JP4840531B2 - 燃料粘度検出装置 - Google Patents
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Description
前記電動ポンプの作動状態を第1の定常状態から第2の定常状態に切換えるための要因を当該電動ポンプに付加する作動状態切換手段と、
前記電動ポンプに前記要因を付加してから実際の作動状態が前記第2の定常状態となるまでの時間を、前記各定常状態間の遷移時間として検出する遷移時間検出手段と、
前記遷移時間に基いて前記燃料の粘度を算出する粘度算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記遷移時間検出手段は、前記電動ポンプに前記要因を付加してから前記パラメータが前記第2の定常状態に対応した値となるまでの時間を前記遷移時間として検出する構成としている。
前記遷移時間検出手段は、前記駆動信号が出力されてから前記電動ポンプが前記定常運転状態となるまでの時間を前記遷移時間として検出する始動時間検出手段を備える構成としている。
前記遷移時間検出手段は、前記駆動信号が停止されてから前記電動ポンプが停止するまでの時間を前記遷移時間として検出する停止時間検出手段を備える構成としている。
前記作動状態切換手段は、前記燃圧可変手段の圧力設定値を変更することにより前記電動ポンプの作動状態を前記第1の定常状態から前記第2の定常状態に切換える構成とし、
前記遷移時間検出手段は、前記圧力設定値が変更されてから前記電動ポンプが前記第2の定常状態となるまでの時間を前記遷移時間として検出する構成としている。
[実施の形態1の構成]
以下、図1を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。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全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関10を備えており、内燃機関10は、ガソリン等の鉱物性燃料のほかに、所謂バイオ燃料(Biofuels)が使用可能となっている。ここで、バイオ燃料とは、例えば各種の植物油、植物性材料等を原料として生成されたアルコールを主成分とする燃料である。
内燃機関10は、バイオ燃料が使用可能なエンジンにより構成されている。しかし、バイオ燃料は、燃料成分の微妙な違い等により粘度にばらつきが生じ易く、また酸化等の経時劣化により粘度が徐々に変化し易い。燃料の粘度にばらつきがあると、例えば燃料噴射制御において、燃料噴射弁を目標噴射量に対応する時間だけ開弁しても、実際の噴射量に誤差が生じ易くなる。このため、本実施の形態では、燃料ポンプ32の動作を利用して燃料の粘度を検出する構成としている。
一方、燃料の粘度は温度によっても変化するので、本実施の形態では、粘度の算出値を温度補正する構成としている。図4は、燃料の温度と粘度補正量との関係を示す特性線図である。この特性データは、ECU40に予め記憶されている。一般に、燃料の粘度は、温度が高くなるにつれて低下するので、粘度補正量も、図4に示すように、温度が高くなるにつれて減少するように設定されている。
このように検出された燃料の粘度は、例えば燃料噴射圧の補正制御に用いられる。図5は、燃料の粘度と噴射圧補正値との関係を示すデータマップである。このデータマップは、例えば燃料の粘度の噴射圧とに基いて噴射圧補正値を算出するための2次元マップであり、ECU40に予め記憶されている。ECU40は、前述した粘度の検出値と燃料の噴射圧とに基いて図5のデータマップを参照することにより、粘度に応じた噴射圧補正値を得ることができる。そして、コモンレール28内の燃料圧力が前記噴射圧補正値を反映させた目標噴射圧となるように、燃料ポンプ32の出力回転数や前記圧力調整機構を制御する。これにより、燃料の粘度が変化しても、この変化に応じて燃料噴射圧を常に適切に補正することができ、燃料噴射量を正確に制御することができる。
上述した燃料粘度検出制御は、燃料ポンプ32を始動する毎に、即ち、内燃機関を始動する毎に実行される。従って、例えば長期間の駐車等により燃料の粘度が変化していた場合でも、内燃機関の運転開始時に最新の粘度を検出することができ、その検出結果を各種の制御に速やかに反映させることができる。一方、本発明では、後述する実施の形態2に示すように、内燃機関(燃料ポンプ)の停止時に燃料粘度検出制御を実行する構成としてもよく、また、実施の形態1,2を組合わせることにより、始動時と停止時にそれぞれ燃料粘度検出制御を実行する構成としてもよい。
また、本発明では、燃料ポンプ32の始動及び停止以外のタイミング、即ち、ポンプの作動中に粘度を検出する構成としてもよい。より詳しく述べると、ポンプの作動中に粘度を検出する場合には、まず、ポンプの作動中に実現可能な2つの定常状態を第1,第2の定常状態として予め設定しておく。これらの定常状態は、ポンプの駆動電圧、駆動電流、駆動電力および出力回転数のうち少なくとも1つのパラメータが互いに異なる定常値となる状態として定義される。
図6は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。図6に示すルーチンでは、まず、内燃機関の始動時等に、停止した状態の燃料ポンプ32に対して駆動信号を出力する(ステップ100)。これにより、燃料ポンプ32は始動して定常運転状態に達するが、ECU40は、この期間中に駆動電流を検出しつつ、駆動電流の波形を時系列データとして一時的に記憶保存する(ステップ102)。
次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様のシステム構成(図1)を採用している。しかし、本実施の形態は、燃料ポンプを停止させるタイミングで燃料粘度検出制御を実行する構成としており、この点で実施の形態1と異なるものである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
実施の形態2では、定常運転状態の燃料ポンプ32に対して、前記要因として駆動信号を停止させることにより、当該ポンプを停止させる構成としている。即ち、本実施の形態では、燃料ポンプ32が定常運転中である状態を第1の定常状態とし、燃料ポンプ32が停止した状態を第2の定常状態としている。そして、駆動信号が停止されてから燃料ポンプ32が停止状態となるまでの時間を、前記遷移時間として検出するものである。
図9は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。図9に示すルーチンでは、まず、内燃機関の停止時等に、定常運転状態の燃料ポンプ32に対して駆動信号の出力を停止する(ステップ200)。これにより、燃料ポンプ32は、過渡期間を経て停止状態となるので、ECU40は、この期間中に逆起電流を検出しつつ、逆起電流の波形を記憶する(ステップ202)。そして、ステップ204〜216では、この記憶データに基いて、前記実施の形態1のステップ104〜116と同様の処理を実行する。
次に、図10及び図11を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。まず、図10は、本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様のシステム構成を採用しているものの、燃料ポンプの吐出側に燃圧可変手段としての圧力レギュレータ50を配置しており、この点で実施の形態1と異なるものである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
圧力レギュレータ50は、燃料ポンプ32から吐出される燃料の圧力を少なくとも2段階の圧力設定値(以下、高圧と低圧と称す)に切換えることが可能となっている。この圧力設定値は、ECU40により切換制御される。本実施の形態では、ある定常運転状態(第1の定常状態)で作動している燃料ポンプ32に対して、前述した外的な要因として圧力レギュレータ50の圧力設定値を変更する。これにより、ポンプの吐出負荷が変化するので、ポンプの作動状態は、以前と異なる定常状態(第2の定常状態)に移行する。このとき、ECU40は、圧力設定値が変更されてから燃料ポンプ32が第2の定常状態となるまでの時間を、前記遷移時間として検出するものである。なお、本制御では、圧力設定値を低圧から高圧に切換える場合と、高圧から低圧に切換える場合の何れにおいても、粘度を検出することができる。
図11は、本発明の実施の形態3において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図11に示すルーチンでは、まず、内燃機関の運転中に、定常運転状態の燃料ポンプ32に対して、圧力レギュレータ50の圧力設定値を変更する(ステップ300)。これにより、燃料ポンプ32は、過渡期間を経て以前と異なる定常状態に移行するので、ECU40は、この期間中に駆動電流の波形を記憶する(ステップ302)。そして、ステップ304〜316では、この記憶データに基いて、前記実施の形態1のステップ104〜116と同様の処理を実行する。
12 吸気通路
14 排気通路
16 スロットルバルブ
18 触媒
20 EGR機構
22 過給機
24 燃料タンク
26 供給配管
28 コモンレール
30 リターン配管
32 燃料ポンプ(電動ポンプ)
40 ECU
50 圧力レギュレータ(燃圧可変手段)
Claims (6)
- 燃料を吸込んで吐出する電動ポンプと、
前記電動ポンプの作動状態を第1の定常状態から第2の定常状態に切換えるための要因を当該電動ポンプに付加する作動状態切換手段と、
前記電動ポンプに前記要因を付加してから実際の作動状態が前記第2の定常状態となるまでの時間を、前記各定常状態間の遷移時間として検出する遷移時間検出手段と、
前記遷移時間に基いて前記燃料の粘度を算出する粘度算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料粘度検出装置。 - 前記電動ポンプに供給する電流、電圧、電力および前記電動ポンプの出力回転数のうち少なくとも1つのパラメータを検出する検出手段を備え、
前記遷移時間検出手段は、前記電動ポンプに前記要因を付加してから前記パラメータが前記第2の定常状態に対応した値となるまでの時間を前記遷移時間として検出する構成としてなる請求項1に記載の燃料粘度検出装置。 - 前記作動状態切換手段は、前記電動ポンプに駆動信号を出力することにより当該電動ポンプの作動状態を前記第1の定常状態である停止状態から前記第2の定常状態である定常運転状態に切換えるポンプ始動手段を備え、
前記遷移時間検出手段は、前記駆動信号が出力されてから前記電動ポンプが前記定常運転状態となるまでの時間を前記遷移時間として検出する始動時間検出手段を備えてなる請求項1または2に記載の燃料粘度検出装置。 - 前記作動状態切換手段は、前記電動ポンプへの駆動信号を停止することにより当該電動ポンプの作動状態を前記第1の定常状態である定常運転状態から前記第2の定常状態である停止状態に切換えるポンプ停止手段を備え、
前記遷移時間検出手段は、前記駆動信号が停止されてから前記電動ポンプが停止するまでの時間を前記遷移時間として検出する停止時間検出手段を備えてなる請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の燃料粘度検出装置。 - 前記電動ポンプから吐出される燃料の圧力を可変に設定する燃圧可変手段を備え、
前記作動状態切換手段は、前記燃圧可変手段の圧力設定値を変更することにより前記電動ポンプの作動状態を前記第1の定常状態から前記第2の定常状態に切換える構成とし、
前記遷移時間検出手段は、前記圧力設定値が変更されてから前記電動ポンプが前記第2の定常状態となるまでの時間を前記遷移時間として検出する構成としてなる請求項1または2に記載の燃料粘度検出装置。 - 前記燃料の粘度が所定の基準範囲から外れたときに、この状態を告知する告知手段を備えてなる請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の燃料粘度検出装置。
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