(57)【要約】【課題】噴射気筒と非噴射気筒とを最適に組合せて、噴射に起因する燃圧の変動波形を高精度に抽出することが可能な燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】噴射気筒に対応する噴射時センサ波形を検出し、非噴射気筒に対応する非噴射時センサ波形を検出する。内燃機関の定常運転時において、非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、噴射気筒が非噴射状態となる時に噴射気筒に対して検出された非噴射時センサ波形、と最も近似する非噴射時センサ波形を選択し、選択した非噴射時センサ波形が検出された非噴射気筒を、噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒として選択する。噴射気筒に対して検出された噴射時センサ波形から、噴射気筒と組み合わされた非噴射気筒に対して噴射時センサ波形と同時に検出された非噴射時センサ波形を差し引いて、噴射気筒での噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形を抽出する。【選択図】      図１
2014141951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料を畜圧保持する畜圧容器（４２）と、前記畜圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプ（４１）と、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記畜圧容器内に畜圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁（１０）と、前記畜圧容器から各燃料噴射弁の噴射口（１１ｂ）までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃圧センサ（２０）と、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置（３０）であって、
前記気筒のうち噴射気筒に対応する前記燃圧センサの出力に基づいて、噴射時センサ波形を検出する噴射時センサ波形検出手段と、
前記気筒のうち非噴射気筒に対応する前記燃圧センサの出力に基づいて、非噴射時センサ波形を検出する非噴射時センサ波形検出手段と、
前記非噴射気筒から前記噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒を選択する非噴射気筒選択手段と、
前記噴射気筒に対して前記噴射時センサ波形検出手段により検出された前記噴射時センサ波形から、前記噴射気筒と組み合わされた前記非噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により前記噴射時センサ波形と同時に検出された前記非噴射時センサ波形を差し引いて、前記噴射気筒での噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形を抽出する噴射時波形抽出手段と、を備え、
前記非噴射気筒選択手段は、前記機関の定常運転時において、前記非噴射時センサ波形検出手段により前記非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、前記噴射気筒が非噴射状態となる時に前記噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により検出された非噴射時センサ波形、と最も近似する非噴射時センサ波形を選択し、選択した非噴射時センサ波形が検出された前記非噴射気筒を選択することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記非噴射気筒選択手段は、所定の噴射気筒で噴射が行われている時に前記非噴射時センサ波形検出手段により前記非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、前記所定の噴射気筒の直前の気筒で噴射が行われている時に前記所定の噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により検出された非噴射時センサ波形、と最も近似した非噴射時センサ波形を選択する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記非噴射気筒選択手段は、所定の噴射気筒で噴射が行われている時に前記非噴射時センサ波形検出手段により前記非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、前記所定の噴射気筒の直後の気筒で噴射が行われている時に前記所定の噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により検出された非噴射時センサ波形、と最も近似した非噴射時センサ波形を選択する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記非噴射気筒選択手段は、前記機関が所定期間運転されるごとに、前記噴射気筒と組み合わせる前記非噴射気筒を選択する請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記非噴射気筒選択手段は、前記非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形と、前記噴射気筒が非噴射状態となる時に前記噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により検出された非噴射時センサ波形とで、各時点の燃料圧力の差の２乗値を算出し、算出した２乗値の和が最小となる非噴射時センサ波形を選択する請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁を備え、畜圧容器に蓄えられた高圧燃料を用いて燃料噴射を行う燃料噴射システム、に適用される燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コモンレール（畜圧容器）から複数の燃料噴射弁へ燃料を分配供給する燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁から燃料を噴射させると、噴射率の変化に応じて燃料噴射弁内部の燃料圧力が変化する。そこで、各燃料噴射弁に搭載された燃圧センサにより、噴射時に燃料圧力の変動波形を検出して、検出した変動波形に基づき噴射率変化を示す波形を推定することが行われている。さらに、推定した噴射率変化を示す波形から噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等の実際の噴射状態を検出して、検出した噴射状態に基づき燃料噴射弁の作動を制御することが行われている。
【０００３】
ただし、燃圧センサにより検出される変動波形には、燃料ポンプからの燃料圧送に伴い生じる圧力変動が外乱として重畳されている。よって、実際の噴射状態を高精度に検出するためには、燃圧センサにより検出される変動波形から、燃料圧送に伴い生じる変動成分を除き、噴射に起因する燃料圧力の変動波形を抽出する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１は、概ね燃料圧送に伴う圧力変動成分だけが生じる非噴射気筒において変動波形を検出し、噴射気筒において検出した変動波形から非噴射気筒において検出した変動波形を差し引いて、噴射に起因する燃料圧力の変動波形を抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６７８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、噴射気筒に対して検出された変動波形から、複数の非噴射気筒に対して検出された外乱成分の平均を差し引いて、噴射に起因する燃料圧力の変動波形を抽出している。しかしながら、ハードウェアのばらつきや経年劣化等による特性の変化を考慮すると、複数の非噴射気筒に対して検出された外乱成分の平均よりも、ハードウェアの特性が噴射気筒と近い非噴射気筒に対して検出された外乱成分を用いる方が、噴射に起因する燃料圧力の変動波形の抽出精度が高くなる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑み、変動波形を検出する噴射気筒と外乱成分を検出する非噴射気筒とを最適に組合せて、噴射に起因する燃料圧力の変動波形を高精度に抽出することが可能な燃料噴射制御装置を提供することを主たる目的とする。
【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、請求項１に記載の発明は、高圧燃料を畜圧保持する畜圧容器と、前記畜圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記畜圧容器内に畜圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記畜圧容器から各燃料噴射弁の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置であって、前記気筒のうち噴射気筒に対応する前記燃圧センサの出力に基づいて、噴射時センサ波形を検出する噴射時センサ波形検出手段と、前記気筒のうち非噴射気筒に対応する前記燃圧センサの出力に基づいて、非噴射時センサ波形を検出する非噴射時センサ波形検出手段と、前記非噴射気筒から前記噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒を選択する非噴射気筒選択手段と、前記噴射気筒に対して前記噴射時センサ波形検出手段により検出された前記噴射時センサ波形から、前記噴射気筒と組み合わされた前記非噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により前記噴射時センサ波形と同時に検出された前記非噴射時センサ波形を差し引いて、前記噴射気筒での噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形を抽出する噴射時波形抽出手段と、を備え、前記非噴射気筒選択手段は、前記機関の定常運転時において、前記非噴射時センサ波形検出手段により前記非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、前記噴射気筒が非噴射状態となる時に前記噴射気筒に対して前記非噴射時センサ波形検出手段により検出された非噴射時センサ波形、と最も近似する非噴射時センサ波形を選択し、選択した非噴射時センサ波形が検出された前記非噴射気筒を選択する。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、燃料ポンプから畜圧容器へ燃料が圧送される。畜圧容器内に畜圧保持される高圧燃料は、各気筒に設けられた燃料噴射弁により噴射される。そして、畜圧容器から各気筒の燃料噴射弁の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力が、燃圧センサによりそれぞれ検出される。
【００１０】
また、噴射時センサ波形検出手段により、噴射気筒に対応する燃圧センサの出力に基づいて、噴射に起因する圧力変動に燃料ポンプによる圧送に伴う圧力変動が重畳された噴射時センサ波形が検出される。一方、非噴射時センサ波形検出手段により、非噴射気筒に対応する燃圧センサの出力に基づいて、燃料ポンプによる圧送に伴う圧力変動を表す非噴射時センサ波形が検出される。
【００１１】
ここで、同じ気筒に対して噴射時センサ波形と同時に非噴射時センサ波形が検出できれば、その非噴射時センサ波形は、噴射時センサ波形に重畳された圧送に伴う圧力変動成分を表す最適な非噴射時センサ波形となる。しかしながら、同じ気筒に対して噴射時センサ波形と非噴射時センサ波形を同時に検出することはできない。それゆえ、噴射気筒と組み合わされた非噴射気筒に対して噴射時センサ波形と同時に検出された非噴射時センサ波形を用いて、噴射時センサ波形から圧送に伴う圧力変動成分が除かれ、噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形が抽出される。
【００１２】
ただし、ハードウェアのばらつきや経年劣化等による特性の変化のため、非噴射時センサ波形にもばらつきがある。そこで、燃料の供給圧と供給量が一定の内燃機関の定常運転時において、非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、噴射気筒が非噴射状態となる時に検出された非噴射時センサ波形、と最も近似する非噴射時センサ波形が選択される。そして、選択された非噴射時センサ波形の検出された非噴射気筒が、噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒として選択される。すなわち、噴射時センサ波形を検出する噴射気筒に設置された燃料噴射弁と、ハードウェアの特性が最も近い燃料噴射弁の設置された非噴射気筒が、噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒として選択される。
【００１３】
したがって、噴射に起因する圧力変動に圧送に伴う圧力変動が重畳された噴射時センサ波形を検出する噴射気筒と、圧送に伴う圧力変動成分を表す非噴射時センサ波形を検出する非噴射気筒とを最適に組合せることができる。ひいては、噴射時センサ波形から噴射に起因する燃料圧力の変動を高精度に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】燃料噴射システムの概略を示す図。
【図２】噴射指令信号に対応する噴射率及び燃圧の変化を示す図。
【図３】噴射時センサ波形及び非噴射時センサ波形を示すタイムチャート。
【図４】噴射時センサ波形と非噴射時センサ波形との差を示す図。
【図５】噴射気筒と非噴射気筒との組合せを決める処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、燃料噴射制御装置を車両に搭載した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置が適用される燃料噴射システムの構成を示す。本燃料噴射システムは、３気筒のディーゼルエンジン（多気筒内燃機関）に搭載されることを想定している。本燃料噴射システムは、高圧燃料を畜圧保持するコモンレール４２（畜圧容器）と、コモンレール４２に対して燃料を圧送する燃料ポンプ４１と、エンジンの各気筒＃１〜＃３に設けられた燃料噴射弁１０と、コモンレール４２から各燃料噴射弁１０の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ逐次検出する燃圧センサ２０と、を備える。
【００１６】
燃料タンク４０は、エンジンの各気筒＃１〜＃３に供給される燃料（軽油）を溜めておくためのタンクである。燃料タンク４０内の燃料は、エンジンのクランク軸に連動して駆動される燃料ポンプ４１により、コモンレール４２に圧送されて蓄圧保持される。コモンレール４２内の圧力が、各気筒の燃料噴射弁１０へ供給される燃料の供給圧Ｐｃとなる。コモンレール４２内に蓄圧された燃料は、各気筒の燃料噴射弁１０へ分配されて供給される。各気筒の燃料噴射弁１０は、予め設定された順番で順次燃料を噴射する。
【００１７】
燃料噴射弁１０は、ボデー１１と、ニードル弁１２と、電磁コイルやピエゾ素子等のアクチュエータ１３とを備えて構成される。ボデー１１は、内部に、高圧通路１１ａと、低圧通路１１ｄと、高圧通路１１ａと繋がる噴孔１１ｂ（噴射口）とが形成されている。コモンレール４２から供給された燃料は、高圧通路１１ａを通って噴孔１１ｂから噴射される。ニードル弁１２は、ボデー内部に収容されて噴孔１１ｂを開閉する。
【００１８】
さらに、ボデー１１は、内部に、ニードル弁１２に背圧を付与する背圧室１１ｃが形成されている。高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄは、背圧室１１ｃと接続されている。そして、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄと背圧室１１ｃとの連通状態は、制御弁１４により切り替えられる。
【００１９】
具体的には、アクチュエータ１３へ通電されると、制御弁１４は噴孔１１ｂ側へ押し下げられる。それにより、背圧室１１ｃは低圧通路１１ｄと連通した状態となるので、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は低下し、ニードル弁１２を噴孔１１ｂ側に押し付ける背圧が低下する。その結果、ニードル弁１２のシート面１２ａが、噴孔１１ｂと繋がるように形成されたボデー１１のシート面１１ｅから離座するので、噴孔１１ｂから燃料が噴射される。
【００２０】
一方、アクチュエータ１３への通電をオフにすると、制御弁１４はアクチュエータ１３側に押し上げられる。それにより、背圧室１１ｃは高圧通路１１ａと連通した状態となるので、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は上昇し、ニードル弁１２を噴孔１１ｂ側に押し付ける背圧が上昇する。その結果、ニードル弁１２のシート面１２ａが、ボデー１１のシート面１１ｅに着座するので、噴孔１１ｂからの燃料噴射が停止される。
【００２１】
よって、指令信号により、アクチュエータ１３の駆動期間を制御すると、噴孔１１ｂから噴射される燃料の噴射量が制御される。
【００２２】
燃圧センサ２０は、各燃料噴射弁１０に搭載されており、ステム２１（起歪体）、圧力センサ素子２２、通信回路２２ａを備えている。ステム２１は、ボデー１１に取り付けられており、ダイヤフラム部２１ａを有している。ダイヤフラム部２１ａは、高圧通路１１ａを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子２２は、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられており、ダイヤフラム部２１ａの弾性変形量に応じた圧力信号を通信回路２２ａからＥＣＵ３０へ送信する。
【００２３】
ＥＣＵ３０（燃料噴射制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスライン等からなるマイクロコンピュータとして構成される。ＥＣＵ３０は、アクセルペダルの操作量、エンジン負荷、エンジン回転速度等に基づき、目標噴射状態を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。さらに、算出した目標噴射状態に対応する指令信号Ｔｑ，ｔ１（図２（ａ）参照）を、後述する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘに基づき設定し、燃料噴射弁１０へ出力することで燃料噴射弁１０の作動を制御する。
【００２４】
また、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、後述する噴射時センサ波形検出手段、非噴射時センサ波形検出手段、非噴射気筒選択手段、噴射時波形抽出手段としての機能を実現する。
【００２５】
さらに、ＥＣＵ３０は、噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形Ｗ（図２（ｃ）参照）に基づき、燃料の噴射率の時間に対する変動を表した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を演算して、噴射状態を検出する。この噴射時波形Ｗは、燃圧センサ２０による検出値に基づいて、後述する噴射時波形抽出手段により検出される。ＥＣＵ３０は、検出した噴射率波形（噴射状態）を特定する噴射率パラメータＲα，Ｒβ，Ｒｍａｘを学習するとともに、噴射指令信号（駆動期間Ｔｑ及び駆動開始時期ｔ１）と噴射状態との相関関係を特定する、噴射率パラメータｔｄ，ｔｅを学習する。
【００２６】
具体的には、噴射時波形Ｗのうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの部分の平均燃圧を、基準圧力Ｐbaseとして算出する。さらに、噴射時波形Ｗのうち、噴射開始に伴い燃圧降下を開始する変曲点Ｐ１から降下が終了する変曲点Ｐ２までの降下波形を、最小二乗法等により直線に近似した降下近似直線Ｌαを算出する。そして、降下近似直線Ｌαのうち基準値Ｂαとなる時期（ＬαとＢαの交点時期ＬＢα）を算出する。この交点時期ＬＢαと噴射開始時期Ｒ１とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢαに基づき噴射開始時期Ｒ１を算出する。例えば、交点時期ＬＢαよりも所定の遅れ時間Ｃαだけ前の時期を噴射開始時期Ｒ１として算出すればよい。
【００２７】
また、噴射時波形Ｗのうち、噴射終了に伴い燃圧上昇を開始する変曲点Ｐ３から降下が終了する変曲点Ｐ５までの上昇波形を、最小二乗法等により直線に近似した上昇近似直線Ｌβを算出する。そして、上昇近似直線Ｌβのうち基準値Ｂβとなる時期（ＬβとＢβの交点時期ＬＢβ）を算出する。この交点時期ＬＢβと噴射終了時期Ｒ４とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。例えば、交点時期ＬＢβよりも所定の遅れ時間Ｃβだけ前の時期を噴射終了時期Ｒ４として算出すればよい。
【００２８】
次に、降下近似直線Ｌαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図２（ｂ）に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Ｒαの傾きを、降下近似直線Ｌαの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌαの傾きに所定の係数を掛けてＲαの傾きを算出すればよい。同様にして、上昇近似直線Ｌβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いので、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Ｒβの傾きを、上昇近似直線Ｌβの傾きに基づき算出する。
【００２９】
次に、噴射率波形の直線Ｒα，Ｒβに基づき、噴射終了を指令したことに伴いニードル弁１２がリフトダウンを開始する時期（閉弁作動開始時期Ｒ２３）を算出する。具体的には、両直線Ｒα，Ｒβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期Ｒ２３として算出する。また、噴射開始時期Ｒ１の駆動開始時期ｔ１に対する遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）を算出する。また、閉弁作動開始時期Ｒ２３の噴射終了指令時期ｔ２に対する遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）を算出する。
【００３０】
また、降下近似直線Ｌα及び上昇近似直線Ｌβの交点に対応した圧力を交点圧力Ｐαβとして算出し、基準圧力Ｐbaseと交点圧力Ｐαβとの圧力差ΔＰγを算出する。この圧力差ΔＰγと最大噴射率Ｒｍａｘとは相関が高いことに着目し、圧力差ΔＰγに基づき最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。具体的には、圧力差ΔＰγに相関係数Ｃγを掛けることで最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。但し、圧力差ΔＰγが所定値ΔＰγｔｈ未満である小噴射の場合には、上述の如くＲｍａｘ＝ΔＰγ×Ｃγとする一方で、ΔＰγ≧ΔＰγｔｈである大噴射の場合には、予め設定しておいた値（設定値Ｒγ）を最大噴射率Ｒｍａｘとして算出する。
【００３１】
なお、上記「小噴射」とは、噴射率がＲγに達する前にニードル弁１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、シート面１１ｅ，１２ａで燃料が絞られて、噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。一方、上記「大噴射」とは、噴射率がＲγに達した後にニードル弁１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、噴孔１１ｂで燃料が絞られて、噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。要するに、駆動期間Ｔｑが十分に長く、最大噴射率に達した以降も開弁状態を継続させる場合においては、図２（ｂ）に示すように噴射率波形は台形となる。一方、最大噴射率に達する前に閉弁作動を開始させるような小噴射の場合には、噴射率波形は三角形となる。
【００３２】
以上により、噴射時波形Ｗから噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出することができる。そして、これらの噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘの学習値に基づき、噴射指令信号（図２（ａ）参照）に対応した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を算出することができる。さらに、算出した噴射率波形の面積（図２（ｂ）中の網点ハッチ参照）から、噴射量を表す噴射率パラメータＱを算出することができる。
【００３３】
次に、噴射時センサ波形検出手段、非噴射時センサ波形検出手段、非噴射気筒選択手段、噴射時波形抽出手段について説明する。ここでは、気筒＃１を噴射気筒（所定の噴射気筒）、気筒＃２，３を非噴射気筒とする。なお、噴射気筒とは、気筒に設けられた燃料噴射弁１０が燃料を噴射している気筒のことであり、非噴射気筒とは、気筒に設けられた燃料噴射弁１０が燃料を噴射していない気筒のことである。
【００３４】
噴射時センサ波形検出手段は、気筒＃１〜＃３のうち、噴射気筒に対応する燃圧センサ２０の出力に基づいて、噴射時センサ波形Ｗｉを検出する。図３（ａ）に示す噴射時センサ波形Ｗｉは、気筒＃１で噴射が行われている時に、気筒＃１に対して検出された噴射時センサ波形である。この噴射時センサ波形Ｗｉは、噴射に起因する燃圧の変動に、燃料ポンプ４１による燃料の圧送に伴う燃圧の変動が重畳された燃圧の変動波形である。すなわち、噴射時センサ波形Ｗｉは、噴射時波形Ｗに外乱が重畳された燃圧の変動波形である。
【００３５】
非噴射時センサ波形検出手段は、気筒＃１〜＃３のうち、非噴射気筒に対応する燃圧センサ２０の出力に基づいて、非噴射時センサ波形を検出する。非噴射時センサ波形は、概ね燃料ポンプ４１による燃料の圧送に伴う燃圧の変動を表す変動波形である。図３（ｃ）（ｄ）に示す非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃは、気筒＃１で噴射が行われている時に、気筒＃２，＃３に対して噴射時センサ波形Ｗｉと同時に検出された非噴射時センサ波形である。噴射時センサ波形Ｗｉと同時に検出されているので、噴射時センサ波形Ｗｉに圧送に伴う燃圧の変動が表れるタイミングで、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃに圧送に伴う燃料圧力の変動が表れる。図３（ｂ）に示す非噴射時センサ波形Ｗａは、気筒＃１が非噴射状態の時、すなわち気筒＃２又は＃３で噴射が行われている時に、気筒＃１に対して検出された非噴射時センサ波形である。
【００３６】
噴射時波形抽出手段は、噴射気筒＃１に対して噴射時センサ波形検出手段により検出された噴射時センサ波形Ｗｉから、噴射気筒＃１と組み合わされた非噴射気筒に対して非噴射時センサ波形検出手段により噴射時センサ波形Ｗｉと同時に検出された非噴射時センサ波形を差し引く。すなわち、噴射時センサ波形Ｗｉから圧送に伴う外乱成分を除き、噴射気筒＃１での噴射に起因する圧力変動を表す噴射時波形Ｗを抽出する。噴射気筒と非噴射気筒との組合せは、非噴射気筒選択手段により決められる。
【００３７】
非噴射気筒選択手段は、非噴射気筒＃２及び＃３から噴射気筒＃１と組み合わせる非噴射気筒を選択する。ハードウェアのばらつきや経年劣化等による特性の変化のため、非噴射時センサ波形にもばらつきがある。そこで、非噴射気筒選択手段は、燃料ポンプ４１による燃料の圧送が及ぼす影響に関して、噴射気筒＃１に設けられた燃料噴射弁１０と、ハードウェアの特性が近い燃料噴射弁１０が設けられた非噴射気筒を選択する。
【００３８】
具体的には、燃料の噴射量Ｑ及び供給圧Ｐｃを一定にしたエンジンの定常運転時、すなわち定常走行時において、上記非噴射時センサ波形Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを検出する。そして、非噴射気筒＃２，＃３のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃから、噴射気筒＃１が非噴射状態となる時に噴射気筒＃１に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗａに、最も近似する非噴射時センサ波形を選択する。
【００３９】
ここで、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃから、非噴射時センサ波形Ｗａと最も近似する非噴射時センサ波形を選択する方法について説明する。非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃと非噴射時センサ波形Ｗａとは同時に検出していないので、まず、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃと、非噴射時センサ波形Ｗａのタイミングを合わせる。例えば、燃料の圧送に伴い燃料圧力が上昇を開始したタイミングを合わせる。タイミングを合わせた後、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃのそれぞれと、非噴射時センサ波Ｗａとで、各時点の燃料圧力の差の２乗値を算出する。算出した２乗値の和が最小となる非噴射時センサ波形を、非噴射時センサ波形Ｗａに最も近似する非噴射時センサ波形として選択する。
【００４０】
図４に、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃのそれぞれと、非噴射時センサ波形Ｗａとで、各時点で算出した燃料圧力の差の２乗値の和を示す。この場合、非噴射時センサ波形Ｗｂに対する差の２乗値の和が、非噴射時センサ波形Ｗｃに対する差の２乗値の和よりも小さくなる。よって、差の２乗値の和が最小となる非噴射時センサ波形Ｗｂを、非噴射時センサ波形Ｗａに最も近似する非噴射時センサ波形として選択する。そして、選択した非噴射時センサ波形が検出された非噴射気筒＃２を、噴射気筒＃１と組み合わせる非噴射気筒として選択する。
【００４１】
なお、気筒＃１が非噴射状態となる時に検出される非噴射時センサ波形のうち、気筒＃１の直前又は直後の気筒で噴射が行われている時に気筒＃１に対して検出される非噴射時センサ波形Ｗａは、気筒＃１の噴射時センサ波形に重畳される圧送に伴う圧力変動と最も近似した波形になる。そこで、気筒＃１で噴射が行なわれている時に気筒＃２，＃３のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃから、気筒＃１の直前又は直後の気筒で噴射が行われている時に気筒＃１に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗａ、と最も近似した非噴射時センサ波形を選択する。
【００４２】
本実施形態では、燃料噴射システムを３気筒のエンジンに搭載しているので、気筒＃１の直前又は直後の気筒は、気筒＃２又は気筒＃３になる。よって、気筒＃２又は気筒＃３で噴射が行われている時に気筒＃１に対して検出される非噴射時センサ波形Ｗａを、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃの比較対象として用いる。燃料噴射システムを４気筒以上のエンジンに搭載する場合も同様にする。すなわち、所定の噴射気筒で噴射が行われている時に非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形の比較対象として、所定の噴射気筒の直前又は直後で噴射が行われている時に所定の噴射気筒に対して検出される非噴射時センサ波形を用いる。
【００４３】
次に、対象気筒が噴射気筒となる場合に、対象気筒に組み合わせる非噴射気筒を決める処理手順について図５を参照しつつ説明する。本処理は、エンジンが所定期間運転されるごとに、すなわち、車両が所定距離走行するごとに、ＥＣＵ３０が実行する。
【００４４】
まず、Ｓ１１では、エンジンの定常運転時、すなわち定常走行時であるか否か判定する。上述したように、気筒＃１を噴射気筒とした場合に、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃと比較する非噴射時センサ波形Ｗａは、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃと同時に検出できない。したがって、非噴射時センサ波形Ｗａを検出する時のエンジンの運転状態と、非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃを検出する時のエンジンの運転状態と、を同じ状態にする必要がある。よって、定常走行時でない場合は（ＮＯ）、本処理を終了して、噴射気筒と非噴射気筒との組合せを決めない。定常走行時の場合は（ＹＥＳ）、Ｓ１２の処理に進む。
【００４５】
Ｓ１２では、対象気筒が非噴射状態となる時に、対象気筒に対して検出された非噴射時センサ波形をＲＡＭに記憶する。ここでは、対象気筒を気筒＃１とし、気筒＃１、＃３、＃２の順に、燃料の噴射を行うとする。Ｓ１２では、気筒＃１の直前の気筒＃２で噴射が行われている時に、気筒＃１に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗａを記憶する。
【００４６】
次に、Ｓ１３では、対象気筒である気筒＃１で噴射が行われている時に、対象気筒以外の気筒＃２，＃３に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗｂ，ＷｃをＲＡＭに記憶する。
【００４７】
次に、Ｓ１４では、対象気筒である気筒＃１に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗａと、対象気筒以外の気筒＃２，＃３に対して検出された非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃのそれぞれとで、各時点の燃料圧力の差の２乗和を算出する。すなわち、Ｓ１２で記憶した非噴射時センサ波形Ｗａと、Ｓ１３で記憶した非噴射時センサ波形Ｗｂ，ＷｃとをそれぞれＲＡＭから読み出す。そして、読み出した非噴射時センサ波形Ｗａと、読み出した非噴射時センサ波形Ｗｂ，Ｗｃのそれぞれとで、各時点の燃料圧力の差の２乗値を算出するとともに、算出した２乗値の和を算出する。
【００４８】
次に、Ｓ１５では、Ｓ１４で算出した差の２乗値の和が最小となる非噴射時センサ波形を選択し、選択した非噴射時センサ波形が検出された非噴射気筒を、対象気筒である気筒＃１と組み合わせる非噴射気筒として選択する。
【００４９】
次に、Ｓ１６では、全気筒のそれぞれと組み合わせる非噴射気筒の選択を完了したか否か判定する。全気筒のそれぞれと組み合わせる非噴射気筒の選択が完了していない場合は（ＮＯ）、Ｓ１１〜Ｓ１５の処理を繰り返し実行する。例えば、気筒＃１と組み合わせる非噴射気筒の選択しか完了していない場合は、次に、対象気筒を気筒＃２として、気筒＃２と組み合わせる非噴射気筒の選択を行う。さらに、気筒＃１及び＃２のそれぞれと組み合わせる非噴射気筒の選択が完了した場合は、対象気筒を気筒＃３として、気筒＃３と組み合わせる非噴射気筒の選択を行う。このようにして、気筒の数だけ、噴射気筒と非噴射気筒との組合せを決める。そして、全気筒のそれぞれと組み合わせる非噴射気筒の選択を完了した場合は（ＹＥＳ）、本処理を終了する。本処理終了後、噴射気筒と非噴射気筒との組合せを新たに決めるまで、本処理により決めた噴射気筒と非噴射気筒との組合せを用いて、噴射時波形Ｗを抽出する。
【００５０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００５１】
・燃料ポンプ４１による燃料の圧送が及ぼす影響に関して、噴射時センサ波形を検出する噴射気筒の燃料噴射弁１０と、ハードウェアの特性が最も近い燃料噴射弁１０の設置された非噴射気筒が、噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒として選択される。したがって、噴射に起因する圧力変動に圧送に伴う圧力変動が重畳された噴射時センサ波形を検出する噴射気筒と、圧送に伴う圧力変動成分を表す非噴射時センサ波形を検出する非噴射気筒とを最適に組合せることができる。ひいては、噴射時センサ波形から噴射に起因する燃料圧力の変動を高精度に抽出することができる。
【００５２】
・非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、所定の噴射気筒の直前又は直後の気筒で噴射が行われている時に所定の噴射気筒に対して検出された非噴射時センサ波形に、最も近似した非噴射時センサ波形が選択される。これにより、噴射気筒と非噴射気筒を最適に組み合わせることができる。
【００５３】
・エンジンが所定期間運転されるごとに、すなわち、車両が所定距離走行するごとに、噴射気筒と組み合わせる非噴射気筒が選択される。これにより、エンジンの運転によりハードウェアの特性が変化しても、噴射気筒と非噴射気筒とを最適に組み合わせることができる。
【００５４】
・非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形と、噴射気筒が非噴射状態となる時に噴射気筒に対して検出された非噴射時センサ波形とで、各時点の燃料圧力の差の２乗値が算出され、算出された２乗値の和が最小となる非噴射時センサ波形が選択される。これにより、非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形から、噴射気筒が非噴射状態となる時に噴射気筒に対して検出された非噴射時センサ波形と、最も近似した非噴射時センサ波形を選択することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、燃圧センサ２０を燃料噴射弁１０の燃料取込口に設けたが、コモンレール４２から燃料噴射弁１０の噴孔１１ｂまでの燃料経路のうち、コモンレール４２の燃料出口よりも燃料下流側であればどこに設けてもよい。
【００５７】
・非噴射気筒選択手段は、非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形と、噴射気筒が非噴射状態となる時に前記噴射気筒に対して検出された非噴射時センサ波形とで、各時点の燃料圧力の差の絶対値を算出し、算出した絶対値の和が最小となる非噴射時センサ波形を選択するようにしてもよい。
【００５８】
・所定の噴射気筒で噴射が行われている時に非噴射気筒のそれぞれに対して検出された非噴射時センサ波形の比較対象として、所定の噴射気筒の直前又は直後以外の気筒で噴射が行われている時に所定の噴射気筒に対して検出される非噴射時センサ波形を用いてもよい。ただし、所定の噴射気筒の直前又は直後の気筒で噴射が行われている時に所定の噴射気筒に対して検出される非噴射時センサ波形を用いることが望ましい。
【００５９】
・上記実施形態では、車両が所定距離走行するごとに噴射気筒と非噴射気筒との組み合せを決めているが、車両が定常走行になる度に噴射気筒と非噴射気筒との組み合せを決めてもよい。
【００６０】
・燃料噴射システムは、ディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンやガスエンジンに搭載してもよい。また、燃料噴射システムは、３気筒以外のエンジンに搭載してもよい。また、燃料噴射システムは、車両のエンジンに限らず、船舶等のエンジンに搭載してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０…燃料噴射弁、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ、４１…燃料ポンプ、４２…コモンレール、Ｗ…噴射時波形、Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ…非噴射時センサ波形、Ｗｉ…噴射時センサ波形。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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