(57)【要約】【課題】インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に伴う燃焼効率の低下を効果的に抑制することのできる直噴内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置は、圧縮行程中に燃料を噴射するインジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する。電子制御装置は上記経時劣化の度合の増大に伴って、インジェクタを開弁させるための駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように上記燃料噴射指令値を補正する。【選択図】      図５
2007040128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮行程中に燃料を噴射するインジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記経時劣化の度合の増大に伴って、前記インジェクタを開弁させるための駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように前記燃料噴射指令値を補正する
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させる
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり速度を増大させる
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるとき、前記駆動電流の通電期間を延長する
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該内燃機関が定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく前記燃料噴射指令値をフィードバック制御する維持制御手段と、
前記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、前記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段と、
を備える
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該内燃機関はディーゼル内燃機関である
ことを特徴とする直噴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、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インジェクタを用いて燃料を気筒内に直接噴射するようにした直噴内燃機関が知られている。直噴内燃機関では、例えば吸気管内に燃料が噴射される内燃機関と比較して気筒内における燃料量をより緻密に制御することができ、燃費や排気性能のより一層の向上を図ることができる。
【０００３】
ところが、こうした直噴内燃機関にあっては、例えばインジェクタに内蔵されるニードルバルブの摺動性が低下したり同バルブとシートとの当接箇所が摩耗するなどの劣化が生じると、同バルブの作動状態が変化して燃料の要求量と実際の噴射量とに差が生じるなど、燃料噴射制御の精度が低下する懸念がある。こうした精度低下は燃焼効率の低下を招き、ひいては騒音の増大や排気性能の悪化、機関出力の低下などの要因となる。
【０００４】
例えば特許文献１に記載された直噴内燃機関の燃料噴射制御装置では、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化が生じた際に燃料の噴射期間を延長することで上記経時劣化に伴う燃料噴射量不足の回避が図られるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−８９３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インジェクタに劣化が生じた場合には、例えば開弁開始時期（ニードルバルブのリフト開始時期）が遅れたり弁開度の増大速度が低下したりといった具合に、燃料噴射期間の初期段階における燃料噴射率の低下、いわば燃料噴射率の増加遅れが生じ易くなる。この燃料噴射率の増加遅れは、燃焼開始時点における気筒内の燃料不足や燃料の霧化不足など、燃焼状態に特に大きな影響を与える現象の発生要因となる。圧縮行程中に燃料の噴射される態様にあっては、例えば吸気行程中に燃料の噴射される態様と比較して燃料噴射開始時点から燃焼開始時点までの期間が短いため、燃料噴射率の増加遅れによる影響が特に大きなものとなり易く、上述の騒音の増大や排気性能の悪化、機関出力の低下などが特に顕著なものとなる懸念がある。特に、燃料を自己着火させるディーゼル内燃機関にあっては、燃料噴射率の増加遅れにって着火遅れや予混合燃焼の状態が大きく左右されることとなる。
【０００６】
上記したように特許文献１記載の制御装置では、インジェクタに経時劣化が生じた際に燃料噴射期間の延長が図られるものの、燃料噴射期間の初期段階の不具合である燃料噴射率の増加遅れに対処することはできず、改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に伴う燃焼効率の低下を効果的に抑制することのできる直噴内燃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】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に係る発明は、圧縮行程中に燃料を噴射するインジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は前記経時劣化の度合の増大に伴って、前記インジェクタを開弁させるための駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように前記燃料噴射指令値を補正することをその要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、駆動電流の立ち上がり完了時期が進角することで、インジェクタの弁開度がより早期に増大されるようになる。これによれば、燃焼開始時点までに気筒内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。
【００１０】
なお、上記「燃料噴射指令値」は、燃料噴射態様に関する指令値であり、例えば燃料噴射量や燃料噴射時期に関する指令値を意味する。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させることをその要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、インジェクタの駆動電流の立ち上がり開始時期が進角することから、その立ち上がり完了時期がその分だけ進角することとなる。従って、インジェクタの弁開度がより早期に大きなものとなる結果、インジェクタの劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れが抑制されるようになる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり速度を増大させることをその要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、インジェクタの駆動電流の立ち上がり速度が増大されることで、立ち上がり開始時期から立ち上がり完了時期までの期間を短くすることができるようになる。従って、インジェクタの弁開度をその分だけ早期に大きなものとすることができ、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れを抑制することができるようになる。
【００１４】
ここで、上述のように燃料噴射率に増加遅れが生じた場合には、仮に駆動電流の通電期間に補正が加えられないとすると上記遅れの分だけ燃料噴射期間が短縮してしまうことから燃料噴射量が少なくなる懸念がある。その点、請求項４記載の発明によるように、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるとき、前記駆動電流の通電期間を延長する、といった構成を採用することで、通電期間の延長を通じて燃料噴射率の低下抑制が図られるようになる。従って、燃料噴射初期のみならず燃料噴射期間の広範囲に亘って上記燃料噴射率の低下が抑制されることとなり、燃焼効率の低下が効果的に抑えられるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が更に抑制されるようになる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、当該内燃機関が定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく前記燃料噴射指令値をフィードバック制御する維持制御手段と、前記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、前記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段と、を備えることをその要旨とする。
【００１６】
インジェクタにおいて噴射特性にかかる劣化の度合が大きくなると、同じ燃料噴射指令値に対する実際の燃料噴射量がその分だけ減少する。従って、実燃料噴射量が要求燃料噴射量と一致するように燃料噴射指令値がフィードバック制御される際には、こうした実燃料噴射量の減少、即ち要求燃料噴射量に対する実燃料噴射量の不足を回避すべく、燃料噴射指令値がより多量の燃料を噴射させるための値に変更調整されることとなる。従って、本発明によれば、定常運転状態を維持すべくフィードバック制御される燃料噴射指令値の推移に基づき、インジェクタの噴射特性の経時劣化度合が好適に把握されるようになる。
【００１７】
なお、上記した燃料噴射指令値にかかる補正は、請求項６記載の発明によるように、ディーゼル内燃機関に好適に適用することができる。ディーゼル内燃機関は圧縮行程における混合気の温度上昇によって燃料を自己着火させるものであり、例えばガソリン内燃機関のように点火プラグを用いる内燃機関と比較して、圧縮行程における気筒内の燃料の量や霧化状態によって燃焼開始時期や燃焼状態が大きく左右される傾向にある。即ち、ディーゼル内燃機関にあっては、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明により得られる効果が特に有用なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を車載用の直噴ディーゼル内燃機関の燃料噴射装置に適用した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、直噴ディーゼル式の内燃機関１１は、シリンダヘッド１２と、気筒１３が複数形成されたシリンダブロック１４とを備えている。各気筒１３内にはピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５はコネクティングロッド１６を介し、内燃機関１１の出力軸である図示しないクランク軸に連結されている。各ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッド１６によって回転運動に変換された後、クランク軸に伝達される。
【００１９】
各気筒１３には吸気通路１８及び排気通路１９が接続されており、これら吸・排気通路１８，１９と気筒１３との接続部分には、クランク軸の回転に連動して同接続部分を開閉する吸気弁２１、排気弁２２が配設されている。
【００２０】
また、シリンダヘッド１２には、各気筒１３に燃料を直接噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２３が各設けられている。各インジェクタ２３からこれらに対応する気筒１３への燃料噴射は、電磁弁２３ｅにより制御される。インジェクタ２３はコモンレール２５に接続されており、電磁弁２３ｅが開いている間、コモンレール２５内の燃料がインジェクタ２３から、対応する気筒１３に噴射される。
【００２１】
本実施形態では、圧縮行程にある気筒１３に対してインジェクタ２３から燃料が噴射供給される。気筒１３内の圧力及び温度が上昇することによって燃料は自己着火して燃焼する。このときに生じた燃焼ガスによりピストン１５が往復動され、クランク軸が回転されて、内燃機関１１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼ガスは、排気通路１９を通って内燃機関１１の外部へ排出される。
【００２２】
コモンレール２５には、燃料噴射圧に相当する比較的高圧な燃料が蓄積されている。コモンレール２５には、サプライポンプ２７により燃料タンク２９から吸引され且つ昇圧された高圧な燃料が供給される。なお、サプライポンプ２７としては公知の吐出容量可変タイプの高圧ポンプが用いられている。サプライポンプ２７からコモンレール２５に供給される燃料の量は、同ポンプ２７に設けられた電磁絞り弁３１の開度調節により制御される。この開度調節によりコモンレール２５に非供給となる分の燃料は、昇圧されることなく燃料タンク２９に戻される。
【００２３】
また、コモンレール２５にはその内圧（燃料噴射圧）を低減可能な電磁減圧弁３３が設けられている。コモンレール２５を減圧する際には電磁減圧弁３３を介して同コモンレール２５の燃料が燃料タンク２９に戻されることとなる。
【００２４】
本実施形態では、内燃機関１１の運転状態を検出すべく、水温センサ４１、回転速度センサ４２、アクセルセンサ４３、燃料圧センサ４４等の各種センサが用いられている。水温センサ４１はシリンダブロック１４に取付けられ、ウォータジャケット１４ａ内を流れる冷却水の温度である冷却水温を検出する。回転速度センサ４２はクランク軸の近傍に配置され、単位時間当たりの同クランク軸の回転数である内燃機関１１の回転速度（機関回転速度）を検出する。アクセルセンサ４３は、運転者によるアクセルペダル３９の踏込み量であるアクセル開度を検出する。燃料圧センサ４４はコモンレール２５に取付けられ、そのコモンレール２５の内圧即ち燃料噴射圧を検出する。
【００２５】
車両には、各種センサ４１〜４４の検出値に基づき内燃機関１１の各部を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）５１が設けられている。電子制御装置５１はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行ない、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。
【００２６】
電子制御装置５１は内燃機関１１の運転条件に応じた燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する。そして、そのときの機関回転速度や燃料噴射圧に応じて、上記算出された燃料噴射量に対応する燃料噴射期間を算出する。こうして算出された、燃料噴射量及び燃料噴射時期に関する指令値（燃料噴射指令値）はインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）５３に出力され、同指令値に応じた駆動電流が同駆動回路５３から電磁弁２３ｅに出力されることでインジェクタ２３が駆動される。これにより、電磁弁２３ｅは上記燃料噴射時期に開かれた後、上記燃料噴射期間だけ開状態が維持される。こうした電磁弁２３ｅの動作によって、コモンレール２５からの高圧燃料がインジェクタ２３を通じて各気筒１３に噴射される。
【００２７】
なお、電子制御装置５１は、内燃機関１１のアイドル運転時において機関回転速度を所定の回転速度（アイドル回転速度）に維持すべく、回転速度センサ４２の検出値に基づきアイドル運転時の燃料噴射指令値をフィードバック制御するアイドル・スピード・コントロール（ＩＳＣ）を実行する。これにより、内燃機関１１に各種の経時変化が生じたとしてもアイドル回転速度の維持に適した量の燃料が噴射され得るようになっている。
【００２８】
ところで本実施形態では、上記したような燃料噴射制御において、インジェクタ２３の噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正するようにしている。これは、経時劣化によってインジェクタ２３の噴射特性に変化が生じると同じ燃料噴射指令値に対する燃料噴射量に差が生じてしまうことから、こうした不都合の回避を図るべくなされるものである。
【００２９】
こうした経時劣化は、例えば以下のようにして生じる。即ち、図２に示されるように、インジェクタ２３のハウジング２３ａにはニードルバルブ２３ｂが収容されている。因みに同図における仮想直線（一点鎖線）Ｌの左側は上記経時劣化が生じる前の状態が示されたものであり、右側は上記経時劣化が生じた後の状態が示されたものである。
【００３０】
ハウジング２３ａの先端（下端）側部分には内部の燃料を気筒１３に噴射するための噴射口２３ｃが複数形成されている。この噴射口２３ｃとコモンレール２５との間の燃料経路がニードルバルブ２３ｂとシート２３ｄとの離間・接触によって連通・遮断されることで燃料噴射が実行・停止される。即ち、ニードルバルブ２３ｂとシート２３ｄとは、燃料噴射の繰り返しによって接触と離間とが繰り返されることとなる。
【００３１】
インジェクタ２３においては、同図の左側部分に示されるようにニードルバルブ２３ｂとシート２３ｄとがＡ部にて線接触するよう構成されている。そしてインジェクタ２３の使用が長期化することで上記接触・離間の繰り返しによってニードルバルブ２３ｂとシート２３ｄとの接触部分に摩耗が生じ、同図の右側部分に示されるようにこれらニードルバルブ２３ｂとシート２３ｄとが面接触するとともに、ニードルバルブ２３ｂは製造当初よりも先端側に位置ずれするようになる。その結果、燃料を噴射すべく電磁弁２３ｅが開かれる際には、ニードルバルブ２３ｂのリフトが遅れ、燃料噴射の開始が遅れるようになる。また、ニードルバルブ２３ｂのリフトにかかる燃料圧が同バルブ２３ｂに作用する面積（ニードルバルブ２３ｂの受圧面積）が上記摩耗により変化することでそのリフト量増加速度が低下するようにもなる。こうした燃料噴射の開始の遅れやリフト量増加速度の低下、即ち燃料噴射率の増加遅れが燃料噴射量の不足する要因となる。
【００３２】
例えば、上記ＩＳＣにおいては、こうした経時劣化に伴う燃料噴射量不足によってアイドル回転速度が低下することのないよう、回転速度センサ４２の検出値に基づき、燃料噴射量のフィードバック制御が行われることとなる。従って、経時劣化の度合が大きくなるにしたがい、アイドル運転時における燃料噴射指令値はアイドル回転速度を一定に維持すべく、燃料噴射量がより増加する側に補正されるようになる。
【００３３】
図３に、上記車両の新品時（ラインオフ直後）からの総走行距離と、ＩＳＣによりフィードバック制御されるアイドル運転時の燃料噴射指令値（ここでは燃料噴射量に関する指令値）との関係の一例を示す。以下では、このＩＳＣに基づく燃料噴射量の指令値を「アイドル噴射量指令値」と称する。
【００３４】
なお、ここでは、例えば、暖機運転が完了していること、エアコンのコンプレッサ等による外的な負荷が内燃機関１１に作用していないことなど、同一の機関運転条件下でのアイドル噴射量指令値の推移が示されている。
【００３５】
同図３に示されるように、車両新品時の総走行距離Ｍ０から総走行距離Ｍ１までの間にあっては、内燃機関１１の可動部分におけるフリクションロスが大きいことから、こうした負荷によるアイドル回転速度の低下を抑制すべく、上記アイドル噴射量指令値が最小値Ｓ１よりも大きく設定されている。この総走行距離が距離Ｍ０から距離Ｍ１に近づくに伴って上記フリクションロスが小さくなる結果、上記アイドル噴射量指令値は徐々に減少している。総走行距離がこの距離Ｍ０から距離Ｍ１に至るまでの期間は、いわゆる「慣らし運転期間」に相当する。この慣らし運転期間の終了後は上記アイドル噴射量指令値がほぼ最小値Ｓ１のまま継続的に安定したものとなっている。
【００３６】
そして、総走行距離が距離Ｍ２に至った時点からはインジェクタ２３の上記経時劣化による影響が生じるとともにその度合は徐々に増大している。即ち、上記経時劣化による実燃料噴射量の減少（これに伴うアイドル回転速度の低下）を抑制すべく、上記アイドル噴射量指令値が上記経時劣化度合の増大に伴って最小値Ｓ１から徐々に増大方向に補正されている。従って、ここでは、上記慣らし運転期間の終了後、即ち総走行距離が距離Ｍ１となった時点以降のアイドル噴射量指令値が、上記経時劣化の度合を反映したものとなる。
【００３７】
こうしたことから電子制御装置５１は、上記同一機関運転条件下でのアイドル噴射量指令値の推移に基づいて上記経時劣化の度合を把握するようにしている。より詳細には、例えば、上記慣らし運転期間終了後の安定したアイドル噴射量指令値である上記最小値Ｓ１を基準値として記憶し、その後のアイドル噴射量指令値がこの基準値からどれだけ増大したかによって上記経時劣化の度合を把握する。
【００３８】
このようにアイドル運転時においては、ＩＳＣによるこうした燃料噴射量の補償が図られるようになっている。ところが、仮に、車両走行時など、アイドル運転時以外のときにこうした燃料噴射量の補償がなされないまま内燃機関１１が駆動されたとすると、実燃料噴射量が所望の状態となっていない状況での機関運転がなされてしまうこととなる。
【００３９】
そこで本実施形態では、上述のようなアイドル噴射量指令値の推移に基づいて把握されるインジェクタ２３の上記経時劣化度合に応じて、アイドル運転時以外のときの燃料噴射量補償を行うようにしている。具体的には、例えば、燃料噴射期間の延長、即ちインジェクタ２３における燃料噴射の完了時期を遅らせることで燃料噴射量をより増大させ、これにより上記経時劣化に伴う実燃料噴射量の減少を抑制するようにしている。
【００４０】
ここで、燃料噴射率、及び気筒内圧の推移について図４を用いて説明する。本実施形態では、圧縮行程中に燃料噴射が開始される（第１クランク角ＣＡ１）。そして、燃料噴射率が増大し、ＴＤＣ直前において燃料が自己着火することで燃焼（予混合燃焼）が始まる（第２クランク角ＣＡ２）。これにより気筒内圧が急激に上昇する。ＴＤＣとほぼ同時点に燃焼は拡散燃焼へと移行し（第３クランク角ＣＡ３）、その後、燃料噴射の終了に伴い燃料噴射率が「０」にまで低下する（第４クランク角ＣＡ４）。
【００４１】
同図においてクランク角が第１クランク角ＣＡ１から第２クランク角ＣＡ２に至るまでの期間は着火遅れ期間Ｔ１に相当し、第２クランク角ＣＡ２から第３クランク角ＣＡ３に至るまでの期間は予混合燃焼期間Ｔ２に相当し、そして第３クランク角ＣＡ３から第４クランク角ＣＡ４に至るまでの期間は拡散燃焼期間Ｔ３に相当する。
【００４２】
このように、圧縮行程中に燃料噴射の開始される内燃機関１１においては、吸気行程中に燃料噴射の開始される態様と比較して、燃料噴射が開始される時期から燃料着火までの期間が短く、こうした燃料噴射開始時期や開始直後の燃料噴射率が燃焼状態に大きな影響を与えるものとなる。即ち、これら燃料噴射開始時期や開始直後の燃料噴射率が所望のものからずれた場合には、その分、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下などといった問題がより大きなものとなることが懸念される。
【００４３】
上述したように、本実施形態ではインジェクタ２３の上記経時劣化に応じて燃料噴射期間の延長を図るようにしたが、こうした燃料噴射指令値の補正が図られるのみでは、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れに対処しきれない。
【００４４】
そこで本実施形態では、インジェクタ２３の上記経時劣化の度合に応じて燃料噴射初期にかかる燃料噴射指令値を補正するようにしている。以下、こうした燃料噴射指令値の補正処理の態様について図５及び図６を参照しつつ説明する。
【００４５】
図５に示されるように、電子制御装置５１はＩＳＣにより上述の如く算出されたアイドル噴射量指令値の推移に基づいてインジェクタ２３の上記経時劣化の度合を判定する（ステップＳ１１０）。このとき電子制御装置５１は上記アイドル噴射量指令値が上記最小値Ｓ１に比して大きい値であるほど上記経時劣化の度合が大きいと判断する。
【００４６】
そして、電子制御装置５１はこの経時劣化の度合に応じて電磁弁２３ｅの駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように補正した燃料噴射指令値を、インジェクタ駆動回路５３に向けて出力する（ステップＳ１２０）。このとき、電子制御装置５１は上記経時劣化の度合が大きいほど上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように燃料噴射指令値を補正する。こうして燃料噴射の開始時期が進角されることで、燃料が着火し予混合燃焼が始まる時点での気筒１３内の燃料量が増加するようになる。
【００４７】
また、電子制御装置５１は上記駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するための燃料噴射指令値の補正も併せ行う。これにより、ニードルバルブ２３ｂのリフト期間が長くなって、燃料噴射初期のみならず、燃料噴射期間の広範囲に亘って、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００４８】
こうした補正処理による上記駆動電流、ニードルバルブ２３ｂのリフト量、及び燃料噴射率の変化を図６のタイムチャートに示す。同図において破線で示される各特性線は上記新品時の内燃機関１１における例（以下、新品例と称する）であり、実線で示される各特性線はインジェクタ２３における上記経時劣化の発生に伴い燃料噴射指令値の補正処理が実行された「本実施例」である。また、ニードルバルブ２３ｂのリフト量及び燃料噴射率に関して一点鎖線で示される特性線は上記経時劣化が生じた状態にあって上述の補正処理が実行されない比較例（以下、劣化例と称する）である。なお電磁弁２３ｅの駆動電流に関してはこの劣化例は上記新品例と同じ特性であるものとする。
【００４９】
本実施形態においては、電磁弁２３ｅのソレノイドコイルの過熱を避けるべく、上記駆動電流が「０」からピーク値ｉｐに至った後はこれよりも十分に小さい値ｉｓでの通電が継続されるようになっている。こうした駆動電流が電磁弁２３ｅに供給されることでニードルバルブ２３ｂがリフトされてインジェクタ２３から燃料が噴射される。
【００５０】
ここで、ニードルバルブ２３ｂのリフト量の推移について見てみると、上記劣化例では上記新品例よりも差角Δα分のクランク角だけリフト開始時期が遅れ、その後のリフト量増加速度についても遅れが生じている。そのため、上記劣化例にあっては、リフトの開始やリフト量増加速度が遅い分だけ上記新品例よりもニードルバルブ２３ｂの最大リフト量（ピーク）が小さくなっており、更に、このことによって、リフト量が「０」に戻るまでの期間も短くなっている。
【００５１】
その結果、上記劣化例にあっては、同図に示されるように燃料噴射率の増加開始時期が上記同様に差角Δα分だけ遅れ、且つ増加速度も遅くなり、更には最大燃料噴射率が小さくなって、該燃料噴射率が「０」に戻るまでの期間も短くなっている。こうして燃料噴射量が減少することとなる。
【００５２】
そして、こうした燃料噴射量の減少を抑制すべく、上記本実施例では、同図に示されるように、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が差角Δβ分だけ進角するように燃料噴射指令値（ここでは燃料噴射開始時期に関する指令値）が補正されている。これにより、上記駆動電流の立ち上がり完了時期、即ち駆動電流がピーク値ｉｐに至る時期も上記同様に差角Δβ分だけ進角する。従って、上記新品例や劣化例と比較して、上記駆動電流はその立ち上がり開始から完了までの全体に亘って進角した状態となる。
【００５３】
上記補正にかかる差角Δβは、上記経時劣化の度合に応じて設定されている。即ち、上記ＩＳＣにおけるアイドル噴射量指令値が上記最小値Ｓ１よりも大きいほど上記経時劣化の度合が大きいとして差角Δβが大きく設定され、上記アイドル噴射量指令値が上記最小値Ｓ１に近いほど上記経時劣化の度合が小さいとして差角Δβが小さく設定される。
【００５４】
こうした燃料噴射指令値の補正によって、上記本実施例では、ニードルバルブ２３ｂのリフト開始時期が上記劣化例よりも差角Δγ分（ほぼ差角Δβ分）だけ進角されることとなる。従って、上記本実施例では、上記劣化例よりもリフト開始時期が早められる分だけ燃料噴射率の増加開始時期が早められ、燃料噴射初期の燃料噴射率の低下が好適に抑制されるようになる。これにより、燃焼開始時点までに気筒１３内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。
【００５５】
また、上記本実施例では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されるとき、同図に示されるように、これと併せて上記駆動電流の通電期間が上記新品例及び劣化例の期間Ｔ１１から期間Ｔ１２に延長されるよう燃料噴射指令値（ここでは燃料噴射量に関する指令値）が補正されている。これにより、ニードルバルブ２３ｂの最大リフト量は大きくなり、リフト量が「０」に戻る時期が遅くなる。その結果、燃料噴射初期のみならず燃料噴射期間の広範囲に亘って上記経時劣化の発生に伴う燃料噴射率の低下が抑制されることとなり、燃焼効率の低下が効果的に抑えられるようになる。
【００５６】
なお、本実施形態において電子制御装置５１は、インジェクタ２３の噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を構成する。また、電子制御装置５１は、内燃機関１１がアイドル運転状態といった定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく燃料噴射指令値をフィードバック制御する、具体的にはＩＳＣを実行する維持制御手段を構成する。更に電子制御装置５１は、上記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、上記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段を構成する。
【００５７】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）電子制御装置５１は上記経時劣化の度合の増大に伴って、インジェクタ２３を開弁させるための上記駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように上記燃料噴射指令値を補正する。これにより駆動電流の立ち上がり完了時期が進角することで、ニードルバルブ２３ｂのリフト量、即ちインジェクタ２３の弁開度がより早期に増大されるようになる。これによれば、燃料噴射初期の燃料噴射率の低下が好適に抑制され、燃焼開始時点までに気筒１３内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。
【００５８】
（２）本実施形態では、上記経時劣化の度合の増大に伴って、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように上記燃料噴射指令値が補正される。これによれば、上記駆動電流の通電開始時期を進角させることによって上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させることができる。
【００５９】
（３）本実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するようにしている。これによれば、燃料噴射初期のみならず、燃料噴射期間の広範囲に亘って燃料噴射率の低下が好適に抑制されるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が更に抑制されるようになる。
【００６０】
（４）本実施形態では、アイドル運転状態といった内燃機関１１の定常運転状態を維持すべく実行されるＩＳＣにおいて算出された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、上記経時劣化の度合が増大したと判断されるようにした。これによれば、例えばニードルバルブ２３ｂの位置を検出するセンサ等を設けることなく、上記経時劣化の度合を好適に把握することができる。
【００６１】
（５）本実施形態では、本発明の適用される内燃機関１１として直噴ディーゼルタイプを採用している。ディーゼル内燃機関１１は圧縮行程における混合気の温度上昇によって燃料を自己着火させるものであり、例えばガソリン内燃機関のように点火プラグを用いる内燃機関と比較して、圧縮行程における気筒内の燃料の量や霧化状態によって燃焼開始時期や燃焼状態が大きく左右される傾向にある。即ち、ディーゼル内燃機関１１にあっては、上述の（１）〜（４）等、燃料噴射率の低下抑制効果が特に有用なものとなる。
【００６２】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記図６における上記本実施例にあっては、ニードルバルブ２３ｂのリフト開始時期が上記新品例のそれよりも早期のものとなるように上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されたが、これに限らず、例えば上記リフト開始時期が新品例よりも早期のものとならない範囲で上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されてもよい。
【００６３】
・上記図６の例では、上記駆動電流が立ち上がってピーク値ｉｐに到達した後、これより十分小さい値ｉｓまで低減されたが、こうした給電態様は必須ではなく、例えば、ピーク値ｉｐ到達後、これとほぼ同じ電流値での給電が継続されるようにしてもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期の進角を通じて上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるようにしたが、これに限らず、例えば、上記駆動電流の立ち上がり速度を増大させることで上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるようにしてもよい。これによれば、上記駆動電流の立ち上がり速度が増大されることで、立ち上がり開始時期から立ち上がり完了時期までの期間を短くすることができるようになる。従って、インジェクタ２３の弁開度をその分だけ早期に大きなものとすることができ、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れを抑制することができるようになる。
【００６５】
・上記実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり完了時期を遅角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するようにしたが、これに限らず、例えばこの通電期間を延長することなく上記立ち上がり完了時期を遅角させるようにしてもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、内燃機関１１がアイドル運転状態にあるときフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき上記経時劣化の度合を判定するようにしたが、これに限らず、例えば、定常運転状態のうち上記アイドル運転状態以外の運転状態でフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき判定するようにしてもよい。この場合、例えば、一定のアクセル開度が継続され且つ一定の機関回転速度が継続される車両走行時においてこの定常運転状態を維持すべくフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき上記経時劣化の度合を判定するようにしてもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、内燃機関１１の定常運転状態を維持すべくフィードバック制御された燃料噴射指令値の推移に基づいて上記経時劣化の度合を判定するようにしたが、こうした態様に限らず、例えばニードルバルブ２３ｂの位置を検出するセンサを設け、同センサを通じて上記経時劣化の度合を判定するようにしてもよい。
【００６８】
・上記実施形態では本発明の適用される内燃機関として直噴ディーゼル内燃機関が採用されたが、これに限らず、圧縮行程中に燃料が噴射されるものであれば、例えばガソリン内燃機関が採用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一実施形態の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置を示す概略構成図。
【図２】インジェクタに関して、その噴射特性にかかる経時劣化の発生前及び発生後の状態を示す断面図。
【図３】アイドル噴射量指令値と車両総走行距離との関係を示す図。
【図４】気筒内圧及び燃料噴射率の推移を示す図。
【図５】燃料噴射指令値の補正処理にかかるフローチャート。
【図６】燃料噴射指令値の補正処理に基づく燃料噴射率の変化等を示す図。
【符号の説明】
【００７０】
１１…内燃機関、１３…気筒、２３…インジェクタ、２３ａ…ハウジング、２３ｂ…ニードルバルブ、２３ｃ…噴射口、２３ｄ…シート、２３ｅ…電磁弁、２５…コモンレール、２７…サプライポンプ、２９…燃料タンク、５１…電子制御装置（ＥＣＵ）、５３…インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）。
【図１】
2007040128.tif 000003
【図２】
2007040128.tif 000004
【図３】
2007040128.tif 000005
【図４】
2007040128.tif 000006
【図５】
2007040128.tif 000007
【図６】
2007040128.tif 000008