JP4844690B2 - 内燃機関の燃料性状判定装置 - Google Patents
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Description
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁と、
膨張行程中の第1噴射時期において、前記燃料噴射弁を用いた燃料噴射を実行する第1噴射実行手段と、
前記第1噴射時期よりも遅角された噴射時期であって膨張行程中の少なくとも1つの第2噴射時期において、前記第1噴射時期での燃料噴射とは異なる燃焼サイクル時に前記燃料噴射弁を用いた燃料噴射を実行する第2噴射実行手段と、
燃焼圧またはその相関値を検出または推定する燃焼圧取得手段と、
排気ガスの空燃比を取得する空燃比取得手段と、
前記第1噴射時期および前記第2噴射時期での燃料噴射に伴うそれぞれの燃焼時の燃焼圧またはその相関値と、前記第1噴射時期および前記第2噴射時期での燃料噴射に伴うそれぞれの燃焼時の排気ガスの空燃比とに基づいて、燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
を備えることを特徴とする。
前記燃料性状判定手段は、
前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値の変化情報を、第1判定指標として算出する第1判定指標算出手段と、
前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比の変化情報を、第2判定指標として算出する第2判定指標算出手段と、
前記第1判定指標と前記第2判定指標とを用いて、燃料の着火性指標値と燃料の蒸発性指標値とを定めた判定基礎情報を取得する判定基礎情報取得手段と、
前記第1判定指標、前記第2判定指標、および前記判定基礎情報とに従って、前記着火性指標値と前記蒸発性指標値とを判定する判定実行手段と、
を含むことを特徴とする。
前記第1判定指標は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値の変化量であって、
前記第2判定指標は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比の変化量であって、
前記判定基礎情報は、前記第1判定指標が大きくなるほど、前記着火性指標値がより低い着火性を示す値となり、かつ、前記第2判定指標が大きくなるほど、前記蒸発性指標値がより低い蒸発性を示す値となるように設定されていることを特徴とする。
前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値、および前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第2噴射時期を設定する第2噴射時期設定手段を更に備えることを特徴とする。
前記第2噴射時期設定手段は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比がよりリーンな値であるほど、前記第1噴射時期に対する前記第2噴射時期の遅角量を小さくすることを特徴とする。
前記第2噴射時期設定手段は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値が小さいほど、前記第1噴射時期に対する前記第2噴射時期の遅角量を小さくすることを特徴とする。
前記燃焼圧の相関値は、クランク角速度の測定値であることを特徴とする。
12 燃料噴射弁
14 コモンレール
16 サプライポンプ
18 吸気通路
32 排気通路
38 空燃比センサ
40 ECU(Electronic Control Unit)
44 クランク角センサ
46 吸気弁
48 排気弁
50 燃焼室
52 ピストン
52a ピストンのキャビティ
54 シリンダ壁面
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、4サイクルのディーゼルエンジン(圧縮着火式内燃機関)である。内燃機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁12が設置されている。各気筒の燃料噴射弁12は、共通のコモンレール14に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ16によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール14内に蓄えられ、コモンレール14から各燃料噴射弁12に供給される。
図2に示すように、上述した燃料噴射弁12は、吸気弁46と排気弁48とに挟まれる位置において、燃焼室50の中央部位にその先端が突出するように設置されている。また、筒内に配置されたピストン52の頂面には、噴射された燃料を案内するためのキャビティ52aが形成されている。
内燃機関において、燃料性状は、燃焼や触媒に大きな影響を与える。また、合成燃料やバイオ燃料等の使用が拡大すると、使用される燃料のセタン価(燃料の着火し易さを表す着火性指標値)や蒸留性状(燃料の蒸発し易さを表す蒸発性指標値)が広範囲となる。その結果、燃料の性状を正確に判定することが益々重要になってくる。そこで、本実施形態では、上述したアフター噴射が行なわれた際の燃料の蒸発および燃焼が、燃料の蒸留性状およびセタン価の影響を受け易いことを利用して、燃料の蒸留性状およびセタン価を個別に判定する手法について説明を行う。
図5に示すルーチンでは、先ず、燃料性状判定が必要であるか否かが判別される(ステップ100)。具体的には、本ステップ100では、燃料性状判定の要否判定の一例として、給油がされたか否かが判別される。給油がなされた場合には、燃料タンク内の燃料の性状に変化が生ずる可能性がある。そこで、本ステップ100では、給油がされた場合に、燃料性状判定が必要であると判定するようにしている。尚、給油の有無の判定は、例えば、液面センサ(図示省略)の出力に基づいて燃料タンク内の燃料の液面高さを検出することで行うことができる。
また、上述した実施の形態1においては、Δクランク角速度が前記第2の発明における「第1判定指標」に、ΔA/Fが前記第2の発明における「第2判定指標」に、それぞれ相当している。また、ECU40が、上記ステップ120の処理を実行することにより前記第2の発明における「第1判定指標算出手段」および「第2判定指標算出手段」が、上記ステップ122の処理を実行することにより前記第2の発明における「判定基礎情報取得手段」および「判定実行手段」が、それぞれ実現されている。
次に、図6乃至図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図5に示すルーチンに代えて後述する図6に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
上述した実施の形態1においては、予め設定されたアフター噴射時期T1、T2において、アフター噴射を実行するようにしている。これに対し、本実施形態のシステムは、予め設定された第1アフター噴射時期T1における第1アフター噴射時の排気ガスの空燃比の値(第1空燃比)に基づいて、第2アフター噴射時期T2を設定するという点に特徴を有している。
図6に示すルーチンでは、上記ステップ110において、第1アフター噴射の実行に伴う燃焼時の排気ガスの空燃比(第1空燃比)が検出された後には、次いで、この第1空燃比に基づいて、第2アフター噴射時期T2が設定される(ステップ200)。
Claims (7)
- 燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁と、
膨張行程中の第1噴射時期において、前記燃料噴射弁を用いた燃料噴射を実行する第1噴射実行手段と、
前記第1噴射時期よりも遅角された噴射時期であって膨張行程中の少なくとも1つの第2噴射時期において、前記第1噴射時期での燃料噴射とは異なる燃焼サイクル時に前記燃料噴射弁を用いた燃料噴射を実行する第2噴射実行手段と、
燃焼圧またはその相関値を検出または推定する燃焼圧取得手段と、
排気ガスの空燃比を取得する空燃比取得手段と、
前記第1噴射時期および前記第2噴射時期での燃料噴射に伴うそれぞれの燃焼時の燃焼圧またはその相関値と、前記第1噴射時期および前記第2噴射時期での燃料噴射に伴うそれぞれの燃焼時の排気ガスの空燃比とに基づいて、燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料性状判定装置。 - 前記燃料性状判定手段は、
前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値の変化情報を、第1判定指標として算出する第1判定指標算出手段と、
前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比の変化情報を、第2判定指標として算出する第2判定指標算出手段と、
前記第1判定指標と前記第2判定指標とを用いて、燃料の着火性指標値と燃料の蒸発性指標値とを定めた判定基礎情報を取得する判定基礎情報取得手段と、
前記第1判定指標、前記第2判定指標、および前記判定基礎情報とに従って、前記着火性指標値と前記蒸発性指標値とを判定する判定実行手段と、
を含むことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料性状判定装置。 - 前記第1判定指標は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値の変化量であって、
前記第2判定指標は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比に対する、前記第2噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比の変化量であって、
前記判定基礎情報は、前記第1判定指標が大きくなるほど、前記着火性指標値がより低い着火性を示す値となり、かつ、前記第2判定指標が大きくなるほど、前記蒸発性指標値がより低い蒸発性を示す値となるように設定されていることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃料性状判定装置。 - 前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値、および前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第2噴射時期を設定する第2噴射時期設定手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
- 前記第2噴射時期設定手段は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記空燃比がよりリーンな値であるほど、前記第1噴射時期に対する前記第2噴射時期の遅角量を小さくすることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
- 前記第2噴射時期設定手段は、前記第1噴射時期での燃料噴射に伴う燃焼時の前記燃焼圧またはその相関値が小さいほど、前記第1噴射時期に対する前記第2噴射時期の遅角量を小さくすることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
- 前記燃焼圧の相関値は、クランク角速度の測定値であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の燃料性状判定装置。
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