(57)【要約】【課題】  脈動に起因する不具合を解決するため、従来はマルチ噴射の各噴射毎に独立したマップを用いて各噴射開始時の噴射パルスの出力タイミングを補正しており、適合工数を多く要していた。【解決手段】  インジェクタの構造を簡易式にモデル化し、各部の動作所要時間を、噴射パルスを発生してからバルブが上昇を開始するまでの第１期間Ｔｄｓ1 と、バルブが完全に開弁するまでの第２期間Ｔｄｓ2 と、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでの第３期間Ｔｄｓ3 とに分け、各期間を簡易的な式を用いて算出して、それらの和から噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求める。この演算技術を用いることにより、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出のために膨大な適合データを必要とせず、またインジェクタの仕様が一部変更された場合などでも、変更部分の適合値を変えることで適合処理を工数少なく行える。【選択図】  図１
2005180338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給圧Ｐｃが流入通路を介して与えられるとともに、排出通路を介して排圧される制御室、前記排出通路の連通を開閉する電動弁、および制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下すると開弁して燃料を噴射するノズルを有するインジェクタと、
前記電動弁の通電を制御して前記インジェクタの噴射タイミングを制御する制御装置と、
を備える燃料噴射装置であって、
前記制御装置は、
前記電動弁に通電を開始してから、前記電動弁のバルブが開弁のための移動を開始するまでの第１期間Ｔｄｓ1 と、
前記バルブが開弁のための移動を開始してから、前記バルブが完全に開弁位置に達するまでの第２期間Ｔｄｓ2 と、
前記バルブが完全に開弁位置に達してから、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでの第３期間Ｔｄｓ3 とに分け、
前記第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 をそれぞれ簡易的な物理式を用いて算出し、
前記物理式から算出した前記第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の和によって、前記インジェクタに開弁指示を与えてから、実際に前記インジェクタが燃料噴射を開始するまでの噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求める噴射開始遅れ算出手段を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記噴射開始遅れ算出手段は、燃料供給圧Ｐｃと前記インジェクタの仕様数値とから制御室圧力Ｐｃｃを推定する推定演算を実施し、この推定された制御室圧力Ｐｃｃを用いて前記噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記第１期間Ｔｄｓ1 は、推定された制御室圧力Ｐｃｃと、前記排出通路の径と、前記電動弁に与えられる電圧値とをパラメータとした式にて求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記第１期間Ｔｄｓ1 は、前記インジェクタの仕様に応じた定数とすることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記第２期間Ｔｄｓ2 は、推定された制御室圧力Ｐｃｃの平方根の逆数に比例する値として求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記第２期間Ｔｄｓ2 は、燃料供給圧Ｐｃの平方根の逆数に比例する値として求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記第１期間Ｔｄｓ1 と前記第２期間Ｔｄｓ2 の区別を無くして、前記電動弁に通電を開始してから、前記バルブが完全に開弁位置に達するまでの第１、第２合算期間を簡易的な物理式を用いて算出し、この第１、第２合算期間と、前記第３期間Ｔｄｓ3 とを加算して前記噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記第３期間Ｔｄｓ3 は、
前記バルブが完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの初期圧力変化率ｄＰｉｎｔと、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに到達した時における制御室圧力Ｐｃｃの開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎとを用いた内分式によって求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料噴射装置において、
前記流入通路から前記制御室に流入する燃料の流量Ｑｄｉｎと、前記制御室から前記排出通路を介して流出する燃料の流量Ｑｄｏｕｔとが釣り合う釣り合い圧力Ｐｉｎｆを求め、
この釣り合い圧力Ｐｉｎｆと燃料供給圧Ｐｃから正規化圧力Ｐｓｔｄを求め、
この正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した内分比Ｋｉｐを求め、
前記初期圧力変化率ｄＰｉｎｔによる最短到達時間Ｔｏｐｎ0 と、前記開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎによる最長到達時間Ｔｏｐｎ1 との内分式に、前記内分比Ｋｉｐを代入して前記第３期間Ｔｄｓ3 を求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料噴射装置において、
前記正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した前記内分比Ｋｉｐを求める際は、当該内分比Ｋｉｐを２次式以上の多項式の近似式にして用いることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の燃料噴射装置において、
前記バルブが完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃは、燃料供給圧Ｐｃに脈動を考慮した係数を掛けた値を用いることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の燃料噴射装置において、
前記開弁圧力Ｐｏｐｎは、コマンドピストンおよびニードルを燃料の噴孔側へ押圧するノズル押圧力と、前記コマンドピストンおよび前記ニードルを前記制御室側へ押し戻すノズル反力との、静的な力の釣り合い条件を用いて算出することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズル反力を求める際に、前記コマンドピストンおよび前記ニードルの摺動摩擦力をオフセット値として用いることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズル反力は、前記ニードルが燃料供給圧Ｐｃを受けて、前記ニードルを開弁側へ押し戻すシート上部反力と、
前記ニードルの着座シートよりも噴孔側において当該噴孔を介して外部より受けるシート下部反力とに分けて算出することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料噴射装置において、
前記シート上部反力を求める際に、脈動を考慮した燃料供給圧Ｐｃを用いることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の燃料噴射装置において、
前記シート下部反力を求める際に、燃料を噴射する前記インジェクタが取り付けられた筒内圧Ｐｃｙｌを推定し、この推定された筒内圧Ｐｃｙｌを用いることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１７】
請求項８に記載の燃料噴射装置において、
今回の噴射時において前記バルブが完全に開弁位置に達した時が、前回の噴射時において前記バルブが閉弁位置に達した時から所定時間以内の場合、
前回の噴射時において前記バルブが閉弁位置に達した時に近いほど、前記第３期間Ｔｄｓ3 を短くするコマンドピストン伸縮補正を実施することを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジン）に燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものであり、特にインジェクタの開閉駆動制御において、制御装置がインジェクタを開弁させる開弁信号（以下、インジェクタ信号）を発生してから、実際にインジェクタが燃料噴射を開始するまでの「噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ」を求める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来の技術）
燃料噴射装置においてマルチ噴射（１サイクル中に燃料噴射を複数回に分けて行う多段噴射）を実施する場合、２段目以降の噴射は、その前の噴射の影響（インジェクタに燃料を供給する配管中に発生する脈動の影響）を受けて「噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ」が変動する。
具体的には、インジェクタ信号の一例として噴射パルスをインジェクタに与えた場合、脈動の影響がないと、噴射パルスを発生してから所定の噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが経過した時点から噴射率が上昇する。
しかし、脈動の影響でインジェクタに供給される燃料供給圧Ｐｃが上がると、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが短くなり、噴射開始タイミングが早まってしまう。逆に、脈動の影響でインジェクタに供給される燃料供給圧Ｐｃが下がると、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが長くなり、噴射開始タイミングが遅れてしまう。
【０００３】
ここで、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動（噴射開始タイミングの変動）とインジェクタから実際に噴射される噴射量（以下、実噴射量）Ｑ’の関係を図９を参照して説明する。  脈動の影響がない場合、噴射パルスを発生してから所定の噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが経過した時点（要求噴射開始タイミング）から噴射率が上昇し、噴射パルスを停止してから閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 が経過した時点から噴射率が低下するため、噴射率で描かれる幾何学的図形は、図９中、基準三角形αで示す図形になり、実噴射量Ｑ’は、基準三角形αの面積に応じた量（要求噴射量Ｑ）となる。
【０００４】
しかし、脈動の影響で図中矢印(1) に示すように噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが短くなり、噴射開始タイミングが早まると、最大噴射率が図中矢印(2) に示すように高くなり、ニードル下降時間Ｔｄｅ2 が図中矢印(3) に示すように長くなる。この結果、噴射率で描かれる幾何学的図形は、図９中、大三角形βで示す図形になり、実噴射量Ｑ’は、図９中、大三角形βの面積に応じた量となり、要求噴射量Ｑより多くなってしまう。
逆に、脈動の影響で噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが長くなり、噴射開始タイミングが遅れると、噴射率で描かれる幾何学的図形は、基準三角形αより小さくなり、実噴射量Ｑ’が要求噴射量Ｑより少なくなってしまう。
【０００５】
また、脈動の影響でインジェクタに供給される燃料圧が変動して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが変化することにより、制御装置が求めた要求噴射開始タイミングに対して、実際の噴射タイミングも前後にずれてしまう。
【０００６】
そこで、従来では、脈動によって変化する燃料供給圧Ｐｃに対応した２次元マップ（補正マップ）をマルチ噴射の各噴射毎に用意し、各噴射毎に噴射パルスの出力タイミングを補正して、脈動の影響によって実噴射量Ｑ’が変動するのを防いでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
（従来技術の不具合）
上述したように、従来の技術では、マルチ噴射の各噴射毎に噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを補正する２次元マップを用意している。このため、マルチ噴射の噴射回数が増加すると、その分、適合しなければならないデータ量が増大することになる。
また、インジェクタの仕様の一部が変更されただけでも、全ての適合データを見直す必要が生じてしまい、インジェクタの仕様変更に伴う適合処理が膨大となり、適合処理の効率が非常に悪い。
【特許文献１】特開平１０−２６６８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
〔発明の目的〕
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インジェクタの構造を簡易式にモデル化し、モデル化したインジェクタの各部の動作所要時間を推定して、マルチ噴射における各噴射毎の噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出するようにして、制御装置のデータ量を低減するとともに、インジェクタの仕様に応じた適合処理が容易な燃料噴射装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する燃料噴射装置は、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを、電動弁に通電を開始してから電動弁のバルブが開弁のための移動を開始するまでの第１期間Ｔｄｓ1 と、バルブが開弁のための移動を開始してからバルブが完全に開弁位置に達するまでの第２期間Ｔｄｓ2 と、バルブが完全に開弁位置に達してから制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでの第３期間Ｔｄｓ3 とに分ける。そして、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 をそれぞれ簡易的な物理式を用いて算出し、算出した第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の和によって噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
このように、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 における各部の応答を簡易的な式にて模擬し、各部の応答の所要時間を個別に演算するものであるため、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出するにあたり、従来のような膨大な適合データを必要としない。これによって、制御装置のデータ量を低減することができる。また、インジェクタの仕様の一部が変更された場合などでも、変更部分の適合値を変えることで対応が可能になるため、インジェクタの仕様変更に伴う適合処理が容易になる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する燃料噴射装置は、燃料供給圧Ｐｃとインジェクタの仕様数値とから制御室圧力Ｐｃｃを推定する推定演算を実施し、この推定された制御室圧力Ｐｃｃを用いて噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
このように設けることにより、燃料供給圧Ｐｃを検出するセンサ（例えば、コモンレール圧センサ）以外にセンサを必要としないで、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出することができる。また、インジェクタの仕様変更に伴う適合工数を低減できる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する燃料噴射装置は、第１期間Ｔｄｓ1 を、推定された制御室圧力Ｐｃｃと、排出通路の径と、電動弁に与えられる電圧値とをパラメータとした式にて求めるものである。
このように設けることにより、各パラメータを的確に第１期間Ｔｄｓ1 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタの仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する燃料噴射装置は、第１期間Ｔｄｓ1 を、インジェクタの仕様に応じた定数とするものである。
第１期間Ｔｄｓ1 は、インジェクタ信号を発生してから、電動弁が通電されて、電動弁のバルブが開弁動作を開始するまでの主に電気的な遅れである。これは、燃料供給圧Ｐｃによらず、同一のインジェクタ仕様では一定であるため、定数とすることが可能になる。  このように、第１期間Ｔｄｓ1 を定数とすることにより、制御装置のデータ量および演算負荷を減らすことができる。また、インジェクタの仕様変更に伴う適合工数を低減できる。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する燃料噴射装置は、第２期間Ｔｄｓ2 を、推定された制御室圧力Ｐｃｃの平方根の逆数に比例する値として求めるものである。
電動弁のバルブが開弁動作を開始してから、完全に開弁するまでの時間（第２期間Ｔｄｓ2 ）は、制御室圧力Ｐｃｃが大きいほど短くなると推測できる。
そこで、第２期間Ｔｄｓ2 を、制御室圧力Ｐｃｃの平方根の逆数に比例する値として求めることができる。
このように設けることにより、制御室圧力Ｐｃｃを的確に第２期間Ｔｄｓ2 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタの仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００１４】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する燃料噴射装置は、第２期間Ｔｄｓ2 を、燃料供給圧Ｐｃ（例えば、コモンレール圧）の平方根の逆数に比例する値として求めるものである。
電動弁のバルブが開弁動作を開始してから、完全に開弁するまでの時間（第２期間Ｔｄｓ2 ）は、燃料供給圧Ｐｃが大きいほど短くなると推測できる。
そこで、第２期間Ｔｄｓ2 を、燃料供給圧Ｐｃの平方根の逆数に比例する値として求めることができる。
このように設けることにより、燃料供給圧Ｐｃを的確に第２期間Ｔｄｓ2 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタの仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００１５】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する燃料噴射装置は、第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 の区別を無くして、電動弁に通電を開始してから、バルブが完全に開弁位置に達するまでの第１、第２合算期間（第１期間と第２期間とを合わせた１つの期間）を簡易的な物理式を用いて算出し、この第１、第２合算期間と、第３期間Ｔｄｓ3 とを加算して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
このように、第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 を１つの第１、第２合算期間として求めることにより、制御装置の演算負荷を軽減することができる。
【００１６】
〔請求項８の手段〕
ここで、第３期間Ｔｄｓ3 は、電動弁のバルブが完全に開弁位置に達してから、インジェクタが噴射を開始するまでの時間であるが、制御室圧力Ｐｃｃの時間変化量Ｐｃｃｄｏｔは、
【数１】
2005180338.tif 000003
で表される。
なお、Ｋｅは実験等で得られる体積弾性係数、Ｖｃｃは制御室の容積、Ｑｄｉｎは流入通路から制御室に流入する燃料の流量（制御室流入量）、Ｑｄｏｕｔは制御室から排出通路を介して流出する燃料の流量（制御室流出量）である。
制御室流入量Ｑｄｉｎおよび制御室流出量Ｑｄｏｕｔは次式によって求めることができる。
【数２】
2005180338.tif 000004
【数３】
2005180338.tif 000005
なお、Ｑｄｉｎ０は電動弁のバルブが完全に開弁位置に達した時における制御室流入量、Ｑｄｏｕｔ０は電動弁のバルブが完全に開弁位置に達した時における制御室流出量である。
そして、上記［数式２、３］を、上記［数式１］に代入し、時間変化量Ｐｃｃｄｏｔを燃料供給圧Ｐｃから開弁圧力Ｐｏｐｎまで積分した値が第３期間Ｔｄｓ3 となる。
しかし、上記積分の演算負荷が非常に大きいため、実際の車両搭載レベルの制御装置では、上記積分処理を実施するのはソフトウェアの処理負荷的に困難である。
【００１７】
そこで、請求項８の手段を採用する燃料噴射装置は、第３期間Ｔｄｓ3 を、バルブが完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの初期圧力変化率ｄＰｉｎｔと、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに到達した時における制御室圧力Ｐｃｃの開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎとを用いた内分式によって求めるものである。
このように設けることにより、リアルタイムで積分処理を実施しなくても第３期間Ｔｄｓ3 を求めることができ、第３期間Ｔｄｓ3 の処理負荷を大幅に低減できるようになる。これによって、実際の車両搭載レベルの制御装置で第３期間Ｔｄｓ3 を容易に求めることができる。
【００１８】
〔請求項９の手段〕
請求項９の手段を採用する燃料噴射装置は、流入通路から制御室に流入する燃料の流量Ｑｄｉｎと、制御室から排出通路を介して流出する燃料の流量Ｑｄｏｕｔとが釣り合う釣り合い圧力Ｐｉｎｆを求め、この釣り合い圧力Ｐｉｎｆと燃料供給圧Ｐｃから正規化圧力Ｐｓｔｄを求め、この正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した内分比Ｋｉｐを求め、さらに初期圧力変化率ｄＰｉｎｔによる最短到達時間Ｔｏｐｎ0 と、開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎによる最長到達時間Ｔｏｐｎ1 との内分式に内分比Ｋｉｐを代入して第３期間Ｔｄｓ3 を求めるものである。
このような演算によって第３期間Ｔｄｓ3 を求めることにより、制御装置のデータ量を削減することができるとともに、制御装置の演算負荷を軽くすることができる。
【００１９】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０の手段を採用する燃料噴射装置は、正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した内分比Ｋｉｐを求める際、当該内分比Ｋｉｐを２次式以上の多項式の近似式にして用いるものである。
多項式によって内分比Ｋｉｐを近似させているため、内分比Ｋｉｐの近似精度を高めることができる。また、内分比Ｋｉｐを多項式の近似式で求めるため、内分比Ｋｉｐをマップデータで持たせる場合に比較して制御装置のデータ量を削減することができる。
【００２０】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１の手段を採用する燃料噴射装置は、バルブが完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃとして、燃料供給圧Ｐｃに脈動を考慮した係数を掛けた値を用いるものである。
このように設けることによって、バルブが完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの圧力降下を考慮できるため、第３期間Ｔｄｓ3 の算出精度を高めることができる。
【００２１】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２の手段を採用する燃料噴射装置は、開弁圧力Ｐｏｐｎを、コマンドピストンおよびニードルを燃料の噴孔側へ押圧するノズル押圧力と、コマンドピストンおよびニードルを制御室側へ押し戻すノズル反力との、静的な力の釣り合い条件を用いて算出する。  このように、第３期間Ｔｄｓ3 を求める際に、インジェクタの動的な影響を無視できるため、第３期間Ｔｄｓ3 を求める演算を大幅に簡素化することができる。
【００２２】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３の手段を採用する燃料噴射装置は、ノズル反力を求める際に、コマンドピストンとニードルの摺動摩擦力をオフセット値として用いるものである。
このように、コマンドピストンとニードルの摺動摩擦力を考慮して第３期間Ｔｄｓ3 を求めるため、第３期間Ｔｄｓ3 の算出精度を高めることができる。
【００２３】
〔請求項１４の手段〕
請求項１４の手段を採用する燃料噴射装置は、ノズル反力を、ニードルが燃料供給圧Ｐｃを受けてニードルを開弁側へ押し戻すシート上部反力と、ニードルの着座シートよりも噴孔側において当該噴孔を介して外部より受けるシート下部反力とに分けて算出するものである。
このようにノズル反力を、シート上部反力とシート下部反力とに分けることで、ノズル反力を求める演算を簡素化することができる。
【００２４】
〔請求項１５の手段〕
請求項１５の手段を採用する燃料噴射装置は、シート上部反力を求める際、脈動を考慮した燃料供給圧Ｐｃを用いるものである。
このように、燃料供給圧Ｐｃに発生する脈動を考慮することにより、マルチ噴射時のシート上部反力の推定精度を向上させることができ、第３期間Ｔｄｓ3 の算出精度を高めることができる。
【００２５】
〔請求項１６の手段〕
請求項１６の手段を採用する燃料噴射装置は、シート下部反力を求める際、燃料を噴射するインジェクタが取り付けられた筒内圧Ｐｃｙｌを推定し、この推定された筒内圧Ｐｃｙｌを用いるものである。
このように、筒内圧Ｐｃｙｌを用いてシート下部反力を求めることにより、ニードルに与えられる筒内圧Ｐｃｙｌの影響を自動的に補償できるため、エンジンに搭載された時の適合工数を低減することができる。
【００２６】
〔請求項１７の手段〕
請求項１７の手段を採用する燃料噴射装置は、今回の噴射時においてバルブが完全に開弁位置に達した時が、前回の噴射時においてバルブが閉弁位置に達した時から所定時間以内の場合、前回の噴射時においてバルブが閉弁位置に達した時に近いほど、第３期間Ｔｄｓ3 を短くするコマンドピストン伸縮補正を実施するものである。
これによって、コマンドピストン（制御室の圧力をニードルへ伝える部材）の伸縮（前回の噴射時に制御室の圧力が下がることによりコマンドピストンが一旦伸び、噴射終了時に制御室に印加される高圧燃料によってコマンドピストンが再び縮むことによる伸縮）による第３期間Ｔｄｓ3 の変動をなくすことができ、第３期間Ｔｄｓ3 の算出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
最良の形態１の燃料噴射装置は、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを、電動弁に通電を開始してから電動弁のバルブが開弁のための移動を開始するまでの第１期間Ｔｄｓ1 と、バルブが開弁のための移動を開始してからバルブが完全に開弁位置に達するまでの第２期間Ｔｄｓ2 と、バルブが完全に開弁位置に達してから制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでの第３期間Ｔｄｓ3 とに分け、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 をそれぞれ簡易的な物理式を用いて算出する。
そして、算出した第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の和によって噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
【００２８】
最良の形態２の燃料噴射装置は、最良の形態１における第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 の区別を無くして、電動弁に通電を開始してから、バルブが完全に開弁位置に達するまでの第１、第２合算期間を簡易的な物理式を用いて算出し、この第１、第２合算期間と、第３期間Ｔｄｓ3 とを加算して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
【実施例１】
【００２９】
本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した実施例１を図１〜図８を参照して説明する。
（実施例１の構成）
コモンレール式燃料噴射装置の構成を図５を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジン）１に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール２、インジェクタ３、サプライポンプ４、ＥＣＵ５（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）等から構成される。
エンジン１は、吸入・圧縮・爆発・排気の各工程を連続して行う気筒を複数備えたものであり、図５では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数のエンジンであっても良い。
【００３０】
コモンレール２は、インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、高圧に加圧されたコモンレール圧（インジェクタ３への燃料供給圧に相当する）Ｐｃが蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ３からのリーク燃料は、リーク配管（燃料還流路）７を経て燃料タンク８に戻される。
また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管（燃料還流路）９には、プレッシャリミッタ１１が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１１は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール２の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
【００３１】
インジェクタ３は、エンジン１の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール２より分岐する複数の高圧燃料配管１０の下流端に接続されて、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。なお、インジェクタ３の詳細は後述する。
【００３２】
サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動される。なお、このカムシャフト１２は、図５に示されるように、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整するポンプ制御弁（図示しない）が搭載されており、このポンプ制御弁がＥＣＵ５によって調整されることにより、コモンレール圧Ｐｃが調整されるようになっている。
【００３３】
ＥＣＵ５には、制御処理、演算処理を行う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ている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ５に読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態、エンジン１の運転状態等に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、ＥＣＵ５に接続されるセンサ類には、図５に示すように、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、エンジン回転数を検出する回転数センサ２２、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ２３、コモンレール圧Ｐｃを検出するコモンレール圧センサ２４、およびその他のセンサ類２５がある。
【００３４】
（噴射制御の説明）
次に、ＥＣＵ５による燃料噴射制御について説明する。
この実施例１では、１サイクル中に複数回の燃料噴射（マルチ噴射）を実施し、エンジン振動およびエンジン騒音の防止、排気ガスの浄化、エンジン出力と燃費を高い次元で両立させるものであり、ＥＣＵ５は、燃料の各噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラム（マップ等）と、ＲＡＭに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、現運転状態に応じた要求噴射タイミングと要求噴射量Ｑを求め、その要求噴射タイミングでインジェクタ３から燃料噴射を開始させるとともに、インジェクタ３から要求噴射量Ｑを噴射させるようにインジェクタ３に噴射パルスを出力するように設けられている。
【００３５】
この実施例のＥＣＵ５は、要求噴射タイミングで要求噴射量Ｑが得られるようにインジェクタ３を制御する手段として、インジェクタ３の噴射率を簡易的にモデル化（図形化）し、そのモデルに基づいてインジェクタ３の駆動信号発生時期（噴射パルスON時期）と駆動信号停止時期（噴射パルスOFF 時期）を求めるモデル噴射制御を実施する。
【００３６】
モデル噴射制御について説明する。
ＥＣＵ５は、要求噴射タイミングで要求噴射量Ｑが得られるようにインジェクタ３に噴射パルスを出力するために、要求噴射量Ｑに応じた面積を持つ噴射率の幾何学的図形を描く。
この幾何学的図形は、時間軸とインジェクタ３の噴射率によって描かれる図形であり、ＥＣＵ５には、要求噴射量Ｑに応じた面積を持つ噴射率の幾何学的図形からインジェクタ３の駆動信号発生時期と駆動信号停止時期を求める駆動タイミング算出手段の機能が設けられている。なお、噴射率の幾何学的図形は、インジェクタ３に供給されるコモンレール圧Ｐｃ、およびインジェクタ３の仕様の条件を有して描かれるものである。
【００３７】
ここで、モデル噴射制御の説明にあたり、インジェクタ３の基本構造を図６を参照して説明する。
インジェクタ３は、コモンレール２から供給される高圧燃料をエンジン１の気筒内に噴射するものであり、コモンレール圧Ｐｃが流入通路３１（インオリフィスが配置された燃料通路）を介して与えられるとともに、排出通路３２（アウトオリフィスが配置された燃料通路）を介して排圧される制御室３３を具備し、排出通路３２を電磁弁３４（電動弁の一例）によって開閉して、制御室圧力（制御室３３内の圧力）Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するとニードル３５が上昇して燃料を噴射するノズル３６を有する。
【００３８】
インジェクタ３のハウジング３７（例えば、ノズルホルダ）には、コマンドピストン３８を上下方向（ニードル３５の開閉弁方向）に摺動自在に支持するシリンダ４１、コモンレール２から供給された高圧燃料をノズル３６側および流入通路３１側へ導く高圧燃料通路４２、および高圧燃料を低圧側へ排出する排圧燃料通路４３等が形成されている。
【００３９】
コマンドピストン３８は、シリンダ４１内に挿入され、プレッシャピン４４を介してニードル３５に連接されている。
プレッシャピン４４は、コマンドピストン３８とニードル３５との間に介在され、プレッシャピン４４の周囲には、ニードル３５を下方（閉弁方向）へ付勢するスプリング４５が配置されている。
【００４０】
制御室３３は、シリンダ４１の上側（電磁弁３４側）に形成され、コマンドピストン３８の上下移動に応じて容積が変化する。
流入通路３１は、高圧燃料通路４２から供給される高圧燃料を減圧する入口側の燃料絞りであり、高圧燃料通路４２と制御室３３は流入通路３１を介して連通する。
排出通路３２は、制御室３３の上側に形成され、制御室３３から排圧燃料通路４３（低圧側）に排出される燃料を絞る出口側の燃料絞りであり、制御室３３と排圧燃料通路４３は排出通路３２を介して連通する。
【００４１】
電磁弁３４は、通電（ON）されると電磁力を発生するソレノイド４６と、このソレノイド４６の発生する電磁力によって上方（開弁方向）へ吸引されるバルブ４７と、バルブ４７を下方（閉弁方向）へ付勢するリターンスプリング４８とを備える。
例えば、バルブ４７は排出通路３２を開閉するボール弁４７ａ（符号、図２参照）を備えるものであり、ソレノイド４６がOFF の状態では、リターンスプリング４８の付勢力によってバルブ４７が下方に押し付けられ、ボール弁４７ａが排出通路３２を塞ぐ。ソレノイド４６がONの状態では、リターンスプリング４８の付勢力に抗してバルブ４７が上方に移動し、ボール弁４７ａが着座面から上方へリフトして排出通路３２が開かれる。
【００４２】
インジェクタ３のハウジング３７（例えば、ノズルボディ）には、ニードル３５を上下方向（開閉方向）へ摺動自在に支持する摺動孔５１と、高圧燃料通路４２に連通しており、ニードル３５の外周に環状に設けられたノズル室５２と、ニードル３５が閉弁時に着座する円錐状の弁座５３と、高圧燃料を噴射するための複数の噴孔５４とが形成されている。この噴孔５４は、ニードル３５と弁座５３とが着座時に当接する着座シート５５（符号、図２参照）のシート径Ｄｎｓより内側に穿設されている。
【００４３】
ニードル３５は、摺動孔５１に保持される摺動軸部３５ａと、この摺動軸部３５ａの下部に形成される受圧面３５ｂと、この受圧面３５ｂより下方へ伸びる小径軸状のシャフト３５ｃと、弁座５３に着座および離脱して噴孔５４を開閉する円錐弁３５ｄとから構成され、摺動軸部３５ａがノズル室５２と低圧側（プレッシャピン４４の周囲）との間をシールしながら軸方向へ往復動可能に設けられている。
【００４４】
ニードル３５の先端の円錐弁３５ｄは、上側の円錐台部と下側の円錐先端部とから構成され、その境界部に着座シート５５が形成される。円錐台部の広がり角度は、弁座５３の広がり角度より小さいものであり、円錐先端部の広がり角度は、弁座５３の広がり角度より大きいものである。
つまり、円錐弁３５ｄが弁座５３に着座する際は、円錐弁３５ｄの着座シート５５が弁座５３に当接してノズル室５２と噴孔５４との連通を遮断するものである。
【００４５】
次に、インジェクタ３の作動原理を図７、図８を参照して説明する。
ＥＣＵ５より電磁弁３４に噴射パルスが与えられる（噴射パルスON）と、電磁弁３４がバルブ４７を吸引し、そのバルブ４７（図中、２ＷＶ）がリフトアップを開始すると、排出通路３２が開いて、流入通路３１で減圧された制御室３３の圧力が低下を開始する。
制御室３３の圧力が開弁圧力Ｐｏｐｎ以下に低下すると、ニードル３５が上昇を開始する。ニードル３５が弁座５３から離座すると、ノズル室５２と噴孔５４とが連通し、ノズル室５２に供給された高圧燃料が噴孔５４から噴射する（噴射パルスONから噴射開始までの時間を噴射開始遅れ時間Ｔｄｓと称す：この噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出の詳細は後述する）。
【００４６】
ニードル３５の上昇に従い、噴射率が上昇する（噴射率の上昇を上昇噴射率Ｑｕｐと称す）。この上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達すると、それ以上噴射率は上昇しない（図８参照）。
【００４７】
ＥＣＵ５より電磁弁３４に与えられている噴射パルスが停止（噴射パルスOFF ）すると、電磁弁３４がバルブ４７の吸引を停止して、そのバルブ４７がリフトダウンを開始する。そして、電磁弁３４のバルブ４７が排出通路３２を閉じると、制御室３３の圧力が上昇を開始する。制御室３３の圧力が閉弁圧以上まで上昇すると、ニードル３５が下降を開始する（噴射パルスOFF からニードル３５の下降開始までの時間を閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 と称し、ニードル３５の上昇開始から下降開始までの時間をニードル上昇時間Ｔｑｒと称し、ニードル３５の下降時において、噴射率の下降を下降噴射率Ｑｄｎと称す）。
ニードル３５が下降して、ニードル３５が弁座５３に着座すると、ノズル室５２と噴孔５４の連通が遮断されて、噴孔５４からの燃料噴射が停止する（ニードル３５が下降開始してから噴射停止までの時間Ｔｄｅ2 と称す）。
【００４８】
以上で説明したように、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達しない場合（例えば小噴射時）では、時間軸と噴射率（上昇噴射率Ｑｕｐと下降噴射率Ｑｄｎ）によって図７に示すように三角形の図形が描かれる。また、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達する場合（例えば大噴射時）では、時間軸と噴射率（上昇噴射率Ｑｕｐと最大噴射率Ｑｍａｘと下降噴射率Ｑｄｎ）によって図８に示すように台形の図形が描かれる。
【００４９】
次に、噴射率の幾何学的図形の各パラメータを説明する。
（１）上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達しない場合（例えば小噴射時）で、噴射率の幾何学的図形が三角形の場合。
上昇噴射率Ｑｕｐ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ，Ｔｉｎｔ）
下降噴射率Ｑｄｎ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ）
【数４】
2005180338.tif 000006
噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ
閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ）
噴射パルス期間Ｔｑｆ＝Ｔｑｒ＋Ｔｄｓ−Ｔｄｅ1 
ニードル下降時間Ｔｄｅ2 ＝Ｔｑｒ（Ｑｕｐ／Ｑｄｎ）
【００５０】
（２）上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達する場合（例えば大噴射時）で、噴射率の幾何学的図形が台形の場合。
上昇噴射率Ｑｕｐ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ，Ｔｉｎｔ）
下降噴射率Ｑｄｎ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ）
最大噴射率Ｑｍａｘ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ）
【数５】
2005180338.tif 000007
噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ
閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 ＝ｆｕｎｃ（Ｐｃ）
噴射パルス期間Ｔｑｆ＝Ｔｑｒ＋Ｔｄｓ−Ｔｄｅ1 
ニードル下降時間Ｔｄｅ2 ＝Ｔｑｒ（Ｑｕｐ／Ｑｄｎ）
【００５１】
なお、上記において、Ｔｉｎｔはマルチ噴射時におけるインターバル（噴射間隔）であり、噴射パルス期間Ｔｑｆはインジェクタ３の駆動信号発生時期（噴射パルスON時期）から駆動信号停止時期（噴射パルスOFF 時期）までの期間に相当するものである。また、ｆｕｎｃは関数（インジェクタ３の吐出系の仕様条件を有する関数）あるいは記憶装置に記憶されたマップ（インジェクタ３の吐出系の仕様条件に基づき作成されたマップ）を示すものであり、関数あるいはマップから数値を導き出すものである。さらに、Ｐｃはコモンレール圧センサ２４によって読み込まれたコモンレール圧であり、インジェクタ３に供給される高圧燃料の圧力に相当するものである。
【００５２】
ここで、ニードル上昇時間Ｔｑｒは、要求噴射量Ｑ、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎにより求められるものである。即ち、噴射率の幾何学的図形と要求噴射量Ｑの関係によって求められるものである。
【００５３】
そして、ＥＣＵ５は、図７、図８に示すように、時間軸に対する噴射率の幾何学的図形の形成開始時点ａ1 から、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ分だけ前だしして、噴射パルスのON時期を求める。即ち、噴射パルスのON時期は、ａ1 −Ｔｄｓによって求められる。
このように、噴射パルスのON時期を、実際にインジェクタ３が燃料噴射を開始する時点から噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ分だけ前だしすることによって、ＥＣＵ５が求めた要求噴射タイミングで噴射を開始できる。
【００５４】
また、ＥＣＵ５は、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ分にニードル上昇時間Ｔｑｒ分を加え、閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 分を差し引くことで、噴射パルス期間Ｔｑｆを求める。即ち、噴射パルス期間Ｔｑｆは、Ｔｄｓ＋Ｔｑｒ−Ｔｄｅ1 によって求められる。
このように、噴射パルスON〜OFF までの間隔を噴射パルス期間Ｔｑｆによって求めることにより、噴射パルスOFF 時期が求まり、ＥＣＵ５が求めた要求噴射量Ｑをインジェクタ３から実際に噴射することができる。
【００５５】
なお、この実施例１では、噴射パルスOFF 時期を噴射パルス期間Ｔｑｆで求めた例を示したが、制御室３３の圧力が閉弁圧に達する時点ａ2 から閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 分だけ前だしすることで、噴射パルスOFF 時期を求めても良い。即ち、噴射パルスOFF 時期を、ａ2 −Ｔｄｅ1 によって求めても良い。
【００５６】
また、時間軸に対する噴射率の幾何学的図形の形成終了時点ａ3 から、閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 分とニードル下降時間Ｔｄｅ2 分を前だしすることで、噴射パルスOFF 時期を求めても良い。即ち、噴射パルスOFF 時期を、ａ3 −Ｔｄｅ1 −Ｔｄｅ2 によって求めても良い。
【００５７】
［実施例１の特徴］
次に、上記噴射制御で用いられる噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出技術について図１〜図４を参照して説明する。
ＥＣＵ５には、インジェクタ３に開弁指示を与えてから（噴射パルスのONから）、実際にインジェクタ３が燃料噴射を開始するまでの「噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ」を求める噴射開始遅れ算出手段の機能がプログラムされている。
この噴射開始遅れ算出手段は、図１に示されるように、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 に分け、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 をそれぞれ簡易的な物理式を用いて算出し、算出した第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の和によって噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
【００５８】
第１期間Ｔｄｓ1 は、電磁弁３４に通電を開始してから（噴射パルスのONから）、電磁弁３４のバルブ４７が開弁のための移動（上昇）を開始するまでの所要時間である。
第２期間Ｔｄｓ2 は、バルブ４７が開弁のための移動（上昇）を開始してから、バルブ４７が完全に開弁位置に達するまで（バルブ４７の上昇が完了するまで）の所要時間である。
第３期間Ｔｄｓ3 は、バルブ４７が完全に開弁位置に達してから、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでの所要時間である。
【００５９】
次に、インジェクタ３の構造を図２に示すように簡易的にモデル化し、モデル化したインジェクタ３の各部の動作所要時間（第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 ）を推定する方法を説明する。ここで、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 を算出するにあたり、モデル化した図２のインジェクタ３の各部の演算値（置替値）を説明する。
【００６０】
コモンレール圧（燃料供給圧に相当する）：Ｐｃ
制御室圧力：Ｐｃｃ
制御室容積：Ｖｃｃ
流入通路３１を介して制御室３３へ流入する燃料の流入量：Ｑｄｉｎ
排出通路３２を介して制御室３３から流出される燃料の流出量：Ｑｄｏｕｔ
排出通路３２から排出されてボール弁４７ａに排圧を与える面積（ザグリ径）：Ｄｚｇ  排出通路３２から排出されてボール弁４７ａに与える圧力：Ｐｍ
バルブ４７の着座状態から最大リフトまでのリフト量：Ｌ2wv 
制御室３３の燃料の圧力によってコマンドピストン３８に与えられる荷重：Ｐｃｃ×コマンドピストン径Ｓｃｃ
スプリング４５によってニードル３５に与えられるセット荷重：Ｎｓｐ
ノズル受圧断面積：Ｓｎｓ＝摺動軸部断面積Ｓｎｚ−ノズルシート断面積Ｓｓｅ
ノズルシート断面積：Ｓｓｅ＝π×（シート径Ｄｎｓ／２）2 
ノズル室５２の燃料圧力によってニードル３５に与えられる荷重（ニードル３５を開弁側へ押し戻すシート上部反力）：Ｐｃ×Ｓｎｓ
筒内圧（着座シート５５よりも噴孔５４側において外部より受ける圧力）：Ｐｃｙｌ
噴孔５４の外部からニードル３５に与えられる荷重（シート下部反力）：Ｐｃｙｌ×Ｓｓｅ
ノズル反力：Ｐｃ×Ｓｎｓ＋Ｐｃｙｌ×Ｓｓｅ
なお、以下では、圧力Ｐｍ＝０として計算し、ザグリ径Ｄｚｇも考慮しないが、圧力Ｐｍおよびザグリ径Ｄｚｇも考慮して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ（特に第３期間Ｔｄｓ3 ）の算出精度を高めても良い。
【００６１】
この実施例１では、バルブ４７が完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃを求める際に、インジェクタ３に与えられるコモンレール圧Ｐｃに脈動を考慮した係数を掛けた値を用いる。これによって、バルブ４７が完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの圧力降下を考慮できるため、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ（特に第３期間Ｔｄｓ3 ）の算出精度を高めることができる。
【００６２】
ノズル反力は、ニードル３５がコモンレール圧Ｐｃを受けてニードル３５を開弁側へ押し戻すシート上部反力と、ニードル３５の着座シート５５よりも噴孔５４側において当該噴孔５４を介して外部より受けるシート下部反力とに分けて算出する。
このようにノズル反力を、シート上部反力とシート下部反力とに分けることで、ノズル反力を求める演算を簡素化することができる。
【００６３】
ここで、シート上部反力を求める際は、脈動を考慮したコモンレール圧Ｐｃを用いる。この脈動は、前回の噴射のインターバル（無噴射期間）とマップによって求められるものである。
このように、コモンレール圧Ｐｃに発生する脈動を考慮することにより、マルチ噴射時のシート上部反力の推定精度を向上させることができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ（特に第３期間Ｔｄｓ3 ）の算出精度を高めることができる。
【００６４】
また、シート下部反力を求める際は、燃料を噴射するインジェクタ３が取り付けられた筒内圧Ｐｃｙｌを推定し、その推定された筒内圧Ｐｃｙｌを用いるものである。筒内圧Ｐｃｙｌは、回転数センサ２２によってカウントされるクランク角とインジェクタ３の噴射タイミングに基づいて求めるものであり、前回の燃料噴射の燃焼によって筒内圧Ｐｃｙｌが上昇する場合は、クランク角、インジェクタ３の噴射タイミングの他に、前回の噴射量に基づいて筒内圧Ｐｃｙｌを推定するものである。
このように、筒内圧Ｐｃｙｌを用いてシート下部反力を求めることにより、ニードル３５に与えられる筒内圧Ｐｃｙｌの影響を自動的に補償できるため、エンジン１に搭載された時の適合工数を低減することができる。
【００６５】
さらに、ノズル反力を求める際に、コマンドピストン３８とニードル３５の摺動摩擦力をオフセット値として用い、ノズル反力の演算精度を高めるようにしても良い。さらに、コマンドピストン３８とニードル３５の自重（車両搭載時）を考慮し、その自重をオフセット値としてノズル反力の演算に用いて、ノズル反力の演算精度を高めても良い。
【００６６】
（第１期間Ｔｄｓ1 の算出）
第１期間Ｔｄｓ1 は、インジェクタ３の仕様に応じた定数とするものである。
第１期間Ｔｄｓ1 は、インジェクタ信号を発生してから、電磁弁３４が通電されて、電磁弁３４のバルブ４７が開弁動作を開始するまでの主に電気的な遅れである。これは、コモンレール圧Ｐｃによらず、同一のインジェクタ仕様では一定であるため、定数とすることが可能になる。
このように、第１期間Ｔｄｓ1 を定数とすることにより、ＥＣＵ５のデータ量および演算負荷を減らすことができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合工数を低減できる。
【００６７】
なお、第１期間Ｔｄｓ1 を、推定された制御室圧力Ｐｃｃと、排出通路３２の出口径（ザグリ径Ｄｚｇ）と圧力Ｐｍによりボール弁４７ａを開弁方向に加圧する力と、電磁弁３４に与えられる電圧値（例えば、チャージ電圧値）とをパラメータとした式にて求めても良い。
このように設けることにより、各パラメータを的確に第１期間Ｔｄｓ1 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００６８】
（第２期間Ｔｄｓ2 の算出）
第２期間Ｔｄｓ2 は、バルブ４７が上昇を開始してから最大リフトに達するまでの時間、すなわち、バルブがリフト量Ｌ2wv に達するまでの時間である。この第２期間Ｔｄｓ2 は、コモンレール圧Ｐｃが大きいほど短くなる。そこで、第２期間Ｔｄｓ2 は、コモンレール圧Ｐｃの平方根の逆数に比例する値として求めることができる。
具体的な一例としては次式によって求めることができる。
【数６】
2005180338.tif 000008
［数式６］のＫは実験等により求めた係数である。
このように設けることにより、コモンレール圧Ｐｃを的確に第２期間Ｔｄｓ2 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００６９】
なお、電磁弁３４のバルブ４７が開弁動作（上昇）を開始してから、完全に開弁するまでの時間（第２期間Ｔｄｓ2 ）は、制御室圧力Ｐｃｃが大きいほど短くなる。そこで、第２期間Ｔｄｓ2 を、推定された制御室圧力Ｐｃｃの平方根の逆数に比例する値として求めても良い。
このように設けることにより、制御室圧力Ｐｃｃを的確に第２期間Ｔｄｓ2 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合工数の低減ができる。
【００７０】
（第３期間Ｔｄｓ3 の算出）
第３期間Ｔｄｓ3 は、電磁弁３４のバルブ４７が完全に開弁位置に達してから、インジェクタ３が噴射を開始するまでの時間であるが、制御室圧力Ｐｃｃの時間変化量Ｐｃｃｄｏｔは次式にて表される。
【数７】
2005180338.tif 000009
なお、Ｋｅは実験等で得られる体積弾性係数である。
制御室流入量Ｑｄｉｎおよび制御室流出量Ｑｄｏｕｔは次式によって求めることができる。
【数８】
2005180338.tif 000010
【数９】
2005180338.tif 000011
そして、上記［数式８、９］を、上記［数式７］に代入し、時間変化量Ｐｃｃｄｏｔをコモンレール圧Ｐｃから開弁圧力Ｐｏｐｎまで積分した値が第３期間Ｔｄｓ3 となる。
【００７１】
しかし、上記積分の演算負荷が非常に大きいため、実際の車両搭載レベルのＥＣＵ５では、上記積分処理を実施するのはソフトウェアの処理負荷的に困難である。
そこで、第３期間Ｔｄｓ3 を、図３に示すように、バルブ４７が完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの初期圧力変化率ｄＰｉｎｔと、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに到達した時における制御室圧力Ｐｃｃの開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎとを用いた内分式によって求める。
【００７２】
バルブ４７のリフト開始時は流入量Ｑｄｉｎ＝０であるため、上記［数式７］の関係より初期圧力変化率ｄＰｉｎｔは次の数式で表される。
【数１０】
2005180338.tif 000012
【００７３】
一方、開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎは次の数式で表される。
【数１１】
2005180338.tif 000013
なお、上記［数式１０、１１］では、演算の簡単化のために圧力Ｐｍ＝０とした。また、本来の実現象としては、バルブ４７の完全開弁後の制御室圧力Ｐｃｃを基に考慮するべきであるが、演算の簡単化のために初期圧力（コモンレール圧Ｐｃ）から変化するものとした。しかし、圧力Ｐｍ、バルブ４７の完全開弁後の制御室圧力Ｐｃｃを基に初期圧力変化率ｄＰｉｎｔ、開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎを求めても良い。
【００７４】
このように第３期間Ｔｄｓ3 を、初期圧力変化率ｄＰｉｎｔと、開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎとを用いた内分式によって求めることにより、リアルタイムで積分処理を実施しなくても第３期間Ｔｄｓ3 を求めることができ、第３期間Ｔｄｓ3 の処理負荷を大幅に低減できるようになり実際の車両搭載レベルのＥＣＵ５で第３期間Ｔｄｓ3 を容易に求めることができる。
【００７５】
初期圧力変化率ｄＰｉｎｔのまま、初期圧（コモンレール圧Ｐｃ）から開弁圧力Ｐｏｐｎまで到達する最短到達時間Ｔｏｐｎ0 は、次の数式で表される。
【数１２】
2005180338.tif 000014
【００７６】
開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎのまま、初期圧（コモンレール圧Ｐｃ）から開弁圧力Ｐｏｐｎまで到達する最長到達時間Ｔｏｐｎ1 は、次の数式で表される。
【数１３】
2005180338.tif 000015
【００７７】
第３期間Ｔｄｓ3 は、図３に示されるように、最短到達時間Ｔｏｐｎ0 と最長到達時間Ｔｏｐｎ1 の間に必ず存在する。即ち、最短到達時間Ｔｏｐｎ0 と最長到達時間Ｔｏｐｎ1 に対する内分比Ｋｉｐが判れば、第３期間Ｔｄｓ3 を求めることができる。
即ち、第３期間Ｔｄｓ3 ＝制御室圧力降下時間Ｔｏｐｎとした場合、制御室圧力降下時間Ｔｏｐｎは、次の数式で表される。
【数１４】
2005180338.tif 000016
【００７８】
（内分比の算出方法）
次に、内分比Ｋｉｐを求める方法を説明する。
電磁弁３４のバルブ４７が上昇を開始すると、制御室３３からの燃料の流出により、制御室圧力Ｐｃｃは降下する。そして、コマンドピストン３８とニードル３５を下側（閉弁側）に押す力と、上側（開弁側）に押す力が釣り合った時、コマンドピストン３８とニードル３５は上昇を開始する。この時の制御室圧力Ｐｃｃの圧力を開弁圧力Ｐｏｐｎとしている。
ここで、開弁圧力Ｐｏｐｎの最小値を考えると、排出通路３２を介して排出される燃料流出による制御室圧力Ｐｃｃの圧力降下は、流出量Ｑｄｏｕｔ＞流入量Ｑｄｉｎの関係が成立している場合にのみ発生する。これは、コマンドピストン３８の静止時で流出量Ｑｄｏｕｔ＜流入量Ｑｄｉｎの関係が成立している場合には、制御室容積Ｖｃｃは一定であるため、制御室圧力Ｐｃｃが上昇するためである。
よって、開弁圧力Ｐｏｐｎは、初期圧（コモンレール圧Ｐｃ）と釣り合い圧力Ｐｉｎｆの間に存在するものである。
【００７９】
開弁圧力Ｐｏｐｎの最小値を釣り合い圧力Ｐｉｎｆとした場合、次式の関係が成り立つ。
【数１５】
2005180338.tif 000017
この［数式１５］から釣り合い圧力Ｐｉｎｆは、次式で求められる。
【数１６】
2005180338.tif 000018
【００８０】
一方、開弁圧力Ｐｏｐｎは、制御室圧力Ｐｃｃとスプリング４５のセット荷重Ｎｓｐによってコマンドピストン３８およびノズル３６を閉弁側へ押圧するノズル押圧力と、コマンドピストン３８およびノズル３６を開弁側へ押し戻すノズル反力との静的な力の釣り合い条件を用いて表されるものであり、次式の関係が成り立つ。
【数１７】
2005180338.tif 000019
この［数式１７］から開弁圧力Ｐｏｐｎは、次式で求められる。
【数１８】
2005180338.tif 000020
【００８１】
釣り合い圧力Ｐｉｎｆを基に、各圧力水準にて正規化した正規化圧力Ｐｓｔｄを次式とする。
【数１９】
2005180338.tif 000021
すると、正規化圧力Ｐｓｔｄと、内分比Ｋｉｐとは、図４に示す特性を有する。
即ち、上記［数式１６、１８、１９］から正規化圧力Ｐｓｔｄを求め、その正規化圧力Ｐｓｔｄに対する内分比Ｋｉｐを求めると、上記［数式１４］に基づいて制御室圧力降下時間Ｔｏｐｎ、即ち、第３期間Ｔｄｓ3 を求めることができる。
【００８２】
正規化圧力Ｐｓｔｄに対する内分比Ｋｉｐの関係は、マップで持たせても良いが、ＥＣＵ５のデータ量が多くなってしまう。そこでこの実施例では、正規化圧力Ｐｓｔｄに対する内分比Ｋｉｐの関係（図４中の実線Ａ参照）を、３次式などの多項式の近似式（図４中の一点鎖線Ｂ参照）で近似させ、その近似式をデータとしてＥＣＵ５に持たせている（図４中、実線Ａと一点鎖線Ｂの判別が困難なのは近似しているためである）。
このように、この実施例１では、正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した値として内分比Ｋｉｐを求める際、内分比Ｋｉｐを多項式の近似式として用いている。多項式にすることによって、内分比Ｋｉｐの近似精度を高めることができる。また、内分比Ｋｉｐを多項式の近似式で求めるため、内分比Ｋｉｐをマップデータで持たせる場合に比較してＥＣＵ５の記憶装置に書き込むデータ量を削減できる。
【００８３】
次に、上記で求められた第３期間Ｔｄｓ3 の補正について説明する。
ＥＣＵ５は、第３期間Ｔｄｓ3 を求める際に、今回の噴射時においてバルブ４７が開弁位置に達した時が、前回の噴射時においてバルブ４７が閉弁位置に達した時から所定時間以内の場合に、前回の噴射時においてバルブ４７が閉弁位置に達した時に近いほど、第３期間Ｔｄｓ3 を短くするコマンドピストン伸縮補正を実施する。
このコマンドピストン伸縮補正によって、コマンドピストン３８の伸縮（前回の噴射時に制御室３３の圧力が下がることによりコマンドピストン３８が一旦伸び、噴射終了時に制御室３３に印加される高圧燃料によってコマンドピストン３８が再び縮むことによる伸縮）による第３期間Ｔｄｓ3 の変動をなくすことができ、第３期間Ｔｄｓ3 の算出精度を高めることができる。
【００８４】
ＥＣＵ５は、以上で説明したように、各噴射毎に第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 を加算して、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
【００８５】
（実施例１の効果）
この実施例１に示すコモンレール式燃料噴射装置は、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の３つの期間に分ける。そして、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 をそれぞれ簡易的な式等で求め、求めた第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 の和によって噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるものである。
このように、第１、第２、第３期間Ｔｄｓ1 、2 、3 における各部の応答を簡易的な式等にて模擬し、各部の応答の所要時間を個別に求めるものであるため、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出するにあたり、従来のような膨大な適合データを必要としない。
これによって、ＥＣＵ５の記憶装置に書き込むデータ量を低減することができる。また、インジェクタ３の仕様の一部が変更された場合などでも、変更部分の適合値を変えることで対応が可能になるため、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合処理が容易になる。
【００８６】
この実施例１では、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出する際、コモンレール圧Ｐｃとインジェクタ３の仕様数値とから制御室３３内の圧力である制御室圧力Ｐｃｃを推定する推定演算を実施し、この推定された制御室圧力Ｐｃｃを用いて噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求める。このようにコモンレール圧Ｐｃとインジェクタ３の仕様数値とから噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出するように設けることにより、センサ類を追加することなく（コモンレール圧センサ２４はコモンレール式燃料噴射装置に通常搭載される）噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めることができる。即ち、既存のセンサ以外に新たなセンサを追加しないで噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを算出できる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う適合工数を低減できる。
【００８７】
この実施例１では、第１期間Ｔｄｓ1 を、インジェクタ３の仕様に応じた定数とする。この第１期間Ｔｄｓ1 は、インジェクタ信号を発生（噴射パルスON）して電磁弁３４が通電されて、電磁弁３４のバルブ４７が開弁動作を開始するまでの主に電気的な遅れである。これは、コモンレール圧Ｐｃによらず、同一のインジェクタ仕様では一定であるため、定数とすることができる。このように、第１期間Ｔｄｓ1 を定数とすることにより、ＥＣＵ５の記憶装置に書き込むデータ量および演算負荷を減らすことができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う第１期間Ｔｄｓ1 を算出する適合工数を低減できる。
【００８８】
この実施例１では、［数式６］に示したように、第２期間Ｔｄｓ2 を、コモンレール圧Ｐｃの平方根の逆数に比例する値として求めている。第２期間Ｔｄｓ2 は、コモンレール圧Ｐｃが大きいほど短くなると推測できる。このため、第２期間Ｔｄｓ2 を、コモンレール圧Ｐｃの平方根の逆数に比例する値として求めることができる。このように、コモンレール圧Ｐｃを的確に第２期間Ｔｄｓ2 に反映することができ、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの算出精度を高めることができる。また、インジェクタ３の仕様変更に伴う第２期間Ｔｄｓ2 を算出する適合工数の低減ができる。
【００８９】
この実施例１では、第３期間Ｔｄｓ3 を、バルブ４７が完全に開弁位置に達した時における制御室圧力Ｐｃｃの初期圧力変化率ｄＰｉｎｔと、制御室圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに到達した時における制御室圧力Ｐｃｃの開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎとを用いた内分式によって求めている。このため、リアルタイムで積分処理を実施しなくても第３期間Ｔｄｓ3 を求めることができ、第３期間Ｔｄｓ3 の処理負荷を大幅に低減できる。これによって、実際の車両搭載レベルのＥＣＵ５で第３期間Ｔｄｓ3 を容易に求めることができる。
【００９０】
このことを具体的に説明すると、この実施例１では、第３期間Ｔｄｓ3 を求める際、［数式１５〜１９］に示したように、流入通路３１から制御室３３へ流入する燃料の流量Ｑｄｉｎと、制御室３３から排出通路３２を介して流出する燃料の流量Ｑｄｏｕｔとが釣り合う釣り合い圧力Ｐｉｎｆを求め、この釣り合い圧力Ｐｉｎｆとコモンレール圧Ｐｃから正規化圧力Ｐｓｔｄを求める。
次に、図４に示した多項式を用いて、正規化圧力Ｐｓｔｄに対応した内分比Ｋｉｐを求める。
そして、［数式１０〜１４］に示したように、初期圧力変化率ｄＰｉｎｔによる最短到達時間Ｔｏｐｎ0 と、開弁時圧力変化率ｄＰｏｐｎによる最長到達時間Ｔｏｐｎ1 との内分式に、内分比Ｋｉｐを代入して第３期間Ｔｄｓ3 を求めるものである。
このような演算によって第３期間Ｔｄｓ3 を求めることにより、ＥＣＵ５の記憶装置に書き込むデータ量を低減することができるとともに、ＥＣＵ５の演算負荷を軽くできる。  
【００９１】
この実施例１では、［数式１７、１８］に示したように、開弁圧力Ｐｏｐｎを、ニードル３５およびコマンドピストン３８を噴孔５４側（閉弁側）へ押圧するノズル押圧力と、ニードル３５およびコマンドピストン３８を制御室３３側（開弁側）へ押し戻すノズル反力との、静的な力の釣り合い条件を用いて算出している。これによって、第３期間Ｔｄｓ3 を求める際に、インジェクタ３の動的な影響を無視でき、第３期間Ｔｄｓ3 を求める演算を大幅に簡素化できるため、ＥＣＵ５の演算負荷を軽くできる。
【００９２】
一方、この実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、モデル噴射制御によって、要求噴射量Ｑに対応した面積を持つ噴射率の幾何学的図形から噴射パルスON時期と噴射パルスOFF 時期を求めるものであるため、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変化に基づく演算結果（噴射率の幾何学的図形の形成）を自動的に他の演算結果（噴射率の幾何学的図形から導き出される駆動信号発生時期から駆動信号停止時期までの期間等）に反映できる。
即ち、脈動の影響によって変動する噴射開始遅れ時間Ｔｄｓのみ適合させれば、ＥＣＵ５が求めた噴射率の幾何学的図形（上述した三角形や台形）から、要求噴射タイミングと要求噴射量Ｑに応じた噴射パルスON時期と噴射パルスOFF 時期を自動的に求めることができる。
このため、マルチ噴射の各噴射時における個別の補正マップおよび個別の補正演算が不要になり、ＥＣＵ５の適合工数を大幅に削減できる。
【実施例２】
【００９３】
以下の各実施例において、モデル噴射制御の他の制御例を説明する。
上記の実施例１では、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ、最大噴射率Ｑｍａｘを直接的に求め、それらの値を用いて噴射率の幾何学的図形を求める例を示した。そして、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ、最大噴射率Ｑｍａｘを、インジェクタ供給圧（コモンレール圧Ｐｃ）やインジェクタ３の仕様に基づいた関数もしくはマップを用いて求める例を示した。
即ち、上記の実施例１では、噴射率の幾何学的図形を、インジェクタ供給圧（コモンレール圧Ｐｃ）やインジェクタ３の仕様に基づいた関数もしくはマップを用いて直接的に求める例を示した。
これに対し、この実施例２では、先ず、時間軸とニードルリフト量の変化による幾何学的図形を求め、そのニードルリフト量の幾何学的図形から噴射率の幾何学的図形を変換して求めるものである。
【００９４】
ニードルリフト量の幾何学的図形から噴射率の幾何学的図形を変換して求める方法を説明する。
噴射領域を、シート絞り領域（燃料の供給圧と、ニードル３５と弁座５３の間で噴射量が決定される領域：上述した上昇噴射率Ｑｕｐと下降噴射率Ｑｄｎの領域）と、噴孔絞り領域（燃料の供給圧と、噴孔５４の絞り量で噴射量が決定される領域：上述した最大噴射率Ｑｍａｘの領域）とに分ける。
【００９５】
シート絞り領域だけで噴射が行われる場合は、ニードルリフト量の幾何学的図形（三角形）を、噴射率の幾何学的図形（三角形）に変換する。具体的には、ニードルリフト量に対する噴射流量特性（リフト−流量特性）を１次式で近似して、ニードルリフト量に対する噴射率（リフト−噴射率）の変換を行う。
これによって、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達しない場合（例えば小噴射時）における噴射率の幾何学的図形（三角形）が描かれる。
【００９６】
シート絞り領域に加え、噴孔絞り領域でも噴射が行われる場合は、シート絞り領域の最大値を噴孔絞り領域の値としてニードルリフト量の幾何学的図形（台形）を求める。次に、ニードルリフト量の幾何学的図形（台形）を、噴射率の幾何学的図形（台形）に変換する。具体的には、ニードルリフト量に対する噴射流量特性（リフト−流量特性）を１次式で近似して、ニードルリフト量に対する噴射率（リフト−噴射率）の変換を行う。
これによって、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達する場合（例えば大噴射時）における噴射率の幾何学的図形（台形）が描かれる。
【００９７】
このように求めた噴射率の幾何学的図形を用いても、実施例１と同様のインジェクタ制御を実施できる。
【実施例３】
【００９８】
ＥＣＵ５には、エンジン回転数のズレを回転数センサ２２などによって検出すると、そのズレ分を無くすように噴射量を変更する補正機能（例えば、気筒間ばらつきの補正機能）が設けられている。
具体的に、ＥＣＵ５には、エンジン回転数のズレを検出すると、そのズレ分を無くすように噴射量を変更するべく、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 、ニードル上昇時間Ｔｑｒ、噴射パルス期間Ｔｑｆよりなる噴射パラメータ（噴射率の幾何学的図形を作成するパラメータ）のうち、少なくても１つ以上を調整用パラメータとして補正を加える。そして、その調整用パラメータの補正値を学習値として記憶装置に記憶し、次回の噴射時に反映させるようになっている。
【００９９】
もちろん補正機能は、エンジン回転数のズレ量が変動した場合、その変動量に応じて調整用パラメータの補正値を更新し、その更新した調整用パラメータの補正値を学習値として更新し、常にエンジン回転数のズレを無くすように作動する。
この学習を含む補正機能によって、個々の燃料噴射装置の機差（インジェクタ３のばらつき）および劣化（例えば、シート径Ｄｎｓの変動）による噴射精度の低下を防ぐことができる。
【実施例４】
【０１００】
上記の実施例３の補正機能では、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 、ニードル上昇時間Ｔｑｒ、噴射パルス期間Ｔｑｆよりなる噴射パラメータのうち、少なくても１つ以上を調整用パラメータとして補正を加える例を示した。
これに対して、この実施例４の補正機能では、噴射量のズレを補正する際、噴射パラメータのうち、２つ以上を調整用パラメータとして用いるとともに、その調整用パラメータに重みを付けて噴射量のズレを補正し、それぞれの調整用パラメータを学習値として記憶して、次回の噴射時に反映させるものである。
【０１０１】
具体的な一例を示すと、エンジン回転数のズレを検出した場合、そのズレ分を無くすように、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎの３つを調整用パラメータとして補正を加えるものとする。その場合に、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの補正度合を一番重くし（例えば、重さ割合６）、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎの補正度合を軽く（例えば、それぞれの重さ割合２）するものである。
このように設けることにより、個々の燃料噴射装置の機差および劣化に対応して噴射量のズレを補正できるとともに、噴射タイミング（噴射始まり、噴射終わり、あるいはその両方）のズレも補正できる。
【実施例５】
【０１０２】
上記の実施例３、４の補正機能では、エンジン回転数のズレを検出すると、そのズレ分を無くすように、噴射パラメータ（噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁圧到達時間Ｔｄｅ1 、ニードル上昇時間Ｔｑｒ、噴射パルス期間Ｔｑｆ）の値を直接的に補正する例を示した。
これに対して、この実施例５の補正機能は、エンジン回転数のズレを検出すると、そのズレ量がインジェクタ３の仕様を決める所定部位のパラメータの変化によるものであると推定し、その所定部位のパラメータを調整用パラメータとして用いるとともに、その調整用パラメータを学習値として記憶して、次回の噴射時に反映させるものである。
【０１０３】
具体的な一例を噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを用いて説明する。
噴射開始遅れ時間Ｔｄｓは、実施例１で説明したように、コモンレール圧Ｐｃと、インジェクタ３の各仕様を条件に算出される。
そして、エンジン回転数のズレを検出すると、そのズレ量がインジェクタ３の仕様を決めるシート径Ｄｎｓの変化によるものであると推定し、シート径Ｄｎｓの値を変更する。  この変更によってシート反力（シート上部反力＋シート下部反力）が補正され、結果的に噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの値が補正される。
【０１０４】
また、シート径Ｄｎｓの値を１つ補正するだけで、シート径Ｄｎｓを用いて作成される他の噴射パラメータ（噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ以外の例えば、上昇噴射率Ｑｕｐ、下降噴射率Ｑｄｎ等）の値も同時に補正されることになる。
このように、インジェクタ３の仕様を決める所定部位のパラメータを補正することにより、その所定部位のパレメータを用いて求められる噴射パラメータが同時補正される。即ち、補正された噴射率の幾何学的図形が描かれるため、２次的な補正（噴射量や噴射タイミングの補正）を実施しなくても良い。
【０１０５】
［変形例］
上記の実施例では、マルチ噴射時に生じる脈動の影響を小さな演算負荷で処理する例を示したが、本発明はマルチ噴射に限定されるものではなく、例えば１サイクル中に１回の噴射を実施する単噴射時であっても適用可能なものである。
また、マルチ噴射に適用する場合、１サイクル中に噴射される噴射量をほぼ均等に複数回に分割して噴射する均等マルチ噴射に適用しても良いし、１サイクル中の噴射を微少噴射とメイン噴射に分け、メイン噴射の前に１回の微少噴射、あるいは複数回の微少噴射を行うマルチ噴射に本発明を適用しても良いし、メイン噴射の後に１回の微少噴射、あるいは複数回の微少噴射を行うマルチ噴射に本発明を適用しても良いし、メイン噴射の前後に１回の微少噴射、あるいは複数回の微少噴射を行うマルチ噴射に本発明を適用しても良い。
【０１０６】
上記の実施例では、電動弁の一例としてソレノイド４６の吸引力でバルブ４７を駆動する電磁弁３４を示したが、ピエゾアクチュエータの作動でバルブ４７を駆動させるなど、通電によってバルブ４７を駆動する他の電気的アクチュエータを用いた電動弁を用いても良い。
上記の実施例では、本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した例を示したが、コモンレールを用いない燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。つまり、ディーゼルエンジン以外の例えばガソリンエンジン等に用いられる燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。
【０１０７】
上記の実施例では、インジェクタ３の通電制御の一例としてモデル噴射制御を行う例を示したが、モデル噴射制御とは異なる制御（例えば、制御マップによるインジェクタ制御）において、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓだけを本発明を用いて算出するようにしても良い。このように設けても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの演算負荷および演算データを削減することができ、ＥＣＵ５の負荷を低減することが可能になる。
【０１０８】
上記の実施例では、電磁弁３４に通電指示を発生させてから、バルブ４７が上昇を開始するまでの第１期間Ｔｄｓ1 と、バルブ４７が上昇を開始してからバルブ４７が完全に開弁位置に達するまでの第２期間Ｔｄｓ2 とを区別し、第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 を別々に求め、第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 、さらに別に求めた第３期間Ｔｄｓ3 を加算して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求める例を示した。
これに対し、第１期間Ｔｄｓ1 と第２期間Ｔｄｓ2 の区別を無くして、電磁弁３４に通電指示を発生させてから、バルブ４７が完全に開弁位置に達するまでの第１、第２合算期間（第１期間と第２期間とを合わせた１つの期間）を簡易的な物理式を用いて算出し、この第１、第２合算期間と、別の式で求めた第３期間Ｔｄｓ3 とを加算して噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを求めるようにしても良い。
このように設けることにより、ＥＣＵ５における演算量を低減することが可能になり、ＥＣＵ５の演算負荷を軽減し、処理速度を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】噴射パルス、バルブのリフト量、制御室圧力、ニードルのリフト量、噴射率の変化を示すタイムチャートである（実施例）。
【図２】モデル化したインジェクタの説明図である（実施例）。
【図３】制御室圧力の変化を示すタイムチャートである（実施例）。
【図４】正規化圧力と内分比の関係を示す特性図である（実施例）。
【図５】コモンレール式燃料噴射装置の概略図である（実施例）。
【図６】インジェクタの概略断面図である（実施例）。
【図７】小噴射時における噴射パルスと実際の噴射との関係を示すタイムチャートである（実施例）。
【図８】大噴射時における噴射パルスと実際の噴射との関係を示すタイムチャートである（実施例）。
【図９】噴射パルスと実際の噴射との関係を示すタイムチャートである（従来例）。
【符号の説明】
【０１１０】
３  インジェクタ
５  ＥＣＵ（制御装置）
２４  コモンレール圧センサ（燃料供給圧としてのコモンレール圧を検出するセンサ）
３１  流入通路
３２  排出通路
３３  制御室
３４  電磁弁（電動弁）
３５  ニードル
３６  ノズル
３８  コマンドピストン
４７  バルブ
５４  噴孔
【図１】
2005180338.tif 000022
【図２】
2005180338.tif 000023
【図３】
2005180338.tif 000024
【図４】
2005180338.tif 000025
【図５】
2005180338.tif 000026
【図６】
2005180338.tif 000027
【図７】
2005180338.tif 000028
【図８】
2005180338.tif 000029
【図９】
2005180338.tif 000030