(57)【要約】【課題】追加装備によるコストアップがなく、且つ噴射量学習を高精度に実施できるディーゼル機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】インジェクタに対する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時に単発噴射を実施し、その単発噴射によって上昇するエンジン回転数の変化量（回転数上昇量δｘ）と、単発噴射を実施した時のエンジン回転数ω０との積をトルク比例量Ｔｐとして算出する。ディーゼル機関では、噴射量と発生トルクとが比例するので、トルク比例量Ｔｐより算出した発生トルクから実噴射量を推定できる。その結果、推定した実噴射量と指令噴射量との差を噴射量ずれとして検出することにより、トルクセンサ等の追加装備を必要とすることなく、噴射量学習を高精度に実施できる。【選択図】図１
2005036788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関の特定気筒に対してインジェクタより学習用噴射を実施するための学習条件が成立しているか否かを判定する学習条件判定手段と、
前記学習条件が成立している時に、前記特定気筒に対して前記インジェクタに学習用噴射を指令する学習用噴射指令手段と、
前記ディーゼル機関の回転速度を機関回転数として検出する回転数検出手段と、
前記学習用噴射を実施した場合と実施しなかった場合との回転数変動量を回転数上昇量として算出する回転数上昇量算出手段と、
算出された前記回転数上昇量を基に、前記インジェクタから実際に噴射された実噴射量、または、その実噴射量に関連する実噴射量関連値を算出する噴射量算出手段と、
算出された前記実噴射量と前記インジェクタに指令する指令噴射量との差、あるいは、算出された前記実噴射量関連値と前記指令噴射量に関連する指令噴射量関連値との差を、噴射補正量として算出する噴射補正量算出手段とを備えるディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記学習条件判定手段は、少なくとも、前記インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることを、前記学習条件として判定していることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記学習条件判定手段は、少なくとも、前記インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であり、且つ変速装置がニュートラル状態であることを、前記学習条件として判定していることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記回転数上昇量算出手段は、同一気筒にて、無噴射時に前記学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数の変動量と、前記無噴射時に前記学習用噴射が実施された場合の機関回転数の変動量との差を前記回転数上昇量として算出することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記回転数上昇量算出手段は、同一気筒にて、無噴射時に前記学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数と、前記無噴射時に前記学習用噴射が実施された場合の機関回転数との差を前記回転数上昇量として算出することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射量算出手段は、算出された前記回転数上昇量を基に、前記学習用噴射によって発生する前記ディーゼル機関の発生トルクを算出し、その発生トルクから前記実噴射量、または前記実噴射量関連値を算出することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項１〜５に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射量算出手段は、前記回転数上昇量と前記学習用噴射が実施された時の機関回転数との関係を噴射量毎、または噴射量に関連する噴射量関連値毎に予め適合させたマップを有し、このマップから、算出された前記回転数上昇量と前記学習用噴射が実施された時の機関回転数とに応じて、前記実噴射量または前記実噴射量関連値を求めることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射量算出手段は、算出された前記回転数上昇量と、前記学習用噴射を実施した時の機関回転数との積を、前記ディーゼル機関の発生トルクに比例したトルク比例量として求めることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射量算出手段は、前記ディーゼル機関の各気筒に対する噴射タイミングの直前に検出された機関回転数を用いて前記トルク比例量を算出することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射量算出手段は、前記ディーゼル機関の気筒毎に前記回転数上昇量を求めて、それらの平均値を算出し、その平均値を前記トルク比例量の算出に使用することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴射補正量算出手段にて算出された噴射補正量に基づいて、前記指令噴射量を補正する噴射量補正手段を備えることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記学習用噴射指令手段は、メイン噴射に先立って実施されるパイロット噴射に相当する噴射量を前記学習用噴射として前記インジェクタに指令することを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、
前記実噴射量関連値は、実噴射量に相当する噴射量相当値、もしくは噴射パルスに相当する噴射パルス相当値を含むことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関の噴射量学習を実施する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼル機関では、燃焼騒音の低減やＮＯｘを抑制する手段として、メイン噴射に先立って極少量の燃料を噴射する所謂パイロット噴射を実施する方法が知られている。しかし、噴射量の指令値が小さいパイロット噴射の場合には、その効果（燃焼騒音の低減、ＮＯｘの抑制）を十分に発揮させるために、微量噴射精度の向上が要求される。このため、パイロット噴射に対する指令噴射量と実際に噴射された燃料量（以下、実噴射量と呼ぶ）とのずれを検出し、ソフトウエア側で補正する噴射量学習が必要となる。
【０００３】
しかし、実噴射量を車両走行中に直接計測することは困難であるため、従来では、大別して以下の２通りの方法が用いられている。
ａ）実噴射量をＡ／Ｆ値（空燃比）や筒内圧等で常時代用検出する方法（特許文献１参照）。この方法では、噴射量ずれを高精度に検出でき、且つ運転モード全域で検出可能である。
【０００４】
ｂ）ＩＳＣ（アイドル回転速度制御）等の回転数フィードバックにおける補正量から噴射量ずれを補正する方法（特許文献２参照）。例えば、実噴射量が５ｍｍ3 ／ｓｔ噴射時に所望のアイドル回転数になることが事前に判明しているエンジンであって、この所望アイドル回転数になる様に指令噴射量を変更していき、実際に所望アイドル回転数になったことを回転数センサ等により検出した時に、噴射量を実測定することなく、噴射量が５ｍｍ3 ／ｓｔであるとみなすことができる。この方法では、上記したように、回転数センサ等、一般的に装備されているセンサを使用するため、追加装備の必要がなく、コストアップを抑制できる。
【特許文献１】特開平１１−２９４２２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５２９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記ａ）の方法では、一般的には車両に装備されていないＡ／Ｆセンサや筒内圧センサを使用するため、追加装備が必要となり、コストアップが大きくなるという問題が生じる。
一方、上記ｂ）の方法では、エンジンの気筒間ばらつきや、エアコン等の外部負荷等のエンジンの負荷要因が変動することから、エンジン回転数と噴射量との一義的な関係が崩れる。このような負荷要因の変動を加えてバランスする回転数と指令噴射量との関係から学習をしてしまうため、高精度な噴射量学習が困難である。
【０００６】
例えば、エンジン回転数は、噴射量が増大すれば上昇し、噴射量が減少すれば下降するが、エアコンやオルタネータ等、エンジンに掛かる負荷の状態によっても変動する。従って、エンジン回転数をモニタするだけでは、実噴射量を精度良く検出することはできない。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、センサ類等の追加装備によるコストアップがなく、且つ噴射量学習を高精度に実施できるディーゼル機関の燃料噴射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】
【０００７】
（請求項１の発明）
本発明のディーゼル機関の燃料噴射制御装置は、ディーゼル機関の特定気筒に対してインジェクタより学習用噴射を実施するための学習条件が成立しているか否かを判定する学習条件判定手段と、学習条件が成立している時に、特定気筒に対してインジェクタに学習用噴射を指令する学習用噴射指令手段と、ディーゼル機関の回転速度を機関回転数として検出する回転数検出手段と、学習用噴射を実施した場合と実施しなかった場合との回転数変動量を回転数上昇量として算出する回転数上昇量算出手段と、算出された回転数上昇量を基に、インジェクタから実際に噴射された実噴射量、または、その実噴射量に関連する実噴射量関連値を算出する噴射量算出手段と、算出された実噴射量とインジェクタに指令する指令噴射量との差、あるいは、算出された実噴射量関連値と指令噴射量に関連する指令噴射量関連値との差を、噴射補正量として算出する噴射補正量算出手段とを備える。
【０００８】
学習用噴射を実施した場合と実施しなかった場合との回転数変動量、すなわち、学習用噴射を実施しなかった場合の機関回転数（推定値）と学習用噴射を実施した場合の機関回転数との差（回転数上昇量）は、学習用噴射が実施される時の機関回転数が同じであれば、ディーゼル機関に掛かる負荷（例えばエアコンやオルタネータ等）の変動に係わりなく、同一となる。従って、回転数検出手段の検出値から機関回転数の上昇量を求め、その回転数上昇量を基に、インジェクタから実際に噴射された実噴射量あるいは実噴射量関連値を精度良く算出することができる。なお、学習用噴射を実施しなかった場合の機関回転数は、学習用噴射を実施する以前の機関回転数、もしくは、学習用噴射による回転数上昇の前後の回転数変動量から推定できる。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、学習条件判定手段は、少なくとも、インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることを、学習条件として判定していることを特徴とする。
これにより、学習用噴射によって生じるディーゼル機関の回転数変動量を精度良く検出できる。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、学習条件判定手段は、少なくとも、インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であり、且つ変速装置がニュートラル状態であることを、学習条件として判定していることを特徴とする。なお、変速装置がニュートラル状態であるためには、例えば、シフトポジション（シフトレバーの操作位置）がニュートラル位置にあること、あるいは、クラッチがＯＦＦ状態にあること（この場合、シフトポジションは、必ずしもニュートラル位置にある必要はない）。
【００１１】
無噴射時に学習用噴射を実施することで、学習用噴射によって生じるディーゼル機関の回転数変動量を精度良く検出することができ、且つ変速装置がニュートラル状態であれば、学習用噴射によって生じるディーゼル機関の回転慣性力を正確に把握できるので、噴射量学習を高精度に実施できる。
【００１２】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、回転数上昇量算出手段は、同一気筒にて、無噴射時に学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数の変動量と、無噴射時に学習用噴射が実施された場合の機関回転数の変動量との差を回転数上昇量として算出することを特徴とする。
【００１３】
ディーゼル機関の同一気筒に対し、学習用噴射が実施されなかった場合と学習用噴射が実施された場合とで、それぞれ機関回転数の変動量を求め、両者の差を、学習用噴射によって生じる機関回転数の変動量、即ち、回転数上昇量として算出することができる。なお、学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数の変動量は、無噴射時において単調に減少するので、容易に推定することができる。
【００１４】
（請求項５の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、回転数上昇量算出手段は、同一気筒にて、無噴射時に学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数と、無噴射時に学習用噴射が実施された場合の機関回転数との差を回転数上昇量として算出することを特徴とする。
ディーゼル機関の同一気筒に対し、学習用噴射によって生じる機関回転数の変動量、即ち回転数上昇量は、無噴射時に学習用噴射が実施されなかった場合の機関回転数と、無噴射時に学習用噴射が実施された場合の機関回転数との差として直接的に求めることができる。
【００１５】
（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射量算出手段は、算出された回転数上昇量を基に、学習用噴射によって発生するディーゼル機関の発生トルクを算出し、その発生トルクから実噴射量、または実噴射量関連値を算出することを特徴とする。
ディーゼル機関では、基本的に噴射量と発生トルクとが比例するため、発生トルクを算出することで、その発生トルクから実噴射量、ひいては実噴射量関連値を推定できる。従って、実噴射量と指令噴射量との差、あるいは実噴射量関連値と指令噴射量関連値との差を噴射補正量として算出することができる。
【００１６】
（請求項７の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射量算出手段は、回転数上昇量と学習用噴射が実施された時の機関回転数との関係を噴射量毎、または噴射量に関連する噴射量関連値毎に予め適合させたマップを有し、このマップから、算出された回転数上昇量と学習用噴射が実施された時の機関回転数とに応じて、実噴射量または実噴射量関連値を求めることを特徴とする。
この場合、マップの適合数に応じて実噴射量もしくは実噴射量関連値を精度良く推定することが可能である。
【００１７】
（請求項８の発明）
請求項６に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射量算出手段は、算出された回転数上昇量と、学習用噴射を実施した時の機関回転数との積を、ディーゼル機関の発生トルクに比例したトルク比例量として求めることを特徴とする。
算出された回転数上昇量と、学習用噴射を実施した時の機関回転数との積（トルク比例量）は、学習用噴射の実施に伴って発生するディーゼル機関の発生トルクに比例するので、そのトルク比例量からディーゼル機関の発生トルクを算出することができる。
【００１８】
（請求項９の発明）
請求項８に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射量算出手段は、ディーゼル機関の各気筒に対する噴射タイミングの直前に検出された機関回転数を用いてトルク比例量を算出することを特徴とする。
この場合、学習用噴射による燃料が気筒内（燃焼室）で燃焼され、その燃焼終了後に機関回転数を検出するので、学習用噴射による機関回転数の変動を精度良く検出できる。
【００１９】
（請求項１０の発明）
請求項８または９に記載したディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射量算出手段は、ディーゼル機関の気筒毎に回転数上昇量を求めて、それらの平均値を算出し、その平均値をトルク比例量の算出に使用することを特徴とする。
この場合、ディーゼル機関の気筒毎に求められる回転数上昇量のばらつきを平均化できるので、噴射量の学習精度を向上できる。
【００２０】
（請求項１１の発明）
請求項１〜１０に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、噴射補正量算出手段にて算出された噴射補正量に基づいて、指令噴射量を補正する噴射量補正手段を備えることを特徴とする。
これにより、精度良く指令噴射量を補正できる。
【００２１】
（請求項１２の発明）
請求項１〜１１に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、学習用噴射指令手段は、メイン噴射に先立って実施されるパイロット噴射に相当する噴射量を学習用噴射としてインジェクタに指令することを特徴とする。
これにより、パイロット噴射の指令噴射量を高精度に補正することが可能になり、燃焼騒音の低減やＮＯｘの抑制を実現できる。
【００２２】
（請求項１３の発明）
請求項１〜１２に記載した何れかのディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、実噴射量関連値は、実噴射量に相当する噴射量相当値、もしくは噴射パルスに相当する噴射パルス相当値を含むことを特徴とする。
従って、噴射量算出手段は、学習用噴射を実施した場合と実施しなかった場合との回転数変動量（回転数上昇量）を基に、実噴射量関連値として、噴射量相当値あるいは噴射パルス相当値を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図２はディーゼル機関の燃料噴射システムを示す全体構成図である。
図２に示す燃料噴射システムは、例えば４気筒のディーゼル機関（以下、エンジン１と呼ぶ）に適用されるもので、高圧燃料を蓄えるコモンレール２と、燃料タンク３から汲み上げた燃料を加圧してコモンレール２に供給する燃料供給ポンプ４と、コモンレール２より供給される高圧燃料をエンジン１の気筒内（燃焼室１ａ）に噴射するインジェクタ５と、本システムを電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵ６と呼ぶ）とを備えている。  
【００２５】
コモンレール２は、ＥＣＵ６により目標レール圧が設定され、燃料供給ポンプ４から供給された高圧燃料を目標レール圧まで蓄圧する。このコモンレール２には、蓄圧された燃料圧力（以下、レール圧と呼ぶ）を検出してＥＣＵ６に出力する圧力センサ７と、レール圧が予め設定された上限値を超えないように制限するプレッシャリミッタ８が取り付けられている。
【００２６】
燃料供給ポンプ４は、エンジン１に駆動されて回転するカム軸９と、このカム軸９に駆動されて燃料タンク３から燃料を汲み上げるフィードポンプ１０と、カム軸９の回転に同期してシリンダ１１内を往復運動するプランジャ１２と、フィードポンプ１０からシリンダ１１内の加圧室１３に吸入される燃料量を調量する電磁調量弁１４などを有している。  
【００２７】
この燃料供給ポンプ４は、プランジャ１２がシリンダ１１内を上死点から下死点に向かって移動する際に、フィードポンプ１０より送り出された燃料が電磁調量弁１４で調量され、吸入弁１５を押し開いて加圧室１３に吸入される。その後、プランジャ１２がシリンダ１１内を下死点から上死点へ向かって移動する際に、プランジャ１２によって加圧室１３の燃料が加圧され、その加圧された燃料が、吐出弁１６を押し開いてコモンレール２に圧送される。
【００２８】
インジェクタ５は、エンジン１の気筒毎に搭載され、それぞれ高圧配管１７を介してコモンレール２に接続されている。このインジェクタ５は、ＥＣＵ６の指令に基づいて作動する電磁弁５ａと、この電磁弁５ａへの通電時に燃料を噴射するノズル５ｂとを備える。  電磁弁５ａは、コモンレール２の高圧燃料が印加される圧力室（図示せず）から低圧側に通じる低圧通路（図示せず）を開閉するもので、通電時に低圧通路を開放し、通電停止時に低圧通路を遮断する。
【００２９】
ノズル５ｂは、噴孔を開閉するニードル（図示せず）を内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁５ａへの通電により低圧通路が開放されて圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル５ｂ内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２より供給された高圧燃料を噴孔より噴射する。一方、電磁弁５ａへの通電停止により低圧通路が遮断されて、圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル５ｂ内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する。
【００３０】
ＥＣＵ６は、エンジン回転数（１分間当たりの回転数）を検出する回転数センサ１８と、アクセル開度（エンジン負荷）を検出するアクセル開度センサ（図示せず）、及び前記レール圧を検出する圧力センサ７等が接続され、これらのセンサで検出されたセンサ情報に基づいて、コモンレール２の目標レール圧と、エンジン１の運転状態に適した噴射時期及び噴射量等を演算し、その演算結果に従って、燃料供給ポンプ４の電磁調量弁１４及びインジェクタ５の電磁弁５ａを電子制御する。
【００３１】
また、ＥＣＵ６による噴射量制御（噴射時期及び噴射量の制御）では、メイン噴射に先立って極小量のパイロット噴射を実施する時に、そのパイロット噴射に対する噴射量学習を行っている。なお、ＥＣＵ６は、本発明に係わる学習条件判定手段、学習用噴射指令手段、回転数上昇量算出手段、噴射量算出手段、噴射補正量算出手段、噴射量補正手段などの機能を有している。
以下に、噴射量学習を実行するＥＣＵ６の処理手順を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
ステップ１０…噴射量学習を実施するための学習条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、以下の条件が挙げられる。
ａ）インジェクタ５に対する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であること。
ｂ）変速装置がニュートラル状態であること（例えば、シフトチェンジ時）。
ｃ）所定のレール圧が維持されていること。
【００３３】
また、ＥＧＲ装置、ディーゼルスロットル、可変ターボ等を装備する場合は、ＥＧＲバルブの開度、ディーゼルスロットルの開度、可変ターボの開度等を学習条件に加えることもできる。この判定結果がＹＥＳの時は、次のステップ２０へ進み、判定結果がＮＯの時は、本処理を終了する。
なお、変速装置がニュートラル状態であるためには、例えば、シフトポジション（シフトレバーの操作位置）がニュートラル位置にあること、あるいは、クラッチがＯＦＦ状態、つまり、駆動輪に対してエンジン動力が遮断されている状態）にあること（この場合、シフトポジションは、必ずしもニュートラル位置にある必要はない）。
【００３４】
ステップ２０…学習用噴射（以下、単発噴射と呼ぶ）を実施する（図１（ａ）参照）。この単発噴射により噴射される燃料量は、パイロット噴射の指令噴射量に相当する。
ステップ３０…単発噴射の実施によって発生するエンジントルク（以下、発生トルクと呼ぶ）に比例した特性値（トルク比例量）を検出する。この特性値の検出方法は、後に詳述する。
【００３５】
ステップ４０…特性値を検出するまでの処理が狙った条件下（ステップ１０に示した学習条件下）で実行されたか否かを判定する。この処理は、特性値を検出する間に、噴射が復帰したり、レール圧が変化したりすることなく、ステップ１０に示された学習条件が守られていたか否かを判定している。この判定結果がＹＥＳの時は、次のステップ５０へ進み、判定結果がＮＯの時は、ステップ６０へ進む。
ステップ５０…ステップ３０で検出した特性値をメモリに保存する。
ステップ６０…ステップ３０で検出した特性値を廃棄する。
【００３６】
ステップ７０…メモリに保存された特性値を基に、噴射補正量を算出する。この噴射補正量は、単発噴射によって実際に噴射された燃料量（実噴射量）と、インジェクタ５に単発噴射を指令した指令噴射量とのずれ量より求められる。また、実噴射量は、エンジン１の発生トルクより推定することが可能である。
ステップ８０…ステップ７０で算出された噴射補正量に応じて、インジェクタ５に指令する指令噴射量を補正する。
【００３７】
続いて、上記ステップ３０の特性値の検出方法を図４に示すフローチャートを基に説明する。
ステップ３１…回転数センサ１８の信号を取り込んでエンジン回転数ωを検出する。なお、本実施例の４気筒エンジン１では、クランクシャフトが２回転（７２０°ＣＡ）する間に４回（各気筒に１回ずつ）検出される。この検出されたωにその時の噴射気筒番号を付けると、取得されるデータは、時系列順にω１(i) 、ω２(i) 、ω３(i) 、ω４(i) 、ω１(i+1) 、ω２(i+1) …の様になる（図１（ｂ）参照）。
【００３８】
但し、エンジン回転数ωの検出は、図５に示す様に、インジェクタ５の噴射タイミング（図中の期間ａ）の直前に実施される。つまり、インジェクタ５から噴射された燃料が着火するまでに要する着火遅れ期間（図中の期間ｂ）を過ぎてから、実際に燃焼が行われる燃焼期間（図中の期間ｃ）を終了した後に、回転数検出期間（図中の期間ｄ）が設定されている。これにより、単発噴射によるエンジン回転数の変動を精度良く検出できる。
【００３９】
ステップ３２…気筒毎に回転数変動量Δωを算出する。例えば、第３気筒を例に挙げると、図１（ｂ）に示す様に、ω３(i) とω３(i+1) との差Δω３を算出する。このΔωは、図１（ｃ）に示す様に、無噴射時には単調に減少していくが、単発噴射を実施した直後は、各気筒に１度ずつΔωが上昇する（ちなみに、図１では、第４気筒で単発噴射を実施している）。
【００４０】
ステップ３３…単発噴射による回転数上昇量δを気筒毎に算出し、その平均値δｘを求める。回転数上昇量δは、単発噴射を実施しなかった場合のΔω（推定値）と、ステップ３２で算出されたΔωとの差として求められる。なお、単発噴射を実施しなかった場合のΔωは、無噴射時において単調に減少するので、単発噴射以前のΔω、または回転数上昇前後のΔωから容易に推定できる。
【００４１】
ステップ３４…ステップ３３で算出したδｘと単発噴射を実施した時のエンジン回転数ω０との積をトルク比例量Ｔｐとして算出する。このＴｐは、単発噴射によって発生するエンジン１の発生トルクに比例した量となっている。即ち、エンジン１の発生トルクＴは、下記の数式（１）によって求められるので、δｘとω０との積であるＴｐは、Ｔに比例した量となる。
Ｔ＝Ｋ・δｘ・ω０……………………………………………（１）
Ｋ：比例定数
【００４２】
本実施例のエンジン１、即ちディーゼル機関では、図６に示す様に、発生トルクと実噴射量とが比例するため、ステップ３４で算出されたＴｐも実噴射量に比例することになる。従って、Ｔｐから発生トルクを算出し、その発生トルクから実噴射量を推定することが可能である。
【００４３】
（実施例１の効果）
本実施例の燃料噴射システムでは、エンジン１に掛かる負荷（例えばエアコンやオルタネータ等）の変動に影響されることなく、単発噴射によって発生するエンジントルクを算出できる。つまり、単発噴射の実施により上昇するエンジン回転数ωの変動量（ステップ３３で算出される回転数上昇量δ）は、単発噴射が実施された時のエンジン回転数ω０が同じであれば、エンジン１に掛かる負荷の変動に係わりなく、同一である。これにより、算出された発生トルクから実噴射量を推定し、その実噴射量と指令噴射量との差を噴射量ずれとして検出することにより、トルクセンサ等の追加装備を必要とすることなく、噴射量学習を高精度に実施できる。
【００４４】
また、本実施例では、回転数上昇量δの平均値δｘを基に、エンジン１の発生トルクを算出してから実噴射量を求めているので、例えば、図６に示す発生トルクと噴射量との適合が容易であり、且つ発生トルクと噴射量とが一対一に対応しているので、単発噴射が実施された時のエンジン回転数ω０に応じて補正する必要もなく、極めて精度良く実噴射量を求めることができる。
【００４５】
更に、噴射量学習を実施するための学習条件として、少なくとも、無噴射時であり、且つ変速装置がニュートラル状態であることを挙げているので、単発噴射によって生じるエンジン１の回転数変動を正確に検出できる。つまり、変速装置が繋がった状況では、変速装置から車輪に至るまでの回転慣性力が、エンジンのみの回転慣性力に加わり、且つ路面状況の変化等が車輪から動力伝達系を介してクランク軸まで伝達されるため、単発噴射によって生じるエンジンの回転数変動を正確に検出することは困難である。そこで、変速装置がニュートラル状態で単発噴射を実施すれば、単発噴射によって発生するエンジンの回転数変動を純粋に把握できるので、変速装置が繋がった状態で噴射量学習を行う場合より、学習精度が向上する。
【実施例２】
【００４６】
本実施例は、実施例１のステップ３３にて、単発噴射による回転数上昇量δの平均値δｘを求めた後、図７に示すマップから実噴射量を推定する場合の一例である。
図７に示すマップには、回転数上昇量δの平均値δｘと、学習用噴射が実施された時のエンジン回転数ω０との関係を噴射量毎に予め適合した値が記憶されている。これにより、回転数上昇量δの平均値δｘと、学習用噴射が実施された時のエンジン回転数ω０とに応じて、マップから実噴射量を求めることができる。
【００４７】
（変形例）
実施例１では、パイロット噴射に対する噴射量学習の一例を記載したが、パイロット噴射を実施しない通常噴射（エンジン１の同一気筒に対し燃焼１行程の間に１回だけ噴射する）に対する噴射量学習、あるいはパイロット噴射後のメイン噴射やメイン噴射後のアフタ噴射に対する噴射量学習にも本発明を適用できる。
また、単発噴射によって発生するエンジン１の発生トルクを算出する際に、気筒毎に求めた回転数上昇量δの平均値δｘを使用しているが、平均値を求めることなく、何れか一つの気筒にて算出した回転数上昇量δを使用しても良い。
【００４８】
実施例１のステップ３３では、単発噴射を実施しなかった場合のΔω（推定値）と、単発噴射を実施した場合のΔω（ステップ３２で算出）との差を回転数上昇量δとして算出しているが、以下の方法にて回転数上昇量δを算出することも可能である。即ち、図８に示す様に、単発噴射の実施（図中Ａ点）によって上昇したエンジン回転数ω（例えば図中Ｂ１点における回転数センサ１８の検出値）と、それと同時刻にて単発噴射を実施しなかった場合のエンジン回転数ω（図中Ｂ２点）との差（Ｂ２点からＢ１点への上昇量）を回転数上昇量δとして算出しても良い。
なお、単発噴射を実施しなかった場合のエンジン回転数ωは、単発噴射以前のエンジン回転数から容易に推定できる。もしくは、単発噴射による回転数上昇の前後の回転数変動量Δω（図１のＣ点以前のΔωとＤ点以降のΔω）から推定できる。
【００４９】
また、上記の実施例では、単発噴射によって実際にインジェクタ５より噴射された実噴射量と、単発噴射をインジェクタ５に指令した指令噴射量との差（噴射補正量）を求め、その噴射補正量に基づいて指令噴射量を補正しているが、実噴射量と指令噴射量とを比較する代わりに、噴射量に関連（相関）する値、例えば、噴射パルス等を用いて噴射量学習を実施することも可能である。
本発明は、実施例１に記載した蓄圧式（コモンレール式）の燃料噴射システム以外にも、例えば電磁スピル弁を有する分配型燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射システムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】噴射量学習の作動説明図である。
【図２】ディーゼル機関の燃料噴射システムを示す全体構成図である。
【図３】噴射量学習を実行するＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】特性値（トルク比例量）の算出手順を示すフローチャートである。
【図５】エンジン回転数の検出タイミングを示す説明図である。
【図６】噴射量と発生トルクとの関係を示すグラフである。
【図７】噴射量毎に回転数上昇量とエンジン回転数との関係を適合したマップである。
【図８】単発噴射の実施による回転数上昇量を求めるための説明図である（変形例）。
【符号の説明】
【００５１】
１  エンジン（ディーゼル機関）
５  インジェクタ
６  ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）
１８  回転数センサ（回転数検出手段）
【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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