JP5872993B2 - 燃料噴射特性検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁からの燃料噴射を複数回に分けて行う多段噴射を実行する内燃機関にあって圧力センサにより検出される燃料圧力に基づいて燃料噴射弁の作動特性を検出する燃料噴射特性検出装置に関するものである。

内燃機関には、昇圧された状態の燃料が供給される蓄圧容器や、燃料噴射弁、それら蓄圧容器および燃料噴射弁を接続する接続通路などにより構成される燃料供給系が取り付けられている。近年、そうした燃料供給系の内部の燃料圧力を検出するための圧力センサを設けるとともに、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行時において圧力センサにより検出される燃料圧力の変動態様に基づいて燃料噴射弁の作動特性を学習する装置が提案されている（特許文献１参照）。また内燃機関の運転制御において、一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁からの燃料噴射を複数回に分けて実行する、いわゆる多段噴射を実行することが多用されている。

ここで、燃料噴射弁から燃料を噴射すると、これに起因して燃料供給系の内部において圧力脈動が発生するようになる。そして、多段噴射の実行時には、燃料噴射弁からの燃料噴射の実行間隔がごく短いため、前段の燃料噴射の実行に伴って圧力脈動が発生した場合にその圧力脈動が収まる前に後段の燃料噴射の実行が開始されることがある。そうした場合には、燃料圧力が変動している状態で後段噴射が開始されるため、後段噴射の実行時において圧力センサによって検出される燃料圧力の変動成分に、後段噴射による変動分に加えて、前段噴射による圧力脈動分が含まれてしまう。これは、後段噴射の実行時における燃料圧力の変動態様に基づいて燃料噴射弁の作動特性を検出する際に、その検出の精度を低下させる一因になる。

特許文献１の装置では、後段噴射の実行時における燃料噴射弁の作動特性の検出に際して、機関運転状態（燃料噴射量や機関回転速度）に基づいて前段噴射の実行に起因する燃料圧力の変動成分が推定されるとともに、その推定された圧力脈動成分が、後段噴射の実行時に検出された燃料圧力の変動波形から除去されるようになっている。

特開２０１１−１９０７２５号公報

ところで、燃料供給系内における圧力波の伝播態様（伝播速度や振幅など）は燃料の温度に応じて異なる。そのため仮に、同一の態様で燃料噴射弁を駆動したとしても、それに起因して生じる燃料供給系内の燃料圧力の脈動態様は、同燃料供給系内の燃料の温度に応じて異なったものになる。こうした燃料温度の相違による燃料圧力の脈動態様の相異は、燃料圧力の変動波形に基づいて後段噴射の実行時における燃料噴射弁の作動特性を検出する際に、その検出誤差を生じさせる一因になる。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料供給系内の燃料圧力に基づく燃焼噴射弁の作動特性の検出を精度良く行うことのできる燃料噴射特性学習装置を提供することにある。

上記課題を解決するための燃料噴射特性学習装置は、気筒内に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁と昇圧された状態の燃料が供給される蓄圧容器とそれら前記燃料噴射弁および前記蓄圧容器を接続する接続通路とを有する燃料供給系が設けられるとともに、間隔を置いて実行される前段噴射および後段噴射を少なくとも含む多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁からの燃料噴射を行う内燃機関に適用され、前記燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサを備えるとともに同圧力センサによって検出した燃料圧力の変動態様に基づいて燃料圧力の変動波形を形成し、同変動波形に基づいて燃料噴射率の時間波形を形成するとともに前記燃料噴射弁の作動特性を検出する燃料噴射特性検出装置において、前記後段噴射の実行時には、前記変動波形を前記燃料噴射弁内部の燃料温度と前記燃料供給系内部の前記燃料噴射弁より前記蓄圧容器側の部分の燃料温度とに基づき補正し、その補正した変動波形に基づいて前記後段噴射の実行時の前記時間波形を形成するとともに前記作動特性を検出するものである。

前述した燃料温度の相異に起因する検出精度の低下を抑えるためには、後段噴射の実行時における燃料噴射弁の作動特性の検出に際して、燃料供給系内の燃料温度に基づいて前段噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分を推定するとともに、その推定した脈動成分を、後段噴射の実行時に検出された燃料圧力の変動波形から除去することが考えられる。

ただし上記装置では、直噴式の燃料噴射弁が内燃機関に直接取り付けられるため、高温になる内燃機関からの受熱によって燃料噴射弁の温度が高くなり易く、燃料噴射弁内部の燃料温度も高くなり易い。その一方で上記接続通路や蓄圧容器は、その大部分あるいは全てが内燃機関から離間した位置に配設されるために機関温度の影響を受け難く、内部の燃料温度が高くなり難い。このように上記装置は、燃料供給系内における燃料噴射弁の内部と同燃料噴射弁より蓄圧容器側の部分（外部）との間に燃料温度の差が生じ易い構造であると云える。そして、燃料供給系内における燃料噴射弁の内部と外部との燃料温度の関係は一定ではなく、内燃機関の運転状態や運転環境に応じて変化する。そのため、単に燃料供給系内の一部位の燃料温度に基づき燃料圧力の脈動成分を推定してその脈動成分を燃料圧力の変動波形から除去するようにしても、圧力センサによって後段噴射の実行時に検出された燃料圧力の変動波形から上記前段噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分を適正に除去することは難しいと云える。

上記装置によれば、後段噴射の実行時における燃料噴射弁の作動特性の検出に際して、後段噴射の実行時に検出された燃料圧力の変動波形が、燃料噴射弁内部の燃料温度と燃料供給系内部の上記燃料噴射弁より蓄圧容器側の部分の燃料温度とに基づき補正される。これにより、共に前段噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分である燃料噴射弁内部での脈動成分と上記燃料噴射弁より蓄圧容器側の部分での脈動成分とを、各別に精度良く推定して、後段噴射の実行時に検出された燃料圧力の変動波形から除去することができる。したがって上記装置によれば、補正後の燃料圧力の変動波形に基づいて後段噴射の実行時における燃焼噴射弁の作動特性を精度良く検出することができる。

上記装置では、前記燃料噴射弁内部の燃料温度を検出する弁内部温度センサを設け、前記部分の燃料温度を同部分の雰囲気の温度と前記弁内部温度センサによって検出した燃料温度とに基づき推定することができる。

前述したように燃料噴射弁内部の燃料温度は内燃機関からの受熱によって高くなる。そのため、燃料噴射弁内部の燃料温度は内燃機関からの受熱の度合いと相関を有する温度であると云える。また燃料供給系内の燃料の温度は、高温になる内燃機関からの受熱の度合いや比較的低温である雰囲気への放熱の度合いに応じて定まる。

上記装置によれば、前記作動特性を検出する際に、燃料噴射弁内部の燃料温度として、弁内部温度センサによって検出される燃料温度を用いることができる。しかも、燃料供給系内における燃料噴射弁より蓄圧容器側の部分の燃料温度としては、内燃機関からの受熱度合いの相関温度である燃料噴射弁内部の燃料温度と燃料からの放熱度合いの相関温度である上記部分の雰囲気の温度とに基づいて、同部分における燃料温度を精度良く推定して用いることができる。

上記装置において、前記燃料噴射弁内部の燃料温度を検出する弁内部温度センサと前記部分の燃料温度を検出する弁外部温度センサとを設けることができる。
こうした装置によれば、前記作動特性を検出する際に、燃料噴射弁内部の燃料温度と燃料供給系内における燃料噴射弁より蓄圧容器側の部分の燃料温度として、専用の温度センサによって各別に精度良く検出した燃料温度をそれぞれ用いることができる。

上記装置において、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを設け、前記弁内部温度センサの検出異常時に、同センサにより検出される燃料温度に代えて前記冷却水温度センサにより検出される冷却水温度を用いることができる。

内燃機関の冷却水の温度は、内燃機関そのものの温度と相関を有する温度であるために、内燃機関に直接取り付けられる燃料噴射弁の温度や同燃料噴射弁内部の燃料温度とも相関を有する温度であると云える。

上記装置によれば、弁内部温度センサの異常などによって同センサにより検出される燃料温度が異常な値になる検出異常時に、弁内部温度センサにより検出される燃料温度に代えて、燃料噴射弁内部の燃料温度の相関温度の一つである冷却水温度を冷却水温度センサにより検出して用いることができる。そのため、弁内部温度センサの検出異常時であっても、燃料噴射弁の作動特性の高精度の検出を継続して実行することができる。

上記装置において、燃料噴射弁内部の燃料温度に基づいて前段噴射の実行に伴い燃料噴射弁内部のみにおいて伝播する圧力脈動波形を推定するとともに、前記部分の燃料温度に基づいて前段噴射の実行に伴い燃料供給系内における燃料噴射弁の内部および外部において伝播する圧力脈動波形を推定し、それら推定した圧力脈動波形の変動分をそれぞれ前記形成した変動波形から除去した波形を前記補正した変動波形として用いることができる。

燃料噴射特性学習装置の一実施形態の概略構成を示す略図。 燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）燃料圧力の時間波形と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示すタイミングチャート。 多段噴射の実行時における燃料圧力の変動波形を示すタイムチャート。 補正後の燃料圧力の変動波形を示すタイムチャート。 算出処理の実行手順を示すフローチャート。 補正処理の実行態様を示すブロック図。 燃料噴射特性学習装置の他の実施形態の概略構成を示す略図。 他の実施形態の算出処理の実行手順を示すフローチャート。 その他の実施形態の算出処理の実行手順を示すフローチャート。

以下、燃料噴射特性学習装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の気筒１１には吸気通路１２が接続されている。内燃機関１０の気筒１１内には吸気通路１２を介して空気が吸入される。なお、この内燃機関１０は駆動源として車両に搭載されるものであり、同内燃機関１０としては複数（本実施形態では４つ［♯１，♯２，♯３，♯４］）の気筒１１を有するディーゼル機関が採用されている。内燃機関１０には、気筒１１（♯１〜♯４）毎に、同気筒１１内に燃料を直接噴射する直噴式の燃料噴射弁２０が取り付けられている。この燃料噴射弁２０の開弁駆動によって噴射された燃料は内燃機関１０の気筒１１内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そして内燃機関１０では、気筒１１内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン１３が押し下げられてクランクシャフト１４が強制回転するようになる。内燃機関１０の気筒１１において燃焼した燃焼ガスは排気として内燃機関１０の排気通路１５に排出される。

各燃料噴射弁２０は分岐通路３１ａを介してコモンレール３４に各別に接続されている。コモンレール３４は供給通路３１ｂを介して燃料タンク３２に接続されている。この供給通路３１ｂには、燃料を圧送する燃料ポンプ３３が設けられている。本実施形態では、燃料ポンプ３３による圧送によって昇圧された燃料が蓄圧容器としてのコモンレール３４に蓄えられるとともに各燃料噴射弁２０の内部に供給される。なお本実施形態では、各燃料噴射弁２０、分岐通路３１ａ、供給通路３１ｂ、燃料ポンプ３３、およびコモンレール３４が燃料供給系として機能する。

また、各燃料噴射弁２０にはリターン通路３５が接続されている。リターン通路３５はそれぞれ燃料タンク３２に接続されている。このリターン通路３５を介して燃料噴射弁２０の内部の燃料の一部が燃料タンク３２に戻される。

以下、燃料噴射弁２０の内部構造について説明する。
図２に示すように、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部にはニードル弁２２が設けられている。このニードル弁２２はハウジング２１内において往復移動（同図の上下方向に移動）することの可能な状態で設けられている。ハウジング２１の内部には上記ニードル弁２２を噴射孔２３側（同図の下方側）に常時付勢するスプリング２４が設けられている。またハウジング２１の内部には、上記ニードル弁２２を間に挟んで一方側（同図の下方側）の位置にノズル室２５が形成されるとともに、他方側（同図の上方側）の位置に圧力室２６が形成されている。

ノズル室２５には、その内部とハウジング２１の外部とを連通する噴射孔２３が形成されるとともに、導入通路２７を介して上記分岐通路３１ａ（コモンレール３４）から燃料が供給されている。圧力室２６には連通路２８を介して上記ノズル室２５および分岐通路３１ａ（コモンレール３４）が接続されている。また圧力室２６は排出路３０を介してリターン通路３５（燃料タンク３２）に接続されている。

上記燃料噴射弁２０としては電気駆動式のものが採用されている。詳しくは、燃料噴射弁２０のハウジング２１の内部に駆動パルス（開弁信号または閉弁信号）の入力によって伸縮する圧電素子（例えばピエゾ素子）が積層された圧電アクチュエータ２９が設けられている。この圧電アクチュエータ２９には弁体２９ａが取り付けられている。この弁体２９ａは圧力室２６の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ２９の作動による弁体２９ａの移動を通じて、連通路２８（ノズル室２５）と排出路３０（リターン通路３５）とのうちの一方が選択的に圧力室２６に連通されるようになっている。

この燃料噴射弁２０では、圧電アクチュエータ２９に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が収縮して弁体２９ａが移動することによって、連通路２８と圧力室２６とが連通された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室２６内の燃料のリターン通路３５（燃料タンク３２）への排出が禁止された状態でノズル室２５と圧力室２６とが連通されるようになる。その結果、ノズル室２５と圧力室２６との圧力差がごく小さくなって、ニードル弁２２がスプリング２４の付勢力によって噴射孔２３を塞ぐ位置に移動するために、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射されない状態（閉弁状態）になる。

一方、圧電アクチュエータ２９に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ２９が伸長して弁体２９ａが移動することによって、連通路２８と圧力室２６との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路３５と圧力室２６とが連通された状態になる。これにより、ノズル室２５から圧力室２６への燃料の流出が禁止された状態で圧力室２６内の燃料の一部がリターン通路３５を介して燃料タンク３２に戻されるようになる。その結果、圧力室２６内の燃料の圧力が低下して同圧力室２６とノズル室２５との圧力差が大きくなって、同圧力差によってニードル弁２２がスプリング２４の付勢力に抗して移動して噴射孔２３から離れるために、このとき燃料噴射弁２０は燃料が噴射される状態（開弁状態）になる。

燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱおよび燃料温度ＴＨＱｉｎを検出するための燃料センサ５１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。この燃料センサ５１は、燃料圧力に応じた信号と燃料温度に応じた信号とを出力するセンサ本体５１Ａと同センサ本体５１Ａの検出値を記憶するメモリ５１Ｂとにより構成されて、各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎に設けられている。本実施形態では、上記燃料センサ５１が、燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサおよび燃料噴射弁内部の燃料温度を検出する弁内部温度センサとして機能する。

図１に示すように、内燃機関１０には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記燃料センサ５１の他、例えば吸気通路１２を通過する空気の量（通路空気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５２や、吸入空気の温度（吸気温度ＴＨＡ）を検出するための吸気温センサ５３、クランクシャフト１４の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ５４が設けられている。その他、内燃機関１０の冷却水温度ＴＨＷを検出するための冷却水温度センサ５５や、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ５６、車両の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出するための車速センサ５７なども設けられている。

また内燃機関１０の周辺機器としては、演算処理装置を備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果をもとに燃料噴射弁２０の作動制御（噴射量制御）や燃料ポンプ３３の作動制御（噴射圧制御）などの内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。

本実施形態では噴射圧制御が次のように実行される。すなわち先ず、通路空気量ＧＡおよび機関回転速度ＮＥに基づいてコモンレール３４内の燃料圧力についての制御目標値（目標燃料圧力）が算出されるとともに、実際の燃料圧力が目標燃料圧力になるように燃料ポンプ３３の作動量（燃料圧送量または燃料戻し量）が調節される。こうした燃料ポンプ３３の作動量の調節を通じて、コモンレール３４内の燃料圧力、換言すれば、燃料噴射弁２０の燃料噴射圧が機関運転状態に応じた圧力に調節されるようになる。

また本実施形態では噴射量制御が次のように実行される。すなわち先ず、通路空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥ、アクセル操作量ＡＣＣなどといった内燃機関１０の運転状態と相関のある値（いわゆる機関パラメータ）に基づいて、噴射パターンが選択されるとともに同噴射パターンの各噴射についての各種制御目標値が算出される。本実施形態では、プレ噴射とメイン噴射との組み合わせからなる噴射パターンが予め設定されており、噴射量制御の実行に際してはそれら噴射パターンのいずれかが選択される。また各種の制御目標値としては、プレ噴射やメイン噴射の燃料噴射量についての目標値（目標噴射量）や、メイン噴射の噴射時期についての目標値（目標噴射時期）、プレ噴射とメイン噴射との間隔（噴射インターバル）が算出される。本実施形態では、上記機関パラメータにより定まる機関運転状態と同運転状態に適した各制御目標値との関係や、上記機関運転状態と同運転状態に適した噴射パターンとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、電子制御ユニット４０はそのときどきの機関パラメータに基づいて上記関係から各種の制御目標値や噴射パターンを各別に設定する。

そして、燃料噴射弁２０の開弁期間についての制御目標値（目標噴射期間ＴＡＵ）が、上記目標噴射量および燃料圧力ＰＱに基づきモデル式から設定される。本実施形態では、コモンレール３４、各分岐通路３１ａ、各燃料噴射弁２０等からなる燃料供給系をモデル化した物理モデルが構築されており、同物理モデルを通じて上記目標噴射期間ＴＡＵが算出される。詳しくは、目標噴射量、燃料圧力ＰＱなどを変数とするモデル式が定められて電子制御ユニット４０に予め記憶されており、同モデル式を通じて目標噴射期間ＴＡＵが算出される。

そして、目標噴射時期や噴射インターバル、並びに目標噴射期間ＴＡＵに応じたかたちで電子制御ユニット４０から駆動信号が出力され、この駆動信号の入力に基づき各燃料噴射弁２０が各別に開弁駆動される。これにより、そのときどきの機関運転状態に適した噴射パターンで同機関運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１０の各気筒１１内に供給されるようになるため、機関運転状態に見合う回転トルクがクランクシャフト１４に付与されるようになる。

本実施形態では、燃料センサ５１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射弁２０の作動特性（本実施形態では、実際に噴射された燃料の量）を検出する検出処理が実行される。

図３に、上記検出処理において検出される各種パラメータの一例を示す。
図３に示すように、本実施形態では上記パラメータとして、開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁遅れ時間τｅ、噴射率低下速度Ｑｄｎが採用されている。詳しくは、開弁遅れ時間τｄは電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に開弁信号（図３（ａ））が出力されてから同燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実際に開始されるまでの時間であり、噴射率上昇速度Ｑｕｐは燃料噴射弁２０の開弁動作が開始された後の燃料噴射率（図３（ｂ））の上昇速度である。また、最大噴射率Ｑｍａｘは燃料噴射率の最大値であり、閉弁遅れ時間τｅは電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に閉弁信号が出力されてから同燃料噴射弁２０の閉弁動作（詳しくはニードル弁２２の閉弁側への移動）が開始されるまでの時間である。さらに、噴射率低下速度Ｑｄｎは、燃料噴射弁２０の閉弁動作が開始された後の燃料噴射率の下降速度である。

本実施形態の検出処理では先ず、燃料センサ５１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成される。
燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５）の燃料圧力は、同燃料噴射弁２０が開弁駆動されるとリフト量の増加に伴って低下し、その後において閉弁駆動されるとリフト量の減少に伴って上昇するようになる。本実施形態では、そうした燃料噴射弁２０内部の燃料圧力（詳しくは、燃料圧力ＰＱ）の推移をもとに、上記開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁遅れ時間τｅ、および噴射率低下速度Ｑｄｎが特定される。そして、それら特定した値によって実際の燃料噴射率の時間波形（検出時間波形）が形成される。

詳しくは先ず、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される直前の所定期間Ｔ１における燃料圧力ＰＱ（図３（ｃ））の平均値が算出されるとともに、同平均値が基準圧力Ｐｂｓとして記憶される。この基準圧力Ｐｂｓは、閉弁時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力に相当する圧力として用いられる。

次に、この基準圧力Ｐｂｓから所定圧力Ｐ１を減算した値が動作圧力Ｐａｃ（＝Ｐｂｓｅ−Ｐ１）として算出される。この所定圧力Ｐ１は、燃料噴射弁２０の開弁駆動あるいは閉弁駆動に際してニードル弁２２が閉弁位置にある状態であるにも関わらず燃料圧力ＰＱが変化する分、すなわちニードル弁２２の移動に寄与しない燃料圧力ＰＱの変化分に相当する圧力である。

その後、燃料噴射の実行開始直後に燃料圧力ＰＱが降下する期間において、同燃料圧力ＰＱとの差が最も小さくなる直線Ｌ１（図３では、直交座標の縦軸を燃料噴射率とし横軸を時間とする一次関数）が最小二乗法を用いて求められるとともに、この直線Ｌ１と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ａが算出される。そして、この交点Ａを燃料圧力ＰＱの検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＡＡに対応する時期が、燃料噴射弁２０による燃料噴射が開始された時期（噴射開始時期Ｔｏｓ）として特定される。なお上記検出遅れ分は、燃料噴射弁２０のノズル室２５（図２参照）の圧力変化タイミングに対する燃料圧力ＰＱの変化タイミングの遅れに相当する期間であり、ノズル室２５と燃料センサ５１との距離などに起因して生じる遅れ分である。本実施形態では、電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に開弁信号が出力された時期から上記噴射開始時期Ｔｏｓまでの時間が開弁遅れ時間τｄとして特定される。

また、燃料噴射の実行開始に伴い燃料圧力ＰＱが一旦降下した後に上昇する上昇期間において、同燃料圧力ＰＱとの差が最も小さくなる直線Ｌ２（図３では、直交座標の縦軸を燃料噴射率とし横軸を時間とする一次関数）が最小二乗法を用いて求められるとともに、この直線Ｌ２と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ｂが算出される。そして、この交点Ｂを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＢＢに対応する時期が、燃料噴射弁２０による燃料噴射が停止された時期（噴射停止時期Ｔｃｅ）として特定される。

さらに、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点Ｃが算出されるとともに同交点Ｃにおける燃料圧力ＰＱと動作圧力Ｐａｃとの差（仮想圧力低下分ΔＰ［＝Ｐａｃ−ＰＱ］）が求められる。また、この仮想圧力低下分ΔＰに目標噴射量および目標燃料圧力に基づき設定されるゲインＧ１を乗算した値が仮想最大燃料噴射率ＶＲｔ（＝ΔＰ×Ｇ１）として算出される。さらに、この仮想最大燃料噴射率ＶＲｔに目標噴射量および目標燃料圧力に基づき設定されるゲインＧ２を乗算した値が最大噴射率Ｑｍａｘ（＝ＶＲｔ×Ｇ２）として算出される。なお本実施形態では、各ゲインＧ１，Ｇ２の設定に用いる目標噴射量および目標燃料圧力として、検出時間波形の形成に用いる燃料圧力ＰＱの燃料センサ５１による検出時において設定されていた値が採用される。

その後、上記交点Ｃを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した時期ＣＣが算出されるとともに、同時期ＣＣにおいて仮想最大燃料噴射率ＶＲｔになる点Ｄが特定される。
そして、この点Ｄに対応する時期が、燃料噴射弁２０の閉弁動作が開始された時期（閉弁開始時期Ｔｃｓ）として特定される。本実施形態では、電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に閉弁信号が出力された時期から上記閉弁開始時期Ｔｃｓまでの時間が閉弁遅れ時間τｅとして特定される。

また、上記点Ｄおよび噴射開始時期Ｔｏｓ（詳しくは、同時期Ｔｏｓにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ３が求められるとともに、同直線Ｌ３の傾き（具体的には、単位時間当たりの燃料噴射率の増加量）が噴射率上昇速度Ｑｕｐとして特定される。

さらに、点Ｄおよび噴射停止時期Ｔｃｅ（詳しくは、同時期Ｔｃｅにおいて燃料噴射率が「０」になる点）を繋ぐ直線Ｌ４が求められるとともに、同直線Ｌ４の傾き（具体的には、単位時間当たりの燃料噴射率の低下量）が噴射率低下速度Ｑｄｎとして特定される。

本実施形態では、このようにして特定された開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、噴射率低下速度Ｑｄｎ、および閉弁遅れ時間τｅによって形成される台形形状の時間波形が燃料噴射率についての検出時間波形として用いられる。そして、この台形形状の時間波形の面積に相当する値が実際の燃料噴射量（実燃料噴射量）として検出される。

ここで燃料噴射弁２０を開閉駆動すると、その閉弁直後に燃料供給系の内部において一時的に圧力脈動が発生するようになる。本実施形態の内燃機関１０では、一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁２０からの燃料噴射を複数回に分けて実行する多段噴射（詳しくは、前段噴射としてのプレ噴射と後段噴射としてのメイン噴射とからなる燃料噴射）が実行される。この多段噴射の実行時には、燃料噴射弁２０からの燃料噴射の実行間隔がごく短いため、プレ噴射の実行に伴って圧力脈動が発生した場合にその圧力脈動が収まる前にメイン噴射の実行が開始されることがある。

図４に示すように、そうした場合には燃料圧力が変動している状態でメイン噴射が開始されるため、メイン噴射の実行時において燃料センサ５１によって検出される燃料圧力ＰＱの変動成分に、メイン噴射による圧力変動分に加えて、プレ噴射による圧力脈動分が含まれてしまう。これは、メイン噴射の実行時における燃料圧力ＰＱの変動態様に基づいて実燃料噴射量を検出する際に、その検出の精度を低下させる一因になる。

そのため、本実施形態の装置では、メイン噴射の実行時における実燃料噴射量の検出に際して、目標噴射量や目標噴射圧に基づいてプレ噴射の実行に起因する燃料圧力ＰＱの変動成分が推定されるとともに、その推定された圧力脈動成分が、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去される。そして、図５に一例を示すように、そうした変動成分の除去を行った後の変動波形をもとにメイン噴射の実行時における検出時間波形が形成されるとともに実燃料噴射量が検出される。

ところで、燃料供給系内における圧力波の伝播態様（伝播速度や振幅など）は燃料の温度に応じて異なる。そのため仮に、同一の態様で燃料噴射弁２０を開閉駆動したとしても、それに起因して生じる燃料供給系内の燃料圧力の脈動態様は、同燃料供給系内の燃料の温度に応じて異なったものになる。こうした燃料温度の相違による燃料圧力の脈動態様の相異は、燃料センサ５１により検出された燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいてメイン噴射の実行時における実燃料噴射量を検出する際に、その検出誤差を生じさせる一因になる。

燃料温度の相異に起因する検出精度の低下を抑えるためには、メイン噴射の実行時における実燃料噴射量の検出に際して、燃料供給系内の燃料温度に基づいてプレ噴射の実行に起因する燃料圧力ＰＱの脈動成分を推定するとともに、その推定した脈動成分を、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去することが考えられる。

ただし本実施形態の装置では、燃料噴射弁２０が内燃機関１０に直接取り付けられているため、高温になる内燃機関１０からの受熱によって燃料噴射弁２０の温度が高くなり易く、燃料噴射弁２０内部の燃料温度も高くなり易い。その一方で上記分岐通路３１ａやコモンレール３４は、その全てが内燃機関１０から離間した位置に配設されているために機関温度の影響を比較的受け難く、内部の燃料温度が高くなり難い。このように本実施形態の装置は、燃料供給系内における燃料噴射弁２０の内部と同燃料噴射弁２０よりコモンレール３４側の部分（以下、燃料噴射弁２０外部）との間に燃料温度の差が生じ易い構造であると云える。

そして、燃料供給系内における燃料噴射弁２０の内部と外部との燃料温度の関係は一定ではなく、内燃機関１０の運転状態や運転環境に応じて変化する。そのため、単に燃料供給系内の一部位の燃料温度に基づき燃料圧力の脈動成分を推定してその脈動成分を燃料圧力ＰＱの変動波形から除去するようにしても、メイン噴射の実行時に燃料センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から上記プレ噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分を適正に除去することは難しいと云える。

この点を踏まえて、本実施形態の装置では、メイン噴射の実行時における実燃料噴射量の検出が次のように実行される。すなわち先ず、メイン噴射の実行時に燃料センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱの変動波形が形成される（図４参照）。その後、上記変動波形が、燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎと燃料供給系内部における燃料噴射弁２０外部の燃料温度ＴＨＱｏｕｔとに基づき補正される。そして、その補正した変動波形をもとにメイン噴射の実行時における検出時間波形が形成されるとともに、同検出時間波形に基づき実燃料噴射量が検出される。

これにより、共にプレ噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分である燃料噴射弁２０内部での脈動成分と同燃料噴射弁２０外部での脈動成分とを、各別に精度良く推定して、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去することができる。したがって、補正後の燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいてメイン噴射の実行時における実燃料噴射量を精度良く検出することができる。

本実施形態では、燃料噴射弁２０内部の燃料温度として、燃料センサ５１により検出される実測値（燃料温度ＴＨＱｉｎ）が用いられる。また燃料噴射弁２０外部の燃料温度ＴＨＱｏｕｔとしては、車速ＳＰＤ、吸気温度ＴＨＡ、および燃料温度ＴＨＱｉｎに基づいて推定される燃料温度が用いられる。以下、燃料温度ＴＨＱｏｕｔの推定態様について説明する。

前述したように燃料噴射弁２０内部の燃料温度は内燃機関１０からの受熱によって高くなる。そのため、燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎは内燃機関１０からの受熱の度合いと相関を有する温度であると云える。また燃料供給系内の燃料の温度は、高温になる内燃機関１０からの受熱の度合いや比較的低温である雰囲気への放熱の度合いに応じて定まる。そして、車速ＳＰＤや吸気温度ＴＨＡは、燃料供給系内部における燃料噴射弁２０より前記コモンレール３４側の部分（燃料噴射弁２０外部）の雰囲気の温度の指標となる値であるため、同部分の燃料からの放熱の度合いと相関を有する値であると云える。

本実施形態では、そうした内燃機関１０からの受熱度合いの相関温度である燃料温度ＴＨＱｉｎや上記燃料噴射弁２０外部における燃料からの放熱度合いの相関値である車速ＳＰＤおよび吸気温度ＴＨＡに基づいて同燃料噴射弁２０外部における燃料温度が精度良く推定されて、燃料温度ＴＨＱｏｕｔとして用いられる。

図２に示すように、燃料噴射弁２０は、その内部において噴射孔２３（詳しくは、ノズル室２５）から延びる導入通路２７が二股に分岐されており、その分岐部分の一方が燃料センサ５１に連通されるとともに他方が燃料噴射弁２０の外部（コモンレール３４）に連通されている。

上記燃料噴射弁２０が設けられた燃料供給系内において圧力脈動が発生する経路としては主に、燃料噴射弁２０内部における噴射孔２３から燃料センサ５１までの経路（第１経路）と燃料噴射弁２０内部における噴射孔２３からコモンレール３４までの経路（第２経路）との二つの経路がある。

そして、第１経路では、燃料噴射弁２０の閉弁に伴い噴射孔２３付近において発生した圧力波が同経路の両端部（詳しくは、噴射孔２３の形成部分と燃料センサ５１の接続部分）において反射するとともにその反射波と干渉することによって圧力脈動が発生する。このようにして第１経路内において発生する圧力脈動の脈動態様は燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎに応じて変化する。

一方、第２経路では、燃料噴射弁２０の閉弁に伴い噴射孔２３付近において発生した圧力波が同経路の両端部（詳しくは、噴射孔２３の形成部分と、コモンレール３４内における上記分岐通路３１ａが接続された部分）において反射するとともにその反射波と干渉することによって圧力脈動が発生する。このようにして第２経路内において発生する圧力脈動の脈動態様は、各燃料温度ＴＨＱｉｎ，ＴＨＱｏｕｔに応じて変化するが、そのうちの燃料噴射弁２０外部の燃料温度ＴＨＱｏｕｔによる影響がごく大きい。

この点を踏まえて本実施形態では、燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎに基づいてプレ噴射の実行に伴い燃料噴射弁２０内部（詳しくは、第１経路内）のみにおいて伝播する圧力脈動波形が推定される。また、上記燃料噴射弁２０外部の燃料温度ＴＨＱｏｕｔに基づいてプレ噴射の実行に伴い燃料供給系内における燃料噴射弁２０の内部および外部（詳しくは、第２経路内）において伝播する圧力脈動波形が推定される。そして、それら推定した圧力脈動波形の変動分がそれぞれ、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去される。

これにより、プレ噴射の実行に起因して第１経路内において発生する圧力脈動の波形と同プレ噴射の実行に起因して第２経路内において発生する圧力脈動の波形とをそれぞれ精度良く推定することができ、それら圧力脈動波形の変動分を除去した燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいてメイン噴射の実燃料噴射量を精度良く検出することができる。

以下、多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形を燃料温度ＴＨＱｉｎ，ＴＨＱｏｕｔに基づいて補正する補正処理の実行手順について説明する。
図６は多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形を燃料温度ＴＨＱｉｎ，ＴＨＱｏｕｔに応じて補正するために用いられる圧力波形（後述する合成圧力脈動波形）を算出するための算出処理の具体的な実行手順を示すフローチャートであり、図７は上記補正処理の実行態様を示すブロック図である。なお図６のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射率の検出時間波形を形成する際に電子制御ユニット４０により実行される処理である。

図６および図７に示すように、上記算出処理では先ず、プレ噴射の実行時における燃料温度ＴＨＱｉｎ、目標燃料圧力、および同プレ噴射の目標噴射量が読み込まれるとともに（図６のステップＳ１１）、それら燃料温度ＴＨＱｉｎ、目標燃料圧力、および目標噴射量に基づいて前記第１経路内における圧力脈動波形が算出される（同ステップＳ１２）。本実施形態では、燃料温度ＴＨＱｉｎ、目標燃料圧力および目標噴射量により定まる内燃機関１０の状態と同状態に見合う上記第１経路内における圧力脈動波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、ステップＳ１２の処理では、上記関係に基づいて第１経路内における圧力脈動波形が算出される。

また、車速ＳＰＤ、吸気温度ＴＨＡ、および上記燃料温度ＴＨＱｉｎに基づいて燃料供給系内における燃料噴射弁２０外部の燃料温度ＴＨＱｏｕｔが算出される（同ステップＳ１３）。そして、その燃料温度ＴＨＱｏｕｔと、プレ噴射の実行時における目標燃料圧力と、同プレ噴射の目標噴射量とに基づいて前記第２経路内における圧力脈動波形が算出される（同ステップＳ１４）。本実施形態では、燃料温度ＴＨＱｏｕｔ、目標燃料圧力および目標噴射量により定まる内燃機関１０の状態と同状態に見合う上記第２経路内における圧力脈動波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、ステップＳ１４の処理では、上記関係に基づいて第２経路内における圧力脈動波形が算出される。

そして、それら算出された上記第１経路内の圧力脈動波形と第２経路内の圧力脈動波形とが合成されて合成圧力脈動波形が形成された後（同ステップＳ１５）、本処理は一旦終了される。

図７に示すように、本実施形態の装置では、多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱに基づき実燃料噴射量を検出する際に、前述したように燃料噴射率の検出時間波形を形成するのに先立って、多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から上記合成圧力脈動波形が除去される。

これにより、検出時間波形の検出に用いる燃料圧力ＰＱの変動波形を、プレ噴射の実行に起因する圧力脈動の影響を好適に排除した波形（図５参照）とすることができる。そのため、この燃料圧力ＰＱの変動波形をもとに形成されるプレ噴射の実行時における燃料噴射率の検出時間波形とメイン噴射の実行時における燃料噴射率の検出時間波形とに基づいて、プレ噴射における実燃料噴射量とメイン噴射における実燃料噴射量とをそれぞれ精度良く検出することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）メイン噴射の実行時に燃料センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱの変動波形を形成するとともに同変動波形を燃料温度ＴＨＱｉｎ，ＴＨＱｏｕｔに基づき補正し、その補正した変動波形をもとにメイン噴射の実行時における検出時間波形を形成して実燃料噴射量を検出するようにした。そのため、共にプレ噴射の実行に起因する燃料圧力の脈動成分である燃料噴射弁２０内部での脈動成分と同燃料噴射弁２０外部での脈動成分とを、各別に精度良く推定して、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去することができる。したがって、補正後の燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいてメイン噴射の実燃料噴射量を精度良く検出することができる。

（２）燃料温度ＴＨＱｏｕｔとして、車速ＳＰＤ、吸気温度ＴＨＡ、および燃料温度ＴＨＱｉｎに基づいて推定される燃料温度を用いるようにした。そのため内燃機関１０からの受熱度合いの相関温度である燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎや、燃料供給系内における燃料噴射弁２０外部の燃料からの放熱度合いの相関値である車速ＳＰＤおよび吸気温度ＴＨＡに基づいて、同燃料噴射弁２０外部における燃料温度を精度良く推定してこれを燃料温度ＴＨＱｏｕｔとして用いることができる。

（３）燃料温度ＴＨＱｉｎに基づいてプレ噴射の実行に伴い燃料噴射弁２０内部（第１経路内）のみにおいて伝播する圧力脈動波形を推定するとともに、燃料温度ＴＨＱｏｕｔに基づいてプレ噴射の実行に伴い燃料供給系における燃料噴射弁２０内部および外部（第２経路内）において伝播する圧力脈動波形を推定するようにした。そして、それら推定した圧力脈動波形の変動分をそれぞれ、メイン噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から除去するようにした。そのため、プレ噴射の実行に起因して第１経路内において発生する圧力脈動の波形と同プレ噴射の実行に起因して第２経路内において発生する圧力脈動の波形とをそれぞれ精度良く推定することができ、それら圧力脈動波形の変動分を除去した燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいてメイン噴射の実燃料噴射量を精度良く検出することができる。

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。
・補正処理において、多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形から、第１経路内の圧力脈動波形と第２経路内の圧力脈動波形とを合成した合成圧力脈動波形の変動分を除去することに代えて、第１経路内の圧力脈動波形の変動分と第２経路内の圧力脈動波形の変動分とを各別に除去するようにしてもよい。

・第２経路内の圧力脈動波形の算出に用いる算出パラメータとして、燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎを用いるようにしてもよい。こうした装置によれば、第２経路の一部を構成する燃料噴射弁２０の内部の燃料温度による影響分を反映させることが可能になるため、第２経路内の圧力脈動波形として、実際の波形に見合う波形を精度良く算出することが可能になる。

・燃料温度ＴＨＱｏｕｔの算出に用いる算出パラメータとしては、燃料供給系内部における燃料噴射弁２０外部の雰囲気の温度の指標となる値であれば、例えば車両外部の温度など、車速ＳＰＤや吸気温度ＴＨＡ以外のパラメータを採用することができる。また、燃料供給系における燃料噴射弁２０よりコモンレール３４側の部分の近傍に同部分の雰囲気の温度を検出するための温度センサを新たに設けるとともに、同センサにより検出される雰囲気温度を上記算出パラメータとして用いることなども可能である。

・燃料温度ＴＨＱｏｕｔとして、燃料温度ＴＨＱｉｎ、車速ＳＰＤ、および吸気温度ＴＨＡに基づき推定した温度を用いることに代えて、燃料供給系内部における燃料噴射弁２０より前記コモンレール３４側の部分の燃料温度を検出するための弁外部温度センサを新たに設けるとともに同センサにより検出される燃料温度を用いるようにしてもよい。こうした装置によれば、実燃料噴射量を検出する際に、燃料供給系内における燃料噴射弁２０よりコモンレール３４側の部分の燃料温度ＴＨＱｏｕｔとして、専用の温度センサによって精度良く検出した燃料温度を用いることができる。なお上記弁外部温度センサはコモンレール３４に取り付けることが可能であり、図８に示すように各供給通路３１ｂにそれぞれ弁外部温度センサ５８を取り付けることもできる。上記装置では、前記第２経路内における圧力脈動波形の算出を次のように実行すればよい。図９に示すように、プレ噴射の実行時に弁外部温度センサにより検出された燃料温度ＴＨＱｏｕｔｒを読み込むとともに（ステップＳ２３）、同燃料温度ＴＨＱｏｕｔｒと、プレ噴射の実行時における目標燃料圧力と、同プレ噴射の目標噴射量とに基づいて第２経路内における圧力脈動波形を算出する（ステップＳ２４）。

・図１０に示すように、算出処理において、燃料センサ５１の検出異常時に（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、圧力脈動波形の検出に用いる同燃料温度ＴＨＱｉｎとして、冷却水温度センサ５５により検出される冷却水温度ＴＨＷを代用するようにしてもよい（ステップＳ３３）。内燃機関１０の冷却水の温度は、内燃機関１０そのものの温度と相関を有する温度であるために、内燃機関１０に直接取り付けられる燃料噴射弁２０の温度や同燃料噴射弁２０内部の燃料温度とも相関を有する温度であると云える。上記装置によれば、燃料センサ５１の異常などによって同センサ５１により検出される燃料温度ＴＨＱｉｎが異常な値になる検出異常時に、燃料センサ５１により検出される燃料温度ＴＨＱｉｎに代えて、燃料噴射弁２０内部の燃料温度の相関温度の一つである冷却水温度ＴＨＷを冷却水温度センサ５５により検出して用いることができる。そのため、燃料センサ５１の検出異常時であっても、実燃料噴射量の高精度の検出を継続して実行することができる。なお燃料センサ５１の検出異常時に、燃料温度ＴＨＱｉｎに代えて冷却水温度ＴＨＷそのものを用いることに限らず、冷却水温度ＴＨＷに基づいて燃料温度ＴＨＱｉｎについての推定値を算出するとともに同推定値を用いることなども可能である。

・プレ噴射とメイン噴射とからなる多段噴射が実行される装置に限らず、メイン噴射とアフター噴射とからなる多段噴射が実行される装置にも、上記実施形態の装置はその構成を適宜変更したうえで適用することができる。この装置では、メイン噴射が前段噴射になるとともに、アフター噴射が後段噴射になる。また上記実施形態の装置は、例えばプレ噴射とメイン噴射とアフター噴射とからなる燃料噴射など、三段以上の燃料噴射からなる多段噴射が実行される装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用可能である。

・多段噴射の実行時に検出された燃料圧力ＰＱの変動波形に基づいて燃料噴射弁２０の作動特性を検出する装置であれば、実燃料噴射量以外の作動特性を検出する装置にも、上記実施形態の装置は適用することができる。そうした装置としては、例えば開弁遅れ時間τｄや、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、噴射率低下速度Ｑｄｎ、閉弁遅れ時間τｅ、燃料噴射率が最大噴射率に到達した時期、燃料噴射率が最大噴射率から低下し始める時期、燃料噴射率が「０」になる時期などを作動特性として検出する装置を挙げることができる。

・燃料センサ５１に代えて、燃料噴射弁２０内部の燃料温度ＴＨＱｉｎを検出するための弁内部温度センサと同燃料噴射弁２０内部の燃料圧力ＰＱを検出するための圧力センサとをそれぞれ設けるようにしてもよい。こうした装置では、燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、圧力センサを燃料噴射弁２０に直接取り付けることに限らず、同圧力センサの取り付け位置は任意に設定することができる。具体的には、圧力センサを分岐通路３１ａに取り付けたり、コモンレール３４に取り付けたりしてもよい。

・圧電アクチュエータ２９により駆動されるタイプの燃料噴射弁２０に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。

・４つの気筒を有する内燃機関に限らず、１つ〜３つの気筒を有する内燃機関、あるいは５つ以上の気筒を有する内燃機関にも、上記燃料噴射特性学習装置は適用することができる。

・上記燃料噴射特性学習装置は、ディーゼル機関に限らず、ガソリン燃料を用いるガソリン機関や天然ガス燃料を用いる天然ガス機関にも適用することができる。

１０…内燃機関、１１…気筒、１２…吸気通路、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、２０…燃料噴射弁、２１…ハウジング、２２…ニードル弁、２３…噴射孔、２４…スプリング、２５…ノズル室、２６…圧力室、２７…導入通路、２８…連通路、２９…圧電アクチュエータ、２９ａ…弁体、３０…排出路、３１ａ…分岐通路（接続通路）、３１ｂ…供給通路、３２…燃料タンク、３３…燃料ポンプ、３４…コモンレール、３５…リターン通路、４０…電子制御ユニット、５１…燃料センサ、５１Ａ…センサ本体、５１Ｂ…メモリ、５２…吸気量センサ、５３…吸気温センサ、５４…クランクセンサ、５５…冷却水温度センサ、５６…アクセルセンサ、５７…車速センサ、５８…弁外部温度センサ。

Claims (5)

1. 気筒内に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁と昇圧された状態の燃料が供給される蓄圧容器とそれら前記燃料噴射弁および前記蓄圧容器を接続する接続通路とを有する燃料供給系が設けられるとともに、間隔を置いて実行される前段噴射および後段噴射を少なくとも含む多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁からの燃料噴射を行う内燃機関に適用され、前記燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサを備えるとともに同圧力センサによって検出した燃料圧力の変動態様に基づいて燃料圧力の変動波形を形成し、同変動波形に基づいて燃料噴射率の時間波形を形成するとともに前記燃料噴射弁の作動特性を検出する燃料噴射特性検出装置において、
   前記後段噴射の実行時には、前記変動波形を前記燃料噴射弁内部の燃料温度と前記燃料供給系内部の前記燃料噴射弁より前記蓄圧容器側の部分の燃料温度とに基づき補正し、その補正した変動波形に基づいて前記後段噴射の実行時の前記時間波形を形成するとともに前記作動特性を検出する
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記燃料噴射弁内部の燃料温度を検出する弁内部温度センサを備え、前記部分の燃料温度を同部分の雰囲気の温度と前記弁内部温度センサによって検出した燃料温度とに基づき推定する
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
3. 請求項１に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記燃料噴射弁内部の燃料温度を検出する弁内部温度センサと前記部分の燃料温度を検出する弁外部温度センサとを備える
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
4. 請求項２または３に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを備え、前記弁内部温度センサの検出異常時に、同センサにより検出される燃料温度に代えて前記冷却水温度センサにより検出される冷却水温度を用いる
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
5. 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において、
   当該装置は、前記燃料噴射弁内部の燃料温度に基づいて前記前段噴射の実行に伴い前記燃料噴射弁内部のみにおいて伝播する圧力脈動波形を推定するとともに、前記部分の燃料温度に基づいて前記前段噴射の実行に伴い前記燃料供給系内における前記燃料噴射弁の内部および外部において伝播する圧力脈動波形を推定し、それら推定した圧力脈動波形の変動分をそれぞれ前記形成した変動波形から除去した波形を前記補正した変動波形とする
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。