JP6572840B2 - 特性検出装置、および、それを用いた制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出する特性検出装置、および、それを用いた制御装置に関する。

従来、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出し、検出した燃料噴射特性に基づき、燃料噴射弁の作動を制御する制御装置が知られている。例えば特許文献１の制御装置では、１つのデリバリパイプに対し複数設けられた燃料噴射弁のそれぞれに圧力センサを設け、燃料噴射時の燃料噴射弁内の圧力を検出し、各燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出している。

特開２００９−９７５０１号公報

また、特許文献１の制御装置では、複数の圧力センサからの信号の出力に基づき、各圧力センサからの信号の出力を補正している。これにより、圧力センサの出力値に対するロバスト性の向上、燃料噴射特性の高精度な検出、および、燃料噴射弁の高精度な制御の実現を図っている。

しかしながら、特許文献１の制御装置では、複数の燃料噴射弁それぞれに対し圧力センサを設けているため、圧力センサからの配線等、構成が複雑になるおそれがある。また、特許文献１の制御装置では、圧力の絶対値を検出可能な圧力センサを各燃料噴射弁に設けている。そのため、部材コストおよび製造コストが増大するおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で複数の燃料噴射弁の燃料噴射特性を高精度に検出可能な特性検出装置、および、それを用いた制御装置を提供することにある。

本発明は、デリバリパイプ（２０）内の燃料を噴孔（３０１）から内燃機関（１０）に噴射する複数の燃料噴射弁（３０、３１、３２、３３、３４）の燃料噴射に関する特性である燃料噴射特性を検出する特性検出装置（１００）であって、管部材（４０、４１、４２、４３、４４、５０、５１、５２、５３、５４）と第１圧力センサ（６０、６１、６２、６３、６４）と特性検出部（７１）と異常判定部（７０１）と出力補正部（７０２）とを備えている。
管部材は、一方の端部が燃料噴射弁の内部に連通可能に設けられる。管部材は、複数設けられている。

第１圧力センサは、１つに対し２つの管部材の他方の端部が接続するよう設けられ、管部材の内部の圧力を検出することで、対応する燃料噴射弁の内部の圧力である噴射弁内圧力に対応した信号を出力可能である。第１圧力センサは、複数設けられている。
特性検出部は、第１圧力センサが出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出する。
異常判定部は、複数の第１圧力センサが出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、第１圧力センサの異常の有無を判定可能である。
出力補正部は、複数の第１圧力センサが出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、異常判定部により異常であると判定された第１圧力センサからの信号の出力を補正する。

このように、本発明では、異常判定部により第１圧力センサの異常の有無を判定し、異常であると判定した第１圧力センサからの信号の出力については出力補正部により補正した上で、特性検出部により燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出する。そのため、第１圧力センサに異常が生じたとしても、燃料噴射弁の燃料噴射特性を高精度に検出することができる。その結果、検出した燃料噴射特性に基づき、燃料噴射弁の作動を高精度に制御することができる。

また、本発明では、第１圧力センサは、１つに対し２つの管部材の他方の端部が接続するよう設けられる。そのため、一方の端部が複数の燃料噴射弁それぞれに対応するよう管部材を設け、各管部材の他方の端部に第１圧力センサを設けることとした場合、上記従来技術のように圧力センサを各燃料噴射弁それぞれに設ける場合と比べ、構成を簡単にすることができる。これにより、製造コストを低減することができる。

また、デリバリパイプ内の圧力を検出可能な圧力センサを別途設けた場合、第１圧力センサを差圧センサとすることができる。この場合、第１圧力センサでは圧力の絶対値を検出する必要がないため、第１圧力センサとして、圧力の検出可能範囲が狭いものを用いることができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、第１圧力センサとして差圧センサを用いることにより、噴射弁内圧力の測定レンジを拡大することができる。これにより、噴射弁内圧力の検出精度を向上することができる。

本発明の第１実施形態による特性検出装置および制御装置を示す模式図。 本発明の第１実施形態による特性検出装置の第１圧力センサを示す模式図。 本発明の第１実施形態による特性検出装置の第１圧力センサからの信号の出力特性を示す図。 本発明の第１実施形態の特性検出装置による異常判定処理および出力補正処理を示すフロー図。 本発明の第１実施形態による特性検出装置の作動例を示す図。 本発明の第１実施形態の特性検出装置による出力補正について説明するための図。 本発明の第２実施形態による特性検出装置および制御装置を示す模式図。 本発明の第２実施形態による特性検出装置の作動例を示す図。 本発明の第２実施形態の特性検出装置による出力補正について説明するための図。 本発明の第３実施形態による特性検出装置および制御装置を示す模式図。 本発明の第４実施形態による特性検出装置および制御装置を示す模式図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による特性検出装置および制御装置を適用した燃料噴射システムを図１に示す。

燃料噴射システム１は、図示しない車両に搭載される。燃料噴射システム１は、車両に搭載された内燃機関としてのエンジン１０に燃料としてのガソリンを噴射供給する。本実施形態では、エンジン１０は、例えば直列４気筒のガソリンエンジンである。
図１に示すように、燃料噴射システム１は、燃料タンク２、燃料ポンプ３、配管４、高圧ポンプ５、配管６、デリバリパイプ２０、燃料噴射弁３０、特性検出装置１００、制御装置１０１等を備えている。

燃料タンク２は、燃料としてのガソリンを貯留する。燃料ポンプ３は、燃料タンク２に設けられ、燃料タンク２内の燃料を吸入および吐出し、吐出した燃料を、配管４を経由して高圧ポンプ５に供給する。高圧ポンプ５は、例えばエンジン１０のカムの回転により駆動し、燃料ポンプ３から供給された燃料を加圧し吐出する。高圧ポンプ５から吐出された燃料は、配管６を経由してデリバリパイプ２０に供給される。

デリバリパイプ２０は、例えば金属等により形成され、パイプ本体２１、カップ２２を有している。パイプ本体２１は、所定の長さの筒状に形成され、両端部が塞がれている。カップ２２は、カップ状に形成されている。カップ２２は、パイプ本体２１の長手方向に等間隔で並ぶよう４つ設けられている。カップ２２は、例えばろう付けまたは溶接等によりパイプ本体２１に接合している。カップ２２の内側の空間とパイプ本体２１の内部とは連通している。

デリバリパイプ２０には、４つの燃料噴射弁３０が接続される。４つの燃料噴射弁３０は、エンジン１０の各気筒に対応してエンジン１０に設けられる。ここで、４つの燃料噴射弁３０のそれぞれに３１〜３４の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。

燃料噴射弁３０は、先端に噴孔３０１を有している。燃料噴射弁３０は、図示しないニードルを有している。ニードルは、燃料噴射弁３０に駆動信号が入力されていない非通電時、閉弁しており、噴孔３０１を閉じている。一方、ニードルは、燃料噴射弁３０に駆動信号が入力される通電時、開弁し、噴孔３０１を開く。このように、燃料噴射弁３０は、ノーマリークローズタイプの弁装置である。

燃料噴射弁３０は、噴孔３０１とは反対側の端部がカップ２２に接続するようにしてデリバリパイプ２０に接続される。燃料噴射弁３１、３２、３３、３４は、この順で並ぶようにしてカップ２２に接続される。なお、燃料噴射弁３０は、噴孔３０１とは反対側の端部近傍に、駆動信号入力用のコネクタ３０２を有している。

燃料噴射弁３０は、噴孔３０１がエンジン１０の燃焼室に露出するよう、デリバリパイプ２０とともにエンジン１０に設けられる。燃料噴射弁３０は、開弁時、デリバリパイプ２０内の燃料を噴孔３０１から燃焼室に噴射する。すなわち、エンジン１０は、直噴式のエンジンである。

デリバリパイプ２０のパイプ本体２１の一方の端部には、配管６が接続されている。これにより、高圧ポンプ５から供給された燃料は、パイプ本体２１に流入する。デリバリパイプ２０は、高圧ポンプ５から供給された燃料を貯留する。これにより、燃料噴射弁３０の閉弁時、デリバリパイプ２０および燃料噴射弁３０の内部は、比較的高圧に保たれる。また、燃料噴射弁３０からは、比較的高圧の燃料が噴射される。

本実施形態では、カップ２２の内側に、絞り部２３が形成されている。絞り部２３は、デリバリパイプ２０の内部から燃料噴射弁３０の噴孔３０１までの燃料の流路である燃料流路Ｆｒの燃料の流れを絞る。そのため、燃料噴射弁３０から燃料が噴射されると、燃料流路Ｆｒのうち、絞り部２３に対し噴孔３０１側の部位の圧力は降下するものの、絞り部２３に対し噴孔３０１とは反対側の部位の圧力はほとんど降下しない。

特性検出装置１００および制御装置１０１は、管部材４０、５０、第１圧力センサ６０、第２圧力センサ６９、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）７０、電子駆動ユニット（以下、「ＥＤＵ」という。）７５等を備えている。

本実施形態では、管部材４０は、４つ設けられている。ここで、４つの管部材４０のそれぞれに４１〜４４の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。また、管部材５０は、４つ設けられている。ここで、４つの管部材５０のそれぞれに５１〜５４の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。

管部材４０は、例えば金属等により管状に形成されている。管部材４０は、一方の端部が燃料噴射弁３０の噴孔３０１とは反対側の端部近傍に接続される。より詳しくは、管部材４０は、一方の端部が燃料噴射弁３０のコネクタ３０２とは反対側に接続される。これにより、管部材４０の内部は、燃料噴射弁３０の内部に連通可能である。なお、管部材４０は、一方の端部が、燃料流路Ｆｒのうち、絞り部２３に対し噴孔３０１側の部位に接続される。管部材４１、４２、４３、４４の一方の端部は、それぞれ、燃料噴射弁３１、３２、３３、３４に接続される（図１参照）。
なお、本実施形態では、燃料噴射弁３０がエンジン１０に設けられた状態において、管部材４０の一方の端部、および、燃料噴射弁３０のコネクタ３０２は、エンジン１０の外部に露出している。
本実施形態では、各管部材４０（４１〜４４）は、一方の端部から他方の端部までの長さが同じである。

管部材５０は、例えば金属等により管状に形成されている。管部材５０は、一方の端部が管部材４０に接続されている。より詳しくは、管部材５０は、一方の端部が管部材４０の一方の端部と他方の端部との間に接続されている。これにより、管部材５０の内部は、管部材４０の内部に連通し、燃料噴射弁３０の内部に連通可能である。管部材５１、５２、５３、５４の一方の端部は、それぞれ、管部材４１、４２、４３、４４に接続されている（図１参照）。
本実施形態では、各管部材５０（５１〜５４）は、一方の端部から他方の端部までの長さが同じである。
ここで、管部材４０（４１〜４４）は、特許請求の範囲における「第１管部材」に対応している。また、管部材５０（５１〜５４）は、特許請求の範囲における「第２管部材」に対応している。
本実施形態は、第１圧力センサ６０を４つ備えている。ここで、４つの第１圧力センサ６０のそれぞれに６１〜６４の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。

図１、２に示すように、第１圧力センサ６１には、管部材４１、４２の他方の端部が接続されている。第１圧力センサ６１は、接続する２つの管部材４０（４１、４２）間において内部が隔離されている。すなわち、第１圧力センサ６１は、内部が２つに隔離されている。そのため、各管部材４０（４１、４２）間は連通しておらず、燃料が各管部材４０間を流通することはない。なお、特性検出装置１００の使用時、各管部材４０の内部は、燃料で満たされている。

第１圧力センサ６１は、入力部６００、出力部６５０を有している。本実施形態では、入力部６００は、２つ設けられている。ここで、２つの入力部６００のそれぞれに６０１、６０２の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。入力部６０１、６０２は、それぞれ、第１圧力センサ６１の２つに隔離された部位に設けられている。入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４１、４２の他方の端部が接続されている。そのため、入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４１、４２を経由して、燃料噴射弁３１、３２の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。

第１圧力センサ６３には、管部材４３、４４の他方の端部が接続されている。第１圧力センサ６３は、接続する２つの管部材４０（４３、４４）間において内部が隔離されている。すなわち、第１圧力センサ６３は、第１圧力センサ６１と同様、内部が２つに隔離されている。

第１圧力センサ６３は、第１圧力センサ６１と同様、２つの入力部６００（６０１、６０２）、出力部６５０を有している。入力部６０１、６０２は、それぞれ、第１圧力センサ６３の２つに隔離された部位に設けられている。第１圧力センサ６３の入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４３、４４の他方の端部が接続される。そのため、入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４３、４４を経由して、燃料噴射弁３３、３４の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。

第１圧力センサ６４には、管部材５１、５４の他方の端部が接続されている。第１圧力センサ６４は、接続する２つの管部材５０（５１、５４）間において内部が隔離されている。すなわち、第１圧力センサ６４は、第１圧力センサ６１と同様、内部が２つに隔離されている。

第１圧力センサ６４は、第１圧力センサ６１と同様、２つの入力部６００（６０１、６０２）、出力部６５０を有している。入力部６０１、６０２は、それぞれ、第１圧力センサ６４の２つに隔離された部位に設けられている。第１圧力センサ６４の入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材５１、５４の他方の端部が接続される。そのため、入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４１、４４、５１、５４を経由して、燃料噴射弁３１、３４の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。

第１圧力センサ６２には、管部材５２、５３の他方の端部が接続されている。第１圧力センサ６２は、接続する２つの管部材５０（５２、５３）間において内部が隔離されている。すなわち、第１圧力センサ６２は、第１圧力センサ６１と同様、内部が２つに隔離されている。

第１圧力センサ６２は、第１圧力センサ６１と同様、２つの入力部６００（６０１、６０２）、出力部６５０を有している。入力部６０１、６０２は、それぞれ、第１圧力センサ６２の２つに隔離された部位に設けられている。第１圧力センサ６２の入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材５２、５３の他方の端部が接続される。そのため、入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４２、４３、５２、５３を経由して、燃料噴射弁３２、３３の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。
このように、本実施形態は、第１圧力センサ６０を４つ備え、１つの第１圧力センサ６０に対し２つの管部材４０または管部材５０の他方の端部が接続している。

第１圧力センサ６１〜６４の出力部６５０は、それぞれ、後述するＥＣＵ７０に電気的に接続されている。出力部６５０は、入力部６０１、６０２のそれぞれに入力された圧力の差圧（ΔＰ）に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。
具体的には、入力部６０１、６０２のそれぞれに入力された圧力をＰ１、Ｐ２とすると、差圧（ΔＰ）は、下記式１に示すとおりとなる。
ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２ ・・・式１

このように、本実施形態では、第１圧力センサ６０は、所謂差圧センサであり、管部材４０の一方の端部に対応する２つの燃料噴射弁３０間の噴射弁内圧力の差圧に対応する信号を出力可能である。なお、本実施形態では、第１圧力センサ６０の検出可能な圧力の範囲は、例えば０〜１ＭＰａである。
また、第１圧力センサ６０の出力部６５０は、２つの圧力の入力のうち１つの圧力の変化を残りの入力と比較した結果に対応する信号を出力する。

第１圧力センサ６０は、より具体的には、内部を２つに隔離する隔離壁に、隔離壁の歪みを検出する素子が設けられている。当該素子は、検出した隔離壁の歪みに対応する信号を、上記差圧に対応する信号として出力部６５０から出力する。

第１圧力センサ６０の出力部６５０からの信号の出力特性を実線で図３に示す。図３に示すように、第１圧力センサ６０の出力部６５０からの信号の出力特性は、正圧側と負圧側とで点対称である。具体的には、出力部６５０からの信号の出力特性は、差圧（ΔＰ）の０と出力Ｐ（ｎ）の基準値との交点を中心として点対称となる。そのため、例えば、第１圧力センサ６０の入力部６０１に入力される圧力と入力部６０２に入力される圧力との差圧（ΔＰ）が０のとき、出力部６５０からは、基準値に対応する信号が出力される。また、差圧（ΔＰ）が負圧側のとき、すなわち、入力部６０１に入力される圧力よりも入力部６０２に入力される圧力の方が大きいとき、出力部６５０からは、基準値よりも小さい値に対応する信号が出力される。一方、差圧（ΔＰ）が正圧側のとき、すなわち、入力部６０１に入力される圧力よりも入力部６０２に入力される圧力の方が小さいとき、出力部６５０からは、基準値よりも大きい値に対応する信号が出力される。

第２圧力センサ６９は、デリバリパイプ２０のパイプ本体２１に設けられている。第２圧力センサ６９は、ＥＣＵ７０に電気的に接続されている。第２圧力センサ６９は、パイプ本体２１の内部の圧力であるパイプ内圧力に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。なお、第２圧力センサ６９は、パイプ内圧力の絶対値に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。また、本実施形態では、第２圧力センサ６９の検出可能な圧力の範囲は、例えば０〜１００ＭＰａである。
本実施形態では、第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９は、応答特性が２０ｋＨｚ以上である。

ＥＣＵ７０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力手段としてのＩ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ７０は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等の情報に基づき、ＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い演算を実行し、車両の各種装置および機器の作動を制御する。
ＥＣＵ７０は、概念的な機能部として、特性検出部７１、オフセット補正部７２、制御部７３、異常判定部７０１、出力補正部７０２を有している。
車両には、クランク角センサ１１、スロットルポジションセンサ１２、アクセル開度センサ１３、圧力センサ１４、水温センサ１５等の各種センサが設けられている。

クランク角センサ１１は、エンジン１０のクランクシャフトの回転位置に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ＥＣＵ７０は、クランクシャフトの回転位置を検出し、エンジン１０の回転数や回転速度等を求めることができる。

スロットルポジションセンサ１２は、図示しない吸気通路に設けられたスロットルバルブの回転位置に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ＥＣＵ７０は、スロットルバルブの開度を検出することができる。
アクセル開度センサ１３は、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダルの開度に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ＥＣＵ７０は、アクセルペダルの開度を検出することができる。
圧力センサ１４は、吸気通路に設けられ、吸気通路内の圧力に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ＥＣＵ７０は、吸気通路を流れる吸気の圧力、すなわち、吸気圧を検出することができる。
水温センサ１５は、エンジン１０の冷却水の温度に対応する信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ＥＣＵ７０は、冷却水およびエンジン１０の温度を検出することができる。

ＥＣＵ７０の制御部７３は、クランク角センサ１１、スロットルポジションセンサ１２、アクセル開度センサ１３、圧力センサ１４、水温センサ１５等の各種センサからの信号等の情報に基づき、必要な燃料噴射量を演算し、燃料噴射弁３０からの燃料の噴射タイミングおよび噴射時間等に関する指令信号をＥＤＵ７５に出力する。

ＥＤＵ７５は、ＥＣＵ７０および各燃料噴射弁３０のコネクタ３０２に電気的に接続している。ＥＤＵ７５は、ＥＣＵ７０からの指令信号に基づき駆動信号を生成し、当該駆動信号を燃料噴射弁３０に出力する。燃料噴射弁３０に駆動信号が入力されると、燃料噴射弁３０が開弁し、噴孔３０１から燃料が噴射される。
上述したＥＣＵ７０およびＥＤＵ７５の作動により、運転者の意思およびエンジン１０の運転状況に応じて燃料噴射弁３０から燃料が噴射され、エンジン１０の運転が継続する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ７０の制御部７３は、噴射タイミングが重ならないよう、燃料噴射弁３１、３３、３４、３２の順で燃料が噴射されるよう燃料噴射弁３０を制御する。そのため、燃料噴射弁３０は、複数が同時に燃料を噴射することがない。なお、一般に、内燃機関の運転時、複数の気筒それぞれに設けられた燃料噴射弁が同時に燃料を噴射することはない。

ところで、燃料噴射弁３０は、経年等によりニードル等の部材が摩耗したり噴孔３０１にデポジットが堆積したりすると、以前と同じ駆動信号を入力しても以前とは異なった作動をしたり噴射される燃料の量が変化したりする場合がある。この場合、燃料噴射弁３０の使用開始直後と比べ、燃料噴射弁３０からの燃料の噴射タイミングや燃料噴射量が変化し、エンジン１０の運転を高精度に制御できなくなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、特性検出部７１は、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射に関する特性である燃料噴射特性を検出する。具体的には、特性検出部７１は、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号と、第２圧力センサ６９が出力したパイプ内圧力に対応する信号と、に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出する。

より詳細には、特性検出部７１は、例えば、燃料噴射弁３１に駆動信号が入力され、燃料噴射弁３１から燃料が噴射され、第１圧力センサ６１および第１圧力センサ６４の入力部６０１に入力される圧力が降下し始めたとき、第１圧力センサ６１、６４からの信号に基づき、燃料噴射弁３１の噴射開始タイミングを検出することができる。

また、特性検出部７１は、第２圧力センサ６９からの信号に基づく圧力（絶対値Ｐ）と、第１圧力センサ６０からの信号に基づく圧力（差圧ΔＰ）との差分（Ｐ−ΔＰ）から、各燃料噴射弁３０の噴射弁内圧力（絶対値）を検出することができる。

また、特性検出部７１は、例えば、燃料噴射弁３１に対する駆動信号の入力が停止し、燃料噴射弁３１からの燃料の噴射が停止し、第１圧力センサ６１および第１圧力センサ６４の入力部６０１に入力される圧力が噴射開始前に戻ったとき、第１圧力センサ６１、６４からの信号に基づき、燃料噴射弁３１の噴射停止タイミングを検出することができる。
また、特性検出部７１は、燃料噴射弁３０の噴射開始タイミングおよび噴射停止タイミングから噴射時間を検出し、駆動信号に対する燃料噴射量を検出することができる。

オフセット補正部７２は、エンジン１０および高圧ポンプ５が作動しデリバリパイプ２０内の圧力が所定の圧力以上になっており、かつ、いずれの燃料噴射弁３０からも燃料が噴射されていないとき、このときの第１圧力センサ６０（６１〜６４）からの信号の出力が基準値となるよう、第１圧力センサ６０からの信号の出力をオフセット補正する。

制御部７３は、特性検出部７１により検出した燃料噴射弁３０の燃料噴射特性に基づき、燃料噴射弁３０の作動を制御する。具体的には、制御部７３は、検出した燃料噴射弁３０の噴射開始タイミング、噴射弁内圧力、噴射停止タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射特性に基づき、ＥＤＵ７５に対し出力する指令信号を調整し、各燃料噴射弁３０に入力する駆動信号を調整する。そのため、経年等により、燃料噴射弁３０の使用開始直後と比べ、駆動信号に対する燃料噴射弁３０からの燃料の噴射タイミングや燃料噴射量等の燃料噴射特性が変化したとしても、燃料噴射弁３０の使用開始直後と同様、エンジン１０の運転を高精度に制御することができる。

ところで、第１圧力センサ６０は、経年等により、想定外の異常な信号を出力部６５０から出力するようになるおそれがある。第１圧力センサ６０に、異常な信号を出力する異常または故障が生じると、特性検出部７１による燃料噴射弁３０の燃料噴射特性の検出精度が低下し、エンジン１０の運転を高精度に制御できなくなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、異常判定部７０１は、複数の第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、第１圧力センサ６０（６１〜６４）の異常の有無を判定可能である。また、出力補正部７０２は、複数の第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、異常判定部７０１により異常であると判定された第１圧力センサ６０からの信号の出力を補正する。そして、特性検出部７１は、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号、および、出力補正部７０２により補正された信号に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出する。そのため、複数の第１圧力センサ６０のいずれかに異常が生じた場合でも、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を高精度に検出することができる。

以下、ＥＣＵ７０による第１圧力センサ６０の異常判定処理および出力補正処理について、図４に基づき説明する。ここで、簡単のため、燃料噴射弁３１、３２、３３、３４を、それぞれ、適宜、ＩＮＪ１、２、３、４とよぶ。また、第１圧力センサ６１、６２、６３、６４を、それぞれ、適宜、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとよぶ。

また、ＩＮＪ１の燃料噴射時にセンサＡ、Ｄが検出した圧力変化を、それぞれ、ΔＰ１Ａ、ΔＰ１Ｄとよぶ。また、ＩＮＪ３の燃料噴射時にセンサＢ、Ｃが検出した圧力変化を、それぞれ、ΔＰ３Ｂ、ΔＰ３Ｃとよぶ。また、ＩＮＪ４の燃料噴射時にセンサＣ、Ｄが検出した圧力変化を、それぞれ、ΔＰ４Ｃ、ΔＰ４Ｄとよぶ。また、ＩＮＪ２の燃料噴射時にセンサＡ、Ｂが検出した圧力変化を、それぞれ、ΔＰ２Ａ、ΔＰ２Ｂとよぶ。

また、燃料噴射弁３０に入力される駆動信号がオンになってから、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される信号が立ち下がったときまでの時間である噴射開始タイミングを、それぞれ、ＴｖＡ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＢ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＣ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＤ＿ｄｏｗｎとよぶ。また、燃料噴射弁３０に入力される駆動信号がオンになってから、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される信号が立ち上がったときまでの時間である噴射開始タイミングを、それぞれ、ＴｖＡ＿ｕｐ、ＴｖＢ＿ｕｐ、ＴｖＣ＿ｕｐ、ＴｖＤ＿ｕｐとよぶ。
図４に示す一連の処理Ｓ１００は、例えばイグニッションキーがオンになると開始される。

Ｓ１０１では、ＥＣＵ７０は、ＩＮＪ１から燃料を噴射したときのセンサＡ、センサＢが検出した圧力変化（ΔＰ１Ａ、ΔＰ１Ｄ）、および、噴射開始タイミング（ＴｖＡ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＤ＿ｄｏｗｎ）を計測し、ＥＥＰＲＯＭ等に記録し、比較する。その後、処理は、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０１で比較したΔＰ１ＡとΔＰ１Ｄとの間、および、ＴｖＡ＿ｄｏｗｎとＴｖＤ＿ｄｏｗｎとの間に閾値を超える相違があったか否かを判断する。閾値を超える相違があった場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０３へ移行する。一方、閾値を超える相違はなかった場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
Ｓ１０３では、ＥＣＵ７０は、ＥＥＰＲＯＭ等に記録してある過去の計測記録値に基づき、ΔＰ１ＡとΔＰ２Ａとを比較し、ＴｖＡ＿ｄｏｗｎとＴｖＡ＿ｕｐとを比較する。その後、処理はＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、ＥＣＵ７０は、ＩＮＪ１の燃料噴射特性とＩＮＪ２の燃料噴射特性とを比較する。その後、処理はＳ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０４で比較した結果を考慮しつつ、Ｓ１０３で比較した結果に異常な相違があったか否かを判断する。異常な相違があった場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、異常な相違はなかった場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１０７へ移行する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ７０は、センサＡ、すなわち、第１圧力センサ６１に異常が生じていると判定し、第１圧力センサ６１の出力を、正常時と同様になるよう補正する。その後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
Ｓ１０７では、ＥＣＵ７０は、ＥＥＰＲＯＭ等に記録してある過去の計測記録値に基づき、ΔＰ１ＤとΔＰ４Ｄとを比較し、ＴｖＤ＿ｄｏｗｎとＴｖＤ＿ｕｐとを比較する。その後、処理はＳ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、ＥＣＵ７０は、ＩＮＪ１の燃料噴射特性とＩＮＪ４の燃料噴射特性とを比較する。その後、処理はＳ１０９へ移行する。

Ｓ１０９では、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０８で比較した結果を考慮しつつ、Ｓ１０７で比較した結果に異常な相違があったか否かを判断する。異常な相違があった場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移行する。一方、異常な相違はなかった場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、処理はＳ１１１へ移行する。

Ｓ１１０では、ＥＣＵ７０は、センサＤ、すなわち、第１圧力センサ６４に異常が生じていると判定し、第１圧力センサ６４の出力を、正常時と同様になるよう補正する。その後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
Ｓ１１１では、ＥＣＵ７０は、センサＢ、Ｃも併せて第１圧力センサ６０相互のフォルトチェックを実施する。その後、処理は、Ｓ１１２へ移行する。
Ｓ１１２では、ＥＣＵ７０は、Ｓ１１１でのフォルトチェックにより異常が認められた第１圧力センサ６０の出力を、正常時と同様になるよう補正する。その後、処理は、一連の処理Ｓ１００を抜ける。

Ｓ１０２、Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２の後、処理が一連の処理Ｓ１００を抜けたとき、イグニッションキーがオンの場合、ＥＣＵ７０は、一連の処理Ｓ１００を再開する。すなわち、一連の処理Ｓ１００は、イグニッションキーがオンの間、繰り返し実行される処理である。
ＥＣＵ７０は、Ｓ１０２〜Ｓ１１１において異常判定部７０１として機能し、Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２において出力補正部７０２として機能する。

ＥＣＵ７０は、ＩＮＪ３、ＩＮＪ４、ＩＮＪ２から燃料噴射したとき、上記一連の処理Ｓ１００と同様の処理を実行する。これにより、各第１圧力センサ６０の異常の有無を判定し、異常の生じた第１圧力センサ６０からの信号の出力を補正することができる。

次に、本実施形態による特性検出装置１００の作動例を図５に基づき説明する。ここで、第１圧力センサ６１、６２、６３、６４からの信号の出力を、それぞれ、出力Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。

時刻ｔ１で燃料噴射弁３１に入力される駆動信号がＯＮになると、時刻ｔ２で燃料噴射弁３１が開弁し、燃料噴射弁３１の噴孔３０１からの燃料の噴射が開始される。これにより、時刻ｔ２以降、出力Ａ、Ｄは、それぞれ、基準値より小さくなる。

時刻ｔ３で燃料噴射弁３１に入力される駆動信号がＯＦＦになると、時刻ｔ４で燃料噴射弁３１が閉弁し、燃料噴射弁３１の噴孔３０１からの燃料の噴射が停止する。これにより、時刻ｔ４で、出力Ａ、Ｄは、それぞれ、基準値に戻る。

ここで、時刻ｔ２〜ｔ４における出力Ａの最小値と基準値との差分（ΔＰ１Ａ）は、燃料噴射弁３１から燃料を噴射したときの燃料噴射弁３１の噴射弁内圧力（第１圧力センサ６１の入力部６０１に入力される圧力）と燃料噴射弁３２の噴射弁内圧力（第１圧力センサ６１の入力部６０２に入力される圧力）との差圧（ΔＰ）に対応している。

また、時刻ｔ２〜ｔ４における出力Ｄの最小値と基準値との差分（ΔＰ１Ｄ）は、燃料噴射弁３１から燃料を噴射したときの燃料噴射弁３１の噴射弁内圧力（第１圧力センサ６４の入力部６０１に入力される圧力）と燃料噴射弁３４の噴射弁内圧力（第１圧力センサ６４の入力部６０２に入力される圧力）との差圧（ΔＰ）に対応している。

本実施形態では、ＥＣＵ７０は、例えば時刻ｔ４以降に、上述の一連の処理Ｓ１００により第１圧力センサ６０の異常判定処理および出力補正処理を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０１において、センサＡ、Ｄが検出した圧力変化であるΔＰ１Ａ、ΔＰ１Ｄ、および、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間であるＴｖＡ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＤ＿ｄｏｗｎを計測し、ＥＥＰＲＯＭ等に記録し、比較する。その後、Ｓ１０２〜Ｓ１１２の処理を適宜実行し、各第１圧力センサ６０に異常があった場合は、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正する。

そして、特性検出部７１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間（ＴｖＡ＿ｄｏｗｎ、ＴｖＤ＿ｄｏｗｎ：補正された場合は補正後の値）に基づき、燃料噴射弁３１の噴射開始タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間に基づき、燃料噴射弁３１の噴射停止タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、燃料噴射弁３１の噴射開始タイミングおよび噴射停止タイミングから噴射時間を検出し、センサＡ、Ｄが検出した圧力変化（ΔＰ１Ａ、ΔＰ１Ｄ：補正された場合は補正後の値）に基づき、駆動信号に対する燃料噴射量を検出する。

時刻ｔ５で燃料噴射弁３３に入力される駆動信号がＯＮになると、時刻ｔ６で燃料噴射弁３３が開弁し、燃料噴射弁３３の噴孔３０１からの燃料の噴射が開始される。これにより、時刻ｔ６以降、出力Ｂは基準値より大きくなり、出力Ｃは基準値より小さくなる。

時刻ｔ７で燃料噴射弁３３に入力される駆動信号がＯＦＦになると、時刻ｔ８で燃料噴射弁３３が閉弁し、燃料噴射弁３３の噴孔３０１からの燃料の噴射が停止する。これにより、時刻ｔ８で、出力Ｂ、Ｃは、基準値に戻る。

ＥＣＵ７０は、例えば時刻ｔ８以降に、上述の一連の処理Ｓ１００と同様の処理により第１圧力センサ６０の異常判定処理および出力補正処理を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０１と同様の処理において、センサＢ、Ｃが検出した圧力変化であるΔＰ３Ｂ、ΔＰ３Ｃ、および、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間であるＴｖＢ＿ｕｐ、ＴｖＣ＿ｄｏｗｎを計測し、ＥＥＰＲＯＭ等に記録し、比較する。その後、Ｓ１０２〜Ｓ１１２と同様の処理を適宜実行し、各第１圧力センサ６０に異常があった場合は、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正する。

そして、特性検出部７１は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間（ＴｖＢ＿ｕｐ、ＴｖＣ＿ｄｏｗｎ：補正された場合は補正後の値）に基づき、燃料噴射弁３３の噴射開始タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの時間に基づき、燃料噴射弁３３の噴射停止タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、燃料噴射弁３３の噴射開始タイミングおよび噴射停止タイミングから噴射時間を検出し、センサＢ、Ｃが検出した圧力変化（ΔＰ３Ｂ、ΔＰ３Ｃ：補正された場合は補正後の値）に基づき、駆動信号に対する燃料噴射量を検出する。

時刻ｔ９で燃料噴射弁３４に入力される駆動信号がＯＮになると、時刻ｔ１０で燃料噴射弁３４が開弁し、燃料噴射弁３４の噴孔３０１からの燃料の噴射が開始される。これにより、時刻ｔ１０以降、出力Ｃ、Ｄは基準値より大きくなる。

時刻ｔ１１で燃料噴射弁３４に入力される駆動信号がＯＦＦになると、時刻ｔ１２で燃料噴射弁３４が閉弁し、燃料噴射弁３４の噴孔３０１からの燃料の噴射が停止する。これにより、時刻ｔ１２で、出力Ｃ、Ｄは、基準値に戻る。

ＥＣＵ７０は、例えば時刻ｔ１２以降に、上述の一連の処理Ｓ１００と同様の処理により第１圧力センサ６０の異常判定処理および出力補正処理を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０１と同様の処理において、センサＣ、Ｄが検出した圧力変化であるΔＰ４Ｃ、ΔＰ４Ｄ、および、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの時間であるＴｖＣ＿ｕｐ、ＴｖＤ＿ｕｐを計測し、ＥＥＰＲＯＭ等に記録し、比較する。その後、Ｓ１０２〜Ｓ１１２と同様の処理を適宜実行し、各第１圧力センサ６０に異常があった場合は、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正する。

そして、特性検出部７１は、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの時間（ＴｖＣ＿ｕｐ、ＴｖＤ＿ｕｐ：補正された場合は補正後の値）に基づき、燃料噴射弁３４の噴射開始タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までの時間に基づき、燃料噴射弁３４の噴射停止タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、燃料噴射弁３４の噴射開始タイミングおよび噴射停止タイミングから噴射時間を検出し、センサＣ、Ｄが検出した圧力変化（ΔＰ４Ｃ、ΔＰ４Ｄ：補正された場合は補正後の値）に基づき、駆動信号に対する燃料噴射量を検出する。

時刻ｔ１３で燃料噴射弁３２に入力される駆動信号がＯＮになると、時刻ｔ１４で燃料噴射弁３２が開弁し、燃料噴射弁３２の噴孔３０１からの燃料の噴射が開始される。これにより、時刻ｔ１４以降、出力Ａは基準値より大きくなり、出力Ｂは基準値より小さくなる。

時刻ｔ１５で燃料噴射弁３２に入力される駆動信号がＯＦＦになると、時刻ｔ１６で燃料噴射弁３２が閉弁し、燃料噴射弁３２の噴孔３０１からの燃料の噴射が停止する。これにより、時刻ｔ１６で、出力Ａ、Ｂは、基準値に戻る。

ＥＣＵ７０は、例えば時刻ｔ１６以降に、上述の一連の処理Ｓ１００と同様の処理により第１圧力センサ６０の異常判定処理および出力補正処理を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、Ｓ１０１と同様の処理において、センサＡ、Ｂが検出した圧力変化であるΔＰ２Ａ、ΔＰ２Ｂ、および、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの時間であるＴｖＡ＿ｕｐ、ＴｖＢ＿ｄｏｗｎを計測し、ＥＥＰＲＯＭ等に記録し、比較する。その後、Ｓ１０２〜Ｓ１１２と同様の処理を適宜実行し、各第１圧力センサ６０に異常があった場合は、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正する。

そして、特性検出部７１は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの時間（ＴｖＡ＿ｕｐ、ＴｖＢ＿ｄｏｗｎ：補正された場合は補正後の値）に基づき、燃料噴射弁３２の噴射開始タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、時刻ｔ１４から時刻ｔ１６までの時間に基づき、燃料噴射弁３２の噴射停止タイミングを検出する。また、特性検出部７１は、燃料噴射弁３２の噴射開始タイミングおよび噴射停止タイミングから噴射時間を検出し、センサＡ，Ｂが検出した圧力変化（ΔＰ２Ａ、ΔＰ２Ｂ：補正された場合は補正後の値）に基づき、駆動信号に対する燃料噴射量を検出する。

このように、ＥＣＵ７０は、第１圧力センサ６０に異常があった場合はその出力を補正した上で、特性検出部７１により燃料噴射弁３０の噴射開始タイミング、噴射停止タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射特性を検出する。

次に、本実施形態の出力補正部７０２により補正可能な第１圧力センサ６０の出力について、図６に基づき説明する。
第１圧力センサ６０からの信号の出力特性は、経年等により、ゲインが変化することがある。図６に示すように、経年等により、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が、差圧０に対し正圧側と負圧側とで異なる割合でゲイン変化した場合（破線参照）、すなわち、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が正圧側と負圧側とで点対称でなくなった場合、差圧Ｐ（ａ）での出力誤差が正圧側と負圧側で異なったものとなる。この場合、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を高精度に検出できなくなるおそれがある。

本実施形態の特性検出装置１００では、１つの燃料噴射弁３０に対し２つの第１圧力センサ６０の負圧側の入力部６０１、正圧側の入力部６０２がそれぞれ対応するよう設けられているため、燃料噴射弁３０からの燃料噴射時、２つの第１圧力センサ６０の負圧側または正圧側の圧力変化を同時に検出することができる（図５参照）。そのため、図６に示すように、経年等により正圧側と負圧側とでゲイン変化率が異なる異常な出力特性（破線）になったとしても、上述の一連の処理Ｓ１００により、異常な出力特性（破線）が正常な出力特性（実線）となるよう第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

なお、図６に一点鎖線で示すように、経年等により、第１圧力センサ６０の出力特性が負圧側から正圧側にかけて一律に変化した場合は、上述のオフセット補正部７２により第１圧力センサ６０からの信号の出力をオフセット補正する。

以上説明したように、（１）本発明は、デリバリパイプ２０内の燃料を噴孔３０１からエンジン１０に噴射する複数の燃料噴射弁３０の燃料噴射に関する特性である燃料噴射特性を検出する特性検出装置１００であって、管部材４０、５０と第１圧力センサ６０と特性検出部７１と異常判定部７０１と出力補正部７０２とを備えている。
管部材４０は、一方の端部が燃料噴射弁３０の内部に連通可能に設けられる。管部材４０は、複数設けられている。

第１圧力センサ６０は、１つに対し２つの管部材４０または管部材５０の他方の端部が接続するよう設けられ、管部材４０、５０の内部の圧力を検出することで、対応する燃料噴射弁３０の内部の圧力である噴射弁内圧力に対応した信号を出力可能である。第１圧力センサ６０は、複数設けられている。
特性検出部７１は、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出する。
異常判定部７０１は、複数の第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、第１圧力センサ６０の異常の有無を判定可能である。
出力補正部７０２は、複数の第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、異常判定部７０１により異常であると判定された第１圧力センサ６０からの信号の出力を補正する。

このように、本実施形態では、異常判定部７０１により第１圧力センサ６０の異常の有無を判定し、異常であると判定した第１圧力センサ６０からの信号の出力については出力補正部７０２により補正した上で、特性検出部７１により燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出する。そのため、第１圧力センサ６０に異常が生じたとしても、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を高精度に検出することができる。その結果、検出した燃料噴射特性に基づき、燃料噴射弁３０の作動を高精度に制御することができる。

また、本実施形態では、第１圧力センサ６０は、１つに対し２つの管部材４０または管部材５０の他方の端部が接続するよう設けられる。そのため、一方の端部が複数の燃料噴射弁３０それぞれに対応するよう管部材４０または管部材５０を設け、各管部材４０または管部材５０の他方の端部に第１圧力センサ６０を設けることとした場合、上記従来技術のように圧力センサを各燃料噴射弁それぞれに設ける場合と比べ、構成を簡単にすることができる。これにより、製造コストを低減することができる。

また、（２）本実施形態では、管部材４０の一方の端部は、デリバリパイプ２０の内部から燃料噴射弁３０の噴孔３０１までの燃料の流路である燃料流路Ｆｒのうち、噴孔３０１から燃料を噴射したときに圧力が降下する部位に接続している。そのため、第１圧力センサ６０により、噴射弁内圧力を精度よく検出することができる。

また、（３）本実施形態では、管部材４０の一方の端部は、燃料流路Ｆｒのうち、燃料流路Ｆｒの燃料の流れを絞る絞り部２３に対し噴孔３０１側の部位に接続している。つまり、管部材４０の一方の端部は、燃料流路Ｆｒのうち、噴孔３０１から燃料を噴射したときに圧力が降下する部位に接続している。そのため、第１圧力センサ６０により、噴射弁内圧力を精度よく検出することができる。
また、（４）本実施形態では、デリバリパイプ２０は、燃料噴射弁３０の噴孔３０１とは反対側の端部に接続するカップ２２を有している。絞り部２３は、カップ２２に形成されている。

また、（５）本実施形態では、デリバリパイプ２０の内部の圧力であるパイプ内圧力に対応する信号を出力可能な第２圧力センサ６９をさらに備えている。
特性検出部７１は、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号と、第２圧力センサ６９が出力したパイプ内圧力に対応する信号と、に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出する。

また、（６）本実施形態では、１つの第１圧力センサ６０は、複数の管部材４０または管部材５０それぞれを経由して接続する２つの燃料噴射弁３０間の噴射弁内圧力の差圧に対応する信号を出力可能である
このように、本実施形態では、デリバリパイプ２０内の圧力を検出可能な第２圧力センサ６９を備えることにより、第１圧力センサ６０を差圧センサとすることができる。この場合、第１圧力センサ６０では圧力の絶対値を検出する必要がないため、第１圧力センサ６０として、圧力の検出可能範囲が狭いものを用いることができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、第１圧力センサ６０として差圧センサを用いることにより、噴射弁内圧力の測定レンジを拡大することができる。これにより、噴射弁内圧力の検出精度を向上することができる。

また、（７）本実施形態では、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性は、正圧側と負圧側とで点対称である。そのため、オフセット補正部７２によるオフセット補正等、第１圧力センサ６０からの信号の出力の補正が容易である。これにより、燃料噴射特性の検出精度を向上することができ、制御部７３により燃料噴射弁３０を高精度に制御することができる。

また、（９）本実施形態では、１つの第１圧力センサ６０は、接続する２つの管部材４０または管部材５０間において内部が隔離されている。具体的には、第１圧力センサ６０は、２つの管部材４０または管部材５０間において内部が２つに隔離されている。そのため、各管部材４０間（管部材４１と管部材４２との間、管部材４３と管部材４４との間）および各管部材５０間（管部材５１と管部材５４との間、管部材５２と管部材５３との間）は連通しておらず、燃料が各管部材４０または各管部材５０間を流通することはない。これにより、燃料噴射弁３０からの燃料噴射時の圧力脈動が別の燃料噴射弁３０側に伝達するのを抑制することができる。したがって、第１圧力センサ６０による圧力の検出精度を向上することができる。

また、燃料が各管部材４０または各管部材５０間を流通することはないため、燃料噴射弁３０から燃料が噴射されるとき以外、各管部材４０および各管部材５０内の圧力は、略同じに保たれる。そのため、管部材４０および管部材５０内の圧力が比較的高圧になると想定される場合でも、第１圧力センサ６０として、圧力の検出可能範囲が狭いものを用いることができる。これにより、製造コストを低減することができる。

また、（１０）本実施形態では、同一の第１圧力センサ６０に接続している２つの管部材４０または管部材５０は、一方の端部から他方の端部までの長さが同じである。そのため、各入力部６００に伝達する圧力脈動の位相差を低減することができる。これにより、第１圧力センサ６０による圧力の検出精度を向上することができる。

また、（１２）本実施形態は、エンジン１０が作動しているときに第１圧力センサ６０からの信号の出力をオフセット補正するオフセット補正部７２をさらに備えている。具体的には、オフセット補正部７２は、エンジン１０および高圧ポンプ５が作動しデリバリパイプ２０内の圧力が所定の圧力以上になっており、かつ、いずれの燃料噴射弁３０からも燃料が噴射されていないとき、このときの第１圧力センサ６０からの信号の出力が基準値となるよう、第１圧力センサ６０からの信号の出力をオフセット補正する。そのため、デリバリパイプ２０内の圧力が変化しても、第１圧力センサ６０により圧力を高精度に検出することができる。

また、（１３）本実施形態では、第１圧力センサ６０は、応答特性が２０ｋＨｚ以上である。そのため、第１圧力センサ６０は、圧力を高精度に検出することができ、噴射時間が短い燃料噴射弁３０の燃料噴射に係る圧力変化を検出するのに好適である。

また、（１４）本実施形態では、燃料噴射弁３０は、複数が同時に燃料を噴射することがない。そのため、１つの第１圧力センサ６０により複数の燃料噴射弁３０内の圧力を検出することができ、第１圧力センサ６０を差圧センサとすることができる。

また、（１６）本実施形態では、管部材（４０、５０）は、一方の端部が燃料噴射弁３０に接続し他方の端部が第１圧力センサ６０に接続する第１管部材としての管部材４０、および、一方の端部が管部材４０（第１管部材）に接続し他方の端部が第１圧力センサ６０に接続する第２管部材としての管部材５０を含む。管部材として管部材４０および管部材５０を用いることで、上述した第１実施形態の構成を実現することができる。

また、（１７）本実施形態による制御装置１０１は、上述の特性検出装置１００と制御部７３とを備えている。制御部７３は、特性検出装置１００により検出した燃料噴射弁３０の燃料噴射特性に基づき、燃料噴射弁３０の作動を制御する。そのため、経年等により、燃料噴射弁３０の使用開始直後と比べ、燃料噴射特性が変化したとしても、燃料噴射弁３０の使用開始直後と同様、燃料噴射弁３０の作動およびエンジン１０の運転を高精度に制御することができる。また、上述のように、特性検出装置１００は、構成を簡単にすることができる。そのため、制御装置１０１の構成も簡単にでき、製造コストを低減することができる。

また、（１８）本実施形態では、制御部７３は、複数の燃料噴射弁３０が互いに異なる時間に燃料を噴射するよう制御する。そのため、１つの第１圧力センサ６０により複数の燃料噴射弁３０内の圧力を検出することができ、第１圧力センサ６０を差圧センサとすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による特性検出装置および制御装置を図７に示す。第２実施形態は、管部材５０、第１圧力センサ６０の構成等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態は、第１実施形態で示した管部材５１、５４、第１圧力センサ６４を備えていない。すなわち、第２実施形態は、管部材５０を２つ（５２、５３）備え、第１圧力センサ６０を３つ（６１、６２、６３）備えている。
本実施形態による特性検出装置１００の作動例を図８に示す。ここで、第１圧力センサ６１、６２、６３からの信号の出力を、それぞれ、出力Ａ、Ｂ、Ｃとする。

図８に示すように、本実施形態では、燃料噴射弁３１から燃料が噴射されたとき（時刻ｔ２）、出力Ａのみ、基準値から立ち下がる。また、燃料噴射弁３３から燃料が噴射されたとき（時刻ｔ６）、出力Ｂは基準値から立ち上がり、出力Ｃは基準値から立ち下がる。また、燃料噴射弁３４から燃料が噴射されたとき（時刻ｔ１０）、出力Ｃのみ、基準値から立ち上がる。また、燃料噴射弁３２から燃料が噴射されたとき（時刻ｔ１４）、出力Ａは基準値から立ち上がり、出力Ｂは基準値から立ち下がる。

本実施形態では、例えば時刻ｔ８または時刻ｔ１６以降、第１実施形態で示した一連の処理Ｓ１００と同様の処理を実行することにより、出力Ｂと出力Ｃ（時刻ｔ８）または出力Ａと出力Ｂ（時刻ｔ１６）および過去計測記録値に基づき、各第１圧力センサ６０（６１、６２、６３）の異常の有無を判定し、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

次に、本実施形態の出力補正部７０２により補正可能な第１圧力センサ６０の出力について、図９に基づき説明する。
本実施形態では、燃料噴射弁３１、３３のそれぞれに対しては１つの第１圧力センサ６０の負圧側の入力部６０１、または、正圧側の入力部６０２しか対応していないため、第１圧力センサ６０の出力特性が経年等により正圧側と負圧側とでゲイン変化率が異なる異常な出力特性（図６の破線参照）になった場合は、出力を補正できない。しかしながら、本実施形態では、図９に示すように、経年等により、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が、差圧０に対し正圧側と負圧側とで同じ割合でゲイン変化した場合（破線参照）、すなわち、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が正圧側と負圧側とで点対称のまま変化した場合は、当該出力特性が変化した第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

なお、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が、図９に示すように変化した場合、差圧Ｐ（ａ）での出力誤差は正圧側と負圧側で同じになるものの、ゲインが変化しているため、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を高精度に検出できなくなるおそれがある。本実施形態では、第１圧力センサ６０からの信号の出力特性が図９に示すように変化した場合でも、第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

以上説明したように、第２実施形態は、第１実施形態と比べ、管部材５０および第１圧力センサ６０の数を低減している。そのため、構成をより一層簡単にしつつ、第１実施形態と同様、各第１圧力センサ６０の異常の有無を判定し、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による特性検出装置および制御装置を図１０に示す。第３実施形態は、適用対象のエンジン１０、管部材４０、５０、第１圧力センサ６０の構成等が第１実施形態と異なる。
第３実施形態では、特性検出装置１００および制御装置１０１を適用するエンジン１０は、３つの気筒を有している。すなわち、エンジン１０は、直列３気筒エンジンである。

デリバリパイプ２０は、３つのカップ２２を有している。３つのカップ２２のそれぞれに燃料噴射弁３０が接続される。３つの燃料噴射弁３０は、エンジン１０の各気筒に対応してエンジン１０に設けられる。ここで、３つの燃料噴射弁３０のそれぞれに３１〜３３の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。

本実施形態では、管部材４０は、３つ設けられている。ここで、３つの管部材４０のそれぞれに４１〜４３の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。管部材４１、４２、４３の一方の端部は、それぞれ、燃料噴射弁３１、３２、３３に接続される。

本実施形態では、管部材５０は、１つ設けられている。管部材５０は、一方の端部が管部材４２の一方の端部と他方の端部との間に接続されている。これにより、管部材５０の内部は、管部材４２の内部に連通し、燃料噴射弁３２の内部に連通可能である。
本実施形態は、第１圧力センサ６０を２つ備えている。ここで、２つの第１圧力センサ６０のそれぞれに６１、６２の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。

第１実施形態と同様、第１圧力センサ６１の入力部６０１、６０２には、それぞれ、管部材４１、４２の他方の端部が接続されている。そのため、第１圧力センサ６１の入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４１、４２を経由して、燃料噴射弁３１、３２の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。

第１圧力センサ６２の入力部６０１には、管部材５０の他方の端部が接続されている。第１圧力センサ６２の入力部６０２には、管部材４３の他方の端部が接続されている。そのため、第１圧力センサ６２の入力部６０１、６０２のそれぞれには、管部材４２、５０、４３を経由して、燃料噴射弁３２、３３の内部の圧力である噴射弁内圧力が入力される。

本実施形態では、燃料噴射弁３１から燃料が噴射されたとき、第１圧力センサ６１からの出力のみ変化する。燃料噴射弁３２から燃料が噴射されたときは、第１圧力センサ６１からの出力、および、第１圧力センサ６２からの出力が変化する。燃料噴射弁３３から燃料が噴射されたときは、第１圧力センサ６２からの出力のみ変化する。

本実施形態では、第１実施形態で示した一連の処理Ｓ１００と同様の処理を実行することにより、各第１圧力センサ６０（６１、６２）の異常の有無を判定し、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

以上説明したように、第３実施形態は、管部材４０、５０、第１圧力センサ６０の数を低減し構成を簡単にしつつ、３気筒エンジンに適用され、各第１圧力センサ６０の異常の有無を判定し、異常があった第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による特性検出装置および制御装置を図１１に示す。第４実施形態は、部材点数等が第１実施形態と異なる。

第４実施形態は、接続部材８０をさらに備えている。接続部材８０は、エンジン１０に搭載される燃料噴射弁３０の数に対応するよう、４つ設けられている。ここで、４つの接続部材８０のそれぞれに８１〜８４の符号を付し、以下、適宜、区別して説明する。
接続部材８０は、例えば金属等により筒状に形成されている。
接続部材８１の外壁に、管部材４１の一方の端部が接続されている。そのため、管部材４１の内側の空間は、接続部材８１の内側の空間に連通している。
接続部材８２の外壁に、管部材４２の一方の端部が接続されている。そのため、管部材４２の内側の空間は、接続部材８２の内側の空間に連通している。
接続部材８３の外壁に、管部材４３の一方の端部が接続されている。そのため、管部材４３の内側の空間は、接続部材８３の内側の空間に連通している。
接続部材８４の外壁に、管部材４４の一方の端部が接続されている。そのため、管部材４４の内側の空間は、接続部材８４の内側の空間に連通している。
本実施形態では、接続部材８１〜８４と管部材４１〜４４と管部材５１〜５４と第１圧力センサ６１〜６４とにより、１つのサブアッシーを構成している。

接続部材８１は、燃料噴射弁３１の噴孔３０１とは反対側の端部とデリバリパイプ２０のカップ２２とを接続するよう設けられる。そのため、第１圧力センサ６１の入力部６０１および第１圧力センサ６４の入力部６０１には、燃料噴射弁３１の噴射弁内圧力が入力される。

接続部材８２は、燃料噴射弁３２の噴孔３０１とは反対側の端部とデリバリパイプ２０のカップ２２とを接続するよう設けられる。そのため、第１圧力センサ６１の入力部６０２および第１圧力センサ６２の入力部６０１には、燃料噴射弁３２の噴射弁内圧力が入力される。

接続部材８３は、燃料噴射弁３３の噴孔３０１とは反対側の端部とデリバリパイプ２０のカップ２２とを接続するよう設けられる。そのため、第１圧力センサ６３の入力部６０１および第１圧力センサ６２の入力部６０２には、燃料噴射弁３３の噴射弁内圧力が入力される。

接続部材８４は、燃料噴射弁３４の噴孔３０１とは反対側の端部とデリバリパイプ２０のカップ２２とを接続するよう設けられる。そのため、第１圧力センサ６３の入力部６０２および第１圧力センサ６４の入力部６０２には、燃料噴射弁３４の噴射弁内圧力が入力される。
第４実施形態は、上述した点以外の構成は、第１実施形態と同様である。

以上説明したように、（１５）本実施形態は、接続部材８０をさらに備えている。接続部材８０には、管部材４０の一方の端部が接続されている。接続部材８０は、燃料噴射弁３０の噴孔３０１とは反対側の端部とデリバリパイプ２０とを接続する。本実施形態では、接続部材８１〜８４と管部材４１〜４４と管部材５１〜５４と第１圧力センサ６１〜６４とにより、１つのサブアッシーを構成することができる。そのため、管部材４０を接続するための穴を燃料噴射弁３０に形成する等、燃料噴射弁３０の改造や変更をする必要がない。これにより、特性検出装置１００および制御装置１０１の汎用性を高めることができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、管部材４０の一方の端部を燃料噴射弁３０の噴孔３０１とは反対側の端部近傍に接続する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、管部材４０の一方の端部を、燃料噴射弁３０の噴孔３０１とは反対側の端部近傍以外の部位、例えば燃料噴射弁３０の噴孔３０１側の端部近傍に接続することとしてもよい。この場合、第１圧力センサ６０による圧力の検出精度をより向上することができる。

また、本発明の他の実施形態では、燃料流路Ｆｒの燃料の流れを絞る絞り部２３は、カップ２２に限らず、燃料噴射弁３０の内部や接続部材８０の内側等に形成されていてもよい。この場合、管部材４０の一方の端部は、燃料流路Ｆｒのうち絞り部２３と噴孔３０１との間の部位に接続されることが望ましい。

また、本発明の他の実施形態では、第２圧力センサ６９を備えないこととしてもよい。この場合、第１圧力センサ６０として、検出可能な圧力の範囲が例えば０〜１００ＭＰａであって、各管部材４０の内部の圧力、すなわち、噴射弁内圧力の絶対値を検出可能なものを用いれば、第１圧力センサ６０が出力した噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、燃料噴射弁３０の燃料噴射特性を検出することができる。

また、（８）本発明の他の実施形態では、第１圧力センサからの信号の出力特性は、正圧側と負圧側とで点対称でなくてもよい。本発明では、第１圧力センサからの信号の出力特性が、経年等により異常な出力特性になったとしても、上述の一連の処理Ｓ１００により、異常な出力特性が正常な出力特性となるよう第１圧力センサ６０の出力を補正することができる。
また、本発明の他の実施形態では、同一の第１圧力センサ６０に接続している２つの管部材４０、５０は、一方の端部から他方の端部までの長さが同じでなくてもよい。

また、（１１）本発明の他の実施形態では、第１圧力センサ６０から複数の管部材４０、５０それぞれを経由する第２圧力センサ６９までの複数の経路のそれぞれの距離は、同じであってもよい。この場合、各第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９に伝達する圧力脈動の位相差を低減することができる。これにより、第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９による圧力の検出精度を向上することができる。
また、本発明の他の実施形態では、オフセット補正部７２を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９は、応答特性が２０ｋＨｚより小さくてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、第１、２、４実施形態で示したデリバリパイプ２０、燃料噴射弁３０、管部材４０、５０、第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９からなる組を、例えばＶ型８気筒エンジンの両バンクそれぞれに設けることとしてもよい。また、第３実施形態で示したデリバリパイプ２０、燃料噴射弁３０、管部材４０、５０、第１圧力センサ６０および第２圧力センサ６９からなる組を、例えばＶ型６気筒エンジンの両バンクそれぞれに設けることとしてもよい。また、両バンクに設けたデリバリパイプ２０のパイプ本体２１同士を配管等で接続し、２つの第２圧力センサ６９のうち一方の第２圧力センサ６９を省略してもよい。
また、本発明は、複数の燃料噴射弁が同時に燃料を噴射することがないのであれば、気筒数が２以上のどのようなエンジンにも適用することができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１００ 特性検出装置、１０ エンジン（内燃機関）、２０ デリバリパイプ、３０、３１、３２、３３、３４ 燃料噴射弁、３０１ 噴孔、４０、４１、４２、４３、４４、５０、５１、５２、５３、５４ 管部材、６０、６１、６２、６３、６４ 第１圧力センサ、７１ 特性検出部、７０１ 異常判定部、７０２ 出力補正部

Claims (17)

1. デリバリパイプ（２０）内の燃料を噴孔（３０１）から内燃機関（１０）に噴射する複数の燃料噴射弁（３０、３１、３２、３３、３４）の燃料噴射に関する特性である燃料噴射特性を検出する特性検出装置（１００）であって、
   一方の端部が前記燃料噴射弁の内部に連通可能に設けられる複数の管部材（４０、４１、４２、４３、４４、５０、５１、５２、５３、５４）と、
   １つに対し２つの前記管部材の他方の端部が接続するよう設けられ、前記管部材の内部の圧力を検出することで、対応する前記燃料噴射弁の内部の圧力である噴射弁内圧力に対応した信号を出力可能な複数の第１圧力センサ（６０、６１、６２、６３、６４）と、
   前記第１圧力センサが出力した前記噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、前記燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出する特性検出部（７１）と、
   複数の前記第１圧力センサが出力した前記噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、前記第１圧力センサの異常の有無を判定可能な異常判定部（７０１）と、
   複数の前記第１圧力センサが出力した前記噴射弁内圧力に対応する信号に基づき、前記異常判定部により異常であると判定された前記第１圧力センサからの信号の出力を補正する出力補正部（７０２）と、
   を備える特性検出装置。
2. 前記管部材の一方の端部は、前記デリバリパイプの内部から前記燃料噴射弁の前記噴孔までの燃料の流路である燃料流路（Ｆｒ）のうち、前記噴孔から燃料を噴射したときに圧力が降下する部位に接続している請求項１に記載の特性検出装置。
3. 前記管部材の一方の端部は、前記燃料流路のうち、前記燃料流路の燃料の流れを絞る絞り部（２３）に対し前記噴孔側の部位に接続している請求項２に記載の特性検出装置。
4. 前記デリバリパイプは、前記燃料噴射弁の前記噴孔とは反対側の端部に接続するカップ（２２）を有し、
   前記絞り部は、前記カップに形成されている請求項３に記載の特性検出装置。
5. 前記デリバリパイプの内部の圧力であるパイプ内圧力に対応する信号を出力可能な第２圧力センサ（６９）をさらに備え、
   前記特性検出部は、前記第１圧力センサが出力した前記噴射弁内圧力に対応した信号と、前記第２圧力センサが出力した前記パイプ内圧力に対応する信号と、に基づき、前記燃料噴射弁の燃料噴射特性を検出する請求項１〜４のいずれか一項に記載の特性検出装置。
6. １つの前記第１圧力センサは、複数の前記管部材それぞれを経由して接続する２つの前記燃料噴射弁間の前記噴射弁内圧力の差圧に対応する信号を出力可能である請求項５に記載の特性検出装置。
7. 前記第１圧力センサからの信号の出力特性は、正圧側と負圧側とで点対称である請求項６に記載の特性検出装置。
8. 前記第１圧力センサからの信号の出力特性は、正圧側と負圧側とで点対称でない請求項６に記載の特性検出装置。
9. １つの前記第１圧力センサは、接続する２つの前記管部材間において内部が隔離されている請求項６〜８のいずれか一項に記載の特性検出装置。
10. 同一の前記第１圧力センサに接続している２つの前記管部材は、一方の端部から他方の端部までの長さが同じである請求項６〜９のいずれか一項に記載の特性検出装置。
11. 前記内燃機関が作動しているときに前記第１圧力センサからの信号の出力をオフセット補正するオフセット補正部（７２）をさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の特性検出装置。
12. 前記第１圧力センサは、応答特性が２０ｋＨｚ以上である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の特性検出装置。
13. 前記燃料噴射弁は、複数が同時に燃料を噴射することがない請求項１〜１２のいずれか一項に記載の特性検出装置。
14. 前記管部材の一方の端部が接続されており、前記燃料噴射弁の前記噴孔とは反対側の端部と前記デリバリパイプとを接続する接続部材（８０、８１、８２、８３、８４）をさらに備える請求項１〜１３のいずれか一項に記載の特性検出装置。
15. 前記管部材は、一方の端部が前記燃料噴射弁に接続し他方の端部が前記第１圧力センサに接続する第１管部材（４０、４１、４２、４３、４４）、および、一方の端部が前記第１管部材に接続し他方の端部が前記第１圧力センサに接続する第２管部材（５０、５１、５２、５３、５４）を含む請求項１〜１４のいずれか一項に記載の特性検出装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の特性検出装置（１００）と、
    前記特性検出装置により検出した前記燃料噴射弁の燃料噴射特性に基づき、前記燃料噴射弁の作動を制御する制御部（７３）と、
    を備える制御装置（１０１）。
17. 前記制御部は、複数の前記燃料噴射弁が互いに異なる時間に燃料を噴射するよう制御する請求項１６に記載の制御装置。

Images