(57)【要約】【課題】燃料噴射量の調節を高精度で行うことのできる内燃機関の燃料供給制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、電気駆動式の燃料噴射弁２０を備える。燃料噴射弁２０は、昇圧された状態の燃料が供給されるとともに噴射孔２３が形成されたノズル室２５と、入力される駆動信号に応じて往復移動して噴射孔２３を開閉するニードル弁２２とを備える。圧力センサ４１によって燃料噴射弁２０内部の燃料の圧力を検出し、同圧力に基づいて、噴射孔２３が最も大きい絞り効果を発揮する噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧された状態の燃料が供給されるとともに噴射孔が形成されたノズル室と入力される駆動信号に応じて往復移動して前記噴射孔を開閉するニードル弁とを有する電気駆動式の燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁内部の燃料圧力の変化に伴い変化する燃料圧力を検出する検出手段と、
該検出手段により検出した燃料圧力に基づいて、前記噴射孔が最も大きい絞り効果を発揮する噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化において同燃料圧力が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった点と閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった点とを繋ぐ線分の傾きを算出するとともに、該傾きが判定値より小さいときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記傾きが前記判定値以上のときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記線分は、時間および燃料圧力を座標軸とする直交座標上において前記検出手段により検出した燃料圧力が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった座標と前記燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった座標とを繋ぐ線分である
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化速度を算出するとともに、同変化速度に基づいて前記噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、前記変化速度として上昇速度を算出し、同上昇速度が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから前記燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの判定期間において、前記上昇速度が判定値より一旦低くなった後に同判定値より高くなる現象が発生したときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記現象が発生しないときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化加速度を算出するとともに、同変化加速度に基づいて前記噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、前記変化加速度として上昇加速度を算出し、同上昇加速度が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから前記燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの判定期間において、前記上昇加速度が判定値より一旦小さくなった後に同判定値より大きくなる現象が発生したときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記現象が発生しないときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
請求項３または５または７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記判定手段は、燃料の温度に基づいて前記判定値を設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記検出手段により検出される燃料圧力に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間と燃料噴射量との関係を学習する学習制御を、前記判定手段によって前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時と同燃料噴射が実行されないと判定した時とで互いに異なる実行態様で実行する学習実行手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記学習実行手段は、前記燃料噴射量により区画した複数の学習領域毎に前記関係を学習するものであり、前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時における前記学習領域の区画幅を前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないと判定した時における前記学習領域の区画幅より広くするものである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記検出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関は、複数の気筒を有してなるとともに、前記ノズル室に燃料を供給する燃料供給通路の途中に前記昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器を有してなり、
前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続されてなり、
前記検出手段は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて、前記燃料供給通路内における前記蓄圧容器と前記ノズル室との間の部位の燃料圧力を検出するものである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記噴孔絞り状態は、前記ニードル弁と前記ノズル室の内壁との間隙における最も狭い部分の断面積が前記噴射孔の通路断面積より大きい状態である
ことを特徴とする内燃機関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、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、内燃機関には燃料を噴射するための燃料噴射弁が設けられており、この燃料噴射弁としては、例えば電磁アクチュエータや圧電アクチュエータにより駆動されるものなど、駆動信号の入力によって開弁駆動される電気駆動式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。電気駆動式の燃料噴射弁は、噴射孔が形成されるとともに燃料ポンプにより圧送された燃料が供給されるノズル室と、駆動信号の入力によって往復移動して噴射孔を開閉するニードル弁とを備えている。
【０００３】
そして、上記燃料噴射弁が開弁駆動されると、ニードル弁がシート（具体的には、ノズル室の内壁）から離間してノズル室から噴射孔への燃料流入が許容されるようになり、同噴射孔から燃料噴射弁の外部に燃料が噴射されるようになる。一方、上記燃料噴射弁が閉弁駆動されると、ニードル弁がシートに着座してノズル室から噴射孔への燃料流入が遮断されるようになり、噴射孔からの燃料噴射が停止されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料噴射弁の開弁駆動に際して、例えば要求される燃料噴射量が多い場合など、燃料噴射弁の開弁時間として長い時間が設定される場合には、その長い時間を利用してニードル弁を移動させることができるために、ニードル弁のリフト量（シートからの離間量）が最大リフト量まで移動するようになる。このときニードル弁とシートとの間隙が大きくなり、同間隙の断面積（詳しくは、その最も狭い部分の断面積）が噴射孔の通路断面積より大きい状態、すなわち同噴射孔が最も大きい絞り効果を発揮する状態（噴孔絞り状態）で燃料噴射弁からの燃料噴射が行われるようになる。したがって、この場合には、ノズル室に供給される燃料の圧力が一定の条件下であれば、燃料噴射弁の開弁時間と燃料噴射量とがほぼ比例関係になる。
【０００６】
これに対して、要求される燃料噴射量が少ない場合など、燃料噴射弁の開弁時間として短い時間が設定される場合には、ニードル弁が最大リフト量になる前に燃料噴射弁の開弁駆動が停止されて閉弁駆動に切り換えられることがある。この場合、燃料噴射弁の開弁時間としてごく短い時間が設定されると、ニードル弁のリフト量が上記噴孔絞り状態になるリフト量に到達しなくなり、上記間隙が噴射孔の通路断面積より小さい状態、すなわち同間隙が最も大きい絞り効果を発揮する状態（シート絞り状態）で燃料噴射弁からの燃料噴射が行われるようになる。そのため、この場合にはノズル室に供給される燃料の圧力が一定の条件下であっても、燃料噴射弁の開弁時間とニードル弁のリフト量とに応じて燃料噴射量が変化するようになり、それら開弁時間と燃料噴射量との関係は比例関係と大きく異なる関係になる。
【０００７】
このように、燃料噴射弁の作動特性は、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが実行される場合とで異なる。そのため、燃料噴射量の調節制御を高い精度で実行するためには、そうした燃料噴射弁の作動特性の相違に応じたかたちで同燃料噴射弁の作動制御を実行することが望ましい。しかしながら現状では、内燃機関の運転中において噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが実行される場合との判別を行う手法は確立されておらず、この点において改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射量の調節を高精度で行うことのできる内燃機関の燃料供給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】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、昇圧された状態の燃料が供給されるとともに噴射孔が形成されたノズル室と入力される駆動信号に応じて往復移動して前記噴射孔を開閉するニードル弁とを有する電気駆動式の燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁内部の燃料圧力の変化に伴い変化する燃料圧力を検出する検出手段と、該検出手段により検出した燃料圧力に基づいて、前記噴射孔が最も大きい絞り効果を発揮する噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する判定手段とを備えることをその要旨とする。
【００１０】
燃料噴射弁の開弁動作が開始されると、先ずは燃料噴射弁のニードル弁とシートとの間隙が最も大きい絞り効果を発揮する状態（シート絞り状態）での燃料噴射が行われる。このときにはニードル弁の上記シートからの離間に伴って、すなわちニードル弁のリフト量の増加に伴って燃料噴射弁による絞り度合いが徐々に小さくなる。そして、ニードル弁のリフト量が所定リフト量より大きくなると、噴射孔が最も大きい絞り効果を発揮する状態（噴孔絞り状態）での燃料噴射が行われるようになり、その後において燃料噴射弁による絞り度合いは変化しなくなる。
【００１１】
また、その後において燃料噴射弁の閉弁動作が開始されると、ニードル弁のリフト量が所定リフト量に達するまでは噴孔絞り状態での燃料噴射が行われるために上記絞り度合いが変化しない。そして、ニードル弁のリフト量が所定リフトより小さくなると、シート絞り状態での燃料噴射が実行されるようになり、その後において上記絞り度合いはリフト量の減少に伴って徐々に大きくなる。
【００１２】
このように噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料噴射弁による絞り度合いが、一旦小さくなった後において一定に維持され、その後において大きくなるといったように推移する。このとき燃料噴射弁の内部の燃料圧力は、同燃料噴射弁の絞り度合いの変化に合わせて変化するようになる。具体的には、燃料噴射弁の内部の燃料圧力が、同燃料噴射弁が開弁駆動されると急速に低下して上記噴孔絞り状態での上記絞り度合いに見合う圧力（安定圧力）を一旦アンダーシュートした後に同安定圧力に収束するようになり、その後において燃料噴射弁が閉弁駆動されると急速に上昇するようになる。
【００１３】
噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合には、ニードル弁のリフト量が、燃料噴射弁の開弁動作時には最大リフト量に向けて変化しており、また閉弁動作時には最小リフト量に向けて変化している。そうしたリフト量の変化に伴い、燃料噴射弁（詳しくは上記間隙）による絞り度合いは、同燃料噴射弁の開弁動作時には徐々に小さくなり、閉弁動作時には徐々に大きくなるといったように変化する。したがって、シート絞り状態での燃料噴射のみが行われるように燃料噴射弁の開弁駆動と閉弁駆動とが実行されると、同燃料噴射弁の内部の燃料圧力は、上記絞り度合いの変化に合わせて、一旦低下した後に上昇に転じ、その後において徐々に高くなるといったように推移するようになる。
【００１４】
このようにシート絞り状態による燃料噴射のみが行われる場合には、上述した噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合のような燃料噴射弁による絞り度合いが一定になる期間がなく、燃料噴射弁の内部の燃料圧力がその上昇過程において前記安定圧力に収束して一時的に安定することもない。したがって、燃料噴射弁の内部の燃料圧力がその上昇過程において一時的に上記安定圧力で安定したこと、言い換えれば同燃料圧力の上昇速度が一時的に低下したことを検出することにより、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたことを精度よく判定することが可能になると云える。
【００１５】
上記構成によれば、検出手段により検出される燃料圧力に基づいて、燃料噴射弁内部の燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができ、その判定結果をもとに、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる状況とを精度よく判別することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁の作動特性に見合うかたちで同燃料噴射弁の作動制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化において同燃料圧力が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった点と閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった点とを繋ぐ線分の傾きを算出するとともに、該傾きが判定値より小さいときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記傾きが前記判定値以上のときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定することをその要旨とする。
【００１７】
噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料噴射弁の内部の燃料圧力が前記安定圧力に収束して安定する期間がある分だけ、シート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合と比較して前記検出手段により検出した燃料圧力が極小値から極大値に移行するまでに要する時間が長くなり、それら極小値と極大値とを繋ぐ線分の傾きが小さくなる。
【００１８】
上記構成によれば、そうした線分の傾きと判定値との比較を通じて、噴孔絞りでの燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況とを的確に判別することができる。
なお前記線分は、請求項３によるように、時間および燃料圧力を座標軸とする直交座標上において前記検出手段により検出した燃料圧力が燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった座標と燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった座標とを繋ぐ線分を含む。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化速度を算出するとともに、同変化速度に基づいて前記噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定することをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、検出手段により検出した燃料圧力の変化速度に基づいて、同燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができ、前記判定手段による判定を好適に行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、前記変化速度として上昇速度を算出し、同上昇速度が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから前記燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの判定期間において、前記上昇速度が判定値より一旦低くなった後に同判定値より高くなる現象が発生したときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記現象が発生しないときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定することをその要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、前記検出手段により検出した燃料圧力の変化加速度を算出するとともに、同変化加速度に基づいて前記噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定することをその要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、検出手段により検出した燃料圧力の変化加速度に基づいて、同燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができ、前記判定手段による判定を好適に行うことができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、前記変化速度として上昇加速度を算出し、同上昇加速度が前記燃料噴射弁の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから前記燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの判定期間において、前記上昇加速度が判定値より一旦小さくなった後に同判定値より大きくなる現象が発生したときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、前記現象が発生しないときには前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定することをその要旨とする。
【００２５】
上記構成によれば、燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項３または５または７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記判定手段は、燃料の温度に基づいて前記判定値を設定することをその要旨とする。
【００２６】
燃料の温度が変化すると同燃料の粘度が変化するために、燃料噴射弁の作動に際して作用するフリクションが変化して同燃料噴射弁の動作速度が変化することにより、燃料圧力の変化速度が変化するおそれがある。
【００２７】
上記構成によれば、そうした燃料温度に応じて異なる燃料圧力の変化速度に応じたかたちで判定手段による判定を実行することができ、燃料圧力の上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記検出手段により検出される燃料圧力に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間と燃料噴射量との関係を学習する学習制御を、前記判定手段によって前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時と同燃料噴射が実行されないと判定した時とで互いに異なる実行態様で実行する学習実行手段を備えることをその要旨とする。
【００２９】
噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されるときには、燃料噴射弁の開弁時間が変化した場合であっても同燃料噴射弁の絞り度合いが一定であるために、燃料噴射弁の開弁時間と燃料噴射量との関係がほぼ比例関係になる。そのため、このときには燃料噴射弁の開弁期間（燃料噴射弁の開弁時間や燃料噴射時期により定まる期間）と燃料噴射量との関係が単純な関係になる可能性が高い。これに対して、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されない時には、燃料噴射弁の開弁時間が変化すると同燃料噴射弁の絞り度合いも変化してしまうために、燃料噴射弁の開弁期間と燃料噴射量との関係が比例関係と大きく異なる関係になる。そのため、このときには燃料噴射弁の期間と燃料噴射量との関係が、燃料噴射量の変化によって複雑に変化する可能性が高い。
【００３０】
上記構成によれば、判定手段による判定結果をもとに学習の実行態様を切り替えることにより、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される時と同噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されない時とで異なった傾向になる燃料噴射弁の開弁期間と燃料噴射量との関係をそのときどきに適した実行態様で適正に学習することができる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記学習実行手段は、前記燃料噴射量により区画した複数の学習領域毎に前記関係を学習するものであり、前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時における前記学習領域の区画幅を前記噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないと判定した時における前記学習領域の区画幅より広くするものであることをその要旨とする。
【００３２】
上記構成によれば、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないために燃料噴射弁の開弁期間と燃料噴射量との関係が複雑な関係になるときには学習領域を狭い幅で細かく区画して木目細かな学習を実行し、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されるために上記関係が単純な関係になるときには学習領域を比較的広い幅で粗く区画して簡素な学習を実行するといったように、上記関係をそのときどきに適した実行態様で適正に学習することができる。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記検出手段は、前記燃料噴射弁に取り付けられた圧力センサであることをその要旨とする。
【００３４】
上記構成によれば、燃料噴射弁から離れた位置において燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁の噴射孔に近い部位の燃料圧力を検出することができる。そのため、燃料噴射弁の開弁に伴う同燃料噴射弁の内部の燃料圧力の低下を精度良く検出することができ、そのように検出した燃料圧力をもとに判定手段による判定を精度良く行うことができる。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関は、複数の気筒を有してなるとともに、前記ノズル室に燃料を供給する燃料供給通路の途中に前記昇圧された状態の燃料を蓄える蓄圧容器を有してなり、前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて前記蓄圧容器に各別に接続されてなり、前記検出手段は、前記内燃機関の気筒毎に設けられて、前記燃料供給通路内における前記蓄圧容器と前記ノズル室との間の部位の燃料圧力を検出するものであることをその要旨とする。
【００３６】
上記構成によれば、燃料噴射弁の作動特性が気筒毎に異なる多気筒の内燃機関において、各燃料噴射弁についての判定手段による判定を、気筒毎に設けられた専用の検出手段により検出される燃料圧力に基づいて精度良く行うことができる。そのため、各気筒における燃料噴射量の調節を高精度で行うことが可能になり、燃料噴射量の気筒間におけるばらつきを抑えることができる。
【００３７】
なお、前記噴孔絞り状態は、請求項１３によるように、ニードル弁とノズル室の内壁との間隙における最も狭い部分の断面積が噴射孔の通路断面積より大きい状態である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成を示す略図。
【図２】燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。
【図３】メイン噴射の実行時において算出される基本時間波形の一例を示すタイムチャート。
【図４】燃料噴射時間と燃料噴射量との関係の一例を示すグラフ。
【図５】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の時間波形の一例を示すタイムチャート。
【図６】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の時間波形の一例を示すタイムチャート。
【図７】第１の実施の形態の切り替え処理の実行手順を示すフローチャート。
【図８】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の上昇速度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図９】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の上昇速度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図１０】第２の実施の形態の切り替え処理の実行手順を示すフローチャート。
【図１１】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の上昇加速度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図１２】燃料噴射弁の作動時における燃料圧力の上昇加速度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図１３】第３の実施の形態の切り替え処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。
【００４０】
図１に、本実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成を示す。
同図１に示すように、内燃機関１０の気筒１１には吸気通路１２が接続されている。内燃機関１０の気筒１１内には吸気通路１２を介して空気が吸入される。なお、この内燃機関１０としては複数（本実施の形態では四つ［♯１〜♯４］）の気筒１１を有するディーゼル機関が採用されている。内燃機関１０には、気筒１１毎に、同気筒１１内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁２０が取り付けられている。この燃料噴射弁２０の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関１０の気筒１１内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関１０では、気筒１１内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン１３が押し下げられてクランクシャフト１４が強制回転されるようになる。内燃機関１０の気筒１１において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関１０の排気通路１５に排出される。
【００４１】
各燃料噴射弁２０は分岐通路３１ａを介してコモンレール３４に各別に接続されており、同コモンレール３４は供給通路３１ｂを介して燃料タンク３２に接続されている。この供給通路３１ｂには、燃料を圧送する燃料ポンプ３３が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ３３による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール３４に蓄えられるとともに各燃料噴射弁２０の内部に供給される。なお本実施の形態では、分岐通路３１ａおよび供給通路３１ｂが燃料供給通路として機能し、コモンレール３４が燃料供給通路の途中に設けられる蓄圧容器として機能する。
【００４２】
また、各燃料噴射弁２０にはリターン通路３５が接続されており、同リターン通路３５はそれぞれ燃料タンク３２に接続されている。このリターン通路３５を介して燃料噴射弁２０の内部の燃料の一部が燃料タンク３２に戻される。
【００４３】
以下、燃料噴射弁２０の内部構造について説明する。
図２に、燃料噴射弁２０の断面構造を示す。
同図２に示すように、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部にはニードル弁２２が設けられている。このニードル弁２２はハウジング２１内において往復移動（同図の上下方向に移動）することの可能な状態で設けられている。ハウジング２１の内部には上記ニードル弁２２を噴射孔２３側（同図の下方側）に常時付勢するスプリング２４が設けられている。またハウジング２１の内部には、上記ニードル弁２２を間に挟んで一方側（同図の下方側）の位置にノズル室２５が形成されており、他方側（同図の上方側）の位置に圧力室２６が形成されている。
【００４４】
ノズル室２５には、その内部とハウジング２１の外部とを連通する噴射孔２３が形成されており、導入通路２７を介して上記分岐通路３１ａ（コモンレール３４）から燃料が供給されている。圧力室２６には連通路２８を介して上記ノズル室２５および分岐通路３１ａ（コモンレール３４）が接続されている。また圧力室２６は排出路３０を介してリターン通路３５（燃料タンク３２）に接続されている。
【００４５】
上記燃料噴射弁２０としては電気駆動式のものが採用されており、そのハウジング２１の内部には駆動信号の入力によって伸縮する圧電素子（例えばピエゾ素子）が積層された圧電アクチュエータ２９が設けられている。この圧電アクチュエータ２９には弁体２９ａが取り付けられており、同弁体２９ａは圧力室２６の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ２９の作動による弁体２９ａの移動を通じて、連通路２８（ノズル室２５）と排出路３０（リターン通路３５）とのうちの一方が選択的に圧力室２６に連通されるようになっている。
【００４６】
この燃料噴射弁２０では、圧電アクチュエータ２９に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が収縮して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６とが連通された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室２６内の燃料のリターン通路３５（燃料タンク３２）への排出が禁止された状態で、ノズル室２５と圧力室２６とが連通されるようになる。そのため、ノズル室２５と圧力室２６との圧力差がごく小さくなり、ニードル弁２２がスプリング２４の付勢力によって噴射孔２３を塞ぐ位置に移動して、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射されない状態（閉弁状態）になる。
【００４７】
一方、圧電アクチュエータ２９に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が伸長して弁体２９ａが移動し、連通路２８と圧力室２６との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６とが連通された状態になる。これにより、ノズル室２５から圧力室２６への燃料の流出が禁止された状態で、圧力室２６内の燃料の一部がリターン通路３５を介して燃料タンク３２に戻されるようになる。そのため圧力室２６内の燃料の圧力が低下して同圧力室２６とノズル室２５との圧力差が大きくなり、この圧力差によってニードル弁２２がスプリング２４の付勢力に抗して移動して噴射孔２３から離れて、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射される状態（開弁状態）になる。
【００４８】
燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱに応じた信号を出力する圧力センサ４１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。なお、上記圧力センサ４１は各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１０の気筒１１毎に設けられている。
【００４９】
図１に示すように、内燃機関１０には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記圧力センサ４１の他、例えば吸気通路１２を通過する空気の量（通路空気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ４２や、クランクシャフト１４の回転位相（クランク角ＣＡ）および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ４３が設けられている。また、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４４や、燃料の温度（燃料温度ＴＨＤ）を検出するための温度センサ４５なども設けられている。
【００５０】
また内燃機関１０の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁２０の作動制御（燃料噴射制御）などの内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。
【００５１】
本実施の形態の燃料噴射制御は基本的には次のように実行される。
すなわち先ず、通路空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥ、燃料圧力ＰＱ、アクセル操作量ＡＣＣなどの機関運転状態に基づいて、噴射パターンが選択されるとともに同噴射パターンでの燃料噴射率についての基本時間波形が算出される。なお本実施の形態では、機関運転状態と同運転状態に適した噴射パターン、基本時間波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、電子制御ユニット４０はそのときどきの機関運転状態に基づいて上記関係から上記噴射パターンの選択と基本時間波形の算出とを行う。
【００５２】
図３は、メイン噴射の実行時において算出される基本時間波形の一例を示している。
同図３の実線に示すように、基本時間波形としては基本的に、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される時期（開弁動作開始時期Ｔａ１）、リフト量が最大リフト量に到達する時期（最大リフト量到達時期Ｔａ２）、閉弁動作が開始される時期（閉弁動作開始時期Ｔａ３）、およびリフト量が最小リフト量に到達する時期（最小リフト量到達時期Ｔａ４）により規定される台形の波形が設定されている。なお、パイロット噴射の実行時やアフター噴射の実行時などのように燃料噴射量が少なく燃料噴射弁２０のリフト量が最大リフト量に到達しない機関運転状態である場合には、上記基本時間波形として、燃料噴射弁２０の開弁動作開始時期Ｔａ１、閉弁動作開始時期Ｔａ３、燃料噴射率の増加速度、同減少速度、および最小リフト量到達時期Ｔａ４により規定される三角形の波形が設定される。
【００５３】
そして、電子制御ユニット４０が開弁信号を出力してから実際に燃料噴射弁２０の開弁動作が開始されるまでの時間（遅れ時間Ｔｄｂ）と基本時間波形の開弁動作開始時期Ｔａ１とに基づいて、開弁動作開始時期Ｔａ１と実際の燃料噴射弁２０の開弁動作開始時期とを一致させることの可能な開弁信号の出力時期についての制御目標値（目標噴射時期）が設定される。燃料噴射制御では、この目標噴射時期において電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に開弁信号が出力される。
【００５４】
また、基本時間波形に基づいて、その面積（燃料噴射率と「０」とによって囲まれる部分の面積）に相当する量の燃料を噴射することの可能な燃料噴射時間についての制御目標値（目標噴射時間）が設定される。そして燃料噴射制御では、この目標噴射時間を満たすように、閉弁信号の出力から実際に燃料噴射弁２０のリフト量が最小リフト量になるまでの時間（遅れ時間Ｔｄａ）を考慮したうえで、電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に閉弁信号が出力される。
【００５５】
こうした燃料噴射制御の実行を通じて、そのときどきの機関運転状態に適した噴射パターンで同機関運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１０の各気筒１１内に供給されるようになる。
【００５６】
なお本実施の形態では、メイン噴射やパイロット噴射、アフター噴射などを組み合わせた複数の噴射パターンが予め設定されて電子制御ユニット４０に記憶されており、燃料噴射制御の実行に際してはそれら噴射パターンのうちの一つが選択される。また各種の制御目標値としては、メイン噴射やパイロット噴射、アフター噴射などといった各噴射の燃料噴射時間についての制御目標値、メイン噴射の噴射時期やパイロットインターバルなどといった各種噴射の燃料噴射時期についての制御目標値が算出される。
【００５７】
本実施の形態の装置では、燃料噴射制御の実行に合わせて、圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射弁２０の開弁期間と燃料噴射量との関係を学習する学習制御が実行される。この学習制御では、燃料圧力ＰＱに基づいて実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成されるとともに、この検出時間波形と前記基本時間波形との差を小さく抑えることの可能な値として、目標噴射時期の補正項Ｋ１と目標噴射時間の補正項Ｋ２とがそれぞれ算出されて電子制御ユニット４０に記憶される。
【００５８】
具体的には先ず、燃料圧力ＰＱの推移に基づいて燃料噴射弁２０の開弁動作開始時期、最大リフト量到達時期、閉弁動作開始時期、および最小リフト量到達時期がそれぞれ特定される。燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５）の燃料圧力は、同燃料噴射弁２０が開弁駆動されるとリフト量の増加に伴って低下し、その後において閉弁駆動されるとリフト量の減少に伴って上昇するようになる。本実施の形態では、こうした燃料噴射弁２０内部の燃料圧力（詳しくは、燃料圧力ＰＱ）の推移をもとに、上記開弁動作開始時期、最大リフト量到達時期、閉弁動作開始時期、および最小リフト量到達時期が精度よく特定される。
【００５９】
なお本実施の形態では、燃料圧力ＰＱの変化速度（詳しくは、燃料圧力ＰＱの一階微分値）が算出されるとともに、同変化速度が上記開弁動作開始時期、最大リフト量到達時期、閉弁動作開始時期、および最小リフト量到達時期の特定に用いられる。これにより、開弁動作中に燃料圧力ＰＱの変化速度が下降から上昇に転じる時期や、閉弁動作中に燃料圧力ＰＱの変化速度が上昇から下降に転じる時期、燃料噴射弁２０の開弁動作の開始に伴って燃料圧力ＰＱが急上昇を開始する時期、あるいは閉弁動作の開始に伴って燃料圧力ＰＱが急低下を開始する時期などを容易に特定することが可能になる。そのため、燃料圧力ＰＱに基づく燃料噴射弁２０の動作態様の把握が適正に行われて、上記開弁動作開始時期、最大リフト量到達時期、閉弁動作開始時期、および最小リフト量到達時期の特定が精度よく行われるようになる。
【００６０】
そして、図３中に一点鎖線で示すように、それら特定した時期によって実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成される。本実施の形態の学習制御では、この検出時間波形と前記基本時間波形との比較結果に基づいて、目標噴射時期の補正項Ｋ１と目標噴射時間の補正項Ｋ２とが算出されて記憶される。
【００６１】
詳しくは、基本時間波形の開弁動作開始時期Ｔａ１と検出時間波形の開弁動作開始時期Ｔａ１ｒとの差を補償することの可能な値が補正項Ｋ１として算出されるとともに、同補正項Ｋ１とこのときの機関運転状態との関係が記憶される。そして、燃料噴射制御の実行に際しては、機関運転状態に基づいて目標噴射時期と補正項Ｋ１が算出されるとともに、同目標噴射時期を補正項Ｋ１によって補正した値が最終的な目標噴射時期として用いられる。
【００６２】
また、基本時間波形の面積と検出時間波形の面積との差を補償することの可能な値が上記補正項Ｋ２として算出されるとともに、同補正項Ｋ２とこのときの機関運転状態との関係が記憶される。そして、燃料噴射制御の実行に際しては、機関運転状態に基づいて目標噴射時間と補正項Ｋ２とが算出されるとともに、同目標噴射時間を補正項Ｋ２によって補正した値が最終的な目標噴射時間として用いられる。
【００６３】
なお本実施の形態では、通路空気量ＧＡおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転状態と補正項Ｋ１との関係、同機関運転状態と補正項Ｋ２との関係がそれぞれ電子制御ユニット４０に記憶されている。各関係は、燃料噴射弁２０に供給される燃料の圧力毎に設定された複数の算出マップにより構成されている。それら算出マップには、通路空気量ＧＡおよび機関回転速度ＮＥによって定まる燃料噴射量の増減方向において区画された複数の学習領域が設定されており、それら学習領域毎に補正項Ｋ１（または補正項Ｋ２）が記憶されている。本実施の形態の学習制御では、各補正項Ｋ１，Ｋ２を算出した後に、そのときの機関運転状態が含まれる学習領域に記憶されていた各補正項Ｋ１，Ｋ２をこのとき算出した各補正項Ｋ１，Ｋ２に置き換えることにより、各補正項Ｋ１，Ｋ２の学習・更新が行われる。
【００６４】
上記学習制御は、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に設けられた圧力センサ４１の検出信号に基づき同気筒１１［♯１］の燃料噴射弁２０についての上記関係の学習を実行するなどといったように、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき実行される。
【００６５】
ところで、燃料噴射弁２０の開弁駆動に際して、燃料噴射弁２０の開弁時間として長い時間が設定される場合には、その長い時間を利用してニードル弁２２（図２）を移動させることができるために、同ニードル弁２２が最大リフト量まで移動する。このときニードル弁２２とそのシート（詳しくは、ノズル室２５の内壁）との間隙が大きくなり、同間隙の断面積（詳しくは、その最も狭い部分の断面積）が各噴射孔２３の通路断面積の和より大きい状態、すなわち同噴射孔２３が最も大きい絞り効果を発揮する状態（噴孔絞り状態）で燃料噴射弁２０からの燃料噴射が行われるようになる。
【００６６】
これに対して、燃料噴射弁２０の開弁時間として短い時間が設定される場合には、ニードル弁２２が最大リフト量になる前に燃料噴射弁２０の開弁駆動が停止されて閉弁駆動に切り換えられることがある。この場合、燃料噴射弁２０の開弁時間としてごく短い時間が設定されると、ニードル弁２２のリフト量が上記噴孔絞り状態になるリフト量に到達しなくなり、上記間隙が噴射孔２３の通路断面積より小さい状態、すなわち同間隙が最も大きい絞り効果を発揮する状態（シート絞り状態）で燃料噴射弁２０からの燃料噴射が行われるようになる。
【００６７】
図４に、燃料噴射弁２０の開弁時間（燃料噴射時間）と燃料噴射量との関係の一例を示す。
同図４に示すように、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われるときには、燃料噴射時間が変化してニードル弁２２のリフト量が変化した場合であっても燃料噴射弁２０（この場合には、噴射孔２３）の絞り度合いが変化しないために、燃料噴射時間と燃料噴射量とがほぼ比例関係（詳しくは、ほぼ直線の関係）になる。そのため、このときには燃料噴射量と上記補正項Ｋ２との関係や燃料噴射量と上記補正項Ｋ１との関係が単純な関係になる可能性が高い。したがって、この場合には、比較的広い幅で粗く区画した学習領域毎に上記補正項Ｋ１，Ｋ２の学習を実行することにより、それら補正項Ｋ１，Ｋ２を簡素な実行態様で精度よく学習することができる。
【００６８】
一方、シート絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料噴射時間が変化してニードル弁２２のリフト量が変化するとこれに伴って燃料噴射弁２０（この場合には、上記間隙）の絞り度合いが変化するために、同リフト量と燃料噴射時間とに応じて燃料噴射量が変化するようになる。したがって、燃料噴射時間と燃料噴射量との関係は比例関係と大きく異なる関係になる。詳しくは、燃料噴射時間として長い時間が設定されるときほど、同燃料噴射時間を単位時間だけ変更した場合における燃料噴射量の変化量が大きくなる関係になる。そのため、このときには燃料噴射量と上記補正項Ｋ２との関係や燃料噴射量と上記補正項Ｋ１との関係が、同燃料噴射量の変化によって複雑に変化する可能性が高いと云える。したがって、この場合において補正項Ｋ１，Ｋ２を精度よく学習するためには、学習領域を狭い幅で細かく区画してそれら学習領域毎に木目細かく学習を実行することが望ましい。
【００６９】
こうした実情をふまえて本実施の形態では、燃料圧力ＰＱに基づいて前記噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定する判定制御が実行される。本実施の形態では、この判定制御が判定手段として機能する。そして、判定制御を通じて噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時には、前述した各学習領域の区画幅が比較的広い幅（具体的には、燃料噴射量に換算すると５．０〜２０．０［立方ｍｍ／ストローク］程度の量に相当する幅）に設定される。また、判定制御を通じて噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないと判定した時には上記区画幅が比較的狭い幅（具体的には、燃料噴射量に換算すると０．５〜１．０［立方ｍｍ／ストローク］程度の量に相当する幅）に設定される。
【００７０】
これにより、学習制御が、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時と同燃料噴射が実行されないと判定した時とで互いに異なる実行態様で実行されるようになる。そのため、燃料噴射弁２０の開弁期間（具体的には、燃料噴射時間および燃料噴射時期）と燃料噴射量との関係が噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される時と同噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されない時とで異なった傾向になるとはいえ、同関係がそのときどきに適した実行態様で適正に学習されるようになる。
【００７１】
本実施の形態の判定制御は以下のような考えのもとに実行される。
燃料噴射弁２０の開弁動作が開始されると、先ずはシート絞り状態での燃料噴射が行われる。このときニードル弁２２の上記シートからの離間に伴って、すなわちニードル弁２２のリフト量の増加に伴って燃料噴射弁２０（この場合にはニードル弁２２とシートとの間隙）による絞り度合いが徐々に小さくなる。そして、ニードル弁２２のリフト量が上記噴孔絞り状態になるリフト量（所定リフト量）より大きくなると、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われるようになり、その後において燃料噴射弁２０（この場合には噴射孔２３）による絞り度合いが変化しなくなる。
【００７２】
また、その後において燃料噴射弁２０の閉弁動作が開始されると、ニードル弁２２のリフト量が所定リフト量に達するまでは噴孔絞り状態での燃料噴射が行われるために上記絞り度合いが変化しない。そして、ニードル弁２２のリフト量が所定リフト量より小さくなると、シート絞り状態での燃料噴射が実行されるようになり、その後において上記絞り度合いはリフト量の減少に伴って徐々に大きくなる。
【００７３】
このように噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料噴射弁２０による絞り度合いが、一旦小さくなった後において一定になり、その後において大きくなるといったように推移する。このとき燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力は、同燃料噴射弁２０の絞り度合いの変化に合わせて変化するようになる。
【００７４】
図５および図６に、燃料噴射弁２０の作動時における燃料圧力ＰＱの時間波形の一例を示す。
なお図５は噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合の時間波形を示しており、図６は噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合の時間波形を示している。
【００７５】
図５に示すように、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料圧力ＰＱが、燃料噴射弁２０が開弁駆動されると（時刻Ｔ１１）急速に低下して上記噴孔絞り状態での上記絞り度合いに見合う圧力（安定圧力）を一旦アンダーシュートした後に同安定圧力に収束する（時刻Ｔ１２）。そして、その後において燃料噴射弁２０が閉弁駆動されると燃料圧力ＰＱは急速に上昇するようになる（時刻Ｔ１３以降）。
【００７６】
ここで、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合には、ニードル弁２２のリフト量が、燃料噴射弁２０の開弁動作時には最大リフト量に向けて変化しており、また閉弁動作時には最小リフト量に向けて変化している。そうしたリフト量の変化に伴い、燃料噴射弁２０による絞り度合いは、同燃料噴射弁２０の開弁動作時には徐々に小さくなり、閉弁動作時には徐々に大きくなるといったように変化する。したがって、図６に示すように、シート絞り状態での燃料噴射のみが行われるように燃料噴射弁２０の開弁駆動と閉弁駆動とが実行されると、燃料圧力ＰＱは、上記絞り度合いの変化に合わせて一旦低下した後に上昇に転じ（時刻Ｔ２１〜Ｔ２２）、その後において徐々に高くなる（時刻Ｔ２２〜Ｔ２３）といったように推移するようになる。
【００７７】
このようにシート絞り状態による燃料噴射のみが行われる場合には、上述した噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合のような燃料噴射弁２０による絞り度合いが一定になる期間がなく、燃料圧力ＰＱの上昇過程において同燃料圧力ＰＱが前記安定圧力に収束して一時的に安定することもない。したがって、燃料圧力ＰＱが上昇過程において一時的に上記安定圧力で安定したこと、言い換えれば同燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下したことを検出することにより、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたことを精度よく判定することが可能になると云える。
【００７８】
この点をふまえて本実施の形態では、判定制御が以下のように実行される。
すなわち先ず、燃料圧力ＰＱに基づいて図５や図６に示すような同燃料圧力ＰＱの時間波形が形成される。その後、この時間波形をもとに、時間および燃料圧力を座標軸とする直交座標上において燃料圧力ＰＱが燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった座標Ａ（図５）と同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった座標Ｂとを繋ぐ線分ＡＢの傾きΔＡＢが算出される。なお、この傾きΔＡＢは、座標Ａ，Ｂを通過する一次関数の傾きに相当する値である。そして、この傾きΔＡＢが予め定められた判定値より小さいときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定される一方、上記傾きΔＡＢが上記判定値以上のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定される。
【００７９】
噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には、燃料圧力ＰＱが前記安定圧力に収束して安定する期間（時刻Ｔ１２〜Ｔ１３）がある分だけ、シート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合（図６参照）と比較して燃料圧力ＰＱが極小値から極大値に移行するまでに要する時間が長くなり、それら極小値と極大値とを繋ぐ線分ＡＢの傾きΔＡＢが小さくなる。本実施の形態の判定制御では、そうした線分ＡＢの傾きΔＡＢと判定値との比較を通じて、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができ、その判定結果をもとに、噴孔絞りでの燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況とを的確に判別することができる。
【００８０】
以下、判定制御による判定結果に応じて学習制御の実行態様を切り替える切り替え処理の実行手順について図７に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
なお、このフローチャートに示される一連の処理は、上記切り替え処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。また、上記切り替え処理は、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に設けられた圧力センサ４１の検出信号に基づき同気筒１１［♯１］の燃料噴射弁２０についての学習制御の実行態様を切り替えるなどといったように、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき実行される。
【００８１】
図７に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。ここでは、燃料噴射量が所定量（本実施の形態では、５．０［立方ｍｍ／ストローク］）以下になるように燃料噴射弁２０の作動制御が実行されていることをもって実行条件が成立していると判断される。
【００８２】
そして、実行条件が成立していない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われた可能性がごく高いとして、以下の処理を実行することなく、本処理は終了される。
【００８３】
一方、実行条件が成立している場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる可能性があるとして、以下の処理が実行される。
【００８４】
すなわち先ず、燃料圧力ＰＱが取り込まれるとともに、同燃料圧力ＰＱの時間波形が形成される（ステップＳ１０２）。その後、上記時間波形に基づいて、時間および燃料圧力を座標軸とする直交座標上において燃料圧力ＰＱが燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった座標Ａと同燃料噴射弁の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった座標Ｂとが特定される。そして、それら座標Ａ，Ｂを繋ぐ線分ＡＢの傾きΔＡＢが算出される（ステップＳ１０３）。
【００８５】
また、燃料温度ＴＨＤに基づいて前記判定値が算出される（ステップＳ１０４）。本実施の形態の装置では、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判別可能な判定値と燃料温度ＴＨＤとの関係が実験やシミュレーションの結果などに基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。このステップＳ１０４の処理では、燃料温度ＴＨＤに基づいて上記関係から判定値が算出される。
【００８６】
ここで、燃料の温度が高くなると同燃料の粘度が低くなるために、燃料噴射弁２０の作動に際して作用するフリクションが小さくなって同燃料噴射弁２０の動作速度が高くなる。そのため、燃料温度ＴＨＤに応じて燃料圧力ＰＱの上昇速度が異なると云える。本実施の形態では、そうした燃料温度ＴＨＤに応じたかたちで判定値が設定されるために、この判定値に基づく判定を通じて、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【００８７】
このようにして判定値が算出された後、前記傾きΔＡＢが判定値より小さいか否かが判断される（ステップＳ１０５）。
そして、前記傾きΔＡＢが判定値より小さいときには（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象が発生したとして、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定される。この場合には、前述した算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が多い機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が広い幅に設定される（ステップＳ１０６）。その後において、前述したように補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されるとともに、それら補正項Ｋ１，Ｋ２が更新された後（ステップＳ１０７）、本処理は終了される。
【００８８】
一方、傾きΔＡＢが判定値以上であるときには（ステップＳ１０５：ＮＯ）、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象が発生しなかったとして、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されなかったと判定される。この場合には、上記算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が少ない機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が狭い幅に設定される（ステップＳ１０８）。その後において、補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されて更新された後（ステップＳ１０７）、本処理は終了される。なお本実施の形態では、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８の処理が、学習実行手段として機能する。
【００８９】
こうした切り替え処理を実行することにより、燃料圧力ＰＱに基づいて同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができる。そして、その判定結果をもとに、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる状況とを精度よく判別することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【００９０】
しかも、切り替え処理が内燃機関１０の気筒１１毎に実行されるために、それら気筒１１毎に異なる燃料噴射弁２０の作動特性を、気筒１１毎に設けられた専用の圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいてそれぞれ高い精度で把握することができる。そのため、そうした燃料噴射弁２０の作動特性に応じたかたちで各気筒１１における燃料噴射量の調節を高精度で行うことができ、燃料噴射量の気筒間におけるばらつきを抑えることができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）燃料圧力ＰＱに基づいて同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができ、その判定結果をもとに、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる状況とを精度よく判別することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【００９２】
（２）時間および燃料圧力を座標軸とする直交座標上において燃料圧力ＰＱが燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になった座標Ａと閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になった座標Ｂとを繋ぐ線分ＡＢの傾きΔＡＢを算出するようにした。そのため、傾きΔＡＢが判定値より小さいときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、上記傾きΔＡＢが前記判定値以上のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定するといったように、上記傾きΔＡＢと判定値との比較を通じて、噴孔絞りでの燃料噴射が行われる状況と行われない状況とを的確に判別することができる。
【００９３】
（３）燃料温度ＴＨＤに基づいて判定値を設定するようにしたために、燃料温度ＴＨＤに応じて異なる燃料圧力ＰＱの変化速度に応じたかたちで判定値による判定を実行することができ、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【００９４】
（４）学習制御を、判定制御を通じて噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時と同燃料噴射が実行されないと判定した時とで互いに異なる実行態様で実行するようにした。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される時と同噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されない時とで異なった傾向になる燃料噴射弁２０の開弁期間と燃料噴射量との関係をそのときどきに適した実行態様で適正に学習することができる。
【００９５】
（５）判定制御を通じて噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたと判定した時には学習領域の区画幅を比較的広い幅に設定し、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないと判定した時には上記区画幅を比較的狭い幅に設定した。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されるために燃料噴射弁２０の開弁期間と燃料噴射量との関係が単純な関係になるときには学習領域を比較的広い幅で粗く区画して学習を簡素に実行し、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されないために上記関係が複雑な関係になるときには学習領域を比較的狭い幅で細かく区画して木目細かく学習を実行するといったように、上記関係をそのときどきに適した実行態様で適正に学習することができる。
【００９６】
（６）燃料噴射弁２０に一体に取り付けられた圧力センサ４１によって燃料圧力ＰＱを検出するようにした。そのため、燃料噴射弁２０の作動に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の低下を精度良く検出することができ、そのように検出した燃料圧力をもとに噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を精度良く判定することができる。
【００９７】
（７）内燃機関１０の気筒１１毎に異なる燃料噴射弁２０の作動特性を、気筒１１毎に設けられた専用の圧力センサ４１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいてそれぞれ高い精度で把握することができる。そのため、内燃機関１０の各気筒１１における燃料噴射量の調節を高精度で行うことができ、燃料噴射量の気筒間におけるばらつきを抑えることができる。
【００９８】
（第２の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお以下では、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、同構成についての詳細な説明は省略する。
【００９９】
本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置と第１の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置とは、判定制御の実行態様が異なる。以下、本実施の形態にかかる判定制御について説明する。
【０１００】
図８および図９に、燃料噴射弁２０の作動時における燃料圧力ＰＱの上昇速度の推移の一例を示す。
なお図８は前記噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合の上昇速度の推移を示しており、図９は噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合の上昇速度の推移を示している。
【０１０１】
噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合には、前記シート絞り状態での燃料噴射のみが行われるように燃料噴射弁２０の開弁駆動と閉弁駆動とが実行される。そのため、燃料圧力ＰＱは前述したように一旦低下した後に上昇に転じ、その後において徐々に高くなるといったように推移する（図６の時刻Ｔ２１〜Ｔ２３参照）。
【０１０２】
したがって、この場合における燃料圧力ＰＱの上昇速度は、図８に示すように、燃料圧力ＰＱの低下が始まって同燃料圧力ＰＱが最も低くなるまでの期間（時刻Ｔ３１〜Ｔ３３）においては、一旦低下した後に上昇に転じ、その後において徐々に高くなるといったように推移する。また、燃料圧力ＰＱが最も低くなってから最も高くなるまでの期間（時刻Ｔ３３〜Ｔ３５）において、燃料圧力ＰＱの上昇速度は、一旦上昇した後に低下に転じ、その後において徐々に低くなるといったように推移する。
【０１０３】
一方、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合における燃料圧力ＰＱは、前述したように燃料噴射弁２０の開弁動作の開始に伴って急速に低下して前記安定圧力を一旦アンダーシュートした後に同安定圧力に収束し、その後において燃料噴射弁２０が閉弁駆動されると燃料圧力ＰＱは急速に上昇するようになる（図５参照）。
【０１０４】
したがって、この場合における燃料圧力ＰＱの上昇速度は、図９に示すように、燃料圧力ＰＱの低下が始まって同燃料圧力ＰＱが最も低くなるまでの期間（時刻Ｔ４１〜Ｔ４３）においては、一旦低下した後に上昇に転じ、その後において徐々に高くなるといったように推移する。また、燃料圧力ＰＱが最も低くなってから最も高くなるまでの期間（時刻Ｔ４３〜Ｔ４６）においては、燃料圧力ＰＱの上昇速度が、一旦上昇した後に低下に転じて徐々に低くなるといった変化を二度繰り返すように推移する。これは燃料圧力ＰＱの上昇過程において同燃料圧力ＰＱが一旦安定圧力に収束する際に燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下することによって生じる。
【０１０５】
このように燃料圧力ＰＱの上昇速度の推移は、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合（図８参照）と同燃料噴射が行われる場合（図９参照）とで大きく異なる。詳しくは、燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間（図８の時刻Ｔ３２〜Ｔ３４、あるいは図９の時刻Ｔ４２〜Ｔ４５）において、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される場合（図８）には燃料圧力ＰＱの上昇速度の一時的に低下する現象が発生するのに対して、同燃料噴射が実行される場合（図９）には上記現象が発生しない。したがって、そうした現象の発生の有無を検出することにより、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたことを精度よく判定することが可能になると云える。
【０１０６】
この点をふまえて、本実施の形態の判定制御では、燃料圧力ＰＱの変化速度（詳しくは上昇速度）が算出されるとともに、同上昇速度に基づいて噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定するようにしている。本実施の形態では、この判定制御が判定手段として機能する。
【０１０７】
以下、本実施の形態の判定制御による判定結果に応じて学習制御の実行態様を切り替える切り替え処理の実行手順について図１０に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１０８】
なお、このフローチャートに示される一連の処理は、上記切り替え処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。また、上記切り替え処理は、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に設けられた圧力センサ４１の検出信号に基づき同気筒１１［♯１］の燃料噴射弁２０についての学習制御の実行態様を切り替えるなどといったように、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき実行される。
【０１０９】
図１０に示すように、この処理では、実行条件が成立していることを条件に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、以下の処理が実行される。
すなわち先ず、燃料圧力ＰＱが取り込まれるとともに、同燃料圧力ＰＱの上昇速度（詳しくは、燃料圧力ＰＱの一階微分値）の時間波形が形成される（ステップＳ２０２）。
【０１１０】
その後、上記時間波形、前記開弁動作開始時期、および前記閉弁動作開始時期に基づいて、燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い最初に極小値になった時期（判定開始時期）と閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い最初に極大値になった時期（判定終了時期）とが特定される。そして、その開始時期から終了時期までの期間（図８に示す例では時刻Ｔ３２〜Ｔ３４、図９に示す例では時刻Ｔ４２〜Ｔ４５）が判定期間として設定される（図１０のステップＳ２０３）。
【０１１１】
また、燃料温度ＴＨＤに基づいて判定値が算出される（ステップＳ２０４）。本実施の形態の装置では、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判別可能な判定値と燃料温度ＴＨＤとの関係が実験やシミュレーションの結果などに基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。このステップＳ２０４の処理では、燃料温度ＴＨＤに基づいて上記関係から判定値が算出される。本実施の形態では、燃料温度ＴＨＤに応じたかたちで判定値が設定されるために、この判定値に基づく判定を通じて、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【０１１２】
このようにして判定値が算出された後、判定条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ２０５）。ここでは、上記判定期間中において、燃料圧力ＰＱの上昇速度が判定値より一旦低くなった後に同判定値より高くなる現象が発生したことをもって判定条件が成立したと判断される。
【０１１３】
そして、判定条件が成立した場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定される。この場合には、前述した算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が多い機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が広い幅に設定される（ステップＳ１０５）。その後、前述したように補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されるとともに、それら補正項Ｋ１，Ｋ２が更新された後（ステップＳ１０６）、本処理は終了される。
【０１１４】
一方、上記判定条件が成立していない場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定される。この場合には、上記算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が少ない機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が狭い幅に設定される（ステップＳ１０７）。その後、補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されて更新された後（ステップＳ１０６）、本処理は終了される。
【０１１５】
こうした切り替え処理を実行することにより、燃料圧力ＰＱの上昇速度に基づいて、同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができ、その判断をもとに噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を好適に判定することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【０１１６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、先の（３）〜（７）に記載の効果に加えて、以下の（８）および（９）に記載の効果が得られるようになる。
（８）燃料圧力ＰＱの上昇速度に基づいて同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができ、その判定結果をもとに、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる状況とを精度よく判別することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【０１１７】
（９）燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間を判定期間として設定した。そして判定期間において、燃料圧力ＰＱの上昇速度が判定値より一旦低くなった後に同判定値より高くなる現象が発生したときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、同現象が発生しないときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定するようにした。これにより、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【０１１８】
（第３の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第３の実施の形態について、第１および第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお以下では、第１および第２の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、同構成についての詳細な説明は省略する。
【０１１９】
第１および第２の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置と本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置とは、判定制御の実行態様が異なる。以下、本実施の形態にかかる判定制御について説明する。
【０１２０】
図１１および図１２に、燃料噴射弁２０の作動時における燃料圧力ＰＱの上昇加速度の推移の一例を示す。
なお図１１は噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合の上昇加速度の推移を示しており、図１２は噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合の上昇加速度の推移を示している。
【０１２１】
前述したように噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されない場合には、燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間において燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下する現象は発生しない（図８の時刻Ｔ３２〜Ｔ３４参照）。
【０１２２】
したがって、上記期間における燃料圧力ＰＱの上昇加速度は、図１１に示すように、燃料圧力ＰＱの低下が始まって同燃料圧力ＰＱの低下速度が最も低くなってから最も高くなるまでの期間において（時刻Ｔ５２〜Ｔ５４）、一旦大きくなった後に減少に転じ、その後において徐々に小さくなって「０」に戻るといったように推移する。
【０１２３】
一方、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される場合には、燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間において、燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下する現象が発生する（図９の時刻Ｔ４２〜Ｔ４５参照）。
【０１２４】
したがって、この場合における燃料圧力ＰＱの上昇加速度は、図１２に示すように、燃料圧力ＰＱの低下によって燃料圧力ＰＱの上昇速度が最も低くなってから最も高くなるまでの期間（時刻Ｔ６２〜Ｔ６５）において、一旦上昇した後に低下に転じて徐々に低くなるといった変化を二度繰り返すように推移する。これは燃料圧力ＰＱの上昇過程において同燃料圧力ＰＱが一旦安定圧力に収束する際に燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下することによって生じる。
【０１２５】
このように燃料圧力ＰＱの上昇加速度の推移は、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合（図１１参照）と同燃料噴射が行われる場合（図１２参照）とで大きく異なる。詳しくは、燃料圧力ＰＱの上昇加速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間（図１１の時刻Ｔ５１〜Ｔ５３、あるいは図１２の時刻Ｔ６１〜Ｔ６４）において、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行される場合（図１２）には燃料圧力ＰＱの上昇加速度が一時的に低下する（詳しくは、「０」を下回る）現象が発生するのに対して、同燃料噴射が実行されない場合（図１１）には上記現象が発生しない。したがって、そうした現象の発生の有無を検出することにより、噴孔絞り状態での燃料噴射が実行されたことを精度よく判定することが可能になると云える。
【０１２６】
この点をふまえて、本実施の形態の判定制御では、燃料圧力ＰＱの変化加速度（詳しくは、上昇加速度）が算出されるとともに、同上昇加速度に基づいて噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を判定するようにしている。本実施の形態では、この判定制御が判定手段として機能する。
【０１２７】
以下、本実施の形態の判定制御による判定結果に応じて学習制御の実行態様を切り替える切り替え処理の実行手順について図１３に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１２８】
なお、このフローチャートに示される一連の処理は、上記切り替え処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット４０により実行される。また、上記切り替え処理は、例えば内燃機関１０の気筒１１［♯１］に設けられた圧力センサ４１の検出信号に基づき同気筒１１［♯１］の燃料噴射弁２０についての学習制御の実行態様を切り替えるなどといったように、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ４１の出力信号に基づき実行される。
【０１２９】
図１３に示すように、この処理では、実行条件が成立していることを条件に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、以下の処理が実行される。
すなわち先ず、燃料圧力ＰＱが取り込まれるとともに、同燃料圧力ＰＱの上昇加速度（詳しくは、燃料圧力ＰＱの二階微分値）の時間波形が形成される（ステップＳ３０２）。その後、上記時間波形、前記開弁動作開始時期、および前記閉弁動作開始時期に基づいて、燃料圧力ＰＱの上昇加速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い最初に極小値になった時期（判定開始時期）と閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い最初に極大値になった時期（判定終了時期）とが特定される。そして、その開始時期から終了時期までの期間が判定期間（図１１に示す例では時刻Ｔ５１〜Ｔ５３、図１２に示す例では時刻Ｔ６１〜Ｔ６４）として設定される（図１３のステップＳ３０３）。
【０１３０】
また、燃料温度ＴＨＤに基づいて判定値が算出される（ステップＳ３０４）。本実施の形態の装置では、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判別可能な判定値と燃料温度ＴＨＤとの関係が実験やシミュレーションの結果などに基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。このステップＳ３０４の処理では、燃料温度ＴＨＤに基づいて上記関係から判定値が算出される。本実施の形態では、燃料温度ＴＨＤに応じたかたちで判定値が設定されるために、この判定値に基づく判定を通じて、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【０１３１】
このようにして判定値が算出された後、判定条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ３０５）。ここでは、上記判定期間中において、燃料圧力ＰＱの上昇加速度が判定値より一旦小さくなった後に同判定値より大きくなる現象が発生したことをもって判定条件が成立したと判断される。
【０１３２】
そして、判定条件が成立した場合には（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定される。この場合には、前述した算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が多い機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が広い幅に設定される（ステップＳ１０５）。その後、前述したように補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されるとともに、それら補正項Ｋ１，Ｋ２が更新された後（ステップＳ１０６）、本処理は終了される。
【０１３３】
一方、上記判定条件が成立していない場合には（ステップＳ３０５：ＮＯ）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定される。この場合には、上記算出マップの学習領域の区画幅であり、且つこのときの機関運転状態が含まれる学習領域および同領域よりも燃料噴射量が少ない機関運転状態に対応する学習領域の区画幅が狭い幅に設定される（ステップＳ１０７）。その後、補正項Ｋ１，Ｋ２が算出されて更新された後（ステップＳ１０６）、本処理は終了される。
【０１３４】
こうした切り替え処理を実行することにより、燃料圧力ＰＱの上昇加速度に基づいて、同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができ、その判断をもとに噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を好適に判定することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【０１３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、先の（３）〜（７）に記載の効果に加えて、以下の（１０）および（１１）に記載の効果が得られるようになる。
（１０）燃料圧力ＰＱの上昇加速度に基づいて同燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を判定することができ、その判定結果をもとに、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況、すなわちシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる状況とを精度よく判別することができる。そのため、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合とシート絞り状態での燃料噴射のみが行われる場合とにおいてそれぞれ、燃料噴射弁２０の作動特性に見合うかたちで学習制御を実行することが可能になり、燃料噴射量の調節を高精度で行うことができるようになる。
【０１３６】
（１１）燃料圧力ＰＱの上昇加速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い極小値になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い極大値になるまでの期間を判定期間として設定した。そして判定期間において、燃料圧力ＰＱの上昇加速度が判定値より一旦低くなった後に同判定値より高くなる現象が発生したときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定し、同現象が発生しないときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定するようにした。これにより、燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【０１３７】
（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、前記線分ＡＢの傾きΔＡＢを算出することに代えて、燃料圧力ＰＱが燃料噴射弁２０の開弁動作開始直後の圧力低下に伴い最初に極小値になってから閉弁動作開始直後の圧力上昇に伴い最初に極大値になるまでの所定期間における同燃料圧力ＰＱの上昇速度の平均値を算出するようにしてもよい。また、そのようして燃料圧力ＰＱの上昇速度の平均値を算出する期間は、燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下する現象が発生する可能性のある期間が含まれるのであれば、上記所定期間より短い期間を設定するなど、適宜変更することができる。こうした構成によれば、平均値が判定値より高い場合には噴孔状態での燃料噴射が実行されなかったと判定し、同平均値が判定値以下である場合には噴孔状態での燃料噴射が実行されたと判定するといったように、平均値と判定値との比較を通じて噴孔絞りでの燃料噴射が行われる状況と同燃料噴射が行われない状況とを的確に判別することができる。
【０１３８】
・第２の実施の形態において、前記判定期間は、燃料圧力ＰＱの上昇過程において同燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下する現象が発生する可能性のある期間が含まれるのであれば、任意に変更することができる。具体的には、前記判定期間より若干短い期間や、燃料圧力ＰＱの上昇速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始後に最初に「０」になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始後に最初に「０」になるまでの期間（図８に示す例では時刻Ｔ３３〜Ｔ３５、図９に示す例では時刻Ｔ４３〜Ｔ４６）などを判定期間として設定することができる。
【０１３９】
・第２の実施の形態の判定制御の実行態様は、前記判定期間において燃料圧力ＰＱの上昇速度がその前後の上昇速度より高くなる状況になったことを的確に判断することができるのであれば、任意に変更することができる。例えば前記判定期間中において燃料圧力ＰＱの上昇速度が極大値になる回数を検出するとともに、その検出回数が一回のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定し、同検出回数が二回のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定するといったように判定制御を実行することができる。前記判定期間中において燃料圧力ＰＱの上昇速度が極大値になるタイミングは噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合には一つしか存在しないのに対して（図８の時刻Ｔ３４参照）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には二つ存在する（図９の時刻Ｔ４４，Ｔ４５参照）。そのため上記構成によれば、上記燃料圧力ＰＱの上昇速度が極大値になる回数に基づいて噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を精度よく判定することができる。
【０１４０】
・第３の実施の形態において、前記判定期間は、前述した燃料圧力ＰＱの上昇速度が一時的に低下する現象が発生する可能性のある期間が含まれるのであれば、任意に変更することができる。具体的には、前記判定期間より若干短い期間や、燃料圧力ＰＱの上昇加速度が燃料噴射弁２０の開弁動作開始後に最初に「０」になってから同燃料噴射弁２０の閉弁動作開始後に最初に「０」になるまでの期間（図１１に示す例では時刻Ｔ５２〜Ｔ５４、図１２に示す例では時刻Ｔ６２〜Ｔ６５）などを判定期間として設定することができる。
【０１４１】
・第３の実施の形態の判定制御の実行態様は、前記判定期間において燃料圧力ＰＱの上昇加速度がその前後の上昇加速度より高くなる状況になったことを的確に判断することができるのであれば、任意に変更することができる。
【０１４２】
例えば前記判定期間中において燃料圧力ＰＱの上昇加速度が極大値になる回数を検出するとともに、その検出回数が一回のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われなかったと判定し、同検出回数が二回のときには噴孔絞り状態での燃料噴射が行われたと判定するといったように判定制御を実行することができる。前記判定期間中において燃料圧力ＰＱの上昇加速度が極大値になるタイミングは噴孔絞り状態での燃料噴射が行われない場合には一つしか存在しないのに対して（図１１の時刻Ｔ３５参照）、噴孔絞り状態での燃料噴射が行われる場合には二つ存在する（図１２の時刻Ｔ４３，Ｔ４５参照）。そのため上記構成によれば、上記燃料圧力ＰＱの上昇加速度が極大値になる回数に基づいて噴孔絞り状態での燃料噴射の実行の有無を精度よく判定することができる。
【０１４３】
・各実施の形態において、判定値の設定に用いる設定パラメータとして、通路空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥなどといった内燃機関１０の運転状態を示す値を採用してもよい。燃料圧力ＰＱの上昇速度は、内燃機関１０の気筒１１内の圧力や、燃料噴射時期、燃料噴射時間、燃料噴射弁２０に供給される燃料の圧力などに応じて異なる。上記構成によれば、そうした内燃機関１０の気筒１１内の圧力や、燃料噴射時期、燃料噴射時間、燃料噴射弁２０に供給される燃料の圧力に応じたかたちで判定値を算出することができ、その判定値に基づく判定を通じて燃料圧力ＰＱの上昇過程においてその上昇速度が一時的に低下する現象の発生の有無を的確に判断することができる。
【０１４４】
・各実施の形態において、内燃機関１０の運転状態や燃料温度ＴＨＤによることなく、予め定められた一定の値を判定値として設定するようにしてもよい。
・各実施の形態において、学習領域の区画幅を、燃料噴射弁２０に供給される燃料の圧力毎、言い換えれば算出マップ毎に異なる幅に設定するようにしてもよい。
【０１４５】
・燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、圧力センサ４１を燃料噴射弁２０に直接取り付けることに限らず、同圧力センサ４１の取り付け態様は任意に変更することができる。具体的には、圧力センサ４１を燃料供給通路におけるコモンレール３４と燃料噴射弁２０との間の部位（分岐通路３１ａ）に取り付けたり、コモンレール３４に取り付けたりしてもよい。
【０１４６】
・圧電アクチュエータ２９により駆動されるタイプの燃料噴射弁２０に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。
【０１４７】
・本発明は、圧力センサにより検出される燃料圧力に基づく学習制御が実行される装置に限らず、内燃機関の出力軸の回転速度に基づく学習制御が実行される装置などにも適用することができる。
【０１４８】
・四つの気筒を有する内燃機関に限らず、単気筒の内燃機関や、二つの気筒を有する内燃機関、三つの気筒を有する内燃機関、あるいは五つ以上の気筒を有する内燃機関にも、本発明は適用することができる。
【０１４９】
・本発明は、ディーゼル機関に限らず、ガソリン燃料を用いるガソリン機関や天然ガス燃料を用いる天然ガス機関にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１０…内燃機関、１１…気筒、１２…吸気通路、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、２０…燃料噴射弁、２１…ハウジング、２２…ニードル弁、２３…噴射孔、２４…スプリング、２５…ノズル室、２６…圧力室、２７…導入通路、２８…連通路、２９…圧電アクチュエータ、２９ａ…弁体、３０…排出路、３１ａ…分岐通路、３１ｂ…供給通路、３２…燃料タンク、３３…燃料ポンプ、３４…コモンレール、３５…リターン通路、４０…電子制御ユニット、４１…圧力センサ（検出手段）、４２…吸気量センサ、４３…クランクセンサ、４４…アクセルセンサ、４５…温度センサ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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