特開 2024-126414 内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126414

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/40 20060101AFI20240912BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20240912BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

F02D41/40

F02D41/34

F02D45/00 360Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034779

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有冨 俊亮

(72)【発明者】

【氏名】泉 大樹

(72)【発明者】

【氏名】竹中 章雄

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 帆南

(72)【発明者】

【氏名】中村 中也

【テーマコード（参考）】

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G301HA04

3G301HA06

3G301JA02

3G301JA18

3G301JA21

3G301LB04

3G301LB11

3G301LC01

3G301MA11

3G301NA01

3G301PB08

3G301PE03

3G301PF03

3G384AA06

3G384AA07

3G384BA13

3G384DA02

3G384DA14

3G384EG01

3G384FA06

3G384FA15

3G384FA58

(57)【要約】

【課題】算負荷を増加させることなく、内燃機関の排気や燃費悪化の要因となる燃圧変動による噴射量ばらつきを防止することができる内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法を提供する。
【解決手段】内燃機関制御装置は、燃料噴射制御計画部と、圧力値取得部と、を備えている。圧力値取得部は、第一燃料圧力値６０と、第二燃料圧力値６１と、演算燃料圧力値６２と、を取得する。第一燃料圧力値６０は、燃料ポンプの加圧動作タイミングから、それ以降で初めて燃料噴射弁から燃料が噴射される第一期間で取得される。第二燃料圧力値６１は、第一期間の後に、加圧タイミングまでの期間となる第二期間で取得される。演算燃料圧力値６２は、第一燃料圧力値６１と第二燃料圧力値６２で演算される。そして、燃料噴射制御計画部は、第一燃料圧力値６０及び第二燃料圧力値６１、演算燃料圧力値６２のうち少なくとも１種以上の圧力値を選択し、選択した圧力値に応じて、燃料噴射弁の制御量を補正する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を間欠加圧して燃料配管内に吐出する往復動型燃料ポンプと、前記間欠加圧されている燃料を噴射するための燃料噴射弁とを備えた内燃機関を制御するための内燃機関制御装置において、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃料噴射弁の開弁または閉弁に係る制御内容を計画する燃料噴射制御計画部と、
前記内燃機関に設けた圧力センサから圧力値を取得する圧力値取得部と、を備え、
前記圧力値取得部は、
前記燃料ポンプの加圧動作タイミングから、それ以降で初めて前記燃料噴射弁から燃料が噴射される第一期間で取得された第一燃料圧力値と、
前記第一期間の後に、加圧タイミングまでの期間となる第二期間で取得された第二燃料圧力値と、
前記第一燃料圧力値と前記第二燃料圧力値で演算される演算燃料圧力値とを取得し、
前記燃料噴射制御計画部は、前記第一燃料圧力値及び前記第二燃料圧力値、前記演算燃料圧力値のうち少なくとも１種以上の圧力値を選択し、選択した圧力値に応じて、前記燃料噴射弁の制御量を補正する
内燃機関制御装置。

【請求項2】

前記圧力値取得部は、
前記第一期間中に取得される複数の燃料圧力値の平均値から、前記第一燃料圧力値を演算し、
前記第二期間中に取得される複数の燃料圧力値の平均値から、前記第二燃料圧力値を演算する
請求項１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項3】

前記圧力値取得部は、
前記内燃機関の複数行程に渡る複数回の前記第一期間中に取得された複数の燃料圧力値の平均から、前記第一燃料圧力値を演算し、
前記内燃機関の複数行程に渡る複数回の前記第二期間中に取得された複数の燃料圧力値の平均から、前記第二燃料圧力値を演算し、
請求項２に記載の内燃機関制御装置。

【請求項4】

記演算燃料圧力値は、前記第一燃料圧力値と前記第二燃料圧力値の平均値である
請求項１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項5】

前記燃料噴射弁の第１の噴射タイミングにおいて、前記内燃機関の運転状態に応じて求められる要求噴射量の過半が噴射される主噴射が実行され、前記第１の噴射タイミングの後に行わる第２の噴射タイミングにおいて、前記主噴射よりも少量で噴射される副噴射が実行され、
前記燃料噴射制御計画部は、
前記副噴射の実行が前記第一期間で計画される場合は、前記第一燃料圧力値に基づいて前記副噴射のための前記燃料噴射弁の制御量を補正し、
前記副噴射の実行が前記第二期間で計画される場合は、前記第二燃料圧力値に基づいて前記副噴射のための前記燃料噴射弁の制御量を補正する
請求項１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項6】

燃料を間欠加圧して燃料配管内に吐出する往復動型燃料ポンプと、前記間欠加圧されている燃料を噴射するための燃料噴射弁とを備えた内燃機関を制御する内燃機関制御方法において、
前記燃料ポンプの加圧動作タイミングから、それ以降で初めて前記燃料噴射弁から燃料が噴射される第一期間で取得された第一燃料圧力値として取得する処理と、
前記第一期間の後に、加圧タイミングまでの期間となる第二期間で取得された第二燃料圧力値として取得する処理と、
前記第一燃料圧力値と前記第二燃料圧力値を用いて演算燃料圧力値を演算する処理と、
前記第一燃料圧力値及び前記第二燃料圧力値、前記演算燃料圧力値のうち少なくとも１種以上の圧力値を選択し、選択した圧力値に応じて、前記燃料噴射弁の制御量を補正する処理と、
を含む内燃機関制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用エンジンの複数の気筒に燃料を供給する装置として、蓄圧式（コモンレール式）の燃料噴射制御装置が知られている。これは、燃料を供給する配管に、高圧燃料ポンプ等を用いて加圧した燃料を蓄圧し、燃料配管に設けられた燃料噴射弁により噴射するものである。そして、内燃機関制御装置は、内燃機関の運転状態に合わせて、燃料配管内に蓄圧する燃料圧力および噴射弁による燃料噴射量が所望の値となるよう制御している。この際、制御には例えば圧力センサにより所定の周期でサンプリングした圧力値を用いることが知られている。

【0003】

上述した蓄圧式の燃料噴射制御を行う場合には、高圧燃料ポンプから燃料配管への供給（吐出）と燃料噴射弁からの燃料噴射により、燃料配管内の燃料圧力は時々刻々と変動する。特に、近年多くの内燃機関で行われる、高速な分割噴射を行った際には燃料圧力変動（燃圧変動）の増大が懸念される。一方、前述の圧力サンプリング方法ではこれらの変動を逐次捉えることができない可能性があり、燃圧変動が直接燃料噴射量に影響を及ぼしてしまう懸念がある。これにより、エンジンに供給される空気と燃料の混合状態が変化し、排気や燃費の悪化を引き起こしてしまう可能性がある。

【0004】

このような課題を解決するため、例えば、特許文献１に記載されているような技術が開示されている。特許文献１には、燃料噴射中の燃圧変化を算出して、燃圧変化量と噴射開始時の燃圧に基づいて、燃料噴射パルス幅を補正することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－３８８５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、燃料噴射中の燃圧変化（燃圧変動）を求めるためには、圧力センサによりサンプリングした燃料噴射開始時の燃料圧力をもとに、燃料ポンプの吐出量と燃料噴射弁の噴射量を用いて逐次演算する必要がある。その結果、特許文献１に記載された技術では、演算負荷および演算回数が増大する、という問題を有していた。特に高速分割噴射を行う際には、特許文献１に記載された技術は、実装上の観点から好ましくなかった。

【0007】

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、演算負荷を増加させることなく、内燃機関の排気や燃費悪化の要因となる燃圧変動による噴射量ばらつきを防止することができる内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるなら、本発明の内燃機関制御装置は、燃料を間欠加圧して燃料配管内に吐出する往復動型燃料ポンプと、間欠加圧されている燃料を噴射するための燃料噴射弁とを備えた内燃機関を制御するための内燃機関制御装置である。また、内燃機関制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて、燃料噴射弁の開弁または閉弁に係る制御内容を計画する燃料噴射制御計画部と、内燃機関に設けた圧力センサから圧力値を取得する圧力値取得部と、を備えている。
圧力値取得部は、第一燃料圧力値と、第二燃料圧力値と、演算燃料圧力値と、を取得する。第一燃料圧力値は、燃料ポンプの加圧動作タイミングから、それ以降で初めて燃料噴射弁から燃料が噴射される第一期間で取得される。第二燃料圧力値は、第一期間の後に、加圧タイミングまでの期間となる第二期間で取得される。演算燃料圧力値は、第一燃料圧力値と第二燃料圧力値で演算される。そして、燃料噴射制御計画部は、第一燃料圧力値及び第二燃料圧力値、演算燃料圧力値のうち少なくとも１種以上の圧力値を選択し、選択した圧力値に応じて、燃料噴射弁の制御量を補正する。

【0009】

また、本発明の内燃機関制御方法は、燃料を間欠加圧して燃料配管内に吐出する往復動型燃料ポンプと、前記間欠加圧されている燃料を噴射するための燃料噴射弁とを備えた内燃機関を制御する内燃機関制御方法において、以下（１）から（４）に示す処理を含む。
（１）燃料ポンプの加圧動作タイミングから、それ以降で初めて燃料噴射弁から燃料が噴射される第一期間で取得された第一燃料圧力値として取得する処理。
（２）第一期間の後に、加圧タイミングまでの期間となる第二期間で取得された第二燃料圧力値として取得する処理。
（３）第一燃料圧力値と第二燃料圧力値を用いて演算燃料圧力値を演算する処理。
（４）第一燃料圧力値及び第二燃料圧力値、演算燃料圧力値のうち少なくとも１種以上の圧力値を選択し、選択した圧力値に応じて、燃料噴射弁の制御量を補正する処理。

【発明の効果】

【0010】

上記構成の内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法によれば、演算負荷を増加させることなく、内燃機関の排気や燃費悪化の要因となる燃圧変動による噴射量ばらつきを防止することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態例にかかる内燃機関装置で制御される燃料噴射装置の全体構成図である。

【図2】従来の燃料噴射制御の一例を示すタイムチャートである。

【図3】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置の燃料噴射制御における第１の動作例を示すタイムチャートである。

【図4】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置の燃料噴射制御における第１の動作例を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における圧力値の取得方法の一例を示すタイムチャートである。

【図6】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置の燃料噴射制御における第２の動作例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法の実施の形態例について、図１～図６を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

【0013】

１．実施の形態例
１－１．燃料噴射装置の構成例
まず、実施の形態例（以下、「本例」という）にかかる内燃機関制御装置で制御される燃料噴射装置の構成例について、図１を参照して説明する。
図１は、内燃機関制御装置で制御される燃料噴射装置の全体構成図である。

【0014】

本例にかかる内燃機関制御装置は、内燃機関として吸入行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す４サイクルエンジンを制御する制御装置である。この内燃機関は、例えば、４つの気筒（シリンダ）を備えた多気筒エンジンである。なお、内燃機関が有する気筒の数は、４つに限定されるものではなく、３つ又は６つ以上の気筒を有していてもよい。

【0015】

内燃機関は、シリンダに燃料を噴射する燃料噴射装置１を備えている。図１に示すように、燃料噴射装置１は、フィードポンプ２及び高圧燃料ポンプ３、コモンレール４、燃料噴射弁を示すインジェクタ１０、内燃機関制御装置（ＥＣＵ：Engine Control Unit）７を備えている。そして、燃料噴射装置１は、内燃機関９の各気筒に適切なタイミングで燃料を噴射・供給する。

【0016】

また、燃料噴射装置１は、フィードポンプ２を介して燃料タンク５０から燃料を吸い上げる。また、フィードポンプ２と高圧燃料ポンプ３は、低圧配管８を介して接続されている。高圧燃料ポンプ３には、プランジャ１３が摺動可能に保持されている。また、高圧燃料ポンプ３は、吐出弁１１と、加圧室１２と、吸入弁ユニット３０を有している。

【0017】

吸入弁ユニット３０は、低圧配管８に接続されており、低圧配管８を介して燃料を吸入する。また、ソレノイド式の吸入弁ユニット３０は、加圧室１２に連通している。そして、加圧室１２は、吐出弁１１に接続されている。

【0018】

プランジャ１３の一端部は、加圧室１２に挿入されており、加圧室１２の容積を増減させる。また、プランジャ１３の他端部は、プランジャ１３は、内燃機関９のシャフトに取り付けられたカム５に当接している。そして、プランジャ１３は、カム５の回転駆動によってプランジャ１３は、高圧燃料ポンプ３内を往復運動する。このプランジャ１３の往復運動により、加圧室１２の容積が膨張と収縮する。

【0019】

ここで、カム５は、内燃機関９の図示されない吸気弁または排気弁を駆動するシャフトに取り付けられている。そして、シャフトは、可変バルブ機構４０を介して動力を得ている。そのため、可変バルブ機構４０が駆動する場合には、内燃機関９と高圧燃料ポンプ３の位相に差が発生する。

【0020】

また、高圧燃料ポンプ３の吐出弁１１には、高圧配管１４が接続されている。そして、高圧配管１４には、コモンレール４が接続されている。コモンレール４は、高圧燃料ポンプ３の吐出口に連通する高圧燃料経路を構成する。そして、コモンレール４は、高圧燃料ポンプ３から圧送されてきた燃料を蓄圧して、燃料圧力を内燃機関９の運転状態に応じた所定圧力に保持するための畜圧容器である。このコモンレール４には、内燃機関９の気筒吸うに応じてインジェクタ１０が接続されている。インジェクタ１０は、コモンレール４を介して供給された燃料を内燃機関９の各気筒に噴射する。また、インジェクタ１０は、ソレノイド式の直動アクチュエータを備えている。そして、インジェクタ１０は、ソレノイドへの通電時間によって開閉弁が制御される。

【0021】

上述したように、高圧燃料ポンプ３内では、プランジャ１３がカム５により上下駆動する。これにより、加圧室１２の容積が膨張・収縮することで、燃料を吸入・加圧して吐出弁１１に供給する。加圧室１２の圧力が高圧配管１４ならびにコモンレール４に満たされている圧力よりも高圧になると、吐出弁１１が開弁し、燃料を高圧配管１４及びコモンレール４に圧送する。

【0022】

ここで、プランジャ１３が上死点から下死点に向かって移動する際には、加圧室１２の体積は膨張する。これに伴ってフィードポンプ２から供給されてきた燃料が加圧室１２に吸入される。プランジャ１３が下死点から上死点に向かう際に吸入弁が開いていると、加圧室１２内の燃料は低圧配管８を通って燃料タンク５０の方へ逆流する。

【0023】

プランジャ１３が下死点から上死点に向かう際に、吸入弁が閉じられていると、加圧室１２に残留する燃料の加圧が開始される。そして、圧力がコモンレール４内の圧力よりも高くなると、吐出弁１１が開弁し燃料が圧送される。

【0024】

１－２．内燃機関制御装置の構成例
ＥＣＵ７は、予め決められたプログラムによって演算を行い各機器の制御を行うＣＰＵと、プログラムやデータ、演算結果を記録するＲＡＭ、およびＲＯＭなどの記憶領域と、信号の入出力を行うインターフェースなどを有する。また、ＥＣＵ７には、圧力センサ６、クランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６などと接続されており、各センサが検出した信号が入力される。

【0025】

ここで、圧力センサ６は、コモンレール４内の圧力を検出する。クランク角センサ１５は、クランク角度を検出する。アクセル開度センサ１６は、アクセルの開度を検出する。

【0026】

ＥＣＵ７は、各センサの検出信号に基づいて、内燃機関９の運転状態を検出する。そして、ＥＣＵ７は、高圧燃料ポンプ３の吸入側に設けられた吸入弁ユニット３０に対して通電制御する。これにより、ＥＣＵ７は、高圧燃料ポンプ３の吐出量を制御し、吐出圧力をコントロールしている。さらに、ＥＣＵ７は、各気筒のインジェクタ１０での噴射パルス幅Ｔｉ（ｎ）を制御し、内燃機関９に供給する燃料の量を制御している。なおｎは気筒番号を示す。

【0027】

また、ＥＣＵ７は、圧力値取得部６４と、燃料噴射制御計画部６３とを有している（図４参照）。圧力値取得部６４は、圧力センサ６から入力された検出値に基づいて、後述する第一燃料圧力値(第一圧力)６０、及び第二燃料圧力値(第二圧力)６１を取得する。圧力値取得部６４は、第一燃料圧力値(第一圧力)６０、及び第二燃料圧力値(第二圧力)６１から演算燃料圧力値（演算圧力）６２を演算する。そして、燃料噴射制御計画部６３は、内燃機関９の運転状態に応じて、インジェクタ１０の開弁または閉弁に係る制御内容を計画し、インジェクタ１０の制御量を補正する。燃料噴射制御計画部６３は、例えば、噴射時圧力を複数種類の燃料圧力値から、１種以上の圧力値を選択する。また、燃料噴射制御計画部６３は、選択した圧力値に応じて、インジェクタ１０の噴射パルス幅Ｔｉや、作動タイミング等の制御量を補正する。

【0028】

２．燃料噴射の制御動作例
次に、図２から図４を参照して、燃料噴射制御の動作例について説明する。

【0029】

２－１．従来の動作例
まず、図２を参照して従来の燃料噴射制御の動作例について説明する。
図２は、従来の噴射制御装置での制御の一例を示すタイムチャートである。なお、図２に示す例では、内燃機関９の燃焼サイクルのうち吸気行程において３段（３回）の多段噴射を行う例を示している。

【0030】

図２に示すように、図中最下段に示したコモンレール圧力は、高圧燃料ポンプ３の加圧により、あるタイミングで上昇する。その後、インジェクタ１０に噴射パルスが入力されると燃料が噴射されることで、噴射回数を重ねるごとにコモンレール圧力が低下していく。そして、次のサイクルでは、再び高圧燃料ポンプ３の加圧により圧力が上昇する。この繰り返しにより、燃料サイクルに対して周期的な燃圧変動が発生する。

【0031】

なお、高圧燃料ポンプ３の加圧タイミングは、主に以下の二点の理由により燃焼サイクルに対し独立して変化する。一つ目の理由は、加圧タイミングが吸入弁ユニット３０への通電タイミングにともない変動することである。そして、二つ目の理由は、高圧燃料ポンプ３自体が可変バルブ機構４０を介したシャフトから駆動力を得ており動作位相が変動することである。

【0032】

そして、変動する燃料圧力に対して、従来の制御動作例では、燃料配管に設けられた圧力センサ６により代表となる燃料圧力値（以下、代表圧力と称す）を取得する。代表圧力は、例えば、所定の周期でサンプリングした圧力値又はそれらの平均値から演算される。そして、従来のＥＣＵでは、この代表圧力を噴射時圧力として、要求される噴射量が得られるようにインジェクタ１０の噴射パルス幅Ｔｉを補正する。

【0033】

しかしながら、実際の噴射タイミングにおける燃料圧力は、図２に示すように、代表圧力に対して乖離している場合がある。その場合、実噴射量と要求噴射量との偏差が生じてしまう。これにより、内燃機関に供給される空気と燃料の混合状態が変化し、排気や燃費の悪化を引き起こしてしまう可能性がある。図２に示す例では、３段の噴射のうち１段目の噴射が代表圧力よりも高い燃料圧力で噴射され噴射量過多となり、３段目の噴射が代表圧力よりも低い燃料圧力で噴射され噴射量不足となる。

【0034】

２－２．本例の第１の動作例
次に、図３から図４を参照して本例の燃料噴射制御の第１の動作例について説明する。
図３は、本例の燃料噴射制御の第１の動作例を示すタイムチャートである。

【0035】

図３に示すように、本例の第１の動作例では、ＥＣＵ７の圧力値取得部６４は、前述の燃圧変動幅のうち、高い側を第一燃料圧力値(第一圧力)６０、低い側を第二燃料圧力値(第二圧力)６１として取得する。第一圧力６０と第二圧力６１の取得方法は、図２に示す代表圧力と同様に、所定の周期において圧力センサ６でサンプリングする。そして、ＥＣＵ７の圧力値取得部６４は、サンプリングした圧力値のうち、高い側を第一圧力６０、低い側を第二圧力６１に設定する。なお、この第一圧力６０及び第二圧力６１は、噴射制御を行う前のサイクルで取得した圧力値に基づいて設定される。

【0036】

ここで第一圧力６０と第二圧力６１の取得期間を第一期間、第二期間とした場合、第一期間は、高圧燃料ポンプ３の加圧動作タイミング（加圧タイミング）から、それ以降で初めてインジェクタ１０が噴射されるタイミングまでの期間となる。そして、第二期間は、先の噴射タイミングから、次の加圧タイミングまでの期間となる。

【0037】

次に、ＥＣＵ７の圧力値取得部６４は、取得した二つの圧力値から演算により演算燃料圧力値(演算圧力)６２を求める。例えば、従来の制御動作例において代表圧力を燃焼サイクルとは独立した周期でサンプリングした圧力値とした場合、その値が必ずしも燃圧変動の中央値を捉えることができない可能性がある。この場合においても、第一圧力６０と第二圧力６１の平均値又は中央値を演算圧力６２とすることで、燃圧変動の中央値を正確に捉えることが可能となる。そして、圧力値取得部６４は、第一圧力６０及び第二圧力６１、演算圧力６２を燃料噴射制御計画部６３に出力する。

【0038】

これにより、ＥＣＵ７の燃料噴射制御計画部６３は、第一圧力６０及び第二圧力６１、演算圧力６２の複数の圧力値を取得することができる。そして、燃料噴射タイミング計画部６３は、複数の圧力値のうち、以降に噴射が行われる際にどの圧力値が噴射圧に近いかを選択する。そして、燃料噴射制御計画部６３は、選択した圧力値に応じて噴射パルス幅Ｔｉを補正する。

【0039】

なお、圧力値の選択には、補正する噴射の噴射タイミングおよび加圧タイミングの対応関係を用いる。具体的には図３に示すように、加圧タイミング以降初めての噴射である１段目の噴射には第一圧力６０を選択する。そして、１段目の噴射を受けて燃料圧力が低下した後に噴射を迎える２段目の噴射には演算圧力６２を選択する。さらに燃料圧力が低下した後に噴射を迎える３段目の噴射には第二圧力６１を選択する。

【0040】

その結果、本例の燃料噴射の動作例では、一段目のパルス幅＜二段目のパルス幅＜三段目のパルス幅という噴射パルス幅補正が行われ、燃圧変動による噴射量のばらつきを低減することができる。なお、圧力値を取得するサイクルと補正を反映する噴射タイミングの間に猶予時間が少ない場合、例えば前サイクルで取得した圧力値を用いて、次サイクルの噴射パルス幅を補正してもよい。

【0041】

［第１の動作例の動作フロー］
次に、図４を参照して、第１の動作例の動作フローについて説明する。
図４は、本例の内燃機関制御装置の燃料噴射制御における第１の動作例を示すフローチャートである

【0042】

図４に示すように、まず、ＥＣＵ７は、内燃機関９の運転状態などに応じて高圧燃料ポンプ３の加圧タイミングを演算する（ステップＳ１０）。次に、ＥＣＵ７の燃料噴射制御計画部６３は、運転状態などに応じてインジェクタ１０の噴射タイミング（制御内容）を演算する（ステップＳ２１）。

【0043】

その後、ＥＣＵ７は、圧力値取得部６４を用いて、第一燃料圧力値（第一圧力）６０を取得する（ステップＳ３０）。また、ＥＣＵ７は、圧力値取得部６４を用いて、第二燃料圧力値（第二圧力）６１を取得する（ステップＳ３１）。そして、圧力値取得部６４は、取得した第一圧力６０及び第二圧力６１に基づいて、演算燃料圧力値(演算圧力)６２を演算する（ステップＳ３２）。

【0044】

次に、燃料噴射制御計画部６３は、第一圧力６０及び第二圧力６１、演算圧力６２の複数の圧力値から、実際の噴射時圧力に近い圧力値を選択する（ステップＳ４０）。ステップＳ４０における実際の噴射時圧力は、予め測定され、ＥＣＵ７の記憶部に格納されたデータが用いられる。

【0045】

そして、燃料噴射制御計画部６３は、選択した圧力値に基づいて噴射パルス幅Ｔｉの補正値を演算する（ステップＳ４１）。次に、燃料噴射制御計画部６３は、演算した補正噴射パルス幅Ｔｉとなるように、制御信号をインジェクタ１０に出力する（ステップＳ４２）。これにより、本例の内燃機関制御装置による燃料噴射制御の第１の動作例が完了する。

【0046】

なお、本例では、圧力値取得部６４で取得及び演算し、燃料噴射制御計画部６３で選択する圧力値として、第一圧力６０及び第二圧力６１、演算圧力６２の３つの圧力値とした例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第一圧力６０と演算圧力６２の中央値及び第二圧力６１と演算圧力６２の中央値を圧力値取得部６４でさらに演算し、５つの圧力値から所定の圧力値を、燃料噴射制御計画部６３で選択してもよい。このように、圧力値取得部６４で演算される圧力値は、１つに限定されるものではなく、２つ以上の圧力値を演算してもよい。なお、圧力値取得部６４で取得及び演算される圧力値の数は、燃料が噴射される段数に応じて設定することが好ましい。

【0047】

２－３．圧力値の取得方法
次に、図５を参照して圧力値の取得方法の一例について説明する。
図５は、圧力値の取得方法の一例を示すタイムチャートである。

【0048】

上述した説明では、高圧燃料ポンプ３の加圧とインジェクタ１０の噴射による燃圧変動のみについて説明してきた。しかしながら、実際の圧力波形は、図５に示すように、高周波脈動を伴うと考えられる。高周波脈動の要因の一つとしては、高圧配管１４ならびにコモンレール４などから成る配管系内の液中共振が考えられる。そのため、無作為に第一圧力６０及び第二圧力６１をサンプリングした場合、高周波脈動分の変動をサンプリングしてしまう可能性がある。

【0049】

これに対して、本例の圧力値取得部６４は、例えば各期間中に高周波脈動の周期より長い時間に渡って複数回のサンプリングを行う。そして、圧力値取得部６４は、サンプリングした複数の圧力値に対して、平均処理を行うことで、第一圧力６０及び第二圧力６１を取得する。さらに、圧力値取得部６４は、加圧と噴射により形成される複数回のサイクルに渡ってサンプリングを行い、平均処理をして各圧力値を求めてもよい。これにより、高周波脈動分の変動に影響を受けることなく、第一圧力６０及び第二圧力６１を正確に取得することができる。

【0050】

このように、本例の内燃機関制御装置によれば、演算負荷を増加させることなく、燃圧変動による噴射量ばらつきを防止することができる。

【0051】

２－４．本例の第２の動作例
次に、図６を参照して本例の燃料噴射制御の第２の動作例について説明する。
図６は、本例の燃料噴射制御の第２の動作例を示すタイムチャートである。

【0052】

近年では、燃焼改善の観点から複数の燃焼行程に渡り燃料を分割して噴射する内燃機関が増える傾向にある。そして、図６に示す第２の動作例では、内燃機関９の運転状態に応じて求められる要求噴射量の過半を噴射する主噴射と、それよりも少量で噴射される副噴射に分割して噴射する場合に適用したものである。

【0053】

図６に示すように、内燃機関９の吸気行程における主噴射に加えて、圧縮行程にて少量の副噴射を行っている。これに伴う燃圧変動として、高圧燃料ポンプ３の加圧タイミングとインジェクタ１０の噴射タイミングに応じて、主噴射と副噴射の間に加圧タイミングが入らないケース１と、加圧タイミングが入るケース２の２つのケースが考えられる。

【0054】

この場合は、副噴射が、第１の動作例で示す第一期間、または第二期間のどちらで噴射されるかにより、圧力値を選択することが好ましい。具体的には、図６に示すように、加圧タイミングが入らないケース１（図６の実線で示すケース）の場合、副噴射時の圧力値は、第一圧力６０が選択される。また、加圧タイミングが入るケース２（図６の一点鎖線で示すケース）の場合、副噴射時の圧力値は、第二圧力６１が選択される。そして、燃料噴射制御計画部６３は、選択した圧力値に応じて、噴射パルス幅Ｔｉを補正する。

【0055】

その結果、ケース１の副噴射パルス幅＞ケース２の副噴射パルス幅という噴射パルス幅補正が行われる。これにより、燃圧変動による副噴射の噴射量ばらつきを低減することができる。さらに、要求噴射量のうち過半が主噴射により噴射されることから、全体の燃圧変動は主噴射により支配されると考えられる。これにより、主噴射の補正に関しては第１の動作例と同様の手法を適用することが可能であり、主噴射の噴射量ばらつきも低減することができる。

【0056】

このように、副噴射を行う第２の動作例においても、第１の動作例と同様に、演算負荷を増加させることなく、燃圧変動による噴射量ばらつきを防止することができる。

【0057】

なお、本発明は、上述し、かつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0058】

例えば、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換することも可能である。

【符号の説明】

【0059】

１…燃料噴射装置、 ２…フィードポンプ、 ３…高圧燃料ポンプ、 ４…コモンレール、 ５…カム、 ６…圧力センサ、 ７…ＥＣＵ（内燃機関制御装置）、 ８…低圧配管、 ９…内燃機関、 １０…インジェクタ、 １１…吐出弁、 １２…加圧室、 １３…プランジャ、 １４…高圧配管、 １５…クランク角センサ、 １６…アクセル開度センサ、 ３０…吸入弁ユニット、 ４０…可変バルブ機構、 ５０…燃料タンク、 ６０…第一燃料圧力値（第一圧力）、 ６１…第二燃料圧力値（第二圧力）、 ６２…演算燃料圧力値（演算圧力）、 ６３…燃料噴射制御計画部、 ６４…圧力値取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】