JP2000240497A - 内燃機関の燃料噴射量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転性を損なうことなく、エンジン運転中に
エンジン運転条件に応じた基準圧力（燃料による圧力上
昇を除いた筒内空気の圧力）を算出して、この基準圧力
と筒内圧力との差圧から燃料噴射量を精度良く検出す
る。 【解決手段】 燃料噴射カット時の１サイクル分の筒内
圧力（モータリング圧力）Ｐｍの波形を筒内圧力センサ
で検出してメモリに記憶しておく。エンジン運転中に、
着火前のクランク角θ0 で筒内圧力センサの検出圧力Ｐ
ｋとモータリング圧力Ｐｍとの圧力比を求めることで、
現在のエンジン運転条件における基準圧力Ｐｂとモータ
リング圧力Ｐｍとの圧力比を求める。そして、クランク
角θ0以降のクランク角で、モータリング圧力Ｐｍに圧
力比を乗算して基準圧力Ｐｂを算出し、着火時期θf か
ら所定時間経過後の噴射量検出時期θQ の検出圧力Ｐｋ
（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ ）との差圧から燃料噴射
量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）の筒内圧力を検出し、その検出圧力から燃料噴射量
を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃料噴射量は、エンジン出
力、燃費及びエミッションに直接影響を与える制御パラ
メータである。一般に、燃料噴射量は、燃料噴射装置の
固体差や経時変化等によって変化し、特に、燃料を高圧
噴射するディーゼルエンジンでは、燃料噴射装置の固体
差や経時変化等の影響を受けやすく、燃料噴射量が変化
しやすい傾向がある。更に、同一サイクル内に複数回の
燃料噴射を行う場合には、燃料噴射量の変化が、エンジ
ン出力、燃費及びエミッションに与える影響が大きい。
従って、エンジン出力、燃費及びエミッションを向上す
るには、燃料噴射量を精密に制御する必要がある。

【０００３】そこで、ディーゼルエンジンでは、特開平
１０−１８４４２０号公報に示すように、燃料が燃焼す
ると、燃料噴射量に応じた燃焼圧力が発生する特性に着
目し、筒内圧力センサにより筒内圧力を検出し、この検
出値から燃焼による圧力上昇量を検出することで、実際
の燃料噴射量を検出し、この燃料噴射量を目標燃料噴射
量と一致させるように噴射パラメータを調整する技術が
検討されている。

【０００４】しかし、ディーゼルエンジンは、圧縮比が
大きく、筒内に多量の空気を吸入するため、筒内空気の
圧縮圧力（以下「基準圧力」という）が燃焼による圧力
上昇量に比べて相対的に大きくなる。このため、筒内圧
力の検出値から基準圧力を除去しないと、燃焼による圧
力上昇量を精度良く検出することができない。

【０００５】そこで、上記公報のものは、エンジン出力
発生のためのメイン噴射に先立ちパイロット噴射を行う
燃料噴射システムにおいて、エンジン運転中にパイロッ
ト噴射を中止してその時の筒内圧力を基準圧力として検
出し、パイロット噴射を行った時に検出した筒内圧力か
ら基準圧力を減算して、パイロット噴射燃料の燃焼によ
る圧力上昇量を求め、この圧力上昇量からパイロット噴
射の燃料噴射量を算出するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基準圧力は
一定ではなくエンジン運転条件等により変化し、特に過
給機付きのエンジンではその変化が大きくなる傾向があ
る。従って、燃焼による圧力上昇量を正確に求めるに
は、検出した筒内圧力からその時のエンジン運転条件に
応じた基準圧力を減算する必要がある。

【０００７】しかし、上記公報の技術では、エンジン運
転中に基準圧力を検出する際に、パイロット噴射を中止
しなければならないため、エンジン運転条件に応じた基
準圧力を検出するには、エンジン運転条件が変化する毎
にパイロット噴射を中止しなければならず、その影響で
エンジン出力が不安定になってドライバビリティが悪化
するという欠点がある。

【０００８】予め、設計段階でエンジン運転条件毎に各
クランク角での基準圧力を計算により求めてマップ等で
メモリに記憶しておけば、パイロット噴射を中止するこ
となく、その時のエンジン運転条件に応じた基準圧力を
メモリから得ることができるが、刻々と変化する全ての
エンジン運転条件に対して、その全ての基準圧力を予め
計算で求めて記憶しておくことは事実上困難である。し
かも、エンジン運転条件毎の基準圧力に関する膨大なデ
ータを記憶しておく必要があり、大容量のメモリが必要
になってコストアップする欠点もある。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、エンジン運転条件毎
の基準圧力を予め計算してマップ等で記憶しておかなく
ても、エンジン運転中に、ドライバビリティの悪化を招
くことなく、エンジン運転条件に応じた基準圧力を簡単
に求めることができ、この基準圧力を用いて筒内圧力の
検出値から燃料噴射量を精度良く検出することができる
内燃機関の燃料噴射量検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射量検出装置
は、筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒
内圧力（以下「モータリング圧力」という）に基づい
て、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力
（以下「基準圧力」という）を基準圧力算出手段で算出
し、筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力（以下
「検出圧力」という）と基準圧力とに基づいて噴射量算
出手段によって燃料噴射量を算出する。

【００１１】この場合、モータリング圧力は、あるエン
ジン運転条件における非燃焼時の筒内圧力、つまり燃焼
による圧力上昇を除いた筒内空気の圧縮圧力である。従
って、モータリング圧力は、それを検出した時のエンジ
ン運転条件における基準圧力に相当することから、モー
タリング圧力検出時のエンジン運転条件と現在のエンジ
ン運転条件との関係から、モータリング圧力をベースデ
ータとして現在のエンジン運転条件における基準圧力を
算出することができる。このため、本発明では、エンジ
ン運転条件毎の基準圧力を予め計算してマップ等で記憶
しておかなくても、エンジン運転中にその時のエンジン
運転条件に応じた基準圧力を簡単に算出することがで
き、この基準圧力と検出圧力との比較から燃料噴射量を
精度良く算出することができる。しかも、エンジン運転
条件毎の基準圧力を求める際に、燃料噴射を中止する必
要がないため、ドライバビリティの悪化を回避できる。
更に、エンジン運転条件毎の基準圧力に関する膨大なデ
ータを記憶しておく必要がないため、大容量のメモリを
必要とせず、その分、低コスト化できる。その上、基準
圧力を算出する際のベースデータとなるモータリング圧
力は、エンジン運転中に筒内圧力検出手段で検出するの
で、個々のエンジンの個体差によるモータリング圧力特
性の違いにも対処できる。

【００１２】ここで、車両減速時や高回転時等に実施さ
れる燃料噴射カットは、筒内が非燃焼状態となるため、
請求項２のように、筒内圧力検出手段によって燃料噴射
カット時の筒内圧力をモータリング圧力として検出する
ようにすると良い。このようにすれば、エンジン運転中
にモータリング圧力の検出のための非燃焼状態をわざわ
ざ作り出す必要がなく、ドライバビリティを損なわず
に、車両減速時等の燃料噴射カットを利用してモータリ
ング圧力を検出することができる。

【００１３】また、請求項３のように、検出圧力とモー
タリング圧力との圧力比から求めた係数をモータリング
圧力に乗算して基準圧力を算出するようにすると良い。
つまり、モータリング圧力は、モータリング圧力検出時
のエンジン運転条件における検出圧力（＝モータリング
圧力検出時の基準圧力）であることから、現在のエンジ
ン運転条件における検出圧力とモータリング圧力（モー
タリング圧力検出時の検出圧力）との圧力比は、現在の
エンジン運転条件における基準圧力とモータリング圧力
検出時の基準圧力との圧力比を推定する有力なパラメー
タとなる。従って、この圧力比から求めた係数をモータ
リング圧力（＝モータリング圧力検出時の基準圧力）に
乗算すれば、現在のエンジン運転条件における基準圧力
を簡単に算出することができる。

【００１４】この場合、請求項４のように、検出圧力と
モータリング圧力との圧力比を燃料着火前の少なくとも
一点のクランク角において算出するようにすると良い。
図２に示すように、燃料着火前であれば、燃焼による筒
内圧力の上昇が生じないため、検出圧力と基準圧力とが
ほぼ一致する。従って、燃料着火前に圧力比を算出すれ
ば、燃焼による圧力上昇の影響を全く受けない圧力比を
算出することができ、燃料着火後のクランク角でも基準
圧力を精度良く算出することができる。

【００１５】ところで、筒内圧力検出手段として用いら
れる筒内圧力センサは、温度等の使用条件によって出力
特性にオフセット誤差が生じることがあり、これが燃料
噴射量の検出精度を低下させる原因となる。

【００１６】この対策として、請求項５のように、筒内
圧力検出手段により複数のクランク角で検出した複数の
検出圧力に基づいて筒内圧力検出手段の出力特性のオフ
セット誤差を算出し、このオフセット誤差の分だけ筒内
圧力検出手段の出力特性を補正するようにしても良い。
このようにすれば、たとえ、筒内圧力検出手段の出力特
性にオフセット誤差が生じたとしても、筒内圧力検出手
段の出力からオフセット誤差を排除した補正値を用いて
燃料噴射量を精度良く算出することができる。

【００１７】また、請求項６のように、燃料噴射カット
毎に所定条件下で筒内圧力検出手段によりモータリング
圧力を検出して該モータリング圧力の記憶値を更新する
ようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の特性
や筒内圧力検出手段の出力特性が経時変化したとして
も、その経時変化に応じて更新した最新のモータリング
圧力に基づいて基準圧力を精度良く算出することがで
き、経時変化による燃料噴射量の検出精度の低下を防ぐ
ことができる。

【００１８】また、筒内圧力検出手段の出力特性は、使
用条件、経時変化等により圧力変化に対するゲイン（出
力感度）が変化することがある。この対策として、請求
項７のように、筒内圧力検出手段により少なくとも一点
のクランク角で検出したモータリング圧力をその標準値
と比較することで筒内圧力検出手段の出力特性のゲイン
誤差を求め、このゲイン誤差の分だけ筒内圧力検出手段
の出力特性を補正するようにしても良い。このようにす
れば、筒内圧力検出手段の出力特性にゲイン誤差が生じ
たとしても、筒内圧力検出手段の出力からゲイン誤差を
排除した補正値を用いて燃料噴射量を精度良く算出する
ことができる。

【００１９】ところで、燃料噴射量の算出方法は、例え
ば、燃料着火後の検出圧力と基準圧力との比に基づいて
燃料噴射量を算出するようにしても良いが、請求項８の
ように、燃料の着火時期から所定時間経過後における検
出圧力と基準圧力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出
するようにしても良い。燃料着火後における検出圧力と
基準圧力との差圧は、燃焼による圧力上昇分に相当する
ため、この差圧から燃料噴射量を精度良く算出すること
ができる。しかも、着火時期から所定時間経過後に差圧
を求めるので、エンジン回転数によらず、着火時期から
差圧を検出するまでの燃焼時間を常に一定にすることが
でき、エンジン回転数の影響を受けない高精度な燃料噴
射量の検出が可能となる。

【００２０】更に、請求項９のように、燃料の着火時期
から所定時間経過後までの検出圧力と基準圧力との差圧
を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴射量
を算出するようにしても良い。このようにすれば、筒内
圧力検出手段の出力にノイズ等が重畳して差圧データが
一時的にばらついたとしても、その影響を小さく抑えて
燃料噴射量を精度良く算出することができる。

【００２１】或は、請求項１０のように、所定のクラン
ク角における検出圧力と基準圧力との差圧に基づいて燃
料噴射量を算出するようにしても良い。このようにすれ
ば、差圧を求めるタイミング（クランク角）を算出する
必要がなくなるため、燃料噴射量算出プログラムを簡略
化して計算量（ＣＰＵ負荷）を少なくすることができ
る。

【００２２】更に、請求項１１のように、燃料の着火時
期から所定のクランク角までの検出圧力と基準圧力との
差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴
射量を算出するようにしても良い。この場合も、ノイズ
等による差圧データのばらつきの影響を小さく抑えて燃
料噴射量を精度良く算出することができる。

【００２３】また、請求項１２のように、燃料の着火時
期から所定時間経過後における検出圧力と基準圧力との
差圧の上昇率に基づいて燃料噴射量を算出するようにし
ても良い。筒内圧力検出手段の出力特性にオフセット誤
差が生じると、差圧データにもオフセット誤差が含まれ
るが、差圧の上昇率を求めると、オフセット誤差をほぼ
キャンセルすることができる。従って、差圧の上昇率か
ら燃料噴射量を算出すれば、オフセット誤差の影響を小
さく抑えて燃料噴射量を精度良く算出することができ
る。

【００２４】ところで、１サイクル内にエンジン出力発
生のためのメイン噴射とそれに先立つパイロット噴射と
を行う燃料噴射システムでは、パイロット噴射の燃料噴
射量を算出する際に、メイン噴射燃料の着火後の差圧を
用いたのでは、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の
影響を受けてしまう。

【００２５】従って、パイロット噴射の燃料噴射量を算
出する場合には、請求項１３のように、メイン噴射燃料
の着火時期又はそれ以前における検出圧力と基準圧力と
の差圧に基づいてパイロット噴射の燃料噴射量を算出す
るようにすると良い。このようにすれば、メイン噴射燃
料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧（パイロ
ット噴射時の燃料燃焼のみによる圧力上昇量）を用いて
パイロット噴射の燃料噴射量を精度良く算出することが
できる。

【００２６】また、請求項１４のように、１サイクル内
に複数回の燃料噴射を行う場合は、Ｎ回目（Ｎは２以上
の整数）の噴射燃料の着火時期又はそれ以前における検
出圧力と基準圧力との差圧に基づいて、（Ｎ−１）回目
以前の噴射の燃料噴射量を算出するようにすると良い。
このようにすれば、Ｎ回目の噴射燃料の燃焼による圧力
上昇の影響を受けない差圧に基づいて、（Ｎ−１）回目
以前の噴射の燃料噴射量を精度良く算出することができ
る。

【００２７】また、請求項１５のように、燃料噴射量の
算出時に用いる検出圧力と基準圧力との差圧を、着火前
の検出圧力で徐算して無次元化し、その値に基づいて燃
料噴射量を算出しても良い。筒内圧力検出手段の出力特
性にゲイン誤差が含まれていると、検出圧力と基準圧力
との差圧及び検出圧力には、それぞれ同じゲイン誤差が
含まれるので、差圧を着火前の検出圧力で徐算すれば、
ゲイン誤差をほぼキャンセルすることができて、この値
から燃料噴射量を精度良く算出することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
を４気筒のディーゼルエンジンに適用した実施形態
（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。

【００２９】まず、図１に基づいてエンジン制御システ
ム全体の構成を説明する。内燃機関であるディーゼルエ
ンジン１１の各気筒には、電磁弁式の燃料噴射弁１２が
取り付けられ、各燃料噴射弁１２には、高圧ポンプ（図
示せず）から高圧に畜圧された燃料がコモンレール１３
を通して分配される。このコモンレール１３には、燃料
噴射弁１２に分配する燃料の圧力（コモンレール燃圧）
を検出する燃圧センサ１４が取り付けられている。ま
た、ディーゼルエンジン１１の１つの代表気筒には、筒
内圧力を検出する筒内圧力センサ１５（筒内圧力検出手
段）が取り付けられている。

【００３０】更に、エンジン１１のクランク軸２０の近
傍には、所定クランク角毎にパルス信号を出力するクラ
ンク角センサ１６が設置され、カム軸（図示せず）の近
傍には、気筒判別センサ１７が設置されている。また、
アクセルペダル（図示せず）には、アクセルセンサ等の
負荷センサ１８が設けられている。

【００３１】前述した各種センサの出力信号は、エンジ
ン電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１９に入
力される。このＥＣＵ１９は、マイクロコンピュータを
主体として構成され、各種センサで検出したエンジン運
転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期を演算し、
その演算結果に基づいて燃料噴射弁１２を制御する。

【００３２】更に、ＥＣＵ１９は、燃料噴射カット時に
所定条件下で筒内圧力センサ１５によって検出した非燃
焼時の筒内圧力（モータリング圧力）Ｐｍに基づいて、
燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力（基
準圧力）Ｐｂを算出する基準圧力算出手段として機能す
ると共に、筒内圧力センサ１５で検出した筒内圧力（検
出圧力）Ｐｋと基準圧力Ｐｂとの差圧（燃焼による圧力
上昇量）に基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手
段として機能する。そして、ＥＣＵ１９は、検出した燃
料噴射量を目標燃料噴射量に一致させるように燃料噴射
弁１２の燃料噴射量をフィードバック制御する。

【００３３】ここで、ＥＣＵ１９による燃料噴射量の検
出方法について説明する。図２に示すモータリング圧力
Ｐｍ（θ）の波形は、燃料噴射カット中に所定の運転条
件が成立した時（例えばエンジン回転数が所定回転数Ｎ
となった時）に、筒内圧力センサ１５の出力を１サイク
ル分だけ読み込んで、ＥＣＵ１９内のバックアップＲＡ
Ｍ等の不揮発性メモリ（図示せず）に記憶したものであ
る。このモータリング圧力Ｐｍ（θ）の波形は、所定走
行時間Ｔ１（例えば１００時間）経過毎に、燃料噴射カ
ット中に所定の運転条件が成立した時に新たに検出し、
記憶値を更新する。

【００３４】また、検出圧力Ｐｋ（θ）は、所定のサン
プリング間隔Δθ（例えば１℃Ａ）毎に筒内圧力センサ
１５によって検出する。一方、基準圧力Ｐｂ（θ）は、
モータリング圧力Ｐｍ（θ）と検出圧力Ｐｋ（θ）とか
ら次のようにして算出する。

【００３５】燃料着火前における検出圧力Ｐｋ（θ）
は、燃焼による圧力上昇を含まないため、基準圧力Ｐｂ
（θ）とほぼ一致する。従って、着火前の圧縮行程に設
定された算出クランク角θ0 における検出圧力Ｐｋ（θ
0 ）とモータリング圧力Ｐｍ（θ0 ）との圧力比Ｈを次
式により算出すれば、燃焼による圧力上昇の影響を全く
受けない圧力比Ｈを算出することができる。 Ｈ＝Ｐｋ（θ0 ）／Ｐｍ（θ0 ）

【００３６】ここで、算出クランク角θ0 は、圧力比Ｈ
の算出精度を高めるために、できるだけ着火直前である
ことが好ましく、例えばＢＴＤＣ１０℃Ａ（圧縮上死点
前１０℃Ａ）に設定すると良い。また、着火前の一点の
クランク角θ0 のみで圧力比Ｈを算出しても良いが、着
火前の複数点のクランク角で圧力比Ｈを算出し、複数の
圧力比Ｈの平均値を用いるようにしても良い。

【００３７】この算出クランク角θ0 以降の各クランク
角θ毎に、モータリング圧力Ｐｍ（θ）に圧力比Ｈを掛
け合わせることで、各クランク角θにおける基準圧力Ｐ
ｂ（θ）を算出する。 Ｐｂ（θ）＝Ｈ×Ｐｍ（θ） これにより、基準圧力Ｐｂを簡単に算出することができ
る。

【００３８】図３に示すように、燃料の着火時期θf か
ら所定時間ｔ0 経過後の噴射量検出時期θQ において、
検出圧力Ｐｋ（θQ ）と算出した基準圧力Ｐｂ（θQ ）
との差圧ΔＰ（θQ ）を次式により算出する。 ΔＰ（θQ ）＝Ｐｋ（θQ ）−Ｐｂ（θQ ）

【００３９】尚、燃料の着火時期θf の検出方法は、例
えば、検出圧力Ｐｋ（θ）と基準圧力Ｐｂ（θ）との差
圧ΔＰ（θ）が着火判定値Ｆ（例えば１００ｋＰａ）よ
りも大きくなったクランク角θf を着火時期とすれば良
い。これ以外の方法として、例えば、燃焼光センサ、ノ
ックセンサ、イオン電流センサ等を用いて、着火時期を
検出するようにしても良い。

【００４０】この差圧ΔＰ（θQ ）は、燃焼による圧力
上昇分に相当する。また、着火時期θf から所定時間ｔ
0 経過後の噴射量検出時期θQ に差圧ΔＰ（θQ ）を算
出するので、エンジン回転数によらず、着火時期θf か
ら差圧ΔＰ（θQ ）を検出するまでの燃焼時間を常に一
定にすることができる。これにより、図４の実験結果に
示すように、噴射量検出時期θQ における差圧ΔＰ（θ
Q ）と燃料噴射量Ｑとの関係を、直線（比例式）で近似
することができ、燃料噴射量Ｑを次式により簡単に算出
することができる。 Ｑ＝α×ΔＰ（θQ ） 上式において、αは比例定数（直線の傾き）である。
尚、燃料噴射量Ｑの検出精度を更に高めるために、差圧
ΔＰ（θQ ）と燃料噴射量Ｑとの関係を２次関数以上の
高次関数（曲線）で近似するようにしても良い。

【００４１】以上説明したＥＣＵ１９による燃料噴射量
の検出は、図５に示す燃料噴射量検出プログラムにより
実行される。本プログラムは、所定時間毎又は所定クラ
ンク角毎に実行され、筒内圧力センサ１５が設けられた
代表気筒の燃料噴射量が検出される。本プログラムが起
動されると、まず、ステップ１０１で、前回モータリン
グ圧力Ｐｍ（θ）の波形を更新してからの積算走行時間
が、所定時間Ｔ１（例えば１００時間）を越えたか否か
を判定する。もし、積算走行時間が所定時間Ｔ１に達し
ていなければ、モータリング圧力Ｐｍ（θ）の波形を更
新せず、そのままステップ１０５に進む。

【００４２】一方、積算走行時間が所定時間Ｔ１を越え
ていれば、ステップ１０２に進み、燃料噴射カット中に
所定の運転条件が成立した時（例えばエンジン回転数が
所定回転数Ｎとなった時）に、１サイクル分だけ筒内圧
力センサ１５の出力をモータリング圧力Ｐｍ（θ）とし
て読み込み、ＥＣＵ１９の不揮発性メモリに記憶された
モータリング圧力Ｐｍ（θ）の記憶データを更新する。
この後、ステップ１０３で、更新したモータリング圧力
Ｐｍ（θ）のピーク圧Ｐmax が所定値Ｐｓよりも高いか
否かを判定する。もし、ピーク圧Ｐmax が所定値Ｐｓ以
下であれば、筒内圧力が異常低下していると判断して、
ステップ１０４に進み、警告ランプ（図示せず）の点灯
等により異常表示を行って筒内圧力の異常低下を運転者
に知らせて本プログラムを終了する。

【００４３】これに対して、ステップ１０３で、ピーク
圧Ｐmax が所定値Ｐｓよりも高いと判定された場合は、
筒内圧力が正常であると判断して、ステップ１０５に進
む。このステップ１０５では、ＥＣＵ１９の不揮発性メ
モリに記憶されたモータリング圧力Ｐｍ（θ）の波形を
読み出し、次のステップ１０６で、現在のクランク角θ
を算出クランク角θ0 （例えばＢＴＤＣ１０℃Ａ）と比
較して、算出クランク角θ0 に達するまで、ステップ１
０６で待機する。その後、算出クランク角θ0に達した
時点で、ステップ１０７に進み、算出クランク角θ0 に
おける検出圧力Ｐｋ（θ0 ）とモータリング圧力Ｐｍ
（θ0 ）との圧力比Ｈを次式により算出する。 Ｈ＝Ｐｋ（θ0 ）／Ｐｍ（θ0 ）

【００４４】次のステップ１０８で、算出クランク角θ
0 以降の各クランク角θ毎に、モータリング圧力Ｐｍ
（θ）に圧力比Ｈを乗算して各クランク角θの基準圧力
Ｐｂ（θ）を次式により算出する。 Ｐｂ（θ）＝Ｈ×Ｐｍ（θ） この基準圧力Ｐｂ（θ）のデータは、本プログラムが終
了するまでＥＣＵ１９のＲＡＭ等のメモリに一時的に記
憶しておく。

【００４５】この後、ステップ１０９に進み、噴射量検
出時期θQ を算出する。算出方法は、例えば、着火時期
θf から所定時間ｔ0 経過後に相当するクランク角θQ
を算出する。

【００４６】この後、ステップ１１０に進み、現在のク
ランク角θを噴射量検出時期θQ と比較し、噴射量検出
時期θQ に達するまでステップ１１０で待機する。その
後、噴射量検出時期θQ に達した時点で、ステップ１１
１に進み、噴射量検出時期θQ における差圧ΔＰ（θQ
）を次式により算出する。 ΔＰ（θQ ）＝Ｐｋ（θQ ）−Ｐｂ（θQ ）

【００４７】次のステップ１１２で、予め求めた比例定
数αをメモリから読み出し、燃料噴射量Ｑを次式により
算出して、本プログラムを終了する。 Ｑ＝α×ΔＰ（θQ ） 尚、比例定数αは、エンジン運転条件に応じて補正する
ようにしても良い。

【００４８】ところで、図６に破線で示すように、例え
ばエンジン低負荷時に対応した基準圧力を予め計算して
記憶しておき、この基準圧力を全てのエンジン運転条件
に適用すると、エンジン高負荷時では、基準圧力が実際
の基準圧力と大きく異なってしまい、燃料噴射量を誤検
出する可能性がある。この対策として、予めエンジン運
転条件毎に基準圧力を計算してマップ等で記憶してお
き、エンジン運転条件に応じた基準圧力をマップ等から
求めるようにすれば、燃料噴射量の検出精度を向上でき
るが、刻々と変化する全てのエンジン運転条件に対し
て、その全ての基準圧力を予め計算で求めて記憶してお
くことは事実上困難である。しかも、エンジン運転条件
毎の基準圧力に関する膨大なデータを記憶しておく必要
があり、大容量のメモリが必要になってコストアップす
る欠点もある。

【００４９】これに対し、本実施形態（１）では、図２
に示すように、燃料着火前の算出クランク角θ0 におけ
る検出圧力Ｐｋ（θ0 ）と、その時のエンジン運転条件
の算出クランク角θ0 における基準圧力Ｐｂ（θ0 ）と
がほぼ一致する点に着目し、燃料着火前の算出クランク
角θ0 における検出圧力Ｐｋ（θ0 ）とモータリング圧
力Ｐｍ（θ0 ）との圧力比Ｈを算出することで、現在の
エンジン運転条件における基準圧力Ｐｂとモータリング
圧力Ｐｍとの圧力比Ｈを求め、算出クランク角θ0 以降
の各クランク角θ毎に、モータリング圧力Ｐｍ（θ）に
圧力比Ｈを掛け合わせることで、各クランク角θにおけ
る基準圧力Ｐｂ（θ）を算出する。これにより、燃焼に
よる圧力上昇の影響を全く受けない圧力比Ｈを用いて、
燃料着火後のクランク角の基準圧力Ｐｂ（θ）を精度良
く算出することができる。

【００５０】そして、着火時期θf から所定時間ｔ0 経
過後に、検出圧力Ｐｋ（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ ）
との差圧ΔＰ（θQ ）を求めるので、エンジン回転数に
よらず、着火時期θf から差圧ΔＰ（θQ ）を検出する
までの燃焼時間を常に一定にすることができ、この差圧
ΔＰ（θQ ）から燃料噴射量Ｑを精度良く算出すること
ができる。しかも、従来のように、基準圧力を検出する
際に燃料噴射を中止する必要がないため、ドライバビリ
ティの悪化を回避できる。更に、エンジン運転条件毎の
基準圧力を予め計算してマップ等で記憶しておく必要が
ないため、大容量のメモリを必要とせず、その分、低コ
スト化できる。

【００５１】また、上記実施形態（１）では、車両減速
時等に実施される燃料噴射カット時に筒内圧力センサ１
５でモータリング圧力Ｐｍを検出するので、ドライバビ
リティを損なわずに、モータリング圧力Ｐｍを検出する
ことができると共に、個々のエンジンの個体差によるモ
ータリング圧力特性の違いにも対処することができ、エ
ンジンの個体差による燃料噴射量の検出精度のばらつき
を少なくすることができる。しかも、モータリング圧力
Ｐｍを所定時間Ｔ１経過毎に更新するので、エンジン特
性や筒内圧力センサ１５の出力特性が経時変化したとし
ても、その経時変化に応じて更新したモータリング圧力
Ｐｍに基づいて基準圧力Ｐｂを精度良く算出することが
でき、経時変化による燃料噴射量の検出精度の低下を防
ぐことができる。

【００５２】［実施形態（２）］次に、本発明の実施形
態（２）を図７乃至図９に基づいて説明する。上記実施
形態（１）では、着火時期θf から所定時間ｔ0 経過後
に検出圧力Ｐｋ（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ ）との差
圧ΔＰ（θQ ）を算出し、この差圧ΔＰ（θQ ）から燃
料噴射量Ｑを算出するようにしたが、本実施形態（２）
では、図７に示すように、着火時期θf から所定時間ｔ
0 経過後の噴射量検出時期θQ までの期間中に、所定の
サンプリング間隔Δθ毎に検出圧力Ｐｋ（θ）と基準圧
力Ｐｂ（θ）との差圧ΔＰ（θ）を積算し、この差圧積
算値ΣΔＰ（θ）から燃料噴射量Ｑを算出するようにし
ている。

【００５３】図８の実験結果に示すように、着火時期θ
f から噴射量検出時期θQ までの差圧積算値ΣΔＰ
（θ）と燃料噴射量Ｑとの関係を直線（比例式）で近似
することができ、燃料噴射量Ｑを次式により簡単に算出
することができる。 Ｑ＝α×ΣΔＰ（θ） 上式において、αは比例定数（直線の傾き）である。
尚、燃料噴射量Ｑの検出精度を更に高めるために、差圧
積算値ΣΔＰ（θ）と燃料噴射量Ｑとの関係を２次関数
以上の高次関数（曲線）で近似するようにしても良い。

【００５４】本実施形態（２）で実行する図９の燃料噴
射量検出プログラムは、前記実施形態（１）で実施した
図５のステップ１１０〜１１２の処理を、ステップ１１
３〜１１７の処理に変更したものでり、これ以外のステ
ップは図５と同じである。本プログラムでは、噴射量検
出時期θQ 算出後（ステップ１０９）、クランク角θが
着火時期θf に達した時点で、ステップ１１３からステ
ップ１１４に進み、差圧ΔＰ（θ）を次式により算出す
る。 ΔＰ（θ）＝Ｐｋ（θ）−Ｐｂ（θ）

【００５５】次のステップ１１５で、今回までの差圧積
算値ΣΔＰ（θi ）を、前回までの差圧積算値ΣΔＰ
（θi-1 ）に今回の差圧ΔＰ（θi ）を加算して求め
る。 ΣΔＰ（θi ）＝ΣΔＰ（θi-1 ）＋ΔＰ（θi ） この後、ステップ１１６に進み、クランク角θを噴射量
検出時期θQ と比較し、噴射量検出時期θQ に達してい
なければ、上記ステップ１１４に戻り、差圧ΔＰ（θ）
の積算処理を繰り返す（ステップ１１４，１１５）。

【００５６】その後、クランク角θが噴射量検出時期θ
Q に達した時点で、ステップ１１６からステップ１１７
に進み、予め求めた比例定数αをメモリから読み出し、
この比例定数αに差圧積算値ΣΔＰ（θ）を乗算して燃
料噴射量Ｑを求め、本プログラムを終了する。 Ｑ＝α×ΣΔＰ（θ） 尚、比例定数αは、エンジン運転条件に応じて補正する
ようにしても良い。

【００５７】以上説明した実施形態（２）の燃料噴射量
検出処理では、着火時期θf から所定時間ｔ0 経過後の
噴射量検出時期θQ までの期間中に差圧ΔＰ（θ）を積
算し、その差圧積算値ΣΔＰ（θ）から燃料噴射量Ｑを
算出するので、筒内圧力センサ１５の出力にノイズ等が
重畳して差圧ΔＰ（θ）のデータが一時的にばらついて
いたとしても、その影響を小さく抑えて燃料噴射量Ｑを
精度良く算出することができる。

【００５８】尚、着火時期θf 以前のクランク角におけ
る差圧ΔＰ（θ）がほぼ０と見なせる場合は、ステップ
１１３の処理を省略して、噴射量検出時期θQ の算出後
（ステップ１０９）、着火時期θf を待たずに、差圧Δ
Ｐ（θ）の積算処理（ステップ１１４、１１５）を開始
しても良い。

【００５９】［実施形態（３）］前記実施形態（１）で
は、着火時期θf から所定時間ｔ0 経過後のクランク角
を噴射量検出時期θQ としたが、本発明の実施形態
（３）では、図１０に示すように、噴射量検出時期θQ
を着火時期によらず予め決めておいた着火時期以後の所
定のクランク角とし、この噴射量検出時期θQ における
検出圧力Ｐｋ（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ ）との差圧
ΔＰ（θQ ）から燃料噴射量Ｑを算出するようにしてい
る。

【００６０】このようにすれば、噴射量検出時期θQ を
算出する必要がなくなるため、図５の燃料噴射量検出プ
ログラムにおいて、ステップ１０９の処理を省略するこ
とができて、計算量を少なくすることができ、ＥＣＵ１
９のＣＰＵ負荷を軽減することができる。尚、本発明
は、検出した着火時期θf のクランク角に所定のクラン
ク角を加算して得られたクランク角を噴射量検出時期θ
Q としても良い。

【００６１】［実施形態（４）］前記実施形態（２）で
は、着火時期θf から所定時間ｔ0 経過後までの差圧Δ
Ｐ（θ）を積算したが、本発明の実施形態（４）では、
図１１に示すように、噴射量検出時期θQ を着火時期に
よらず予め決めておいた着火時期以後の所定のクランク
角とし、着火時期θf からこの噴射量検出時期θQ まで
の期間中に、所定のサンプリング間隔Δθ毎に差圧ΔＰ
（θ）を積算し、その差圧積算値ΣΔＰ（θ）から燃料
噴射量Ｑを算出するようにしている。

【００６２】このようにすれば、図９の燃料噴射量検出
プログラムにおいて、ステップ１０９の処理を省略する
ことができ、計算量を少なくすることができる。尚、こ
の場合も、検出した着火時期θf のクランク角に所定の
クランク角を加算して得られたクランク角を噴射量検出
時期θQ としても良い。

【００６３】［実施形態（５）］次に、本発明の実施形
態（５）を図１２及び図１３に基づいて説明する。前記
実施形態（１）では、噴射量検出時期θQ における検出
圧力Ｐｋ（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ ）との差圧ΔＰ
（θQ ）から燃料噴射量を算出したが、本実施形態
（５）では、図１２に示すように、噴射量検出時期θQ
において、検出圧力Ｐｋ（θQ ）と基準圧力Ｐｂ（θQ
）との差圧ΔＰ（θQ ）の上昇率ｄΔＰ（θQ ）／ｄ
ｔを算出し、この差圧上昇率ｄΔＰ（θQ ）／ｄｔから
燃料噴射量Ｑを算出するようにしている。

【００６４】図１３の実験結果に示すように、着火時期
θf から所定時間ｔ0 経過後の噴射量検出時期θQ にお
ける差圧上昇率ｄΔＰ（θQ ）／ｄｔと燃料噴射量Ｑと
の関係を直線（比例式）で近似することができ、燃料噴
射量Ｑを次式により簡単に算出することができる。 Ｑ＝α×ｄΔＰ（θQ ）／ｄｔ 上式において、αは比例定数（直線の傾き）である。
尚、燃料噴射量Ｑの検出精度を更に高めるために、差圧
上昇率ｄΔＰ（θQ ）／ｄｔと燃料噴射量Ｑとの関係を
２次関数以上の高次関数（曲線）で近似するようにして
も良い。

【００６５】筒内圧力センサ１５の出力特性にオフセッ
ト誤差が生じ、差圧ΔＰ（θQ ）にオフセット誤差が含
まれたとしても、差圧上昇率ｄΔＰ（θQ ）／ｄｔを求
めると、オフセット誤差をほぼキャンセルすることがで
きるため、本実施形態（５）のように、差圧上昇率ｄΔ
Ｐ（θQ ）／ｄｔから燃料噴射量を算出すれば、筒内圧
力センサ１５のオフセット誤差の影響を小さく抑えて燃
料噴射量Ｑを精度良く算出することができる。

【００６６】［実施形態（６）］ところで、１サイクル
内にエンジン出力発生のためのメイン噴射とそれに先立
つパイロット噴射とを行う燃料噴射システムでは、上記
実施形態（１）乃至（５）のいずれかの方法を用いてパ
イロット噴射の燃料噴射量を算出する場合に、メイン噴
射燃料の着火後に前述した噴射量検出時期θQ を設定し
たのでは、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響
を受けてしまい、パイロット噴射の燃料噴射量を精度良
く算出することができない。

【００６７】この対策として、本発明の実施形態（６）
では、上記実施形態（１）乃至（５）のいずれかの方法
を用いてパイロット噴射の燃料噴射量Ｑp を算出する際
に、図１４に示すように、パイロット噴射量検出時期θ
Qpをメイン噴射燃料の着火時期θfm又はそれ以前に設定
し、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受け
ない差圧ΔＰ（θQp）に基づいてパイロット噴射の燃料
噴射量Ｑp を算出するようにしている。

【００６８】このようにすれば、メイン噴射燃料の燃焼
による圧力上昇の影響を受けずにパイロット噴射の燃料
噴射量Ｑp を精度良く算出することができる。尚、メイ
ン噴射量検出時期θQmは、上記実施形態（１）乃至
（５）のいずれかの方法で設定すれば良い。

【００６９】［実施形態（７）］また、本発明の実施形
態（７）では、１サイクル内に複数回（例えば３回）の
燃料噴射を行うシステムにおいて、上記実施形態（１）
乃至（５）のいずれかの方法を用いて燃料噴射量を算出
する場合、図１５に示すように、各噴射量検出時期θQ
を設定する。

【００７０】具体的には、１回目の噴射量検出時期θQ1
を２回目の噴射燃料の着火時期θf2又はそれ以前に設定
し、２回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受
けない差圧ΔＰ（θQ1）に基づいて１回目の噴射の燃料
噴射量Ｑ1 を算出する。

【００７１】同様に、２回目の噴射量検出時期θQ2を３
回目の噴射燃料の着火時期θf3又はそれ以前に設定し、
３回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けな
い差圧ΔＰ（θQ2）に基づいて、１回目の噴射の一部と
２回目の噴射とを合わせた燃料噴射量Ｑ2 を算出する。
尚、３回目の噴射量検出時期θQ3は、上記実施形態
（１）〜（５）のいずれかの方法で設定すれば良い。

【００７２】一般に、１サイクル内に複数回の燃料噴射
を行う場合は、Ｎ回目（Ｎは２以上の整数）の噴射燃料
の着火時期又はそれ以前に、（Ｎ−１）回目の噴射量検
出時期θQN-1を設定すれば良く、これにより、Ｎ回目の
噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けずに、（Ｎ
−１）回目以前の噴射の燃料噴射量ＱN-1 を精度良く算
出することができる。

【００７３】尚、排気管に排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化
物）を浄化するＮＯｘ触媒（図示せず）を設け、メイン
噴射後の膨張行程でポスト噴射を行ってＮＯｘ触媒に燃
料（ＨＣ）を還元剤として供給するシステムでは、本実
施形態（７）を適用することで、ポスト噴射燃料の燃焼
量を検出することができ、この燃焼量を少なくするよう
に、ポスト噴射時期を制御することで、ＮＯｘ浄化率を
向上できる。

【００７４】［実施形態（８）］次に、本発明の実施形
態（８）を図１６乃至図１９に基づいて説明する。筒内
圧力センサ１５は、温度等の使用条件によって出力特性
にオフセット誤差が生じることがあり［図１６（ａ）参
照］、これが燃料噴射量の検出精度を低下させる原因と
なる。このオフセット誤差は次のようにして求めること
ができる。

【００７５】ここで、オフセット誤差をｂ、着火前のク
ランク角θ1 ，θ2 （但し、θ1 ＜θ2 ＜θ0 ）におけ
る検出圧力をそれぞれＰｓ（θ1 ），Ｐｓ（θ2 ）、真
の筒内圧力をそれぞれＰｔ（θ1 ），Ｐｔ（θ2 ）とす
ると、次式のように表すことができる。 Ｐｓ（θ1 ）＝Ｐｔ（θ1 ）＋ｂ ……（１） Ｐｓ（θ2 ）＝Ｐｔ（θ2 ）＋ｂ ……（２）

【００７６】また、クランク角θ1 からθ2 までの筒内
空気の状態変化を断熱変化と仮定すると、次式のように
表すことができる。 Ｐｔ（θ1 ）×｛Ｖ（θ1 ）｝γ ＝Ｐｔ（θ2 ）×｛Ｖ（θ2 ）｝γ Ｐｔ（θ2 ）／Ｐｔ（θ1 ）＝｛Ｖ（θ1 ）／Ｖ（θ2 ）｝γ ＝Ｋ ……（３） ここで、Ｖ（θ）は筒内容積、γは比熱比、ＫはＶ
（θ）とγから決まる定数である。

【００７７】上記（１）〜（３）式を解くと、オフセッ
ト誤差ｂは次式により算出することができる。 ｂ＝１／（Ｋ−１）×｛Ｋ×Ｐｓ（θ1 ）−Ｐｓ（θ2 ）｝ ……（４） このオフセット誤差ｂを筒内圧力センサ１５の出力から
減算すれば、筒内圧力センサ１５の出力のオフセット誤
差を補正することができる。

【００７８】また、筒内圧力センサ１５の出力特性は、
使用条件、経時変化等により圧力変化に対するゲイン
（出力感度）が変化することがあり（図１７参照）、こ
れによっても燃料噴射量の検出精度が低下する。このゲ
イン誤差は、次のようにして求めることができる。

【００７９】ここで、ゲイン誤差をａ、算出クランク角
θ0 におけるモータリング圧力の標準値をＰｍｔ（θ0
）、モータリング圧力の検出値をＰｍｓ（θ0 ）とす
ると、次式のように表すことができる。尚、モータリン
グ圧力の標準値Ｐｍｔ（θ0 ）は、算出クランク角θ0
における標準的なモータリング圧力であり、予め設計デ
ータに基づいて設定したり、或は、初期状態（劣化前）
の筒内圧力センサ１５で検出したモータリング圧力を用
いるようにしても良い。 Ｐｍｓ（θ0 ）＝ａ×Ｐｍｔ（θ0 ）

【００８０】従って、ゲイン誤差ａは次式により算出す
ることができる。 ａ＝Ｐｍｓ（θ0 ）／Ｐｍｔ（θ0 ） ……（５） このゲイン誤差ａで筒内圧力センサ１５の出力を割り算
することで、筒内圧力センサ１５の出力をゲイン誤差を
補正することができる。尚、モータリング圧力の検出値
Ｐｍｓ（θ0 ）は、エンジン回転数等のエンジン運転条
件によって変化するため、標準値Ｐｍｔ（θ0 ）をエン
ジン運転条件毎に設定して、その時のエンジン運転条件
に応じた標準値Ｐｍｔ（θ0 ）を選択するようにしても
良い。

【００８１】本実施形態（８）では、ＥＣＵ１９は、図
１８及び図１９に示す燃料噴射量検出プログラムを実行
することで、上記（４），（５）式を用いて筒内圧力セ
ンサ１５の出力特性のオフセット誤差及びゲイン誤差を
補正するオフセット誤差補正手段及びゲイン誤差補正手
段として機能すると共に、オフセット誤差及びゲイン誤
差を補正した差圧を用いて燃料噴射量の算出を行う。

【００８２】図１８及び図１９の燃料噴射量検出プログ
ラムは、所定時間毎又は所定クランク角毎に実行され
る。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０
１で、モータリング圧力Ｐｍ（θ）の波形を更新する。
これにより、筒内圧力センサ１５の出力特性の経時変化
に対応してモータリング圧力Ｐｍ（θ）が更新される。
尚、モータリング圧力Ｐｍ（θ）の更新は、前記実施形
態（１）と同じく、燃料噴射カット中に所定の運転条件
が成立した時に、１サイクル分だけ筒内圧力センサ１５
の出力を読み込み、ＥＣＵ１９の不揮発性メモリに記憶
されたモータリング圧力Ｐｍ（θ）の記憶データを更新
する。

【００８３】この後、ステップ３０２で、ＥＣＵ１９の
不揮発性メモリに記憶されたモータリング圧力Ｐｍ（θ
1 ），Ｐｍ（θ2 ）を読み出し、モータリング圧力Ｐｍ
（θ）のオフセット誤差ｂｍを次式により算出する。 ｂｍ＝１／（Ｋ−１）×｛Ｋ×Ｐｍ（θ1 ）−Ｐｍ（θ
2 ）｝

【００８４】次のステップ３０３で、このオフセット誤
差ｂｍを用いてモータリング圧力Ｐｍ（θ）のオフセッ
ト誤差を次式により補正する。 Ｐｍ’（θ）＝Ｐｍ（θ）−ｂｍ このようにして求められたオフセット誤差補正後のモー
タリング圧力Ｐｍ’（θ）は、本プログラムが終了する
までＥＣＵ１９のＲＡＭ等のメモリに一時的に記憶して
おく。

【００８５】この後、クランク角θがクランク角θ1 と
なった時に、検出圧力Ｐｋ（θ1 ）を検出し、その後、
クランク角θがクランク角θ2 となった時に、検出圧力
Ｐｋ（θ2 ）を検出し、検出圧力Ｐｋ（θ）のオフセッ
ト誤差ｂｋを次式により算出する（ステップ３０４〜３
０８）。 ｂｋ＝１／（Ｋ−１）×｛Ｋ×Ｐｋ（θ1 ）−Ｐｋ（θ
2 ）｝

【００８６】この後、クランク角θが算出クランク角θ
0 となった時に、図１９のステップ３０９からステップ
３１０に進み、算出クランク角θ0 におけるオフセット
誤差補正後のモータリング圧力Ｐｍ’（θ0 ）と、算出
クランク角θ0 におけるモータリング圧力の標準値Ｐｍ
ｔ（θ0 ）とをＥＣＵ１９の不揮発性メモリから読み出
し、ゲイン誤差ａを次式により算出する。 ａ＝Ｐｍ’（θ0 ）／Ｐｍｔ（θ0 ）

【００８７】次のステップ３１１で、オフセット誤差ｂ
ｋを用いて検出圧力Ｐｋ（θ0 ）のオフセット誤差を次
式により補正する。 Ｐｋ’（θ0 ）＝Ｐｋ（θ0 ）−ｂｋ

【００８８】この後、ステップ３１２で、オフセット誤
差補正後の検出圧力Ｐｋ’（θ0 ）とオフセット誤差補
正後のモータリング圧力Ｐｍ’（θ0 ）との圧力比Ｈ’
を次式により算出する。 Ｈ’＝Ｐｋ’（θ0 ）／Ｐｍ’（θ0 ） この後、ステップ３１３に進み、噴射量検出時期θQ を
算出する。算出方法は、前記実施形態（１）と同じく、
着火時期θf から所定時間ｔ0 経過後に相当するクラン
ク角θQ を算出する。

【００８９】この後、クランク角θが噴射量検出時期θ
Q となった時に、ステップ３１４からステップ３１５に
進み、オフセット誤差ｂｋを用いて検出圧力Ｐｋ（θQ
）のオフセット誤差を次式により補正する。 Ｐｋ’（θQ ）＝Ｐｋ（θQ ）−ｂｋ

【００９０】次のステップ３１６で、オフセット誤差補
正後の基準圧力Ｐｂ’（θQ ）を次式により算出する。 Ｐｂ’（θQ ）＝Ｈ’×Ｐｍ’（θQ ）

【００９１】次のステップ３１７で、ゲイン誤差ａを用
いて、オフセット誤差補正後の検出圧力Ｐｋ’（θQ ）
と基準圧力Ｐｂ’（θQ ）との差圧ΔＰ’（θQ ）のゲ
イン誤差を次式により補正する。 ΔＰ’（θQ ）＝１／ａ×｛Ｐｋ’（θQ ）−Ｐｂ’
（θQ ）｝ このようにして算出された差圧ΔＰ’（θQ ）は、オフ
セット誤差とゲイン誤差の両方が補正された値となる。

【００９２】この後、ステップ３１８で、補正後の差圧
ΔＰ’（θQ ）に比例定数αを乗算して燃料噴射量Ｑを
求め、本プログラムを終了する。 Ｑ＝α×ΔＰ’（θQ ）

【００９３】以上説明した実施形態（８）では、使用条
件や経時変化によって筒内圧力センサ１５の出力にオフ
セット誤差やゲイン誤差が発生しても、そのオフセット
誤差やゲイン誤差を求めて、検出圧力、モータリング圧
力及び差圧を補正するので、筒内圧力センサ１５の出力
のオフセット誤差やゲイン誤差を取り除いたデータを用
いて燃料噴射量を算出することができ、より高精度な燃
料噴射量検出が可能である。

【００９４】尚、上記実施形態（８）では、一点のクラ
ンク角θ0 におけるモータリング圧力の標準値Ｐｍｔ
（θ0 ）を記憶しておき、一点のクランク角θ0 でゲイ
ン誤差ａを求めたが、モータリング圧力の標準値Ｐｍｔ
（θ）の波形を記憶しておき、２点以上のクランク角で
ゲイン誤差を求め、それらの平均値をゲイン誤差として
用いるようにしても良い。

【００９５】また、上記実施形態（８）では、検出圧力
とモータリング圧力の両方のオフセット誤差を補正した
後、オフセット誤差補正後の検出圧力と基準圧力との差
圧のゲイン誤差を補正するようにしたが、これとは反対
に、ゲイン誤差を補正してから、オフセット誤差を補正
するようにしても良く、また、筒内圧力センサ１５の出
力を読み込む段階で、オフセット誤差とゲイン誤差の両
方を補正するようにしても良く、要は、差圧を用いて燃
料噴射量を算出するまでに、オフセット誤差とゲイン誤
差を補正すれば良い。或は、オフセット誤差とゲイン誤
差のいずれか一方のみを補正するようにしても良い。

【００９６】［実施形態（９）］筒内圧力センサ１５の
出力特性にゲイン誤差が生じている場合には、差圧ΔＰ
や検出圧力Ｐｋにもそれぞれ同じゲイン誤差が含まれる
ので、差圧ΔＰを検出圧力Ｐｋで徐算すれば、ゲイン誤
差をほぼキャンセルすることができる。

【００９７】この点に着目して、本発明の実施形態
（９）は、上記各実施形態（１）〜（７）において、差
圧ΔＰの代わりに、差圧ΔＰを着火前のクランク角θZ
における検出圧力Ｐｋ（θZ ）で徐算して無次元化した
値ΔＰ／Ｐｋ（θZ ）を用いる。このようにすれば、ゲ
イン誤差の大きい筒内圧力センサ１５を用いた場合で
も、ゲイン誤差をほぼキャンセルした無次元データに基
づいて燃料噴射量を精度良く算出することができる。

【００９８】尚、上記各実施形態では、モータリング圧
力Ｐｍを所定時間Ｔ１経過毎に更新するようにしたが、
所定走行距離経過毎に更新するようにしても良い。ま
た、筒内圧力センサ１５は、燃料噴射弁１２やグロープ
ラグ（図示せず）と一体型のものを用いるようにしても
良い。

【００９９】また、上記各実施形態では、筒内圧力セン
サ１５が設けられた代表気筒について燃料噴射量の検出
を行うようにしたが、筒内圧力センサ１５を全気筒に設
けて、各気筒毎に燃料噴射量検出プログラムを実行し
て、各気筒毎に燃料噴射量を検出するようにしても良
い。

【０１００】また、上記各実施形態では、本発明をコモ
ンレース式の噴射システムをもつ４気筒のディーゼルエ
ンジンに適用したが、コモンレール式以外の噴射システ
ムのディーゼルエンジンや４気筒以外のディーゼルエン
ジンに本発明を適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるシステム全体
の概略構成を示す図である。

【図２】検出圧力と基準圧力とモータリング圧力の波形
を示す図である。

【図３】実施形態（１）の燃料噴射量の算出方法を説明
するための図である。

【図４】差圧と燃料噴射量との関係を示す図である。

【図５】実施形態（１）の燃料噴射量検出プログラムの
処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】実施形態（１）と比較例について検出圧力と基
準圧力の特性を説明する図で、（ａ）はエンジン低負荷
時の図、（ｂ）はエンジン高負荷時の図である。

【図７】実施形態（２）の燃料噴射量の算出方法を説明
するための図である。

【図８】差圧積算値と燃料噴射量との関係を示す図であ
る。

【図９】実施形態（２）の燃料噴射量検出プログラムの
処理の流れを示すフローチャートである。

【図１０】実施形態（３）の燃料噴射量の算出方法を説
明するための図である。

【図１１】実施形態（４）の燃料噴射量の算出方法を説
明するための図である。

【図１２】実施形態（５）の燃料噴射量の算出方法を説
明するための図である。

【図１３】差圧上昇率と燃料噴射量との関係を示す図で
ある。

【図１４】実施形態（６）のパイロット噴射の燃料噴射
量の算出方法を説明するための図である。

【図１５】実施形態（７）の１サイクル内に複数回の燃
料噴射を行うシステムで燃料噴射量を算出する方法を説
明するための図である。

【図１６】（ａ）はオフセット誤差補正前の筒内圧力セ
ンサの出力特性を示す図、（ｂ）はオフセット誤差補正
後の筒内圧力センサの出力特性を示す図である。

【図１７】筒内圧力センサの出力特性のゲイン誤差につ
いて説明するための図である。

【図１８】実施形態（８）の燃料噴射量検出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート（その１）である。

【図１９】実施形態（８）の燃料噴射量検出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート（その２）である。

【符号の説明】

１１…ディーゼルエンジン（内燃機関）、１２…燃料噴
射弁、１５…筒内圧力センサ（筒内圧力検出手段）、１
６…クランク角センサ、１９…ＥＣＵ（基準圧力算出手
段，燃料噴射量算出手段，オフセット誤差補正手段，ゲ
イン誤差補正手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 兼仁 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小島 大輔 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA33 CA00 DA04 DA13 EA05 EA06 EA07 EB06 EB12 EB22 EB24 EC04 FA13 FA21 FA38 3G301 HA02 JA19 JA20 JB10 KA26 MA24 NA04 NA08 NC01 NC08 ND02 PB03Z PC01Z PE03Z

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段
   で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する
   内燃機関の燃料噴射量検出装置において、 前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒
   内圧力（以下「モータリング圧力」という）に基づい
   て、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力
   （以下「基準圧力」という）を算出する基準圧力算出手
   段と、 前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力（以下
   「検出圧力」という）と前記基準圧力とに基づいて燃料
   噴射量を算出する噴射量算出手段とを備えていることを
   特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。
2. 【請求項２】 前記筒内圧力検出手段は、燃料噴射カッ
   ト時の筒内圧力を前記モータリング圧力として検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射
   量検出装置。
3. 【請求項３】 前記基準圧力算出手段は、前記検出圧力
   と前記モータリング圧力との圧力比から求めた係数を前
   記モータリング圧力に乗算して前記基準圧力を算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃
   料噴射量検出装置。
4. 【請求項４】 前記基準圧力算出手段は、前記圧力比を
   燃料着火前の少なくとも一点のクランク角で算出するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射量
   検出装置。
5. 【請求項５】 前記筒内圧力検出手段により複数のクラ
   ンク角で検出した複数の検出圧力に基づいて前記筒内圧
   力検出手段の出力特性のオフセット誤差を算出し、この
   オフセット誤差の分だけ前記筒内圧力検出手段の出力特
   性を補正するオフセット誤差補正手段を備えていること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機
   関の燃料噴射量検出装置。
6. 【請求項６】 燃料噴射カット毎に所定条件下で前記筒
   内圧力検出手段により前記モータリング圧力を検出して
   該モータリング圧力の記憶値を更新するモータリング圧
   力更新手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至
   ５のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
7. 【請求項７】 前記筒内圧力検出手段により少なくとも
   一点のクランク角で検出した前記モータリング圧力をそ
   の標準値と比較することで前記筒内圧力検出手段の出力
   特性のゲイン誤差を求め、このゲイン誤差の分だけ前記
   筒内圧力検出手段の出力特性を補正するゲイン誤差補正
   手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のい
   ずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
8. 【請求項８】 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期
   から所定時間経過後における前記検出圧力と前記基準圧
   力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴
   とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の燃
   料噴射量検出装置。
9. 【請求項９】 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期
   から所定時間経過後までの前記検出圧力と前記基準圧力
   との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃
   料噴射量を算出することを特徴とする請求項１乃至７の
   いずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
10. 【請求項１０】 前記噴射量算出手段は、所定のクラン
    ク角における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基
    づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項１
    乃至７のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装
    置。
11. 【請求項１１】 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時
    期から所定のクランク角までの前記検出圧力と前記基準
    圧力との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づい
    て燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項１乃至
    ７のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
12. 【請求項１２】 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時
    期から所定時間経過後における前記検出圧力と前記基準
    圧力との差圧の上昇率に基づいて燃料噴射量を算出する
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内
    燃機関の燃料噴射量検出装置。
13. 【請求項１３】 １サイクル内に機関出力発生のための
    メイン噴射とそれに先立つパイロット噴射とを行う燃料
    噴射装置を備え、 前記噴射量算出手段は、前記メイン噴射燃料の着火時期
    又はそれ以前における前記検出圧力と前記基準圧力との
    差圧に基づいて前記パイロット噴射の燃料噴射量を算出
    することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記
    載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
14. 【請求項１４】 １サイクル内に複数回の燃料噴射を行
    う燃料噴射装置を備え、 前記噴射量算出手段は、Ｎ回目（Ｎは２以上の整数）の
    噴射燃料の着火時期又はそれ以前における前記検出圧力
    と前記基準圧力との差圧に基づいて（Ｎ−１）回目以前
    の噴射の燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項
    １乃至１２のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検
    出装置。
15. 【請求項１５】 前記噴射量算出手段は、燃料噴射量の
    算出時に用いる前記検出圧力と前記基準圧力との差圧
    を、着火前の前記検出圧力で徐算して無次元化し、その
    値に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請
    求項１乃至１４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射
    量検出装置。