(57)【要約】【課題】噴射状態を精度良く検出することと、演算処理負荷の軽減との両立を図った燃料噴射状態検出装置を提供する。【解決手段】第２ローパスフィルタ３３（フィルタ手段）により、噴射時検出波形Ｗから所定周波数以上の高周波数成分を除去して供給圧波形成分Ｗｂを抽出する。その後、減算器３４（噴射圧波形算出手段）により、噴射時検出波形Ｗから供給圧波形成分Ｗｂを差し引いて噴射圧波形成分Ｗｃを算出する。そして、噴射率波形演算器３５（噴射状態推定手段）により、噴射圧波形成分Ｗｃに基づき噴射率波形（燃料噴射状態）を推定する。これによれば、非噴射気筒に対応する燃圧センサを用いることなく供給圧波形成分Ｗｂを取得できるので、実際の噴射状態を表した噴射圧波形成分Ｗｃを精度良く検出することと、燃圧センサの検出値から検出波形を生成するＥＣＵの演算処理の負荷軽減との両立を図ることができる。【選択図】      図４
2012013036.tif 000002
【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、
複数の前記燃料噴射弁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燃料噴射弁に対応する燃圧センサにより検出された圧力の波形である、噴射時検出波形を取得する検出波形取得手段と、
前記噴射時検出波形から所定周波数以上の高周波数成分を除去して、前記分配容器内の分配供給圧力の変化を表した供給圧波形成分を抽出するフィルタ手段と、
前記噴射時検出波形から前記供給圧波形成分を差し引いて、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分を算出する噴射圧波形算出手段と、
前記噴射圧波形成分に基づき、前記噴孔からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射状態検出装置。
【請求項２】
前記フィルタ手段により除去される高周波数成分に、噴射開始に伴い燃圧低下を開始してから噴射終了に伴い燃圧上昇が終了するまでの波形成分が含まれるよう、前記所定周波数を設定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】
前記フィルタ手段により除去される高周波数成分に、前記燃料ポンプから前記分配容器へ燃料が圧送されることに伴い燃圧上昇する波形成分が含まれることのないよう、前記所定周波数を設定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】
前記噴射時検出波形から、前記所定周波数よりもさらに高周波数以上のノイズ成分を除去するノイズフィルタ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燃料噴射状態を推定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１〜３等には、コモンレール（分配容器）の吐出口から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（噴射時検出波形）に基づき噴射率波形を推定することで、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。
【０００３】
但し、噴射時検出波形は、噴射による影響のみを表しているわけではなく、以下に例示する噴射以外の影響で生じた波形成分をも含んでいる。すなわち、燃料タンクの燃料をコモンレールへ圧送する燃料ポンプがプランジャポンプの如く間欠的に燃料を圧送するものである場合には、燃料噴射中にポンプ圧送が行われると、そのポンプ圧送期間中における噴射時検出波形は全体的に圧力が高くなった波形となる。つまり、噴射時検出波形Ｗ（図３（ａ）参照）には、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分Ｗｃ（図３（ｄ）参照）と、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した波形成分Ｗｂ（図３（ｃ）中の実線参照）とが含まれていると言える。
【０００４】
また、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。そのため、噴射時検出波形は全体的に圧力が低くなった波形となる。つまり、噴射時検出波形Ｗには、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分Ｗｃと、噴射システム内全体の燃圧低下を表した波形成分Ｗｂ’（図３（ｃ）中の点線参照）とが含まれていると言える。
【０００５】
そこで特許文献３記載の発明では、噴射していない気筒の燃料噴射弁に対応する燃圧センサ（非噴射気筒センサ）により検出される波形はコモンレール内の燃圧（噴射システム内全体の燃圧）の変化を表していることに着目し、噴射中の気筒の燃料噴射弁に対応する燃圧センサ（噴射気筒センサ）により検出された噴射時検出波形から、非噴射気筒センサによる検出波形を差し引いて噴射圧波形成分を演算している。このようにして得られた噴射圧波形成分に基づき噴射率波形を推定すれば、実際の噴射状態を精度良く検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３００４号公報
【特許文献２】特開２００９−５７９２４号公報
【特許文献３】特許第４４２４３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献３記載の手法では、噴射気筒センサによる検出値から噴射時検出波形を生成すると同時に、非噴射気筒センサによる検出値から検出波形を生成することを要するので、これらの検出波形を生成する演算処理負荷が大きくなる。
【０００８】
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、噴射状態を精度良く検出することと、演算処理負荷の軽減との両立を図った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】
【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、複数の前記燃料噴射弁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。
【００１１】
そして、複数の前記燃圧センサのうち燃料噴射中の燃料噴射弁に対応する燃圧センサにより検出された圧力の波形である、噴射時検出波形を取得する検出波形取得手段と、前記噴射時検出波形から所定周波数以上の高周波数成分を除去して、前記分配容器内の分配供給圧力の変化を表した供給圧波形成分を抽出するフィルタ手段と、前記噴射時検出波形から前記供給圧波形成分を差し引いて、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分を算出する噴射圧波形算出手段と、前記噴射圧波形成分に基づき、前記噴孔からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、図３（ｄ）は噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分Ｗｃを例示し、図３（ｃ）中の実線は、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した波形成分Ｗｂを例示し、図３（ｃ）中の点線は、噴射システム内全体の燃圧低下を表した波形成分Ｗｂ’を例示する。このように、噴射圧波形成分Ｗｃは、ポンプ圧送等による噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’に比べて短時間で急激に変化する波形であり、Ｗｂ，Ｗｂ’に比べて高周波数の波形であると言える。したがって、噴射時検出波形Ｗ（図３（ａ）参照）から高周波数成分を除去すれば、ポンプ圧送等の波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を抽出することができる。本発明者はこの点に着目して上記発明を想起した。
【００１３】
上記発明は要するに、噴射時検出波形Ｗから所定周波数以上の高周波数成分を除去してポンプ圧送等の供給圧波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を抽出し（フィルタ手段）、噴射時検出波形Ｗから供給圧波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を差し引いて噴射圧波形成分Ｗｃを算出する（噴射圧波形算出手段）。そのため、特許文献３記載の如く非噴射気筒センサにより検出される燃圧の波形を必要とすることなく、噴射時検出波形Ｗからポンプ圧送等の波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’が除去された噴射圧波形成分Ｗｃを取得できる。
【００１４】
そして、このように取得した噴射圧波形成分Ｗｃに基づき燃料噴射状態を推定する上記発明によれば、実際の噴射状態を精度良く検出できる。したがって上記発明によれば、噴射状態を精度良く検出することと、燃圧センサの検出値から検出波形を生成する演算処理の負荷軽減との両立を図ることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記フィルタ手段により除去される高周波数成分に、噴射開始に伴い燃圧低下を開始してから噴射終了に伴い燃圧上昇が終了するまでの波形成分が含まれるよう、前記所定周波数を設定することを特徴とする。
【００１６】
上記発明によれば、噴射開始に伴い燃圧低下を開始してから噴射終了に伴い燃圧上昇が終了するまでの波形成分がフィルタ手段により除去されるので、供給圧波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を精度良く抽出でき、ひいては噴射状態推定手段による燃料噴射状態の推定精度を向上できる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、前記フィルタ手段により除去される高周波数成分に、前記燃料ポンプから前記分配容器へ燃料が圧送されることに伴い燃圧上昇する波形成分が含まれることのないよう、前記所定周波数を設定することを特徴とする。
【００１８】
図３（ｃ）に例示されるように、噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’のうち、ポンプ圧送による燃圧上昇波形成分Ｗｂは、噴射に伴い生じた噴射システム内全体の燃圧低下を表した燃圧低下波形成分Ｗｂ’に比べて燃圧変化が大きい。そのため、噴射時検出波形Ｗから燃圧上昇波形成分Ｗｂを除去することは、燃圧低下波形成分Ｗｂ’を除去することに比べて、噴射圧波形成分Ｗｃの算出精度向上に大きく寄与する。この点を鑑みた上記発明によれば、少なくともポンプ圧送による燃圧上昇波形成分Ｗｂがフィルタ手段により除去されるよう所定周波数を設定するので、噴射圧波形成分Ｗｃの算出精度向上を促進できる。
【００１９】
請求項４記載の発明では、前記噴射時検出波形から、前記所定周波数よりもさらに高周波数以上のノイズ成分を除去するノイズフィルタ手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
ここで、図３（ａ）に例示されるように、噴射時検出波形Ｗには各種要因によるノイズＮが含まれている。これに対し上記発明によれば、噴射圧波形算出手段の算出に用いる噴射時検出波形を、ノイズフィルタ手段によりノイズＮが除去された波形にできる。よって、噴射圧波形算出手段による噴射圧波形成分の算出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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る検出波形に基づく噴射圧波形成分Ｗｃを示す図。
【図３】（ａ）は噴射時検出波形Ｗ、（ｂ）はノイズ除去後の噴射時検出波形Ｗ、（ｃ）は供給圧波形成分Ｗｂ、（ｄ）は噴射圧波形成分Ｗｃを示す図。
【図４】噴射圧波形成分Ｗｃを算出するための各種手段を示す機能ブロック図。
【図５】噴射圧波形成分Ｗｃを算出する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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である検出波形と、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。なお、図２（ｃ）は後述する噴射圧波形成分Ｗｃを示すものであるが、ここでは単に「噴射圧波形」と呼ぶ。
【００３６】
噴射圧波形と噴射率波形とは以下に説明する相関があるため、検出された噴射圧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。
【００３７】
以上説明したように、噴射圧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、噴射圧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。
【００３８】
ここで、燃料噴射中の燃料噴射弁１０に対応する燃圧センサ２０からＥＣＵ３０へ出力された圧力検出信号を、ＥＣＵ３０にてＡ／Ｄ変換し、そのデジタル信号の変化を表した波形（噴射時検出波形Ｗ）は、図３（ａ）に例示される波形となる。この噴射時検出波形Ｗは、噴射による影響のみを表しているわけではなく、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変化を表した波形成分をも含んでいる。
【００３９】
すなわち、高圧ポンプ４１によるポンプ圧送が燃料噴射中に行われると、そのポンプ圧送期間中における噴射時検出波形Ｗは全体的に圧力が高くなった波形となる。つまり、噴射時検出波形Ｗ（図３（ａ）参照）には、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分Ｗｃ（図３（ｄ）参照）と、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した波形成分Ｗｂ（図３（ｃ）中の実線参照）とが含まれていると言える。
【００４０】
また、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体（つまりコモンレール４２、高圧配管４２ｂ及び高圧通路１１ａ等を含む燃料供給経路全体）の燃圧が低下する。そのため、噴射時検出波形Ｗは全体的に圧力が低くなった波形となる。つまり、噴射時検出波形Ｗには、噴射による燃圧変化を表した噴射圧波形成分Ｗｃと、噴射システム内全体の燃圧低下を表した波形成分Ｗｂ’（図３（ｃ）中の点線参照）とが含まれていると言える。
【００４１】
要するに、噴射時検出波形Ｗは分配供給圧力ＰＣや噴射システム内全体の燃圧変化の影響を受けているので、噴射時検出波形Ｗから前記波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’（供給圧波形成分に相当）を差し引けば、噴射時検出波形Ｗから分配供給圧力ＰＣやシステム内全体燃圧の変化による影響が除去される。図３（ｄ）中の実線は、このように差し引いて得られた波形成分（噴射圧波形成分Ｗｃ）を示している。
【００４２】
そこで本実施形態では、図４を用いて以下に説明するように噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を算出し、噴射時検出波形Ｗから波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を差し引いて噴射圧波形成分Ｗｃを算出している。
【００４３】
図４に示すように、ＥＣＵ３０は、以下に説明するＡ／Ｄ変換器３１、第１ローパスフィルタ３２、第２ローパスフィルタ３３、減算器３４、及び噴射率波形演算器３５を有している。Ａ／Ｄ変換器３１は、燃圧センサ２０からＥＣＵ３０へ出力された圧力検出信号をＡ／Ｄ変換して、図３に示す噴射時検出波形Ｗを生成する。
【００４４】
第１ローパスフィルタ３２（ノイズフィルタ手段）は、噴射時検出波形Ｗに含まれている電気ノイズ等の各種ノイズＮ（図３（ａ））を除去する。具体的には、カットオフ周波数を例えば３ｋＨｚに設定し、噴射時検出波形Ｗ中の３ｋＨｚ以上の周波数成分をカットして、３ｋＨｚ未満の周波数成分を抽出する。ちなみに、図３（ｂ）は、第１ローパスフィルタ３２によりノイズ除去された状態の噴射時検出波形Ｗａを示す。
【００４５】
第２ローパスフィルタ３３（フィルタ手段）は、噴射時検出波形Ｗａに含まれている所定周波数（例えば５００Ｈｚ）以上の高周波数成分を除去して、所定周波数未満の低周波数成分を抽出する。上記所定周波数（カットオフ周波数）は、第２ローパスフィルタ３３により除去される高周波数成分に噴射圧波形成分Ｗｃが含まれるように設定されている。具体的には、噴射圧波形成分Ｗｃのうち、噴射開始に伴い生じた変化点Ｐ１から噴射終了に伴い生じた変化点Ｐ５までの部分を半波長とした波形成分の周波数よりも低い周波数に、前記所定周波数を設定する。
【００４６】
さらに上記所定周波数は、第２ローパスフィルタ３３により除去される高周波数成分に、ポンプ圧送に伴い生じた供給圧の上昇を表した波形成分Ｗｂが含まれることのないように設定されている。また、第２ローパスフィルタ３３により除去される高周波数成分に、噴射量分に相当する噴射システム内全体の燃圧低下を表した波形成分Ｗｂ’や、以下に説明する変動波形が含まれることのないように設定されている。
【００４７】
すなわち、コモンレール４２内の圧力（レール圧）を高圧ポンプ４１や図示しない減圧弁等により制御するにあたり、その制御性が低下したことに伴い、噴射時検出波形Ｗａよりも長い周期で変動する波形成分（長周期波形成分）が噴射時検出波形Ｗに含まれるようになる。例えば、目標レール圧が変化した直後において、実レール圧を目標レール圧に合わせ込むよう制御する過渡期に、上述した長周期の変動が生じる。なお、この長周期波形成分の形状は先述した波形成分Ｗｂ’と同様の形状になることを想定しており、供給圧波形成分の一例として挙げられる。
【００４８】
以上により、上述の如く所定周波数が設定された第２ローパスフィルタ３３によれば、噴射時検出波形Ｗａに含まれている噴射圧波形成分Ｗｃを除去して、波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’が抽出されることとなる。
【００４９】
減算器３４（噴射圧波形算出手段）は、第１ローパスフィルタ３２によりノイズ除去された噴射時検出波形Ｗａから、第２ローパスフィルタ３３により抽出された噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を減算して差し引く演算を実施する。これにより、図３（ｄ）に示す噴射圧波形成分Ｗｃが算出される。噴射率波形演算器３５（噴射状態推定手段）は、図２を用いて先述した圧力波形と噴射率波形との相関に基づき、減算器３４で算出された噴射圧波形成分Ｗｃから噴射率波形を演算する。
【００５０】
図５は、上述の如く噴射時検出波形Ｗから噴射率波形を演算するに至るまでの手順を示すフローチャートであり、先ずステップＳ１０（検出波形取得手段）において、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータが、燃料噴射中の気筒＃１の燃料噴射弁１０に対応する燃圧センサ２０により検出された噴射時検出波形Ｗを取得する。
【００５１】
続くステップＳ２０では、第１ローパスフィルタ３２が、ノイズ除去された噴射時検出波形Ｗに含まれるノイズＮを除去する処理を実施する。続くステップＳ３０では、第２ローパスフィルタ３３が、噴射時検出波形Ｗａから噴射圧波形成分Ｗｃを除去して、噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を抽出する。
【００５２】
続くステップＳ４０では、減算器３４が、ノイズ除去された噴射時検出波形Ｗａから波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を差し引いて噴射圧波形成分Ｗｃを算出する。続くステップＳ５０では、噴射率波形演算器３５が、噴射圧波形成分Ｗｃに基づき噴射率波形を算出する。
【００５３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５４】
（１）燃料噴射中の気筒＃１に対応する燃圧センサ２０により検出された噴射時検出波形Ｗから、第２ローパスフィルタ３３により噴射圧波形成分Ｗｃを除去して波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を抽出するので、非噴射気筒＃２に対応する燃圧センサ２０を用いることなく噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を取得できる。そして、取得した波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’を噴射時検出波形Ｗから差し引いて噴射圧波形成分Ｗｃを算出するので、非噴射気筒＃２に対応する燃圧センサ２０による検出波形の生成を必要とすることなく、噴射圧波形成分Ｗｃを取得できる。よって、実際の噴射状態を表した噴射圧波形成分Ｗｃを精度良く検出することと、燃圧センサ２０の検出値から検出波形を生成するＥＣＵ３０の演算処理の負荷軽減との両立を図ることができる。
【００５５】
さらに、燃料気筒＃１に対応する燃圧センサ２０及び非噴射気筒＃２に対応する燃圧センサ２０の両センサから同時に検出値を取得することを不要にできるので、ＥＣＵ３０が前記両センサと同時に通信することを不要にできる。よって、ＥＣＵ３０と燃圧センサ２０との通信処理の煩雑化を回避でき、ＥＣＵ３０の通信処理負荷も軽減できる。
【００５６】
（２）第２ローパスフィルタ３３のカットオフ周波数は、噴射圧波形成分Ｗｃのうち、噴射開始に伴い生じた変化点Ｐ１から噴射終了に伴い生じた変化点Ｐ５までの部分が少なくとも除去されるように設定されている。よって、噴射圧波形成分Ｗｃの主要部分を確実に除去することができ、噴射以外の影響による波形成分Ｗｂ，Ｗｂ’の抽出精度を向上できる。その結果、噴射圧波形成分Ｗｃの算出精度を向上でき、ひいては噴射圧波形成分Ｗｃの算出精度を向上できる。
【００５７】
（３）第２ローパスフィルタ３３のカットオフ周波数は、ポンプ圧送に伴い生じた供給圧ＰＣの上昇を表した波形成分Ｗｂが除去されることのないように設定されている。よって、供給圧波形成分Ｗｂの抽出精度を向上できる。
【００５８】
（４）また、ポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料噴射した分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。このような噴射システム内全体の燃圧低下を表した波形成分Ｗｂ’が除去されることのないように第２ローパスフィルタ３３のカットオフ周波数は設定されている。よって、波形成分Ｗｂ’の抽出精度を向上できる。
【００５９】
（５）第２ローパスフィルタ３３の他に、ノイズ除去用の第１ローパスフィルタ３２を備えるので、減算器３４の演算に用いる噴射時検出波形Ｗから、各種要因によるノイズＮを十分に除去できる。よって、減算器３４による噴射圧波形成分Ｗｃの算出精度を向上できる。
【００６０】
（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。
【００６１】
・上記実施形態では、Ａ／Ｄ変換器３１によりＡ／Ｄ変換された後のデジタル信号を対象として、デジタルフィルタ（第２ローパスフィルタ３３）を用いて噴射時検出波形Ｗから噴射圧波形成分Ｗｃを除去しているが、Ａ／Ｄ変換される前のアナログ信号を対象として、アナログフィルタ（図示せず）を用いて噴射時検出波形Ｗから噴射圧波形成分Ｗｃを除去するようにしてもよい。また、第１ローパスフィルタ３２についても同様にして、デジタルフィルタに限らずアナログフィルタに変更してもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、第２ローパスフィルタ３３とは別にノイズ除去用の第１ローパスフィルタ３２を備えているが、第１ローパスフィルタ３２を廃止して、第２ローパスフィルタ３３によりノイズ除去を兼用させてもよい。
【００６３】
・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】
【００６４】
１０…燃料噴射弁、１１ｂ…噴孔、２０…燃圧センサ、３２…第１ローパスフィルタ（ノイズフィルタ手段）、３３…第２ローパスフィルタ（フィルタ手段）、３４…減算器（噴射圧波形算出手段）、３５…噴射率波形演算器（噴射状態推定手段）、４２…コモンレール（分配容器）、Ｓ１０…検出波形取得手段、Ｓ４０…噴射圧波形算出手段、Ｓ５０…噴射率波形演算器。
【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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