(57)【要約】【課題】  燃料噴射量を極めて高い精度をもって補正することができ、特にディーゼルエンジンにおいて頻繁に実行されるパイロット噴射やアフター噴射等、微小な燃料噴射量の精密な調整が必要とされる燃料噴射制御を好適に実行することのできるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】  機関アイドル運転時において燃料噴射形態をメイン噴射、第１パイロット噴射及び第２パイロット噴射が実行される噴射モードから更にアフター噴射が追加された噴射モードに切り替える。この燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の上昇量を検出し、その変化量と予め定められた標準変化量との偏差を求める。そして、その偏差に基づいて電子制御装置３０のメモリ３２に記憶されている要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正する。【選択図】      図１
2007064191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求燃料噴射量とこれに対応する噴射指令信号との関係を記憶し、該記憶される対応関係に基づいて要求燃料噴射量に対応する噴射指令信号を生成し同噴射指令信号に基づきインジェクタを駆動して燃料を噴射するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
メイン噴射よりも燃料噴射量の少ないアフター噴射がメイン噴射の後に行われる噴射モードを第１の噴射モードとし、アフター噴射が行われない噴射モードを第２の噴射モードとするとき、燃料噴射形態をこれら噴射モードの一方から他方に一時的に切り替えることにより機関回転速度を強制的に変化させる切替手段と、
前記燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量を検出し、該検出される機関回転速度の変化量と予め定められた機関回転速度の標準変化量との比較に基づいて前記記憶される要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正する補正手段と、を備える
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記切替手段は前記第１及び第２の噴射モードの各メイン噴射における燃料噴射量が等しくなるようにそれらを設定する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記切替手段は燃料噴射形態が前記一方の噴射モードであるときの機関回転速度の変動量を気筒の爆発に対応する量として所定気筒数分だけ検出し、それら検出される変動量の絶対値の各々とそれら絶対値の総和とがいずれも所定量以下である状態が所定期間継続する機関定常運転時に燃料噴射形態を前記一方の噴射モードから前記他方の噴射モードに切り替える
ことを特徴とするディーゼルエンジン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ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係は異なる複数の燃料噴射圧水準について記憶されるものであり、
前記切替手段は異なる複数の燃料噴射圧水準のもとで前記燃料噴射形態の切り替えを実行し、
前記補正手段は異なる複数の燃料噴射圧水準に対応した機関回転速度の変化量をそれぞれ検出して該検出結果に基づき前記対応関係を補正する
ことを特徴とするディーゼルエンジン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ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記切替手段は燃料噴射形態を前記他方の噴射モードに切り替えて特定気筒において燃料噴射を１回実行した後に燃料噴射形態を前記一方の噴射モードに復帰させる
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記特定気筒での燃料噴射を完了した後の所定期間を機関回転速度監視期間とし、該機関回転速度監視期間における機関回転速度に基づいて前記機関回転速度の変化量を検出する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記特定気筒での燃料噴射を完了してから次の気筒における燃料噴射が開始されるまでの期間を機関回転速度監視期間とする
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記機関回転速度監視期間の予め定めた機関回転位相における機関回転速度に基づいて前記機関回転速度の変化量を検出する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記機関回転速度監視期間における機関回転速度の極値に基づいて前記機関回転速度の変化量を検出する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、燃料噴射形態を前記一方の噴射モードから前記他方の噴射モードに一時的に切り替えて前記特定気筒での燃料噴射を実行する場合において該特定気筒での燃料噴射が完了してから前記機関回転速度監視期間が経過するまでの期間に検出される機関回転速度を噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１とし、燃料噴射形態の切り替えを行うことなく同燃料噴射形態を前記一方の噴射モードとしたまま前記特定気筒での燃料噴射を実行する場合において該特定気筒での燃料噴射が完了してから前記機関回転速度監視期間が経過するまでの期間に検出される機関回転速度を通常時機関回転速度ＮＥ２とするとき、それら機関回転速度ＮＥ１，ＮＥ２の偏差を前記燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量として検出する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記通常時機関回転速度ＮＥ２を燃料噴射形態の切り替えが行われる直前に検出する
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記切替手段は前記燃料噴射形態の切り替えに際して前記一方の噴射モードを前記第１の噴射モード、前記他方の噴射モードを前記第２の噴射モードとする
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係に基づいて要求燃料噴射量に対応する噴射指令信号を生成し、その噴射指令信号に基づきインジェクタを駆動して燃料を噴射するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにおいては、燃焼騒音の低減や排気性状の清浄化を図るために、メイン噴射に先立って少量の燃料を噴射するパイロット噴射や、メイン噴射の後に少量の燃料を再度噴射するアフター噴射が行われている。こうしたパイロット噴射やアフター噴射においては、微小な燃料噴射量についての精密な調整が必要になる。しかしながら、インジェクタの燃料噴射特性は、初期個体差や経時変化、或いはそのときどの噴孔の状態等々により異なったものになるため、機関運転状態に応じて設定された要求燃料噴射量とインジェクタから実際に噴射される燃料の量との間に僅かな乖離が生じるのは避けられない。そして特に、パイロット噴射やアフター噴射のような微小な燃料噴射量を制御する場合にあっては、こうした要求燃料噴射量と実際の燃料噴射量との乖離が仮に僅かなものであってもその影響は無視できないものとなる。
【０００３】
そこで従来、例えば特許文献１に記載されるように、燃料を等分割して噴射する多段噴射を実行することにより、インジェクタの燃料噴射特性、特に微小な量の燃料を噴射する際における燃料噴射特性を補正する燃料噴射制御装置が提案されている。
【０００４】
この装置では、機関アイドル運転時に所定の学習条件が成立すると、まず燃料噴射形態が多段噴射に切り替えられる。そして、機関回転速度の変動や気筒間変動が無くなるように燃料噴射量を調節して機関運転状態を安定させる。ここで、安定した機関アイドル運転を実行するために必要な総最小燃料噴射量は、エンジンの仕様等によって略一義的に定まるため、これを例えば「Ｑ」とすると、多段噴射における燃料噴射量は「Ｑ／ｎ（ｎ：分割数）」となる。そして、機関運転状態が安定したときのインジェクタの噴射指令信号、即ち多段噴射の各段の噴射におけるインジェクタの通電時間が「Ｔ」であれば、「Ｑ／ｎ」なる量の燃料を噴射する際に適したインジェクタ通電時間は「Ｔ」となる。従って、この通電時間Ｔが、燃料噴射量Ｑ／ｎに対応する噴射指令信号として学習される。こうした学習が実行されることにより、初期個体差や経時変化等に起因してインジェクタの燃料噴射特性が標準的な燃料噴射特性と異なるものとなっている場合であっても、インジェクタの噴射指令信号は、実際の燃料噴射特性に合わせて補正されるようになる。
【特許文献１】特開２００３−２７９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
但しここで、上述した従来の微小燃料噴射量にかかる学習処理においては以下のようなことが懸念される。
即ち、この学習処理では、安定した機関アイドル運転状態が得られるときの燃料噴射量は、燃料噴射形態によらず一定であることが前提となる。即ち、燃料を一括して噴射する場合でも等分割して多段噴射する場合であっても、安定した機関アイドル運転状態を得るのに必要な燃料噴射量は基本的に同じである必要がある。
【０００６】
しかしながら実際には、多段噴射の実行に伴って生じた燃料圧脈動により各段の燃料噴射量が変動する、或いは機関燃焼室における火炎伝播状態に差異があるために機関出力の発生パターンも自ずと異なったものになる等々、種々の要因によって、一括噴射を実行する場合と多段噴射を実行する場合とでは、安定した機関アイドル運転状態を得るのに必要な燃料噴射量そのものが燃料噴射形態によって異なるものになる。
【０００７】
従って、従来の燃料噴射制御装置では、インジェクタの実際の燃料噴射特性に合わせて燃料噴射量を補正しているとはいえ、その補正の精度には限界があり、パイロット噴射やアフター噴射等の微小量燃料噴射においても十分といえる高い信頼性を有した燃料噴射量補正を行うという点では改善の余地を残すものとなっている。
【０００８】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射量を極めて高い精度をもって補正することができ、特にディーゼルエンジンにおいて頻繁に実行されるパイロット噴射やアフター噴射等、微小な燃料噴射量の精密な調整が必要とされる燃料噴射制御を好適に実行することのできるディーゼルエンジン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】
【０００９】
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説明する。
請求項１に記載の発明は、要求燃料噴射量とこれに対応する噴射指令信号との関係を記憶し、該記憶される対応関係に基づいて要求燃料噴射量に対応する噴射指令信号を生成し同噴射指令信号に基づきインジェクタを駆動して燃料を噴射するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、メイン噴射よりも燃料噴射量の少ないアフター噴射がメイン噴射の後に行われる噴射モードを第１の噴射モードとし、アフター噴射が行われない噴射モードを第２の噴射モードとするとき、燃料噴射形態をこれら噴射モードの一方から他方に一時的に切り替えることにより機関回転速度を強制的に変化させる切替手段と、前記燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量を検出し、該検出される機関回転速度の変化量と予め定められた機関回転速度の標準変化量との比較に基づいて前記記憶される要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正する補正手段と、を備えるようにしている。
【００１０】
インジェクタの燃料噴射特性が標準的な特性を有している場合、
・要求燃料噴射量ＱＴ
・予め記憶されている噴射指令信号及び要求燃料噴射量の関係から求められる噴射指令信号に基づいてインジェクタが駆動されることにより同インジェクタから噴射される実際の燃料噴射量（実燃料噴射量）ＱＡ
の両者は一致するようになる（ＱＴ＝ＱＡ）。
【００１１】
従って、この場合、
・燃料噴射形態を第１の噴射モード及び第２の噴射モードとの間で切り替えるのに伴って生じる機関回転速度の変化量ΔＮＥ（換言すればアフター噴射の実行の有無によって生じる機関回転速度の変化量ΔＮＥ）
・インジェクタの燃料噴射特性が標準的な特性を有していることを前提としたときに、燃料噴射形態を第１の噴射モード及び第２の噴射モードとの間で切り替えるのに伴って生じる機関回転速度の変化量であって予め実験等を通じて定められた標準変化量ΔＮＥＴ
の両者についてもやはり等しくなる（ΔＮＥ＝ΔＮＥＴ）。
【００１２】
これに対して、インジェクタの実燃料噴射量ＱＡが要求燃料噴射量ＱＴよりも多い場合には、燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量ΔＮＥは、標準変化量ΔＮＥＴよりも大きくなる。従ってこの場合には、要求燃料噴射量ＱＴに対応する噴射指令信号を相対的に小さくして実燃料噴射量ＱＡが少なくなるように、予め記憶されている要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正する必要がある。
【００１３】
他方、インジェクタの実燃料噴射量ＱＡが要求燃料噴射量ＱＴよりも少ない場合には、燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量ΔＮＥは、標準変化量ΔＮＥＴよりも小さくなる。従ってこの場合には、要求燃料噴射量ＱＴに対応する噴射指令信号を相対的に大きくして実燃料噴射量ＱＡが多くなるように、予め記憶されている要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正する必要がある。
【００１４】
この点、上記構成によれば、インジェクタの燃料噴射特性について意図しない変化が生じて要求燃料噴射量ＱＴと実燃料噴射量ＱＡとの間に乖離が生じる場合であっても、上述したように、機関回転速度の各変化量ΔＮＥ，ΔＮＥＴを比較し、その比較結果に基づいて予め記憶されている要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正するようにしている。従って、エンジンに設けられている個々のインジェクタについて、要求燃料噴射量ＱＴと実燃料噴射量ＱＡとの差を減少させることができ、特にディーゼルエンジンにおいて頻繁に実行されるパイロット噴射やアフター噴射等、微小な燃料噴射量の精密な調整が必要とされる燃料噴射制御を好適に実行することができるようになる。
【００１５】
更に上記構成では、上述したような補正を実行するにあたり、アフター噴射の有無によって生じる機関回転速度の変化ΔＮＥを求めるようにしている。ここで、こうした機関回転速度の変化ΔＮＥを、例えばパイロット噴射の有無によって発生させることにより上述した補正を実行するようにすることも考えられる。しかしながら、パイロット噴射は、ディーゼルエンジンにおける予混合燃焼状態の形成に及ぼす影響が極めて大きいため、一時的とはいえパイロット噴射の実行状態を変更することは、燃焼騒音の増大や排気性状の悪化を招く懸念がある。これに対して、アフター噴射は、予混合燃焼に続く拡散燃焼中に行われるため、パイロット噴射と比較して上述したような機関燃焼状態に与える影響は比較的小さい。従って、上記構成によれば、上述したような要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係の補正を実行するにあたり、機関燃焼状態に及ぼす影響を極力抑制することができる。
【００１６】
即ち、請求項１記載の構成によれば、機関燃焼状態に及ぼす影響を極力抑制しつつ、要求燃料噴射量と実際の燃料噴射量との差を減少させることができ、特にディーゼルエンジンにおいて頻繁に実行されるパイロット噴射やアフター噴射等、微小な燃料噴射量の精密な調整が必要とされる燃料噴射制御を好適に実行することができるようになる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記切替手段は前記第１及び第２の噴射モードの各メイン噴射における燃料噴射量が等しくなるようにそれらを設定するものであるとしている。
【００１８】
同構成によれば、第１の噴射モードのメイン噴射における燃料噴射量と第２の噴射モードのメイン噴射における燃料噴射量とが等しくなるようにそれらを設定しているため、第１の噴射モードではアフター噴射の分だけ総燃料噴射量が増量されることとなる。従って、燃料噴射形態を第１及び第２の噴射モードとの間で切り替えることによって生じる機関回転速度の変化の量と、アフター噴射における燃料噴射量との相関が極めて高くなる。その結果、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記切替手段は燃料噴射形態が前記一方の噴射モードであるときの機関回転速度の変動量を気筒の爆発に対応する量として所定気筒数分だけ検出し、それら検出される変動量の絶対値の各々とそれら絶対値の総和とがいずれも所定量以下である状態が所定期間継続する機関定常運転時に燃料噴射形態を前記一方の噴射モードから前記他方の噴射モードに切り替えるものであるとしている。
【００２０】
エンジンは、加減速時等、その過渡運転時においては機関回転速度の変動量が増大する。従って、このように機関回転速度の変動量が他の要因によって増大しているときに、燃料噴射形態を切り替えて機関回転速度の変化量を検出するようにしても、それが燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射の実行状態を変化させたことに起因して生じたものか、或いは燃料噴射形態を切り替える前の機関運転状態変化の影響を受けて生じたものかを判別することが困難になる。
【００２１】
この点、上記構成では、機関回転速度の変動量を気筒の爆発に対応する量として所定気筒数分だけ検出し、それら検出される変動量の絶対値の各々とそれら絶対値の総和とがいずれも所定量以下である状態である状態が所定期間継続する機関定常運転時であることを条件に燃料噴射形態を切り替えるようにしているため、燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射の実行状態を変化させるのに伴って生じる機関回転速度の変化量を的確に検出することができ、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を更に精度よく補正することができるようになる。尚、上記絶対値の各々と比較される所定量と、それら絶対値の総和と比較される所定量とはそれらを同じ量としても異なる値としてもよい。また、機関定常運転時としては、機関アクセル操作量が変化していないとき、特に機関アイドル運転時を選択するのが望ましい。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係は異なる複数の燃料噴射圧水準について記憶されるものであり、前記切替手段は異なる複数の燃料噴射圧水準のもとで前記燃料噴射形態の切り替えを実行し、前記補正手段は異なる複数の燃料噴射圧水準に対応した機関回転速度の変化量をそれぞれ検出して該検出結果に基づき前記対応関係を補正するものであるとしている。
【００２３】
同構成によれば、複数の燃料噴射圧水準における要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を精度よく補正することができる。尚、各燃料噴射圧水準における要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係が上述した機関回転速度の変化量に基づく補正を通じて求められれば、それら燃料噴射圧水準以外の燃料噴射圧における要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係については、これを内挿法或いは外挿法等、適宜の補間処理を通じて求めることができる。また、こうした補間処理を行うのであれば、機関回転速度の変化量を求める噴射圧水準（例えば、Ｐａ１，Ｐａ２，・・・）と、予め記憶された要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係における噴射圧水準（例えば、Ｐｂ１，Ｐｂ２，・・・）とを必ずしも一致させる必要はない（Ｐａ１≠Ｐｂ１，Ｐａ２≠Ｐｂ２，・・・）。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記切替手段は燃料噴射形態を前記他方の噴射モードに切り替えて特定気筒において燃料噴射を１回実行した後に燃料噴射形態を前記一方の噴射モードに復帰させるものであるとしている。
【００２５】
同構成において、燃料噴射形態を第１の噴射モードから第２の噴射モードに切り替えて特定気筒において燃料噴射を１回実行した後に燃料噴射形態を第１の噴射モードに復帰させるようにした場合にあっては、この燃料噴射形態の切り替えを通じて特定気筒において一度だけアフター噴射が実行されるようになる。また、燃料噴射形態を第２の噴射モードから第１の噴射モードに切り替えて特定気筒において燃料噴射を１回だけ実行した後に燃料噴射形態を第２の噴射モードに復帰させるようにした場合にあっては、この燃料噴射形態の切り替えを通じて特定気筒におけるアフター噴射が一回だけ中止されるようになる。即ち、これらいずれの場合にあっても、燃料噴射形態が切り替えられた後、再び切り替え前の燃料噴射形態に復帰するまでの期間は極めて短くなる。従って、上記構成によれば、燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射の実行状態を変化させ、これにより生じる機関回転速度の変化に基づいて要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を補正するに際し、そうした補正処理が行われるのに伴って機関回転速度が大きく変動してしまうのを抑制することができる。また、アフター噴射を１回実行する或いは中止する際の同アフター噴射における燃料噴射量の変化と機関回転速度の変化量との相関を高めることができ、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を精度よく補正することができるようになる。
【００２６】
また、機関回転速度の変化量を検出するに際しては、請求項６に記載される発明によるように、補正手段は前記特定気筒での燃料噴射を完了した後の所定期間を機関回転速度監視期間とし、該機関回転速度監視期間における機関回転速度に基づいて前記機関回転速度の変化量を検出するものである、とするのが望ましい。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記補正手段は前記特定気筒での燃料噴射を完了してから次の気筒における燃料噴射が開始されるまでの期間を機関回転速度監視期間とするものであるとしている。
【００２８】
同構成によれば、特定気筒の前後に燃焼が行われる気筒について、それらの気筒の燃焼に伴って機関回転速度が変動することによる影響を極力抑制しつつ、特定気筒についてその燃料噴射形態が切り替えられるのに伴う機関回転速度の変化を精度よく検出することができる。その結果、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を極めて精度よく補正することができるようになる。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記補正手段は前記機関回転速度監視期間の予め定めた機関回転位相における機関回転速度に基づいて前記機関回転速度の変化量を検出するものであるとしている。
【００３０】
燃料噴射形態を一時的に切り替えるようにした場合、その機関発生出力の変化に伴う機関回転速度の変化は、それが上昇する場合であれ、低下する場合であれ、燃料噴射形態の切り替え時期よりも僅かに遅れて生じる。このため、請求項８に記載の発明によるように、機関回転速度監視期間の予め定めた機関回転位相における機関回転速度に基づいて同機関回転速度の変化量を検出する、といった構成を採用することにより、そうした燃料噴射形態の切り替えに伴う機関回転速度の変化が増大した時期の機関回転速度に基づいてその変化量を検出することができる。その結果、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００３１】
また、こうした構成の他、請求項９に記載の発明によるように、機関回転速度監視期間における機関回転速度の極値（極大値或いは極小値）に基づいて機関回転速度の変化量を検出する、といった構成を採用することもできる。こうした構成によれば、燃料噴射形態の切り替えに伴う機関回転速度の変化が最も増大した時期の機関回転速度に基づいてその変化量を検出することができ、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記補正手段は、燃料噴射形態を前記一方の噴射モードから前記他方の噴射モードに一時的に切り替えて前記特定気筒での燃料噴射を実行する場合において該特定気筒での燃料噴射が完了してから前記機関回転速度監視期間が経過するまでの期間に検出される機関回転速度を噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１とし、燃料噴射形態の切り替えを行うことなく同燃料噴射形態を前記一方の噴射モードとしたまま前記特定気筒での燃料噴射を実行する場合において該特定気筒での燃料噴射が完了してから前記機関回転速度監視期間が経過するまでの期間に検出される機関回転速度を通常時機関回転速度ＮＥ２とするとき、それら機関回転速度ＮＥ１，ＮＥ２の偏差を前記燃料噴射形態の切り替えに伴って生じる機関回転速度の変化量として検出するものであるとている。
【００３３】
同構成によれば、特定気筒について噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１及び通常時機関回転速度ＮＥ２の偏差を機関回転速度の変化量として検出するようにしているため、例えば噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１を検出する気筒と通常時機関回転速度ＮＥ２を検出する気筒とが異なる場合と比較して、特定気筒に対応するインジェクタの燃料噴射特性を精度よく把握することができ、同燃料噴射特性に合わせたかたちに要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００３４】
またここで、通常時機関回転速度ＮＥ２はこれを、燃料噴射形態を一時的に切り替えて再び切り替え前の噴射モードに復帰させた後に検出する、或いは燃料噴射形態を切り替える直前に検出する、ことができる。
【００３５】
但し、前者の場合には、燃料噴射形態を切り替えるのに伴って生じた機関回転速度の変動が確実に収束してから通常時機関回転速度ＮＥ２を検出することとなるため、燃料噴射形態を切り替えて噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１を検出してから通常時機関回転速度ＮＥ２を検出するまでの期間が長くなり、その期間中に機関燃焼状態、更には機関回転速度が変化してしまう懸念がある。このように機関燃焼状態が変化すると、噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１及び通常時機関回転速度ＮＥ２の偏差とインジェクタの燃料噴射特性との相関が低下することとなり、上記補正処理の精度に対して悪影響を及ぼす懸念がある。
【００３６】
この点、請求項１１に記載の発明によるように、通常時機関回転速度ＮＥ２を燃料噴射形態を切り替える直前に検出する、といった構成を採用することにより、通常時機関回転速度ＮＥ２の検出時期と噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１の検出時期との間の期間を極力短縮することが可能になり、噴射形態切替時機関回転速度ＮＥ１及び通常時機関回転速度ＮＥ２の偏差とインジェクタの燃料噴射特性との相関を高く維持して精度の高い補正処理を行うことができるようになる。  請求項１２に記載の発明では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記切替手段は前記燃料噴射形態の切り替えに際して前記一方の噴射モードを前記第１の噴射モード、前記他方の噴射モードを前記第２の噴射モードとするものであるとしている。
【００３７】
同構成においては、燃料噴射形態が第１の噴射モードから第２の噴射モードに切り替えられると一時的にアフター噴射が行われるようになるため、機関回転速度は一時的に上昇する。そして、燃料噴射形態が再び第１の噴射モードに復帰することにより、上昇した機関回転速度は低下して燃料噴射形態の切り替え前の状態に戻るようになる。従って、同構成によれば、燃料噴射形態を切り替えて機関回転速度を強制的に変化させる場合において、機関回転速度が必要以上に低下することがなく、また、失火等の機関燃焼状態の不安定化や、機関ストールの発生などの悪影響の発生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】
【００３８】
以下、本発明を車両に搭載されるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に具体化した一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置、並びに同装置の適用対象となるディーゼルエンジン１０の概略構成を示している。同図１に示されるように、エンジン１０は４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４を有しており、これら各気筒＃１〜＃４にはインジェクタ２０がそれぞれ設けられている。これらインジェクタ２０はコモンレール２２に接続されており、このコモンレール２２から燃料が供給される。コモンレール２２は燃料ポンプ２４に接続されており、この燃料ポンプ２４によって燃料タンク２６の燃料がコモンレール２２に圧送される。
【００３９】
インジェクタ２０及び燃料ポンプ２４は、いずれも電子制御装置３０によってその動作が制御される。即ち、インジェクタ２０は、電子制御装置３０の駆動回路（図示略）を通じて通電されることによって開弁し、各気筒＃１〜＃４に対して燃料を噴射供給する。従って、この通電開始時期及び通電時間を変更することにより、インジェクタ２０の燃料噴射時期（燃料噴射を開始する時期）及び燃料噴射期間を調節することができる。また、燃料ポンプ２４はその燃料吐出量が電子制御装置３０の駆動回路（図示略）を通じて調量される。このように燃料ポンプ２４の燃料吐出量を調量することにより、コモンレール２２の燃料圧（レール圧）、換言すれば燃料噴射圧を調圧することができる。そして、このように調節される燃料噴射期間及び燃料噴射圧に基づいて燃料噴射量が設定されることとなる。また、電子制御装置３０はメモリ３２を備えており、このメモリ３２には、異なる燃料噴射圧についてそれぞれ要求燃料噴射量とこれに対応するインジェクタ２０の噴射指令信号、即ち同インジェクタ２０の通電時間との対応関係が記憶されている。更に、このメモリ３２には、インジェクタ２０が標準的な燃料噴射特性を有していることを前提とし、後述する学習処理において燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射を実行するに場合において、そのアフター噴射の燃料噴射量と同アフター噴射を実行することにより生じる機関回転速度の変化量との対応関係が異なる３つの噴射圧水準について記憶されている。
【００４０】
また、電子制御装置３０には、機関出力軸（図示略）の回転速度を検出する回転速度センサ４０、アクセルペダル（図示略）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ４１、レール圧を検出する燃料圧センサ４２等々を含む各種センサが接続されており、これらセンサの検出値が取り込まれる。そして、電子制御装置３０は、これら取り込まれる各種検出値に基づいて燃料噴射量やレール圧を制御する。
【００４１】
例えば、電子制御装置３０は、レール圧が機関運転状態に基づいて設定される目標レール圧と等しくなるように、即ち燃料噴射圧が目標噴射圧と一致するように、燃料ポンプ２４の燃料吐出量を調量する。また、電子制御装置３０は機関運転状態に基づいて燃料噴射量及び燃料噴射形態を決定する。具体的には、電子制御装置３０は回転速度センサ４０の検出値に基づいて機関回転速度を算出するとともに、この機関回転速度及びアクセル開度に基づいて燃料噴射量を決定する。更に、電子制御装置３０は、これら機関回転速度及び燃料噴射量に基づいて、燃料噴射形態を、メイン噴射、パイロット噴射、並びにアフター噴射が適宜組み合わされた各種噴射モードに設定する。
【００４２】
図２は、こうした噴射モードの一例として、メイン噴射に先立ちパイロット噴射が２回行われるとともにメイン噴射の終了後に更にアフター噴射が行われる噴射モードについて、同噴射モードが選択されたときのインジェクタ２０の開閉態様を示している。尚、パイロット噴射が２回行われる場合には、最初のパイロット噴射を第１パイロット噴射、２回目のパイロット噴射を第２パイロット噴射として両者を区別する。同図２に示されるように、第１パイロット噴射、第２パイロット噴射、並びにアフター噴射における燃料噴射量はいずれも、メイン噴射における燃料噴射量に対して極少ない量に設定される。またここで、第１パイロット噴射、第２パイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射の各燃料噴射量を順に第１パイロット噴射量ＱＰＬ１、第２パイロット噴射量ＱＰＬ２、メイン噴射量ＱＭＡＩＮ、アフター噴射量ＱＡＦとし、機関回転速度及びアクセル開度等、機関運転状態に基づいて設定される燃料噴射量を総燃料噴射量ＱＦＩＮとするとき、メイン噴射量ＱＭＡＩＮは以下の演算式（１）に基づいて設定される。
【００４３】
ＱＭＡＩＮ←ＱＦＩＮ−（ＱＰＬ１＋ＱＰＬ２＋ＱＡＦ）・・・（１）
即ち、パイロット噴射が行われる場合にはそのときの各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２を、アフター噴射が行われる場合にはそのときのアフター噴射量ＱＡＦを、それぞれ機関運転状態に基づいて設定される総燃料噴射量ＱＦＩＮから減じて得られる差分がメイン噴射量ＱＭＡＩＮとして設定される。従って、例えばアフター噴射が行われない場合には、機関運転状態に基づいて設定される総燃料噴射量ＱＦＩＮから各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２のみを減じて得られる差分がメイン噴射量ＱＭＡＩＮとして設定される。同様に、パイロット噴射が行われない場合には、機関運転状態に基づいて設定される総燃料噴射量ＱＦＩＮからアフター噴射量ＱＡＦのみを減じて得られる差分がメイン噴射量ＱＭＡＩＮとして設定される。そして更に、例えばパイロット噴射及びアフター噴射のいずれも行われない場合にあっては、機関運転状態に基づいて設定される総燃料噴射量ＱＦＩＮがそのままメイン噴射量ＱＭＡＩＮとして設定されることとなる。尚、メイン噴射だけで燃料を噴射する一括噴射と、パイロット噴射やアフター噴射が併せて実行される分割噴射とにおいて発生する機関出力が異なることが予め判明している場合には、分割噴射時において総燃料噴射量ＱＦＩＮを所定量だけ増量する増量補正が行われることもある。
【００４４】
また、図２に示されるメイン噴射の燃料噴射時期（メイン噴射時期ＡＭＡＩＮ）は、機関回転速度及びアクセル開度等の機関運転状態に基づいて機関回転位相、即ちクランク角を単位として設定される。一方、第１パイロット噴射の燃料噴射時期ＡＰＬ１、第２パイロット噴射の燃料噴射時期ＡＰＬ２は、メイン噴射時期ＡＭＡＩＮを基準とし、同メイン噴射時期ＡＭＡＩＮからそれぞれ第１パイロットインターバル、第２パイロットインターバル分だけ進角側の時期に設定される。他方、アフター噴射の燃料噴射時期（アフター噴射時期ＡＡＦ）は、メイン噴射時期ＡＭＡＩＮを基準とし、同メイン噴射時期ＡＭＡＩＮからアフターインターバル分だけ遅角側の時期に設定される。ここで、第１パイロットインターバル、第２パイロットインターバル、アフターインターバルはいずれも機関回転速度及びアクセル開度等の機関運転状態に基づいて時間を単位として設定される。
【００４５】
そして、このようにメイン噴射に加えてパイロット噴射やアフター噴射が適宜行われることにより、機関燃焼状態を改善することができ、燃焼騒音の低減や排気性状の清浄化を図ることができるようになる。但し、こうしたパイロット噴射やアフター噴射においては、微小な燃料噴射量についての精密な調整が必要になる。しかしながら、インジェクタ２０の燃料噴射特性は初期個体差や経時変化、或いはそのときどきの噴孔の状態等々により異なるため、パイロット噴射やアフター噴射において要求される燃料噴射量とインジェクタ２０の実燃料噴射量との間に僅かな乖離が生じてしまう。パイロット噴射量やアフター噴射量は極めて少ないため、こうした乖離による影響を無視することはできない。
【００４６】
そこで、この実施の形態にかかる燃料噴射制御装置では、インジェクタ２０の燃料噴射特性が標準的な燃料噴射特性と異なっており、インジェクタ２０の要求燃料噴射量と実燃料噴射量との間に乖離が生じるときに、この乖離度合を適宜学習し、その学習結果に基づいてインジェクタ２０の噴射指令信号、即ちインジェクタ２０の通電時間と要求燃料噴射量との関係を補正するようにしている。具体的には、所定条件のもと特定気筒においてアフター噴射を実行することにより機関回転速度を強制的に変化させる。そして、その時に検出される機関回転速度の変化量を予め定められている標準的な燃料噴射特性に対応する変化量と比較することにより、上記乖離度合を学習するようにしている。以下、この燃料噴射量にかかる学習処理について説明する。
【００４７】
図３及び図４は、こうした学習処理における処理手順を示すフローチャートであり、図５は学習処理の実行時におけるインジェクタ２０の開閉態様（同図５（ａ））等を示すタイミングチャートである。電子制御装置３０はこの図３及び図４のフローチャートに示される処理の所定の制御周期をもって繰り返し実行する。
【００４８】
図３に示される一連の処理では、まず前回の学習処理実行時からの車両走行距離が所定距離を超えているか否かが判断される（ステップＳ１１０）。この判断処理においては、インジェクタ２０の燃料噴射特性について無視できない経時変化が生じると想定される期間が経過したときに、インジェクタ２０の燃料噴射特性を学習する必要があると判断される。またここで、エンジン１０の総運転時間が極めて短い場合、エンジン１０の各駆動部におけるフリクションが極めて大きい状態にある。通常、こうした状態は、エンジン１０の運転に伴って急激に減少して定常的な状態となる。このため、この処理では、車両走行距離が所定距離を超えていることを判断することで、こうしたフリクションの極めて大きい状態では学習処理が行われないようにし、誤学習の発生を防止するようにしている。そしてここで、前回の学習処理実行時からの車両走行距離が所定距離以下である場合には学習処理を行う必要がないため、この一連の処理を一旦終了する。
【００４９】
一方、前回の学習処理実行時からの車両走行距離が所定距離を超えている旨判断された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ちインジェクタ２０の燃料噴射特性を学習する必要がある場合、学習許可条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１２０）。この判断処理では、以下に示す各条件が全て同時に成立していることをもって学習許可条件が成立している旨判断される。
【００５０】
・機関アイドル運転時であること
・アイドルアップ制御が行われていないこと
・機関回転速度と目標アイドル回転速度との差が所定値以下であること
・エアコンディショナ等の補機が停止状態にあり且つ停止時から所定期間経過していること
・機関始動時から所定期間経過していること
・機関冷却水温が所定温度以上であること
・燃料温度が所定温度以上であること
・機関アイドル運転時における燃料噴射量のフィードバック制御が安定していること
・自動変速機における油温が所定温度以上であること
ここで、学習許可条件が成立していない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、この一連の処理を終了する。一方、学習許可条件が成立している旨判断された場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、レール圧及び機関回転速度（アイドル回転速度）の目標値を学習処理用の値（学習時目標値）にまで徐々に変化させる（ステップＳ１３０）。ここで、レール圧の学習時目標値は、通常機関運転時におけるレール圧の可変範囲に含まれる圧力値から適宜選択される。ここでは、レール圧Ｐが「Ｐ１≦Ｐ≦Ｐ２」の可変範囲をもって変更されるため、この可変範囲に含まれる３水準の圧力値Ｐ１，（Ｐ１＋Ｐ２）／２，Ｐ２がレール圧の学習時目標値として選択されている。尚、上述したように電子制御装置３０のメモリ３２には、アフター噴射量ＱＡＦとアフター噴射の実行により生じる機関回転速度の変化量との対応関係が複数の噴射圧水準について記憶されているが、具体的には上記圧力値Ｐ１，（Ｐ１＋Ｐ２）／２，Ｐ２がその噴射圧水準に相当する。
【００５１】
また、機関回転速度の学習時目標値は、機関燃焼状態が安定した状況下で学習を実行するために、通常のアイドル目標速度よりも僅かに高く設定される。この機関回転速度の学習時目標値は、上述したレール圧の学習時目標値に関わらず一定に設定しても、或いはレール圧の学習時目標値に応じて適宜変更するようにしてもよい。また、レール圧及びアイドル回転速度を徐々に変化させる際の徐変速度は、その変化によって燃焼状態が急激に変化したり、機関振動が増大したりすることがないように十分に小さく設定しておくことが望ましい。尚、このように学習許可条件が成立しており、エンジンがアイドル運転状態にあるときには、第１パイロット噴射、第２パイロット噴射、並びにメイン噴射のみが行われ、アフター噴射が行われることはない。
【００５２】
次に、レール圧及び機関回転速度がそれぞれ対応する学習時目標値と一致したか否かが判断される（ステップＳ１４０）。ここで、レール圧及び機関回転速度の少なくとも一方の実際値が学習目標値に達していない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、この一連の処理を終了する。一方、レール圧及び機関回転速度がそれぞれ対応する学習時目標値と一致した旨判断された場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２、パイロットインターバル、並びにメイン噴射量ＱＭＡＩＮが学習時目標値に設定される（ステップＳ１５０）。そして、インジェクタ２０における実際の燃料噴射特性と標準的な燃料噴射特性との乖離度合を検出する処理、即ち実質的な燃料噴射特性の学習が実行される（ステップＳ２００）。そして、所定気筒においてこの学習が終了すると、次に学習対象気筒が変更され再度学習が行われる（ステップＳ３００）。こうして全ての気筒＃１〜＃４について燃料噴射特性の学習が完了すると、次にレール圧及び機関回転速度が変更され（ステップＳ３００）、同様に各気筒＃１〜＃４について学習が順次実行される。
【００５３】
次に、燃料噴射特性の学習（図３のステップＳ２００）にかかる詳細な処理手順について図４のフローチャートを参照して説明する。
この一連の処理では、まず、機関回転速度瞬時値の変化が小さく且つ安定しているか否かが判断される（ステップＳ２１０）。具体的には、以下に示す条件式（２），（３）がいずれも成立しているか否かが判断される。
【００５４】
Σ｜ＴＮＨＤＬ（ｉ）｜≦α  ・・・（２）
｜ＴＮＨＤＬ（ｉ）｜≦β  ・・・（３）
α，β：所定値
ＴＮＨＤＬ（ｉ）←ＴＮＨ（ｉ）−ＴＮＨＯ（ｉ）  ・・・（４）
ｉ＝１，２，３，４
ここで、上式（４）における「ＴＮＨ（ｉ）」は、図５のタイミングチャートに示されるように、各気筒＃１〜＃４の圧縮上死点ＴＤＣから所定回転位相θだけ遅角側の機関回転位相において検出される機関回転速度の瞬時値である。尚、「（ｉ）：ｉ＝１，２，３，４」は各気筒＃１〜＃４に対応する識別子である。そして、「ＴＮＨ（ｉ）」は今回における機関回転速度瞬時値を、「ＴＮＨＯ（ｉ）」は前回における機関回転速度瞬時値をそれぞれ示している。例えば、図５に示されるタイミングｔ１及びタイミングｔ７では第１気筒＃１における機関回転速度瞬時値が、タイミングｔ４及びタイミングｔ１３では第２気筒＃２における機関回転速度瞬時値が検出される。同様に、図５のタイミングｔ２及びタイミングｔ９では第３気筒＃３における機関回転速度瞬時値が、タイミングｔ３及びタイミングｔ１２では、第４気筒＃４における機関回転速度瞬時値がそれぞれ検出される。
【００５５】
機関回転速度（厳密には機関出力軸の回転速度）は、各気筒＃１〜＃４における機関燃焼に同期して変動しているが、この変動量は極めて微小であるため、通常はこれを濾波処理（フィルタリング）したものを機関運転状態を指示する値、即ち一般的な機関制御パラメータである機関回転速度として用いるようにしている。この場合、間欠的に生じる機関燃焼によって機関回転速度は実際に変動していても各気筒＃１〜＃４における変動量が等しければ、この変動は濾波処理を通じ無視されて機関回転速度は一定であるものとして扱われる。
【００５６】
一方、本学習処理では、上述したようにアフター噴射の追加に伴って生じる機関回転速度の極めて微小な変化を検出する必要がある。このため、この学習処理では、この微小な変化を的確に検出すべく、上述したような機関回転速度の瞬時値なる概念を導入するようにしている。図５において、（ｂ）はこの機関回転速度の瞬時値を示しており、（ｄ）はこれを濾波処理して得られる機関回転速度を示している。そして、ここでは、各気筒＃１〜＃４の圧縮上死点ＴＤＣから所定回転位相θだけ遅角側の機関回転位相において検出される機関回転速度の瞬時値を特に機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）と称している。尚、この所定回転位相θは、圧縮上死点からこの所定回転位相θだけ遅角側の機関回転位相において各気筒＃１〜＃４の機関燃焼によって機関回転速度が一時的に最も大きくなるようにこれが予め実験等を通じて定められている。更に、この所定回転位相θは、所定気筒での燃料噴射が完了してから次の気筒において燃料噴射が開始されるまでの機関回転位相範囲に含まれるように設定されている。
【００５７】
また、上記式（４）に示される「ＴＮＨＤＬ（ｉ）」は、第ｉ気筒の今回における機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）と第ｉ気筒の前回における機関回転速度瞬時値ＴＮＨＯ（ｉ）との偏差である。従って、条件式（２）の左辺における「Σ｜ＴＮＨＤＬ（ｉ）｜」は、この偏差の各気筒＃１〜＃４について直近の４気筒分について得られる上記偏差「ＴＮＨ（ｉ）−ＴＮＨＯ（ｉ）」の絶対値の総和となる。この総和Σ｜ＴＮＨＤＬ（ｉ）｜は、機関回転速度の安定性を示す指標であり、例えばこれが大きい場合には、機関回転速度が現在変動し易い状況にあると判断することができる。更に、条件式（３）においては、上記偏差の絶対値｜ＴＮＨＤＬ（１）｜，｜ＴＮＨＤＬ（２）｜，｜ＴＮＨＤＬ（３）｜，｜ＴＮＨＤＬ（４）｜についてその各々がいずれも所定値β以下であるときにこれがはじめて満たされるようになる。従って、これら条件式（２），（３）が満たされている場合、各気筒＃１〜＃４の各々において安定した燃焼爆発力が発生しており、且つ各気筒＃１〜＃４の燃焼爆発力に大きな差が生じていない状況にある、換言すれば、機関回転速度の変動量が所定量以下である状態が所定期間継続する機関定常運転時にあると判断することができる。
【００５８】
このステップＳ２１０の判断処理において、機関回転速度瞬時の変化が大きく或いはそれが安定していない旨判断された場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、この処理が再び繰り返される。そして、機関回転速度瞬時値の変化が小さく安定しており、機関定常運転時にある旨判断された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、次に、前回のアフター噴射実行時から所定期間が経過したか否かが判断される（ステップＳ２２０）。ここで、所定期間が経過していない旨判断された場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、処理は先のステップＳ２１０の処理に戻される。上述したように、この学習処理においては、燃料噴射形態をアフター噴射が実行されない噴射モードから同アフター噴射が実行される噴射モードに一時的に切り替えられる。上記判断処理では、これを通じて燃料噴射形態が切り替えられアフター噴射が行われてから所定期間が経過するまでは、燃料噴射形態の切り替えを行わないようにしている。尚ここで、上記所定期間は、燃料噴射形態の切り替えにより特定気筒においてアフター噴射１回実行された後、燃料噴射形態がアフター噴射の行われない噴射モードに一旦復帰されるように、その長さが設定されている。
【００５９】
この判断処理において、前回のアフター噴射実行時から所定期間が経過した旨判断された場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、次にアフター噴射量ＱＡＦが設定される（ステップＳ２３０）。ここで、通常の機関運転時おいては、先の演算式（１）に基づいてアフター噴射量ＱＡＦが設定されるが、この学習処理においては、機関運転状態に基づいて設定される総燃料噴射量ＱＦＩＮとは各別にアフター噴射量ＱＡＦが算出される。即ち、この学習処理において燃料噴射形態の切り替えが行われる場合には、アフター噴射量ＱＡＦの分だけ総燃料噴射量が増量されることとなる。従って、燃料噴射形態を切り替えた場合でも、各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２及びメイン噴射量ＱＭＡＩＮは減量されることなく、切り替え前の量に維持される。また、学習処理におけるアフター噴射量ＱＡＦは、通常運転時におけるアフター噴射量ＱＡＦとは異なり、機関運転状態とは無関係な量に設定されており、具体的には、アフター噴射の実行に伴う機関出力の増大を極力抑えるべく、上記インジェクタ２０の噴射可能最小量若しくはそれに近い量に設定されている。
【００６０】
このようにアフター噴射量ＱＡＦが設定されると、燃料噴射形態がアフター噴射の実行される噴射モードに切り替えられる（図５のタイミングｔ５〜タイミングｔ６）。そして、機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）が検出される（ステップＳ２４０）。図５（ｃ）は、機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の推移を示している。同図５（ｃ）に示されるように、燃料噴射形態が切り替えられてアフター噴射が実行されると、それに伴って機関回転速度瞬時値ＴＮＨは一時的に上昇するようになる（タイミングｔ８〜タイミングｔ１０）。尚、図５においては、現在の学習対象気筒として第１気筒＃１が選択された場合の例を示している。
【００６１】
次に、燃料噴射形態を切り替える直前に検出された第ｉ気筒の機関回転速度瞬時値ＴＮＨＯ（ｉ）と燃料噴射形態を切り替えた直後に検出された第ｉ気筒の機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）との偏差（＝ＴＮＨ（ｉ）−ＴＮＨＯ（ｉ））が機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）として算出される（ステップＳ２５０）。尚ここでは、同一気筒について得られた機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）に基づいて上記変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）を求めるようにしているが、異なる気筒について得られる機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）から上記変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）を求めることもできる。この場合、学習対象気筒での機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）と、その学習対象気筒の直前に燃焼爆発行程となる気筒での機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｊ）との偏差を上記変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）とするのが望ましい。
【００６２】
次に、特定気筒の学習回数が所定回数ｎに達したか否かが判断される（ステップＳ２６０）。ここで、学習回数が所定回数ｎ未満である場合（ステップＳ２６０：ＮＯ）、ステップＳ２１０以降の処理が再度実行されるようになる。一方、学習回数が所定回数ｎに達している場合（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、次に先に求められた機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）に基づいて燃料噴射特性の乖離度合を示す学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）が算出される（ステップＳ２７０）。この処理では、まずｎ個の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）にかかるデータの母集団から、最小値及び最大値をとるデータを除く。即ちここでは、ノイズ等の偶発的な原因により、他の値とは大きく異なる値を示したデータを母集団から除くことによりデータの信頼性を高めるようにしている。次に、残り（ｎ−２）個のデータについての平均値を求め、この平均値を学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）としている。そして、このようにして学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）を算出した後、再び先の図３に示されるステップＳ３００以降の処理が実行される。
【００６３】
このようにして求められる学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）は、アフター噴射を行うことによって生じる機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の上昇分である。従って、学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）はアフター噴射の燃料噴射量が多いときほど大きくなる。上述したように電子制御装置３０のメモリ３２には、アフター噴射量ＱＡＦと同アフター噴射を実行したときの機関回転速度の変化量、即ち上記学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）との対応関係が記憶されている。
【００６４】
図６は、このアフター噴射量ＱＡＦと学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）との対応関係を示すグラフである。同図に示されるように、アフター噴射量ＱＡＦが多くなるほど学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）は線形的に大きくなる。ここで、インジェクタ２０が標準的な燃料噴射特性を有していると仮定した場合、アフター噴射量ＱＡＦの値が「ｑ２」であれば、学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）の値は同図６に示されるように「ω１」になる。しかしながら、例えばインジェクタ２０が標準的な燃料噴射特性を有するものよりも多くの燃料を噴射する傾向がある場合には、学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）の値は上記「ω１」よりも大きい「ω２」になる。即ちこの場合、インジェクタ２０における実際のアフター噴射量ＱＡＦの値は、「ｑ２」ではなく、学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）の値が「ω２」であるときに対応する「ｑ３」であることになる。従って、このインジェクタ２０の燃料噴射量を「ｑ２」にするためには、アフター噴射量ＱＡＦの値を学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）の値が「ω１」であるときに対応した「ｑ１」とし、これに対応する噴射指令信号をインジェクタ２０に出力すればよいことになる。このように、上述した一連の処理を通じて求められる学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）とメモリ３２の記憶内容に基づいて燃料噴射量の補正を行うことができる。
【００６５】
以下、この燃料噴射量の補正手順について図７のフローチャートを参照して更に具体的に説明する。このフローチャートに示される一連の処理は電子制御装置３０によって所定の制御周期をもって繰り返し実行される。
【００６６】
この一連の処理ではまず学習が完了しているか否かが判断される（ステップＳ４００）。即ち、各気筒＃１〜＃４について、全ての噴射圧水準において学習が完了したか否かが判断される。学習が未完了である場合（ステップＳ４００：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する。一方、学習が完了している旨判断される場合（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、以下の演算式（５）に基づいて各気筒＃１〜＃４に対応する微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）が噴射圧水準毎に算出される。
【００６７】
ＱＫ（ｉ）←（ω２−ω１）／ａ  ・・・（５）
上式（５）において、「ａ」は、図６に示される実線の傾きであり、インジェクタ２０が標準的な燃料噴射特性を有しているとしたときにおける、アフター噴射量ＱＡＦの変化量に対する学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）の変化量の比（＝Δ（学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ））／ΔＱＡＦ）である。
【００６８】
このようにして各噴射圧水準に対応する各気筒＃１〜＃４の微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）が求められた後、次に機関運転状態に基づいて設定される燃料噴射形態がパイロット噴射やアフター噴射といった微小量燃料噴射を実行するモードか否かが判断される（ステップＳ４２０）。ここで、燃料カットや一括噴射が行われており、微小量燃料噴射が実行されていない場合（ステップＳ４２０：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する。一方、微小量燃料噴射が行われる場合（ステップＳ４２０：ＹＥＳ）、次に先に求めた各噴射圧水準における微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）を用いて現在の燃料噴射圧に対応した微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）が補間法により算出される（ステップＳ４３０）。そして、以下の演算式（６）〜（８）に基づいて微小量燃料噴射における燃料噴射量、即ち各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２やアフター噴射量ＱＡＦがそれぞれ算出される（ステップＳ４４０）。
【００６９】
ＱＰＬ１Ｆ←ＱＰＬ１−ＱＫ（ｉ）  ・・・（６）
ＱＰＬ２Ｆ←ＱＰＬ２−ＱＫ（ｉ）  ・・・（７）
ＱＡＦＦ←ＱＡＦ−ＱＫ（ｉ）  ・・・（８）
ここで、「ＱＰＬ１Ｆ」、「ＱＰＬ２Ｆ」、「ＱＡＦＦ」は第１パイロット噴射量ＱＰＬ１、第２パイロット噴射量ＱＰＬ２、アフター噴射量ＱＡＦを上記微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）によって補正して得られる最終値である。尚ここで、例えば燃料噴射形態の相違によって発生する機関出力が僅かに異なるような場合においては、これを補償するための係数を用いて上記各式（６）〜（８）の右辺を補正するのが望ましい。また例えば、上記各式（６）〜（８）の右辺に所定の係数Ｋ（≦１．０）を乗じることにより、先の微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）に基づく噴射量の補正度合を調整することもできる。即ち、通常、この定数Ｋを「１．０」に設定しておき、例えば誤学習が懸念される場合等、諸事情によりその補正度合を一時的に低下させておきたいときなどには、この定数Ｋを通常の「１．０」よりも小さい値に変更するようにする。
【００７０】
このようにして微小量燃料噴射における各燃料噴射量の最終値ＱＰＬ１Ｆ，ＱＰＬ２Ｆ，ＱＡＦＦが算出された後、その算出された最終値に基づいて各気筒＃１〜＃４におけるインジェクタ２０の噴射指令信号が生成される。尚ここで、微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）に基づく燃料噴射量の補正は、燃料噴射量そのものを補正するためではなく、あくまでも標準的な燃料噴射特性とは異なるインジェクタ２０についてその要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正するためのものである。こうした微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）に基づく補正が行われることにより、各気筒＃１〜＃４においては機関運転状態に即した適正な量をもって微小量燃料噴射が実行されるようになる。
【００７１】
以上説明した本実施形態にかかる燃料噴射制御装置によれば、以下の作用効果を奏することができる。
・インジェクタ２０の燃料噴射特性に経時変化等、意図しない変化が生じて要求燃料噴射量と実燃料噴射量との間に乖離が生じる場合であっても、要求燃料噴射量と噴射指令信号との対応関係を補正することにより、この乖離を減少させることができる。従って、ディーゼルエンジンにおいて頻繁に実行されるパイロット噴射やアフター噴射等、微小な燃料噴射量の精密な調整が必要とされる燃料噴射制御を好適に実行することができるようになる。更に、アフター噴射は予混合燃焼に続く拡散燃焼中に行われるため、パイロット噴射と比較して機関燃焼状態に与える影響は比較的小さい。従って、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係の補正を実行するにあたり、機関燃焼状態に及ぼす影響を極力抑制することができるようにもなる。
【００７２】
・また、燃料噴射形態を切り替える前後における各パイロット噴射量ＱＰＬ１，ＱＰＬ２及びメイン噴射量ＱＭＡＩＮを等しく設定し、燃料噴射形態の切り替えに際してアフター噴射の分だけ総燃料噴射量を増量するようにしている。従って、学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）とアフター噴射量ＱＡＦとの相関を極めて高くすることができ、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００７３】
・機関回転速度瞬時値の変化が小さく且つ安定していることを条件に燃料噴射形態を切り替えるようにしているため、燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射を実行することに伴って生じる機関回転速度瞬時値の変化量を的確に検出することができる。従って、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を更に精度よく補正することができるようになる。
【００７４】
・燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射を１回実行した後は燃料噴射形態を速やかに切り替え前の状態に復帰させるようにしている。従って、燃料噴射形態が切り替えられた後、再び切り替え前の燃料噴射形態に復帰するまでの期間を極めて短くすることができ、燃料噴射量特性にかかる学習処理の実行に伴って機関回転速度が大きく上昇してしまうのを抑制することができるようになる。また、燃料噴射形態を切り替えてアフター噴射を複数回実行するようにした場合と比較してアフター噴射量と機関回転速度瞬時値の変化量との相関を高めることもできる。
【００７５】
・更に、アフター噴射の実行に伴う機関回転速度の変化を検出するに際して、圧縮上死点から所定回転位相θだけ遅角側の機関回転位相において検出される機関回転速度の瞬時値を用いるようにし、その機関回転速度の検出時期を学習対象気筒での燃料噴射を完了してから次の気筒における燃料噴射が開始されるまでの期間に設定するようにしている。従って、特定気筒の前後に燃焼が行われる気筒について、それらの気筒の燃焼に伴って機関回転速度が変動することによる影響を極力抑制しつつ、特定気筒についてその燃料噴射形態が切り替えられるのに伴う機関回転速度の変化を精度よく検出することができる。その結果、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係についてもこれを極めて精度よく補正することができるようになる。
【００７６】
・また、燃料噴射形態を一時的に切り替えるようにした場合、それに伴う機関回転速度の変化は、それが上昇する場合であれ、低下する場合であれ、燃料噴射形態の切り替え時期よりも僅かに遅れて生じる。この点、本実施の形態においては、圧縮上死点から所定回転位相θだけ遅角側の機関回転位相における機関回転速度の瞬時値を検出するようにしているため、要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００７７】
・加えて、同一気筒について得られた機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）に基づいて機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）を算出するようにしている。このため、例えば異なる気筒について得られた機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）に基づいて機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）を算出するようにした場合と比較して、各気筒＃１〜＃４に対応するインジェクタ２０の燃料噴射特性を精度よく把握することができ、同燃料噴射特性に合わせたかたちに要求燃料噴射量及び噴射指令信号の対応関係を一層精度よく補正することができるようになる。
【００７８】
・また、燃料噴射量特性の学習に際して、アフター噴射を実行していない噴射モードからこれを実行する噴射モードに燃料噴射形態を切り替えて機関回転速度を一時的に上昇させるようにしている。このため、上記学習の実行に伴って、失火等の機関燃焼状態の不安定化や、機関ストールの発生などの悪影響の発生を抑制することができる。
【００７９】
尚、上記実施の形態はこれを適宜変更した以下の形態をもって実施することもできる。
・上記実施の形態では、アフター噴射の追加に伴う機関回転速度の微小な変動量を検出するに際し、圧縮上死点から所定の回転位相θだけ遅角側の時期における機関回転速度（即ち機関回転速度瞬時値）に基づいて同変動量を求めるようにしたが、例えばこのように機関回転速度を検出する機関回転位相を固定せずとも、例えばアフター噴射の完了後に生じる機関回転速度の極値（ここでは極大値）に基づいて同変動量を求めることもできる。
【００８０】
・更に、アフター噴射の追加に伴う機関回転速度の微小な変動量を機関制御に通常用いられる機関回転速度（図５（ｄ））に基づいて求めることもできる。そしてこの場合にあっては、アフター噴射の完了後に生じる機関回転速度の極大値を検出するようにするのが望ましい。またこれ以外にも、例えば圧縮上死点から所定期間が経過するまでに検出される機関回転速度の積分値や平均値等々に基づいて上記変動量を求めることもできる。
【００８１】
・上記実施の形態では、燃料噴射特性の学習に際してアフター噴射をｎ回実行するようにしたが、例えば機関回転速度瞬時値ＴＮＨ（ｉ）の変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）が大きい場合、即ち微小量燃料噴射において燃料噴射量の制御精度が低く機関出力の変動が大きい場合には、このアフター噴射の実行回数を一時的に減らして学習値ＴＮＨＤＬＧＦ（ｉ）を早期に取得し、速やかにこれを微小量燃料噴射に反映させるようにするのが望ましい。そして、ある程度、微小量燃料噴射における燃料噴射量の制御精度を高めた上で学習時におけるアフター噴射の実行回数を増大させるようにする。尚この場合、上記変化量ＴＮＨＤＬＧ（ｉ）が大きいときほど、アフター噴射の実行回数ｎが少なくなるように、同回数を設定するようにするのが望ましい。
【００８２】
・燃料噴射特性の学習は、機関アイドル運転時に限らず、例えば車両定常走行時のように機関回転速度の変化が極めて小さく安定したときに行うこともできる。
・上記実施の形態では、アフター噴射を実行しない噴射モードからアフター噴射を実行する噴射モードに燃料噴射形態を切り替えることにより燃料噴射特性の学習を行うようにしたが、同様の手順に従って、アフター噴射を実行する噴射モードから実行しない噴射モードに燃料噴射形態を切り替えることにより燃料噴射特性の学習を行うこともできる。
【００８３】
・上記実施の形態では、メイン噴射の他、第１パイロット噴射及び第２パイロット噴射が行われる状態から更にアフター噴射を追加実行するようにしたが、例えばメイン噴射の他、第１のパイロット噴射のみが行われる状態からアフター噴射を追加実行するようにしたり、或いはメイン噴射のみが行われる状態からアフター噴射を追加実行するようにしたりしてもよい。
【００８４】
・上記実施の形態では、車両走行距離が所定距離に達する毎に燃料噴射量特性にかかる学習を実行するようにしたが、例えば燃料噴射量が所定量に達する毎に上記学習を実行する等、この学習を実行する時期は上記実施の形態に示すものに限られず適宜変更することができる。
【００８５】
・エンジン１０のフリクション状態を車両走行距離等に基づいて推定し、これに基づいて微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）を燃料噴射量の補正に反映させる際の反映度合を変更することもできる。また同様に、吸気温度や大気圧に基づいて上記反映度合を変更させることもできる。
【００８６】
・機関アイドル運転時において総燃料噴射量ＱＦＩＮは、基本的に機関回転速度及びアクセル開度をパラメータとする関数、いわゆるアイドルガバナパターンに基づいて求められる。そして、機関アイドル運転時においては、機関回転速度が低回転であるときほど総燃料噴射量ＱＦＩＮを増量することにより、ストールの発生を抑制するようにしている。但し、上記学習処理では、機関回転速度を一時的に強制変化させるようにしているため、このように機関回転速度に応じて総燃料噴射量ＱＦＩＮが変化すると、不必要な機関回転速度の変動が生じるおそれがあり、学習頻度の低下を招く懸念がある。そこで、学習処理を行う場合には、通常とは異なるアイドルガバナパターン、具体的には機関回転速度の変化量に対する総燃料噴射量ＱＦＩＮの変化量が小さい、或いは変化しないパターンを用いることにより、こうした機関回転速度の変動を抑制して学習頻度の低下を抑えるようにすることも望ましい。
【００８７】
・上記実施の形態において、パイロット噴射やアフター噴射といった微小量燃料噴射を行う場合にのみ、微小噴射量補正値ＱＫ（ｉ）を用いた燃料噴射量の補正を行うようにしたが、メイン噴射量についても同補正を行うようにしてもよい。
【００８８】
・上記実施の形態では、学習処理においてアフター噴射を１回のみ実行するようにしたが、同アフター噴射を複数回を行うようにすることも可能である。但しこの場合であっても、最初のアフター噴射によって生じる機関回転速度瞬時値の変化を検出するようにするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ディーゼルエンジン及びその燃料噴射制御装置の概略構成図。
【図２】燃料噴射形態を示すタイミングチャート。
【図３】燃料噴射特性学習の処理手順を示すフローチャート。
【図４】同じく燃料噴射特性学習の処理手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｄ）燃料噴射特性学習時における燃料噴射形態の切替態様並びに機関回転速度の変化を示すタイミングチャート。
【図６】学習値とアフター噴射量との関係を示すマップ。
【図７】燃料噴射特性学習の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９０】
１０…ディーゼルエンジン、２０…インジェクタ、２２…コモンレール、２４…燃料ポンプ、２６…燃料タンク、３０…電子制御装置、３２…メモリ、４０…回転速度センサ、４１…アクセルセンサ、４２…燃料圧センサ。
【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】
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