JP2009108713A - Ｅｇｒ分配ばらつき検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒内燃機関において、ＥＧＲ分配ばらつきを検出するＥＧＲ分配ばらつき検出装置を提供する。
【解決手段】インジェクタから噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルクを気筒毎に検出するトルク検出手段Ｓ３１と、噴射された燃料の実際の噴射量を気筒毎に検出する噴射量検出手段Ｓ３２と、トルク検出手段Ｓ３１によるトルク検出値の気筒間ばらつき（トルクばらつき）、及び噴射量検出手段Ｓ３２による噴射量検出値の気筒間ばらつき（噴射量ばらつき）に基づき、還流排気の各気筒への分配ばらつきであるＥＧＲ分配ばらつきを算出するＥＧＲ分配ばらつき算出手段Ｓ３４と、を備えさせる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、多気筒内燃機関に適用され、還流排気の各気筒への分配ばらつきであるＥＧＲ分配ばらつきを検出するＥＧＲ分配ばらつき検出装置に関する。

従来より、多気筒内燃機関において、各気筒に設けられた燃料噴射弁の個体差や経時劣化等により生じた噴射量の気筒間ばらつき（噴射量ばらつき）を平滑化すべく、気筒毎の燃料噴射量を補正するＦＣＣＢ補正が知られている（特許文献１参照）。このＦＣＣＢ補正では、クランク軸の回転速度検出値から、各気筒の燃焼行程に対応する部分の検出値を抽出し、抽出した各気筒の回転速度の気筒間ばらつきを、各気筒による出力トルクの気筒間ばらつきと見なしている。そして、各気筒の回転速度と全気筒の回転速度の平均値とを比較して、回転速度の気筒間ばらつきを平滑化するように、気筒毎の燃料噴射量を増減補正（ＦＣＣＢ補正）している。
特開２００１−３５５５００号公報

ここで、出力トルクの気筒間ばらつきの要因には、上述した噴射量の気筒間ばらつきの他に、図５中の実線Ｌ１に示す如く、ＥＧＲによる還流排気の各気筒への分配ばらつき（以下、ＥＧＲ分配ばらつきと呼ぶ）がある。しかしながら上記ＦＣＣＢ補正では、噴射量ばらつきが生じていない場合であっても、ＥＧＲ分配ばらつきに起因して生じる出力トルクの気筒間ばらつき（回転速度の気筒間ばらつき）に対して、噴射量を増減補正してしまう。よって、内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度よく制御することができない。

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、多気筒内燃機関において、ＥＧＲ分配ばらつきを検出するＥＧＲ分配ばらつき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、
複数気筒を有し、燃料噴射弁を気筒毎に備えるとともに、排気系から吸気系に還流される還流排気を各気筒に分配するよう構成された多気筒内燃機関に適用され、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルク又はその瞬時トルクに関連する物理量（以下、単に瞬時トルクと呼ぶ）を、気筒毎に検出するトルク検出手段と、
前記噴射された燃料の実際の噴射量又はその噴射量に関連する物理量（以下、単に噴射量と呼ぶ）を、気筒毎に検出する噴射量検出手段と、
前記トルク検出手段によるトルク検出値の気筒間ばらつき（トルクばらつき）、及び前記噴射量検出手段による噴射量検出値の気筒間ばらつき（噴射量ばらつき）に基づき、前記還流排気の各気筒への分配ばらつきであるＥＧＲ分配ばらつきを算出するＥＧＲ分配ばらつき算出手段と、
を備えることを特徴とする。

つまり本発明では、燃料噴射弁から噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルク及びその時の噴射量を気筒毎に検出し、その検出結果から得られるトルクばらつき及び噴射量ばらつきに基づきＥＧＲ分配ばらつきを算出する。よって、トルクばらつきが噴射量ばらつきと異なるばらつき方をしていれば、そのばらつき方の違いは、噴射量ばらつきではなくＥＧＲ分配ばらつきに起因して生じたものと特定でき、ＥＧＲ分配ばらつきを算出することができる。

例えば、ある気筒について、噴射量検出値に対するトルク検出値のずれ度合（例えば、噴射量検出値から換算されるトルクに対するトルク検出値の比率）をＥＧＲ分配特性値として気筒毎に算出し、算出したＥＧＲ分配特性値の気筒間ばらつきをＥＧＲ分配ばらつきとして算出することが具体例として挙げられる。

そして、このようにＥＧＲ分配ばらつきを検出できる本発明を用いれば、例えば、各気筒のＥＧＲ分配ばらつき量を算出して学習することができる。一方、噴射量ばらつきについては、噴射量検出手段により検出された気筒毎の実噴射量に基づき算出することができ、その算出結果を学習することができる。したがって、ＥＧＲ分配ばらつきと噴射量ばらつきとを分離して学習することができ、その学習結果に基づき、例えば噴射形態（噴射量、噴射時期、多段噴射の場合の噴射段数等）の制御内容を変更することで、内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度よく制御することができる。

請求項２記載の発明では、前記噴射量検出値が全ての気筒について同じになるよう各気筒に同量の燃料を順次噴射させる噴射制御手段を備え、前記トルク検出手段は、前記噴射制御手段により噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルク又はその瞬時トルクに関連する物理量を気筒毎に検出し、前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記噴射量検出値の気筒間ばらつきをゼロとして、前記ＥＧＲ分配ばらつきを算出することを特徴とする。

要するに、各気筒の実際の噴射量を揃えることにより、噴射量ばらつきをゼロとしてトルクばらつきに基づきＥＧＲ分配ばらつきを算出する。そのため、噴射量に関する各種条件（例えば吸気量と噴射量の比率等）を揃えた状態でＥＧＲ分配ばらつきを算出することができる。よって、ＥＧＲ分配ばらつき算出手段による算出結果（ＥＧＲ分配ばらつき）から、前記各種条件の気筒間ばらつきの要素を排除することができるので、ＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。

請求項３記載の発明では、
前記内燃機関の運転者による運転操作とは無関係に微小量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる微小噴射を、前記ＥＧＲバルブを全閉にした状態で気筒毎に順次行う微小噴射制御手段と、
前記微小噴射についての実際の噴射量の気筒間ばらつき、及び前記微小噴射に伴い生じた出力トルクの増加量の気筒間ばらつきに基づき、気筒特性の気筒間ばらつきである気筒特性ばらつきを算出する気筒特性ばらつき算出手段と、
前記ＥＧＲ分配ばらつきから前記気筒特性ばらつきを差し引くよう、前記ＥＧＲ分配ばらつきを補正するＥＧＲ分配ばらつき補正手段と、
を備えることを特徴とする。

ここで、ＥＧＲ分配ばらつき算出手段により算出されたＥＧＲ分配ばらつきには、各気筒の特性（例えば、気筒内における各種フリクションのばらつき、気筒内における圧縮比のばらつき等）が異なることによる気筒特性ばらつきが含まれていることが懸念される。この懸念に対し上記請求項３記載の発明では、微小噴射により出力トルクを増加させ、その時のトルク増加量の気筒間ばらつき（トルク増加量ばらつき）及び噴射量の気筒間ばらつき（噴射量ばらつき）に基づき気筒特性ばらつきを算出する。よって、トルク増加量ばらつきが噴射量ばらつきと異なるばらつき方をしていれば、そのばらつき方の違いは、噴射量ばらつきではなく各気筒の特性の違いに起因して生じたものと特定でき、気筒特性ばらつきを算出することができる。

例えば、ある気筒について、噴射量検出値に対するトルク増加量検出値のずれ度合（例えば、噴射量検出値から換算されるトルク増加量に対するトルク増加量検出値の比率）を気筒特性値として気筒毎に算出し、算出した気筒特性値の気筒間ばらつきを気筒特性ばらつきとして算出することが具体例として挙げられる。

以上により、請求項３記載の発明によれば気筒間ばらつきを算出でき、ＥＧＲ分配ばらつき補正手段により、ＥＧＲ分配ばらつきから気筒特性ばらつきを差し引くよう、前記ＥＧＲ分配ばらつきは補正される。これにより、ＥＧＲ分配ばらつき算出手段により算出されたＥＧＲ分配ばらつきから気筒特性ばらつきの要素が排除されるよう補正されるので、上記懸念を解消できる。

なお、前記微小噴射は、全ての燃料噴射弁について燃料噴射をカットする無噴射運転期間中（例えば運転者によりアクセル操作がなされていない期間）に行うことが望ましい。これによれば、出力トルクの変動が殆ど生じていない状態で微小噴射が行われるので、トルク増加量検出手段により出力トルク増加量等を検出するにあたり、その検出精度を向上できる。

さらに、上記「微小噴射」による噴射量は、その微小噴射により出力トルクを増加させた時に、内燃機関の運転者（例えば内燃機関が搭載された車両の運転者）がそのトルク増加を体感しない程度の微小量（例えば約２mm³/st）であることが望ましい。また、前記内燃機関としてディーゼル機関を適用し、前記燃料噴射弁は１燃焼サイクルあたりに複数回噴射する多段噴射を実行可能である場合において、前記多段噴射におけるメイン噴射よりも少ない微小量（例えばパイロット噴射やプレ噴射に相当する量）で前記微小噴射を行うことが望ましい。これによれば、上述の無噴射時において、内燃機関の運転者の意に反してエンジン回転速度が上昇する度合いを小さくできる。

なお、上記請求項３記載の発明に以下の構成を備えさせてもよい。すなわち、「前記微小噴射制御手段は、前記内燃機関が搭載された車両の減速期間中に前記微小噴射を行うとともに、同一の減速期間中に所定間隔をおいて気筒毎に前記微小噴射を順次行うことを特徴とする。」これによれば、同一の減速期間中に微小噴射を順次行うので、微小噴射時の燃料温度その他の各種条件を、全ての気筒に対して揃えた状態で微小噴射が行われることとなり、気筒特性ばらつきを高精度で取得できる。

ここで、内燃機関の出力軸（例えばクランクシャフト）の捻りトルクが各気筒の出力トルクに与える影響には、気筒毎にばらつき（捻りトルクばらつき）がある。そして、出力軸の回転速度（エンジン回転速度）や負荷が大きいほど、捻りトルクばらつきのばらつき量は大きくなる。これに対し請求項４記載の発明では、前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記内燃機関が搭載された車両のアイドル運転期間中に検出された前記トルク検出値及び前記噴射量検出値に基づき、前記ＥＧＲ分配ばらつきを算出することを特徴とするので、ＥＧＲ分配ばらつき算出手段により算出されたＥＧＲ分配ばらつきに捻りトルクばらつきの成分が含まれる度合いを小さくできるので、ＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。

請求項５記載の発明では、前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記内燃機関が搭載された車両の通常走行時に検出された前記トルク検出値及び前記噴射量検出値に基づき、前記ＥＧＲ分配ばらつきを算出することを特徴とする。そのため、ＥＧＲ分配ばらつきの算出に用いるトルク検出値及び噴射量検出値がアイドル運転期間中に検出されたものに限られることなく、通常走行時、つまりエンジン回転速度の広範囲に亘って検出されたトルク検出値及び噴射量検出値に基づきＥＧＲ分配ばらつきを算出することができる。よって、内燃機関の運転状態別にＥＧＲ分配ばらつきを取得できる。

請求項６記載の発明では、前記ＥＧＲ分配ばらつきを、前記内燃機関の運転状態との関係を定めるマップに記憶させる学習手段を備えることを特徴とするので、内燃機関の運転状態に応じたＥＧＲ分配ばらつきに基づき内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を制御することを、容易に実現できる。

請求項７記載の発明では、前記ＥＧＲ分配ばらつきに応じて、各気筒の前記燃料噴射弁からの噴射形態を補正する噴射形態補正手段を備えることを特徴とするので、気筒毎にＥＧＲ分配ばらつきに応じた燃焼状態にして内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度よく制御することことを容易に実現できる。

請求項８記載の発明では、前記噴射形態補正手段は、前記ＥＧＲ分配ばらつきに基づきＥＧＲ分配量が多いと算出された気筒については噴射開始時期を進角させ、ＥＧＲ分配量が少ないと算出された気筒については噴射開始時期を遅角させるよう前記噴射形態を補正することを特徴とする。これによれば、ＥＧＲ分配量が多く着火性が悪い（着火時期が遅くなる）気筒については噴射開始時期を進角させ、ＥＧＲ分配量が少なく着火性が良い（着火時期が早くなる）気筒については噴射開始時期を遅角させるので、各気筒の着火時期を揃えることができる。

請求項９記載の発明では、前記内燃機関は、燃料を蓄圧する蓄圧容器から複数の前記燃料噴射弁へ燃料を分配供給するよう構成されており、前記噴射量検出手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を前記物理量として検出する燃圧センサであるとともに、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射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射孔に近い側に配置されていることを特徴とする。

燃料噴射弁に供給される燃料の圧力は、噴射孔からの燃料噴射に伴い変動する。よって、その変動の形態（燃圧降下量、燃圧降下時間等）を検出すれば実際の噴射量を算出することができる。この点に着目した上記請求項９記載の発明では、噴射量検出手段として、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を噴射量に関連する物理量として検出する燃圧センサを採用しているため、上述の如く噴射量を算出することができる。

しかも、請求項９記載の発明では、燃圧センサを、蓄圧容器から噴射孔に至るまでの燃料通路のうち蓄圧容器に対して噴射孔に近い側に配置しているので、噴射孔での圧力変動を蓄圧容器内で減衰する前に検出することができる。よって、噴射に伴い生じる圧力変動を精度よく検出することができるので、噴射量を高精度に算出することができる。

ちなみに、噴射量検出手段として燃圧センサを適用する以外の適用例としては、燃料噴射弁の弁体リフト量を噴射量に関連する物理量として検出するリフトセンサや、噴射孔に至るまでの燃料供給通路に配置されて燃料流量を噴射量として検出する流量計等が挙げられる。

請求項１０記載の発明では、前記燃圧センサは前記燃料噴射弁に取り付けられていることを特徴とする。そのため、蓄圧容器と燃料噴射弁とを接続する配管に燃圧センサを取り付ける場合に比べて、燃圧センサの取り付け位置が燃料噴射弁の噴射孔に近い位置となる。よって、噴射孔での圧力変動が前記配管にて減衰してしまった後の圧力変動を検出する場合に比べて、噴射孔での圧力変動をより的確に検出することができる。

上述の如く燃圧センサを燃料噴射弁に取り付けるにあたり、請求項１１記載の発明では前記燃料噴射弁の燃料流入口に取り付けることを特徴とし、請求項１２記載の発明では、前記燃料噴射弁の内部に取り付け、前記燃料噴射弁の燃料流入口から前記噴射孔に至るまでの内部燃料通路の燃料圧力を検出することを特徴とする。

上述の如く燃料流入口に取り付ける場合には、燃料噴射弁の内部に取り付ける場合に比べて燃圧センサの取付構造を簡素にできる。一方、燃料噴射弁の内部に取り付ける場合には、燃料流入口に取り付ける場合に比べて燃圧センサの取り付け位置が燃料噴射弁の噴射孔に近い位置となるので、噴射孔での圧力変動をより的確に検出することができる。

請求項１３記載の発明では、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の燃料流入口までの燃料通路には、蓄圧容器内の燃料の圧力脈動を減衰させるオリフィスが備えられており、前記燃圧センサは前記オリフィスの燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする。ここで、前記オリフィスの上流側に燃圧センサを配置した場合には、噴射孔での圧力変動がオリフィスにより減衰してしまった後の圧力変動を検出することとなる。これに対し上記請求項１３記載の発明によれば、オリフィスの下流側に燃圧センサを配置するので、オリフィスにより減衰する前の状態の圧力変動を検出することができ、噴射孔での圧力変動をより的確に検出することができる。

請求項１４記載の発明では、前記トルク検出手段は、前記内燃機関の出力軸の回転速度（エンジン回転速度）を前記物理量として検出する回転速度センサであることを特徴とする。トルクが増加すればその増加量に応じて出力軸の回転速度も上昇するので、トルク増検出手段として回転速度センサを採用する上記請求項１４記載の発明によれば、出力トルクを好適に算出することができる。ちなみに、トルク検出手段として回転速度センサを適用する以外の適用例としては、内燃機関の燃焼室内の圧力をトルク増加量に関連する物理量として検出する筒内圧センサ等が挙げられる。

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。

（第１実施形態）
先ず、本実施形態に係る内燃機関制御装置が搭載されるエンジン（内燃機関）の概略について、簡単に説明する。

本実施形態では、４輪自動車用ディーゼルエンジン（内燃機関）を対象にしており、燃焼室に直接的に高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を噴射供給（直噴供給）する方式のエンジンである。また、当該エンジンは、多気筒（例えば直列４気筒）の４ストローク、レシプロ式ディーゼルエンジン（内燃機関）を想定しており、４つのシリンダ＃１〜＃４について、それぞれ吸入・圧縮・燃焼・排気の４行程による１燃焼サイクルが「７２０°ＣＡ」周期で、詳しくは例えば各シリンダ間で「１８０°ＣＡ」ずらしてシリンダ＃１，＃３，＃４，＃２の順に逐次実行される。

次に、エンジンの燃料系について図１〜図４を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射システムの構成図である。このシステムに備えられたＥＣＵ３０（電子制御ユニット）は、吸入調整弁１１ｃに対する電流供給量を調整して燃料ポンプ１１の燃料吐出量を所望の値に制御することで、コモンレール１２（蓄圧容器）内の燃料圧力（燃圧センサ２０ａにて測定される時々の燃料圧力）を目標値（目標燃圧）にフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）している。そして、その燃料圧力に基づいて、対象エンジンの所定シリンダに対する燃料噴射量、ひいては同エンジンの出力（出力軸の回転速度やトルク）を所望の大きさに制御している。

燃料供給系を構成する諸々の装置は、燃料上流側から、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、コモンレール１２、及びインジェクタ２０（燃料噴射弁）の順に配設されている。燃料ポンプ１１は、対象エンジンの出力によって駆動される高圧ポンプ１１ａ及び低圧ポンプ１１ｂを有し、低圧ポンプ１１ｂによって上記燃料タンク１０から汲み上げられた燃料を、高圧ポンプ１１ａにて加圧して吐出するように構成されている。そして、高圧ポンプ１１ａに送られる燃料圧送量、ひいては燃料ポンプ１１の燃料吐出量は、燃料ポンプ１１の燃料吸入側に設けられた吸入調整弁（ＳＣＶ：Suction Control Valve）１１ｃによって調量される。すなわち、この燃料ポンプ１１では、吸入調整弁１１ｃの駆動電流量（ひいては弁開度）を調整することで、同ポンプ１１からの燃料吐出量を所望の値に制御する。

低圧ポンプ１１ｂは、例えばトロコイド式のフィードポンプとして構成されている。これに対し高圧ポンプ１１ａは、例えばプランジャポンプからなり、図示しない偏心カムにて所定のプランジャ（例えば３本のプランジャ）をそれぞれ軸方向に往復動させることにより加圧室に送られた燃料を逐次所定のタイミングで圧送するように構成されている。

燃料タンク１０の燃料は、燃料ポンプ１１によりコモンレール１２へ加圧供給（圧送）された後、高圧状態でコモンレール１２に蓄えられる。その後、シリンダ毎に設けられた高圧配管１４を通じて、各シリンダ＃１〜＃４のインジェクタ２０へそれぞれ分配供給される。これらインジェクタ２０（＃１）〜（＃４）の燃料排出口２１は、それぞれ余分な燃料を燃料タンク１０へ戻すための配管１８とつながっている。また、コモンレール１２と高圧配管１４との間には、コモンレール１２から高圧配管１４に流れる燃料の圧力脈動を減衰させるオリフィス１２ａ（燃料脈動軽減手段）が備えられている。

図２に、上記インジェクタ２０の詳細構造を示す。なお、上記４つのインジェクタ２０（＃１）〜（＃４）は基本的には同様の構造（例えば図２に示す構造）となっている。いずれのインジェクタ２０も、燃焼用のエンジン燃料（燃料タンク１０内の燃料）を利用した油圧駆動式の燃料噴射弁であり、燃料噴射に際しての駆動動力の伝達が油圧室Ｃｄ（制御室）を介して行われる。同図２に示されるように、このインジェクタ２０は、非通電時に閉弁状態となるノーマリクローズ型の燃料噴射弁として構成されている。

インジェクタ２０のハウジング２０ｅに形成された燃料流入口２２には、コモンレール１２から送られてくる高圧燃料が流入し、流入した高圧燃料の一部は油圧室Ｃｄに流入し、他は噴射孔２０ｆに向けて流れる。油圧室Ｃｄには制御弁２３により開閉されるリーク孔２４が形成されており、制御弁２３によりリーク孔２４が開放されると、油圧室Ｃｄの燃料はリーク孔２４から燃料排出口２１を経て燃料タンク１０に戻される。

このインジェクタ２０の燃料噴射に際しては、二方電磁弁を構成するソレノイド２０ｂに対する通電状態（通電／非通電）に応じて制御弁２３を作動させることで、油圧室Ｃｄの密閉度合、ひいては同油圧室Ｃｄの圧力（ニードル弁２０ｃの背圧に相当）が増減される。そして、その圧力の増減により、スプリング２０ｄ（コイルばね）の伸張力に従って又は抗して、ニードル弁２０ｃがハウジング２０ｅ内を往復動（上下）することで、噴射孔２０ｆ（必要な数だけ穿設）までの燃料供給通路２５が、その中途（詳しくは往復動に基づきニードル弁２０ｃが着座又は離座するテーパ状のシート面）で開閉される。

ここで、ニードル弁２０ｃの駆動制御は、オンオフ制御を通じて行われる。すなわち、ニードル弁２０ｃの駆動部（上記二方電磁弁）には、ＥＣＵ３０からオンオフを指令するパルス信号（通電信号）が送られる。そして、パルスオン（又はオフ）によりニードル弁２０ｃがリフトアップして噴射孔２０ｆが開放され、パルスオフ（又はオン）によりリフトダウンして噴射孔２０ｆが閉塞される。

ちなみに、上記油圧室Ｃｄの増圧処理は、コモンレール１２からの燃料供給によって行われる。他方、油圧室Ｃｄの減圧処理は、ソレノイド２０ｂへの通電により制御弁２３を作動させてリーク孔２４を開放させることによって行われる。これにより、当該インジェクタ２０と燃料タンク１０とを接続する配管１８（図１）を通じてその油圧室Ｃｄ内の燃料が上記燃料タンク１０へ戻される。つまり、油圧室Ｃｄ内の燃料圧力を制御弁２３の開閉作動により調整することで、噴射孔２０ｆを開閉するニードル弁２０ｃの作動が制御される。

このように、上記インジェクタ２０は、弁本体（ハウジング２０ｅ）内部での所定の往復動作に基づいて噴射孔２０ｆまでの燃料供給通路２５を開閉（開放・閉鎖）することにより当該インジェクタ２０の開弁及び閉弁を行うニードル弁２０ｃを備える。そして、非駆動状態では、定常的に付与される閉弁側への力（スプリング２０ｄによる伸張力）でニードル弁２０ｃが閉弁側へ変位するとともに、駆動状態では、駆動力が付与されることにより上記スプリング２０ｄの伸張力に抗してニードル弁２０ｃが開弁側へ変位する。そしてこの際、それら非駆動状態と駆動状態とでは、ニードル弁２０ｃのリフト量が略対称に変化する。

インジェクタ２０には、燃料圧力を検出する燃圧センサ２０ａ（図１も併せ参照）が取り付けられている。具体的には、ハウジング２０ｅに形成された燃料流入口２２と高圧配管１４とを治具２０ｊで連結させ、この治具２０ｊに燃圧センサ２０ａを取り付けている。このようにインジェクタ２０の燃料流入口２２に燃圧センサ２０ａを取り付けることで、燃料流入口２２における燃料圧力（インレット圧）の随時の検出が可能とされている。具体的には、この燃圧センサ２０ａの出力により、当該インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の変動波形や、燃料圧力レベル（安定圧力）、燃料噴射圧力等を検出（測定）することができる。

燃圧センサ２０ａは、複数のインジェクタ２０（＃１）〜（＃４）の各々に対して設けられている。そして、これら燃圧センサ２０ａの出力に基づいて、所定の噴射について、インジェクタ２０の噴射動作に伴う燃料圧力の変動波形を高い精度で検出することができるようになっている（詳しくは後述）。

ＥＣＵ３０に搭載されるマイクロコンピュータ（マイコン）は、各種の演算を行うＣＰＵ（基本処理装置）、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのＲＡＭ、プログラムメモリとしてのＲＯＭ、データ保存用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ、バックアップＲＡＭ（ＥＣＵ３０の主電源停止後も車載バッテリ等のバックアップ電源により常時給電されているメモリ）等を備えて構成されている。そして、ＲＯＭには、当該燃料噴射制御に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）には、対象エンジンの設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。

また、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ４２から入力される検出信号に基づき、対象エンジンの出力軸（クランク軸４１）の回転角度位置や回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を算出する。また、アクセルセンサ４４から入力される検出信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏込み量）が算出される。ＥＣＵ３０は、前記各種センサ４２，４４及び後述する各種センサの検出信号に基づいて対象エンジンの運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記吸入調整弁１１ｃやインジェクタ２０等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジンに係る各種の制御を行っている。

次に、ＥＣＵ３０が実行する燃料系の制御についての概略を説明する。

ＥＣＵ３０のマイコンは、時々のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度ＮＥ）や運転者によるアクセルペダルの操作量等に応じて燃料噴射量を算出し、所望の噴射開始時期に同期して、その燃料噴射量での燃料噴射を指示する噴射制御信号（噴射指令信号）を上記インジェクタ２０へ出力する。当該噴射制御信号に応じた駆動量（例えば開弁時間）でインジェクタ２０が作動することにより、対象エンジンの出力トルクが目標値へ制御されることになる。

以下、図３を参照して、上記燃料系制御の基本的な処理手順について説明する。なお、この図３の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばＥＣＵ３０に搭載されたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ、あるいはバックアップＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。そして、図３の処理は、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されたプログラムにより実行される処理である。

同図３に示すように、この一連の処理においては、まずステップＳ１１で、所定のパラメータ、例えばその時のエンジン回転速度ＮＥ（クランク角センサ４２による実測値）及び燃料圧力（燃圧センサ２０ａによる実測値）、さらには運転者によるその時のアクセル操作量（アクセルセンサ４４による実測値）等を読み込む。

続くステップＳ１２では、上記ステップＳ１１で読み込んだ各種パラメータに基づいて噴射パターンを設定する。例えば単段噴射の場合にはその噴射の噴射量Ｑ（噴射時間）が、また多段噴射の噴射パターンの場合にはトルクに寄与する各噴射の総噴射量Ｑ（総噴射時間）が、それぞれ上記出力軸（クランク軸４１）に生成すべきトルク（アクセル操作量等から算出される要求トルク、いわばその時のエンジン負荷に相当）に応じて可変設定される。

この噴射パターンは、例えば上記ＥＥＰＲＯＭに記憶保持された図４に示すマップＭ（噴射制御用マップ、数式でも可）に基づいて取得されるものであり、要求トルク及び良好なエミッション状態にすべく最適化されたパターンである。詳しくは、例えば予め上記所定パラメータ（ステップＳ１１）の想定される範囲について試験により最適噴射パターン（適合値）を求め、その噴射制御用マップＭに書き込んでおく。

この噴射パターンは、例えば噴射段数（１燃焼サイクル中の噴射回数）、並びにそれら各噴射の噴射開始時期及び噴射時間（噴射量に相当）等のパラメータにより定められるものである。本実施形態にかかるマップＭは、前述の総噴射量Ｑ及びエンジン回転速度ＮＥと噴射パターンとの関係を定めるものであり、各シリンダ＃１〜＃４のインジェクタ２０毎に設けられている。ちなみに、エンジン冷却水温等、他のパラメータ毎にマップＭを設けるようにしてもよい。

そして、このような噴射制御用マップＭを用いて取得した噴射パターンに基づいて、上記インジェクタ２０に対する指令値（指令信号）が設定されることになる。これにより、車両の状況等に応じて、前述したパイロット噴射、プレ噴射、アフタ噴射、ポスト噴射等が適宜メイン噴射と共に実行されることになる。

また、この噴射制御用マップＭで取得された噴射パターンを、別途更新されている補正係数（例えばＥＣＵ３０内のＥＥＰＲＯＭに記憶）に基づいて補正する（例えば「設定値＝マップ上の値／補正係数」なる演算を行う）ことで、その時に噴射すべき噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応した上記インジェクタ２０に対する指令信号を得る。補正係数（厳密には複数種の係数のうちの所定の係数）は、別途の処理により内燃機関の運転中に逐次更新されている。

こうして設定された噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応する指令値（指令信号）は、続くステップＳ１３で使用される。すなわち、同ステップＳ１３では、その指令値（指令信号）に基づいて（詳しくは上記インジェクタ２０へその指令信号を出力して）、同インジェクタ２０の駆動を制御する。そして、このインジェクタ２０の駆動制御をもって、図３の一連の処理を終了する。

次に、エンジンの吸排気系について図５を用いて説明する。

図５は、図１のエンジンに係る吸排気系システムの構成図である。当該エンジンは、排気系から吸気系に排気を還流させるＥＧＲ配管５２を備えており、排気の一部を吸気管５１に戻すことで、燃焼温度を下げてＮＯＸ低減等を図っている。ＥＧＲ配管５２には、ＥＧＲ量（排気還流量）を調整するＥＧＲバルブ５２ａが備えられている。ＥＧＲバルブ５２ａは電動アクチュエータ５２ｂにより開閉作動し、全開作動時にＥＧＲ量は最大となり、全閉作動時にＥＧＲ量はゼロとなる。

吸気管５１からの新気及びＥＧＲ配管５２からの還流排気は、インテークマニホールド５１ｍにより各気筒＃１〜＃４に分配される。また、各気筒＃１〜＃４からの排気は、エキゾーストマニホールド５３ｍにて集合された後、一部はＥＧＲ配管５２に流入して還流し、残りは排気管５３から排出される。ＥＧＲ配管５２にはＥＧＲクーラ５２ｃが備えられており、還流させる排気を冷却して体積減少（密度上昇）を図ることで、燃焼室に流入する吸気の充填効率向上を図っている。

吸気管５１のうち、ＥＧＲ配管５２が接続される部分の上流側には、燃焼室に流入する吸気のうち新気の流量を調整するスロットルバルブ５１ａが備えられている。スロットルバルブ５１ａは図示しない電動アクチュエータにより開閉作動し、全開作動時に新気量は最大となり、全閉作動時に新気量はゼロとなる。

吸気管５１と排気管５３との間にはターボチャージャ５４（過給機）が配設されている。ターボチャージャ５４は、吸気管５１に設けられたコンプレッサインペラ５４ａと、排気管５３に設けられたタービンホイール５４ｂとを有し、それらがシャフト５４ｃにて連結されている。ターボチャージャ５４では、排気管５３を流れる排気によってタービンホイール５４ｂが回転し、その回転力がシャフト５４ｃを介してコンプレッサインペラ５４ａに伝達される。そして、コンプレッサインペラ５４ａにより、吸気管５１内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。ターボチャージャ５４にて過給された空気は、インタークーラ５５によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ５５によって吸入空気を冷却して体積減少（密度上昇）を図ることで、燃焼室に流入する吸気の充填効率向上を図っている。

排気管５３のうちタービンホイール５４ｂの下流側には、排気を浄化する浄化装置５６が取り付けられている。浄化装置５６の具体例としては、排気中のＰＭを捕集するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒や排気中のＨＣやＣＯを浄化する酸化触媒等が挙げられる。吸気管５１のうちコンプレッサインペラ５４ａの上流側には、吸気中の異物を除去するエアクリーナ５７が取付けられている。

ところで、複数気筒＃１〜＃４の各々で生じた出力トルクには、ばらつきが生じ得る。このような出力トルクの気筒間ばらつき（トルクばらつき）の要因には、噴射量ばらつきの他にＥＧＲ分配ばらつきも挙げられることは先述した通りである。そこで本実施形態では、エンジンを車両に搭載した実車状態において、ＥＧＲ分配ばらつきを算出し（詳しくは後述）、算出したＥＧＲ分配ばらつきに基づき噴射制御用マップＭのデータ（噴射パターン）を変更して記憶させることによる学習を行っている。

以下、ＥＧＲ分配ばらつきを算出してマップＭを学習させるための処理手順を、図６〜図１１を用いて説明する。なお、図６及び図１０の処理は、例えば所定周期（例えばマイコンの演算周期）又は所定クランク角毎にＥＣＵ３０のマイコンにより繰り返し実行される。

先ず、図６及び図１０による処理の概要を説明すると、図６は、ＥＧＲバルブ５２ａを全閉にした状態で気筒毎に微小噴射を行うことで、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が除かれた状態の気筒特性ばらつき（例えば、気筒内における各種フリクションのばらつき、気筒内における圧縮比のばらつき等）を算出するための処理である。そして、図１０では、アイドル運転期間中に検出した噴射量検出値及びトルク検出値に基づき、気筒特性ばらつきの要素を含んだ状態のＥＧＲ分配ばらつきを算出する処理である。そして、図１０の処理により算出したＥＧＲ分配ばらつきから図６の処理により算出した気筒特性ばらつきを差し引く補正を行うことで、ＥＧＲ分配ばらつきから気筒特性ばらつきの要素を排除してＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得することを図っている。

次に、図６の処理の詳細を説明すると、この一連の処理では、まずステップＳ２０において、学習条件が成立したか否かを判断する。この学習条件は、アクセルペダルが解放され車両が減速状態となって且つ燃料カット制御がなされる無噴射減速時であること等である。なお、無噴射状態であれば減速状態でなくとも学習条件成立としてもよい。学習条件が成立したと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、以降のステップＳ２１からステップＳ２６の処理を各気筒＃１〜＃４について実行する。

続くステップＳ２１では、ＥＧＲバルブ５２ａを全閉状態にしてＥＧＲ量をゼロにする。続くステップＳ２２（微小噴射制御手段）では、インジェクタ２０の駆動を制御することで、噴射孔２０ｆを１回のみ開閉させる単段噴射（単発噴射）を実施する。すなわち、車両運転者によるアクセル操作とは無関係に、予め設定された微小量の燃料を噴射させる学習用の微小噴射を単発で行なう。詳しくは、燃圧センサ２０ａにより検出された燃圧と前記微小量（学習用の微小噴射量）とからインジェクタ２０に対する指令噴射期間を算出し、この指令噴射期間に応じてインジェクタ２０を開操作する。

なお、上記微小噴射とは、アクセルペダルの操作によって要求される出力トルクを生成するためのメインとなる噴射であるメイン噴射の前後に行なわれるパイロット噴射や、プレ噴射、アフタ噴射等、メイン噴射よりも微小量の噴射を意味し、本実施形態では微小噴射量を２mm³/stとしているが、後述する如くこの微小噴射量を複数種設定しておき、複数種の微小噴射量について、以下のステップＳ２３〜Ｓ２６の処理を実行するようにしてもよい。

続くステップＳ２３では、微小噴射による燃焼に伴い生じたクランク軸４１の回転速度上昇量を、クランク角センサ４２（トルク検出手段）を用いて検出する。例えば１番気筒のインジェクタ２０（＃１）による微小噴射を実施する場合、その７２０°ＣＡ前の回転速度ω（ｉ−１）と、その（ｉ−１）の時点での回転速度の低下速度ａと、微小噴射までの７２０°ＣＡの回転に要する時間ｔとを用いて、微小噴射時に仮に微小噴射を行なわなかった場合の回転速度は「ω（ｉ−１）＋ａ×ｔ」となる。

このため、微小噴射時の回転速度ω（ｉ）を用いて、微小噴射に伴う回転上昇量Δω（図７（ｂ）参照）は、「Δω＝ω（ｉ）−ω（ｉ−１）−ａ×ｔ」との算出式により算出される。なお、図７（ａ）は噴射指令のパルス信号を示し、無噴射状態中に微小噴射指令が実行される様子を示している。図７（ｂ）は、微小噴射に伴い生じる回転速度ＮＥの変化を示し、図７（ｃ）は、微小噴射に伴い生じる出力トルクの変化を示すタイミングチャートである。本実施形態では、図７に示すように同一の減速期間中に所定間隔をおいて、＃１，＃３，＃４，＃２の順（燃焼行程が実行される順）に各気筒にて微小噴射を連続して行っている。

続くステップＳ２４では、微小噴射に伴い生じるインレット圧の変動（図８（ｃ）参照）を、燃圧センサ２０ａ（噴射量検出手段）により検出する。なお、図８（ａ）は、微小噴射指令に基づくソレノイド２０ｂへの駆動電流の変化を示し、図８（ｂ）は、微小噴射に伴い生じる噴射孔２０ｆからの燃料噴射率の変化を示し、図８（ｃ）は、噴射率の変化に伴い生じる燃圧センサ２０ａの検出値（インレット圧）の変化を示す。

当該ステップＳ２４による燃圧変動の検出は、図６の処理とは別のサブルーチン処理により検出しており、そのサブルーチン処理では燃圧センサ２０ａのセンサ出力を、該センサ出力で圧力推移波形の軌跡（図８（ｃ）にて例示される軌跡）が描かれる程度に短い間隔にて逐次取得することが望ましく、具体的には、５０μｓｅｃよりも短い間隔（より望ましくは２０μｓｅｃ）でセンサ出力を逐次取得する。

続くステップＳ２５では、ステップＳ２３にて検出した回転上昇量Δωに基づき、微小噴射に伴い実際に生じた出力トルクの増加量ΔTrq1〜ΔTrq4（図７（ｃ）参照）を気筒毎に算出する。例えば出力トルクの増加量ΔTrq1は、「ΔTrq1＝ｂΔω」（ｂは正の係数）との算出式又はマップにより算出される。なお、出力トルクの増加量ΔTrq1〜ΔTrq4の算出では、回転上昇量Δωの他のパラメータ（例えばエンジン冷却水温度等）に基づき補正して算出するようにしてもよい。

続くステップＳ２６では、ステップＳ２４にて検出したインレット圧の変動に基づき、微小噴射した燃料の噴射量ΔＱ1〜ΔＱ4を気筒毎に算出する。例えば、図８（ｃ）に示すインレット圧の変動から図８（ｂ）に示す噴射率の変化を推定し、推定された噴射率変化のうち図８（ｂ）中の斜線に示す部分の面積を噴射量ΔＱ1として算出する。なお、燃圧センサ２０ａの検出圧力（インレット圧）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、上述の如く噴射率の変化を推定することができる。

すなわち、図８（ａ）に示すように、駆動電流がソレノイド２０ｂに流れた後、噴射率がＲ３の時点で上昇を開始する前に、燃圧センサ２０ａの検出圧力は変化点Ｐ１にて下降する。これは、Ｐ１の時点で制御弁２３がリーク孔２４を開放し、油圧室Ｃｄが減圧処理されることに起因する。その後、油圧室Ｃｄが十分に減圧された時点で、変化点Ｐ２にてＰ１からの下降が一旦停止する。

次に、Ｒ３の時点で噴射率が上昇を開始したことに伴い、検出圧力は変化点Ｐ３にて下降を開始する。その後、Ｒ４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Ｐ４にて停止する。なお、変化点Ｐ３からＰ４までの下降量は、Ｐ１からＰ２までの下降量に比べて大きい。

次に、Ｒ４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Ｐ４にて上昇を開始する。その後、Ｒ５の時点で噴射率がゼロになり実際の噴射が終了したことに伴い、検出圧力の上昇は変化点Ｐ５にて停止する。Ｐ５以降の検出圧力は、一定の周期で下降と上昇を繰り返しながら減衰する（図示省略）。

以上により、燃圧センサ２０ａによる検出圧力の変動のうち変化点Ｐ３及びＰ５を検出することで、噴射率の上昇開始時点Ｒ３（噴射開始時点）及び下降終了時点Ｒ５（噴射終了時点）を推定することができる。また、以下に説明する検出圧力の変動と噴射率の変化との相関関係に基づき、検出圧力の変動から噴射率の変化を推定できる。

つまり、検出圧力の変化点Ｐ３からＰ４までの圧力下降率Ｐαと、噴射率の変化点Ｒ３からＲ４までの噴射率上昇率Ｒαとは相関がある。変化点Ｐ４からＰ５までの圧力上量率Ｐβと変化点Ｒ４からＲ５までの噴射率下降率Ｒβとは相関がある。変化点Ｐ３からＰ４までの圧力下降量Ｐγと変化点Ｒ３からＲ４までの噴射率上昇量Ｒγとは相関がある。よって、燃圧センサ２０ａによる検出圧力の変動から圧力下降率Ｐα、圧力上量率Ｐβ及び圧力下降量Ｐγを検出することで、噴射率の噴射率上昇率Ｒα、噴射率下降率Ｒβ及び噴射率上昇量Ｒγを推定することができる。以上の如く噴射率の各種状態Ｒ３,Ｒ５,Ｒα,Ｒβ,Ｒγを推定することができ、よって、図８（ｂ）中の斜線に示す部分の面積である実噴射量ΔＱ1を算出することができる。

続くステップＳ２７では、ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理が全ての気筒＃１〜＃４に対して実行されたか否かを判定する。全気筒に対してステップＳ２２〜Ｓ２６の処理が終了したと判定された場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）には次のステップＳ２８に進み、終了していないと判定された場合（Ｓ２７：ＮＯ）には、図６の処理を一旦終了する。

ここで、図９（ａ）は、ステップＳ２５にて算出された各気筒の噴射量ΔＱ1，ΔＱ３，ΔＱ4，ΔＱ2を、ステップＳ２２による微小噴射を行った順に示す。図９（ｂ）は、ステップＳ２５にて算出された各気筒のトルク増加量ΔTrq1，ΔTrq3，ΔTrq4，ΔTrq2を、ステップＳ２２による微小噴射を行った順に示す。

本実施形態では、全ての気筒について噴射量が同じになるようステップＳ２２における微小噴射を実行している。そのため、図９（ａ）に示す如く噴射量ばらつきは生じておらず揃えられている。したがって、図９（ｂ）に示すトルク増加量の気筒間ばらつき（トルク増加量ばらつき）は、噴射量ばらつきによる影響を受けておらず、各気筒の特性の違いに起因して生じたものと特定でき、当該トルク増加量ばらつきを気筒特性ばらつきとして算出することができる。

さらに、ステップＳ２２による微小噴射は、ステップＳ２１によりＥＧＲバルブ５２ａを全閉にしてＥＧＲ量をゼロにした状態で行われる。したがって、図９（ｂ）に示すトルク増加量ばらつきは、ＥＧＲ分配ばらつき（図５中の実線Ｌ１参照）による影響を受けておらず、前述の如く算出した気筒特性ばらつきは、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が排除されていると特定できる。

これらの点を鑑み続くステップＳ２８（気筒特性ばらつき算出手段）では、ステップＳ２５にて算出した実際の出力トルク増加量ΔTrq1〜ΔTrq4に基づき気筒特性ばらつきを算出するとともに、当該算出結果は、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が排除されているものとして取り扱われる。

具体的には、各気筒のトルク増加量ΔTrq1〜ΔTrq4の平均値Taveを基準値として算出し、トルク増加量ΔTrq1〜ΔTrq4の各々について、平均値Taveとの偏差であるばらつき量（例えば＃１気筒についてのずれ量はΔtrq1−Tave）を算出する。各気筒について算出したばらつき量が、各気筒の特性値として表されることとなる。なお、このばらつき量（特性値）がプラスの場合には、該当する気筒（図９（ｂ）の場合では＃１，＃４気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が良い特性であると判断される。一方、ばらつき量がマイナスの場合には、該当する気筒（図９（ｂ）の場合では＃２，＃３気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が悪い特性であると判断される。

なお、本実施形態の如く各気筒の噴射量を揃えた状態で微小噴射を実施する場合には、ステップＳ２４及びステップＳ２６の処理を省略するようにしてもよい。但しその場合には、図３のステップＳ１２にて設定した噴射指令値に対する実際の噴射量を、図８に示す如く燃圧センサ２０ａの検出圧力に基づき算出し、噴射指令値による指令噴射量と算出した実噴射量との偏差に基づき噴射制御用マップＭのデータを変更して記憶させる学習（以下、噴射量学習と呼ぶ）を行うことが要される。この噴射量学習を行えば、各気筒の噴射量が揃っていることを保証できるからである。

すなわち、当該噴射量学習を実行すれば、インジェクタ２０の個体差や経時劣化等により生じた噴射量の気筒間ばらつき（噴射量ばらつき）は平滑化されることとなる。なお、噴射量学習を行うにあたり、噴射時の各種条件（例えばエンジン回転速度ＮＥ、噴射量Ｑ、インジェクタ２０の番号（＃１〜＃４）、エンジン冷却水温等の環境条件）に対応するマップＭ中のデータ（例えば図４中の符号Ｄ１に示すデータ）を、所望の出力トルク及びエミッション状態となるように、噴射パターン（噴射段数並びにそれら各噴射の噴射時期及び噴射量等）を変更することが望ましい。

続くステップＳ２９では、ステップＳ２８にて算出した気筒特性ばらつきに基づき、図４に示す先述の噴射制御用マップＭに記憶されているデータ（噴射パターン）を変更して記憶させることによる学習を行っている。具体的には、微小噴射を行った時の各種条件（例えばエンジン回転速度ＮＥ、微小噴射量ΔＱ、インジェクタ２０の番号（＃１〜＃４）、エンジン冷却水温等の環境条件）に対応するマップＭ中のデータを、所望の出力トルク及びエミッション状態となるように、噴射パターン（噴射段数並びにそれら各噴射の噴射時期及び噴射量等）を変更する。

図９（ｂ）に示すトルクばらつき（気筒特性ばらつき）の場合には、気筒＃１，＃４は着火性の良い特性であると判断されているので、気筒＃１，＃４に対応するマップＭ中の全てのデータについて、燃焼を抑制するよう変更して学習すればよい。例えば、パイロット噴射又はメイン噴射の噴射開始時期を遅角させるよう変更することが一例として挙げられる。

一方、気筒＃３は着火性の悪い特性であると判断されているので、気筒＃３に対応するマップＭ中の全てのデータについて、燃焼を促進するよう変更して学習すればよい。例えば、パイロット噴射又はメイン噴射の噴射開始時期を進角させるよう変更することが一例として挙げられる。なお、気筒＃２については、平均値Taveに対するばらつき量がゼロであるため、気筒＃２に対応するマップＭについてはステップＳ２８による変更を行わない。

次に、図１０の処理の詳細を説明すると、この一連の処理では、まずステップＳ３０において、学習条件が成立したか否かを判断する。この学習条件は、アクセルペダルが操作されておらず車両走行停止状態で、エンストしない最小限の回転速度でエンジンを運転させるアイドル運転中であること等である。学習条件が成立したと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）にはステップＳ３１に進み、以下に説明するＦＣＣＢ補正を実行する。

次に、図１１を用いてＦＣＣＢ補正について説明する。図１１（ａ）はＦＣＣＢ補正非実行時の各気筒の回転変動を示し、図１１（ｂ）はＦＣＣＢ補正実行時の各気筒の回転変動を示している。なお、図１１（ｂ）中には、便宜上図１１（ａ）に示す回転変動を点線で示している。

図１１の（ａ）に示すように、＃１〜＃４の各気筒ではそれぞれ回転上昇と回転降下とが繰り返し生じており、その回転変動は気筒間で図示の如くばらついている。このとき、各気筒＃１〜＃４の回転変動量はそれぞれΔＮＥ１，ΔＮＥ２，ΔＮＥ３，ΔＮＥ４である。そして、各気筒の燃料噴射量に対してＦＣＣＢ補正が実施されることによって、（ｂ）に示すように回転変動量がほぼ均等に平滑化される。かかる場合実際には、全気筒の回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ４の平均値と気筒ごとの回転変動量との差分が算出され、その差分値に基づいてＦＣＣＢ補正量が算出されるようになっている。

続くステップＳ３２（噴射量検出手段）では、ＦＣＣＢ補正された量の噴射に伴い生じるインレット圧の変動（図８（ｃ）参照）を燃圧センサ２０ａにより検出する。当該検出は、図６のステップＳ２４と同様にして図１０の処理とは別のサブルーチン処理により実行している。

続くステップＳ３３では、ステップＳ３２にて検出したインレット圧の変動に基づき、ＦＣＣＢ補正後の噴射量Ｑ1〜ΔＱ4を気筒毎に算出する。当該算出方法は図６のステップＳ２６と同様であり、例えば、図８（ｃ）に示すインレット圧の変動から図８（ｂ）に示す噴射率の変化を推定し、推定された噴射率変化のうち図８（ｂ）中の斜線に示す部分の面積を噴射量Ｑ1として算出する。これにより、図９（ｃ）に示す如くＦＣＣＢ補正後の噴射量ばらつきが取得できる。

ここで、ＦＣＣＢ補正により回転変動量がほぼ均等に平滑化されているということは、各気筒の出力トルクが揃えられていると言える。したがって、出力トルクが揃えられた状態において生じている噴射量ばらつきは、ＥＧＲ分配ばらつき及び気筒特性ばらつきに起因して生じていると言える。つまり、図９（ｃ）に示す噴射量ばらつきは、ＥＧＲ分配ばらつきの要素と気筒特性ばらつきの要素とを加算したものであると言える。

具体的には、各気筒の噴射量Ｑ1〜Ｑ4の平均値Ｑaveを基準値として算出し、噴射量Ｑ1〜Ｑ4の各々について、平均値Ｑaveとの偏差であるばらつき量（例えば＃１気筒についてのずれ量はＱ1−Ｑave）を算出する。各気筒について算出したばらつき量が、各気筒の（ＥＧＲ分配ばらつき＋気筒特性ばらつき）として表されることとなる。なお、このばらつき量がプラスの場合には、該当する気筒（図９（ｃ）の場合では＃１，＃３気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が悪い特性であると判断される。一方、ばらつき量がマイナスの場合には、該当する気筒（図９（ｂ）の場合では＃４，＃２気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が良い特性であると判断される。

図６のステップＳ２８にて算出した図９（ｂ）に示すトルクばらつき（気筒特性ばらつき）には、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が排除されていることは先述した通りである。これらの点を鑑み、続くステップＳ３４（ＥＧＲ分配ばらつき算出手段）では、ステップＳ３３にて算出した図９（ｃ）に示す噴射量ばらつき（ＥＧＲ分配ばらつき＋気筒特性ばらつき）から、ステップＳ２８にて算出した図９（ｂ）に示す気筒特性ばらつきを差し引くことにより、ＥＧＲ分配ばらつきを算出する。

続くステップＳ３５（噴射形態補正手段、学習手段）では、ステップＳ３４にて算出したＥＧＲ分配ばらつきに基づき、図４に示す先述の噴射制御用マップＭに記憶されているデータ（噴射パターン）を変更して記憶させることによる学習を行っている。具体的には、ＦＣＣＢ補正を行った時の各種条件（例えばエンジン回転速度ＮＥ、噴射量Ｑ、インジェクタ２０の番号（＃１〜＃４）、エンジン冷却水温等の環境条件）に対応するマップＭ中のデータを、所望の出力トルク及びエミッション状態となるように、噴射パターン（噴射段数並びにそれら各噴射の噴射時期及び噴射量等）を変更する。

本実施形態では、算出したＥＧＲ分配ばらつきが平滑化されるようマップＭ中のデータを変更して学習しており、算出したＥＧＲ分配ばらつきに基づきＥＧＲ分配量が多い気筒については、パイロット噴射又はメイン噴射の噴射開始時期を進角させ、ＥＧＲ分配量が少ない気筒については、パイロット噴射又はメイン噴射の噴射開始時期を遅角させるようマップＭ中のデータを補正して学習している。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

（１）瞬時トルクに相当する回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ４を気筒毎に検出し、回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ４が均等に平滑化されるようＦＣＣＢ補正し、ＦＣＣＢ補正後の噴射量Ｑ1〜Ｑ4を気筒毎に検出する（Ｓ３２，Ｓ３３）。そして、検出した噴射量Ｑ1〜Ｑ4のばらつきは、ＦＣＣＢ補正により回転変動量（出力トルク）が揃えられた状態において生じているものであるため、ＥＧＲ分配ばらつきを概略反映していると言える。

よって、図９（ｃ）に示す噴射量Ｑ1〜Ｑ4のばらつきをＥＧＲ分配ばらつきとして算出する（Ｓ３４）ことができ、算出したＥＧＲ分配ばらつきに応じて、噴射制御用マップＭのデータを学習させる（Ｓ３５）ので、内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度よく制御することができる。

（２）しかも、図１０に示すＦＣＣＢ補正の処理とは別に、図６に示す微小噴射の処理により、ＥＧＲ分配ばらつき及び噴射ばらつきの要素が除かれた状態である図９（ｂ）に示す気筒特性ばらつきを算出し（Ｓ２８）、上述の噴射量Ｑ1〜Ｑ4のばらつき（図９（ｃ））から気筒特性ばらつき（図９（ｂ））を差し引くことでＥＧＲ分配ばらつきを算出（補正）するので、ＦＣＣＢ補正後の噴射量Ｑ1〜Ｑ4のばらつきから算出されるＥＧＲ分配ばらつきから、気筒特性ばらつきの要素が排除される。よって、ＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。

（３）図６の微小噴射処理において、微小噴射により出力トルクを増加させ、その時のトルク増加量ΔTrq1〜ΔTrq4及び微小噴射量ΔＱ1〜ΔＱ4を検出する（Ｓ２３，Ｓ２４）。そして、全ての気筒について噴射量が同じになるよう微小噴射を実行（Ｓ２２）しているので、図９（ｂ）に示すトルク増加量ばらつきは、噴射量ばらつきではなく各気筒の特性の違いに起因して生じたものと特定でき、当該トルク増加量ばらつきを気筒特性ばらつきとして算出する（Ｓ２８）。そして、このように算出した気筒特性ばらつき（ばらつき量）に応じて、噴射制御用マップＭのデータを学習させるので、所望の出力トルク及びエミッション状態となるよう精度良く燃料噴射制御を行うことができる。

（４）ＥＧＲ分配ばらつきを概略反映するＦＣＣＢ補正後の噴射量Ｑ1〜Ｑ4を算出するいにあたり、捻りトルクばらつきの影響を受け難いアイドル運転期間中に検出された回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ４（トルク検出値に相当）及び燃圧センサ２０ａ検出圧力（噴射量検出値に相当）に基づき算出する。よって、ステップＳ３４におけるＥＧＲ分配ばらつきの算出結果に、捻りトルクばらつきの成分が含まれる度合いを小さくできるので、ＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。

（５）ステップＳ２１にて微小噴射を行うにあたり、同一の減速期間中に各気筒の微小噴射を連続して行うので、微小噴射時の燃料温度その他の各種条件を、全ての気筒に対して揃えた状態でトルク増加量ばらつき（気筒特性ばらつき）を算出できるので、図９（ｂ）の気筒特性ばらつきを高精度で取得でき、ひいてはＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。

（６）ここで、ステップＳ３４にて算出したＥＧＲ分配ばらつきに応じてＥＧＲバルブ５２ａやスロットルバルブ５１ａの開度設定を変更しようとしても、還流排気量や新気量はインテークマニホールド５１ｍにより各気筒＃１〜＃４に分配されるものであるため、気筒毎の特性に応じた変更（学習）を行うことができない。これに対し本実施形態では、ステップＳ３４にて算出したＥＧＲ分配ばらつきに応じて噴射開始時期を変更して学習するので、気筒毎の特性に応じて気筒毎のマップを変更して学習できる。

（７）ＦＣＣＢ補正後の各気筒の噴射量Ｑ1〜Ｑ4の平均値Ｑave（つまり各気筒のＥＧＲ分配量の平均値）を基準値として算出し、噴射量Ｑ1〜Ｑ4の各々について、平均値Ｑaveとの偏差であるばらつき量を各気筒のＥＧＲ分配ばらつき量として算出する。よって、基準値を適合等により設定することが不要となり、ＥＧＲ分配ばらつきの算出処理負担を軽減できる。

（８）燃圧センサ２０ａを、コモンレール１２に対して噴射孔２０ｆに近い側に配置するので、噴射孔２０ｆからの微小噴射に伴い変動する燃圧変動を精度良く検出することができる。よって、検出した燃圧変動から噴射率の変化を精度良く算出することができ、ひいてはステップＳ２６，Ｓ３３にて算出する実噴射量ΔＱ1〜ΔＱ4，Ｑ1〜Ｑ4を精度良く算出することができる。よって、ＥＧＲ分配ばらつきを高精度で取得できる。。

しかも本実施形態では、燃圧センサ２０ａをインジェクタ２０に取り付けているため、コモンレール１２とインジェクタ２０とを接続する高圧配管１４に燃圧センサ２０ａを取り付ける場合に比べて、燃圧センサ２０ａの取り付け位置が噴射孔２０ｆに近い位置となる。よって、噴射孔２０ｆでの圧力変動が高圧配管１４にて減衰してしまった後の圧力変動を検出する場合に比べて、噴射孔２０ｆでの圧力変動をより的確に検出することができる。

（第２実施形態）
ＥＧＲ分配ばらつきの要素が除かれた状態の気筒特性ばらつきを算出する手法として、上記第１実施形態では、図６に示すように、アイドル運転期間中の微小噴射時に検出されたトルク検出値及び噴射量検出値に基づき上記気筒特性ばらつきを算出する手法を採用している。これに対し本実施形態では、車両の通常走行時に検出されたトルク検出値及び噴射量検出値に基づき、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が除かれた状態の気筒特性ばらつきを算出する手法を採用する。

以下、第１実施形態の図１０に対する変更点を中心に、本実施形態による処理内容を図９（ｄ）及び図１２を用いて具体的に説明する。

図１０のステップＳ３０ではアイドル運転中であることを学習条件としているが、本実施形態では、アイドル運転中に限らず、オーバーラン状態等の異常状態でない通常走行中であれば学習条件成立とする。次に、燃圧センサ２０ａの検出圧力に基づき算出される噴射量（図８（ｂ）の斜線部面積）が各気筒について同じになるよう、噴射量を揃えた状態にする（噴射制御手段）。また、ＥＧＲバルブ５２ａを全閉にしてＥＧＲ量をゼロにした状態にする。

次に、ステップＳ３１にて実行される各気筒＃１〜＃４の回転変動量ΔＮＥ１，ΔＮＥ２，ΔＮＥ３，ΔＮＥ４の検出処理と同様にして、図１２中の実線に示す如く各気筒＃１〜＃４の回転速度ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３，ＮＥ４を検出する処理を実行する。これらの回転速度ＮＥ１〜ＮＥ４は、上述の如く噴射量が揃えられるとともにＥＧＲ量がゼロの状態の時に検出されたものである。したがって、このような噴射量及びＥＧＲの状態は、回転速度ＮＥ１〜ＮＥ４の検出期間中だけ実行すればよい。なお、これらの回転速度ＮＥ１〜ＮＥ４のばらつきに応じたＦＣＣＢ補正はここでは実行しない。

第１実施形態に係る図１０のステップＳ３２〜Ｓ３４の処理は、本実施形態では以下の如く変更している。先ず、上述の如く検出した回転速度ＮＥ１〜ＮＥ４を微分演算する。図１２中の点線NEtrq1，NEtrq2，NEtrq3，NEtrq4は微分演算の結果を示しており、それらの微分値は、気筒毎の瞬時トルクに相当する。

次に、瞬時トルク相当値NEtrq1〜NEtrq4を気筒毎に積分演算する。積分範囲は、各気筒の燃焼行程に対応するクランク角度（１８０℃Ａ）であり、このクランク角度に同期して演算することが望ましい。図１２中の斜線を付した部分の面積は、＃１気筒の瞬時トルク相当値NEtrq1の積分演算の結果を示しており、これらの積分値は気筒毎の仕事量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４に相当する。図９（ｄ）は、これらの仕事量Ｗ１〜Ｗ４のばらつきを示す。

ここで、噴射量が揃えられた状態において生じている仕事量Ｗ１〜Ｗ４のばらつきは、ＦＣＣＢ補正により回転変動量がほぼ均等に平滑化されているということは、ＥＧＲ分配ばらつき及び気筒特性ばらつきに起因して生じていると言える。つまり、図９（ｄ）に示す仕事量Ｗ１〜Ｗ４のばらつきは、ＥＧＲ分配ばらつきの要素と気筒特性ばらつきの要素とを加算したものであると言える。

図６のステップＳ２８にて算出した図９（ｂ）に示すトルクばらつき（気筒特性ばらつき）には、ＥＧＲ分配ばらつきの要素が排除されていることは先述した通りである。これらの点を鑑み、図９（ｄ）に示す仕事量Ｗ１〜Ｗ４のばらつき（ＥＧＲ分配ばらつき＋気筒特性ばらつき）から、ステップＳ２８にて算出した図９（ｂ）に示す気筒特性ばらつきを差し引くことにより、ＥＧＲ分配ばらつきを算出する。

次に、図１０のステップＳ３５と同様にして、上述の如く算出したＥＧＲ分配ばらつきに基づき、図４に示す先述の噴射制御用マップＭに記憶されているデータ（噴射パターン）を変更して記憶させることによる学習を行う。

本実施形態では、各気筒の仕事量Ｗ１〜Ｗ４の平均値Ｗaveを基準値として算出し、仕事量Ｗ１〜Ｗ４の各々について、平均値Ｗaveとの偏差であるばらつき量（例えば＃１気筒についてのずれ量はＷ1−Ｗave）を算出する。各気筒について算出したばらつき量が、各気筒の（ＥＧＲ分配ばらつき＋気筒特性ばらつき）として表されることとなる。なお、このばらつき量がプラスの場合には、該当する気筒（図９（ｄ）の場合では＃４，＃２気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が良い特性であると判断される。一方、ばらつき量がマイナスの場合には、該当する気筒（図９（ｂ）の場合では＃１，＃３気筒）の特性は、基準特性に比べて着火性が悪い特性であると判断される。

ここで、上記第１実施形態では、捻りトルクばらつきの影響を受け難いアイドル運転期間中に検出された回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ４（トルク検出値に相当）及び燃圧センサ２０ａ検出圧力（噴射量検出値に相当）に基づきＥＧＲ分配ばらつきを算出している。これに対し、本実施形態では、通常走行中に検出された回転速度ＮＥ１〜ＮＥ４（トルク検出値に相当）及び燃圧センサ２０ａ検出圧力（噴射量検出値に相当）に基づきＥＧＲ分配ばらつきを算出しているため、捻りトルクばらつきの影響を受けることが懸念される。

そこで本実施形態では、各気筒に生じる捻りトルク値に相当する値（ノミナル値）を予めマップ上に記憶させておき、各仕事量Ｗ１〜Ｗ４からノミナル値を差し引くよう補正を行っている。これによれば、算出したＥＧＲ分配ばらつきに捻りトルクばらつきの要素が含まれてしまうことを抑制できる。なお、上記ノミナル値を気筒毎にマップにて記憶させるにあたり、回転速度及び噴射量の領域毎に区別して記憶させることが望ましい。

以上により、本実施形態においても、上記第１実施形態にて発揮される各種効果と同様の効果が発揮される。また、上記第１実施形態では、ステップＳ３４におけるＥＧＲ分配ばらつきの算出結果は、アイドル運転である低速の回転速度に対してしか得られず、マップＭのうちアイドル運転の回転速度領域しか補正（学習）させることができない。これに対し本実施形態によれば、アイドル運転時に限られることなく、通常走行時、つまりエンジン回転速度の広範囲に亘って対応するＥＧＲ分配ばらつきを算出することができる。よって、広範囲の領域についてマップＭを補正（学習）させることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。また、本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的制御内容をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記実施形態では、図６のステップＳ２２による微小噴射制御を無噴射走行時に実行している。つまり、ステップＳ２０において無噴射走行であることを学習条件として設定している。これに対し、当該無噴射走行であるとの条件を廃止して、噴射走行中にステップＳ２２による微小噴射制御を実行してもよい。

この場合、運転者によるアクセル操作量及びエンジン回転速度ＮＥ等に基づき算出された噴射量に、前記アクセル操作量とは無関係に予め設定された微小量を加算し、このように微小量だけ増量させた燃料をステップＳ２２にて噴射する。そして、ステップＳ２３では、増量前の噴射量に対するエンジン回転速度から、増量後にどれだけエンジン回転速度が上昇したかを検出し、この上昇量を微小噴射に伴う回転上昇量Δω（図７（ｂ）参照）とみなして、ステップＳ２４以降の処理を実行すればよい。

・上記実施形態では、ＥＧＲ分配ばらつきに応じて噴射開始時期を変更して学習しているが、噴射開始時期の変更に限らず、例えば、噴射量、多段噴射の場合の噴射段数等の噴射形態を変更して学習するようにしてもよい。

・上記実施形態では、図６の処理にて算出した気筒特性ばらつきをそのまま用いて図４のマップＭのデータを変更させているが、エンジン回転速度ＮＥ等の条件を同じにした条件にて複数回微小噴射を実行するとともに、各々の微小噴射について算出した気筒特性ばらつきの値を積分平均し、その積分平均により得られた気筒特性ばらつきを用いて図４のマップＭのデータを変更させるようにしてもよい。これによれば、各気筒について１回の燃料噴射により得られた気筒特性ばらつきの算出結果をそのまま用いてマップＭのデータ変更を行う場合に比べて、ステップＳ２２におけるトルク増加量検出及びステップＳ２３における噴射量検出にかかる検出誤差の影響を少なくできるので、検出誤差による影響の少ないマップＭにできる。

同様にして、ステップＳ３１〜Ｓ３４によるＥＧＲ分配ばらつきの一連の算出処理を複数回行い、その平均により得られたＥＧＲ分配ばらつきを用いて図４のマップＭのデータを変更させるようにしてもよい。これによっても、検出誤差の影響を少なくできるので、検出誤差による影響の少ないマップＭにできる。

・上記実施形態では、ステップＳ２１による微小噴射を行うにあたり、各気筒の微小噴射量を揃えることにより、噴射量ばらつきをゼロとした状態でトルク増加量ばらつきに基づき気筒特性ばらつきを算出している。これに対し、このように微小噴射量を揃えることなく図６の処理を実行してもよい。この場合には、図９（ａ）に反して各気筒の噴射量ΔＱ1〜ΔＱ4の値がばらつくことになるが、このような噴射量ばらつき及び図９（ｂ）に示すトルク増加量ばらつきに基づき、気筒特性ばらつきを算出することができる。

例えば、噴射量ΔＱ1に対するトルク増加量ΔTrq1の割合を気筒特性値として気筒毎に算出し、算出した気筒特性値の気筒間ばらつきを気筒特性ばらつきとして算出すればよい。或いは、噴射量ΔＱ1から換算されるトルク増加量を算出し、当該換算によるトルク増加量とステップＳ２４にて算出されたトルク増加量ΔTrq1との偏差を気筒特性値として気筒毎に算出し、算出した気筒特性値の気筒間ばらつきを気筒特性ばらつきとして算出すればよい。

・燃圧センサ２０ａをインジェクタ２０に取り付けるにあたり、上記実施形態では、インジェクタ２０の燃料流入口２２に燃圧センサ２０ａを取り付けているが、図２中の一点鎖線２００ａに示すようにハウジング２０ｅの内部に圧力センサ２００ａを組み付けて、燃料流入口２２から噴射孔２０ｆに至るまでの内部燃料通路２５の燃料圧力を検出するように構成してもよい。

そして、上述の如く燃料流入口２２に取り付ける場合には、ハウジング２０ｅの内部に取り付ける場合に比べて燃圧センサ２０ａの取付構造を簡素にできる。一方、ハウジング２０ｅの内部に取り付ける場合には、燃料流入口２２に取り付ける場合に比べて燃圧センサ２０ａの取り付け位置が噴射孔２０ｆに近い位置となるので、噴射孔２０ｆでの圧力変動をより的確に検出することができる。

・高圧配管１４に燃圧センサ２０ａを取り付けるようにしてもよい。この場合、コモンレール１２から一定距離だけ離間した位置に燃圧センサ２０ａを取り付けることが望ましい。

・コモンレール１２と高圧配管１４との間に、コモンレール１２から高圧配管１４に流れる燃料の流量を制限する流量制限手段を備えてもよい。この流量制限手段は、高圧配管１４やインジェクタ２０等の損傷による燃料漏れにより過剰な燃料流出が発生した時に、流路を閉塞するよう機能するものであり、例えば過剰流量時に流路を閉塞するように作動するボール等の弁体により構成することが具体例として挙げられる。なお、オリフィス１２ａ（燃料脈動軽減手段）と流量制限手段とを一体に構成したフローダンパを採用してもよい。

・また、燃圧センサ２０ａをオリフィス及び流量制限手段の燃料流れ下流側に配置する構成の他に、オリフィス及び流量制限手段の少なくとも一方に対して下流側に配置するよう構成してもよい。

・燃圧センサ２０ａの数は任意であり、例えば１つのシリンダの燃料流通経路に対して２つ以上のセンサを設けるようにしてもよい。また、上記実施形態で説明した燃圧センサ２０ａに加えて、さらにコモンレール１２内の圧力を測定するレール圧センサを備える構成としてもよい。

・図２に例示した電磁駆動式のインジェクタ２０に替えて、ピエゾ駆動式のインジェクタを用いるようにしてもよい。また、リーク孔２４等からの圧力リークを伴わない燃料噴射弁、例えば駆動動力の伝達に油圧室Ｃｄを介さない直動式のインジェクタ（例えば近年開発されつつある直動式ピエゾインジェクタ）等を用いることもできる。そして、直動式のインジェクタを用いた場合には、噴射率の制御が容易となる。

・制御対象とするエンジンの種類やシステム構成も、用途等に応じて適宜に変更可能である。例えば、上記実施形態ではディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について言及したが、例えば火花点火式のガソリンエンジン（特に直噴エンジン）等についても、基本的には同様に本発明を適用することができる。直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムでは、燃料（ガソリン）を高圧状態で蓄えるデリバリパイプを備えており、このデリバリパイプに対して燃料ポンプから燃料が圧送されるとともに、同デリバリパイプ内の高圧燃料が複数のインジェクタ２０に分配され、エンジン燃焼室内に噴射供給される。なお、かかるシステムでは、デリバリパイプが蓄圧容器に相当する。また、本発明に係る装置及びシステムは、シリンダ内に燃料を直接的に噴射する燃料噴射弁に限らず、エンジンの吸気通路又は排気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁についても適用できる。

本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ分配ばらつき検出装置。が適用された、燃料系システムの概略を示す構成図。 図１の燃料噴射弁の内部構造を模式的に示す内部側面図。 図１のシステムに係る燃料噴射制御処理の基本的な手順を示すフローチャート。 図３の処理に用いる噴射制御用マップを示す図。 吸排気系システムの概略を示す構成図。 図４のマップを学習させるための処理手順を示すフローチャート。 図６の処理による微小噴射を実行した時の回転速度及び出力トルクの変化を示すタイミングチャート。 図６の処理による微小噴射を実行した時の、圧力センサの検出値及び噴射率の変化を示すタイミングチャート。 （ａ）は、図６の処理により得られた噴射量ばらつきを示し、（ｂ）は図６の処理により得られたトルク増加量ばらつき（気筒間ばらつき）を示す図。 図４のマップを学習させるための処理手順を示すフローチャート。 図１０のＦＣＣＢ補正に関し、気筒間の回転変動の様子を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に関し、気筒間の回転速度、瞬時トルク相当量、仕事量の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１２…コモンレール（蓄圧容器）、２０…インジェクタ（燃料噴射弁）、２０ａ，２００ａ…燃圧センサ（噴射量検出手段）、２０ｆ…噴射孔、４２…クランク角センサ（トルク検出手段）、Ｓ２２…微小噴射制御手段、Ｓ２８…気筒特性ばらつき算出手段、Ｓ３１…トルク検出手段、Ｓ３２…噴射量検出手段、Ｓ３４…ＥＧＲ分配ばらつき算出手段、ＥＧＲ分配ばらつき補正手段、Ｓ３５…噴射形態補正手段、学習手段。

Claims (14)

1. 複数気筒を有し、燃料噴射弁を気筒毎に備えるとともに、排気系から吸気系に還流される還流排気を各気筒に分配するよう構成された多気筒内燃機関に適用され、
   前記燃料噴射弁から噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルク又はその瞬時トルクに関連する物理量を、気筒毎に検出するトルク検出手段と、
   前記噴射された燃料の実際の噴射量又はその噴射量に関連する物理量を、気筒毎に検出する噴射量検出手段と、
   前記トルク検出手段によるトルク検出値の気筒間ばらつき、及び前記噴射量検出手段による噴射量検出値の気筒間ばらつきに基づき、前記還流排気の各気筒への分配ばらつきであるＥＧＲ分配ばらつきを算出するＥＧＲ分配ばらつき算出手段と、
   を備えることを特徴とするＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
2. 前記噴射量検出値が全ての気筒について同じになるよう各気筒に同量の燃料を順次噴射させる噴射制御手段を備え、
   前記トルク検出手段は、前記噴射制御手段により噴射された燃料の燃焼に伴い生じる瞬時トルク又はその瞬時トルクに関連する物理量を気筒毎に検出し、
   前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記噴射量検出値の気筒間ばらつきをゼロとして、前記ＥＧＲ分配ばらつきを算出することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
3. 前記内燃機関には、前記環流排気の量を調整するＥＧＲバルブが備えられており、
   前記内燃機関の運転者による運転操作とは無関係に微小量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる微小噴射を、前記ＥＧＲバルブを全閉にした状態で気筒毎に順次行う微小噴射制御手段と、
   前記微小噴射についての実際の噴射量又はその噴射量に関連する物理量の気筒間ばらつき、及び前記微小噴射に伴い生じた出力トルクの増加量又はその増加量に関連する物理量の気筒間ばらつきに基づき、気筒特性の気筒間ばらつきである気筒特性ばらつきを算出する気筒特性ばらつき算出手段と、
   前記ＥＧＲ分配ばらつきから前記気筒特性ばらつきを差し引くよう、前記ＥＧＲ分配ばらつきを補正するＥＧＲ分配ばらつき補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
4. 前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記内燃機関が搭載された車両のアイドル運転期間中に検出された前記トルク検出値及び前記噴射量検出値に基づき、前記ＥＧＲ分配ばらつき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ＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
5. 前記ＥＧＲ分配ばらつき算出手段は、前記内燃機関が搭載された車両の通常走行時に検出された前記トルク検出値及び前記噴射量検出値に基づき、前記ＥＧＲ分配ばらつきを算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
6. 前記ＥＧＲ分配ばらつきを、前記内燃機関の運転状態との関係を定めるマップに記憶させる学習手段を備え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ＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
7. 前記ＥＧＲ分配ばらつきに応じて、各気筒の前記燃料噴射弁からの噴射形態を補正する噴射形態補正手段を備え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ＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
8. 前記噴射形態補正手段は、前記ＥＧＲ分配ばらつきに基づきＥＧＲ分配量が多いと算出された気筒については噴射開始時期を進角させ、ＥＧＲ分配量が少ないと算出された気筒については噴射開始時期を遅角させるよう前記噴射形態を補正する請求項７に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
9. 前記内燃機関は、燃料を蓄圧する蓄圧容器から複数の前記燃料噴射弁へ燃料を分配供給するよう構成されており、
   前記噴射量検出手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を前記物理量として検出する燃圧センサであるとともに、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射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射孔に近い側に配置されてい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ＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
10. 前記燃圧センサは前記燃料噴射弁に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
11. 前記燃圧センサは前記燃料噴射弁の燃料流入口に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
12. 前記燃圧センサは、前記燃料噴射弁の内部に取り付けられ、前記燃料噴射弁の燃料流入口から前記噴射孔に至るまでの内部燃料通路の燃料圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
13. 前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の燃料流入口までの燃料通路には、コモンレール内の燃料の圧力脈動を減衰させるオリフィスが備えられており、
    前記燃圧センサは前記オリフィスの燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。
14. 前記トルク検出手段は、前記内燃機関の出力軸の回転速度を前記物理量として検出する回転速度センサであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のＥＧＲ分配ばらつき検出装置。

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