JP2009057924A - 燃料噴射特性検出装置及び燃料噴射指令補正装置 - Google Patents

Abstract

【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及び燃料噴射指令補正装置を提供する。
【解決手段】対象とする燃料噴射弁（多気筒エンジンの各シリンダのインジェクタ２０）について時々の噴射特性を取得する燃料噴射特性検出装置として、各インジェクタ２０の燃料取込口に設けられた燃圧センサ２０ａの各出力に基づいて、該センサ２０ａに対応した検出箇所における燃料圧力を逐次検出するプログラムと、その逐次検出された燃料圧力に基づいて、各シリンダのインジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（噴射開始タイミングや噴射終了タイミング等の噴射タイミング）を検出するプログラムと、を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

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に基づき燃料噴射弁に対する噴射指令を補正する燃料噴射指令補正装置に関する。

車載ディーゼルエンジン等においては、そのエミッションを改善する技術の１つとして、高圧化された燃料を燃料噴射弁を通じてシリンダ内へ直接的に噴射供給する技術（高圧噴射）が知られている。そして少し前より、この高圧噴射を実現する燃料噴射システムとして、例えば特許文献１に記載されるようなシステム、いわゆるコモンレール式燃料噴射システムが注目されている。同システムにおいては、燃料ポンプから圧送された燃料が、コモンレールにより高圧状態で蓄圧され、その蓄圧された高圧燃料が、シリンダごとに設けられた配管（高圧燃料通路）を通じて、各シリンダの燃料噴射弁へそれぞれ供給されることになる。このシステムでは、上記コモンレールに対して、所定の圧力センサ（レール圧センサ）が設けられており、このレール圧センサの出力（センサ出力）に基づいて、燃料供給系を構成する各種装置の駆動を制御するように構成されている。

そして従来、こうしたコモンレール式燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁の噴射動作を制御する場合には、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（適合マップ）や数式を参照して、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方式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。
特開平１０−２２０２７２号公報

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、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、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。そしてこの場合に、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。

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。なお、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。

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燃料噴射指令補正装置を提供することを主たる目的とするものである。

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。

請求項１に記載の発明では、所定の燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、該蓄圧容器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、前記蓄圧容器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、を備える燃料噴射システムに適用され、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、該センサに対応した前記所定箇所における燃料圧力を逐次検出する燃料圧力検出手段と、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（噴射タイミング）を検出する噴射タイミング検出手段と、を備えることを特徴とする。

このように、蓄圧容器（例えばコモンレール）から燃料噴射弁の燃料噴射口までの燃料通路のうち、蓄圧容器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の圧力を測定する態様で、上記燃料圧力センサを配設することにより、そのセンサの配設位置において、所定の噴射に係る燃料噴射弁の噴射動作（例えば電磁弁の開閉に基づいてニードルを駆動するタイプの噴射弁ではその電磁弁の開閉動作など）及び実噴射（該噴射動作を通じて実際に行われた噴射）の少なくとも一方による圧力変動態様を的確に検出することが可能になる。詳しくは、上記特許文献１に記載の装置では、基本的には、蓄圧容器としての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。この装置において、噴射（噴射動作も含む）による圧力変動は、燃料噴射弁の燃料噴射口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。このため、こうした装置では、上記噴射により生じた圧力変動を精度よく検出することは困難である。これに対し、上記請求項１に記載の装置では、レール圧センサ（又はコモンレール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、噴射（噴射動作も含む）による圧力変動が減衰する前に、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、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング、例えば燃料噴射弁の噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミングなどを高い精度で検出することが可能になる。

また、コモンレール式燃料噴射システムを構成する燃料噴射特性検出装置においては、例えばコモンレール内の圧力脈動を低減して安定した圧力により燃料噴射弁へ燃料を供給するなどの目的で、コモンレールと同コモンレールの燃料吐出側配管との接続部分に対して、該接続部分にて同配管を通じて前記コモンレールへ伝播される燃料脈動を軽減する燃料脈動軽減手段を設けることがある。この場合には、噴射（噴射動作も含む）による圧力変動が、燃料噴射弁の燃料噴射口で生じ、コモンレール燃料吐出側配管を通じてコモンレールへ向かって伝播してゆき、燃料脈動軽減手段にてそのうちの燃料脈動が軽減（減衰）される。したがって、こうした構成では、コモンレール内の圧力（レール圧）で噴射（噴射動作も含む）による圧力変動態様を正確に検出することがより困難になる。

この点、請求項２に記載の発明では、前記燃料脈動軽減手段と共に、前記蓄圧容器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、前記燃料脈動軽減手段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を備える燃料噴射システムに適用され、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、該センサに対応した前記所定箇所における燃料圧力を逐次検出する燃料圧力検出手段と、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出する噴射タイミング検出手段と、を備えることを特徴とする。こうした構成であれば、上記燃料脈動軽減手段により燃料脈動が軽減される前に、上記燃料圧力センサにて圧力変動態様を検出することが可能になり、ひいてはより高い精度で圧力変動態様を検出することが可能になる。

またこの場合、前記燃料脈動軽減手段としては、請求項３に記載の発明のように、オリフィス（絞り部）、フローダンパ、又はそれらの組合せによって構成されるものを用いることが有益である。こうした構成であれば、上記目的を好適に達成することができる。また、オリフィスやフローダンパで燃料脈動を軽減する技術は、既に実用化され実績のある技術であるため、実用性や信頼性も高い。

また、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置における前記燃料圧力センサの配設位置については、例えば請求項４に記載の発明のように、前記燃料圧力センサの少なくとも１つが、前記燃料噴射弁の内部又は近傍に設けられた構成が有効である。

前記燃料圧力センサの配設位置が前記燃料噴射弁の燃料噴射口に近い位置であるほどより高い精度で、その圧力センサのセンサ出力を通じて、噴射（噴射動作も含む）による圧力変動態様を検出することができるようになる。したがって、こうした圧力変動態様を高い精度で検出する上では、上記請求項４に記載のように、前記燃料噴射弁の内部又は近傍に前記燃料圧力センサを設けるようにした構成とすることが有効である。またこの場合、特に前記燃料圧力センサの少なくとも１つが、前記燃料噴射弁の燃料取込口に設けられた構成とすれば、同燃料圧力センサの取付け性や保守性が容易になるとともに、比較的安定して高い精度で圧力を検出することが可能になる。

また一方、請求項５に記載のように、前記燃料圧力センサを前記蓄圧容器の燃料吐出側配管に配設する場合にはそのセンサを、前記蓄圧容器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た構成が有益である。上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置においては、こうしたセンサの少なくとも１つを、燃料噴射弁で生じた圧力変動が減衰しきらない程度に、蓄圧容器よりも燃料噴射弁側へ近づけた位置に配設することが重要であり、そのためには、燃料噴射弁へ近い位置に配設することが好ましい。

上記請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置において、前記燃料圧力検出手段についてはこれを、請求項６に記載の発明のように、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ものとすることが有効である。

噴射（噴射動作も含む）による圧力変動態様は通常、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（圧力変動態様）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。具体的には、請求項７に記載の発明のように、前記燃料圧力検出手段を、前記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ものとすることが有効である。現状採用されている一般的なコモンレールシステムに上記請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置を適用する場合には、上記構成のように、「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、高い精度で上記圧力変動態様を得る上では、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。

ところで、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における各タイミング（噴射タイミング）のうち、特に重要なものは、実噴射状態（例えば噴射開始、噴射率を上昇しながらの噴射中、最大噴射率での噴射中、噴射率を下降しながらの噴射中、噴射終了など）や、噴射動作状態（例えば電磁弁の開閉に基づいてニードルを駆動するタイプの噴射弁ではその電磁弁の開閉状態など）に変化が生じたタイミングである。そして通常、こうしたタイミングにおいては、実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴い、上記燃料通路内の圧力にも変化が生じることになる。

こうした圧力変化を的確にとらえるべく、請求項８に記載の発明では、上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置において、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力データに対して１階以上の微分処理を施すことにより、所定タイミングにおける微分値、所定の微分値を示すタイミング、及び微分値が所定の変化態様を示すタイミングの少なくとも１つを含む微分データを求める微分手段を備え、前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた微分データに基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出するものであることを特徴とする。

通常、圧力変化の大きさやタイミングは、圧力そのものよりも圧力を微分したもの、例えば所定タイミングにおける微分値、所定の微分値を示すタイミング、及び微分値が所定の変化態様を示すタイミングなどに顕著に現れる。このため、上記請求項８に記載の装置によれば、所定の噴射タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

またこの場合、前記微分手段についてはこれを、請求項９に記載の発明のように、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、圧力推移の変曲点を求めるものとすることが有効である。

噴射特性の特徴部分を示す噴射タイミングは、圧力推移の中にあって、当該圧力推移の変曲点によって示される（変曲点そのものとして、又は変曲点を基点として示される）ことが多い。このため、上記構成によれば、前記燃料噴射弁の噴射特性（詳しくは上記燃料噴射に係る所定タイミング）をより的確に検出することができるようになる。

そして、主要な噴射タイミングの中では、例えば前記燃料噴射弁の噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミングなどが、圧力変曲点によって示される。したがって、請求項１０に記載の発明のように、前記噴射タイミング検出手段が、前記微分手段により求められた圧力変曲点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミングのいずれか１つを検出するものである構成とすることがより有効である。こうすることで、これら各タイミングをより的確に検出することが可能になる。

このように、圧力推移における変曲点は通常、複数の噴射タイミングを示すことになる。したがって、特定の噴射タイミングを検出したい場合には、例えば圧力変曲点の検出期間を所定期間に限定することが有効である。

具体的には、例えば前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出する場合には、請求項１１に記載の発明のように、前記微分手段が、前記燃料噴射弁に対する噴射開始指示タイミング、又はこの指示タイミングを基点とするタイミングを開始タイミングとする所定期間における圧力変曲点を求めるものであり、前記噴射タイミング検出手段が、前記微分手段により求められた前記所定期間における圧力変曲点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出するものである構成とすることが有効である。燃料噴射弁の噴射開始タイミングは通常、噴射開始指示タイミングの少し後に訪れるため、噴射開始タイミングを高い精度で検出する上では、この噴射開始タイミングを示す指標として、上記所定期間における圧力変曲点を検出する構成が特に有益になる。

また、上記請求項９〜１１のいずれか一項に記載の装置において、複数の圧力変曲点が検出された場合、又は複数の圧力変曲点が検出され得る場合には、請求項１２に記載の発明のように、前記微分手段により複数の圧力変曲点が検出された状態で、又は前記微分手段により圧力変曲点が検出される都度、前記微分手段により検出された圧力変曲点が目的の圧力変曲点であるか否かを、その圧力変曲点の検出タイミング、又はその圧力変曲点が時系列的に何個めの変曲点に相当するかに基づいて判断する手段を備える構成とすることが有効である。このように、圧力変曲点の検出タイミングや検出順序を確認することで、既に検出された複数の圧力変曲点のうちのいずれが目的のタイミングを示すものか、あるいはその時に検出された圧力変曲点が目的のタイミングを示すものか否か、を好適に判定することが可能になる。

上記請求項８に記載の装置については、請求項１３に記載の発明のように、前記微分手段についてはこれを、所定期間における燃料圧力のｎ階微分値（ｎ＝１以上の整数）に基づいて、それら燃料圧力のｎ階微分値が所定の閾値の小側から大側へ又は大側から小側へ移行するタイミングであるクロス点を求めるものとし、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出するものとすることも有効である。

具体的には、例えば前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出する場合には、請求項１４に記載の発明のように、前記微分手段についてはこれを、所定期間（例えば経験的に予想される噴射開始タイミング近傍に設定）における燃料圧力の２階微分値に基づき、それら燃料圧力の２階微分値が所定の閾値の大側から小側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものとし、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出するものとすることが有効である。噴射開始タイミングでは通常、実噴射状態の変化に伴い燃料圧力の急峻な下降が生じる。この点、上記構成では、クロス点によって、その圧力下降を的確にとらえることが可能になり、ひいては噴射開始タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

そしてこの場合、さらに検出精度を高めようとするならば、クロス点を検出する際に用いる閾値を可変設定する構成が有益になる。具体的には、例えば請求項１５に記載の発明のように、
・前記クロス点に係る閾値を、噴射直前の燃料圧力（いわば安定時の燃料圧力レベル）又はその相当値（噴射直前の燃料圧力そのものではなく同等の値を示すもの、いわば燃料圧力レベルの推定値）に応じて可変設定する手段を備える構成。
あるいは請求項１６に記載の発明のように、
・前記クロス点に係る閾値を、前記燃料噴射弁に対する噴射開始指令で指示される噴射開始指示タイミングに応じて可変設定する手段を備える構成。
あるいは請求項１７に記載の発明のように、
・前記クロス点に係る閾値を、対象エンジンのシリンダ内の圧力（いわゆる筒内圧力）に応じて可変設定する手段を備える構成。
といった構成が有効である。

上述の噴射開始（実噴射状態の変化）に伴う圧力下降は、噴射直前の燃料圧力（燃料圧力レベル）が大きくなるほど、また噴射実行タイミングがＴＤＣ（上死点）に近づくほど、また筒内圧力が大きくなるほど、急峻になる。したがって、前記クロス点に係る閾値も、これに合わせて可変設定する、すなわち圧力下降が急峻になるほど、より小さな値に設定することが好ましい（図１１（ａ）〜（ｃ）参照）。この点、上記請求項１５〜１７に記載の装置では、これらのパラメータに応じて閾値を可変設定することが可能になり、上記圧力下降、ひいては上記噴射開始タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

このほかにも、例えば前記燃料噴射弁の最大噴射率到達タイミングを検出する場合には、請求項１８に記載の発明のように、上記請求項１３に記載の装置において、前記微分手段についてはこれを、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の小側から大側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものとし、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて（例えば所定距離だけ離れたクロス点近傍のタイミングとして）、前記燃料噴射弁の最大噴射率到達タイミングを検出するものとすることが有効である。最大噴射率到達タイミングでは通常、噴射開始の際に生じた燃料圧力の急峻な下降が終わって燃料圧力が安定する。この点、上記構成では、クロス点によって、その燃料圧力の安定するタイミングを的確にとらえることが可能になり、ひいては最大噴射率到達タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

また、例えば前記燃料噴射弁の噴射終了タイミングを検出する場合には、請求項１９に記載の発明のように、上記請求項１３に記載の装置において、前記微分手段についてはこれを、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の大側から小側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものとし、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射終了タイミングを検出するものとすることが有効である。噴射終了タイミングでは通常、噴射弁の閉弁に伴って生じた燃料圧力の急峻な上昇が終わって燃料圧力の脈動が始まる。この点、上記構成では、クロス点によって、その圧力変動態様の変化を的確にとらえることが可能になり、ひいては噴射終了タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

また、前記燃料噴射弁が、所定の空間への流体の流入及び同空間からの流体の流出を制御する流体制御弁と、前記流体の流入及び流出に伴う前記空間の圧力変化に応じて当該燃料噴射弁の弁本体内部で往復動作して噴孔（燃料噴射口に相当）自体又は該噴孔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燃料噴射弁の開弁及び閉弁を行うニードルと、を備えて構成されるものである場合には、前記燃料噴射弁の動作状態を把握するために、前記流体制御弁の閉弁タイミングなども重要になる。そこで、この場合には、請求項２０に記載の発明のように、上記請求項１３に記載の装置において、前記微分手段についてはこれを、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の小側から大側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものとし、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記流体制御弁の閉弁タイミングを検出するものとすることも有効である。流体制御弁の閉弁タイミングでは通常、噴射動作状態の変化に伴い燃料圧力の急峻な上昇が生じる。この点、上記構成では、クロス点によって、その圧力上昇を的確にとらえることが可能になり、ひいては前記流体制御弁の閉弁タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

このように、上記クロス点も、複数の噴射タイミングを示す。したがって、複数のクロス点が検出される場合、又は複数のクロス点が検出され得る場合にも、前述した圧力変曲点の場合と同様、請求項２１に記載の発明のように、上記請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の装置において、前記微分手段により複数のクロス点が検出された状態で、又は前記微分手段によりクロス点が検出される都度、前記微分手段により検出されたクロス点が目的のクロス点であるか否かを、そのクロス点の検出タイミング、又はそのクロス点が時系列的に何個めのクロス点に相当するかに基づいて判断する手段を備える構成とすることが有効である。このように、クロス点の検出タイミングや検出順序を確認することで、既に検出された複数のクロス点のうちのいずれが目的のタイミングを示すものか、あるいはその時に検出されたクロス点が目的のタイミングを示すものか否か、を好適に判定することが可能になる。

上記請求項８に記載の装置については、請求項２２に記載の発明のように、前記微分手段についてはこれを、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力上昇又は圧力下降の開始点を検出するものとすることも有効である。

あるいは請求項２５に記載の発明のように、前記微分手段についてはこれを、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力上昇又は圧力下降の終了点を検出するものとすることも有効である。

前述したように、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出する場合には、実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴う燃料圧力の変化をとらえることが有効である。この点、請求項２２，２５に記載の装置によれば、前記微分データとして、こうした燃料圧力の変化（安定から変化又は変化から安定）を的確に検出することが可能になる。

具体的には、上記請求項２２に記載の装置については、請求項２３に記載の発明のように、前記噴射タイミング検出手段を、前記微分手段により求められた圧力上昇又は圧力下降の開始点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミング及び最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングのいずれか一方を検出するものとすることが有効である。噴射開始タイミングや噴射率降下開始タイミングでは通常、燃料圧力の急峻な下降又は上昇が生じるため、上記構成によれば、これらのタイミングを的確に検出することが可能になる。

また、前記燃料噴射弁が、所定の空間への流体の流入及び同空間からの流体の流出を制御する流体制御弁と、前記流体の流入及び流出に伴う前記空間の圧力変化に応じて当該燃料噴射弁の弁本体内部で往復動作して噴孔（燃料噴射口に相当）自体又は該噴孔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燃料噴射弁の開弁及び閉弁を行うニードルと、を備えて構成されるものである場合には、請求項２４に記載の発明のように、上記請求項２２に記載の装置において、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記流体制御弁の開弁タイミング及び閉弁タイミングのいずれか一方を検出するものとすることが有効である。前記流体制御弁の開弁タイミングや閉弁タイミングでは通常、燃料圧力の急峻な下降又は上昇が生じるため、上記構成によれば、これらのタイミングを的確に検出することが可能になる。

一方、上記請求項２５に記載の装置については、請求項２６に記載の発明のように、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記微分手段により求められた圧力上昇又は圧力下降の終了点に基づいて、前記燃料噴射弁の最大噴射率到達タイミング及び噴射終了タイミングのいずれか一方を検出するものとすることが有効である。最大噴射率到達タイミングや噴射終了タイミングでは通常、燃料圧力の急峻な下降又は上昇が終わって圧力が比較的安定するため、上記構成によれば、これらのタイミングを的確に検出することが可能になる。

請求項２７に記載の発明では、上記請求項８〜２６のいずれか一項に記載の装置において、前記微分手段についてはこれを、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力データに対して高周波をカットするフィルタリング処理（例えばローパスフィルタやバンドパスフィルタによるフィルタリング処理）を行った後、そのフィルタリング処理後のデータに対して１階以上の微分処理を施すことにより前記微分データを導出するものとすることが有効である。

一般に、センサ出力には高周波ノイズが含まれており、こうしたノイズが含まれた状態でセンサ出力に対して微分処理を施しても、前述した実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴う燃料圧力の変化を、正確にとらえることは難しい。この点、上記請求項２７に記載の装置によれば、フィルタリング処理後のデータに対して１階以上の微分処理を施すことにより、高い精度で実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴う燃料圧力の変化を検出することが可能になる。

上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置については、請求項２８に記載の発明のように、前記噴射タイミング検出手段についてはこれを、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定のタイミングである第１噴射タイミングを検出するものとし、該噴射タイミング検出手段により検出された第１噴射タイミングとの相対的な位置関係に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における各タイミングのうちの、前記第１噴射タイミングとは別の所定タイミングである第２噴射タイミングを検出する第２噴射タイミング検出手段を備える構成とすることが有効である。

噴射タイミングの中には、２つのタイミング間で一定の相関関係（相対的な位置関係）を有するものがある。このため、それぞれの噴射タイミングを個々に検出せずとも、そうしたタイミングについては、その相関関係を利用することで、他の噴射タイミングから容易に検出（推定）することが可能になる。

具体的には、請求項２９に記載の発明のように、上記請求項２８に記載の装置において、前記第１噴射タイミングが、前記燃料噴射弁の噴射終了タイミングであるとともに、前記第２噴射タイミングが、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングであり、前記第２噴射タイミング検出手段が、前記噴射タイミング検出手段により検出された第１噴射タイミングよりも所定の戻り時間だけ前のタイミングとして、前記第２噴射タイミングを検出するものであるように構成することで、噴射終了タイミングから噴射率降下開始タイミングを容易に検出することが可能になる。なお、噴射終了タイミングと噴射率降下開始タイミングとは、特に両者間の位置関係が一定しているため、こうした検出方式を適用することが特に有効である。

ただし、さらに検出精度を高めようとするならば、噴射率降下開始タイミングを検出する際に用いる戻り時間を可変設定する構成が有益になる。具体的には、例えば請求項３０に記載の発明のように、
・前記戻り時間を、噴射直前の燃料圧力（いわば安定時の燃料圧力レベル）又はその相当値（噴射直前の燃料圧力そのものではなく同等の値を示すもの、いわば燃料圧力レベルの推定値）に応じて可変設定する手段を備える構成。
あるいは請求項３１に記載の発明のように、
・前記戻り時間を、噴射時間（例えば噴射指令のパルス幅に相当）に応じて可変設定する手段を備える構成。
といった構成が有効である。

噴射率が降下し始めてから噴射が終了するまでの時間は、噴射直前の燃料圧力（燃料圧力レベル）が大きくなるほど、また噴射時間が長くなるほど、長くなる。したがって、前記戻り時間を、これに合わせて可変設定することが好ましい（図１５（ａ）（ｂ）参照）。この点、上記請求項３０，３１に記載の装置では、これらのパラメータに応じて戻り時間を可変設定することが可能になり、上記噴射率降下開始タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

請求項３２に記載の発明では、上記請求項１〜３１のいずれか一項に記載の装置において、前記噴射タイミング検出手段により、又はこの手段と併せ別の検出手段を備えることにより、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングを検出可能とし、前記燃料圧力検出手段が、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングのうちの、所定の１つが検出されたタイミング、又はこの検出タイミングを基点として定まるタイミングを開始タイミングとする所定期間について、時々の燃料圧力を逐次検出するものであり、前記噴射タイミング検出手段が、前記所定期間内の燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出するものであることを特徴とする。

前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における各タイミングのうち、主要なものは、まず噴射開始タイミング、次に最大噴射率到達タイミング、次に噴射率が降下を開始するタイミング、次に噴射終了タイミングのように、概ね順序が決まっている。したがって、これらタイミングのうち、いずれか１つが検出された場合には、前記燃料噴射弁の一連の動作がどこまで進んでいるかを推測することができる。このため、上記請求項３２に記載の装置のように、１つのタイミングに基づいて検出期間を設定することにより、その検出期間を適切な期間として、別の噴射タイミング（例えば検出されたタイミングの次のタイミング）を容易且つ的確に検出することが可能になる。

一方、請求項３３に記載の発明は、上記請求項１〜３２のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置を利用して燃料噴射指令補正装置を実現するものである。詳しくは、上記請求項１〜３２のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定タイミングを用いて、前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正する手段を備えることを特徴とする。

上述の燃料噴射特性検出装置により、このような燃料噴射指令補正装置を構成すれば、例えば上記燃料噴射特性検出装置により検出された噴射タイミングと基準タイミング（実験等により予め求めた適正値）との誤差が大きい場合において、例えば今回の燃焼サイクルの噴射結果を、次回の燃焼サイクルの噴射に反映させるかたちで前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正することにより上記誤差を補償することが可能になる。そして、このようなフィードバックをかけながら上記噴射指令の補正を継続的に行うことで、長期にわたって適正なタイミングでの燃料噴射を維持することが可能になる。

また、１燃焼サイクル中において、前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正するようにしてもよい。例えば上記請求項３３に記載の装置における前記補正手段を、請求項３４に記載の発明のように、対象エンジンの１燃焼サイクルにおいて、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定事象のタイミングを用いて、同サイクル中でその検出された所定事象のタイミングよりも後に行うべき前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る所定動作のタイミングを調整すべく、該燃料噴射に係る所定動作についての、前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正する手段を備える構成とする。このように、高い同時性で（リアルタイムに）噴射タイミングを検出しながら、先に検出されたタイミングに基づいて後のタイミングを調整することで、前のタイミングの誤差を相殺することが可能になる。具体的には、請求項３５に記載の発明のように、上記請求項３４に記載の装置において、前記燃料噴射に係る所定事象のタイミングが、前記燃料噴射弁が噴射を開始したタイミングであり、前記燃料噴射に係る所定動作が、前記燃料噴射弁の閉弁動作である構成とすることが有効である。こうした構成であれば、噴射開始タイミングの誤差に応じて前記燃料噴射弁の閉弁タイミングを調整（例えば同噴射弁の通電時間（パルス幅）を補正）することが可能になる。このため、噴射開始タイミングずれに起因した噴射量誤差を補償してその時の燃料噴射量を適正に維持することが可能になる。

なお、上記燃料噴射特性検出装置の用途は、こうした噴射指令の補正に限られず、例えばデータ蓄積によるデータ解析のほか、同装置により検出した所定タイミングの誤差などから、当該燃料噴射システムの故障診断等に用いるようにしてもよい。こうした故障診断によれば、故障時に早期のフェイルセーフ処理等を行うことなども可能になる。

以下、本発明に係る燃料噴射特性検出装置及び燃料噴射指令補正装置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、例えばディーゼルエンジンを対象にした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。

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（詳しくは内燃機関）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。

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（蓄圧容器）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。

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、所定の配管で接続されて配設されている。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。

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。

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。

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。なお、コモンレール１２と配管１４（コモンレール燃料吐出側配管）との接続部分１２ａには、配管１４を通じてコモンレール１２へ伝播される燃料脈動（主に噴射時にインジェクタ２０の燃料噴射口にて発生）を軽減するオリフィス（燃料脈動軽減手段に相当する配管１４の絞り部）が設けられており、コモンレール１２内の圧力脈動を低減して安定した圧力で各インジェクタ２０へ燃料を供給することができるようになっている。また、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。

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の実噴射や噴射動作に伴う燃料圧力変動（脈動パターンなど）や、無噴射時の静的な燃料圧力レベル（安定圧力）等を検出（測定）することができるようになっている。

このインジェクタ２０の燃料噴射に際しては、二方電磁弁２０ｂを構成するソレノイド２０１ｂに対する通電状態（通電／非通電）に応じてアウターバルブ２０２ｂ（流体制御弁）がオリフィス（絞り部）ｏｆ１を開閉し、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、いわばパルス幅の可変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２０ｂ）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、基本的には、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。

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。

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の実噴射や噴射動作に伴う燃料圧力の変動態様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）。

一方、図３は、本システムの燃料供給の対象となるディーゼルエンジンが備える４つのシリンダ＃１〜＃４のうち、その１つの内部構造を模式的に示す側面図である。なお、４つのシリンダ＃１〜＃４の構成は基本的には同様の構成となっているため、ここでは１つのシリンダ５０（例えばシリンダ＃１）に注目して、各シリンダの内部構造についての説明を行うこととする。

同図３に示されるように、このシリンダ５０は、筒内にピストン５１を収容して構成されている。そして、このピストン５１に対しては、各シリンダ共通の出力軸としてフライホイール付きのクランク軸４１が設けられ、ピストン５１の往復動に連動してクランク軸４１が回転するようになっている。また筒内において、ピストン５１頂面とシリンダヘッドとの間には燃焼室Ｃｍが形成されている。上述のインジェクタ２０は、この燃焼室Ｃｍに取り付けられている。さらに燃焼室Ｃｍには、その内側に位置する検出部（燃焼室Ｃｍ内に差し込まれたプローブの先端部）にてシリンダ５０内の圧力（筒内圧力）を測定してその測定値に対応した検出信号（電気信号）を出力する筒内圧センサ５３が、例えば着火補助装置としてのグロープラグ（図示略）と一体にして設けられている。また、燃焼室Ｃｍと吸気管及び排気管とをそれぞれ連通可能とする態様で、シリンダヘッドの部分には、吸気ポート及び排気ポートが設けられており、これら各ポートに対しては、それぞれ吸気弁５２ａ及び排気弁５２ｂが設けられている。このシリンダ５０では、これら吸気弁５２ａと排気弁５２ｂが、それぞれ上記クランク軸４１に連動して回転するカム（詳しくはクランク軸４１が２回転する時間で１回転するカム軸に取り付けられたカム）により駆動されることで、それぞれ所定のタイミングで往復動し、それら各弁体により上記吸気ポート及び排気ポートが開閉されるようになっている。

対象エンジンの各シリンダは、このような構造を有して構成されている。そして、エンジンの運転時には、吸気弁５２ａの開動作により吸入空気が吸気管からシリンダ５０の燃焼室Ｃｍへ導入され、これがシリンダ５０内のピストン５１により圧縮されつつ、インジェクタ２０から直接的に噴射供給（直噴供給）された燃料と混ざり、混合気の状態で着火（自己着火）、燃焼し、排気弁５２ｂの開動作により燃焼後の排気が排気管へ排出されることになる。こうして、燃焼室Ｃｍでの燃料燃焼により各シリンダのピストンを順に往復動させることで、これら各ピストンの往復動に連動して上記出力軸としてのクランク軸４１が回転するようになっている。

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。

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及び燃料噴射指令補正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、当該噴射特性検出や噴射指令補正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。

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、その算出した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。

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４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４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。

同図４に示すように、この一連の処理においては、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。この噴射パターンにより、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、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。

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。

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４の一連の処理を終了する。

本実施形態では、燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（噴射タイミング）、詳しくは噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミングを逐次検出するとともに、これら検出した各タイミングに基づいて、図４のステップＳ１２で用いられる補正係数（厳密には複数種の係数のうちの上記各タイミングに関する係数）を、逐次更新するようにしている。

以下、図５〜図１６を参照して、燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、上記燃料噴射に係る各タイミング（噴射タイミング）を検出する場合の一態様について詳述する。

まず、この噴射タイミングの検出に際しては、燃圧センサ２０ａの出力を取り込み、その出力から、各タイミングにおける燃料圧力の１階微分値及び２階微分値を算出する。図５は、このデータ取得（センサ出力の取り込み及び保存、いわゆる学習処理）及び微分値算出に係る一連の処理を示すフローチャートである。なお、この図５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５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。

同図５に示すように、この一連の処理に際しては、まずステップＳ２１で、燃圧センサ２０ａの出力を取り込み、続くステップＳ２２では、圧力値Ｐの前回値と今回値との差分として、圧力１階微分値dＰ（＝Ｐ（今回値）−Ｐ（前回値））を算出し、続くステップＳ２３では、圧力１階微分値dＰの前回値と今回値との差分として、圧力２階微分値ddＰ（＝dＰ（今回値）−dＰ（前回値））を算出する。そして、続くステップＳ２４において、それら各データＰ，dＰ，ddＰを保存して、この一連の処理を終了する。

次に、図６及び図７を参照して、図５の処理の実行期間、及びその設定態様について説明する。なお、図６及び図７において、（ａ）はインジェクタ２０に対する噴射指令信号（パルス信号）の推移を、（ｂ）は噴射率（単位時間あたりに噴射される燃料量）の推移を、（ｃ）は上記燃圧センサ２０ａ（図１）により検出される燃料圧力（インレット圧）の推移を、それぞれ示すタイムチャートである。

図６に示されるように、本実施形態では、エンジンの１燃焼サイクル中に複数の噴射（例えば図中のパイロット噴射Ｐrt、メイン噴射Ｍｎ、ポスト噴射Ｐstの３段噴射）がインジェクタ２０により行われることがある。センサ出力取得期間の設定に際しては、この燃焼サイクル中の最先の噴射（例えば図６中のパイロット噴射Ｐrt）に係る噴射開始指令により指示される（換言すれば通電が開始される）インジェクタ２０の噴射開始指示タイミング（タイミングｔ１０１）に対して、センサ出力取得期間（検出期間）の開始タイミングを設定することとする。さらに、同サイクル中の最後の噴射（例えば図６中のポスト噴射Ｐst）を実行した後の圧力変動態様に基づいて、より詳しくはポスト噴射Ｐstによる圧力変動が収束したタイミング（噴射終了タイミングに相当）に対して、上記検出期間の終了タイミング（タイミングｔ１０２）を設定することとする。こうすることにより、上記検出期間を、少なくともパイロット噴射Ｐrtによる圧力変動の開始からポスト噴射Ｐstによる圧力変動の終了までの期間、すなわちインジェクタ２０の実噴射による圧力変動の生じている期間（圧力変動期間）を含む所定の期間（タイミングｔ１０１〜ｔ１０２）に限定的に設定するようにしている。

このように限定された期間であっても、基本的には、所望のデータ（噴射に係る圧力変動の波形）が得られる。このことは、上記検出期間の限定により除外された部分が、検出対象外の期間、すなわち通常では必要としないデータしか取得（検出）されない期間であることによる。そして、こうして検出期間を限定してより短い期間として設定することで、ＥＣＵ３０の処理負荷を軽減したり、ＲＡＭの使用記憶領域を小さくしたりすることができるようになる。

さらに本実施形態では、図７に示すように、上記の態様で設定された燃圧センサ２０ａの出力の逐次取得を行う期間（検出期間）のうち、同燃圧センサ２０ａの配設位置における燃料圧力が安定している期間（圧力安定期間）の少なくとも一部に対して、センサ出力の取得を一時的に休止する期間（休止期間ｔ１０１ａ〜ｔ１０２ａ）を設けるようにしている。詳しくは、インジェクタ２０のニードル２０ｃ（図２）のリフト量が十分大きくなり、噴孔２０ｆ（図２）に対して十分な高圧燃料が供給されるようになると、噴孔２０ｆの口径（燃料出口面積）による噴射限界で、噴射率が略一定に収束するようになる。したがってこの間は、噴射率の安定に伴い、燃圧センサ２０ａにより検出される圧力、すなわち同センサ２０ａの配設された燃料通路内の燃料圧力も安定するようになる。本実施形態では、同センサ２０ａの時々のセンサ出力（圧力変動態様）に基づき、こうした圧力安定期間の開始タイミング（タイミングｔ１０１ａ）を検出して、休止期間の開始タイミングを、その検出された圧力安定期間の開始タイミングｔ１０１ａ（厳密にいえば圧力安定期間の開始タイミングが確定したタイミング）に設定することとする。さらに、この休止期間の終了タイミングについてはこれを、インジェクタ２０に対する噴射終了指令の指示する噴射終了指示タイミング（タイミングｔ１０２ａ）に設定することとする。

このように、本実施形態では、休止期間ｔ１０１ａ〜ｔ１０２ａを設けることにより上記検出期間をさらに限定するようにしている。ただし、こうしてさらに限定された検出期間ｔ１０１〜ｔ１０１ａ，ｔ１０２ａ〜ｔ１０２であっても、基本的には、所望のデータ（噴射に係る圧力変動の波形）が得られる。このことは、上記検出期間の限定により除外された部分が、燃料圧力の安定している期間であり、基本的には、休止期間ｔ１０１ａ〜ｔ１０２ａ前後の圧力値に基づく補間演算等により予測可能であることによる。そして、こうして検出期間を限定してより短い期間として設定することで、ＥＣＵ３０の処理負荷のさらなる軽減を図ったり、ＲＡＭの使用記憶領域をさらに小さくしたりすることができるようになる。

図８は、上記図５のステップＳ２１にて取得された圧力推移波形の一例を示すタイムチャートである。なお、この図８において、（ａ）にはインジェクタ２０に対する噴射指令信号（パルス信号）の推移が、（ｂ）には噴射率（単位時間あたりに噴射される燃料量）の推移が、また（ｃ）には上記燃圧センサ２０ａ（図１）により検出される燃料圧力（インレット圧）の推移が、それぞれ実線ＰＬ１０，Ｒ１０，Ｐ１０により示されている。

このように、先の図５のステップＳ２１にて取得したセンサ出力には、高周波ノイズが含まれている。本実施形態では、こうしたセンサ出力をローパスフィルタ（バンドパスフィルタでも可）に通すことによりフィルタリング処理を施し、続くステップＳ２２，Ｓ２３において、そのフィルタリング処理後のデータ（高周波ノイズの除去されたデータ）に対して１階，２階の微分処理を施すことにより、上述の微分データを導出（算出）するようにしている。これにより、より高い精度で実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴う燃料圧力の変化を検出することが可能になる。

図９は、上記図５の処理を通じて取得、保存（いわゆる学習）された圧力推移波形の一例を示すタイムチャートである。なお、この図９において、（ａ）は噴射率（単位時間あたりに噴射される燃料量）の推移を、（ｂ）はセンサ出力に対して上記フィルタリング処理を施した後の波形データを、（ｃ）（ｄ）は、そのフィルタリング処理後のデータに対して１階，２階の微分処理を施した波形データを、それぞれ示すタイムチャートである。図９中、一点鎖線は燃料圧力レベル（噴射直前の燃料圧力）「７５ＭＰａ」のデータを、実線は燃料圧力レベル「８０ＭＰａ」のデータを、二点鎖線は燃料圧力レベル「８５ＭＰａ」のデータを、それぞれ示している。

同図９（ｂ）に示されるように、上記インジェクタ２０に対する噴射指令パルスの立ち上がり（通電開始）タイミング（タイミングｔ０よりも前のタイミングに相当）よりも後の圧力推移は、その大きな傾向として、まず圧力不変の短い期間があり、その期間を過ぎると、図中のタイミングｔ０で、圧力が徐々に降下し始め、その後、タイミングｔ１で圧力が急峻に下がり始める、といった傾向を示す。ここで、始めの圧力不変の期間、及びその後の圧力が徐々に降下する期間ｔ０〜ｔ１は、上記インジェクタ２０の無効噴射時間（無効噴射期間）に相当する。詳しくは、この無効噴射時間は、通電（噴射指令パルスの立ち上がり）からソレノイド２０１ｂ（図２）により正常な磁界が形成されるまでの遅れ、並びに、アウターバルブ２０２ｂやニードル２０ｃ（図２）の慣性、燃料の慣性、及びノズル内部の壁面との摩擦等による動作遅れ、等々の各種の遅れの総和であり、いわば同インジェクタ２０の駆動（通電）が開始されてから実際に燃料が噴射されるまでの時間に相当するものである。また、この無効噴射期間中、上記圧力不変の期間の後の期間では、圧力が徐々に降下している。これは、上記インジェクタ２０の噴射動作により圧力のリークが発生していることを示しており、詳しくは同インジェクタ２０が、噴射に係る動作（アウターバルブ２０２ｂの開動作）を開始してから実際に噴射が開始されるまでの間に圧力リークを伴うタイプの噴射弁であることに起因している。具体的には、前述したように、このインジェクタ２０では、通電（ＯＮ）時、ニードル２０ｃを駆動するために、オリフィスｏｆ１を開放して油圧室Ｃｄ内の燃料を燃料タンク１０へ戻すようにしている。このため、コモンレール１２による燃料圧力は、同インジェクタ２０の噴射動作中に、オリフィスｏｆ１（図２）を通じて漏れる（リークする）ことになる。すなわち、この時の圧力降下（期間ｔ０〜ｔ１における圧力降下）が、上記無効噴射期間における緩やかな圧力降下（圧力リーク）に相当する。そして、これらに対し、上記圧力の急峻に下がり始める圧力降下点、すなわちタイミングｔ１が、当該インジェクタ２０を通じて実際に噴射が開始されるタイミング、すなわち噴射開始タイミングに相当する。

同図９に示されるように、上記噴射開始タイミング（タイミングｔ１）後の圧力推移（圧力推移波形）は、その大きな傾向として、まずタイミングｔ１における前述の急峻な圧力降下から、タイミングｔ２の圧力極小点及びその圧力値での安定期間を経て、タイミングｔ２ａで圧力上昇へ転じ、その後、タイミングｔ２ｂで圧力はいったん安定するものの、再びタイミングｔ３でその圧力は急峻に上昇し、やがてタイミングｔ４で噴射前の圧力値（ゼロクロス点）近傍のレベルに到達すると、その圧力値の近傍で波打つ（脈動する）ようになる、といった傾向を示す。

ここで、上記タイミングｔ２は、噴射率が最大となるタイミング（最大噴射率到達タイミング）、タイミングｔ２ａは、アウターバルブ２０２ｂが閉じるタイミング、にそれぞれ相当する。またタイミングｔ３は、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング（噴射率減少開始タイミング）に、タイミングｔ４は、当該インジェクタ２０による噴射が停止するタイミング、すなわち噴射終了タイミングに、それぞれ相当する。そして、当該インジェクタ２０では、噴射開始時の無効噴射時間と同様、噴射終了時にも、断電（噴射指令パルスの立ち下がり）から噴射終了タイミング（タイミングｔ４）までの間に遅れが生じることになる。

次に、図９に併せ図１０〜図１６を参照して、上記図９（ｂ）〜（ｄ）に示す圧力推移波形、すなわち上記図５の処理を通じて取得、保存（いわゆる学習）された圧力推移波形に基づいて、上記燃料噴射に係る各タイミング（タイミングｔ１〜ｔ４）を検出する処理について詳述する。なお、図１０、図１２〜図１４は、それら各タイミングの検出に係る一連の処理を示すフローチャートである。これら各図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、これら各処理が行われることで、上記各タイミングの検出、保存が、１噴射につき１回の頻度で、すなわち例えば単段噴射であれば１燃焼サイクルにつき１回、また２段噴射であれば１燃焼サイクルにつき２回の頻度で行われるようになっている。そして先の図５の処理と同様、これら各図の処理において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ことになる。

まず、図１０の処理は、上記噴射開始タイミング（タイミングｔ１）を検出するための処理である。

同図１０に示されるように、この一連の処理においては、まずステップＳ３１で、当該噴射について、噴射開始指令（通電開始）がなされており、且つ、タイミングｔ１が未検出であるか否かを判断し、このステップＳ３１で、その噴射について、噴射開始指令がなされており、且つ、タイミングｔ１が未検出で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。すなわち、このステップＳ３１の条件を満足している期間が、上記タイミングｔ１の検出期間に相当する。

ステップＳ３２では、先の図５のステップＳ２３で算出した圧力２階微分値ddＰが、所定の閾値Ｋ１よりも小さい（ddＰ＜Ｋ１）か否かを判断する。

ここで、閾値Ｋ１は、「０」よりも小さい値（＜０）、すなわち負の値に設定される。また、その値の設定に際しては、予め実験等により求められた複数のマップ、例えば図１１（ａ）〜（ｃ）に示すようなマップに基づいて可変設定される。これは、上述の噴射開始に伴う圧力下降（図９参照）の勾配が、噴射直前の燃料圧力（図９のタイミングｔ０よりも前の安定時の燃料圧力レベル）、噴射実行タイミング、及び筒内圧力などに応じて変化することに対応したものである。すなわち、圧力下降の勾配がより急峻になるほど、閾値Ｋ１をより小さな値（負側に大きい値）に設定する。

図１１（ａ）は、燃料圧力レベル（燃圧センサ２０ａによる実測値）と、実験等により求められた閾値Ｋ１の適合値（最適値）との関係を示すマップである。同図１１（ａ）に示されるように、このマップによれば、燃料圧力レベルが収束点（この例では「８０ＭＰａ」）に到達するまでは、燃料圧力レベルが大きくなるほど閾値Ｋ１がより小さな値に設定される。そして、燃料圧力レベルが収束点に到達すると、燃料圧力レベルの増加に対して閾値Ｋ１の小さくなる度合が非常に小さくなる。

また、図１１（ｂ）は、噴射実行タイミングと、実験等により求められた閾値Ｋ１の適合値（最適値）との関係を示すマップである。なおここで、噴射実行タイミングは、インジェクタ２０に対する噴射開始指令で指示される噴射開始指示タイミング、詳しくは噴射指令パルスの立ち上がり（通電開始）タイミングとして検出される。同図１１（ｂ）に示されるように、このマップによれば、噴射実行タイミングがＴＤＣ（上死点）に近づくほど、閾値Ｋ１がより小さな値に設定される。

また、図１１（ｃ）は、対象エンジンのシリンダ内の圧力（図３に示した筒内圧センサ５３による実測値）と、実験等により求められた閾値Ｋ１の適合値（最適値）との関係を示すマップである。同図１１（ｃ）に示されるように、このマップによれば、筒内圧力が大きくなるほど、閾値Ｋ１がより小さな値に設定される。

このように、本実施形態では、圧力下降の勾配に合わせて閾値Ｋ１を可変設定することで、上記噴射に伴う圧力下降、ひいては噴射開始タイミング（図９のタイミングｔ１）をより高い精度で検出するようにしている。

このステップＳ３２の処理は、タイミングｔ１の検出期間において繰り返し行われる。そして、同ステップＳ３２で、圧力２階微分値ddＰが閾値Ｋ１よりも小さくない旨判断された場合には、図１０の一連の処理を終了し、圧力２階微分値ddＰが閾値Ｋ１よりも小さい旨判断された場合には、続くステップＳ３３にて、その時のタイミングを、噴射開始タイミング（タイミングｔ１）として、所定の記憶装置に保存する。なおこの場合は、必要に応じて所定のパラメータ（例えばデータ取得時のエンジン状態など）に関連付けつつ、ＥＣＵ３０の主電源停止後もデータを保持可能とする所定の記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ）に対して、そのタイミングを保存することが有効である。こうすることで、例えば対象エンジンが停止され、当該ＥＣＵ３０に対する給電が遮断された後も消去されずに、記憶装置内にデータが不揮発に保持されるようになり、長期にわたるデータの保存、ひいてはそのデータの読み出しが可能になる。また、データを保存する際に所定パラメータに対して関連付けを行っておけば、データ読み出しの際にそのパラメータを利用することで必要なデータを容易に取り出すことが可能になり、データ解析等をより容易且つ的確に行うことができるようになる。

このように、本実施形態では、噴射開始に伴う圧力下降の生じたタイミング、ひいては噴射開始タイミング（図９のタイミングｔ１）を、圧力２階微分値ddＰが閾値Ｋ１の大側から小側へ移行するタイミング（クロス点）として検出するようにしている。こうした検出方式によれば、上記圧力下降を的確にとらえることが可能になり、ひいては噴射開始タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

図１２の処理は、上記最大噴射率到達タイミング（タイミングｔ２）を検出するための処理である。

同図１２に示されるように、この一連の処理においては、まずステップＳ４１で、当該噴射について、タイミングｔ１が検出されており、且つ、タイミングｔ２が未検出であるか否かを判断し、このステップＳ４１で、その噴射について、タイミングｔ１の検出がなされており、且つ、タイミングｔ２が未検出である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、このステップＳ４１の条件を満足している期間が、上記タイミングｔ２の検出期間に相当する。

ステップＳ４２では、先の図５のステップＳ２２で算出した圧力１階微分値dＰの前回値が「０」よりも小さくて（dＰ（前回値）＜０）、且つ、圧力１階微分値dＰの今回値が所定の閾値Ｋ２（例えば固定値、ただし可変値でもよい）以上である（dＰ（今回値）≧Ｋ２）か否かを判断する。ここで、閾値Ｋ２は、「０」よりも大きい値（＞０）、すなわち正の値に設定される。

このステップＳ４２の処理は、タイミングｔ２の検出期間において繰り返し行われる。そして、同ステップＳ４２にて、「dＰ（前回値）＜０」で且つ「dＰ（今回値）≧Ｋ２」ではない旨判断された場合には、図１２の一連の処理を終了し、「dＰ（前回値）＜０」で且つ「dＰ（今回値）≧Ｋ２」である旨判断された場合には、続くステップＳ４３にて、その時のタイミングを、最大噴射率到達タイミング（図９のタイミングｔ２）として、所定の記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭなど）に保存する。

このように、本実施形態では、噴射開始の際に生じた燃料圧力の急峻な下降が終わって燃料圧力が安定するタイミング、ひいては最大噴射率到達タイミング（図９のタイミングｔ２）を、圧力１階微分値dＰが閾値Ｋ２の小側から大側へ移行するタイミング（クロス点）として検出するようにしている。こうした検出方式によれば、上記燃料圧力の安定するタイミングを的確にとらえることが可能になり、ひいては最大噴射率到達タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

図１３の処理は、上記噴射終了タイミング（タイミングｔ４）を検出するための処理である。

同図１３に示されるように、この一連の処理においては、まずステップＳ５１で、当該噴射について、タイミングｔ２が検出されており、且つ、タイミングｔ４が未検出であるか否かを判断し、このステップＳ５１で、その噴射について、タイミングｔ２の検出がなされており、且つ、タイミングｔ４が未検出である旨判断された場合にのみ、ステップＳ５２以降の処理を実行する。すなわち、このステップＳ５１の条件を満足している期間が、上記タイミングｔ４の検出期間に相当する。

ステップＳ５２では、先の図５のステップＳ２２で算出した圧力１階微分値dＰの前回値が「０」よりも大きくて（dＰ（前回値）＞０）、且つ、圧力１階微分値dＰの今回値が所定の閾値Ｋ３（例えば固定値、ただし可変値でもよい）以下である（dＰ（今回値）≦Ｋ３）か否かを判断する。ここで、閾値Ｋ３は、「０」よりも小さい値（＜０）、すなわち正の値に設定される。

このステップＳ５２の処理は、タイミングｔ４の検出期間において繰り返し行われる。そして、同ステップＳ５２にて、「dＰ（前回値）＞０」で且つ「dＰ（今回値）≦Ｋ３」ではない旨判断された場合には、図１３の一連の処理を終了し、「dＰ（前回値）＞０」で且つ「dＰ（今回値）≦Ｋ３」である旨判断された場合には、続くステップＳ５３にて、その時のタイミングを、噴射終了タイミング（図９のタイミングｔ４）として、所定の記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭなど）に保存する。

このように、本実施形態では、噴射弁の閉弁に伴って生じた燃料圧力の急峻な上昇が終わって燃料圧力の脈動が始まるタイミング、ひいては噴射終了タイミング（図９のタイミングｔ４）を、圧力１階微分値dＰが閾値Ｋ３の大側から小側へ移行するタイミング（クロス点）として検出するようにしている。こうした検出方式によれば、上記圧力変動態様の変化を的確にとらえることが可能になり、ひいては噴射終了タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

図１４の処理は、上記最大噴射率到達（タイミングｔ２）後に噴射率が降下を開始するタイミング（タイミングｔ３）を検出するための処理である。

同図１４に示されるように、この一連の処理においては、まずステップＳ６１で、当該噴射について、タイミングｔ４が検出されており、且つ、タイミングｔ３が未検出であるか否かを判断し、このステップＳ６１で、その噴射について、タイミングｔ４の検出がなされており、且つ、タイミングｔ３が未検出である旨判断された場合にのみ、ステップＳ６２以降の処理を実行する。

ステップＳ６２では、噴射終了タイミング（タイミングｔ４）よりも所定の戻り時間Ｔｃだけ前のタイミング（ｔ４−Ｔｃ）として、上記最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング（図９のタイミングｔ３）を検出し、続くステップＳ６３にて、そのタイミングｔ３を所定の記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭなど）に保存する。

ここで、戻り時間Ｔｃは、予め実験等により求められた複数のマップ、例えば図１５（ａ）（ｂ）に示すようなマップに基づいて可変設定される。これは、噴射率が降下し始めてから噴射が終了するまでの時間が、噴射直前の燃料圧力（安定時の燃料圧力レベル）、及び噴射時間に応じて変化することに対応したものである。

図１５（ａ）は、燃料圧力レベル（燃圧センサ２０ａによる実測値）と、実験等により求められた戻り時間Ｔｃの適合値（最適値）との関係を示すマップである。同図１５（ａ）に示されるように、このマップによれば、燃料圧力レベル（ベース圧力）が大きくなるほど、戻り時間Ｔｃがより短い値に設定される。

また、図１５（ｂ）は、噴射時間（例えば噴射指令のパルス幅として検出）と、実験等により求められた戻り時間Ｔｃの適合値（最適値）との関係を示すマップである。同図１５（ｂ）に示されるように、このマップによれば、噴射時間が長くなるほど、戻り時間Ｔｃがより長い値に設定される。

このように、本実施形態では、上記図１３の処理により検出されたタイミングｔ４との相対的な位置関係に基づいて、上記最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング（図９のタイミングｔ３）を検出するようにしている。こうした検出方式によれば、図９のタイミングｔ３を容易に高い精度で検出することが可能になる。

以上のように、本実施形態では、上記燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、各噴射について（多段噴射の場合は１燃焼サイクル中に複数の噴射について）、それぞれ上記図５、図１０、図１２〜図１４の処理により、噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミングを逐次検出するとともに、これら検出した各タイミングに基づいて、図４のステップＳ１２で用いられる補正係数（厳密には複数種の係数のうちの上記各タイミングに関する係数）を、逐次更新するようにしている。詳しくは、各タイミングの基準値（マップとして保有）と上記検出値とを比較することにより、その誤差（ずれ）を補償するような補正係数を求めるようにしている。そして、本実施形態では、この補正に関わるログラムが「補正手段」に相当する。図１６（ａ）〜（ｄ）は、上記各タイミングｔ１〜ｔ４の検出態様を、表としてまとめたものである。

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燃料噴射指令補正装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。

（１）所定の燃料噴射弁（各シリンダのインジェクタ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、詳しくは接続部分１２ａ（オリフィス）よりもインジェクタ２０側、より詳しくはコモンレール１２よりもインジェクタ２０の燃料噴射口の方に近い位置に相当するインジェクタ２０の燃料取込口について、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に適用される燃料噴射特性検出装置として、燃圧センサ２０ａの各出力に基づいて、該センサ２０ａに対応した上記所定箇所（検出箇所）における燃料圧力を逐次検出するプログラム（燃料圧力検出手段、図５のステップＳ２１）と、同ステップＳ２１の処理により逐次検出された燃料圧力に基づいて、各シリンダのインジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（噴射タイミング）を検出するプログラム（噴射タイミング検出手段、図１０及び図１２及び図１３）と、を備える構成とした。こうした構成によれば、例えばインジェクタ２０の噴射開始タイミング（タイミングｔ１）、最大噴射率到達タイミング（タイミングｔ２）、及び噴射終了タイミング（タイミングｔ４）を高い精度で検出することが可能になる。

（２）上記燃圧センサ２０ａを接続部分１２ａ（オリフィス）よりもインジェクタ２０側に設けたことで、オリフィスにより燃料脈動が軽減される前に上記燃圧センサ２０ａにて圧力変動態様を検出することが可能になり、ひいてはより高い精度で圧力変動態様を検出することが可能になる。

（３）一般にコモンレール１２に取り付けられるレール圧センサを割愛したことで、コモンレール１２近傍のスペースを大きく確保することが可能になる。そして、上記燃圧センサ２０ａを備える構成であれば、このようにレール圧センサを割愛した場合にも、燃圧センサ２０ａのセンサ出力に基づいて、通常の燃料噴射制御を適切に行うことが可能となる。

（４）図５の処理において、上記燃圧センサ２０ａのセンサ出力を、該センサ出力にて圧力推移波形の軌跡が描かれる程度に短い間隔で逐次取得するように構成した。これにより、上記圧力推移波形（圧力変動態様）を高い精度で的確に検出することができるようになる。

（５）図５の処理において、上記燃圧センサ２０ａのセンサ出力を「２０μsec」間隔で逐次取得するように構成した。これにより、上記圧力推移波形（圧力変動態様）を的確に捉えることができるようになる。

（６）燃圧センサ２０ａが、シリンダ＃１〜＃４のインジェクタ２０の燃料取込口に対して、それぞれ１つずつ設けられた構成とした。これにより、燃圧センサ２０ａの取付け性や保守性が容易になるとともに、比較的安定して高い精度で圧力を検出することが可能になる。

（７）図５のステップＳ２１にて逐次検出された燃料圧力データに対して１階，２階の微分処理を施すことにより微分データを求めるプログラム（微分手段、図５のステップＳ２２，Ｓ２３）を備える構成とした。そして、図１０及び図１２〜図１４の処理においては、図５のステップＳ２２，Ｓ２３の処理により求められた微分データに基づいて、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（タイミングｔ１〜ｔ４）を検出するようにした。これにより、上記タイミングｔ１，ｔ２，ｔ４をより高い精度で検出することが可能になる。

（８）図１０の処理においては、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベル（閾値Ｋ１に対応したレベル）を上回る急峻な圧力下降の開始点として、より具体的には図５のステップＳ２３の処理を通じて取得された燃料圧力の２階微分値が所定の閾値（閾値Ｋ１）の大側から小側へ移行するタイミングとして、圧力推移の変曲点を求めるようにした。そして、図１０の処理においては、その圧力変曲点に基づいて、上記インジェクタ２０の噴射開始タイミング（タイミングｔ１）を検出するようにした。こうすることで、これら各タイミングをより的確に検出することが可能になる。

（９）図１０のステップＳ３２においては、上記インジェクタ２０に対する噴射開始指令で指示される噴射開始指示タイミング（噴射指令パルスの立ち上がりタイミング）を開始タイミングとする所定期間（図１０のステップＳ３１にて設定）における圧力変曲点を求めるようにした。そして、図１０のステップＳ３３においては、その圧力変曲点に基づいて、上記インジェクタ２０の噴射開始タイミング（タイミングｔ１）を検出するようにした。これにより、噴射開始タイミングをより高い精度で検出することができるようになる。

（１０）クロス点に係る閾値（閾値Ｋ１）を、噴射直前の燃料圧力（いわば安定時の燃料圧力レベル）に応じて可変設定するプログラムを備える構成とした（図１１（ａ）参照）。これにより、上記圧力下降、ひいては上記噴射開始タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

（１１）クロス点に係る閾値（閾値Ｋ１）を、上記インジェクタ２０に対する噴射開始指令で指示される噴射開始指示タイミングに応じて可変設定するプログラムを備える構成とした（図１１（ｂ）参照）。これにより、上記圧力下降、ひいては上記噴射開始タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

（１２）クロス点に係る閾値（閾値Ｋ１）を、対象エンジンのシリンダ５０内の圧力（いわゆる筒内圧力）に応じて可変設定するプログラムを備える構成とした（図１１（ｃ）参照）。これにより、上記圧力下降、ひいては上記噴射開始タイミングをより高い精度で検出することが可能になる。

（１３）図１２，図１３の処理においては、図５のステップＳ２３の処理を通じて、所定期間における燃料圧力のｎ階微分値（ｎ＝１以上の整数）に基づいて、それら燃料圧力のｎ階微分値が所定の閾値の小側から大側へ又は大側から小側へ移行するタイミング（クロス点）を求めるようにした。そして、図１２，図１３の処理においては、そのクロス点に基づいて、上記インジェクタ２０の最大噴射率到達タイミング及び噴射終了タイミング（タイミングｔ２，ｔ４）を検出するようにした。これにより、上記各タイミングをより高い精度で検出することができるようになる。

（１４）図１２の処理においては、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値（閾値Ｋ２）の小側から大側へ移行するタイミング（クロス点）を、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベル（閾値Ｋ２に対応したレベル）を上回る急峻な圧力下降の終了点として求めるようにした。そして、図１２の処理においては、そのクロス点に基づいて、上記インジェクタ２０の最大噴射率到達タイミング（タイミングｔ２）を検出するようにした。これにより、上記燃料圧力の安定するタイミングを的確にとらえることが可能になり、ひいては最大噴射率到達タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

（１５）図１３の処理においては、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値（閾値Ｋ３）の大側から小側へ移行するタイミング（クロス点）を、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベル（閾値Ｋ３に対応したレベル）を上回る急峻な圧力上昇の終了点として求めるようにした。そして、図１３の処理においては、そのクロス点に基づいて、上記インジェクタ２０の噴射終了タイミング（タイミングｔ４）を検出するようにした。これにより、上記燃料圧力の圧力変動態様の変化を的確にとらえることが可能になり、ひいては噴射終了タイミングを高い精度で検出することが可能になる。

（１６）図５のステップＳ２２，Ｓ２３においては、図５のステップＳ２１の処理により逐次検出された燃料圧力データに対して高周波をカットするフィルタリング処理（例えばローパスフィルタによるフィルタリング処理）を行った後、そのフィルタリング処理後のデータに対して１階，２階の微分処理を施すことにより上記微分データを導出するようにした。こうしてフィルタリング処理後のデータに対して微分処理を施すことにより、高い精度で実噴射状態や噴射動作状態の変化に伴う燃料圧力の変化を検出することが可能になり、ひいては上記各タイミングをより高い精度で検出することができるようになる。

（１７）図１０の処理においては、図５のステップＳ２１の処理により逐次検出された燃料圧力に基づいて、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定のタイミング、すなわち噴射終了タイミングｔ４（第１噴射タイミング）を検出するようにした。そして、そのタイミングｔ４との相対的な位置関係に基づいて、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における各タイミングのうちの、タイミングｔ４とは別の所定タイミング、すなわち最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングｔ３（第２噴射タイミング）を検出するプログラム（第２噴射タイミング検出手段、図１４）を備える構成とした。詳しくは、図１４の処理において、噴射終了タイミングｔ４よりも所定の戻り時間Ｔｃだけ前のタイミングとして、上記タイミングｔ３を検出するようにした。これにより、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングｔ３を、他の噴射タイミング（タイミングｔ４）から容易に検出（推定）することが可能になる。

（１８）戻り時間Ｔｃを、噴射直前の燃料圧力（いわば安定時の燃料圧力レベル）に応じて可変設定するプログラムを備える構成とした（図１５（ａ）参照）。これにより、上記噴射率降下開始タイミングｔ３をより高い精度で検出することが可能になる。

（１９）戻り時間Ｔｃを、噴射時間（例えば噴射指令のパルス幅に相当）に応じて可変設定するプログラムを備える構成とした（図１５（ｂ）参照）。これにより、上記噴射率降下開始タイミングｔ３をより高い精度で検出することが可能になる。

（２０）図１２，図１３の処理により、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングを検出可能とし、図５のステップＳ２１においては、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングのうちの、所定の１つ（タイミングｔ１，ｔ２）が検出されたタイミングを開始タイミングとする所定期間（図１２のステップＳ３１、図１３のステップＳ４１にて設定）について、時々の燃料圧力を逐次検出するようにした。図１２，図１３の処理においては、その所定期間内の燃料圧力に基づいて、上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミング（タイミングｔ２，ｔ４）を検出するようにした。これにより、１つのタイミングに基づいて検出期間を設定することにより、その検出期間を適切な期間として、別の噴射タイミング（検出されたタイミングの次のタイミング）を容易且つ的確に検出することが可能になる。

（２１）上記各燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定タイミング（タイミングｔ１〜ｔ４）を用いて、上記インジェクタ２０に対する噴射指令を補正するプログラム（補正手段）を備える構成とした。そして、こうして検出された各タイミングｔ１〜ｔ４とそれらに対応した各基準タイミング（実験等により予め求めた適正値）との誤差が大きい場合においては、例えば今回の燃焼サイクルの噴射結果を、次回以降の燃焼サイクルの噴射に反映させるかたちで上記インジェクタ２０に対する噴射指令を補正するようにした。これにより、上記誤差を補償することが可能になる。そして、このようなフィードバックをかけながら上記噴射指令の補正を継続的に行うことで、長期にわたって適正なタイミングでの燃料噴射を維持することが可能になる。

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。

・上記実施形態では、接続部分１２ａにオリフィスを設け、このオリフィスでコモンレール１２内の圧力脈動を低減するようにした。しかし、このオリフィスに代えて、又はこのオリフィスと共に、フローダンパ（燃料脈動軽減手段）を設けることで、同コモンレール１２内の圧力脈動を低減するようにしてもよい。

・上記実施形態では、図６及び図７に示した態様で、検出期間や休止期間を設定するようにした。しかしこれに限定されず、検出期間や休止期間の設定態様は任意である。これら検出期間及び休止期間は、例えば実験等により求めた固定値として設定するようにしても、あるいはマップ等を用いて時々の状況（特にエンジン運転状態）に応じた可変値として設定するようにしてもよい。また必要がなければ、休止期間を割愛してもよい。

・上記実施形態では、閾値Ｋ１や戻り時間Ｔｃを、噴射直前の燃料圧力に応じて可変設定するプログラムを備える構成とした。しかしこれに限られず、噴射直前の燃料圧力そのものではなく同等の値を示すもの、いわば燃料圧力レベルの推定値に応じて可変設定するようにしてもよい。

・上記実施形態においては、上記インジェクタ２０として、所定の空間（油圧室Ｃｄ）への流体の流入及び油圧室Ｃｄからの流体の流出を制御する流体制御弁（アウターバルブ２０２ｂ）と、上記流体の流入及び流出に伴う油圧室Ｃｄの圧力変化に応じて当該インジェクタ２０の弁本体内部で往復動作して噴孔２０ｆ（燃料噴射口に相当）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と、を備えて構成されるものを採用した。このような場合には、例えば単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力下降又は圧力上昇の開始点として、より具体的には図５のステップＳ２３の処理を通じて取得された燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の大側から小側へ又は小側から大側へ移行するタイミングとして、アウターバルブ２０２ｂの開弁タイミング（図９のタイミングｔ０）又は閉弁タイミング（図９のタイミングｔ２ａ）を検出するような構成としてもよい。こうした構成によれば、これらのタイミングを的確に検出することが可能になり、ひいては上記インジェクタ２０の状態をより厳密に把握するが可能になることで、時々の状況に応じてより精密な噴射弁制御が可能になる。

・１燃焼サイクル中において、上記インジェクタ２０に対する噴射指令を補正するようにしてもよい。具体的には、対象エンジンの１燃焼サイクルにおいて、上記各燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定事象のタイミング（例えば上記インジェクタ２０が噴射を開始したタイミングｔ１）を用いて、同サイクル中でその検出された所定事象のタイミングよりも後に行うべき上記インジェクタ２０の燃料噴射に係る所定動作のタイミング（例えば上記インジェクタ２０の閉弁タイミングｔ４）を調整すべく、該燃料噴射に係る所定動作についての、上記インジェクタ２０に対する噴射指令（例えば同噴射弁の通電時間（パルス幅））を補正するプログラムを備える構成とすることも可能である。こうすることで、噴射開始タイミングずれに起因した噴射量誤差を補償してその時の燃料噴射量を適正に維持することが可能になる。

・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４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。

・上記インジェクタ２０の最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング（タイミングｔ３）は、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力上昇の開始点として、例えば図５のステップＳ２３の処理を通じて取得された燃料圧力の２階微分値が所定の閾値の小側から大側へ移行するタイミングとして、圧力推移の変曲点を求め、その圧力変曲点に基づいて検出するようにしてもよい（図９（ｄ）参照）。こうすることで、上記タイミングｔ３をより的確に検出することが可能になる。

・所定タイミングにおける微分値（例えば所定期間における最小値や最大値など）に基づいて、目的のタイミング（タイミングｔ１〜ｔ４）を検出するようにしてもよい。

・検出したクロス点自体を目的のタイミング（タイミングｔ１〜ｔ４）として扱うのではなく、このクロス点を基点とするタイミングを、例えばクロス点から所定距離だけ離れたクロス点近傍のタイミングを、目的のタイミングとして扱うようにしてもよい。

・例えばデータ解析の時などにおいては、検出期間を決めずに複数のクロス点又は圧力変曲点を検出した状態で、すなわち上記図１０及び図１２及び図１３の処理に準ずる処理（例えばこれら各処理のステップＳ３１〜Ｓ５１のない処理）により複数のクロス点又は圧力変曲点が検出された状態で、それらクロス点又は圧力変曲点が目的のクロス点又は圧力変曲点（目的のタイミングに関するクロス点又は圧力変曲点）であるか否かを、そのクロス点又は圧力変曲点の検出タイミングに基づいて（例えば他のタイミングの検出タイミングと比較して）判断するプログラムを備える構成とすることが有効である。あるいは、それらクロス点又は圧力変曲点が目的のクロス点又は圧力変曲点であるか否かを、例えば１燃焼サイクルごとにクロス点又は圧力変曲点を時系列的にカウントして、そのクロス点又は圧力変曲点が時系列的に何個めのクロス点又は圧力変曲点に相当するかに基づいて判断するプログラムを備える構成とすることが有効である。

また、検出期間を決めずに複数のクロス点又は圧力変曲点を検出する都度、すなわち上記図１０及び図１２及び図１３の処理に準ずる処理（例えばこれら各処理のステップＳ３１〜Ｓ５１のない処理）によりクロス点又は圧力変曲点が検出される都度、それらクロス点又は圧力変曲点が目的のクロス点又は圧力変曲点（目的のタイミングに関するクロス点又は圧力変曲点）であるか否かを、そのクロス点又は圧力変曲点の検出タイミングに基づいて（例えば他のタイミングの検出タイミングと比較して）判断するプログラムを備える構成とすることも有効である。あるいは、それらクロス点又は圧力変曲点が目的のクロス点又は圧力変曲点であるか否かを、例えばクロス点又は圧力変曲点が検出される度にクロス点又は圧力変曲点をカウントアップ（＋１）して、そのクロス点又は圧力変曲点が時系列的に何個めのクロス点又は圧力変曲点に相当するかに基づいて判断するプログラムを備える構成とすることも有効である。

・上記脈動パターン（圧力波形）の、節、極大点、極小点を、燃料圧力の時間微分値に基づいて検出する（極大点、極小点＝微分値「０」、節＝微分値最大）構成なども有効である。

・上記各燃料噴射特性検出装置の用途は、上述した噴射指令の補正に限られず、例えばデータ蓄積によるデータ解析のほか、同装置により検出した所定タイミングの誤差などから、当該燃料噴射システムの故障診断等に用いるようにしてもよい。こうした故障診断によれば、故障時に早期のフェイルセーフ処理等を行うことなども可能になる。

・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。

・さらには、ニードルにより噴孔自体を開閉するものであっても、外開弁タイプの燃料噴射弁であってもよい。

・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。

・上記実施形態では、筒内圧センサ５３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）だけに設けるようにしてもよい。そして、こうして筒内圧センサを全てのシリンダには設けずに一部のシリンダだけに設ける場合には、筒内圧センサを設けたシリンダで求めた筒内圧力の実測値を用いて他のシリンダの筒内圧力を推定するような構成とすることが有効である。こうすることで、センサの数や演算負荷を極力抑えつつ、多くのシリンダについて、その筒内圧力を測定するとともに、その測定値に基づき噴射特性（噴射量等）を高い精度で制御（コントロール）することができるようになる。また必要がなければ、筒内圧センサ５３を割愛してもよい。

・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。

・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り、より高い精度で燃料圧力を検出することができるようになる。

・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。

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。例えば直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムでは、一般に燃料（ガソリン）を高圧状態で蓄えるデリバリパイプを備えており、このデリバリパイプに対して燃料ポンプから燃料が圧送されるとともに、同デリバリパイプ内の高圧燃料がインジェクタからエンジン燃焼室内に噴射供給される。本発明は、こうしたシステムについても適用可能である。ちなみに、このシステムでは、デリバリパイプが蓄圧容器に相当する。

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、その燃料噴射特性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。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。

・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。

本発明に係る燃料噴射特性検出装置及び燃料噴射指令補正装置の一実施形態について、各装置の搭載されたシステムの概略を示す構成図。 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。 同システムの燃料供給の対象となるディーゼルエンジンが備える４つのシリンダ＃１〜＃４のうち、その１つの内部構造を模式的に示す側面図。 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。 データ取得（学習処理）及び微分値算出に係る一連の処理を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ同学習処理に係る実行期間の設定態様を示すタイムチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ同学習処理に係る実行期間の設定態様を示すタイムチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ噴射パラメータの推移を示すタイムチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ噴射パラメータの推移を示すタイムチャート。 噴射開始タイミングを検出する一連の処理を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ同噴射開始タイミングの検出に用いられる閾値を可変設定するためのマップ。 最大噴射率到達タイミングを検出する一連の処理を示すフローチャート。 噴射終了タイミングを検出する一連の処理を示すフローチャート。 最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングを検出する一連の処理を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ噴射率降下開始タイミングの検出に用いられる戻り時間を可変設定するためのマップ。 （ａ）〜（ｄ）は、上記各タイミングの検出態様をまとめた表。

符号の説明

１１…燃料ポンプ、１１ｃ…吸入調整弁、１２…コモンレール、２０…インジェクタ、２０ａ…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、５０…シリンダ。

Claims (35)

1. 所定の燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、該蓄圧容器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、前記蓄圧容器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、を備える燃料噴射システムに適用され、
   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、該センサに対応した前記所定箇所における燃料圧力を逐次検出する燃料圧力検出手段と、
   前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出する噴射タイミング検出手段と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
2. 所定の燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、該蓄圧容器と同蓄圧容器の燃料吐出側配管との接続部分にて同配管を通じて前記蓄圧容器へ伝播される燃料脈動を軽減する燃料脈動軽減手段と、前記蓄圧容器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、前記燃料脈動軽減手段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、を備える燃料噴射システムに適用され、
   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、該センサに対応した前記所定箇所における燃料圧力を逐次検出する燃料圧力検出手段と、
   前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る所定タイミングを検出する噴射タイミング検出手段と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
3. 前記燃料脈動軽減手段は、オリフィス、フローダンパ、又はそれらの組合せによって構成されるものである請求項２に記載の燃料噴射特性検出装置。
4. 前記燃料圧力センサの少なくとも１つは、前記燃料噴射弁の内部又は近傍に設けられてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
5. 前記燃料圧力センサの少なくとも１つは、前記蓄圧容器の燃料吐出側配管において、前記蓄圧容器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てなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
6. 前記燃料圧力検出手段は、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ものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
7. 前記燃料圧力検出手段は、前記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ものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
8. 前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力データに対して１階以上の微分処理を施すことにより、所定タイミングにおける微分値、所定の微分値を示すタイミング、及び微分値が所定の変化態様を示すタイミング、の少なくとも１つを含む微分データを求める微分手段を備え、
   前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた微分データに基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出するものである請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
9. 前記微分手段は、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、圧力推移の変曲点を求めるものである請求項８に記載の燃料噴射特性検出装置。
10. 前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた圧力変曲点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミング、最大噴射率到達タイミング、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミング、及び噴射終了タイミング、のいずれか１つを検出するものである請求項９に記載の燃料噴射特性検出装置。
11. 前記微分手段は、前記燃料噴射弁に対する噴射開始指示タイミング、又はこの指示タイミングを基点とするタイミングを開始タイミングとする所定期間における圧力変曲点を求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた前記所定期間における圧力変曲点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出するものである請求項１０に記載の燃料噴射特性検出装置。
12. 前記微分手段により複数の圧力変曲点が検出された状態で、又は前記微分手段により圧力変曲点が検出される都度、前記微分手段により検出された圧力変曲点が目的の圧力変曲点であるか否かを、その圧力変曲点の検出タイミング、又はその圧力変曲点が時系列的に何個めの変曲点に相当するかに基づいて判断する手段を備える請求項９〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
13. 前記微分手段は、所定期間における燃料圧力のｎ階微分値（ｎ＝１以上の整数）に基づいて、それら燃料圧力のｎ階微分値が所定の閾値の小側から大側へ又は大側から小側へ移行するタイミングであるクロス点を求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出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。
14. 前記微分手段が、所定期間における燃料圧力の２階微分値に基づき、それら燃料圧力の２階微分値が所定の閾値の大側から小側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミングを検出するものである請求項１３に記載の燃料噴射特性検出装置。
15. 前記クロス点に係る閾値を、噴射直前の燃料圧力又はその相当値に応じて可変設定する手段を備える請求項１４に記載の燃料噴射特性検出装置。
16. 前記クロス点に係る閾値を、前記燃料噴射弁に対する噴射開始指令で指示される噴射開始指示タイミングに応じて可変設定する手段を備える請求項１４又は１５に記載の燃料噴射特性検出装置。
17. 前記クロス点に係る閾値を、対象エンジンのシリンダ内の圧力に応じて可変設定する手段を備える請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
18. 前記微分手段は、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の小側から大側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の最大噴射率到達タイミングを検出するものである請求項１３に記載の燃料噴射特性検出装置。
19. 前記微分手段は、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の大側から小側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射終了タイミングを検出するものである請求項１３に記載の燃料噴射特性検出装置。
20. 前記燃料噴射弁は、所定の空間への流体の流入及び同空間からの流体の流出を制御する流体制御弁と、前記流体の流入及び流出に伴う前記空間の圧力変化に応じて当該燃料噴射弁の弁本体内部で往復動作して噴孔自体又は該噴孔までの燃料供給通路を開閉することにより当該燃料噴射弁の開弁及び閉弁を行うニードルと、を備えて構成されるものであり、
    前記微分手段は、所定期間における燃料圧力の１階微分値に基づき、それら燃料圧力の１階微分値が所定の閾値の小側から大側へ移行するタイミングを、前記クロス点として求めるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められたクロス点に基づいて、前記流体制御弁の閉弁タイミングを検出するものである請求項１３に記載の燃料噴射特性検出装置。
21. 前記微分手段により複数のクロス点が検出された状態で、又は前記微分手段によりクロス点が検出される都度、前記微分手段により検出されたクロス点が目的のクロス点であるか否かを、そのクロス点の検出タイミング、又はそのクロス点が時系列的に何個めのクロス点に相当するかに基づいて判断する手段を備える請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
22. 前記微分手段は、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力上昇又は圧力下降の開始点を検出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。
23. 前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた圧力上昇又は圧力下降の開始点に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射開始タイミング及び最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングのいずれか一方を検出するものである請求項２２に記載の燃料噴射特性検出装置。
24. 前記燃料噴射弁は、所定の空間への流体の流入及び同空間からの流体の流出を制御する流体制御弁と、前記流体の流入及び流出に伴う前記空間の圧力変化に応じて当該燃料噴射弁の弁本体内部で往復動作して噴孔自体又は該噴孔までの燃料供給通路を開閉することにより当該燃料噴射弁の開弁及び閉弁を行うニードルと、を備えて構成されるものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記流体制御弁の開弁タイミング及び閉弁タイミングのいずれか一方を検出するものである請求項２２に記載の燃料噴射特性検出装置。
25. 前記微分手段は、前記微分値が所定の変化態様を示すタイミングとして、単位時間あたりの圧力変化量が所定レベルを上回る急峻な圧力上昇又は圧力下降の終了点を検出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。
26. 前記噴射タイミング検出手段は、前記微分手段により求められた圧力上昇又は圧力下降の終了点に基づいて、前記燃料噴射弁の最大噴射率到達タイミング及び噴射終了タイミングのいずれか一方を検出するものである請求項２５に記載の燃料噴射特性検出装置。
27. 前記微分手段は、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力データに対して高周波をカットするフィルタリング処理を行った後、そのフィルタリング処理後のデータに対して１階以上の微分処理を施すことにより前記微分データを導出するものである請求項８〜２６のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
28. 前記噴射タイミング検出手段が、前記燃料圧力検出手段により逐次検出された燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定のタイミングである第１噴射タイミングを検出するものであり、
    該噴射タイミング検出手段により検出された第１噴射タイミングとの相対的な位置関係に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における各タイミングのうちの、前記第１噴射タイミングとは別の所定タイミングである第２噴射タイミングを検出する第２噴射タイミング検出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。
29. 前記第１噴射タイミングが、前記燃料噴射弁の噴射終了タイミングであるとともに、前記第２噴射タイミングが、最大噴射率到達後に噴射率が降下を開始するタイミングであり、
    前記第２噴射タイミング検出手段は、前記噴射タイミング検出手段により検出された第１噴射タイミングよりも所定の戻り時間だけ前のタイミングとして、前記第２噴射タイミングを検出するものである請求項２８に記載の燃料噴射特性検出装置。
30. 前記戻り時間を、噴射直前の燃料圧力又はその相当値に応じて可変設定する手段を備える請求項２９に記載の燃料噴射特性検出装置。
31. 前記戻り時間を、噴射時間に応じて可変設定する手段を備える請求項２９又は３０に記載の燃料噴射特性検出装置。
32. 前記噴射タイミング検出手段により、又はこの手段と併せ別の検出手段を備えることにより、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングを検出可能とし、
    前記燃料圧力検出手段は、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における複数のタイミングのうちの、所定の１つが検出されたタイミング、又はこの検出タイミングを基点として定まるタイミングを開始タイミングとする所定期間について、時々の燃料圧力を逐次検出するものであり、
    前記噴射タイミング検出手段は、前記所定期間内の燃料圧力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る一連の動作における所定タイミングを検出するものである請求項１〜３１のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
33. 請求項１〜３２のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定タイミングを用いて、前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正する補正手段を備えることを特徴とする燃料噴射指令補正装置。
34. 前記補正手段は、対象エンジンの１燃焼サイクルにおいて、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置により検出された燃料噴射に係る所定事象のタイミングを用いて、同サイクル中でその検出された所定事象のタイミングよりも後に行うべき前記燃料噴射弁の燃料噴射に係る所定動作のタイミングを調整すべく、該燃料噴射に係る所定動作についての、前記燃料噴射弁に対する噴射指令を補正するものである請求項３３に記載の燃料噴射指令補正装置。
35. 前記燃料噴射に係る所定事象のタイミングは、前記燃料噴射弁が噴射を開始したタイミングであり、前記燃料噴射に係る所定動作は、前記燃料噴射弁の閉弁動作である請求項３４に記載の燃料噴射指令補正装置。

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