JP6215718B2 - 燃料噴射特性検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給系内の燃料圧力の検出結果に基づいて燃料噴射弁の作動特性を検出する燃料噴射特性検出装置に関するものである。

内燃機関には、昇圧された状態の燃料が供給される蓄圧容器や、燃料噴射弁、それら蓄圧容器および燃料噴射弁を接続する接続通路などにより構成される燃料供給系が取り付けられている。

近年、そうした燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサを設けるとともに、同圧力センサにより検出した燃料圧力に基づいて燃料噴射弁の作動特性を検出する装置が提案されている（特許文献１参照）。燃料供給系内の燃料圧力は、燃料噴射弁の開弁駆動に伴って低下するとともにその後の閉弁駆動に伴って低下分が復帰するといったように、同燃料噴射弁の開閉に伴って一時的に低下する。上記装置では、そうした燃料圧力を検出するとともに、その検出結果に基づいて燃料噴射弁の作動特性が検出される。

特開２０１２−１６７６１７号公報

上記特許文献１の装置では、燃料噴射弁の作動特性の検出のための演算処理として、圧力センサによる燃料圧力の検出を短周期で実行する処理や、燃料圧力の検出結果を解析して上記作動特性を特定する処理が実行される。これら処理は演算負荷が大きいため、同処理の実行にある程度の時間がかかる。そのため、例えば機関回転速度が高く一燃焼サイクル当たりの時間が短いときなど、上記演算処理を実行可能な時間が短いときに、同演算処理の実行時間を十分に確保することができなくなって燃料噴射弁の作動特性を適正に検出することができなくなるおそれがある。

なお、演算処理の実行時間の確保のために、同演算処理の実行を所定周期毎に間引くことが考えられる。しかしながら、単に演算処理の実行を間引くと、演算負荷を小さくすることが可能になるものの、燃料噴射弁の作動特性の検出頻度の低下を招くために、燃料噴射弁の作動特性を適度の間隔で検出することができなくなるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射弁の作動特性を検出する処理についての演算負荷の低減を図りつつ、同作動特性の検出を適度な間隔で行うことのできる燃料噴射特性検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するための燃料噴射特性検出装置は、昇圧された状態の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給系と同燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサとを備えた内燃機関に適用されて、前記圧力センサによって検出した燃料圧力の検出結果に基づいて前記燃料噴射弁の作動特性を検出する。この装置は、複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁からの燃料噴射を行うとともに、前記多段噴射の各噴射について各別に前記作動特性の検出を実行する。そして、この装置では、前記多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射の前記作動特性の検出を間引く燃焼サイクルと、前記多段噴射における前記特定噴射の前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルと、がある。

多段噴射における二段目以降の噴射は、直前の燃料噴射との間隔が短いため、直前の燃料噴射に伴う燃料供給系内の燃料圧力の脈動による影響を受け易い。これに対して、多段噴射における先頭段の噴射は、直前の噴射との間隔が長いため、直前の噴射に伴う燃料圧力の脈動による影響が小さい。そのため、先頭段噴射の実行時には、直前の噴射に伴う燃料圧力脈動による影響を抑えた状態で燃料噴射弁の作動特性を精度よく検出することが可能になる。

上記装置によれば、作動特性の検出を間引く燃焼サイクルでは、先頭段噴射以外の特定噴射、すなわち検出精度が若干低くなる二段目以降の噴射についての作動特性の検出を間引くようにして、燃料噴射弁の作動特性の検出にかかる演算負荷を低減することができる。しかも、先頭段噴射についての作動特性の検出は全ての燃焼サイクルで実行される。そのため、高い精度での検出が可能な先頭段噴射についての作動特性の検出を確実に実行することができ、燃料噴射弁の作動特性を精度良く検出することができる。

このように上記装置によれば、多段噴射における各噴射段に重要度についての重み付けを行い、重要度の高い先頭段噴射についての作動特性の検出を確実に実行しつつ、重要度の低い特定噴射（二段目以降の燃料噴射）についての作動特性の検出を間引くことにより、演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、重要度の低い特定噴射についての作動特性の検出が全く実行されない訳ではなく、間欠的に実行されるため、特定噴射についての作動特性の検出頻度が低くなるとはいえ、その検出機会を確保することができる。

上記燃料噴射特性検出装置において、前記内燃機関を複数の気筒を有するものとし、内燃機関の気筒毎に前記作動特性の検出を実行することができる。そして、こうした燃料噴射特性検出装置では、前記多段噴射が実行される気筒順において、前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルが適用される気筒の間隔を、前記内燃機関の総気筒数より小さい正の整数であり且つ前記総気筒数の因数の整数倍ではない所定数にすることが好ましい。

複数の気筒を有する内燃機関において燃料噴射弁の作動特性の検出を気筒毎に実行する装置は、単気筒の内燃機関に適用される装置や複数気筒のうちの特定気筒のみ上記作動特性の検出を実行する装置と比較して、燃料噴射弁の作動特性を検出する処理を実行可能な時間が短くなり易い。

上記装置によれば、そうした複数の気筒を有する内燃機関に適用される装置において、燃料噴射弁の作動特性を検出する処理についての演算負荷の低減を図りつつ、同作動特性の検出を適度な間隔で行うことができる。しかも、内燃機関の全気筒のうちの特定の気筒のみに、前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルが適用されることを回避することができる。そのため、内燃機関の各気筒に、前記作動特性の検出を間引く燃焼サイクルと前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルとをそれぞれ所定の間隔で適用することができる。

上記燃料噴射特性検出装置において、機関回転速度が予め定めた判定速度以上であることを条件に、前記多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射の前記作動特性の検出を間引く燃焼サイクルと、前記多段噴射における前記特定噴射の前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルとを設定することが好ましい。
機関回転速度が高いときには、一燃焼サイクル当たりの時間が短くなって燃料噴射弁の作動特性の検出のための演算処理を実行可能な時間が短くなるため、同演算処理の演算負荷が大きくなり易いと云える。

上記装置によれば、機関回転速度が高いために演算負荷が大きくなり易いときには、重要度の高い先頭段噴射についての作動特性の検出を確実に実行しつつ、重要度の低い特定噴射についての作動特性の検出を間引くことによって演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、機関回転速度が低く演算負荷が比較的小さいときには、特定噴射についての作動特性の検出を間引くことなく全ての噴射段についての作動特性の検出が実行することにより、各噴射段の燃料噴射についての作動特性の検出を高い精度で実行することができる。

上記燃料噴射特性検出装置において、燃料噴射弁の作動特性を検出するためには、燃料噴射弁の開閉に伴って燃料圧力が一時的に低下する期間における燃料圧力の変動波形を把握することが重要になる一方、燃料噴射弁の開弁前や同燃料噴射弁の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後における燃料圧力の変動波形を把握することの必要性は低い。

そこで、上記燃料噴射特性検出装置において、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号が前記燃料噴射弁に出力されたときから前記検出結果に基づいて当該噴射の終了が判明するときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いないことが好ましい。

また、上記燃料噴射特性検出装置において、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときから前記検出結果に基づいて当該噴射の終了が判明するときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いないことが好ましい。

また、上記燃料噴射特性検出装置において、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号が出力されたときから当該噴射についての閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いないことが好ましい。

また、上記燃料噴射特性検出装置において、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときから当該噴射についての閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いないことが好ましい。

上記各装置によれば、燃料噴射弁の開閉による燃料供給系内の燃料圧力の一時的な低下を招く可能性のある期間において検出された燃料圧力が燃料噴射弁の作動特性の検出に用いられる一方で、燃料噴射弁の開弁前の燃料圧力や同燃料噴射弁の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後の燃料圧力は上記作動特性の検出に用いられない。これにより、燃料圧力の変動波形を把握することの必要性がごく低いときの燃料圧力が上記作動特性の検出に用いられなくなるため、その分だけ燃料噴射弁の作動特性を検出する処理の演算負荷を低減することができる。しかも、燃料供給系内の燃料圧力の一時的な低下を招くときに検出した燃料圧力をもとに燃料噴射弁の開弁時における燃料供給系内の燃料圧力の変動波形を把握することができる。したがって、燃料圧力の変動波形が把握されない期間があるとはいえ、燃料圧力の変動波形に基づく燃料噴射弁の作動特性の検出を実行することができるため、その検出頻度の低下を抑えることができる。

燃料噴射特性検出装置の一実施形態の概略構成を示す略図。 燃料噴射弁の断面構造を示す断面図。 （ａ）および（ｂ）駆動パルスと燃料噴射率との関係を燃料噴射弁の各特性パラメータとともに示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｃ）燃料圧力の時間波形と燃料噴射率の検出波形との関係を示すタイミングチャート。 （ａ）および（ｂ）燃料噴射率の検出波形と基本波形との関係を示すタイミングチャート。 パイロット噴射の実行時における目標噴射量と目標噴射圧力と各学習項との関係を記憶した先頭段学習マップのマップ構造を示す概念図。 メイン噴射の実行時における目標噴射量と目標噴射圧力と各学習項との関係を記憶したメイン学習マップのマップ構造を示す概念図。 多段噴射の噴射段と各差分補正項との関係を示す表。 差分補正項および学習項の反映態様の一例の概念図。 （ａ）および（ｂ）駆動パルスの出力態様と燃料噴射率の検出波形との関係の一例を示すタイミングチャート。 （ａ）および（ｂ）間引きサイクルと通常サイクルとの設定態様の具体例を示すタイムチャート。 多段噴射の噴射段数と機関回転速度と演算負荷率との関係を示すグラフ。 サイクル設定処理の実行手順を示すフローチャート。 検出波形形成処理の実行手順を示すフローチャート。 変形例の検出波形形成処理の実行手順を示すフローチャート。 他の変形例の検出波形形成処理の実行手順を示すフローチャート。 その他の変形例の検出波形形成処理の実行手順を示すフローチャート。

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

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

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

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

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

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

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

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

燃料噴射弁２０には、上記導入通路２７の内部の燃料圧力ＰＱを検出するための圧力センサ５１が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール３４（図１参照）内の燃料圧力などの燃料噴射弁２０から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁２０の噴射孔２３に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁２０の開弁に伴う同燃料噴射弁２０の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。この圧力センサ５１は、各燃料噴射弁２０に一つずつ、すなわち内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎に設けられている。

図１に示すように、内燃機関１０には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記圧力センサ５１の他、例えば吸気通路１２を通過する空気の量（通路空気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５２や、クランクシャフト１４の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ５３が設けられている。その他、アクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ５４なども設けられている。

また内燃機関１０の周辺機器としては、演算処理装置を備えて構成された電子制御ユニット４０なども設けられている。この電子制御ユニット４０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果をもとに燃料噴射弁２０の作動制御（噴射量制御）や燃料ポンプ３３の作動制御（噴射圧制御）などの内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。なお本実施形態では、圧力センサ５１による燃料圧力ＰＱの検出がごく短い周期（本実施形態では１０マイクロ秒）で検出されるとともに、同燃料圧力ＰＱがその検出タイミングに関連付けられたかたちで電子制御ユニット４０に記憶されている。

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

本実施形態では噴射量制御が基本的には次のように実行される。すなわち先ず、内燃機関１０の運転状態（具体的には、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥ）に基づいて、燃料噴射量の制御目標値（目標燃料噴射量ＴＱ）が算出されるとともに噴射パターンが選択される。その後、目標燃料噴射量ＴＱおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、このとき選択された噴射パターンの各噴射の各種制御目標値が算出される。そして、それら制御目標値に応じたかたちで各燃料噴射弁２０が各別に開弁駆動される。

なお本実施形態では、噴射回数の異なるパイロット噴射とメイン噴射とを組み合わせた複数の多段噴射パターンが予め設定されており、それら噴射パターンが電子制御ユニット４０に記憶されている。そして噴射量制御を実行する際にはそれら噴射パターンのうちの一つが選択される。各種の制御目標値としては、メイン噴射やパイロット噴射等の各噴射の燃料噴射量の制御目標値（目標噴射量）、メイン噴射の開始時期やパイロット噴射間のインターバル、パイロット噴射とメイン噴射とのインターバル等の各噴射の実行時期についての制御目標値が算出される。

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

そして、各噴射についてそれぞれ、実行時期の制御目標値および目標噴射期間ＴＡＵに応じたかたちで電子制御ユニット４０から駆動パルスが出力され、この駆動パルスの入力に基づき各燃料噴射弁２０が各別に開弁駆動される。これにより、そのときどきの機関運転状態に見合う量の燃料が同機関運転状態に適した噴射パターンで各燃料噴射弁２０から噴射されて内燃機関１０の各気筒１１内に供給されるようになるため、機関運転状態に見合う回転トルクがクランクシャフト１４に付与されるようになる。このように本実施形態では、複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実行される。

本実施形態では、圧力センサ５１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射弁２０の作動特性としての複数の特性パラメータを学習する学習処理が実行される。なお学習処理は、内燃機関１０の運転状態が変化の少ない安定した状態であることを判断するための実行条件が満たされることを条件に実行される。実行条件が満たされることは、単位期間（例えばクランクシャフト１４が数回回転する期間）あたりの目標燃料噴射量の変化量が小さいことや、単位期間あたりの目標噴射圧力の変化量が小さいことなどによって判断される。

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

学習処理では先ず、圧力センサ５１により検出される燃料圧力ＰＱに基づいて実際の燃料噴射率の時間波形（検出波形）が形成される。
燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５）の燃料圧力は、同燃料噴射弁２０が開弁駆動されるときのニードル弁２２のリフト量の増加に伴って低下し、その後において閉弁駆動されるときのニードル弁２２のリフト量の減少に伴って上昇するようになる。本実施形態では、そうした燃料噴射弁２０内部の燃料圧力（詳しくは、燃料圧力ＰＱ）の推移をもとに、上記開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、閉弁遅れ時間τｅ、および噴射率低下速度Ｑｄｎが特定される。そして、それら特定した値によって実際の燃料噴射率の時間波形（検出波形）が形成される。なお、燃料圧力ＰＱの時間波形としては、ローパスフィルタを用いて平滑化したり、無噴射気筒に対応する圧力センサ５１により検出された燃料圧力ＰＱによる補正を行ったりした値をもとに形成した波形が用いられる。

図４に、燃料圧力ＰＱの時間波形と燃料噴射率の検出波形との関係を示す。
図４に示すように、詳しくは先ず、燃料噴射弁２０の開弁動作が開始される直前の所定期間Ｔ１における燃料圧力ＰＱ（図４（ｃ））の平均値が算出されるとともに、同平均値が基準圧力Ｐｂｓとして記憶される。この基準圧力Ｐｂｓは、閉弁時における燃料噴射弁２０内部の燃料圧力に相当する圧力として用いられる。

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

その後、燃料噴射の実行開始直後に燃料圧力ＰＱが降下する期間において、同燃料圧力ＰＱとの差が最も小さくなる直線Ｌ１（図４では、直交座標の縦軸を燃料噴射率とし横軸を時間とする一次関数）が最小二乗法を用いて求められるとともに、この直線Ｌ１と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ａが算出される。そして、この交点Ａを燃料圧力ＰＱの検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＡＡに対応する時期が、燃料噴射弁２０による燃料噴射が開始された時期（噴射開始時期Ｔｏｓ、図４（ｂ））として特定される。なお上記検出遅れ分は、燃料噴射弁２０のノズル室２５（図２参照）の圧力変化タイミングに対する燃料圧力ＰＱの変化タイミングの遅れに相当する期間であり、ノズル室２５と圧力センサ５１との距離などに起因して生じる遅れ分である。本実施形態では、電子制御ユニット４０から燃料噴射弁２０に開弁信号（図４（ａ））が出力された時期から上記噴射開始時期Ｔｏｓまでの時間が開弁遅れ時間τｄとして特定される。

また、燃料噴射の実行開始に伴い燃料圧力ＰＱが一旦降下した後に上昇する上昇期間において、同燃料圧力ＰＱとの差が最も小さくなる直線Ｌ２（図４では、直交座標の縦軸を燃料噴射率（図４（ｂ））とし横軸を時間とする一次関数）が最小二乗法を用いて求められるとともに、この直線Ｌ２と上記動作圧力Ｐａｃとの交点Ｂが算出される。そして、この交点Ｂを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点ＢＢに対応する時期が、燃料噴射弁２０による燃料噴射が停止された時期（噴射停止時期Ｔｃｅ）として特定される。

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

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

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

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

本実施形態では、このようにして特定された開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、噴射率低下速度Ｑｄｎ、および閉弁遅れ時間τｅによって形成される台形形状の時間波形が燃料噴射率についての検出波形として用いられる。

一方、本実施形態の学習処理では、目標噴射量、実行時期の制御目標値、目標噴射圧力などといった各種算出パラメータに基づいて燃料噴射率についての基本波形が算出される。本実施形態では、それら算出パラメータにより定まる機関運転領域と同運転領域に適した基本波形との関係が各種の実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、電子制御ユニット４０は各種算出パラメータに基づいて上記関係から基本波形を算出する。

図５に、上記基本波形の一例を示す。同図５（ａ）および（ｂ）に示すように、基本波形としては、開弁遅れ時間τｄｂ、噴射率上昇速度Ｑｕｐｂ、最大噴射率Ｑｍａｘｂ、閉弁遅れ時間τｅｂ、および噴射率低下速度Ｑｄｎｂにより規定される台形の波形が設定される。

そして、本実施形態の学習処理では、検出波形と基本波形との関係に基づいて燃料噴射弁２０の複数の特性パラメータについての学習項が学習される。すなわち先ず、内燃機関１０の運転中において検出波形と基本波形とが比較されるとともにそれら波形の各特性パラメータの差が逐次算出される。各特性パラメータの差としては、具体的には、開弁遅れ時間の差Δτｄ（＝τｄｂ−τｄ）、噴射率上昇速度の差ΔＱｕｐ（＝Ｑｕｐｂ−Ｑｕｐ）、最大噴射率の差ΔＱｍａｘ（＝Ｑｍａｘｂ−Ｑｍａｘ）、噴射率低下速度の差ΔＱｄｎ（＝Ｑｄｎｂ−Ｑｄｎ）、および閉弁遅れ時間の差Δτｅ（＝τｅｂ−τｅ）が算出される。そして、これら差Δτｄ，ΔＱｕｐ，ΔＱｍａｘ，ΔＱｄｎ，Δτｅの加重平均値が算出されるとともに、その加重平均値が燃料噴射弁２０の作動特性のばらつきを補償するための学習項Ｇτｄ，ＧＱｕｐ，ＧＱｍａｘ，ＧＱｄｎ，Ｇτｅとして電子制御ユニット４０に記憶される。

また本実施形態の装置では、燃料噴射圧力（詳しくは、目標噴射圧力）と燃料噴射量（詳しくは、目標噴射量）とにより区画される複数の学習領域が定められており、それら領域毎に学習項が学習されて記憶されている。

図６に示すように、電子制御ユニット４０には、パイロット噴射において用いられる学習領域、すなわち目標噴射量が少ない学習領域における目標噴射量と目標噴射圧力と学習項との関係を記憶したマップ（先頭段学習マップ）が記憶されている。そして、パイロット噴射についての目標噴射期間ＴＡＵを算出する際には、算出対象の燃料噴射の目標噴射量と目標噴射圧力とに基づいて図６に示す先頭段学習マップから学習項が算出されて用いられる。

また図７に示すように、電子制御ユニット４０には、メイン噴射において用いられる学習領域、すなわち目標噴射量が少ない領域から同目標噴射量が多い領域までを含む学習領域における目標噴射量と目標噴射圧力と学習項との関係を記憶したマップ（メイン学習マップ）が記憶されている。メイン噴射の目標噴射期間ＴＡＵの算出に際しては、同メイン噴射の目標噴射量と目標噴射圧力とに基づいて図７に示すメイン学習マップから学習項が算出されて用いられる。

多段噴射における二段目以降の燃料噴射の実行時における燃料供給系内の圧力変動には、直前の燃料噴射に伴い発生した燃料圧力の脈動分が含まれる。そのため、単に圧力センサ５１によって検出される燃料圧力ＰＱに基づいてメイン噴射の実行時における学習項を学習すると、上記燃料圧力の脈動分の影響によって学習項の学習精度の低下を招くおそれがある。

そのため本実施形態では、メイン学習マップ（図７参照）において、燃料噴射量が少ない領域（詳しくは、パイロット噴射が実行される領域［図７中に斜線で示す領域］）では、パイロット噴射の先頭段の実行時に圧力センサ５１により検出した燃料圧力ＰＱに基づき学習項の学習が実行される。また、先頭段学習マップ（図６参照）に記憶されている学習項についても、パイロット噴射の先頭段の実行時に圧力センサ５１により検出した燃料圧力ＰＱに基づき学習される。これにより、他の噴射に伴う燃料圧力脈動の影響がごく小さく抑えられつつ学習項が精度良く学習されるようになる。さらに、メイン学習マップにおいて、燃料噴射量が多い領域（詳しくは、パイロット噴射が実行されない領域）では、メイン噴射の実行時に圧力センサ５１により検出した燃料圧力ＰＱに基づき学習項の学習が実行される。

また、このように学習した学習項をそのまま目標噴射期間ＴＡＵの算出に反映させると、直前の噴射に伴い発生する燃料圧力脈動に起因して燃料噴射量に誤差が生じるおそれがある。本実施形態では、そうした誤差分を補正するための差分補正項Ｋτｄ，ＫＱｕｐ，ＫＱｍａｘ，ＫＱｄｎ，Ｋτｅが算出される。すなわち先ず、差分補正項の算出対象の燃料噴射についての上記各パラメータの差Δτｄ，ΔＱｕｐ，ΔＱｍａｘ，ΔＱｄｎ，Δτｅが検出されるとともに、同燃料噴射の目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して反映された学習項Ｇτｄ，ＧＱｕｐ，ＧＱｍａｘ，ＧＱｄｎ，Ｇτｅが読み込まれる。そして、上記各パラメータの差と学習項との差（＝Δτｄ−Ｇτｄ，ΔＱｕｐ−ＧＱｕｐ，ΔＱｍａｘ−ＧＱｍａｘ，ΔＱｄｎ−ＧＱｄｎ，Δτｅ−Ｇτｅ）が算出されるとともに、それら差が差分補正項Ｋτｄ，ＫＱｕｐ，ＫＱｍａｘ，ＫＱｄｎ，Ｋτｅとして一時的に記憶される。なお、このようにして差分補正項を算出する処理は多段噴射における二段目以降の燃料噴射について各別に実行される。

さらに、直前の噴射に伴い発生した燃料圧力の脈動分は一定ではなく、噴射間のインターバルや燃料噴射圧力、直前の噴射の燃料噴射量などに応じて異なる。そのため、そうした直前の噴射に伴う燃料圧力脈動を考慮することなく前記学習項の学習や差分補正項の算出を実行すると、前記燃料圧力ＰＱの時間波形や前記検出波形の不要な変化を招き、これが同学習項の学習精度や差分補正項の算出精度を低下させる一因になる。

本実施形態では、そうした精度低下を抑えるために、二段目以降の噴射についての前記検出波形の形成に際して、そのもとになる燃料圧力ＰＱの時間波形に、直前の噴射に伴い発生する圧力脈動を相殺可能な圧力波形（補正波形）を重畳する処理が実行される。この処理を通じて、検出波形から直前の噴射に伴う燃料圧力脈動の影響分が除かれ、上記各パラメータの差として適正な値が検出されて、学習項としても適正な値が学習されるようになる。

なお上記補正波形は、補正対象の燃料噴射を含む燃焼サイクルの噴射パターン、各噴射の目標噴射量、各噴射間のインターバルおよび目標噴射圧力に基づいて、多段噴射の二段目以降の各噴射についてそれぞれ算出される。本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに噴射パターンと各噴射の目標噴射量と各噴射間のインターバルと目標噴射圧力と多段噴射の二段目以降の各噴射に適した補正波形との関係が予め求められて電子制御ユニット４０に記憶されている。そして、この関係に基づいて多段噴射の二段目以降の噴射についての補正波形が算出されて用いられる。

図８に、多段噴射の噴射段と差分補正項との関係を示す。
同図８に示すように、差分補正項を算出する処理の実行を通じて、「Ｎ」を自然数とすると、（Ｎ＋１）段目の燃料噴射をもとに算出された値が同（Ｎ＋１）段目の燃料噴射に対応する差分補正項Ｋ（Ｎ＋１）として記憶される。例えば二段目噴射をもとに算出された値が同二段目噴射に対応する差分補正項Ｋ２として記憶され、三段目噴射をもとに算出された値が同三段目噴射に対応する差分補正項Ｋ３として記憶される。なお、多段噴射で実行されなかった噴射段に対応する差分補正項としては初期値（本実施形態では「０」）が設定される。

このように本実施形態では、差分補正項が、例えばメイン噴射に対応する補正項や同メイン噴射の直前に実行されるパイロット噴射に対応する補正項等といったように噴射位置に関連づけして算出されるのではなく、二段目噴射に対応する差分補正項Ｋ２や三段目噴射に対応する差分補正項Ｋ３といったように噴射順序に関連づけして算出される。

そして本実施形態では、前記学習項Ｇτｄ，ＧＱｕｐ，ＧＱｍａｘ，ＧＱｄｎ，Ｇτｅ、および差分補正項Ｋτｄ，ＫＱｕｐ，ＫＱｍａｘ，ＫＱｄｎ，Ｋτｅがそれぞれ、前述したモデル式に基づいて目標噴射期間ＴＡＵを算出するための算出パラメータとして用いられる。このようにして多段噴射の各段の燃料噴射についての目標噴射期間ＴＡＵを算出することにより、燃料噴射弁２０の経時的な変化による作動特性ばらつきの影響分と、直前の噴射に伴う燃料圧力脈動による影響分とがそれぞれ補償されるようになる。なお、上記差分補正項Ｋτｄ，ＫＱｕｐ，ＫＱｍａｘ，ＫＱｄｎ，Ｋτｅは、その算出対象の燃料噴射を含む燃焼サイクル（算出燃焼サイクル）の次の燃焼サイクル（反映燃焼サイクル）における燃料噴射の目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して上記モデル式に反映される。また本実施形態では、燃料圧力ＰＱに基づいて学習項を算出する処理や差分補正項を算出する処理が、内燃機関１０の気筒１１（♯１〜♯４）毎にそれぞれ対応する圧力センサ５１の出力信号に基づき実行される。

図９に、反映燃焼サイクルでの学習項および差分補正項の反映態様の一例を示す。
同図９に示す例では、算出燃焼サイクルおよび反映燃焼サイクルにおいて共に、二段のパイロット噴射とメイン噴射とからなる三段の燃料噴射が実行される。そのため、算出燃焼サイクルにおける二段目のパイロット噴射に基づき二段目噴射に対応する差分補正項Ｋ２が算出されるとともに、メイン噴射に基づき三段目噴射に対応する差分補正項Ｋ３が算出される。

そして図９に示すように、反映燃焼サイクルの二段目のパイロット噴射についての目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して上記差分補正項Ｋ２が反映され、反映燃焼サイクルのメイン噴射についての目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して上記差分補正項Ｋ３が反映される。また、各パイロット噴射についての目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して反映される学習項は先頭段学習マップ（図６）に基づき算出され、メイン噴射についての目標噴射期間ＴＡＵの算出に際して反映される学習項はメイン学習マップ（図７）から算出される。

ここで、本実施形態の装置では、燃料噴射弁２０の特性パラメータを検出するための演算処理として、圧力センサ５１による燃料圧力ＰＱの検出を短周期で実行する処理や、検出した燃料圧力ＰＱの時間波形を解析して上記特性パラメータを特定する処理が実行される。これらの処理は電子制御ユニット４０にかかる演算負荷が大きいために、同処理の実行にある程度の時間がかかる。そのため、例えば機関回転速度ＮＥが高く一燃焼サイクル当たりの時間が短いときなど、上記演算処理を実行可能な時間が短いときに、同演算処理の実行時間を十分に確保することができなくなって学習項の学習や差分補正項の算出を適正に実行できなくなるおそれがある。

また本実施形態の装置では、燃料噴射弁２０の特性パラメータを検出する処理が内燃機関１０の気筒１１毎に実行されるため、同処理が特定の気筒についてのみ実行される装置と比較して、特性パラメータを検出するための演算処理を実行可能な時間が短くなり易い。

本実施形態の装置では、燃料噴射弁２０への開弁信号（駆動パルス）の出力時を始点とし、燃料噴射率の検出波形に基づいて燃料噴射弁２０による燃料噴射の終了（前記噴射停止時期Ｔｃｅ）が判明するときを終点とする期間（検出期間ＴＡ）が定められている。そして、燃料噴射率の検出波形を形成する処理（検出波形形成処理）に、上記検出期間ＴＡにおいて圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱを用いる一方、同検出期間ＴＡ以外の時点の燃料圧力ＰＱを用いないようにしている。

以下、このようにして検出波形形成処理を実行することによる作用について説明する。
図１０（ａ）および（ｂ）に、駆動パルスの出力態様と燃料噴射率の検出波形との関係の一例を示す。

図１０に示すように、燃料噴射率の検出波形を形成する際には先ず、検出タイミングに関連付けられたかたちで電子制御ユニット４０に記憶されている燃料圧力ＰＱのうちの燃料噴射弁２０への開弁信号（同図（ａ））の出力時以降に圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱの読み込みが開始される（時刻ｔ１１，ｔ１３，ｔ１５）。このとき、燃料圧力ＰＱがその検出順に読み込まれ、この燃料圧力ＰＱの読み込みは同燃料圧力ＰＱに基づいて噴射停止時期Ｔｃｅ（図４参照）が特定されるタイミングまで繰り返される（時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１６）。そして、燃料圧力ＰＱに基づいて噴射停止時期Ｔｃｅ（図４参照）が特定されると（時刻ｔ１２，ｔ１４，ｔ１６）、燃料圧力ＰＱの読み込みが停止されるとともに、読み込まれた燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射率の検出波形が形成される。

燃料噴射弁２０の各特性パラメータを検出するためには、燃料噴射弁２０の開閉に伴って燃料圧力が一時的に低下する期間における燃料圧力ＰＱの変動波形を把握することが重要になる。その一方で、燃料噴射弁２０の開弁前や同燃料噴射弁２０の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後における燃料圧力ＰＱの変動波形を把握することの必要性はごく低い。

本実施形態の装置によれば、燃料噴射弁２０の開閉による燃料供給系内の燃料圧力の一時的な低下を招く可能性のある検出期間ＴＡ（時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１６）において検出された燃料圧力ＰＱが前記検出波形形成処理に用いられる。その一方で、燃料噴射弁２０の開弁前や同燃料噴射弁２０の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後（時刻ｔ１１以前，ｔ１２〜ｔ１３，ｔ１４〜ｔ１５，ｔ１６以降）に検出された燃料圧力ＰＱが検出波形形成処理に用いられない。これにより、燃料圧力ＰＱの変動波形を把握することの必要性がごく低いときの燃料圧力ＰＱが上記検出波形形成処理に用いられなくなるため、その分だけ燃料圧力ＰＱを読み込む処理の演算負荷や検出波形を形成する処理の演算負荷を低減することができる。しかも、燃料供給系内の燃料圧力の一時的な低下を招く検出期間ＴＡにおいて検出された燃料圧力ＰＱに基づいて燃料噴射率の検出波形を形成するとともに、その検出波形をもとに燃料噴射弁２０の複数の特性パラメータを検出することができる。したがって、燃料圧力ＰＱの変動波形が把握されない期間があるとはいえ、特性パラメータの検出のために必要な期間については燃料圧力ＰＱの変動波形が把握されるために、同特性パラメータの検出頻度の低下を抑えることができる。

また本実施形態の装置では、多段噴射の噴射段数が予め定めた所定段数になり且つ機関回転速度ＮＥが予め定めた判定速度以上であるときに、同一の気筒１１において、多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射についての上記各特性パラメータの検出を間引く燃焼サイクル（間引きサイクル）と、特定噴射についての上記各特性パラメータの検出を間引かない燃焼サイクル（通常サイクル）とが設定されている。

具体的には、四段噴射の実行時において、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ１（例えば、２２００回転／分）以上であるときに、間引きサイクルと通常サイクルとが設定される。この場合には、図１１（ａ）に示すように、多段噴射が実行される気筒順（本実施形態では、気筒１１（♯１）→（♯３）→（♯４）→（♯２））において、間引きサイクルを二つの気筒１１に連続して適用した度に一つの気筒１１に通常サイクルを適用するといったように、３気筒間隔で通常サイクルが適用される。図１１（ａ）に示す例では、多段噴射が実行される気筒順において、気筒１１（♯１）では「間引きサイクル」、その後の気筒１１（♯３）で「通常サイクル」になり、その後の気筒１１（♯４）では「間引きサイクル」、その後の気筒１１（♯２）でも「間引きサイクル」、その後の気筒１１（♯１）で「通常サイクル」に戻る。

このように本実施形態の装置では、多段噴射が実行される気筒順において、通常サイクルが適用される気筒１１の間隔が、内燃機関１０の総気筒数（本実施形態では「４」）より小さい正の整数であり且つ総気筒数の因数の整数倍ではない所定数（本実施形態では、「３」）に設定される。これにより、内燃機関１０の全気筒１１のうちの特定の気筒１１のみに通常サイクルが適用されることを回避することができ、内燃機関１０の各気筒１１に間引きサイクルと通常サイクルとをそれぞれ所定の間隔で適用することができる。

なお、間引きサイクルでは多段噴射における先頭段噴射についてのみ上記各特性パラメータの検出が実行されて、検出波形の形成が実行される。また、通常サイクルでは先頭段噴射に加えて特定噴射（二段目噴射〜四段目噴射）の上記各特性パラメータの検出が実行されて、全ての噴射段の検出波形の形成が実行される。

また、三段噴射の実行時においては、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ２（例えば、３８００回転／分）以上であるときに、間引きサイクルと通常サイクルとが設定される。この場合にも、図１１（ｂ）に示すように、多段噴射が実行される気筒順において、３気筒間隔で通常サイクルが適用され、それ以外の気筒１１では間引きサイクルが適用される。また、間引きサイクルでは多段噴射の先頭段噴射についてのみ上記各特性パラメータの検出が実行されて、検出波形の形成が実行される。通常サイクルでは先頭段噴射に加えて特定噴射（二段目噴射および三段目噴射）の上記各特性パラメータの検出が実行されて、全ての噴射段について検出波形の形成が実行される。

以下、このようにして間引きサイクルと通常サイクルとを設定することによる作用について説明する。
前述したように機関回転速度ＮＥが高くなると、一燃焼サイクル当たりの時間が短くなって、燃料噴射弁２０の作動制御のための演算処理を実行可能な時間が短くなる。また、多段噴射における噴射段数が多くなると、燃料噴射弁２０の開閉に伴って燃料圧力が一時的に低下する期間の合計が長くなるため、その分だけ検出波形の形成が必要になる期間も長くなる。したがって、多段噴射の噴射段数が多く且つ機関回転速度ＮＥが高いときには、燃料噴射弁２０の特性パラメータを検出するための演算処理の演算負荷が大きくなり易いと云える。

多段噴射における二段目以降の噴射は、直前の燃料噴射との間隔が短いため、直前の燃料噴射に伴う燃料供給系内の燃料圧力ＰＱの脈動による影響を受け易い。これに対して、多段噴射における先頭段の噴射は、直前の噴射との間隔が長いため、直前の噴射に伴う燃料圧力ＰＱの脈動による影響が小さい。そのため、先頭段噴射の実行時には、二段目以降の噴射実行時と比較して、直前の噴射に伴う燃料圧力脈動による影響を抑えた状態で燃料噴射弁２０の各特性パラメータを精度よく検出することが可能になる。

本実施形態の装置によれば、機関回転速度ＮＥが高いために演算負荷が大きくなるときに、先頭段噴射以外の特定噴射、すなわち検出精度が若干低くなる二段目以降の噴射についての各特性パラメータの検出を間引くようにして、燃料噴射弁２０の各特性パラメータの検出にかかる演算負荷を低減することができる。しかも、機関回転速度ＮＥが高いときであっても、先頭段噴射についての各特性パラメータの検出は全ての燃焼サイクルで実行される。そのため、高い精度での検出が可能な先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を確実に実行することができ、燃料噴射弁２０の各特性パラメータを精度良く検出することができる。

このように、多段噴射における各噴射段に重要度についての重み付けを行い、重要度の高い先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を確実に実行しつつ、重要度の低い特定噴射（二段目以降の燃料噴射）についての各特性パラメータの検出を間引くことにより、演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、機関回転速度ＮＥが高いときであっても、同一の気筒１１における重要度の低い特定噴射の各特性パラメータの検出が、全く実行されない訳ではなく、多段噴射が実行される気筒１１が１２回切り替わる毎（すなわちクランクシャフト１４が三回転する毎）に間欠的に実行される。そのため、特定噴射についての各特性パラメータの検出頻度が低くなるとはいえ、その検出機会を確保することができる。

多段噴射における先頭段噴射はパイロット噴射であり、その噴射態様が燃料の着火性を大きく左右するため、その噴射量の調節精度を高く保つことが重要になる。また、パイロット噴射で噴射される燃料の量はごく少なく、そうした微少量の燃料噴射では、燃料噴射弁２０の構造上、噴射量に誤差が生じやすい。そのため、先頭段噴射における噴射量の調節精度を高く保つためには、先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を高い頻度で実行することが望ましい。本実施形態の装置では、そうした先頭段噴射についての各特性パラメータの検出が高頻度で実行される。

一方、メイン噴射は、多段噴射における二段目以降の燃料噴射になり、噴射量に誤差が生じた場合における内燃機関１０の出力性能や排気性能への影響が大きいため、噴射量の調節精度を高く保つことが望ましい。メイン噴射の噴射量領域の大部分は噴射量が比較的多い領域であり、そうした噴射量の多い領域では、燃料噴射弁２０を含む燃料供給系の特性の経時的な変化が噴射量誤差の主要因になるため、同噴射量誤差は比較的緩慢に変化する。そのため、メイン噴射の各特性パラメータの検出を実行する頻度を低くしても、噴射量の調節精度を高く保つことが可能である。

また、多段噴射における先頭段噴射およびメイン噴射以外の噴射段（多段パイロット噴射における二段目以降の噴射）は、先頭段噴射についての各特性パラメータの検出結果を反映させることによって噴射量の調節精度の低下を抑えることができる。そのため、多段噴射における先頭段噴射およびメイン噴射以外の噴射段についての各特性パラメータの検出の重要度は低く、その検出を実行する頻度も低くすることができる。

本実施形態の装置では、そうした多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射、すなわち二段目以降の燃料噴射についての各特性パラメータの検出が低頻度で実行される。
図１２に、所定期間ＴＡにおいてのみ検出波形の形成を実行する装置における多段噴射の噴射段数と機関回転速度ＮＥと電子制御ユニット４０の演算負荷率（演算能力の最大値に対する実際の演算負荷の割合）との関係を示す。なお図１２において、一点鎖線は通常サイクルのみを設定する装置における上記関係を示し、実線は間引きサイクルと通常サイクルとを設定する装置における上記関係を示している。また図１２中の破線は、燃料噴射弁２０の駆動回路の性能により定まる多段噴射の実行限界を示している。

本実施形態の装置では、燃料噴射率の検出波形の形成に用いる燃料圧力ＰＱが検出期間ＴＡ（図１０参照）において検出された値に限定される。そのため、全ての期間において燃料噴射率の検出波形を形成する装置と比較して演算負荷率が低くなる。これにより、学習処理や差分補正項を算出する処理を実行可能な運転領域（本実施形態では、演算負荷率が所定比率［例えば８０％］以下の領域）を拡大することができる。なお本実施形態の装置では、燃料噴射弁２０の駆動回路の性能により定まる二段噴射の実行限界（図１２中のＣ２）で同二段噴射が実行された場合であっても、上記間引きサイクルと通常サイクルとを設定しなくても、全ての噴射段についての検出波形の形成を実行することができる。

三段噴射の実行に際して、間引きサイクルと通常サイクルとが設定されるために、間引きサイクルにおける前記特定噴射（二段目噴射，三段目噴射）についての燃料圧力ＰＱを読み込む処理と検出波形を形成する処理とが実行されない。これによっても、図１２中に矢印Ａ１で示すように演算負荷が低下するため、図１２中に矢印Ａ２で示す分だけ三段噴射の噴射波形検出を実行可能な領域が拡大するようになる。したがって、例えばメイン噴射の検出波形を形成することができなくなるなどといったように三つの噴射段の何れかの検出波形を形成することができないことを理由に、燃料噴射弁２０の作動制御において三段噴射の噴射波形検出を実行できない状況になることが抑えられる。なお本実施形態の装置において、間引きサイクルを設定せずに通常サイクルのみを設定すると仮定した場合には、判定速度Ｊ２が三段噴射の噴射波形検出の実行限界になる。本実施形態の装置では、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ２以上であるときに間引きサイクルと通常サイクルとを設定するようにした結果、燃料噴射弁２０の駆動回路の性能により定まる三段噴射の噴射波形検出の実行限界（図１２中のＣ３）まで同三段噴射の噴射波形検出を実行することができるようになる。

また、四段噴射の実行に際して、間引きサイクルと通常サイクルとが設定されるため、間引きサイクルにおける特定噴射（二段目噴射〜四段目噴射）についての燃料圧力ＰＱを読み込む処理と検出波形を形成する処理とが実行されない。これによって図１２中に矢印Ａ３で示すように演算負荷が低下するため、図１２中に矢印Ａ４で示す分だけ四段噴射の噴射波形検出を実行可能な領域が拡大するようになる。したがって、例えばメイン噴射の検出波形を形成することができなくなるなどといったように四つの噴射段の何れかの検出波形を形成することができないことを理由に、燃料噴射弁２０の作動制御において四段噴射の噴射波形検出を実行できない状況になることが抑えられる。本実施形態の装置において、間引きサイクルを設定せずに通常サイクルのみを設定すると仮定した場合には、判定速度Ｊ１が四段噴射の噴射波形検出の実行限界になる。本実施形態の装置では、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ１以上であるときに間引きサイクルと通常サイクルとを設定するようにした結果、燃料噴射弁２０の駆動回路の性能により定まる四段噴射の噴射波形検出の実行限界（図１２中のＣ４）まで同四段噴射の噴射波形検出を実行することができるようになる。

以下、通常サイクルと間引きサイクルとを設定する処理（サイクル設定処理）、および前記検出波形形成処理について詳しく説明する。
ここでは先ず、図１３を参照しつつ、サイクル設定処理の実行手順について説明する。

なお図１３のフローチャート示される一連の処理は、以下の（条件Ａ）または（条件Ｂ）が満たされることを条件に、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット４０によって実行される処理である。
（条件Ａ）三段噴射が実行される機関運転領域であり、且つ機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ２以上であること。
（条件Ｂ）四段噴射が実行される機関運転領域であり、且つ機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ１以上であること。

図１３に示すように、この処理では、着火気筒（詳しくは、燃料噴射弁２０からの燃料噴射が実行される気筒１１）が切り替わるタイミングで（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、噴射処理モードカウンタのカウント値に「１」が加算される（ステップＳ１２）。

そして、このカウント値が「１」または「２」であるときには（ステップＳ１３：ＮＯ）、先頭段検出モードが設定された後（ステップＳ１４）、本処理は終了される。先頭段検出モードが設定されると、切り替わった後の着火気筒の燃料サイクルが間引きサイクルになる。

一方、噴射処理モードカウンタのカウント値が「３」であるときには（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、全段検出モードが設定されるとともに（ステップＳ１５）、噴射処理モードカウンタのカウント値が「０」にリセットされた後（ステップＳ１６）、本処理は終了される。全段検出モードが設定されると、切り替わった後の着火気筒の燃料サイクルが通常サイクルになる。

次に、図１４を参照しつつ、前記検出波形形成処理の実行手順について説明する。
なお、図１４のフローチャートに示される一連の処理は、検出波形形成処理の実行手順を概念的に示したものであり、多段噴射の各段の燃料噴射が実行される度に電子制御ユニット４０により実行される。

図１４に示すように、この処理では先ず、全段検出モードが設定されているか否かが判断される（ステップＳ２１）。
そして、全段検出モードが設定されている場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、検出波形の形成対象となる噴射段によることなく、検出波形の形成が実行される（ステップＳ２２〜ステップＳ２４）。詳しくは、形成対象の燃料噴射についての開弁信号の燃料噴射弁２０への出力時以降に検出された燃料圧力ＰＱがその検出順に読み込まれる（ステップＳ２２）。そして、その後において、読み込まれた燃料圧力ＰＱに基づき噴射停止時期Ｔｃｅ（図４参照）が特定されるまでの間（ステップＳ２３：ＮＯ）、燃料圧力ＰＱの読み込みが繰り返し実行される（ステップＳ２２）。そして、読み込まれた燃料圧力ＰＱに基づき噴射停止時期Ｔｃｅが特定されると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、開弁信号が出力されたときから燃料圧力ＰＱの検出結果に基づき噴射停止時期Ｔｃｅが判明するときまでの検出期間ＴＡに検出された燃料圧力ＰＱに基づいて検出波形が形成された後（ステップＳ２４）、本処理は終了される。

一方、先頭段検出モードが設定されている場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、検出波形の形成対象となる噴射段が先頭段噴射である場合に限り（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、検出波形の形成が実行される（ステップＳ２２〜ステップＳ２４）。したがって、先頭段検出モードが設定されている場合に（ステップＳ２１：ＮＯ）、検出波形の形成対象となる噴射段が先頭段噴射でない場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、検出波形の形成を実行することなく（ステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理がジャンプされて）、本処理は終了される。

そして本実施形態の装置では、この検出波形に基づいて学習項の学習や差分補正項の算出が実行される。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。

（１）同一の気筒１１において、通常サイクルと間引きサイクルとを設定するようにした。したがって、重要度の高い先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を確実に実行しつつ、重要度の低い二段目以降の燃料噴射についての各特性パラメータの検出を間引くことにより、演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、二段目以降の燃料噴射についての各特性パラメータの検出頻度が低くなるとはいえ、その検出機会を確保することもできる。

（２）多段噴射が実行される気筒順において、通常サイクルが適用される気筒１１の間隔を、内燃機関１０の総気筒数「４」より小さい正の整数であり且つ総気筒数の因数の整数倍ではない所定数「３」に設定した。そのため、内燃機関１０の各気筒１１に、間引きサイクルと通常サイクルとをそれぞれ所定の間隔で適用することができる。

（３）四段噴射の実行時に機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ１以上であることを条件に、あるいは三段噴射の実行時に機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ２以上であることを条件に、同一の気筒１１において、通常サイクルと間引きサイクルとを設定するようにした。そのため、機関回転速度ＮＥが高いために演算負荷が大きくなり易いときには、重要度の高い先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を確実に実行しつつ、重要度の低い特定噴射についての各特性パラメータの検出を間引くことによって演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、機関回転速度ＮＥが低く演算負荷が比較的小さいときには、特定噴射についての各特性パラメータの検出を間引くことなく全ての噴射段についての各特性パラメータの検出を実行することにより、各噴射段の燃料噴射についての各特性パラメータの検出を高い精度で実行することができる。

（４）燃料噴射弁２０への開弁信号が出力されたときから燃料圧力ＰＱの検出結果に基づいて噴射停止時期Ｔｃｅが判明するときまでの検出期間ＴＡに圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱを検出波形形成処理に用いる一方、同検出期間ＴＡ以外の時点の燃料圧力ＰＱを検出波形形成処理に用いないようにした。これにより、燃料噴射弁２０の開弁前に検出された燃料圧力ＰＱや同燃料噴射弁２０の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後に検出された燃料圧力ＰＱが検出波形形成処理に用いられなくなるため、その分だけ燃料圧力ＰＱを読み込む処理の演算負荷や検出波形を形成する処理の演算負荷を低減することができる。しかも、燃料圧力ＰＱの変動波形が把握されない期間があるとはいえ、特性パラメータの検出のために必要な期間では燃料圧力ＰＱの変動波形を把握することができるため、同特性パラメータの検出頻度の低下を抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・検出期間ＴＡに代えて、燃料噴射弁２０への開弁信号の出力後に所定時間Ｔ２が経過したときを始点とし、燃料圧力ＰＱの検出結果に基づいて噴射停止時期Ｔｃｅが判明するときを終点とする検出期間ＴＢを定めてもよい。そして、この検出期間ＴＢにおいて圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱを燃料噴射率の検出波形を形成する処理に用いる一方、検出期間ＴＢ以外の時点の燃料圧力ＰＱを同処理に用いないようにしてもよい。

上記実施形態の装置では、燃料噴射弁２０への開弁信号の出力タイミングが分かれば、同タイミングや燃料噴射弁２０の作動特性（開弁遅れ時間など）に基づいて、燃料噴射弁２０の開弁が開始されるタイミングを推定することができる。そのため、検出期間ＴＡに代えて、上記検出期間ＴＢを定める装置によっても、上記実施形態の装置に準じた作用効果を得ることができる。しかも、上記実施形態の装置と比較して、燃料圧力ＰＱの読み込み対象になる期間を短くすることができるため、検出波形の形成対象の燃料圧力ＰＱの総数を減少させることができる。したがって、燃料噴射弁２０の各特性パラメータの検出にかかる演算処理の演算負荷をより低減することができる。なお上記装置では、開弁遅れ時間に検出した燃料圧力ＰＱの一部が読み込まれなくなるように検出期間ＴＢを短くしつつ検出波形を適正に形成することの可能な一定時間を、各種の実験やシミュレーションの結果に基づき予め求めて、上記所定時間Ｔ２として電子制御ユニット４０に記憶しておけばよい。

図１５に、上記装置における検出波形形成処理の実行手順を示す。なお図１５は、図１４に示す検出波形形成処理と異なる部分を中心に示しており、以下の説明では図１４に示す検出波形形成処理と同一の処理については同一の符号を付して示し、その詳細な説明を割愛する。図１５に示すように、この処理では、検出波形を形成する際に（ステップＳ２１：ＹＥＳ、またはステップＳ２５：ＹＥＳ）、燃料噴射弁２０への開弁信号の出力後に所定時間Ｔ２が経過したとき以降に検出された燃料圧力ＰＱがその検出順に読み込まれる（ステップＳ３２）。そして、その後において、読み込まれた燃料圧力ＰＱに基づき噴射停止時期Ｔｃｅが特定されるまでの間（ステップＳ２３：ＮＯ）、燃料圧力ＰＱの読み込みが繰り返し実行される（ステップＳ３２）。そして、読み込まれた燃料圧力ＰＱに基づき噴射停止時期Ｔｃｅが特定されると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、開弁信号の出力後に所定時間Ｔ２が経過したときから燃料圧力ＰＱの検出結果に基づき噴射停止時期Ｔｃｅが判明するときまでの検出期間ＴＢに検出された燃料圧力ＰＱに基づいて検出波形が形成される（ステップＳ３４）。その後、本処理は終了される。

・検出期間ＴＡに代えて、燃料噴射弁２０への開弁信号の出力時を始点とし、同燃料噴射弁２０への閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間Ｔ３が経過したときを終点とする検出期間ＴＣを定めてもよい。そして、この検出期間ＴＣにおいて圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱを燃料噴射率の検出波形を形成する処理に用いる一方、検出期間ＴＣ以外の時点の燃料圧力ＰＱを同処理に用いないようにしてもよい。

上記実施形態の装置では、燃料噴射弁２０への閉弁信号の出力タイミングが分かれば、同タイミングや燃料噴射弁２０の作動特性（閉弁遅れ時間、噴射率低下速度など）に基づいて、燃料噴射弁２０が閉弁状態になるタイミングを推定することができる。そのため、検出期間ＴＡに代えて、上記検出期間ＴＣを定める装置によっても、上記実施形態の装置に準じた作用効果を得ることができる。なお上記装置では、燃料噴射弁２０が閉弁状態になった後に検出した燃料圧力ＰＱができるだけ読み込まれなくなるように検出期間ＴＣを短くしつつ検出波形を適正に形成することの可能な一定時間を、各種の実験やシミュレーションの結果に基づき予め求めて、上記所定時間Ｔ３として電子制御ユニット４０に記憶しておけばよい。

図１６に、上記装置における検出波形形成処理の実行手順を示す。なお図１６は、図１４に示す検出波形形成処理と異なる部分のみを示しており、以下の説明では図１４に示す検出波形形成処理と同一の処理については同一の符号を付して示し、その詳細な説明を割愛する。図１６に示すように、この処理では、検出波形を形成する際に（ステップＳ２１：ＹＥＳ、またはステップＳ２５：ＹＥＳ）、検出期間ＴＣにおいて検出された燃料圧力ＰＱが読み込まれる（ステップＳ４２）。そして、この読み込まれた燃料圧力ＰＱ、すなわち形成対象の燃料噴射についての開弁信号が出力されたときから同燃料噴射についての閉弁信号の出力後に所定時間Ｔ３が経過したときまでの検出期間ＴＣに検出した燃料圧力ＰＱに基づいて検出波形が形成された後（ステップＳ４３）、本処理は終了される。

・検出期間ＴＡに代えて、燃料噴射弁２０への開弁信号の出力後に所定時間Ｔ２が経過したときを始点とし、同燃料噴射弁２０への閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間Ｔ３が経過したときを終点とする検出期間ＴＤを定めてもよい。そして、この検出期間ＴＤにおいて圧力センサ５１によって検出された燃料圧力ＰＱを燃料噴射率の検出波形を形成する処理に用いる一方、検出期間ＴＤ以外の時点の燃料圧力ＰＱを同処理に用いないようにしてもよい。

図１７に、上記装置における検出波形形成処理の実行手順を示す。なお図１７は、図１４に示す検出波形形成処理と異なる部分のみを示しており、以下の説明では図１４に示す検出波形形成処理と同一の処理については同一の符号を付して示し、その詳細な説明を割愛する。図１７に示すように、この処理では、検出波形を形成する際に（ステップＳ２１：ＹＥＳ、またはステップＳ２５：ＹＥＳ）、検出期間ＴＤにおいて検出された燃料圧力ＰＱが読み込まれる（ステップＳ５２）。そして、この読み込まれた燃料圧力ＰＱ、すなわち形成対象の燃料噴射についての開弁信号の出力後に所定時間Ｔ２が経過したときから同燃料噴射についての閉弁信号の出力後に所定時間Ｔ３が経過したときまでの検出期間ＴＤに検出した燃料圧力ＰＱに基づいて検出波形が形成された後（ステップＳ５３）、本処理は終了される。

・演算負荷が適正に抑えられるのであれば、検出期間ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ，ＴＤにおいて検出された燃料圧力ＰＱのみを燃料噴射率の検出波形を形成する処理に用いる構成を省略してもよい。すなわち燃料噴射弁２０の開弁前や同燃料噴射弁２０の開閉に伴う燃料圧力の一時的な低下が解消した後に検出された燃料圧力ＰＱを検出波形形成処理に用いるようにしてもよい。

・上記実施形態の装置は、メイン噴射の後にアフター噴射やポスト噴射を実行する装置にも適用することができる。こうした装置では、間引きサイクルにおいては先頭段噴射についてのみ特性パラメータの検出を実行し、通常サイクルにおいては全ての噴射段についての各特性パラメータの検出を実行するようにすればよい。

また上記装置において、三段のパイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射（またはポスト噴射）とからなる五段噴射を実行する場合に、次のように各特性パラメータの検出を実行するようにしてもよい。すなわち、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ３より低いときには五つの噴射段の全てについて特性パラメータの検出を実行する。その一方で、機関回転速度ＮＥが判定速度Ｊ３以上であるときには、同一の気筒１１において、間引きサイクルと通常サイクルとを設定する。そして、間引きサイクルでは先頭段噴射のみについて各特性パラメータの検出を実行し、通常サイクルでは最後段噴射（アフター噴射）を除く一段目噴射〜四段目噴射（メイン噴射）までの各特性パラメータの検出を実行する。なお上記判定速度Ｊ３としては、五段噴射の実行時において間引きサイクルを設定せずに通常サイクルのみを設定すると仮定した場合に、電子制御ユニット４０の演算負荷率が所定比率（例えば８０％）を超えてしまう機関回転速度ＮＥの範囲の下限速度を設定することができる。同装置によれば、機関回転速度ＮＥが高くなったときに、五段目噴射（アフター噴射）についての特性パラメータの検出ができなくなるものの、先頭段噴射についての各特性パラメータの検出を確実に実行しつつ、重要度の低い二段目以降の燃料噴射についての各特性パラメータの検出を間引くことにより、演算負荷を適切に低減させることができる。しかも、メイン噴射を含む二段目噴射から四段目噴射についての各特性パラメータの検出頻度が低くなるとはいえ、その検出機会を確保することもできる。

・噴射段数によることなく、機関回転速度ＮＥが判定速度以上であるときに、間引きサイクルと通常サイクルとを設定するようにしてもよい。また、機関回転速度ＮＥによることなく、間引きサイクルと通常サイクルとを設定するようにしてもよい。

・学習処理において、複数の特性パラメータの差Δτｄ，ΔＱｕｐ，ΔＱｍａｘ，ΔＱｄｎ，Δτｅそれぞれの加重平均値を算出することなく、同差そのものを学習項Ｇτｄ，ＧＱｕｐ，ＧＱｍａｘ，ＧＱｄｎ，Ｇτｅとして記憶するようにしてもよい。

・学習領域を目標噴射量および目標噴射圧力の一方のみによって区画することができる。また、学習領域を区画するパラメータとしては、目標噴射量や目標噴射圧力を用いることに限らず、機関回転速度ＮＥや通路空気量ＧＡ、アクセル操作量ＡＣＣ、吸入空気量などを用いることができる。

・補正波形の算出および反映を省略してもよい。
・燃料噴射弁２０の作動特性としての特性パラメータは任意に変更することができる。例えば開弁遅れ時間τｄ、噴射率上昇速度Ｑｕｐ、最大噴射率Ｑｍａｘ、噴射率低下速度Ｑｄｎ、および閉弁遅れ時間τｅのうちのいずれか一つのみを特性パラメータとしたり、二つのみを特性パラメータとしたり、三つのみを特性パラメータとしたり、四つのみを特性パラメータとしたりすることができる。また、燃料噴射率が最大噴射率に到達した時期や、燃料噴射率が最大噴射率から低下し始める時期、燃料噴射率が「０」になる時期などを特性パラメータとして新たに採用することもできる。

・燃料噴射弁２０の内部（詳しくは、ノズル室２５内）の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、圧力センサ５１を燃料噴射弁２０に直接取り付けることに限らず、同圧力センサ５１の取り付け態様は任意に変更することができる。具体的には、圧力センサ５１を燃料供給通路におけるコモンレール３４と燃料噴射弁２０との間の部位（分岐通路３１ａ）に取り付けたり、コモンレール３４に取り付けたりしてもよい。

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

・４つの気筒を有する内燃機関に限らず、１つ〜３つの気筒を有する内燃機関、あるいは５つ以上の気筒を有する内燃機関にも、上記燃料噴射特性検出装置は適用することができる。単気筒の内燃機関に適用される場合には、間引きサイクルと通常サイクルとを交互に設定するなど、所定間隔おきに間引きサイクルと通常サイクルとを設定すればよい。多気筒の内燃機関に適用される場合には、多段噴射が実行される気筒順において、各特性パラメータの検出を間引かない燃焼サイクル（通常サイクル）が適用される気筒の間隔を、内燃機関の総気筒数より小さい正の整数であり且つ前記総気筒数の因数の整数倍ではない所定数にすればよい。例えば、６気筒の内燃機関に適用される場合には上記所定数を「５」にすることができ、８気筒の内燃機関に適用される場合には上記所定数を「３」，「５」，「７」のいずれかにすることができ、１２気筒の内燃機関に適用される場合には上記所定数を「５」，「７」，「１１」のいずれかにすることができる。

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

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

Claims (7)

1. 昇圧された状態の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給系と同燃料供給系の内部の燃料圧力を検出する圧力センサとを備えた内燃機関に適用されて、前記圧力センサによって検出した燃料圧力の検出結果に基づいて前記燃料噴射弁の作動特性を検出する燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、
   複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁からの燃料噴射を行うとともに、前記多段噴射の各噴射について各別に前記作動特性の検出を実行するものであり、
   前記多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射の前記作動特性の検出を間引く燃焼サイクルと、前記多段噴射における前記特定噴射の前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルと、がある
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   前記内燃機関は複数の気筒を有するものであり、
   前記装置は、
   前記内燃機関の気筒毎に前記作動特性の検出を実行し、
   前記多段噴射が実行される気筒順において、前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルが適用される気筒の間隔が、前記内燃機関の総気筒数より小さい正の整数であり且つ前記総気筒数の因数の整数倍ではない所定数である
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
3. 請求項１または２に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、機関回転速度が予め定めた判定速度以上であることを条件に、前記多段噴射における先頭段噴射以外の特定噴射の前記作動特性の検出を間引く燃焼サイクルと、前記多段噴射における前記特定噴射の前記作動特性の検出を間引かない燃焼サイクルとを設定する
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号が前記燃料噴射弁に出力されたときから前記検出結果に基づいて当該噴射の終了が判明するときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いない
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときから前記検出結果に基づいて当該噴射の終了が判明するときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いない
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号が出力されたときから当該噴射についての閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いない
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置において、
   当該装置は、前記多段噴射の各噴射において、当該噴射についての開弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときから当該噴射についての閉弁信号の出力後に予め定めた所定時間が経過したときまでの期間に前記圧力センサによって検出した燃料圧力を前記作動特性の検出に用いる一方、前記期間以外の時点の燃料圧力を前記作動特性の検出に用いない
   ことを特徴とする燃料噴射特性検出装置。