JP2000320370A

JP2000320370A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2000320370A
Application number: JP11129867A
Authority: JP
Inventors: Tamon Tanaka; 多聞田中; Hiroshi Mushigami; 広志虫上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料噴射装置に関し、各噴射弁毎
の噴射特性の違いを考慮して噴射量の均一化を図ること
で排ガス特性を良好にすることができるようにする。【解決手段】圧力変更手段８ａ，３２により蓄圧室３
内の圧力を第一の圧力に変更して、そのときの各気筒に
おける実噴射量を噴射量算出手段３１により算出し、次
に、圧力変更手段８ａ，３２により蓄圧室３内の圧力を
第二の圧力に変更して、そのときの各気筒における実噴
射量を噴射量算出手段３１により算出する。そして、噴
射特性推定手段４０により蓄圧室３Ｂ内の圧力が第一の
圧力のときの実噴射量と蓄圧室の圧力が第二の圧力のと
きの実噴射量とに基づいて蓄圧室３内の圧力に対する各
噴射弁４の噴射特性を推定し、噴射特性推定手段４０の
推定結果に基づき補正手段３６により噴射制御手段３７
による各噴射弁４の駆動状態を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射装置に関し、特に各気筒毎に噴射弁をそなえた内燃機
関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両にそなえられる内
燃機関においては、各気筒毎に噴射弁をそなえ気筒毎に
燃料を噴射する形式の燃料噴射装置をそなえたものが主
流になっている。例えば従来から実用化されているもの
としてはマルチポイントインジェクションエンジンがあ
り、また、近年では筒内噴射型ガソリンエンジンや直噴
ディーゼルエンジンのように各気筒内に直接燃料を噴射
する噴射弁をそなえたものが実用化されている。

【０００３】この種の内燃機関の燃料噴射装置では、排
ガス特性の向上のため燃料噴射量は各気筒間で均一にす
ることが望まれる。しかしながら、製造誤差等により噴
射弁の噴射量には個体間でのバラツキがあり、必ずしも
噴射弁の開弁時間を一律にするだけでは各気筒間の燃料
噴射量を均一にすることはできない。したがって、噴射
弁の開弁時間を設定する際には噴射量のバラツキを考慮
した補正を施す必要がある。

【０００４】そこで、従来、気筒間での噴射量のバラツ
キとそれに起因する気筒間での発生トルクのアンバラン
スに伴う回転速度の変動との関係から、各噴射弁の噴射
量のバラツキを推定して補正するようにした技術が種々
提案されている。例えば、特開平６−１０１５３２号公
報に開示されたディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関
する技術では、冷却水温や潤滑油温が所定温度以上とな
りフリクションの影響が無視できるときに回転速度がほ
ぼ一定となるよう各噴射弁の噴射量を補正し、そのとき
の各気筒毎の補正量を各噴射弁固有の不均一量として学
習し、この学習値に基づいて通常時の噴射量を補正する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術（特開平６−１０１５３２号）では、フリクション
の影響については考慮しているもののレール圧の影響ま
では考慮していない。すなわち、コモンレール内のレー
ル圧は運転状態に応じて制御されるが、噴射弁のレール
圧に対する噴射特性は個々の噴射弁について個体差があ
る。したがって、アイドリング時の一定レール圧の下で
回転変動が抑制されたとしても必ずしも噴射量を均一に
できたとは言えず、レール圧が異なる通常走行時には噴
射特性の違いに応じて噴射量にもバラツキが生じてしま
うことになる。つまり、各気筒毎の噴射量の均一化、即
ち排ガス特性の改善にはさらに余地がある。

【０００６】そこで、本発明は、各噴射弁毎の噴射特性
の違いを考慮して噴射量の均一化を図ることで排ガス特
性を良好にすることができるようにした、内燃機関の燃
料噴射装置を提供することを目的する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の燃料噴射装置では、噴射制御手
段により内燃機関の運転状態に基づき蓄圧室から供給さ
れる燃料を各噴射弁から気筒内に噴射するが、まず、圧
力変更手段により蓄圧室内の圧力を第一の圧力に変更し
て、そのときの各気筒における実噴射量を噴射量算出手
段により算出する。次に、圧力変更手段により蓄圧室内
の圧力を第二の圧力に変更して、そのときの各気筒にお
ける実噴射量を噴射量算出手段により算出する。そし
て、噴射特性推定手段により蓄圧室の圧力が第一の圧力
のときの実噴射量と蓄圧室の圧力が第二の圧力のときの
実噴射量とに基づいて蓄圧室の圧力に対する各噴射弁の
噴射特性を推定し、噴射特性推定手段の推定結果に基づ
き補正手段により噴射制御手段による各噴射弁の駆動状
態を補正する。

【０００８】なお、好ましくは、噴射特性検知手段によ
る噴射特性の検知はアイドル時に行ない、第一の圧力は
アイドル時の目標圧力とし、第二の圧力は第一の圧力よ
りも高い圧力とする。より好ましくは、噴射量算出手段
は、各気筒のＴＤＣ（上死点）前後における回転速度の
変動に基づいて各気筒における実噴射量を算出し、噴射
特性検知手段は、噴射量算出手段の算出結果に基づき各
噴射弁毎の不均一量を算出して算出した不均一量に基づ
き各噴射弁の噴射特性を検知する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の一実施形態
としての内燃機関の燃料噴射装置を示すものであり、こ
こでは、直列４気筒型ディーゼルエンジンのコモンレー
ル式燃料噴射装置として本発明の内燃機関の燃料噴射装
置を構成した場合について示している。

【００１０】図１に示すように、本コモンレール式燃料
噴射装置１は、サプライポンプ２，蓄圧室としてのコモ
ンレール３，噴射弁としてのインジェクタ４及びこれら
を制御するＥＣＵ５と各種のセンサとから構成されてい
る。サプライポンプ２は、燃料タンク６内から燃料を吸
い上げ、加圧してコモンレール３に圧送する装置であ
り、燃料を燃料タンク６内から吸い上げるフィードポン
プ（低圧ポンプ）７と、フィードポンプ７が吸い上げた
燃料を加圧してコモンレール３に圧送する高圧ポンプ８
とから構成されている。フィードポンプ７としてはベー
ンポンプが用いられ、ベーンをそなえたロータの回転に
より連続的に燃料を吸入圧縮して高圧ポンプ８へ吐出す
るようになっている。高圧ポンプ８としてはプランジャ
ポンプが用いられ、プランジャの往復動によりプランジ
ャ室内に燃料を吸入して圧縮し、逆止弁８ｂを通してコ
モンレール３へ圧送するようになっている。

【００１１】高圧ポンプ８からコモンレール３への燃料
の圧送タイミングは、主噴射によるレール圧低下を抑制
して噴射特性の悪化を防止するため、後述するインジェ
クタ４の主噴射タイミングに同期又はほぼ同期するよう
になっている。なお、本実施形態では、フィードポンプ
７におけるロータ，高圧ポンプ８におけるプランジャ
は、エンジンのクランクシャフトに連結されたカムシャ
フトによって駆動されるようになっている。

【００１２】また、高圧ポンプ８には吐出量制御弁（Ｐ
ＣＶ：Pump Control Valve）８ａがそなえられている。
ＰＣＶ８ａはプランジャ室とフィードポンプ７からの供
給配管１０との間の連通を制御する電磁弁であり、プラ
ンジャの上昇時にＰＣＶ８ａを閉じることによりプラン
ジャ室が密閉され燃料が昇圧されるようになっている。
そして、ＰＣＶ８ａの開閉タイミングを変化させること
で高圧ポンプ８からコモンレール３への吐出量が制御さ
れ、コモンレール３内の蓄圧燃料の圧力（レール圧）が
調整されるようになっている。なお、燃料タンク６とサ
プライポンプ２とを結ぶ供給配管１２上には、フィルタ
１３がそなえられている。燃料タンク６内の燃料はこの
フィルタ１３により不純物を除去された後にサプライポ
ンプ２に吸入されるようになっている。

【００１３】コモンレール３は、サプライポンプ２から
供給された高圧燃料を蓄えておく装置であり、サプライ
ポンプ２とは高圧供給配管１４により連結されている。
また、コモンレール３にはレール圧センサ１５とプレッ
シャリミッタ１６とがそなえられている。レール圧セン
サ１５は、レール圧を検出する圧力センサであり、検出
したレール圧はＥＣＵ５へ出力されるようになってい
る。また、プレッシャリミッタ１６はレール圧が所定値
を越えたときに開く弁であり、レール圧が所定の上限値
に達したところで開弁して圧力を逃がし、所定の下限値
までレール圧が低下したところで閉弁してレール圧を維
持するようになっている。なお、プレッシャリミッタ１
６から排出された燃料は、リターン配管１７により燃料
タンク６へ戻されるようになっている。

【００１４】インジェクタ４は、エンジンの各気筒内に
直接燃料を噴射する装置であり、コモンレール３におい
て蓄圧された高圧燃料が高圧供給配管１８を介して供給
されるようになっている。図１では直列４気筒型エンジ
ンに本装置を適用した場合について示しており、インジ
ェクタ４は合計で４本そなえられている。また、コモン
レール３と各インジェクタ４とはそれぞれ独立した高圧
供給配管１８により連結されている。

【００１５】各インジェクタ４にはインジェクタ制御弁
４ａがそなえられている。インジェクタ制御弁４ａは、
噴射口であるノズル４ｂの開閉を制御するための電磁弁
であり、インジェクタ制御弁４ａへの通電が行なわれな
い状態ではノズル４ｂは開じられて噴射は行なわれない
ようになっている。一方、インジェクタ制御弁４ａへの
通電が行なわれるとノズル４ｂが開いて噴射が行なわれ
るようになっている。したがって、インジェクタ４から
の燃料噴射の開始／終了はインジェクタ制御弁４ａへの
通電の開始／終了により制御することができ、ＥＣＵ５
ではインジェクタ制御弁４ａへの通電タイミングを制御
することにより燃料噴射量や燃料噴射時期を制御するよ
うになっている。また、インジェクタ制御弁４ａにはそ
れぞれリターン配管１９が接続されている。リターン配
管１９はインジェクタ制御弁４ａの開閉動作に伴いオー
バーフローする燃料を燃料タンク６に戻すための配管で
あり、プレッシャリミッタ１６と燃料タンク６とを結ぶ
リターン配管１７に接続されている。

【００１６】また、リターン配管１７上の各インジェク
タ４からのリターン配管１９との接続部よりも下流側に
は燃温センサ２０がそなえられている。燃温センサ２０
は燃料温度を検出するセンサであり、検出した燃料温度
はＥＣＵ５へ出力されるようになっている。さらに、エ
ンジンの図示しないウオータージャケットには水温セン
サ２２がそなえられており、検出した水温をＥＣＵ５へ
出力するようになっている。

【００１７】次に、ＥＣＵ５について説明する。ＥＣＵ
５はその機能要素として回転速度算出手段３０，噴射量
算出手段３１，レール圧制御手段３２，インジェクタ制
御手段３３をそなえている。まず、回転速度算出手段３
０について説明すると、回転速度算出手段３０はエンジ
ンの回転速度Ｎe を算出する手段であり、図示しないク
ランクシャフトにそなえられたクランク角センサ２１か
ら入力されるパルスに基づき回転速度Ｎe を算出するよ
うになっている。

【００１８】具体的には、図２に示すように、クランク
角センサ２１はクランクシャフトの回転に連動して６°
ＣＡ（Crank Angle ）毎にパルスを出力し、９０°ＢＴ
ＤＣ（Before Top Dead Centre）付近の３個分だけはパ
ルスを出力しないようになっている。つまり、クランク
角センサ２１は１行程（クランクシャフト半回転）で２
７個のパルスを出力するようになっている。回転速度検
出手段３０では、まず９０°ＢＴＤＣ前の最後（２７番
目）のパルス入力から９０°ＢＴＤＣ後の最初（１番
目）のパルス入力までの時間ｔn1をタイマにより計測
し、９０°ＢＴＤＣにおける回転速度Ｎe を算出するよ
うになっている。そして、さらに９０°ＢＴＤＣ後の１
２番目のパルス入力から１６番目のパルス入力までの時
間ｔn2をタイマにより計測し、ＴＤＣ（上死点）での回
転速度Ｎe を算出するようになっている。回転速度検出
手段３０では、この９０°ＢＴＤＣ（前行程の９０°Ａ
ＴＤＣ）での回転速度Ｎe ，ＴＤＣ（上死点）での回転
速度Ｎe の計測を連続して行なうようになっている。

【００１９】噴射量算出手段３１は各気筒における実噴
射量を算出する手段である。噴射量算出手段３１では、
以下に説明する前提の下で回転速度算出手段３０で算出
された回転速度Ｎe の変化に基づき実噴射量を算出する
ようになっている。つまり、インジェクタ４から噴射さ
れた燃料は燃焼により熱エネルギとなり、そのうちの一
部が外部への仕事に用いられる。例えば、エンジンがア
イドリング状態の場合には、噴射燃料から得られたエネ
ルギはオルタネータ等の補機類の駆動やフリクションに
対する仕事等に用いられる。これらの外部仕事はアイド
リング状態では略一定と見なすことができ、アイドリン
グ時の燃料噴射量もこの一定の外部仕事に釣り合ったも
のを基準噴射量としている。

【００２０】実噴射量がこの基準噴射量と一致している
ならば、噴射燃料から得られるエネルギの内の有効部分
は全て過不足なく外部仕事に用いられ他に影響を及ぼす
ことはない。ところが、実噴射量が外部仕事に必要な量
よりも過剰なときにはエネルギが余ることになり、余っ
たエネルギはピストン，クランクシャフト等のエンジン
内部の慣性系の運動エネルギに変換される。このため、
エンジンの回転速度Ｎe はこの燃料噴射にかかる行程で
上昇することになる。逆に、実噴射量が外部仕事に必要
な量よりも少ないときにはエネルギが不足することにな
り、慣性系の運動エネルギの一部が不足分を補うために
用いられ、エンジンの回転速度Ｎe はこの燃料噴射にか
かる行程で低下することになる。

【００２１】上述した燃料噴射量Ｑと外部仕事Ｗと運動
エネルギＩ×ω²／２との関係をエネルギ保存側の式で
表すと次のようになる。ただし、ηは噴射量とエネルギ
との換算係数，Ｉはクランクシャフト等のエンジン内部
の慣性系の慣性モーメント，ω₁は燃料噴射前の角速
度，ω₃は燃料噴射後の角速度であり、Ｗはω₁の計測
時からω₃の計測時までにした外部仕事である。

【００２２】 ηＱ−Ｗ＝Ｉ×（ω₃ ²−ω₁ ²）／２・・・・・（１）ここで、換算係数η，外部仕事Ｗ，慣性モーメントＩが
一定であり、角速度ωが回転速度Ｎe から換算できるこ
とから、燃料噴射量Ｑは回転速度Ｎe を用いて次式で表
すことができる。ただし、Ａは定数であり計算若しくは
実験により設定する。Ｑ₀は基準噴射量であるがこの設
定方法については後述する。

【００２３】Ｑ＝Ａ×（Ｎe₃ ² −Ｎe₁ ² ）＋Ｑ₀ ・・・・・（２）以上のように実噴射量Ｑは燃料噴射前後の回転速度Ｎe
の二乗値の変動に基づき算出することができ、噴射量算
出手段３１では、上記の（２）式を用いて各気筒のイン
ジェクタ４から噴射された実噴射量を算出するようにな
っている。具体的には、燃料噴射前後の回転速度Ｎe₁，
Ｎe₃として、回転速度が極大となる９０°ＢＴＤＣにお
ける回転速度Ｎｅの検出値を用いて実噴射量Ｑを算出す
るようになっている。例えば、図３に示すように、第ｎ
気筒の実噴射量Ｑn を算出する場合には、第ｎ気筒が圧
縮行程の９０°ＢＴＤＣでの回転速度を噴射前回転速度
Ｎe₁とし、第ｎ気筒が膨張行程の９０°ＡＴＤＣでの回
転速度を噴射後回転速度Ｎe₃として実噴射量Ｑn を算出
するようになっている。

【００２４】噴射量算出手段３１では第１気筒（♯
１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒
（♯２）の順に各気筒それぞれ９回ずつ実噴射量Ｑn
（Ｑn1，Ｑn2，Ｑn3，Ｑn4，Ｑn5，Ｑn6，Ｑn7，Ｑn8，
Ｑn9）を算出して、ＲＡＭに記憶するようになってい
る。ただし、上記の算出処理はエンジンがアイドリング
状態のとき、すなわちエンジンが無負荷状態のときにの
み行なうようになっている。

【００２５】レール圧制御手段３２は、コモンレール３
内のレール圧を制御する手段であり、ＰＣＶ８ａへの通
電タイミングを制御してその開閉タイミングを変化させ
ることで高圧ポンプ８からコモンレール３への圧送量を
調整し、レール圧を変更するようになっている。つま
り、レール圧制御手段３２はＰＣＶ８ａとともに圧力変
更手段を構成している。レール圧制御手段３２では、検
出レール圧とエンジンの運転状態（エンジン回転速度，
噴射量等）に応じて設定される目標レール圧との偏差を
フィードバックしながら、目標レール圧と後述する目標
噴射量とに基づいてＰＣＶ８ａの通電時間を制御し、噴
射後の検出レール圧が目標レール圧に保たれるように高
圧ポンプ８からコモンレール３への高圧燃料の圧送量を
調整するようになっている。

【００２６】アイドリング時においては、レール圧制御
手段３２では二つの目標レール圧（第一の目標レール
圧，第二の目標レール圧）を設定するようになってい
る。第一の目標レール圧（例えば４００ｂａｒ）は通常
のアイドリング時の目標レール圧であり、噴射特性を検
知する場合には、まず、第一の目標レール圧に設定し、
第一の目標レール圧に設定した状態で噴射量算出手段３
１における実噴射量Ｑの算出が全て完了（最後のＱ29が
算出完了）した後に、第一の目標レール圧よりも高い第
二の目標レール圧（例えば８００ｂａｒ）に設定するよ
うになっている。

【００２７】次に、インジェクタ制御手段３３について
説明する。インジェクタ制御手段３３はインジェクタ４
のインジェクタ制御弁４ａへの通電開始タイミングと通
電時間（パルス幅）とを制御することにより燃料噴射開
始時期と燃料噴射量とを制御する手段であり、少なくと
もＴＤＣ付近での主噴射と、主噴射に先立ち行なうパイ
ロット噴射とが可能になっている。インジェクタ制御手
段３３は目標噴射量設定手段３５，補正手段３６，噴射
制御手段３７から構成されている。

【００２８】目標噴射量設定手段３５は、インジェクタ
４からの目標噴射量を設定する手段であり、エンジンの
運転状態（エンジン回転速度，アクセル開度等）に応じ
て目標噴射量を設定するようになっている。アイドリン
グ時に噴射特性の検知を行なう場合、目標噴射量設定手
段３５では、目標レール圧が第一の目標レール圧に設定
されている時には主噴射のみの目標噴射量を設定し、目
標レール圧が第二の目標レール圧に設定されている時に
は主噴射の目標噴射量に加えてパイロット噴射の目標噴
射量も設定するようになっている。

【００２９】補正手段３６は噴射量算出手段３１の算出
結果に基づきインジェクタ４毎の不均一量を算出し、算
出した不均一量に基づき各インジェクタ４の駆動状態、
具体的には、目標噴射量を補正する手段である。補正手
段３６は噴射量算出手段３１により算出されたインジェ
クタ４毎の実噴射量Ｑを平均化して基準値を算出する基
準値算出手段３８と、得られた基準値に対するインジェ
クタ４毎の不均一量を算出する不均一量算出手段３９
と、インジェクタ４の噴射特性を推定する噴射特性推定
手段４０とをそなえている。

【００３０】基準値算出手段３８では、まず、目標レー
ル圧が第一の目標レール圧に設定されている時に噴射量
算出手段３１で算出され記憶された各気筒毎の実噴射量
Ｑの平均値を算出するようになっている。すなわち、第
ｎ気筒の平均値をＱmnとすると次式で表される。Ｑmn＝（Ｑn1＋Ｑn2＋・・・＋Ｑn7＋Ｑn8＋Ｑn9）／９・・・・・（３）そして、各気筒の平均値Ｑm1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4が算出
されると、次に各気筒の平均値Ｑm1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4
のうち最大と最小を除き、残り２つの値の平均値を基準
値Ｑm として算出するようになっている。例えば、Ｑm1
＞Ｑm2＞Ｑm3＞Ｑm4であれば、最大のＱm1と最小のＱm4
を除き、Ｑm2とＱm3との平均値を基準値Ｑm 〔Ｑm ＝
（Ｑm2＋Ｑm3）／２〕とする。

【００３１】基準値算出手段３８により第一の目標レー
ル圧の下での基準値Ｑm が算出されると、不均一量算出
手段３９では基準値Ｑm に対する各気筒の実噴射量平均
値Ｑmnの偏差ΔＱLn（ΔＱLn＝Ｑm −Ｑmn）を算出する
ようになっている。この偏差ΔＱLn（ΔＱL1，ΔＱL2，
ΔＱL3，ΔＱL4）が第一の目標レール圧の下でのインジ
ェクタ４毎の不均一量に相当する。そして、この偏差Δ
ＱLnに応じて目標噴射量に対する第一の目標レール圧の
下での補正係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）を設定
するようになっている。補正係数ＣLnは偏差ΔＱLnが０
のときには１に設定され、ΔＱLn＞０ならばＣLn＞１
に、ΔＱLn＜０ならばＣLn＜１に設定されるようになっ
ている。なお、噴射量算出手段３１では、上記のように
基準値Ｑmが算出されると、（２）式における基準噴射
量Ｑ₀を更新して（すなわち、Ｑ₀＝Ｑm ）、次回の第
一の目標レール圧の下での算出においては更新した基準
噴射量Ｑ₀（Ｑ₀＝Ｑm ）を用いて実噴射量Ｑを算出す
るようになっている。

【００３２】以上のようにして第一の目標レール圧の下
での補正係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）が設定さ
れると、次に、基準値算出手段３８では第二の目標レー
ル圧に設定されている時に噴射量算出手段３１で算出さ
れ記憶された各気筒毎の実噴射量Ｑから基準値Ｑmmを算
出するようになっている。そして、不均一量算出手段３
９では基準値Ｑmmに基づきインジェクタ４毎の不均一量
ΔＱhn（ΔＱh1，ΔＱh2，ΔＱh3，ΔＱh4）を算出し、
算出した不均一量ΔＱhnから第二の目標レール圧の下で
の補正係数Ｃhn（Ｃh1，Ｃh2，Ｃh3，Ｃh4）を設定する
ようになっている。

【００３３】そして、噴射特性推定手段４０では、第一
の目標レール圧の下での補正係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，Ｃ
L3，ＣL4）と第二の目標レール圧の下での補正係数Ｃhn
（Ｃh1，Ｃh2，Ｃh3，Ｃh4）とから、インジェクタ４毎
のレール圧に対する補正係数の特性（すなわち、インジ
ェクタ４毎の噴射特性）を推定し、図３に示すようなマ
ップにして記憶するようになっている。ここでは、レー
ル圧に対する補正係数の変化が線型であるものとして、
各気筒２点のデータから補正係数の特性を推定してる。

【００３４】噴射制御手段３７は、インジェクタ４を駆
動する手段であり、噴射開始時期と噴射時間とを決定し
てインジェクタ制御弁４ａへ駆動パルスを出力するよう
になっている。アイドリング時に噴射特性の検知を行な
う場合には、噴射制御手段３７では、目標レール圧が第
一の目標レール圧に設定されている時には主噴射のみ行
ない、目標レール圧が第二の目標レール圧に設定されて
いる時には主噴射に先立ちパイロット噴射も行なうよう
になっている。

【００３５】噴射制御手段３７ではインジェクタ４毎に
噴射開始時期，噴射時間を決定するようになっており、
噴射開始時期はエンジンの運転状態（エンジン回転速
度，アクセル開度等）に応じて決定するようになってお
り、噴射時間は検出レール圧と補正目標噴射量とに基づ
いて決定するようになっている。なお、補正目標噴射量
は、図３に示すマップから検出レール圧に応じてインジ
ェクタ４毎の補正係数を読み出し、読み出した補正係数
をインジェクタ４毎の目標噴射量に乗じて得るようにな
っている。また、通電の開始タイミングはクランク角セ
ンサ２１から出力されるパルスを用いてタイミングを計
っている。

【００３６】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃
料噴射装置は上述のように構成されているので、噴射量
のバラツキ低減制御に際して、図４，図５に示すような
フローに従って各噴射弁の噴射特性の推定が行なわれ
る。以下、図４，図５に示すフローチャートを参照しな
がら、本燃料噴射装置による噴射量バラツキ低減制御に
ついて説明する。

【００３７】図４に示すように、ＥＣＵ５では、まず、
水温が基準値以上になっているか否か、及びアイドリン
グ状態になっているか否かを判定し（ステップＳ１０
０）、共に成立している場合には、９０°ＢＴＤＣ，９
０°ＡＴＤＣ（次行程の９０°ＢＴＤＣ）における回転
速度Ｎe₁，Ｎe₃をクランク角センサ２１の出力に基づき
回転速度算出手段３０により算出する（ステップＳ１１
０）。

【００３８】そして、第一の目標レール圧における基準
値Ｑm が算出されているか否かを判定し（ステップＳ１
２０）、未だ算出されていない時にはステップＳ１３０
に進む。ステップＳ１３０では、噴射量算出手段３１に
より９０°ＢＴＤＣにおける回転速度Ｎe₁と９０°ＡＴ
ＤＣにおける回転速度Ｎe₃とを用いて（２）式から各気
筒の実噴射量Ｑn を算出する。そして、各気筒について
９個の実噴射量Ｑn （Ｑn1，Ｑn2，Ｑn3，Ｑn4，Ｑn5，
Ｑn6，Ｑn7，Ｑn8，Ｑn9）のデータを取得して、順にＲ
ＡＭに記憶していく（ステップＳ１４０）。

【００３９】最後のデータ（Ｑ29) の記憶が終了すると
（ステップＳ１５０）、基準値算出手段３８では、ＲＡ
Ｍに記憶された各気筒毎の実噴射量Ｑの平均値Ｑmn（Ｑ
m1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4）を算出し（ステップＳ１６
０）、そのうちの最大値と最小値とを除いた残り２つの
値の平均値を第一の目標レール圧における基準値Ｑm と
して算出する（ステップＳ１７０）。そして、不均一量
算出手段３９では、基準値Ｑm に対する各気筒毎の実噴
射量平均値Ｑmnの偏差ΔＱLn（ΔＱLn＝Ｑm −Ｑmn）を
算出し、偏差ΔＱLn（ΔＱL1，ΔＱL2，ΔＱL3，ΔＱL
4）に応じて目標噴射量に対する第一の目標レール圧に
おける補正係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）を設定
する（ステップＳ１８０）。

【００４０】第一の目標レール圧における補正係数ＣLn
（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）が設定されると、次に、ス
テップＳ１２０において図５のステップＳ２００に進
み、目標レール圧を第一の目標レール圧から第二の目標
レール圧に変更する。また、このとき主噴射に加えてパ
イロット噴射も開始する。そして、噴射量算出手段３１
により９０°ＢＴＤＣにおける回転速度Ｎe₁と９０°Ａ
ＴＤＣにおける回転速度Ｎe₃とを用いて（２）式から第
二の目標レール圧における各気筒の実噴射量Ｑn を算出
し（ステップＳ２１０）、各気筒について９個の実噴射
量Ｑn （Ｑn1，Ｑn2，Ｑn3，Ｑn4，Ｑn5，Ｑn6，Ｑn7，
Ｑn8，Ｑn9）のデータを取得して、順にＲＡＭに記憶し
ていく（ステップＳ２２０）。

【００４１】最後のデータ（Ｑ29) の記憶が終了すると
（ステップＳ２３０）、基準値算出手段３８では、ＲＡ
Ｍに記憶された各気筒毎の実噴射量Ｑの平均値Ｑmn（Ｑ
m1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4）を算出し（ステップＳ２４
０）、そのうちの最大値と最小値とを除いた残り２つの
値の平均値を第二の目標レール圧における基準値Ｑmmと
して算出する（ステップＳ２５０）。そして、不均一量
算出手段３９では、基準値Ｑmmに対する各気筒毎の実噴
射量平均値Ｑmnの偏差ΔＱhn（ΔＱhn＝Ｑmm−Ｑmn）を
算出し、偏差ΔＱhn（ΔＱh1，ΔＱh2，ΔＱh3，ΔＱh
4）に応じて目標噴射量に対する第二の目標レール圧に
おける補正係数Ｃhn（Ｃh1，Ｃh2，Ｃh3，Ｃh4）を設定
する（ステップＳ２６０）。

【００４２】こうして、第一の目標レール圧の下での補
正係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）と第二の目標レ
ール圧の下での補正係数Ｃhn（Ｃh1，Ｃh2，Ｃh3，Ｃh
4）とが設定されると、噴射特性推定手段４０では、２
つの補正係数ＣLn，Ｃhnと目標レール圧との関係からイ
ンジェクタ４毎のレール圧に対する補正係数の特性（す
なわち、インジェクタ４毎の噴射特性）を推定しマップ
として記憶しバッテリバックアップする（ステップＳ２
７０）。

【００４３】このように本内燃機関の燃料噴射装置によ
れば、異なる２つの目標レール圧（第一の目標レール
圧，第二の目標レール圧）におけるインジェクタ４毎の
燃料噴射量の不均一量ΔＱLn，ΔＱhnに基づきレール圧
に対する各インジェクタ４毎の噴射特性を推定して、推
定した噴射特性に基づき各インジェクタ４の目標噴射量
を補正するようになっているので、レール圧が変化する
通常走行時にも気筒間の燃料噴射量のバラツキを抑制す
ることができ、排ガス特性を向上させることができると
いう利点がある。

【００４４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。例えば、上述の実施
形態ではコモンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴射
システムとして本発明を構成した場合について説明した
が、本構成はあくまでも一例であり、例えば、電子制御
ポンプ式ディーゼルエンジンや筒内噴射式ガソリンエン
ジン等の種々の内燃機関の燃料噴射装置にも適用するこ
とは可能である。

【００４５】また、上述の実施形態では、異なる２つの
レール圧の下で得られたインジェクタ４毎の不均一量に
基づいてインジェクタ４毎の噴射特性を推定するように
なっているが、さらに複数の異なるレール圧の下で得ら
れたデータに基づきインジェクタ４毎の噴射特性を推定
するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、補
正手段が各インジェクタ毎に目標噴射量を補正するもの
としたが、補正手段は目標噴射量に対応する通電時間を
各インジェクタ毎に補正するものであっても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の燃料噴射装置によれば、蓄圧室の圧力が変化する通常
走行時にも気筒間の燃料噴射量のバラツキを抑制するこ
とができ、排ガス特性を向上させることができるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置のシステム構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる回転速度の検出について説明するための
図であり、クランク角センサからのパルス信号と回転速
度の時間変化とを同時間軸上で示している。

【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかるレール圧に対する噴射特性の関係を示す
マップの一例である。

【図４】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる気筒間の噴射量のバラツキ低減制御の流
れを示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる気筒間の噴射量のバラツキ低減制御の流
れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

２サプライポンプ（燃料ポンプ）３コモンレール（蓄圧室）４インジェクタ（噴射弁）５ＥＣＵ８高圧ポンプ８ａ圧力変更手段を構成するＰＣＶ３１噴射量算出手段３２圧力変更手段を構成するレール圧制御手段３３インジェクタ制御手段（噴射制御手段）３６補正手段３７噴射制御手段４０噴射特性推定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G301 HA02 HA04 HA06 JA05 JA21 LB04 LB06 LB11 NB02 ND01 PB01Z PB03Z PB08A PB08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプから圧送される燃料を加圧状
態で蓄える蓄圧室と、内燃機関の各気筒毎に設けられ該蓄圧室から供給される
燃料を該気筒内に噴射する噴射弁と、該蓄圧室内の圧力を変更する圧力変更手段と、該機関の運転状態に基づき該各噴射弁の駆動を制御する
噴射制御手段と、該各気筒における実噴射量を算出する噴射量算出手段
と、該蓄圧室の圧力が第一の圧力のときの実噴射量と該蓄圧
室の圧力が第二の圧力のときの実噴射量とに基づいて該
蓄圧室の圧力に対する該各噴射弁の噴射特性を推定する
噴射特性推定手段と、該噴射特性推定手段の推定結果に基づき該噴射制御手段
による該各噴射弁の駆動状態を補正する補正手段とをそ
なえたことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置。