(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁と、
燃料ポンプから供給される燃料を蓄圧して複数の前記燃料噴射弁へ分配供給する分配容器と、
複数の気筒の各々に対して設けられ、前記燃料噴射弁の噴孔から燃料を噴射させることに伴い前記分配容器の吐出口から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、
複数の前記燃圧センサのうち燃料噴射中の気筒に対応する燃圧センサにより検出された、噴射時センサ波形を取得する噴射時センサ波形取得手段と、
複数の前記燃圧センサのうち燃料噴射停止中の気筒に対応する燃圧センサにより検出された、非噴射時センサ波形を取得する非噴射時センサ波形取得手段と、
複数の前記燃圧センサのうち異なる燃圧センサにより同時期に検出された前記噴射時センサ波形及び前記非噴射時センサ波形を取得するとともに、前記噴射時センサ波形から前記非噴射時センサ波形を差し引いて、噴射に起因する燃圧変化を表した噴射波形を抽出する噴射波形抽出手段と、
複数の前記気筒のうち任意の気筒を第１気筒、前記第１気筒とは別の任意の気筒を第２気筒、前記第１気筒及び前記第２気筒とは別の任意の気筒を第３気筒とした場合において、前記第１気筒が噴射気筒かつ前記第２気筒が非噴射気筒である時に前記噴射波形抽出手段により抽出された噴射波形と、検出ずれが生じていない場合の前記噴射波形を想定した基準噴射波形との偏差を算出する第１−第２偏差算出手段と、
前記第３気筒が噴射気筒かつ前記第１気筒が非噴射気筒である時に前記噴射波形抽出手段により抽出された噴射波形と、前記基準噴射波形との偏差を算出する第３−第１偏差算出手段と、
前記第１−第２偏差算出手段により算出された偏差、及び前記第３−第１偏差算出手段により算出された偏差に基づき、前記第１気筒に対応する燃圧センサに検出ずれが生じているかを判定する検出ずれ判定手段と、
を備えることを特徴とする燃圧センサの検出ずれ判定装置。
【請求項２】
所定の気筒に対応する燃圧センサから、前記所定の気筒に対応する前記噴射時センサ波形及び前記非噴射時センサ波形を連続して取得することを特徴とする請求項１に記載の燃圧センサの検出ずれ判定装置。
【請求項３】
前記噴射時センサ波形及び前記非噴射時センサ波形を連続して取得するにあたり、その取得開始時期を、前記所定の気筒での燃料噴射開始時期に応じて可変設定することを特徴とする請求項２に記載の燃圧センサの検出ずれ判定装置。
【請求項４】
複数の前記気筒の前記噴射波形抽出手段により抽出された前記噴射波形の最新値と過去に算出した現在の噴射気筒以外の全ての気筒の前記噴射波形の記憶値とから、それらの平均値を前記基準噴射波形として算出する基準噴射波形算出手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃圧センサの検出ずれ判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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検出する燃圧センサに、検出ずれが生じているか否かを判定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁の噴孔から燃料を噴射させると、噴孔に至るまでの燃料供給経路内の燃料圧力が変化する。そこで特許文献１では、燃料噴射弁の各々に燃圧センサを搭載し、噴射に伴い生じる燃料の圧力変化を検出している。これによれば、燃圧センサの検出値（噴射時センサ波形）に基づき噴射率変化を示す波形を推定でき、ひいては噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等の実際の噴射状態を検出できる。そして、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で、内燃機関の運転状態を最適化でき、排気エミッション低下や出力トルク向上を図ることができる。
【０００３】
但し、噴射時センサ波形には、噴射に伴い生じた圧力変化の他にも、燃料ポンプが燃料を圧送することに伴い生じる圧力変化や、燃料噴射分だけコモンレール内の圧力が低下することに伴い生じる圧力変化等が含まれている。そこで上記特許文献１では、燃料噴射していない気筒に対応する複数の燃圧センサの検出値（非噴射時センサ波形）を取得して、噴射時センサ波形から非噴射時センサ波形を差し引いて、噴射に起因する燃圧変化を表した噴射波形を抽出している。そして、抽出した噴射波形に基づき噴射率変化の波形を推定して噴射状態を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９７３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記燃圧センサの検出値は、例えば燃圧センサの経年劣化等が原因で、実際の圧力値からずれてくる場合がある。すると、先述した噴射状態の検出精度が悪くなり、内燃機関の運転状態を十分に最適化できなくなる。
【０００６】
この問題に対し本発明者は、次の手法により検出ずれの発生有無を判定することを検討した。すなわち、いずれの燃圧センサにも検出ずれが生じていなければ、同時期に検出された非噴射時センサ波形はいずれの気筒についても同じ波形になる筈であることに着目し、同時期に検出された３気筒以上の非噴射時センサ波形を取得して、これらの非噴射時センサ波形を比較する。そして、例えば所定気筒の非噴射時センサ波形だけが、他の全ての非噴射時センサ波形と異なっていれば、前記所定気筒に対応する燃圧センサに検出ずれが生じていると判定できる。
【０００７】
しかし、上記検出ずれの判定手法では、同時期に検出された３気筒以上の非噴射時センサ波形を同時に取得することが要求され、非噴射時センサ波形を２気筒分しか取得できていないと、２つの非噴射時センサ波形が互いに異なっている場合に、いずれの燃圧センサに検出ずれが生じているかを判定できない。
【０００８】
また、噴射状態の検出に用いる噴射波形を抽出するには、噴射時センサ波形の他に非噴射時センサ波形を１つ取得すれば十分である。そのため、燃圧センサの検出値に基づきセンサ波形を生成するＥＣＵ（演算装置）は、同時に２つの燃圧センサと通信できれば十分である。これに対し、上記検出ずれの判定手法では、３気筒以上の非噴射時センサ波形を同時に検出して取得することが必要となるため、ＥＣＵに要求される通信処理能力（通信可能チャンネル数）が高くなってしまう。
【０００９】
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、燃圧センサとの通信に要求される処理能力の増大を招くことなく、検出ずれの有無を判定可能な燃圧センサの検出ずれ判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
請求項１記載の発明では、多気筒内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁と、燃料ポンプから供給される燃料を蓄圧して複数の前記燃料噴射弁へ分配供給する分配容器と、複数の気筒の各々に対して設けられ、前記燃料噴射弁の噴孔から燃料を噴射させることに伴い前記分配容器の吐出口から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。
【００１２】
そして、複数の前記燃圧センサのうち燃料噴射中の気筒に対応する燃圧センサにより検出された、噴射時センサ波形を取得する噴射時センサ波形取得手段と、複数の前記燃圧センサのうち燃料噴射停止中の気筒に対応する燃圧センサにより検出された、非噴射時センサ波形を取得する非噴射時センサ波形取得手段と、複数の前記燃圧センサのうち異なる燃圧センサにより同時期に検出された前記噴射時センサ波形及び前記非噴射時センサ波形を取得するとともに、前記噴射時センサ波形から前記非噴射時センサ波形を差し引いて、噴射に起因する燃圧変化を表した噴射波形を抽出する噴射波形抽出手段と、複数の前記気筒のうち任意の気筒を第１気筒、前記第１気筒とは別の任意の気筒を第２気筒、前記第１気筒及び前記第２気筒とは別の任意の気筒を第３気筒とした場合において、前記第１気筒が噴射気筒かつ前記第２気筒が非噴射気筒である時に前記噴射波形抽出手段により抽出された噴射波形と、検出ずれが生じていない場合の前記噴射波形を想定した基準噴射波形との偏差を算出する第１−第２偏差算出手段と、前記第３気筒が噴射気筒かつ前記第１気筒が非噴射気筒である時に前記噴射波形抽出手段により抽出された噴射波形と、前記基準噴射波形との偏差を算出する第３−第１偏差算出手段と、前記第１−第２偏差算出手段により算出された偏差、及び前記第３−第１偏差算出手段により算出された偏差に基づき、前記第１気筒に対応する燃圧センサに検出ずれが生じているかを判定する検出ずれ判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明による作用効果を、４気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）の内燃機関を例に、図５を用いて以下に説明する。
【００１４】
先ず、＃１を第１気筒、＃２を第２気筒、＃３を第３気筒と設定した場合における抽出手段の作用について説明する。＃１での噴射時には、噴射時センサ波形Ｗａ(#1)から非噴射時センサ波形Ｗｂ(#2)が差し引かれた噴射波形Ｗ(#1-2)が抽出される（図５（ａ）参照）。また、＃３での噴射時には、噴射時センサ波形Ｗａ(#3)から非噴射時センサ波形Ｗｂ(#1)が差し引かれた噴射波形Ｗ(#3-1)が抽出される（図５（ｂ）参照）。
【００１５】
そして、＃１〜＃４に対応する各々の燃圧センサのうち、仮に、＃１に対応する燃圧センサに検出ずれが生じていれば、抽出した２つの噴射波形Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)のいずれについても、基準噴射波形Ｗbaseとの比較において偏差が生じる筈であり、噴射波形Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)のいずれか一方だけに偏差が生じることはない。
【００１６】
＃４を第１気筒、＃３を第２気筒、＃２を第３気筒と設定した場合における抽出手段の作用についても同様であり、＃４での噴射時には、噴射時センサ波形Ｗａ(#4)から非噴射時センサ波形Ｗｂ(#3)が差し引かれた噴射波形Ｗ(#4-3)が抽出される（図５（ｃ）参照）。また、＃２での噴射時には、噴射時センサ波形Ｗａ(#2)から非噴射時センサ波形Ｗｂ(#4)が差し引かれた噴射波形Ｗ(#2-4)が抽出される（図５（ｄ）参照）。
【００１７】
そして、＃１〜＃４に対応する各々の燃圧センサのうち、仮に、＃４に対応する燃圧センサに検出ずれが生じていれば、抽出した２つの噴射波形Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)のいずれについても、基準噴射波形Ｗbaseとの比較において偏差が生じる筈であり、噴射波形Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)のいずれか一方だけに偏差が生じることはない。
【００１８】
以上により、上記発明によれば、複数の燃圧センサのうち異なる燃圧センサにより同時期に検出された噴射時センサ波形及び非噴射時センサ波形の２つを取得するだけで、いずれの燃圧センサに検出ずれが生じているかを判定できる。よって、燃圧センサとの通信に要求される処理能力の増大を招くことなく、燃圧センサに検出ずれが生じているか否かを判定できる。なお、上記発明は３気筒以上の内燃機関であれば適用できるものであり、例えば６気筒、８気筒の内燃機関であっても、第１気筒、第２気筒及び第３気筒を上述の如く設定していけば同様の効果が発揮される。
【００１９】
さらに上記発明によれば、燃圧センサの検出値が、プラス側及びマイナス側のいずれにズレているかを、以下に説明する如く判定できる。
【００２０】
例えば、図５（ａ）に示す噴射波形Ｗ(#1-2)及び図５（ｂ）に示す噴射波形Ｗ(#3-1)を抽出した場合において、仮に、図５（ａ）（ｂ）中のＷａ(#1)，Ｗｂ(#1)に示すように＃１に対応する燃圧センサの検出値がマイナス側にずれていれば、基準噴射波形Ｗbaseに対する噴射波形Ｗ(#1-2)の偏差はマイナス値、噴射波形Ｗ(#3-1)の偏差はプラス値になる筈である。
【００２１】
この点を鑑みた上記発明では、第１−第２偏差算出手段により算出された偏差（Ｗbase−Ｗ(#1-2)）、及び第３−第１偏差算出手段により算出された偏差（Ｗbase−Ｗ(#3-1)）に基づき、第１気筒に対応する燃圧センサに検出ずれが生じているかを判定するので、上述した２つの偏差の正負に基づきいずれの側にずれているかを判定できる。
【００２２】
請求項２記載の発明では、所定の気筒に対応する燃圧センサから、前記所定の気筒に対応する前記噴射時センサ波形及び前記非噴射時センサ波形を連続して取得することを特徴とする。
【００２３】
例えば、圧縮行程、燃焼行程、排気行程、吸気行程を繰り返し行う４サイクルの内燃機関においては、所定の気筒が燃焼行程である期間中に噴射時センサ波形を取得し、その後連続して、排気行程期間中に非噴射時センサ波形を取得する。或いは、所定の気筒が圧縮行程である期間中に非噴射時センサ波形を取得し、その後連続して、燃焼行程期間中に噴射時センサ波形を取得する。
【００２４】
このように、１つの燃圧センサから噴射時センサ波形及び非噴射時センサ波形を連続して取得する上記発明によれば、燃圧センサから検出値を通信により取得する手段（ＥＣＵ）が、複数の燃圧センサのうち２つのセンサを選択して切り替えるよう通信するにあたり、その切り替え回数を少なくできる。よって、前記手段（ＥＣＵ）が燃圧センサとの通信に要求される処理能力を低減できる。
【００２５】
ここで、上述の如く噴射時センサ波形及び非噴射時センサ波形を連続して取得するにあたり、その取得開始時期は、内燃機関のピストンが上死点又は下死点に達した時期等、予め設定しておいた時期（クランク角度）に固定して設定すればよい。
【００２６】
或いは、請求項３記載の発明の如く、前記所定の気筒での燃料噴射開始時期に応じて可変設定してもよい。このように可変設定する上記発明によれば、噴孔からの燃料噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を、噴射時センサ波形に確実に含ませることができる。
請求項４記載の発明では、複数の前記気筒の前記噴射波形抽出手段により抽出された前記噴射波形の最新値と過去に算出した現在の噴射気筒以外の全ての気筒の前記噴射波形の記憶値とから、それらの平均値を前記基準噴射波形として算出する基準噴射波形算出手段を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】（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り検出された検出圧力の変化を表す圧力波形を示すタイムチャート。
【図３】噴射時センサ波形Ｗａから非噴射時センサ波形Ｗｂを差し引いて得られる噴射波形Ｗを示す図。
【図４】複数の燃圧センサから出力される検出値の受信を切り替えるにあたり、その切り替え順序を示すタイムチャート。
【図５】図４の切り替えにより取得される噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂ等を示す図。
【図６】図５に示す噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂに基づいて、燃圧センサの検出ずれを判定する手順を示すフローチャート。
【図７】図６の判定で用いる判定表。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
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（検出ずれ判定装置に相当）等を示す模式図である。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燃料は圧送される。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、コモンレール４２内の燃料圧力（レール圧）を次のように制御する。すなわち、エンジン負荷及びエンジン回転速度等のエンジン運転状態に基づき目標レール圧を算出し、実レール圧（後述する非噴射時センサ波形Ｗｂの圧力に相当）を目標レール圧に一致させるよう、高圧ポンプ４１の作動（例えば吐出量）をフィードバック制御する。
【００３１】
燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー１１、ニードル１２（弁体）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。ニードル１２は、ボデー１１内に収容されて噴孔１１ｂを開閉する。
【００３２】
ボデー１１内にはニードル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、ニードル１２へ付与される背圧力が低下してニードル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、ニードル１２へ付与される背圧力が上昇してニードル１２は閉弁作動する。
【００３３】
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、ニードル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、ニードル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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、ＥＣＵ３０と双方向通信を行うための通信回路２３ａ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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により検出した燃圧変化を表した噴射時センサ波形と、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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（噴射時センサ波形）を示す。噴射時センサ波形と噴射率波形とは以下に説明する相関があるため、検出された噴射時センサ波形から噴射率波形を推定（検出）することができる。
【００４２】
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たことに伴い、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。
【００４３】
以上説明したように、噴射時センサ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、噴射時センサ波形（又は後に詳述する噴射波形Ｗ）を噴射率波形に変換することで噴射状態を検出できる。
【００４４】
ところで、コモンレール４２から燃料噴射弁１０へ分配供給される燃料の圧力は刻々と変化する。例えば、図３（ａ）中の実線は噴射時センサ波形Ｗａを示すのに対し、図３（ａ）中の点線Ｗｂは、噴射時センサ波形と同時期に検出された分配供給圧力の変化を示す。なお、分配供給圧力の変化は、噴射していない燃料噴射弁１０に対応する燃圧センサ２０を用いて検出している。したがって、例えば＃１気筒の燃料噴射弁１０(#1)から燃料を噴射して、＃２気筒の燃料噴射弁１０(#2)からは噴射を停止している時には、＃１気筒（表気筒）の燃圧センサ２０による検出圧力が噴射時センサ波形Ｗａに相当し、＃２気筒（裏気筒）の燃圧センサ２０による検出圧力が、分配供給圧力の変化を示す非噴射時センサ波形Ｗｂに相当する。
【００４５】
図３（ａ）に例示する非噴射時センサ波形Ｗｂが、噴射開始に伴い徐々に低下していく波形になっている理由は、コモンレール４２から噴射気筒の燃料噴射弁１０へ分配供給した分だけ分配供給圧力が低下することによる。ちなみに、燃料噴射中に高圧ポンプ４１によるポンプ圧送が行われると、分配供給圧力は燃料噴射中であっても上昇していく。
【００４６】
要するに、噴射時センサ波形Ｗａは分配供給圧力の変化（非噴射時センサ波形Ｗｂ）の影響を受けているので、噴射時センサ波形Ｗａから非噴射時センサ波形Ｗｂを差し引けば、噴射時センサ波形Ｗａから分配供給圧力の変化による影響が除去される。図３（ｂ）中の実線は、このように差し引く補正を実施した後の噴射時センサ波形を示しており、この波形は、噴射に起因する燃圧変化を表した噴射波形Ｗに相当する。
【００４７】
なお、図２（ｃ）に例示される噴射時センサ波形Ｗａは、分配供給圧力が変化していないと仮定した場合の波形であり、差し引いた後の噴射波形Ｗと噴射時センサ波形Ｗａとが同じ波形になっていると仮定したものである。
【００４８】
次に、各気筒＃１〜＃４に対応する燃圧センサ２０(#1)〜１０(#4)とＥＣＵ３０との通信について説明する。各々の燃圧センサ２０(#1)〜１０(#4)はハーネス１６(#1)〜１６(#4)によりＥＣＵ３０と接続されており、燃圧センサ２０(#1)〜１０(#4)の通信回路２３ａと、ＥＣＵ３０に備えられた通信回路３１とにより、燃圧センサ２０(#1)〜１０(#4)とＥＣＵ３０は双方向に通信可能である、但し、通信回路３１が同時に受信可能な燃圧センサ２０の数は２つに制限されている。つまり、通信回路３１は、４つの燃圧センサ２０(#1)〜１０(#4)のうち選択された２つの燃圧センサ２０から検出信号を受信して取得する。
【００４９】
選択される燃圧センサ２０の１つには、噴射中の気筒に対応する燃圧センサ２０が含まれるように上記選択は実施される。ちなみに、このように噴射気筒の燃圧センサ２０から取得した検出値の波形は、噴射時センサ波形Ｗａに相当する。なお、選択される燃圧センサ２０の残りの１つである、非噴射気筒の燃圧センサから取得した検出値の波形は、非噴射時センサ波形Ｗｂに相当する。
【００５０】
そして通信回路３１は、所定の気筒に対応する燃圧センサ２０から噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを連続して取得するように、図４に示す如く選択する２つの燃圧センサ２０を切り替える。図４（ａ）は、上記切り替えの一例を示すタイムチャートであり、縦軸は上段から順に＃１，＃３，＃４，＃２の燃圧センサ２０を示し、横軸は燃焼行程が＃１，＃３，＃４，＃２，＃１・・・の順に繰り返し実施されている場合の経過時間を示す。
【００５１】
図４（ａ）の例では、＃１が燃焼行程である期間Ａ１及び排気行程である期間Ａ２は、＃１の燃圧センサ２０の検出値を連続して取得し、その後、＃４が燃焼行程である期間Ａ３及び排気行程である期間Ａ４は、＃４の燃圧センサ２０の検出値を連続して取得するよう、上記切り替えを実施している。また、＃３が燃焼行程である期間Ｂ１及び排気行程である期間Ｂ２は、＃３の燃圧センサ２０の検出値を連続して取得し、その後、＃２が燃焼行程である期間Ｂ３及び排気行程である期間Ｂ４は、＃２の燃圧センサ２０の検出値を連続して取得するよう、上記切り替えを実施している。
【００５２】
図５は、図４の燃焼サイクルに対応した各気筒での燃圧変化を示す図であり、上述の如く切り替えを実施すると、例えば＃１気筒の燃料噴射弁１０(#1)から燃料を噴射している時には、＃１気筒（表気筒）の燃圧センサ２０による検出圧力（噴射時センサ波形Ｗａ(#1)）が取得されると同時に、＃２気筒（裏気筒）の燃圧センサ２０による検出圧力（非噴射時センサ波形Ｗｂ(#2)）が取得されることとなる（図５（ａ）参照）。
【００５３】
その後、＃３気筒での燃料噴射時には、＃３気筒（表気筒）での噴射時センサ波形Ｗａ(#3)が取得されると同時に、＃１気筒（裏気筒）での非噴射時センサ波形Ｗｂ(#1)が取得される（図５（ｂ）参照）。以降も同様にして、＃４気筒での燃料噴射時には噴射時センサ波形Ｗａ(#4)及び非噴射時センサ波形Ｗｂ(#3)が同時に取得され（図５（ｃ）参照）、＃２気筒での燃料噴射時には噴射時センサ波形Ｗａ(#2)及び非噴射時センサ波形Ｗｂ(#4)が同時に取得される（図５（ｄ）参照）。
【００５４】
このように取得した噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂは、図３を用いて先述した噴射波形Ｗの抽出に用いられる（Ｗ＝Ｗａ−Ｗｂ）。例えば＃１気筒で噴射に起因する燃圧変化を表す噴射波形Ｗ(#1-2)は、噴射時センサ波形Ｗａ(#1)から非噴射時センサ波形Ｗｂ(#2)を差し引くことで演算され、図５（ａ）中の最下段に示す波形となる。同様にして、各気筒での噴射に起因した燃圧変化を表す噴射波形Ｗ(#3-1)，Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)は、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）中の最下段に示す波形となる。
【００５５】
ちなみに、図４（ａ）の例では、燃圧センサ２０の検出値を連続して取得するにあたり、表気筒の噴射時センサ波形Ｗａを取得した後に、裏気筒の非噴射時センサ波形Ｗｂを取得している。これに対し、図４（ｂ）に示す如く、裏気筒の非噴射時センサ波形Ｗｂを取得した後に、表気筒の噴射時センサ波形Ｗａを取得するようにしてもよい。
【００５６】
ここで、燃圧センサ２０の検出値は、燃圧センサ２０の経年劣化等が原因で実際の圧力値からずれてくる場合がある。例えば、＃１気筒の燃圧センサ２０(#1)の検出値が実際の燃圧よりも低くなる（マイナス側にずれる）と、＃１気筒に対応する噴射時センサ波形Ｗａ(#1)及び非噴射時センサ波形Ｗｂ(#1)は、図５の最上段中の実線に示す波形となる。なお、最上段中の点線に示す波形は実際の燃圧変化を示す波形である。
【００５７】
そして、このような検出ずれが生じると、噴射に起因した実際の燃圧変化から噴射波形Ｗがずれてしまうので、噴射率波形の演算精度が悪くなり、噴射状態を精度良く目標噴射状態に制御することができなくなる。その結果、排気エミッションの悪化や出力トルク低下を招く等、エンジンの運転状態を十分に最適化できなくなる。
【００５８】
そこで本実施形態では、上述の如く取得したセンサ波形Ｗａ，Ｗｂを用いて、燃圧センサ２０の検出ずれ有無を次のように判定している。図６は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータによる上記判定の処理手順を示すフローチャートであり、当該処理は所定周期で繰り返し実行される。
【００５９】
先ず、図６に示すステップＳ１０（噴射時センサ波形取得手段、非噴射時センサ波形取得手段）において、図４及び図５を用いて先述した噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを順次取得する。続くステップＳ１１（噴射波形抽出手段）では、ステップＳ１０で取得した噴射時センサ波形Ｗａから非噴射時センサ波形Ｗｂを減算して、図５中の最下段に示す噴射波形Ｗを抽出する。
【００６０】
続くステップＳ１２では、後に実施する検出ずれ判定に用いる基準噴射波形Ｗbaseを算出する。この基準噴射波形Ｗbaseは、検出ずれが生じていない場合の噴射波形を想定したものであり、例えば、連続して得られた噴射波形Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)，Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)の平均値を演算し、その平均値からなる波形（平均噴射波形）を基準噴射波形Ｗbaseとして算出する。
【００６１】
続くステップＳ１３（第１−第２偏差算出手段、第３−第１偏差算出手段）では、各気筒の噴射波形Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)，Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)から基準噴射波形Ｗbaseを減算することで、基準噴射波形Ｗbaseに対する噴射波形Ｗの偏差ΔＷ(#1-2)，ΔＷ(#3-1)，ΔＷ(#4-3)，ΔＷ(#2-4)を算出する。なお、＃１気筒の燃圧センサ２０(#1)の検出値がマイナス側にずれている図５の例では、Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)，Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)の平均値はＷ(#4-3)，Ｗ(#2-4)と一致することとなる。よって、偏差ΔＷ(#4-3)，ΔＷ(#2-4)はゼロとなる。一方、検出ずれが生じている燃圧センサ２０(#1)のセンサ波形に基づいた噴射波形Ｗ(#1-2)の偏差ΔＷ(#1-2)はマイナスとなり、噴射波形Ｗ(#3-1)の偏差ΔＷ(#3-1)はプラスとなる。
【００６２】
続くステップＳ１４（検出ずれ判定手段）では、ステップＳ１３で算出した各気筒の偏差ΔＷ(#1-2)，ΔＷ(#3-1)，ΔＷ(#4-3)，ΔＷ(#2-4)に基づき、各気筒の燃圧センサ２０(#1)，２０(#2)，２０(#3)，２０(#4)のいずれかに検出ずれが生じているか否かを、図７の判定表に従って判定する。
【００６３】
図５にて例示したように、＃１気筒の燃圧センサ２０(#1)の検出値がマイナス側にずれている場合には、ΔＷ(#1-2)＝マイナス、ΔＷ(#3-1)＝プラス、ΔＷ(#4-3)＝０、ΔＷ(#2-4)＝０となる筈である。よって、これらの偏差ΔＷが図７に示す判定パターンＪ１である場合には、＃１気筒の燃圧センサ２０(#1)の検出値がずれていると判定するとともに、その検出ずれはマイナス側に生じていると判定する。一方、燃圧センサ２０(#1)の検出値がプラス側にずれている場合には、ΔＷ(#1-2)＝プラス、ΔＷ(#3-1)＝マイナス、ΔＷ(#4-3)＝０、ΔＷ(#2-4)＝０となる筈である。よって、これらの偏差ΔＷが判定パターンＪ２である場合には、＃１気筒の燃圧センサ２０(#1)の検出値がプラス側にずれていると判定する。
【００６４】
同様にして、判定パターンＪ３である場合には＃３気筒の燃圧センサ２０(#3)の検出値がマイナス側に、判定パターンＪ４である場合には燃圧センサ２０(#3)の検出値がプラス側にずれていると判定する。また、判定パターンＪ５〜Ｊ８の場合も同様に判定する。
【００６５】
要するに、複数気筒のいずれかにおいて燃圧センサ２０に検出ずれが生じると、算出した複数の偏差ΔＷのうちの２つが基準噴射波形Ｗbaseからずれることとなる。この場合、ずれが生じた２つの偏差ΔＷのいずれにも関与している気筒の燃圧センサ２０に検出ずれが生じていると判定できる。そして、ずれが生じた２つの偏差ΔＷの正負に基づけば、検出ずれが生じている燃圧センサ２０の検出値がプラス及びマイナスのいずれにズレているかを、図７の判定表に従って判定できる。
【００６６】
ちなみに、全ての偏差ΔＷがゼロである場合には、いずれの気筒の燃圧センサ２０にも検出ずれが生じていないと判定する。そして、このように検出ずれが生じていないと判定された場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、図６の処理を一旦終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ１４による検出ずれ判定により、いずれかの気筒の燃圧センサ２０に検出ずれが生じていると判定されれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１６（補正手段）において、検出ずれ有りと判定された燃圧センサ２０の検出値を、その気筒に該当する偏差ΔＷに基づき補正する。そして以降の噴射制御では、補正した検出値に基づく噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを用いて噴射波形Ｗを算出し、当該噴射波形Ｗに基づき噴射率波形を推定して、先述した噴射マップの噴射指令信号を補正する。
【００６８】
なお、ステップＳ１３において、「第１−第２偏差算出手段」により算出される偏差、及び「第３−第１偏差算出手段」により算出される偏差の各々は、＃１気筒が噴射気筒である場合には、偏差ΔＷ(#1-2)及び偏差ΔＷ(#3-1)に相当する。この場合には、＃１気筒に対応する燃圧センサ２０(#1)についての検出ずれを判定できる。この場合、＃１気筒が「第１気筒」、＃２気筒が「第２気筒」、＃３気筒が「第３気筒」に相当する。
【００６９】
また、＃３気筒が噴射気筒である場合には、「第１−第２偏差算出手段」により算出される偏差、及び「第３−第１偏差算出手段」により算出される偏差の各々は、偏差ΔＷ(#3-1)及び偏差ΔＷ(#4-3)に相当する。この場合には、＃３気筒に対応する燃圧センサ２０(#3)についての検出ずれを判定できる。この場合、＃３気筒が「第１気筒」、＃１気筒が「第２気筒」、＃４気筒が「第３気筒」に相当する。
【００７０】
同様にして、＃４気筒が噴射気筒である場合には、偏差ΔＷ(#4-3)及び偏差ΔＷ(#2-4)に相当し、燃圧センサ２０(#4)についての検出ずれを判定できる。この場合、＃４気筒が「第１気筒」、＃３気筒が「第２気筒」、＃２気筒が「第３気筒」に相当する。＃２気筒が噴射気筒である場合には、偏差ΔＷ(#2-4)及び偏差ΔＷ(#1-2)に相当し、燃圧センサ２０(#2)についての検出ずれを判定できる。この場合、＃２気筒が「第１気筒」、＃４気筒が「第２気筒」、＃１気筒が「第３気筒」に相当する。
【００７１】
以上により、本実施形態によれば、全ての気筒の燃圧センサ２０からセンサ波形を同時に取得することを不要にして、噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂの２つを同時に取得するだけで、いずれの燃圧センサ２０に検出ずれが生じているか、及び検出ずれの向きを判定できる。よって、燃圧センサ２０と通信に用いる通信回路３１を４つ同時に受信可能な回路にすることなく検出ずれを判定できる。
【００７２】
しかも、上述した検出ずれの判定を、噴射時センサ波形Ｗａから非噴射時センサ波形Ｗｂを差し引いて抽出した噴射波形Ｗを用いて実施するので、噴射率変化を示す波形（噴射率波形）の推定に用いる噴射波形Ｗを利用して検出ずれを判定できる。よって、検出ずれ判定専用の波形を燃圧センサ検出値から生成することを不要にできる。
【００７３】
さらに、検出ずれ判定に用いた偏差ΔＷに基づき、検出ずれが生じている燃圧センサ２０の検出値を補正するので、噴射率波形の演算精度が向上でき、噴射状態を精度良く目標噴射状態に制御することができるようになる。よって、エンジンの運転状態を十分に最適化して、排気エミッションの低減及び出力トルク向上を促進できる。
【００７４】
（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。
【００７５】
・図４（ａ）に示す上記実施形態では、エンジンのピストンが上死点又は下死点に位置する時点から３６０クランク角度に相当する期間であって、図４（ａ）中の符号Ｍ(#3)に示す期間（取得期間Ｍ(#3)）に、噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを連続して取得している。つまり、センサ波形Ｗａ，Ｗｂの取得開始時期を、上死点又は下死点に位置する時点としている。これに対し、センサ波形Ｗａ，Ｗｂの取得開始時期を、該当する気筒の燃料噴射開始時期に応じて可変設定してもよく、例えば、先述した取得期間Ｍ(#3)を、符号Ｍ’(#3)に示す如く上死点位置よりも進角側にずらしたり、遅角側にずらしたりしてもよい。
【００７６】
例えば、１燃焼サイクル中に同一の燃料噴射弁１０から複数回噴射させる多段噴射を実施するにあたり、パイロット噴射＋メイン噴射の２段で噴射する場合と、メイン噴射＋ポスト噴射の２段で噴射するとではメイン噴射の噴射開始時期が大きく変わってくる。そこで、メイン噴射に対する噴射時センサ波形Ｗａの取得開始時期を、ピストン上死点時点に限ることなく燃料噴射開始時期に応じて可変設定すれば、燃料噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を、噴射時センサ波形Ｗａに確実に含ませることができる。
【００７７】
・仮に、全ての燃圧センサ２０について検出ずれが生じていなかったとしても、目標噴射状態を変化させている過渡時には、連続して順次取得する噴射時センサ波形Ｗａの値は一致しなくなる。すると、検出ずれ判定に用いる各々の偏差ΔＷも一致しなくなり、検出ずれが生じていると誤判定するおそれがある。この点を鑑みて、目標噴射状態（又は噴射率推定波形から検出される実噴射状態）が所定範囲内で変動するような安定状態の時に、噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを順次取得して検出ずれ判定を実施することが望ましい。例えば、各気筒の指令噴射量が同一（又は所定範囲内）となっている時に、両センサ波形Ｗａ，Ｗｂを順次取得して検出ずれ判定を実施すればよい。
【００７８】
・仮に、全ての燃圧センサ２０について検出ずれが生じていなかったとしても、レール圧が急激に変化している時には、連続して順次取得する非噴射時センサ波形Ｗｂの値は一致しなくなる。すると、検出ずれ判定に用いる各々の偏差ΔＷも一致しなくなり、検出ずれが生じていると誤判定するおそれがある。この点を鑑みて、目標レール圧（又は非噴射時センサ波形Ｗｂから検出される実レール圧）が所定範囲内で変動するような安定状態の時に、非噴射時センサ波形Ｗｂ及び噴射時センサ波形Ｗａを順次取得して検出ずれ判定を実施することが望ましい。
【００７９】
・先に説明した通り、高圧ポンプ４１はプランジャの往復動に同期して燃料を圧送する。そのため、燃料圧送期間中にはコモンレール４２内の燃圧は上昇し、その上昇に伴って非噴射時センサ波形Ｗｂも上昇することとなる。一方、燃料圧送していない期間には、噴射気筒での燃料を噴射した分だけコモンレール４２内の燃圧は低下し、その低下に伴って非噴射時センサ波形Ｗｂも低下する（図５参照）。そして、図５に示す上記実施形態では、燃料圧送していない期間に取得した非噴射時センサ波形Ｗｂによる噴射波形Ｗを用いて、検出ずれ判定に用いる偏差ΔＷを算出している。これに対し、燃料圧送期間中に取得した非噴射時センサ波形Ｗｂによる噴射波形Ｗを用いて、検出ずれ判定に用いる偏差ΔＷを算出してもよい。
【００８０】
・ステップＳ１４の検出ずれ判定を実施するにあたり、ステップＳ１３で算出した各偏差ΔＷが所定の閾値ＴＨ未満であれば、偏差ΔＷをゼロとみなして判定するようにしてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、連続して得られた噴射波形Ｗ(#1-2)，Ｗ(#3-1)，Ｗ(#4-3)，Ｗ(#2-4)の平均値を演算し、その平均値からなる波形を基準噴射波形Ｗbaseとして算出している。すなわち、第１−第２噴射波形及び第３−第１噴射波形の平均を表した平均噴射波形を基準噴射波形Ｗbaseとしている。これに対し、燃料噴射弁１０へ出力される噴射指令信号又は目標噴射状態に基づき推定噴射波形Ｗ’をマップ等を用いて演算し、その推定噴射波形Ｗ’を基準噴射波形Ｗbaseとして用いるようにしてもよい。
【００８２】
・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に燃圧センサを搭載してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…燃料噴射弁、１１ｂ…噴孔、２０…燃圧センサ、４２…コモンレール（分配容器）、４２ａ…吐出口、Ｓ１０…噴射時センサ波形取得手段、非噴射時センサ波形取得手段、Ｓ１１…噴射波形抽出手段、Ｓ１３…第１−第２偏差算出手段、第３−第１偏差算出手段、Ｓ１４…検出ずれ判定手段、Ｗａ…噴射時センサ波形、Ｗｂ…非噴射時センサ波形、Ｗbase…基準噴射波形。
【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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【図６】
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【図７】
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