燃料噴射状態推定装置
【課題】燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった燃料噴射弁における燃料の噴射状態を推定可能にした燃料噴射状態推定装置を提供する。
【解決手段】第１燃圧センサを有する第１燃料噴射弁（＃１）、第２燃圧センサを有する第２燃料噴射弁（＃３）、および燃圧センサを有しない第３燃料噴射弁（＃４）を備えた燃料噴射システムにおいて、＃１噴射時に第１燃圧センサで検出した噴射気筒波形Ｗａと、＃１噴射時に第２燃圧センサで検出した非噴射気筒波形Ｗｕ’との相関Ａ１を算出しておく。そして、＃４噴射時には、いずれかの燃圧センサで検出した第２の非噴射気筒波形Ｗｕ’および前記相関Ａ１に基づき、＃４噴射時の燃料噴射状態（図６（ｄ）参照）を推定する。
【解決手段】第１燃圧センサを有する第１燃料噴射弁（＃１）、第２燃圧センサを有する第２燃料噴射弁（＃３）、および燃圧センサを有しない第３燃料噴射弁（＃４）を備えた燃料噴射システムにおいて、＃１噴射時に第１燃圧センサで検出した噴射気筒波形Ｗａと、＃１噴射時に第２燃圧センサで検出した非噴射気筒波形Ｗｕ’との相関Ａ１を算出しておく。そして、＃４噴射時には、いずれかの燃圧センサで検出した第２の非噴射気筒波形Ｗｕ’および前記相関Ａ１に基づき、＃４噴射時の燃料噴射状態（図６（ｄ）参照）を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の噴射開始時期や噴射量等の噴射状態を推定する、燃料噴射状態推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３等には、燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出することで、燃料噴射に伴い生じた圧力変化（噴射気筒波形）を検出し、その噴射気筒波形に基づき燃料の噴射状態を算出する発明が開示されている。例えば、噴射開始に伴い生じた圧力降下開始時期と噴射開始時期とは相関が高いことに着目し、噴射気筒波形から検出される圧力降下開始時期に基づき噴射開始時期（噴射状態）を算出する。そして、このように算出した噴射状態に基づき燃料噴射弁の作動をフィードバック制御することで、噴射状態が所望の状態になるように高精度で噴射制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−３００４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２３１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術を多気筒エンジンに適用させる場合には、複数の燃料噴射弁の各々に対して燃圧センサを備えることとなり、多くの燃圧センサを要するので多大なコストアップを招く。
【０００５】
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、燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった燃料噴射弁における燃料の噴射状態を推定可能にした燃料噴射状態推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
請求項１記載の発明では、内燃機関の第１気筒に備えられた第１燃料噴射弁、第２気筒に備えられた第２燃料噴射弁、および第３気筒に備えられた第３燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第１燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、噴射気筒波形として検出する第１燃圧センサと、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第２燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、非噴射気筒波形として検出する第２燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用されることを前提とする。
【０００８】
そして、前記噴射気筒波形と前記非噴射気筒波形との相関を算出する相関算出手段と、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射時に前記第１燃圧センサまたは前記第２燃圧センサにより検出された燃料圧力変化を、第２の非噴射気筒波形として取得する取得手段と、前記第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
以下、第３燃料噴射弁から燃料を噴射している時の第３燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を「第２の噴射気筒波形」（図６（ｄ）（ｅ）参照）と記載して、上記発明による作用効果を説明する。
【００１０】
第１燃料噴射弁の噴射時における噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（図６中の符号Ａ１，Ｂ１参照）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（図６中の符号Ａ２，Ｂ２参照）とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射気筒波形および非噴射気筒波形を検出して前記相関Ａ１，Ｂ１を算出するとともに、第２の非噴射気筒波形を検出すれば、第２の噴射気筒波形（つまり第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態）を推定できることを意味する。
【００１１】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時には、両センサにより噴射気筒波形および非噴射気筒波形を検出し、検出した両波形の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の非噴射気筒波形を検出し、検出した第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する。
【００１２】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要することなく、第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射状態を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記第１燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した噴射遅れ時間を、前記噴射気筒波形に基づき算出する噴射遅れ算出手段と、前記第１燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの降下遅れ時間を算出する降下遅れ算出手段と、前記第３燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記第２の非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの時間である第２の降下遅れ時間を算出する第２降下遅れ算出手段と、を備える。
【００１４】
そして、前記相関算出手段は、前記噴射遅れ時間と前記降下遅れ時間との相関を算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した第２の噴射遅れ時間を推定することを特徴とする。
【００１５】
ここで、第１燃料噴射弁の噴射時における噴射遅れ時間と降下遅れ時間との相関（例えば両時間の比率又は差分）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射遅れ時間と第２の降下遅れ時間との相関とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射遅れ時間および降下遅れ時間を検出してこれらの相関を算出するとともに、第２の降下遅れ時間を検出すれば、第２の噴射遅れ時間を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射開始時期を推定できることを意味する。したがって、例えば第２の降下遅れ時間が降下遅れ時間の２倍になっていれば、第２の噴射遅れ時間も噴射遅れ時間の約２倍になっている蓋然性が高い。
【００１６】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時に、両センサにより噴射遅れ時間および降下遅れ時間を検出し、検出した両遅れ時間の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の降下遅れ時間を検出し、検出した第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁にかかる噴射遅れ時間（燃料噴射状態）を推定する。
【００１７】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要とすることなく、第３燃料噴射弁にかかる噴射遅れ時間を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射開始時期を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射開始時期を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、前記噴射気筒波形に基づき算出される前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射量、または前記噴射気筒波形の積分値、または前記噴射気筒波形の圧力降下量を、噴射気筒の波形変化量として算出する噴射波形変化算出手段と、前記非噴射気筒波形の積分値または前記非噴射気筒波形の圧力降下量を非噴射気筒の波形変化量として算出する非噴射波形変化算出手段と、前記第２の非噴射気筒波形の積分値または前記第２の非噴射気筒波形の圧力降下量を、第２の非噴射気筒の波形変化量として算出する第２非噴射波形変化算出手段と、を備える。
【００１９】
そして、前記相関算出手段は、前記噴射気筒の波形変化量と前記非噴射気筒の波形変化量との相関を算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射量を推定することを特徴とする。
【００２０】
以下、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量、または第２の噴射気筒波形の積分値、または第２の噴射気筒波形の圧力降下量を「第２の噴射気筒の波形変化量」と記載して、上記発明による作用効果を説明する。
【００２１】
第１燃料噴射弁の噴射時における噴射気筒の波形変化量と非噴射気筒の波形変化量との相関（例えば両変化量の比率又は差分）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射気筒の波形変化量と第２の非噴射気筒の波形変化量との相関とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射気筒の波形変化量および非噴射気筒の波形変化量を検出してこれらの相関を算出するとともに、第２の非噴射気筒の波形変化量を検出すれば、第２の噴射気筒の波形変化量を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射量を推定できることを意味する。したがって、例えば第２の非噴射気筒の波形変化量が非噴射気筒の波形変化量の２倍になっていれば、第２の噴射気筒の波形変化量も噴射気筒の波形変化量の約２倍になっている蓋然性が高い。
【００２２】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時に、両センサにより噴射気筒の波形変化量と非噴射気筒の波形変化量を検出し、検出した両変化量の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の非噴射気筒の波形変化量を検出し、検出した第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量（第２の噴射気筒の波形変化量に相当）を推定する。
【００２３】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要とすることなく、第３燃料噴射弁からの噴射量（燃料噴射状態）を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射量を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００２４】
請求項４記載の発明では、前記非噴射気筒波形のうち、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力降下の開始時期を算出する降下開始時期算出手段を備え、前記非噴射波形変化算出手段は、前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記圧力降下の開始時期を前記非噴射気筒波形の積分範囲の始点とすることを特徴とする。
【００２５】
ここで、第１燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期と非噴射気筒波形における圧力降下開始時期とは相関性が高いことに起因して、非噴射気筒波形の積分範囲の始点を圧力降下開始時期に設定して算出された積分値と、噴射気筒波形の波形変化量とは相関性が高い。この点を鑑みた上記発明では、積分範囲の始点を圧力降下開始時期として非噴射気筒波形の積分値を算出するので、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量の推定精度を向上できる。
【００２６】
請求項５記載の発明では、前記第１燃料噴射弁へ噴射開始を指令してから、前記非噴射気筒波形に現れる圧力降下の開始時期までの降下遅れ時間を算出する降下遅れ時間算出手段を備え、前記非噴射波形変化算出手段は、前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記第１燃料噴射弁へ噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点を、前記非噴射気筒波形の積分範囲の終点とすることを特徴とする。
【００２７】
ここで、非噴射気筒波形には、第１燃料噴射弁からの燃料噴射開始に対応する圧力変化（つまり圧力降下開始）が出現するが、噴射終了に対応する圧力変化は出現しない。しかし、噴射開始を指令してから圧力降下開始時期までを降下遅れ時間とした場合において、噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点と、第１燃料噴射弁での燃料噴射終了時期とは相関性が高い。この点を鑑みた上記発明では、積分範囲の終点を前記経過した時点として非噴射気筒波形の積分値を算出するので、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量の推定精度を向上できる。
【００２８】
請求項６記載の発明では、前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、前記相関算出手段は、前記噴射気筒波形および前記非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記相関を区別して算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記燃料噴射状態の推定に用いる前記相関を選択することを特徴とする。
【００２９】
ここで、噴射気筒波形、非噴射気筒波形、第２の噴射気筒波形および第２の非噴射気筒波形は、燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて異なる波形となる。そのため、噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（第１の相関）と、第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（第２の相関）とは、全ての波形が燃料圧送時に検出されたものである場合、或いは、全ての波形が非圧送時に検出されたものである場合に、高精度で一致することとなる。
【００３０】
この点を鑑みた上記発明によれば、噴射気筒波形および非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものである場合の相関（圧送時相関）と、非圧送時に検出されたものである場合の相関（非圧送時相関）とを区別して算出し、第２の非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、燃料噴射状態の推定に用いる相関を選択する。そのため、例えば第２の非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものである場合には、圧送時相関を用いて燃料噴射状態を推定し、第２の非噴射気筒波形が非圧送時に検出されたものである場合には、非圧送時相関を用いて燃料噴射状態を推定することができので、その推定精度を向上できる。
【００３１】
請求項７記載の発明では、前記噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力と関連付けて、前記相関算出手段により算出された前記相関をマップに記憶し、前記第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力および前記マップに基づき、前記噴射状態推定手段による前記推定に用いる相関を算出することを特徴とする。
【００３２】
ここで、噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（第１の相関）は、噴射気筒波形が降下を開始する直前の燃料圧力（第１圧力）に応じて異なってくる。同様にして、第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（第２の相関）も、第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力（第２圧力）に応じて異なってくる。
【００３３】
この点を鑑みた上記発明によれば、算出した相関（第１の相関）を第１圧力と関連付けてマップに記憶し、そのマップおよび第２圧力に基づき、燃料噴射状態の推定に用いる相関を算出することとなるので、燃料噴射状態の推定に用いる相関を第２圧力に応じた相関にできる。よって、燃料噴射状態の推定精度を向上できる。
【００３４】
請求項８記載の発明では、前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、前記第１燃圧センサは、前記蓄圧容器の吐出口から前記第１燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置されていることを特徴とする。
【００３５】
上記発明では要するに、第１燃圧センサを蓄圧容器の下流側に配置している。そのため、第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（噴射気筒波形）を、蓄圧容器内で緩衝する前に検出できるので、噴射気筒波形を高精度で検出できる。その結果、相関算出手段算出される相関が高精度な値となるので、ひいては噴射状態推定手段による燃料噴射状態の推定精度を向上できる。
【００３６】
なお、第２燃圧センサおよび第３燃圧センサについても、第１燃圧センサと同様にして蓄圧容器の下流側に配置すれば、非噴射気筒波形および第２の非噴射気筒波形についても高精度で検出できるようになり、燃料噴射状態の推定精度向上を図る点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる燃料噴射状態推定装置が適用される、燃料噴射システムの概略を示す図である。
【図２】噴射指令信号に対応する噴射率および燃圧の変化を示す図である。
【図３】第１実施形態において、燃圧センサが搭載された燃料噴射弁（＃１，＃３）に対する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態において、噴射率パラメータの算出手順を示すフローチャートである。
【図５】噴射時燃圧波形Ｗａ、非噴射時燃圧波形Ｗｕ、噴射波形Ｗｂを示す図である。
【図６】燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁からの、燃料噴射状態を推定する手法の概略を説明する図である。
【図７】図６に示す相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図である。
【図８】噴射率パラメータ及び相関係数が、基準圧力に応じて変化する様子と、圧送時および非圧送時のいずれであるかに応じて変化する様子を示す図。
【図９】第１実施形態において、燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁（＃４，＃２）に対する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図である。
【図１０】図９の相関係数算出手段による算出手順、および相関学習手段による学習手順を示すフローチャートである。
【図１１】図９の噴射状態推定手段による推定の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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、以下に説明する燃料噴射状態推定装置は、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。
【００３９】
（第１実施形態）
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。
【００４０】
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、燃料ポンプ４１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。本実施形態では、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で噴射することを想定している。
【００４１】
なお、燃料ポンプ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燃料は圧送される。そして、当該燃料ポンプ４１はエンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動するので、１燃焼サイクル中に決められた回数だけ燃料ポンプ４１から燃料を圧送することとなる。
【００４２】
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。
【００４３】
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はリフトアップ（開弁作動）する。これにより、弁体１２のシート面１２ａがボデー１１のシート面１１ｅから離座して、噴孔１１ｂから燃料が噴射される。
【００４４】
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はリフトダウン（閉弁作動）する。これにより、弁体１２のシート面１２ａがボデー１１のシート面１１ｅに着座して、噴孔１１ｂからの燃料噴射が停止される。
【００４５】
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。
【００４６】
燃圧センサ２０は、全ての燃料噴射弁１０に搭載されているわけではないが、最低でも２つの燃料噴射弁１０に搭載されている。要するに、燃圧センサ２０の搭載数は、燃料噴射弁１０の数より少なく、かつ、２つ以上である。本実施形態では、＃１，＃３の燃料噴射弁１０に燃圧センサ２０が搭載され、＃４，＃２の燃料噴射弁１０には燃圧センサ２０が搭載されていない。
【００４７】
燃圧センサ２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）及び圧力センサ素子２２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ＥＣＵ３０へ出力する。
【００４８】
ＥＣＵ３０は、アクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度ＮＥ等に基づき目標噴射状態（例えば噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。そして、算出した目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑ（図２（ａ）参照）を、後に詳述する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘに基づき設定し、燃料噴射弁１０へ出力することで燃料噴射弁１０の作動を制御する。
【００４９】
次に、燃圧センサ２０が搭載された燃料噴射弁１０（＃１，＃３）から燃料を噴射させる場合における、噴射制御の手法について、図２〜図５を用いて以下に説明する。
【００５０】
燃圧センサ２０の検出値に基づき、噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を燃圧波形（図２（ｃ）参照）として検出し、検出した燃圧波形に基づき燃料の噴射率変化を表した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を演算して噴射状態を検出する。そして、検出した噴射率波形（噴射状態）を特定する噴射率パラメータＲα，Ｒβ，Ｒｍａｘを学習するとともに、噴射指令信号（パルスオン時期ｔ１、パルスオフ時期ｔ２及びパルスオン期間Ｔｑ）と噴射状態との相関関係を特定する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅを学習する。
【００５１】
具体的には、燃圧波形のうち、噴射開始に伴い燃圧降下を開始する変曲点Ｐ１から降下が終了する変曲点Ｐ２までの降下波形を、最小二乗法等により直線に近似した降下近似直線Ｌαを算出する。そして、降下近似直線Ｌαのうち基準値Ｂαとなる時期（ＬαとＢαの交点時期ＬＢα）を算出する。この交点時期ＬＢαと噴射開始時期Ｒ１とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢαに基づき噴射開始時期Ｒ１を算出する。例えば、交点時期ＬＢαよりも所定の遅れ時間Ｃαだけ前の時期を噴射開始時期Ｒ１として算出すればよい。
【００５２】
また、燃圧波形のうち、噴射終了に伴い燃圧上昇を開始する変曲点Ｐ３から降下が終了する変曲点Ｐ５までの上昇波形を、最小二乗法等により直線に近似した上昇近似直線Ｌβを算出する。そして、上昇近似直線Ｌβのうち基準値Ｂβとなる時期（ＬβとＢβの交点時期ＬＢβ）を算出する。この交点時期ＬＢβと噴射終了時期Ｒ４とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。例えば、交点時期ＬＢβよりも所定の遅れ時間Ｃβだけ前の時期を噴射終了時期Ｒ４として算出すればよい。
【００５３】
次に、降下近似直線Ｌαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図２（ｂ）に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Ｒαの傾きを、降下近似直線Ｌαの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌαの傾きに所定の係数を掛けてＲαの傾きを算出すればよい。同様にして、上昇近似直線Ｌβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いので、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Ｒβの傾きを、上昇近似直線Ｌβの傾きに基づき算出する。
【００５４】
次に、噴射率波形の直線Ｒα，Ｒβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体１２がリフトダウンを開始する時期（閉弁作動開始時期Ｒ２３）を算出する。具体的には、両直線Ｒα，Ｒβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期Ｒ２３として算出する。また、噴射開始時期Ｒ１の噴射開始指令時期ｔ１に対する遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）を算出する。また、閉弁作動開始時期Ｒ２３の噴射終了指令時期ｔ２に対する遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）を算出する。
【００５５】
また、降下近似直線Ｌα及び上昇近似直線Ｌβの交点に対応した圧力を交点圧力Ｐαβとして算出し、後に詳述する基準圧力Ｐbaseと交点圧力Ｐαβとの圧力差ΔＰγを算出し、この圧力差ΔＰγと最大噴射率Ｒｍａｘとは相関が高いことに着目し、圧力差ΔＰγに基づき最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。具体的には、圧力差ΔＰγに相関係数Ｃγを掛けることで最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。但し、圧力差ΔＰγが所定値ΔＰγｔｈ未満である小噴射の場合には、上述の如くＲｍａｘ＝ΔＰγ×Ｃγとする一方で、ΔＰγ≧ΔＰγｔｈである大噴射の場合には、予め設定しておいた値（設定値Ｒγ）を最大噴射率Ｒｍａｘとして算出する。
【００５６】
なお、上記「小噴射」とは、噴射率がＲγに達する前に弁体１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、シート面１１ｅ，１２ａで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。一方、上記「大噴射」とは、噴射率がＲγに達した後に弁体１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、噴孔１１ｂで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。要するに、噴射指令期間Ｔｑが十分に長く、最大噴射率に達した以降も開弁状態を継続させる場合においては、図２（ｂ）に示す噴射率波形は台形となる。一方、最大噴射率に達する前に閉弁作動を開始させるような小噴射の場合には、噴射率波形は三角形となる。
【００５７】
大噴射時の最大噴射率Ｒｍａｘである上記設定値Ｒγは、燃料噴射弁１０の経年変化に伴い変化していく。例えば、噴孔１１ｂにデポジット等の異物が堆積して噴射量が減少するといった経年劣化が進行すると、図２（ｃ）に示す圧力降下量ΔＰは小さくなっていく。また、シート面１１ｅ，１２ａが磨耗して噴射量が増大するといった経年劣化が進行すると、圧力降下量ΔＰは大きくなっていく。なお、圧力降下量ΔＰとは、噴射率上昇に伴い生じた検出圧力の降下量のことであり、例えば、基準圧力Ｐbaseから変曲点Ｐ２までの圧力降下量、又は、変曲点Ｐ１から変曲点Ｐ２までの圧力降下量のことである。
【００５８】
そこで本実施形態では、大噴射時の最大噴射率Ｒｍａｘ（設定値Ｒγ）と圧力降下量ΔＰとは相関が高いことに着目し、圧力降下量ΔＰの検出結果から設定値Ｒγを算出して学習する。つまり、大噴射時における最大噴射率Ｒｍａｘの学習値は、圧力降下量ΔＰに基づく設定値Ｒγの学習値に相当する。
【００５９】
以上により、燃圧波形から噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出することができる。そして、これらの噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘの学習値に基づき、噴射指令信号（図２（ａ）参照）に対応した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を算出することができる。なお、このように算出した噴射率波形の面積（図２（ｂ）中の網点ハッチ参照）は噴射量に相当するので、噴射率パラメータに基づき噴射量を算出することもできる。
【００６０】
図３は、これら噴射率パラメータの学習、及び＃１，＃３気筒の燃料噴射弁１０へ出力する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図であり、ＥＣＵ３０により機能する各手段３１，３２，３３について以下に説明する。噴射率パラメータ算出手段３１は、燃圧センサ２０により検出された燃圧波形に基づき噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出する。
【００６１】
学習手段３２は、算出した噴射率パラメータをＥＣＵ３０のメモリに記憶更新して学習する。なお、噴射率パラメータは、その時の供給燃圧（コモンレール４２内の圧力）に応じて異なる値となるため、供給燃圧又は後述する基準圧力Ｐbase（図２（ｃ）参照）と関連付けて学習させることが望ましい。図３の例では、燃圧に対応する噴射率パラメータの値を噴射率パラメータマップＭに記憶させている。
【００６２】
設定手段３３（制御手段）は、現状の燃圧に対応する噴射率パラメータ（学習値）を、噴射率パラメータマップＭから取得する。そして、取得した噴射率パラメータに基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する。そして、このように設定した噴射指令信号にしたがって燃料噴射弁１０を作動させた時の燃圧波形を燃圧センサ２０で検出し、検出した燃圧波形に基づき噴射率パラメータ算出手段３１は噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出する。
【００６３】
要するに、噴射指令信号に対する実際の噴射状態（つまり噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘ）を検出して学習し、その学習値に基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。そのため、実際の噴射状態に基づき噴射指令信号がフィードバック制御されることとなり、先述した経年劣化が進行しても、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。
【００６４】
特に、実噴射量が目標噴射量となるように、噴射率パラメータに基づき噴射指令期間Ｔｑを設定するようフィードバック制御することで、実噴射量が目標噴射量となるように補償している。
【００６５】
次に、検出した燃圧波形（図２（ｃ）参照）から噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘ（図２（ｂ）参照）を算出する手順について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃１気筒および＃３気筒において燃料噴射を１回実施する毎に実行される。なお、前記燃圧波形とは、所定のサンプリング周期で取得した、燃圧センサ２０による複数の検出値の集合である。
【００６６】
先ず、図４に示すステップＳ１０において、噴射率パラメータの算出に用いる燃圧波形であって、以下に説明する噴射波形Ｗｂ（補正後燃圧波形）を算出する。なお、以下の説明では、燃料噴射弁１０から燃料を噴射させている気筒を噴射気筒（表気筒）、この噴射気筒が燃料を噴射しているときに燃料噴射させていない気筒を非噴射気筒（裏気筒）とし、かつ、噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を噴射時燃圧センサ、非噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を非噴射時燃圧センサと呼ぶ。
【００６７】
噴射時燃圧センサにより検出された燃圧波形である噴射時燃圧波形Ｗａ（図５（ａ）参照）は、噴射による影響のみを表しているわけではなく、以下に例示する噴射以外の影響で生じた波形成分をも含んでいる。すなわち、燃料タンク４０の燃料をコモンレール４２へ圧送する燃料ポンプ４１がプランジャポンプの如く間欠的に燃料を圧送するものである場合には、燃料噴射中にポンプ圧送が行われると、そのポンプ圧送期間中における噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が高くなった波形となる。つまり、噴射時燃圧波形Ｗａ（図５（ａ）参照）には、噴射による燃圧変化を表した燃圧波形である噴射波形Ｗｂ（図５（ｃ）参照）と、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した燃圧波形（図５（ｂ）中の実線Ｗｕ参照）とが含まれていると言える。
【００６８】
また、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。そのため、噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が低くなった波形となる。つまり、噴射時燃圧波形Ｗａには、噴射による燃圧変化を表した噴射波形Ｗｂの成分と、噴射システム内全体の燃圧低下を表した燃圧波形（図５（ｂ）中の点線Ｗｕ’参照）の成分とが含まれていると言える。
【００６９】
そこで図４のステップＳ１０では、非噴射気筒センサにより検出される非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）はコモンレール内の燃圧（噴射システム内全体の燃圧）の変化を表していることに着目し、噴射気筒センサにより検出された噴射時燃圧波形Ｗａから、非噴射気筒センサによる非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）を差し引いて噴射波形Ｗｂを演算している。なお、図２（ｃ）に示す燃圧波形は噴射波形Ｗｂである。
【００７０】
また、多段噴射を実施する場合には、前段噴射にかかる燃圧波形の脈動Ｗｃ（図２（ｃ）参照）が燃圧波形Ｗａに重畳する。特に、前段噴射とのインターバルが短い場合には、燃圧波形Ｗａは脈動Ｗｃの影響を大きく受ける。そこで、非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）に加えて脈動Ｗｃを燃圧波形Ｗａから差し引く処理を実施して、噴射波形Ｗｂを算出することが望ましい。
【００７１】
続くステップＳ１１（基準圧力算出手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの期間に対応する部分の波形である基準波形に基づき、その基準波形の平均燃圧を基準圧力Ｐbaseとして算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過するまでの期間ＴＡに対応する部分を、基準波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点Ｐ１を算出し、噴射開始指令時期ｔ１から変曲点Ｐ１より所定時間前までの期間に相当する部分を基準波形として設定すればよい。
【００７２】
続くステップＳ１２（直線近似手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射率増大に伴い燃圧が降下していく期間に対応する部分の波形である降下波形に基づき、その降下波形の近似直線Ｌαを算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過した時点からの所定期間ＴＢに対応する部分を、降下波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点Ｐ１，Ｐ２を算出し、これら変曲点Ｐ１，Ｐ２の間に相当する部分を降下波形として設定すればよい。そして、降下波形を構成する複数の燃圧検出値（サンプリング値）から、最小二乗法により近似直線Ｌαを算出すればよい。或いは、降下波形のうち微分値が最小となる時点における接線を、近似直線Ｌαとして算出すればよい。
【００７３】
続くステップＳ１３（直線近似手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射率減少に伴い燃圧が上昇していく期間に対応する部分の波形である上昇波形に基づき、その上昇波形の近似直線Ｌβを算出する。例えば、噴射終了指令時期ｔ２から所定時間が経過した時点からの所定期間ＴＣに対応する部分を、上昇波形として設定すればよい。或いは、上昇波形の微分値に基づき変曲点Ｐ３，Ｐ５を算出し、これら変曲点Ｐ３，Ｐ５の間に相当する部分を上昇波形として設定すればよい。そして、上昇波形を構成する複数の燃圧検出値（サンプリング値）から、最小二乗法により近似直線Ｌβを算出すればよい。或いは、上昇波形のうち微分値が最大となる時点における接線を、近似直線Ｌβとして算出すればよい。
【００７４】
続くステップＳ１４では、基準圧力Ｐbaseに基づき基準値Ｂα，Ｂβを算出する。例えば、基準圧力Ｐbaseより所定量だけ低い値を基準値Ｂα，Ｂβとして算出すればよい。なお、両基準値Ｂα，Ｂβを同じ値に設定する必要はない。また、前記所定量は基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７５】
続くステップＳ１５では、近似直線Ｌαのうち基準値Ｂαとなる時期（ＬαとＢαの交点時期ＬＢα）を算出する。この交点時期ＬＢαと噴射開始時期Ｒ１とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢαに基づき噴射開始時期Ｒ１を算出する。例えば、交点時期ＬＢαよりも所定の遅れ時間Ｃαだけ前の時期を噴射開始時期Ｒ１として算出すればよい。
【００７６】
続くステップＳ１６では、近似直線Ｌβのうち基準値Ｂβとなる時期（ＬβとＢβの交点時期ＬＢβ）を算出する。この交点時期ＬＢβと噴射終了時期Ｒ４とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。例えば、交点時期ＬＢβよりも所定の遅れ時間Ｃβだけ前の時期を噴射終了時期Ｒ４として算出すればよい。なお、上記遅れ時間Ｃα，Ｃβは、基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７７】
続くステップＳ１７では、近似直線Ｌαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図２（ｂ）に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Ｒαの傾きを、近似直線Ｌαの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌαの傾きに所定の係数を掛けてＲαの傾きを算出すればよい。なお、ステップＳ１５で算出した噴射開始時期Ｒ１と当該ステップＳ１７で算出したＲαの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の上昇部分を表した直線Ｒαを特定することができる。
【００７８】
さらにステップＳ１７では、近似直線Ｌβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いことに着目し、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Ｒβの傾きを、近似直線Ｌβの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌβの傾きに所定の係数を掛けてＲβの傾きを算出すればよい。なお、ステップＳ１６で算出した噴射終了時期Ｒ４と当該ステップＳ１７で算出したＲβの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の降下部分を表した直線Ｒβを特定することができる。なお、上記所定の係数は、基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７９】
続くステップＳ１８では、ステップＳ１７で算出した噴射率波形の直線Ｒα，Ｒβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体１２がリフトダウンを開始する時期（閉弁作動開始時期Ｒ２３）を算出する。具体的には、両直線Ｒα，Ｒβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期Ｒ２３として算出する。
【００８０】
続くステップＳ１９では、ステップＳ１５で算出した噴射開始時期Ｒ１の噴射開始指令時期ｔ１に対する遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）を算出する。また、ステップＳ１８で算出した閉弁作動開始時期Ｒ２３の噴射終了指令時期ｔ２に対する遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）を算出する。なお、噴射終了遅れ時間ｔｅとは、噴射終了を指令した時期ｔ２から、制御弁１４の作動を開始する時期までの遅れ時間のことである。要するにこれらの遅れ時間ｔｄ，ｔｅは、噴射指令信号に対する噴射率変化の応答遅れを表すパラメータであり、他にも、噴射開始指令時期ｔ１から最大噴射率到達時期Ｒ２までの遅れ時間、噴射終了指令時期ｔ２から噴射率低下開始Ｒ３までの遅れ時間、噴射終了指令時期ｔ２から噴射終了時期Ｒ４までの遅れ時間等が挙げられる。
【００８１】
続くステップＳ２０では、基準圧力Ｐbaseと交点圧力Ｐαβとの圧力差ΔＰγが所定値ΔＰγｔｈ未満であるか否かを判定する。ΔＰγ＜ΔＰγｔｈと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、次のステップＳ２１（最大噴射率算出手段）において、先述した小噴射であるとみなして、圧力差ΔＰγに基づき最大噴射率Ｒｍａｘを算出する（Ｒｍａｘ＝ΔＰγ×Ｃγ）。一方、ΔＰγ≧ΔＰγｔｈと判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、次のステップＳ２２（最大噴射率算出手段）において、予め設定しておいた値（設定値Ｒγ）を最大噴射率Ｒｍａｘとして算出する。
【００８２】
以上、燃圧センサ２０が搭載された燃料噴射弁１０（＃１，＃３）に対する噴射制御の手法について、図２〜図５を用いて説明してきたが、次に、燃圧センサ２０が搭載されていない燃料噴射弁１０（＃４，＃２）に対する噴射制御の手法について、図６〜図１１を用いて説明する。
【００８３】
＃１→＃３→＃４→＃２の順番で燃料噴射弁１０から燃料噴射するにあたり、図６中の（ａ）は、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２の燃料噴射弁１０に対して出力される噴射指令信号を示す。（ｂ）は、＃１気筒の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０（＃１）により検出された燃圧波形（＃１波形）であって、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２にて燃料噴射した時の＃１波形を示す。（ｃ）は、＃３気筒の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０（＃３）により検出された燃圧波形（＃３波形）であって、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２にて燃料噴射した時の＃３波形を示す。
【００８４】
（ｄ）は、＃４気筒の燃料噴射弁１０（＃４）から燃料噴射している時における、燃料噴射弁１０（＃４）内部の燃料圧力の変化を示す燃圧波形（＃４波形）であるが、燃料噴射弁１０（＃４）には燃圧センサ２０が搭載されていないため、前記＃４波形を直接検出することはできない。（ｅ）は、＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃２）から燃料噴射している時における、燃料噴射弁１０（＃２）内部の燃料圧力の変化を示す燃圧波形（＃２波形）であるが、燃料噴射弁１０（＃２）には燃圧センサ２０が搭載されていないため、前記＃２波形を直接検出することができない。
【００８５】
（ｆ）の左欄は、＃１にて燃料噴射した時の＃１波形（噴射時燃圧波形Ｗａ）から、＃１にて燃料噴射した時の＃３波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ’）を差し引いて算出した噴射波形Ｗｂを示す。（ｆ）の右欄は、＃３にて燃料噴射した時の＃３波形（噴射時燃圧波形Ｗａ）から、＃３にて燃料噴射した時の＃１波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ）を差し引いて算出した噴射波形Ｗｂを示す。
【００８６】
また、本実施形態では、１燃焼サイクル中に２回だけ燃料ポンプ４１から燃料を圧送しており、図６に示す例では、燃料ポンプ４１から燃料を圧送する期間が、＃３，＃２の燃料噴射弁１０から燃料を噴射する期間と重複する。したがって、＃１噴射時の＃３波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ’）は図５（ｂ）中の点線Ｗｕ’に相当し、＃３噴射時の＃１波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ）は図５（ｂ）中の実線Ｗｕに相当する。
【００８７】
ここで、図６中の＃１噴射の欄において、＃１波形はポンプ非圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、＃３波形はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’である。そして、これらの波形Ｗａ（またはＷｂ），Ｗｕ’には相関（符号Ａ１参照）がある。また、図６中の＃４噴射の欄において、＃１波形または＃３波形はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’であり、検出不可である＃４波形はポンプ非圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、これらの波形Ｗａ，Ｗｕ’にも相関（符号Ａ２参照）がある。そして、＃１噴射時の前記相関Ａ１と＃３噴射時の前記相関Ａ２とは概略一致する。
【００８８】
この点を鑑み、＃１噴射時の＃１波形（噴射気筒波形）および＃３波形（非噴射気筒波形）を検出してこれらの相関Ａ１を算出しておき、＃４噴射時の＃１波形または＃３波形を検出する。そして、その＃１波形または＃３波形および相関Ａ１に基づき、＃４噴射時における燃料噴射弁１０（＃４）からの噴射状態（＃４波形に相当）を推定する。
【００８９】
ポンプ圧送時についても同様である。すなわち、図６中の＃３噴射の欄において、＃３波形はポンプ圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、＃１波形はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕである。そして、これらの波形Ｗａ（またはＷｂ），Ｗｕには相関（符号Ｂ１参照）がある。また、図６中の＃２噴射の欄において、＃１波形または＃３波形はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕであり、検出不可である＃２波形はポンプ圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、これらの波形Ｗａ，Ｗｕにも相関（符号Ｂ２参照）がある。そして、＃３噴射時の前記相関Ｂ１と＃２噴射時の前記相関Ｂ２とは概略一致する。
【００９０】
この点を鑑み、＃３噴射時の＃３波形（噴射気筒波形）および＃１波形（非噴射気筒波形）を検出してこれらの相関Ｂ１を算出しておき、＃２噴射時の＃１波形または＃３波形を検出する。そして、その＃１波形または＃３波形および相関Ｂ１に基づき、＃２噴射時における燃料噴射弁１０（＃２）からの噴射状態（＃２波形に相当）を推定する。
【００９１】
ちなみに、＃１噴射時における＃１波形は噴射気筒波形に相当し、この時の＃１波形を検出している燃圧センサ２０（＃１）は第１燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃１）は第１燃料噴射弁に相当する。また、＃１噴射時における＃３波形は非噴射気筒波形に相当し、この時の＃３波形を検出している燃圧センサ２０（＃３）は第２燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃３）は第２燃料噴射弁に相当する。そして、これらの噴射気筒波形（＃１波形）と非噴射気筒波形（＃３波形）との相関Ａ１に基づく噴射状態の推定対象である燃料噴射弁１０（＃４）は第３燃料噴射弁に相当し、＃４噴射時における＃１波形または＃３波形は第２の非噴射気筒波形に相当する。
【００９２】
同様にして、＃３噴射時における＃３波形は噴射気筒波形に相当し、この時の＃３波形を検出している燃圧センサ２０（＃３）は第１燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃３）は第１燃料噴射弁に相当する。また、＃３噴射時における＃１波形は非噴射気筒波形に相当し、この時の＃１波形を検出している燃圧センサ２０（＃１）は第２燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃１）は第２燃料噴射弁に相当する。そして、これらの噴射気筒波形（＃３波形）と非噴射気筒波形（＃１波形）との相関Ａ２に基づく噴射状態の推定対象である燃料噴射弁１０（＃２）は第３燃料噴射弁に相当し、＃２噴射時における＃１波形または＃３波形は第２の非噴射気筒波形に相当する。
【００９３】
図７は、上述した相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図であり、以下に説明する相関係数Ａｔｄ，ＡＱを前記相関Ａ１として算出し、以下に説明する相関係数Ｂｔｄ，ＢＱを前記相関Ｂ１として算出する。なお、図７中の（ａ）は噴射指令信号、（ｂ）は噴射波形Ｗｂ、（ｃ）はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’、（ｄ）はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕを示す。
【００９４】
図７（ｅ）に示すように、相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄは、以下に説明する噴射遅れ時間ｔｄｂと降下遅れ時間ｔｄｕ，ｔｄｕ’との比率である。噴射遅れ時間ｔｄｂは、噴射開始指令時期ｔ１から変曲点Ｐ１（図２（ｃ）参照）が現れるまでの時間である。降下遅れ時間ｔｄｕ，ｔｄｕ’は、噴射開始指令時期ｔ１から、非噴射時燃圧波形Ｗｕ，Ｗｕ’が圧力降下を開始する時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕまでの時間である。なお、上述した噴射遅れ時間ｔｄｂに替えて、図４のステップＳ１９で算出した噴射開始遅れ時間ｔｄを用いてもよい（図７（ｅ）中の変形例１参照）。
【００９５】
図７（ｆ）に示すように、相関係数ＡＱ，ＢＱは、以下に説明する燃料噴射量Ｑと圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’との比率である。燃料噴射量Ｑは、図３の噴射率パラメータ算出手段３１で算出した各パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘから算出される噴射量である。圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’は、先述した圧力降下開始時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕからの圧力降下量であってもよいし、圧力降下を開始する直前の所定期間における圧力の平均値に対する圧力降下量であってもよい。
【００９６】
なお、上述した燃料噴射量Ｑに替えて、噴射波形Ｗｂまたは噴射時燃圧波形Ｗａのうち、変曲点Ｐ１からの圧力降下量ΔＰや基準圧力Ｐbaseからの圧力降下量ΔＰｂを用いてもよい（図７（ｆ）中の変形例２参照）。或いは、図４のステップＳ２１，Ｓ２２で算出した最大噴射率Ｒｍａｘを用いてもよい（図７（ｅ）中の変形例２参照）。
【００９７】
ところで、図３に示す学習手段３２では、基準圧力Ｐbaseと関連付けて噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを学習していることは先述した通りであるが、これらのパラメータの算出に用いる噴射波形Ｗｂが、燃料ポンプ４１による燃料圧送時に検出したものであるか、非圧送時に検出したものであるかに応じて、パラメータの値は異なってくる（図８（ａ）参照）。そこで本実施形態では、学習手段３２で噴射率パラメータを学習するにあたり、ポンプ圧送時および非圧送時のいずれであるかを区別して学習する。
【００９８】
相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱも噴射率パラメータと同様にして、相関係数の算出に用いる燃圧波形が燃料圧送時に検出したものであるか、非圧送時に検出したものであるかに応じて、相関係数の値は異なってくる（図８（ｂ）参照）。また、相関係数の算出に用いる燃圧波形にかかる基準圧力Ｐbaseに応じて相関係数の値は異なってくる。そこで本実施形態では、基準圧力Ｐbaseと関連付けて相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習し、かつ、ポンプ圧送時の相関係数Ｂｔｄ，ＢＱとポンプ非圧送時の相関係数Ａｔｄ，ＡＱとを区別して算出して学習する。
【００９９】
図９は、これら相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱの学習、及び＃４，＃２気筒の燃料噴射弁１０へ出力する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図であり、ＥＣＵ３０により機能する各手段３４，３５，３６，３２ａ，３３ａについて以下に説明する。
【０１００】
相関係数算出手段３４は、燃圧センサ２０により検出された噴射時燃圧波形Ｗａ及び非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）に基づき、図７を用いて先述したように相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出する。
【０１０１】
相関学習手段３５は、算出した相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて、相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに記憶（学習）させる。なお、ポンプ非圧送時の相関マップＭＡＲおよび圧送時の相関マップＭＢＲは、別々に作成して記憶されている。学習手順の詳細については図１０を用いて後述する。
【０１０２】
噴射状態推定手段３６は、＃４噴射時に検出した非噴射時燃圧波形Ｗｕ’および相関マップＭＡＲに基づき、＃４気筒の燃料噴射弁１０（＃４）からの燃料噴射状態（＃４噴射状態）を推定する。具体的には、燃料噴射弁１０（＃４）からの燃料噴射量Ｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄを＃４噴射状態として推定する。推定手順の詳細については図１１を用いて後述する。
【０１０３】
さらに噴射状態推定手段３６は、＃２噴射時に検出した非噴射時燃圧波形Ｗｕおよび相関マップＭＢＲに基づき、＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃２）からの燃料噴射状態（＃２噴射状態）を推定する。具体的には、燃料噴射弁１０（＃２）からの燃料噴射量Ｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄを＃２噴射状態として推定する。
【０１０４】
学習手段３２ａは、推定した噴射開始遅れ時間ｔｄを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップＭＡ，ＭＢに記憶（学習）させる。また、推定した燃料噴射量Ｑと噴射指令期間Ｔｑとの割合である噴射量割合Ｑ／Ｔｑを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップに記憶（学習）させる。なお、ポンプ非圧送時の推定値マップＭＡおよび圧送時の推定値マップＭＢは、別々に作成して記憶されている。
【０１０５】
設定手段３３ａ（制御手段）は、現状の燃圧に対応する噴射開始遅れ時間ｔｄ及び噴射量割合Ｑ／Ｔｑ（学習値）を、推定値マップから取得する。そして、取得したｔｄ，Ｑ／Ｔｑに基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する。そして、このように設定した噴射指令信号にしたがって燃料噴射弁１０を作動させた時の燃圧波形を燃圧センサ２０で検出し、検出した燃圧波形に基づき相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習する。そして、＃４噴射状態および＃２噴射状態を推定してその推定値を学習する。
【０１０６】
要するに、噴射指令信号に対する実際の噴射状態（つまり＃４噴射状態及び＃２噴射状態）を推定して学習し、その学習値に基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。そのため、実際の噴射状態に基づき噴射指令信号がフィードバック制御されることとなり、先述した経年劣化が進行しても、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。
【０１０７】
特に、実噴射量が目標噴射量となるように、噴射量割合Ｑ／Ｔｑに基づき噴射指令期間Ｔｑを設定するようフィードバック制御することで、実噴射量が目標噴射量となるように補償している。
【０１０８】
次に、相関係数算出手段３４および相関学習手段３５により、相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習する手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、図１０に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃１気筒および＃３気筒において燃料の噴射を１回実施する毎に実行される。
【０１０９】
先ず、図１０に示すステップＳ３０において、図４のステップＳ１０で算出した噴射波形Ｗｂおよび非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。また、図４のステップＳ１１で算出した基準圧力Ｐbaseを取得する。要するに、＃１噴射および＃３噴射が為される毎に、＃１波形および＃３波形から算出される噴射波形Ｗａ、非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕおよび基準圧力Ｐbaseを取得する。
【０１１０】
次に、ステップＳ３１（噴射遅れ算出手段）において、取得した噴射波形Ｗｂから噴射遅れ時間ｔｄｂ（図７（ｂ）参照）を算出し、続くステップＳ３２（降下遅れ算出手段）では、取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕから降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕ（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。続くステップＳ３３では、遅れ時間に関する相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄを算出する（Ａｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ’、Ｂｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ）。
【０１１１】
次に、ステップＳ３４（噴射波形変化算出手段）において、噴射波形Ｗｂにかかる噴射率パラメータに基づき算出した噴射量Ｑを取得する。続くステップＳ３５（非噴射波形変化算出手段）では、取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕから圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。続くステップＳ３６（相関算出手段）では、噴射量に関する相関係数ＡＱ、ＢＱを算出する（ＡＱ＝Ｑ／ΔＰｕ’、ＢＱ＝Ｑ／ΔＰｕ）。
【０１１２】
次に、ステップＳ３７に進み、ステップＳ３３，Ｓ３６で算出した相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄ，ＡＱ，ＢＱを、ステップＳ３０で取得した基準圧力Ｐbaseと関連付けて相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに記憶（学習）させる。なお、ポンプ圧送と噴射が重複する＃３噴射時の相関係数Ｂｔｄ，ＢＱは相関マップＭＢＲに記憶させ、ポンプ圧送と噴射が重複しない＃１噴射時の相関係数Ａｔｄ，ＡＱは相関マップＭＡＲに記憶させる。
【０１１３】
次に、噴射状態推定手段３６および学習手段３２ａにより、噴射状態を推定して噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習する手順について、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図１１に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃４気筒および＃２気筒において燃料の噴射を１回実施する毎に実行される。
【０１１４】
先ず、図１１に示すステップＳ４０において、図４のステップＳ１０で算出した噴射波形Ｗｂおよび非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。また、図４のステップＳ１１で算出した基準圧力Ｐbaseを取得する。要するに、＃４噴射および＃２噴射が為される毎に、＃１波形および＃３波形から算出される非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。
【０１１５】
次のステップＳ４１では、ステップＳ４０で取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕに基づき、非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力（基準圧力Ｐbase）を算出する。この算出方法は、図４のステップＳ１１と同様である。すなわち、非噴射気筒波形のうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの期間に対応する部分の波形である基準波形に基づき、その基準波形の平均燃圧を基準圧力Ｐbaseとして算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過するまでの期間ＴＡに対応する部分を、基準波形として設定すればよい。或いは、噴射開始指令時期ｔ１から降下開始時期Ｐ１ｕより所定時間前までの期間に相当する部分を基準波形として設定すればよい。
【０１１６】
次のステップＳ４２では、図１０で学習した相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに基づき、ステップＳ４１で算出した基準圧力Ｐbaseに対応する相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱ（図８（ｂ）参照）を算出する。続くステップＳ４３（第２降下遅れ算出手段、第２非噴射波形変化算出手段）では、ステップＳ４０で取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕに基づき、降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕ、及び圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。
【０１１７】
次のステップＳ４４（噴射状態推定手段）では、相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄおよび降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕに基づき、＃４噴射および＃２噴射における噴射開始遅れ時間ｔｄ（第２の噴射遅れ時間）を算出する（Ａｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ’、Ｂｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ）。また、相関係数ＡＱ，ＢＱおよび圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’に基づき、＃４噴射および＃２噴射における噴射量Ｑを算出（推定）する。
【０１１８】
次のステップＳ４５では、ステップＳ４４で算出した噴射量Ｑの噴射指令期間Ｔｑに対する割合（噴射量割合Ｑ／Ｔｑ）、および噴射開始遅れ時間ｔｄを、ステップＳ４１で算出した基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップＭＡ，ＭＢに記憶（学習）させる。なお、ポンプ圧送と噴射が重複する＃２噴射による噴射量割合Ｑ／Ｔｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄは推定値マップＭＢに記憶させ、ポンプ圧送と噴射が重複しない＃４噴射によるＱ／Ｔｑおよびｔｄは推定値マップＭＡに記憶させる。
【０１１９】
以上により、本実施形態によれば、＃４気筒および＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃４，＃２）に燃圧センサを搭載させることなく、＃４噴射状態および＃２噴射状態を推定できる。すなわち、燃圧センサ２０の個数削減を図りつつも、その削減対象となった燃料噴射弁１０（＃４，＃２）における噴射状態を、＃１気筒および＃３気筒の燃料噴射弁１０（＃１，＃３）に搭載された燃圧センサ２０を用いて推定できる。
【０１２０】
具体的には、＃４噴射および＃２噴射にかかる噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを推定して学習し、その学習値に基づき噴射開始指令時期ｔ１および噴射指令期間Ｔｑをフィードバック制御するので、燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁１０（＃４，＃２）についても、燃料の噴射状態を高精度で制御できる。
【０１２１】
また、相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを学習するにあたり、基準圧力Ｐbaseと関連付けて学習し、かつ、ポンプ圧送時と非圧送時とで区別して学習するので、学習精度を向上でき、ひいては＃４，＃２噴射にかかる噴射状態の推定精度を向上できる。
【０１２２】
また、このように推定した噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習する場合にも、基準圧力Ｐbaseと関連付けて学習し、かつ、ポンプ圧送時と非圧送時とで区別して学習するので、学習精度を向上でき、ひいては＃４噴射および＃２噴射を高精度で制御できる。
【０１２３】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱの算出に用いる非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの波形変化量として、図７（ｃ）（ｄ）に例示する圧力降下量ΔＰｕ’，ΔＰｕを用いている（ＡＱ＝Ｑ／ΔＰｕ’、ＢＱ＝Ｑ／ΔＰｕ）。これに対し本実施形態では、非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの所定期間における積分値、つまり図１２（ｃ）（ｄ）中の斜線部分の面積Ｓｕ’，Ｓｕを非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの波形変化量として用いており、図１２（ｅ）に示す算出式（ＡＱ＝Ｑ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｑ／Ｓｕ）にしたがって相関係数ＡＱ，ＢＱを算出する。
【０１２４】
積分期間の始点は、非噴射時燃圧波形Ｗｕ，Ｗｕ’のうち圧力降下を開始する時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕとすればよい。ちなみに、前記始点を算出しているときのＥＣＵ３０は降下開始時期算出手段に相当する。
【０１２５】
また、積分期間の終点は、噴射終了指令時期ｔ２から所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕが経過した時点とすればよい。前記所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕは、噴射開始指令時期ｔ１から圧力降下開始時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕまでの遅れ時間からｔｄｕ’，ｔｄｕと同じ長さ、或いは噴射指令期間Ｔｑと同じ長さに設定すればよい。ちなみに、前記所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕを算出しているときのＥＣＵ３０は降下遅れ時間算出手段に相当する。
【０１２６】
また、前記積分を実施するにあたり、図１２（ｃ）に示す非圧送時には基準圧力Ｐbaseに対する差分を積分しているが、図１２（ｄ）に示す圧送時には、前記積分期間の始点と終点を結ぶラインに対する差分を積分するようにしてもよい。
【０１２７】
また、上記第１実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱの算出に用いる噴射波形Ｗｂの波形変化量として、噴射波形Ｗｂの噴射量Ｑを用いているが、図１２（ｅ）中の変形例４に示すように、噴射波形Ｗｂの所定期間における積分値、つまり図１２（ｂ）中の斜線部分の面積Ｓｂを噴射波形Ｗｂの波形変化量として用いてもよい（ＡＱ＝Ｓｂ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｓｂ／Ｓｕ）。
【０１２８】
或いは、図１２（ｅ）中の変形例５に示すように、噴射時燃圧波形Ｗａの所定期間における積分値Ｓａを波形変化量として用いてもよい（ＡＱ＝Ｓａ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｓａ／Ｓｕ）。
【０１２９】
以上詳述した本実施形態およびその変形例４，５によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【０１３０】
（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。
【０１３１】
・上記各実施形態では、遅れ時間に関する相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄを算出するにあたり、＃１噴射時の＃１波形に現れる遅れ時間と＃３波形に現れる遅れ時間との比率を相関係数として算出している。これに対し、＃１波形に現れる遅れ時間と＃３波形に現れる遅れ時間との差分を、前記相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄとして算出してもよい。
【０１３２】
・上記各実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱを算出するにあたり、＃１噴射時の＃１波形に現れる波形変化量と＃３波形に現れる波形変化量との比率を相関係数として算出している。これに対し、＃１波形に現れる波形変化量と＃３波形に現れる波形変化量との差分を、前記相関係数ＡＱ，ＢＱとして算出してもよい。
【０１３３】
・図９に例示する学習手段３２ａでは、噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習しており、これらは、噴射率波形（噴射状態）を特定するのに必要な噴射率パラメータであると言える。この変形例として、噴射状態推定手段３６が、＃４噴射および＃２噴射にかかる噴射率波形を推定し、学習手段３２ａが、推定した噴射率波形を噴射率パラメータに替えて学習するようにしてもよい。
【０１３４】
・図１に例示する燃料噴射システムでは４気筒エンジンに本発明を適用させているが、６気筒エンジンや８気筒エンジン等であってもよく、要は、燃料噴射弁を３本以上備えるエンジンであれば本発明を適用できる。
【０１３５】
・上記第１実施形態では、燃料ポンプ４１から燃料を圧送する回数が１燃焼サイクルに２回であることを想定しているが、例えば１燃焼サイクル中に３回または４回圧送する燃料噴射システムにも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０（＃１〜＃４）…第１燃料噴射弁、第２燃料噴射弁、第３燃料噴射弁、２０（＃１〜＃４）…第１燃圧センサ、第２燃圧センサ、３４，Ｓ３６…相関算出手段、３６，Ｓ４４…噴射状態推定手段、Ｓ３１…噴射遅れ算出手段、Ｓ３２…降下遅れ算出手段、Ｓ３４…噴射波形変化算出手段、Ｓ３５…非噴射波形変化算出手段、Ｓ４３…第２降下遅れ算出手段、第２非噴射波形変化算出手段、ｔｄｂ…噴射遅れ時間、ｔｄｕ，ｔｄｕ’…降下遅れ時間、第２の降下遅れ時間、Ｗａ…噴射時燃圧波形（噴射気筒波形）、Ｗｕ，Ｗｕ’…非噴射気筒波形または第２の非噴射気筒波形。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の噴射開始時期や噴射量等の噴射状態を推定する、燃料噴射状態推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３等には、燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出することで、燃料噴射に伴い生じた圧力変化（噴射気筒波形）を検出し、その噴射気筒波形に基づき燃料の噴射状態を算出する発明が開示されている。例えば、噴射開始に伴い生じた圧力降下開始時期と噴射開始時期とは相関が高いことに着目し、噴射気筒波形から検出される圧力降下開始時期に基づき噴射開始時期（噴射状態）を算出する。そして、このように算出した噴射状態に基づき燃料噴射弁の作動をフィードバック制御することで、噴射状態が所望の状態になるように高精度で噴射制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−３００４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２３１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術を多気筒エンジンに適用させる場合には、複数の燃料噴射弁の各々に対して燃圧センサを備えることとなり、多くの燃圧センサを要するので多大なコストアップを招く。
【０００５】
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、燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった燃料噴射弁における燃料の噴射状態を推定可能にした燃料噴射状態推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
請求項１記載の発明では、内燃機関の第１気筒に備えられた第１燃料噴射弁、第２気筒に備えられた第２燃料噴射弁、および第３気筒に備えられた第３燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第１燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、噴射気筒波形として検出する第１燃圧センサと、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第２燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、非噴射気筒波形として検出する第２燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用されることを前提とする。
【０００８】
そして、前記噴射気筒波形と前記非噴射気筒波形との相関を算出する相関算出手段と、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射時に前記第１燃圧センサまたは前記第２燃圧センサにより検出された燃料圧力変化を、第２の非噴射気筒波形として取得する取得手段と、前記第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
以下、第３燃料噴射弁から燃料を噴射している時の第３燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を「第２の噴射気筒波形」（図６（ｄ）（ｅ）参照）と記載して、上記発明による作用効果を説明する。
【００１０】
第１燃料噴射弁の噴射時における噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（図６中の符号Ａ１，Ｂ１参照）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（図６中の符号Ａ２，Ｂ２参照）とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射気筒波形および非噴射気筒波形を検出して前記相関Ａ１，Ｂ１を算出するとともに、第２の非噴射気筒波形を検出すれば、第２の噴射気筒波形（つまり第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態）を推定できることを意味する。
【００１１】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時には、両センサにより噴射気筒波形および非噴射気筒波形を検出し、検出した両波形の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の非噴射気筒波形を検出し、検出した第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する。
【００１２】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要することなく、第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射状態を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記第１燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した噴射遅れ時間を、前記噴射気筒波形に基づき算出する噴射遅れ算出手段と、前記第１燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの降下遅れ時間を算出する降下遅れ算出手段と、前記第３燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記第２の非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの時間である第２の降下遅れ時間を算出する第２降下遅れ算出手段と、を備える。
【００１４】
そして、前記相関算出手段は、前記噴射遅れ時間と前記降下遅れ時間との相関を算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した第２の噴射遅れ時間を推定することを特徴とする。
【００１５】
ここで、第１燃料噴射弁の噴射時における噴射遅れ時間と降下遅れ時間との相関（例えば両時間の比率又は差分）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射遅れ時間と第２の降下遅れ時間との相関とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射遅れ時間および降下遅れ時間を検出してこれらの相関を算出するとともに、第２の降下遅れ時間を検出すれば、第２の噴射遅れ時間を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射開始時期を推定できることを意味する。したがって、例えば第２の降下遅れ時間が降下遅れ時間の２倍になっていれば、第２の噴射遅れ時間も噴射遅れ時間の約２倍になっている蓋然性が高い。
【００１６】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時に、両センサにより噴射遅れ時間および降下遅れ時間を検出し、検出した両遅れ時間の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の降下遅れ時間を検出し、検出した第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁にかかる噴射遅れ時間（燃料噴射状態）を推定する。
【００１７】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要とすることなく、第３燃料噴射弁にかかる噴射遅れ時間を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射開始時期を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射開始時期を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、前記噴射気筒波形に基づき算出される前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射量、または前記噴射気筒波形の積分値、または前記噴射気筒波形の圧力降下量を、噴射気筒の波形変化量として算出する噴射波形変化算出手段と、前記非噴射気筒波形の積分値または前記非噴射気筒波形の圧力降下量を非噴射気筒の波形変化量として算出する非噴射波形変化算出手段と、前記第２の非噴射気筒波形の積分値または前記第２の非噴射気筒波形の圧力降下量を、第２の非噴射気筒の波形変化量として算出する第２非噴射波形変化算出手段と、を備える。
【００１９】
そして、前記相関算出手段は、前記噴射気筒の波形変化量と前記非噴射気筒の波形変化量との相関を算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射量を推定することを特徴とする。
【００２０】
以下、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量、または第２の噴射気筒波形の積分値、または第２の噴射気筒波形の圧力降下量を「第２の噴射気筒の波形変化量」と記載して、上記発明による作用効果を説明する。
【００２１】
第１燃料噴射弁の噴射時における噴射気筒の波形変化量と非噴射気筒の波形変化量との相関（例えば両変化量の比率又は差分）は、第３燃料噴射弁の噴射時における第２の噴射気筒の波形変化量と第２の非噴射気筒の波形変化量との相関とほぼ一致する。このことは、第２の噴射気筒波形を直接検出する第３燃圧センサを備えていなくても、噴射気筒の波形変化量および非噴射気筒の波形変化量を検出してこれらの相関を算出するとともに、第２の非噴射気筒の波形変化量を検出すれば、第２の噴射気筒の波形変化量を推定でき、ひいては第３燃料噴射弁からの噴射量を推定できることを意味する。したがって、例えば第２の非噴射気筒の波形変化量が非噴射気筒の波形変化量の２倍になっていれば、第２の噴射気筒の波形変化量も噴射気筒の波形変化量の約２倍になっている蓋然性が高い。
【００２２】
この点を鑑みた上記発明では、要するに、第１燃料噴射弁の噴射時に、両センサにより噴射気筒の波形変化量と非噴射気筒の波形変化量を検出し、検出した両変化量の相関を算出しておく。そして、第３燃料噴射弁の噴射時には、第１燃圧センサまたは第２燃圧センサにより第２の非噴射気筒の波形変化量を検出し、検出した第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量（第２の噴射気筒の波形変化量に相当）を推定する。
【００２３】
したがって、第３燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（つまり第２の噴射気筒波形）を検出する第３燃圧センサを必要とすることなく、第３燃料噴射弁からの噴射量（燃料噴射状態）を推定できる。すなわち、前記第３燃圧センサを廃止して燃圧センサの個数削減を図りつつ、その削減対象となった第３燃料噴射弁における燃料の噴射量を、第１燃圧センサおよび第２燃圧センサの検出値から推定できる。
【００２４】
請求項４記載の発明では、前記非噴射気筒波形のうち、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力降下の開始時期を算出する降下開始時期算出手段を備え、前記非噴射波形変化算出手段は、前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記圧力降下の開始時期を前記非噴射気筒波形の積分範囲の始点とすることを特徴とする。
【００２５】
ここで、第１燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期と非噴射気筒波形における圧力降下開始時期とは相関性が高いことに起因して、非噴射気筒波形の積分範囲の始点を圧力降下開始時期に設定して算出された積分値と、噴射気筒波形の波形変化量とは相関性が高い。この点を鑑みた上記発明では、積分範囲の始点を圧力降下開始時期として非噴射気筒波形の積分値を算出するので、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量の推定精度を向上できる。
【００２６】
請求項５記載の発明では、前記第１燃料噴射弁へ噴射開始を指令してから、前記非噴射気筒波形に現れる圧力降下の開始時期までの降下遅れ時間を算出する降下遅れ時間算出手段を備え、前記非噴射波形変化算出手段は、前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記第１燃料噴射弁へ噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点を、前記非噴射気筒波形の積分範囲の終点とすることを特徴とする。
【００２７】
ここで、非噴射気筒波形には、第１燃料噴射弁からの燃料噴射開始に対応する圧力変化（つまり圧力降下開始）が出現するが、噴射終了に対応する圧力変化は出現しない。しかし、噴射開始を指令してから圧力降下開始時期までを降下遅れ時間とした場合において、噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点と、第１燃料噴射弁での燃料噴射終了時期とは相関性が高い。この点を鑑みた上記発明では、積分範囲の終点を前記経過した時点として非噴射気筒波形の積分値を算出するので、第３燃料噴射弁からの燃料噴射量の推定精度を向上できる。
【００２８】
請求項６記載の発明では、前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、前記相関算出手段は、前記噴射気筒波形および前記非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記相関を区別して算出し、前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記燃料噴射状態の推定に用いる前記相関を選択することを特徴とする。
【００２９】
ここで、噴射気筒波形、非噴射気筒波形、第２の噴射気筒波形および第２の非噴射気筒波形は、燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて異なる波形となる。そのため、噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（第１の相関）と、第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（第２の相関）とは、全ての波形が燃料圧送時に検出されたものである場合、或いは、全ての波形が非圧送時に検出されたものである場合に、高精度で一致することとなる。
【００３０】
この点を鑑みた上記発明によれば、噴射気筒波形および非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものである場合の相関（圧送時相関）と、非圧送時に検出されたものである場合の相関（非圧送時相関）とを区別して算出し、第２の非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、燃料噴射状態の推定に用いる相関を選択する。そのため、例えば第２の非噴射気筒波形が燃料圧送時に検出されたものである場合には、圧送時相関を用いて燃料噴射状態を推定し、第２の非噴射気筒波形が非圧送時に検出されたものである場合には、非圧送時相関を用いて燃料噴射状態を推定することができので、その推定精度を向上できる。
【００３１】
請求項７記載の発明では、前記噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力と関連付けて、前記相関算出手段により算出された前記相関をマップに記憶し、前記第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力および前記マップに基づき、前記噴射状態推定手段による前記推定に用いる相関を算出することを特徴とする。
【００３２】
ここで、噴射気筒波形と非噴射気筒波形との相関（第１の相関）は、噴射気筒波形が降下を開始する直前の燃料圧力（第１圧力）に応じて異なってくる。同様にして、第２の噴射気筒波形と第２の非噴射気筒波形との相関（第２の相関）も、第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力（第２圧力）に応じて異なってくる。
【００３３】
この点を鑑みた上記発明によれば、算出した相関（第１の相関）を第１圧力と関連付けてマップに記憶し、そのマップおよび第２圧力に基づき、燃料噴射状態の推定に用いる相関を算出することとなるので、燃料噴射状態の推定に用いる相関を第２圧力に応じた相関にできる。よって、燃料噴射状態の推定精度を向上できる。
【００３４】
請求項８記載の発明では、前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、前記第１燃圧センサは、前記蓄圧容器の吐出口から前記第１燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置されていることを特徴とする。
【００３５】
上記発明では要するに、第１燃圧センサを蓄圧容器の下流側に配置している。そのため、第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力変化（噴射気筒波形）を、蓄圧容器内で緩衝する前に検出できるので、噴射気筒波形を高精度で検出できる。その結果、相関算出手段算出される相関が高精度な値となるので、ひいては噴射状態推定手段による燃料噴射状態の推定精度を向上できる。
【００３６】
なお、第２燃圧センサおよび第３燃圧センサについても、第１燃圧センサと同様にして蓄圧容器の下流側に配置すれば、非噴射気筒波形および第２の非噴射気筒波形についても高精度で検出できるようになり、燃料噴射状態の推定精度向上を図る点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる燃料噴射状態推定装置が適用される、燃料噴射システムの概略を示す図である。
【図２】噴射指令信号に対応する噴射率および燃圧の変化を示す図である。
【図３】第１実施形態において、燃圧センサが搭載された燃料噴射弁（＃１，＃３）に対する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態において、噴射率パラメータの算出手順を示すフローチャートである。
【図５】噴射時燃圧波形Ｗａ、非噴射時燃圧波形Ｗｕ、噴射波形Ｗｂを示す図である。
【図６】燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁からの、燃料噴射状態を推定する手法の概略を説明する図である。
【図７】図６に示す相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図である。
【図８】噴射率パラメータ及び相関係数が、基準圧力に応じて変化する様子と、圧送時および非圧送時のいずれであるかに応じて変化する様子を示す図。
【図９】第１実施形態において、燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁（＃４，＃２）に対する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図である。
【図１０】図９の相関係数算出手段による算出手順、および相関学習手段による学習手順を示すフローチャートである。
【図１１】図９の噴射状態推定手段による推定の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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、以下に説明する燃料噴射状態推定装置は、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。
【００３９】
（第１実施形態）
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。
【００４０】
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、燃料ポンプ４１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。本実施形態では、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で噴射することを想定している。
【００４１】
なお、燃料ポンプ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燃料は圧送される。そして、当該燃料ポンプ４１はエンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動するので、１燃焼サイクル中に決められた回数だけ燃料ポンプ４１から燃料を圧送することとなる。
【００４２】
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。
【００４３】
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はリフトアップ（開弁作動）する。これにより、弁体１２のシート面１２ａがボデー１１のシート面１１ｅから離座して、噴孔１１ｂから燃料が噴射される。
【００４４】
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はリフトダウン（閉弁作動）する。これにより、弁体１２のシート面１２ａがボデー１１のシート面１１ｅに着座して、噴孔１１ｂからの燃料噴射が停止される。
【００４５】
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。
【００４６】
燃圧センサ２０は、全ての燃料噴射弁１０に搭載されているわけではないが、最低でも２つの燃料噴射弁１０に搭載されている。要するに、燃圧センサ２０の搭載数は、燃料噴射弁１０の数より少なく、かつ、２つ以上である。本実施形態では、＃１，＃３の燃料噴射弁１０に燃圧センサ２０が搭載され、＃４，＃２の燃料噴射弁１０には燃圧センサ２０が搭載されていない。
【００４７】
燃圧センサ２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）及び圧力センサ素子２２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ＥＣＵ３０へ出力する。
【００４８】
ＥＣＵ３０は、アクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度ＮＥ等に基づき目標噴射状態（例えば噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。そして、算出した目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑ（図２（ａ）参照）を、後に詳述する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘに基づき設定し、燃料噴射弁１０へ出力することで燃料噴射弁１０の作動を制御する。
【００４９】
次に、燃圧センサ２０が搭載された燃料噴射弁１０（＃１，＃３）から燃料を噴射させる場合における、噴射制御の手法について、図２〜図５を用いて以下に説明する。
【００５０】
燃圧センサ２０の検出値に基づき、噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を燃圧波形（図２（ｃ）参照）として検出し、検出した燃圧波形に基づき燃料の噴射率変化を表した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を演算して噴射状態を検出する。そして、検出した噴射率波形（噴射状態）を特定する噴射率パラメータＲα，Ｒβ，Ｒｍａｘを学習するとともに、噴射指令信号（パルスオン時期ｔ１、パルスオフ時期ｔ２及びパルスオン期間Ｔｑ）と噴射状態との相関関係を特定する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅを学習する。
【００５１】
具体的には、燃圧波形のうち、噴射開始に伴い燃圧降下を開始する変曲点Ｐ１から降下が終了する変曲点Ｐ２までの降下波形を、最小二乗法等により直線に近似した降下近似直線Ｌαを算出する。そして、降下近似直線Ｌαのうち基準値Ｂαとなる時期（ＬαとＢαの交点時期ＬＢα）を算出する。この交点時期ＬＢαと噴射開始時期Ｒ１とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢαに基づき噴射開始時期Ｒ１を算出する。例えば、交点時期ＬＢαよりも所定の遅れ時間Ｃαだけ前の時期を噴射開始時期Ｒ１として算出すればよい。
【００５２】
また、燃圧波形のうち、噴射終了に伴い燃圧上昇を開始する変曲点Ｐ３から降下が終了する変曲点Ｐ５までの上昇波形を、最小二乗法等により直線に近似した上昇近似直線Ｌβを算出する。そして、上昇近似直線Ｌβのうち基準値Ｂβとなる時期（ＬβとＢβの交点時期ＬＢβ）を算出する。この交点時期ＬＢβと噴射終了時期Ｒ４とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。例えば、交点時期ＬＢβよりも所定の遅れ時間Ｃβだけ前の時期を噴射終了時期Ｒ４として算出すればよい。
【００５３】
次に、降下近似直線Ｌαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図２（ｂ）に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Ｒαの傾きを、降下近似直線Ｌαの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌαの傾きに所定の係数を掛けてＲαの傾きを算出すればよい。同様にして、上昇近似直線Ｌβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いので、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Ｒβの傾きを、上昇近似直線Ｌβの傾きに基づき算出する。
【００５４】
次に、噴射率波形の直線Ｒα，Ｒβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体１２がリフトダウンを開始する時期（閉弁作動開始時期Ｒ２３）を算出する。具体的には、両直線Ｒα，Ｒβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期Ｒ２３として算出する。また、噴射開始時期Ｒ１の噴射開始指令時期ｔ１に対する遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）を算出する。また、閉弁作動開始時期Ｒ２３の噴射終了指令時期ｔ２に対する遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）を算出する。
【００５５】
また、降下近似直線Ｌα及び上昇近似直線Ｌβの交点に対応した圧力を交点圧力Ｐαβとして算出し、後に詳述する基準圧力Ｐbaseと交点圧力Ｐαβとの圧力差ΔＰγを算出し、この圧力差ΔＰγと最大噴射率Ｒｍａｘとは相関が高いことに着目し、圧力差ΔＰγに基づき最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。具体的には、圧力差ΔＰγに相関係数Ｃγを掛けることで最大噴射率Ｒｍａｘを算出する。但し、圧力差ΔＰγが所定値ΔＰγｔｈ未満である小噴射の場合には、上述の如くＲｍａｘ＝ΔＰγ×Ｃγとする一方で、ΔＰγ≧ΔＰγｔｈである大噴射の場合には、予め設定しておいた値（設定値Ｒγ）を最大噴射率Ｒｍａｘとして算出する。
【００５６】
なお、上記「小噴射」とは、噴射率がＲγに達する前に弁体１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、シート面１１ｅ，１２ａで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。一方、上記「大噴射」とは、噴射率がＲγに達した後に弁体１２がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、噴孔１１ｂで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Ｒｍａｘとなる。要するに、噴射指令期間Ｔｑが十分に長く、最大噴射率に達した以降も開弁状態を継続させる場合においては、図２（ｂ）に示す噴射率波形は台形となる。一方、最大噴射率に達する前に閉弁作動を開始させるような小噴射の場合には、噴射率波形は三角形となる。
【００５７】
大噴射時の最大噴射率Ｒｍａｘである上記設定値Ｒγは、燃料噴射弁１０の経年変化に伴い変化していく。例えば、噴孔１１ｂにデポジット等の異物が堆積して噴射量が減少するといった経年劣化が進行すると、図２（ｃ）に示す圧力降下量ΔＰは小さくなっていく。また、シート面１１ｅ，１２ａが磨耗して噴射量が増大するといった経年劣化が進行すると、圧力降下量ΔＰは大きくなっていく。なお、圧力降下量ΔＰとは、噴射率上昇に伴い生じた検出圧力の降下量のことであり、例えば、基準圧力Ｐbaseから変曲点Ｐ２までの圧力降下量、又は、変曲点Ｐ１から変曲点Ｐ２までの圧力降下量のことである。
【００５８】
そこで本実施形態では、大噴射時の最大噴射率Ｒｍａｘ（設定値Ｒγ）と圧力降下量ΔＰとは相関が高いことに着目し、圧力降下量ΔＰの検出結果から設定値Ｒγを算出して学習する。つまり、大噴射時における最大噴射率Ｒｍａｘの学習値は、圧力降下量ΔＰに基づく設定値Ｒγの学習値に相当する。
【００５９】
以上により、燃圧波形から噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出することができる。そして、これらの噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘの学習値に基づき、噴射指令信号（図２（ａ）参照）に対応した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を算出することができる。なお、このように算出した噴射率波形の面積（図２（ｂ）中の網点ハッチ参照）は噴射量に相当するので、噴射率パラメータに基づき噴射量を算出することもできる。
【００６０】
図３は、これら噴射率パラメータの学習、及び＃１，＃３気筒の燃料噴射弁１０へ出力する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図であり、ＥＣＵ３０により機能する各手段３１，３２，３３について以下に説明する。噴射率パラメータ算出手段３１は、燃圧センサ２０により検出された燃圧波形に基づき噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出する。
【００６１】
学習手段３２は、算出した噴射率パラメータをＥＣＵ３０のメモリに記憶更新して学習する。なお、噴射率パラメータは、その時の供給燃圧（コモンレール４２内の圧力）に応じて異なる値となるため、供給燃圧又は後述する基準圧力Ｐbase（図２（ｃ）参照）と関連付けて学習させることが望ましい。図３の例では、燃圧に対応する噴射率パラメータの値を噴射率パラメータマップＭに記憶させている。
【００６２】
設定手段３３（制御手段）は、現状の燃圧に対応する噴射率パラメータ（学習値）を、噴射率パラメータマップＭから取得する。そして、取得した噴射率パラメータに基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する。そして、このように設定した噴射指令信号にしたがって燃料噴射弁１０を作動させた時の燃圧波形を燃圧センサ２０で検出し、検出した燃圧波形に基づき噴射率パラメータ算出手段３１は噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを算出する。
【００６３】
要するに、噴射指令信号に対する実際の噴射状態（つまり噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘ）を検出して学習し、その学習値に基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。そのため、実際の噴射状態に基づき噴射指令信号がフィードバック制御されることとなり、先述した経年劣化が進行しても、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。
【００６４】
特に、実噴射量が目標噴射量となるように、噴射率パラメータに基づき噴射指令期間Ｔｑを設定するようフィードバック制御することで、実噴射量が目標噴射量となるように補償している。
【００６５】
次に、検出した燃圧波形（図２（ｃ）参照）から噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘ（図２（ｂ）参照）を算出する手順について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃１気筒および＃３気筒において燃料噴射を１回実施する毎に実行される。なお、前記燃圧波形とは、所定のサンプリング周期で取得した、燃圧センサ２０による複数の検出値の集合である。
【００６６】
先ず、図４に示すステップＳ１０において、噴射率パラメータの算出に用いる燃圧波形であって、以下に説明する噴射波形Ｗｂ（補正後燃圧波形）を算出する。なお、以下の説明では、燃料噴射弁１０から燃料を噴射させている気筒を噴射気筒（表気筒）、この噴射気筒が燃料を噴射しているときに燃料噴射させていない気筒を非噴射気筒（裏気筒）とし、かつ、噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を噴射時燃圧センサ、非噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を非噴射時燃圧センサと呼ぶ。
【００６７】
噴射時燃圧センサにより検出された燃圧波形である噴射時燃圧波形Ｗａ（図５（ａ）参照）は、噴射による影響のみを表しているわけではなく、以下に例示する噴射以外の影響で生じた波形成分をも含んでいる。すなわち、燃料タンク４０の燃料をコモンレール４２へ圧送する燃料ポンプ４１がプランジャポンプの如く間欠的に燃料を圧送するものである場合には、燃料噴射中にポンプ圧送が行われると、そのポンプ圧送期間中における噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が高くなった波形となる。つまり、噴射時燃圧波形Ｗａ（図５（ａ）参照）には、噴射による燃圧変化を表した燃圧波形である噴射波形Ｗｂ（図５（ｃ）参照）と、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した燃圧波形（図５（ｂ）中の実線Ｗｕ参照）とが含まれていると言える。
【００６８】
また、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。そのため、噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が低くなった波形となる。つまり、噴射時燃圧波形Ｗａには、噴射による燃圧変化を表した噴射波形Ｗｂの成分と、噴射システム内全体の燃圧低下を表した燃圧波形（図５（ｂ）中の点線Ｗｕ’参照）の成分とが含まれていると言える。
【００６９】
そこで図４のステップＳ１０では、非噴射気筒センサにより検出される非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）はコモンレール内の燃圧（噴射システム内全体の燃圧）の変化を表していることに着目し、噴射気筒センサにより検出された噴射時燃圧波形Ｗａから、非噴射気筒センサによる非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）を差し引いて噴射波形Ｗｂを演算している。なお、図２（ｃ）に示す燃圧波形は噴射波形Ｗｂである。
【００７０】
また、多段噴射を実施する場合には、前段噴射にかかる燃圧波形の脈動Ｗｃ（図２（ｃ）参照）が燃圧波形Ｗａに重畳する。特に、前段噴射とのインターバルが短い場合には、燃圧波形Ｗａは脈動Ｗｃの影響を大きく受ける。そこで、非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）に加えて脈動Ｗｃを燃圧波形Ｗａから差し引く処理を実施して、噴射波形Ｗｂを算出することが望ましい。
【００７１】
続くステップＳ１１（基準圧力算出手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの期間に対応する部分の波形である基準波形に基づき、その基準波形の平均燃圧を基準圧力Ｐbaseとして算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過するまでの期間ＴＡに対応する部分を、基準波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点Ｐ１を算出し、噴射開始指令時期ｔ１から変曲点Ｐ１より所定時間前までの期間に相当する部分を基準波形として設定すればよい。
【００７２】
続くステップＳ１２（直線近似手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射率増大に伴い燃圧が降下していく期間に対応する部分の波形である降下波形に基づき、その降下波形の近似直線Ｌαを算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過した時点からの所定期間ＴＢに対応する部分を、降下波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点Ｐ１，Ｐ２を算出し、これら変曲点Ｐ１，Ｐ２の間に相当する部分を降下波形として設定すればよい。そして、降下波形を構成する複数の燃圧検出値（サンプリング値）から、最小二乗法により近似直線Ｌαを算出すればよい。或いは、降下波形のうち微分値が最小となる時点における接線を、近似直線Ｌαとして算出すればよい。
【００７３】
続くステップＳ１３（直線近似手段）では、噴射波形Ｗｂのうち、噴射率減少に伴い燃圧が上昇していく期間に対応する部分の波形である上昇波形に基づき、その上昇波形の近似直線Ｌβを算出する。例えば、噴射終了指令時期ｔ２から所定時間が経過した時点からの所定期間ＴＣに対応する部分を、上昇波形として設定すればよい。或いは、上昇波形の微分値に基づき変曲点Ｐ３，Ｐ５を算出し、これら変曲点Ｐ３，Ｐ５の間に相当する部分を上昇波形として設定すればよい。そして、上昇波形を構成する複数の燃圧検出値（サンプリング値）から、最小二乗法により近似直線Ｌβを算出すればよい。或いは、上昇波形のうち微分値が最大となる時点における接線を、近似直線Ｌβとして算出すればよい。
【００７４】
続くステップＳ１４では、基準圧力Ｐbaseに基づき基準値Ｂα，Ｂβを算出する。例えば、基準圧力Ｐbaseより所定量だけ低い値を基準値Ｂα，Ｂβとして算出すればよい。なお、両基準値Ｂα，Ｂβを同じ値に設定する必要はない。また、前記所定量は基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７５】
続くステップＳ１５では、近似直線Ｌαのうち基準値Ｂαとなる時期（ＬαとＢαの交点時期ＬＢα）を算出する。この交点時期ＬＢαと噴射開始時期Ｒ１とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢαに基づき噴射開始時期Ｒ１を算出する。例えば、交点時期ＬＢαよりも所定の遅れ時間Ｃαだけ前の時期を噴射開始時期Ｒ１として算出すればよい。
【００７６】
続くステップＳ１６では、近似直線Ｌβのうち基準値Ｂβとなる時期（ＬβとＢβの交点時期ＬＢβ）を算出する。この交点時期ＬＢβと噴射終了時期Ｒ４とは相関が高いことに着目し、交点時期ＬＢβに基づき噴射終了時期Ｒ４を算出する。例えば、交点時期ＬＢβよりも所定の遅れ時間Ｃβだけ前の時期を噴射終了時期Ｒ４として算出すればよい。なお、上記遅れ時間Ｃα，Ｃβは、基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７７】
続くステップＳ１７では、近似直線Ｌαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図２（ｂ）に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Ｒαの傾きを、近似直線Ｌαの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌαの傾きに所定の係数を掛けてＲαの傾きを算出すればよい。なお、ステップＳ１５で算出した噴射開始時期Ｒ１と当該ステップＳ１７で算出したＲαの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の上昇部分を表した直線Ｒαを特定することができる。
【００７８】
さらにステップＳ１７では、近似直線Ｌβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いことに着目し、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Ｒβの傾きを、近似直線Ｌβの傾きに基づき算出する。例えば、Ｌβの傾きに所定の係数を掛けてＲβの傾きを算出すればよい。なお、ステップＳ１６で算出した噴射終了時期Ｒ４と当該ステップＳ１７で算出したＲβの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の降下部分を表した直線Ｒβを特定することができる。なお、上記所定の係数は、基準圧力Ｐbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。
【００７９】
続くステップＳ１８では、ステップＳ１７で算出した噴射率波形の直線Ｒα，Ｒβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体１２がリフトダウンを開始する時期（閉弁作動開始時期Ｒ２３）を算出する。具体的には、両直線Ｒα，Ｒβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期Ｒ２３として算出する。
【００８０】
続くステップＳ１９では、ステップＳ１５で算出した噴射開始時期Ｒ１の噴射開始指令時期ｔ１に対する遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）を算出する。また、ステップＳ１８で算出した閉弁作動開始時期Ｒ２３の噴射終了指令時期ｔ２に対する遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）を算出する。なお、噴射終了遅れ時間ｔｅとは、噴射終了を指令した時期ｔ２から、制御弁１４の作動を開始する時期までの遅れ時間のことである。要するにこれらの遅れ時間ｔｄ，ｔｅは、噴射指令信号に対する噴射率変化の応答遅れを表すパラメータであり、他にも、噴射開始指令時期ｔ１から最大噴射率到達時期Ｒ２までの遅れ時間、噴射終了指令時期ｔ２から噴射率低下開始Ｒ３までの遅れ時間、噴射終了指令時期ｔ２から噴射終了時期Ｒ４までの遅れ時間等が挙げられる。
【００８１】
続くステップＳ２０では、基準圧力Ｐbaseと交点圧力Ｐαβとの圧力差ΔＰγが所定値ΔＰγｔｈ未満であるか否かを判定する。ΔＰγ＜ΔＰγｔｈと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、次のステップＳ２１（最大噴射率算出手段）において、先述した小噴射であるとみなして、圧力差ΔＰγに基づき最大噴射率Ｒｍａｘを算出する（Ｒｍａｘ＝ΔＰγ×Ｃγ）。一方、ΔＰγ≧ΔＰγｔｈと判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、次のステップＳ２２（最大噴射率算出手段）において、予め設定しておいた値（設定値Ｒγ）を最大噴射率Ｒｍａｘとして算出する。
【００８２】
以上、燃圧センサ２０が搭載された燃料噴射弁１０（＃１，＃３）に対する噴射制御の手法について、図２〜図５を用いて説明してきたが、次に、燃圧センサ２０が搭載されていない燃料噴射弁１０（＃４，＃２）に対する噴射制御の手法について、図６〜図１１を用いて説明する。
【００８３】
＃１→＃３→＃４→＃２の順番で燃料噴射弁１０から燃料噴射するにあたり、図６中の（ａ）は、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２の燃料噴射弁１０に対して出力される噴射指令信号を示す。（ｂ）は、＃１気筒の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０（＃１）により検出された燃圧波形（＃１波形）であって、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２にて燃料噴射した時の＃１波形を示す。（ｃ）は、＃３気筒の燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０（＃３）により検出された燃圧波形（＃３波形）であって、左欄から順に、＃１，＃３，＃４，＃２にて燃料噴射した時の＃３波形を示す。
【００８４】
（ｄ）は、＃４気筒の燃料噴射弁１０（＃４）から燃料噴射している時における、燃料噴射弁１０（＃４）内部の燃料圧力の変化を示す燃圧波形（＃４波形）であるが、燃料噴射弁１０（＃４）には燃圧センサ２０が搭載されていないため、前記＃４波形を直接検出することはできない。（ｅ）は、＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃２）から燃料噴射している時における、燃料噴射弁１０（＃２）内部の燃料圧力の変化を示す燃圧波形（＃２波形）であるが、燃料噴射弁１０（＃２）には燃圧センサ２０が搭載されていないため、前記＃２波形を直接検出することができない。
【００８５】
（ｆ）の左欄は、＃１にて燃料噴射した時の＃１波形（噴射時燃圧波形Ｗａ）から、＃１にて燃料噴射した時の＃３波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ’）を差し引いて算出した噴射波形Ｗｂを示す。（ｆ）の右欄は、＃３にて燃料噴射した時の＃３波形（噴射時燃圧波形Ｗａ）から、＃３にて燃料噴射した時の＃１波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ）を差し引いて算出した噴射波形Ｗｂを示す。
【００８６】
また、本実施形態では、１燃焼サイクル中に２回だけ燃料ポンプ４１から燃料を圧送しており、図６に示す例では、燃料ポンプ４１から燃料を圧送する期間が、＃３，＃２の燃料噴射弁１０から燃料を噴射する期間と重複する。したがって、＃１噴射時の＃３波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ’）は図５（ｂ）中の点線Ｗｕ’に相当し、＃３噴射時の＃１波形（非噴射時燃圧波形Ｗｕ）は図５（ｂ）中の実線Ｗｕに相当する。
【００８７】
ここで、図６中の＃１噴射の欄において、＃１波形はポンプ非圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、＃３波形はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’である。そして、これらの波形Ｗａ（またはＷｂ），Ｗｕ’には相関（符号Ａ１参照）がある。また、図６中の＃４噴射の欄において、＃１波形または＃３波形はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’であり、検出不可である＃４波形はポンプ非圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、これらの波形Ｗａ，Ｗｕ’にも相関（符号Ａ２参照）がある。そして、＃１噴射時の前記相関Ａ１と＃３噴射時の前記相関Ａ２とは概略一致する。
【００８８】
この点を鑑み、＃１噴射時の＃１波形（噴射気筒波形）および＃３波形（非噴射気筒波形）を検出してこれらの相関Ａ１を算出しておき、＃４噴射時の＃１波形または＃３波形を検出する。そして、その＃１波形または＃３波形および相関Ａ１に基づき、＃４噴射時における燃料噴射弁１０（＃４）からの噴射状態（＃４波形に相当）を推定する。
【００８９】
ポンプ圧送時についても同様である。すなわち、図６中の＃３噴射の欄において、＃３波形はポンプ圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、＃１波形はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕである。そして、これらの波形Ｗａ（またはＷｂ），Ｗｕには相関（符号Ｂ１参照）がある。また、図６中の＃２噴射の欄において、＃１波形または＃３波形はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕであり、検出不可である＃２波形はポンプ圧送時の噴射時燃圧波形Ｗａであり、これらの波形Ｗａ，Ｗｕにも相関（符号Ｂ２参照）がある。そして、＃３噴射時の前記相関Ｂ１と＃２噴射時の前記相関Ｂ２とは概略一致する。
【００９０】
この点を鑑み、＃３噴射時の＃３波形（噴射気筒波形）および＃１波形（非噴射気筒波形）を検出してこれらの相関Ｂ１を算出しておき、＃２噴射時の＃１波形または＃３波形を検出する。そして、その＃１波形または＃３波形および相関Ｂ１に基づき、＃２噴射時における燃料噴射弁１０（＃２）からの噴射状態（＃２波形に相当）を推定する。
【００９１】
ちなみに、＃１噴射時における＃１波形は噴射気筒波形に相当し、この時の＃１波形を検出している燃圧センサ２０（＃１）は第１燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃１）は第１燃料噴射弁に相当する。また、＃１噴射時における＃３波形は非噴射気筒波形に相当し、この時の＃３波形を検出している燃圧センサ２０（＃３）は第２燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃３）は第２燃料噴射弁に相当する。そして、これらの噴射気筒波形（＃１波形）と非噴射気筒波形（＃３波形）との相関Ａ１に基づく噴射状態の推定対象である燃料噴射弁１０（＃４）は第３燃料噴射弁に相当し、＃４噴射時における＃１波形または＃３波形は第２の非噴射気筒波形に相当する。
【００９２】
同様にして、＃３噴射時における＃３波形は噴射気筒波形に相当し、この時の＃３波形を検出している燃圧センサ２０（＃３）は第１燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃３）は第１燃料噴射弁に相当する。また、＃３噴射時における＃１波形は非噴射気筒波形に相当し、この時の＃１波形を検出している燃圧センサ２０（＃１）は第２燃圧センサ、燃料噴射弁１０（＃１）は第２燃料噴射弁に相当する。そして、これらの噴射気筒波形（＃３波形）と非噴射気筒波形（＃１波形）との相関Ａ２に基づく噴射状態の推定対象である燃料噴射弁１０（＃２）は第３燃料噴射弁に相当し、＃２噴射時における＃１波形または＃３波形は第２の非噴射気筒波形に相当する。
【００９３】
図７は、上述した相関Ａ１，Ｂ１の具体例を説明する図であり、以下に説明する相関係数Ａｔｄ，ＡＱを前記相関Ａ１として算出し、以下に説明する相関係数Ｂｔｄ，ＢＱを前記相関Ｂ１として算出する。なお、図７中の（ａ）は噴射指令信号、（ｂ）は噴射波形Ｗｂ、（ｃ）はポンプ非圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕ’、（ｄ）はポンプ圧送時の非噴射時燃圧波形Ｗｕを示す。
【００９４】
図７（ｅ）に示すように、相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄは、以下に説明する噴射遅れ時間ｔｄｂと降下遅れ時間ｔｄｕ，ｔｄｕ’との比率である。噴射遅れ時間ｔｄｂは、噴射開始指令時期ｔ１から変曲点Ｐ１（図２（ｃ）参照）が現れるまでの時間である。降下遅れ時間ｔｄｕ，ｔｄｕ’は、噴射開始指令時期ｔ１から、非噴射時燃圧波形Ｗｕ，Ｗｕ’が圧力降下を開始する時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕまでの時間である。なお、上述した噴射遅れ時間ｔｄｂに替えて、図４のステップＳ１９で算出した噴射開始遅れ時間ｔｄを用いてもよい（図７（ｅ）中の変形例１参照）。
【００９５】
図７（ｆ）に示すように、相関係数ＡＱ，ＢＱは、以下に説明する燃料噴射量Ｑと圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’との比率である。燃料噴射量Ｑは、図３の噴射率パラメータ算出手段３１で算出した各パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘから算出される噴射量である。圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’は、先述した圧力降下開始時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕからの圧力降下量であってもよいし、圧力降下を開始する直前の所定期間における圧力の平均値に対する圧力降下量であってもよい。
【００９６】
なお、上述した燃料噴射量Ｑに替えて、噴射波形Ｗｂまたは噴射時燃圧波形Ｗａのうち、変曲点Ｐ１からの圧力降下量ΔＰや基準圧力Ｐbaseからの圧力降下量ΔＰｂを用いてもよい（図７（ｆ）中の変形例２参照）。或いは、図４のステップＳ２１，Ｓ２２で算出した最大噴射率Ｒｍａｘを用いてもよい（図７（ｅ）中の変形例２参照）。
【００９７】
ところで、図３に示す学習手段３２では、基準圧力Ｐbaseと関連付けて噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒα，Ｒβ，Ｒｍａｘを学習していることは先述した通りであるが、これらのパラメータの算出に用いる噴射波形Ｗｂが、燃料ポンプ４１による燃料圧送時に検出したものであるか、非圧送時に検出したものであるかに応じて、パラメータの値は異なってくる（図８（ａ）参照）。そこで本実施形態では、学習手段３２で噴射率パラメータを学習するにあたり、ポンプ圧送時および非圧送時のいずれであるかを区別して学習する。
【００９８】
相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱも噴射率パラメータと同様にして、相関係数の算出に用いる燃圧波形が燃料圧送時に検出したものであるか、非圧送時に検出したものであるかに応じて、相関係数の値は異なってくる（図８（ｂ）参照）。また、相関係数の算出に用いる燃圧波形にかかる基準圧力Ｐbaseに応じて相関係数の値は異なってくる。そこで本実施形態では、基準圧力Ｐbaseと関連付けて相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習し、かつ、ポンプ圧送時の相関係数Ｂｔｄ，ＢＱとポンプ非圧送時の相関係数Ａｔｄ，ＡＱとを区別して算出して学習する。
【００９９】
図９は、これら相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱの学習、及び＃４，＃２気筒の燃料噴射弁１０へ出力する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図であり、ＥＣＵ３０により機能する各手段３４，３５，３６，３２ａ，３３ａについて以下に説明する。
【０１００】
相関係数算出手段３４は、燃圧センサ２０により検出された噴射時燃圧波形Ｗａ及び非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）に基づき、図７を用いて先述したように相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出する。
【０１０１】
相関学習手段３５は、算出した相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて、相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに記憶（学習）させる。なお、ポンプ非圧送時の相関マップＭＡＲおよび圧送時の相関マップＭＢＲは、別々に作成して記憶されている。学習手順の詳細については図１０を用いて後述する。
【０１０２】
噴射状態推定手段３６は、＃４噴射時に検出した非噴射時燃圧波形Ｗｕ’および相関マップＭＡＲに基づき、＃４気筒の燃料噴射弁１０（＃４）からの燃料噴射状態（＃４噴射状態）を推定する。具体的には、燃料噴射弁１０（＃４）からの燃料噴射量Ｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄを＃４噴射状態として推定する。推定手順の詳細については図１１を用いて後述する。
【０１０３】
さらに噴射状態推定手段３６は、＃２噴射時に検出した非噴射時燃圧波形Ｗｕおよび相関マップＭＢＲに基づき、＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃２）からの燃料噴射状態（＃２噴射状態）を推定する。具体的には、燃料噴射弁１０（＃２）からの燃料噴射量Ｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄを＃２噴射状態として推定する。
【０１０４】
学習手段３２ａは、推定した噴射開始遅れ時間ｔｄを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップＭＡ，ＭＢに記憶（学習）させる。また、推定した燃料噴射量Ｑと噴射指令期間Ｔｑとの割合である噴射量割合Ｑ／Ｔｑを、基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップに記憶（学習）させる。なお、ポンプ非圧送時の推定値マップＭＡおよび圧送時の推定値マップＭＢは、別々に作成して記憶されている。
【０１０５】
設定手段３３ａ（制御手段）は、現状の燃圧に対応する噴射開始遅れ時間ｔｄ及び噴射量割合Ｑ／Ｔｑ（学習値）を、推定値マップから取得する。そして、取得したｔｄ，Ｑ／Ｔｑに基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、Ｔｑを設定する。そして、このように設定した噴射指令信号にしたがって燃料噴射弁１０を作動させた時の燃圧波形を燃圧センサ２０で検出し、検出した燃圧波形に基づき相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習する。そして、＃４噴射状態および＃２噴射状態を推定してその推定値を学習する。
【０１０６】
要するに、噴射指令信号に対する実際の噴射状態（つまり＃４噴射状態及び＃２噴射状態）を推定して学習し、その学習値に基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。そのため、実際の噴射状態に基づき噴射指令信号がフィードバック制御されることとなり、先述した経年劣化が進行しても、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。
【０１０７】
特に、実噴射量が目標噴射量となるように、噴射量割合Ｑ／Ｔｑに基づき噴射指令期間Ｔｑを設定するようフィードバック制御することで、実噴射量が目標噴射量となるように補償している。
【０１０８】
次に、相関係数算出手段３４および相関学習手段３５により、相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを算出して学習する手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、図１０に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃１気筒および＃３気筒において燃料の噴射を１回実施する毎に実行される。
【０１０９】
先ず、図１０に示すステップＳ３０において、図４のステップＳ１０で算出した噴射波形Ｗｂおよび非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。また、図４のステップＳ１１で算出した基準圧力Ｐbaseを取得する。要するに、＃１噴射および＃３噴射が為される毎に、＃１波形および＃３波形から算出される噴射波形Ｗａ、非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕおよび基準圧力Ｐbaseを取得する。
【０１１０】
次に、ステップＳ３１（噴射遅れ算出手段）において、取得した噴射波形Ｗｂから噴射遅れ時間ｔｄｂ（図７（ｂ）参照）を算出し、続くステップＳ３２（降下遅れ算出手段）では、取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕから降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕ（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。続くステップＳ３３では、遅れ時間に関する相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄを算出する（Ａｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ’、Ｂｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ）。
【０１１１】
次に、ステップＳ３４（噴射波形変化算出手段）において、噴射波形Ｗｂにかかる噴射率パラメータに基づき算出した噴射量Ｑを取得する。続くステップＳ３５（非噴射波形変化算出手段）では、取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕから圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。続くステップＳ３６（相関算出手段）では、噴射量に関する相関係数ＡＱ、ＢＱを算出する（ＡＱ＝Ｑ／ΔＰｕ’、ＢＱ＝Ｑ／ΔＰｕ）。
【０１１２】
次に、ステップＳ３７に進み、ステップＳ３３，Ｓ３６で算出した相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄ，ＡＱ，ＢＱを、ステップＳ３０で取得した基準圧力Ｐbaseと関連付けて相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに記憶（学習）させる。なお、ポンプ圧送と噴射が重複する＃３噴射時の相関係数Ｂｔｄ，ＢＱは相関マップＭＢＲに記憶させ、ポンプ圧送と噴射が重複しない＃１噴射時の相関係数Ａｔｄ，ＡＱは相関マップＭＡＲに記憶させる。
【０１１３】
次に、噴射状態推定手段３６および学習手段３２ａにより、噴射状態を推定して噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習する手順について、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図１１に示す処理は、ＥＣＵ３０が有するマイクロコンピュータにより、＃４気筒および＃２気筒において燃料の噴射を１回実施する毎に実行される。
【０１１４】
先ず、図１１に示すステップＳ４０において、図４のステップＳ１０で算出した噴射波形Ｗｂおよび非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。また、図４のステップＳ１１で算出した基準圧力Ｐbaseを取得する。要するに、＃４噴射および＃２噴射が為される毎に、＃１波形および＃３波形から算出される非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕを取得する。
【０１１５】
次のステップＳ４１では、ステップＳ４０で取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕに基づき、非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力（基準圧力Ｐbase）を算出する。この算出方法は、図４のステップＳ１１と同様である。すなわち、非噴射気筒波形のうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの期間に対応する部分の波形である基準波形に基づき、その基準波形の平均燃圧を基準圧力Ｐbaseとして算出する。例えば、噴射開始指令時期ｔ１から所定時間が経過するまでの期間ＴＡに対応する部分を、基準波形として設定すればよい。或いは、噴射開始指令時期ｔ１から降下開始時期Ｐ１ｕより所定時間前までの期間に相当する部分を基準波形として設定すればよい。
【０１１６】
次のステップＳ４２では、図１０で学習した相関マップＭＡＲ，ＭＢＲに基づき、ステップＳ４１で算出した基準圧力Ｐbaseに対応する相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱ（図８（ｂ）参照）を算出する。続くステップＳ４３（第２降下遅れ算出手段、第２非噴射波形変化算出手段）では、ステップＳ４０で取得した非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕに基づき、降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕ、及び圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’（図７（ｃ）（ｄ）参照）を算出する。
【０１１７】
次のステップＳ４４（噴射状態推定手段）では、相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄおよび降下遅れ時間ｔｄｕ’，ｔｄｕに基づき、＃４噴射および＃２噴射における噴射開始遅れ時間ｔｄ（第２の噴射遅れ時間）を算出する（Ａｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ’、Ｂｔｄ＝ｔｄｂ／ｔｄｕ）。また、相関係数ＡＱ，ＢＱおよび圧力降下量ΔＰｕ，ΔＰｕ’に基づき、＃４噴射および＃２噴射における噴射量Ｑを算出（推定）する。
【０１１８】
次のステップＳ４５では、ステップＳ４４で算出した噴射量Ｑの噴射指令期間Ｔｑに対する割合（噴射量割合Ｑ／Ｔｑ）、および噴射開始遅れ時間ｔｄを、ステップＳ４１で算出した基準圧力Ｐbaseと関連付けて推定値マップＭＡ，ＭＢに記憶（学習）させる。なお、ポンプ圧送と噴射が重複する＃２噴射による噴射量割合Ｑ／Ｔｑおよび噴射開始遅れ時間ｔｄは推定値マップＭＢに記憶させ、ポンプ圧送と噴射が重複しない＃４噴射によるＱ／Ｔｑおよびｔｄは推定値マップＭＡに記憶させる。
【０１１９】
以上により、本実施形態によれば、＃４気筒および＃２気筒の燃料噴射弁１０（＃４，＃２）に燃圧センサを搭載させることなく、＃４噴射状態および＃２噴射状態を推定できる。すなわち、燃圧センサ２０の個数削減を図りつつも、その削減対象となった燃料噴射弁１０（＃４，＃２）における噴射状態を、＃１気筒および＃３気筒の燃料噴射弁１０（＃１，＃３）に搭載された燃圧センサ２０を用いて推定できる。
【０１２０】
具体的には、＃４噴射および＃２噴射にかかる噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを推定して学習し、その学習値に基づき噴射開始指令時期ｔ１および噴射指令期間Ｔｑをフィードバック制御するので、燃圧センサが搭載されていない燃料噴射弁１０（＃４，＃２）についても、燃料の噴射状態を高精度で制御できる。
【０１２１】
また、相関係数Ａｔｄ，ＡＱ，Ｂｔｄ，ＢＱを学習するにあたり、基準圧力Ｐbaseと関連付けて学習し、かつ、ポンプ圧送時と非圧送時とで区別して学習するので、学習精度を向上でき、ひいては＃４，＃２噴射にかかる噴射状態の推定精度を向上できる。
【０１２２】
また、このように推定した噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習する場合にも、基準圧力Ｐbaseと関連付けて学習し、かつ、ポンプ圧送時と非圧送時とで区別して学習するので、学習精度を向上でき、ひいては＃４噴射および＃２噴射を高精度で制御できる。
【０１２３】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱの算出に用いる非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの波形変化量として、図７（ｃ）（ｄ）に例示する圧力降下量ΔＰｕ’，ΔＰｕを用いている（ＡＱ＝Ｑ／ΔＰｕ’、ＢＱ＝Ｑ／ΔＰｕ）。これに対し本実施形態では、非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの所定期間における積分値、つまり図１２（ｃ）（ｄ）中の斜線部分の面積Ｓｕ’，Ｓｕを非噴射波形Ｗｕ’，Ｗｕの波形変化量として用いており、図１２（ｅ）に示す算出式（ＡＱ＝Ｑ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｑ／Ｓｕ）にしたがって相関係数ＡＱ，ＢＱを算出する。
【０１２４】
積分期間の始点は、非噴射時燃圧波形Ｗｕ，Ｗｕ’のうち圧力降下を開始する時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕとすればよい。ちなみに、前記始点を算出しているときのＥＣＵ３０は降下開始時期算出手段に相当する。
【０１２５】
また、積分期間の終点は、噴射終了指令時期ｔ２から所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕが経過した時点とすればよい。前記所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕは、噴射開始指令時期ｔ１から圧力降下開始時期Ｐ１ｕ’，Ｐ１ｕまでの遅れ時間からｔｄｕ’，ｔｄｕと同じ長さ、或いは噴射指令期間Ｔｑと同じ長さに設定すればよい。ちなみに、前記所定時間ｔｅｕ’，ｔｅｕを算出しているときのＥＣＵ３０は降下遅れ時間算出手段に相当する。
【０１２６】
また、前記積分を実施するにあたり、図１２（ｃ）に示す非圧送時には基準圧力Ｐbaseに対する差分を積分しているが、図１２（ｄ）に示す圧送時には、前記積分期間の始点と終点を結ぶラインに対する差分を積分するようにしてもよい。
【０１２７】
また、上記第１実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱの算出に用いる噴射波形Ｗｂの波形変化量として、噴射波形Ｗｂの噴射量Ｑを用いているが、図１２（ｅ）中の変形例４に示すように、噴射波形Ｗｂの所定期間における積分値、つまり図１２（ｂ）中の斜線部分の面積Ｓｂを噴射波形Ｗｂの波形変化量として用いてもよい（ＡＱ＝Ｓｂ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｓｂ／Ｓｕ）。
【０１２８】
或いは、図１２（ｅ）中の変形例５に示すように、噴射時燃圧波形Ｗａの所定期間における積分値Ｓａを波形変化量として用いてもよい（ＡＱ＝Ｓａ／Ｓｕ’、ＢＱ＝Ｓａ／Ｓｕ）。
【０１２９】
以上詳述した本実施形態およびその変形例４，５によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【０１３０】
（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。
【０１３１】
・上記各実施形態では、遅れ時間に関する相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄを算出するにあたり、＃１噴射時の＃１波形に現れる遅れ時間と＃３波形に現れる遅れ時間との比率を相関係数として算出している。これに対し、＃１波形に現れる遅れ時間と＃３波形に現れる遅れ時間との差分を、前記相関係数Ａｔｄ，Ｂｔｄとして算出してもよい。
【０１３２】
・上記各実施形態では、噴射量に関する相関係数ＡＱ，ＢＱを算出するにあたり、＃１噴射時の＃１波形に現れる波形変化量と＃３波形に現れる波形変化量との比率を相関係数として算出している。これに対し、＃１波形に現れる波形変化量と＃３波形に現れる波形変化量との差分を、前記相関係数ＡＱ，ＢＱとして算出してもよい。
【０１３３】
・図９に例示する学習手段３２ａでは、噴射開始遅れ時間ｔｄおよび噴射量割合Ｑ／Ｔｑを学習しており、これらは、噴射率波形（噴射状態）を特定するのに必要な噴射率パラメータであると言える。この変形例として、噴射状態推定手段３６が、＃４噴射および＃２噴射にかかる噴射率波形を推定し、学習手段３２ａが、推定した噴射率波形を噴射率パラメータに替えて学習するようにしてもよい。
【０１３４】
・図１に例示する燃料噴射システムでは４気筒エンジンに本発明を適用させているが、６気筒エンジンや８気筒エンジン等であってもよく、要は、燃料噴射弁を３本以上備えるエンジンであれば本発明を適用できる。
【０１３５】
・上記第１実施形態では、燃料ポンプ４１から燃料を圧送する回数が１燃焼サイクルに２回であることを想定しているが、例えば１燃焼サイクル中に３回または４回圧送する燃料噴射システムにも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０（＃１〜＃４）…第１燃料噴射弁、第２燃料噴射弁、第３燃料噴射弁、２０（＃１〜＃４）…第１燃圧センサ、第２燃圧センサ、３４，Ｓ３６…相関算出手段、３６，Ｓ４４…噴射状態推定手段、Ｓ３１…噴射遅れ算出手段、Ｓ３２…降下遅れ算出手段、Ｓ３４…噴射波形変化算出手段、Ｓ３５…非噴射波形変化算出手段、Ｓ４３…第２降下遅れ算出手段、第２非噴射波形変化算出手段、ｔｄｂ…噴射遅れ時間、ｔｄｕ，ｔｄｕ’…降下遅れ時間、第２の降下遅れ時間、Ｗａ…噴射時燃圧波形（噴射気筒波形）、Ｗｕ，Ｗｕ’…非噴射気筒波形または第２の非噴射気筒波形。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の第１気筒に備えられた第１燃料噴射弁、第２気筒に備えられた第２燃料噴射弁、および第３気筒に備えられた第３燃料噴射弁と、
前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第１燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、噴射気筒波形として検出する第１燃圧センサと、
前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第２燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、非噴射気筒波形として検出する第２燃圧センサと、
を備える燃料噴射システムに適用され、
前記噴射気筒波形と前記非噴射気筒波形との相関を算出する相関算出手段と、
前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射時に前記第１燃圧センサまたは前記第２燃圧センサにより検出された燃料圧力変化を、第２の非噴射気筒波形として取得する取得手段と、
前記第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射状態推定装置。
【請求項２】
前記第１燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した噴射遅れ時間を、前記噴射気筒波形に基づき算出する噴射遅れ算出手段と、
前記第１燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの降下遅れ時間を算出する降下遅れ算出手段と、
前記第３燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記第２の非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの時間である第２の降下遅れ時間を算出する第２降下遅れ算出手段と、
を備え、
前記相関算出手段は、前記噴射遅れ時間と前記降下遅れ時間との相関を算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した第２の噴射遅れ時間を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項３】
前記噴射気筒波形に基づき算出される前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射量、または前記噴射気筒波形の積分値、または前記噴射気筒波形の圧力降下量を、噴射気筒の波形変化量として算出する噴射波形変化算出手段と、
前記非噴射気筒波形の積分値または前記非噴射気筒波形の圧力降下量を非噴射気筒の波形変化量として算出する非噴射波形変化算出手段と、
前記第２の非噴射気筒波形の積分値または前記第２の非噴射気筒波形の圧力降下量を、第２の非噴射気筒の波形変化量として算出する第２非噴射波形変化算出手段と、
を備え、
前記相関算出手段は、前記噴射気筒の波形変化量と前記非噴射気筒の波形変化量との相関を算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射量を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項４】
前記非噴射気筒波形のうち、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力降下の開始時期を算出する降下開始時期算出手段を備え、
前記非噴射波形変化算出手段は、
前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記圧力降下の開始時期を前記非噴射気筒波形の積分範囲の始点とすることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項５】
前記第１燃料噴射弁へ噴射開始を指令してから、前記非噴射気筒波形に現れる圧力降下の開始時期までの降下遅れ時間を算出する降下遅れ時間算出手段を備え、
前記非噴射波形変化算出手段は、
前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記第１燃料噴射弁へ噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点を、前記非噴射気筒波形の積分範囲の終点とすることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項６】
前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、
前記相関算出手段は、前記噴射気筒波形および前記非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記相関を区別して算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記燃料噴射状態の推定に用いる前記相関を選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項７】
前記噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力と関連付けて、前記相関算出手段により算出された前記相関をマップに記憶し、
前記第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力および前記マップに基づき、前記噴射状態推定手段による前記推定に用いる相関を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項８】
前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、
前記第１燃圧センサは、前記蓄圧容器の吐出口から前記第１燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項１】
内燃機関の第１気筒に備えられた第１燃料噴射弁、第２気筒に備えられた第２燃料噴射弁、および第３気筒に備えられた第３燃料噴射弁と、
前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第１燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、噴射気筒波形として検出する第１燃圧センサと、
前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射時に生じる前記第２燃料噴射弁への供給燃料の圧力変化を、非噴射気筒波形として検出する第２燃圧センサと、
を備える燃料噴射システムに適用され、
前記噴射気筒波形と前記非噴射気筒波形との相関を算出する相関算出手段と、
前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射時に前記第１燃圧センサまたは前記第２燃圧センサにより検出された燃料圧力変化を、第２の非噴射気筒波形として取得する取得手段と、
前記第２の非噴射気筒波形および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射状態推定装置。
【請求項２】
前記第１燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した噴射遅れ時間を、前記噴射気筒波形に基づき算出する噴射遅れ算出手段と、
前記第１燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの降下遅れ時間を算出する降下遅れ算出手段と、
前記第３燃料噴射弁へ噴射開始指令を出力してから、前記第２の非噴射気筒波形が圧力降下を開始するまでの時間である第２の降下遅れ時間を算出する第２降下遅れ算出手段と、
を備え、
前記相関算出手段は、前記噴射遅れ時間と前記降下遅れ時間との相関を算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の降下遅れ時間および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁への噴射開始指令の出力に対する噴射状態変化の応答遅れを表した第２の噴射遅れ時間を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項３】
前記噴射気筒波形に基づき算出される前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射量、または前記噴射気筒波形の積分値、または前記噴射気筒波形の圧力降下量を、噴射気筒の波形変化量として算出する噴射波形変化算出手段と、
前記非噴射気筒波形の積分値または前記非噴射気筒波形の圧力降下量を非噴射気筒の波形変化量として算出する非噴射波形変化算出手段と、
前記第２の非噴射気筒波形の積分値または前記第２の非噴射気筒波形の圧力降下量を、第２の非噴射気筒の波形変化量として算出する第２非噴射波形変化算出手段と、
を備え、
前記相関算出手段は、前記噴射気筒の波形変化量と前記非噴射気筒の波形変化量との相関を算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒の波形変化量および前記相関に基づき、前記第３燃料噴射弁からの燃料噴射量を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項４】
前記非噴射気筒波形のうち、前記第１燃料噴射弁からの燃料噴射に伴い生じる圧力降下の開始時期を算出する降下開始時期算出手段を備え、
前記非噴射波形変化算出手段は、
前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記圧力降下の開始時期を前記非噴射気筒波形の積分範囲の始点とすることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項５】
前記第１燃料噴射弁へ噴射開始を指令してから、前記非噴射気筒波形に現れる圧力降下の開始時期までの降下遅れ時間を算出する降下遅れ時間算出手段を備え、
前記非噴射波形変化算出手段は、
前記非噴射気筒波形の積分値を前記波形変化量として算出するものであり、かつ、前記第１燃料噴射弁へ噴射終了を指令してから前記降下遅れ時間が経過した時点を、前記非噴射気筒波形の積分範囲の終点とすることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項６】
前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、
前記相関算出手段は、前記噴射気筒波形および前記非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記相関を区別して算出し、
前記噴射状態推定手段は、前記第２の非噴射気筒波形が前記燃料ポンプによる燃料圧送時に検出されたものであるか否かに応じて、前記燃料噴射状態の推定に用いる前記相関を選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項７】
前記噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力と関連付けて、前記相関算出手段により算出された前記相関をマップに記憶し、
前記第２の非噴射気筒波形が降下を開始する直前の圧力および前記マップに基づき、前記噴射状態推定手段による前記推定に用いる相関を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【請求項８】
前記燃料噴射システムは、燃料ポンプにより圧送される燃料を蓄圧容器で蓄圧し、その蓄圧した燃料を前記蓄圧容器から前記第１燃料噴射弁、前記第２燃料噴射弁および前記第３燃料噴射弁へ分配するよう構成されており、
前記第１燃圧センサは、前記蓄圧容器の吐出口から前記第１燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料噴射状態推定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２０２２４４（Ｐ２０１２−２０２２４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５３０９（Ｐ２０１１−６５３０９）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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