(57)【要約】【課題】簡易な構成で如何なる状況下においても要求された噴射量による燃料噴射を実現することの可能な燃料噴射量制御装置を提供する。【解決手段】圧電アクチュエータの駆動により燃料噴射手段のニードルを動かして燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、前記ニードルのリフト量が所定値以上の場合には、前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を可変とするように前記圧電アクチュエータを駆動する第１の駆動モードを用い、前記ニードルのリフト量が所定値より小さい場合には、前記圧電アクチュエータへの印加電圧を可変として前記圧電アクチュエータを駆動する第２の駆動モードを用いて、前記燃料噴射手段を制御する制御手段を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータの駆動により燃料噴射手段のニードルを動かして燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、
前記ニードルのリフト量が所定値以上の場合には、前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を可変とするように前記圧電アクチュエータを駆動する第１の駆動モードを用い、前記ニードルのリフト量が所定値より小さい場合には、前記圧電アクチュエータへの印加電圧を可変として前記圧電アクチュエータを駆動する第２の駆動モードを用いて、前記燃料噴射手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ニードルのリフト量を前記燃料噴射手段による燃料噴射量に基づいて求めることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量を、前記燃料噴射手段に燃料を供給する燃料供給手段内の圧力差に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量が要求された燃料噴射量からずれていた場合、ずれを学習して次回の燃料噴射時に燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、要求された燃料噴射量に応じて第１又は第２の駆動モードを選択することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１の項に記載の燃料噴射量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールを用いた燃料噴射量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射量制御装置においては、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクター（以下、燃料噴射弁ともいう）に蓄圧された燃料を供給するコモンレールシステムが広く利用されている。このようなコモンレールシステムでは、瞬時に規定量を噴射させることができるように、高圧ポンプによって加圧された燃料が供給されている。
【０００３】
また、インジェクターの応答性改善によりインジェクターから短い噴射時間で燃料を噴射することもできるようになっている。このような応答性のよいインジェクターと前述した高圧に蓄圧できるコモンレールを組み合わせることによって燃料を勢いよくエンジンの燃焼室内に噴射し、燃料を微粒化して、燃焼特性を改善することができるようになっている。このように燃焼特性を改善することによって、排出ガスのクリーン化を図ることが行われている。
【０００４】
また、ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量によって出力特性が左右される。つまり、必要なときに必要な量の燃料をエンジンに供給するためには、燃料噴射量制御装置では燃料の噴射量を適切に管理することが必要とされている。
【０００５】
このような燃料噴射量制御装置において、コモンレールの圧力変動やエンジンの周囲環境の変化などにより、アクセルの踏み込み量等に応じて決まる要求噴射量に対して実際の噴射量にずれが生じてしまう場合がある。こうした状況でも正確な燃料噴射を実現するため、燃料噴射量の目標と実際とのずれを解消する技術が必要となり、その一例が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５１２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術によれば、コモンレールの圧力等のパラメータと燃料噴射率との関係をマップ情報あるいは関数として用意しておき、このマップ情報あるいは関数を利用することによってインジェクターの開弁及び閉弁の制御を行っている。
しかしながら、このような方法では、コモンレールの圧力変動等に対応した正確なマップ情報や関数を作成するのに多大な手間がかかり、また、作成したマップ情報や関数がカバーしている範囲外の状況に対して有効な制御が実施不可能であるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で如何なる状況下においても要求された噴射量による燃料噴射を実現することの可能な燃料噴射量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】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載した発明の燃料噴射量制御装置（例えば、実施の形態における燃料噴射量制御装置１０）は、圧電アクチュエータ（例えば、実施の形態におけるピエゾアクチュエータ６０１）の駆動により燃料噴射手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６）のニードル（例えば、実施の形態におけるニードル６０３）を動かして燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、前記ニードルのリフト量が所定値以上の場合には、前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を可変とするように前記圧電アクチュエータを駆動する第１の駆動モードを用い、前記ニードルのリフト量が所定値より小さい場合には、前記圧電アクチュエータへの印加電圧を可変として前記圧電アクチュエータを駆動する第２の駆動モードを用いて、前記燃料噴射手段を制御する制御手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２）を備えることを特徴とする。
このことにより、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを切り換えて、ニードルのリフト量に応じた燃料噴射を行うことができる。
【０００９】
また、請求項２に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記ニードルのリフト量を前記燃料噴射手段による燃料噴射量に基づいて求めることを特徴とする。
このことにより、燃料噴射量からニードルのリフト量を求め、燃料噴射量に応じた燃料噴射を行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量を、前記燃料噴射手段に燃料を供給する燃料供給手段（例えば、実施の形態におけるコモンレール１３及び高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４）内の圧力差に基づいて算出することを特徴とする。
このことにより、燃料供給手段内の圧力差から燃料噴射量を求めることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量が要求された燃料噴射量からずれていた場合、ずれを学習して次回の燃料噴射時に燃料噴射量を補正することを特徴とする。
このことにより、学習結果を利用して、次回の燃料噴射時に迅速に最適な燃料噴射を行うことができる。
【００１２】
また、請求項５に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、要求された燃料噴射量に応じて第１又は第２の駆動モードを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを切り換えて、ニードルのリフト量に応じた燃料噴射を行うことができる。したがって、マップ情報等を用いないので構成を簡易にでき、また、マップ情報等が対応している範囲に拘束されることがないので如何なる状況下においても所望の燃料噴射を実現することができる。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、燃料噴射量からニードルのリフト量を求め、燃料噴射量に応じた燃料噴射を行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、燃料供給手段内の圧力差から燃料噴射量を求めることができる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、学習結果を利用して、次回の燃料噴射時に迅速に最適な燃料噴射を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による燃料噴射量制御装置の全体構成図である。燃料噴射量制御装置１０は、図示されない車両に搭載されるディーゼルエンジン（以下、エンジン１という）に適応され、エンジン１の燃焼室に供給される燃料の噴射量を制御する。
【００１８】
燃料タンク１１は、エンジン１に供給される燃料が収容される。その燃料タンク１１内には、低圧ポンプＰ１が設けられている。
低圧ポンプＰ１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に接続されているモータＰ１−Ｍが設けられている。低圧ポンプＰ１は、ＥＣＵ２によってモータＰ１−Ｍが制御され、エンジン１の運転中に常時作動する電動ポンプであり、燃料タンク１１内の燃料を所定圧（例えば、５ｂａｒ（バール））まで増圧して吐出する。
低圧ポンプＰ１の吸入側にはフィルタ１７が設けられ、吐出側には燃料供給路１２が接続される。接続される燃料供給路１２には、ＥＣＵ２からの制御によって燃料の温度制御を行うヒータを備えるフィルタ１８と、同じくＥＣＵ２からの制御によって低圧ポンプＰ１から供給される燃料の流量を制御する電磁流量制御弁２１とが順次設けられている。
【００１９】
フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２には、燃料タンク１１に燃料を戻す燃料戻し路１６が分岐接続される。燃料戻し路１６には、燃料供給路１２の圧力制御を行う圧力制御弁２２が介装されている。圧力制御弁２２は、燃料供給路１２の圧力が前述の所定圧を超えたときに開弁して燃料戻し路１６を介して燃料を燃料タンク１１内に戻す。
【００２０】
電磁流量制御弁２１の下流側には、高圧ポンプＰ２が接続され、高圧ポンプＰ２の吐出側には高圧配管１３ａを介してコモンレール１３が接続されている。高圧ポンプＰ２は、低圧ポンプＰ１から供給される燃料をさらに増圧してコモンレール１３に供給する。高圧ポンプＰ２によって吐出される燃料は、電磁流量制御弁２１によって流量制御されることにより、その圧力が制御される。
高圧ポンプＰ２に取り付けられた燃料温度センサ３５は、高圧ポンプＰ２によって加圧された燃料の温度を検出し、検出された温度を示す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｃが接続され、この高圧配管１３ｃには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｃには、電磁圧力制御弁２３が設けられ、電磁圧力制御弁２３から燃料戻し路１６までは、燃料戻し路１４で接続されている。
この電磁圧力制御弁２３は、機械的に動作する機能と、接続されるＥＣＵ２からの制御によって電気的に動作する機能を有している。機械的な動作では、高圧ポンプＰ２の運転により燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘ（例えば、２０００ｂａｒ（バール））を超えたときに、開弁する。これにより、コモンレール１３内の燃料が燃料タンク１１内に戻され、燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘまで低減される。また、電気的動作では、必要に応じて出力されるＥＣＵ２からの減圧指示にしたがって弁が開放されることにより、コモンレール１３内に蓄圧された燃料を放出し減圧することができる。
【００２２】
また、コモンレール１３は、高圧ポンプＰ２によって加圧され供給される燃料の量と、電磁圧力制御弁２３などで放出され減圧される量とをバランスさせることによって、その内部空間を高圧の状態（例えば、２０００ｂａｒ（バール））で蓄える燃料室となる。コモンレール１３には、燃料圧力センサ３７が取り付けられ、この燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌを検出し、検出された圧力を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
このコモンレール１３には、エンジン１に燃料を噴射する４つの燃料噴射弁６−１〜６−４（以下、まとめて示すときには「燃料噴射弁６」という。）に燃料を供給する高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４が接続されている。
燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２からの信号により開弁してコモンレール１３から供給される燃料をエンジン１の燃焼室内に噴射する。
【００２３】
燃料戻し路１５は、それぞれの燃料噴射弁６からの燃料の戻り路を示し、並列に接続されるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５を介して低圧ポンプＰ１とフィルタ１８との間の燃料供給路１２に接続されている。
この燃料戻し路１５の途中に設けられるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５は、燃料噴射弁６からの排出油の圧力を一定に調整する。圧力制御バルブ２５は、エンジン１の運転開始時には、燃料供給路１２から燃料噴射弁６に至る燃料戻し路１５を燃料供給路１２に接続される低圧ポンプＰ１によって加圧させる働きも有する。
【００２４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成される。
ＥＣＵ２は、エンジン１に設けられたクランク角センサ３３によって検出されるエンジン１のクランク角度情報から、燃料噴射弁６での燃料噴射タイミングを制御する。また、ＥＣＵ２は、前述した燃料温度センサ３５、燃料圧力センサ３７などの検出信号に応じてエンジン１の運転状態を判断し、電磁流量制御弁２１、電磁圧力制御弁２３、低圧ポンプＰ１を制御することによりコモンレール１３の圧力を制御するとともに、燃料噴射弁６を開閉動作させることにより燃料噴射量制御を実行する。ＥＣＵ２の詳細な制御方法については後述する。
【００２５】
以上に示した構成により、この燃料噴射量制御装置１０では、電磁流量制御弁２１により流量制御される高圧ポンプＰ２の運転状態、電磁圧力制御弁２３の開閉状態、および燃料噴射弁６の開閉状態により、コモンレール１３の燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定値Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘを上限とする範囲内で制御される。
なお、図１で示される実線での接続は、燃料系の配管を示し、一点鎖線での接続は、電気信号による制御線での接続を示すものとする。また、燃料タンク１１内に低圧ポンプＰ１が設けられていることとしたが、低圧ポンプＰ１を燃料タンク１１の外に配置したものでも良い。
【００２６】
図２は、燃料噴射弁（インジェクター）６の断面構造を示す図である。
図２において、燃料噴射弁６における燃料の噴射は、印加電圧に応じて伸縮するピエゾアクチュエータ６０１の制御によって実現する。
【００２７】
ピエゾアクチュエータ６０１の下端部は、燃料戻し路１５へつながる低圧通路６２５と連絡する開口６１１を貫通して、弁室６１２にまで突出している。その先端に、半球状の弁体６０２がその平面部を下にして取り付けられている。また、弁室６１２の底面は、コモンレール１３へつながる高圧通路６２１から分岐した連絡通路６２２と通じている。弁体６０２の上部球面は、ピエゾアクチュエータ６０１が収縮した際には開口６１１を塞いで、弁室６１２と低圧通路６２５とを遮断する。また、弁体６０２の上記平面部は、ピエゾアクチュエータ６０１が伸長した際には連絡通路６２２を塞いで、弁室６１２と高圧通路６２１側とを遮断する。
【００２８】
一方、ピエゾアクチュエータ６０１の下方には円筒状の縦穴６１４が設けられ、この縦穴６１４内に棒状のニードル６０３が配置されている。ニードル６０３の中央付近は他の部分よりも大径に形成されており、縦穴６１４の当該大径部よりも下側の空間が、燃料溜まり６１５を形成する。この燃料溜まり６１５には、高圧通路６２１が通じてコモンレール１３からの燃料が常に供給される。
【００２９】
また、ニードル６０３の先端６０３ａは円錐状の形状を有し、ニードル６０３が下降した際には、この先端６０３ａは燃料溜まり６１５の底面に形成された凹部６１６内へと進入する。この凹部６１６は、ニードル６０３の先端６０３ａの最大径よりも小径の開口６１７を有している。また、凹部６１６には、燃料溜まり６１５に蓄積された燃料をエンジン１の燃焼室へ噴射するための噴孔６１８が形成されている。
【００３０】
さらに、ニードル６０３の上部には、連絡通路６２３によって高圧通路６２１へ通じるとともに、連絡通路６２４によって弁室６１２へと通じる背圧室６１３が形成されている。この背圧室６１３の天井は、ニードル６０３の上側方向への動きを制限している。
【００３１】
このように構成された燃料噴射弁６において、ピエゾアクチュエータ６０１が収縮した状態では、弁体６０２が弁室６１２の底面から離座して弁室６１２と連絡通路６２２が連通するとともに、弁体６０２の上部球面が開口６１１を塞いで弁室６１２と低圧通路６２５とが遮断される。これにより、コモンレール１３からの高圧燃料が高圧通路６２１，連絡通路６２２，弁室６１２，連絡通路６２４を順次通って背圧室６１３へ供給され、また背圧室６１３に供給された燃料が低圧通路６２５へ漏出しないので、背圧室６１３の圧力が上昇する。この背圧室６１３にかかる圧力は、ニードル６０３を下方へ押す力として作用し、その圧力値がある所定値以上の状態では、ニードル６０３は凹部６１６に着座してニードル先端６０３ａが開口６１７を塞ぎ、噴孔６１８からの燃料噴射が停止する。
【００３２】
上記の状態からピエゾアクチュエータ６０１が伸長して、弁体６０２の上部球面が開口６１１から離れた状態になると、弁室６１２と低圧通路６２５が連通して、背圧室６１３内に蓄積されていた燃料が低圧通路６２５側へ漏出し、背圧室６１３の圧力が低下する。するとニードル６０３は、背圧室６１３の圧力と燃料溜まり６１５の圧力とがバランスする位置に保持され、凹部６１６から離座することとなる。これにより、燃料溜まり６１５に蓄積された燃料が、凹部６１６の開口６１７と円錐状のニードル先端６０３ａとの間に生じた間隙を通って凹部６１６側へ流出し、当該間隙の大きさに依存した燃料噴射量で噴孔６１８から噴射される。
【００３３】
ピエゾアクチュエータ６０１が伸長するにつれて、低圧通路６２５への燃料の漏出量が多くなって背圧室６１３の圧力が低下し、ニードル６０３が保持されるバランス位置は上方に移動し、ニードル先端６０３ａが凹部６１６へ進入している深さが浅くなって、上記の間隙が拡大する。したがって、ピエゾアクチュエータ６０１の伸縮を制御することにより、燃料噴射量の制御が可能である。
【００３４】
ピエゾアクチュエータ６０１がさらに伸長して、弁体６０２が弁室６１２の底面に着座した状態になると、弁室６１２と連絡通路６２２とが遮断されて、コモンレール１３から高圧通路６２１，連絡通路６２２，弁室６１２，連絡通路６２４を順次通る経路による背圧室６１３への燃料供給がなされなくなる。すると、背圧室６１３の圧力を維持することができなくなり、やがてニードル６０３の頭（上部）は背圧室６１３の天井と接触して、ニードル６０３はそれ以上、上側へ動けなくなる。したがって、上記した間隙の大きさ、言い換えれば燃料噴射量は、この状態において最大値をとることになる。
【００３５】
図３は、ピエゾアクチュエータ６０１に印加される電圧Ｖと、上記間隙の大きさに対応する、凹部６１６の開口６１７における実際の開口面積ａとの関係を表すグラフを示した図である。ここで、ピエゾアクチュエータ６０１は、印加電圧を小さくすると収縮し、印加電圧を大きくすると伸長する。
【００３６】
上述したように、ピエゾアクチュエータ６０１が収縮した状態（印加電圧Ｖがゼロであるとする）では、ニードル６０３が凹部６１６に着座してニードル先端６０３ａにより開口６１７が塞がれるため、開口面積ａはゼロである（図中のＡ）。また、弁体６０２が弁室６１２の底面に着座するまでピエゾアクチュエータ６０１が伸長した状態（このときの印加電圧をＶｍａｘとする）では、開口面積ａは、ニードル６０３の頭が背圧室６１３の天井と接触した状態におけるニードル先端６０３ａと開口６１７との位置関係によって決まる値（この開口面積をａｍａｘとする）となる（図中のＣ）。これ以上の印加電圧Ｖをピエゾアクチュエータ６０１に与えても、開口面積ａは増加しない。ピエゾアクチュエータ６０１にゼロからＶｍａｘの間の電圧を印加した状態では、電圧値に応じ、開口面積ａはゼロからａｍａｘまでの間の値をとる（図中のＢ）。
【００３７】
このように、燃料噴射量を決定付ける開口面積ａの挙動は、ピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧Ｖに応じて変化する領域（図中のＡ〜Ｃ）と、印加電圧Ｖに依らず一定値をとる領域（図中のＣより高電圧側）の２つに分けることができる。したがって、この２つの領域のそれぞれに合った燃料噴射量の制御を行うことが、制御の最適化につながることとなる。以降、後者の領域を、ニードル６０３が限界まで上昇（リフト）し切っていることからフルリフト領域と呼び、前者を非フルリフト領域と呼ぶこととする。
【００３８】
図４は、フルリフト領域と非フルリフト領域のそれぞれにおける燃料噴射の制御方法を示す図である。第１の駆動モードは、非フルリフト領域に適用する制御方法であり、第２の駆動モードは、フルリフト領域に適用する制御方法である。
【００３９】
非フルリフト領域では、ピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧Ｖによって開口面積ａを変化させることができるため、噴射時間（ピエゾアクチュエータ６０１に電圧を印加して開口６１７を開き、燃料を噴射させる時間）を一定として、印加電圧Ｖを変化させることにより噴射量を制御する。これが第１の駆動モードである。第１の駆動モードでピエゾアクチュエータ６０１に印加される電圧Ｖは、図３に示す最大電圧Ｖｍａｘ以下である。第１の駆動モードによる制御においては、上記一定の噴射時間をＴ（基準噴射時間と呼ぶ）とし、ピエゾアクチュエータ６０１に最大電圧Ｖｍａｘを印加して基準噴射時間Ｔの燃料噴射をした時の燃料噴射量をＱ０とすると、噴射量を０からＱ０まで制御できる。
【００４０】
一方、フルリフト領域では、ピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧Ｖを変化させても開口面積ａは変化しないため、印加電圧を開口面積の最大値ａｍａｘに対応する電圧値Ｖｍａｘとし、噴射時間を変化させることにより噴射量を制御する。これが第２の駆動モードである。第２の駆動モードによる制御においては、噴射量をＱ０より大きい範囲で制御できる。
【００４１】
上記２つの駆動モードのうち、フルリフト領域か非フルリフト領域かに応じてＥＣＵ２が適切な駆動モードを選択し、選択した駆動モードに従ってＥＣＵ２が燃料噴射制御を実施する。フルリフト領域か非フルリフト領域かの判断は、燃料噴射量に基づいて行うことができる。例えば、燃料噴射量が微少の場合には、開口面積ａを小さくして燃料を噴射させるため、ニードル６０３は背圧室６１３の天井と接していない状態となっている、すなわち非フルリフト領域である、と判断できる。また、燃料噴射量が十分多い場合には、開口面積ａを最大にして燃料を噴射させるため、ニードル６０３は背圧室６１３の天井と接した状態となっている、すなわちフルリフト領域である、と判断できる。
【００４２】
次に、ＥＣＵ２による燃料噴射の制御例を説明する。
まず、制御の基本的な考え方を図５に示す。同図において、１回目の要求噴射量はＱ１であり、２回目の要求噴射量はＱ２であり、３回目の要求噴射量はＱ３である。但し、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ０＜Ｑ３とする。なお、要求噴射量とは、アクセルの踏み込み量等に基づいてＥＣＵ２が決定した今回噴射すべき燃料の量のことである。
【００４３】
１回目の噴射において、要求噴射量Ｑ１がＱ０より小さいため、ＥＣＵ２は非フルリフト領域であると判断して、第１の駆動モードにより燃料噴射を制御する。すなわち、噴射時間Ｔ１は基準噴射時間Ｔに設定され、ピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧は、要求噴射量Ｑ１に応じた値、例えばＶ１（＜Ｖｍａｘ）と設定される。また、２回目の噴射も非フルリフト領域であり、１回目の噴射と同様に、噴射時間Ｔ２は基準噴射時間Ｔに設定され、印加電圧は例えばＶ２（＜Ｖｍａｘ）と設定される。
【００４４】
３回目の噴射においては、要求噴射量Ｑ３がＱ０より大きいため、ＥＣＵ２はフルリフト領域であると判断して、第２の駆動モードにより燃料噴射を制御する。すなわち、ピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧は最大電圧Ｖｍａｘに設定され、噴射時間Ｔ３は、要求噴射量Ｑ３に応じた値、例えばＴ３（＞Ｔ）と設定される。
このように、ＥＣＵ２は、要求噴射量に応じて第１の駆動モードと第２の駆動モードを切り換えて燃料噴射量を制御する。
【００４５】
ところで、エンジン１の稼動中に種々の要因によってコモンレール１３の圧力変動が生じることがあり、そのような場合、燃料噴射弁６の燃料溜まり６１５や背圧室６１３の内圧が適正な圧力にならず、そのため指示された印加電圧と噴射時間でピエゾアクチュエータ６０１を駆動してニードル６０３の開弁時間と開口面積ａを制御しても、要求噴射量と異なる噴射量で燃料が噴射されてしまうこととなる。したがって、正確な燃料噴射を実現するためには、実際の燃料噴射量と要求噴射量との差を補正する制御が必要になる。
【００４６】
図６及び図７に上記補正を行う制御例を示す。
図６において、要求噴射量は１回目，２回目，３回目ともに同じ値ＱＡである。但し、ＱＡ＜Ｑ０であり、非フルリフト領域の状況である（すなわち第１の駆動モードが適用される）とする。ここで、１回目の噴射で要求噴射量ＱＡに応じてピエゾアクチュエータ６０１の印加電圧をＶ１に設定し燃料を噴射した結果、実際に噴射された燃料の量（以下、実噴射量という）が要求噴射量ＱＡよりΔＱ１だけ少ないＱ１’であったとする。このとき、２回目の噴射においては、要求噴射量は１回目と同じＱＡであるが、ピエゾアクチュエータ６０１の印加電圧は１回目と同じＶ１ではなく、１回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔＱ１の分だけ多い燃料を噴射できるよう、ΔＱ１に応じた値だけＶ１より大きい値Ｖ２に補正する。
【００４７】
印加電圧がＶ２に設定されることにより、２回目の噴射における実噴射量は１回目よりも増大する。ここで、２回目の実噴射量が要求噴射量ＱＡよりΔＱ２だけ多いＱ２’であったとする。この差ΔＱ２は、２回目の印加電圧Ｖ２を１回目の差ΔＱ１を考慮して補正しているため、ΔＱ１より絶対値が小さくなっている。このとき、上記と同様に、３回目の噴射においては、２回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔＱ２の分だけＱ２’より少ない燃料を噴射できるよう、ピエゾアクチュエータ６０１の印加電圧をΔＱ２に応じた値だけ２回目の印加電圧Ｖ２より小さい値Ｖ３に補正する。これにより、３回目の実噴射量は２回目よりも減少し、要求噴射量ＱＡに近付く。つまり、３回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔＱ３の絶対値は、ΔＱ２の絶対値よりもさらに小さくなっている。
【００４８】
以降、同様にして、前回の噴射における要求噴射量と実噴射量の差に応じて今回の噴射におけるピエゾアクチュエータ６０１の印加電圧を変更することで、燃料噴射量（実噴射量）が逐次補正されていき、最終的には実噴射量が要求噴射量と一致する。したがって、要求された燃料噴射量で燃料を噴射させる最適な制御が実現される。
【００４９】
また、上記の最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致した時のピエゾアクチュエータ６０１への印加電圧Ｖｎを、要求噴射量がＱＡの場合の適正な印加電圧としてＥＣＵ２がＲＡＭに記憶し（学習し）、次回要求噴射量ＱＡが指示された時、ＥＣＵ２は、１回目の噴射から直ちにこの学習した印加電圧Ｖｎによる燃料噴射を実施する。これにより、最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致するのを待つことなく、迅速に最適な燃料噴射制御を実現することができる。このような学習を０＜ＱＡ＜Ｑ０の範囲の任意のＱＡについて行ってその結果をＥＣＵ２のＲＡＭに記憶することが好適である。
【００５０】
図７は、フルリフト領域の状況（すなわち第１の駆動モードが適用される）における制御例を示している。要求噴射量は、１回目，２回目，３回目ともにＱ０より大きい同じ値ＱＢである。ここで、１回目の噴射で要求噴射量ＱＢに応じて噴射時間をＴ１（＞Ｔ）に設定し燃料を噴射した結果、実噴射量が要求噴射量ＱＢよりΔＱ１だけ少ないＱ１’であったとする。このとき、２回目の噴射においては、要求噴射量は１回目と同じＱＢであるが、噴射時間は１回目と同じＴ１ではなく、１回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔＱ１の分だけ多い燃料を噴射できるよう、ΔＱ１に応じた値だけＴ１より長いＴ２に補正する。
【００５１】
噴射時間がＴ２に設定されることにより、２回目の噴射において実噴射量は１回目よりも増大する。ここで、図６の場合と同様、２回目の噴射の実噴射量Ｑ２’と要求噴射量ＱＢとの差ΔＱ２は、ΔＱ１より絶対値が小さくなっている。３回目の噴射においては、この差ΔＱ２の分だけＱ２’より少ない燃料を噴射できるよう、噴射時間をΔＱ２に応じた値だけ２回目の噴射時間Ｔ２より短いＴ３に補正する。これにより、３回目の実噴射量は２回目よりも減少し、要求噴射量ＱＢに近付く。
【００５２】
以降、同様にして、前回の噴射における要求噴射量と実噴射量の差に応じて今回の噴射における噴射時間を変更することで、燃料噴射量（実噴射量）が逐次補正されていき、最終的には実噴射量が要求噴射量と一致する。したがって、要求された燃料噴射量で燃料を噴射させる最適な制御が実現される。
【００５３】
また、上記の最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致した時の噴射時間Ｔｎを、要求噴射量がＱＢの場合の適正な噴射時間としてＥＣＵ２がＲＡＭに記憶し（学習し）、次回要求噴射量ＱＢが指示された時、ＥＣＵ２は、１回目の噴射から直ちにこの学習した噴射時間Ｔｎによる燃料噴射を実施する。これにより、最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致するのを待つことなく、迅速に最適な燃料噴射制御を実現することができる。このような学習をＱ０＜ＱＢを満たす任意のＱＢについて行ってその結果をＥＣＵ２のＲＡＭに記憶することが好適である。
【００５４】
なお、上記説明した燃料噴射量の補正において、ピエゾアクチュエータ６０１の印加電圧や噴射時間を変更するために実噴射量を知る必要があるが、実噴射量Ｑは、次式
Ｑ＝Ｃ・Ａ・√（２・ΔＰ／ρ）
を用いて求めることができる。ここで、Ｃは流量係数、ρは燃料（気体）の密度、ΔＰは燃料圧力センサ３７により計測したコモンレール１３内の燃料圧力Ｐｒａｉｌと別途設けた圧力センサにより計測した各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４内の燃料圧力との差、Ａは高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４の断面積、である。
【００５５】
なお、本実施形態では、燃料噴射弁６の数を４個、コモンレール１３の数を１個として説明しているが、それぞれ４個と１個に制限されるものではなく、エンジン１の構成によってその数量は任意に設定することができる。
なお、エンジン１はディーゼルエンジンであることとして説明したが、この燃料供給制御装置１０はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
【００５６】
なお、本発明は、船外機のような船舶推進機用の内燃機関を含む、様々な産業用の内燃機関に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射量制御装置の全体構成図である。
【図２】燃料噴射弁（インジェクター）の断面構造を示す図である。
【図３】ピエゾアクチュエータに印加される電圧Ｖと開口面積ａとの関係を表すグラフを示した図である。
【図４】フルリフト領域と非フルリフト領域のそれぞれにおける燃料噴射の制御方法を示す図である。
【図５】ＥＣＵによる燃料噴射の制御例（基本）を示す図である。
【図６】ＥＣＵにより燃料噴射量を補正する制御例（非フルリフト領域）を示す図である。
【図７】ＥＣＵにより燃料噴射量を補正する制御例（フルリフト領域）を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
２  ＥＣＵ（制御手段）
６  燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１０  燃料噴射量制御装置
１３  コモンレール（燃料供給手段）
１３ｂ−１〜１３ｂ−４  高圧配管（燃料供給手段）
６０１  ピエゾアクチュエータ（圧電アクチュエータ）
６０３  ニードル
【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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