JP4858578B2 - 燃料温度検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の各気筒に対して燃料温度を検出する燃料温度検出装置に関する。
従来の一般的な内燃機関では、燃料温度（燃温）を検出する燃温センサを、燃料噴射弁へ燃料を供給するポンプの吐出口に設けている。しかしながら近年では、燃料噴射弁の噴孔に近い位置での燃温（ＩＮＪ燃温）を検出することが要求される場合があり、ポンプ吐出口で燃温を検出する上記構成では、ポンプで燃料を圧縮するときに生じる熱の影響を燃温センサが受けることや、吐出口での雰囲気温度と噴孔での雰囲気温度が異なること等に起因して、ＩＮＪ燃温を正確に検出することが困難となる。
なお、ＩＮＪ燃温の検出が要求される場合の一例を以下に説明する。特許文献１には、各気筒の燃料噴射弁に燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサを設けており、噴射に伴い生じる燃圧変化（燃圧波形）を検出することで、実際の噴射率の変化（噴射率波形）を算出し、ひいては、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等の検出を可能にしている。しかしながら、上記燃圧波形は、その時に噴射される噴孔での燃温（ＩＮＪ燃温）に依存して異なる波形となるため、ＩＮＪ燃温を検出し、検出したＩＮＪ燃温に基づき燃圧波形を補正して噴射率波形を算出することが要求される。
特開２００９−５７９２４号公報
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、燃料噴射弁の噴孔に近い位置での燃温検出を図った燃料温度検出装置を提供することにある。
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記載の発明では、蓄圧容器から分配される燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を、気筒毎に設けた内燃機関に適用され、前記気筒毎に設けられるとともに、前記蓄圧容器から前記噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、燃料温度を検出する燃温センサと、前記気筒毎の前記燃温センサによる燃温検出値の平均値を算出する平均値算出手段と、前記燃温センサ毎に、前記平均値と前記燃温検出値との偏差を算出する偏差算出手段と、前記燃温センサ毎に、前記偏差をゼロに近づけるよう前記燃温検出値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
上記発明によれば、蓄圧容器（例えばコモンレール）から噴孔に至るまでの燃料通路のうち、蓄圧容器に対して噴孔に近い側に燃温センサを設けるので、ポンプの吐出口に燃温センサを設ける場合に比べて噴孔での燃温を正確に検出できる。
ここで、このように燃温センサを気筒毎に設けることを本発明者らが試みたところ、気筒毎の燃温センサの燃温検出値にばらつきが生じることが分かった。各気筒の燃料噴射弁に供給される燃料の温度は同じであり、気筒内温度が気筒毎に大きく異なることもないので、上記燃温検出値のばらつきは、各々の燃温センサが有する機差ばらつきに起因して生じていると考えられる。
そこで上記発明では、気筒毎の燃温検出値の平均値を算出し（平均値算出手段）、燃温センサ毎に、前記平均値と燃温検出値との偏差を算出し（偏差算出手段）、燃温センサ毎に、前記偏差をゼロに近づけるよう燃温検出値を補正する（補正手段）。上記平均値は、燃温検出値よりも実際の燃温に近い値である可能性が高いので、このような平均値との偏差をゼロに近づけるよう燃温検出値を補正する上記発明によれば、上記機差ばらつきに起因した燃温センサの検出誤差を解消するよう燃温検出値が補正されることとなる。以上により、噴孔に近い位置での燃温を高精度で検出できる。
請求項２記載の発明では、前記平均値算出手段は、全ての気筒の前記燃温センサから取得した前記燃温検出値の平均値を算出することを特徴とする。
平均値の算出に用いる燃温センサの数が多いほど、実際の燃温に平均値は近づくので、全ての気筒の燃温検出値から平均値を算出する上記発明によれば、補正による検出誤差の解消を促進できる。
なお、このように全ての気筒の燃温検出値から平均値を算出することに替え、請求項３記載の如く、前記燃温センサを複数にグループ分けし、前記平均値算出手段は、グループ毎に前記燃温検出値の平均値を算出するようにしてもよい。
請求項４記載の発明では、前記平均値算出手段は、複数の前記燃温センサにて同時期に検出された前記燃温検出値の平均値を算出する。
時間経過とともに実際の燃温が変化していくことが懸念されるので、同時期に検出された燃温検出値を用いて平均値を算出する上記発明によれば、燃温検出値のばらつきに実燃温の変化が含まれてしまうことを回避できる。よって、補正による検出誤差の解消を促進できる。
請求項５記載の発明では、蓄圧容器から分配される燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を、気筒毎に設けた内燃機関に適用され、前記気筒毎に設けられるとともに、前記蓄圧容器から前記噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、燃料温度を検出する燃温センサと、前記燃温センサによる燃温検出値の、時間経過に伴う推移の傾向を表すトレンド波形を算出するトレンド算出手段と、前記燃温センサ毎に、前記トレンド波形と前記燃温検出値との偏差を算出する偏差算出手段と、前記燃温センサ毎に、前記燃温検出値を前記トレンド波形に近づけるよう補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
上記発明によれば、蓄圧容器（例えばコモンレール）から噴孔に至るまでの燃料通路のうち、蓄圧容器に対して噴孔に近い側に燃温センサを設けるので、ポンプの吐出口に燃温センサを設ける場合に比べて噴孔での燃温を正確に検出できる。
また、上記発明では、燃温検出値の時間経過に伴う推移の傾向を表すトレンド波形を算出し（トレンド算出手段）、燃温センサ毎に、前記トレンド波形と燃温検出値との偏差を算出し（偏差算出手段）、燃温センサ毎に、前記トレンド波形に近づけるよう燃温検出値を補正する（補正手段）。上記トレンド波形による燃温は、燃温検出値よりも実際の燃温に近い値である可能性が高いので、このようなトレンド波形に近づけるよう燃温検出値を補正する上記発明によれば、先述の機差ばらつきに起因した燃温センサの検出誤差を解消するよう燃温検出値が補正されることとなる。以上により、噴孔に近い位置での燃温を高精度で検出できる。
請求項６記載の発明では、前記トレンド算出手段は、全ての気筒の前記燃温センサから取得した前記燃温検出値を用いて前記トレンド波形を算出することを特徴とする。
トレンド波形の算出に用いる燃温センサの数が多いほど、実際の燃温に平均値は近づくので、全ての気筒の燃温検出値からトレンド波形を算出する上記発明によれば、補正による検出誤差の解消を促進できる。
なお、このように全ての気筒の燃温検出値からトレンド波形を算出することに替え、請求項７記載の如く、前記燃温センサを複数にグループ分けし、前記トレンド算出手段は、グループ毎に前記燃温検出値のトレンド波形を算出するようにしてもよい。
請求項８記載の発明では、前記トレンド波形の算出に用いる複数の前記燃温検出値は、複数の前記燃温センサから順次取得したものであることを特徴とする。
例えば、4気筒中1つの気筒の燃温センサの機差ばらつきが他の燃温センサの機差ばらつきより大きい場合において、上記発明の如く複数の燃温センサから順次取得しなければ、機差ばらつきの大きい燃温センサの燃温検出値を連続して取得してしまい、その場合にはトレンド波形を実際の燃温変化に十分に近づけることができなくなる。これに対し上記発明によれば、トレンド波形の算出に用いる複数の燃温検出値を複数の燃温センサから順次取得するので、機差ばらつきの大きい燃温検出値が連続する可能性を低減できるので、トレンド波形を実際の燃温変化に十分に近づけることができる。
請求項９記載の発明では、複数の前記燃温センサのうち、前記偏差が所定値以上となっている燃温センサについては異常状態であると判定することを特徴とする。これによれば、燃温センサの異常状態を判定することを容易に実現できる。
請求項１０記載の発明では、前記燃料噴射弁が備えられた内燃機関の停止時に、前記補正手段による補正量の学習を実施することを特徴とする。
内燃機関の停止時には、燃料通路での燃料の流通が生じていないので、燃温は変化の小さい定常状態となっている。このように燃温が定常状態になっている時に補正量の学習を実施する上記発明によれば、補正量の学習精度を向上できる。
請求項１１記載の発明では、前記燃料噴射弁が備えられた内燃機関は車両に搭載されており、前記車両が所定距離を走行する毎に、前記補正手段による補正量の学習を実施することを特徴とする。
燃温の変化は燃圧の変化に比べて緩慢であるため、過剰な頻度で補正量の学習を実施することのないよう、車両が所定距離を走行する毎に前記学習を実施することが、学習に要する処理負荷軽減の点で望ましい。
第１の構成では、蓄圧容器から分配される燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を、気筒毎に設けた内燃機関に適用され、前記気筒毎に設けられるとともに、前記蓄圧容器から前記噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、燃料圧力を検出する燃圧センサと、前記気筒毎の前記燃圧センサによる燃圧検出値であって、燃料を噴射していない時の燃圧検出値の平均値を算出する燃圧平均値算出手段と、を備え、特定の気筒に対する前記燃圧検出値と前記平均値との燃圧検出値ずれ量に基づき、特定の気筒の燃料温度と全気筒の平均燃料温度との温度ずれ量を算出することを特徴とする。
ここで、燃料を噴射していない時の実際の燃圧は、いずれの気筒においても同じはずである。しかしながら、燃圧センサには温度特性があり、同じ燃圧でもその時の燃温によって燃圧検出値は異なる値となる。この点を鑑みた上記発明では、燃料を噴射していない時の燃圧検出値の平均値を算出し（燃圧平均値算出手段）、特定の気筒に対する燃圧検出値と平均値との燃圧検出値ずれ量に基づき、特定の気筒の燃料温度と全気筒の平均燃料温度との温度ずれ量を算出する。
つまり、各気筒の燃温が同じであれば、燃料を噴射していない時の燃圧検出値の平均値と特定の燃圧検出値とのずれは生じないはずである。したがって、前記ずれが生じている場合には、そのずれは各気筒の燃温の違いに起因するものであると考えられるため、上記燃圧検出値ずれ量に基づけば、特定の気筒の燃温と全気筒の平均燃温との温度ずれ量を算出することができる。したがって、上記発明によれば、燃温センサを用いることなく温度ずれ量を算出できる。
第２の構成では、前記燃圧検出値ずれ量が所定値以上となっている場合には、前記特定の気筒に設けられた燃圧センサが異常状態であると判定することを特徴とする。これによれば、燃圧センサの異常状態を判定することを容易に実現できる。
本発明の第１実施形態にかかる燃料温度検出装置の、制御対象となる燃料噴射システムの概略を示す図。 （ａ）は図１に示す燃料噴射弁への指令信号、（ｂ）は指令信号に伴い変化する噴射率、（ｃ）は図１に示す燃圧センサにより検出された検出圧力を示すタイムチャート。 複数気筒＃１〜＃４の各々に設けられたセンサ装置とＥＣＵとの接続構造を示す図。 第１実施形態において、（ａ）は学習処理の手順を示すフローチャート、（ｂ）は学習値を用いた補正の手順を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態にかかる燃料温度検出装置において、複数気筒＃１〜＃４の各々に設けられたセンサ装置とＥＣＵとの接続構造を示す図。 第２実施形態において、学習処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態において、（ａ）は学習処理の手順を示すフローチャート、（ｂ）は学習値を用いた補正の手順を示すフローチャート。 （ａ）図７の処理で算出するトレンド波形を示す図、（ｂ）はトレンド波形を除去した状態を示す図。 本発明の第４実施形態において、気筒毎の実燃温の違いを検出する手法を示す図。
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
（第１実施形態）
本実施形態の燃料温度検出装置は、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。
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、燃料噴射弁１０に搭載されたセンサ装置２０、及び車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ３０）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系について説明する。燃料タンク４０内の燃料は、高圧ポンプ４１により吸入され、コモンレール４２（蓄圧容器）に圧送される。そしてコモンレール４２で蓄圧された燃料は、各気筒の燃料噴射弁１０へ分配供給される。
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（燃料通路）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。アクチュエータ１３は、ニードル１２を開閉作動させる。
そして、ＥＣＵ３０がアクチュエータ１３の駆動を制御することで、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噴射態様を算出し、算出した噴射態様となるよう、アクチュエータ１３の駆動を制御する。
次に、センサ装置２０のハード構成について説明する。
センサ装置２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）、燃圧センサ２２、燃温センサ２３、モールドＩＣ２４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。
燃圧センサ２２は、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感圧抵抗素子を含むブリッジ回路を有して構成され、ステム２１の歪量つまり高圧燃料の圧力（燃圧）に応じて感圧抵抗素子の抵抗値が変化することで、そのブリッジ回路（燃圧センサ２２）は燃圧に応じた燃圧検出信号（燃圧検出値）を出力する。
燃温センサ２３は、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感温抵抗素子を含むブリッジ回路を有して構成され、燃料の温度に依存して変化するステム２１の温度（燃温）に応じて感温抵抗素子の抵抗値が変化することで、そのブリッジ回路（燃温センサ２３）は燃温に応じた燃温検出信号（燃温検出値）を出力する。
モールドＩＣ２４は、ステム２１とともに燃料噴射弁１０に搭載されており、燃圧検出信号及び燃温検出信号を増幅する増幅回路や、燃圧センサ２２及び燃温センサ２３のブリッジ回路へ電圧印加する電源供給回路、メモリ等の電子部品２５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１４が設けられており、コネクタ１４に接続されたハーネス１５によりモールドＩＣ２４とＥＣＵ３０とは電気接続される。ハーネス１５には、アクチュエータ１３へ動力供給する動力線、図３を用いて後述する通信線１５ａ及び信号線１５ｂ等が含まれている。
センサ装置２０は、各気筒の燃料噴射弁１０の各々に搭載されており、ＥＣＵ３０へは、各センサ装置２０から燃圧検出信号及び燃温検出信号が入力される。ここで、燃圧検出信号は、燃圧のみならずセンサ温度（燃温）にも依存して変化する。つまり、実際の燃料圧力が同じであっても、その時の燃圧センサ２２の温度が異なれば燃圧検出信号は異なる値となる。この点を鑑みＥＣＵ３０は、取得した燃温に基づき、取得した燃圧を補正して温度補償を行う。以下、このように温度補償が為された燃圧を、単に「検出圧力」と記載する。さらにＥＣＵ３０は、このように算出された検出圧力を用いて、噴孔１１ｂからの燃料の噴射開始時期、噴射時間及び噴射量等の噴射態様を算出する処理を行う。
以下、噴射態様の算出手法について、図２を用いて説明する。
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）により噴孔１１ｂの開弁時間Ｔｑを制御することで、噴射量Ｑを制御している。
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（推移）を示し、図２（ｃ）は、噴射率の変化に伴い生じる検出圧力の変化（変動波形）を示す。検出圧力の変動と噴射率の変化とは以下に説明する相関があるため、検出圧力の変動波形から噴射率の推移波形を推定することができる。
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たことに伴い変化点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、Ｒ２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Ｐ２にて上昇を開始する。その後、Ｒ３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Ｐ３にて停止する。
以上により、検出圧力の変動のうち変化点Ｐ１及びＰ３を検出することで、これらと相関のある噴射率の上昇開始時点Ｒ１（実噴射開始時点）及び下降終了時点Ｒ３（実噴射終了時点）を算出することができる。また、検出圧力の変動から圧力下降率Ｐα、圧力上昇率Ｐγ及び圧力下降量Ｐβを検出することで、これらと相関のある噴射率上昇率Ｒα、噴射率下降率Ｒγ及び噴射率上昇量Ｒβを算出することができる。
さらに、実噴射開始から終了までの噴射率の積分値（斜線を付した符号Ｓに示す部分の面積）は噴射量Ｑに相当する。そして、検出圧力の変動波形のうち実噴射開始から終了までの噴射率変化に対応する部分（変化点Ｐ１〜Ｐ３の部分）の圧力の積分値と、噴射率の積分値Ｓとは相関がある。よって、検出圧力の変動から圧力積分値を算出することで、噴射量Ｑに相当する噴射率積分値Ｓを算出することができる。
図３は、ＥＣＵ３０の回路構成を示すとともに、複数気筒＃１〜＃４の各々に設けられたセンサ装置２０とＥＣＵ３０との接続構造を示す図である。この図３に示すように、１つのＥＣＵ３０に対して複数のセンサ装置２０が１対１で接続されている。換言すれば、通信線１５ａ及び信号線１５ｂはセンサ装置２０毎に設けられており、複数のセンサ装置２０の各々に接続された通信線１５ａ及び信号線１５ｂは、ＥＣＵ３０が有する複数の通信ポート３０ａ及び信号ポート３０ｂにそれぞれ接続されている。
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ及びメモリ等を有して構成されるマイクロコンピュータ（マイコン３１）、通信回路、及びＡＤ変換回路３２を有して構成されている。マイコン３１は、燃圧検出信号及び燃温検出信号のいずれに切り替えるかを決定し、当該決定に基づく切替指令信号は、ＥＣＵ３０から各々のセンサ装置２０へ送信される。この切替指令信号はデジタル信号であり、通信線１５ａを通じてビット列で伝送される。
一方、センサ装置２０は、切替指令信号に基づき燃圧検出信号及び燃温検出信号のいずれかを選択し、選択した検出信号を信号線１５ｂを通じてアナログ信号のままＥＣＵ３０へ伝送する。伝送された燃圧検出信号又は燃温検出信号は、ＥＣＵ３０のＡＤ変換回路３２によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、マイコン３１へ入力される。
なお、切替指令信号に基づきセンサ装置２０が検出信号の出力切替を実行すると、その実行を開始したタイミングで、応答信号を通信線１５ａを通じてＥＣＵ３０へ送信する。これによりマイコン３１は、検出信号の切替タイミングを認識することができるので、受信した検出信号を燃圧検出信号及び燃温検出信号に切り分けて認識することを正確にできる。
なお、通信線１５ａでは、上述の如く切替指令信号及び応答信号を送信することが要求されるため、双方向通信が可能となるよう構成されている。これに対し信号線１５ｂでは、センサ装置２０からＥＣＵ３０への一方向に送信可能となるよう構成されている。
燃料噴射弁１０が開弁作動して燃料を噴射している期間中は、燃圧検出信号を出力する状態に切り替える。これは、燃料噴射期間中に生じる燃料圧力の変動波形（図２（ｃ）参照）を取得することで、噴射率の変化を推定するためである。したがって、燃料を噴射している最中には、燃圧検出信号から燃温検出信号に切り替えることを禁止する。
以上により、ＥＣＵ３０のマイコン３１は、各気筒＃１〜＃４の燃料噴射弁１０に対して燃料圧力及び燃料温度を取得することができる。
ところで、各気筒＃１〜＃４の燃温センサ２３から出力される燃温検出信号（燃温検出値）にはばらつきが生じる。各気筒＃１〜＃４の実際の燃温は略同一であると考えられるため、前記燃温検出値のばらつきは、各々の燃温センサ２３が有する機差ばらつきに起因して生じていると考えられる。
そこで本実施形態では、図４（ａ）（ｂ）に示す処理をマイコン３１が実行することで、前記機差ばらつきを解消すべく燃温検出値の補正を実施する。
すなわち、先ずステップＳ１０において、全ての気筒＃１〜＃４を対象とし、各々の燃温センサ２３から出力された燃温検出値Ts#1、Ts#2、Ts#3、Ts#4を取得する。これらの燃温検出値Ts#1〜Ts#4には、信号線１５ｂを通じて同時期に伝送されてきた値を用いる。また、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない状態（例えばイグニッションスイッチをオン操作した直後）のときに伝送されてきた値を用いるのが望ましい。
続くステップＳ１１（平均値算出手段）では、取得した全ての燃温検出値Ts#1〜Ts#4の平均値Taveを算出する。続くステップＳ１２（偏差算出手段）では、ステップＳ１０で取得した燃温検出値Ts#1〜Ts#4毎に、ステップＳ１１で算出した平均値Taveからの差分ΔＴ#1、ΔＴ#2、ΔＴ#3、ΔＴ#4を算出する（ΔＴ#1＝Tave−Ts#1）。なお、これらの差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4は、「偏差」に相当するとともに「補正量」に相当する。
続くステップＳ１３（異常判定手段）では、ステップＳ１２で算出した差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4の絶対値が、予め設定された所定値以上であるか否かを判定し、差分の絶対値が所定値以上であれば、続くステップＳ１４では、該当する気筒の燃温センサ２３が異常状態である旨のダイアグ信号を出力する。
差分の絶対値が所定値以上でなければステップＳ１５（学習手段）に進み、ステップＳ１２で算出した差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を、ＥＣＵ３０が有するＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶更新することで、差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を学習していく。
上記図４（ａ）の一連の処理は、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない時（例えば乗員がイグニッションスイッチをオン操作した直後）に、１回又は数回実行される学習処理である。これに対し図４（ｂ）の処理は、内燃機関の運転期間中に、所定周期（例えばマイコン３１が有するＣＰＵの演算周期）で繰り返し実行されるものである。
すなわち、先ずステップＳ１６において、上記学習処理により記憶更新された学習値（差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4）を読み込む。続くステップＳ１７（補正手段）では、読み込んだ差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4に基づき、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4を補正する。つまり、補正後の燃温検出値Ｔ#1は、Ｔ#1＝To#1−ΔＴ#1との算出式により算出される。他の燃温検出値Ｔ#2〜Ｔ#4についても同様の補正により算出する。
以上により補正された燃温検出値Ｔ#1〜Ｔ#4は、先述した温度補償や、図２（ｃ）の燃圧波形から図２（ｂ）の噴射率波形を算出する際に用いられる。すなわち、燃圧波形は、その時に噴射される噴孔１１ｂでの燃温（ＩＮＪ燃温）に依存して異なる波形となるため、ＩＮＪ燃温に基づき燃圧波形を補正して噴射率波形を算出することが要求される。このＩＮＪ燃温として、補正後の燃温検出値Ｔ#1〜Ｔ#4を用いる。
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。
（１）コモンレール４２から噴孔１１ｂに至るまでの燃料通路のうち、コモンレール４２に対して噴孔１１ｂに近い側（具体的には燃料噴射弁１０の内部）に燃温センサ２３を設けるので、高圧ポンプ４１の吐出口に燃温センサを設ける場合に比べて噴孔１１ｂでの燃温を正確に検出できる。よって、このような燃温センサ２３による燃温検出値を用いて、圧力検出値に対する温度補償や噴射率波形の算出を実施する本実施形態によれば、これらの温度補償や噴射率波形算出を用いた噴射制御を高精度で実施できる。
（２）気筒毎の燃温検出値Ts#1〜Ts#4の平均値Taveを算出するとともに、各燃温検出値Ts#1〜Ts#4と平均値Taveとの差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を学習する。そして、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4を、前記差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4（学習値）に基づき補正するので、噴孔１１ｂに近い位置での燃温を高精度で検出でき、ひいては噴射制御を高精度で実施できる。
（３）平均値Taveの算出に用いる燃温センサ２３の数が多いほど、実際の燃温に平均値Taveは近づくので、全ての燃温センサ２３（＃１〜＃４）から取得した燃温検出値Ts#1〜Ts#4から平均値Taveを算出する本実施形態によれば、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4を高精度で補正できる。
（４）平均値Taveの算出に用いる燃温検出値Ts#1〜Ts#4には、信号線１５ｂを通じて同時期に伝送されてきた値を用いるので、燃温検出値Ts#1〜Ts#4のばらつきに実燃温の変化が含まれてしまうことを回避できる。よって、補正に用いる差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を高精度で算出できる。
（５）複数の燃温センサ２３（＃１〜＃４）のうち、差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4の絶対値が所定値以上となっている燃温センサについては異常状態であると判定する。このように補正に用いる差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を利用して燃温センサ２３の異常状態を判定するので、当該異常を容易に判定できる。
（６）高圧ポンプ４１から燃料が吐出されて高圧通路１１ａに燃料が満たされた状態で、かつ、燃料噴射を実施していない状態では、高圧通路１１ａでの燃料の流通が生じていないので、燃温は変化の小さい定常状態となっている。このように燃温が定常状態になっている時に差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4の学習を実施する本実施形態によれば、その学習精度を向上できる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、図３に示すように、複数のセンサ装置２０の各々に接続された通信線１５ａを、ＥＣＵ３０が有する複数の通信ポート３０ａにそれぞれ接続させている。これに対し、図５に示す本実施形態では、１つの通信ポート３０ａに複数の通信線１５aを接続し、複数のセンサ装置２０の通信線１５ａを一部共用させることで、ＥＣＵ３０に要求される通信ポート３０aの数を低減させている。
したがって、通信線１５ａを一部共用する第１グループに対応する複数のセンサ装置２０（＃１、＃２）へは、通信ポート３０ａを通じてＥＣＵ３０から共通の切替指令信号が送信され、第２グループに対応する複数のセンサ装置２０（＃３、＃４）へは、通信ポート３０ａを通じてＥＣＵ３０から共通の切替指令信号が送信される。よって、第１グループに対応する複数のセンサ装置２０からは、圧力検出信号及び温度検出信号のうち同じ種類の信号が同じタイミングで切り替わって送信されることとなり、同様にして、第２グループに対応する複数のセンサ装置２０からも同じ種類の信号が同じタイミングで切り替わって送信されることとなる。
このように複数のセンサ装置２０をグループ化した本実施形態においては、グループ毎に燃温検出値Ts#1〜Ts#4の平均値Tave1、Tave2を算出して補正する。
図６を用いて詳細に説明すると、先ずステップＳ２０において、グループ毎に燃温センサ２３から出力された燃温検出値Ts#1、Ts#2、Ts#3、Ts#4を取得する。これらの燃温検出値Ts#1〜Ts#4には、信号線１５ｂを通じて同時期に伝送されてきた値を用いる。また、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない状態（例えばイグニッションスイッチをオン操作した直後）のときに伝送されてきた値を用いるのが望ましい。
続くステップＳ２１（平均値算出手段）では、取得した燃温検出値Ts#1〜Ts#4について、グループ毎に平均値Tave1、Tave2を算出する。つまり、第１グループについては燃温検出値Ts#1、Ts#2の平均値Tave1を算出し、第２グループについては燃温検出値Ts#3、Ts#4の平均値Tave2を算出する。
続くステップＳ２２（偏差算出手段）では、ステップＳ２０で取得した燃温検出値Ts#1〜Ts#4毎に、ステップＳ２１で算出した平均値Tave1、Tave2からの差分ΔＴ#1、ΔＴ#2、ΔＴ#3、ΔＴ#4を算出する（ΔＴ#1＝Tave1−Ts#1、ΔＴ#2＝Tave1−Ts#2、ΔＴ#3＝Tave2−Ts#3、ΔＴ#4＝Tave2−Ts#4）。なお、これらの差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4は、「偏差」に相当するとともに「補正量」に相当する。
続くステップＳ３３（異常判定手段）では、ステップＳ２２で算出した差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4の絶対値が、予め設定された所定値以上であるか否かを判定し、差分の絶対値が所定値以上であれば、続くステップＳ３４では、該当する気筒の燃温センサ２３が異常状態である旨のダイアグ信号を出力する。
差分の絶対値が所定値以上でなければステップＳ３５（学習手段）に進み、ステップＳ３２で算出した差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を、ＥＣＵ３０が有するＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶更新することで、差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4を学習していく。
上記図６の一連の処理は、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない時（例えば乗員がイグニッションスイッチをオン操作した直後）に、１回又は数回実行される学習処理である。そして、図６の学習処理で得られた学習値を用いて、上記第１実施形態の図４（ｂ）と同様の処理を実行することで、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4を補正する。
以上詳述した本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１）（２）（４）〜（６）と同様の効果が発揮される。
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、気筒毎の燃温検出値Ts#1〜Ts#4の平均値Taveを算出し、各燃温検出値Ts#1〜Ts#4と平均値Taveとの差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4に基づき、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4を補正している。これに対し本実施形態では、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#1〜To#4の時間経過に伴う推移の傾向を表すトレンド波形（図８（ａ）参照）を算出し、各燃温検出値To#1〜To#4とトレンド波形とのずれ幅ΔＴ（図８（ｂ）参照）に基づき、燃温検出値To#1〜To#4を補正する。
図４（ａ）（ｂ）は、本実施形態においてマイコン３１が実施する学習及び補正の処理手順を示すフローチャートである。なお、本実施形態におけるセンサ装置２０等のハード構成は、図１に示す上記第１実施形態と同じである。
先ずステップＳ３０において、全ての気筒＃１〜＃４を対象とし、各々の燃温センサ２３から出力された燃温検出値To#1、To#2、To#3、To#4を順次取得する。例えば、図８（ａ）に示すように、燃焼が実施される気筒の順番（＃１、＃３、＃４、＃２の順番）に対応して、To#1、To#3、To#4、To#2の順番で、所定時間毎に燃温検出値を順次取得する。
続くステップＳ３１（トレンド算出手段）では、所定時間毎に順次取得した燃温検出値To#1〜To#4に基づき、図８（ａ）中の実線で示すトレンド波形を算出する。続くステップＳ３２（偏差算出手段）では、ステップＳ３０で取得した燃温検出値To#1〜To#4から、ステップＳ３１で算出したトレンド波形の値を減算してトレンド波形を除去する。換言すれば、燃温検出値To#1〜To#4とトレンド波形の値との差分を、トレンド波形に対するズレ量ΔＴとして算出する。図８の例では、気筒＃４に対応する燃温検出値To#4がトレンド波形からずれており、この気筒＃４に対する燃温センサ２３について、機差ばらつきの補正が必要とされている。なお、当該ズレ量ΔＴは、「偏差」に相当するとともに「補正量」に相当する。
続くステップＳ３３（異常判定手段）では、ステップＳ３２で算出したズレ量ΔＴの絶対値が、予め設定された所定値以上であるか否かを判定し、ズレ量ΔＴの絶対値が所定値以上であれば、続くステップＳ３４では、該当する気筒の燃温センサ２３が異常状態である旨のダイアグ信号を出力する。
ズレ量ΔＴの絶対値が所定値以上でなければステップＳ３５（学習手段）に進み、ステップＳ３２で算出したズレ量ΔＴを、ＥＣＵ３０が有するＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶更新することで、ズレ量ΔＴを学習していく。
上記図７（ａ）の一連の処理は、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない時（例えば乗員がイグニッションスイッチをオン操作した直後）に、１回又は数回実行される学習処理である。これに対し図７（ｂ）の処理は、内燃機関の運転期間中に、所定周期（例えばマイコン３１が有するＣＰＵの演算周期）で繰り返し実行されるものである。
すなわち、先ずステップＳ３６において、上記学習処理により記憶更新された学習値（ズレ量ΔＴ）を読み込む。続くステップＳ３７（補正手段）では、読み込んだズレ量ΔＴに基づき、信号線１５ｂを通じて逐次伝送されてくる燃温検出値To#4を補正する。つまり、補正後の燃温検出値Ｔ#4は、Ｔ#4＝To#4−ΔＴとの算出式により算出される。他の気筒＃１〜＃３の燃温検出値Ｔ#1〜Ｔ#3についても、ズレ量がゼロでなければ同様の補正により算出する。
以上により補正された燃温検出値Ｔ#1〜Ｔ#4は、先述した温度補償や、図２（ｃ）の燃圧波形から図２（ｂ）の噴射率波形を算出する際に用いられる。すなわち、燃圧波形は、その時に噴射される噴孔１１ｂでの燃温（ＩＮＪ燃温）に依存して異なる波形となるため、ＩＮＪ燃温に基づき燃圧波形を補正して噴射率波形を算出することが要求される。このＩＮＪ燃温として、補正後の燃温検出値Ｔ#1〜Ｔ#4を用いる。
以上詳述した本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１）（２）（４）〜（６）と同様の効果が発揮される。
（第４実施形態）
本実施形態では、気筒毎の実際の燃温の違いを検出するにあたり、燃温センサ２３による燃温検出値を用いることなく、各燃圧センサ２２による燃圧検出値を用いて検出する。これによれば、燃温センサ２３を不要にできる。或いは、センサ装置２０から燃圧検出値を出力することを優先することで、燃温検出値を出力できない場合であっても、気筒毎の燃温の違いを検出できる。
以下、マイコン３１が実施するその検出手法について説明する。なお、本実施形態におけるセンサ装置２０等のハード構成は、図１に示す上記第１実施形態と同じであるが、先述したように、燃温センサ２３お廃止してもよい。
先ず、全ての気筒＃１〜＃４を対象とし、各々の燃圧センサ２２から出力された燃圧検出値Tp#1〜Tp#4を取得する。これらの燃圧検出値Tp#1〜Tp#4には、信号線１５ｂを通じて同時期に伝送されてきた値を用いる。また、いずれの気筒の燃料噴射弁１０からも燃料を噴射していない状態（例えばイグニッションスイッチをオン操作した直後）のときに伝送されてきた値を用いるのが望ましい。
次に、取得した全ての燃圧検出値Tp#1〜Tp#4の平均値Paveを算出する。この算出を実施している時のマイコン３１は、燃圧平均値算出手段に相当する。図９中の実線Ｌ１は、実際の燃圧（横軸）と燃圧平均値Pave（縦軸）との関係を示している。
次に、取得した燃圧検出値Tp#1〜Tp#4毎に、平均値Paveからの差分ΔＰｋを算出する（ΔＰｋ＝Pave−Tp#1〜Tp#4）。図９中の実線Ｌ２は、実際の燃圧（横軸）とある気筒（例えば気筒＃４）の燃圧検出値（縦軸）との関係を示している。なお、当該差分ΔＰｋは「燃圧検出値ずれ量」に相当する。また、この差分ΔＰｋの算出を実施している時のマイコン３１は、偏差算出手段に相当する。
次に、算出した差分ΔＰｋに基づき、気筒＃４に対応する実際の燃温と、他の気筒＃１〜＃３に対応する実際の燃温との温度すれ量を算出する。また、上記差分ΔＰｋの絶対値が所定値異常となっている場合には、該当する気筒の燃圧センサ２２が異常状態であると判定する。
ここで、燃料を噴射していない時の実際の燃圧は、いずれの気筒においても同じはずである。しかしながら、燃圧センサ２２には温度特性があり、同じ燃圧でもその時の燃温によって燃圧検出値Tp#1〜Tp#4は異なる値となる。
つまり、各気筒の燃温が同じであれば、燃料を噴射していない時の燃圧平均値Paveと特定の気筒＃４の燃圧検出値Tp#4とのずれは生じないはずである。したがって、図９に示す如く燃圧平均値Paveと燃圧検出値Tp#4とでずれ（差分ΔＰｋ）が生じている場合には、そのずれは気筒＃４の燃温の違いに起因するものであると考えられる。よって、上記差分ΔＰｋと、気筒＃４の燃温と他の気筒＃１〜＃３の燃温との違いを温度ずれ量ΔＴｋとした場合に、その温度ずれ量ΔＴｋと差分ΔＰｋとが比例関係にあるとみなし、差分ΔＰｋに基づき温度ずれ量ΔＴｋを算出する。
以上により、本実施形態によれば、燃温センサ２３を用いることなく温度ずれ量ΔＰｋを算出できる。
（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。
・上記第３実施形態では、燃温検出値To#1、To#2、To#3、To#4を気筒の並び順に順次取得しているが、燃料を噴射する順（つまり＃１、＃３、＃４、＃２の順）に燃温検出値To#1、To#3、To#4、To#2を順次取得してもよい。
・上記第１実施形態では、図４（ａ）による学習処理を、イグニッションスイッチをオン操作した直後に実施しているが、本発明の学習タイミングはこれに限られるものではなく、例えば車両の走行中に実施するようにしてもよい。また、車両が所定距離を走行する毎に、図４（ａ）による学習処理を実施してもよい。
・上記第１実施形態では、信号線１５ｂを通じて同時期に伝送されてきた燃温検出値Ts#1〜Ts#4を用いて、燃温平均値Taveを算出しているが、異なるタイミングで伝送されてきた燃温検出値を用いて燃温平均値Taveを算出するようにしてもよい。
・上記第２実施形態では、圧力検出信号及び温度検出信号のいずれに切り替えるかを切替指令信号により指令するにあたり、同一グループ内での複数のセンサ装置２０に対しては同じ指令内容を送信している。これに対し、同一グループ内であっても複数のセンサ装置２０に対して異なる指令内容を送信するようにしてもよい。例えば、図５に示す第１グループのセンサ装置２０（＃１、＃２）に対し、「センサ装置２０（＃１）は圧力検出信号に切り替え、センサ装置２０（＃２）は温度検出信号に切り替える」といった指令内容の切替指令信号を、両センサ装置２０（＃１、＃２）に送信するようにしてもよい。
・上記各実施形態では、センサ装置２０を燃料噴射弁１０に搭載させているが、本発明のセンサ装置２０はこのような配置に限定されるものではなく、コモンレール４２から噴孔１１ｂに至るまでの燃料通路のうちコモンレール４２に対して噴孔１１ｂに近い側に配置されていればよい。例えば、燃料噴射弁１０のボデー１１のうち高圧通路１１ａの入口部分に配置してもよいし、コモンレール４２から燃料噴射弁１０までの配管途中に配置してもよいし、コモンレール４２の燃料出口に配置してもよい。
・上記補正手段Ｓ１７、Ｓ３７では、平均値Taveからの差分ΔＴ#1〜ΔＴ#4、又はズレ量ΔＴである偏差をゼロにするよう補正しているが、偏差を完全にゼロにするのではなく、偏差に重み付けをして補正するようにしてもよい。
１０…燃料噴射弁、２２…燃圧センサ、２３…燃温センサ、４２…コモンレール（蓄圧容器）、Ｓ１１、Ｓ２１…平均値算出手段、Ｓ１２、Ｓ２２…偏差算出手段、Ｓ１７、Ｓ３７…補正手段、Ｓ３１…トレンド算出手段。

Claims (11)

  1. 蓄圧容器から分配される燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を、気筒毎に設けた内燃機関に適用され、
    前記気筒毎に設けられるとともに、前記蓄圧容器から前記噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、燃料温度を検出する燃温センサと、
    前記気筒毎の前記燃温センサによる燃温検出値の平均値を算出する平均値算出手段と、
    前記燃温センサ毎に、前記平均値と前記燃温検出値との偏差を算出する偏差算出手段と、
    前記燃温センサ毎に、前記偏差をゼロに近づけるよう前記燃温検出値を補正する補正手段と、
    を備えることを特徴とする燃料温度検出装置。
  2. 前記平均値算出手段は、全ての気筒の前記燃温センサから取得した前記燃温検出値の平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料温度検出装置。
  3. 前記燃温センサを複数にグループ分けし、
    前記平均値算出手段は、グループ毎に前記燃温検出値の平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料温度検出装置。
  4. 前記平均値算出手段は、複数の前記燃温センサにて同時期に検出された前記燃温検出値の平均値を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料温度検出装置。
  5. 蓄圧容器から分配される燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を、気筒毎に設けた内燃機関に適用され、
    前記気筒毎に設けられるとともに、前記蓄圧容器から前記噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、燃料温度を検出する燃温センサと、
    前記燃温センサによる燃温検出値の、時間経過に伴う推移の傾向を表すトレンド波形を算出するトレンド算出手段と、
    前記燃温センサ毎に、前記トレンド波形と前記燃温検出値との偏差を算出する偏差算出手段と、
    前記燃温センサ毎に、前記燃温検出値を前記トレンド波形に近づけるよう補正する補正手段と、
    を備えることを特徴とする燃料温度検出装置。
  6. 前記トレンド算出手段は、全ての気筒の前記燃温センサから取得した前記燃温検出値を用いて前記トレンド波形を算出することを特徴とする請求項５に記載の燃料温度検出装置。
  7. 前記燃温センサを複数にグループ分けし、
    前記トレンド算出手段は、グループ毎に前記燃温検出値のトレンド波形を算出することを特徴とする請求項５に記載の燃料温度検出装置。
  8. 前記トレンド波形の算出に用いる複数の前記燃温検出値は、複数の前記燃温センサから順次取得したものであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の燃料温度検出装置。
  9. 複数の前記燃温センサのうち、前記偏差が所定値以上となっている燃温センサについては異常状態であると判定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料温度検出装置。
  10. 前記燃料噴射弁が備えられた内燃機関の停止時に、前記補正手段による補正量の学習を実施することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料温度検出装置。
  11. 前記燃料噴射弁が備えられた内燃機関は車両に搭載されており、
    前記車両が所定距離を走行する毎に、前記補正手段による補正量の学習を実施することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の燃料温度検出装置。
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