴射）における１噴射当たりの噴射回数（マルチ噴射回数）をＮ回（本例では５回）にセットする。また、複数の異なる各圧力水準のコモンレール圧力の目標値を設定する。すなわち、図８に示したように、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を先ずＡ（ＭＰａ）にセットする。ここで、本実施例では、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を以降Ｂ（ＭＰａ）〜Ｅ（ＭＰａ）に順次セットする。
【００４７】
なお、設定する目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）、つまりパイロット学習制御の実行時に使用する複数の異なる各圧力水準のコモンレール圧力は、任意に設定可能であり、更にコモンレール圧力も５種類だけでなく、３種類、７種類、１０種類等任意に設定可能である。また、同一の圧力水準の噴射量補正量（学習値）の算出が終了したら、設定された次の圧力水準（例えばＡ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄ、Ｄ→Ｅ）のコモンレール圧力に変更し、ステップＳ３へ進む。
【００４８】
このとき、コモンレール圧力の目標値としての目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成する目的で、燃料圧力センサ３０によって検出されるコモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に応じてサプライポンプ３の電磁弁へのポンプ駆動信号（駆動電流値）が調整される。例えばコモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に応じて単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン／オフ割合（通電時間・ＤＵＴＹ比）が調整されて、サプライポンプ３の電磁弁の開度を変化させることにより、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）が制御されることで、コモンレール圧力（ＮＰＣ）が目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）に略一致するようにフィードバック制御される。これにより、通常のアイドル安定状態の時の低噴射圧力に相当する１圧力水準（同一の圧力水準）Ａから、通常のアイドル安定状態とは異なる高噴射圧力に相当する１圧力水準（同一の圧力水準）Ｅまで、コモンレール圧力が変更されることになる。
【００４９】
また、Ｎ回（本例では５回）噴射の噴射タイミング（ＴＦＩＮ）基準位置をＴＤＣ近傍にセットする。また、ＩＳＣ補正の目標回転速度を７５０ｒｐｍにセットする。また、過給圧目標値、ＥＧＲ量を無し（ＥＧＲカット）、スロットルバルブ（吸気絞り弁）１９の弁開度、ＳＣＶ２１の弁開度を固定する。また、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを固定する。例えば図１３（ａ）および図１４（ａ）に示したように指令値インターバル（ＱＰ１−２）を（ＴＰＬ１ＣＲ：例えば１０°ＣＡ）にセットし、指令値インターバル（ＱＰ２−３）を（ＴＰＬ２ＣＲ：例えば１１°ＣＡ）にセットし、指令値インターバル（ＱＰ３−４）を（ＴＰＬ３ＣＲ：例えば１２°ＣＡ）にセットし、指令値インターバル（ＱＰ４−５）を（ＴＦＵＰＣＲ：例えば１３°ＣＡ）にセットする。なお、本実施例では、ＱＰ４がメイン噴射に相当する（無噴射間隔決定手段：ステップＳ２）。
【００５０】
次に、Ｎ回噴射が均等にＮ分割される多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値（各パイロット噴射量）を算出する（ステップＳ３）。この各噴射量指令値は、下記の数１の演算式に示したように、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）との関係を予め実験により測定して作成した特性マップ（図２参照）または演算式から算出される基本噴射量（Ｑ）に対し、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算出される指令噴射量（ＱＦＩＮ）をマルチ噴射回数（Ｎ回）分だけ略均等に分割したトータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）の１／Ｎ、例えばエンジン１の運転状態がアイドル安定状態の時に用いる無負荷燃費（Ｑｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量である。
【００５１】
本実施例では、エンジン１の運転状態がアイドル安定状態の時のトータル噴射量（ｔｏｔａｌＱ）が５ｍｍ３　／ｓｔであり、多段噴射（マルチ噴射）における１噴射当たりの噴射回数（マルチ噴射回数）を５回にセットすると、多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値（各パイロット噴射量）は１ｍｍ３　／ｓｔとなる。
【数１】
2004019539.tif 000003
【００５２】
ここで、パイロット噴射量は無負荷燃費の１／Ｎの噴射量指令値である（Ｑｉｄｌｅ）／Ｎをベースとし、下記の数２の演算式に示したように、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルの影響、各噴射の開始時期（タイミング）による気筒内圧の影響、燃料噴射圧力（コモンレール圧力）の影響等を考慮し、図９に示したように、Ｎ回噴射が実際に等量のパイロット噴射量となるように各噴射量指令値（ＱＰＬ１＝ＱＰＬ２＝ＱＰＬ３＝ＱＰＬ４（Ｑｍａｉｎ）＝ＱＰＬ５（Ｑｆｕｐ）＝ｔｏｔａｌＱ／Ｎ）を補正するようにしても良い。
【数２】
2004019539.tif 000004
【００５３】
但し、Ｑｉｄｌｅはエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と基本噴射量（Ｑ）との関係を予め実験等により測定して作成した特性マップまたは演算式より算出される適合値で、ＱＰＬＣＰＱは気筒内圧補正係数で、ＱＩＮＴはインターバル依存性補正係数である。ここで、ＱＰＬＣＰＱおよびＱＩＮＴは噴射量補正量ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時間補正量）であっても良い。
【００５４】
次に、図１０に示したように、エンジン１の各気筒間の回転速度変動量差に応じて、各気筒の燃料噴射量を増減するＦＣＣＢ補正により、各気筒間の回転速度変動が平滑化するように、各気筒毎の多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値に、各気筒間の回転速度変動を平滑化する方向への噴射量補正量（ＦＣＣＢ補正量：ＱＦＣＣＢ）をそれぞれ付加する（学習制御実行手段：ステップＳ４）。このとき、各気筒毎の各噴射のＦＣＣＢ補正量は、上記の無負荷燃費（Ｑｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量にそれぞれＱＦＣＣＢ／Ｎずつ反映させる。
【００５５】
次に、同じく、図１０に示したように、各気筒毎の平均エンジン回転速度を目標回転速度（目標アイドル回転速度）に合わせるために、全気筒一律にＩＳＣ補正を行ない、各気筒毎の各噴射のＦＣＣＢ補正量（ＱＦＣＣＢ／Ｎ）に、目標回転速度に合わせるための噴射量補正量（ＩＳＣ補正量：ＱＩＳＣ）を全気筒一律に付加する（学習制御実行手段：ステップＳ５）。このとき、ＩＳＣ補正量は、上記の無負荷燃費（Ｑｉｄｌｅ）の１／Ｎに相当するパイロット噴射量と各気筒毎の各噴射のＦＣＣＢ補正量（ＱＦＣＣＢ／Ｎ）とを加算した値にＱＩＳＣ／Ｎを全気筒一律に反映させる。なお、ＩＳＣ補正は、例えば５０〜７０ｍｓｅｃ間隔で１ｍｍ３　／ｓｔずつ全気筒に一律に付加して所定時間またはＩＳＣ補正量（ＱＩＳＣ）が安定するまで、つまり平均エンジン回転速度が目標回転速度に略一致するまで継続して実行される。
【００５６】
次に、上記のパイロット学習制御の実行途中で、つまりステップＳ３、ステップＳ４およびステップＳ５の途中で、エンジン１の運転状態が不安定な運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＮＯの場合、つまりエンジン１の運転状態が安定状態の場合には、図１１に示したように、ＩＳＣ補正量およびＦＣＣＢ補正量から現在の圧力水準のコモンレール圧力での、エンジン１の各気筒毎への噴射量補正量（今回学習値）を算出する（補正量算出手段、学習値算出手段：ステップＳ７）。なお、上記の今回学習値は、ステップＳ４の各噴射毎のＦＣＣＢ補正量をマルチ噴射回数（Ｎ回）で割り算した値｛（ＱＦＣＣＢ）／Ｎ｝とステップＳ５の各噴射毎のＩＳＣ補正量をマルチ噴射回数（Ｎ回）で割り算した値｛（ＱＩＳＣ）／Ｎ｝により、下記の数３の演算式で表わされ、エンジン１の各気筒毎に、しかも予め設定された複数の異なる各圧力水準のコモンレール圧力毎に算出される。
【数３】
2004019539.tif 000005
【００５７】
なお、今回学習値は各噴射の無負荷燃費／Ｎの噴射量指令値（ｔｏｔａｌＱ／Ｎ）に加算する、現在の圧力水準のコモンレール圧力での噴射量補正量として算出される。ここで、今回学習値は噴射量補正量ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時間補正量）であっても良い。
【００５８】
次に、予め設定された複数の異なる全圧力水準のコモンレール圧力での学習値の算出が終了しているか否かを判定する。例えば１圧力水準Ｅ（ＭＰａ）のコモンレール圧力での学習値の算出が終了しているか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定結果がＮＯの場合、すなわち、予め設定された複数の異なる全圧力水準（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のコモンレール圧力毎の学習値の算出が終了していない場合には、ステップＳ２の処理に進み、ステップＳ２にてエンジン１の噴射条件や吸排気条件等を変更することなく、ただ設定された先の圧力水準から次の圧力水準（例えばＡ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ｅ）にコモンレール圧力を変更して、ステップＳ３から、再度パイロット学習制御を実行して、ＩＳＣ補正量およびＦＣＣＢ補正量から次の圧力水準のコモンレール圧力でのエンジン１の各気筒毎への学習値を算出する。
【００５９】
また、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳの場合、つまり予め設定された複数の異なる全圧力水準のコモンレール圧力毎の学習値の算出が終了していることが確認できた場合には、ステップＳ７で算出した学習値、つまり各圧力水準のコモンレール圧力での、エンジン１の各気筒毎の各学習値を、図１２の形式の学習値マップに書き込み、各圧力水準のコモンレール圧力での、エンジン１の各気筒毎の各学習値をスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶（バックアップ）する（学習値記憶手段：ステップＳ９）。
【００６０】
次に、格納された各圧力水準のコモンレール圧力での、エンジン１の各気筒毎の各学習値を噴射量補正量として、下記の数４の演算式に基づくパイロット噴射量の算出時に反映させる（ステップＳ１０）。その後に、図７の制御ルーチンを抜ける。
【数４】
2004019539.tif 000006
【００６１】
但し、ＱＰＬＢは適合値（エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と基本噴射量（Ｑ）との関係を予め実験等により測定して作成した特性マップより算出）で、ＱＩＳＣはＩＳＣ補正量で、ＫＩＳＣはＩＳＣ補正量反映係数で、ＱＫＴＨＦは燃料温度補正係数で、ＱＦＣＣＢはＦＣＣＢ補正量で、ＫＦＣＣＢはＦＣＣＢ補正量反映係数で、ＱＫＰＣは学習値圧力感度補正係数で、ＱＫＮＥは学習値エンジン回転速度感度補正係数で、ＱＰＬＣＰＱは気筒内圧補正係数で、ＱＩＮＴはインターバル依存性補正係数である。学習値は、メモリに記憶された図１２の形式の学習値マップから算出する。なお、パイロット学習制御で使用した圧力水準以外、つまり予め設定された複数の異なる全圧力水準のコモンレール圧力以外の噴射量補正量については２点補間等にて算出する。ここで、ＱＰＬＣＰＱおよびＱＩＮＴは噴射量補正量ではなく、噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時間補正量）であっても良い。
【００６２】
また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合、具体的にはパイロット学習制御の実行途中で、エンジン１の各気筒毎の回転速度変動を検出し、気筒間の回転速度変動が所定時間以上経過しても平滑化しない場合、あるいはエンジン１の平均回転速度を検出し、エンジン１の平均回転速度が目標回転速度に所定時間以上経過しても略一致しない場合、あるいは多段噴射における１噴射当たりの各噴射量指令値（各パイロット噴射量）、噴射タイミング（ＴＦＩＮ）、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）、ＦＣＣＢ補正量の変化量、ＩＳＣ補正量の変化量が所定の範囲外の場合には、エンジン１の運転状態が不安定な運転状態であると判断して、予め設定しておいた値（Ｋ）だけ、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを減少させる。
【００６３】
例えば図９、図１３（ａ）および図１４（ａ）に示したパイロット学習制御の実行時の多段噴射における、ＱＰＬ１とＱＰＬ２との無噴射間隔である指令値インターバル（ＴＰＬ１ＣＲ）を、｛ＴＰＬ１ＣＲ（ｉ−１）−Ｋ｝にセットする。また、ＱＰＬ２とＱＰＬ３との無噴射間隔である指令値インターバル（ＴＰＬ２ＣＲ）を、｛ＴＰＬ２ＣＲ（ｉ−１）−Ｋ｝にセットする。また、ＱＰＬ３とＱｍａｉｎとの無噴射間隔である指令値インターバル（ＴＰＬ３ＣＲ）を、｛ＴＰＬ３ＣＲ（ｉ−１）−Ｋ｝にセットする。また、ＱｍａｉｎとＱｆｕｐとの無噴射間隔である指令値インターバル（ＴＦＵＰＣＲ）を、｛ＴＦＵＰＣＲ（ｉ−１）−Ｋ｝にセットする（無噴射間隔変更手段：ステップＳ１１）。
【００６４】
次に、インターバル最小値ガード判定を実施する。具体的には、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルのうちの少なくとも１つの指令値インターバル（ＴＰＬ１ＣＲ）が最小値（ＫＭＩＮ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ３の処理に進み、ステップＳ３にてエンジン１の他の噴射条件や吸排気条件等を変更することなく、各指令値インターバルのみを変更して、ステップＳ４から再度学習制御を実行する（再学習制御実行手段）。
【００６５】
また、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合には、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを少しずつ減少しても、エンジン１が安定した運転状態で運転できる各指令値インターバルを探し出すことができないと判断して、すなわち、上記のパイロット学習制御を実行してもエンジン不安定状態が所定時間以上継続していると判断して、パイロット学習制御の実行時の多段噴射における各指令値インターバルを最小値にセットして、パイロット学習制御を終了（中止または中断または禁止）する（学習制御禁止手段）。これにより、エンジン１の不安定な運転状態が長時間継続することを防止できる。このときの各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量の更新および記憶を中止または中断または禁止することにより、各気筒毎への噴射量または噴射期間の誤学習（誤補正）または過補正を防止できる。
【００６６】
［実施例の特徴］
本実施例のように、ＩＳＣ補正およびＦＣＣＢ補正を用いて算出した各気筒毎の学習値であるパイロット噴射量補正量またはパイロット噴射期間補正量から、パイロット噴射の各噴射量指令値（例えばＴＱパルス時間）に対する実際のパイロット噴射量のバラツキ、インジェクタ４の個体差、インジェクタ４の経時劣化量を学習補正するパイロット学習制御において、パイロット学習制御の実行時には、特定気筒のインジェクタ４の駆動を、エンジン１の圧縮行程中、膨張行程中に複数回実施することで、燃料噴射を複数回に分けて行なうマルチ噴射が実施されている。
【００６７】
ところが、インジェクタハードの噴射開始遅れ（ＴＤ）や噴射終了遅れ（ＴＤＥ）のばらつきにより、指令値インターバルに対して実噴射インターバルが長くなる。このように、実噴射インターバルが長くなると、パイロット噴射による火種が殆ど消失した時点で次のパイロット噴射が実施されるため、あるいはパイロット噴射による火種が殆ど消失した時点でメイン噴射が実施されるため、エンジン１の気筒内において燃料が正しく燃焼しない失火状態が発生し、エンジン１の運転状態が不安定な運転状態になる場合がある。ここで、図１３（ｂ）は、噴射終了遅れ（ＴＤＥ）が小さくなって、実インターバルが大きくなり、失火が発生している例を示した図である。また、図１４（ｂ）は、噴射開始遅れ（ＴＤ）が大きくなって、実インターバルが大きくなり、失火が発生している例を示した図である。
【００６８】
そこで、本実施例のパイロット学習制御装置においては、上記のＩＳＣ補正量とＦＣＣＢ補正量との和をパイロット噴射量とメイン噴射量とのトータルの噴射量により案分する方式で学習値を算出するパイロット学習制御の実行途中で、エンジン１の運転状態が不安定な運転状態、特に燃焼騒音の増加やエンジン振動の増加を検出した場合には、パイロット学習制御の実行時の各指令値インターバルを、図１３（ｃ）および図１４（ｃ）に示したように、狙いと同等の実噴射インターバルとなるように少しずつ小さくして、パイロット学習制御の実行中にエンジン１を安定して運転できる指令値インターバルを探し出し、上記のようなパイロット学習制御を中止または中断または禁止することなく、パイロット学習制御を継続できるようになる。なお、図１３（ｃ）および図１４（ｃ）に示したように、各噴射量指令値に対する実際のパイロット噴射量のＱ減量分は、上記のＩＳＣ補正およびＦＣＣＢ補正を用いたパイロット学習制御により補正する。
【００６９】
それによって、各噴射毎の噴射量補正量または噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時間補正量）の誤学習または過学習による過剰な補正を防止できるので、エンジン１の燃焼騒音やエンジン振動や排気ガス性能（排気エミッション）の悪化を防止できる。これにより、所定の学習補正頻度によってパイロット学習制御を実行するものにおいても、次回の学習値の算出までの間、狙い通りのパイロット噴射量またはパイロット噴射期間となるので、上記のパイロット噴射の効果を十分に発揮でき、燃焼騒音やエンジン振動、更には排気ガス性能等のエンジン性能が悪化することはない。
【００７０】
また、アイドル運転でのコモンレール圧力に限定した噴射量補正量または噴射期間補正量（インジェクタ通電パルス時間補正量）ではなく、複数の異なるコモンレール圧力でのパイロット噴射期間（噴射量指令値）に対する実際のパイロット噴射量のバラツキ、インジェクタ４の個体差、インジェクタ４の経時劣化量に対応した噴射量補正量または噴射期間補正量を各気筒毎に算出することにより、通常のエンジン運転時の広い運転領域に渡って各学習値を反映させることができる。これにより、エンジン１の全運転領域に亙って、理想的なパイロット噴射期間（噴射量指令値）とパイロット噴射量との相関が得られるようになる。
【００７１】
また、予め設定された全圧力水準Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ以外のコモンレール圧力に関しては２点補間等を行なうことにより、パイロット学習制御の実行時のコモンレール圧力以外のコモンレール圧力を含め実車におけるコモンレール圧力の使用領域全域で、メモリに記憶された学習値を噴射量補正量または噴射期間補正量としてパイロット噴射量（ＱＰＩＬＯＴ）またはパイロット噴射期間（噴射量指令値：ＴＱＰＩＬＯＴ）の算出に反映させることができる。これにより、常に、理想的なパイロット噴射期間（噴射量指令値）とパイロット噴射量との相関が得られるようになる。
【００７２】
［変形例］
本実施例では、本発明をパイロット学習制御装置を備えたコモンレール式燃料噴射システムに適用した例を示したが、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量制御装置に適用しても良い。また、本実施例では、電磁式燃料噴射弁よりなるインジェクタ４を用いた例を説明したが、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。また、メイン噴射に先立って行なわれるパイロット噴射（プレ噴射とも言う）の回数は、１回以上任意に設定しても良く、また、メイン噴射の後に行なわれるパイロット噴射（アフター噴射とも言う）の回数も、０回または１回以上任意に設定しても良い。
【００７３】
本実施例では、図７の制御ルーチンのステップＳ３に示す分割噴射を正確に均等にＮ回に分割する均等分割噴射としたが、これは必ずしも正確に均等にＮ回に分割する均等分割噴射に限定しなくても良い。あるいは、Ｎ回均等分割噴射を、例えばｔｏｔａｌＱ＝５ｍｍ３　／ｓｔの場合、１ｍｍ３　／ｓｔ、１ｍｍ３　／ｓｔ、１ｍｍ３　／ｓｔ、２ｍｍ３　／ｓｔの４回に略均等に分割噴射し、ＦＣＣＢ補正量、ＩＳＣ補正量の各噴射への反映を分割方法に応じて適切に（例えば１：１：１：２の比例配分または各々１／４等）反映し、図７の制御ルーチンのステップＳ７に示す学習値の算出を行なっても良い。以上のような方法で本発明を実施しても、概ね上記実施例と同等の効果を達成することができる。
【００７４】
本実施例では、エンジン１の各気筒毎への噴射量補正量または噴射期間補正量を更新して記憶する補正量記憶手段としてスタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭを用いたが、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭを用いずに、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、前回または今回のパイロット学習制御により更新した前回学習値または今回学習値を記憶するようにしても良い。この場合にも、イグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した内容は保存される。
【００７５】
また、上記のパイロット学習制御によってＦＣＣＢ補正量が所定値以上の場合、あるいはＩＳＣ補正量が所定値以上の場合、あるいはトータルの学習量が所定値以上の場合、あるいは前回学習値と今回学習値との差が所定の範囲外の場合には、噴射量指令値に対して所定値以上の噴射量バラツキがあることを検出できるので、インジェクタ単品個々の故障も検出できる。この場合には、異常警告ランプ（インジケータランプ）を点灯して運転者にインジェクタ４の交換を促すようにしても良い。また、上記のパイロット学習制御をアイドル運転またはアイドル安定状態での目標燃料圧力に限定して実行しても良い。また、上記のパイロット学習制御を一定または可変の学習補正頻度（例えば走行距離等）にて実行できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール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】基本噴射量を算出するための特性図である（実施例）。
【図３】噴射指令パルス時間を算出するための特性図である（実施例）。
【図４】インジェクタ噴射指令パルス（ＴＱパルス）、インジェクタ駆動電流波形および燃料噴射率を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図５】パイロット噴射量を算出するための特性図である（実施例）。
【図６】パイロットインターバルを算出するための特性図である（実施例）。
【図７】パイロット学習制御方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図８】均等分割噴射の噴射パターンを示した説明図である（実施例）。
【図９】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図である（実施例）。
【図１０】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図である（実施例）。
【図１１】噴射挙動および制御内容概要を示したモデル図である（実施例）。
【図１２】学習値マップを示した図である（実施例）。
【図１３】（ａ）は狙いの噴射パターンを示した動作説明図で、（ｂ）は噴射終了遅れが小さくなって失火が発生している例を示した動作説明図で、（ｃ）は補正実施後の噴射パターンを示した動作説明図である（実施例）。
【図１４】（ａ）は狙いの噴射パターンを示した動作説明図で、（ｂ）は噴射開始遅れが大きくなって失火が発生している例を示した動作説明図で、（ｃ）は補正実施後の噴射パターンを示した動作説明図である（実施例）。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
２　コモンレール（蓄圧容器）
３　サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
４　インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）
１０　ＥＣＵ（無噴射間隔決定手段、学習制御実行手段、無噴射間隔変更手段、再学習制御実行手段、学習制御禁止手段）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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