(57)【要約】【課題】経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を取得することのできる燃料噴射特性検出装置を提供する。【解決手段】所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置（エンジン制御用ＥＣＵ）として、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより、同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを、その時の（詳しくは単段噴射からなる所定の学習用噴射パターンについての）燃料噴射量及び燃料圧力レベルに対してそれぞれ関連付けて所定の記憶装置（ＥＣＵ内のＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に格納するプログラム（ステップＳ３２，Ｓ３５）を備える構成とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料噴射態様及び燃料圧力レベルに対してそれぞれ関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
【請求項２】
前記脈動パターン格納手段は、前記燃料噴射弁により単段の燃料噴射を行ってその噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出するとともに、その単段噴射の燃料噴射量を前記燃料噴射態様として脈動パターンに関連付けるものである請求項１に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項３】
前記燃料供給システムが、前記燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレールと、該コモンレールから前記燃料噴射弁の燃料噴射口までの燃料通路のうち、前記コモンレールの燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する一乃至複数の燃料圧力センサと、を備えるコモンレール式燃料噴射システムであり、
前記脈動パターン格納手段は、前記燃料圧力センサの少なくとも１つの出力に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出するものである請求項１又は２に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項４】
前記記憶装置内の脈動パターンに基づいて、前記エンジンの所定シリンダで１燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の２段目以降の所定段に相当するｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出する脈動パターン抽出手段を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項５】
前記脈動パターン抽出手段は、前記ｎ段よりも小さい段数の燃料噴射に係る前記記憶装置内の脈動パターンと前記多段燃料噴射に係る脈動パターンとを比較することによって、前記ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するものである請求項４に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項６】
前記ｎ段よりも小さい段数の燃料噴射に係る前記記憶装置内の脈動パターンは、単段の燃料噴射に係る脈動パターンである請求項５に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項７】
前記脈動パターン抽出手段により抽出されたｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、前記燃料噴射弁に対する指令信号を補正する補正手段を備える請求項４〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項８】
前記記憶装置内の脈動パターンに基づいて、前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断する診断手段を備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項９】
前記診断手段は、前記記憶装置内の脈動パターンの分布に基づいて、前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断するものである請求項８に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項１０】
前記診断手段は、前記記憶装置内の複数の脈動パターンを互いに比較することにより前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断するものである請求項８又は９に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射態様及び前記燃料圧力レベルにより定義される一部の領域について検出された前記記憶装置内の脈動パターンをもとに補間及び外挿の少なくとも一方を行って、他の領域のデータを求める手段を備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
【請求項１２】
所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料噴射態様に対して関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
【請求項１３】
所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料圧力レベルに対して関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置と、
該燃料噴射特性検出装置の適用対象として、前記燃料噴射弁、及び、同燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを備える燃料供給システムと、
該燃料供給システムの作動に基づいて、前記エンジンに関する所定の制御を行うエンジン制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置、及びその燃料噴射特性検出装置の搭載されたエンジン制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば自動車等の動力源として用いられるエンジン（特に内燃機関）では、適宜の燃料噴射弁（例えばインジェクタ）により噴射供給された燃料を、所定シリンダ内の燃焼室で、着火、燃焼して、所定の出力軸（クランク軸）にトルクを生成している。そして近年、自動車用のディーゼルエンジン等では、１燃焼サイクル中において出力トルクを生成するためのメイン噴射を行う前又は後に、該メイン噴射よりも少量の噴射量（通常は微小量）にてサブ噴射を行う噴射方式、いわゆる多段噴射方式が採用されるようになってきている。例えば今日、燃料燃焼時の騒音やＮＯｘ排出量の増大が問題視されており、その改善のため、メイン噴射の前に少量の噴射量にてパイロット噴射やプレ噴射を行うことがある。また、メイン噴射の後においても、拡散燃焼の活性化、ひいてはＰＭ排出の低減等を目的として、アフタ噴射（噴射時期はメイン噴射に近接した燃料燃焼中）を行ったり、あるいは排気温度の昇温や還元成分供給による触媒の活性化等を目的として、ポスト噴射（噴射時期はメイン噴射に対して大きく遅角した燃焼終了後）を行ったりすることがある。近年のエンジン制御では、これら各種の噴射の１つ又は任意の組み合わせをもって、様々な状況に対してより適した噴射態様（噴射パターン）で、エンジンに対する燃料の供給が行われている。
【０００３】
そして従来、燃料噴射弁の噴射動作を制御して上記多段噴射を行う場合には、エンジン運転状態ごとの噴射パターン（適合値）が書き込まれたマップや数式により都度のエンジン運転状態に応じて噴射パターンを設定する制御装置が広く採用されている。この装置は、予め想定される各エンジン運転状態について実験等により求めた最適パターン（適合値）をマップや数式等として保持（例えばＲＯＭに記憶保持）することで、そのマップや数式等を参照しつつ、エンジン運転状態に応じた噴射パターンを設定するものである。また他にも、例えば特許文献１に記載される装置のように、エンジン運転条件をみながら噴射パターンを切り換えるようにした装置などが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２６４８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、適合値の書き込まれたマップや数式を用いることによって、単段噴射（メイン噴射のみ）の場合と同様、多段噴射の場合も、都度のエンジン運転状態に適した噴射態様（噴射パターン）で、エンジンに対して燃料の供給を行うことが可能になる。しかしながら、こうした装置を用いて多段噴射を行った場合には、短いインターバル（間隔）で連続的に噴射が行われることによる影響で、単段噴射の場合と比べて、目標のエンジン運転状態に対する制御誤差がより大きくなってしまうことが、発明者によって確認されている。例えば連続的に噴射された各噴射（特にメイン噴射以外の微量のサブ噴射）は、その噴射の前後で噴射を行ったことにより様々な影響を受ける。その１つが燃料噴射弁（例えばインジェクタ）の噴射特性、特にその個体差に係るものである。
【０００５】
すなわち、例えばエンジン制御システムの各要素を大量生産して大量販売しようとする場合には通常、例えばエンジン間で、また多気筒エンジンの場合は気筒（シリンダ）間でも、上記燃料噴射弁を含めた各種の制御部品の特性について幾らかの個体差が生じることになる。しかし大量生産する場合にその全て（例えば大量生産されて車両に搭載された全てのシリンダ）について、個体差も加味した適合値（最適な噴射パターン）を求めることは、現行の生産システムで考えた場合、手間がかかり過ぎて実情に即したものとはいえない。したがって、適合値の書き込まれたマップや数式を用いた場合でも、個体差による影響の全てが考慮された制御を行うことは困難である。
【０００６】
しかも上述の多段噴射を行う場合には、単段噴射の場合とは異なり、通常の噴射特性とは別に、多段噴射（複数回の連続噴射）に係る噴射特性（噴射間の影響など）についても、個体差の影響を受けることが発明者によって確認されている。したがって、上記多段噴射を通じて狙いどおりのエンジン運転状態を高い精度で得るためには、単段噴射の噴射特性とは別に、多段噴射の噴射特性も考える必要がある。このため、前述した特許文献１に記載される装置を含めた従来の装置では、特に多段噴射の制御に適用した場合において、エンジン運転状態の制御を高い精度で行うことが困難となる。
【０００７】
また、噴射制御を高い精度で行う場合には、制御部品の経年変化等に起因する特性変化も無視することができないものとなる。この点、前述した特許文献１に記載される装置を含めた従来の装置では、初期の段階において高い精度で最適値が得られたとしても、その後の特性変化の影響については知ることができない。このため、時間の経過と共に最適値からのずれが懸念されるようになる。またこの場合において、予め実験値等により劣化係数（経時的な劣化の度合に係る係数）の適合値を求めておき、これをマップや数式等として保持する構成なども考えられる。しかし、こうした経時的な特性変化についても部品ごとに上述の個体差があるため、やはり完全にその影響を消し去ることは困難である。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を取得することのできる燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムを提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及び、その作用効果について記載する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置として、所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路（排気再循環路等の分岐路も含む）へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料噴射態様及び燃料圧力レベルに対してそれぞれ関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンと、その時の噴射条件、すなわち上記燃料噴射態様及び燃料圧力レベルとの対応関係を検出、保存することができるようになり、いわば燃料噴射態様と燃料圧力レベルとに対する脈動パターンの分布を把握することが可能になる。そしてこの分布から、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を把握することができるようになる。
【００１２】
なお、上記脈動パターンに関連付ける燃料噴射態様としては、例えばその脈動パターンを取得する際に行った燃料噴射の噴射パターン（例えば噴射段数や、各噴射の噴射量、各噴射の噴射時期等）等を採用することが有効である。また、上記燃料圧力レベルとしては、例えば上記燃料噴射弁近傍の安定時の燃料圧力や、コモンレール圧等を採用することが有効である。
【００１３】
また、所定の記憶装置に格納する脈動パターンは、上記燃料噴射態様及び燃料圧力レベルに対してだけでなく、その他、前記燃料噴射弁の駆動方式（例えばピエゾ駆動式か電磁駆動式か等）、同燃料噴射弁の噴射位置（例えば吸気通路噴射か筒内噴射か等）等々にも適宜に関連付けておくことがより有効である。こうすることで、様々な用途に対応することが可能になり、使用時にデータを扱い易くなる。
【００１４】
また、前記燃料噴射弁により燃料を噴射してその噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出する場合、その検出は、エンジン出荷時に行っても、エンジンを車両に搭載した後に販売店で行ってもよい。さらに販売後においても、この検出を行うことは可能であり、例えば無噴射実行中（例えば減速中等）やアイドリング運転中に微量の噴射（トルクに影響がないほどの微量噴射）を実行することで、運転性（ドライバビリティ）にほとんど影響を与えることなく、上記脈動パターンの検出を行うことができる。また多気筒エンジンの場合には、通常運転中に所定の１つのシリンダだけで他のシリンダに準ずる噴射を実行することで、同じく運転性にほとんど影響を与えることなく、上記脈動パターンの検出を行うことができる。さらに、燃料圧力が高い領域の脈動パターンについては、ポンプ駆動による騒音が懸念されるため、例えばエンジン高負荷運転中など、運転音の大きい時に紛れて行うことが好ましい。
【００１５】
また、この請求項１に記載の装置において、前記脈動パターン格納手段についてはこれを、請求項２に記載の発明のように、前記燃料噴射弁により単段の燃料噴射を行ってその噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出するとともに、その単段噴射の燃料噴射量を前記燃料噴射態様として脈動パターンに関連付けるものとすることが有効である。
【００１６】
こうした単段の燃料噴射に係る脈動パターンを用いた場合、燃料噴射態様のうち、主に燃料噴射量のみが脈動パターンに影響を与えるようになる。したがって、こうした構成であれば、噴射特性を得るために必要なデータ量（検出すべきデータ）が少なくなり、高い再現性で効率良く、上記燃料噴射弁の噴射特性を検出することが可能になる。
【００１７】
さらに発明者は、現状における実用性を考え、請求項３に記載の装置を発明した。すなわちこの装置では、上記請求項１又は２に記載の装置において、前記燃料供給システムが、前記燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレールと、該コモンレールから前記燃料噴射弁の燃料噴射口までの燃料通路のうち、前記コモンレールの燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する一乃至複数の燃料圧力センサと、を備えるコモンレール式燃料噴射システムであり、前記脈動パターン格納手段は、前記燃料圧力センサの少なくとも１つの出力に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出するものであることを特徴とする。
【００１８】
上記特許文献１に記載の装置も含め、コモンレール式燃料噴射システムでは一般に、コモンレール内の圧力（レール圧）を測定するレール圧センサのみにより上記燃料噴射弁の噴射圧力を制御している。したがって、こうした装置では、噴射動作に伴う圧力変動（脈動パターン）が、燃料噴射弁の燃料噴射口（噴孔）からコモンレールに到達するまでに減衰してしまい、レール圧の変動としては現れない。これに対し、上記請求項３に記載の装置では、レール圧センサ（コモンレール及びその近傍に設けられたセンサ）よりも燃料噴射口に近い位置で噴射圧力を測定する燃料圧力センサを備える。そのため、この圧力センサにより、圧力変動（脈動パターン）が減衰する前に、これを的確に捉えることが可能になる。したがって、このような装置によれば、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を示す脈動パターン（うねり特性）を高い精度で検出することが可能になる。
【００１９】
ちなみに、圧力変動（脈動パターン）がだいぶ減衰されるとはいえ、コモンレール内の圧力（レール圧）によっても、ある程度の圧力変動態様（脈動特性）を検出することは可能である。具体的には、例えば圧力推移の傾き（圧力の時間微分値）を算出することにより、所定の噴射に係る噴射率をその微分値に基づいて推定することが可能である。しかしこの構成は、いわば減衰前の圧力値を微分値として推定するものであり、上記噴射率の推移、ひいてはその噴射率の積分値に相当する噴射量を、高い精度で検出することは難しい。これに対し、上記請求項３に記載の装置では、上記燃料圧力センサにより減衰前の圧力値を直接的に測定することが可能である。このため、例えば所定の噴射に係る噴射率の推移や噴射量を求める場合には、その圧力測定値から直接的に噴射率の推移、ひいては噴射量を求めることで、上記微分値を介した構成よりも高い精度でそれら噴射特性を検出することが可能になる。
【００２０】
なお、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出する場合には、前記燃料圧力センサのセンサ出力を、該センサ出力で圧力推移波形の軌跡が描かれる程度に短い間隔にて逐次取得することが有効である。より具体的には、同燃料圧力センサのセンサ出力を「５０μsec」よりも短い間隔で逐次取得することが有効である。
【００２１】
上記脈動パターンは通常、圧力推移波形として検出することができる。そして、こうした圧力推移波形を高い精度で的確に検出するためには、上記構成のように、前記燃料圧力センサのセンサ出力を、その圧力推移波形が把握可能な程度に短い間隔で逐次取得する構成が有益である。そして発明者の実験等によれば、「５０μsec」よりも短い間隔で上記センサ出力を逐次取得する構成が、上述した脈動パターン、ひいては圧力変動の傾向を的確に捉える上で特に有効である。ただし、高い精度で上記脈動パターンを得る上では、より短い間隔でセンサ出力を逐次取得する構成がより好ましい。したがって通常、上記センサ出力（燃料圧力信号）の取得間隔は、センサ出力の取得回数が増えることによる不都合、例えば演算負荷の増大等の不都合を加味しつつ、より短い間隔に設定することが望ましい。
【００２２】
また、前記燃料圧力センサの配設位置に鑑みた場合には、例えば次のような構成が有効である。
・前記燃料圧力センサの少なくとも１つ（複数ある場合はその一部又は全部）が、前記燃料噴射弁の内部又は近傍に設けられた構成。
・前記燃料圧力センサの少なくとも１つ（複数ある場合はその一部又は全部）が、前記燃料噴射弁の燃料取込口に設けられた構成。
・前記燃料圧力センサの少なくとも１つ（複数ある場合はその一部又は全部）が、前記コモンレールの燃料吐出側に接続された配管のうち、前記コモンレールよりも前記燃料噴射弁の燃料噴射口の方に近い位置に設けられた構成。
等々の構成とすることが有効である。
【００２３】
また、前記燃料圧力センサに加えて、さらに前記コモンレール内の圧力を測定するレール圧センサを備える構成とすることも有効である。こうした構成であれば、上記燃料圧力センサによる圧力測定値に加え、コモンレール内の圧力（レール圧）も取得することができるようになる。すなわち、例えばこのレール圧に基づいて、上記燃料圧力センサの設けられていない他のシリンダの燃料圧力などを検出することが可能になる。また、このレール圧に基づいて燃料噴射時のベース燃料圧力値（燃料圧力レベルに相当）を検出することなども可能になる。
【００２４】
請求項４に記載の発明では、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置において、前記記憶装置内の脈動パターンに基づいて、前記エンジンの所定シリンダで１燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の２段目以降の所定段に相当するｎ段目の燃料噴射以降だけ（例えば４段噴射の２段目以降だけ、あるいは６段噴射の４段目以降だけ、さらにはｎ段目が最終段であればその最終段の噴射だけ、等々）に係る脈動パターンを抽出する脈動パターン抽出手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
発明者の実験等では、多段燃料噴射に係る脈動パターン（燃料圧力の波形）を検出した場合、その検出結果において、前段噴射に係る脈動パターンと後段噴射に係る脈動パターンとが互いに干渉してしまっていることが多かった。そしてこの干渉により、後段噴射の噴射開始タイミングでの急峻な圧力変動（燃料噴射開始に伴う燃料圧力低下）が識別困難となり、その脈動パターンから噴射開始タイミングを知ることは難しかった。この点、上記請求項４に記載の装置では、脈動パターン抽出手段を備えることにより、前段噴射からの干渉の影響を取り除いた脈動パターンが得られるようになる。詳しくは、例えば同記憶装置内の脈動パターンのうち、上記多段燃料噴射に係る脈動パターンの燃料噴射態様及び燃料圧力レベルに対応する脈動パターンを、同多段燃料噴射に係る脈動パターンとの比較や適宜の演算等に用いることによって、その多段燃料噴射に係る脈動パターンから、ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出することができる。そしてこれにより、ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンが高い精度で求められ、ひいてはｎ段目の噴射に係る噴射タイミング等を高い精度で検出することが可能になる。
【００２６】
より具体的には、上記請求項４に記載の装置において、前記脈動パターン抽出手段についてはこれを、請求項５に記載の発明のように、前記ｎ段よりも小さい段数の燃料噴射に係る前記記憶装置内の脈動パターンと前記ｎ段の多段燃料噴射に係る脈動パターンとを比較（例えば減算又は除算等）することによって、前記ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するものとすることで、上記抽出処理を、より容易且つ的確に実現することができる。
【００２７】
さらにこの場合、請求項６に記載の発明のように、前記ｎ段よりも小さい段数の燃料噴射に係る前記記憶装置内の脈動パターンが、単段の燃料噴射に係る脈動パターンである構成が有効である。こうした単段の燃料噴射に係る脈動パターンによれば、上記多段燃料噴射に係る脈動パターンの各噴射について、それぞれ（１段ずつ別々に）補正（例えば減算又は除算等）を行うことが可能になる。そして、前記記憶装置内に単段の燃料噴射に係る各種の脈動パターンを用意しておくことで、多種多様な多段燃料噴射について、上記抽出処理を行うことが可能になる。
【００２８】
そして、上記請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置において、脈動パターン抽出手段により抽出された脈動パターンは、燃料噴射特性の補正に用いることが有効である。すなわち請求項７に記載の発明のように、前記脈動パターン抽出手段により抽出されたｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、前記燃料噴射弁に対する指令信号（例えば噴射タイミングや噴射時間に係る指令信号）を補正する補正手段を備える構成とすることで、より高い精度での燃料噴射制御が可能になる。
【００２９】
なお、前記記憶装置内の脈動パターンの用途は、上記抽出処理や燃料噴射特性の補正に限られるものではなく任意である。例えば請求項８に記載の発明のように、上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置において、前記記憶装置内の脈動パターンに基づいて、前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断する診断手段を備える構成とすれば、前記燃料供給システムの異常の有無を容易且つ的確に診断することが可能になる。
【００３０】
そして、特にこの場合、前記診断手段としては、請求項９に記載の発明のように、
・前記記憶装置内の脈動パターンの分布（例えば異常パターンと正常パターンの分布など）に基づいて、前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断する手段。
あるいは請求項１０に記載の発明のように、
・前記記憶装置内の複数の脈動パターンを互いに比較する（例えば両者間の変化量を算出するなど）ことにより前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断する手段。
等々の構成を有する手段を採用することが有効である。これらの構成によれば、前記燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を、より容易且つ的確に検出（診断）することが可能になる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明では、上記請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置において、前記燃料噴射態様及び前記燃料圧力レベルにより定義される領域の一部について検出された前記記憶装置内の脈動パターンをもとに補間及び外挿の少なくとも一方を行って、他の部分のデータを求める手段を備えることを特徴とする。こうすることで、領域の一部だけを検出さえすれば、他の部分を求めることが可能になる。なお、補間や外挿は、周期ずれと振幅ずれとについて別々に行うことが有効である。
【００３２】
また、一般的なエンジン運転条件では、燃料噴射量が多いほど燃料圧力レベルを高くする。したがって、これら燃料噴射量と燃料圧力レベルとが同程度になる領域のデータが特に重要になる。ただし、アイドリング状態から急にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、多量の燃料噴射量に対して燃料圧力レベルが低くなり、高速状態（例えば「時速１２０km」）を維持する場合には、少量の燃料噴射量に対して燃料圧力レベルが高くなる。このため、用途等に応じて、上記重要領域のデータだけを取得してその他の領域は適宜に補間や外挿を行う構成、あるいはこの重要領域のデータに加えてそれ以外の領域のデータも取得する構成、さらには実際の使用領域について逐次データを取得する構成などを、適宜に選択して採用することが望ましい。
【００３３】
また発明者は、上記各装置に準ずる機能を有する装置（燃料噴射特性検出装置）として、請求項１２及び１３に記載の装置を発明した。以下、これら各装置について説明する。
【００３４】
まず請求項１２に記載の発明では、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置として、所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路（排気再循環路等の分岐路も含む）へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料噴射態様に対して関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項１３に記載の発明では、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置として、所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路（排気再循環路等の分岐路も含む）へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを少なくともその時の燃料圧力レベルに対して関連付けて所定の記憶装置に格納する脈動パターン格納手段を備えることを特徴とする。
【００３６】
このように、燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを、上記燃料噴射態様及び燃料圧力レベルのいずれか一方にだけに関連付けた場合にも、上述した請求項１に記載の装置に準ずる効果が奏されることになる。
【００３７】
ところで、業種や用途等によっては、上記燃料噴射特性検出装置の単位ではなく、より大きな単位で、例えばこの装置をエンジン制御に用いる場合には、該燃料噴射特性検出装置だけでなく他の関連装置（例えばセンサやアクチュエータ等の制御に係る各種装置）も含んで構築されるエンジン制御システムとして扱われる場合がある。上記請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置も、用途の１つとして、エンジン制御システムに組み込んで用いられることが想定される。請求項１４に記載の発明は、そうした用途に対応するものであり、すなわちエンジン制御システムとして、上記請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置と、該燃料噴射特性検出装置の適用対象として、前記燃料噴射弁、及び、同燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを備える燃料供給システムと、該燃料供給システムの作動に基づいて、前記エンジンに関する所定の制御（例えばエンジン出力軸のトルク制御や回転速度制御など）を行うエンジン制御手段と、を備えることを特徴とする。上記請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置は、エンジン制御システムに組み込んで用いて特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムを具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の装置は、例えば４輪自動車用エンジン（内燃機関）を対象にするコモンレール式燃料噴射システム（高圧噴射燃料供給システム）に搭載されている。すなわちこの装置も、先の特許文献１に記載の装置と同様、ディーゼルエンジンのエンジンシリンダ内の燃焼室に直接的に高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を噴射供給（直噴供給）する際に用いられる。
【００３９】
はじめに、図１を参照して、本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射制御システム（車載エンジンシステム）の概略について説明する。なお、本実施形態のエンジンとしては、４輪自動車用の多気筒（例えば直列４気筒）エンジンを想定している。詳しくは、４ストロークのレシプロ式ディーゼルエンジン（内燃機関）である。このエンジンでは、吸排気弁のカム軸に設けられた気筒判別センサ（電磁ピックアップ）にてその時の対象シリンダが逐次判別され、４つのシリンダ＃１〜＃４について、それぞれ吸入・圧縮・燃焼・排気の４行程による１燃焼サイクルが「７２０°ＣＡ」周期で、詳しくは例えば各シリンダ間で「１８０°ＣＡ」ずらしてシリンダ＃１，＃３，＃４，＃２の順に逐次実行される。図中のインジェクタ２０は、燃料タンク１０側から、それぞれシリンダ＃１，＃２，＃３，＃４用のインジェクタである。
【００４０】
同図１に示されるように、このシステムは、大きくは、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３０が、各種センサからのセンサ出力（検出結果）を取り込み、それら各センサ出力に基づいて燃料供給系を構成する各装置の駆動を制御するように構成されている。ＥＣＵ３０は、吸入調整弁１１ｃに対する電流供給量を調整して燃料ポンプ１１の燃料吐出量を所望の値に制御することで、コモンレール１２内の燃料圧力（燃圧センサ２０ａにて測定される時々の燃料圧力）を目標値（目標燃圧）にフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）している。そして、その燃料圧力に基づいて、対象エンジンの所定シリンダに対する燃料噴射量、ひいては同エンジンの出力（出力軸の回転速度やトルク）を所望の大きさに制御している。
【００４１】
燃料供給系を構成する諸々の装置は、燃料上流側から、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、コモンレール１２、及びインジェクタ２０の順に配設されている。このうち、燃料タンク１０と燃料ポンプ１１とは、燃料フィルタ１０ｂを介して配管１０ａにより接続されている。
【００４２】
ここで、燃料タンク１０は、対象エンジンの燃料（軽油）を溜めておくためのタンク（容器）である。また、燃料ポンプ１１は、高圧ポンプ１１ａ及び低圧ポンプ１１ｂを有し、低圧ポンプ１１ｂによって上記燃料タンク１０から汲み上げられた燃料を、高圧ポンプ１１ａにて加圧して吐出するように構成されている。そして、高圧ポンプ１１ａに送られる燃料圧送量、ひいては燃料ポンプ１１の燃料吐出量は、燃料ポンプ１１の燃料吸入側に設けられた吸入調整弁（ＳＣＶ：Suction Control Valve）１１ｃによって調量されるようになっている。すなわち、この燃料ポンプ１１では、吸入調整弁１１ｃ（例えば非通電時に開弁するノーマリオン型の調整弁）の駆動電流量（ひいては弁開度）を調整することで、同ポンプ１１からの燃料吐出量を所望の値に制御することができるようになっている。
【００４３】
燃料ポンプ１１を構成する２種のポンプのうち、低圧ポンプ１１ｂは、例えばトロコイド式のフィードポンプとして構成されている。これに対し、高圧ポンプ１１ａは、例えばプランジャポンプからなり、図示しない偏心カム（エキセントリックカム）にて所定のプランジャ（例えば３本のプランジャ）をそれぞれ軸方向に往復動させることにより加圧室に送られた燃料を逐次所定のタイミングで圧送するように構成されている。いずれのポンプも、駆動軸１１ｄによって駆動されるものである。ちなみにこの駆動軸１１ｄは、対象エンジンの出力軸であるクランク軸４１に連動し、例えばクランク軸４１の１回転に対して「１／１」又は「１／２」等の比率で回転するようになっている。すなわち、上記低圧ポンプ１１ｂ及び高圧ポンプ１１ａは、対象エンジンの出力によって駆動される。
【００４４】
こうした燃料ポンプ１１により燃料タンク１０から燃料フィルタ１０ｂを介して汲み上げられた燃料は、コモンレール１２へ加圧供給（圧送）される。そして、コモンレール１２は、その燃料ポンプ１１から圧送された燃料を高圧状態で蓄えてこれを、シリンダごとに設けられた配管１４（高圧燃料通路）を通じて、各シリンダ＃１〜＃４のインジェクタ２０（燃料噴射弁）へそれぞれ供給する。これらインジェクタ２０（＃１）〜（＃４）の燃料排出口は、それぞれ余分な燃料を燃料タンク１０へ戻すための配管１８とつながっている。図２に、上記インジェクタ２０の詳細構造を示す。なお、上記４つのインジェクタ２０（＃１）〜（＃４）は基本的には同様の構造（例えば図２に示す構造）となっている。いずれのインジェクタ２０も、燃焼用のエンジン燃料（燃料タンク１０内の燃料）を利用した油圧駆動式の燃料噴射弁であり、燃料噴射に際しての駆動動力の伝達が油圧室Ｃｄ（コマンド室）を介して行われる。
【００４５】
同図２に示されるように、このインジェクタ２０は、内開弁タイプの燃料噴射弁であり、非通電時に閉弁状態となる、いわゆるノーマリクローズ型の燃料噴射弁として構成されている。このインジェクタ２０には、コモンレール１２から高圧燃料が送られてくるようになっている。また、このインジェクタ２０の燃料取込口には、燃圧センサ２０ａ（図１も併せ参照）が設けられており、同燃料取込口における燃料圧力（インレット圧）の随時の検出が可能とされている。具体的には、この燃圧センサ２０ａの出力により、当該インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンや、燃料圧力レベル（安定圧力）、燃料噴射圧力等を検出（測定）することができるようになっている。
【００４６】
このインジェクタ２０の燃料噴射に際しては、二方電磁弁を構成するソレノイド２０ｂに対する通電状態（通電／非通電）に応じて、油圧室Ｃｄの密閉度合、ひいては同油圧室Ｃｄの圧力（ニードル２０ｃの背圧に相当）が増減される。そして、その圧力の増減により、スプリング２０ｄ（コイルばね）の伸張力に従って又は抗して、ニードル２０ｃが弁筒内（ハウジング２０ｅ内）を往復動（上下）することで、噴孔２０ｆ（必要な数だけ穿設）までの燃料供給通路が、その中途（詳しくは往復動に基づきニードル２０ｃが着座又は離座するテーパ状のシート面）で開閉される。ここで、ニードル２０ｃの駆動制御は、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を通じて行われる。すなわち、ニードル２０ｃの駆動部（上記二方電磁弁）には、ＥＣＵ３０からパルス信号（通電信号）が送られる。そして、ニードル２０ｃのリフト量（シート面からの離間度合）が、そのパルス幅（通電時間に相当）に基づいて可変制御され、その制御に際しては、通電時間が長いほどリフト量が大きくなり、リフト量が大きくなるほど噴射率（単位時間あたりに噴射される燃料量）が大きくなる。ちなみに、上記油圧室Ｃｄの増圧処理は、コモンレール１２からの燃料供給によって行われる。他方、油圧室Ｃｄの減圧処理は、当該インジェクタ２０と燃料タンク１０とを接続する配管１８（図１）を通じてその油圧室Ｃｄ内の燃料が上記燃料タンク１０へ戻されることによって行われる。
【００４７】
このように、上記インジェクタ２０は、弁本体（ハウジング２０ｅ）内部での所定の往復動作に基づいて噴孔２０ｆまでの燃料供給通路を開閉（開放・閉鎖）することにより当該インジェクタ２０の開弁及び閉弁を行うニードル２０ｃを備える。そして、非駆動状態では、定常的に付与される閉弁側への力（スプリング２０ｄによる伸張力）でニードル２０ｃが閉弁側へ変位するとともに、駆動状態では、駆動力が付与されることにより上記スプリング２０ｄの伸張力に抗してニードル２０ｃが開弁側へ変位するようになっている。そしてこの際、それら非駆動状態と駆動状態とでは、ニードル２０ｃのリフト量が略対称に変化する。
【００４８】
本実施形態では、上記インジェクタ２０（＃１）〜（＃４）の近傍、特にその燃料取込口に対して、それぞれ燃圧センサ２０ａが設けられている。そして、これら燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、所定の噴射について、インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターン（うねり特性）を高い精度で検出することができるようになっている（詳しくは後述）。
【００４９】
また、図示しない車両（例えば４輪乗用車又はトラック等）には、上記各センサのほかにもさらに、車両制御のための各種のセンサが設けられている。例えば対象エンジンの出力軸であるクランク軸４１の外周側には、所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）クランク角信号を出力するクランク角センサ４２（例えば電磁ピックアップ）が、同クランク軸４１の回転角度位置や回転速度（エンジン回転速度）等を検出するために設けられている。また、アクセルペダル（運転操作部）には、同ペダルの状態（変位量）に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ４４が、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏み込み量）を検出するために設けられている。
【００５０】
こうしたシステムの中で、本実施形態の燃料噴射特性検出装置として機能するとともに、電子制御ユニットとして主体的にエンジン制御を行う部分がＥＣＵ３０である。このＥＣＵ３０（エンジン制御用ＥＣＵ）は、周知のマイクロコンピュータ（図示略）を備えて構成され、上記各種センサの検出信号に基づいて対象エンジンの運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記吸入調整弁１１ｃやインジェクタ２０等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジンに係る各種の制御を行っている。また、このＥＣＵ３０に搭載されるマイクロコンピュータは、基本的には、各種の演算を行うＣＰＵ（基本処理装置）、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムメモリとしてのＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）、データ保存用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ（電気的に書換可能な不揮発性メモリ）やバックアップＲＡＭ（ＥＣＵ３０の主電源停止後も車載バッテリ等のバックアップ電源により常時給電されているメモリ）、さらにはＡ／Ｄ変換器やクロック発生回路等の信号処理装置、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等といった各種の演算装置、記憶装置、信号処理装置、通信装置、及び電源回路等によって構成されている。そして、ＲＯＭには、当該燃料噴射制御に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）には、対象エンジンの設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。
【００５１】
本実施形態では、ＥＣＵ３０が、随時入力される各種のセンサ出力（検出信号）に基づいて、その時に出力軸（クランク軸４１）に生成すべきトルク（要求トルク）、ひいてはその要求トルクを満足するための燃料噴射量を算出する。こうして、インジェクタ２０の燃料噴射量を可変設定することで、各シリンダ内（燃焼室）での燃料燃焼を通じて生成される図示トルク（生成トルク）、ひいては実際に出力軸（クランク軸４１）へ出力される軸トルク（出力トルク）を制御する（要求トルクへ一致させる）ようになっている。すなわち、このＥＣＵ３０は、例えば時々のエンジン運転状態や運転者によるアクセルペダルの操作量等に応じた燃料噴射量を算出し、所望の噴射時期に同期して、その燃料噴射量での燃料噴射を指示する噴射制御信号（駆動量）を上記インジェクタ２０へ出力する。そしてこれにより、すなわち同インジェクタ２０の駆動量（例えば開弁時間）に基づいて、対象エンジンの出力トルクが目標値へ制御されることになる。本実施形態では、こうした制御を行う部分（詳しくはＥＣＵ３０に搭載されるプログラム）が「エンジン制御手段」に相当する。
【００５２】
なお周知のように、ディーゼルエンジンにおいては、定常運転時、新気量増大やポンピングロス低減等の目的で、同エンジンの吸気通路に設けられた吸気絞り弁（スロットル弁）が略全開状態に保持される。したがって、定常運転時の燃焼制御（特にトルク調整に係る燃焼制御）としては燃料噴射量のコントロールが主となっている。以下、図３を参照して、本実施形態に係る燃料噴射制御の基本的な処理手順について説明する。なお、この図３の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばＥＣＵ３０に搭載されたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ、あるいはバックアップＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。そして、これら各図の一連の処理は、基本的には、ＥＣＵ３０でＲＯＭに記憶されたプログラムが実行されることにより、対象エンジンの各シリンダについてそれぞれ１燃焼サイクルにつき１回の頻度で順に実行される。すなわち、このプログラムにより、１燃焼サイクルで休止シリンダを除く全てのシリンダに燃料の供給が行われることになる。
【００５３】
同図３に示すように、この一連の処理においては、まずステップＳ１０１で、対象シリンダについて、学習を実行すべきか否かを示す学習実行フラグＦ１（シリンダごとに用意）に「０」が設定されているか否かを判断する。そして、このステップＳ１０１で同フラグＦ１に「０」が設定されている旨判断された場合には、少なくとも対象シリンダでは学習を実行しないとして、続くステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を通じて通常の噴射制御を行う。他方、このステップＳ１０１で同フラグＦ１に「０」が設定されていない（「１」が設定されている）旨判断された場合には、対象シリンダで学習を実行すべく、続くステップＳ１０２及びＳ１３の処理を通じて学習用の噴射制御を行う。
【００５４】
詳しくは、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を通じて行われる通常の噴射制御では、まずステップＳ１１で、所定のパラメータ、例えばその時のエンジン回転速度（クランク角センサ４２による実測値）及び燃料圧力（燃圧センサ２０ａによる実測値）、さらには運転者によるその時のアクセル操作量（アクセルセンサ４４による実測値）等を読み込む。そして、続くステップＳ１２では、上記ステップＳ１１で読み込んだ各種パラメータに基づいて（必要に応じて外部負荷による損失等も含めた要求トルクを別途算出して）噴射パターンを設定する。例えば単段噴射の場合にはその噴射の噴射量（噴射時間）が、また多段噴射の噴射パターンの場合にはトルクに寄与する各噴射の総噴射量（総噴射時間）が、それぞれ上記出力軸（クランク軸４１）に生成すべきトルク（要求トルク、いわばその時のエンジン負荷に相当）に応じて可変設定される。そして、その噴射パターンに基づいて、上記インジェクタ２０に対する指令値（指令信号）が設定されることになる。これにより、車両の状況等に応じて、前述したパイロット噴射、プレ噴射、アフタ噴射、ポスト噴射等が適宜メイン噴射と共に実行されることになる。
【００５５】
なお、この噴射パターンは、例えば上記ＲＯＭに記憶保持された所定のマップ（噴射制御用マップ、数式でも可）及び補正係数に基づいて取得される。詳しくは、例えば予め上記所定パラメータ（ステップＳ１１）の想定される範囲について実験等により最適噴射パターン（適合値）を求め、そのマップに書き込んでおく。ちなみに、この噴射パターンは、例えば噴射段数（１燃焼サイクル中の噴射回数）、並びにそれら各噴射の噴射時期（噴射タイミング）及び噴射時間（噴射量に相当）等のパラメータにより定められるものである。こうして、上記マップは、それらパラメータと最適噴射パターンとの関係を示すものとなっている。そして、このマップで取得された噴射パターンを、別途更新（詳しくは後述）されている補正係数（例えばＥＣＵ３０内のＥＥＰＲＯＭに記憶）に基づいて補正する（例えば「設定値＝マップ上の値／補正係数」なる演算を行う）ことで、その時に噴射すべき噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応した上記インジェクタ２０に対する指令信号を得る。なお、上記噴射パターンの設定（ステップＳ１２）には、同噴射パターンの要素（上記噴射段数等）ごと別々に設けられた各マップを用いるようにしても、あるいはこれら噴射パターンの各要素を幾つか（例えば全て）まとめて作成したマップを用いるようにしてもよい。
【００５６】
こうして設定された噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応する指令値（指令信号）は、続くステップＳ１３で使用される。すなわち、同ステップＳ１３では、その指令値（指令信号）に基づいて（詳しくは上記インジェクタ２０へその指令信号を出力して）、同インジェクタ２０の駆動を制御する。そして、このインジェクタ２０の駆動制御をもって、図３の一連の処理を終了する。
【００５７】
他方、学習用の噴射制御では、上記ステップＳ１０１で学習実行フラグＦ１に「０」が設定されていない旨判断された場合に、続くステップＳ１０２で、学習用噴射パターンとして例えば所定の単段噴射を取得する。そして、さらに続くステップＳ１３で、この設定された学習用噴射パターンに基づいて燃料噴射制御を行う。
【００５８】
ここで図４を参照して、学習実行フラグＦ１の設定態様について説明する。なお、この図４は、同フラグＦ１の設定処理について、その処理手順を示すフローチャートである。同図４の一連の処理は、基本的には、ＥＣＵ３０でＲＯＭに記憶されたプログラムが実行されることにより、１燃焼サイクルにつき１回の頻度で逐次実行される。ここで用いられる各種パラメータの値も、例えばＥＣＵ３０に搭載されたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ、あるいはバックアップＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
【００５９】
同図４に示されるように、この一連の処理に際しては、まずステップＳ２１で、その時の燃料噴射量Ｑ１（例えば要求トルクから演算）及び燃料圧力Ｐｃ１（燃料圧力レベル、燃圧センサ２０ａによる実測値）をそれぞれ取得する。そして、続くステップＳ２２で、それら燃料噴射量Ｑ１及び燃料圧力Ｐｃ１により定義される状態が、予め設定されている学習領域に該当するか否かを判断する。詳しくは、本実施形態では、図５に示すような態様で、学習領域が設定（例えばマップとして設定）されている。
【００６０】
同図５に示されるように、本実施形態では、燃料噴射量及び燃料圧力により定義される５つの学習領域Ａ〜Ｅが、概ね一点鎖線ＴＲ上に設定されている。ここで一点鎖線ＴＲは、燃料圧力が大きくなるほど燃料噴射量が大きくなる傾向（詳しくは比例傾向）を示すものである。なお、これら学習領域Ａ〜Ｅのうち、未学習の領域については、予め実験等で求めた値を設定しておいても、また「値無し」の状態にしておいてもよい。
【００６１】
すなわち、上記ステップＳ２２では、燃料噴射量Ｑ１及び燃料圧力Ｐｃ１により定義される状態が、学習領域Ａ〜Ｅのいずれにも該当しないか否かが判断される。そして、このステップＳ２２で学習領域Ａ〜Ｅのいずれかに該当する旨判断された場合には、続くステップＳ２３で、学習を実行する対象のシリンダを決定する。本実施形態では、１燃焼サイクル中で学習を実行する対象シリンダは１つだけとする。
【００６２】
具体的には、本実施形態のＥＣＵ３０は、図６に示すようなテーブルを、例えばＥＥＰＲＯＭ等に記憶保持している。なお、このテーブルでは、学習領域Ａ〜Ｅの全てについて、シリンダごとに、学習の有無（学習済か未学習か）及び学習時刻（学習データの更新時刻）等を識別することができるようになっている。この図６中の「○」は、そのシリンダについて既に学習が完了していることを示している。
【００６３】
上記ステップＳ２３では、こうしたテーブルを参照して、例えばステップＳ２２で検出された学習領域（領域Ａ〜Ｅのいずれか）についてまだ学習されていないシリンダを、その時の学習シリンダとして選択する。なお、まだ学習されていないシリンダが複数ある場合には、そのうちでシリンダ番号（＃１〜＃４）の最も若いシリンダ、すなわちシリンダ＃１が含まれていればシリンダ＃１を、その時の学習シリンダとして選択する。また、全てのシリンダについて既に学習が行われている場合には、最も昔に学習されたデータ（学習日時が古いデータ）について再度の学習を行ってそのデータを更新（上書き）するようにする。
【００６４】
続くステップＳ２４では、シリンダごとに用意された学習実行フラグＦ１のうち、上記ステップＳ２３で決定した学習シリンダの学習実行フラグＦ１に「１」を設定する。他方、先のステップＳ２２で学習領域がない旨判断された場合には、続くステップＳ２５にて、全てのシリンダの学習実行フラグＦ１に対して「０」を設定する。そして、これら各ステップの処理を通じて、学習実行フラグＦ１に「０」か「１」のいずれかの値が設定された場合には、この図４の一連の処理を終了する。
【００６５】
この図４のステップＳ２４で学習実行フラグＦ１に「１」を設定されることにより、その学習シリンダについて、先の図３の処理を通じて所定の学習用噴射パターンによる燃料噴射が行われることになる。なお、本実施形態では、学習領域（領域Ａ〜Ｅ）ごとに学習用噴射パターンが用意（適宜の記憶装置に記憶）されており、図３のステップＳ１０２では、先のステップＳ２２で検出された学習領域（領域Ａ〜Ｅのいずれか）に応じた学習用噴射パターン（例えば噴射段数や、各噴射の噴射量、各噴射の噴射時期等）が設定されることになる。ただし、本実施形態の学習用噴射パターンとしては、上記学習領域（領域Ａ〜Ｅ）の全てについて、単段噴射の噴射パターンが用意されている。
【００６６】
また、本実施形態では、先のステップＳ２２の処理により現在の要求トルクに対応した燃料噴射量の学習領域が選択される。したがって、図３のステップＳ１０２では、その学習領域に対応した学習用噴射パターンが取得（選択）されることになる。そしてこれにより、学習に際して学習シリンダで噴射される燃料噴射量として、学習を行わない他の通常シリンダ（特に燃焼順序が学習シリンダの前後に相当するシリンダ）の燃料噴射量と同等の値が設定されることになる。
【００６７】
具体的には、例えば図７に示すように、アイドリング走行時などで通常シリンダでの燃料噴射量が少ない（この例では「５mm3/st」）場合に、学習シリンダだけで、例えば「５０mm3/st」のような多量の燃料噴射量がなされると、トルクショック等により運転性（ドライバビリティ）の悪化が懸念されるようになる。この点、本実施形態では、通常シリンダでの燃料噴射量が少ない場合、上記学習用噴射パターンとしても、燃料噴射量の少ない（この例では「２mm3/st」）パターンが設定される。このため、学習に伴う運転性の悪化が抑制され、良好な運転性が維持されることになる。
【００６８】
学習シリンダでは、このようにして学習用の燃料噴射が行われる。そして、その噴射が行われている間は、インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターン（燃料圧力の推移）を、学習データとして記録する。次に、図８を参照して、データ記憶（学習データ保存）処理について説明する。なお、この図８に示す一連の処理は、基本的には、ＥＣＵ３０でＲＯＭに記憶されたプログラムが実行されることにより、所定処理間隔で（例えば「２０μsec」間隔で）逐次実行される。また、同図８の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばＥＣＵ３０に搭載されたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ、あるいはバックアップＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
【００６９】
同図８に示されるように、この一連の処理では、まずステップＳ３１で、燃圧データ（時々の燃料圧力）を記録する必要があるか否かを判断する。詳しくは、記録開始前であれば、所定時間内に学習用の燃料噴射が行われるか否かを判断し、燃料噴射が行われる旨判断された場合には、記録の必要があるとして、続くステップＳ３２へ進む。また、記録開始後であれば、記録が完了したか否かを判断し、まだ記録が完了していない（記録中である）旨判断された場合には、まだ記録の必要があるとして、続くステップＳ３２へ進む。他方、同ステップＳ３１で記録の必要がない旨判断された場合には、この図８の一連の処理を終了する。すなわち、この図８の一連の処理では、ステップＳ３１で記録の必要がある旨判断された場合にのみ、ステップＳ３２以降の処理を実行する。
【００７０】
ステップＳ３２では、燃圧センサ２０ａによりその時の燃料圧力を実測するとともに、その実測データを所定の記憶装置（第１記憶装置、例えばＥＣＵ３０内のＲＡＭ等）に格納する。そして、続くステップＳ３３では、記録完了の条件が成立しているか否かを判断する。こうして、ステップＳ３３で記録完了の条件が成立している旨判断されるまでは、この判断処理に続けて図８の一連の処理を終了しつつ先のステップＳ３２で継続的にその時々の燃料圧力（燃圧データ）を記録し続けるようになっている。なおここで、上記記録完了の条件としては、所望のデータが得られたこと（データ取得完了のタイミング）を示すような条件を設定しておくことが望ましい。例えば上記ステップＳ３１で対象とする噴射開始の少し前から記録を開始するとともに、その噴射が終了して燃料圧力の変動が十分減衰したことを条件に、その記録を終了する。
【００７１】
ステップＳ３３で記録完了の条件が成立している旨判断された場合には、続くステップＳ３４で、上記ステップＳ３２の処理を通じて記録した燃圧データが正常であるか否かを判断する。詳しくは、例えば各データが所定の許容範囲内にあるか、あるいはデータ内に大きなノイズが含まれていないかなどを判断する。
【００７２】
そして、このステップＳ３４でデータが正常である旨判断された場合には、続くステップＳ３５で、そのデータ（第１記憶装置上の対象データ）を、上記図４のステップＳ２１で取得した燃料噴射量Ｑ１及び燃料圧力Ｐｃ１に関連付けて所定の記憶装置（第２記憶装置、例えばＥＣＵ３０内のＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に格納する。そしてその後、第１記憶装置上の対象データを消去するとともに、この図８の一連の処理を終了する。この際、そのデータを、ＥＣＵ３０の主電源停止後も保持可能とする記憶装置（不揮発性のＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に保存することで、エンジン停止時にＥＣＵ３０をいったん断電して再起動した場合にも、そこに記憶されたデータは消去されずに残るようになる。
【００７３】
他方、同ステップＳ３４でデータが正常ではない旨判断された場合には、第２記憶装置に対するデータの保存はしないまま、第１記憶装置上の対象データを消去するとともに、この図８の一連の処理を終了する。
【００７４】
なお、ステップＳ３３で記録が完了した旨判断された場合には、ステップＳ３１で記録の必要がない旨判断されるようになる。そしてその後、学習用の燃料噴射（学習シリンダでの学習用噴射パターンの燃料噴射）が行われるタイミングになると、再び上記ステップＳ３２以降の処理を実行して、上記燃圧データを学習データとして記録する。こうして上記図８の処理により、学習シリンダでの学習用噴射パターンの燃料噴射について、インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターン（燃料圧力の推移）を、学習データとして記録することができる。
【００７５】
ここで、図９を参照して、実際の自動車の走行中に上記学習処理を行う場合を例にとって、同学習処理についてさらに説明する。なお、この図９において、（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ（ａ）エンジン回転速度、（ｂ）燃料噴射量（要求トルク等に基づく演算値）、（ｃ）燃料圧力（燃圧センサ２０ａによる実測値）、（ｄ）車両速度、といった上記学習処理に関わる各パラメータの推移を示すタイミングチャートである。なお、図中のレベルａ１〜ｅ１及びａ２〜ｅ２は、それぞれ先の図５に示した学習領域の燃料噴射量及び燃料圧力のレベル（大きさ）を示している。
【００７６】
同図９に示されるように、この車両は、タイミングｔ１までアイドリング状態を維持して、同タイミングｔ１で加速を開始する。そして、タイミングｔ２でその加速を止めた後、やや減速してタイミングｔ３から定常走行に入り、同タイミングｔ３からタイミングｔ４までは、その定常走行を保つ。その後、車両は大きく減速していき、タイミングｔ５で再びアイドリング状態に戻る。
【００７７】
こうした運転について上記学習処理を行う場合、まずタイミングｔ１までの期間において、図５の学習領域Ａについて学習を行う。具体的には、その時の燃料噴射量（図９（ｂ））及び燃料圧力（図９（ｃ））がそれぞれレベルａ１，ａ２に相当するものとなり、先の図４のステップＳ２２で図５の学習領域Ａに対応したものである旨判断されるとともに、図３の処理を通じて、その学習領域Ａに応じた学習用噴射パターンの噴射が実行されることになる。
【００７８】
その後も、燃料噴射量（図９（ｂ））及び燃料圧力（図９（ｃ））は、タイミングｔ２では、レベルｂ１，ｂ２に、タイミングｔ３では、レベルｃ１，ｃ２に、タイミングｔ４では、レベルｄ１，ｄ２に、タイミングｔ５では、レベルｅ１，ｅ２に、それぞれ相当するものとなり、各タイミングで、それぞれ図３の処理を通じて、学習領域Ｂ〜Ｅに応じた学習用噴射パターンの噴射が実行されることになる。
【００７９】
本実施形態の学習処理は、概ねこのような態様で実行される。ちなみに、図中のレベルａ１〜ｅ１及びａ２〜ｅ２は、それぞれ範囲として設定することが有効である。そうすることで、燃料噴射量及び燃料圧力がそれぞれその範囲内に含まれている間は、対象の学習領域に応じた学習用噴射パターンの噴射が実行されることになり、学習頻度の確保がより容易になる。
【００８０】
次に、上記学習処理を通じて取得した学習データ（第２記憶装置に保存）の用途について説明する。本実施形態では、この学習データを用いて、その時々の噴射特性を検出するとともに、その噴射特性に基づき、その時々の噴射誤差を補償するための補正係数を算出することとする。図１０に、それら噴射特性検出処理及び補正係数算出処理に係る一連の処理をフローチャートとして示す。なお、この図１０に示す一連の処理は、基本的には、ＥＣＵ３０でＲＯＭに記憶されたプログラムが実行されることにより、所定処理間隔で（例えば所定クランク角ごとに又は所定時間周期などで）逐次実行される。また、同図１０の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばＥＣＵ３０に搭載されたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ、あるいはバックアップＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
【００８１】
同図１０に示すように、この一連の処理に際しては、まずステップＳ４１で、いずれかのシリンダで多段噴射が行われたか否かを判断する。そして、このステップＳ４１で多段噴射が行われた旨判断された場合にのみ、ステップＳ４２以降の処理を実行する。すなわち、ステップＳ４２以降の処理は、１回の多段噴射が行われるにつき１回の頻度で行われることになる。
【００８２】
ステップＳ４２では、その時の各噴射（ただし最終段の噴射については除いてもよい）の燃料噴射量Ｑ２（要求トルク等に基づく演算値）、燃料圧力Ｐｃ２（燃料圧力レベル、燃圧センサ２０ａによる実測値）、及び、対象噴射（上記ステップＳ４１で検出された多段噴射）の燃圧データ（燃料圧力の脈動パターン）、をそれぞれ取得する。なお、ここでは図示を割愛しているが、少なくとも対象噴射が実行されている間は、別ルーチンで逐次、その時々の燃料圧力が検出、保存（例えばＲＡＭに一時的に保存）されている。すなわち、多段噴射が行われる都度、例えばその噴射開始の少し前から、上記燃圧センサ２０ａによる燃料圧力の実測値の記録を開始するとともに、その噴射が終了して燃料圧力の変動が十分減衰したことを条件に、その記録を終了する。このステップＳ４２では、そうした燃圧データを対象噴射の燃圧データとして取得する。
【００８３】
続くステップＳ４３では、上記第２記憶装置（ステップＳ３５）から、先のステップＳ４２で取得した燃料噴射量Ｑ２及び燃料圧力Ｐｃ２に対応する基準波形（燃料圧力の脈動パターン）を読み出す。詳しくは、例えば対象噴射がｎ段の噴射であれば、「ｎ−１」段目までの各噴射の噴射量に対応する基準波形をそれぞれ読み出す。具体的には、対象噴射が３段の噴射で、燃料噴射量Ｑ２が、１段目「５mm3/st」、２段目「１０mm3/st」であれば、これら１段目及び２段目の噴射について、それぞれ「５mm3/st」に対応する基準波形と、「１０mm3/st」に対応する基準波形とを、上記第２記憶装置から読み出す。なおこの際、第２記憶装置内に目的の基準波形がない（領域Ａ〜Ｅ以外の領域である）場合には、同第２記憶装置内にあるデータ（脈動パターン）をもとに補間や外挿を行って目的の基準波形を得るようにする。詳しくは、これら補間及び外挿は、周期ずれと振幅ずれとについて別々に行う。こうすることで、検出データ数が少なくても広域にわたって比較的高い精度の基準波形を得ることができる。
【００８４】
さらに続くステップＳ４４では、このステップＳ４３で読み出した基準波形と、先のステップＳ４２で取得した対象噴射の燃圧データとに基づいて、対象噴射の噴射特性を取得（検出）する。以下、図１１〜図１４を参照して、このステップＳ４４の処理における噴射特性の検出態様について説明する。なお、これら各図において、（ａ）はインジェクタ２０に対する指令信号（通電パルス）を示すタイミングチャート、（ｂ）は、その指令信号に基づく燃料噴射での燃料圧力の脈動パターンを示すタイミングチャートである。
【００８５】
図１１は、先のステップＳ４２で取得した対象噴射の燃圧データを示すタイミングチャートである。すなわち、この燃圧データでは、同図１１（ａ）中に実線Ｌ２ａにて示す通電パルスに対して、脈動パターンが、同図１１（ｂ）に実線Ｌ２ｂにて示すようなパターンとなっている。
【００８６】
図１２は、先のステップＳ４３で読み出した基準波形の燃圧データ、すなわち対象噴射（図１１）の１段目の噴射の噴射量に対応する基準波形の燃圧データを示すタイミングチャートである。この燃圧データでは、同図１２（ａ）中に実線Ｌ１ａにて示す通電パルスに対して、脈動パターンが、同図１２（ｂ）に実線Ｌ１ｂにて示すようなパターンとなっている。
【００８７】
先の図１０のステップＳ４４では、対象噴射の燃圧データ（図１１の実線Ｌ２ｂ）と基準波形の燃圧データ（図１２の実線Ｌ１ｂ）とを比較することにより、対象噴射の燃圧データから基準波形の燃圧データを減算（対応箇所をそれぞれ減算）した波形として、対象噴射の２段目の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出する。
【００８８】
図１３は、対象噴射の１段目の噴射に係る脈動パターンとそれに対応する基準波形の脈動パターンとを一致させた状態で、上記対象噴射の燃圧データ（実線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）と基準波形の燃圧データ（破線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ）とを重ねて示したものである。
【００８９】
先の図１０のステップＳ４４では、この図１３に示すような状態で、対象噴射の燃圧データから基準波形の燃圧データを減算（対応箇所をそれぞれ減算）する。こうすることで、図１４に示すように、対象噴射の２段目の燃料噴射（実線Ｌ２ｃ）だけに係る脈動パターン（実線Ｌ２ｃ）が抽出されることになる。そして、この抽出した脈動パターン（実線Ｌ２ｃ）に基づいて、２段目の噴射の噴射特性（噴射開始タイミングや噴射時間等）を求め、その噴射特性の誤差が大きい場合には（あるいは誤差が小さい場合も含めて常に）、続くステップＳ４５で、その誤差を補償するための補正係数を算出、更新する。なお、ここで更新される補正係数は、例えば図３のステップＳ１２で用いられる補正係数の１つとする。
【００９０】
このステップＳ４５の処理をもって、この図１０の処理は終了する。本実施形態では、上記図１０の処理が逐次実行されることで、燃料噴射制御に係る補正係数が逐次更新され、また上記図３の処理により、その補正係数の反映された噴射条件で燃料の噴射が逐次実行されるようになっている。これにより、制御部品の経年変化等に起因する特性変化についてもこれが的確に補償されるようになり、噴射制御の精度についてもこれが高く維持されることになる。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
【００９２】
（１）所定の燃料噴射弁（インジェクタ２０）により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置（エンジン制御用ＥＣＵ３０）として、インジェクタ２０に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを、その時の（詳しくは単段噴射からなる所定の学習用噴射パターンについての）燃料噴射態様（燃料噴射量）及び燃料圧力レベルに対してそれぞれ関連付けて所定の記憶装置（第２記憶装置、例えばＥＣＵ３０内のＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に格納するプログラム（脈動パターン格納手段、図８のステップＳ３２，Ｓ３５）を備える構成とした。この第２記憶装置内の分布から、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を把握することができるようになる。
【００９３】
（２）学習に際しては、無噴射実行中（例えば減速中等）やアイドリング運転中に微量の噴射（トルクに影響がないほどの微量噴射）を実行するようにした。こうすることで、運転性（ドライバビリティ）にほとんど影響を与えることなく、上記脈動パターンの検出を行うことができる。
【００９４】
（３）学習に際しては、通常運転中に多気筒エンジンの所定の１つのシリンダだけで他のシリンダに準ずる噴射を実行するようにした。こうすることによっても、運転性にほとんど影響を与えることなく、上記脈動パターンの検出を行うことができる。
【００９５】
（４）図８のステップＳ３２においては、上記インジェクタ２０により単段の燃料噴射（学習用噴射パターンに基づく噴射）を行ってその噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出、記録するとともに、図８のステップＳ３５においては、その単段噴射の燃料噴射量を脈動パターンに関連付けるようにした。こうした構成であれば、噴射特性を得るために必要なデータ量（検出すべきデータ）が少なくなり、高い再現性で効率良く、上記燃料噴射弁の噴射特性を検出することが可能になる。
【００９６】
（５）上記インジェクタ２０へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレール１２と、該コモンレール１２からインジェクタ２０の燃料噴射口（噴孔２０ｆ）までの燃料通路（配管１４）のうち、コモンレール１２の燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ（燃圧センサ２０ａ）と、を備えるコモンレール式燃料噴射システムを適用対象とした。詳しくは、燃料圧力を検出するための燃圧センサ２０ａを、コモンレール１２の燃料吐出側に接続された配管１４のうち、コモンレール１２よりもインジェクタ２０の燃料噴射口の方に近い位置、より具体的には上記インジェクタ２０の燃料取込口に取り付けるようにした。そして、図８のステップＳ３２においては、燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、上記インジェクタ２０に供給される燃料の圧力を逐次検出するようにした。こうすることで、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を示す脈動パターン（うねり特性）を高い精度で検出することが可能になる。
【００９７】
（６）図８のステップＳ３２においては、燃圧センサ２０ａのセンサ出力を「５０μsec」よりも短い間隔、詳しくは「２０μsec」間隔で逐次取得するようにした。これにより、上述した脈動パターン、ひいては圧力変動の傾向をより的確に捉えることができるようになる。
【００９８】
（７）第２記憶装置内の脈動パターンに基づいて、対象エンジンの所定シリンダで１燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射（例えば図１１〜図１４に示した２段噴射）に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の２段目以降の所定段に相当するｎ段目の燃料噴射以降だけ（例えば図１４に示した２段目の噴射だけ）に係る脈動パターンを抽出するプログラム（脈動パターン抽出手段、図１０のステップＳ４４）を備える構成とした。これにより、ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンが高い精度で求められ、ひいてはｎ段目の噴射に係る噴射タイミング等を高い精度で検出することが可能になる。
【００９９】
（８）図１０のステップＳ４４においては、ｎ段よりも小さい段数（詳しくは単段）の燃料噴射に係る上記第２記憶装置内の脈動パターンと上記ｎ段の多段燃料噴射（例えば２段噴射）に係る脈動パターンとを比較（減算）することによって、前記ｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するようにした。こうすることで、上記抽出処理を、より容易且つ的確に実現することができる。
【０１００】
（９）しかも、その比較に単段の燃料噴射に係る脈動パターンを用いたことで、上記多段燃料噴射に係る脈動パターンの各噴射について、それぞれ（１段ずつ別々に）補正（例えば減算又は除算等）を行うことが可能になる。そして、前記記憶装置内に単段の燃料噴射に係る各種の脈動パターンを用意しておくことで、多種多様な多段燃料噴射について、上記抽出処理を行うことが可能になる。
【０１０１】
（１０）図１０のステップＳ４４にて抽出されたｎ段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、上記インジェクタ２０に対する指令信号（例えば噴射タイミングや噴射時間に係る指令信号）を補正するプログラム（補正手段、図３のステップＳ１２及び図１０のステップＳ４５）を備える構成とした。こうすることで、より高い精度での燃料噴射制御が可能になる。
【０１０２】
（１１）燃料噴射態様及び燃料圧力レベルにより定義される領域の一部について検出された第２記憶装置内の脈動パターンをもとに補間及び外挿を行って、他の部分のデータを求めるプログラム（図１０のステップＳ４３）を備えることを特徴とする。こうすることで、領域の一部だけを検出さえすれば、他の部分を求めることが可能になる。
【０１０３】
（１２）燃料噴射量と燃料圧力レベルとが同程度になる重要領域（図５中の一点鎖線ＴＲ）のデータだけを取得してその他の領域は適宜に補間や外挿を行うようにした。こうすることで、少なくとも重要領域のデータについては、高い精度のデータが得られることになる。
【０１０４】
（１３）上記各プログラムと共に、図１に示した燃料供給システムの作動に基づいて、対象エンジンに関する所定の制御を行うプログラム（エンジン制御手段）を、上記ＥＣＵ３０に搭載して、エンジン制御システムとして、このＥＣＵ３０の他に、各種センサ（燃圧センサ２０ａ等）及びアクチュエータ（図１参照）をさらに備える構成とした。こうした構成では、上述のように燃料噴射制御態様が改善されることで、より信頼性の高いエンジン制御を行うことが可能になる。
【０１０５】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１０６】
・上記実施形態では、１燃焼サイクル中で学習を実行する対象シリンダを１つだけとしたが、十分な運転性（ドライバビリティ）が得られる場合には、１燃焼サイクル中に２つ以上のシリンダで学習を実行するようにしてもよい。
【０１０７】
・上記実施形態では、予め実験等により適合値を定めた適合マップ（図３のステップＳ１２にて使用）を採用することを想定して、その適合マップによる噴射特性を補正するための補正係数を更新するようにした。しかしこれに限られず、例えばその補正係数に代えて補正後の値（補正係数を反映させた値）を、ＥＥＰＲＯＭ等に格納する構成としてもよい。そしてこうした構成として、その補正後の値に十分な信頼性が得られれば、上記適合マップを必要としない構成、いわゆる適合レスの構成を採用することも可能になる。
【０１０８】
・図４のステップＳ２２で、対応領域がある旨判断されても、その領域について得られた学習データの学習日時（更新日時）が全てのシリンダについて新しい場合には、学習の必要はないとして、学習を行わない（ステップＳ２５へ進む）ように構成してもよい。こうして不要な学習実行を避けることで、学習実行に伴う運転性（ドライバビリティ）悪化等が防止されることになる。
【０１０９】
・上記実施形態では、１燃焼サイクルにつき１回の頻度で先の図４に示した学習処理を逐次行うようにした。しかも、既に学習が行われている領域についても、再度の学習を行ってそのデータを更新（上書き）するようにした。しかしこれに限られず、例えば学習頻度を少ない回数に抑える等の目的で、図４の処理に代えて、図１５（図４に対応するフローチャート）に示すような処理を行うようにしてもよい。なお、この図１５に示す一連の処理も、例えば１燃焼サイクルにつき１回の頻度で逐次実行する。
【０１１０】
同図１５に示すように、この一連の処理では、まずステップＳ５１で、所定の条件であるリセット条件が成立しているか否かを判断する。そして、このステップＳ５１でリセット条件が成立している旨判断された場合には、続くステップＳ５１１で、第２記憶装置内の学習データ（脈動パターン）を全て消去（リセット）する。他方、同ステップＳ５１でリセット条件が成立していない旨判断された場合には、続くステップＳ５２以降の処理を行う。なおここで、上記リセット条件は、例えば前回リセット実行からの経過時間が所定の閾値を超える（例えば計時や走行距離の積算にて検出）度に成立してリセットが実行される度に再び不成立になる条件とする。すなわち、上記ステップＳ５１１のリセット処理は、前回リセット実行からの経過時間が一定時間に達する都度、実行される。そして、次回リセットまでの期間においては、ステップＳ５２以降の処理によって上記第２記憶装置内に学習データが蓄積されることになる。
【０１１１】
この図１５の処理では、データの更新（上書き）は行わない。したがって、ステップＳ５２で、所定の学習領域（例えば図５の領域Ａ〜Ｅ）について既にその全領域の学習（データ取得）が完了しているか否かを判断して、ここで全領域の学習が完了している旨判断された場合には、続くステップＳ５８で、全てのシリンダの学習実行フラグＦ１に対して「０」を設定する。このように学習実行フラグＦ１に「０」が設定されることで、学習用の噴射が行われなくなることは前述したとおりである。
【０１１２】
他方、ステップＳ５２で全領域の学習は完了していない（未学習の領域がある）旨判断された場合には、続くステップＳ５３，Ｓ５４で、先の図４のステップＳ２１，Ｓ２２に準ずる処理、すなわちその時の燃料噴射量Ｑ３及び燃料圧力Ｐｃ３（燃料圧力レベル）の取得、及び、対応領域の有無の判断を行う。そして、ステップＳ５４で学習領域（図５）の中に対応領域がない旨判断されれば、先のステップＳ５８へ進み、学習用の噴射は行わない。また対応領域がある場合でも、続くステップＳ５５でその領域が既に学習済である旨判断されれば、同じく先のステップＳ５８へ進み、学習用の噴射は行わない。
【０１１３】
一方、ステップＳ５５で対象の領域が未学習である旨判断されれば、続くステップＳ５６，Ｓ５７で、先の図４のステップＳ２３，Ｓ２４に準ずる処理、すなわち学習シリンダの決定を行うとともに、その学習シリンダの学習実行フラグＦ１に対して「１」を設定する。そしてこれにより、学習シリンダで学習用の噴射が行われるようになる。
【０１１４】
上記図１５の処理では、全領域の学習が完了してしまえば、上記ステップＳ５１１のリセット処理が実行されるまで、学習用の噴射は行われなくなる。このように学習頻度を少ない回数に抑えることで、その学習実行に伴う運転性（ドライバビリティ）悪化等が防止されることになる。
【０１１５】
・第２記憶装置内の脈動パターンの用途は、上記抽出処理や燃料噴射特性の補正に限られるものではなく任意である。例えばその記憶装置内の脈動パターンに基づいて、燃料供給システム（図１）の異常の有無又は異常の種類を診断するプログラム（診断手段）を備える構成としてもよい。こうすることで、燃料供給システムの異常の有無を容易且つ的確に診断することが可能になる。
【０１１６】
具体的には、例えば第２記憶装置内の複数の脈動パターンを互いに比較することにより燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断する。例えば図１６に示すように、例えば燃料圧力について隣り合うパターン間の変化量（例えば振幅）を算出する。そして、同図１６中に示すように、正常時は順に変化していくはずのパターン変化が途中で止まってしまった場合には、例えばインジェクタ２０（燃料噴射弁）の目詰まりである旨診断（判断）する。なお、ここでは一例として、燃料圧力についてのパターン変化の例を挙げたが、その他、燃料噴射量についてのパターン変化等であっても、同様の診断を行うことができる。
【０１１７】
また、例えば第２記憶装置内の脈動パターンの分布に基づいて、燃料供給システムの異常の有無又は異常の種類を診断することも可能である。例えば図１７に示すように、異常パターン（例えば周期や振幅等の所定パラメータが許容範囲内にないパターン）と正常パターンとの分布を算出する。そして、同図１７中に示すように、高噴射量・高燃料圧力の領域で選択的に異常パターンが検出された場合には、高負荷に係る異常が発生している旨診断（判断）する。なお、ここでは一例として、燃料圧力及び燃料噴射量についてそれぞれ異常・正常パターンの分布を検出する例を挙げたが、いずれか一方のみについての分布に基づいて異常の有無又は異常の種類を診断するようにしてもよい。
【０１１８】
ここでは主な診断態様として２種類の診断態様を示したが、診断の種類に応じて最適な診断態様を採用することが望ましい。例えばステップＳ３４で、燃圧データが異常である場合だけでなく、その時にステップＳ３２の処理を通じて取得した燃圧データと既に保存されているデータとを比較して両者の差異が小さい場合についても、ステップＳ３５の処理を行わない（学習データを保存しない）ようにする。こうすることで、更新回数（すなわち噴射特性が大きく変化した回数）から劣化診断等を容易に行うことが可能になる。ちなみに、上記２種類（図１６、図１７）の診断態様を組み合わせれば、より複雑な診断も可能になる。
【０１１９】
・上記実施形態では、燃料圧力を検出するための燃圧センサ２０ａ（燃料圧力センサ）を、上記インジェクタ２０の燃料取込口に取り付けるようにした。しかしこれに限られず、この燃圧センサ２０ａを、上記インジェクタ２０の内部（例えば図２の噴孔２０ｆ近傍）に設けるようにしてもよい。また、こうした燃料圧力センサの数は任意であり、例えば１つのシリンダの燃料流通経路に対して２つ以上のセンサを設けるようにしてもよい。また上記実施形態では、燃圧センサ２０ａを各シリンダに対して設けるようにしたが、このセンサを一部のシリンダ（例えば１つのシリンダ）だけに設け、他のシリンダについてはそのセンサ出力に基づく推定値を用いるようにしてもよい。
【０１２０】
・上記実施形態では、「２０μsec」間隔（周期）で上記燃圧センサ２０ａのセンサ出力を逐次取得する構成について言及したが、この取得間隔は、上述した圧力変動の傾向を捉えることができる範囲で適宜に変更可能である。ただし、発明者の実験によると、「５０μsec」よりも短い間隔が有効である。
【０１２１】
・上記燃圧センサ２０ａに加えて、さらにコモンレール１２内の圧力を測定するレール圧センサを備える構成とすることも有効である。こうした構成であれば、上記燃圧センサ２０ａによる圧力測定値に加え、コモンレール１２内の圧力（レール圧）も取得することができるようになる。すなわち、例えばこのレール圧に基づいて、上記燃料圧力センサの設けられていない他のシリンダの燃料圧力などを検出することが可能になる。また、このレール圧に基づいて燃料圧力レベル（燃料圧力Ｐｃ１〜Ｐｃ３）を検出することなども可能になる。
【０１２２】
・燃料圧力レベル（燃料圧力Ｐｃ１〜Ｐｃ３）としては、上記燃圧センサ２０ａ又はレール圧センサの出力についての平均値、例えば単位期間（例えば４ストロークエンジンにおいて１ストロークに相当する「１８０°ＣＡ」）ごとの平均圧力値等を用いることもできる。
【０１２３】
・学習領域は図５に示す態様に限られず任意の態様で設定することができる。例えば少ない噴射量から多い噴射量まで、また低い燃料圧力から高い燃料圧力まで、それぞれ細かく多くの脈動パターンを取得するようにしてもよい。
【０１２４】
・また、学習用噴射パターンとして単段噴射以外の噴射パターン（多段噴射のパターン）も用いる場合には、上記燃料圧力レベルと共に、例えば学習時の燃料噴射態様（例えば噴射段数や、各噴射の噴射量、各噴射の噴射時期等）等を、その噴射により取得した学習データ（脈動パターン）に関連付けて保存する構成が有効である。
【０１２５】
・上記実施形態では、脈動パターンを抽出する際に減算を行うようにしたが、除算した場合にも、図１４に示した波形に準ずるものを得ることができる。もっとも、学習データの種類（特に学習用噴射パターンに関わる種類）に応じて、演算態様は任意に設定することができる。
【０１２６】
・また、第２記憶装置に格納する脈動パターンは、上記燃料噴射態様及び燃料圧力レベルに対してだけでなく、その他、インジェクタ２０の駆動方式（例えばピエゾ駆動式か電磁駆動式か等）、同インジェクタ２０の噴射位置（例えば吸気通路噴射か筒内噴射か等）等々にも適宜に関連付けておくことがより有効である。こうすることで、様々な用途に対応することが可能になり、使用時にデータを扱い易くなる。
【０１２７】
・また逆に、上記脈動パターンを燃料噴射態様及び燃料圧力レベルの一方だけに関連付けた場合にも、前記（１）の効果に準ずる効果を得ることはできる。
【０１２８】
・また、上記インジェクタ２０により燃料を噴射してその噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出する場合、その検出は、エンジン出荷時に行っても、エンジンを車両に搭載した後に販売店で行っても、販売後に購入者が行ってもよい。
【０１２９】
・制御対象とするエンジンの種類やシステム構成も、用途等に応じて適宜に変更可能である。
【０１３０】
例えば上記実施形態では、一例としてディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について言及したが、例えば火花点火式のガソリンエンジン（特に直噴エンジン）等についても、基本的には同様に本発明を適用することができる。また、本発明に係る装置及びシステムは、シリンダ内に燃料を直接的に噴射する燃料噴射弁に限らず、エンジンの吸気通路又は排気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁についても、その燃料噴射圧力の制御等のために用いることができる。また、対象とする燃料噴射弁は、図２に例示したインジェクタに限られず、任意である。例えば図２に例示した電磁駆動式のインジェクタ２０に代えて、ピエゾ駆動式のインジェクタを用いるようにしてもよい。また、圧力リークを伴わない燃料噴射弁、例えば駆動動力の伝達に油圧室（コマンド室Ｃｄ）を介さない直動式のインジェクタ（例えば近年開発されつつある直動式ピエゾインジェクタ）等を用いることもできる。そして、直動式のインジェクタを用いた場合には、噴射率の制御が容易となる。そして、上記実施形態についてこうした構成の変更を行う場合には、上述した各種の処理（プログラム）についても、その細部を、実際の構成に応じて適宜最適なかたちに変更（設計変更）することが好ましい。
【０１３１】
・上記実施形態及び変形例では、各種のソフトウェア（プログラム）を用いることを想定したが、専用回路等のハードウェアで同様の機能を実現するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムの一実施形態について、該システムの概略を示す構成図。
【図２】同システムに用いられる燃料噴射弁の内部構造を模式的に示す内部側面図。
【図３】本実施形態に係る燃料噴射制御処理の基本的な手順を示すフローチャート。
【図４】本実施形態に係る学習処理について、特にその実行条件に係る処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】学習領域の設定態様を示すグラフ。
【図６】各学習領域について、学習完了の有無を示す図表。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る学習処理の一態様を示す図。
【図８】同学習処理について、特にそのデータ保存に係る処理の処理手順を示すフローチャート。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ同学習処理について、車両走行中における処理実行の一態様を示す図。
【図１０】同学習処理による学習データを用いた噴射特性検出処理及び補正係数算出処理に係る一連の処理を示すフローチャート。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。
【図１５】学習処理の実行条件に係る処理の変形例を示すフローチャート。
【図１６】他の実施形態について、燃料供給システム異常診断の一態様を示す図。
【図１７】他の実施形態について、燃料供給システム異常診断の一態様を示す図。
【符号の説明】
【０１３３】
１２…コモンレール、１４…配管（コモンレール燃料吐出側の燃料通路）、２０…インジェクタ、２０ａ…燃圧センサ、２０ｆ…噴孔、３０…ＥＣＵ（電子制御ユニット）。
【図１】
2008280850.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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