JP4055279B2 - 蓄圧式燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置に関し、特に過渡状態での燃料噴射制御の精度向上を図ることができる内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−９３９１５号公報には、コモンレール式ディーゼルエンジンの過渡時の燃料噴射量を算出する際に、燃料噴射圧力（以下「レール圧」ともいう。）の変化分を補償する補正した値を用いることが記載されている。特開平１０−２９９５５７号公報には、コモンレール式ディーゼルエンジンの過渡時の燃料噴射量を算出する際に、燃料噴射圧の予測値を用いることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−９３９１５号公報では、運転条件の急変時である過渡運転状態においては燃料噴射圧力の変化も急激であるため、運転条件の急変時には予め燃料噴射圧力の実測のタイミングとインジェクタが燃料を噴射するタイミングとの間における燃料噴射圧力の変化分を考慮した燃料噴射圧力を予測した予測値を用いて過渡時の燃料噴射量を算出している。
【０００４】
しかし、予測値と実測値との間には誤差、環境条件による予測のずれがあるため、過渡時において噴射直前の実測値があるにもかかわらず予測値を用いると燃料噴射制御量の精度が悪化し、排気、騒音等が発生するという課題が生ずる。
【０００５】
その一方で、燃料噴射制御量の演算精度を高めるため常に燃料噴射圧の実測値を利用しようにも、インジェクタが燃料を噴射するタイミングと燃料噴射圧実測値の測定タイミングとの間に十分な時間がなければ、燃料噴射圧実測値を燃料噴射制御へ反映できない。それを解決するために、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを運転条件すなわち燃料噴射時期に応じて変える、即ち、燃料噴射時期が早まれば、燃料噴射圧実測値の測定タイミングもそれに応じて早める方法が考えられる。
【０００６】
しかし、その方法では、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを早めると、測定タイミングがポンプ圧送行程中となり、ポンプ圧送行程中の燃料噴射圧が測定されることとなり、ポンプ圧送行程中の燃料噴射圧は、燃料噴射開始時の燃料噴射圧と異なるので、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを早くすると燃料噴射制御量の精度が悪化する。
【０００７】
さらに、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを運転条件すなわち燃料噴射時期に応じて変えることは制御の煩雑さを伴う。
【０００８】
本発明の目的は、過渡時における燃料噴射制御の精度が良好で簡素な蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蓄圧式燃料噴射制御装置は、エンジンに噴射される燃料の燃料噴射圧の実測値を測定する実測値測定手段と、該燃料噴射圧の予測値を算出する予測値算出手段と、該実測値と該予測値とのいずれかを使用して該燃料の燃料噴射制御量を算出する燃料噴射制御量算出手段と、該燃料噴射制御量算出手段により算出された該燃料噴射制御量に基づいて該エンジンに該燃料を噴射する燃料噴射手段とを備え、該燃料噴射制御量算出手段は、該燃料噴射手段の燃料噴射時期に基づいて該実測値と該予測値とを使い分け、このことにより上記目的が達成される。
【００１０】
該実測値測定手段は、第１タイミングで該実測値を測定し、該燃料噴射手段は、第２タイミングで該燃料を噴射し、該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングで測定された該実測値の演算処理が該第２タイミングに間に合う場合には該実測値の該演算処理の結果を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該演算処理が該第２タイミングに間に合わない場合には該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１１】
該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングと該第２タイミングとの間の第１時間と該演算処理に要する第２時間とに基づいて、該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するか、該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するかを決定してもよい。
【００１２】
該燃料噴射制御量算出手段は、該第１時間が該第２時間よりも長いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該第１時間が該第２時間以下であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１３】
該燃料噴射制御量算出手段は、該エンジンの回転数に基づいて、該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するか、該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するかを決定してもよい。
【００１４】
該燃料噴射制御量算出手段は、該エンジンの回転数が所定値よりも低いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該エンジンの回転数が該所定値以上であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１５】
該蓄圧式燃料噴射制御装置は、該燃料噴射手段に該燃料を供給するポンプをさらに備え、該予測値算出手段は、該ポンプの作動状態と該燃料の体積弾性係数とに基づいて該予測値を算出してもよい。
【００１６】
該燃料噴射制御量は燃料噴射量でもよいし、燃料噴射率でもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１により、本発明の前提となる内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置１００の概略構成を説明する。内燃機関（以下「エンジン」ともいう。）１には、各気筒の燃焼室に対して高圧の燃料を噴射するインジェクタ２が配置される。この場合には４気筒エンジンが示されている。インジェクタ２からエンジン１への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁３の開弁／閉弁により制御される。インジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧配管、いわゆるコモンレール４に接続される。噴射制御用電磁弁３が開いている間、コモンレール４内の燃料は、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される。
【００１９】
コモンレール内の燃料圧力が即ち燃料噴射圧力となるため、コモンレール４には運転状態に見合った適切な燃料圧力が蓄圧される必要がある。このため、コモンレール４には供給配管６、２個のチェックバルブ５を経て高圧燃料を供給可能な高圧ポンプ７が接続される。このチェックバルブ５は高圧ポンプ７からコモンレール４への流れのみを許容する。
【００２０】
圧力センサ１４は、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧力すなわちコモンレール内の燃料圧力を測定する。
【００２１】
高圧ポンプ７は、燃料タンク８から公知の低圧供給ポンプ９を経て吸入した燃料を、エンジン１の回転に同期する図示しない２つの異なる位相のリフト特性（図２、３を参照）を有するカムによって２つのプランジャを往復運動させて要求される燃料量をコモンレール４に圧送する。
【００２２】
高圧ポンプ７は、前記２つのプランジャに対応する２個の吐出量制御装置１０を備える。吐出量制御装置１０は、高圧ポンプ７の吸入ポートを開閉する高圧ポンプ弁（図示せず）を備える。この高圧ポンプ弁により高圧ポンプ７の有効圧送ストロークが調節されて吐出量が制御される。この吐出量を制御することで、燃料噴射によりコモンレールから排出される燃料量と高圧ポンプより供給される燃料量との差によりコモンレール内の圧力が決定される。
【００２３】
噴射制御用電磁弁３と吐出量制御装置１０の高圧ポンプ弁とは、電子制御ユニット（以下単に「ＥＣＵ」という）１１から出力される制御信号によりその作動が制御される。ＥＣＵ１１には、エンジン回転数センサ１２及びアクセル開度センサ１３からの検出信号が入力されると共に、燃料噴射圧の実測値を測定する圧力センサ１４、及び水温、吸気温、吸気圧等の各種センサ１５からの入力信号が入力される。ＥＣＵ１１は、これらの入力信号に基づいてエンジンの運転状態を判断し、所定のプログラムに従って演算処理を行い、噴射制御用電磁弁３及び吐出量制御装置１０に対する最適制御信号を出力する。また、ＥＣＵ１１は、図示しないが、検出データ、制御プログラム等を記憶するメモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）を備える。
【００２４】
ＥＣＵ１１は、後述する燃料噴射量算出部２１と燃料噴射圧予測値算出部２２とを備える。
【００２５】
図２は、実測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。図３は、予測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【００２６】
レール圧は、燃料の噴射によりレール内の燃料量が減少することにより下降した後、ハッチング部で示す区間でのポンプの圧送によりレール圧は上昇する。
【００２７】
圧力センサ１４は、第１タイミングｔ１でインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧（レール圧Ｐ２）を実測する。
【００２８】
タイミングｔ１２０で燃料噴射量算出部２１は、エンジンの運転状況よりインジェクタ２が燃料噴射を開始する第２タイミングｔ２を算出する。ここで、燃料噴射のパルスが２回あるのはパイロット噴射とメイン噴射を想定した場合である。燃料噴射量算出部２１は第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との差に対応する第１時間Ｔ１と第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理に要する第２時間Ｔ２とを比較する。
【００２９】
図２に示すように、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理がインジェクタ２からの燃料噴射時期である第２タイミングｔ２に間に合う場合、即ち、第１時間Ｔ１＞第２時間Ｔ２が成立すると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１は第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値の演算処理の結果を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する。
【００３０】
図３に示すように、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理がインジェクタ２からの燃料噴射時期である第２タイミングｔ２に間に合わない場合、即ち、第１時間Ｔ１＜第２時間Ｔ２が成立すると燃料噴射量算出部２１が判定した場合には、燃料噴射圧予測値算出部２２は前サイクルの燃料噴射圧の実測値（レール圧Ｐ１）に基づいてタイミングｔｅｘｐにおいて第１タイミングｔ１での燃料噴射圧の予測値を算出するとともに燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する。
【００３１】
タイミングｔｅｘｐでの噴射制御演算の結果は、パイロット噴射での燃料噴射量の実行に用いられる。噴射制御演算は、第１タイミングｔ１においても実行される。第１タイミングｔ１での噴射制御演算の結果は、メイン噴射での燃料噴射量の算出に用いられる。このメイン噴射の燃料噴射量の算出の時点では実測値が利用可能なタイミングとなるため、燃料噴射圧の実測値が用いられる。
【００３２】
図２に示すように、燃料噴射圧実測値の演算処理がインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２に間に合う場合には、パイロット噴射とメイン噴射との噴射制御演算はまとめて処理され、共に最新の燃料噴射圧実測値が演算に用いられる。
【００３３】
このように燃料噴射量算出部２１は、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間の第１時間Ｔ１と、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理に要する第２時間Ｔ２とに基づいて、燃料噴射圧実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、燃料噴射圧の予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する。
【００３４】
実測値を使用できる場合、即ち、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理がインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２に間に合う場合には、予測値ではなく実測値を使用して燃料噴射量を算出する。このため、常に予測値を使用する場合に比較して燃料噴射制御の精度が向上する。
【００３５】
インジェクタ２の燃料噴射時期に対応するクランク角が早いと、図３に示すように第２タイミングｔ２が燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が終了するタイミング（ｔ１＋Ｔ２）よりも早くなるので実測値を使用できない。よって、燃料噴射量算出部２１は燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された予測値を使用して燃料噴射量を算出する。
【００３６】
図４は、所定クランク角毎に実行される燃料噴射制御ルーチンのうち、燃料噴射圧の算出と燃料噴射量の演算の部分を示している。より詳細には、第１タイミングｔ１で測定された燃料噴射圧力実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が第２タイミングｔ２に間に合う場合には実測値を使用して燃料噴射量を算出し、第１タイミングｔ１で測定された燃料圧力実測値に基づく燃料噴射量演算処理が第２タイミングｔ２に間に合わない場合には燃料噴射圧予測値を使用して燃料噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【００３７】
燃料噴射量算出部２１は、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になったか否かを判定する（Ｓ４１）。タイミングｔ１２０になったと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はエンジンの運転条件などに基づきインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出し（Ｓ４２）、ｔ１２０になっていないと判定した場合にはＳ４７へ進む。
【００３８】
前記Ｓ４２では、エンジンの運転条件により燃料噴射を１回に行うか２回に分割して行ういわゆるパイロット噴射とするかも決定する。
【００３９】
燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧力の実測値が得られる第１タイミングｔ１からその実測値に基づいて燃料噴射量の演算に必要な時間Ｔ２後の（ｔ１＋Ｔ２）タイミングが、燃料噴射時期である第２タイミングｔ２より早いか否かを判断する（Ｓ４３）。ここで、燃料噴射時期と燃料噴射量の演算に必要な時間とを毎回算出して比較することもできるが、燃料噴射量の演算にかかる時間がエンジンの運転状態によらずほぼ一定である場合には、燃料噴射時期が燃料噴射圧の実測タイミングとの差で判断することができ、さらに、燃料噴射圧の実測タイミングもエンジンの運転状態によらず一定の場合には燃料噴射時期のクランク角がどのタイミングかだけで判断することも可能である。
【００４０】
燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が燃料噴射時期である第２タイミングｔ２までに完了すると判定した場合には、フラグをオフに設定し（Ｓ４５）、逆に、燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が燃料噴射時期である第２タイミングｔ２までに完了しないと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はフラグをオンに設定する（Ｓ４４）。
【００４１】
ここで、前記フラグがオンの場合すなわち燃料噴射時期が燃料噴射圧の実測値を反映させることができないタイミングである時には、燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する（Ｓ４６）。このステップは前述の図４中のｔｅｘｐでの作業に該当しており、このステップでの具体的な予測値の算出手法については、後に図５を用いて説明する。
【００４２】
Ｓ４１で、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になっていないと判定した後、Ｓ４３における判断の結果フラグをオフに設定した（Ｓ４５）後、または予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出した（Ｓ４６）後に、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧を圧力センサ１４により実測する第１タイミングｔ１になったか否かを判断する（Ｓ４７）。
【００４３】
第１タイミングｔ１になったと判断した場合には、圧力センサ１４によりインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測し（Ｓ４８）、そうでなければ、燃料噴射圧の測定や燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の算出のステップをとばして、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。Ｓ４８における燃料噴射圧の実測とは、圧力センサ１４のアナログ出力をＡ／Ｄ変換し、ＥＣＵ１１に取り込むことを含む。
【００４４】
次に、燃料噴射量算出部２１は、前述のＳ４４、Ｓ４５にてオン、オフされるフラグがオフに設定されているか否かを判断する（Ｓ４９）。フラグがオフに設定されていると判断した場合には、燃料噴射量算出部２１は前記Ｓ４８で求めた燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射量を算出する（Ｓ５０）。
【００４５】
前記Ｓ４９にてフラグがオフに設定されていないと判断した後、または、燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射圧を算出した後（Ｓ５０）には、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。
【００４６】
図５は、燃料噴射圧の予測値を算出する手順を示すフローチャートである。図５で算出手順を説明する燃料噴射圧の予測値は、図４のＳ４６で使用する燃料噴射圧の予測値に対応する。
【００４７】
図５に示す手順は、本出願人が特開平１０−２９９５５７号公報で開示している、燃料の体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて予測レール圧（蓄圧室（コモンレール）内の燃料圧力変動）を推定する方法を利用することができるが、必ずしもその方法に限るものではない。
【００４８】
ここでは、特開平１０−２９９５５７号公報に記載された方法による燃料噴射圧予測値算出部２２での作動について、以下に具体的に説明する。
【００４９】
燃料噴射圧予測値算出部２２は、高圧ポンプ７のポンプ圧送量を燃料吸入量、燃温、エンジン回転数および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５１）。燃料噴射圧予測値算出部２２は、インジェクタリーク量を通電期間、燃温、エンジン回転数および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５２）。ここでのインジェクタリーク量とはコモンレール４よりインジェクタより排出される（主に燃料噴射燃料噴射）燃料の量のことである。ついで、燃料噴射圧予測値算出部２２は、コモンレール４内の燃料の体積弾性係数を燃温および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５３）。
【００５０】
以上の各ステップで算出された各パラメータにより、予め決まっているコモンレール４の体積内に前回の燃料圧測定の後、どれだけの燃料が供給され、どれだけの燃料が排出されたかが算出され、その結果前回の燃料圧測定の時点よりどれだけ燃料量が変化したかが算出できる。その変化した燃料量によりコモンレール４内の燃料圧力に変化が生じるが、その際にコモンレール内の燃料の体積弾性による影響を考慮して、最終的なコモンレール内の燃料圧力が予測される（Ｓ５４）。この考え方は、下記の式（１）にて示される。
【００５１】
【数１】
Ｐｅｘｐ＝Ｐｐｒｅ＋（（Ｐｐ−Ｐｒ）×Ｋｐ）／Ｖｒ
ここで、
Ｐｅｘｐ：燃料噴射圧の予測値
Ｐｐｒｅ：前サイクルレール圧
Ｐｐ ：ポンプ圧送量
Ｐｒ ：インジェクタリーク量
Ｋｐ ：体積弾性係数
Ｖｒ ：レール容積
である。
【００５２】
以上のように本実施の形態によれば、燃料噴射量算出部２１は、第１時間Ｔ１が第２時間Ｔ２よりも長いときは燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出し、第１時間Ｔ１が第２時間Ｔ２以下であるときは燃料噴射圧の予測値を使用して燃料噴射量を算出するので、燃料噴射圧力の測定タイミングを変えなくとも、可能な限り燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出することができる。このため、過渡時において不確定な予測値を使用した制御頻度が低減し、燃料噴射制御の精度が向上し、燃料噴射タイミングに応じた予測値を利用できる。
【００５３】
また、燃料噴射時期と制御完了のタイミングを直接比較するため、後述の図６の手順の場合に比してもさらに、燃料噴射圧の実測値を使える頻度が高まる。
【００５４】
図６は、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する手順を示すフローチャートである。
【００５５】
図６に示す燃料噴射制御処理は、図４を参照して前述した燃料噴射制御処理の変形例である。
【００５６】
エンジンの高回転時は、低回転時に比べて、同一クランク角に対する時間が短くなる。そこで、燃料噴射圧力の実測タイミング（ｔ１）と燃料噴射時期（ｔ２）とがクランク角で設定されるのに対して、燃料噴射量の演算時間（Ｔ２）はクランク角ではなく時間で決まるため、燃料噴射圧力の実測タイミング（ｔ１）と燃料噴射時期（ｔ２）とが同じクランク角であるとしても、エンジン回転数により燃料実測タイミング（ｔ１）から燃料噴射時期（ｔ２）までの時間（Ｔ１）が異なることになり、したがって、エンジン回転数により燃料実測タイミング（ｔ１）から燃料噴射時期（ｔ２）までの時間（Ｔ１）と燃料噴射量の演算時間（Ｔ２）との大小関係が変化するということが生じる。
【００５７】
図６に示す変形例では、図２、３に示す第１タイミング（ｔ１）と第２タイミング（ｔ２）との間の第１時間（Ｔ１）と演算処理に要する第２時間（Ｔ２）とに基づいて実測値を使用して燃料噴射量を算出するか予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する代わりに、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する方法を示しており、それを以下に説明する。
【００５８】
このルーチンも図４と同様に所定クランク角毎に実行される燃料噴射制御ルーチンのうち、燃料噴射圧の算出と燃料噴射量の演算の部分を示している。本実施例は燃料噴射圧の実測値を用いるか予測値を用いるかの判断の部分を除いて他の部分は図４と同じである。
【００５９】
燃料噴射量算出部２１は、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になったか否かを判定する（Ｓ６１）。タイミングｔ１２０になったと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出する（Ｓ６２）。
【００６０】
燃料噴射量算出部２１は、エンジン回転数センサ１２からの検出信号に基づいてエンジン回転数がＮ１ｒｐｍ未満か否かを判定する（Ｓ６３）。燃料噴射量算出部２１は、エンジン回転数がＮ１ｒｐｍ未満であると判定した場合には、フラグをオフに設定する（Ｓ６５）。ここでのＮ１という回転数は任意に選択可能であるが、その回転数領域の前後で燃料圧力を測定するタイミング（図２、３中のｔ１）と燃料噴射時期とのクランク角度の差をその時の回転数で時間換算した値が燃料噴射量演算に要する時間を越えるような燃料噴射時期が設定される頻度が変化するような回転数が好ましい。
【００６１】
エンジン回転数がＮ１ｒｐｍ以上であると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はフラグをオンに設定する（Ｓ６４）。燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する（Ｓ６６）。
【００６２】
インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になっていないと判定した場合（Ｓ６１でＮＯ）、フラグをオフに設定した場合（Ｓ６５）、または、予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出した場合（Ｓ６６）には、圧力センサ１４がインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測する第１タイミングｔ１になったか否かを判定する（Ｓ６７）。
【００６３】
タイミングｔ１になったと判定した場合には、圧力センサ１４がインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測する（Ｓ６
８）。
【００６４】
燃料噴射量算出部２１は、フラグがオフに設定されているか否かを判定する
（Ｓ６９）。フラグがオフに設定されていると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射された燃料の燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射量を算出する（Ｓ７０）。
【００６５】
タイミングｔ１になっていないと判定した場合（Ｓ６７でＮＯ）、フラグがオフに設定されていないと判定した場合（Ｓ６９でＮＯ）、または燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射圧を算出した場合（Ｓ７０）には、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。
【００６６】
燃料噴射圧の予測値を算出する手順は、図５に示すフローチャートで前述した手順と同様である。
【００６７】
このように、図６に示す手順により燃料噴射量を算出すると、エンジン回転数センサ１２からの検出信号が所定回転数よりも小さいか否かの判定のみによって実測値と予測値とを使い分けるので、燃料噴射タイミングｔ２を算出し、算出した燃料噴射タイミングｔ２に実測値演算処理が間に合うか否かを判定する必要のある図４に示す手順と比較して、ＥＣＵの演算負荷を低減させることができる。
【００６８】
以上のように本実施の形態によっても、可能な限り燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出することができるうえに、ＥＣＵの演算負荷を低減させることができる。
【００６９】
また、図６の実施例において回転数だけでなく、回転数と燃料噴射時期の２次元マップなどにより、燃料噴射圧力の実測値と予測値の使い分けを判断することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、過渡時における燃料噴射制御の精度が良好な蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置の構成図である。
【図２】本発明に係る、実測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【図３】本発明に係る、予測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【図４】本発明に係る、第１タイミングで測定された実測値の演算処理が第２タイミングに間に合う場合には実測値の演算処理の結果を使用して燃料噴射量を算出し、演算処理が第２タイミングに間に合わない場合には予測値を使用して燃料噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る、燃料噴射圧の予測値を算出する手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ インジェクタ
３ 噴射制御用電磁弁
４ コモンレール（高圧蓄圧配管）
５ チェックバルブ
６ 供給配管
７ 高圧ポンプ
８ 燃料タンク
９ 低圧供給ポンプ
１０ 吐出量制御装置
１１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１２ 回転数センサ
１３ アクセル開度センサ
１４ 圧力センサ
２１ 燃料噴射量算出部
２２ 燃料噴射圧予測値算出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置に関し、特に過渡状態での燃料噴射制御の精度向上を図ることができる内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−９３９１５号公報には、コモンレール式ディーゼルエンジンの過渡時の燃料噴射量を算出する際に、燃料噴射圧力（以下「レール圧」ともいう。）の変化分を補償する補正した値を用いることが記載されている。特開平１０−２９９５５７号公報には、コモンレール式ディーゼルエンジンの過渡時の燃料噴射量を算出する際に、燃料噴射圧の予測値を用いることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−９３９１５号公報では、運転条件の急変時である過渡運転状態においては燃料噴射圧力の変化も急激であるため、運転条件の急変時には予め燃料噴射圧力の実測のタイミングとインジェクタが燃料を噴射するタイミングとの間における燃料噴射圧力の変化分を考慮した燃料噴射圧力を予測した予測値を用いて過渡時の燃料噴射量を算出している。
【０００４】
しかし、予測値と実測値との間には誤差、環境条件による予測のずれがあるため、過渡時において噴射直前の実測値があるにもかかわらず予測値を用いると燃料噴射制御量の精度が悪化し、排気、騒音等が発生するという課題が生ずる。
【０００５】
その一方で、燃料噴射制御量の演算精度を高めるため常に燃料噴射圧の実測値を利用しようにも、インジェクタが燃料を噴射するタイミングと燃料噴射圧実測値の測定タイミングとの間に十分な時間がなければ、燃料噴射圧実測値を燃料噴射制御へ反映できない。それを解決するために、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを運転条件すなわち燃料噴射時期に応じて変える、即ち、燃料噴射時期が早まれば、燃料噴射圧実測値の測定タイミングもそれに応じて早める方法が考えられる。
【０００６】
しかし、その方法では、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを早めると、測定タイミングがポンプ圧送行程中となり、ポンプ圧送行程中の燃料噴射圧が測定されることとなり、ポンプ圧送行程中の燃料噴射圧は、燃料噴射開始時の燃料噴射圧と異なるので、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを早くすると燃料噴射制御量の精度が悪化する。
【０００７】
さらに、燃料噴射圧実測値の測定タイミングを運転条件すなわち燃料噴射時期に応じて変えることは制御の煩雑さを伴う。
【０００８】
本発明の目的は、過渡時における燃料噴射制御の精度が良好で簡素な蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蓄圧式燃料噴射制御装置は、エンジンに噴射される燃料の燃料噴射圧の実測値を測定する実測値測定手段と、該燃料噴射圧の予測値を算出する予測値算出手段と、該実測値と該予測値とのいずれかを使用して該燃料の燃料噴射制御量を算出する燃料噴射制御量算出手段と、該燃料噴射制御量算出手段により算出された該燃料噴射制御量に基づいて該エンジンに該燃料を噴射する燃料噴射手段とを備え、該燃料噴射制御量算出手段は、該燃料噴射手段の燃料噴射時期に基づいて該実測値と該予測値とを使い分け、このことにより上記目的が達成される。
【００１０】
該実測値測定手段は、第１タイミングで該実測値を測定し、該燃料噴射手段は、第２タイミングで該燃料を噴射し、該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングで測定された該実測値の演算処理が該第２タイミングに間に合う場合には該実測値の該演算処理の結果を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該演算処理が該第２タイミングに間に合わない場合には該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１１】
該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングと該第２タイミングとの間の第１時間と該演算処理に要する第２時間とに基づいて、該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するか、該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するかを決定してもよい。
【００１２】
該燃料噴射制御量算出手段は、該第１時間が該第２時間よりも長いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該第１時間が該第２時間以下であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１３】
該燃料噴射制御量算出手段は、該エンジンの回転数に基づいて、該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するか、該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するかを決定してもよい。
【００１４】
該燃料噴射制御量算出手段は、該エンジンの回転数が所定値よりも低いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該エンジンの回転数が該所定値以上であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出してもよい。
【００１５】
該蓄圧式燃料噴射制御装置は、該燃料噴射手段に該燃料を供給するポンプをさらに備え、該予測値算出手段は、該ポンプの作動状態と該燃料の体積弾性係数とに基づいて該予測値を算出してもよい。
【００１６】
該燃料噴射制御量は燃料噴射量でもよいし、燃料噴射率でもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１により、本発明の前提となる内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置１００の概略構成を説明する。内燃機関（以下「エンジン」ともいう。）１には、各気筒の燃焼室に対して高圧の燃料を噴射するインジェクタ２が配置される。この場合には４気筒エンジンが示されている。インジェクタ２からエンジン１への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁３の開弁／閉弁により制御される。インジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧配管、いわゆるコモンレール４に接続される。噴射制御用電磁弁３が開いている間、コモンレール４内の燃料は、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される。
【００１９】
コモンレール内の燃料圧力が即ち燃料噴射圧力となるため、コモンレール４には運転状態に見合った適切な燃料圧力が蓄圧される必要がある。このため、コモンレール４には供給配管６、２個のチェックバルブ５を経て高圧燃料を供給可能な高圧ポンプ７が接続される。このチェックバルブ５は高圧ポンプ７からコモンレール４への流れのみを許容する。
【００２０】
圧力センサ１４は、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧力すなわちコモンレール内の燃料圧力を測定する。
【００２１】
高圧ポンプ７は、燃料タンク８から公知の低圧供給ポンプ９を経て吸入した燃料を、エンジン１の回転に同期する図示しない２つの異なる位相のリフト特性（図２、３を参照）を有するカムによって２つのプランジャを往復運動させて要求される燃料量をコモンレール４に圧送する。
【００２２】
高圧ポンプ７は、前記２つのプランジャに対応する２個の吐出量制御装置１０を備える。吐出量制御装置１０は、高圧ポンプ７の吸入ポートを開閉する高圧ポンプ弁（図示せず）を備える。この高圧ポンプ弁により高圧ポンプ７の有効圧送ストロークが調節されて吐出量が制御される。この吐出量を制御することで、燃料噴射によりコモンレールから排出される燃料量と高圧ポンプより供給される燃料量との差によりコモンレール内の圧力が決定される。
【００２３】
噴射制御用電磁弁３と吐出量制御装置１０の高圧ポンプ弁とは、電子制御ユニット（以下単に「ＥＣＵ」という）１１から出力される制御信号によりその作動が制御される。ＥＣＵ１１には、エンジン回転数センサ１２及びアクセル開度センサ１３からの検出信号が入力されると共に、燃料噴射圧の実測値を測定する圧力センサ１４、及び水温、吸気温、吸気圧等の各種センサ１５からの入力信号が入力される。ＥＣＵ１１は、これらの入力信号に基づいてエンジンの運転状態を判断し、所定のプログラムに従って演算処理を行い、噴射制御用電磁弁３及び吐出量制御装置１０に対する最適制御信号を出力する。また、ＥＣＵ１１は、図示しないが、検出データ、制御プログラム等を記憶するメモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）を備える。
【００２４】
ＥＣＵ１１は、後述する燃料噴射量算出部２１と燃料噴射圧予測値算出部２２とを備える。
【００２５】
図２は、実測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。図３は、予測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【００２６】
レール圧は、燃料の噴射によりレール内の燃料量が減少することにより下降した後、ハッチング部で示す区間でのポンプの圧送によりレール圧は上昇する。
【００２７】
圧力センサ１４は、第１タイミングｔ１でインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧（レール圧Ｐ２）を実測する。
【００２８】
タイミングｔ１２０で燃料噴射量算出部２１は、エンジンの運転状況よりインジェクタ２が燃料噴射を開始する第２タイミングｔ２を算出する。ここで、燃料噴射のパルスが２回あるのはパイロット噴射とメイン噴射を想定した場合である。燃料噴射量算出部２１は第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との差に対応する第１時間Ｔ１と第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理に要する第２時間Ｔ２とを比較する。
【００２９】
図２に示すように、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理がインジェクタ２からの燃料噴射時期である第２タイミングｔ２に間に合う場合、即ち、第１時間Ｔ１＞第２時間Ｔ２が成立すると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１は第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値の演算処理の結果を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する。
【００３０】
図３に示すように、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量演算処理がインジェクタ２からの燃料噴射時期である第２タイミングｔ２に間に合わない場合、即ち、第１時間Ｔ１＜第２時間Ｔ２が成立すると燃料噴射量算出部２１が判定した場合には、燃料噴射圧予測値算出部２２は前サイクルの燃料噴射圧の実測値（レール圧Ｐ１）に基づいてタイミングｔｅｘｐにおいて第１タイミングｔ１での燃料噴射圧の予測値を算出するとともに燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する。
【００３１】
タイミングｔｅｘｐでの噴射制御演算の結果は、パイロット噴射での燃料噴射量の実行に用いられる。噴射制御演算は、第１タイミングｔ１においても実行される。第１タイミングｔ１での噴射制御演算の結果は、メイン噴射での燃料噴射量の算出に用いられる。このメイン噴射の燃料噴射量の算出の時点では実測値が利用可能なタイミングとなるため、燃料噴射圧の実測値が用いられる。
【００３２】
図２に示すように、燃料噴射圧実測値の演算処理がインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２に間に合う場合には、パイロット噴射とメイン噴射との噴射制御演算はまとめて処理され、共に最新の燃料噴射圧実測値が演算に用いられる。
【００３３】
このように燃料噴射量算出部２１は、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間の第１時間Ｔ１と、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理に要する第２時間Ｔ２とに基づいて、燃料噴射圧実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、燃料噴射圧の予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する。
【００３４】
実測値を使用できる場合、即ち、第１タイミングｔ１で実測された燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理がインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２に間に合う場合には、予測値ではなく実測値を使用して燃料噴射量を算出する。このため、常に予測値を使用する場合に比較して燃料噴射制御の精度が向上する。
【００３５】
インジェクタ２の燃料噴射時期に対応するクランク角が早いと、図３に示すように第２タイミングｔ２が燃料噴射圧実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が終了するタイミング（ｔ１＋Ｔ２）よりも早くなるので実測値を使用できない。よって、燃料噴射量算出部２１は燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された予測値を使用して燃料噴射量を算出する。
【００３６】
図４は、所定クランク角毎に実行される燃料噴射制御ルーチンのうち、燃料噴射圧の算出と燃料噴射量の演算の部分を示している。より詳細には、第１タイミングｔ１で測定された燃料噴射圧力実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が第２タイミングｔ２に間に合う場合には実測値を使用して燃料噴射量を算出し、第１タイミングｔ１で測定された燃料圧力実測値に基づく燃料噴射量演算処理が第２タイミングｔ２に間に合わない場合には燃料噴射圧予測値を使用して燃料噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【００３７】
燃料噴射量算出部２１は、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になったか否かを判定する（Ｓ４１）。タイミングｔ１２０になったと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はエンジンの運転条件などに基づきインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出し（Ｓ４２）、ｔ１２０になっていないと判定した場合にはＳ４７へ進む。
【００３８】
前記Ｓ４２では、エンジンの運転条件により燃料噴射を１回に行うか２回に分割して行ういわゆるパイロット噴射とするかも決定する。
【００３９】
燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧力の実測値が得られる第１タイミングｔ１からその実測値に基づいて燃料噴射量の演算に必要な時間Ｔ２後の（ｔ１＋Ｔ２）タイミングが、燃料噴射時期である第２タイミングｔ２より早いか否かを判断する（Ｓ４３）。ここで、燃料噴射時期と燃料噴射量の演算に必要な時間とを毎回算出して比較することもできるが、燃料噴射量の演算にかかる時間がエンジンの運転状態によらずほぼ一定である場合には、燃料噴射時期が燃料噴射圧の実測タイミングとの差で判断することができ、さらに、燃料噴射圧の実測タイミングもエンジンの運転状態によらず一定の場合には燃料噴射時期のクランク角がどのタイミングかだけで判断することも可能である。
【００４０】
燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が燃料噴射時期である第２タイミングｔ２までに完了すると判定した場合には、フラグをオフに設定し（Ｓ４５）、逆に、燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の演算処理が燃料噴射時期である第２タイミングｔ２までに完了しないと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はフラグをオンに設定する（Ｓ４４）。
【００４１】
ここで、前記フラグがオンの場合すなわち燃料噴射時期が燃料噴射圧の実測値を反映させることができないタイミングである時には、燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する（Ｓ４６）。このステップは前述の図４中のｔｅｘｐでの作業に該当しており、このステップでの具体的な予測値の算出手法については、後に図５を用いて説明する。
【００４２】
Ｓ４１で、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になっていないと判定した後、Ｓ４３における判断の結果フラグをオフに設定した（Ｓ４５）後、または予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出した（Ｓ４６）後に、インジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧を圧力センサ１４により実測する第１タイミングｔ１になったか否かを判断する（Ｓ４７）。
【００４３】
第１タイミングｔ１になったと判断した場合には、圧力センサ１４によりインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測し（Ｓ４８）、そうでなければ、燃料噴射圧の測定や燃料噴射圧の実測値に基づく燃料噴射量の算出のステップをとばして、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。Ｓ４８における燃料噴射圧の実測とは、圧力センサ１４のアナログ出力をＡ／Ｄ変換し、ＥＣＵ１１に取り込むことを含む。
【００４４】
次に、燃料噴射量算出部２１は、前述のＳ４４、Ｓ４５にてオン、オフされるフラグがオフに設定されているか否かを判断する（Ｓ４９）。フラグがオフに設定されていると判断した場合には、燃料噴射量算出部２１は前記Ｓ４８で求めた燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射量を算出する（Ｓ５０）。
【００４５】
前記Ｓ４９にてフラグがオフに設定されていないと判断した後、または、燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射圧を算出した後（Ｓ５０）には、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。
【００４６】
図５は、燃料噴射圧の予測値を算出する手順を示すフローチャートである。図５で算出手順を説明する燃料噴射圧の予測値は、図４のＳ４６で使用する燃料噴射圧の予測値に対応する。
【００４７】
図５に示す手順は、本出願人が特開平１０−２９９５５７号公報で開示している、燃料の体積弾性係数と内燃機関の運転条件とに基づいて予測レール圧（蓄圧室（コモンレール）内の燃料圧力変動）を推定する方法を利用することができるが、必ずしもその方法に限るものではない。
【００４８】
ここでは、特開平１０−２９９５５７号公報に記載された方法による燃料噴射圧予測値算出部２２での作動について、以下に具体的に説明する。
【００４９】
燃料噴射圧予測値算出部２２は、高圧ポンプ７のポンプ圧送量を燃料吸入量、燃温、エンジン回転数および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５１）。燃料噴射圧予測値算出部２２は、インジェクタリーク量を通電期間、燃温、エンジン回転数および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５２）。ここでのインジェクタリーク量とはコモンレール４よりインジェクタより排出される（主に燃料噴射燃料噴射）燃料の量のことである。ついで、燃料噴射圧予測値算出部２２は、コモンレール４内の燃料の体積弾性係数を燃温および前サイクルレール圧に基づいて算出する（Ｓ５３）。
【００５０】
以上の各ステップで算出された各パラメータにより、予め決まっているコモンレール４の体積内に前回の燃料圧測定の後、どれだけの燃料が供給され、どれだけの燃料が排出されたかが算出され、その結果前回の燃料圧測定の時点よりどれだけ燃料量が変化したかが算出できる。その変化した燃料量によりコモンレール４内の燃料圧力に変化が生じるが、その際にコモンレール内の燃料の体積弾性による影響を考慮して、最終的なコモンレール内の燃料圧力が予測される（Ｓ５４）。この考え方は、下記の式（１）にて示される。
【００５１】
【数１】
Ｐｅｘｐ＝Ｐｐｒｅ＋（（Ｐｐ−Ｐｒ）×Ｋｐ）／Ｖｒ
ここで、
Ｐｅｘｐ：燃料噴射圧の予測値
Ｐｐｒｅ：前サイクルレール圧
Ｐｐ ：ポンプ圧送量
Ｐｒ ：インジェクタリーク量
Ｋｐ ：体積弾性係数
Ｖｒ ：レール容積
である。
【００５２】
以上のように本実施の形態によれば、燃料噴射量算出部２１は、第１時間Ｔ１が第２時間Ｔ２よりも長いときは燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出し、第１時間Ｔ１が第２時間Ｔ２以下であるときは燃料噴射圧の予測値を使用して燃料噴射量を算出するので、燃料噴射圧力の測定タイミングを変えなくとも、可能な限り燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出することができる。このため、過渡時において不確定な予測値を使用した制御頻度が低減し、燃料噴射制御の精度が向上し、燃料噴射タイミングに応じた予測値を利用できる。
【００５３】
また、燃料噴射時期と制御完了のタイミングを直接比較するため、後述の図６の手順の場合に比してもさらに、燃料噴射圧の実測値を使える頻度が高まる。
【００５４】
図６は、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する手順を示すフローチャートである。
【００５５】
図６に示す燃料噴射制御処理は、図４を参照して前述した燃料噴射制御処理の変形例である。
【００５６】
エンジンの高回転時は、低回転時に比べて、同一クランク角に対する時間が短くなる。そこで、燃料噴射圧力の実測タイミング（ｔ１）と燃料噴射時期（ｔ２）とがクランク角で設定されるのに対して、燃料噴射量の演算時間（Ｔ２）はクランク角ではなく時間で決まるため、燃料噴射圧力の実測タイミング（ｔ１）と燃料噴射時期（ｔ２）とが同じクランク角であるとしても、エンジン回転数により燃料実測タイミング（ｔ１）から燃料噴射時期（ｔ２）までの時間（Ｔ１）が異なることになり、したがって、エンジン回転数により燃料実測タイミング（ｔ１）から燃料噴射時期（ｔ２）までの時間（Ｔ１）と燃料噴射量の演算時間（Ｔ２）との大小関係が変化するということが生じる。
【００５７】
図６に示す変形例では、図２、３に示す第１タイミング（ｔ１）と第２タイミング（ｔ２）との間の第１時間（Ｔ１）と演算処理に要する第２時間（Ｔ２）とに基づいて実測値を使用して燃料噴射量を算出するか予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する代わりに、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する方法を示しており、それを以下に説明する。
【００５８】
このルーチンも図４と同様に所定クランク角毎に実行される燃料噴射制御ルーチンのうち、燃料噴射圧の算出と燃料噴射量の演算の部分を示している。本実施例は燃料噴射圧の実測値を用いるか予測値を用いるかの判断の部分を除いて他の部分は図４と同じである。
【００５９】
燃料噴射量算出部２１は、インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になったか否かを判定する（Ｓ６１）。タイミングｔ１２０になったと判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はインジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出する（Ｓ６２）。
【００６０】
燃料噴射量算出部２１は、エンジン回転数センサ１２からの検出信号に基づいてエンジン回転数がＮ１ｒｐｍ未満か否かを判定する（Ｓ６３）。燃料噴射量算出部２１は、エンジン回転数がＮ１ｒｐｍ未満であると判定した場合には、フラグをオフに設定する（Ｓ６５）。ここでのＮ１という回転数は任意に選択可能であるが、その回転数領域の前後で燃料圧力を測定するタイミング（図２、３中のｔ１）と燃料噴射時期とのクランク角度の差をその時の回転数で時間換算した値が燃料噴射量演算に要する時間を越えるような燃料噴射時期が設定される頻度が変化するような回転数が好ましい。
【００６１】
エンジン回転数がＮ１ｒｐｍ以上であると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はフラグをオンに設定する（Ｓ６４）。燃料噴射量算出部２１は、燃料噴射圧予測値算出部２２により算出された燃料噴射圧の予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出する（Ｓ６６）。
【００６２】
インジェクタ２が燃料を噴射する第２タイミングｔ２を算出するタイミングｔ１２０になっていないと判定した場合（Ｓ６１でＮＯ）、フラグをオフに設定した場合（Ｓ６５）、または、予測値を使用して第２タイミングｔ２での燃料噴射量を算出した場合（Ｓ６６）には、圧力センサ１４がインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測する第１タイミングｔ１になったか否かを判定する（Ｓ６７）。
【００６３】
タイミングｔ１になったと判定した場合には、圧力センサ１４がインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の燃料噴射圧を実測する（Ｓ６
８）。
【００６４】
燃料噴射量算出部２１は、フラグがオフに設定されているか否かを判定する
（Ｓ６９）。フラグがオフに設定されていると判定した場合には、燃料噴射量算出部２１はインジェクタ２からエンジン１の燃焼室内に噴射された燃料の燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射量を算出する（Ｓ７０）。
【００６５】
タイミングｔ１になっていないと判定した場合（Ｓ６７でＮＯ）、フラグがオフに設定されていないと判定した場合（Ｓ６９でＮＯ）、または燃料噴射圧の実測値の演算処理結果を使用して燃料噴射圧を算出した場合（Ｓ７０）には、本ルーチン内の燃料噴射実行などのためのステップ（図中省略）へ進む。
【００６６】
燃料噴射圧の予測値を算出する手順は、図５に示すフローチャートで前述した手順と同様である。
【００６７】
このように、図６に示す手順により燃料噴射量を算出すると、エンジン回転数センサ１２からの検出信号が所定回転数よりも小さいか否かの判定のみによって実測値と予測値とを使い分けるので、燃料噴射タイミングｔ２を算出し、算出した燃料噴射タイミングｔ２に実測値演算処理が間に合うか否かを判定する必要のある図４に示す手順と比較して、ＥＣＵの演算負荷を低減させることができる。
【００６８】
以上のように本実施の形態によっても、可能な限り燃料噴射圧の実測値を使用して燃料噴射量を算出することができるうえに、ＥＣＵの演算負荷を低減させることができる。
【００６９】
また、図６の実施例において回転数だけでなく、回転数と燃料噴射時期の２次元マップなどにより、燃料噴射圧力の実測値と予測値の使い分けを判断することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、過渡時における燃料噴射制御の精度が良好な蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置の構成図である。
【図２】本発明に係る、実測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【図３】本発明に係る、予測値を使用して燃料噴射量を算出する場合の、燃料噴射タイミングと燃料噴射圧の実測値測定タイミングとの関係を説明するグラフである。
【図４】本発明に係る、第１タイミングで測定された実測値の演算処理が第２タイミングに間に合う場合には実測値の演算処理の結果を使用して燃料噴射量を算出し、演算処理が第２タイミングに間に合わない場合には予測値を使用して燃料噴射量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る、燃料噴射圧の予測値を算出する手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る、エンジンの回転数に基づいて、実測値を使用して燃料噴射量を算出するか、予測値を使用して燃料噴射量を算出するかを決定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ インジェクタ
３ 噴射制御用電磁弁
４ コモンレール（高圧蓄圧配管）
５ チェックバルブ
６ 供給配管
７ 高圧ポンプ
８ 燃料タンク
９ 低圧供給ポンプ
１０ 吐出量制御装置
１１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１２ 回転数センサ
１３ アクセル開度センサ
１４ 圧力センサ
２１ 燃料噴射量算出部
２２ 燃料噴射圧予測値算出部
Claims (6)
- エンジンに噴射される燃料の燃料噴射圧の実測値を測定する実測値測定手段と、
該燃料噴射圧の予測値を算出する予測値算出手段と、
該実測値と該予測値とのいずれかを使用して該燃料の燃料噴射制御量を算出する燃料噴射制御量算出手段と、
該燃料噴射制御量算出手段により算出された該燃料噴射制御量に基づいて該エンジンに該燃料を噴射する燃料噴射手段と
を備え、
該実測値測定手段は、第１タイミングで該実測値を測定し、
該燃料噴射手段は、第２タイミングで該燃料を噴射し、
該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングで測定された該実測値の演算処理が該第２タイミングに間に合う場合には該実測値の該演算処理の結果を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該演算処理が該第２タイミングに間に合わない場合には該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出する蓄圧式燃料噴射制御装置。 - 該燃料噴射制御量算出手段は、該第１タイミングと該第２タイミングとの間の第１時間と該演算処理に要する第２時間とに基づいて、該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するか、該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出するかを決定する、請求項１記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。
- 該燃料噴射制御量算出手段は、該第１時間が該第２時間よりも長いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該第１時間が該第２時間以下であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出する、請求項２記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。
- エンジンに噴射される燃料の燃料噴射圧の実測値を測定する実測値測定手段と、
該燃料噴射圧の予測値を算出する予測値算出手段と、
該実測値と該予測値とのいずれかを使用して該燃料の燃料噴射制御量を算出する燃料噴射制御量算出手段と、
該燃料噴射制御量算出手段により算出された該燃料噴射制御量に基づいて該エンジンに該燃料を噴射する燃料噴射手段と
を備え、
該燃料噴射制御量算出手段は、該エンジンの回転数が所定値よりも低いときは該実測値を使用して該燃料噴射制御量を算出し、該エンジンの回転数が該所定値以上であるときは該予測値を使用して該燃料噴射制御量を算出する蓄圧式燃料噴射制御装置。 - 該蓄圧式燃料噴射制御装置は、該燃料噴射手段に該燃料を供給するポンプをさらに備え、該予測値算出手段は、該ポンプの作動状態と該燃料の体積弾性係数とに基づいて該予測値を算出する、請求項１〜４の何れかに記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。
- 該燃料噴射制御量は燃料噴射量である、請求項１〜５の何れかに記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。
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