JP2019065721A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁による噴射終了時期を適正に求める。【解決手段】燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄圧保持するコモンレール１１と、コモンレール１１に対して燃料を圧送する燃料ポンプ１２と、コモンレール１１内に蓄圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、コモンレール１１から燃料噴射弁３０の噴孔３５までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ４０と、を備えている。ＥＣＵ５０は、燃圧センサ４０により検出された燃圧を取得する燃圧取得部と、燃圧取得部により取得された燃圧を微分し燃圧微分値として算出する微分値算出部と、燃圧微分値に基づいて、燃料噴射弁３０による燃料噴射が終了された噴射終了時期を算出する終了時期算出部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄圧容器に蓄えられた高圧燃料を用いて燃料噴射を行う燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置に関するものである。

コモンレール（蓄圧容器）から燃料噴射弁に燃料が供給される燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁から燃料が噴射されると、噴射率の変化に応じて燃料噴射弁内部の燃圧（燃料圧力）が変化する。そこで、各燃料噴射弁に搭載された燃圧センサにより、燃料噴射時における燃圧の変動波形を検出して、検出した変動波形に基づき噴射率変化を示す波形を推定することが行われている。

また、例えば特許文献１には、時系列データである燃圧について燃圧微分値の移動平均を算出し、その移動平均により特定された燃圧の波形形状に基づいて燃圧特性を解析する技術が記載されている。具体的には、移動平均の最大値及び最小値を検出し、それらの前後のデータから最小二乗法により近似直線を算出し、近似直線と基準となる直線との交点を噴射開始時期及び噴射終了時期として決定することが記載されている。

特開２０１７−５３３０９号公報

ところで、本発明者らによれば、燃料噴射弁による燃料噴射が行われる際には噴射開始に伴い水撃破（圧力波）が生じること、さらにその水撃破に起因して噴射終了時期の検出に影響が及ぶことが確認されている。この場合、特許文献１に記載の技術では、噴射終了時期が誤検出されることが懸念される。

特にコモンレールにおいては、製造公差に依存してその水撃波の影響に差異が生じることが考えられる。すなわち、コモンレール内の蓄圧室には、燃料噴射弁ごとにオリフィスを介して配管通路が接続されているが、そのオリフィス径は製造公差によるばらつきを有する。そして、そのオリフィス径のばらつきにより、水撃波による燃圧変化の影響に差異が生じ、それに起因して、噴射終了時期が誤検出されるおそれが生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、燃料噴射弁による噴射終了時期を適正に求めることができる燃料噴射制御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説明する。

本手段の燃料噴射制御装置は、
高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、前記蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置であって、
前記燃圧センサにより検出された燃圧を取得する燃圧取得部と、
前記燃圧取得部により取得された燃圧を微分し燃圧微分値として算出する微分値算出部と、
前記燃圧微分値に基づいて、前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了された噴射終了時期を算出する終了時期算出部と、
を備える。

燃料噴射弁による燃料噴射に際しては、噴射開始に伴い燃圧が下降し、噴射終了に伴い燃圧が上昇する。このとき、噴射開始時には燃料通路内に水撃破（圧力波）が生じ、その水撃破により燃圧レベルに影響が及ぶため、例えば燃圧の時系列データに基づいて噴射終了時期を算出する場合にばらつきが生じる。また、蓄圧容器のオリフィス径のばらつきに起因する影響も生じうる。

この点、上記構成では、燃圧センサにより検出された燃圧を微分し燃圧微分値として算出し、その燃圧微分値に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射が終了された噴射終了時期を算出するようにした。この場合、燃料噴射弁の噴射終了時には、噴射口からの燃料流出が止まることで燃圧波形の傾きが変化するため、その傾きの変化を燃圧微分値により把握することが可能となる。ここで、燃圧微分値は、燃圧波形の傾きの変化に依存するが、燃圧の大きさに依存するものではないため、仮に噴射開始時に水撃破が生じても、又は蓄圧容器のオリフィス径にばらつきが生じていても、噴射終了時期を適正に求めることができる。

燃料噴射システムの概略を示す図。 コモンレールの内部構造を示す断面図。 燃料噴射弁による噴射実施時の燃圧挙動等を示すタイムチャート。 極大値検出期間ＴＡと微分極大値ｄＰ＿ｍａｘと閾値ｄＰ＿ｔｈとを示すタイムチャート。 燃圧微分値を算出する処理手順を示すフローチャート。 噴射終了時期を算出する処理手順を示すフローチャート。 燃圧微分値の負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示す図。 燃圧と燃温と圧力伝播時間との関係を示す図。 燃料噴射弁による噴射実施時の燃圧挙動等を示すタイムチャート。 （ａ）は、噴射開始時燃圧Ｐ１と閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示す図、（ｂ）は、燃圧下降量ΔＰｆと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示す図、（ｃ）は、下降時間Ｔｐｆと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示す図。 噴射終了時期を算出する処理手順を示すフローチャート。

以下、燃料噴射制御装置を車両に搭載した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置が適用される燃料噴射システムの構成を示す。本燃料噴射システムは、４気筒のディーゼルエンジン（多気筒内燃機関）に適用されることを想定している。本燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄圧保持するコモンレール１１（蓄圧容器）と、コモンレール１１に対して燃料を圧送する燃料ポンプ１２と、エンジンの各気筒＃１〜＃４に設けられた燃料噴射弁３０と、コモンレール１１から各燃料噴射弁３０の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ逐次検出する燃圧センサ４０と、を備えている。

燃料タンク１３は、エンジンの各気筒＃１〜＃４に供給される燃料（軽油）を溜めておくための燃料容器である。燃料タンク１３内の燃料は、エンジンのクランク軸に連動して駆動される燃料ポンプ１２によりコモンレール１１に圧送されて蓄圧保持される。コモンレール１１内の圧力が、各気筒の燃料噴射弁３０に供給される燃料の供給圧となる。コモンレール１１内に蓄圧された燃料は、高圧配管１４（燃料通路）を通して各気筒の燃料噴射弁３０に分配されて供給される。各気筒の燃料噴射弁３０は、エンジンの所定の燃焼順序で燃料を噴射する。

図２には、コモンレール１１の内部構造を示している。コモンレール１１は、筒状の本体部２１と、その本体部２１から突出するように設けられた複数の配管接続部２２とを有しており、本体部２１には蓄圧室２３が形成され、配管接続部２２には蓄圧室２３に連通する連通孔２４が形成されている。また、コモンレール１１の出口通路部、すなわち蓄圧室２３と連通孔２４との間にはオリフィス２５が設けられている。各配管接続部２２には、気筒ごとの高圧配管１４がそれぞれ接続されている。蓄圧室２３内の高圧燃料は、オリフィス２５及び連通孔２４を介して各高圧配管１４に流れ込み、さらに燃料噴射弁３０に供給される。

次に、燃料噴射弁３０の構成について説明する。燃料噴射弁３０はいずれの気筒のものも同様の構成を有しており、本実施形態では特に圧力センサ一体型の構成を有するものとなっている。

燃料噴射弁３０は、ボディ３１と、ニードル弁３２と、電磁コイルやピエゾ素子等からなるアクチュエータ３３とを備えて構成されている。ボディ３１は、互いに連結された第１部分３１ａと第２部分３１ｂとを有している。ボディ３１には、高圧燃料が導入される高圧通路３４と、高圧燃料を噴射する噴射口である噴孔３５と、高圧燃料を低圧側に流出させる低圧通路３６とが形成されている。コモンレール１１から供給された燃料は、高圧通路３４を通って噴孔３５から噴射される。ニードル弁３２は、ボディ内部にて摺動し噴孔３５を開閉する。

また、ボディ３１には、高圧通路３４から分岐するようにして背圧室３７が形成されている。背圧室３７には高圧燃料が導入され、その背圧室３７においてニードル弁３２に背圧が付与される。高圧通路３４及び背圧室３７を含む高圧部分と低圧通路３６との間には制御弁３８が設けられており、高圧側と低圧側との連通状態は制御弁３８により切り替えられるようになっている。

具体的には、アクチュエータ３３の非通電時には、制御弁３８により高圧側と低圧側とが互いに遮断された状態で保持されている。この状態では、ニードル弁３２が閉弁位置（すなわちニードル弁３２の先端部がシート部に着座する位置）に保持され、噴孔３５からの燃料噴射が停止されている。そして、アクチュエータ３３が通電されると、制御弁３８が燃料噴射弁３０の先端側に押し込まれて高圧側と低圧側とが互いに連通される。これにより、背圧室３７内の燃料圧力が下降し、ニードル弁３２が開弁位置（すなわちニードル弁３２の先端部がシート部から離れる位置）に移動し、噴孔３５から燃料が噴射される。その後、アクチュエータ３３の通電が停止されると、再び制御弁３８により高圧側と低圧側とが遮断され、背圧室３７内の圧力上昇に伴いニードル弁３２が閉弁位置に復帰する。

各燃料噴射弁３０にはそれぞれ燃圧センサ４０が搭載されている。燃圧センサ４０は、起歪体としてのステム４１と、圧力センサ素子４２と、通信回路４３とを備えている。ステム４１は、ボディ３１に取り付けられており、ダイヤフラム部４１ａを有している。ダイヤフラム部４１ａは、高圧通路３４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４２は、ダイヤフラム部４１ａに取り付けられており、ダイヤフラム部４１ａの弾性変形量に応じた圧力信号を出力する。そして、圧力センサ素子４２から出力される圧力信号が通信回路４３によりＥＣＵ５０へ送信される。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスライン等からなるマイクロコンピュータ（電子制御装置）により構成されている。ＲＡＭはデータメモリ、ＲＯＭはプログラムメモリである。ＥＣＵ５０は、車両のアクセル操作量、エンジン負荷、エンジン回転速度等に基づいて、目標噴射状態（噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を算出するとともに、その目標噴射状態に基づいて燃料噴射制御を実施する。

具体的には、ＥＣＵ５０は、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が規定された噴射状態マップを用い、都度のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて目標噴射状態を算出する。また、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ４０により検出された燃圧Ｐｆの時系列データに基づいて実際の噴射状態を算出する。そして、目標噴射状態と実噴射状態とに基づいて、噴射指令信号を設定する。このとき、例えば噴射状態を表す噴射終了時期について言えば、実際の噴射終了時期が目標の噴射終了時期に一致するようにフィードバック制御を実施する。そして、上記のとおり設定された噴射指令信号により燃料噴射弁３０が開弁駆動される。

次に、図３を用い、燃料噴射弁３０による噴射実施時の燃圧挙動等を説明する。図３には、噴射指令信号のオンオフと、それに伴い変化する噴射率、燃圧、燃圧微分値とを示している。なお、図３では、燃圧の挙動として、燃圧センサ４０による検出燃圧を示しており、その検出燃圧は、噴射率の変化（燃料噴射弁３０の噴射開始及び噴射終了）に対して圧力の伝播遅れを伴うものとなっている。

図３において、タイミングｔ１では、噴射指令信号がオンされる。これにより、燃料噴射弁３０に対する通電が開始され、それに伴うニードル弁３２の移動により燃料噴射が開始される。タイミングｔ２では、燃料噴射の開始に伴い噴射率が上昇し始める。その後、圧力伝播の遅れ時間が経過したタイミングｔ３では、燃圧が下降し始め、図示のような燃圧波形にて燃圧が変化する。このとき、燃圧は、噴射率の上昇に伴い一旦下降して最小値に達した後、略一定の値（平衡値）となる。

その後、タイミングｔ４で噴射指令信号がオフされると、それに伴いニードル弁３２が閉弁位置に戻ることで噴射率が下降し、タイミングｔ５では、燃料噴射弁３０の燃料噴射が停止されることで噴射率がゼロになる。また、噴射率の下降に伴い燃圧が上昇し、燃料噴射前の燃圧よりも高圧側の最大値まで上昇した後、再び下降する。

ここで、燃圧波形に基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出することが考えられる。この場合、既存技術として、燃圧の時系列データを取得し、噴射指令信号のオフ後において燃圧が所定の基準燃圧まで復帰した時点を噴射終了時期Ｔｅｎｄとする技術が知られている。

しかしながら、燃料噴射の開始時には、高圧通路３４内において水撃破（圧力波）が生じ、その水撃破により燃圧レベルに影響が及ぶ。そのため、燃圧の時系列データに基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する場合において、その噴射終了時期Ｔｅｎｄにばらつきが生じることが考えられる。また、コモンレール１１の各配管接続部２２に設けられたオリフィス２５においては、製造ばらつき等によりオリフィス径が個々にばらつくことが考えられる。そのため、オリフィス径のばらつきに起因して、やはり噴射終了時期Ｔｅｎｄの算出精度が低下することが考えられる。

そこで本実施形態では、燃圧センサ４０により検出された燃圧Ｐｆを微分して燃圧微分値ｄＰとして算出し、その燃圧微分値ｄＰに基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出するようにしている。この場合、燃料噴射弁３０の噴射終了時には、噴孔３５からの燃料流出が止まることで燃圧波形の傾きが変化するため、その傾きの変化を燃圧微分値ｄＰにより把握することが可能となる。ゆえに、噴射終了時期Ｔｅｎｄを適正に求めることが可能となる。本実施形態では、ＥＣＵ５０が燃圧取得部、微分値算出部、終了時期算出部に相当する。

図３で説明すると、噴射指令信号のオンオフに応じて燃圧Ｐｆが変化する際に、その微分値である燃圧微分値ｄＰが逐次算出される。そして、燃圧微分値ｄＰが極大値（微分極大値ｄＰ＿ｍａｘ）になるタイミングｔ６に基づいて、噴射終了時期Ｔｅｎｄが算出される。なお、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが生じるタイミングｔ６に対して、噴孔３５から燃圧センサ４０までの圧力伝播に要する時間を減算して噴射終了時期Ｔｅｎｄが算出されるとよい。ここで、燃圧微分値ｄＰは、燃圧波形の傾きの変化に依存するが、燃圧Ｐｆの大きさに依存するものではないため、仮に噴射開始時に水撃破が生じても、又はコモンレール１１のオリフィス径にばらつきが生じていても、噴射終了時期Ｔｅｎｄを適正に求めることが可能となっている。

また、噴射指令信号のオフ後には燃圧Ｐｆが上昇変化するが、その燃圧Ｐｆは、一旦極大値に到達した後、増減を繰り返すことが考えられる。つまり、燃圧Ｐｆが増減を繰り返すことにより、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが複数現れることになる。この場合、複数の極大値のなかから、噴射終了時期Ｔｅｎｄに対応するものを正しく把握する必要がある。なお、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘは、噴射指令信号のオフ後における１回目の振幅で最も大きくなり、その後、次第に減衰する。

そこで本実施形態では、噴射指令信号のオフ後において、燃圧Ｐｆが、噴射指令信号のオン時における噴射開始時燃圧Ｐ１に到達するまでの期間を、極大値検出期間ＴＡとして定めておき、その極大値検出期間ＴＡ内に現れる微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成としている。またこれに加えて、噴射指令信号のオフ後において、燃圧微分値ｄＰが所定の閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいことを条件に、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成としている。

図４のタイムチャートには、極大値検出期間ＴＡと微分極大値ｄＰ＿ｍａｘと閾値ｄＰ＿ｔｈとを示している。極大値検出期間ＴＡは、噴射指令信号のオン時から燃圧Ｐｆが噴射開始時燃圧Ｐ１に到達するまでの期間として定められており、その期間内において微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが検出される。また、燃圧微分値ｄＰが所定の閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいことを条件に微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが検出される。そして、その微分極大値ｄＰ＿ｍａｘにより噴射終了時期Ｔｅｎｄが算出される。

なお、極大値検出期間ＴＡは、噴射指令信号のオフ時から燃圧Ｐｆが噴射開始時燃圧Ｐ１に到達するまでの期間であってもよい。また、広義には、噴射指令信号のオフ後に遅くとも燃圧Ｐｆが極大値に到達するまでの期間を極大値検出期間ＴＡとするものであればよい。

次に、ＥＣＵ５０により実施される演算処理を図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。図５は、燃圧微分値ｄＰを算出する処理手順を示すフローチャート、図６は、燃圧微分値ｄＰに基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する処理手順を示すフローチャートであり、これら処理は、ＥＣＵ５０により所定周期で繰り返し実施される。

図５において、ステップＳ１１では、燃圧センサ４０により検出された燃圧Ｐｆを取得する。続くステップＳ１２では、燃圧微分値ｄＰを算出する。このとき、例えば燃圧Ｐｆの今回値から前回値を減算することにより、燃圧微分値ｄＰを算出する。

また、図６において、ステップＳ２０１では、噴射指令信号がオンであるか否かを判定し、ステップＳ２０２では、極大値検出期間ＴＡ（図４参照）内であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２０１，Ｓ２０２のいずれかが肯定されることにより、後続のステップＳ２０３に進む。なお、噴射指令信号がオンされた当初においてはステップＳ２０１が肯定される。ステップＳ２０３では、噴射指令信号がオンになった時の燃圧を噴射開始時燃圧Ｐ１として取得する。その後、ステップＳ２０４では、今現在が、燃料噴射の開始後において噴射率の上昇に応じて燃圧が下降する燃圧下降時であるか否かを判定する。このとき、燃圧微分値ｄＰが負の値（＜０）であることに基づいて、燃圧下降時であることが判定される。そして、燃圧下降時であればステップＳ２０５に進み、燃圧下降時でなければステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０５では、燃圧微分値ｄＰの負側の最大値である負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇの検出を実施する。このとき、燃圧微分値ｄＰの前回値と今回値とを比較し、今回値の方が大きくなる場合（負値として小さくなる場合）に、その前回値を負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇとする。なお、負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇは図４に示されている。

続くステップＳ２０６では、閾値ｄＰ＿ｔｈを設定する。閾値ｄＰ＿ｔｈは、燃料噴射の終了後において燃圧Ｐｆが上昇変化する際の微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する条件となる燃圧閾値であり、例えば図７の関係に基づいて設定される。図７では、燃圧下降時における負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係が定められており、負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇが大きいほど（すなわち燃料噴射開始後における燃圧Ｐｆの下降変化の傾きが大きいほど）、閾値ｄＰ＿ｔｈが大きい値として設定されるようになっている。

また、燃圧下降時でない場合（すなわち燃圧下降後）において、ステップＳ２０７では、燃圧微分値ｄＰが閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいか否かを判定する。そして、ｄＰ＞ｄＰ＿ｔｈであれば、ステップＳ２０８に進み、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが生じるタイミングである極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘを算出する。このとき、燃圧微分値ｄＰの前回値と今回値とを逐次比較することにより微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検索するとよい。

なお、ｄＰ＞ｄＰ＿ｔｈとなる時間に対し、単純平均又は加重平均を計算し、その結果に基づいて、極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘを算出するようにしてもよい。加重平均の計算結果により極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘを算出する場合に、重みとして、ｄＰ＞ｄＰ＿ｔｈとなる期間内の燃圧微分値ｄＰ、又は燃圧Ｐｆを用いることが可能である。

その後、ステップＳ２０９では、極大値検出期間ＴＡの終了タイミングになったか否かを判定する。このとき、燃圧Ｐｆが噴射開始時燃圧Ｐ１まで上昇した場合に、極大値検出期間ＴＡの終了タイミングになった旨が判定され、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、圧力伝播時間Ｔｄｌｙを算出する。圧力伝播時間Ｔｄｌｙは、燃料噴射弁３０の噴孔３５から燃圧センサ４０までの圧力伝播の所要時間を示すものであり、例えば図８の関係に基づいて算出される。図８には、圧力伝播時間Ｔｄｌｙについて、燃圧Ｐｆと燃料温度との関係が定められており、燃圧Ｐｆが大きいほど、圧力伝播時間Ｔｄｌｙとして小さい時間が算出される一方、燃料温度が高いほど、圧力伝播時間Ｔｄｌｙとして大きい時間が算出される。なお、ここでの燃圧Ｐｆとしては、噴射開始時燃圧Ｐ１が用いられるとよい。また、燃料温度を示すパラメータとして、燃料温度に代えて、エンジン冷却水温を用いることも可能である。

ステップＳ２１１では、極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘと圧力伝播時間Ｔｄｌｙとに基づいて、噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する（Ｔｅｎｄ＝Ｔ＿ｄＰｍａｘ−Ｔｄｌｙ）。このとき、極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘに対して、圧力伝播時間Ｔｄｌｙを進めたタイミングを噴射終了時期Ｔｅｎｄとする。

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。

上記構成では、燃圧センサ４０により検出された燃圧Ｐｆを微分し燃圧微分値ｄＰとして算出し、その燃圧微分値ｄＰに基づいて、燃料噴射弁３０による燃料噴射が終了された噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出するようにした。この場合、燃料噴射弁３０の噴射終了時には、噴孔３５からの燃料流出が止まることで燃圧波形の傾きが変化することを、燃圧微分値ｄＰにより把握できる。ここで、燃圧微分値ｄＰは、燃圧波形の傾きの変化に依存するが、燃圧Ｐｆの大きさに依存するものではないため、仮に噴射開始時に水撃破が生じても、又はコモンレール１１のオリフィス径にばらつき（燃料噴射弁以外のハードウェアの製造公差によるばらつき）が生じていても、噴射終了時期Ｔｅｎｄを適正に求めることができる。

燃料噴射弁３０の噴射指令信号がオフされると、それに伴い燃圧Ｐｆが上昇変化し始め、その後、噴射終了（噴孔３５の閉鎖）に伴い燃圧Ｐｆの上昇変化の傾きが小さくなる。この場合、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘによって、燃圧Ｐｆの上昇変化の傾きが変化したこと、すなわち傾きが小さくなったことを把握できる。そのため、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘになるタイミングに基づいて、噴射終了時期Ｔｅｎｄを適正に求めることができる。

噴射指令信号のオフ後には燃圧Ｐｆが上昇変化するが、その燃圧Ｐｆは、一旦極大値に到達した後、増減を繰り返すことが考えられる。そのため、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが複数現れることになる。ただし、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘは、噴射指令信号のオフ後における１回目の振幅で最も大きくなり、その後、次第に減衰する。そこで、噴射指令信号のオフ後に遅くとも燃圧Ｐｆが極大値に到達するまでの期間を極大値検出期間ＴＡとし、その極大値検出期間ＴＡ内において微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成とした。これにより、噴射終了後において燃圧Ｐｆが増減を繰り返すとしても、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

より具体的には、極大値検出期間ＴＡを、噴射指令信号のオフ後において燃圧Ｐｆが噴射開始時燃圧Ｐ１（噴射指令信号のオン時における燃圧）に到達するまでの期間とした。つまり、噴射指令信号のオフ後に燃圧Ｐｆが上昇変化する際には、今回の燃料噴射で高圧配管１４及び高圧通路３４内の燃料が消費されていることから、噴射開始前の燃圧よりも低い燃圧となる時点で燃料噴射が完了すると考えられる。この点を考慮することで、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

噴射指令信号のオフ後には、燃圧Ｐｆの増減変化に応じて燃圧微分値ｄＰも増減変化するが、その振幅は徐々に小さくなる。そこで、噴射指令信号のオフ後において、燃圧微分値ｄＰが所定の閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいことを条件に、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成とした。これにより、噴射終了後において燃圧Ｐｆが増減を繰り返すとしても、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

噴射指令信号のオフ後における燃圧波形（上昇波形）は、噴射指令信号のオンに伴う燃圧の下降変化の挙動に応じて変化する。例えば、噴射指令信号のオン直後において燃圧の下降度合いが大きいほど、噴射指令信号のオフ後における燃圧の上昇変化が急峻なものとなる。この点、閾値ｄＰ＿ｔｈを、噴射指令信号のオン後の燃圧下降時における燃圧微分値ｄＰの負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇ（燃圧下降変化の傾きの最大値）に基づいて設定する構成とした。これにより、噴射開始直後の燃圧下降特性を考慮しつつ、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

燃料噴射弁３０の噴孔３５から燃圧センサ４０までの圧力伝播に要する時間を圧力伝播時間Ｔｄｌｙとして算出し、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘになるタイミングと圧力伝播時間Ｔｄｌｙとに基づいて、噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する構成とした。これにより、より一層適正に噴射終了時期Ｔｅｎｄを求めることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、図６のステップＳ２０６において、燃圧下降時における負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇに基づいて閾値ｄＰ＿ｔｈを設定する構成としたが、これを変更してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、燃料噴射開始時又は開始直後における燃圧パラメータとして負側最大値ｄＰ＿ｎｅｇ以外のパラメータを用いて閾値ｄＰ＿ｔｈを設定する。燃料噴射開始時又は開始直後における燃圧パラメータとしては、図９に示すように、噴射指令信号のオン時における噴射開始時燃圧Ｐ１、燃圧下降時における燃圧下降量ΔＰｆ、燃圧が下降する下降時間Ｔｐｆのいずれかを用いることができる。図１０（ａ）には、噴射開始時燃圧Ｐ１と閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示し、図１０（ｂ）には、燃圧下降量ΔＰｆと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示し、図１０（ｃ）には、下降時間Ｔｐｆと閾値ｄＰ＿ｔｈとの関係を示す。本構成により、噴射開始時又は噴射開始直後の特性を考慮しつつ、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

・上記実施形態では、極大値検出期間ＴＡ内であること、及び燃圧微分値ｄＰが閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいことを微分極大値ｄＰ＿ｍａｘの検出条件とし、これらの条件が満たされる場合に微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成としたが、これを変更してもよい。極大値検出期間ＴＡ内であることを条件に、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成でもよい。又は、燃圧微分値ｄＰが閾値ｄＰ＿ｔｈよりも大きいことを条件に、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを検出する構成でもよい。

・噴射指令信号のオフ後において、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘが複数存在する場合に、そのうち最も大きい極大値に基づいて、噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する構成としてもよい。具体的には、ＥＣＵ５０は、図１１の処理手順に基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する。

図１１において、ステップＳ３１では、噴射指令信号のオフ後における所定の燃圧変動期間であるか否かを判定する。この燃圧変動時間は、噴射終了後における燃圧変動を監視できる期間であればよく、予め定められた時間であってもよい。上述した極大値検出期間ＴＡを燃圧変動時間としてもよい。燃圧変動期間内であれば、ステップＳ３２に進み、燃圧微分値ｄＰの極大値となるタイミングであるか否かを判定する。そして、極大値のタイミングであれば、ステップＳ３３に進み、今回の極大値とその時刻とを極大値情報としてメモリに記憶する。ステップＳ３２，Ｓ３３の処理は、燃圧変動期間内において繰り返し実施される。なお、図６の処理で説明した閾値ｄＰ＿ｔｈを用い、ｄＰ＞ｄＰ＿ｔｈであることを条件に、今回の極大値とその時刻とをメモリに記憶する構成であってもよい。

また、燃圧変動期間でなければ、ステップＳ３４に進み、今回が燃圧変動期間の終了時であるか否かを判定する。そして、燃圧変動期間の終了時であれば、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３３にて記憶された極大値情報に基づいて、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを決定する。このとき、極大値が複数記憶されていれば、そのうち最大のものを微分極大値ｄＰ＿ｍａｘとする。その後、ステップＳ３６では、圧力伝播時間Ｔｄｌｙを算出し、ステップＳ３７では、極大値発生時期Ｔ＿ｄＰｍａｘと圧力伝播時間Ｔｄｌｙとに基づいて噴射終了時期Ｔｅｎｄを算出する（図４のステップＳ２１０，Ｓ２１１と同様）。上記構成によれば、噴射終了後において燃圧Ｐｆが増減を繰り返すとしても、微分極大値ｄＰ＿ｍａｘを適正に検出することができる。

・燃圧センサ４０は、コモンレール１１から燃料噴射弁３０の噴孔３５までの燃料通路内の燃圧を検出するものであればよく、上記構成以外に、燃圧センサ４０を燃料噴射弁３０のボディ３１内に設ける構成や、燃圧センサ４０を高圧配管１４の途中に設ける構成、燃圧センサ４０をコモンレール１１の配管接続部２２（ただしオリフィス下流側）に設ける構成を採用することも可能である。

・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンの燃料噴射システムに適用したが、これに限られず、本発明を直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムに適用することも可能である。この場合、蓄圧容器としてのデリバリパイプ内に蓄圧保持された高圧燃料が燃料噴射弁により噴射される燃料噴射システムにおいて、その燃料噴射弁の噴射状態を適正に制御することができる。

１１…コモンレール（蓄圧容器）、１２…燃料ポンプ、３０…燃料噴射弁、３５…噴射口（噴孔）、４０…燃圧センサ、５０…ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）。

Claims (9)

1. 高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器（１１）と、前記蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプ（１２）と、前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁（３０）と、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口（３５）までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ（４０）と、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置（５０）であって、
   前記燃圧センサにより検出された燃圧を取得する燃圧取得部と、
   前記燃圧取得部により取得された燃圧を微分し燃圧微分値として算出する微分値算出部と、
   前記燃圧微分値に基づいて、前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了された噴射終了時期を算出する終了時期算出部と、
   を備える燃料噴射制御装置。
2. 前記終了時期算出部は、前記燃料噴射弁に対する噴射指令信号のオフに伴う前記燃圧の上昇時において、前記燃圧微分値が極大値になるタイミングに基づいて、前記噴射終了時期を算出する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記噴射指令信号のオフに伴い前記燃圧が上昇変化し始めた後、遅くとも燃圧が極大値に到達するまでの期間を、前記燃圧微分値の極大値を検出する極大値検出期間とし、
   前記終了時期算出部は、前記極大値検出期間内において前記燃圧微分値の極大値を検出し、その極大値のタイミングに基づいて、前記噴射終了時期を算出する請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記極大値検出期間は、前記噴射指令信号のオフ後において、前記燃圧が、当該噴射指令信号のオン時における噴射開始時燃圧に到達するまでの期間である請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記終了時期算出部は、前記噴射指令信号のオフ後において、前記燃圧微分値が所定の閾値よりも大きいことを条件に、その燃圧微分値の極大値のタイミングに基づいて、前記噴射終了時期を算出する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記閾値を、前記噴射指令信号のオン後の燃圧下降時における前記燃圧微分値の最大値と、前記噴射指令信号のオン後の燃圧下降時における燃圧下降量と、前記噴射指令信号のオン後に前記燃圧が下降する下降時間とのいずれかに基づいて設定する請求項５に記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記閾値を、前記噴射指令信号のオン時における噴射開始時燃圧に基づいて設定する請求項５に記載の燃料噴射制御装置。
8. 前記終了時期算出部は、前記噴射指令信号のオフ後において、前記燃圧微分値の極大値が複数存在する場合に、そのうち最も大きい極大値のタイミングに基づいて、前記噴射終了時期を算出する請求項２乃至７のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
9. 前記燃料噴射弁の噴射口から前記燃圧センサまでの圧力伝播に要する時間を圧力伝播時間として算出する伝播算出部を備え、
   前記終了時期算出部は、前記燃圧微分値が極大値になるタイミングと前記圧力伝播時間とに基づいて、前記噴射終了時期を算出する請求項２乃至８のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。

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