(57)【要約】【課題】  筒内圧の変化に伴って変化する燃料噴射量をより正確に制御する技術を提供する。【解決手段】  基準筒内圧（インジェクタ特性計測ベンチでの条件）での燃料噴射率に対する、機関筒内圧（内燃機関の運転状態における検出値又は推定値）での燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出し、さらに、燃料噴射開始時期の変化分を補正して、通電時間を制御する。燃料噴射量の変化量の算出においては、燃料噴射率の挙動変化を台形としてモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを用いて、Δｑ１とΔｑ２の面積を算出する。燃料噴射開始時期の変化分Δτｄは、レール圧と、筒内圧の変化量とに基づき算出する。【選択図】  図３
2005105947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料供給手段により供給される高圧燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記気筒の筒内圧を検出又は推定する筒内圧検出手段と、
前記燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射期間のうち、予め記憶されている基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化に基づく燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化分を補正した燃料噴射期間を算出する期間算出手段と、
前記基準筒内圧における燃料噴射開始時期に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧における燃料噴射開始時期の変化量を算出する開始時期変化量算出手段と、
前記期間算出手段により算出された燃料噴射期間、及び、前記開始時期変化量算出手段により算出された燃料噴射開始時期の変化量に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料が噴射される期間を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間に対する、該開弁時間内に前記燃料噴射弁により噴射される燃料噴射量の特性を記憶している燃料噴射量特性記憶手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて所望の燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて燃料噴射率を算出する燃料噴射率算出手段と、
前記基準筒内圧に基づいて前記燃料噴射率算出手段により算出された第１の燃料噴射率に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて前記燃料噴射率算出手段により算出された第２の燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出する燃料噴射量変化量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料の圧力に対する、単位筒内圧当たりの燃料噴射遅れ時間の変化量を算出する係数算出手段と、
をさらに備え、
前記期間算出手段は、前記燃料噴射量変化量算出手段により算出された燃料噴射量の変化量、及び、前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量に基づいて、前記噴射量特性記憶手段により燃料噴射期間を算出し、
前記開始時期変化量算出手段は、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量、及び、該係数算出手段により算出された変化量に基づいて燃料噴射開始時期の変化量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射弁に設けられ、軸方向に移動することにより開閉弁動作を行うニードル弁と、
前記燃料噴射弁により燃料噴射が開始される場合、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて、前記ニードル弁の開弁動作開始から全開に至るまでの間に噴射される燃料の量を推定する燃料噴射量推定手段と、
前記燃料噴射量推定手段により推定された推定燃料量と前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量とを比較する比較手段と、
をさらに備え、
前記燃料噴射量変化量算出手段は、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以下の場合と、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以上の場合とで、異なる算出方法により燃料噴射量の変化量を算出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射量変化量算出手段は、燃料噴射率の時間的変化を座標上で多角形としてモデル化し、該多角形の面積の変化を算出することにより、燃料噴射量の変化量を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射量変化量算出手段は、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記ニードル弁の位置に基づいて、前記ニードル弁が離着座する弁座よりも先端側に形成されたサック室内の圧力を算出するサック室圧算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量、及び、前記サック室圧算出手段により算出されたサック室圧に基づいて、単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量を算出する単位燃料噴射量変化量算出手段と、
をさらに備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以下の場合、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量、及び、前記単位燃料噴射量変化量算出手段により算出された単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量に基づいて、燃料噴射量の変化量を算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間に対する、該開弁時間内に前記燃料噴射弁により噴射される燃料噴射量の特性を記憶している燃料噴射量特性記憶手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて所望の燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力から、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量を減算して第１仮想燃料圧力を算出する第１仮想燃料圧力算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力から、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量を加算して第２仮想燃料圧力を算出する第２仮想燃料圧力算出手段と、
前記燃料噴射弁を開弁させるための信号発生時から、該燃料噴射弁による燃料噴射開始時までの噴射遅れ時間を、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力に基づいて算出する噴射遅れ時間算出手段と、
をさらに備え、
前記期間算出手段は、前記第１仮想燃料圧力算出手段により算出された第１仮想燃料圧力、及び、前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量に基づいて、前記噴射量特性記憶手段により燃料噴射期間を算出し、
前記開始時期変化量算出手段は、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記第２仮想燃料圧力算出手段により算出された第２仮想燃料圧力に基づいた、前記噴射遅れ時間算出手段によるそれぞれの噴射遅れ時間を算出し、それぞれの噴射遅れ時間の差から燃料噴射開始時期の変化量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃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、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）を備える直噴式の内燃機関において、気筒内の圧力（筒内圧）を基に、燃料噴射弁の開弁時間を補正する機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、気筒内の圧力（筒内圧）が、燃料噴射弁の背圧として作用するためで、機関の運転状態によって変化する筒内圧を算出して燃料噴射弁の開弁時間を補正することにより、所望の燃料噴射量を得るものである。
【特許文献１】特開平９−２５６８８６号公報
【特許文献２】特開２０００−５４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術の場合には、筒内圧を算出し、その筒内圧と燃料噴射弁に導かれる燃料圧力との差圧を基に燃料噴射率（単位時間あたりに噴射される燃料量）を求め、算出した燃料噴射率と要求燃料量とから燃料噴射弁の開弁時間を算出するものであり、燃料噴射の開始時期が変化することについては考慮されていない。
【０００５】
この点について、図１１を用いて説明する。図１１は、燃料噴射率の挙動変化を示す図である。図１１において、縦軸は燃料噴射率を示し、横軸は時間を示している。また、図１１において、燃料噴射率波形Ｘと燃料噴射率波形Ｙとは同一レール圧（燃料噴射弁に供給される燃料の圧力）で筒内圧が異なる場合の燃料噴射率の挙動変化を示しており、燃料噴射率波形Ｘは筒内圧が基準となる基準筒内圧の場合（例えば、インジェクタ特性計測ベンチでの条件（例えば、１ＭＰａ））を示すもので、燃料噴射率波形Ｙは内燃機関の運転状態での機関筒内圧（例えば、８ＭＰａ）の場合を示すものである。
【０００６】
図１１からわかるように、筒内圧が大きくなった場合には、燃料噴射の開始時期が早まる。燃料噴射の開始時期が早まるということは、燃料噴射量が増加するということである。
【０００７】
図１２は、図１１に示す燃料噴射率の挙動変化をモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルである。本発明者は、図１２に示すように、図１１に示す燃料噴射率の挙動変化を台形としてモデル化した。図１２において、実線で示す台形Ｘは、図１１に示した燃料噴射率波形Ｘをモデル化したもので、点線で示す台形Ｙは、図１１に示した燃料噴射率波形Ｙをモデル化したものである。
【０００８】
図１２において、台形Ｘの面積、すなわち、所望の要求燃料噴射量をＱ、台形Ｙの面積、すなわち、実噴射量をＱｒ、基準筒内圧時と機関筒内圧時とにおける燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化分をｄＱ１（図１２に示す台形Ｘにおいて台形Ｙより上側の部分）、基準筒内圧と機関筒内圧とにおける燃料噴射の開始時期の変化分をｄＱ２（図１２に示す台形Ｙにおいて台形Ｘより左側の部分）とした場合に、実噴射量Ｑｒは以下の式（１）で表すことができる。
【０００９】
Ｑｒ＝Ｑ−ｄＱ１＋ｄＱ２  ・・・（１）
【００１０】
従って、ねらい通り燃料噴射する指令値は以下の式（２）のようになる。
【００１１】
Ｑ＝Ｑｒ＋ｄＱ１−ｄＱ２  ・・・（２）
【００１２】
ここで、図１２において、台形Ｘの上底の長さをＡ、下底の長さをＢ、高さ（すなわち、基準筒内圧時の燃料噴射率）をＱ’とし、台形Ｙの高さをｑ’、台形Ｙの上底において台形Ｘと重なる部分の長さをＣとすると、ｄＱ１は以下の式（３）のようになる。
【００１３】
ｄＱ１＝Ｑ−ｑ
＝Ｑ−（Ｂ＋Ｃ）ｑ’／２
＝Ｑ−（Ｂ＋（Ａｑ’／Ｑ’＋Ｂ（Ｑ’−ｑ’）／Ｑ’））ｑ’／２
＝（１−ｑ’／Ｑ’）Ｑ＋（Ａ−Ｂ）（ｑ’−Ｑ’）ｑ’／Ｑ’  ・・・（３）
【００１４】
従来技術においては、式（２）に示すｄＱ２を考慮するものでなく、かつ、補正後の燃料噴射率を次式（４）の関係により求めている。
【００１５】
Ｑｒ＝Ｑｑ’／Ｑ’  ・・・（４）
【００１６】
すなわち、従来技術においてｄＱ１は以下の式（５）で表される。
【００１７】
ｄＱ１＝Ｑ−Ｑｒ
＝（１−ｑ’／Ｑ’）Ｑ  ・・・（５）
【００１８】
式（５）においては、式（３）の第２項を除いたものとなっており、従来技術では、この部分の誤差が考慮されていない。
【００１９】
さらに、レール圧が低い場合においては、燃料噴射の開始後の燃料噴射率の変化が緩やかとなるため、台形の左辺の傾きが小さくなり、（Ａ−Ｂ）の値が大きくなる。このように、レール圧が低いような場合には、（Ａ−Ｂ）の値の影響が大きくなり、式（５）からｄＱ１を求めると、誤差が大きくなってしまう。
【００２０】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、筒内圧の変化に伴って変化する燃料噴射量をより正確に制御する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、
高圧燃料供給手段により供給される高圧燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記気筒の筒内圧を検出又は推定する筒内圧検出手段と、
前記燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射期間のうち、予め記憶されている基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化に基づく燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化分を補正した燃料噴射期間を算出する期間算出手段と、
前記基準筒内圧における燃料噴射開始時期に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧における燃料噴射開始時期の変化量を算出する開始時期変化量算出手段と、
前記期間算出手段により算出された燃料噴射期間、及び、前記開始時期変化量算出手段により算出された燃料噴射開始時期の変化量に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料が噴射される期間を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
このように、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化分を補正した燃料噴射期間を算出するとともに、燃料噴射開始時期の変化量を算出することにより、筒内圧の変化に伴って変化する燃料噴射量をより正確に制御することが可能となる。したがって、内燃機関の運転状態に関係なく、目標の燃料噴射量を得ることが可能となる。
【００２３】
上記の構成において、前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間に対する、該開弁時間内に前記燃料噴射弁により噴射される燃料噴射量の特性を記憶している燃料噴射量特性記憶手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて所望の燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて燃料噴射率を算出する燃料噴射率算出手段と、
前記基準筒内圧に基づいて前記燃料噴射率算出手段により算出された第１の燃料噴射率に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて前記燃料噴射率算出手段により算出された第２の燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出する燃料噴射量変化量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料の圧力に対する、単位筒内圧当たりの燃料噴射遅れ時間の変化量を算出する係数算出手段と、
をさらに備えることも好ましい。
【００２４】
そして、前記期間算出手段は、前記燃料噴射量変化量算出手段により算出された燃料噴射量の変化量、及び、前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量に基づいて、前記噴射量特性記憶手段により燃料噴射期間を算出し、
前記開始時期変化量算出手段は、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量、及び、該係数算出手段により算出された変化量に基づいて燃料噴射開始時期の変化量を算出するとよい。
【００２５】
これにより、基準筒内圧に基づいた補正量を算出することができるので、予め燃料噴射量特性記憶手段に記憶させた特性、例えば、インジェクタ特性計測ベンチで計測した特性を、そのまま実際の内燃機関で適用することができる。
【００２６】
また、上記の構成において、前記燃料噴射弁に設けられ、軸方向に移動することにより開閉弁動作を行うニードル弁と、
前記燃料噴射弁により燃料噴射が開始される場合、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧に基づいて、前記ニードル弁の開弁動作開始から全開に至るまでの間に噴射される燃料の量を推定する燃料噴射量推定手段と、
前記燃料噴射量推定手段により推定された推定燃料量と前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量とを比較する比較手段と、
をさらに備え、
前記燃料噴射量変化量算出手段は、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以下の場合と、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以上の場合とで、異なる算出方法により燃料噴射量の変化量を算出することも好ましい。
【００２７】
このように、ニードル弁が全開に至ったかどうかによって燃料噴射量の変化量を算出する方法を異ならせる（分ける）ことによって、より簡単な算出方法によって燃料噴射量の
変化量を算出することができる。このため、燃料噴射量の変化量の算出のために必要とされる関係をマップ化して記憶させておく場合、そのマップ量を最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
また、上記の構成において、前記燃料噴射量変化量算出手段は、燃料噴射率の時間的変化を座標上で多角形としてモデル化し、該多角形の面積の変化を算出することにより、燃料噴射量の変化量を算出することも好ましい。
【００２９】
これにより、燃料噴射量の変化量をより簡単に算出することが可能となる。
【００３０】
また、上記の構成において、
前記燃料噴射量変化量算出手段は、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記ニードル弁の位置に基づいて、前記ニードル弁が離着座する弁座よりも先端側に形成されたサック室内の圧力を算出するサック室圧算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量、及び、前記サック室圧算出手段により算出されたサック室圧に基づいて、単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量を算出する単位燃料噴射量変化量算出手段と、
をさらに備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記燃料噴射量が前記推定燃料量以下の場合、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量、及び、前記単位燃料噴射量変化量算出手段により算出された単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量に基づいて、燃料噴射量の変化量を算出することも好ましい。
【００３１】
これにより、ニードル弁が全開に至らなかった場合には、サック室圧に基づいた燃料噴射量の変化量を算出することができるので、より正確な補正が可能となる。
【００３２】
また、上記の構成において、前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記高圧燃料供給手段により前記燃料噴射弁に供給される高圧燃料の圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間に対する、該開弁時間内に前記燃料噴射弁により噴射される燃料噴射量の特性を記憶している燃料噴射量特性記憶手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて所望の燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力から、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量を減算して第１仮想燃料圧力を算出する第１仮想燃料圧力算出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力から、前記基準筒内圧に対する、前記筒内圧検出手段により検出又は推定された筒内圧の変化量を加算して第２仮想燃料圧力を算出する第２仮想燃料圧力算出手段と、
前記燃料噴射弁を開弁させるための信号発生時から、該燃料噴射弁による燃料噴射開始時までの噴射遅れ時間を、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力に基づいて算出する噴射遅れ時間算出手段と、
をさらに備え、
前記期間算出手段は、前記第１仮想燃料圧力算出手段により算出された第１仮想燃料圧力、及び、前記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量に基づいて、前記噴射量特性記憶手段により燃料噴射期間を算出し、
前記開始時期変化量算出手段は、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力、及び、前記第２仮想燃料圧力算出手段により算出された第２仮想燃料圧力に基づいた、前記噴射遅れ時間算出手段によるそれぞれの噴射遅れ時間を算出し、それぞれの噴射遅れ時間の差から燃料噴射開始時期の変化量を算出することも好ましい。
【００３３】
このように、仮想燃料圧力を適用することにより、より簡単に燃料が噴射される期間を算出することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、筒内圧の変化に伴って変化する燃料噴射量をより正確に制御することが可能となり、内燃機関の運転状態に関係なく、目標の燃料噴射量を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。
【００３６】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る燃料噴射制御装置を適用した内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。
【００３７】
図１において、内燃機関１は、燃料供給系２、気筒（燃焼室）３、吸気通路４及び排気通路５等を主要部として構成され、吸入行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程の４サイクルを繰り返して出力を得る直列４気筒のディーゼルエンジンである。
【００３８】
燃料供給系２は、サプライポンプ６、コモンレール７、燃料噴射弁８、燃料通路９等を備えて構成される。サプライポンプ６は、燃料タンク（図示略）から汲み上げた燃料を高圧にし、燃料通路９を介してコモンレール７に供給する。コモンレール７は、サプライポンプ６から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁８に分配する。ここで、サプライポンプ６、コモンレール７、燃料通路９は、高圧燃料供給手段を構成している。
【００３９】
燃料噴射弁８は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁駆動式開閉弁であり、適宜開弁してコモンレール７に蓄圧された燃料を、適宜の量、適宜のタイミングで気筒３内に直接噴射供給する。
【００４０】
内燃機関１は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の踏込量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ、クランクシャフト（図示略）のエンジン回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ、及び内燃機関１内を循環する冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する水温センサ、吸気通路４を通じて気筒３に導入される空気の流量（吸入空気量）に応じた信号を出力するエアフロメータ、コモンレール７内に蓄圧されている高圧燃料の圧力（レール圧）を検出するレール圧センサ１１等、各種センサを備える。これら各種センサの信号は、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１０に入力される。ここで、レール圧センサ１１は燃料圧力検出手段を構成している。
【００４１】
ＥＣＵ１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等からなる論理演算回路を備え、各種センサの信号に基づいて、例えば、内燃機関１の運転状態を検出し、燃料噴射弁８の開閉弁動作に関する制御等、内燃機関１の各種構成要素を統括制御する。
【００４２】
また、ＥＣＵ１０は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、負荷の演算、燃料噴射量の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ１０が入力した各種信号やＥＣＵ１０が演算して得られた各種制
御値は、ＥＣＵ１０のＲＡＭに一時的に記憶される。更に、ＥＣＵ１０は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って定期的に燃料噴射制御などを実行する。ここで、ＥＣＵ１０は本実施例に係る燃料噴射制御装置を構成するものであって、期間算出手段，開始時期変化量算出手段，制御手段，燃料噴射量特性記憶手段，要求燃料噴射量算出手段，燃料噴射率算出手段，燃料噴射量変化量算出手段，係数算出手段，燃料噴射量推定手段及び比較手段を構成している。
【００４３】
以下に、燃料噴射弁８についてさらに詳しく説明する。図２は、本実施例に係る燃料噴射弁８を示す概略断面図である。
【００４４】
図２に示したように、燃料噴射弁８は、先端に燃料噴射孔２１を有する本体２２と、この本体２２の内部に軸方向に進退移動自在に設けられ、進出時に弁座２５に着座することにより燃料噴射孔２１を閉じ、後退時に弁座２５から離れることにより燃料噴射孔２１を開く針状のニードル弁２３（弁体）と、このニードル弁２３を閉方向に付勢するコイルスプリング２４と、を備えている。また、燃料噴射孔２１は、本体２２において弁座２５よりも先端側に設けられたサック室２６に設けられている。
【００４５】
さらに、燃料噴射弁８は、コモンレール７から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を燃料噴射孔２１へ導く第１の燃料供給路３１と、高圧燃料を受け入れてニードル弁２３を閉方向に押圧する制御室３２と、第１の燃料供給路３１から分岐し、コモンレール７から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を制御室３２へと導く第２の燃料供給路３３と、制御室３２内の高圧燃料を排出して制御室３２内の液圧を下げる燃料排出路３４とを備えている。
【００４６】
そして、第２の燃料供給路３３には、制御室３２への燃料流入量を決定するインレットオリフィス３３ａが設けられる一方、燃料排出路３４には燃料排出量を決定するアウトレットオリフィス３４ａが設けられている。これらインレットオリフィス３３ａとアウトレットオリフィス３４ａの通路断面積の比は、例えば、２：３といったように、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定している。
【００４７】
また、ニードル弁２３は、制御室３２に臨み、制御室３２内の燃料圧力を受けてニードル弁２３を下降させるメインピストン２３ａを有し、このメインピストン２３ａに対し、ニードル弁２３の燃料噴射孔２１側に、サブピストン２３ｃが設けられている。このサブピストン２３ｃに臨むように、燃料噴射孔２１へと続く第１の燃料供給路３１の途中に燃料溜まり３１ａが設けられている。このため、燃料溜まり３１ａ内の燃料圧がサブピストン２３ｃに加わり、ニードル弁２３を開く方向（図の上方）に押している。このサブピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｓは、メインピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｍより小さく設定されている。さらに、サブピストン２３ｃのメインピストン２３ａ側に、ニードル弁２３を閉弁方向に付勢するコイルスプリング２４が配設されている。
【００４８】
メインピストン２３ａが制御室３２内の燃料圧から受ける押圧力をＦｍ、サブピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧から受ける押圧力をＦｓ、コイルスプリング２４の付勢力をＦｃとしたとき、定常時は、Ｆｍ＋Ｆｃ＞Ｆｓ、Ｆｃ＜Ｆｓである。
【００４９】
さらに、制御室３２からの燃料排出路３４に介在し、閉時には制御室３２に高圧燃料を封じ込め、開時には制御室３２から燃料排出路３４へと燃料を逃がす、背圧制御弁３５が設けられている。この背圧制御弁３５は、電磁弁で形成され、本体２２内に設けられてい
る。そして、この背圧制御弁３５が閉じているときは、制御室３２に印加される燃料圧が上昇し、その圧力により、メインピストン２３ａが押され、これにスプリング２４の付勢力も加わってニードル弁２３が下降する。
【００５０】
その際、第１の燃料供給路３１から燃料溜まり３１ａにも制御室３２内に印加されたと同圧の燃料が導入され、サブピストン２３ｃを押すが、その押圧力Ｆｓは、Ｆｍ＋Ｆｃに抗しきれないので、ニードル弁２３は燃料噴射孔２１を閉じた状態に保持される。
【００５１】
その後、背圧制御弁３５が開かれると、燃料排出路３４から制御室３２内の燃料が排出するが、このとき、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオリフィス３３ａより大きく設定してあるため、制御室３２内への燃料流入量より制御室内からの燃料流出量が多くなり、その結果、制御室３２内の燃料圧が下降する。
【００５２】
そして、Ｆｍ＋Ｆｃ＜Ｆｓとなった時点で、スプリング２４の付勢力に抗してニードル弁２３がリフト（移動、上昇、開弁することを意味する）し、燃料噴射孔２１が開き、燃料噴射が開始される。
【００５３】
ここで、燃料噴射弁の駆動を行う燃料噴射弁駆動制御について説明する。燃料噴射弁駆動制御は、ＥＣＵ１０により行われる。
【００５４】
燃料噴射前は、ＥＣＵ１０により背圧制御弁３５が閉ざされているので、制御室３２内は、コモンレール７から第２の燃料供給路３３を介して導入された高圧燃料で満たされることにより、ニードル弁２３のピストン２３ａが下降し、燃料噴出孔２１が閉ざされている。
【００５５】
燃料噴射タイミングが来ると、ＥＣＵ１０からの指令により、背圧制御弁３５が開き、制御室３２内の高圧燃料が燃料排出路３４から排出される。これにより、制御室３２内の燃料圧が下降することにより、ニードル弁２３がリフトし、燃料噴射孔２１が開く。
【００５６】
その後、所定の燃料噴射時間が経過すると、ＥＣＵ１０により背圧制御弁３５が閉ざされる。すると、制御室３２に高圧燃料が流入して封入されるので、制御室３２内の圧力が上昇し、この圧力を受けてニードル弁２３が下降し、燃料噴射孔２１が閉じる。
【００５７】
以下に、燃料噴射量の補正方法について説明する。
【００５８】
燃料噴射弁８により気筒３内に直接燃料を噴射する場合、背圧となる筒内圧が機関の運転状態に応じて変化するため、ＥＣＵ１０により所定量の燃料噴射の指令が行われても、実際の燃料噴射量にはバラツキが生じてしまう。
【００５９】
また、内燃機関１においては、気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁８を備える直噴式の内燃機関であり、燃料噴射孔２１は気筒３内に配置されている。燃料噴射孔２１が開く場合には、上述したように、ＥＣＵ１０からの指令により背圧制御弁３５が開き、制御室３２内の高圧燃料が燃料排出路３４から排出され、制御室３２内の燃料圧が下降することにより、ニードル弁２３がリフトすることとなる。この場合、燃料噴射孔２１が気筒３内に配置されることにより、筒内圧がニードル弁２３に作用する。この筒内圧は、ニードル弁２３をリフトさせる方向に作用するので、燃料噴射孔２１が開くタイミングが早まってしまう。すなわち、燃料噴射の開始時期が早期化してしまうこととなる。
【００６０】
そこで、本実施例においては、基準筒内圧（例えば、インジェクタ特性計測ベンチでの条件（例えば、１ＭＰａ））での燃料噴射率に対する、機関筒内圧（内燃機関の運転状態
における検出値又は推定値）での燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出（推定）し、さらに、燃料噴射開始時期の変化分を補正して、燃料噴射弁８を開弁させるために燃料噴射弁８（背圧制御弁３５）に通電する通電時間（燃料噴射弁８により燃料が噴射される期間）を制御するものである。
【００６１】
まず、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出する方法について説明する。
【００６２】
本実施例においても、上述した発明が解決しようとする課題の項で説明した図１２のように、燃料噴射率の挙動変化をモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを利用している（図３参照）。そして、燃料噴射率挙動変化モデルを利用することにより、燃料噴射量の補正を行っている。
【００６３】
また、本実施例においては、機関運転状態に応じた所望の燃料噴射量（要求燃料噴射量）に基づいて移動するニードル弁２３のリフト量（移動量）がフルリフト（ニードル弁２３が完全に上昇（開弁）した位置、全開となる開弁状態）に至るかどうかで計算を切り替えている。すなわち、ニードル弁２３がフルリフトに至って燃料噴射が実行された場合と、ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合とに分けている。以下、それぞれの場合について説明する。
【００６４】
まず、ニードル弁２３がフルリフトに至って燃料噴射が実行された場合について説明する。
【００６５】
図３（Ａ）は、本実施例において、燃料噴射率の挙動変化を台形としてモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを示す図、図３（Ｂ）は同図（Ａ）に示す台形を２つに分けた状態を示す図である。
【００６６】
図３において、実線で示す台形Ｘは、図１２同様、図１１に示した燃料噴射率波形Ｘ（基準筒内圧の場合）をモデル化したもので、点線で示す台形Ｙは、図１１に示した燃料噴射率波形Ｙ（機関筒内圧の場合）をモデル化したものである。
【００６７】
図３（Ａ），（Ｂ）に示す位置（座標）ａはニードル弁２３がフルリフトに至った時点における燃料噴射率として設定している。そして、この位置ａから台形Ｘの右辺に平行となるように補助線を引くことにより、台形Ｘを図３（Ｂ）に示すような、三角形Ｘ１と平行四辺形Ｘ２とに分けている。
【００６８】
ここで、図に示すように、台形Ｘの頂点をａ，ｂ，ｃ，ｄで表し、台形Ｙの頂点をｅ，ｆ，ｇ，ｈで表すこととする。また、台形Ｘの左辺ａｂと台形Ｙの上底ｅｈとの交点をｉで表し、頂点ａから右辺ｄｃと平行に引いた補助線と下底ｂｃとの交点をｊで表し、平行四辺形Ｘ２の左辺ａｊと台形Ｙの上底ｅｈとの交点をｋで表すこととする。
【００６９】
そして、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量ΔＱを以下の式（６）により算出する。ここで、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量ΔＱは、台形ａｉｈｄで表される部分の面積となる。そして、燃料噴射量の変化量ΔＱは、ニードル弁２３がフルリフトに至るまでの変化量Δｑ１（三角形ａｉｋで表される部分の面積）と、ニードル弁２３がフルリフトに至った後の変化量Δｑ２（平行四辺形ａｋｈｄで表される部分の面積）との和で表すことができる。
【００７０】
したがって、燃料噴射量の変化量ΔＱは、
ΔＱ＝Δｑ１＋Δｑ２  ・・・（６）
となる。
【００７１】
ここで、ニードル弁２３がフルリフトに至った時点での燃料噴射量、すなわち、三角形ａｂｊで表される部分の面積をＱｆｌとし、要求燃料噴射量、すなわち、台形Ｘの面積をＱとし、基準筒内圧時の燃料噴射率、すなわち、台形Ｘの高さをＱ’とし、筒内噴射時の燃料噴射率、すなわち、台形Ｙの高さをｑ’とする。これにより、三角形ａｉｋ、及び、平行四辺形ａｋｈｄの高さは（Ｑ’−ｑ’）で表され、平行四辺形ａｊｃｄの面積は（Ｑ−Ｑｆｌ）で表すことができる。したがって、変化量Δｑ１，Δｑ２は、面積の比からそれぞれ以下の式（７），（８）により算出することができる。
【００７２】
Δｑ１＝Ｑｆｌ×（１−ｑ’／Ｑ’）２  ・・・（７）
Δｑ２＝（Ｑ−Ｑｆｌ）×（１−ｑ’／Ｑ’）  ・・・（８）
【００７３】
ここで、燃料噴射率をオリフィス流れとして捉えることにより、燃料噴射率Ｑ’，ｑ’はそれぞれ以下の式（９），（１０）により算出することができる。但し、オリフィス係数をＣ０とし、噴孔面積（燃料噴射弁の開口面積）をＡとし、レール圧をＰｃｒとし、燃料噴射開始時の筒内圧をＰｃｌとし、基準筒内圧をＰ０とし、燃料の密度をρとする。
【００７４】
Ｑ’＝Ｃ０×Ａ×（２×（Ｐｃｒ−Ｐ０）／ρ）１／２  ・・・（９）
ｑ’＝Ｃ０×Ａ×（２×（Ｐｃｒ−Ｐｃｌ）／ρ）１／２  ・・・（１０）
【００７５】
従って、燃料噴射率の変化率（ｑ’／Ｑ’）は、以下の式（１１）で表すことができる。
【００７６】
ｑ’／Ｑ’＝（（Ｐｃｒ−Ｐｃｌ）／（Ｐｃｒ−Ｐ０））１／２  ・・・（１１）
【００７７】
ニードル弁２３がフルリフトに至って燃料噴射が実行される場合には、上述した方法により、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量ΔＱを算出することができる。
【００７８】
次に、ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合について説明する。
【００７９】
図４は、ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合の燃料噴射量の変化量を算出する方法を説明するための図である。
【００８０】
図４において、三角形Ｘ１は、図３（Ｂ）に示した三角形Ｘ１と同様、ニードル弁２３がフルリフトに至った時点での燃料噴射率波形をモデル化したものである。そして、図において斜線部分で示す三角形Ｘ１’は、ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合の燃料噴射率波形をモデル化したものである。
【００８１】
ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合の燃料噴射量の変化量ΔＱ１は、これら三角形Ｘ１と三角形Ｘ１’との面積比により求めることができる。
【００８２】
上述のように三角形Ｘ１の面積をＱｆｌとし、また、三角形Ｘ１’の面積は燃料噴射量Ｑとなるので、これらの面積比は、次式（１２）で表される。
【００８３】
ΔＱ１／Δｑ１＝Ｑ／Ｑｆｌ  ・・・（１２）
【００８４】
したがって、ニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合の燃料噴射量の変化量ΔＱ１は、次式（１３）で表すことができる。
【００８５】
ΔＱ１＝Ｑ×（１−ｑ’／Ｑ’）２  ・・・（１３）
【００８６】
次に、燃料噴射開始時期の変化分の補正について説明する。
【００８７】
図５は、燃料噴射開始時期の変化分の補正を説明するための図であり、同図（Ａ）は補正前の駆動信号と燃料噴射率との関係、同図（Ｂ）は補正後の駆動信号と燃料噴射率との関係を表している。図５（Ａ），（Ｂ）ともに、上段に駆動信号を表し、下段に燃料噴射率を表している。また、図５（Ａ）においても、図３と同様に、基準筒内圧時の燃料噴射率波形Ｘを実線で表し、機関筒内圧時の燃料噴射率波形Ｙを点線で表している。また、図５（Ａ）に示す符号ｂ，ｆは、図３（Ａ）における符号ｂ，ｆにそれぞれ対応している。
【００８８】
図５（Ａ）に示すように、基準筒内圧時には、ＥＣＵ１０による燃料噴射信号の発生から時間τｄ１遅れて燃料噴射が開始される。また、筒内噴射時においては、燃料噴射信号の発生から時間τｄ２遅れて燃料噴射が開始され、基準筒内圧時よりも時間Δτｄ（τｄ１−τｄ２）分早く燃料噴射が開始されることとなる。以下、時間τｄ１，τｄ２を燃料噴射遅れ時間τｄという場合もある。
【００８９】
この時間Δτｄは、筒内圧の変化量に略比例するものであり、また、その比例係数（燃料噴射遅れ時間τｄ変化の感度）αはレール圧Ｐｃｒにより変化するものであることがわかっている。これらの関係を図６，７に示す。図６は、比例係数（感度）αとレール圧Ｐｃｒとの関係（レール圧Ｐｃｒに対する、単位筒内圧当たりの燃料噴射遅れ時間の変化量）を示す図であり、図７は、燃料噴射遅れ時間τｄの変化量（時間Δτｄ）と、筒内圧の変化量ΔＰｃｌ（Ｐｃｌ（機関筒内圧）−Ｐｃｌ’（基準筒内圧））との関係を示す図である。
【００９０】
したがって、レール圧Ｐｃｒと、筒内圧の変化量（Ｐｃｌ−Ｐｃｌ’）とを算出することで、次式（１４）によりΔτｄを求めることができる。ここで、図６に示すレール圧Ｐｃｒと比例係数αとの関係は予めマップ化しておくとよい。
【００９１】
Δτｄ＝α×（Ｐｃｌ−Ｐｃｌ’）  ・・・（１４）
【００９２】
図５（Ｂ）に示すように、式（１４）により求められた時間Δτｄ分、燃料噴射弁８を開弁させる信号を短縮させることにより、燃料噴射開始時期の変化により生じる燃料噴射量の変化を補正することが可能となる。さらには、燃料噴射時期を時間Δτｄ分遅らせることによって、筒内圧の影響により早期化してしまう燃料噴射のタイミングを所望の燃料噴射時期に補正することも可能となる。
【００９３】
上述したように、本実施例によれば、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出し、燃料噴射開始時期の変化量を算出することができる。そして、これらの変化量に基づいて、燃料噴射弁８を開弁させるために燃料噴射弁８に通電する通電時間を制御する方法について以下に説明する。
【００９４】
図８は、燃料噴射量の補正量を算出する方法を説明するためのフローチャート図である。
【００９５】
まず、ステップＳ１０１において、内燃機関１の運転状態に応じてＥＣＵ１０により要求される燃料噴射量が読み込まれる。
【００９６】
続くステップＳ１０２において、燃料噴射開始時の筒内圧（機関筒内圧）を算出する。
筒内圧の算出は、気筒３内の圧力を検出する検出手段を設けて直接筒内圧を検出するものであってもよいし、筒内圧を推定するものであってもよい。筒内圧の推定は、例えば、吸気通路４内の圧力と、気筒３内の容積比（燃料噴射時の容積と下死点時の容積との比）とに基づいて算出することができる。
【００９７】
続くステップＳ１０３において、燃料噴射率の変化率を算出する。燃料噴射率の変化率は、上述した式（１１）により算出する。
【００９８】
続くステップＳ１０４において、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量（燃料噴射率変化分補正量）の算出が行われる。これは、上述した方法（式（６）や式（１３）により算出）により行われるもので、その結果は、別のルーチンで実行される最終指令燃料噴射量を決定するステップに取り込まれる。このステップを説明の便宜のためステップＳ２０１とする。ステップＳ２０１において、最終指令燃料噴射量は、ステップＳ１０４で算出された燃料噴射量の変化量に基づいて要求燃料噴射量を補正することにより算出される。
【００９９】
ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５において、燃料噴射開始時期の変化量の算出が行われる。これは、上述した方法により行われるもので、その結果は、別のルーチンで実行される最終通電時間を決定するステップに取り込まれる。このステップを説明の便宜のためステップＳ２０２とする。
【０１００】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で算出された補正後の要求燃料噴射量に基づいて通電時間が算出され、さらに、この通電時間が、ステップＳ１０５で算出された、燃料噴射開始時期の変化量に基づいて補正されることにより最終通電時間が決定される。
【０１０１】
ここで、通電時間（燃料噴射弁８の開弁時間、τ）と燃料噴射量（Ｑ）との関係は、予め実験的に求めておき、τ−Ｑ特性としてマップ化しておくとよい。このτ−Ｑマップを用いることにより、補正された要求燃料噴射量に基づいて通電時間を算出することができる。そして、この通電時間に燃料噴射開始時期の変化量を増減することにより最終通電時間を決定することができる。
【０１０２】
このように決定された最終通電時間を、燃料噴射弁８への通電時間として適用することにより、より正確な量の燃料噴射を行うことが可能となる。なお、上述した燃料噴射弁８においては、噴射弁の型式を限定するものではなく、駆動方式がソレノイドの場合であっても、ピエゾの場合であっても、本実施例を好適に適用することが可能である。また、燃料噴射遅れ時間τｄ変化分を０（変化なし）とすれば、制御室のない直動タイプの噴射弁でも本実施例を好適に適用することが可能である。
【０１０３】
（実施例２）
本発明の実施例２においては、実施例１に対して、ニードル弁２３のリフト量がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合において、実施例１に示した方法とは異なる方法により燃料噴射量の補正を行うものである。本実施例においては、ＥＣＵ１０は、サック室圧算出手段及び単位燃料噴射量変化量算出手段を構成している。なお、内燃機関１の概略構成は実施例１と同様であり、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０４】
ニードル弁２３がフルリフトに至らない場合、特に、リフト量が小さい状態で行われる燃料噴射においては、燃料噴射が行われた場合の実際の圧力（実噴射圧）は、レール圧に達していない。そこで、本実施例においては、サック室２６内の圧力、いわゆるサック室圧（実際に噴孔にかかる圧力（＝実噴射圧））で燃料噴射量の補正を行うものである。
【０１０５】
ここで、サック室圧は、ニードル弁２３のリフト位置と、実際のレール圧とに基づいて決まるものである。そして、ニードル弁２３のリフト位置は、ニードル弁２３のリフト速度と時間とに基づいて決まる。ニードル弁２３のリフト速度は、制御室３２内からアウトレットオリフィス３４ａを通って流出するオリフィス流量の特性により求めることができ、略等速運動、すなわち、略一定と仮定することができる。したがって、サック室圧は、時間の関数で表すことができ、時間に基づいて求めることができる。
【０１０６】
そこで、要求燃料噴射量と、サック室圧とに基づいて、単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量を求めるためのマップを予め実験等により求めておくことで、単位筒内圧当たりの燃料噴射量の変化量と、基準筒内圧に対する機関筒内圧の変化量とにより燃料噴射量の変化量を算出することができる。
【０１０７】
本実施例によれば、ニードル弁２３のリフト量がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了する場合においては、実噴射圧となるサック室圧をベースとして補正量を算出するので、より正確な補正が可能となる。
【０１０８】
（実施例３）
本発明の実施例３においては、実施例１に対して、レール圧Ｐｃｒと機関筒内圧Ｐｃｌとに基づいて燃料噴射量の補正を行うものである。すなわち、機関筒内圧Ｐｃｌが上がった場合にレール圧Ｐｃｒが下がったとみなし、レール圧Ｐｃｒと機関筒内圧Ｐｃｌとの差に基づいて、燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化分を補正した燃料噴射期間を算出する。さらに、機関筒内圧Ｐｃｌが上がった場合にレール圧が上がったとみなし、レール圧Ｐｃｒと機関筒内圧Ｐｃｌとの和に基づいて、燃料噴射開始時期の変化量を算出するものである。本実施例においては、ＥＣＵ１０は、第１及び第２仮想燃料圧力算出手段及び噴射遅れ時間算出手段を構成している。なお、内燃機関１の概略構成は実施例１と同様であり、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０９】
図９は、本実施例においてτ−Ｑマップを示す図である。
【０１１０】
図９において、実線はレール圧Ｐｃｒ（基準筒内圧Ｐｃｌ’時）におけるτ−Ｑ特性を表している。ここで、要求燃料噴射量をＱとした場合、図９に実線で示すτ−Ｑ特性から、レール圧Ｐｃｒ（基準筒内圧Ｐｃｌ’時）において要求燃料噴射量Ｑを得るための通電時間はτ１となる。
【０１１１】
また、図９において、点線は、レール圧Ｐｃｒに対して機関筒内圧Ｐｃｌがかかった場合において、レール圧Ｐｃｒから機関筒内圧Ｐｃｌと基準筒内圧Ｐｃｌ’との差ΔＰｃｌを引いた第１仮想レール圧（Ｐｃｒ−ΔＰｃｌ）におけるτ−Ｑ特性を表している。第１仮想レール圧（Ｐｃｒ−ΔＰｃｌ）において要求燃料噴射量Ｑを得るための通電時間は、図９に点線で示すτ−Ｑ特性からτ２となる。
【０１１２】
このように、定常運転状態においては、噴孔の流量は、内外差圧によって決定することができるため、レール圧と機関筒内圧との差圧を仮想レール圧として、そのままレール圧に置き換えることにより、要求燃料噴射量を噴射することができる。このため、定常運転状態においては、補正を行うための追加の演算を必要としないので、演算による誤差も生じにくい。
【０１１３】
しかしながら、燃料噴射開始時期の変化については、差圧をレール圧に置き換えても、補正されることはない。これは、ニードル弁２３において開弁時に燃料圧が作用する面積に対し筒内圧が作用する面積が小さいこと、また、制御室３２内の液圧の降下速度はレー
ル圧によって異なること、によるためである。
【０１１４】
そこで、本実施例においては、燃料噴射開始時期の補正を以下に示すように行っている。
【０１１５】
図１０は、本実施例においてレール圧Ｐｃｒと燃料噴射遅れ時間τｄとの関係を示す図である。
【０１１６】
図１０に示す関係から、レール圧Ｐｃｒにおける燃料噴射遅れ時間と、レール圧Ｐｃｒに機関筒内圧Ｐｃｌと基準筒内圧Ｐｃｌ’との差ΔＰｃｌを足した第２仮想レール圧（Ｐｃｒ＋ΔＰｃｌ）における燃料噴射遅れ時間との差である時間Δτｄを求めている。
【０１１７】
そして、レール圧Ｐｃｒにおける燃料噴射遅れ時間と、第２仮想レール圧（Ｐｃｒ＋ΔＰｃｌ）における燃料噴射遅れ時間との差Δτｄ分を補正したτ−Ｑ特性を図９において一点鎖線で示している。この場合に、要求燃料噴射量Ｑを得るための通電時間はτ３となる。すなわち、通電時間τ３は以下の式（１５）で表すことができる。
τ３＝τ２−Δτｄ  ・・・（１５）
【０１１８】
このように決定された最終通電時間を、燃料噴射弁８への通電時間として適用することにより、より正確な量の燃料噴射を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料噴射制御装置を適用した内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁８を示す概略断面図。
【図３】（Ａ）は、燃料噴射率の挙動変化を台形としてモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示す台形を２つに分けた状態を示す図。
【図４】本発明の実施例１においてニードル弁２３がフルリフトに至る前に燃料噴射の実行が終了した場合の燃料噴射量の変化量を算出する方法を説明するための図。
【図５】本発明の実施例１において燃料噴射開始時期の変化分の補正を説明するための図であり、（Ａ）は補正前の駆動信号と燃料噴射率との関係、（Ｂ）は補正後の駆動信号と燃料噴射率との関係を表す図。
【図６】本発明の実施例１において比例係数（感度）αとレール圧Ｐｃｒとの関係を示す図。
【図７】本発明の実施例１において燃料噴射遅れ時間の変化量Δτｄと、筒内圧の変化量ΔＰｃｌとの関係を示す図。
【図８】本発明の実施例１において燃料噴射量の補正量を算出する方法を説明するためのフローチャート図。
【図９】本発明の実施例３においてτ−Ｑマップを示す図。
【図１０】本発明の実施例３においてレール圧Ｐｃｒと燃料噴射遅れ時間τｄとの関係を示す図。
【図１１】燃料噴射率の挙動変化を示す図。
【図１２】図１１に示す燃料噴射率の挙動変化をモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを示す図。
【符号の説明】
【０１２０】
１  内燃機関
２  燃料供給系
３  気筒（燃焼室）
４  吸気通路
５  排気通路
６  サプライポンプ
７  コモンレール
８燃料噴射弁
９  燃料通路
１０  ＥＣＵ
２１  燃料噴射孔
２２  本体
２３  ニードル弁
２３ａ  メインピストン
２３ｃ  サブピストン
２４  コイルスプリング
２５  弁座
２６  サック室
３１  第１の燃料供給路
３１ａ  燃料溜まり
３２  制御室
３３  第２の燃料供給路
３３ａ  インレットオリフィス
３４  燃料排出路
３４ａ  アウトレットオリフィス
３５  背圧制御弁
【図１】
2005105947.tif 000003
【図２】
2005105947.tif 000004
【図３】
2005105947.tif 000005
【図４】
2005105947.tif 000006
【図５】
2005105947.tif 000007
【図６】
2005105947.tif 000008
【図７】
2005105947.tif 000009
【図８】
2005105947.tif 000010
【図９】
2005105947.tif 000011
【図１０】
2005105947.tif 000012
【図１１】
2005105947.tif 000013
【図１２】
2005105947.tif 000014