(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に噴射量を学習する学習指令噴射量を指令する噴射制御手段と、
前記学習指令噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が燃料を噴射することにより上昇する前記回転数の上昇量を算出する上昇量算出手段と、
前記回転数の上昇量に基づいて前記燃料噴射弁の実噴射量を算出する実噴射量算出手段と、
前記学習指令噴射量と前記実噴射量との差に基づいて前記燃料噴射弁の噴射補正量を算出する噴射補正量算出手段と、
自動変速機を介して前記内燃機関の出力トルクを駆動側から従動側の駆動輪に伝達するトルク伝達系の前記駆動側が受ける負荷変動を、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサの検出信号から検出する負荷変動検出手段と、
前記負荷変動の絶対値が所定値を超えると噴射量学習を中止する中止手段と、
を備え、
前記負荷変動の大きさは、前記負荷変動が検出されるときにおける前記学習指令噴射量が指令される学習噴射の実施前の前記回転数変動量から前記学習噴射の実施後の前記回転数変動量までの、前記学習指令噴射が実行されなかった場合の前記回転数変動量の軌跡と前記学習噴射の実施前の前記回転数変動量と前記学習噴射実施後の前記回転数変動量とを直線で結んだ前記回転数変動量の軌跡との差であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記上昇量算出手段は、前記回転数取得手段が取得する前記回転数と前記負荷変動の大きさとに基づいて前記上昇量を算出し、
前記負荷変動の絶対値が所定値以下の場合、前記噴射補正量算出手段は前記噴射補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に噴射量を学習する学習指令噴射量を指令する噴射制御手段と、
前記学習指令噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が燃料を噴射することにより上昇する前記回転数の上昇量を算出する上昇量算出手段と、
前記回転数の上昇量に基づいて前記燃料噴射弁の実噴射量を算出する実噴射量算出手段と、
前記学習指令噴射量と前記実噴射量との差に基づいて前記燃料噴射弁の噴射補正量を算出する噴射補正量算出手段と、
前記内燃機関の出力トルクを駆動側から従動側に伝達するトルク伝達系の前記駆動側が受ける負荷変動の大きさを、学習噴射実施前の前記回転数と学習噴射実施後の前記回転数との変化に基づいて検出する負荷変動検出手段と、
前記負荷変動の絶対値が所定値を超えると噴射量学習を中止する中止手段と、
を備え、
前記負荷変動の大きさは、前記負荷変動が検出されるときにおける前記学習指令噴射量が指令される学習噴射の実施前の前記回転数変動量から前記学習噴射の実施後の前記回転数変動量までの、前記学習指令噴射が実行されなかった場合の前記回転数変動量の軌跡と前記学習噴射の実施前の前記回転数変動量と前記学習噴射実施後の前記回転数変動量とを直線で結んだ前記回転数変動量の軌跡との差であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記上昇量算出手段は、前記回転数取得手段が取得する前記回転数と前記負荷変動の大きさとに基づいて前記上昇量を算出し、
前記負荷変動の絶対値が所定値以下の場合、前記噴射補正量算出手段は前記噴射補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に噴射量を学習する学習指令噴射量を指令する噴射制御手段と、
自動変速機を介して前記内燃機関の出力トルクを駆動側から従動側の駆動輪に伝達するトルク伝達系の前記駆動側が受ける負荷変動を、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサの検出信号から検出する負荷変動検出手段と、
前記学習指令噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が燃料を噴射することにより上昇する前記回転数の上昇量を、前記回転数取得手段が取得する前記回転数と前記負荷変動の大きさとに基づいて算出する上昇量算出手段と、
前記上昇量に基づいて前記燃料噴射弁の実噴射量を算出する実噴射量算出手段と、
前記学習指令噴射量と前記実噴射量との差に基づいて前記燃料噴射弁の噴射補正量を算出する噴射補正量算出手段と、
を備え、
前記負荷変動の大きさは、前記負荷変動が検出されるときにおける前記学習指令噴射量が指令される学習噴射の実施前の前記回転数変動量から前記学習噴射の実施後の前記回転数変動量までの、前記学習指令噴射が実行されなかった場合の前記回転数変動量の軌跡と前記学習噴射の実施前の前記回転数変動量と前記学習噴射実施後の前記回転数変動量とを直線で結んだ前記回転数変動量の軌跡との差であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項６】
内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に噴射量を学習する学習指令噴射量を指令する噴射制御手段と、
前記内燃機関の出力トルクを駆動側から従動側に伝達するトルク伝達系の前記駆動側が受ける負荷変動の大きさを、学習噴射実施前の前記回転数と学習噴射実施後の前記回転数との変化に基づいて検出する負荷変動検出手段と、
前記学習指令噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が燃料を噴射することにより上昇する前記回転数の上昇量を、前記回転数取得手段が取得する前記回転数と前記負荷変動の大きさとに基づいて算出する上昇量算出手段と、
前記上昇量に基づいて前記燃料噴射弁の実噴射量を算出する実噴射量算出手段と、
前記学習指令噴射量と前記実噴射量との差に基づいて前記燃料噴射弁の噴射補正量を算出する噴射補正量算出手段と、
を備え、
前記負荷変動の大きさは、前記負荷変動が検出されるときにおける前記学習指令噴射量が指令される学習噴射の実施前の前記回転数変動量から前記学習噴射の実施後の前記回転数変動量までの、前記学習指令噴射が実行されなかった場合の前記回転数変動量の軌跡と前記学習噴射の実施前の前記回転数変動量と前記学習噴射実施後の前記回転数変動量とを直線で結んだ前記回転数変動量の軌跡との差であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記負荷変動検出手段は、変速段の変化に基づいて前記負荷変動を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記負荷変動検出手段は、学習噴射実施前の前記回転数と学習噴射実施後の前記回転数との変化に基づいて前記負荷変動を検出することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記負荷変動検出手段は、前記駆動側に連結しており作動がオン状態になると前記駆動側に負荷を加える負荷発生装置の作動状態に基づいて前記負荷変動を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記負荷変動検出手段は、前記駆動側が受ける正負の前記負荷変動のうち少なくとも前記回転数を減少させる方向に加わる正の前記負荷変動を検出することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
前記トルク伝達系において前記駆動側と前記従動側との間で回転がずれているかを判定する回転ずれ判定手段と、
前記駆動側と前記従動側との間で回転がずれていることを噴射量学習の実施条件とする学習条件判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
燃料を加圧し圧送する燃料供給ポンプと、
前記燃料供給ポンプが圧送する燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールが蓄圧している燃料を内燃機関の気筒に噴射する燃料噴射弁と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の噴射量を補正する燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、経時変化等による燃料噴射弁の噴射量の変化を学習し、噴射量を補正することが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。特に、ＮＯｘおよび燃焼騒音を低減するためにメイン噴射の前にパイロット噴射を実施するディーゼルエンジンの場合、微少噴射量を高精度に補正する噴射量学習が求められている。
【０００３】
特許文献１では、燃料噴射により生じるエンジン回転数の変化から燃料噴射弁の実噴射量を検出し、燃料噴射弁に指令する学習指令噴射量と実噴射量との差に基づいて噴射量を補正している。
【０００４】
また、特許文献２では、内燃機関の出力トルクを駆動側から従動側に伝達するトルク伝達系において、駆動側と従動側との回転のずれを示す滑り率と回転変化量とに基づいて実噴射量を推定し、学習指令噴射量と推定した実噴射量との差に基づいて噴射量を補正している。
【特許文献１】特開２００５−３６７８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８７５０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、駆動側に直接または従動側から駆動側に間接的に負荷変動が加わると、負荷変動が加わっていないときに比べ、学習噴射を実施することにより上昇するエンジン回転数の上昇量が変化するので、回転数上昇量に基づいて実噴射量を算出するときに誤差が生じる。その結果、学習指令噴射量と実噴射量との差に基づいて補正する噴射補正量にも誤差が生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、駆動側に加わる負荷変動を考慮し、噴射補正量の学習精度の低下を防止する燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム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】
【０００７】
請求項１から４に記載の発明では、トルク伝達系の駆動側が受ける負荷変動を検出し、駆動側の受ける負荷変動の絶対値が所定値を超えると噴射量学習を中止する。これにより、負荷変動の絶対値が所定値を超えて大きいときに学習精度の低い噴射量学習を実施することを防止できるので、噴射補正量の学習精度の低下を防止できる。
【０００８】
請求項２、４、５に記載の発明では、トルク伝達系の駆動側が受ける負荷変動を検出し、内燃機関の回転数と負荷変動の大きさとに基づいて、燃料噴射弁が学習噴射を実施することにより上昇する回転数の上昇量を算出する。
【０００９】
これにより、駆動側に加わる負荷変動の大きさがばらついても、学習噴射により上昇した回転数の上昇量を高精度に算出できる。その結果、回転数の上昇量から実噴射量を高精度に算出し、学習指令噴射量と実噴射量との差に基づいて噴射補正量を高精度に算出できる。これにより、噴射補正量の学習精度の低下を防止し、噴射補正量を高精度に学習できる。
【００１０】
ところで、ブレーキペダルが踏み込まれるか、あるいは踏み込まれていたブレーキペダルが元に戻されると、従動側から駆動側に加わる負荷が変動する。
そこで請求項１および５に記載の発明では、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサの検出信号から負荷変動を検出する。これにより、駆動側に負荷変動が生じたことを確実に検出できる。
【００１１】
請求項１、３、５および６に記載の発明では、学習噴射の実施前の回転数変動量から学習噴射の実施後の回転数変動量までの、学習指令噴射が実行されなかった場合の回転数変動量の軌跡と学習噴射の実施前の回転数変動量と学習噴射実施後の回転数変動量とを直線で結んだ回転数変動量の軌跡との差に基づいて駆動側に加わる負荷変動の大きさを算出する。これにより、駆動側の受ける負荷変動の大きさを算出するために新たにセンサを設置する必要がない。
【００１２】
また、変速機において変速段が切り替わると、従動側から駆動側に加わる負荷が変動する。そこで、請求項７に記載の発明では、変速段の変化に基づいて負荷変動を検出する。これにより、駆動側に負荷変動が生じたことを確実に検出できる。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、学習噴射実施前の回転数と学習噴射実施後の回転数の変化に基づいて駆動側に加わる負荷変動を検出する。
内燃機関の回転数を検出する回転センサは、噴射量学習以外の内燃機関の運転制御のために通常設置されているので、駆動側の受ける負荷変動を検出するために新たにセンサを設置する必要がない。
【００１４】
請求項９に記載の発明のように、駆動側に連結しており作動がオン状態になると駆動側に負荷を加える負荷発生装置の作動状態に基づいて負荷変動を検出してもよい。負荷発生装置としては、例えばエアコン、オルタネータ等が考えられる。
【００１５】
ところで、正の負荷とは駆動側の受ける負荷が増加し回転数を減少させる方向に働く負荷である。一方、負の負荷とは駆動側の受ける負荷が減少し回転数を増加させる方向に働く負荷である。そして、噴射量学習時には回転数は減少状態にあることが多く、トルク伝達系の駆動側に加わる正負の負荷のうち、回転数を減少させる正側の負荷変動が加わる可能性が高い。
【００１６】
そこで、請求項１０に記載の発明では、駆動側が受ける正負の負荷変動のうち少なくとも正の負荷変動を検出する。これにより、噴射量学習時に駆動側に加わる可能性の高い正の負荷変動を検出し、噴射補正量の学習精度の低下を防止できる。
【００１７】
また、トルク伝達系の駆動側と従動側との接続状態について、自動変速機を使用する場合に駆動側と従動側とがロックアップクラッチで直接接続されているとき、あるいは手動変速機を使用する場合に駆動側と従動側とがクラッチで滑りなく接続されているときには、駆動側と従動側とが一体となって回転する。これにより、駆動側および従動側に大きなねじり力や種々の負荷変動が加わるので、燃料噴射弁が噴射する噴射量が同じであっても回転数がばらつきやすい。
【００１８】
そこで、請求項１１に記載の発明では、駆動側と従動側との間で回転がずれていることを噴射量学習の実施条件とする。
これにより、自動変速機を使用する場合にロックアップクラッチが解除され駆動側と従動側とがトルクコンバータを介して滑りながら接続しているとき、あるいは手動変速機を使用する場合にクラッチが切断されているときのように、駆動側と従動側との回転がずれ従動側から駆動側に負荷変動が直接加わらない接続状態において、回転数の上昇量に基づいて、噴射補正量を高精度に算出できる。
【００１９】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射システムを図１に示す。
（燃料噴射システム１０）
本実施形態の蓄圧式の燃料噴射システム１０は、高圧ポンプ１２、コモンレール１４、ディーゼルエンジン２０、燃料噴射弁２４、トルクコンバータ３０、自動変速機４０、電子制御装置（Electronic Control Unit;ＥＣＵ）５０等から構成されている。
【００２１】
高圧ポンプ１２は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ＥＣＵ５０が高圧ポンプ１２の図示しない調量弁に供給する電流値を制御することにより、高圧ポンプ１２が吸入行程で吸入する燃料吸入量が調量される。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ１２の燃料吐出量が調量される。
【００２２】
コモンレール１４は、高圧ポンプ１２が圧送する燃料を蓄圧しエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持する。コモンレール１４の圧力（以下、「コモンレール圧」とも記載する。）は、高圧ポンプ１２の吐出量および高圧ポンプ１２に設置された図示しない減圧弁により制御される。
【００２３】
ディーゼルエンジン２０は、４気筒の内燃機関である。燃料噴射弁２４は、ディーゼルエンジン２０の各気筒に設置され、コモンレール１４が蓄圧している燃料を気筒内に噴射する。燃料噴射弁２４は、ディーゼルエンジン２０の１回の燃焼行程においてパイロット噴射、メイン噴射およびポスト噴射等を含む多段噴射を行う。燃料噴射弁２４は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える制御室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の弁である。
【００２４】
トルクコンバータ３０および自動変速機４０は、ディーゼルエンジン２０の出力トルクを駆動側であるクランク軸２２、従動側である入力軸４２から駆動輪に伝達するトルク伝達系に設置されている。トルクコンバータ３０の内部には、ポンプインペラ３２とタービンランナ３４とが向き合って設置されている。ポンプインペラ３２はディーゼルエンジン２０のクランク軸２２と結合し、タービンランナ３４は自動変速機４０の入力軸４２と結合している。
【００２５】
タービンランナ３４は、ポンプインペラ３２が回転することにより生じるオイル流れの慣性力を受けて回転する。ポンプインペラ３２とタービンランナ３４との間に位置するステータ３６は、タービンランナ３４からの排出流を整流し、ポンプインペラ３２に還元することでトルク増幅作用を発生させる。
【００２６】
トルクコンバータ３０は、ディーゼルエンジン２０のクランク軸２２に対して自動変速機４０の入力軸４２の回転をずらして滑らせながらディーゼルエンジン２０の出力トルクを自動変速機４０に伝達する。
【００２７】
ロックアップクラッチ３８は、ＥＣＵ５０により油圧制御され、クランク軸２２と入力軸４２とを直接結合するときに使用される。ロックアップクラッチ３８の結合状態は、自動変速機４０の油圧制御装置で生成された油圧により制御される。ロックアップクラッチ３８がクランク軸２２と入力軸４２とを直接結合すると、クランク軸２２と入力軸４２との回転のずれはなくなる。
【００２８】
自動変速機４０は、遊星歯車を使用した多段式変速機、あるいはベルト式またはトロイダル式の無段変速機である。自動変速機４０の変速段は、電磁弁等を使用した油圧制御装置をエンジン運転状態に基づいてＥＣＵ５０が制御することにより切り替え制御される。
【００２９】
燃料噴射制御装置としてのＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびフラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリを中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）からなる。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ６０、タービン回転センサ６２、車速センサ６４、アクセルペダルの開度（ＡＣＣ）を検出するアクセルセンサ６６、油温センサ６８、ブレーキセンサ７０等の各種センサの検出信号からディーゼルエンジン２０の運転状態を取得する。また、ＥＣＵ５０は、エアコン８０、オルタネータ８２等の負荷発生装置の作動状態を取得する。
【００３０】
ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジン２０を最適な運転状態に制御するために、取得したエンジン運転状態に基づいて高圧ポンプ１２、燃料噴射弁２４、ロックアップクラッチ３８および自動変速機４０の油圧制御装置への通電を制御する。
【００３１】
ＥＣＵ５０は、各種センサから得たエンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２４の噴射時期および噴射量を制御する。ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁２４の噴射時期および噴射量を制御する噴射指令信号として噴射パルス信号を出力する。噴射パルス信号のパルス幅が長くなると、燃料噴射弁２４の制御室が低圧側に開放される時間が長くなるので、噴射量が増加する。ＥＣＵ５０は、噴射パルス信号のパルス幅と噴射量との関係を表す噴射量特性を、噴射圧であるコモンレール圧毎にマップとしてＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の記憶装置に記憶している。
【００３２】
（ＥＣＵ５０の各手段）
ＥＣＵ５０は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されている制御プログラムにより以下の各手段として機能する。
【００３３】
（１）回転数取得手段
クランク角センサ６０の検出信号からクランク軸２２の回転数ωを気筒毎に取得する。回転数ωは、各気筒における燃料噴射弁２４の噴射タイミングの直前に検出される。そして、４気筒の気筒毎に今回検出した回転数と７２０°ＣＡ前の前回検出した回転数との差である回転数変動量Δωを算出する。
【００３４】
（２）噴射制御手段
エンジン運転状態に基づき、噴射時期および噴射量を燃料噴射弁２４に指令する噴射パルス信号を出力する。噴射量学習時においては、燃料噴射弁２４に学習指令噴射量を指令する噴射パルス信号を出力する。
【００３５】
（３）上昇量算出手段
噴射量学習時に取得する回転数変動量と、後述するクランク軸２２に加わる負荷変動の大きさとに基づいて、学習噴射を実施したことにより上昇する回転数上昇量を算出する。
【００３６】
ここで、図２の（Ａ）は、噴射量学習中に運転者がブレーキペダルを急激に踏み込んだときの４気筒の回転数変動量の変化を示し、図２の（Ｂ）は、アクセルオフの無噴射減速時の４気筒の回転数変動量の変化を示している。
【００３７】
図２の（Ｂ）の場合には、学習噴射を実施しなかった場合の△印で示される回転数変動量の変化は、学習噴射実施前の回転数変動量と学習噴射実施後の回転数変動量とを直線で結んだ点線２００上にほぼ一致する。したがって、クランク角センサ６０の検出信号から算出した回転数変動量の変化を示す実線２１０と点線２００との差から、回転数上昇量を補正することなく算出できる。
【００３８】
一方、急ブレーキによりクランク軸２２に正方向の負荷変動が加わる図２の（Ａ）の場合には、学習噴射を実施しなかった場合、回転数変動量はほぼ一点鎖線２２０のように滑らかに変化する。学習噴射実施前の回転数変動量と学習噴射実施後の回転数変動量とを直線で結んだ点線２００が示す回転数変動量は、一点鎖線２２０の示す回転数変動量よりも小さくなっている。
【００３９】
したがって、図２の（Ｂ）のようにクランク角センサ６０から検出する回転数変動量の変化を示す実線２１０と点線２００との差から回転数上昇量を算出すると、実際よりも回転数上昇量が大きくなり誤差が生じる。
【００４０】
そこで、実線２１０と点線２００との差に対して、一点鎖線２２０と点線２００とで囲まれた斜線領域２３０の大きさに応じて回転数上昇量を減算補正することが考えられる。一点鎖線２２０と点線２００との回転数変動量の差である斜線領域２３０が大きいほど、減算補正量は大きくなる。
【００４１】
あるいは、一点鎖線２２０の回転数変動量を基準として一点鎖線２２０から実線２１０への回転数上昇量を算出することが考えられる。一点鎖線２２０の軌跡は、例えば、図３に示す学習噴射実施前の回転数の変化率２１２と学習噴射実施後の回転数の変化率２１４とから推定できる。
【００４２】
（４）中止手段
クランク軸２２に加わる負荷変動の大きさ、つまり一点鎖線２２０と点線２００との回転数変動量の差が所定値を超えると、噴射量学習を中止する。
【００４３】
（５）実噴射量算出手段
クランク軸２２に加わる負荷変動を考慮して上昇量算出手段で算出した回転数変動量の回転数上昇量から、燃料噴射弁２４の実噴射量を算出する。さらに、ＥＣＵ５０は、クランク軸２２と入力軸４２との回転ずれである滑り率に基づいて、実噴射量を補正する。クランク軸２２の回転数をＮＥ、入力軸４２の回転数をＮＯとすると、滑り率ＳＲは次式（１）により算出される。
【００４４】
ＳＲ＝（｜ＮＥ−ＮＯ｜／ＮＥ）×１００    ・・・（１）
（６）噴射補正量算出手段
噴射量学習時にＥＣＵ５０が燃料噴射弁２４に指令する学習指令噴射量と実噴射量との差に基づき、噴射量特性を補正する噴射補正量を算出する。噴射量特性は、ＥＣＵ５０が燃料噴射弁２４に噴射量を指令する噴射パルス信号のパルス幅と噴射量との関係を表している。
【００４５】
（７）負荷変動検出手段
クランク軸２２が受ける負荷変動を検出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、以下の場合にクランク軸２２に負荷変動が加わっていることを検出する。負荷変動は、クランク軸２２の回転数を減少させる正方向と、クランク軸２２の回転数を増加させる負方向との両方向に生じる。
【００４６】
（７ａ）図３に示すように、学習噴射実施前の回転数変動量の変化率２１２と、学習噴射実施後の回転数変動量の変化率２１４との差が所定値を超えているか、あるいは、学習噴射実施前の回転数変動量と学習噴射実施後の回転数変動量との差２１６が所定値を超えている。
【００４７】
（７ｂ）ブレーキセンサ７０の検出信号から、ブレーキペダルが踏み込まれたか、踏み込み状態から元に戻されたことを検出する。
（７ｃ）クランク軸２２に連結してクランク軸２２により駆動されるエアコン８０またはオルタネータ８２等の負荷発生装置の作動状態がオフからオン、またはオンからオフになった。
【００４８】
（７ｄ）自動変速機４０の変速段が切り替わった。例えば、変速段が３速から２速になるとクランク軸２２に正方向の負荷変動が加わり、変速段が２速から３速になるとクランク軸２２に負方向の負荷変動が加わる。
【００４９】
（８）回転ずれ判定手段
ロックアップクラッチ３８がクランク軸２２と入力軸４２とを結合しているか、結合を解除しているかを判定する。
【００５０】
（９）学習条件判定手段
アクセルオフの無噴射減速状態、かつロックアップクラッチ３８が解除状態でありクランク軸２２と入力軸４２との回転のずれが許容されている場合、学習条件が成立していると判断する。
【００５１】
（噴射量学習）
次に、燃料噴射システム１０における噴射量学習について、図４の噴射量学習ルーチンに基づいて説明する。図４の噴射量学習ルーチンは、４気筒の気筒毎に噴射制御タイミングで実行される。図４において「Ｓ」はステップを表している。図４に示すルーチンは、ＥＣＵ５０のＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されている。
【００５２】
図４の噴射量学習ルーチンにおいてＥＣＵ５０は、まずＳ３００において、噴射量の学習条件が成立しているかを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセルオフで燃料噴射弁２４が無噴射状態であり、クランク軸２２の回転数が一定の割合で減少し、ロックアップクラッチ３８が解除状態にありクランク軸２２と入力軸４２との回転のずれが許容されている場合に学習条件が成立していると判定し、Ｓ３０２に処理を移行する。学習条件が成立していない場合、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。
【００５３】
Ｓ３０２においてＥＣＵ５０は、噴射量を学習するために燃料噴射弁２４に学習指令噴射量を指令し単発噴射を実施する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、学習指令噴射量としてパイロット噴射量を指令する。ＥＣＵ５０は、単発噴射に代えて、同じ燃料量を複数回噴射してもよい。複数回噴射する場合、後のステップにおいてＥＣＵ５０は、回転数上昇量から算出した噴射量を噴射回数で割った平均値として１回の噴射量を算出する。
【００５４】
Ｓ３０４においてＥＣＵ５０は、噴射量学習中にクランク軸２２に負荷変動が加わったかを判定する。本実施形態では、ブレーキペダルが踏み込まれたことによりクランク軸２２に負荷変動が加わったかを判定している。これ以外にも、すでに、上記の（７）負荷変動検出手段で説明したように、自動変速機４０の変速段の切り替え、エアコン８０、オルタネータ８２等の作動状態、あるいは回転数変動量の変化等からクランク軸２２に負荷変動が加わったかを判定してもよい。
【００５５】
ブレーキペダルが操作されておらずクランク軸２２に負荷変動が加わっていない場合、ＥＣＵ５０は、学習噴射を実施しなかったときの回転数変動量は図２の（Ｂ）の点線２００に示すように変化すると判断し、Ｓ３０６において、学習噴射を実施したときの回転数変動量を示す実線２１０と学習噴射を実施しなかったときの回転数変動量を示す点線２００との差から学習噴射を実施したことにより上昇した回転数上昇量を算出する。そして、ＥＣＵ５０はＳ３１２に処理を移行する。
【００５６】
ブレーキペダルが操作されクランク軸２２に負荷変動が加わっている場合、Ｓ３０８においてＥＣＵ５０は、負荷変動の大きさが所定値を超えているかを判定する。負荷変動の大きさが所定値を超えている場合、噴射量を高精度に補正できないと判断し、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。
【００５７】
負荷変動の大きさが所定値以下である場合、Ｓ３１０においてＥＣＵ５０は、図２の（Ａ）に示す実線２１０と点線２００との差に対して、一点鎖線２２０と点線２００との差を減算補正して回転数変動量の回転数上昇量を算出する。前述したように、一点鎖線２２０の回転数変動量を基準として一点鎖線２２０から実線２１０への回転数上昇量を算出してもよい。
【００５８】
Ｓ３１２においてＥＣＵ５０は、Ｓ３０６またはＳ３１０において算出された回転数上昇量に基づいて燃料噴射弁２４の実噴射量を算出する。そして、学習指令噴射量と実噴射量との差に基づいて、噴射パルス信号のパルス幅と噴射量との関係を表す噴射量特性を補正する噴射補正量を算出する。Ｓ３１２において算出された噴射補正量により、ＥＣＵ５０は噴射量特性を補正する。
【００５９】
以上説明した上記実施形態では、噴射量学習中にトルク伝達系の駆動側であるクランク軸２２に負荷変動が加わる場合、負荷変動の大きさに基づいて回転数上昇量を補正している。これにより、クランク軸２２に負荷変動が加わっている場合にも、補正した回転数上昇量から燃料噴射弁２４の実噴射量を算出し、学習指令噴射量と実噴射量との差に基づいて噴射補正量を高精度に算出できる。
【００６０】
その結果、メイン噴射の前にパイロット噴射等の微少量噴射を実施するコモンレール式の燃料噴射システムにおいて、微少噴射量を高精度に補正できる。
［他の実施形態］
上記実施形態では、学習噴射を実施したときの回転数変動量Δωと学習噴射を実施しなかったときの回転数変動量Δωとの差を回転数上昇量とした。これに対し、学習噴射を実施したときにクランク角センサ６０から検出する回転数ωと、クランク角センサ６０の検出タイミングと同じタイミングにおける学習噴射を実施しなかったときの回転数ωとの差を回転数上昇量としてもよい。学習噴射を実施しなかったときの回転数ωは、学習噴射を実施前の回転数の変化率等から容易に推定できる。
【００６１】
上記実施形態の図４に示す噴射量学習ルーチンにおいては、ブレーキペダルの踏み込み等によりクランク軸２２に加わっている負荷変動の大きさが所定値を超えている場合、噴射量学習を中止した。これに対し、ブレーキペダル、変速段、エアコン８０、オルタネータ８２等の特定装置の操作状態または作動状態を検出し、クランク軸２２に負荷変動が加わっていると判定した場合には負荷変動の大きさを判定せずに噴射量学習を中止してもよい。
【００６２】
この場合、負荷変動の大きさを判定する所定値が小さく設定されており、特定装置の操作状態または作動状態により、所定値と比較することなくクランク軸２２に加わる負荷変動の大きさが所定値を超えているとＥＣＵ５０は判断する。
【００６３】
また、クランク軸２２に負荷変動が加わっている場合には、噴射量学習を中止することなく、負荷変動の大きさに関わらず負荷変動の大きさに基づいて回転数上昇量を算出してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、自動変速機４０を使用したディーゼルエンジン２０の噴射量学習について説明した。これに対し、手動変速機を使用したディーゼルエンジン２０の噴射量学習に本発明を適用してもよい。手動変速機を使用する場合、図１のトルクコンバータ３０の代わりにクランク軸２２から入力軸４２にトルクを伝達するクラッチが切断状態であることを学習成立条件とすることが望ましい。
【００６５】
上記実施形態では、コモンレール１４で蓄圧した燃料を燃料噴射弁２４からディーゼルエンジン２０の気筒に噴射する蓄圧式の燃料噴射システム１０においてパイロット噴射量を学習した。パイロット噴射量以外にも、メイン噴射、メイン噴射後のアフタ噴射等の噴射量を学習してもよい。
【００６６】
また、コモンレールで燃料を蓄圧せず、燃料噴射弁からガソリンエンジンに燃料を噴射する燃料噴射システムに本発明を適用して噴射量を学習してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。
【図２】（Ａ）は負荷変動がある場合の回転数の変化を示し、（Ｂ）は負荷変動がない場合の回転数の変化を示すタイムチャート。
【図３】負荷変動の検出を説明するタイムチャート。
【図４】噴射量学習ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１０：燃料噴射システム、１２：高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）、１４：コモンレール、２０：ディーゼルエンジン（内燃機関）、２４：燃料噴射弁、３０：トルクコンバータ、４０：自動変速機、５０：ＥＣＵ（燃料噴射制御装置、回転数取得手段、噴射制御手段、上昇量算出手段、実噴射量算出手段、噴射補正量算出手段、負荷変動検出手段、中止手段、回転ずれ判定手段、学習条件判定手段）、８０：エアコン（負荷発生装置）、８２：オルタネータ（負荷発生装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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