(57)【要約】【課題】  浮動小数点演算による各種演算の精度を確保するとともに、演算に用いるデータマップの占有する記憶容量の軽減が可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  データマップより制御データを抽出して所定の制御プログラムを実行する内燃機関の制御装置において、制御データをこの制御データよりも表示データ数の少ない置換え数値データに対応させて記憶する第１記憶部１４と、第１記憶部１４に記憶した制御データと置換え数値データとの対応に基づき、データマップに置換え数値データを格納し記憶させた第２記憶部１４とを備えている。なお、制御データは浮動小数点型データよりなる。【選択図】  図３
2005201181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データマップより制御データを抽出して所定の制御プログラムを実行する内燃機関の制御装置において、
前記制御データをこの制御データよりも表示データ数の少ない置換え数値データに対応させて記憶する第１記憶部と、
前記第１記憶部に記憶した前記制御データと前記置換え数値データとの対応に基づき、前記データマップに前記置換え数値データを格納し記憶させた第２記憶部と、を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第２記憶部に記憶させた複数の前記置換え数値データ間の値を補間計算させ、該補間計算値にて制御プログラムを実行させる際の補間制御データを抽出するにあたり、
前記第２記憶部より、補間計算させる複数の前記置換え数値データに対応する制御データを、第１記憶部に記憶した前記浮動小数点型データと前記置換え数値データとの対応に基づき前記制御データに置換え、この置換えた前記制御データにて補間計算する補間データ処理部を有し、
前記補間データ処理部にて補間計算された補間制御データにて所定の制御プログラムを実行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】
前記制御データは、浮動小数点型データよりなることを特徴とする請求項１ないし２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
浮動小数点型データを演算するための浮動小数点演算機能を有し、所定の制御プログラムに従い各種制御を実施する内燃機関の制御装置において、
前記浮動小数点型データを有するデータマップ内の前記浮動小数点型データで表される数値情報が異なる数値ごとに類別され、前記類別される前記浮動小数点型データごとに整数型データを付与するための浮動小数点−整数型データ変換マップを予め記憶する第１記憶手段と、
前記データマップを、前記浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて前記データマップ内の前記浮動小数点型データに付与される前記整数型データに変換された整数型データマップを予め記憶する第２記憶手段と、
前記整数型データマップから、前記浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて前記浮動小数点型データを参照する参照手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記参照手段は、前記整数型データマップのうちの前記整数型データから、前記浮動小数点演算機能が演算処理するための所定の配列にあたる整数型データを、前記浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて前記浮動小数点型データに置換え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。
【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、例えば浮動小数点演算機能を有する電子制御装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等に搭載されディーゼル機関を制御するものに適用される制御装置（ＥＣＵ）は、従来より固定小数点型データを用いて各種演算を実施していたが、近年では演算精度の向上要請等から浮動小数点演算プロセッサ（ＦＰＵ：Ｆｌｏａｔｉｎｇ−Ｐｏｉｎｔ  Ｕｎｉｔ）が導入され、浮動小数点型データによる演算が実施できるようになった。
【０００３】
ディーゼル機関の制御装置では、蓄圧室としての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ーゼル機関に噴射供給する蓄圧式燃料噴射制御装置が知られている。この種の蓄圧式燃料噴射制御装置では、近年、排気ガス規制の強化や燃焼音低減要請から、１燃焼サイクルの１周期（吸入―圧縮−膨張−排気の各工程）中に、燃料を複数回に分けて噴射するいわゆるマルチ噴射が実用化されている。
【０００４】
なお、１燃焼サイクルの１周期中に複数回噴射を実施すると、２段目以降の噴射は、その前の噴射の影響を受けて、噴射開始遅れや、噴射終了遅れが周期間で変動する。そのため、実噴射量が周期間で要求噴射量より増減するおそれがあった。なお、前の噴射の影響とは、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である。
【０００５】
特許文献１の開示による技術では、基本噴射量とコモンレール圧とからインジェクタを駆動するための基本駆動パルス期間を求めるためのマップの他に、脈動によって変化するインジェクタの開弁する開弁到達時間を求めるための補正マップと、脈動によって変化するインジェクタの閉弁する閉弁到達時間を求めるための補正マップと、脈動によって変化する影響噴射量を求める補正マップとを独立に持たせている。そして、それぞれにおいて独立演算を行って駆動パルスの出力タイミングを補正し、脈動の影響によって噴射量が変動するのを防ぐ技術が開示されている。
【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】
【０００６】
上記従来の技術では、脈動の影響のように１つの要因に起因する不具合を解決する場合であっても、多数の独立した補正マップを用いて、脈動によって変化する開弁到達時間、閉弁到達時間、影響噴射量を別個に求めて、それらの値を用いて駆動パルスの出力タイミングを補正する必要がある。そのため、例えばマルチ噴射の噴射段数に応じて、多数の独立した補正マップを用いた演算工程を噴射段数倍実施する必要を生じ、制御装置の負荷は大きくなる。場合によってはデータマップを格納するＲＯＭまたはＲＡＭ領域の記憶容量が不足するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、浮動小数点演算による各種演算の精度を確保するとともに、演算に用いるデータマップの占有する記憶容量の軽減が可能な内燃機関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】
【０００８】
本発明の請求項１によると、データマップより制御データを抽出して所定の制御プログラムを実行する内燃機関の制御装置において、制御データをこの制御データよりも表示データ数の少ない置換え数値データに対応させて記憶する第１記憶部と、第１記憶部に記憶した制御データと置換え数値データとの対応に基づき、データマップに置換え数値データを格納し記憶させた第２記憶部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、表示データ数の比較的多い浮動小数点型データ等の制御データをデータマップから抽出して所定の制御プログラムを実行する内燃機関の制御装置において、この表示データ数の多い制御データを制御プログラムを実行するために必要なだけ持つのではなく、制御データを、第１記憶部によって、この制御データよりも表示データ数の少ない置換え数値データに対応させて記憶する。そして、第１記憶部に記憶した制御データと置換え数値データとの対応に基づき、データマップに置換え数値データを第２記憶部によって格納し記憶するので、制御プログラムの演算に用いられるデータマップの占有する記憶容量の軽減が図れる。
【００１０】
本発明の請求項２によると、第２記憶部に記憶させた複数の置換え数値データ間の値を補間計算させ、補間計算値にて制御プログラムを実行させる際の補間制御データを抽出するにあたり、第２記憶部より、補間計算させる複数の置換え数値データに対応する制御データを、第１記憶部に記憶した浮動小数点型データと置換え数値データとの対応に基づき制御データに置換え、この置換えた制御データにて補間計算する補間データ処理部を有し、補間データ処理部にて補間計算された補間制御データにて所定の制御プログラムを実行することを特徴とする。
【００１１】
これによると、補間計算させ、補間値にて制御プログラムを実行するために必要な補間制御データを抽出して、制御プログラムを実行する際には、第２記憶部より、補間計算させる複数の置換え数値データに対応する制御データを、第１記憶部に記憶した浮動小数点型データと置換え数値データとの対応に基づき制御データに置換え、この置換えた制御データにて補間計算する補間データ処理部を有し、補間データ処理部にて補間計算された補間制御データにて所定の制御プログラムを実行するので、必要な補間制御データを抽出して演算するとき、置換えに伴う処理負荷を抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項３によると、制御データは、浮動小数点型データよりなることができる。
【００１３】
本発明の請求項４によると、浮動小数点型データを演算するための浮動小数点演算機能を有し、所定の制御プログラムに従い各種制御を実施する内燃機関の制御装置において、浮動小数点型データを有するデータマップ内の浮動小数点型データで表される数値情報が異なる数値ごとに類別され、類別される浮動小数点型データごとに整数型データを付与するための浮動小数点−整数型データ変換マップを予め記憶する第１記憶手段と、データマップを、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いてデータマップ内の浮動小数点型データに付与される整数型データに変換された整数型データマップを予め記憶する第２記憶手段と、整数型データマップから、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて浮動小数点型データを参照する参照手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
これによると、浮動小数点型データを有するデータマップを、内燃機関の所定の制御プログラムに従い各種制御を実施するために必要なだけ持つのではなく、このデータマップ内の重複する数値情報を考慮して、異なる数値の浮動小数点型データごとに整数型データを付与するための浮動小数点型−整数型データ変換マップを第１記憶手段によって記憶する。そして、浮動小数点型データを有するデータマップを、浮動小数点型−整数型データ変換マップによる浮動小数点型データごとに整数型データを付与するルールに従って、整数型データに予め置換えした上で、整数型データマップとして第２記憶手段によって記憶されるので、各種制御のための演算に用いられるデータマップの占有する記憶容量の軽減が図れる。さらに、演算に用いるためデータマップを参照する際には、整数型データを浮動小数点型データに置換えて参照する参照手段を有するので、浮動小数点演算機能による演算精度が確保される。
【００１５】
本発明の請求項５によると、参照手段は、整数型データマップのうちの整数型データから、浮動小数点演算機能が演算処理するための所定の配列にあたる整数型データを、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて浮動小数点型データに置換えることを特徴とする。
【００１６】
これによると、参照手段は、浮動小数点演算機能が演算処理すべき所定の配列にあたる整数型データのみを、浮動小数点型−整数型データ変換マップによって置換えするだけであるので、浮動小数点演算を行うとき、置換えに伴う処理負荷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の内燃機関の制御装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成図である。図２は、図１中のＥＣＵにおいて浮動小数点演算に用いる整数型データマップおよび浮動小数点型−整数型データ変換マップを説明する構成図である。図３は、図１中のＥＣＵの浮動小数点演算機能による演算処理の一実施例を示すフローチャートである。図４は、本実施形態に係わる演算処理に使用するデータマップを示す図であって、図４（ａ）は整数型データマップ、図４（ｂ）は浮動小数点型データに整数型データを付与するための浮動小数点型−整数型データ変換マップである。図５は、図３の演算処理の処理動作を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、内燃機関の制御装置は、例えば自動車等の車両に搭載された多気筒（例えば、４気筒）のディーゼル機関（以下、エンジンと呼ぶ）１と、制御装置１０とから構成されている。エンジン１は、１気筒のみを有する単気筒のエンジンであってもよい。エンジン１は、車両を推進する駆動力源であればよく、ガソリン、ディーゼルエンジン、あるいは電動機とエンジンとを併用するハイブリット等の他の駆動力源を採用してもよい。制御装置１０は、エンジンコントロールユニット（エンジン制御ユニット）（以下、ＥＣＵと呼ぶ）から構成されている。なお、自動変速装置としてのオートマチックトランスミッション２の変速状態を変更するアクチェエータ（図示せず）を制御する自動変速制御ユニット（以下、ＴＣＭと呼ぶ）、図示しないブレーキ装置を制御するブレーキコントロールユニット等の間でＣＡＮ通信等を行なえるように構成されていてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態では、制御装置１０をＥＣＵとして説明する。
【００２０】
ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態または運転条件、車両の走行状態および運転者の操作量（意志）を各種センサにより検出して、各種センサからのセンサ信号により最適な目標噴射量（指令噴射量）、目標噴射時期（指令噴射時期）、目標噴射期間（指令噴射期間）および目標噴射圧力（指令噴射圧力）を演算し、エンジン１を構成する複数個（本実施例では気筒数に対応する４個）のインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）と、高圧供給ポンプ（燃料供給ポンプ）（以下、サプライポンプと呼ぶ）等の燃料噴射手段に指令するように構成されている。
【００２１】
エンジン１は、シリンダ、シリンダヘッド、およびオイルパン等から構成された４サイクル４気筒エンジンである。なお、エンジン１の各気筒の吸入ポートは、吸気弁（インテークバルブ）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）により開閉される。また、各気筒内には、連接棒を介してクランク軸に連結されたピストンが摺動自在に配設されている。インジェクタは、エンジン１のシリンダヘッドに、各気筒に対応して取付けられている。これらのインジェクタは、噴射孔を形成したノズルボディ内に、噴射孔を開閉するノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁（ニードル駆動手段、ソレノイドアクチュエータ）、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ニードル付勢手段等により構成されている。これらのインジェクタからエンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルに連結されたコマンドピストンの背圧制御室（圧力制御室）内の燃料圧力を制御する電磁弁（図示せず）への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。各気筒のインジェクタの電磁弁が開弁している間、蓄圧容器としてのコモンレール内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射される。
【００２２】
サプライポンプは、吸入した燃料を加圧して吐出口からコモンレールへ高圧燃料を圧送する高圧供給ポンプである。この高圧ポンプには、サプライポンプからコモンレールへの燃料吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁アクチュエータとしての吸入調量弁（リニアソレノイドアクチュエータ）が取付けられている。吸入調量弁は、図示しない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、サプライポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入調量用の電磁弁（以下、吸入調量弁と呼ぶ）であり、各インジェクタからエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力（以下、コモンレール圧と呼ぶ）を変更する。そして、サプライポンプは、ＥＣＵ１０より指令された燃料吐出量をコモンレールに圧送する。このコモンレール内のコモンレール圧は、燃料圧力検出手段としての燃料圧力センサによって測定され、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、インジェクタ噴射指令パルス）とがＥＣＵ１０で算出される。なお、ここで、サプライポンプおよびコモンレールは、燃料を高圧化して圧送する燃料供給手段を構成する。また、コモンレールは、サプライポンプから供給される高圧燃料を蓄圧する蓄圧手段を構成する。
【００２３】
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、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。なお、詳しくは、ＥＣＵ１０は、制御部１１と、図示しない燃料噴射系駆動回路と、図示しないエンジン制御用アクチュエータ回路と、図示しないセンサ受け回路とを備える。制御部１１はＣＰＵ１２、記憶装置１３、１４と有する制御の要であり、ＲＯＭ１４内に書き込まれたプログラムと、ＲＡＭ内に読み込まれた内燃機関等の運転状態に応じてＣＰＵがインジェクタ２から噴射される燃料噴射量、噴射時期等の演算、サプライポンプからコモンレールへ送られる高圧燃料供給量の演算など、各種の演算処理を行なう。燃料噴射系駆動回路は、インジェクタの電磁弁を駆動制御するイジェクタ駆動回路とサプライポンプの吸入調量弁を駆動制御するポンプ駆動回路とから構成されており、インジェクタ駆動回路は、制御部１１の指令値に応じてインジェクタの電磁弁に、開弁のための駆動信号等を与える。ポンプ駆動回路は、制御部１１の指令値に応じて吸入調量弁７に、閉弁のための駆動信号等を与える。エンジン制御用アクチュエータ回路は、制御部１１の指令値に応じて、図示しないスロットルバルブのアクチュエータ、ＥＧＲバルブ等のアクチュエータに駆動信号を与えるものである。センサ受け回路は、コネクタ（図示せず）を介して接続された各種センサの出力信号を処理する回路であり、アクセル、回転速度、水温、吸気温度、大気圧、吸気圧、燃料温度等のセンシングを行なっている。
【００２４】
制御部１１は、図１に示すように、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、浮動小数点演算機能部（以下、ＦＰＵと呼ぶ）１５、入出力装置（以下、Ｉ／Ｏと呼ぶ）１６とを備える。なお、ＦＰＵ１５は浮動小数点演算プロセッサとも呼ぶ。ここで、ＦＰＵ１６は浮動小数点形式の演算を実施し、ＣＰＵ１２は浮動小数点形成以外の演算を実施する。Ｉ／Ｏ１６は周知のＡ／Ｄ変換器を含んでもよい。ＥＣＵ１０には、エンジン１に設けられたセンサ群からエンジン状態を表す各種情報が入力される。センサ群は、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出するためのクランク角センサ１、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ２、冷却水温を検出するための冷却水温ンサ３、インジェクタから燃料タンク等へ還流する余剰燃料の燃料温度を検出するための燃料温度センサ４、コモンレール内のコモンレール圧を検出するための燃料圧力センサ５などからなる。なお、燃料温度センサ４で検出される燃料温度は、エンジン１へ供給する燃料の温度である。また、アクセル開度はアクセルペダルの踏込み量を測定するものであって、アクセル操作量とも呼ぶ。
【００２５】
ＦＰＵ１５により演算される浮動小数点型データは、例えばＩＥＥＥ７５４規格に従って構成され、図８（ａ）に示されるようにその内訳として、１ビットの符号部と、８ビットの指数部と、２３ビットの仮数部とを有する。こうして仮数部が２３ビットで構成される４バイト（単精度記憶形成）の浮動小数点型データの場合、７桁の分解能を持つ。なお、これに対して、ＣＰＵ１２で扱う浮動小数点型データ以外のものとして、例えば整数型データは、１ビットの符号部と、７ビットの整数部（仮数部）とを有し、７ビットの整数部で構成される１バイトの整数型データとなる。
【００２６】
なお詳しくは、ＥＣＵ１０は、エンジン１のクランク軸に取付けられた電磁式回転センサとしてのクランク角度センサ１、およびカム軸に取付けられたカム角度センサ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の噴射時期およびサプライポンプの圧送期間を決めることで、コモンレール内の実燃料圧力（実コモンレール圧）を指令噴射圧力に保持する。なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサとタイミングロータによるクランク角度信号（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。クランク角度センサとタイミングロータとは回転速度センサを構成する。
【００２７】
ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転条件に応じた最適な指令噴圧力（＝目標燃料圧力：ＰＦＩＮ）を演算し、ポンプ駆動回路を介してサプライポンプの吸入調量弁を駆動する吐出量制御手段を有している。なお、具体的には、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、サプライポンプの吸入調量弁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ている。
【００２８】
また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェクタから噴射される燃料噴射量を個別に制御する機能を有する。なお、具体的には、ＥＣＵ１０は、基本噴射量決定手段と、指令噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動手段とから構成されている。基本噴射量決定手段は、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最適な基本噴射量（Ｑ）を算出する機能を有する。指令噴射量決定手段は、基本噴射量（Ｑ）に、冷却水温センサ３によって検出された冷却水温（ＴＨＷ）または燃料温度センサ４によって検出されたインジェクタの余剰燃料温度（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）を算出する機能を有する。噴射時期決定手段は、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から指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する機能を有する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧（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からインジェクタへの通電パルス時間（噴射指令パルス時間：ＴＱ）を算出する機能を有する。インジェクタ駆動手段は、各気筒のインジェクタの電磁弁に、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）から噴射指令パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、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）を印加する機能を有する。
【００２９】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン１の各気筒のインジェクタごとにおいて、エンジン１の燃焼サイクルの１周期（吸入行程−圧縮行程−膨張行程−排気行程）中、つまりエンジン１のクランク軸が２回転（７２０°ＣＡ）する間における１噴射行程内に燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射（以下、マルチ噴射と呼ぶ）を行うことが可能に構成されている。なお、ここで、例えば１燃焼サイクルの１周期中に２回噴射するものを２段噴射と呼び、以下３回、４回、および５回噴射するものをそれぞれ３段噴射、４段噴射、５段噴射と呼ぶ。なお、詳しくは、１燃焼サイクルの１周期中にメイン噴射ＱＭのみの通常噴射形態の他に、メイン噴射ＱＭの前に１回の微少噴射（パイロット噴射）ＱＰを行なうパイロット噴射形態、メイン噴射ＱＭの前後に複数回の微少噴射を行なうマルチ噴射形態あるいはメイン噴射ＱＭの後に複数回の微少噴射を行なうマルチ噴射形態（アフター噴射形態）が実施可能に構成されている。
【００３０】
従ってＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に応じて噴射形態を決定するように構成されている。なお、詳しくは、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）によって最適な噴射形態を決定する噴射形態決定手段を備える。ＥＣＵ１０は、パイロット噴射形態を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、パイロット噴射量およびメイン噴射量を算出する多段噴射算出手段を備える。なお、詳しくは、ＥＣＵ１０は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（ＮＥ）と目標噴射量ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とからパイロット噴射量ＱＰを求め、目標噴射量ＱＦＩＮ）からパイロット噴射量ＱＰを減算してメイン噴射量ＱＭを求める手段を備えている。
【００３１】
また、ＥＣＵ１０は、マルチ噴射（少なくとも３回以上の噴射）形態を実施する際、エンジン１の運転状態に応じて、先に噴射する前噴射としてのパイロット噴射ＱＰとその後に噴射する後噴射としてのメイン噴射ＱＭの間における燃料噴射の間隔（インターバル）ＩＮＴを算出するインターバル算出手段を備える。なお、詳しくは、ＥＣＵ１０は、パイロット噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（ＮＥ）と目標噴射量ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とからパイロット噴射ＱＰとメイン噴射ＱＭの間の噴射間隔ＩＮＴを求める手段と、マルチ噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（ＮＥ）と目標噴射量ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから複数回噴射されるパイロット噴射ＱＰの噴射間隔を求める手段と、アフター噴射形態を実施する際に、エンジン回転速度（ＮＥ）と目標噴射量ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップ（図示せず）とから複数回噴射されるアフター噴射の噴射間隔を求める手段とを備える。
【００３２】
なお、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５によって検出されるコモンレール内のコモンレール圧（ＮＰＣ）がエンジン１の運転状態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好ましい。なお、吸入調量弁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好ましい。例えばコモンレール圧（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当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である。
【００３３】
ここで、インンジェクタを駆動制御して、エンジン１の運転状態に適したパイロット噴射ＱＰとメイン噴射ＱＭとの間等の前噴射と後噴射の間の噴射間隔ＩＮＴでパイロット噴射形態を実施する場合において、ＥＣＵ１０内の制御部１１が所定のプログラムに従って演算し、演算処理結果に基いてインジェクタを燃料噴射系駆動回路を介して駆動する手順を、演算に用いる特性マップ等のデータマップを中心にして詳述する。ＥＣＵ１０は、上記の噴射形態決定手段および多段噴射算出手段によってエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）との２元配列による特性マップ等に基いてパイロット噴射量、およびメイン噴射量を算出する。
【００３４】
まず、パイロット噴射ＱＰを実施するためのＥＣＵ１０内の演算は、先立ちの噴射であるパイロット噴射ＱＰのパイロット噴射量は、指令噴射量決定手段によって、冷却水温センサ３により検出される冷却水温（ＴＨＷ）または燃料温度センサにより検出される燃料温度（ＴＨＦ）の温度情報に基いて噴射量補正量を加味し、指令噴射量ＱＦＩＮＰを算出する。次に、噴射期間決定手段によってコモンレール圧（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮＰ）との２元配置による特性マップ等に基いてインジェクタへ通電する噴射指令パルス時間ＴＱＰを算出する。最後に、インジェクタ駆動手段によって、指令噴射時期ＴＦＩＮＰから、演算処理結果である噴射指令パルス時間ＴＱＰを経過するまでの間、インジェクタへ通電する。なお、指令噴射時期ＴＦＩＮＰは、指令噴射量（ＱＦＩＮＰ）とエンジン回転速度（ＮＥ）との２元配置による特性マップ等に基いて算出する。
【００３５】
次に、メイン噴射ＱＭを実施するためのＥＣＵ１０内の演算は、上記の手順に従い同様に、指令噴射量決定手段、噴射期間決定手段等の各種算出手段によって噴射指令パルス時間ＴＱＭを算出する。２段目以降の噴射は、その前の噴射の影響を受けて、噴射開始遅れや、噴射終了遅れが周期間で変動するため、噴射指令パルス時間ＴＱＭを基本駆動パルス期間として、さらに以下の影響を加味する。パイロット噴射ＱＰの噴射によって生じる脈動は、開弁到達時間、閉弁到達時間に影響を与える。また、前噴射の噴射量の大きさに応じて後噴射の直前のコモンレール圧が低くなり、実噴射量が小さくなる側に噴射量に影響を与える。なお、開弁到達時間はインジェクタへの通電開始時からインジェクタが開弁するまでの時間、閉弁到達時間はインジェクタへの通電停止時からインジェクタが閉弁するまでの時間である。例えば、開弁到達時間は、インジェクタへの通電開始時に脈動するコモンレール圧が比較的高いときと低いときでは、インジェクタから噴射する実噴射量が増減する。２元配置の補正マップに基いて脈動によって変化する開弁到達時間の補正量を算出する。また、２元配置の補正マップに基いて脈動によって変化する閉弁到達時間の補正量を算出する。さらに、２元配置の補正マップに基いて前噴射の噴射量の大きさまたは脈動によって噴射量に影響を与える影響噴射量を算出する。
【００３６】
なお、これら２元配置の特性マップまたは補正マップ（以下、データマップと呼ぶ）は、独立したデータマップである。マルチ噴射形態が上記のような２段噴射から、多段噴射のように噴射回数が増加すると、開弁到達時間、閉弁到達時間、および影響噴射量を別個に求める必要があるため、噴射形態の噴射段数に応じて、多数の独立したデータマップを用いた演算工程が噴射段の数倍必要となる。これらデータマップを格納するＲＯＭ１４等の記憶領域の容量が不足するおそれがある。
【００３７】
なお、以下の本実施形態では多数あるデータマップの説明簡便のため、代表例としての２元配置のデータマップを、Ｎ，Ｍの２元配列によるデータマップとして説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）がＥＣＵ１０のＲＯＭ１４に格納されるデータマップである。なお、図５は、従来の噴射制御方法の演算処理に用いるためにＥＣＵのＲＯＭに格納するデータマップを示す。図４（ａ）、図４（ｂ）、および図６は、それぞれ整数型データ、浮動小数点型データ、浮動小数点型データがデータマップ内に格納されているものとする。図４（ａ）と図６は、データマップ内に格納されるデータ数が同一である。すなわち、Ｎ，Ｍが同一の２元配列によるデータが格納されている。図４（ｂ）は図５のデータマップに格納されたデータの数値情報を異なる数値ごとに類別し、類別されたデータごとにこのデータを記憶する容量より小さい容量で記憶可能な別表示方法のデータに変換する変換マップを示す。
【００３８】
まず、図２に示すように、図６に示される従来方法のＮ，Ｍ配列による２元データマップ内の浮動小数点型データで表される数値情報を、異なる数値ごとに分類する。類別された数値を例えば番号化すると、０番からＬ番までの（Ｌ＋１）の異なる数値群に分別される。
【００３９】
なお、本実施形態のＥＣＵ１０では、データマップに基いて補間演算処理する場合に、一般に、Ｎ，Ｍ配列の格格子点と求める補間値とが滑らかにつながる曲線等で求まるように、格子点に相当する浮動小数点型データで表される数値情報が配置されていた。そのため、格納された浮動小数点型データで表された数値が重複する場合が多く、同一の数値が多数存在した。
【００４０】
次に、図２に示すように、０番からＬ番まで番号化された浮動小数点型データを、番号配列Ｌに対応して配置する、１元配列のデータマップ（以下、浮動小数点型−整数型データ変換マップと呼ぶ）（図４（ｂ）参照）を作成する。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示す浮動小数点型−整数型データ変換マップに基いて、図６の浮動小数点型データに対応する番号で示される整数型データに置き換え、図６と同じＮ，Ｍ配列による整数型データで表されるデータマップ（以下、整数型データと呼ぶ）（図４（ａ）参照）を作成する。
【００４２】
最後に、上記にて作成した整数型マップ（図４（ａ）参照）、および浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）をＥＣＵ１０のＲＯＭ１４に予め書き込み、記憶する。
【００４３】
なお、整数型マップ、および浮動小数点型−整数型データ変換マップは、図３、図４、および図５の説明において、それぞれマップ１、変換マップ２とも呼ぶ。
【００４４】
次に、上述した構成を有する本実施形態の各種制御の動作および噴射制御方法について、図３、図４、および図５に従って説明する。ＥＣＵ１０は、燃料圧力センサ５から出力される検出信号（電圧信号）や、その他の各種センサからのセンサ信号は、Ｉ／Ｏ１６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ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１３、ＦＰＵ１５に入力される。また、ＥＣＵ１０は、エンジンキーをＩＧ位置にして、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、ＲＯＭ１４内に格納された制御プログラムに基いて、例えばインジェクタの電磁弁、サプライポンプの吸入調量弁、スロットルバルブを駆動するアクチュエータ、ＥＧＲバルブを駆動するアクチュエータ等の各制御部品のアクチュエータを電子制御する。ＥＣＵ１０は、各種センサの出力信号に基いて、エンジン１の運転状態または運転条件、車両の走行状態および運転者の操作量（意思）等を検出する。そして、これら各制御部品は、ＥＣＵ１０によってエンジン１の運転状態等に最適な制御量で制御される。
【００４５】
図３に示すように、Ｓ３０１（Ｓはステップ）では、補間演算処理を行う２元配列（Ｎ，Ｍ）の数値（ｎ、ｍ）をＲＡＭ１３に読み込む。なお、詳しくは、例えばパイロット噴射形態におけるメイン噴射ＱＭの駆動パルスの出力タイミングを補正する際に、２元配列（Ｎ，Ｍ）の補正マップから、４点補間処理により数値（ｎ，ｍ）に対応する補正値を求めるため、数値（ｎ，ｍ）を読み込む。なお、以下、本実施形態では数値（ｎ，ｍ）を、（ｎ、ｍ）＝（１．５，４．５）として説明する。
【００４６】
Ｓ３０２では、数値（ｎ、ｍ）に対応する整数型データマップ（図４（ａ）参照）内に格納された整数型データ群（２元の場合は、４点補間のための４つの整数型データ）を抽出する。さらに、抽出した４つの整数型データのみを浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）に基いて浮動小数点型データに置換える。なお、詳しくは、（ｎ、ｍ）＝（１．５，４．５）から、Ｎの列のうちの２と３の列およびＭ行のうちの４と５の行の交点（以下、格子点と呼ぶ）に対応する４つの整数型データを、ＲＯＭ１４に格納されている整数型データマップから抽出し、読み出す。これら格子点の整数型データ（図５参照）は、４の行における２の列の格子点、３の列の格子点、および５の行における２の列の格子点、３の列の格子点の順に並べると、０、１、１、２となる（以下、説明の簡便のため、（０，１，１，２）で示す）。さらに、これら格子点の整数型データを、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基き、整数型データに対応する浮動小数点型データに置換える。その結果、整数型データで表される格子点（０，１，１，２）を、（５０，５０．５，５０．５，５１）の浮動少数点型データに置換え、ＲＡＭ１３に読み込む。
【００４７】
Ｓ３０３では、置換した浮動少数点型データ群に基いて４点補間による補間演算を行って、補間値を算出する。なお、詳しくは、ＲＡＭ１３に読み込んだ（５０，５０．５，５０．５，５１）の浮動少数点型データから、ＦＰＵ１５によって４点補間演算し、補間値である５０．５を算出する（図５参照）。
【００４８】
これらのＳ３０１からＳ３０３の制御処理を行うことで、従来のＮ，Ｍ配列の浮動小数点型データのデータマップ（図６参照）をＲＯＭに読み込んで４点補間演算する制御処理方法（図７参照）による補間値と同一の値を算出できる。
【００４９】
なお、ここで、Ｓ３０２は、整数型データをＲＯＭ１４から読み出し、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基き浮動小数点型データに置換えて参照する参照手段を構成する。
【００５０】
なお、例えば、図４（ａ）および図６に示す２元配列（Ｎ，Ｍ）のＮ、Ｍが、それぞれ、Ｎ＝０から９の１０の列、Ｍ＝０から９の１０の行からなり、図４（ｂ）に示す浮動小数点型−整数型データ変換マップの１元配列Ｌが、異なる数値の浮動小数点型データ数として、図４（ｂ）に示すＬ＝０から９の１０の列ある場合には、従来のＮ，Ｍ配列の浮動小数点型データのデータマップ（図６参照）を記憶する記憶領域の容量の大きさは、４バイト×１０×１０＝４００バイトとなる。また、本実施形態の整数型データマップ（図４（ａ）参照）および浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）を記憶する記憶領域の容積の大きさは、整数型データマップが１バイト×１０×１０＝１００バイトと、浮動小数点型−整数型データ変換マップが４バイト×１０＋１バイト×１０＝５０バイトとを加算した合計１５０バイトとなる。したがって、本実施形態のＲＯＭ１４に記憶するマップ容量は、一つのデータマップ当たり、従来方法に比べて４００バイト−１５０バイト＝２５０バイトの容量削減ができる。
【００５１】
なお、ここで、ＲＯＭ１４は、第１記憶手段、および第２記憶手段を構成する。また、整数型データ群は、２元配列（Ｎ，Ｍ）における数値（ｎ、ｍ）での４点補間対象の所定の配列にあたる整数型データを構成する。
【００５２】
なお、図５中の補間処理枠内の変換マップ２により置換えられた制御データは、補間制御データを構成する。なお、ここで、制御データとは、データマップから抽出され所定の制御の制御プログラムの演算に用いられるデータである。本実施例では、制御データは浮動小数点型データよりなる。
【００５３】
なお、ここで、第１制御手段は、制御データをこの制御データよりも表示データ数の少ない置換え数値データに対応させて記憶する第１記憶部を構成する。置換え数値データは、整数型データを構成する。第２制御手段は、第１記憶部に記憶した制御データと置換え数値データとの対応に基づき、データマップに置換え数値データを格納し記憶させた第２記憶部を構成する。
【００５４】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、エンジン１の噴射制御を実施するために必要な補正マップを、従来のようにＮ，Ｍの２元配列による浮動少数点型データのデータマップ（図６参照）をＲＯＭ１４に書き込んで記憶しておくのではなく、このデータマップ内の浮動少数点型データで表される数値情報において重複する数値が多数存在することを考慮する。そして、異なる数値の浮動小数点型データごとに整数型データを付与するための浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）をＲＯＭ１４に格納して記憶する。そして、浮動小数点型データを有するデータマップ（図６参照）を、浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）による浮動小数点型データごとに整数型データとしての番号を付与するルールに従って、整数型データに予め型変換した上で、整数型データマップ（図４（ａ）参照）としてＲＯＭ１４に格納して記憶されるので、従来のＮ，Ｍの２元配列による浮動少数点型データのデータマップ（図６参照）を記憶する記憶領域の容量の大きさに比べて、整数型データマップ（図４（ａ）参照）と浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）とを記憶する記憶領域の容量の大きさを小さくすることができる。したがって、本実施形態による整数型データマップ（図４（ａ）参照）と浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）とをＲＯＭ１４に記憶し読み出す方法によって、各種制御のための演算に用いるデータマップの占有する記憶容量の軽減が図れる。さらに、演算に用いるためデータマップをＲＯＭ１４から読み出して参照する際には、整数型データをＲＯＭ１４から読み出し、浮動小数点型−整数型データ変換マップに基き浮動小数点型データに置換えて参照する参照手段Ｓ３０２を有するので、ＦＰＵ１５による演算精度が確保される。
【００５５】
（２）なお、マルチ噴射形態に置いて多段噴射する場合には、補正マップとして、浮動小数点型データを有するデータマップを多数独立して持つ必要があるが、本実施形態による整数型データマップ（図４（ａ）参照）と浮動小数点型−整数型データ変換マップ（図４（ｂ）参照）とによる記憶、読み出し方法によって、補正マップ一つ当たりのＲＯＭ１４に記憶するマップ容量の削減ができる。したがって、噴射制御を実施するための演算工程において噴射段数に応じて補正マップ数が噴射段数倍必要な場合、大幅なマップ容量の削減が可能である。
【００５６】
（３）参照手段Ｓ３０２は、２元配列（Ｎ，Ｍ）の数値（ｎ、ｍ）に対応する整数型データ群のみを、浮動小数点型−整数型データ変換マップによってので、ＦＰＵ１５が浮動小数点演算を行うとき、型変換に伴う処理負荷を抑制することができる。
【００５７】
（その他の実施形態）
以上説明した本実施形態では、所定の制御プログラムに従い各種制御を実施するために用いるデータマップとして、噴射制御における噴射補正を実施するための補正マップに適用して説明したが、サプライポンプの吸入調量弁をポンプ駆動回路を介して制御部１１が制御するための制御量を補正する補正マップに適用してもよい。なお、これら補正マップに限らず、マップ内に格納されたデータの数値情報が重複するものであるならば、いずれのマップに適用してもよい。なお、インジェクタあるいはサプライポンプ等の燃料噴射系部品に限らず、ＥＧＲバルブを駆動するアクチュエータ等の制御部品を駆動制御する制御量の補正量する補正マップに適用してもよい。
【００５８】
以上説明した本実施形態では、データマップのデータを格納する格納構造として、２元配列（Ｎ、Ｍ）のマップで説明したが、２元配列（Ｎ、Ｍ）のものに限らず、1元配列あるいは３元配列等のものであってもよい。
【００５９】
以上説明した本実施形態では、各種制御のための演算に用いるデータマップの占有する記憶容量の軽減が図れるため、４バイトの浮動小数点型データを１バイトの整数型データに置換えるものとして説明したが、４バイトの浮動小数点型データから表示可能桁数の少ない１バイトの整数型データに置換えるものに限らず、所定の浮動小数点型データから表示可能桁数が同じまたは多い所定の整数型データに置換えても、データマップの占有する記憶容量の軽減を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】図１中のＥＣＵにおいて浮動小数点演算に用いる整数型データマップおよび浮動小数点型−整数型データ変換マップを説明する構成図である。
【図３】図１中のＥＣＵの浮動小数点演算機能による演算処理の一実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係わる演算処理に使用するデータマップを示す図であって、図４（ａ）は整数型データマップ、図４（ｂ）は浮動小数点型データに整数型データを付与するための浮動小数点型−整数型データ変換マップである。
【図５】図３の演算処理の処理動作を示す図である。
【図６】従来技術による演算処理に使用するデータマップを示す図である。
【図７】従来技術の演算処理の処理動作を示す図である。
【図８】データの構成を示す図であって、図８（ａ）は浮動小数点型データの構成、図（ｂ）は整数型データの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  エンジン（内燃機関）
２  クランク角度センサ
３  冷却水温センサ
４  燃料温度センサ
５  燃料圧力センサ
１０  ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、制御装置）
１１  制御部
１２  ＣＰＵ
１４  ＲＯＭ
１５  ＦＰＵ（浮動小数点演算機能部、浮動小数点演算プロセッサ）
【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】
2005201181.tif 000009
【図８】
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