JP6287936B2

JP6287936B2 - 筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置

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Publication number: JP6287936B2
Application number: JP2015079946A
Authority: JP
Inventors: 健太郎西田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: DE102016106348A1; DE102016106348B4; JP2016200039A

Description

本発明は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを有する筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置に関し、特には、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常を判定することができる筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置に関する。

従来から、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、筒内圧を検出するグロープラグ一体型筒内圧センサとを有する筒内噴射式内燃機関が知られている。この種の筒内噴射式内燃機関の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、エンジンが所定の運転状態のときに筒内圧センサの受圧部とエンジンのシリンダヘッドとの間に堆積するデポジットの量を推定する旨が記載されている。

特開２００９−２２２０３１号公報

ところで、特許文献１に記載された筒内噴射式内燃機関では、筒内圧センサに堆積したデポジットの量を推定することができるものの、燃料噴射弁にデポジットが堆積したことや、燃料噴射弁が劣化したことを推定することができない。つまり、燃料噴射弁へのデポジットの堆積や燃料噴射弁の劣化に伴う、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常を推定することができない。
そのため、特許文献１に記載された筒内噴射式内燃機関では、燃料噴射弁にデポジットが堆積した場合や、燃料噴射弁が劣化した場合に、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が生じてしまい、それに伴ってエミッションが悪化したり、燃費が悪化したりするおそれがある。詳細には、エミッションや燃費の悪化に気づかれることなく、運転が続けられてしまうおそれがある。
本発明者が鋭意研究を行った結果、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常から異常になったときに、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが変化することが見い出された。具体的には、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも小さくなったときに、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが減少し、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも大きくなったときに、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが増加することが見い出された。
また、本発明者が鋭意研究を行った結果、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常から異常になったときに、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが変化することが見い出された。具体的には、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも小さくなったときに、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが増加し、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも大きくなったときに、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルが減少することが見い出された。

つまり、本発明は、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常を判定することができる筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、ディーゼルエンジンの筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルである１次共鳴周波数帯筒内圧レベルと、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルである２次共鳴周波数帯筒内圧レベルとを得る周波数特性解析手段と、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧異常の有無を判定する燃料噴霧異常判定手段とを具備する筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置において、
前記１次共鳴周波数帯筒内圧レベルが第１基準値よりも低く、かつ、前記２次共鳴周波数帯筒内圧レベルが第２基準値よりも高いとき、または、
前記１次共鳴周波数帯筒内圧レベルが前記第１基準値よりも高く、かつ、前記２次共鳴周波数帯筒内圧レベルが前記第２基準値よりも低いときに、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧に異常があると前記燃料噴霧異常判定手段によって判定されることを特徴とする筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置が提供される。

つまり、本発明の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置では、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などにより、燃料噴射率自体は正常値と変わらないものの、噴霧異常が発生した状態を判別することができる。その結果、噴霧異常に伴うエミッションの悪化、燃費の悪化などを抑制することができる。
具体的には、例えば噴霧異常の発生を運転者に知らせるなどの処置をとることにより、噴霧異常に伴うエミッションや燃費の悪化に気づかれることなく、運転が続けられてしまうことを低減することができる。

本発明によれば、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常を判定することができる。

第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置を示した概略構成図である。燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常な場合と異常な場合とを比較した図である。筒内圧センサ２によって検出された筒内圧と時間との関係を示した図である。制御装置３によって筒内圧から算出される熱発生率ＲＯＨＲと時間との関係を示した図である。筒内圧レベルと周波数との関係を示した図である。第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置を示した概略構成図である。第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（図示せず）を有するディーゼルエンジン１（図１参照）に適用される。
第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置では、図１に示すように、筒内圧センサ２によって筒内圧［ＫＰａ］が検出される。その筒内圧［ＫＰａ］に基づき、制御装置（ＥＣＵ）３によって筒内圧レベルＣＰＬ（ｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｖｅｌ）［ｄＢ］が算出される。

図３は筒内圧センサ２（図１参照）によって検出された筒内圧と時間との関係を示した図である。詳細には、図３は燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合における上死点後クランク角（ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅＡＴＤＣ）［ｄｅｇ］（横軸）と筒内圧［ＫＰａ］（縦軸）との関係を示した図である。
本発明者の鋭意研究において、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などによって、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生した場合であっても、燃料噴射率自体が正常値と変わらない場合には、筒内圧センサ２によって検出された筒内圧が、図３に示す筒内圧と同様になることが見い出された。
つまり、本発明者の鋭意研究によれば、図３に示すような筒内圧［ＫＰａ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係を得ても、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などにより、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生したか否かを判別できないことが見い出された。
また、本発明者の鋭意研究において、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などにより、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生した場合であっても、燃料噴射率自体が正常値と変わらない場合には、制御装置３によって筒内圧［ＫＰａ］から算出される燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］が、噴霧異常が発生していないときの燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］と同様になることが見い出された。
本発明者の鋭意研究では、図３に示す上死点後クランク角［ｄｅｇ］（横軸）と筒内圧［ＫＰａ］（縦軸）との関係を得た運転条件において、燃焼騒音レベルのオーバーオール値が８９［ｄＢ］になった。

図４は制御装置３（図１参照）によって筒内圧［ＫＰａ］から算出される熱発生率ＲＯＨＲ（ｒａｔｅｏｆｈｅａｔｒｅｌｅａｓｅ）［Ｊ／ｄｅｇ］と時間との関係を示した図である。詳細には、図４は燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合における上死点後クランク角［ｄｅｇ］（横軸）と熱発生率ＲＯＨＲ［Ｊ／ｄｅｇ］（縦軸）との関係を示した図である。
本発明者の鋭意研究において、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などによって、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生した場合であっても、燃料噴射率自体が正常値と変わらない場合には、制御装置３によって筒内圧から算出される熱発生率ＲＯＨＲが、図４に示す熱発生率ＲＯＨＲと同様になることが見い出された。
つまり、本発明者の鋭意研究によれば、図４に示すような熱発生率ＲＯＨＲ［Ｊ／ｄｅｇ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係を得ても、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などにより、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生したか否かを判別できないことが見い出された。

一方で、本発明者の鋭意研究において、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などによって、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧異常が発生した場合に、エミッション、特にスモーク成分の濃度値ＦＳＮ（ｆｉｌｔｅｒｓｍｏｋｅｎｕｍｂｅｒ）が増加することが見い出された。
図２は燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常な場合と異常な場合とを比較した図である。図２において、縦軸はスモーク成分の濃度値ＦＳＮを示しており、横軸はＮＯｘ発生量［ｇ／ｈ］を示している。図２中の「○」印を結ぶ曲線は、燃料噴射弁の噴孔にデポジットが堆積し、噴霧貫徹力が小さくなる噴霧異常が発生した場合を示している。図２中の「△」印を結ぶ曲線は、燃料が燃料噴射弁から正常に噴射され、噴霧貫徹力が大きい正常な噴霧が形成されている場合を示している。
図２に示すように、本発明者の鋭意研究では、燃料噴射弁の噴孔にデポジットが堆積し、噴霧貫徹力が小さくなる噴霧異常が発生した場合、燃料が燃料噴射弁から正常に噴射されている場合と比較して、スモーク成分の濃度値ＦＳＮが増加することが見い出された。

さらに、本発明者が鋭意研究を行った結果、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常から異常になったときに、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が変化することが見い出された。また、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧が正常から異常になったときに、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が変化することが見い出された。
図５は筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］（縦軸）と周波数ｆ［Ｈｚ］（横軸）との関係を示した図である。詳細には、図５は、燃料が燃料噴射弁から正常に噴射され、噴霧貫徹力が大きい正常な噴霧が形成されている場合における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］と、燃料噴射弁が腐食したり、燃料噴射弁の噴孔にデポジットが堆積したりした結果、噴霧貫徹力が小さくなる噴霧異常が発生した場合における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］とを比較して示した図である。
図５に示すような筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］と周波数ｆ［Ｈｚ］との関係は、まず、筒内圧センサ２（図１参照）により検出された筒内圧［ＫＰａ］から筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］を制御装置３（図１参照）によって算出し、次いで、筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］と時間（上死点後クランク角）との関係を、例えば制御装置３の周波数特性解析装置３ａ（図１参照）によって演算（例えば高速フーリエ変換）することにより、得られる。

詳細には、図５に示すように、本発明者が鋭意研究を行った結果、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも小さくなる噴霧異常が発生したときに、燃焼室径に依存する約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯において、筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも減少し、ボア径に依存する約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯において、筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも増加することが見い出された。
燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも小さくなることに伴って、燃焼位置が変化し、その結果、燃焼室径に依存する約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも減少し、ボア径に依存する約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも増加すると考えられる。
また、図示しないが、本発明者が鋭意研究を行った結果、何らかの原因で燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも大きくなる噴霧異常が発生したときに、燃焼室径に依存する約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯において、筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも増加し、ボア径に依存する約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯において、筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも減少することが見い出された。
燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧の貫徹力が正常よりも大きくなることに伴って、燃焼位置が変化し、その結果、燃焼室径に依存する約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも増加し、ボア径に依存する約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が正常値よりも減少すると考えられる。

つまり、図３に示す筒内圧［ＫＰａ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係、燃焼騒音レベルのオーバーオール値、および、図４に示す熱発生率ＲＯＨＲ［Ｊ／ｄｅｇ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係によっては、燃料噴射率の異常を判別することができるものの、噴霧異常を判別することができない旨、並びに、図３に示す筒内圧［ＫＰａ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係、燃焼騒音レベルのオーバーオール値、および、図４に示す熱発生率ＲＯＨＲ［Ｊ／ｄｅｇ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係によって判別することができない噴霧異常を、図５に示す筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］と周波数ｆ［Ｈｚ］との関係によって判別することができる旨が、本発明者の鋭意研究において見い出された。

図６は第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定を説明するためのフローチャートである。
図６に示すように、第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定が開始されると、ステップＳ１０１において、アイドル運転中または定常運転中にＥＧＲカットが実行されているか否かが判定される。ＹｅｓのときにはステップＳ１０２に進み、Ｎｏのときには燃料噴霧異常判定を実行するのに適した運転状態ではないと判断し、このルーチンを終了し、所定期間経過後にステップＳ１０１からの処理を再開する。
アイドル運転状態および定常運転状態は、車両の通常の走行中に必ず含まれる運転状態であるため、アイドル運転状態または定常運転状態のときに燃料噴霧異常判定を実行することにより、燃料噴霧異常判定の実行頻度を向上させることができる。
一方、ＥＧＲ弁が開弁しているときには、例えばＥＧＲ弁の開度に基づくＥＧＲ率に応じて、図５に示す正常噴霧の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］の値がばらつくおそれがあるため（つまり、異常噴霧判定の正確性が低下するおそれがあるため）、図６に示す例では、ＥＧＲ弁が全閉していないときにステップＳ１０１においてＮｏと判定される。

ステップＳ１０２では、筒内圧センサ２（図１参照）によって筒内圧［ＫＰａ］が検出される。
次いで、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２において検出された筒内圧［ＫＰａ］の履歴が、制御装置３（図１参照）のマップ３ｃ（図１参照）に記録された筒内圧履歴マップと比較される。この筒内圧履歴マップとしては、例えば図３に示す燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合における筒内圧［ＫＰａ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係が用いられる。
ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で検出された筒内圧［ＫＰａ］の履歴が筒内圧履歴マップ通りであると判定されたときにはステップ１０４に進む。一方、ステップＳ１０２で検出された筒内圧［ＫＰａ］の履歴が筒内圧履歴マップとは異なるときには、燃料噴射率異常が発生したと判断し、ステップＳ１１０に進む。
図６に示す例では、例えば図３に示す筒内圧［ＫＰａ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係が燃料噴射率異常判定に用いられるが、代わりに、他の例では、例えば図４に示す熱発生率ＲＯＨＲ［Ｊ／ｄｅｇ］と上死点後クランク角［ｄｅｇ］との関係、例えば筒内圧［ＫＰａ］から推定される燃焼重心、５０％燃焼終了位置などを燃料噴射率異常判定に用いることもできる。

ステップＳ１０４では、制御装置３（図１参照）の周波数特性解析装置３ａ（図１参照）およびフィルタ処理装置３ｂ（図１参照）によって周波数特性解析が実行される。
具体的には、例えば燃焼室径に依存する約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］を取得する必要があるときに、筒内圧［ＫＰａ］から算出された筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］のうちの約５０００〜６６００［Ｈｚ］の周波数帯以外の成分がフィルタ処理装置３ｂによって除去され、約５０００〜６６００［Ｈｚ］の周波数帯の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が得られる。
また、例えばボア径に依存する約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］を取得する必要があるときには、筒内圧［ＫＰａ］から算出された筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］のうちの約６６００〜９０００［Ｈｚ］の周波数帯以外の成分がフィルタ処理装置３ｂによって除去され、約６６００〜９０００［Ｈｚ］の周波数帯の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］が得られる。

次いで、ステップＳ１０５では、制御装置３（図１参照）によって筒内圧［ＫＰａ］から算出された燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］が、制御装置３のマップ３ｃ（図１参照）に記録された燃焼騒音レベルのオーバーオール値マップと比較される。この燃焼騒音レベルのオーバーオール値マップとしては、例えば燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合における燃焼騒音レベルのオーバーオール値が用いられる。
Ｙｅｓのとき、つまり、制御装置３によって筒内圧［ＫＰａ］から算出された燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］が燃焼騒音レベルのオーバーオール値マップ通りであると判定されたときにはステップ１０６に進む。一方、Ｎｏのとき、つまり、制御装置３によって筒内圧［ＫＰａ］から算出された燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］が燃焼騒音レベルのオーバーオール値マップとは異なるときには、燃料噴霧異常判定を実行するのに適した運転状態ではないと判断し、このルーチンを終了し、所定期間経過後にステップＳ１０１からの処理を再開する。
詳細には、第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置では、制御装置３によって筒内圧［ＫＰａ］から算出された燃焼騒音レベルのオーバーオール値［ｄＢ］が燃焼騒音レベルのオーバーオール値マップとは異なるときに、筒内で発生しているスワールのばらつきが大きく、図５に示す正常噴霧の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］の値がばらつく（つまり、異常噴霧判定の正確性が低下する）おそれがあり、燃料噴霧異常判定を実行するのに適した運転状態ではないと判断される。

ステップＳ１０６では、制御装置３（図１参照）の周波数特性解析装置３ａ（図１参照）およびフィルタ処理装置３ｂ（図１参照）によって算出された、燃焼室径に依存する図５中の約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベル［ｄＢ］である１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃと、ボア径に依存する図５中の約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯における筒内圧レベル［ｄＢ］である２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂとが得られる。
次いで、ステップＳ１０７では、制御装置３（図１参照）のマップ３ｃ（図１参照）に記録された、燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合における燃焼室径に依存する図５中の約５０００〜６６００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯の筒内圧レベル［ｄＢ］である第１基準値Ｆｃｔと、燃料が燃料噴射弁から正常に噴射された場合におけるボア径に依存する図５中の約６６００〜９０００［Ｈｚ］の共鳴周波数帯の筒内圧レベル［ｄＢ］である第２基準値Ｆｂｔとが読み込まれる。

次いで、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６において得られた１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃが、ステップＳ１０７において読み込まれた第１基準値Ｆｃｔより低く、かつ、ステップＳ１０６において得られた２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂが、ステップＳ１０７において読み込まれた第２基準値Ｆｂｔより高いか否かが判定される。
Ｙｅｓのときには、図５に示す例のように噴霧貫徹力が小さい噴霧異常が発生していると判断し、ステップＳ１１０に進む。一方、Ｎｏのときには、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０６において得られた１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃが、ステップＳ１０７において読み込まれた第１基準値Ｆｃｔより高く、かつ、ステップＳ１０６において得られた２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂが、ステップＳ１０７において読み込まれた第２基準値Ｆｂｔより低いか否かが判定される。
Ｙｅｓのときには、噴霧貫徹力が大きい噴霧異常が発生していると判断し、ステップＳ１１０に進む。一方、Ｎｏのときには、噴霧異常が発生していないと判断し、このルーチンを終了し、所定期間経過後にステップＳ１０１からの処理を再開する。

ステップＳ１１０では、燃料噴射率異常あるいは噴霧異常の燃料噴射異常が発生している旨を運転者に知らせるなどの処置がとられる。具体的には、例えばＭＩＬ（ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒｌａｍｐ）（異常警告灯）などが点灯される。

換言すれば、第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置では、筒内圧センサ２（図１参照）により検出された筒内圧［ＫＰａ］に基づいて、燃焼室径に依存する図５中の約５０００〜６６００Ｈｚの共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］である１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃ（図６参照）と、ボア径に依存する図５中の約６６００〜９０００Ｈｚの共鳴周波数帯における筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］である２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂ（図６参照）とを得る周波数特性解析手段として機能する制御装置３（図１参照）の周波数特性解析装置３ａ（図１参照）とフィルタ処理装置３ｂ（図１参照）とが設けられている。
また、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧異常の有無を判定する燃料噴霧異常判定手段として機能する制御装置３が設けられている。
詳細には、１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃが第１基準値Ｆｃｔ（図５中の約５０００〜６６００Ｈｚの周波数帯の「正常噴霧」の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］の値）よりも低く、かつ、２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂが第２基準値Ｆｂｔ（図５中の約６６００〜９０００Ｈｚの周波数帯の「正常噴霧」の筒内圧レベルＣＰＬ［ｄＢ］の値）よりも高いときに、ステップＳ１０８（図６参照）において、燃料噴霧異常判定手段として機能する制御装置３が、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧に異常がある（具体的には、正常噴霧と比較して噴霧貫徹力が小さい）と判定する。
また、１次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｃが第１基準値Ｆｃｔよりも高く、かつ、２次共鳴周波数帯筒内圧レベルＦｂが第２基準値Ｆｂｔよりも低いときに、ステップＳ１０９（図６参照）において、燃料噴霧異常判定手段として機能する制御装置３が、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧に異常がある（具体的には、正常噴霧と比較して噴霧貫徹力が大きい）と判定する。
そのため、第１の実施形態の筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置によれば、例えば燃料噴射弁の経時劣化などに伴う噴孔腐食、噴孔へのデポジット堆積などにより、燃料噴射率自体は正常値と変わらないものの、噴霧異常が発生した状態を判別することができる。

第２の実施形態では、上述した第１の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。

１エンジン
２筒内圧センサ
３制御装置
３ａ解析装置
３ｂフィルタ処理装置
３ｃマップ

Claims

ディーゼルエンジンの筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて、燃焼室径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルである１次共鳴周波数帯筒内圧レベルと、ボア径に依存する共鳴周波数帯における筒内圧レベルである２次共鳴周波数帯筒内圧レベルとを得る周波数特性解析手段と、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧異常の有無を判定する燃料噴霧異常判定手段とを具備する筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置において、
前記１次共鳴周波数帯筒内圧レベルが第１基準値よりも低く、かつ、前記２次共鳴周波数帯筒内圧レベルが第２基準値よりも高いとき、または、
前記１次共鳴周波数帯筒内圧レベルが前記第１基準値よりも高く、かつ、前記２次共鳴周波数帯筒内圧レベルが前記第２基準値よりも低いときに、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧に異常があると前記燃料噴霧異常判定手段によって判定されることを特徴とする筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置。