(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の液中噴射時と気中噴射時との差による影響を軽減して燃料の噴射制度を高める。【解決手段】エンジン１の運転状態に応じた基本要求噴射量（最終噴射量Ｑｆｉｎ）とコモンレールのレール圧（実測値）に基づいて、液中−気中差補正噴射量マップを参照して液中−気中差補正噴射量ｄＱを算出し、基本要求噴射量（最終噴射量Ｑｆｉｎ）から液中−気中差補正噴射量ｄＱを減算して、噴射期間の算出に用いる噴射量ＱＴを求める。そして、このような液中−気中差補正によって算出した噴射量ＱＴと、レール圧（実測値）に基づいて噴射期間−噴射量マップを参照して、噴射期間（液中−気中差補正後の噴射期間）を算出することで、液中−気中差による影響分を補正する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出方法であって、
燃料噴射弁の燃料噴射量を液中噴射時に計測した液中噴射量と前記内燃機関の運転状態に応じた基本要求噴射量とに基づいて、前記内燃機関の燃料室内または吸気管内の少なくとも一方に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するときに必要な気中燃料噴射量を算出することを特徴とする燃料噴射量算出方法。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射量算出方法において、
前記液中噴射時と気中噴射時とで変化する前記燃料噴射弁の噴孔の流量係数を考慮して前記気中燃料噴射量を算出することを特徴とする燃料噴射量算出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料噴射量算出方法において、
予め計測した液中噴射量と気中噴射量とに基づいて気中噴射補正量を算出し、前記気中噴射補正量を用いて前記基本要求噴射量を補正し、その補正後の噴射量に基づいて前記気中燃料噴射量を算出することを特徴とする燃料噴射量算出方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射量算出方法において、
前記液中噴射時の前記燃料噴射弁の噴孔周辺圧力と前記気中噴射時の燃焼室内または吸気管内の圧力との圧力差、もしくは、前記液中噴射時の燃料温度と前記気中噴射時の燃料温度との燃料温度差の少なくとも一方の差に基づいて基本要求噴射量を補正し、その補正後の噴射量に基づいて前記気中燃料噴射量を算出することを特徴とする燃料噴射量算出方法。
【請求項５】
燃料噴射弁と蓄圧室とを備え、前記燃料噴射弁の開閉により前記蓄圧室から燃料室内または吸気管内に噴射される燃料の噴射量を制御する燃料噴射装置であって、
前記蓄圧室内または吸気管内の燃料圧力の実測値に基づいて、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射量算出方法によって気中燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段を備えてい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、内燃機関の燃料噴射量を求める燃料噴射量算出方法及び燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）の燃料噴射装置として、燃料タンクに備蓄された燃料を高圧化するための高圧ポンプ（サプライポンプ）と、高圧化された燃料を所定の圧力に保持した状態で蓄えるコモンレール（蓄圧室）と、コモンレールに蓄えられた燃料を適宜のタイミングで燃焼室内に噴射供給するインジェクタ（以下、燃料噴射弁ともいう）とを備えたコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置においては、エンジンの運転状態に応じて要求燃料噴射量を算出し、その算出結果に基づいてインジェクタの噴射期間（開弁期間）を決定して、インジェクタを駆動制御（開閉制御）することにより燃料噴射量を制御している。
【０００３】
このような燃料噴射制御においては、インジェクタをエンジンに取り付けていない状態（インジェクタ単体）で燃料噴射量を計測し、その計測結果を基にして噴射期間−噴射量マップ（τＱマップ）を予め作成しておき、エンジンの運転状態に応じて算出される要求燃料噴射量に基づいて噴射期間−噴射量マップを参照して噴射期間を求めている。
【０００４】
ところが、インジェクタの燃料噴射特性（τＱ特性）はエンジン筒内（燃焼室内）の圧力の影響を受けるので、インジェクタをエンジン実機に取り付けて使用したときの燃料噴射特性と、ベンチテスト等によりインジェクタ単体で計測したときの燃料噴射特性とは異なってしまい、燃料の噴射量精度が悪くなる。このような問題を解消する技術として、下記の特許文献１がある。
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、インジェクタの燃料噴射特性を、インジェクタ試験機及びエンジンベンチの両方で測定し、その測定結果の相関を使ってエンジン筒内とエンジン筒外との燃料噴射量差を求め、この燃料噴射量差を補正することによって、筒内圧力の影響を考慮した燃料噴射制御を行っている。
【特許文献１】特開２００５−１２０９５２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８１０５号公報
【特許文献３】特開平０９−１５１７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インジェクタ単体で燃料噴射特性を計測する計測装置においては、通常、噴孔付近に燃料が満たされている状態で燃料噴射（液中噴射）を行って燃料噴射特性を計測している。これに対し、インジェクタをエンジン実機に取り付けた状態では、燃焼室内（もしくは吸気管内）への燃料噴射つまり気中噴射となる。このため、噴射期間−噴射量マップを作成したときと、エンジン実機において実際の燃料噴射を行うときとでは、インジェクタの噴孔周辺の噴霧状態が異なる。このような点に着目し、液中噴射時と気中噴射時との燃料噴射特性の差について実験・計算等により検討したところ、液中噴射時と気中噴射時との圧力（噴射出口側圧力）が同じであっても、噴射出口側の物性が液体である場合と気体である場合とでは噴射量に差があり、このような液中噴射時と気中噴射時との噴射量差による影響についても補正する必要があることが判明した。
【０００７】
本発明はそのような点を考慮してなされたもので、燃料噴射弁を内燃機関に取り付けていない状態で噴射量を計測する際の液中噴射と、燃料噴射弁を内燃機関の実機に取り付けた状態で燃料噴射を行う気中噴射との差（液中−気中噴射）による影響分を補正することが可能な燃料噴射量算出方法を提供することを目的とする。また、そのような特徴を有する燃料噴射量算出方法を採用した燃料噴射装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料噴射量算出方法は、燃料噴射弁の燃料噴射量を液中噴射時に計測した液中噴射量と前記内燃機関の運転状態に応じた基本要求噴射量とに基づいて、前記内燃機関の燃料室内または吸気管内の少なくとも一方に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するときに必要な気中燃料噴射量を算出することを特徴としている。具体的には、燃料噴射弁の噴孔の流量係数が液中噴射時と気中噴射時とで変化する点を考慮して、基本要求噴射量を補正して気中燃料噴射を算出することを特徴とする。
【０００９】
以下、本発明の燃料噴射量算出方法をより具体的に説明する。
【００１０】
まず、インジェクタの噴孔を単なるオリフィスと考え、図９に示すモデルにおいて、作動流体の密度をρ、オリフィス前後の圧力をそれぞれＰ０，Ｐ１、オリフィス前後の圧力差をΔＰ（Ｐ０−Ｐ１）、オリフィスの断面積をＡ、オリフィスの流量係数をＣとすると、オリフィス流量Ｑは、下記の式で表すことができる。
【００１１】
Ｑ＝ＣＡ√（２ΔＰ／ρ）
このオリフィスの式から明らかなように、オリフィスつまりインジェクタの噴孔を通過する流量は噴孔前後の圧力差（ΔＰ＝Ｐ０−Ｐ１）のみに依存し、噴孔出口側の物性に関係ない筈である。しかしながら、液中噴射時と気中噴射時について、噴射圧（レール圧）及び噴射出口側の圧力を同じとして、燃料の噴射量を実験・計算等により調べたところ、気中噴射時の噴射量が液中噴射時に比べて増大することが判明した。このように液中噴射時と気中噴射時とで噴射量が異なる理由は、液中と気中とにおいて噴孔を出てからの噴霧の状態が大きく変わり、これが噴孔内部にまで影響して、上記したオリフィスの式中の係数Ｃつまり噴孔の流量係数が変化するためであると考えられる。このようなことから、噴孔の流量係数を考慮して、基本要求噴射量を補正して気中燃料噴射量を算出することにより、液中噴射時と気中噴射時との噴射量の差の影響分を軽減することができ、燃料の噴射量精度を高めることが可能になる。
【００１２】
ここで、気中燃料噴射量を算出する具体的な手法としては、予め計測した液中噴射量と気中噴射量とに基づいて気中噴射補正量を算出し、その気中噴射補正量を用いて前記基本要求噴射量を補正（例えば基本要求噴射量に気中噴射補正量を加算）し、その補正後の噴射量に基づいて気中燃料噴射量を算出するという方法を挙げることができる。
【００１３】
ところで、インジェクタ単体での燃料噴射特性と、エンジン実機にインジェクタを取り付けた状態での燃料噴射特性との差が生じる要因としては、上記した圧力差の他の要素もある。この点について説明する。
【００１４】
まず、インジェクタ単体の状態（エンジン取り付けていない状態）での計測では、エンジンからの受熱が無いので燃料温度が低い。これに対し、インジェクタをエンジン実機に取り付けて使用した状態では、エンジンからの熱を受けるので燃料温度がインジェクタ単体のときよりも高くなる。このように燃料温度が異なると、体積弾性率が異なり、特に噴射期間中のコモンレール圧に影響する。すなわち、燃料温度が高いほど体積弾性率が高くなるので、同じ量（体積）の燃料を噴射しても、圧力が下がり難くなるため、エンジンに取り付けていない状態で計測・作成した噴射期間−噴射量マップを、そのまま用いていると、エンジン実機にインジェクタを取り付けた状態では、噴射量に差が生じて噴射量精度が低下する。
【００１５】
そこで、本発明では、以上のような燃料温度の影響を軽減するために、上記した噴孔の流量係数を考慮した噴射量の補正に加えて、液中噴射時の燃料温度と気中噴射時の燃料温度との燃料温度差に基づいて基本要求噴射量を補正し、その補正後の燃料噴射量に基づいて実際の燃料噴射時に必要な気中燃料噴射量を算出する。このように燃料温度補正を行うことにより、燃料の噴射精度が更に向上する。
【００１６】
また、本発明において、上記した噴孔の流量係数を考慮した噴射量の補正に加えて、液中噴射時の燃料温度と気中噴射時の燃料温度との燃料温度差、及び、液中噴射時の燃料噴射弁の噴孔周辺圧力と気中噴射時の燃焼室内（筒内圧力）の圧力との圧力差の双方を考慮して基本要求噴射量を補正し、その補正後の燃料噴射量に基づいて実際の燃料噴射時に必要な気中燃料噴射量を算出するようにしてもよい。このように、筒内圧力の影響分も考慮して気中燃料噴射量を算出することにより、燃料の噴射精度が更に向上する。
【００１７】
なお、本発明において、上記した噴孔の流量係数を考慮した噴射量の補正に加えて、液中噴射時の燃料噴射弁の噴孔周辺圧力と気中噴射時の燃焼室内の圧力との圧力差に基づいて基本要求噴射量を補正して、実際の燃料噴射時に必要な気中燃料噴射量を算出するようにしてもよい。
【００１８】
本発明の燃料噴射装置は、燃料噴射弁と蓄圧室とを備え、前記燃料噴射弁の開閉により前記蓄圧室から燃料室内に噴射される燃料の噴射量を制御する燃料噴射装置であって、前記蓄圧室内の燃料圧力の実測値に基づいて、上記した特徴を有する燃料噴射量算出方法によって気中燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段を備えていることを特徴する。
【００１９】
本発明の燃料噴射装置によれば、インジェクタ単体での計測（液中噴射）により作成した噴射期間−噴射量マップを用いて燃料の噴射量を制御するにあたり、液中噴射時と気中噴射時との差の影響分を補正して実際の燃料噴射時に必要な気中燃料噴射量を算出することが可能になるので、燃料の噴射精度を向上させることができる。
【００２０】
なお、本発明は、燃焼室内にインジェクタから燃料を直接噴射する場合のほか、吸気管内に燃料をインジェクタから噴射する場合にも気中噴射となるので、吸気管内に燃料噴射を行うエンジン（ポート噴射型エンジン）にも適用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、燃料噴射弁を内燃機関に取り付けていない状態で噴射量を計測する際の液中噴射と、燃料噴射弁を内燃機関の実機に取り付けた状態で燃料噴射を行う気中噴射との差（液中−気中噴射）による影響分を補正しているので、燃料の噴射量制度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
まず、本発明を適用するディーゼルエンジンについて説明する。
【００２４】
−エンジン−
本発明を適用するディーゼルエンジンの概略構成を、図１を参照して説明する。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２５】
図１に示すエンジン１は、例えば筒内直噴４気筒エンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２６】
クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２６が配置されている。クランクポジションセンサ２６は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２７】
エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水温を検出する水温センサ２１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。
【００２８】
エンジン１のシリンダブロックの下側には、潤滑オイルを貯留するオイルパン１８が設けられている。このオイルパン１８に貯留された潤滑オイルは、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプによって汲み上げられ、さらにオイルフィルタで浄化された後に、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑オイルは、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプによって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。
【００２９】
エンジン１のシリンダヘッド１ｂには、エンジン１の燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射するためのインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられている。インジェクタ２にはコモンレール（蓄圧室）３が接続されており、インジェクタ２の電磁弁が開いている間、コモンレール３内の燃料がインジェクタ２から燃焼室１ｄ内に噴射される。コモンレール３には、このコモンレール３内の高圧燃料の圧力（レール圧）を検出するためのレール圧センサ２４が配置されている。コモンレール３には燃料ポンプであるサプライポンプ４が接続されている。サプライポンプ４の入力ポート付近には、コモンレール３に供給する燃料の温度を検出する燃温センサ２５が配置されている。
サプライポンプ４は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転力よって駆動され、このサプライポンプ４の駆動により、燃料タンク１０から燃料をコモンレール３に供給し、インジェクタ２を所定のタイミングで開弁することにより、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄ内に燃料が噴射される。この噴射された燃料は燃焼室１ｄ内で燃焼され排気ガスとなって排気される。なお、インジェクタ２の開弁タイミング（噴射期間）は後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）１００によって制御される。
【００３０】
以上のインジェクタ２、コモンレール３、サプライポンプ４、燃料タンク１０、及び、ＥＣＵ１００等によって燃料噴射装置が構成されている。
【００３１】
一方、エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。
【００３２】
吸気通路１１には、エアクリーナ８、吸気量を検出するエアフローメータ２２、吸気温センサ２３（エアフローメータ２２に内蔵）及び吸気絞り弁７などが配置されている。また、排気通路１２には触媒装置９などが配置されている。
【００３３】
触媒装置９は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒９１とＤＰＮＲ触媒９２とを備えている。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒９１は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ2となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ2ＯやＣＯ2となる。
【００３４】
ＤＰＮＲ触媒９２は、例えば多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気ガス中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵したＮＯｘは還元・放出される。さらに、ＤＰＮＲ触媒９２には、捕集したＰＭを酸化・燃焼する触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。
【００３５】
エンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）５が設けられている。ターボチャージャ５は、排気通路１２に配置されたタービン５１と、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ５２によって構成されており、排気通路１２に配置のタービン５１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路１１に配置のコンプレッサ５２が回転する。そして、コンプレッサ５２の回転により吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄに過給空気が強制的に送り込まれる。
【００３６】
ターボチャージャ５は可変ノズル式ターボチャージャであって、タービン５１側に可変ノズルベーン機構５３が設けられており、この可変ノズルベーン機構５３の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。可変ノズルベーン機構５３の開度は、ＥＣＵ１００によって制御されるＤＣモータ等のアクチュエータ５４によって調整される。ターボチャージャ５のコンプレッサ５２の下流側の吸気通路１１には、コンプレッサ５２にて圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ５５が設けられている。
【００３７】
さらに、エンジン１にはＥＧＲ装置６が設けられている。ＥＧＲ装置６は、吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、気筒内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置であって、吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路６１、このＥＧＲ通路６１に設けられたＥＧＲバルブ６２等によって構成されており、ＥＧＲバルブ６２の開度を調整することにより、排気通路１２から吸気通路１１に導入されるＥＧＲ量（排気還流量）を調整することができる。なお、ＥＧＲバルブ６２の開度はＥＣＵ１００によって制御される。
【００３８】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００３９】
以上のＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。
【００４０】
入力インターフェース１０５には、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、レール圧センサ２４、燃温センサ２５、クランクポジションセンサ２６、及び、アクセル開度センサ２７などが接続されている。一方、出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、吸気絞り弁７、サプライポンプ４の電磁スピル弁４１、ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構５３の開度を調整するアクチュエータ５４、及び、ＥＧＲバルブ６２などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、下記の燃料噴射制御（インジェクタ２の開閉制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００４１】
−燃料噴射制御−
ＥＣＵ１００は、下記の＜基本要求噴射量の算出＞、＜最終噴射量の算出＞、及び、＜噴射期間の算出＞を行い、その噴射期間の算出結果に基づいてインジェクタ２の開弁制御を実行する。
【００４２】
＜基本要求噴射量の算出＞
ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２６の出力から得られるエンジン回転数及びエンジン負荷（アクセル開度センサ２７の出力）に基づいて、マップを参照して基本要求噴射量Ｑ０を算出する。基本要求噴射量Ｑ０を算出するマップは、エンジン回転数とエンジン負荷をパラメータとして、予め実験・計算等によって経験的に取得した値をマップ化したものであり、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に予め記憶されている。
【００４３】
＜最終噴射量の算出＞
最終噴射量の算出方法を図３のブロック図を参照して説明する。
【００４４】
まず、ＥＣＵ１００は、上記した演算により求めた基本要求噴射量Ｑ０と、レール圧センサ２４の出力から得られるレール圧（実測値）に基づいて、図４に示す燃料温度補正噴射量マップを参照して燃料温度補正噴射量Ｑｔｈを算出する。燃料温度補正噴射量Ｑｔｈを算出するマップは、燃料温度を一定（基準温度：例えば４０℃）とし、噴射量とレール圧をパラメータとして予め実験・計算等によって経験的に取得した値をマップ化したものであり、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に予め記憶されている。
【００４５】
次に、ＥＣＵ１００は、燃温センサ２５の出力から得られる燃料温度に基づいて、図５に示す燃料温度補正係数カーブを参照して燃料温度補正係数αｔｈを求め、上記した演算で求めた燃料温度補正噴射量Ｑｔｈに対し、燃料温度補正係数αｔｈを乗算して温度補正量ｑｔｈを求める。さらに、ＥＣＵ１００は、上記した演算により求めた基本要求噴射量Ｑ０に温度補正量ｑｔｈを加算して最終噴射量Ｑｆｉｎを算出する。
【００４６】
なお、燃料温度補正に用いる燃料温度補正係数カーブは、燃料温度が基準温度（４０℃）よりも低いほど高い値に、燃料温度が基準温度よりも高いほど低い値になるように設定されており、さらに、暖機時のエンジン１の冷却水温（例えば８０℃）以上となる領域では一定の値となるように設定されている。
【００４７】
＜噴射期間の算出＞
まず、この例では、インジェクタ２をエンジン１に取り付けていない状態（インジェクタ単体）で燃料噴射量を計測し、その計測結果を基にして噴射期間−噴射量マップ（τＱマップ）を予め作成し、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶している。
【００４８】
噴射期間−噴射量マップは、図８に示すように、噴射量とレール圧をパラメータとするマップであり、従来では、上記した演算により求めた基本要求噴射量Ｑ０及びレール圧センサ２４の出力から得られるレール圧に基づいて噴射期間−噴射量マップを参照して、インジェクタ２の噴射期間を算出している。
【００４９】
しかしながら、上述したように、インジェクタ単体で燃料噴射特性を計測する計測装置においては、通常、噴孔付近に燃料が満たされている状態で燃料噴射（液中噴射）を行って噴射特性を計測している。これに対し、インジェクタ２をエンジン実機に取り付けた状態では、燃焼室１ｄ内への燃料噴射つまり気中噴射となるため、噴射期間−噴射量マップを作成したときと、エンジン実機において実際の燃料噴射を行うときとでは、燃料噴射量が異なる。すなわち、液中噴射時と気中噴射時とでは、インジェクタ２の噴孔を出てからの噴霧状態が大きく異なるため、噴孔の流量係数が変化し、気中噴射時の噴射量が液中噴射時よりも多くなる。このようなことから、噴孔の流量係数を考慮して、基本要求噴射量を補正して、実際の燃料噴射に必要な噴射量（気中燃料噴射量）を算出する必要がある。その補正方法について図６を参照して説明する。
【００５０】
この例では、予めシミュレーション計算や実験等により、液中噴射時と気中噴射時との噴射量の差（液中−気中噴射量差）を各種レール圧（燃圧）毎に求めておき、その結果を基に、液中−気中差補正噴射量ｄＱを求める液中−気中差補正噴射量マップ（図７参照）を作成して、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶している。なお、図７に示す液中−気中差補正噴射量マップ中の液中−気中差補正噴射量ｄＱは、気中噴射時の噴射量が液中噴射時に比べて増大する点を考慮して負の値とする。また、図７の液中−気中差補正噴射量マップは、液中噴射時の噴射出口側圧力と気中噴射時の噴射出口側圧力とを同じとして作成している。
【００５１】
次に、液中−気中差補正の具体的な例について説明する。まず、ＥＣＵ１００は、上記した演算により求めた最終噴射量Ｑｆｉｎとレール圧センサ２４の出力から得られるレール圧（実測値）に基づいて、図７の液中−気中差補正噴射量マップを参照して液中−気中差補正噴射量ｄＱを算出し、上記した演算で求めた最終噴射量Ｑｆｉｎから液中−気中差補正噴射量ｄＱ（負の値）を加算して噴射期間の算出に用いる噴射量ＱＴを求める。
【００５２】
そして、ＥＣＵ１００は、以上のような液中−気中差補正によって算出した噴射量ＱＴと、レール圧センサ２４の出力から得られるレール圧（実測値）に基づいて、図８に示す噴射期間−噴射量マップを参照して、噴射期間（液中−気中差補正後の噴射期間）を算出し、このような補正処理にて算出した噴射期間つまり燃料温度補正及び液中−気中差補正が行われた噴射期間に基づいてインジェクタ２の開弁制御を行う。
【００５３】
以上のように、この例では、エンジン１の運転状態に応じた基本要求噴射量について、燃料温度補正と液中−気中差補正とを行って、実際の燃料噴射に必要な噴射量（気中燃料噴射量）を算出し、その補正後の噴射量に基づいて噴射期間を算出しているので、インジェクタ単体での燃料噴射特性と、エンジン１にインジェクタ２を取り付けた状態での燃料噴射特性との差を補正することができ、燃料の噴射量精度を高めることができる。
【００５４】
−他の実施形態−
以上の例において、燃料温度の補正及び液中−気中差の補正に加えて、筒内圧力（燃焼室１ｄ内の圧力）の影響分の補正を行うようにしてもよい。
【００５５】
具体的には、例えば、予め噴射量を計測する計測装置にインジェクタを取り付けて噴射量特性を計測する際に、噴孔出口側の圧力（基準出口側圧力）を採取してＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶しておく。また、エンジン１に燃焼室１ｄの圧力を検出する筒内圧センサを設けておき、その筒内圧センサの出力から得られる燃焼室１ｄ内の圧力と予め採取した基準出口側圧力との圧力差に基づいてマップ等を参照して圧力補正量を求める。
【００５６】
次に、上記した演算により求めた基本要求噴射量Ｑ０に温度補正量ｑｔｈ及び圧力補正量ｑｐを加算して最終噴射量Ｑｆｉｎを算出し、その最終噴射量Ｑｆｉｎとレール圧センサ２４の出力から得られるレール圧（実測値）に基づいて、図７の液中−気中差補正噴射量マップを参照して液中−気中差補正噴射量ｄＱを算出し、上記した演算で求めた最終噴射量Ｑｆｉｎから液中−気中差補正噴射量ｄＱを加算して、噴射期間の算出に用いる噴射量ＱＴを求める。
【００５７】
そして、算出した噴射量ＱＴと、レール圧センサ２４の出力から得られるレール圧（実測値）に基づいて、図８に示す噴射期間−噴射量マップを参照して、噴射期間（液中−気中差補正後の噴射期間）を算出する。このようにして噴射期間を算出することにより、液中噴射時の噴射出口側圧力と気中噴射時の噴射出口側圧力との差による影響分、燃料温度の影響分及び筒内圧力の影響分を補正することができ、燃料の噴射量精度を更に高めることができる。
【００５８】
なお、上記した液中−気中差の補正に加えて、筒内圧力の影響分の補正のみを行って気中噴射量を算出して噴射期間を求めるようにしてもよい。また、液中−気中差の補正のみを行って気中噴射量を算出して噴射期間を求めるようにしてもよい。
【００５９】
以上の例では、燃焼室内にインジェクタから燃料を直接噴射する筒内直噴型エンジンに本発明を適用した例を示したが、インジェクタからの燃料を吸気管内に噴射する場合にも気中噴射となるので、吸気管内に燃料噴射を行うエンジン（ポート噴射型エンジン）にも本発明を適用することができる。さらに、燃焼室内と吸気管内の双方に燃料を噴射するエンジンにも本発明を適用することができる。また、本発明はディーゼルエンジンに限られることなく、筒内直噴型やポート噴射型のガソリンエンジンの燃料噴射にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を適用するディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵが実行する噴射量算出処理の内容を示す制御ブロック図である。
【図４】噴射量算出に用いる燃料温度補正噴射量マップを示す図である。
【図５】噴射量算出に燃料温度補正係数カーブを示す図である。
【図６】ＥＣＵが実行する噴射期間算出処理の内容を示す制御ブロック図である。
【図７】液中−気中差補正に用いる液中−気中差補正噴射量マップを示す図である。
【図８】噴射期間−噴射量マップを示す図である。
【図９】オリフィスモデルの概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  エンジン
１ｄ  燃焼室
１０  燃料タンク
１１  吸気通路
１２  排気通路
２  インジェクタ（燃料噴射弁）
３  コモンレール
４  サプライポンプ
２４  レール圧センサ
２５  燃温センサ
２６  クランクポジションセンサ
２７  アクセル開度センサ
１００  ＥＣＵ
【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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【図９】
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