JP4737314B2 - 燃料噴射状態検出装置 - Google Patents
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Description
先ず、本実施形態にかかる燃料噴射状態検出装置が適用されるエンジン(内燃機関)について説明する。当該エンジンは車載用ディーゼルエンジンであり、燃焼室に直接的に高圧燃料(例えば噴射圧力「1000気圧」以上の軽油)を噴射する方式の、多気筒4ストロークエンジンを想定している。
上記第1実施形態では、圧力微分最小点の出現時刻t2における接線を降下モデル式f1(t)とし、圧力微分最大点の出現時刻t4における接線を上昇モデル式f2(t)として算出している。これに対し本実施形態では、図14に示すように、降下波形A1中の2つの特定ポイントP11a,P12aを通る直線を降下モデル式f1(t)として算出する。同様にして、上昇波形A2中の2つの特定ポイントP21a,P22aを通る直線を上昇モデル式f2(t)として算出する。そして、このように算出した両モデル式f1(t),f2(t)の交点を交点圧力Pintとして算出し、基準圧力Ps(n)から交点圧力Pintまでの圧力降下量を最大圧力降下量Pβとして算出する。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
Claims (20)
- 蓄圧容器で蓄圧した燃料を燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムに適用された燃料噴射状態検出装置であって、
前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、前記噴孔からの燃料噴射に伴い変動する燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
前記燃圧センサにより検出された圧力波形のうち、燃料の噴射率上昇に伴い圧力降下している期間における降下波形、及び燃料の噴射率降下に伴い圧力上昇している期間における上昇波形に基づいて、実際の最大噴射率を算出する最大噴射率算出手段と、
を備え、
前記最大噴射率算出手段は、
前記降下波形を数式で表すようモデル化する降下波形モデル化手段、及び前記上昇波形を数式で表すようモデル化する上昇波形モデル化手段を有するとともに、
前記降下波形モデル化手段によりモデル化された数式、及び前記上昇波形モデル化手段によりモデル化された数式に基づき最大噴射率を算出し、
前記燃圧センサにより検出された圧力のうち前記降下波形が現れる直前の特定期間における圧力に基づき、基準圧力を算出する基準圧力算出手段と、
前記降下波形モデル化手段によりモデル化された数式、及び前記上昇波形モデル化手段によりモデル化された数式の交点における圧力を、交点圧力として算出する交点圧力算出手段と、
を有するとともに、
前記基準圧力と前記交点圧力との差分が所定の上限値より小さい場合には、前記交点圧力が低いほど大きい値となるよう最大噴射率を算出するとともに、
前記差分が前記上限値を超えて大きい場合には、前記交点圧力の大きさに拘わらず、前記上限値に基づき最大噴射率を算出することを特徴とする燃料噴射状態検出装置。 - 蓄圧容器で蓄圧した燃料を燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムに適用された燃料噴射状態検出装置であって、
前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路のうち前記蓄圧容器に対して前記噴孔に近い側に配置され、前記噴孔からの燃料噴射に伴い変動する燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
前記燃圧センサにより検出された圧力波形のうち、燃料の噴射率上昇に伴い圧力降下している期間における降下波形を数式で表すようモデル化する降下波形モデル化手段と、
前記燃圧センサにより検出された圧力波形のうち、燃料の噴射率降下に伴い圧力上昇している期間における上昇波形を数式で表すようモデル化する上昇波形モデル化手段と、
前記降下波形モデル化手段によりモデル化された数式、及び前記上昇波形モデル化手段によりモデル化された数式の交点における圧力を、交点圧力として算出する交点圧力算出手段と、
前記燃圧センサにより検出された圧力のうち前記降下波形が現れる直前の特定期間における圧力に基づき、基準圧力を算出する基準圧力算出手段と、
前記基準圧力と前記交点圧力との差分が所定値を超えて大きいか否かを判定する判定手段と、
前記差分が所定の上限値を超えて大きいと判定された場合には、前記交点圧力の大きさに拘わらず、前記上限値に基づき最大噴射率を算出する最大噴射率算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射状態検出装置。 - 前記上限値は、前記基準圧力の大きさに基づき可変設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記基準圧力算出手段は、燃料の噴射開始が指令された時点の前後における期間を前記特定期間とし、その特定期間における圧力の平均値を前記基準圧力として算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の燃料噴射状態検出装置。
- 1燃焼サイクルあたりに同一の前記燃料噴射弁から複数回噴射する多段噴射を実行可能な燃料噴射システムに適用され、
前記基準圧力算出手段は、1段目の噴射に対して前記基準圧力を算出し、
前記最大噴射率算出手段は、1段目の噴射に対して算出された前記基準圧力に基づき、2段目以降の最大噴射率を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射状態検出装置。 - 前記最大噴射率算出手段は、1段目の噴射に対して算出された前記基準圧力から前段までの噴射量に応じた圧力低下量を減算し、この減算により得られた圧力を、2段目以降の最大噴射率の算出に用いる基準圧力とすることを特徴とする請求項5に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記圧力低下量を、1段目の噴射に対して算出された前記基準圧力の大きさを加味して算出することを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記燃料噴射弁は、
前記噴孔へ燃料を供給する高圧通路と、
前記高圧通路の一部を開閉することで前記噴孔からの噴射状態を制御するニードル弁と、
前記高圧通路の燃料を流入させて前記ニードル弁に背圧を付与する背圧室と、
前記背圧室からの燃料のリーク量を制御することで前記背圧を制御する制御弁と、
を備えて構成されており、
前記基準圧力算出手段は、前記制御弁を開弁させてから前記ニードルが開弁するまでのリーク期間に生じる圧力降下量を加味して、前記基準圧力を算出することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の燃料噴射状態検出装置。 - 前記降下波形モデル化手段は、前記降下波形を直線モデルにモデル化し、
前記最大噴射率算出手段は、前記降下波形モデル化手段によりモデル化された直線モデルを最大噴射率の算出に用いることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の燃料噴射状態検出装置。 - 前記降下波形モデル化手段は、前記降下波形のうち特定のポイントにおける接線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項9に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記降下波形モデル化手段は、前記降下波形の微分値が最小となるポイントを前記特定のポイントとすることを特徴とする請求項10に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記降下波形モデル化手段は、前記降下波形のうち複数の特定ポイントに基づき前記直線モデルにモデル化することを特徴とする請求項9に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記降下波形モデル化手段は、前記複数の特定ポイントを通る直線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項12に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記降下波形モデル化手段は、前記複数の特定ポイントとの距離の総和が最小となる直線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項12に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記上昇波形モデル化手段は、前記上昇波形を直線モデルにモデル化し、
前記最大噴射率算出手段は、前記上昇波形モデル化手段によりモデル化された直線モデルを最大噴射率の算出に用いることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つに記載の燃料噴射状態検出装置。 - 前記上昇波形モデル化手段は、前記上昇波形のうち特定のポイントにおける接線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項15に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記上昇波形モデル化手段は、前記上昇波形の微分値が最大となるポイントを前記特定のポイントとすることを特徴とする請求項16に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記上昇波形モデル化手段は、前記上昇波形のうち複数の特定ポイントに基づき前記直線モデルにモデル化することを特徴とする請求項15に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記上昇波形モデル化手段は、前記複数の特定ポイントを通る直線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項18に記載の燃料噴射状態検出装置。
- 前記上昇波形モデル化手段は、前記複数の特定ポイントとの距離の総和が最小となる直線を前記直線モデルとすることを特徴とする請求項18に記載の燃料噴射状態検出装置。
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