(57)【要約】【課題】実際の噴射状態を精度良く制御することを図った燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃圧センサの検出値に基づき、噴射率の変化を表した噴射率波形のパラメータ（例えば噴射終了時期Ｒ４）を取得するパラメータ取得手段３３ａと、燃料噴射弁へ出力された噴射指令信号（例えば通電期間Ｔｑ）及びその信号に対応するパラメータＲ４を学習値として記憶する学習手段３３ｂと、噴射指令信号Ｔｑの変化に伴いパラメータＲ４が周期的に変化することを表したモデル波形Ｍ３が記憶されたメモリ３２（記憶手段）と、学習値間に位置する噴射指令信号Ｔｑ及びその信号に位置するパラメータＲ４の値を、モデル波形Ｍ３を用いて学習値を補間して算出する補間手段３３ｃと、を備える。【選択図】      図２
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【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に基づき、噴射率の変化を表した噴射率波形のパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記燃料噴射弁へ出力された噴射指令信号及びその信号に対応する前記パラメータを学習値として記憶する学習手段と、
前記噴射指令信号の変化に伴い前記パラメータが変化することを表したモデル波形が記憶された記憶手段と、
前記噴射指令信号及びその信号に対応する前記パラメータの値を、前記モデル波形を用いて前記学習値を補間して算出する補間手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記燃料噴射弁へ供給される燃料の供給圧に応じて異なる波形に設定された複数種類の前記モデル波形を記憶しており、
前記補間手段は、前記供給圧に応じた前記モデル波形を用いて前記補間を実施することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、燃料温度に応じて異なる波形に設定された複数種類の前記モデル波形を記憶しており、
前記補間手段は、前記燃料温度に応じた前記モデル波形を用いて前記補間を実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射弁は、前記噴孔を開閉する弁体、及び前記弁体を内部に収容するとともに前記燃圧センサが取り付けられたボデーを有して構成されており、
前記ボデーには、前記噴孔、前記噴孔へ燃料を流通させる高圧通路、及び前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ燃料を流通させる分岐通路が形成されてい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制御装置。
【請求項５】
前記パラメータは、燃料噴射が終了して噴射率がゼロになる噴射終了時期、燃料噴射終了に伴い噴射率が低下を開始する時期、及び燃料噴射終了に伴い噴射率が低下する傾きの少なくとも１つであ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制御する燃料噴射制御装置に関する。
【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。
【０００３】
そこで特許文献１，２等には、コモンレール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の波形（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、圧力波形に基づけば噴射率波形を推定でき、ひいては噴射終了時期や噴射量等の噴射状態の把握が可能となる。
【０００４】
これによれば、燃料噴射弁へ出力した噴射指令信号と実際の噴射状態（噴射率波形）との関係を学習することができ、この学習値に基づき次回からの噴射指令信号を設定すれば、噴射状態を所望する状態に精度良く制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上記学習に関し、本発明者は燃料噴射弁への通電期間（噴射指令信号）に対応する、噴射終了時期（噴射率波形のパラメータ）の値を学習値として記憶更新していくことを検討した。すると、通電期間と噴射終了時期との関係は単純な比例関係ではなく、図４（ａ）中の実線に例示する如く周期的に変化することが分かった。そのため、例えば学習領域Ａ１〜Ａ５の各々の学習値Ｇ１〜Ｇ５を図４（ａ）中の一点鎖線に示す如く線形補間してしまうと、実際の通電期間−噴射終了時期の関係からずれた関係に基づき通電期間を設定することとなり、噴射終了時期を精度良く制御できなくなる。
【０００７】
ちなみに、通電期間−噴射終了時期の関係が図４（ａ）中の実線の如く周期的に変化する原因について、本発明者は次のように考察した。例えば図１に例示する燃料噴射弁１０の場合には、ボデー１１内に、噴孔１１ｂへ燃料を流通させる高圧通路１１ａ、及び高圧通路１１ａから分岐して燃圧センサ２０へ燃料を流通させる分岐通路１１ｅが形成されている。そして、燃料噴射に伴い噴孔１１ｂで生じた燃圧変化の脈動は、高圧通路１１ａを伝播していくが、その脈動の一部は分岐通路１１ｅ内にて共振する。この共振が原因で、通電期間−噴射終了時期の関係は周期的に変化すると考えられる。
【０００８】
また、図５に例示する如く、高圧通路１１ａの近傍に燃圧センサ２００を取り付けて分岐通路１１ｅを廃止した燃料噴射弁であっても、例えばフィルタ１７が取り付けられる大径通路１１ｆにて脈動の共振が生じることに起因して、通電期間−噴射終了時期の関係は周期的に変化する。
【０００９】
また、このような周期的な変化は、図４に例示する通電期間と噴射終了時期との関係に限って現れるものではなく、例えば、通電期間と噴射量（噴射率波形の面積）との関係、通電開始時期と噴射開始時期（噴射率上昇開始時期）との関係等、噴射指令信号と噴射率波形のパラメータとの関係であれば現れる。
【００１０】
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、燃料の噴射状態を精度良く制御することを図った、燃料噴射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】
【００１１】
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。
【００１２】
請求項１記載の発明では、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。
【００１３】
そして、前記燃圧センサの検出値に基づき、噴射率の変化を表した噴射率波形のパラメータを取得するパラメータ取得手段と、前記燃料噴射弁へ出力された噴射指令信号及びその信号に対応する前記パラメータを学習値として記憶する学習手段と、前記噴射指令信号の変化に伴い前記パラメータが周期的に変化することを表したモデル波形が記憶された記憶手段と、前記噴射指令信号及びその信号に対応する前記パラメータの値を、前記モデル波形を用いて前記学習値を補間して算出する補間手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明者は、「噴射指令信号が変化すると噴射率波形のパラメータは周期的に変化する」との知見を得た。そこで上記発明では、噴射指令信号の変化に伴いパラメータが周期的に変化することを表したモデル波形を、試験等により予め取得しておき、記憶手段に記憶しておく。そして、学習値間に位置する噴射指令信号及びパラメータの値については、記憶させておいたモデル波形を用いて学習値を補間して算出する。よって、学習値間に位置する噴射指令信号とパラメータの関係を高精度で算出することができるので、この算出結果に基づき噴射指令信号を設定すれば、実際の噴射状態を所望する状態に精度良く制御できる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記記憶手段は、前記燃料噴射弁へ供給される燃料の供給圧に応じて異なる波形に設定された複数種類の前記モデル波形を記憶しており、前記補間手段は、前記供給圧に応じた前記モデル波形を用いて前記補間を実施することを特徴とする。
【００１６】
本発明者は、「噴射指令信号の変化に伴うパラメータの変化は、燃料噴射弁へ供給される燃料の供給圧に応じて異なるパターンの変化になる」といった事実を、各種試験を実施したことにより見出した。この点を鑑みた上記発明では、供給圧に応じたモデル波形を用いて補間するので、学習値間の噴射指令信号とパラメータとの関係をより一層高精度で算出できる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、前記記憶手段は、燃料温度に応じて異なる波形に設定された複数種類の前記モデル波形を記憶しており、前記補間手段は、前記燃料温度に応じた前記モデル波形を用いて前記補間を実施することを特徴とする。
【００１８】
本発明者は、「噴射指令信号の変化に伴うパラメータの変化は、燃料温度に応じて異なるパターンの変化になる」といった事実を、各種試験を実施したことにより見出した。この点を鑑みた上記発明では、燃料温度に応じたモデル波形を用いて補間するので、学習値間の噴射指令信号とパラメータとの関係をより一層高精度で算出できる。
【００１９】
請求項４記載の発明では、前記燃料噴射弁は、前記噴孔を開閉する弁体、及び前記弁体を内部に収容するとともに前記燃圧センサが取り付けられたボデーを有して構成されており、前記ボデーには、前記噴孔、前記噴孔へ燃料を流通させる高圧通路、及び前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ燃料を流通させる分岐通路が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成の燃料噴射弁の場合、燃料噴射に伴い噴孔で生じた燃圧変化の脈動は高圧通路を伝播していくが、その脈動の一部は分岐通路内にて共振し、この共振が原因で、噴射指令信号の変化に対する噴射率波形パラメータの周期的な変化は顕著になる。よって、このような周期的な変化が顕著に現れる燃料噴射弁に、モデル波形を用いて補間するといった上記各発明を適用すれば、学習値間の噴射指令信号とパラメータとの関係を高精度で算出できるといった上述の効果が顕著に発揮される。
【００２１】
請求項５記載の発明では、前記パラメータは、燃料噴射が終了して噴射率がゼロになる噴射終了時期、燃料噴射終了に伴い噴射率が低下を開始する時期、及び燃料噴射終了に伴い噴射率が低下する傾きの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００２２】
先述した分岐通路内等で生じる共振は、燃料噴射に伴い噴孔で生じた燃圧変化の脈動が共振場所にまで伝播された後に生じるものである。そのため、噴射率波形のうち噴射開始直後の部分の波形に関するパラメータ（例えば噴射開始時期、最大噴射率到達時期、噴射率上昇の傾き等）よりも、噴射終了に伴い噴射率が低下していく部分の波形に関するパラメータ（例えば噴射終了時期、噴射率低下開始時期、噴射率低下の傾き）の方が、噴射指令信号の変化に対する噴射率波形パラメータの周期的な変化は顕著に現れる。よって、このような周期的な変化が顕著に現れるパラメータを適用した上記発明によれば、学習値間の噴射指令信号とパラメータとの関係を高精度で算出できるといった上述の効果が顕著に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料噴射制御装置が適用される、燃料噴射システムの概略を示す図。
【図２】図１に示すＥＣＵが噴射指令信号を設定するよう機能している時の状態を示す機能ブロック図。
【図３】（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値に基づく圧力波形を示す図。
【図４】（ａ）は、図３の噴射指令信号設定手段が用いる指令マップＭ２を示し、（ｂ）〜（ｄ）は、図３の補間手段が用いるモデル波形Ｍ３を示す。
【図５】本発明が適用される燃料噴射弁の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図２に示すように、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手段（目標噴射状態算出手段３１）を有する。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Ｍ１にして、メモリ３２に予め記憶させておく。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Ｍ１を参照して目標噴射状態を算出する。
【００３１】
さらにＥＣＵ３０は、算出した目標噴射状態に基づき噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する手段（噴射指令信号設定手段３３）を有する。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Ｍ２にして、メモリ３２に予め記憶させておく。そして、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップＭ２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。
【００３２】
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（噴射率波形のパラメータ）と出力した噴射指令信号（パルスオン時期ｔ１、パルスオフ時期ｔ２及び通電期間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Ｍ２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。
【００３３】
但し、目標噴射状態に対応する噴射指令信号の学習値が存在しない場合には、既存する複数の学習値を補間して目標噴射状態に対応する噴射指令信号を算出することが必要となる。この補間手法については後に詳述する。
【００３４】
次に、燃圧センサ２０のハード構成について図１を用いて説明する。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、先述した指令マップＭ２中の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。
【００３７】
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３を用いて説明する。
【００３８】
図３（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、指令信号の通電期間（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。
【００３９】
図３（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３（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（圧力波形）を示す。
【００４０】
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３（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。
【００４１】
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３（ｂ）中の網点部分の面積）、最大噴射率Ｒｈ、噴射率上昇速度Ｒα，噴射率下降速度Ｒβ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。
【００４２】
噴射率波形の推定手法についてより詳細に説明すると、上述した噴射開始時期Ｒ１、最大噴射率到達時期Ｒ２、噴射率低下開始時期Ｒ３、噴射終了時期Ｒ４、噴射量等のパラメータが特定されれば、台形形状の噴射率波形を特定することができる。つまり、圧力波形から上記各種パラメータを算出すれば噴射率波形を算出できる。
【００４３】
具体例を列挙すると、例えば、検出した圧力波形中に変化点Ｐ１，Ｐ２が出現した時期を検出し、その検出時期から遅れ時間Ｃ１，Ｃ３を減算して、噴射開始時期Ｒ１及び噴射率低下開始時期Ｒ３を算出する。また、圧力下降速度Ｐα及び上昇速度Ｐβを検出し、その検出値を所定の変換値で変換して、噴射率上昇速度Ｒα及び噴射率下降速度Ｒβを算出する。また、圧力最大降下量Ｐ１−Ｐ２を検出し、その検出値を所定の変換値で変換して、最大噴射率Ｒｈを算出する。また、上述の如く算出した噴射率低下開始時期Ｒ３及び噴射率下降速度Ｒβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。
【００４４】
なお、このようにして検出した圧力波形に基づき噴射率波形のパラメータを算出して取得する手段（パラメータ取得手段３３ａ）は、図２に示す如く噴射指令信号設定手段３３が有する。さらに、噴射指令信号設定手段３３が有する学習手段３３ｂは、噴射率波形のパラメータ算出に用いた圧力波形に対応する噴射指令信号と、算出した前記パラメータとを関連付けする。そして、関連付けられた噴射指令信号及びパラメータである学習値を、指令マップＭ２に記憶して更新させる。
【００４５】
図４（ａ）は、指令マップＭ２の一例を示しており、噴射指令信号が通電期間Ｔｑであり、噴射率波形のパラメータが噴射終了時期Ｒ４である場合の例である。マップＭ２を構成する通電期間Ｔｑは複数の学習領域Ａ１〜Ａ５に分割されており、学習領域Ａ１〜Ａ５毎に学習値Ｇ１〜Ｇ５（つまり学習領域の通電期間に対応する噴射終了時期Ｒ４）が記憶されている。例えば、算出したパラメータが学習領域Ａ３に該当する場合には、そのパラメータと関連付けられた噴射指令信号を学習領域Ａ３の学習値として記憶させる。
【００４６】
ここで、通電期間Ｔｑが長いほど噴射終了時期Ｒ４は単純に遅くなるという訳ではなく、図４（ａ）中の実線に例示する如く、Ｔｑ−Ｒ４特性は周期的に脈動しながら変化する。そのため、例えば学習領域Ａ１〜Ａ５の各々の学習値Ｇ１〜Ｇ５を図４（ａ）中の一点鎖線に示す如く線形補間してしまうと、噴射指令信号設定手段３３は、実際の通電期間−噴射終了時期の関係からずれた関係に基づき通電期間Ｔｑを設定することとなり、噴射終了時期Ｒ４を精度良く制御できなくなる。
【００４７】
そこで本実施形態では、通電期間Ｔｑの変化に伴い噴射終了時期Ｒ４が脈動変化することを表したモデル波形Ｍ３（図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）参照）を試験等により予め取得しておき、メモリ３２（記憶手段）に予め記憶させている。なお、実際の脈動変化の波形は、コモンレール４２から燃料噴射弁１０へ供給される燃料の圧力（供給圧）、及び燃料温度に応じて異なる波形になる。そこで本実施形態では、供給圧及び燃料温度に応じて異なる波形に設定された、複数種類のモデル波形Ｍ３をメモリ３２に記憶させている。
【００４８】
例えば、燃料温度が高いほど脈動の周期Ｔ１０が長くなるように、図４（ｃ）の如くモデル波形Ｍ３を設定している。また、供給圧が高いほど脈動の周期Ｔ１０が短くなるように、図４（ｄ）の如くモデル波形Ｍ３を設定している。因みに、燃料温度及び供給圧と脈動周期Ｔ１０との関係を、本発明者は次のように考察した。
【００４９】
高圧通路１１ａ及び分岐通路１１ｅを含む燃料供給経路内において、燃料の音速及び体積弾性係数には以下の関係式（１）（２）が成り立つ。
【００５０】
ａ＝√（Ｋ／ρ）・・・（１）
Ｋ＝Ｋｃ＋α×Ｐ＋β×Ｔ・・・（２）
ａ：供給経路内の音速、Ｋ：燃料の体積弾性係数、ρ：燃料の密度、Ｋｃ：定数（燃料の種類によって決まる）、α：定数（プラスの値）、β：定数（マイナスの値）、Ｐ：燃料圧力、Ｔ：燃料温度。
【００５１】
そして、これらの関係式（１）（２）から次のことが言える。すなわち、燃料圧力Ｐ（供給圧に相当）が高いほど、体積弾性係数Ｋが大きくなるので、音速ａが速くなる。よって、脈動周期Ｔ１０が短くなる。また、燃料温度Ｔが高いほど、体積弾性係数Ｋが小さくなるので、音速ａが遅くなる。よって、脈動周期Ｔ１０が長くなる。
【００５２】
メモリ３２に記憶させる複数種類のモデル波形Ｍ３は、上記関係式（１）（２）等を用いた数値解析により得られた波形であってもよいし、試験により得られた波形であってもよい。なお、図４（ｂ）〜（ｄ）に例示するモデル波形Ｍ３は振幅が同じであるが、振幅の異なる複数種類のモデル波形Ｍ３をメモリ３２に記憶させるようにしてもよい。
【００５３】
図２の説明に戻り、噴射指令信号設定手段３３が有する補間手段３３ｃは、先ず、燃温センサ（図示せず）により検出された燃料温度、及び燃圧センサ２０により検出された供給圧を取得する。なお、非噴射気筒の燃圧センサ２０の検出値を供給圧として取得するか、或いは、噴射気筒の燃圧センサ２０の検出値のうち噴射開始直前の検出値を供給圧として取得すればよい。そして、複数種類のモデル波形Ｍ３のうち、取得した燃料温度及び供給圧に最も近い条件（燃料温度及び供給圧）のモデル波形Ｍ３を選択する。
【００５４】
次に、選択したモデル波形Ｍ３を指令マップＭ２に合わせ込む。具体的には、モデル波形Ｍ３と複数の学習値Ｇ１〜Ｇ５とのずれ量の総和が最小となるよう最小二乗法による演算を実施して、モデル波形Ｍ３の位相を指令マップＭ２に関連付けする（図４（ａ）中の実線参照）。そして、関連付けしたモデル波形Ｍ３中の、目標噴射終了時期Ｒ４（目標噴射状態）に対応する通電期間Ｔｑを算出する。これにより、噴射終了時期Ｒ４に対する通電期間Ｔｑを、位相が関連付けされたモデル波形Ｍ３を用いて学習値Ｇ１〜Ｇ５を補間して算出することができる。
【００５５】
ちなみに、図２に示す目標噴射状態算出手段３１、パラメータ取得手段３３ａ、学習手段３３ｂ、及び補間手段３３ｃは、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータ（図示せず）により機能するものである。
【００５６】
また、図４の例では、学習対象である噴射指令信号が通電期間Ｔｑであり、学習対象である噴射率波形のパラメータが噴射終了時期Ｒ４である場合について説明したが、例えば噴射指令信号に関し、パルスオン時期ｔ１やパルスオフ時期ｔ２を学習対象としてもよい。また、噴射率波形のパラメータに関し、噴射開始時期Ｒ１、最大噴射率到達時期Ｒ２、噴射率低下開始時期Ｒ３、噴射量、噴射率上昇速度Ｒα、噴射率下降速度Ｒβを学習対象としてもよい。
【００５７】
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。
【００５８】
（１）噴射指令信号の変化に伴い噴射率波形のパラメータが脈動変化することを表したモデル波形Ｍ３を、試験等により予め取得しておき、メモリ３２に記憶しておく。そして、目標噴射状態が学習値間に相当する場合には、記憶させておいたモデル波形Ｍ３の位相を学習値Ｇ１〜Ｇ５に基づき指令マップＭ２に関連付けし、関連付けしたモデル波形Ｍ３を用いて、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を学習値Ｇ１〜Ｇ５を補間して算出する。そのため、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を高精度で算出することができ、実際の噴射状態と目標噴射状態とのずれを小さくできる。
【００５９】
（２）供給圧及び燃料温度に応じて異なる波形に設定された複数種類のモデル波形Ｍ３をメモリ３２に記憶させており、その時々の供給圧及び燃料温度に応じたモデル波形Ｍ３を用いて噴射指令信号を補間して算出するので、噴射指令信号をより一層高精度で算出できる。
【００６０】
（３）ところで、燃料噴射に伴い噴孔１１ｂで生じた燃圧変化の脈動は高圧通路１１ａを伝播していくが、分岐通路１１ｅが形成された図１に示す燃料噴射弁１０の場合には、その脈動の一部は分岐通路１１ｅ内にて共振し、この共振が原因で、噴射指令信号の変化に対する噴射率波形パラメータの脈動変化は顕著になる。よって、このような脈動変化が顕著に現れる燃料噴射弁１０に、モデル波形Ｍ３を用いて補間するといった本実施形態によれば、「学習値間の目標噴射状態に対する噴射指令信号を高精度で算出できる」といった上述の効果が顕著に発揮される。
【００６１】
（４）先述した分岐通路１１ｅ内等で生じる共振は、燃料噴射に伴い噴孔１１ｂで生じた燃圧変化の脈動が共振場所（分岐通路１１ｅ）にまで伝播された後に生じるものである。そのため、噴射率波形のうち噴射開始直後の部分の波形に関するパラメータ（例えば噴射開始時期Ｒ１、噴射率上昇終了時期Ｒ２、噴射率上昇の傾きＲα等）よりも、噴射終了に伴い噴射率が低下していく部分の波形に関するパラメータ（例えば噴射終了時期Ｒ４、噴射率低下開始時期Ｒ３、噴射率低下の傾きＲβ等）の方が、噴射指令信号の変化に対する噴射率波形パラメータの脈動変化は顕著に現れる。よって、このような脈動変化が顕著に現れるパラメータを適用した場合、「学習値間の目標噴射状態に対する噴射指令信号を高精度で算出できる」といった上述の効果が顕著に発揮される。
【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１に示す上記実施形態では、高圧通路１１ａから分岐する分岐通路１１ｅをボデー１１内部に形成し、分岐通路１１ｅの先端位置に燃圧センサ２０を取り付けている。そして、分岐通路１１ｅからステム２１に導入された燃料の圧力変化を圧力センサ素子２２で検出するよう構成された燃料噴射弁１０に本発明を適用させている。
【００６４】
これに対し、図５に示す如く、分岐通路１１ｅ及びステム２１を廃止して、圧力センサ素子２２をボデー１１に直接取り付けるよう構成した燃料噴射弁１０Ａに本発明を適用させてもよい。この場合、ボデー１１に薄肉部１１ｇを形成し、高圧通路１１ａ内の燃圧により生じた薄肉部１１ｇの弾性変形（ひずみ量）を圧力センサ素子２２で検出すればよい。
【００６５】
図５に示すように分岐通路１１ｅが形成されていない燃料噴射弁１０Ａであっても、例えば、フィルタ１７が取り付けられる大径通路１１ｆにて脈動の共振が生じ、この共振に起因して、噴射指令信号の変化に対する噴射率波形パラメータの脈動変化が生じる場合がある。よって、このような脈動変化が生じる燃料噴射弁１０Ａであれば、本発明を適用させる技術的意義がある。
【００６６】
・図４に示す上記実施形態では、通電期間Ｔｑを複数の学習領域Ａ１〜Ａ５に均等に分割しているが、不均一に分割するようにしてもよい。例えば、脈動の振幅が大きい領域や脈動の周波数が大きい領域を他の領域に比べて小さい学習領域となるよう分割すれば、脈動の状態を補間に精度良く反映させることができ、好適である。
【００６７】
・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】
【００６８】
１０…燃料噴射弁、１１ｂ…噴孔、２０…燃圧センサ、３２…メモリ（記憶手段）、３３ａ…パラメータ取得手段、３３ｂ…学習手段、３３ｃ…補間手段。
【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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