JP2014145303A - 燃料温度推定装置、燃料噴射量制御装置および燃料温度推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁内の燃料温度をより正確に推定する。
【解決手段】燃料温度推定装置であって、弁内燃料温度を目的変数、弁内燃料温度の各々影響因子である水温因子、燃温因子及び燃焼因子を独立変数として重回帰分析により求められた推定式が記憶される記憶部３６と、エンジン１０の運転中に、水温因子、燃温因子及び燃焼因子のデータを取得する各センサＳＷ２〜ＳＷ７（データ取得手段）と、各センサＳＷ２〜ＳＷ７からの入力情報と前記推定式とに基づいて弁内燃料温度を演算する噴射量演算部３４（燃料温度演算手段）とを備える。水温因子は冷却水温であり、燃温因子は、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄへの供給前燃料温度、燃料流量および燃料圧力であり、燃焼因子は、燃料噴射量および冷却水温である。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射弁の弁内燃料温度を推定する燃料温度推定装置、およびこの燃料温度推定装置を備えた燃料噴射量制御装置等に関するものである。

自動車エンジンなどの内燃機関では、目標トルクに応じて燃料噴射弁の開弁時間等が制御されることにより燃料噴射量が調整されるが、燃料はその温度変化により粘度、密度、体積弾性率等の性状が変化するため、開弁時間等が同一であっても燃料噴射量が微妙に変化する。つまり、実際の燃料噴射量は、燃料温度の影響を受けるため、必要十分な燃料を精度良く噴射するには、燃料噴射弁内の燃料温度（弁内燃料温度）を考慮して燃料噴射量を制御する必要がある。

弁内燃料温度を検知する方法としては、燃料噴射弁の適所、望ましくは燃料噴射弁の先端近傍に温度センサを設置して燃料温度を検出するのが正確かつ確実であるが、設置スペースや耐久性等を考慮すると現実的ではない。そのため、通常は、エンジン冷却水の温度等に基づき、マップ等を用いて燃料温度を推定し、その推定温度に基づいて燃料噴射量を制御することが行われている。最近では、特許文献１に開示されるように、冷却水温や燃料温度（燃料噴射弁に供給される前の燃料温度）等に基づき、燃料噴射弁の温度（≒弁内燃料温度）を求めるための推定式を重回帰分析により求めておき、内燃機関の運転中、冷却水温や燃料温度のデータを取得しつつこの推定式に従って燃料噴射弁の温度を求め、この燃料噴射弁の温度に基づき最終的な燃料噴射量を決定することが考えられている。

特開２００７−３２１６９４号公報

燃料噴射弁の温度は、エンジン冷却水の温度や燃料噴射弁に供給される燃料自体の温度の影響を大きく受ける。特許文献１の装置は、この燃料噴射弁と冷却水との間の熱授受、および燃料噴射弁とこれに供給される燃料との間の熱授受に着目して上記推定式が定められたものである。しかし、特許文献１のように、弁内燃料温度（燃料噴射弁の温度）の影響因子として、単に、冷却水や燃料温度（燃料噴射弁に供給される前の燃料温度）にのみ着目して弁内燃料温度を推定するのでは、推定精度を確保する上で十分とは言えない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁内の燃料温度をより正確に推定し、燃料噴射量をより精度良く制御できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、燃料噴射弁の弁内燃料温度を推定する燃料温度推定装置であって、前記弁内燃料温度を目的変数、弁内燃料温度の各々影響因子である水温因子、燃温因子および燃焼因子を独立変数として重回帰分析により求められた推定式が記憶される記憶手段と、エンジンの運転中に、前記水温因子、前記燃温因子および前記燃焼因子のデータを各々取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段が取得したデータと前記記憶手段に記憶されている前記推定式とに基づいて前記弁内燃料温度を演算する燃料温度演算手段とを備えており、前記水温因子は、エンジンの冷却水と前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であり、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の熱量に影響する物理量であり、前記燃焼因子は、エンジンの燃焼に伴い前記燃料噴射弁に与えられる熱量に影響する物理量であることを特徴とするものである。

ここで、前記水温因子は、エンジンの冷却水温度を含み、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁への供給前燃料温度、燃料流量および燃料圧力を含み、前記燃焼因子は、燃料噴射量および前記冷却水温度を含む。

また、本発明は、燃料噴射弁の弁内燃料温度の推定方法であって、前記弁内燃料温度を目的変数、弁内燃料温度の各々影響因子である水温因子、燃温因子および燃焼因子を独立変数として、弁内燃料温度を推定するための推定式を重回帰分析により求める工程と、エンジンの運転中に、前記水温因子、前記燃温因子および前記燃焼因子のデータを各々取得する工程と、前記データと前記推定式とに基づいて前記弁内燃料温度を演算する工程とを含み、前記水温因子は、エンジンの冷却水と前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であり、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の熱量に影響する物理量であり、前記燃焼因子は、エンジンの燃焼に伴い前記燃料噴射弁に与えられる熱量に影響する物理量であることを特徴とするものである。

これらの燃料温度推定装置および燃料温度推定方法によれば、弁内燃料温度の推定（演算）に際し、冷却水と燃料噴射弁との間の熱授受に影響する因子（水温因子）と、燃料噴射弁に供給される燃料の熱量に影響する因子（燃温因子）とに加え、さらにエンジンの燃焼に伴い燃料噴射弁に与えられる熱量に影響する因子（燃焼因子）が加味される。つまり、筒内噴射型の燃料噴射弁では、弁内燃料温度はエンジンの燃焼による熱の影響を大きく受けることが考えられるが、上記のように燃焼因子が加味されることで、推定される弁内燃料温度の信頼性が向上する。

なお、この弁内燃料温度推定装置において、前記推定式は、前記独立変数として油温因子をさらに含むものであるのが好適である。この油温因子は、弁内燃料温度の影響因子であってエンジンオイルと前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であり、例えば、エンジン回転数、エンジンオイル温度および前記冷却水温度を含む。

この構成によれば、弁内燃料温度の推定（演算）に際して、さらにエンジンオイルと前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する因子（油温因子）が加味される。つまり、エンジンのシリンダヘッドに組付けられた燃料噴射弁は直接的／間接的にエンジンオイルとの間でも熱授受が行われるため、弁内燃料温度の推定に際して、当該オイル因子が加味されることで、推定される弁内燃料温度の信頼性がさらに向上する。

より具体的に、THW：冷却水温／THL：燃料温度／PF：燃料圧力／QF：燃料噴射量／NE：エンジン回転数／THOIL：油温／k1〜k43、C21〜C43：定数、としたときに、上記推定式は、
弁内燃料温度＝k1・（水温因子）+k2・（燃温因子）+k4・（油温因子）+k3・（燃焼因子）+k5
水温因子＝THW
燃温因子＝(k21・THL+C21)・(k22・QF+C22)・(k23・NE+C23)・(k24・PF+C24)
油温因子＝(k31・THOIL+C31)・(k32・NE+C32)・(k33・THW+C33)
燃焼因子＝(k41・QF+C41)・(k42・NE+C42)・(k43・THW+C43)
である。すなわち、エンジンの運転中は、前記データとして冷却水温THW、燃料温度THL、燃料圧力PF、燃料噴射量QF、エンジン回転数NE、油温THIOLがデータ取得手段により取得され、これらのデータと上記推定式とに基づき、燃料温度演算手段により弁内燃料温度が演算される。

一方、本発明の燃料噴射量制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて基本燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、燃料噴射弁の弁内燃料温度を推定する燃料温度推定手段と、前記基本燃料噴射量を前記弁内燃料温度に基づいて補正することにより最終的な目標燃料噴射量を決定する燃料噴射量補正手段と、前記目標燃料噴射量に基づき燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御手段と、を含み、前記燃料温度推定手段として、上記何れかの燃料温度推定装置を備えているものである。

この燃料噴射量制御装置によれば、上記の通り、燃料温度推定手段（燃料温度推定装置）により信頼性の高い弁内燃料温度が求められる。そして、このような信頼性の高い弁内燃料温度に基づいて最終的な目標燃料噴射量が決定されることで、燃料噴射量の精度が向上する。

以上説明したように、本発明の燃料温度推定装置および燃料温度推定方法によれば、推定される弁内燃料温度の信頼性を向上させることができる。また、本発明の燃料噴射量制御装置によれば、このような信頼性の高い弁内燃料温度に基づいて最終的な目標燃料噴射量が決定されるため、燃料噴射量の精度が向上する。

本発明が適用される燃料噴射システムを示すブロック図である。 弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフである。 弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフ（比較例）である。 弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１は、本発明が適用された燃料噴射システム、具体的には、４気筒の車載用ディーゼルエンジンの燃料噴射システムをブロック図で示している。

図中の符号１０は、車載用ディーゼルエンジンを示している。このディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０と略す）の各気筒には、燃焼室（シリンダ）内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄが配設されている。これら燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの燃料入口側はそれぞれ分配通路１６を介してコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４は、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器である。

コモンレール１４は、燃料配管１８ａを介して燃料タンク２０に接続され、この燃料配管１８ａの途中に燃料ポンプ２２が介設されている。これにより、燃料タンク２０の燃料が、燃料ポンプ２２によりコモンレール１４に給送され、当該コモンレール１４で蓄圧された上で各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに分配給送される。なお、燃料ポンプ２２は、内部のポンプ制御弁および戻し配管１８ｃを介して後記リリーフ配管１８ｂに接続されており、過剰な燃料がポンプ制御弁および戻し配管１８ｃ等を介して燃料タンク２０に戻される。

コモンレール１４には、燃料を燃料タンク２０に戻すリリーフ配管１８ｂが接続されている。コモンレール１４とリリーフ配管１８ｂとの間には図外の圧力安全弁が介設されており、コモンレール１４内の燃料圧力が設定値を越えると、当該コモンレール１４内の燃料の一部が圧力安全弁を介してリリーフ配管１８ｂに排出され、これによりコモンレール１４内の燃圧が一定値以下に保たれる。

前記燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄは、前記コモンレール１４内に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射するものであり、電子制御ユニット３０から出力される制御信号に応じて燃料の噴射量等が制御される。なお、各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの燃料出口側は、図外のリターン通路を介して前記リリーフ配管１８ｂに接続されている。

前記電子制御ユニット３０（以下、ＥＣＵ３０という）は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、その他の入出回路等を含むマイクロコンピュータで構成されている。

ＥＣＵ３０には、エンジン１０が搭載される車両の運転状態を検知するための複数のセンサから種々の情報が入力されている。具体的には、前記車両には、図外のアクセルペダルの踏込み量に応じたアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサＳＷ１と、エンジン１０の出力軸の回転数を検出するための速度センサＳＷ２と、エンジン１０の冷却水温度を検出するための水温センサＳＷ３と、エンジンオイルの温度を検出するための油温センサＳＷ４とが設けられており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ４と上記ＥＣＵ３０とが電気的に接続されている。また、燃料圧力を検出するためのレール圧センサＳＷ５が前記コモンレール１４に設けられるとともに、燃料温度（燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄへの供給前の燃料温度）を検出するための燃温センサＳＷ６が前記戻し配管１８ｃに設けられており、これらのセンサＳＷ５、ＳＷ６も上記ＥＣＵ３０に電気的に接続されている。

ＥＣＵ３０は、複数の機能構成を含んでおり、本発明との関係では、同図に示すように、燃料噴射制御部３２、燃料噴射量演算部３４および記憶部３６等の機能構成を含む。

燃料噴射制御部３２は、各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに所定の制御信号を出力することにより、各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄによる燃料の噴射量、噴射圧及び噴射タイミングを制御するものである。

燃料噴射量演算部３４は、車両の運転状態に応じた各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの燃料噴射量を演算するものであり、前記各センサＳＷ１〜ＳＷ６から入力される情報および前記記憶部３６に記憶されている情報に基づき燃料噴射量を演算する。具体的には、アクセル開度センサＳＷ１及び速度センサＳＷ２からの入力情報と記憶部３６に記憶されているマップ等に基づき各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの基本燃料噴射量（１回当たりの目標燃料噴射量）を演算する。さらに、この基本燃料噴射量を、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄ内の燃料温度（弁内燃料温度）とマップ等により定まる補正係数により補正することにより最終的な目標燃料噴射量を演算する。前記燃料噴射制御部３２は、最終的に求められた目標燃料噴射量に対応する制御信号を各燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに出力する。

ここで、噴射量演算部３４は、弁内燃料温度に基づいて基本燃料噴射量を補正することで最終的な目標燃料噴射量を決定するが、これは、例えば燃料の粘度、密度、体積弾性率等の性状はその温度により変化するため、このような燃料の性状変化等による燃料噴射量の変動を補正することで、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄによる燃料噴射量をより高精度に制御するためである。

なお、前記記憶部３６には、上記弁内燃料温度を推定（演算）するための以下のような推定式（式１）が予め記憶されており、噴射量演算部３４は、速度センサＳＷ２、水温センサＳＷ３、油温センサＳＷ４、レール圧センサＳＷ５及び燃温センサＳＷ６からの各入力情報、つまり、エンジン回転数（NE）、冷却水温（THW）、油温（THOIL）、燃料圧力（PF）及び燃料温度（THL）と、上記基本燃料噴射量（QF）とに基づき、当該推定式から弁内燃料温度を求める。
［式１］
弁内燃料温度＝k1・（水温因子）+k2・（燃温因子）+k4・（油温因子）+k3・（燃焼因子）+k5
水温因子＝THW
燃温因子＝(k21・THL+C21)・(k22・QF+C22)・(k23・NE+C23)・(k24・PF+C24)
油温因子＝(k31・THOIL+C31)・(k32・NE+C32)・(k33・THW+C33)
燃焼因子＝(k41・QF+C41)・(k42・NE+C42)・(k43・THW+C43)
ここに、k1〜k43、C21〜C43は係数（定数）である。

以下、このような推定式を規定した理由について説明する。

上記推定式（式１）は、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの弁内燃料温度を目的変数とし、この弁内燃料温度に影響のある因子（水温因子、燃温因子、燃焼因子、油温因子）をそれぞれ独立変数とする重回帰式を設定し、試験的に取得した多数のデータに基づき、各係数k1〜k43、C21〜C43を重回帰分析により決定したものである。

燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの弁内燃料温度に影響のある因子としては、概略的には上記のような四つの因子が考えられる。ここで、水温因子とは、エンジン１０の冷却水と燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄとの間の熱授受に影響のある物理量であり、燃温因子は、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに供給される燃料の熱量に影響のある物理量である。また、油温因子は、エンジンオイル（潤滑油）と燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄとの間の熱授受に影響のある物理量であり、燃焼因子は、エンジン１０の燃焼に伴い燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに与えられる熱量に影響のある物理量である。大凡、これらの影響因子が、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの弁内燃料温度を左右するものと考えられるため、これら四つの影響因子をそれぞれ独立変数として重回帰式を設定した。

そして、各影響因子（水温因子、燃温因子、燃焼因子、油温因子）に含まれる個別の因子（以下、個別因子と称す）を特定した。まず、水温因子は冷却水温（THW）とした。

燃温因子は、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄへの供給前燃料温度（THL）、燃料流量および燃料圧力（PF）とした。燃温因子として燃料流量および燃料圧力を特定したのは、燃料流量や燃料圧力が増加すると、燃料と燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄとの間の熱授受が促進されるためである。なお、燃料流量は、一回あたりの燃料噴射量（基本燃料噴射量（QF））およびエンジン回転数（NE）と相関があるため、当例では、データの取得性を考慮し、実際には、燃料流量に代えて基本燃料噴射量（QF）およびエンジン回転数（NE）を燃温因子として用いた。

油温因子は、油温（THOIL）、油量および冷却水温（THW）とした。油温因子として冷却水温（THW）を特定したのは、冷却水温が高く油温との差が小さくなると、弁内燃料温度に対する油温の影響度が低くなるためである。なお、油量はエンジン回転数（NE）と相関があるため、当例では、データの取得性を考慮し、実際には、油量に代えてエンジン回転数（NE）を油温因子として用いた。

燃焼因子は、燃料噴射量および冷却水温（THW）とした。これは、エンジン１０の燃焼による発熱量は燃料噴射量と相関があり、また、冷却水温（THW）が高いと燃焼温度との差が小さくなって発熱量の影響が小さくなるからである。なお、燃料噴射量は、上記燃料流量と同様に、一回当たりの燃料噴射量（基本燃料噴射量（QF））およびエンジン回転数（NE）と相関があるため、当例では、データの取得性を考慮し、実際には燃料噴射量に代えて基本燃料噴射量（QF）およびエンジン回転数（NE）を燃焼因子として用いた。

ここで、重回帰式を設定するに際しては、各影響因子（水温因子、燃温因子、燃焼因子、油温因子）を、それらに含まれる個別因子の単純な積で規定してもよいが、単純な積とすると、各個別因子の感度が同等に扱われるため、弁内燃料温度の推定精度をより高めるという観点からは望ましくない。そこで、各影響因子（水温因子、燃温因子、燃焼因子、油温因子）に含まれる個別因子については、当該個別因子を変数とする一次関数式で規定した。

具体的には、燃温因子については、燃料温度（THL）、基本燃料噴射量（QF）、エンジン回転数（NE）及び燃料圧力（PF）を各々、(k21・THL+C21)、(k22・QF+C22)、(k23・NE+C23)、(k24・PF+C24)とした。k21〜k24、C21〜C24は係数である。他の影響因子（油温因子、燃焼因子）についても同様に一次関数式で表した（式１参照）。なお、水温因子は冷却水温（THW）のみなので一次関数式への変更は行わなかった。

このようにして、弁内燃料温度を目的変数とし、水温因子、燃温因子、燃焼因子および油温因子を独立変数とする重回帰式を設定した。そして、各因子のデータ、すなわち各センサＳＷ２〜ＳＷ６による検出値と実際の弁内燃料温度とを試験的に複数組み検出した上で、それらのデータを用いて係数k1〜k43、C21〜C43を重回帰分析により決定することにより上記推定式１を得た。

以上説明した燃料噴射システムによれば、エンジン１０の運転中は、アクセル開度センサＳＷ１及び速度センサＳＷ２からの入力情報と所定のマップ等とに基づき基本燃料噴射量（QF）が演算され、さらにこの基本燃料噴射量が、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄの弁内燃料温度に基づいて補正されることにより、最終的な目標燃料噴射量が決定される。そのため、上記燃料噴射システムによれば、弁内燃料の粘度等の性状がその温度により変化することによる燃料噴射量の誤差を効果的に抑制することができ、従って、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄによる燃料噴射量をより精度良く制御することが可能となる。

特に、この燃料噴射システムでは、重回帰分析により設定された上記推定式（式１）を用いて弁内燃料温度が推定（演算）されるが、この推定式は、冷却水と燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄとの間の熱授受に影響のある因子（水温因子）および燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに供給される燃料の熱量に影響する因子（燃温因子）に加え、エンジンの燃焼に伴い燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄに与えられる熱量に影響する因子（燃焼因子）やエンジンオイル（潤滑油）と燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄとの間の熱授受に影響する因子（油温因子）を加味した上で規定されている。そのため、背景技術で説明した従来のこの種の燃料噴射システム（特許文献１）と比べると、推定される弁内燃料温度の信頼性が高い。つまり、燃焼室（シリンダ）内に直接燃料が噴射されるディーゼルエンジン１０では、燃料噴射弁１２ａ〜１２ｄは、エンジン１０の燃焼による熱やエンジンオイルの熱などの影響を直接受ける。そのため、水温因子や燃温因子に加え、燃焼因子や油温因子が加味された上記推定式（式１）に基づき弁内燃料温度が推定される上記燃料噴射システムによれば、燃焼因子や油温因子について配慮されることなく弁内燃料温度が推定される従来の燃料噴射システムに比べ、弁内燃料温度をより正確に推定することが可能となる。

従って、上記燃料噴射システムによれば、このように弁内燃料温度を正確に推定できる分、従来の燃料噴射システムに比べて、燃料噴射量をより精度良く制御することができる。

図２は、上記推定式（式１）に基づく弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフであり、図３は、水温因子および燃温因子のみを考慮した推定式に基づく弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフ（比較例）である。

これらの図からも、燃焼因子や油温因子を加味した上記推定式（式１）に基づき弁内燃料温度を推定する場合には、燃焼因子や油温因子が加味されていない推定式に基づき弁内燃料温度を推定する場合に比べて予測値と実測値との偏差が小さく、推定される弁内燃料温度の信頼性が高いことが考察できる。

ところで、上記実施形態の燃料噴射システムで用いられる上記推定式（式１）は、弁内燃料温度に影響のある水温因子、燃温因子、油温因子および燃焼因子をそれぞれ独立変数として重回帰分析により定められているが、例えば、水温因子以外の燃温因子、油温因子および燃焼因子の一部又は全部を統合した独立変数といて定めてもよい。具体的には、下記のような推定式（式２）に基づき弁内燃料温度が推定されるようにしてもよい。
［式２］
弁内燃料温度＝k1・（水温因子）+k2・（統合因子）+k3
水温因子＝THW
統合因子＝(k212・QF²+k211・QF+C21)・(k22・NE+C22)・(k23・PF+C23)・(k24・THL+k25・THOIL+k26・THW+C24)
ここに、k1〜k26、k11、k212、C21〜C24は係数（定数）である。なお、式２の各係数は式１からは独立したものである。

この推定式（式２）は、水温因子と、その他の影響因子（燃温因子、油温因子および燃焼因子）を統合した統合因子とをそれぞれ独立変数として重回帰式を設定し、試験的に取得した各因子の多数のデータに基づき、各係数k1〜k26、k211、k212、C21〜C24を重回帰分析により決定したものである。

先に説明した推定式（式１）との違いは、燃温因子、油温因子および燃焼因子の各個別因子のうち、共通する個別因子の一部又は全部を共通化するなどして、水温因子以外の影響因子（燃温因子、油温因子および燃焼因子）を一つの統合因子として重回帰式の簡素化を図っている。また、この推定式（式２）では、統合因子のうち基本燃料噴射量（QF）については、当該基本燃料噴射量（QF）を変数とする二次関数式で表した。

このような推定式（式２）を用いて弁内燃料温度を推定する場合も、上記の通り、統合因子に燃焼因子および油温因子が含まれているため、上述した推定式（式１）を用いて弁内燃料温度を推定する場合と同等、又はそれ以上に弁内燃料温度を正確に推定することができる。図４は、上記推定式（式２）に基づく弁内燃料温度の推定値と実測値との相関を示すグラフであるが、同図からも、上記推定式（式１）に基づいて弁内燃料温度を推定する場合と同等、又はそれ以上に弁内燃料温度を正確に推定できることが考察できる。

なお、以上説明した燃料噴射システムと本発明との対応関係についてまとめると次の通りである。まず、上記燃料噴射システムでは、ＥＣＵ３０および各センサＳＷ２〜ＳＷ６が本発明の燃料温度推定装置に相当し、そのうち記憶部３６が本発明の記憶手段に相当し、噴射量演算部３４が本発明の燃料温度演算手段に相当し、各センサＳＷ２〜ＳＷ６がデータ取得手段に相当する。また、上記燃料噴射システムが本発明の燃料噴射量制御装置に相当し、そのうちＥＣＵ３０の燃料噴射制御部３２が本発明の燃料噴射弁制御手段に相当し、噴射量演算部３４および記憶部３６が本発明の燃料噴射量演算手段、燃料温度推定手段および燃料噴射量補正手段に相当する。

ところで、以上説明した燃料噴射システムは、本発明にかかる燃料噴射量制御装置（本発明の燃料温度推定装置が適用される燃料噴射量制御装置／本発明の燃料温度推定方法が適用される燃料噴射量制御装置）の好ましい実施形態の例示であって、燃料噴射量制御装置や燃料温度推定装置の具体的な構成、および弁内燃料温度のより具体的な推定方法等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、弁内燃料温度を推定（演算）するための具体的な推定式は上記式１、式２に限定されるものではなく、弁内燃料温度を目的変数とし、水温因子、燃温因子、燃焼因子および油温因子を独立変数とする重回帰式に基づいて定められたものであればよい。この場合、水温因子以外の影響因子（燃温因子、燃焼因子および油温因子）の一部又は全部を統合因子としてもよい。また、重回帰式の独立変数として、水温因子、燃温因子、燃焼因子および油温因子以外の影響因子を規定して推定式を定めてもよい。

また、弁内燃料温度の推定精度を高める上では、上記のように、燃焼因子および油温因子の双方が加味された推定式を規定するのが望ましいが、油温因子は燃焼因子に比べると、弁内燃料温度への影響度は低いと考えられるため、推定式の規定において油温因子を省略するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジン１０に適用した場合について説明したが、本発明は、特に筒内噴射型のエンジンに有用なものであり、従って、筒内噴射型のガソリンエンジンについても十分に適用可能である。

１０ エンジン
１２ａ〜１２ｄ 燃料噴射弁
１４ コモンレール
２０ 燃料タンク
２２ 燃料ポンプ
３０ ＥＣＵ
３２ 燃料噴射制御部
３４ 噴射量演算部
３６ 記憶部

Claims (7)

1. 燃料噴射弁の弁内燃料温度を推定する燃料温度推定装置であって、
   前記弁内燃料温度を目的変数、弁内燃料温度の各々影響因子である水温因子、燃温因子および燃焼因子を独立変数として重回帰分析により求められた推定式が記憶される記憶手段と、
   エンジンの運転中に、前記水温因子、前記燃温因子および前記燃焼因子のデータを各々取得するデータ取得手段と、
   前記データ取得手段が取得したデータと前記記憶手段に記憶されている前記推定式とに基づいて前記弁内燃料温度を演算する燃料温度演算手段とを備えており、
   前記水温因子は、エンジンの冷却水と前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であり、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の熱量に影響する物理量であり、前記燃焼因子は、エンジンの燃焼に伴い前記燃料噴射弁に与えられる熱量に影響する物理量である、ことを特徴とする燃料温度推定装置。
2. 請求項１に記載の燃料温度推定方法において、
   前記水温因子は、エンジンの冷却水温度を含み、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁への供給前燃料温度、燃料流量および燃料圧力を含み、前記燃焼因子は、燃料噴射量および前記冷却水温度を含む、ことを特徴とする燃料温度推定装置。
3. 請求項１又は２に記載の燃料温度推定装置において、
   前記推定式は、前記独立変数として油温因子をさらに含み、この油温因子は、弁内燃料温度の影響因子であってエンジンオイルと前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であることを特徴とする燃料温度推定装置。
4. 請求項３に記載の燃料温度推定装置において、
   前記油温因子は、エンジン回転数、エンジンオイル温度および前記冷却水温度を含むことを特徴とする燃料温度推定装置。
5. 請求項４に記載の燃料温度推定装置において、
   上記推定式は、
   弁内燃料温度＝k1・（水温因子）+k2・（燃温因子）+k4・（油温因子）+k3・（燃焼因子）+k5
   水温因子＝THW
   燃温因子＝(k21・THL+C21)・(k22・QF+C22)・(k23・NE+C23)・(k24・PF+C24)
   油温因子＝(k31・THOIL+C31)・(k32・NE+C32)・(k33・THW+C33)
   燃焼因子＝(k41・QF+C41)・(k42・NE+C42)・(k43・THW+C43)
   であることを特徴とする燃料温度推定装置。
   ここに、THW：冷却水温／THL：燃料温度／PF：燃料圧力／QF：燃料噴射量／NE：エンジン回転数／THOIL：油温／k1〜k43、C21〜C43：定数。
6. 燃料噴射量制御装置であって、
   エンジンの運転状態に基づいて基本燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
   燃料噴射弁の弁内燃料温度を推定する燃料温度推定手段と、
   前記基本燃料噴射量を前記弁内燃料温度に基づいて補正することにより最終的な目標燃料噴射量を決定する燃料噴射量補正手段と、
   前記目標燃料噴射量に基づき燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御手段と、を含み、
   前記燃料温度推定手段として、請求項１〜５の何れか一項に記載の燃料温度推定装置を備えていることを特徴とする燃料噴射量制御装置。
7. 燃料噴射弁の弁内燃料温度の推定方法であって、
   前記弁内燃料温度を目的変数、弁内燃料温度の各々影響因子である水温因子、燃温因子および燃焼因子を独立変数として、弁内燃料温度を推定するための推定式を重回帰分析により求める工程と、
   エンジンの運転中に、前記水温因子、前記燃温因子および前記燃焼因子のデータを各々取得する工程と、
   前記データと前記推定式とに基づいて前記弁内燃料温度を演算する工程とを含み、
   前記水温因子は、エンジンの冷却水と前記燃料噴射弁との間の熱授受に影響する物理量であり、前記燃温因子は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の熱量に影響する物理量であり、前記燃焼因子は、エンジンの燃焼に伴い前記燃料噴射弁に与えられる熱量に影響する物理量である、ことを特徴とする燃料温度推定方法。

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