(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で燃焼させる燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁と、前記噴孔から燃料を噴射させることに伴い前記噴孔に至るまでの燃料供給経路内で生じる燃料圧力の変化を検出する燃圧センサと、を備えた燃料噴射システムに適用され、
前記燃圧センサの検出値の変化を表した圧力波形を取得する圧力波形取得手段と、
前記圧力波形のうち、噴射開始に伴い圧力下降を開始する前の下降開始前波形に基づき基準圧を算出する基準圧算出手段と、
燃料噴射率の変化を表した噴射率波形を、前記圧力波形及び前記基準圧に基づき演算する噴射率波形演算手段と、
を備え、
前記基準圧算出手段は、
前記下降開始前波形のうち、前記下降開始前波形に含まれる脈動の１周期長さ以上に設定された所定期間にわたって圧力変動が所定範囲内となっている安定部分を探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された前記安定部分の圧力に基づき前記基準圧を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする燃料噴射状態検出装置。
【請求項２】
前記探索手段は、前記下降開始前波形のうち噴射開始に伴い圧力下降を開始した時点から所定時間前までに相当する部分を含んでいることを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射状態検出装置。
【請求項３】
前記探索手段は、圧力が上限値及び下限値を超えていないことを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射状態検出装置。
【請求項４】
前記探索手段は、圧力の微分値が上限値及び下限値を超えていないことを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射状態検出装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記安定部分での圧力の平均値を前記基準圧として算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射状態検出装置。
【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弁から燃料を噴射させることに伴い生じる燃料圧力の変化を燃圧センサで検出し、検出した圧力波形に基づき噴射率波形を演算する燃料噴射状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度良く制御するには、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量及び噴射開始時期等、その噴射状態を精度良く制御することが重要である。そこで特許文献１，２等には、燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料供給経路内で噴射に伴い生じる燃料圧力の変化を燃圧センサで検出している。燃圧センサにより検出される圧力波形は、噴射率の変化を表す噴射率波形と相関が高いため、検出した圧力波形に基づき噴射率波形を演算することで、噴射開始時期や噴射量等の噴射状態の検出を図っている。このように実際の噴射状態を検出できれば、その検出値に基づき噴射状態を精度良く制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３００４号公報
【特許文献２】特開２００９−５７９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
次に、圧力波形から噴射率波形を演算する手法の一例を以下に説明する。先ず、圧力波形中に現れる各種変化点（例えば図２（ｃ）中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５等）を検出する。次に、燃料噴射弁の開弁作動開始に伴い圧力が下降する部分（Ｐ１〜Ｐ２の部分）の波形、及び閉弁作動開始に伴い圧力が上昇する部分（Ｐ３〜Ｐ５の部分）の波形を直線に近似して、これらの近似直線の傾きＰα，Ｐβを算出する。また、変化点Ｐ１からＰ２までの圧力降下量Ｐ１−Ｐ２を算出する。そして、圧力波形の変化点Ｐ１が出現する時期、圧力降下量Ｐ１−Ｐ２、及び傾きＰα，Ｐβの各々を、噴射率波形の生成に必要な噴射開始時期ｔ（Ｒ１）、最大噴射率Ｒｈ、及び傾きＲα，Ｒβに変換する。これにより、噴射率波形を生成でき、実際の噴射状態を推定できる。
【０００５】
ここで、圧力下降を開始する前の圧力（基準圧Ｐbase）が異なれば、圧力波形と噴射率波形との相関が異なってくる。すなわち、圧力波形の傾きＰα，Ｐβが同じであっても、基準圧Ｐbaseが異なれば噴射率波形の傾きＲα，Ｒβは異なってくる。また、各種変化点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５の出現時期が同じであっても、基準圧Ｐbaseが異なれば噴射開始時期ｔ（Ｒ１）等は異なってくる。そこで本発明者は、圧力波形を噴射率波形に変換する変換値を、基準圧Ｐbaseに応じて可変設定することを検討した。
【０００６】
しかし、圧力波形のうちＰ１時点前の下降開始前波形に基づき基準圧Ｐbaseを設定するにあたり、下降開始前波形Ｗａ（図３（ｂ）中の一点鎖線参照）は以下に例示する原因で脈動している場合があり、この場合には基準圧Ｐbaseが不安定となり圧力波形から噴射率波形への変換精度が悪化する。前記脈動の原因には、他気筒のポスト噴射により生じた圧力変化がコモンレールを通じて伝播して下降開始前波形Ｗａに重畳することや、プランジャポンプによる燃料圧送のタイミングに同期して生じた圧力上昇が下降開始前波形Ｗａに重畳すること等が挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、基準圧の算出精度を向上させて噴射率波形の演算精度を向上させる燃料噴射状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
第１の発明では、内燃機関で燃焼させる燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁と、前記噴孔から燃料を噴射させることに伴い前記噴孔に至るまでの燃料供給経路内で生じる燃料圧力の変化を検出する燃圧センサと、を備えた燃料噴射システムに適用されることを前提とする。
【００１０】
そして、前記燃圧センサの検出値の変化を表した圧力波形を取得する圧力波形取得手段と、前記圧力波形のうち、噴射開始に伴い圧力下降を開始する前の下降開始前波形に基づき基準圧を算出する基準圧算出手段と、燃料噴射率の変化を表した噴射率波形を、前記圧力波形及び前記基準圧に基づき演算する噴射率波形演算手段と、を備え、前記基準圧算出手段は、前記下降開始前波形のうち圧力変動が所定範囲内となっている安定部分を探索する探索手段と、前記安定部分の圧力に基づき前記基準圧を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
ここで、圧力波形と噴射率波形との相関（先述の変換値）は、噴射開始に伴い圧力下降を開始する前の圧力に応じて変化する。したがって、下降開始前波形に基づき算出された基準圧及び圧力波形に基づき噴射率波形を演算する上記発明によれば、噴射率波形を高精度で演算できる。
【００１２】
さらに上記発明では、噴射率波形の演算に用いる基準圧を、下降開始前波形Ｗａ（図３（ｂ）中の一点鎖線参照）のうち圧力変動が所定範囲内となっている安定部分の圧力Ｗｂ（図３（ｂ）中の点線参照）に基づき算出する。そのため、例えば、他気筒のポスト噴射により生じた圧力変化の影響を受けたり、プランジャポンプによる燃料圧送により生じた圧力変化の影響を受けたりして下降開始前波形が脈動して不安定になったとしても、そのような不安定部分の影響を受けることなく基準圧は算出されるので、基準圧を安定して算出できる。よって、噴射率波形の演算精度を向上できる。
【００１３】
第２の発明では、前記探索手段は、前記下降開始前波形のうち噴射開始に伴い圧力下降を開始した時点から所定時間前までに相当する部分を含んでいることを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする。
【００１４】
ところで、下降開始前波形は、例えば電気的ノイズやプランジャポンプの圧力制御性等により変動するので、基準圧を安定して算出するためには、なるべく長期間の波形を平均化することが望ましい。一方で、基準圧を演算中に、例えば他気筒で燃料が噴射（例えばポスト噴射）されると、コモンレールの圧力平均値が変動するため、基準圧を正確に算出することができない。そのため、他気筒の噴射によるレール圧平均値の変化の影響を受けないよう、噴射開始の直前の情報から基準圧を演算することが望ましい。この点を鑑みた上記発明では、前記所定時間前までに相当する部分を少なくとも含んでいることを安定部分であることの条件とするので、噴射開始直前の安定部分で基準圧を算出できる。よって、噴射率波形の演算精度を向上できる。
【００１５】
第３の発明では、前記探索手段は、圧力が上限値及び下限値を超えていないことを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする。
【００１６】
上記発明に反し、例えば下降開始前波形の微分値が上限値を超えていないことを「圧力変動が所定範囲内となっている安定部分」であるとして探索しようとすると、下降開始前波形中の都度の圧力値を微分演算することが必要となるため、演算処理負荷が大きい。これに対し上記発明では、圧力が上限値及び下限値を超えない範囲で安定していることを「圧力変動が所定範囲内となっている安定部分」であるとして探索するので、演算処理負荷を軽減できる。
【００１７】
第４の発明では、前記探索手段は、圧力微分値が上限値及び下限値を超えていないことを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする。
【００１８】
上記発明に反し、例えば下降開始前圧力波形が上限値を超えていないことを「圧力変動が所定範囲内となっている安定部分」であるとして探索しようとすると、ある中央の圧力に対して上限値と下限値の設定をしなければならず、その中央圧力を規定しなければならない。これに対し上記発明では、微分値を用いることで、ゼロを基準にすることができるので、中央圧力を規定することを不要にできる。
【００１９】
第５の発明では、前記算出手段は、前記安定部分での圧力の平均値を前記基準圧として算出することを特徴とするので、例えば安定部分中の１点の圧力値を基準圧とする場合に比べて、圧力波形に重畳しているノイズ等の影響が緩和された安定した基準圧を算出できる。よって、噴射率波形の演算精度を向上できる。
【００２０】
第６の発明では、前記探索手段は、前記下降開始前波形に含まれる脈動の１周期長さ以上に設定された所定期間で圧力変動が所定範囲内となっていることを、前記安定部分であることの条件として探索することを特徴とする。
【００２１】
例えば、他気筒のポスト噴射により生じた圧力の脈動や、プランジャポンプによる燃料圧送により生じた圧力の脈動が下降開始前波形に重畳している場合において、下降開始前波形のうち前記脈動が重畳していない部分の圧力に基づき基準圧を算出することが、安定した基準圧を算出する上で望ましい。しかし、前記脈動が重畳している部分のうち、前記脈動のピーク値を含まない範囲の部分（例えば図３（ｄ）中の符号Ｍｂ’に示す部分）を安定部分とみなしてしまうことが懸念される。この点を鑑みた上記発明では、前記脈動の１周期Ｍｃ（図３（ｄ）参照）長さ以上に設定された所定期間で圧力変化が安定していることを安定部分であることの条件とするので、下降開始前波形のうち脈動が重畳している部分の圧力に基づき基準圧を算出してしまうことを回避できる。よって、安定した基準圧を算出することを促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料噴射状態検出装置が適用される、燃料噴射システムの概略を示す図。
【図２】上記実施形態において、（ａ）は図１に示す燃料噴射弁への噴射指令信号、（ｂ）は噴射指令信号に伴い生じる燃料噴射率の変化を表す噴射率波形、（ｃ）は図１に示す燃圧センサによる圧力波形に基づく圧力波形成分Ｗｃを示す図。
【図３】上記実施形態において、圧力波形中の探索範囲Ｍａ（下降開始前波形Ｗａ）、及び探索範囲Ｍａ中の安定範囲Ｍｂ（安定部分）を示す図。
【図４】上記実施形態において、基準圧Ｐbaseを算出する手順を示すフローチャート。
【図５】上記実施形態において、基準圧Ｐbaseの算出に用いる安定範囲Ｍｂ（安定部分）を探索する手順を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る燃料噴射状態検出装置を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の燃料噴射状態検出装置は、車両用のエンジン（内燃機関）に搭載されたものであり、当該エンジンには、複数の気筒＃１〜＃４について高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させるディーゼルエンジンを想定している。
【００２４】
図１は、上記エンジンの各気筒に搭載された燃料噴射弁１０、各々の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０、及び車両に搭載された電子制御装置であるＥＣＵ３０等を示す模式図である。
【００２５】
先ず、燃料噴射弁１０を含むエンジンの燃料噴射システムについて説明する。燃料タンク４０内の燃料は、高圧ポンプ４１（燃料ポンプ）によりコモンレール４２（蓄圧容器）に圧送されて蓄圧され、各気筒の燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）へ分配供給される。複数の燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）は、予め設定された順番で燃料の噴射を順次行う。なお、高圧ポンプ４１にはプランジャポンプが用いられているため、プランジャの往復動に同期して間欠的に燃料は圧送される。
【００２６】
燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー１１、ニードル形状の弁体１２及びアクチュエータ１３等を備えて構成されている。ボデー１１は、内部に高圧通路１１ａを形成するとともに、燃料を噴射する噴孔１１ｂを形成する。弁体１２は、ボデー１１内に収容されて噴孔１１ｂを開閉する。
【００２７】
ボデー１１内には弁体１２に背圧を付与する背圧室１１ｃが形成されており、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。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ており、電磁コイルやピエゾ素子等のアクチュエータ１３へ通電して制御弁１４を図１の下方へ押し下げ作動させると、背圧室１１ｃは低圧通路１１ｄと連通して背圧室１１ｃ内の燃料圧力は低下する。その結果、弁体１２へ付与される背圧力が低下して弁体１２は開弁作動する。一方、アクチュエータ１３への通電をオフして制御弁１４を図１の上方へ作動させると、背圧室１１ｃは高圧通路１１ａと連通して背圧室１１ｃ内の燃料圧力は上昇する。その結果、弁体１２へ付与される背圧力が上昇して弁体１２は閉弁作動する。
【００２８】
したがって、ＥＣＵ３０がアクチュエータ１３への通電を制御することで、弁体１２の開閉作動が制御される。これにより、コモンレール４２から高圧通路１１ａへ供給された高圧燃料は、弁体１２の開閉作動に応じて噴孔１１ｂから噴射される。例えばＥＣＵ３０は、エンジン出力軸の回転速度及びエンジン負荷等に基づき、噴射開始時期、噴射終了時期及び噴射量等の目標噴射状態を算出し、算出した目標噴射状態となるようアクチュエータ１３へ噴射指令信号を出力して、燃料噴射弁１０の作動を制御する。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、アクセル操作量等から算出されるエンジン負荷やエンジン回転速度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（噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現時点で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。そして、算出した目標噴射状態に基づき噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する。例えば、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を指令マップにして記憶させておき、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップを参照して噴射指令信号を設定する。以上により、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた噴射指令信号が設定され、ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１０へ出力される。
【００３０】
ここで、噴孔１１ｂの磨耗等、燃料噴射弁１０の経年劣化に起因して、噴射指令信号に対する実際の噴射状態は変化していく。そこで、後に詳述するように燃圧センサ２０により検出された圧力波形に基づき燃料の噴射率波形を演算して噴射状態を検出し、検出した噴射状態と噴射指令信号（パルスオン時期ｔ１、パルスオフ時期ｔ２及びパルスオン期間Ｔｑ）との相関関係を学習し、その学習結果に基づき、指令マップに記憶された噴射指令信号を補正する。これにより、実噴射状態が目標噴射状態に一致するよう、燃料噴射状態を高精度で制御できる。
【００３１】
次に、燃圧センサ２０のハード構成について説明する。燃圧センサ２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）、圧力センサ素子２２及びモールドＩＣ２３等を備えて構成されている。ステム２１はボデー１１に取り付けられており、ステム２１に形成されたダイヤフラム部２１ａが高圧通路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で生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号を出力する。
【００３２】
モールドＩＣ２３は、圧力センサ素子２２から出力された圧力検出信号を増幅する増幅回路や、圧力検出信号を送信する送信回路等の電子部品を樹脂モールドして形成されており、ステム２１とともに燃料噴射弁１０に搭載されている。ボデー１１上部にはコネクタ１５が設けられており、コネクタ１５に接続されたハーネス１６により、モールドＩＣ２３及びアクチュエータ１３とＥＣＵ３０とはそれぞれ電気接続される。そして、増幅された圧力検出信号はＥＣＵ３０に送信されて、ＥＣＵ３０が有する受信回路により受信される。この送受信にかかる通信処理は、各気筒の燃圧センサ２０毎に実施される。
【００３３】
ここで、噴孔１１ｂから燃料の噴射を開始することに伴い高圧通路１１ａ内の燃料の圧力（燃圧）は低下し、噴射を終了することに伴い燃圧は上昇する。つまり、燃圧の変化と噴射率（単位時間当たりに噴射される噴射量）の変化とは相関があり、燃圧変化から噴射率変化（実噴射状態）を検出できると言える。そして、検出した実噴射状態が目標噴射状態となるよう先述した噴射指令信号を補正する。これにより、噴射状態を精度良く制御できる。
【００３４】
次に、燃料噴射中の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０により検出された圧力の波形（圧力波形）と、その燃料噴射弁１０にかかる燃料噴射率の変化を表した噴射率波形との相関について、図２を用いて説明する。
【００３５】
図２（ａ）は、燃料噴射弁１０のアクチュエータ１３へＥＣＵ３０から出力される噴射指令信号を示しており、この指令信号のパルスオンによりアクチュエータ１３が通電作動して噴孔１１ｂが開弁する。つまり、噴射指令信号のパルスオン時期ｔ１により噴射開始が指令され、パルスオフ時期ｔ２により噴射終了が指令される。よって、指令信号のパルスオン期間（噴射指令期間Ｔｑ）により噴孔１１ｂの開弁時間を制御することで、噴射量Ｑを制御している。
【００３６】
図２（ｂ）は、上記噴射指令に伴い生じる噴孔１１ｂからの燃料噴射率の変化（噴射率波形）を示し、図２（ｃ）は、燃料噴射中の燃料噴射弁１０に設けられた燃圧センサ２０により検出された、噴射率の変化に伴い生じる検出圧力の変化を示す。
【００３７】
圧力波形と噴射率波形とは以下に説明する相関があるため、検出された圧力波形から噴射率波形を推定（検出）することができる。すなわち、先ず、図２（ａ）に示すように噴射開始指令がなされたｔ１時点の後、噴射率がＲ１の時点で上昇を開始して噴射が開始される。一方、検出圧力は、Ｒ１の時点で噴射率が上昇を開始してから遅れ時間Ｃ１が経過した時点で、変化点Ｐ１にて下降を開始する。その後、Ｒ２の時点で噴射率が最大噴射率に到達したことに伴い、検出圧力の下降は変化点Ｐ２にて停止する。次に、Ｒ３の時点で噴射率が下降を開始してから遅れ時間Ｃ３が経過した時点で、検出圧力は変化点Ｐ３にて上昇を開始する。その後、Ｒ４の時点で噴射率がゼロになり実際の噴射が終了したことに伴い、検出圧力の上昇は変化点Ｐ５にて停止する。
【００３８】
以上説明したように、圧力波形と噴射率波形とは相関が高い。そして、噴射率波形には、噴射開始時期（Ｒ１出現時期）や、噴射終了時期（Ｒ４出現時期）、噴射量（図２（ｂ）中の網点部分の面積）が表されているので、圧力波形から噴射率波形を推定することで噴射状態を検出できる。
【００３９】
次に、圧力波形から噴射率波形を推定する手順の一例を説明する。
【００４０】
先ず、圧力波形中に現れる各種変化点（例えば図２（ｃ）中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５等）を検出する。次に、燃料噴射弁の開弁作動開始に伴い圧力が下降する部分（Ｐ１〜Ｐ２の部分）の波形、及び閉弁作動開始に伴い圧力が上昇する部分（Ｐ３〜Ｐ５の部分）の波形を直線に近似して、これらの近似直線の傾きＰα，Ｐβを算出する。また、変化点Ｐ１からＰ２までの圧力降下量Ｐ１−Ｐ２を算出する。そして、圧力波形の変化点Ｐ１，Ｐ３が出現する時期、圧力降下量Ｐ１−Ｐ２、及び傾きＰα，Ｐβの各々を、噴射率波形の生成に必要な噴射開始時期ｔ（Ｒ１）、噴射率低下開始時期ｔ（Ｒ３）、最大噴射率Ｒｈ、及び傾きＲα，Ｒβに変換する。これにより、噴射率波形を生成でき、実際の噴射状態を推定できる。
【００４１】
そして、前記変換に用いる変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３は、圧力波形のうち変化点Ｐ１が現れる直前の圧力（図２（ｃ）に示す基準圧Ｐbase）に応じて異なる値になることが、本発明者が実施した試験により明らかとなった。そこで本実施形態では、基準圧Ｐbaseに応じて変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３を可変設定して、ＥＣＵ３０（噴射率波形演算手段）は噴射率波形を演算している。
【００４２】
図２（ｃ）に例示する圧力波形のうち、変化点Ｐ１が現れる直前の波形（下降開始前波形）は、圧力が一定となる波形である。このような場合であれば、圧力波形のうちＰ１以前の任意の点の圧力を基準圧Ｐbaseに設定しても問題ないが、実際には図３（ｂ）中の一点鎖線に示すように、圧力波形中の下降開始前波形Ｗａは脈動している場合がある。この脈動の原因には、他気筒のポスト噴射により生じた圧力変化がコモンレール４２を通じて伝播して下降開始前波形Ｗａに重畳することや、高圧ポンプ４１による燃料圧送のタイミングに同期して生じた圧力上昇が下降開始前波形Ｗａに重畳すること等が挙げられる。
【００４３】
そこで本実施形態では、下降開始前波形Ｗａのうち、圧力変動が小さく安定した部分の波形Ｗｂの平均値を基準圧ＰbaseとしてＥＣＵ３０（基準圧算出手段）が算出することで、安定した基準圧Ｐbaseの算出を図っている。図４は、上述の如く基準圧Ｐbaseを算出する手順を示すフローチャートであり、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、図２（ｃ）及び図３（ｂ）に示す如く噴射１回分の圧力波形が取得される毎に実行を開始して、所定周期で繰り返し実行される処理である。
【００４４】
先ず、図４に示すステップＳ１０（圧力波形取得手段）において、噴射期間における燃圧センサ２０の検出値（サンプル）を所定のサンプリング周期で取得する。前記噴射期間とは、噴射指令信号のパルスオン時期ｔ１から所定時間が経過するまでの期間ｔ１〜ｔ３（図３参照）のことであり、その期間ｔ１〜ｔ３は、変化点Ｐ５が現れるに要する十分な長さに設定されている。
【００４５】
続くステップＳ１１では、図３（ｄ）に示す演算終了時刻ｔ４を算出する。図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示す圧力波形のうち下降開始前波形Ｗａの部分を示す拡大図である。演算終了時刻ｔ４は、変化点Ｐ１が現れた時刻に設定してもよい。或いは、演算終了時刻ｔ４が変化点Ｐ１より後になることを確実に回避させるために、Ｐ１が現れた時刻よりも予め設定された所定時間だけ遡った時刻となるように演算終了時刻ｔ４を設定してもよい。
【００４６】
続くステップＳ２０，Ｓ２１では、ステップＳ１０で取得した複数の検出値のうち、ステップＳ１１で算出した演算終了時刻ｔ４以前、かつ、最も演算終了時刻ｔ４に近い検出値Ｓ１（図５（ｂ）参照）を対象として、当該検出値Ｓ１が、圧力変動が所定範囲内となっている安定部分であるか否かを判定する。
【００４７】
具体的には、先ずステップＳ２０（探索手段）において、検出値Ｓ１が上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２の範囲内であるか否かを判定する。なお、これら上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２は、検出値Ｓ１よりも後の検出値Ｓ０（図５（ｂ）参照）に基づき設定すればよい。例えば、検出値Ｓ０に対して所定量だけ加算及び減算して上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２を設定してもよいし、検出値Ｓ０に対して所定の係数を乗算して上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２を設定してもよい。或いは、検出値Ｓ０に基づき設定することに替え、予め設定しておいた固定値を上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２として用いてもよい。
【００４８】
また、次のステップＳ２１（探索手段）では、検出値Ｓ１の微分値（傾き）が上限値及び下限値の範囲内であるか否かを判定する。前記微分値は、検出値Ｓ１と、その前後いずれかの検出値Ｓ２，Ｓ０との差分に基づき算出すればよい。また、当該ステップＳ２１で用いる上限値及び下限値も、ステップＳ２０の上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２と同様にして、検出値Ｓ１よりも後の検出値Ｓ０に基づき設定してもよいし、予め設定しておいた固定値を用いてもよい。
【００４９】
両ステップＳ２０，Ｓ２１で肯定判定された場合には、判定対象となっている検出値Ｓ１が、圧力変動が所定範囲内となっている安定部分であるとみなされ、次のステップＳ２２（探索手段）において、当該検出値Ｓ１の出現時刻が演算開始時刻ｔ１以前であるか（ｔ１に達したか）否かを判定する。演算開始時刻ｔ１（図５（ａ）参照）は、噴射指令信号のパルスオン時期ｔ１と同時刻に設定されている。
【００５０】
判定対象となっている検出値Ｓ１の出現時刻が演算開始時刻ｔ１の後である（ｔ１に達していない）と判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、ステップＳ２３（探索手段）に進み、判定対象となっている検出値Ｓ１を、一つ前の時刻の検出値Ｓ２（図５（ｃ）参照）に変更してステップＳ２０に戻る。そして、次のステップＳ２０，Ｓ２１では、変更後の検出値Ｓ２が安定部分であるか否かを判定する。
【００５１】
したがって、ステップＳ２３の処理に伴い演算終了時刻ｔ４から判定対象となる検出値を一つずつ戻して行き、演算開始時刻ｔ１の検出値Ｓ３（図５（ｄ）参照）まで全て安定部分であると判定されれば、ステップＳ２２で肯定判定されることとなる。この場合には、次のステップＳ３０（算出手段）において、演算開始時刻ｔ１から演算終了時刻ｔ４までの検出値に基づき基準圧Ｐbaseを算出する。具体的には、演算開始時刻ｔ１から演算終了時刻ｔ４までの全ての検出値の平均を算出し、その平均値を基準圧Ｐbaseとする。
【００５２】
一方、ステップＳ２０及びＳ２１のいずれか一方で否定判定された場合には、判定対象となっている検出値が所定範囲を超えて大きく変動しているとみなして、その判定対象検出値は安定部分でないと判定する。そして、次のステップＳ２４において、判定対象検出値の出現時刻が、以下に説明するガード時刻ｔｇ以前であるか否かを判定する。ガード時刻ｔｇは、演算終了時刻ｔ４よりも所定時間（図３（ｄ）に示す安定範囲Ｍｂ）だけ前の時刻に設定されている。この安定範囲Ｍｂの長さは、下降開始前波形Ｗａに含まれる脈動の１周期長さＭｃよりも長くなるよう設定されている。前記脈動の１周期長Ｍｃは予め試験して取得しておけばよく、取得した１周期長Ｍｃに基づき安定範囲Ｍｂの長さを予め設定しておけばよい。
【００５３】
したがって、ステップＳ２３の処理に伴い演算終了時刻ｔ４から判定対象となる検出値を一つずつ戻して行き、ガード時刻ｔｇを超えた時刻の検出値Ｓ４（図５（ｄ）参照）が安定部分でないと判定されれば、ステップＳ２４で肯定判定されることとなる。この場合には、次のステップＳ３１（算出手段）において、安定部分でないと判定された検出値Ｓ４の１つ後の時刻の検出値から演算終了時刻ｔ４までの全ての検出値、つまり安定部分であると判定された安定範囲Ｍｂ内の全ての検出値の平均を算出し、その平均値を基準圧Ｐbaseとする。或いは、ガード時刻ｔｇでの検出値から演算終了時刻ｔ４までの全ての検出値の平均を算出し、その平均値を基準圧Ｐbaseとしてもよい。
【００５４】
また、ステップＳ２３の処理に伴い演算終了時刻ｔ４から判定対象となる検出値を一つずつ戻して行き、ガード時刻ｔｇに達していない時刻の検出値Ｓ５（図５（ｄ）参照）が安定部分でないと判定されれば、ステップＳ２４で否定判定されることとなる。この場合には、次のステップＳ３２において基準圧Ｐbaseの算出を中止する。なお、基準圧Ｐbaseの算出を中止した場合には、その噴射にかかる噴射率波形の演算を中止するとともに、その噴射については、噴射状態と噴射指令信号との相関関係の学習を中止する。
【００５５】
要するに、図４の処理では、演算開始時刻ｔ１から演算終了時刻ｔ４までを探索範囲Ｍａ（図３参照）として設定し、探索範囲Ｍａの検出値の各々について、圧力変動が所定範囲内となっている安定部分であるか否かを、演算終了時刻ｔ４の検出値から順に判定していく。そして、安定していないと判定された検出値までを安定範囲Ｍｂとして設定し、安定範囲Ｍｂの検出値の平均値を基準圧Ｐbaseとして算出する。但し、安定範囲Ｍｂがガード時刻ｔｇを含んでいなければ、基準圧Ｐbaseの算出を中止する。
【００５６】
なお、圧力波形のうち探索範囲Ｍａに該当する部分の波形が「下降開始前波形Ｗａ」に相当する。また、安定範囲Ｍｂの期間に該当する部分の波形が「下降開始前波形Ｗａのうち噴射開始に伴い圧力下降を開始した時点から所定時間前までに相当する部分」に相当する。また、安定範囲Ｍｂの期間が「下降開始前波形Ｗａに含まれる脈動の１周期長さ以上に設定された所定期間」に相当する。
【００５７】
そして、算出した基準圧Ｐbaseに基づき、圧力波形から噴射率波形への変換に用いる変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３を設定し、これらの変換係数等を用いて圧力波形から噴射率波形を演算する。そして、演算した噴射率波形から明らかとなる実噴射開始時期Ｒ１、実噴射終了時期Ｒ４、噴射量等の噴射状態と、噴射指令信号との相関関係を学習する。
【００５８】
以上により、本実施形態によれば、圧力波形のうち変化点Ｐ１以前の下降開始前波形Ｗａに基づき基準圧Ｐbaseを算出し、その基準圧Ｐbaseを用いて変換係数等を可変設定するので、噴射率波形を高精度で演算できる。
【００５９】
さらに本実施形態によれば、噴射率波形の演算に用いる基準圧Ｐbaseを、下降開始前波形Ｗａのうち圧力変動が安定している部分Ｗｂの圧力検出値に基づき算出するので、他気筒のポスト噴射や燃料圧送の影響を受けて下降開始前波形Ｗａに脈動が重畳したとしても、そのような脈動が重畳していない安定した部分Ｗｂの圧力検出値に基づき基準圧Ｐbaseを算出するので、前記脈動の影響に左右されない安定した基準圧Ｐbaseを算出できる。よって、変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３の値を高精度に設定でき、ひいては噴射率波形の演算精度を向上できる。
【００６０】
また、変化点Ｐ１の前の直近の圧力を用いて算出した基準圧Ｐbaseであるほど、変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３の値を高精度に設定できる点に着目し、ステップＳ２０，Ｓ２１による安定判定を、演算終了時刻ｔ４から順に遡って判定するので、変化点Ｐ１の直前部分が安定範囲Ｍｂに含まれることとなる。よって、変換係数や遅れ時間Ｃ１，Ｃ３の値を高精度に設定でき、ひいては噴射率波形の演算精度を向上できる。
【００６１】
また、安定範囲Ｍｂが所定長さより長い（ガード時刻ｔｇに達している）ことを条件として、安定範囲Ｍｂの平均を基準圧Ｐbaseとして算出するので、平均値を算出するサンプル数を十分に確保して、基準圧Ｐbaseの精度を一定以上に担保できる。しかも、安定範囲Ｍｂの長さは、下降開始前波形Ｗａに含まれる脈動の１周期長さＭｃよりも長くなるよう設定されているので、下降開始前波形Ｗａのうち脈動が重畳している部分を安定範囲Ｍｂとして設定してしまうとの懸念を解消できる。
【００６２】
（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。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００６３】
・図４に示す処理では、下降開始前波形Ｗａの中から安定部分を探索するにあたり、下降開始前波形Ｗａを構成する検出値が上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２の範囲内であるか否かの判定（Ｓ２０）と、前記検出値の微分値が上限値及び下限値の範囲内であるか否かを判定（Ｓ２１）との両判定を実施しているが、これらの判定処理Ｓ２０，Ｓ２１のいずれか一方を廃止してもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、演算終了時刻ｔ４から順に遡ってステップＳ２０，Ｓ２１にかかる安定判定を実施することにより、演算終了時刻ｔ４から所定時間前まで（ガード時刻ｔｇまで）を安定範囲Ｍｂ（安定部分）が含んでいることを条件として、基準圧Ｐbaseを算出している。これに対し、前記条件を廃止して、例えば、演算開始時刻ｔ１から演算終了時刻ｔ４までの中間位置にのみ安定部分が探索された場合には、その中間位置での安定部分に基づき基準圧Ｐbaseを算出するようにしてもよい。
【００６５】
・図４のステップＳ２０の判定で用いる上限値Ｐｇ１及び下限値Ｐｇ２を、燃料温度に応じて可変設定してもよい。
【００６６】
・図１に示す上記実施形態では、燃圧センサ２０を燃料噴射弁１０に搭載しているが、本発明にかかる燃圧センサはコモンレール４２の吐出口４２ａから噴孔１１ｂに至るまでの燃料供給経路内の燃圧を検出するよう配置された燃圧センサであればよい。よって、例えばコモンレール４２と燃料噴射弁１０とを接続する高圧配管４２ｂに燃圧センサを搭載してもよい。つまり、コモンレール４２及び燃料噴射弁１０を接続する高圧配管４２ｂと、ボデー１１内の高圧通路１１ａとが「燃料供給経路」に相当する。
【符号の説明】
【００６７】
１０…燃料噴射弁、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ（基準圧算出手段、噴射率波形演算手段）、Ｐbase…基準圧、Ｓ１０…圧力波形取得手段、Ｓ２０〜Ｓ２３…探索手段、Ｓ３０，Ｓ３１…算出手段。
【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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