(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の開閉時の振動の検出精度を向上させることにより、燃料噴射弁の開弁時間又は前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度よく制御する。【解決手段】燃料噴射制御装置８０において、実開弁時間抽出部８８は、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの先端に設けられた筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄからのセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの実開弁時間ΔＴを抽出する。補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０及び実開弁時間ΔＴに基づいて、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開弁時間、又は、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄから噴射される燃料噴射量を補正する。【選択図】図２
2014152740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の先端近傍には、前記気筒内の筒内圧を検出し、検出した前記筒内圧に応じた出力信号を出力する筒内圧検出手段が設けられ、
前記燃料噴射制御装置は、
前記筒内圧検出手段からの前記出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁の実際の開弁時間である実開弁時間を検出する実開弁時間検出手段と、
予め求めておいた前記燃料噴射弁の開弁時間の初期値である開弁時間初期値と、前記実開弁時間とに基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間、又は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、前記開弁時間初期値に対する前記実開弁時間の変化率の絶対値が所定の時間閾値以上である場合に、前記開弁時間を補正する実開弁時間補正手段であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の燃料噴射制御装置において、
前記実開弁時間補正手段は、前記開弁時間初期値に対する前記実開弁時間のずれ量を補正時間とし、前記実開弁時間を前記補正時間で補正することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の燃料噴射制御装置において、
前記実開弁時間に基づいて、該実開弁時間中に前記燃料噴射弁から実際に噴射された燃料噴射量を、推定燃料噴射量として演算する燃料噴射量演算手段をさらに有し、
前記補正手段は、前記開弁時間初期値に応じた前記燃料噴射量の初期値である噴射量初期値に対する前記推定燃料噴射量の変化率の絶対値が所定の噴射量閾値以上である場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段であることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射量補正手段は、前記噴射量初期値に対する前記推定燃料噴射量のずれ量を補正噴射量とし、前記推定燃料噴射量を前記補正噴射量で補正することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記実開弁時間検出手段は、前記出力信号に含まれる、前記燃料噴射弁の開弁動作及び閉弁動作を示す波形を抽出し、抽出した波形から前記実開弁時間を検出することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項７】
内燃機関の気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御方法において、
前記燃料噴射弁の先端近傍に設けられた筒内圧検出手段により前記気筒内の筒内圧が検出され、検出した筒内圧に応じた出力信号が出力された場合に、前記出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁の実際の開弁時間である実開弁時間を検出するステップと、
予め求めておいた前記燃料噴射弁の開弁時間の初期値である開弁時間初期値と、前記実開弁時間とに基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間、又は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正するステップと、
を有することを特徴とする燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた燃料直噴式の内燃機関にノックセンサを設け、当該ノックセンサが検出した内燃機関の振動状態（例えば、燃料噴射弁の開閉時の振動）に応じた出力信号に基づいて、燃料噴射弁の開弁時間を調整することが、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４２５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノックセンサは、内燃機関で発生する機械的な振動を検出するために、エンジン本体（例えば、シリンダブロックの側部）に取り付けられる。
【０００５】
そのため、多気筒のエンジンに１つのノックセンサが取り付けられる場合、ノックセンサの取付位置に応じて、当該ノックセンサと各気筒との距離が互いに異なることになる。この結果、各気筒からノックセンサに伝わる振動に時間差が発生するので、ノックセンサからの出力信号に基づいて開弁時間を調整する場合、気筒毎に出力時間の遅れ時間を考慮しなければならない。
【０００６】
また、任意の気筒からの振動を検出する場合、ノックセンサは、当該気筒からの振動に加え、他の気筒での燃焼に起因した振動や、吸気バルブ及び排気バルブの振動を検出し、出力信号として出力する可能性もある。これらの振動は、ノックセンサにとり、任意の気筒からの振動以外の外来ノイズであるため、これらの振動に起因した検出誤差によって、ノックセンサの検出精度が低下する。この結果、開弁時間を精度良く制御することができなくなる。
【０００７】
また、一般に、燃料噴射弁の開弁時間と、該燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量とは、比例関係にあるため、ノックセンサからの出力信号に基づいて、燃料噴射量を制御する場合でも、同様の問題が惹起されることが予想される。
【０００８】
本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、燃料噴射弁の開閉時の振動の検出精度を向上させることにより、燃料噴射弁の開弁時間又は前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度よく制御することができる燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明では、燃料噴射弁の先端近傍に、気筒内の筒内圧を検出し、検出した前記筒内圧に応じた出力信号を出力する筒内圧検出手段が設けられている。
【００１０】
この場合、本発明に係る燃料噴射制御装置は、前記筒内圧検出手段からの前記出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁の実際の開弁時間である実開弁時間を検出する実開弁時間検出手段と、予め求めておいた前記燃料噴射弁の開弁時間の初期値である開弁時間初期値と、前記実開弁時間とに基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間、又は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正する補正手段とを有する。
【００１１】
また、本発明に係る燃料噴射制御方法は、前記筒内圧検出手段から出力された前記出力信号に基づいて、前記実開弁時間を検出するステップと、前記開弁時間初期値と前記実開弁時間とに基づいて、前記燃料噴射弁の開弁時間、又は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正するステップとを有する。
【００１２】
これらの発明によれば、前記燃料噴射弁の先端近傍に前記筒内圧検出手段が設けられているため、特許文献１と比較して、前記筒内圧検出手段の取付位置に応じて、気筒毎に検出した出力信号に遅れ時間が発生することを回避することができる。これにより、前記出力信号に基づいて、前記開弁時間又は前記燃料噴射量を制御する場合に、当該出力時間の遅れ時間を考慮する必要がなくなる。
【００１３】
また、各気筒に応じた出力信号は、他の振動源（例えば、他の気筒の燃焼に起因した振動、吸気バルブ及び排気バルブの振動）の影響を受けにくくなる。これにより、前記筒内圧検出手段の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
このように、本発明では、前記燃料噴射弁の先端近傍に前記筒内圧検出手段を設けることにより、該燃料噴射弁の開閉時の振動の検出精度が向上するので、前記筒内圧検出手段からの出力信号を用いて開弁時間又は燃料噴射量を補正すれば、前記開弁時間又は前記燃料噴射量を精度よく制御することができる。
【００１５】
ここで、前記補正手段が前記開弁時間を補正する場合での本発明の構成と、前記燃料噴射量を補正する場合での本発明の構成とについて説明する。
【００１６】
先ず、前記補正手段が前記開弁時間を補正するケースでは、当該補正手段は、前記開弁時間初期値に対する前記実開弁時間の変化率の絶対値が所定の時間閾値以上である場合に、前記開弁時間を補正する実開弁時間補正手段である。これにより、前記開弁時間を効率よく補正することができる。
【００１７】
この場合、前記実開弁時間補正手段は、前記開弁時間初期値に対する前記実開弁時間のずれ量を補正時間とし、前記実開弁時間を前記補正時間で補正することが好ましい。これにより、前記実開弁時間が前記開弁時間初期値からずれていても、前記補正時間を用いて前記開弁時間初期値となるように補正すれば、前記燃料噴射弁を正確に制御することが可能となる。
【００１８】
一方、前記補正手段が前記燃料噴射量を補正するケースでは、前記燃料噴射制御装置は、前記実開弁時間に基づいて、該実開弁時間中に前記燃料噴射弁から実際に噴射された燃料噴射量を、推定燃料噴射量として演算する燃料噴射量演算手段をさらに有する。このケースにおいて、前記補正手段は、前記開弁時間初期値に応じた前記燃料噴射量の初期値である噴射量初期値に対する前記推定燃料噴射量の変化率の絶対値が所定の噴射量閾値以上である場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段である。この場合でも、前記燃料噴射量を効率よく補正することができる。
【００１９】
この場合、前記燃料噴射量補正手段は、前記噴射量初期値に対する前記推定燃料噴射量のずれ量を補正噴射量とし、前記推定燃料噴射量を前記補正噴射量で補正することが好ましい。これにより、前記推定燃料噴射量が前記噴射量初期値からずれていても、前記補正噴射量を用いて前記噴射量初期値となるように補正すれば、前記燃料噴射弁を正確に制御することが可能となる。
【００２０】
なお、上記の発明において、前記実開弁時間検出手段は、前記出力信号に含まれる、前記燃料噴射弁の開弁動作及び閉弁動作を示す波形を抽出し、抽出した波形から前記実開弁時間を検出することが好ましい。これにより、前記実開弁時間を容易に且つ正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２２】
すなわち、燃料噴射弁の先端近傍に筒内圧検出手段を設けることにより、該燃料噴射弁の開閉時の振動の検出精度が向上するので、前記筒内圧検出手段からの出力信号を用いて開弁時間又は燃料噴射量を補正すれば、前記開弁時間又は前記燃料噴射量を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る燃料噴射制御装置によって制御される燃料噴射弁について、その一部を破断して図示した正面図である。
【図２】図２は、燃料噴射制御装置のブロック図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、図２の燃料噴射制御装置による開弁時間又は燃料噴射量の補正処理を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは、筒内圧センサから出力されたセンサ信号の波形を示すタイミングチャートであり、図４Ｂは、図４Ａの一部分を拡大して図示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る燃料噴射制御装置について、燃料噴射制御方法との関連で、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】
［燃料噴射弁の構成］
本実施形態に係る燃料噴射制御装置の説明に先立ち、当該燃料噴射制御装置によって制御される燃料噴射弁１０の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００２６】
燃料噴射弁１０は、例えば、燃料直噴式の内燃機関に適用され、気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁として好適である。
【００２７】
すなわち、燃料噴射弁１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２の先端に設けられるソレノイド部１４と、ソレノイド部１４の先端に設けられる燃料噴射部１６と、ハウジング１２の基端に連結され、燃料噴射部１６に燃料を供給する燃料供給部１８と、燃料噴射部１６の先端に装着される筒内圧センサ２０（筒内圧検出手段）と、ハウジング１２に設けられた端子２２と筒内圧センサ２０とを電気的に接続する信号伝達部２４とを有する。なお、本実施形態では、燃料噴射弁１０の燃料供給部１８側を基端側（矢印Ａ方向）とし、燃料噴射部１６側を先端側（矢印Ｂ方向）とする。
【００２８】
ハウジング１２は、本体部２６と、本体部２６の基端から側方に突出したカプラ２８とを有する。この場合、燃料供給部１８は、本体部２６内に挿入される。燃料供給部１８は、例えば、燃料を供給する図示しない供給通路を内部に有し、燃料配管を通じて外部から供給された燃料を、前記供給通路から燃料噴射部１６に供給する。カプラ２８には、図示しないハーネスのコネクタが着脱自在に装着される。
【００２９】
ソレノイド部１４は、円筒状のコイルハウジング３０と、コイルハウジング３０の内部に収納されるボビン３２と、ボビン３２に巻回されるコイル３４とを有する。ボビン３２の基端側は、一対の給電端子２２ａ、２２ｃと、信号端子２２ｂとの先端部分を保持する端子支持部３６として形成されている。また、ソレノイド部１４の内部であって、ボビン３２の内方には、可動コア３８が収納されている。可動コア３８には、ソレノイド部１４及び燃料噴射部１６の内部を貫通して、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に延在するニードル４０が連結されている。
【００３０】
ここで、給電端子２２ａ、２２ｃは、コイル３４と電気的に接続されている。また、給電端子２２ａ、２２ｃ及び信号端子２２ｂの基端側は、カプラ２８に形成された凹部から外部に露出している。カプラ２８とハーネスのコネクタとが嵌合し、外部からハーネス、コネクタ及びカプラ２８を介して給電端子２２ａ、２２ｃに通電すると、コイル３４が励磁されて磁力が生じる。これにより、コイル３４の励磁作用下に、可動コア３８をボビン３２の内部で矢印Ａ方向に変位させることができる。
【００３１】
燃料噴射部１６は、ソレノイド部１４の先端に連結されるバルブハウジング４２を有する。バルブハウジング４２は、例えば、金属製材料から形成され、ソレノイド部１４の先端を閉塞するフランジ部４４と、フランジ部４４から矢印Ｂ方向に向かって一直線に延在する筒部４６とを有する。
【００３２】
筒部４６の先端には、噴射口５０が形成され、該噴射口５０は、ニードル４０の先端に取り付けられた球状の弁体５２に閉塞されている。前述のように、コイル３４の励磁作用下に可動コア３８が矢印Ａ方向に変位すると、ニードル４０及び弁体５２は、矢印Ａ方向に一体的に移動する。これにより、弁体５２が噴射口５０から離間して、燃料噴射弁１０が閉弁状態から開弁状態に移行し、噴射口５０から燃焼室内に燃料を所定圧力で噴射させることができる。
【００３３】
筒部４６の先端の外周側には、円筒状の筒内圧センサ２０が圧入され嵌合される。筒内圧センサ２０は、例えば、その内部に図示しない圧電素子を備え、該圧電素子に接続端子４８が接続されている。従って、筒内圧センサ２０は、圧電センサを用いて気筒内の燃焼室の圧力（筒内圧）を検出し、検出した筒内圧に応じた検出信号をセンサ信号（出力信号）として接続端子４８を介して出力する。
【００３４】
信号伝達部２４は、バルブハウジング４２の外周側に設けられ、接続端子４８に接続された第１信号伝達部材５４と、コイルハウジング３０に収納され、第１信号伝達部材５４と信号端子２２ｂとを接続する第２信号伝達部材５６とを有する。
【００３５】
第１信号伝達部材５４は、筒部４６の外周側に設けられ、耐熱性樹脂等の樹脂製材料からなる絶縁体５８と、絶縁体５８の内部に設けられ、メッキ層等の通電可能な部材からなる第１導電層６０とを有する。絶縁体５８の外周側には、絶縁体５８を覆うカバー部材６２が装着されている。
【００３６】
第２信号伝達部材５６は、例えば、樹脂製材料から形成され、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に沿って所定長さを有する板形状からなる。その内部には、メッキ層等の通電可能な部材からなる第２導電層７２が形成されている。第２導電層７２の先端には、第１導電層６０と第２導電層７２とを電気的に接続する第１接続部７４が形成されている。また、第２導電層７２の基端には、第２導電層７２と信号端子２２ｂとを電気的に接続する第２接続部７６が形成されている。
【００３７】
これにより、筒内圧センサ２０は、接続端子４８、第１導電層６０、第１接続部７４、第２導電層７２、第２接続部７６、信号端子２２ｂ、コネクタ及びハーネスを介して、筒内圧に応じたセンサ信号を外部に出力することができる。
【００３８】
［本実施形態の構成］
次に、燃料噴射弁１０を制御する本実施形態に係る燃料噴射制御装置８０について、図２を参照しながら説明する。
【００３９】
図２は、一例として、内燃機関であるエンジン８２が４つの気筒８４Ａ〜８４Ｄ（図２では「＃１」〜「＃４」を付した円で図示）を有し、各気筒８４Ａ〜８４Ｄに対して、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄを具備した燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄ（図２では「ＣＰＳ  ＩＮＪ１」〜「ＣＰＳ  ＩＮＪ４」を付したブロックで図示）がそれぞれ配置されている場合を図示したものである。
【００４０】
なお、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄは、図１に示す燃料噴射弁１０と同一構成であり、噴射口５０に対し弁体５２が離間している開弁状態において、気筒８４Ａ〜８４Ｄ内の燃焼室に対して燃料をそれぞれ噴射する。また、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄは、筒内圧センサ２０と同一構成であり、気筒８４Ａ〜８４Ｄ内の燃焼室の筒内圧をそれぞれ検出し、検出した筒内圧に応じたセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４を出力する。従って、ここでは、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄ及び筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄの詳細な説明は省略する。
【００４１】
燃料噴射制御装置８０において、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）８６は、エンジン８２を搭載した車両のＥＣＵであり、上記のハーネス及びコネクタを介して、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄ及び筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄと電気的に接続されている。
【００４２】
この場合、ＥＣＵ８６は、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄからそれぞれ出力されたセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４を取得する。そして、ＥＣＵ８６は、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄにとり適切な開弁時間（噴射口５０に対して弁体５２が離間している時間）又は燃料噴射量（開弁時間内に燃焼室に噴射する燃料の噴射量）を設定し、設定した開弁時間又は燃料噴射量に応じたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄにそれぞれ供給する。
【００４３】
これにより、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄのコイル３４は、それぞれ、供給されたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４によって励磁され、可動コア３８、ニードル４０及び弁体５２を矢印Ａ方向に一体的に変位させる。この結果、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの噴射口５０に対して弁体５２が離間し、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄが閉弁状態から開弁状態に移行する。従って、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄは、それぞれ、所定の開弁時間だけ、噴射口５０から気筒８４Ａ〜８４Ｄの燃焼室に燃料を噴射することができる。
【００４４】
一方、前記開弁時間の経過後、ドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４の供給が停止すると、コイル３４の励磁作用が停止して、可動コア３８、ニードル４０及び弁体５２が矢印Ｂ方向に一体的に変位し、弁体５２が噴射口５０を閉塞する。この結果、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄは、開弁状態から閉弁状態に移行し、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄからの燃料の噴射が停止するに至る。
【００４５】
このような機能を奏するため、ＥＣＵ８６は、実開弁時間抽出部８８（実開弁時間検出手段）、燃料噴射量演算部９０（燃料噴射量演算手段）、変化量算出部９２、判断処理部９４、補正処理部９６（補正手段、実開弁時間補正手段、燃料噴射量補正手段）、ドライブ信号生成部９８及び記憶部１００を有する。
【００４６】
実開弁時間抽出部８８は、筒内圧センサ２０Ａ〜２０ＤからＥＣＵ８６に入力されるセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて、各燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの実際の開弁時間である実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４を抽出する。
【００４７】
燃料噴射量演算部９０は、実開弁時間抽出部８８が抽出した実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４に基づいて、実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４中に燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄから実際に噴射された燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４（推定燃料噴射量）を演算する。
【００４８】
一般に、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開弁時間と、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄからの燃料噴射量とは、比例関係にある。そこで、例えば、開弁時間と燃料噴射量との比例関係を示す図示しない第１テーブルを記憶部１００に記憶しておき、燃料噴射量演算部９０は、第１テーブルを参照して、実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４に応じた推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４を推定すればよい。
【００４９】
変化量算出部９２は、予め求められた所望の開弁時間を示す開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４の変化率（開弁時間変化率）を算出するか、又は、開弁時間初期値Ｔ０に応じた所望の燃料噴射量を示す噴射量初期値Ｑ０に対する推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４の変化率（噴射量変化率）を算出する。
【００５０】
開弁時間初期値Ｔ０とは、故障等が発生していない燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄにドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を供給した際、当該ドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの理想的な開弁時間をいう。そのため、例えば、ドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４と開弁時間との理想的な関係を示す図示しない第２テーブルを記憶部１００に記憶しておき、変化量算出部９２は、第２テーブルを参照して、ＥＣＵ８６から燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄに実際に供給されたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた開弁時間を特定し、特定した開弁時間を開弁時間初期値Ｔ０として決定する。
【００５１】
また、噴射量初期値Ｑ０とは、故障等が発生していない燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄにドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を供給した際、当該ドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄからの理想的な燃料噴射量をいう。前述のように、開弁時間と燃料噴射量とは比例関係にあるので、噴射量初期値Ｑ０は、開弁時間初期値Ｔ０に応じた燃料噴射量でもある。
【００５２】
そのため、例えば、ドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４と燃料噴射量との理想的な関係を示す図示しない第３テーブルを記憶部１００に記憶しておき、変化量算出部９２は、第３テーブルを参照して、ＥＣＵ８６から燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄに実際に供給されたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた燃料噴射量を特定し、特定した燃料噴射量を噴射量初期値Ｑ０として決定する。
【００５３】
あるいは、記憶部１００に第１テーブル及び第２テーブルを記憶しておき、変化量算出部９２は、第２テーブルを参照して、ＥＣＵ８６から燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄに実際に供給されたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた開弁時間を求め、次に、第１テーブルを参照して、求めた開弁時間に応じた燃料噴射量を特定し、特定した燃料噴射量を噴射量初期値Ｑ０として決定してもよい。
【００５４】
判断処理部９４は、変化量算出部９２で算出された開弁時間変化率又は噴射量変化率の絶対値が所定の閾値Ｘ（時間閾値、噴射量閾値）以上であるか否かを判断する。
【００５５】
判断処理部９４で肯定的な判断結果（開弁時間変化率又は噴射量変化率の絶対値が閾値Ｘ以上）となった場合、補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４のずれ量が大きいと判断して、実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４が開弁時間初期値Ｔ０となるように補正するか、又は、噴射量初期値Ｑ０に対する推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４のずれ量が大きいと判断して、推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４が噴射量初期値Ｑ０となるように補正する。
【００５６】
なお、判断処理部９４で否定的な判断結果（開弁時間変化率又は噴射量変化率の絶対値が閾値Ｘ未満）である場合、補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４のずれ量が小さいか、又は、噴射量初期値Ｑ０に対する推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４のずれ量が小さいと判断し、実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４又は推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４に対する補正処理を行わない。
【００５７】
また、判断処理部９４は、開弁時間変化率と閾値Ｘ（時間閾値）とを比較する場合、及び、噴射量変化率と閾値Ｘ（噴射量閾値）とを比較する場合、２つの閾値Ｘを同じ値に予め設定してもよいし、互いに異なる値に予め設定しておいてもよい。
【００５８】
ドライブ信号生成部９８は、補正処理部９６で補正処理が行われた場合には、補正後の実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４（開弁時間初期値Ｔ０）又は推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４（噴射量初期値Ｑ０）に応じたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を生成する。また、補正処理部９６で補正処理が行われなかった場合、ドライブ信号生成部９８は、実開弁時間抽出部８８で抽出された実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４、又は、燃料噴射量演算部９０で算出された推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４に応じたドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を生成する。
【００５９】
記憶部１００は、前述した第１〜第３テーブルを含む所定の情報を記憶する。
【００６０】
［本実施形態の動作］
本実施形態に係る燃料噴射制御装置８０は、以上のように構成されるものであり、次に、その動作（燃料噴射制御方法）について、図３Ａ〜図４Ｂを参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１及び図２も参照しながら説明する。
【００６１】
ここでは、図３Ａに示すように、開弁時間変化率に基づいて実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４の補正処理を行う場合（第１実施例）と、図３Ｂに示すように、噴射量変化率に基づいて推定燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４の補正処理を行う場合（第２実施例）とについて説明する。
【００６２】
先ず、図３Ａの第１実施例の動作について説明する。
【００６３】
図３ＡのステップＳ１において、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄは、燃料室の筒内圧をそれぞれ検出し、検出した筒内圧に応じたセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４をＥＣＵ８６に出力する。
【００６４】
ステップＳ２において、ＥＣＵ８６の実開弁時間抽出部８８は、入力されたセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４から実開弁時間ΔＴ１〜ΔＴ４を抽出する。
【００６５】
図４Ａは、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に応じた筒内圧の波形の一例を示すタイミングチャートであり、図４Ｂは、その一部分を拡大して図示したタイミングチャートである。
【００６６】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、横軸は、図示しないクランクシャフトのクランク角を示し、時間経過に対応している。この場合、時点Ｔ１に応じたクランク角で筒内圧Ｐ１の１番目のピークが発生し、当該クランク角から所定角度経過したクランク角（に応じた時点Ｔ２）で筒内圧Ｐ２の２番目のピークが発生している。
【００６７】
１番目のピークの筒内圧Ｐ１は、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開弁時（時点Ｔ１）に発生する振動が筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄに伝わることによって検出された筒内圧である。２番目のピークの筒内圧Ｐ２は、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの閉弁時（時点Ｔ２）に発生する振動が筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄに伝わることによって検出された筒内圧である。従って、時点Ｔ１に応じたクランク角と時点Ｔ２に応じたクランク角との角度差に応じた時間間隔であるΔＴが実開弁時間となる。
【００６８】
従って、ステップＳ２において、実開弁時間抽出部８８は、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４の波形について、それぞれ、開弁時（時点Ｔ１）を示すクランク角と、閉弁時（時点Ｔ２）を示すクランク角とを検出し、検出した２つのクランク角の角度差に応じた時間を実開弁時間ΔＴ（ΔＴ１〜ΔＴ４）として抽出する。
【００６９】
なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、横軸がクランク角で表記されているが、説明の便宜上、時点Ｔ１、Ｔ２及び実開弁時間ΔＴを括弧書きで付記している。また、ステップＳ２では、実開弁時間ΔＴを抽出すればよいので、少なくとも上記の２つのクランク角を検出できればよい。そのため、ステップＳ２において、実開弁時間抽出部８８は、少なくとも、時点Ｔ１に応じたクランク角の直前から、時点Ｔ２に応じたクランク角の直後までの範囲を燃料噴射の時期とみなし、その範囲内のみを検出対象として時点Ｔ１、Ｔ２の検出を行ってもよい。
【００７０】
ステップＳ３において、変化量算出部９２は、記憶部１００に記憶された第２テーブルを参照し、実開弁時間ΔＴの基となったドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた開弁時間初期値Ｔ０を特定する。そして、変化量算出部９２は、特定した開弁時間初期値Ｔ０と、実開弁時間ΔＴとを用いて、開弁時間変化率の絶対値である｜ΔＴ／Ｔ０−１｜を算出する。判断処理部９４は、絶対値｜ΔＴ／Ｔ０−１｜が所定の閾値Ｘ［％］以上であるか否か（｜ΔＴ／Ｔ０−１｜≧Ｘであるか否か）を判断する。
【００７１】
判断処理部９４が肯定的な判断を行った場合（ステップＳ３：ＹＥＳ、｜ΔＴ／Ｔ０−１｜≧Ｘ）、次のステップＳ４において、補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０から実開弁時間ΔＴがＸ［％］以上ずれていると判断し、実開弁時間ΔＴが開弁時間初期値Ｔ０となるように補正する。
【００７２】
具体的には、開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴのずれ量を補正量（補正時間）Ｔｉとする。そして、開弁時間初期値Ｔ０に対して実開弁時間ΔＴが短くなっている場合には、ΔＴにＴｉを加算して開弁時間初期値Ｔ０に補正する（ΔＴ＋Ｔｉ→ΔＴ＝Ｔ０）。一方、開弁時間初期値Ｔ０に対して実開弁時間ΔＴが長くなっている場合には、ΔＴをＴｉで減算して開弁時間初期値Ｔ０に補正する（ΔＴ−Ｔｉ→ΔＴ＝Ｔ０）。
【００７３】
なお、ステップＳ３において、判断処理部９４が否定的な判断（ステップＳ３：ＮＯ、｜ΔＴ／Ｔ０−１｜＜Ｘ）を行った場合、補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴのずれがＸ［％］未満に収まっていると判断し、当該実開弁時間ΔＴに対する補正処理を実行しない。この結果、燃料噴射制御装置８０内では、ステップＳ１の処理が再度実行され、次のセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４の取得が行われる。
【００７４】
次に、図３Ｂの第２実施例の動作について説明する。
【００７５】
図３ＢのステップＳ１１、Ｓ１２では、ステップＳ１、Ｓ２と同様の処理がそれぞれ行われる。
【００７６】
次のステップＳ１３において、燃料噴射量演算部９０は、記憶部１００に記憶された第１テーブルを参照し、実開弁時間抽出部８８が抽出した実開弁時間ΔＴに応じた推定燃料噴射量Ｑ（Ｑ１〜Ｑ４）を推定する。
【００７７】
ステップＳ１４において、変化量算出部９２は、記憶部１００に記憶された第３テーブルを参照し、推定燃料噴射量Ｑの基となったドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じた噴射量初期値Ｑ０を特定する。そして、変化量算出部９２は、特定した噴射量初期値Ｑ０と、推定燃料噴射量Ｑとを用いて、噴射量変化率の絶対値である｜Ｑ／Ｑ０−１｜を算出する。そして、判断処理部９４は、絶対値｜Ｑ／Ｑ０−１｜が所定の閾値Ｘ［％］以上であるか否か（｜Ｑ／Ｑ０−１｜≧Ｘであるか否か）を判断する。
【００７８】
判断処理部９４が肯定的な判断を行った場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ、｜Ｑ／Ｑ０−１｜≧Ｘ）、次のステップＳ１５において、補正処理部９６は、噴射量初期値Ｑ０から推定燃料噴射量ＱがＸ［％］以上ずれていると判断し、推定燃料噴射量Ｑが噴射量初期値Ｑ０となるように補正する。
【００７９】
具体的に、噴射量初期値Ｑ０に対する推定燃料噴射量Ｑのずれ量を補正量（補正噴射量）Ｑｉとする。そして、噴射量初期値Ｑ０に対して推定燃料噴射量Ｑが少なくなっている場合には、ＱにＱｉを加算して噴射量初期値Ｑ０に補正する（Ｑ＋Ｑｉ→Ｑ＝Ｑ０）。一方、噴射量初期値Ｑ０に対して推定燃料噴射量Ｑが多くなっている場合には、ＱをＱｉで減算して噴射量初期値Ｑ０に補正する（Ｑ−Ｑｉ→Ｑ＝Ｑ０）。
【００８０】
なお、ステップＳ１４において、判断処理部９４が否定的な判断（ステップＳ１４：ＮＯ、｜Ｑ／Ｑ０−１｜＜Ｘ）を行った場合、補正処理部９６は、噴射量初期値Ｑ０に対する推定燃料噴射量ＱのずれがＸ［％］未満に収まっていると判断し、当該推定燃料噴射量Ｑに対する補正処理を実行しない。この結果、燃料噴射制御装置８０内では、ステップＳ１１の処理が再度実行され、次のセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４の取得が行われる。
【００８１】
なお、第１実施例又は第２実施例の補正処理が行われた場合、ドライブ信号生成部９８は、補正処理後の実開弁時間ΔＴ（開弁時間初期値Ｔ０）又は推定燃料噴射量Ｑ（噴射量初期値Ｑ０）に基づいてドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を生成する。一方、第１実施例又は第２実施例の補正処理が行われなかった場合、ドライブ信号生成部９８は、ステップＳ２で抽出された実開弁時間ΔＴ又はステップＳ１３で算出された推定燃料噴射量Ｑに基づいてドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を生成する。この結果、ＥＣＵ８６から燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄにドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を供給することにより、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開弁時間、及び、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄから燃焼室への燃料の噴射を、精度よく制御することができる。
【００８２】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、燃料噴射弁１０（１０Ａ〜１０Ｄ）の先端に筒内圧センサ２０が設けられているため、特許文献１と比較して、筒内圧センサ２０の取付位置に応じて、気筒８４Ａ〜８４Ｄ毎に検出したセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に遅れ時間が発生することを回避することができる。これにより、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて、燃料噴射弁１０の開弁時間、又は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制御する場合に、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４の遅れ時間を考慮する必要がなくなる。
【００８３】
また、各気筒８４Ａ〜８４Ｄに応じたセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４は、他の振動源（例えば、他の気筒の燃焼に起因した振動、吸気バルブ及び排気バルブの振動）の影響を受けにくくなる。これにより、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄの検出精度を向上させることができる。
【００８４】
このように、本実施形態では、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの先端に筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄを設けることにより、該燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開閉時の振動の検出精度が向上するので、筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄからのセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４を用いて開弁時間又は燃料噴射量を補正すれば、開弁時間又は燃料噴射量を精度よく制御することができる。
【００８５】
また、補正処理部９６は、｜ΔＴ／Ｔ０−１｜≧Ｘであれば、実開弁時間ΔＴを補正するので、当該実開弁時間ΔＴを効率よく補正することができる。この場合、補正処理部９６は、開弁時間初期値Ｔ０に対する実開弁時間ΔＴのずれ量を補正時間Ｔｉとし、実開弁時間ΔＴを補正時間Ｔｉで補正する。これにより、実開弁時間ΔＴが開弁時間初期値Ｔ０からずれていても、補正時間Ｔｉを用いて開弁時間初期値Ｔ０となるように補正すれば、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄを正確に制御することが可能となる。
【００８６】
あるいは、燃料噴射量演算部９０は、実開弁時間ΔＴに基づいて推定燃料噴射量Ｑを算出し、補正処理部９６は、｜Ｑ／Ｑ０−１｜≧Ｘであれば、推定燃料噴射量Ｑを補正する。この場合でも、推定燃料噴射量Ｑを効率よく補正することができると共に、推定燃料噴射量Ｑが噴射量初期値Ｑ０からずれていても、補正噴射量Ｑｉを用いて噴射量初期値Ｑ０となるように補正すれば、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄを正確に制御することが可能となる。
【００８７】
また、実開弁時間抽出部８８は、センサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に含まれる、燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄの開弁動作及び閉弁動作を示す波形（時点Ｔ１、Ｔ２の２つのピーク）を抽出し、抽出した波形から実開弁時間ΔＴを検出するので、該実開弁時間ΔＴを容易に且つ正確に検出することができる。
【００８８】
上記の説明では、ＥＣＵ８６は、４つの筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄからセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４を取得し、取得したセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて４つの燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄのドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を生成する場合について説明した。本実施形態は、この説明に限定されることはなく、ＥＣＵ８６は、少なくとも１つの筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄからセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４を取得し、取得したセンサ信号Ｓｓ１〜Ｓｓ４に基づいて、少なくとも１つの筒内圧センサ２０Ａ〜２０Ｄが搭載された燃料噴射弁１０Ａ〜１０Ｄに対してドライブ信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４を供給してもよい。
【００８９】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９０】
１０、１０Ａ〜１０Ｄ…燃料噴射弁    ２０、２０Ａ〜２０Ｄ…筒内圧センサ
５０…噴射口                        ５２…弁体
８０…燃料噴射制御装置              ８２…エンジン
８４Ａ〜８４Ｄ…気筒                ８６…ＥＣＵ
８８…実開弁時間抽出部              ９０…燃料噴射量演算部
９２…変化量算出部                  ９４…判断処理部
９６…補正処理部                    ９８…ドライブ信号生成部
１００…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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