JP6020387B2

JP6020387B2 - 圧力センサの応答性学習装置

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Publication number: JP6020387B2
Application number: JP2013172947A
Authority: JP
Inventors: 雄三松本; 直幸山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: JP2015040535A; DE102014111613A1; DE102014111613B4

Description

本発明は、圧力センサの応答性を学習する学習装置に関する。

コモンレールから複数の燃料噴射弁へ燃料を分配供給する燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁から燃料を噴射させると、その噴射率の変化に応じて燃料噴射弁内部の燃料圧力が変化する。そこで、各燃料噴射弁に圧力センサを搭載し、燃料噴射時における燃料の圧力変化を表す圧力波形を検出して、検出した圧力変化から噴射状態を推定することが行われている。

ただし、噴射時の圧力波形には、噴射に起因する圧力変化を表す圧力波形に、燃料噴射分だけコモンレール内の圧力が低下することに伴い生じる圧力変化を表す圧力波形が、重畳されたものになっている。ここで、非噴射気筒の圧力センサにより検出された非噴射時の圧力波形は、コモンレール内の圧力低下に伴う圧力変化を表している。そのため、噴射時の圧力波形から、非噴射時の圧力波形を差し引いて、噴射に起因する圧力波形を抽出することが行われている。

特許文献１では、噴射に起因する圧力波形を高精度に抽出するため、噴射気筒の圧力センサから非噴射気筒の圧力センサまで、コモンレール内の圧力低下に伴う圧力変化が伝播する際の遅れ時間を補正している。具体的には、検出された非噴射時の圧力波形を、噴射気筒の圧力センサから非噴射気筒の圧力センサまでの燃料経路長に応じて進角補正し、噴射時の圧力波形から進角補正した非噴射時の圧力波形を差し引いて、噴射に起因する圧力波形を抽出している。

特開２０１２−６２８４９号公報

しかしながら、特許文献１のように燃料経路長に応じた伝播遅れ時間を補正しても、圧力センサの応答性に個体差がある場合には、圧力の検出精度が悪化し、噴射に起因する圧力波形を正確に抽出できないおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑み、圧力センサによる圧力検出精度を向上させることが可能な圧力センサの応答性学習装置を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられた燃料噴射弁と、燃料を圧送する燃料ポンプと、前記燃料ポンプにより圧送された燃料を畜圧保持するとともに、燃料配管を介して各燃料噴射弁へ分配する分配容器と、前記気筒ごとに設けられ、前記分配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料圧力を検出する圧力センサと、を備える燃料噴射システムに適用される圧力センサの応答性学習装置であって、所定の気筒で噴射が行われている時に、前記気筒のうち噴射が行われていない気筒である第１非噴射気筒及び第２非噴射気筒の組合せを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの出力に基づいて、第１非噴射時センサ波形を検出する第１非噴射時センサ波形検出手段と、前記選択手段により選択された前記第２非噴射気筒に対応する前記圧力センサの出力に基づいて、第２非噴射時センサ波形を検出する第２非噴射時センサ波形検出手段と、前記第１非噴射時センサ波形検出手段により検出された前記第１非噴射時センサ波形と、前記第２非噴射時センサ波形検出手段により検出された前記第２非噴射時センサ波形との応答時間の偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出手段により算出された前記偏差に基づいて、前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの応答性に係る学習値を学習することを、前記選択手段により選択される前記第１非噴射気筒及び前記第２非噴射気筒の組合せを順次変更して繰り返す学習手段と、前記偏差算出手段による前記偏差の算出に際して、前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの前記学習値に基づいて前記第１非噴射時センサ波形の検出時間を補正し、前記第２非噴射気筒に対応する前記圧力センサの前記学習値に基づいて前記第２非噴射時センサ波形の検出時間を補正する検出時間補正手段と、を備える。

第１の発明によれば、所定の気筒で噴射が行われている時に、噴射が行われていない気筒から第１非噴射気筒及び第２非噴射気筒の組合せが選択される。そして、第１非噴射気筒に対応する圧力センサ及び第２非噴射気筒に対応する圧力センサの出力に基づいて、第１非噴射時センサ波形及び第２非噴射時センサ波形がそれぞれ検出される。そして、第１非噴射時センサ波形と第２非噴射時センサ波形との応答時間の偏差が算出され、算出された偏差に基づいて、第１非噴射気筒に対応する圧力センサの応答性に係る学習値が学習される。さらに、第１非噴射気筒及び第２非噴射気筒の組合せが順次変更されて、圧力センサの応答性に係る学習値の学習が繰り返し行われる。

上記応答時間の偏差が算出される際は、第１非噴射気筒に対応する圧力センサの学習値に基づいて第１非噴射時センサ波形の検出時間が補正され、第２非噴射気筒に対応する圧力センサの学習値に基づいて第２非噴射時センサ波形の検出時間が補正される。したがって、第１非噴射気筒と第２非噴射気筒の組合せを順次変更して、各圧力センサの応答性に係る学習値の学習を繰り返していくと、各圧力センサの応答時間の偏差は０に収束していく。すなわち、各圧力センサの応答性に係る学習値の学習を繰り返すことによって、各圧力センサの応答時間のばらつきを小さくすることができる。よって、圧力センサによる圧力検出精度を向上させることができる。

燃料噴射システムの概略を示す図。（ａ）燃料噴射弁への噴射指令信号、（ｂ）噴射指令信号に伴い生じる燃料噴射率の変化を表す噴射率波形、（ｃ）噴射に起因する燃料圧力の変化を表す圧力波形を示すタイムチャート。応答時間の偏差を算出する非噴射気筒の組合せを示す表。噴射気筒及び非噴射気筒における圧力波形を表すタイムチャート。応答時間の偏差の学習手順を示すブロック線図。学習値を反映させる前及び後の非噴射時センサ波形。燃料経路の長さを示す図。圧力センサの応答性を学習する処理手順を示すフローチャート。応答時間の偏差と学習回数との対応を示す図。圧力センサの応答性が異常と判定される学習値の領域を示す図。

以下、圧力センサの応答性学習装置を、４気筒の車載ディーゼルエンジン（多気筒内燃機関）のコモンレール式燃料噴射システムに適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、図１を参照して、本実施形態に係る燃料噴射システムについて説明する。

燃料タンク４０内の燃料は、燃料ポンプ４１によりコモンレール４２（分配容器）に圧送されて蓄圧保持される。コモンレール４２には、各燃料配管４３を介して、各気筒の燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）が接続されている。コモンレール４２と各燃料配管４３との接続部には、圧力脈動を減衰させるオリフィスが設けられている。コモンレール４２内の燃料は、各吐出口４２ａから各燃料配管４３を通じて、燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）へ分配供給される。複数の燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）は、所定の順序で燃料の噴射を行う。本実施形態では、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で繰り返し噴射することを想定している。

なお、燃料ポンプ４１にはプランジャポンプが用いられており、プランジャの往復動に同期して燃料が圧送される。そして、燃料ポンプ４１は、エンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動され、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で噴射される期間中に、決められた回数だけ燃料を圧送する。

燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー１１、ニードル形状の弁体１２及び電動アクチュエータ１３等を備えている。ボデー１１は、内部に高圧通路１１ａを形成するとともに、燃料を噴射する噴射孔１１ｂを形成している。弁体１２は、ボデー１１内に収容されて噴射孔１１ｂを開閉する。なお、上記燃料配管４３及び高圧通路１１ａによって、コモンレール４２から噴射孔１１ｂまで燃料を流通させる燃料通路が構成されている。

ボデー１１内には弁体１２に背圧を付与する背圧室１１ｃが形成されており、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄは背圧室１１ｃと接続されている。電動アクチュエータ１３は、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄと背圧室１１ｃとの連通状態を切り換えるように、制御弁１４を作動させる。電動アクチュエータ１３の駆動は、ＥＣＵ３０により制御される。

背圧室１１ｃが低圧通路１１ｄと連通するよう制御弁１４を作動させると、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は低下して弁体１２はリフトアップ（開弁作動）し、噴射孔１１ｂが開かれる。その結果、コモンレール４２から高圧通路１１ａへ供給された高圧燃料は、噴射孔１１ｂから燃焼室へ噴射される。一方、背圧室１１ｃが高圧通路１１ａと連通するよう制御弁１４を作動させると、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は上昇して弁体１２はリフトダウン（閉弁作動）し、噴射孔１１ｂが閉じられて燃料噴射が停止される。

圧力センサ２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）、圧力センサ素子２２及びモールドＩＣ２３等を備えている。ステム２１はボデー１１に取り付けられており、ステム２１に形成されたダイヤフラム部２１ａが、高圧通路１１ａを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子２２はダイヤフラム部２１ａに取り付けられており、ダイヤフラム部２１ａで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をＥＣＵ３０へ出力する。モールドＩＣ２３は、圧力センサ素子２２から出力された圧力検出信号を増幅する増幅回路や、ＥＣＵ３０と双方向通信を行うための通信回路２３ａ等の電子部品を樹脂モールドして形成されており、ステム２１とともに燃料噴射弁１０に搭載されている。ボデー１１上部にはコネクタ１５が設けられており、コネクタ１５に接続されたハーネス１６により、モールドＩＣ２３及び電動アクチュエータ１３とＥＣＵ３０とは、それぞれ電気接続される。圧力センサ２０は、全ての燃料噴射弁１０に搭載されている。

ＥＣＵ３０（圧力センサの応答性学習装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェイス等を備える周知のマイクロコンピュータである。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行することにより、選択手段、第１非噴射時センサ波形検出手段、第２非噴射時センサ波形検出手段、偏差算出手段、学習手段、検出時間補正手段、及び判定手段の機能を実現する。

また、ＥＣＵ３０は、車両のアクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度ＮＥ等に基づき目標噴射状態（噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を、噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。

そして、算出した目標噴射状態に基づき噴射指令信号（図２（ａ）参照）を設定する。例えば、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を指令マップにして記憶させておき、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップを参照して噴射指令信号を設定する。以上により、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた噴射指令信号が設定され、ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１０へ出力される。

ここで、噴射孔１１ｂの磨耗等、燃料噴射弁１０の経年劣化に起因して、噴射指令信号に対する実際の噴射状態は変化していく。そこで、後述するように圧力センサ２０により検出された噴射時センサ波形に基づき、燃料の噴射率波形を演算して噴射状態を推定する。推定した噴射状態と噴射指令信号（パルスオン時期ｔ１、パルスオフ時期ｔ２及び噴射指令期間Ｔｑ）との相関関係を学習し、その学習結果に基づき、指令マップに記憶された噴射指令信号を補正する。これにより、実噴射状態が目標噴射状態に一致するように、燃料噴射状態を高精度で制御できる。

次に、燃料噴射中の燃料噴射弁１０に搭載された圧力センサ２０により検出された噴射時センサ波形から、噴射に起因する波形成分を抽出した圧力波形Ｗと、その燃料噴射弁１０にかかる燃料噴射率の変化を表した噴射率波形との相関について説明する。

図２（ａ）は、燃料噴射弁１０の電動アクチュエータ１３へＥＣＵ３０から出力される噴射指令信号を示している。噴射指令信号のパルスオン時期ｔ１により噴射開始が指令され、パルスオフ時期ｔ２により噴射終了が指令される。よって、指令信号の噴射指令期間Ｔｑにより噴射孔１１ｂの開弁期間を制御することで、噴射量Ｑが制御される。

図２（ｂ）は、上記噴射指令に伴って、噴射孔１１ｂから噴射される燃料の噴射率の変化（噴射率波形）を示す。図２（ｃ）は、燃料噴射中の燃料噴射弁１０に設けられた圧力センサ２０により検出された噴射時センサ波形から、噴射に起因する波形成分を抽出した圧力波形Ｗを示す。

噴射開始指令がなされたｔ１時点の後、噴射率がＲ１の時点で上昇を開始して噴射が開始される。一方、検出圧力は、Ｒ１の時点で噴射率が上昇を開始してから遅れ時期Ｃ１が経過した時点で、変化点Ｐ１にて下降を開始する。その後、Ｒ２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Ｐ２にて停止する。次に、Ｒ３の時点で噴射率が下降を開始してから遅れ時期Ｃ３が経過した時点で、検出圧力は変化点Ｐ３にて上昇を開始する。その後、Ｒ４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。

以上説明したように、噴射に起因する圧力変化を表す圧力波形Ｗと噴射率波形とは相関が高い。そのため、圧力波形Ｗから噴射率波形を算出することができ、噴射率波形からは噴射状態を推定することができる。

そこで、圧力センサ２０により検出された噴射時センサ波形Ｗ´（図４（ａ）参照）から、噴射に起因する波形成分を抽出する必要がある。噴射時センサ波形には、噴射に起因する波形成分の他に、噴射に伴い生じるコモンレール４２内の圧力低下を表す波形成分（低下成分）、さらにポンプ圧送時期には、ポンプ圧送による圧力上昇を表す波形成分（圧送成分）が含まれている。すなわち、噴射時センサ波形には、噴射に起因する波形成分の他に、コモンレール４２内の圧力変化を表す波形成分が含まれている。コモンレール４２内の圧力変化を表す波形成分は、燃料噴射停止中の燃料噴射弁１０に設けられた圧力センサ２０により検出される非噴射時センサ波形（図４（ｂ）、（ｃ）参照）に相当する。よって、噴射時センサ波形Ｗ´から非噴射時センサ波形を差し引いて、噴射に起因する波形成分を抽出すればよい。

ただし、噴射中の燃料噴射弁１０に搭載された圧力センサ２０の応答性と、噴射停止中の燃料噴射弁１０に搭載された圧力センサ２０の応答性とにずれがあると、噴射に起因する波形成分を正確に抽出できないおそれがある。そのため、各燃料噴射弁１０による噴射状態を高精度に推定するためには、各燃料噴射弁１０に搭載された圧力センサ２０の応答性のばらつきを抑制する必要がある。そこで、本応答性学習装置は、各圧力センサ２０の応答性を学習し、各圧力センサの応答性のばらつきを抑制する。以下に、圧力センサ２０の応答性の学習について説明する。

まず、選択手段により、所定の気筒で噴射が行われている時に、噴射が行われていない気筒Ａ（第１非噴射気筒）及び気筒Ｂ（第２非噴射気筒）の組合せを選択する。詳しくは、図３の表に示すように、所定の噴射気筒の次に噴射が行われる気筒を気筒Ａ、気筒Ａの次に噴射が行われる気筒を気筒Ｂとして選択する。所定の噴射気筒の次に噴射が行われる気筒は、前回の自気筒における噴射から最も時間が経っている非噴射気筒である。また、所定の噴射気筒の次の次に噴射が行われる気筒は、前回の自気筒における噴射から２番目に時間が経っている非噴射気筒である。すなわち、選択手段は、自気筒における噴射の影響が最も小さい非噴射気筒と、２番目に小さい非噴射気筒との組合せを選択する。

次に、第１非噴射時センサ波形検出手段により、気筒Ａに対応する圧力センサ２０の出力に基づいて、図４（ｂ）に示す非噴射時センサ波形Ｗａ（第１非噴射時センサ波形）を検出する。また、第２非噴射時センサ波形検出手段により、気筒Ｂに対応する圧力センサ２０の出力に基づいて、図４（ｃ）に示す非噴射時センサ波形Ｗｂ（第２非噴射時センサ波形）を検出する。以下、所定の噴射気筒に設けられた燃料噴射弁を燃料噴射弁１０ｉ、気筒Ａに対応する圧力センサ２０を圧力センサ２０ａ、気筒Ｂに対応する圧力センサ２０を圧力センサ２０ｂとする。

次に、偏差算出手段により、非噴射時センサ波形Ｗａと非噴射時センサ波形Ｗｂとの応答時間の偏差を算出する。具体的には、応答時間の偏差は、非噴射時センサ波形Ｗａにおける圧力降下開始時間から、非噴射時センサ波形Ｗｂにおける圧力降下開始時間を引いた値にする。この応答時間の偏差は、圧力センサ２０ａの応答性と、圧力センサ２０ｂの応答性との偏差を表している。なお、圧力降下開始時間は、噴射に伴うコモンレール４２内の圧力変化が表れる前の基準圧力から、例えば０．１ＭＰａ降下した時間とする。

次に、学習手段により、応答時間の偏差に基づいて、圧力センサ２０ａの応答性に係る学習を学習する。具体的には、図５に示すように、算出した応答時間の偏差に所定のゲインを乗算した値と、記憶装置に記憶されている前回の学習値とを足し合わせて今回の学習値とし、記憶装置に記憶されている前回の学習値を今回の学習値に更新する。この学習値は、圧力センサ２０ｂに対する圧力センサ２０ａの応答性の遅さを補償する値になる。

学習手段は、図３の表に示すように、気筒Ａと気筒Ｂの４通りの組合せを順次変更して、学習値の学習を繰り返す。これにより、各気筒に対応する圧力センサ２０の応答性の学習が１回ずつ行われる。なお、学習値の学習は、噴射圧力（コモンレール４２内の圧力）毎、及び燃料温度毎に行う。

そして、偏差算出手段により応答時間の偏差を算出する際に、検出時間補正手段により、圧力センサ２０ａの学習値に基づいて非噴射時センサ波形Ｗａの検出時間を補正し、圧力センサ２０ｂの学習値に基づいて非噴射時センサ波形Ｗｂの検出時間を補正する。具体的には、図６に示すように、ｉ回目の学習時に応答時間の偏差（ｉ）を算出する場合には、圧力センサ２０ａのｉ−１回目の学習値の分だけ非噴射時センサ波形Ｗａをオフセットさせ、圧力センサ２０ｂのｉ−１回目の学習値の分だけ非噴射時センサ波形Ｗｂをオフセットさせる。学習値が正の値の場合は、検出時間が早くなるようにオフセットさせ、学習値が負の値の場合は、検出時間が遅くなるようにオフセットさせる。そして、ｉ−１回目の学習値の分だけオフセットさせた非噴射時センサ波形Ｗａと非噴射時センサ波形Ｗｂとから、ｉ回目の学習時における応答時間の偏差（ｉ）を算出する。

燃料噴射弁１０ｉの噴射孔１１ｂから圧力センサ２０ａまでの燃料経路の長さ（第１距離）と、燃料噴射弁１０ｉの噴射孔１１ｂから圧力センサ２０ｂまでの燃料経路の長さ（第２距離）とが同じ場合は、学習値分だけオフセットさせた非噴射時センサ波形Ｗａ及びＷｂから、応答時間の偏差を算出すればよい。しかし、第１距離と第２距離とが異なる場合は、燃料噴射弁１０ｉの噴射孔１１ｂから圧力センサ２０ａまでの燃圧変化の伝播時間と、燃料噴射弁１０ｉの噴射孔１１ｂから圧力センサ２０ｂまでの燃圧変化の伝播時間との差を補正する必要がある。

図７は、燃料配管４３の配管長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を示した図であり、本実施形態では、配管長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は同じ長さ構成されている。また、コモンレール４２に、燃料配管４３（＃１）〜４３（＃４）が接続される吐出口４２ａの間隔Ｌ１２，Ｌ３４，Ｌ２３も、同じ長さに構成されている。このような構成では、気筒＃３及び気筒＃２が噴射気筒の場合は、第１距離と第２距離が等しくなる。しかし、気筒＃１及び気筒＃４が噴射気筒の場合は、第１距離と第２距離とにＬ３４，Ｌ１２の差が生じる。

よって、第１距離と第２距離とが異なる場合には、偏差算出手段は、非噴射時センサ波形Ｗａの検出時間及び非噴射時センサ波形Ｗｂの検出時間を、第１距離と第２距離とが等しい場合における検出時間に換算して、応答時間の偏差を算出する。例えば、燃料経路長が長い方の圧力センサ２０により検出された非噴射時センサ波形を、第１距離と第２距離との差に応じた伝播時間の差の分だけ検出時間が早くなるように補正した後、応答時間の偏差を算出する。または、燃料経路長が短い方の圧力センサ２０により検出された非噴射時センサ波形を、第１距離と第２距離との差に応じた伝播時間の差の分だけ検出時間が遅くなるように補正した後、応答時間の偏差を算出する。

次に、図８のフローチャートを参照して、圧力センサ２０の応答性を学習する処理手順を示す。本処理手順は、ＥＣＵ３０により、噴射圧力及び燃料噴射量が一定となるエンジンの定常運転時において、所定間隔で実行する。

まず、Ｓ１１では、所定の気筒で噴射が行われている時に、噴射が行われていない気筒である気筒Ａ及び気筒Ｂの組合せを選択する。続いて、Ｓ１２では、気筒Ａに対応する圧力センサ２０ａの出力に基づいて、非噴射時センサ波形Ｗａを検出するとともに、気筒Ｂに対応する圧力センサ２０ｂの出力に基づいて、非噴射時センサ波形Ｗｂを検出する。

次に、Ｓ１３では、記憶装置に記憶されている圧力センサ２０ａの学習値の分だけ、非噴射時センサ波形Ｗａをオフセットさせるとともに、記憶装置に記憶されている圧力センサ２０ｂの学習値の分だけ非噴射時センサ波形Ｗｂをオフセットさせる。

次に、Ｓ１４では、第１距離と第２距離とが等しいか否かを判定する。第１距離と第２距離とが異なる場合には（ＮＯ）、Ｓ１５の処理に進み、第１距離と第２距離とが等しい場合には（ＹＥＳ）、Ｓ１７の処理に進む。

Ｓ１５では、第１距離と第２距離との差を算出する。次に、Ｓ１６では、Ｓ１５で算出した距離の差に応じた圧力波形の伝播時間の差を、噴射圧力と燃料温度に基づいて算出し、伝播時間の差を補正する。すなわち、非噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを、第１距離と第２距離とが等しい場合に検出された波形に換算する。

次に、Ｓ１７では、圧力センサ２０ａの応答性と圧力センサ２０ｂの応答性との偏差、すなわち、非噴射時センサ波形Ｗａにおける圧力降下開始時間と、非噴射時センサ波形Ｗｂにおける圧力降下開始時間との偏差を算出する。そして、算出した偏差を、圧力センサ２０ａの偏差として記憶装置に記憶する。次に、Ｓ１８では、Ｓ１７で算出した圧力センサ２０ａの偏差に基づいて、圧力センサ２０ａの応答性に係る学習値を学習する。

次に、Ｓ１９では、気筒＃１〜＃４に対応する圧力センサ２０の学習が収束したか否か判定する。詳しくは、学習を繰り返しても、各圧力センサ２０の偏差が変化しなくなった場合に、全気筒に対応する圧力センサ２０の学習が収束したと判定する。例えば、直近の所定回数の学習における各圧力センサ２０の偏差の変化量が所定値よりも小さい場合に、全気筒に対応する圧力センサ２０の学習が収束したと判定する。学習が収束すると、図９に示すように、各圧力センサ２０の偏差は０付近に収束して、学習を繰り返しても各偏差はほとんど変化しなくなる。

Ｓ１９において学習が収束していない場合は（ＮＯ）、Ｓ１１に戻り、気筒Ａ及び気筒Ｂの組合せを変更し、Ｓ１２〜Ｓ１９の処理を繰り返す。一方、Ｓ１９において学習が収束している場合は（ＹＥＳ）、Ｓ２０の処理に進む。

Ｓ２０では、判定手段により、学習収束後の学習値の中に、絶対値が閾値よりも大きい学習値が含まれているか否か判定する。この閾値は、圧力センサ２０の公差や劣化許容幅で決まる値である。絶対値が閾値よりも大きい学習値が含まれていない場合は（ＮＯ）、本処理を終了する。一方、絶対値が閾値よりも大きい学習値が含まれている場合は（ＹＥＳ）、オフセット量が圧力センサ２０に許容される値よりも大きい圧力センサ２０が存在することになる。よって絶対値が閾値よりも大きい学習値が含まれている場合は、気筒＃１〜＃４に対応する圧力センサ２０の中に、応答性が異常の圧力センサが含まれていると判定し（図１０参照）、本処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・応答時間の偏差が算出される際は、気筒Ａに対応する圧力センサ２０ａの学習値に基づいて非噴射時センサ波形Ｗａの検出時間が補正され、気筒Ｂに対応する圧力センサ２０ｂの学習値に基づいて非噴射時センサ波形Ｗｂの検出時間が補正される。したがって、気筒Ａと気筒Ｂの組合せを順次変更して、各圧力センサ２０の応答性に係る学習値の学習を繰り返していくと、各圧力センサ２０の応答時間の偏差は０に収束していく。すなわち、各圧力センサ２０の応答性に係る学習値の学習を繰り返すことによって、各圧力センサの応答時間のばらつきを小さくすることができる。よって、圧力センサ２０による圧力検出精度を向上させることができる。

・噴射気筒から気筒Ａまでの第１距離と、噴射気筒から気筒Ｂまでの第２距離とが異なる場合、非噴射時センサ波形Ｗａの検出時間及び非噴射時センサ波形Ｗｂの検出時間が、第１距離と第２距離とが等しい場合における検出時間に換算されて、応答性の偏差が算出される。よって、第１距離と第２距離とが異なる場合でも、非噴射時センサ波形Ｗａと非噴射時センサ波形Ｗｂとの応答時間の偏差を正確に算出して、学習精度を上げることができる。

・非噴射時センサ波形Ｗａにおける圧力降下開始時間と、非噴射時センサ波形Ｗｂにおける圧力降下開始時間との偏差から、気筒Ａに対応する圧力センサ２０ａと、気筒Ｂに対応する圧力センサ２０ｂとの応答時間の偏差を精度よく算出することができる。

・自気筒における噴射の影響が最も小さい気筒と２番目に小さい気筒とが、気筒Ａ及び気筒Ｂとして選択されるので、非噴射時センサ波形Ｗａと非噴射時センサ波形Ｗｂとの応答時間の偏差を正確に算出して、学習精度を上げることができる。

・各圧力センサ２０の応答性に係る学習の収束後、圧力センサ２０の公差や劣化許容幅で決まる閾値よりも絶対値が大きい学習値が、学習値の中に含まれている場合には、気筒ごとに設けられた圧力センサ２０の中に、応答性が異常の圧力センサ２０が含まれていると判定できる。

・エンジンの定常運転時において、非噴射時センサ波形Ｗａ及び非噴射時センサ波形Ｗｂを検出することにより、非噴射時センサ波形Ｗａと非噴射時センサ波形Ｗｂとの応答時間偏差を正確に算出して、学習精度を上げることができる。

（他の実施形態）
・応答時間の偏差は、非噴射時センサ波形Ｗａにおける圧力降下終了時間と、非噴射時センサ波形Ｗｂにおける圧力降下終了時間との偏差でもよい。この場合、圧力降下終了時間は、非噴射時センサ波形Ｗａ，Ｗｂの時間微分値が負から正に変化する時間とする（図４（ａ），（ｂ）参照）。

・応答時間の偏差は、非噴射時センサ波形Ｗａにおける圧力降下直線と基準圧力との交点に対応する時間と、非噴射時センサ波形Ｗｂにおける圧力降下直線と基準圧力との交点に対応する時間との偏差でもよい。この場合は、圧力降下直線は、圧力降下開始時間と圧力降下終了時間とを結ぶ直線とする（図４（ａ），（ｂ）参照）。

・本応答性学習装置は、本実施形態と同様に、ポンプ４１による燃料圧送を補正する場合にも適用できる。

・本応答性学習装置は、燃料噴射弁１０の燃料漏れ検出を行う場合にも適用できる。燃料漏れの検出は、各燃料噴射弁１０から燃料を噴射させて各圧力センサ２０により圧力波形を検出し、検出した圧力波形において圧力低下が表れる時間を比較して行う。そのため、本応答性学習装置を適用して、各圧力センサ２０のばらつきを抑制することにより、燃料漏れを高精度に検出することができる。

・燃料噴射システムは、ディーゼルエンジンに限らず直噴ガソリンエンジンに搭載してもよい。また、燃料噴射システムは、４気筒以外のエンジンに搭載してもよい。

１０…燃料噴射弁、１１ａ…高圧通路、２０，２０ａ，２０ｂ…圧力センサ、３０…ＥＣＵ、４１…燃料ポンプ、４２…コモンレール、４３…燃料配管。

Claims

３気筒以上の内燃機関の気筒ごとに設けられた燃料噴射弁（１０）と、燃料を圧送する燃料ポンプ（４１）と、前記燃料ポンプにより圧送された燃料を畜圧保持するとともに、燃料配管（４３）を介して各燃料噴射弁へ分配するコモンレール（４２）と、前記気筒ごとに設けられ、前記コモンレールから前記燃料噴射弁の噴射孔（１１ｂ）までの燃料通路内（４３，１１ａ）の燃料圧力を検出する圧力センサ（２０）と、を備える燃料噴射システムに適用される圧力センサの応答性学習装置（３０）であって、
所定の気筒で噴射が行われている時に、前記気筒のうち噴射が行われていない気筒である第１非噴射気筒及び第２非噴射気筒の組合せを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの出力に基づいて、第１非噴射時センサ波形を検出する第１非噴射時センサ波形検出手段と、
前記選択手段により選択された前記第２非噴射気筒に対応する前記圧力センサの出力に基づいて、第２非噴射時センサ波形を検出する第２非噴射時センサ波形検出手段と、
前記第１非噴射時センサ波形検出手段により検出された前記第１非噴射時センサ波形と、前記第２非噴射時センサ波形検出手段により検出された前記第２非噴射時センサ波形との応答時間の偏差を算出する偏差算出手段と、
前記偏差算出手段により算出された前記偏差に基づいて、前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの応答性に係る学習値を学習することを、前記選択手段により選択される前記第１非噴射気筒及び前記第２非噴射気筒の組合せを順次変更して繰り返す学習手段と、
前記偏差算出手段による前記偏差の算出に際して、前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサの前記学習値に基づいて前記第１非噴射時センサ波形をオフセットさせ、前記第２非噴射気筒に対応する前記圧力センサの前記学習値に基づいて前記第２非噴射時センサ波形をオフセットさせるオフセット手段と、を備えることを特徴とする圧力センサの応答性学習装置。
前記所定の気筒に設けられた前記燃料噴射弁の噴射孔から前記第１非噴射気筒に対応する前記圧力センサまでの燃料経路の長さである第１距離と、前記所定の気筒に設けられた前記燃料噴射弁の噴射孔から前記第２非噴射気筒に対応する前記圧力センサまでの燃料経路の長さである第２距離とが異なる場合に、前記偏差算出手段は、前記第１非噴射時センサ波形及び前記第２非噴射時センサ波形を、前記第１距離と前記第２距離との差に応じた伝播時間の分だけ補正して前記偏差を算出する請求項１に記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記応答時間の偏差は、前記第１非噴射時センサ波形において噴射に伴う前記コモンレール内の圧力変化が表れる前の基準圧力から所定圧力降下した時間である圧力降下開始時間と、前記第２非噴射時センサ波形において前記基準圧力から前記所定圧力降下した時間である圧力降下開始時間との偏差である請求項１又は２に記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記応答時間の偏差は、前記第１非噴射時センサ波形における圧力降下終了時間と、前記第２非噴射時センサ波形における圧力降下終了時間との偏差である請求項１又は２に記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記応答時間の偏差は、前記第１非噴射時センサ波形において噴射に伴う前記コモンレール内の圧力変化が表れる前の基準圧力から所定圧力降下した時間である圧力降下開始時間と圧力降下終了時間とを結ぶ圧力降下直線と前記基準圧力との交点に対応する時間と、前記第２非噴射時センサ波形において前記圧力降下直線と前記基準圧力との交点に対応する時間との偏差である請求項１又は２に記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記選択手段は、前記所定の気筒の次に噴射が行われる気筒を前記第１非噴射気筒として選択し、前記第１非噴射気筒の次に噴射が行われる気筒を前記第２非噴射気筒として選択する請求項１〜５のいずれかに記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記学習手段による学習が収束したときに、収束後の前記学習値の中に絶対値が閾値よりも大きい前記学習値が含まれている場合には、前記気筒ごとに設けられた前記圧力センサの中に、応答性が異常の前記圧力センサが含まれていると判定する判定手段を備える請求項１〜６のいずれかに記載の圧力センサの応答性学習装置。
前記第１非噴射時センサ波形検出手段及び前記第２非噴射時センサ波形検出手段は、前記燃料噴射弁による噴射圧力及び燃料噴射量が一定となる前記機関の定常運転時において、前記第１非噴射時センサ波形及び前記第２非噴射時センサ波形を検出する請求項１〜７のいずれかに記載の圧力センサの応答性学習装置。