(57)【要約】【課題】適した噴射タイミングで燃料を噴射できる燃料噴射量制御装置を提供する。【解決手段】サンプリング合成部２ｃは、検出された燃料圧力の変動値をサンプリングするサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定して、複数回の燃料噴射過程における燃料圧力の変動値をサンプリングする。圧力算出部２ｄは、サンプリングされたサンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する。燃料噴射量算出部２ｅは、算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する。【選択図】図１
2010209757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段と、前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃料蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料圧力の変動値に基づいて前記燃料蓄圧手段による燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、
前記検出された燃料圧力の変動値をサンプリングするサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定して、複数回の燃料噴射過程における燃料圧力の変動値をサンプリングするサンプリング合成手段と、
前記サンプリングされたサンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する圧力変動値算出手段と、
該算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
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】
前記圧力変動値算出手段は、
前記圧力変動値を算出する際には、エルミート補間による補間処理を行う
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。
【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多く利用されている。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。
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ができる。このような応答性の高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燃焼室に噴射し、燃料を微粒化して、燃焼特性を改善することができる。このように燃焼特性を改善することによって、排出ガスのさらなるクリーン化を図ることが行われている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量とその噴射時期によって出力特性及び燃料消費率が左右される。つまり、必要な量の燃料を必要とされるときに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と噴射時期を適切に管理することが必要とされている。
【０００４】
このようなディーゼルエンジンに適した燃料噴射量制御装置において、噴射される燃料の量の制御に関するいくつかの技術が存在する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４４７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料噴射量制御装置では、コモンレールに蓄圧された燃料は、各インジェクターから多段噴射される。
特許文献１の技術によれば、そのような燃料圧力の変動を検出するためにサンプリング周期に最大値を設定し、最大値より短い周期でサンプリングする信号処理技術が示されている。
しかしながら、サンプリング周期を短縮する高速化は、高速な演算処理、サンプリングにおける分解能の確保、回路コストの低減などの関連性のある複数の課題があり、実現しにくいという問題となる。
また、サンプリング周期を長くすると、検出が必要な燃料圧力の変動を検出できなくなり安定性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行える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】
上記問題を解決するために、請求項１に記載した発明は、供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段（例えば、実施の形態におけるコモンレール１３）と、前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６）と、前記燃料蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段（例えば、実施の形態における燃料圧力センサ３７）と、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料圧力の変動値に基づいて前記燃料蓄圧手段による燃料噴射量を制御する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）において、前記検出された燃料圧力の変動値をサンプリングするサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定して、複数回の燃料噴射過程における燃料圧力の変動値をサンプリングするサンプリング合成手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２におけるサンプリング合成部）と、前記サンプリングされたサンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する圧力変動値算出手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２における圧力変動値算出部２ｄ）と、該算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２における燃料噴射量算出部２ｅ）と、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置である。
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、サンプリング合成手段は、燃料圧力をサンプリングするサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定して、複数回の燃料噴射過程における燃料圧力の変化をサンプリングする。圧力変動値算出手段は、サンプリングされたサンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する。燃料噴射量算出手段は、算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する。
そして、燃料圧力を短い周期でサンプリングを行わなくても、複数回の燃料噴射における燃料圧力をサンプリングして合成することにより、異なる時刻に行われた燃料噴射におけるサンプリングデータをオフセットされたタイミングの時刻に補うことができる。燃料噴射量算出手段は、複数回の燃料噴射における燃料圧力から合成されたサンプリングデータに基づいて、サンプリングデータ間の圧力変動を導いて、燃料噴射量を算出することができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記圧力変動値算出手段は、前記圧力変動値を算出する際には、エルミート補間による補間処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明によれば、合成されたサンプリングデータに基づいて導かれる圧力変動は、エルミート補間による補間処理による演算によって導くことができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２に記載した発明によれば、燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における燃料噴射量制御装置を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるサンプリング合成処理を示す図である。
【図３】本実施形態における燃料圧力検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１を参照し本発明における実施形態の燃料噴射量制御装置１０について説明する。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圧力を制御する。
【００１５】
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、０．５ＭＰａ（メガパスカル））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。
【００１６】
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。
また、フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２において、燃料戻し路１６の接続部と電磁流量制御弁２１との間には、燃料温度センサ３５が設けられている。燃料温度センサ３５は、低圧ポンプＰ１から吐出された燃料の温度を検出し、検出された温度を表す検出信号ＳｇＴｅｍｐをＥＣＵ２に出力する。
【００１７】
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において流量制御されることにより、その圧力が制御されることとなる。
【００１８】
コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｄが接続され、この高圧配管１３ｄには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｄ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、２００ＭＰａ（メガパスカル））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。
【００１９】
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、２００ＭＰａ（メガパスカル））で蓄える燃料室となる。
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、まとめて表すときには、「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からの制御信号など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。
【００２０】
高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のコモンレール１３への接続点付近には、オリフィス１３ｃ−１〜１３ｃ−４（以下、まとめて表すときには、「オリフィス１３ｃ」という。）がそれぞれ設けられる。このオリフィス１３ｃは、燃料噴射弁６からの燃料噴射によって生じる高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４における燃料圧力の圧力変動によって起こる、コモンレール１３の圧力変動の影響を低減させることができる。
また、そのオリフィス１３ｃの下流側には、燃料圧力センサ３７−１〜３７−４（以下、まとめて表すときには、「燃料圧力センサ３７」という。）がそれぞれ取り付けられる。この燃料圧力センサ３７は、オリフィス１３ｃの下流側の燃料圧力を検出する。燃料圧力センサ３７は、検出された圧力を示す検出信号ＳｇＰをＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
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。
【００２２】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）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、燃料噴射制御を行うための主な機能として、燃料噴射タイミング制御部２ａ、燃料噴射量制御部２ｂ、サンプリング合成部２ｃ、圧力変動値算出部２ｄ及び燃料噴射量算出部２ｅの機能を備える。
ＥＣＵ２における燃料噴射タイミングを制御２ａ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ＳｇＤｅｇ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、燃料噴射量制御部２ｂは、前述した燃料温度センサ３５からの検出信号ＳｇＴｅｍｐ、燃料圧力センサ３７からの検出信号ＳｇＰ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。
【００２３】
ＥＣＵ２では、検出信号ＳｇＰに基づいて、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌ及び燃料噴射弁６による燃料噴射によって生じる燃料圧力変動を導く。
サンプリング合成部２ｃは、燃料圧力センサ３７によって検出された燃料圧力の変動値をサンプリングする。そのサンプリングは、複数回の燃料噴射過程にわたってサンプリングタイミングを調整して行われる。サンプリング合成部２ｃによるサンプリングタイミングの調整は、エンジン１のクランク角度情報ＳｇＤｅｇに基づいて生成された燃料噴射指令Ｔｉを基準として調整され、複数回の燃料噴射過程のサンプリングの位相が重ならないようにサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定する。サンプリング合成部２ｃは、複数回の燃料噴射過程に渡って検出されたサンプリングデータの合成を行った合成サンプリングデータを生成する。
圧力変動値算出部２ｄは、サンプリング合成部２ｃによって合成された合成サンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する。燃料噴射量算出部２ｅは、算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する。
【００２４】
なお、燃料圧力センサ３７は、各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４にそれぞれ独立に設けられる形態を例示し、それぞれの燃料圧力センサ３７が独立に燃料圧力を検出することとしたが、少なくとも高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のうちいずれか１箇所に設けた燃料圧力センサ３７が、コモンレール１３及び各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４の燃料圧力を検出することも可能である。その際、ＥＣＵ２は、１つの燃料圧力センサ３７によって検出された検出信号から、コモンレール１３及び他の高圧配管１３ｂの燃料圧力を導く処理を行う。
【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】
続いて、本発明の燃料噴射量制御装置１０における燃料噴射時の燃料圧力変動と燃料噴射量の関係について説明する。
図１に示した燃料圧力センサ３７は、高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４内に設けられたオリフィス１３ｃの下流部の圧力を検出する。燃料噴射により噴射される燃料の量は、式（１）に示される関係が成立する。
【００２７】
【数１】
2010209757.tif 000003
【００２８】
式（１）において、Ｃが流量係数を示し、Ａが燃料噴射弁６の開口面積を示し、ΔＰが燃料噴射弁６に供給される燃料圧力とエンジン１の燃焼室内の圧力との差を示し、ρが液体の密度を示し、Ｑが燃料噴射弁６から噴射される燃料の噴射量、Ｔｉが燃料噴射弁６に印加される燃料噴射指令の継続時間を示す。
この式によって示される流量Ｑは、燃料噴射指令Ｔｉを継続する時間に比例する。
一方、燃料噴射指令Ｔｉを継続して出力する時間を所定の値に定めた場合、流量Ｑは、圧力差ΔＰの関数となる。また、コモンレール１３における燃料圧力に変化がないとすれば、圧力差ΔＰは、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力の変化に依存する。すなわち、流量Ｑは、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力の変化量（ΔＰ）に依存して変化する。
【００２９】
サンプリングされた情報から、サンプリングによって欠如することになった連続波形を再生させる処理に補間処理がある。この補間処理では、処理対象範囲の全区間をまとめて１つの関数によって示す手法と、全区間を複数の区間に分割し、それぞれの区間ごとの関数によって示す区間補間法がある。再生する原波形が複雑な特徴を示す場合には、区間補間法を適用することが適している。
【００３０】
各サンプリングデータに基づいて直線補間によって得られた補間関数では、サンプリング時刻周辺においてその補間関数の傾きが大きく変化するため、原波形との乖離が大きくなる。原波形を、直線補間によって近似した場合には、サンプリング時刻で分割される区間の誤差が大きくなる。
ところで、サンプリング時刻周辺の連続性を補償する補間方法にエルミート補間法がある。エルミート補間法では、サンプリング点周辺における補間関数の連続性、その点の１次導関数の連続性が補償される。このエルミート補間法と区分補間法を組み合わせることにより、サンプリング周辺における補間関数の連続性、１次導関数の連続性が補償されるだけでなく、各区間の近似性が高くなる。それぞれ隣接される区間ごとに連続性が補償されることにより、所定の全区間の補間関数を得ることができる。
【００３１】
本実施形態に適用するエルミート補間の概要を説明する。
サンプリング点の時刻を示す集合をｔｋ（ｋは整数）で示す。
ｔｋを要素で示すと、式（２）のように示すことができる。
【００３２】
ｔｋ＝｛ｔ０、ｔ１、ｔ２、・・・ｔｎ｝    ・・・（２）
【００３３】
また、与えられた関数ｙが、式（３）によって示される。
【００３４】
ｙ＝ｆ（ｔｎ）    ・・・（３）
【００３５】
式（３）において、そのサンプリング点の時刻に対応する関数ｙの値を示す集合を、ｙｋ（ｋは整数）で示す。ｙｋを要素で示すと、式（４）のように示すことができる。
【００３６】
ｙｋ＝｛ｙ０、ｙ１、ｙ２、・・・ｙｎ｝    ・・・（４）
【００３７】
また、そのサンプリング点の各時刻に対応する関数ｙの１次導関数の値を示す集合を、ｙ’ ｋ（ｋは整数）で示す。ｙｋを要素で示すと、式（５）のように示すことができる。
【００３８】
ｙ’ ｋ＝｛ｙ’０、ｙ’１、ｙ’２、・・・ｙ’ｎ｝    ・・・（５）
【００３９】
ここで、関数ｙは、サンプリング点ｔｋの近傍で微分可能であるとした。
【００４０】
次に、２つの隣接するサンプリング点によって特定される区間［ｔ０，ｔ１］を例として、３次多項式によって補間する補間処理について説明する。求める補間多項式を、Ｐ（ｔ）として示す。補間多項式Ｐ（ｔ）を、式(６)に示す。
【００４１】
【数２】
2010209757.tif 000004
【００４２】
式（６）において、Ｈ００（ｔ）、Ｈ０１（ｔ）、Ｈ１０（ｔ）、Ｈ１１（ｔ）は、エルミート多項式の基底関数を示す。
サンプリング点において、補間多項式Ｐ（ｔ）は、サンプリング点の関数ｙと一致することから、式（７）が導かれる。
【００４３】
【数３】
2010209757.tif 000005
【００４４】
また、サンプリング点において、補間多項式Ｐ（ｔ）は、サンプリング点の関数ｙの導関数と一致することから、式（８）が導かれる。
【００４５】
【数４】
2010209757.tif 000006
【００４６】
この条件を満足するエルミート多項式の基底関数は、式（９）に示すことができる。
【００４７】
【数５】
2010209757.tif 000007
【００４８】
上記の式に基づいて３次多項式を整理すると、式（１０）に示すことができる。
【００４９】
【数６】
2010209757.tif 000008
【００５０】
以上、区間［ｔ０，ｔ１］を例に説明したが、任意の区間［ｔｋ，ｔｋ＋１］、（ｋは、０から（ｎ−１）の整数を示す。）
【００５１】
ところで、原波形を再生できるようにサンプリングするには、サンプリング定理を満足する必要がある。原波形に含まれる周波数領域の高域成分を捕捉するには、短くしたサンプリング周期でサンプリングする必要がある。
単純に考えれば、サンプリング周期をＮ倍に早くすることにより、周波数帯域をＮ倍に広くすることができるが、サンプリング周期ごとに行う処理時間を１／Ｎの時間で処理しなければならなくなる。そのため、サンプリング周期の高速化は、高速な演算処理、サンプリングにおける分解能の確保、回路コストの低減などの関連性のある複数の課題を解決する必要があり実現性が低下する。
【００５２】
そこで、本実施形態では、燃料噴射における燃料圧力変動は、それぞれの燃料噴射において類似の変動特性を示すことに着目し、複数の燃料噴射の波形から得られるサンプリングデータから、所望の燃料圧力変動波形を再生することを試みる。図を参照し、時間が近い２つの燃料噴射における波形に基づいて所望の波形を合成する処理を説明する。
【００５３】
図２は、本実施形態におけるサンプリング合成処理を示す図である。
図（ａ）は、１サイクル目の燃料噴射においてサンプリングしたサンプリングデータを示す。
図（ｂ）は、２サイクル目の燃料噴射においてサンプリングしたサンプリングデータを示す。
図（ｃ）は、１サイクル目と２サイクル目の燃料噴射においてサンプリングされたサンプリングデータを、１つのグラフに重ねて示し、それぞれのサンプリング点を交互に接続した結果を示す。
図（ｄ）は、図（ｃ）に示した隣接するサンプリングデータ２点を抽出し、そのサンプリング点における関数の傾きを示す図である。
【００５４】
図（ａ）において、燃料噴射指令Ｔｉを基準として燃料圧力のサンプリング時刻を設定した。サンプリングを行った時刻は、次の５回とする。
【００５５】
｛ｔ１０、ｔ１２、ｔ１４、ｔ１６、ｔ１８｝
【００５６】
また、それぞれのサンプリングデータによって示されるポイントは、次の５箇所をプロットした。
【００５７】
｛Ｐ１０、Ｐ１２、Ｐ１４、Ｐ１６、Ｐ１８｝
【００５８】
この図に示される波形（実線）は、燃料圧力の変化を示し、燃料圧力センサ３７によって検出された原波形を示すものになる。また、上記の５箇所のポイントの間を、直線補間した波形を破線で一緒の図に示す。破線で示した直線補間の結果を比べると、特に区間［ｔ１４、ｔ１６］において、原波形に極小値が含まれ、急峻に変化しているため、直線補間によって示された波形との乖離が大きく現れている。
【００５９】
図（ｂ）において、図（ａ）に示した１サイクル目のサンプリングの後に、燃料噴射指令Ｔｉを基準として燃料圧力の２サイクル目のサンプリング時刻を設定した。２サイクル目のサンプリングでは、原波形の位相に対して１サイクル目のサンプリングが重ならないように、時間遅れを設定したオフセットを設けている。
サンプリングを行った時刻は、次の４回とした。
【００６０】
｛ｔ２１、ｔ２３、ｔ２５、ｔ２７｝
【００６１】
また、それぞれのサンプリングデータによって示されるポイントは、次の４箇所をプロットした。
【００６２】
｛Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ２５、Ｐ２７｝
【００６３】
この図に示される波形（実線）は、燃料圧力の変化を示し、燃料圧力センサ３７によって検出された原波形を示す。また、上記の４箇所のポイントの間を、直線補間した場合の波形を破線で一緒の図に示す。特に区間［ｔ２３、ｔ２５］において、原波形が急峻に変化しているため、直線補間によって示された波形との乖離が大きく現れている。
【００６４】
図（ｃ）に、図（ａ）と（ｂ）に示した２回に分けて行われたサイクルのサンプリング結果をもとに、燃料噴射指令Ｔｉを基準として位相を合わせて、２つのサイクルのサンプリング結果を重ねてプロットした。２つのサイクルのそれぞれの燃料圧力を示す波形は、厳密には異なるものであるが、同じ制御系において時間が近い間に行われた燃料噴射によって生成されることにより、相関性が高くなる。
図に示されるサンプリング時刻は、次の９回になる。
【００６５】
｛ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８｝
【００６６】
このサンプリング時刻を、先に示した２つのサイクルのサンプリングにおいて、燃料噴射指令Ｔｉを基準に時間が経過する順のサンプリング時刻を対比させて整理すると次の順になる。
【００６７】
｛ｔ１０、ｔ２１、ｔ１２、ｔ２３、ｔ１４、ｔ２５、ｔ１６、ｔ２７、ｔ１８｝
【００６８】
このように、９個のサンプリング時刻で連続してサンプリングされたものとして扱うこととする。このサンプリング時刻によって示されるポイントを整理すると、合成された合成サンプリングデータによって示されるポイントからは、次の９箇所をプロットできる。
【００６９】
｛Ｐ１０、Ｐ２１、Ｐ１２、Ｐ２３、Ｐ１４、Ｐ２５、Ｐ１６、Ｐ２７、Ｐ１８｝
【００７０】
図（ｃ）の波形を、前述の図(ａ)又は（ｂ）と比べると、サンプリング点が２倍になり、あたかも２倍の周波数でサンプリングを行った波形のように合成されたことが示される。また、隣接するサンプリング点の間隔が短くなり、隣接するサンプリング点同士を結んで直線補間としても原波形との差異が少なくなっていることが示される。
【００７１】
図（ｄ）は、図（ｃ）に示した隣接するサンプリングデータ２点｛Ｐ１０、Ｐ２１｝を抽出し、そのサンプリング点Ｐ１０における関数の傾きを示す。
区間の始点となるサンプリング点Ｐ１０から、終点となるサンプリング点Ｐ２１に向かうベクトルを定義し、そのベクトルが示す傾きを、サンプリング点Ｐ１０の微分係数と定義する。そのベクトルを成分示せば、（（ｘ１−ｘ０），（ｙ１−ｙ０））となる。
したがって、サンプリング点Ｐ１０の微分係数は式（１１）になる。
【００７２】
【数７】
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【００７３】
ここで、合成して得られた合成サンプリングデータに対して、前述のエルミート補間と区分補間とを組み合わせて適用する。前述のように、エルミート補間を適用することにより、サンプリング時刻における一次導関数の連続性も補償された補間処理を行うことができるので、補間処理の精度を向上させることが示された。
【００７４】
次に、上記に示した合成サンプリングデータの合成と、エルミート補間と区分補間とを組み合わせて処理（以下、区間エルミート補間処理という。）する燃料圧力検出処理の手順を説明する。
図３は、本実施形態における燃料圧力検出処理を示すフローチャートである。
ＥＣＵ２は、各気筒の燃焼サイクルにおいて噴射タイミングは、クランク角センサ３３から入力されるクランク角情報ＳｇＤｅｇに基づいて、燃料噴射指令Ｔｉを出力するタイミングを定めている。ここでは、ＥＣＵ２が燃料噴射弁６に出力する燃料噴射指令Ｔｉを基準として、以下の処理を説明する。
【００７５】
まず、ＥＣＵ２のサンプリング合成部２ｃは、燃料圧力センサ３７から入力される燃料圧力情報を燃料噴射指令Ｔｉに基づいて定められるサンプリング時刻でサンプリングし、ＥＣＵ２内の記憶部に割り付けられた第１サンプリングデータ記憶領域に、サンプリングした時刻情報とともに、時系列で示される配列としてサンプリングされたサンプリングデータを記憶する（ステップＳａ１）。
【００７６】
続いて、ＥＣＵ２のサンプリング合成部２ｃは、燃料噴射指令Ｔｉを基準にステップＳａ１のサンプリング時刻に対して遅延時間を調整することにより、燃料圧力の原波形に対して、すでにサンプリングされた位相と異なる位相でサンプリングできるようにオフセット量を設定する。ＥＣＵ２は設定されたオフセット量を、ＥＣＵ２内部の記憶領域に記憶する。記憶されたオフセット量は、次のサンプリング処理を行うサンプリング時刻を設定するためのデータとして参照される（ステップＳａ２）。
【００７７】
続いて、ＥＣＵ２のサンプリング合成部２ｃは、燃料圧力センサ３７から入力される燃料圧力情報を燃料噴射指令Ｔｉに基づいて、ステップＳａ２で設定されたオフセット量を調整して定められるサンプリング時刻でサンプリングし、ＥＣＵ２内の記憶部に割り付けられた第２サンプリングデータ記憶領域に、サンプリングした時刻情報とともに、合成された時系列によって示される配列としてサンプリングされたサンプリングデータを記憶する（ステップＳａ３）。
【００７８】
続いて、ＥＣＵ２の圧力変動値算出部２ｄは、ステップＳａ３によって合成された時系列によって示されるサンプリングデータによって示される各区間の始点と終点を結ぶベクトルを定義し、そのベクトルが示す傾きに基づいて算出し、サンプリングした時刻の導関数の値として定義する（ステップＳａ４）。
【００７９】
続いて、ＥＣＵ２の圧力変動値算出部２ｄは、ステップＳａ１及びＳａ３においてサンプリングされた第１サンプリングデータ記憶領域及び第２サンプリングデータ記憶領域に記憶されているサンプリングデータを参照して合成処理をする。圧力変動値算出部２ｄが行う合成処理は、２回に分けて行われたサンプリングデータを合成してデータ列を生成する処理と、合成されたデータ列に基づいて圧力変動値を算出する処理を行う。
圧力変動値算出部２ｄは、先に行う２回に分けて行われたサンプリングデータを、サンプリングされた時刻に基づいて、定められた順に配置するように並び替えを行う。次に、並び替えられたデータ列に基づいて、それぞれ隣接するデータの組によって示される区間ごとに、区間エルミート補間処理を適用し、それぞれの区間の特性を示す補間関数を導く。導かれた区間ごとの補間関数をそれぞれ組み合わせて、燃料圧力Ｐの変化を示す波形を導いて、その波形によって示される燃料圧力の変化を補間関数として算定する（ステップＳａ５）。
【００８０】
以上に示された本発明の実施形態によれば、ＥＣＵ２におけるサンプリング合成部は、燃料圧力をサンプリングするサンプリング周期に位相差を設けるオフセットを設定して、複数回の燃料噴射過程における燃料圧力の変化をサンプリングする。ＥＣＵ２における圧力変動値算出部２ｄは、サンプリングされたサンプリングデータに基づいて圧力変動値を算出する。ＥＣＵ２における燃料噴射量算出部２ｅは、算出された圧力変動値から燃料噴射量を算出する。そして、短い周期でサンプリングを行わなくても、複数回の燃料噴射における燃料圧力をサンプリングして合成することにより、異なる時刻に行われた燃料噴射におけるサンプリングデータを補うことができる。合成されたサンプリングデータに基づいて、その間の圧力変動を導いて、燃料噴射量を算出することができる。
【００８１】
また、本発明の実施形態によれば、ＥＣＵ２における燃料噴射量算出部２ｅは、合成されたサンプリングデータに基づいて導かれる圧力変動は、エルミート補間による補間処理による演算によって導くことができる。
【００８２】
なお、本発明は、上記の各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変更可能である。
例えば、本発明の燃料噴射量制御装置１０における、燃料圧力センサ３７は、燃料噴射弁６に対応して設けられるものとして説明したが、少なくとも１つの燃料圧力センサ３７によって、複数の燃料噴射弁６の噴射によって変動する燃料圧力変動を検出することとしても良い。その燃料圧力センサ３７の設置箇所は、オリフィス１３ｃの下流に配置することが好適であるが、目的の変動量を検出することができる場所に設けることとしても良い。
【００８３】
また、オリフィス１３ｃを例に示し、コモンレール１３と高圧配管１３ｂの間に流量を制限する抵抗成分を設けた。この抵抗成分には、オリフィス１３ｃ以外にも目的の流量制御を行える構造のものであれば選択可能である。
【００８４】
また、高圧配管１３ｂ内に設けられるオリフィス１３ｃの配置は、コモンレール１３側に近い位置とすることが好適である。
また、燃料圧力センサ３７の配置は、オリフィス１３ｃに近い下流部側とすることが好適である。
また、メイン噴射に先立って行われるパイロット噴射の回数は、１回に限定されることなく、複数回に分割することは可能である。
【００８５】
また、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。
また、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、この燃料噴射量制御装置１０はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
また、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可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  エンジン（内燃機関）
２  ＥＣＵ（噴射量算出手段）
２ｃ  サンプリング合成部（サンプリング合成手段）
２ｄ  圧力変動値算出部（圧力変動値算出手段）
２ｅ  燃料噴射量算出部（燃料噴射量算出手段）
６  燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１０  燃料噴射量制御装置（燃料噴射量制御装置）
１３  コモンレール（燃料蓄圧手段）
３７、３７−１〜３７−４  燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）
Ｐ２  高圧ポンプ（燃料供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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