JP5672133B2 - 流量計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射弁から噴射される計測流体の流量を計測する流量計測装置に関する。

従来、流体噴射弁から噴射される計測流体の噴射量を計測する噴射量計測装置が知られている（特許文献１を参照）。特許文献１の噴射量計測装置では、計測流体で満たされ、密閉された容器に計測流体を噴射し、その噴射により上昇した圧力分だけ当該容器から計測流体を排出させ、排出させた計測流体の体積流量を計測することによって容器に噴射された計測流体の噴射量を計測する。

特許２８０６０１９号公報

特許文献１に開示されている噴射量計測装置では、予め計測流体で満たされ、密閉された容器に、流体噴射弁から計測流体が噴射されると、その計測流体の量及び圧力に応じた熱量が容器内の計測流体に付与されるので、容器内の計測流体の温度が上昇する。この計測流体の温度上昇は、流体噴射弁の噴射量及び噴射圧に応じたものとなる。ここで、一つの流体噴射弁につき、目標噴射量及び目標噴射圧からなる噴射条件を複数設定し、各噴射条件による噴射を実施して、噴射条件ごとの噴射量を計測する場合がある。しかし、各噴射条件は、目標噴射量及び目標噴射圧のいずれかが異なるため、計測流体へ付与される熱量が異なり、噴射条件を切り替えた直後の容器内の計測流体の温度が安定しない。計測流体の温度が安定しない状態では、温度の変化とともに計測流体の体積が変化するため、噴射条件切り替え直後に計測流体の体積流量を計測すると、計測結果が安定せず、信憑性の低いものとなるおそれがある。

こうした問題が発生するため、噴射条件を切り替えた場合は、容器内の計測温度が安定するのを待ってから噴射量を計測するようにすることが考えられる。しかしながら、これでは、噴射条件を切り替えてから計測流体の温度が安定するまで、噴射量の計測が一時中断されることとなるため、一つの流体噴射弁の計測が完了するまでの時間が膨大なものとなることが懸念される。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、噴射条件を切り替えつつ噴射量の計測を行った場合であっても、噴射量の計測時間を短縮することができる流量計測装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内蔵された弁部材の開弁時間に応じて計測流体の噴射量が調整される流体噴射弁から噴射される計測流体の実噴射量を計測する流量計測装置において、流体噴射弁に調圧された計測流体を供給する供給手段と、計測流体により満たされ、流体噴射弁から噴射される計測流体を貯留する密閉された容器と、流体噴射弁から１回あたりの噴射で噴射させる体積としての目標計測噴射量及び目標計測噴射圧からなる複数の計測噴射条件を取得するとともに、取得した複数の計測噴射条件に従い流体噴射弁及び供給手段を制御する制御手段と、流体噴射弁から計測流体が噴射されることで上昇する圧力分の計測流体を外部に排出する排出手段と、排出手段から排出された計測流体の体積流量を計測する体積流量計を有し、体積流量計の計測結果により計測噴射条件ごとの流体噴射弁の実噴射量を計測する計測手段と、目標計測噴射量及び目標計測噴射圧を乗算することで、流体噴射弁からの噴射により容器内の計測流体に付与される熱量を、計測噴射条件ごとに算出する熱量算出手段と、計測噴射条件ごとの熱量同士の差が小さくなるように計測流体の補助噴射を行う補助噴射手段と、を備え、排出手段は、流体噴射弁からの噴射が行われるとともに、補助噴射手段からの噴射が行われる場合、流体噴射弁の噴射と、補助噴射手段の噴射とが行われた後に、流体噴射弁及び補助噴射手段の噴射により上昇した圧力分を外部に排出するものであって、計測手段は、容器内の圧力変化量を検出する圧力検出手段を有しており、計測手段は、排出手段から排出された計測流体を体積流量計によって計測し、得られた体積流量計の計測結果を、圧力検出手段によって検出された流体噴射弁の噴射による容器内の第一圧力変化量と、補助噴射手段の噴射による容器内の第二圧力変化量とによって比例配分することで流体噴射弁の実噴射量を算出することを特徴としている。

請求項１の発明によると、補助噴射手段は、熱量算出手段によって算出された計測噴射条件ごとの熱量同士の差が小さくなるように計測流体の補助噴射を行う。ゆえに、計測噴射条件が異なっているために、流体噴射弁からの噴射により容器内の計測流体に付与される熱量が異なっていたとしても、計測噴射条件ごとの容器内の計測流体に付与する熱量の差が小さくすることができる。したがって、計測噴射条件の切り替え直後の容器内の計測流体の温度変化を抑制することができるので、このときの計測流体の体積変化を抑制することができる。よって、計測噴射条件切り替え直後から計測手段による実噴射量の計測が可能となるので、計測噴射条件を切り替えつつ流体噴射弁の実噴射量の計測を行った場合であっても、流体噴射弁の実噴射量の計測時間を短縮することができる。
さらに請求項１の発明によると、排出手段は、流体噴射弁及び補助噴射手段の噴射が行われてから排出するようになっているので、容器内の圧力は、流体噴射弁及び補助噴射手段の噴射量に応じて変化する。また、排出手段は、流体噴射弁及び補助噴射手段の噴射が行われてから排出するようになっているため、体積流量計による計測結果は、流体噴射弁及び補助噴射手段の両方の噴射が足し合わされたものとなる。以上により、体積流量計による計測結果を、流体噴射弁の噴射による容器内の圧力変化量と、補助噴射手段の噴射による容器内の圧力変化量とによって比例配分することにより、個々の噴射弁の実噴射量が算出することができる。

請求項２の発明によると、流体噴射弁からの噴射により付与される複数の計測噴射条件ごとの熱量と、補助噴射手段から噴射により容器内の計測流体に付与される熱量とを加算した加算熱量が、複数の計測噴射条件における最大熱量となるように、補助噴射を行う際の補助噴射条件が設定される。このことによれば、複数の計測噴射条件のうち、最大熱量となる計測噴射条件による噴射を実施する場合では、流体噴射弁のみから噴射が行われ、最大熱量となる計測噴射条件以外の条件による噴射を実施する場合では、流体噴射弁及び補助噴射手段から噴射が行われる。補助噴射条件は、加算熱量が最大熱量となるように、設定もしくは最適に調整されているので、いずれの計測噴射条件であっても、容器内の計測流体に付与される熱量は、ほぼ同じとなる。以上により、計測噴射条件の切り替え直後の計測流体の温度変化を極力小さくすることができ、このときの計測流体の体積変化を極力小さくすることができる。したがって、計測噴射条件切り替え直後から計測手段による実噴射量の計測が可能となるので、計測噴射条件を切り替えつつ流体噴射弁の実噴射量の計測を行った場合であっても、流体噴射弁の実噴射量の計測時間を短縮することができる。

請求項３の発明によると、特定の計測噴射条件に対して複数回の噴射が制御手段により実施され、噴射が実施されるたびに排出手段から排出された計測流体を体積流量計で計測し、その計測結果を積算し、その積算結果に基づいて流体噴射弁の実噴射量を計測手段により計測している。このため、流体噴射弁の実噴射量の計測精度が向上する。ここで、圧力が高められた計測流体を噴射する流体噴射弁は、流体噴射弁に供給される計測流体の圧力が低いほど噴射精度が高くなると一般的に言われている。そこで、請求項３の発明では、制御手段は、特定の計測噴射条件の目標計測噴射圧が低いほど、特定の計測噴射条件での噴射の実施回数を減らしている。先に述べたように、流体噴射弁は、流体噴射弁に供給される計測流体の圧力が低いほど噴射精度が高くなるから、特定の計測噴射条件の目標計測噴射圧が比較的低い場合に特定の計測噴射条件での噴射の実施回数を減らしたとしても、流体噴射弁の実噴射量の計測精度への影響は少ない。したがって、この発明によれば、流体噴射弁の実噴射量の計測精度を担保しながら、計測時間をさらに短縮することができる。

請求項４の発明によると、流体噴射弁の噴射と補助噴射手段の噴射との間に無噴射期間が設けられるので、流体噴射弁及び補助噴射手段の両方から噴射されることを回避することができる。これによれば、計測手段の圧力検出手段は、流体噴射弁の噴射による第一圧力変化量と、補助噴射手段の噴射による第二圧力変化量を的確に検出することができる。よって、流体噴射弁の実噴射量の計測精度を高めることができる。

請求項５の発明によると、補助噴射手段は、流体噴射弁とは異なる別個の補助噴射弁であり、補助供給手段は、供給手段とは独立しているため、補助噴射弁へ供給する計測流体の圧力を自由に設定することができる。この発明では、計測噴射条件の目標計測噴射圧よりも高圧の計測流体を補助噴射弁に供給しているので、補助噴射の圧力が高まる。このように補助噴射の圧力を高めることができれば、補助噴射弁の噴射量を少なくしても、補助噴射弁の補助噴射により容器内の計測流体に付与される熱量を確保することができる。このことによれば、補助噴射弁からの噴射時間が短縮されるので、計測時間がさらに短縮される。

請求項６の発明によると、補助噴射手段への計測流体の供給は、流体噴射弁への計測流体の供給を行う供給手段から行われるので、補助噴射手段へ計測流体を供給する手段を別に備えなくともよい。よって、流量計測装置の構成が簡単なものとなる。

請求項７の発明によると、補助噴射手段は、流体噴射弁を使って、計測噴射条件とは別に、計測流体の補助噴射を行うので、補助噴射を行う噴射弁を別に備える必要がなくなる。よって、流量計測装置の構成が簡単なものとなる。

請求項８の発明によると、補助噴射手段は、流体噴射弁とは異なる別個の補助噴射弁であるので、補助噴射手段を流体噴射弁とし、流体噴射弁からも補助的な噴射を行うようにした場合に比べ、計測対象となる流体噴射弁の作動頻度を少なくすることができる。よって、この発明によれば、流体噴射弁に極力負担をかけずに実噴射量の計測を短時間で行える。

第１実施形態による流量計測装置を示す概略構成図である。 流量計測装置における流量計測制御のフローを示すフローチャートである。 流量計測装置における流量計測制御のフローを示すフローチャートである。 流量計測装置における流量計測を説明するためのタイムチャートである。 駆動パルスＴＷＶｍに対するインジェクタの計測噴射量Ｖｍの変化を示す特性線図である。 駆動パルスＴＷＶａに対する補助インジェクタの補助噴射量Ｖａの変化を示す特性線図である。 計測噴射条件の切り替わり前後の圧力容器内の計測流体の温度変化を説明するための図である。 第２実施形態による流量計測装置を示す概略構成図である。 第３実施形態による流量計測装置を示す概略構成図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付与することにより、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による流量計測装置１０を示す概略構成図である。

流量計測装置１０は、計測対象となるインジェクタ１００から噴射される計測流体の流量を計測する装置であり、圧力容器２０、供給部３０、排出部４０、計測部５０、補助インジェクタ６０、制御部７０などから構成されている。

最初に、インジェクタ１００について説明する。インジェクタ１００は、先端に噴孔を有しており、インジェクタ１００に供給される計測流体を噴孔より噴射する。噴孔は、インジェクタ１００に内蔵される弁部材により開閉される。インジェクタ１００は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０からの駆動パルスＴＷＶにより弁部材に作用する圧力が変えられ、弁部材が開閉駆動されることにより、噴孔からの噴射量が制御される。弁部材の開弁時間は、制御部７０から出力される駆動パルスＴＷＶの長さを制御することによって制御される。

圧力容器２０は、液密な所定容積を有し、圧力容器２０に設置されたインジェクタ１００から噴射される計測流体を一時的に貯留する。圧力容器２０は、インジェクタ１００の噴射量を計測するよりも以前に、計測流体で満たされている。圧力容器２０内の計測前の圧力は、後述する排出部４０のレギュレータ４２によって調整される。

供給部３０は、所定の圧力に高められた計測流体をインジェクタ１００に供給する。供給部３０は、高圧ポンプ３２及びコモンレール３４などから構成される。高圧ポンプ３２は、計測流体を蓄積するタンク（図示せず）から計測流体を汲み上げ、加圧し、加圧した計測流体をコモンレール３４に供給する。コモンレール３４は、高圧ポンプ３２にて加圧された計測流体を一時的に貯留し、配管を介して接続されたインジェクタ１００に供給する。

本実施形態では、コモンレール３４は、後述する補助インジェクタ６０とも配管を介して接続されており、補助インジェクタ６０にも高圧ポンプ３２にて加圧された計測流体を供給する。したがって、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射圧力は、コモンレール３４に貯留された計測流体の圧力とほぼ同じとなる。

高圧ポンプ３２は、カムを有する回転軸を回転させるモータ、カムの回転により往復動するプランジャ、プランジャの往復動により計測流体を加圧する加圧室、及び加圧室への計測流体の供給量を調整することにより、加圧室からコモンレール３４に向けて吐出される計測流体の吐出量を調整する吸入調量部などから構成されている。高圧ポンプ３２のモータ及び吸入調量部は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０からの指令信号により、モータ及び吸入調量部が制御され、コモンレール３４に向けて吐出される計測流量の吐出量が制御され、このことによりコモンレール３４内の圧力が調圧される。

コモンレール３４には、図示しない圧力センサが取り付けられており、コモンレール３４内の計測流体の圧力に応じた信号を制御部７０に出力する。制御部７０は、圧力センサからの信号に基づいて、コモンレール３４内の圧力が設定された圧力となるように、高圧ポンプ３２からコモンレール３４へ吐出される計測流体の吐出量を制御する。

また、高圧ポンプ３２の回転軸には、図示しないエンコーダが設けられており、エンコーダは、回転軸の回転に伴って適宜パルス信号を発生する。パルス信号は、回転軸が１回転するたびに発生する基準パルス信号と、回転軸の１回転につき複数のパルスを発生する回転パルス信号とからなる（図４を参照）。本実施形態では、エンコーダが１回転するごとに１個の基準パルス信号と、数十個の回転パルス信号が発生するようになっている。エンコーダは、回転軸が回転することにより発生するこれらのパルス信号を制御部７０に出力する。これら基準パルス信号及び回転パルス信号は、噴射基準信号の生成のために使用される。本実施形態では、基準パルス信号が検出されてから、所定数の回転パルス信号が検出されるときに噴射基準信号が生成されるようになっている。したがって、高圧ポンプ３２の回転数を固定すると、噴射基準信号は、高圧ポンプ３２の回転数に応じた間隔で生成されることとなる。また、本実施形態では、生成された噴射基準信号を基準に、リセット信号、排出部４０の電磁弁４４の開弁タイミング、開弁時間、インジェクタ１００の開弁タイミング、補助インジェクタ６０の開弁タイミングが設定される。

排出部４０は、インジェクタ１００や補助インジェクタ６０から計測流体が噴射されることにより、上昇した圧力容器２０内の圧力分の計測流体を圧力容器２０の外部に排出するものである。排出部４０は、レギュレータ４２、及び電磁弁４４などから構成される。レギュレータ４２は、圧力容器２０内の圧力をレギュレータ４２の設定圧に保持するためのものであり、圧力容器２０内の圧力が当該設定圧を上回ると、その圧力分に相当する計測流体を圧力容器２０の外部に排出する。レギュレータ４２の設定圧は、数ＭＰａとすればよい。

電磁弁４４は、制御部７０からの指令信号によって開閉されるものであり、圧力容器２０とレギュレータ４２との間に設けられる。制御部７０によって電磁弁４４が開弁制御されると、圧力容器２０内の計測流体はレギュレータ４２に供給される。電磁弁４４は、噴射基準信号を基準に設定された開弁タイミング及び開弁時間に応じて制御される。制御部７０によって電磁弁４４が開弁されたとき、圧力容器２０内の圧力がレギュレータ４２の設定圧力以上であれば、レギュレータ４２は、圧力容器２０内の圧力が設定圧となるまで計測流体を排出する。一方、圧力容器２０内の圧力がレギュレータ４２の設定圧を下回る値であれば、レギュレータ４２へ計測流体が供給されても、レギュレータ４２から計測流体は排出されない。制御部７０によって電磁弁４４が閉弁されると、圧力容器２０内の計測流体はレギュレータ４２に供給されず、圧力容器２０は密閉状態となる。したがって、圧力容器２０内の圧力がレギュレータ４２の設定圧以上となっても、圧力容器２０からは計測流体は排出されない。

計測部５０は、排出部４０から排出された計測流体の体積流量を計測することにより、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の実噴射量を計測するものである。計測部５０は、圧力センサ５２、及び体積流量計５４などから構成されている。圧力センサ５２は、圧力容器２０内の圧力変化量を検出するものであり、圧力容器２０内の圧力に応じた信号を制御部７０に出力する。なお、リセット信号が発生されることにより、圧力センサ５２からの信号は一旦リセットされる。

体積流量計５４は、レギュレータ４２の下流側に設置されており、レギュレータ４２から排出され、体積流量計５４本体を通過する計測流体の流量を計測し、その流量に応じた信号を制御部７０に出力する。体積流量計５４としては、ギヤ式の体積流量計を使用することが可能である。この方式の体積流量計は、レギュレータ４２から排出される計測流体によって回転可能なギヤを流量計本体内の通路に設置し、このギヤの回転数から流量計本体を通過する計測流体の流量を計測する。

補助インジェクタ６０は、インジェクタ１００とは別に、圧力容器２０内に計測流体を噴射する。補助インジェクタ６０は、インジェクタ１００と同様に先端に噴孔と、噴孔を開閉する弁部材を有している。弁部材が駆動して噴孔を開弁することにより、噴孔から計測流体が噴射される。補助インジェクタ６０は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０からの駆動パルスＴＷＶにより弁部材が開閉駆動され、噴孔からの噴射量が制御される。弁部材の開弁時間は、制御部７０から出力される駆動パルスＴＷＶの長さを制御することによって制御される。

制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。制御部７０は、高圧ポンプ３２、インジェクタ１００、電磁弁４４、補助インジェクタ６０、圧力センサ５２、及び体積流量計５４と電気的に接続されている。制御部７０は、インジェクタ１００の目標計測噴射量及び目標計測噴射圧からなる複数の計測噴射条件を取得する。そして、制御部７０は、取得した複数の計測噴射条件のうち、それぞれの計測噴射条件に従ってインジェクタ１００からの噴射により圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量を、計測噴射条件ごとに算出する。そして、これらの熱量のうち、値が最大となる最大熱量を検索する。

さらに、制御部７０は、算出された複数の計測噴射条件ごとの熱量と、目標補助噴射量及び目標補助噴射圧からなる補助噴射条件によって補助インジェクタ６０からの噴射により圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量とを加算した加算熱量が、最大熱量となるように、補助噴射条件を設定する。

なお、本実施形態では、補助インジェクタ６０へ供給される計測流体の供給源はコモンレール３４となっているため、目標補助噴射圧は、インジェクタ１００の目標計測噴射圧と同じとなる。したがって、目標補助噴射量のみが、インジェクタ１００の目標計測噴射量と異なる。こうして設定された計測噴射条件及び補助噴射条件に従って制御部７０は、高圧ポンプ３２、インジェクタ１００、電磁弁４４、及び補助インジェクタ６０を制御する。

インジェクタ１００から最大熱量となる計測噴射条件による噴射を行う場合、補助噴射条件の目標補助噴射量がゼロとなっているため、インジェクタ１００のみから噴射が行われ、補助インジェクタ６０から噴射は行われない。インジェクタ１００の噴射が行われた後、制御部７０は、電磁弁４４を開弁させる。そうすると、圧力容器２０の計測流体が、レギュレータ４２に供給される。このとき圧力容器２０内の圧力は、計測噴射条件による噴射の分だけ上昇しているため、その上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出される。その後、体積流量計５４は、レギュレータ４２から排出された計測流体の流量を計測する。この場合では、インジェクタ１００のみからしか噴射が行われないから、体積流量計５４によって計測された結果が、インジェクタ１００の実噴射量となる。

一方、インジェクタ１００から最大熱量以外の熱量となる計測噴射条件による噴射を行う場合、インジェクタ１００の噴射に加え、補助インジェクタ６０の噴射も行われる。インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が行われた後、制御部７０は、電磁弁４４を開弁させる。そうすると、圧力容器２０の計測流体は、レギュレータ４２に供給される。このとき圧力容器２０内の圧力は、インジェクタ１００の噴射、及び補助インジェクタ６０の噴射の分上昇しているため、その上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出される。このとき、圧力容器２０に設けられた圧力センサ５２により、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が行われたときの圧力変化量が検出され、その圧力変化量に応じた信号が圧力センサ５２から制御部７０に出力される。その後、体積流量計５４は、レギュレータ４２から排出された計測流体の流量を計測する。体積流量計５４で計測された結果は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０からの噴射を足し合わせたものとなっている。制御部７０は、インジェクタ１００の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量と、補助インジェクタ６０の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量とによって、体積流量計５４の計測結果を、比例配分することにより、インジェクタ１００の実噴射量と、補助インジェクタ６０の実噴射量を算出する。

以下、インジェクタ１００の流量計測（噴射量計測）について、図２及び図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。このフローチャートは、計測対象となるインジェクタ１００が圧力容器２０に設置されてから開始される。

まず、ステップＳ１０では、計測対象のインジェクタ１００の計測噴射条件の数Ｍを入力装置から取り込み、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。そして、ステップＳ２０では、供給部３０の条件を入力装置から取り込み、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。供給部３０の条件には、高圧ポンプ３２の回転数、インジェクタ１００の計測噴射圧Ｐｍとしてのコモンレール３４の設定圧が含まれている。高圧ポンプ３２の回転数、及びコモンレール３４の設定圧は計測噴射条件ごとに設定されている。このステップＳ２０では、計測噴射条件ごとに設定された高圧ポンプ３２の回転数、コモンレール３４の設定圧全てを取り込み、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。なお、コモンレール３４の設定圧は、計測噴射条件の計測噴射圧としてＲＡＭなどに記憶される。このステップＳ２０において取り込んだコモンレール３４の設定圧、つまり、計測噴射圧Ｐｍが特許請求の範囲に記載の目標計測噴射圧となる。ステップＳ３０では、制御部７０からインジェクタ１００へ出力する駆動パルスＴＷＶｍを入力装置から取り込み、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。なお、この駆動パルスは、計測噴射条件ごとに設定されており、このステップＳ３０では、計測噴射条件ごとに設定された全ての駆動パルスＴＷＶｍを取り込む。

ステップＳ４０〜ステップＳ１００は、計測噴射条件ごとに設定された計測噴射圧Ｐｍ及び駆動パルスＴＷＶｍから計測噴射量Ｖｍを算出するとともに、計測噴射量Ｖｍと計測噴射圧Ｐｍとの乗算により算出される計測噴射条件ごとの熱量Ｃｍのうち、最大熱量Ｃｍを検索する処理である。このステップＳ４０〜ステップＳ１００の処理は、１番目の計測噴射条件からＭ番目の計測噴射条件まで一つずつ実施され、Ｍ番目の計測噴射条件についての処理が実施されるまで、繰り返し実施される。ここで、熱量とは、インジェクタ１００又は補助インジェクタ６０から圧力容器２０に計測流体が噴射される際に、圧力容器２０内の計測流体に付与されるものである。熱量は、インジェクタ１００又は補助インジェクタ６０から噴射される計測流体の噴射量と噴射圧との乗算によって算出することができる。本実施形態では、圧力容器２０内の計測流体に付与される実際の熱量は計測できないので、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０から噴射される噴射量の目標値と噴射圧の目標値とを乗算することによって得られる結果を、圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量としている。

以下、ｊ番目の計測噴射条件の設定について説明する。ステップＳ４０では、インジェクタ１００の計測噴射量が、駆動パルスＴＷＶｍ及び計測噴射圧Ｐｍに依存してどのように変化するのかを示した図５の特性線図を用いて、ステップＳ３０において取り込んだｊ番目の計測噴射圧Ｐｍ及び駆動パルスＴＷＶｍから計測噴射量Ｖｍｊを算出する。このステップＳ４０において算出された計測噴射量Ｖｍｊが特許請求の範囲に記載の目標計測噴射量となる。

なお、図５から明らかなように、インジェクタ１００の計測噴射量Ｖｍは、計測噴射圧Ｐｍが高くなるほど多くなるとともに、各計測噴射圧において駆動パルスＴＷＶｍが長くなるほど増加する。ステップＳ４０で算出された計測噴射量Ｖｍｊは、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶される。

ステップＳ５０では、ステップＳ２０で取り込んだｊ番目の計測噴射圧Ｐｍｊと、ステップＳ４０で算出したｊ番目の計測噴射量Ｖｍｊとを乗算することによって、インジェクタ１００から計測噴射量Ｖｍｊ、計測噴射圧Ｐｍｊで噴射したときに圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量Ｃｍｊを算出する。以下、この熱量Ｃｍｊをｊ番目の計測噴射条件の熱量と称する。熱量Ｃｍｊが算出された後、熱量Ｃｍｊは制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶される。

ステップＳ６０では、ステップＳ５０で算出された熱量Ｃｍｊが、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶されたｊ−１番目の計測噴射条件の熱量Ｃｍｊ−１以上であるか否かを判定する。ステップＳ６０において、熱量Ｃｍｊが熱量Ｃｍｊ−１以上であれば、処理はステップＳ７０に進み、熱量Ｃｍｊが熱量Ｃｍｊ−１を下回っていれば、処理はステップＳ１００に進む。なお、ステップＳ６０の処理を実施する際、熱量Ｃｍｊ−１がＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶されていない場合、処理はステップＳ７０に進む。

熱量Ｃｍｊが熱量Ｃｍｊ−１を下回っているときに実施されるステップＳ１００では、現時点で記憶されている当面の最大熱量Ｃｍｋを、再び当面の最大熱量Ｃｍｋとして、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。一方、熱量Ｃｍｊが熱量Ｃｍｊ−１以上であるときに実施されるステップＳ７０では、現時点で制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶されている最大熱量Ｃｍｋが熱量Ｃｍｊ以上であるか否かを判定する。ステップＳ７０において、最大熱量Ｃｍｋが熱量Ｃｍｊ以上であれば、処理はステップＳ８０に進み、最大熱量Ｃｍｋが熱量Ｃｍｊを下回っていれば、処理はステップＳ９０に進む。

ステップＳ７０の処理が実施された後に実施されるステップＳ８０では、当面の最大熱量Ｃｍｋとして記憶されている熱量を再び最大熱量Ｃｍｋとして制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。

ステップＳ７０において算出された熱量Ｃｍｊが当面の最大熱量Ｃｍｋとして記憶されている熱量を上回っていると判定されたときに実施されるステップＳ９０では、ｊ番目の熱量Ｃｍｊを当面の最大熱量Ｃｍｋとして制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。

なお、１番目の熱量Ｃｍ１について最大熱量Ｃｍｋの検索を行う場合、最大熱量Ｃｍｋは、ＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶されていないので、ステップＳ６０は肯定判定となり、ステップＳ７０に進む。そして、ステップＳ７０でも、否定判定となり、ステップＳ９０に進む。この後に実施されるステップＳ９０では、１番目の熱量Ｃｍ１を当面の最大熱量Ｃｍｋとして、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。

ステップＳ８０、Ｓ９０、Ｓ１００の処理が終了すると、ステップＳ１１０の処理を実施する。ステップＳ１１０では、ステップＳ４０〜ステップＳ１００で処理した計測噴射条件の番号ｊが、番号Ｍ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１１０において番号ｊが番号Ｍ以上であれば、Ｍ個全ての計測噴射条件についての計測噴射量Ｖｍが算出され、最終的な最大熱量Ｃｍｋが検索されたものと判定し、処理をステップＳ１２０に進める。

一方、ステップＳ１１０において番号ｊが番号Ｍを下回っていれば、処理をステップＳ４０に戻す。ステップＳ４０に戻った後に行われるステップＳ４０〜ステップＳ１００の処理は、全てｊ＋１番目の計測噴射条件についてのものとなる。１番目からＭ番目までの計測噴射条件のそれぞれについてステップＳ４０〜ステップＳ１００の処理が完了すると、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリには、最終的な最大熱量Ｃｍｋが記憶されることとなる。

ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０は、計測噴射条件のそれぞれの熱量Ｃｍｊと、補助噴射条件に従って補助インジェクタ６０から噴射したときに圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量と、を加算した加算熱量が、最大熱量Ｃｍｋと等しくなるように、補助噴射条件を計測噴射条件ごとに設定する処理である。なお、補助噴射条件は、補助噴射量Ｖａｊ及び補助噴射圧Ｐａｊからなり、ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０では、計測噴射条件ごとに補助噴射量Ｖａｊ及び補助噴射圧Ｐａｊを設定する。ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０の処理は、計測噴射条件ごとに全ての補助噴射条件が設定されるまで繰り返し実施される。

以下、ｊ番目の計測噴射条件に対応する補助インジェクタ６０の補助噴射条件の設定について説明する。ステップＳ１２０では、補助噴射条件の補助噴射圧Ｐａｊを設定し、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。本実施形態の場合、補助インジェクタ６０の計測流体の供給源がコモンレール３４となっているため、ここで設定される補助噴射圧Ｐａｊは、計測噴射圧Ｐｍｊと同じ値となる。

ステップＳ１３０では、ｊ番目の補助噴射条件について、ｊ番目の計測噴射条件の熱量Ｃｍｊに、補助噴射量Ｖａｊと補助噴射圧Ｐａｊとの乗算して得られる熱量Ｃａｊを加えた加算熱量が、最大熱量Ｃｍｋとなるような、補助噴射量Ｖａｊを算出する。

そして、ステップＳ１４０では、補助インジェクタ６０の補助噴射量が、駆動パルスＴＷＶａ及び補助噴射圧Ｐａに依存してどのように変化するのかを示した図６の特性線図を用いて、補助噴射圧Ｐａｊ及び補助噴射量Ｖａｊから駆動パルスＴＷＶａｊを算出し、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。なお、図６から明らかなように、補助インジェクタ６０の補助噴射量Ｖａは、補助噴射圧Ｐａが高くなるほど多くなるとともに、各補助噴射圧において駆動パルスＴＷＶａが長くなるほど増加する。

さらに、ステップＳ１５０では、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が重ならないように、インジェクタ１００の噴射と、補助インジェクタ６０の噴射との間にインターバル（無噴射期間）を設定する。具体的には、インジェクタ１００の噴射を補助インジェクタ６０の噴射よりも先に行う場合、インジェクタ１００の駆動パルスＴＷＶｍｊの終了から、補助インジェクタ６０の駆動パルスＴＷＶａｊの開始までの間にインターバルを設定する。

これらステップＳ１２０〜ステップＳ１５０の処理が終了すると、ステップＳ１６０の処理を実施する。ステップＳ１６０では、ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０で処理した計測噴射条件の番号ｊが、番号Ｍ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１６０において番号ｊが番号Ｍ以上であれば、計測噴射条件についての補助噴射条件（補助噴射量Ｖａ及び補助噴射圧Ｐａ）が算出され、設定されたものと判定し、処理をステップＳ１７０に進める。

一方、ステップＳ１６０において番号ｊが番号Ｍを下回っていれば、処理をステップＳ１２０に戻す。ステップＳ１２０に戻った後に行われるステップＳ１２０〜ステップＳ１５０の処理は、全てｊ＋１番目の計測噴射条件に対応する補助噴射条件の補助噴射量Ｖａｊ及び補助噴射圧Ｐａｊについてのものとなる。１番目からＭ番目までの補助噴射条件のそれぞれについてステップＳ１２０〜ステップＳ１５０までの処理が完了すると、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリには、１番目からＭ番目までの補助噴射条件の補助噴射量Ｖａｊ及び補助噴射圧Ｐａｊが記憶されることとなる。なお、熱量Ｃｍｊの値が最大熱量Ｃｍｋとなっている場合では、補助噴射量Ｖａｊ＝０となる。また、ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０の処理で、算出された補助噴射量Ｖａｊ及び補助噴射圧Ｐａｊのそれぞれが特許請求の範囲に記載の目標補助噴射量及び目標補助噴射圧となる。

ステップＳ１７０〜ステップＳ２００は、１番目からＭ番目までの計測噴射条件ごとの噴射を行う場合の排出部４０及び計測部５０の作動条件の設定を行うとともに、それぞれの計測噴射条件ごとの噴射回数を設定する処理である。

以下、ｊ番目の計測噴射条件の噴射を実施するときの、排出部４０及び計測部５０の作動条件の設定、及び噴射回数の設定について説明する。ステップＳ１７０では、ｊ番目の計測噴射条件による噴射を実施するときの排出部４０及び計測部５０の作動条件を取り込んで、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。このステップＳ１７０で取り込む排出部４０の作動条件は、電磁弁４４の開弁タイミング及び開弁時間を含んでおり、計測部５０の作動条件は、圧力センサ５２からの信号をリセットするリセット信号の発生タイミングを含んでいる。電磁弁４４の開弁タイミング及びリセット信号の発生タイミングは、高圧ポンプ３２が回転することにより生成される噴射基準信号を基準として定められるものである。なお、電磁弁４４の開弁時間は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０から圧力容器２０に噴射された計測流体が圧力容器２０から十分に排出されるだけの時間に設定される。この開弁時間は、全ての計測噴射条件で固定であっても良いし、計測噴射条件ごとに変化させても良い。

ステップＳ１８０では、ｊ番目の計測噴射条件の計測噴射圧Ｐｍｊがインジェクタ駆動安定圧Ｐｓ上回っているか否かを判定する。なお、このインジェクタ駆動安定圧Ｐｓとは、インジェクタ１００において供給される計測流体の圧力によって動作する弁部材が、比較的安定して動作するための計測流体の供給圧力（計測噴射圧力Ｐｍ）である。

ステップＳ１８０において計測噴射圧Ｐｍｊがインジェクタ駆動安定圧Ｐｓ上回っている場合、処理はステップＳ１９０に進み、計測噴射圧Ｐｍｊがインジェクタ駆動安定圧Ｐｓ以下の場合、処理はステップＳ２００に進む。

ステップＳ１９０では、ｊ番目の計測噴射条件による噴射回数ＮｓをＮ回に設定し、その回数を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。一方、ステップＳ２００では、ｊ番目の計測噴射条件による噴射回数ＮｓをＮ／２回に設定し、その回数を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。

ステップＳ１７０〜ステップＳ２００の処理が終了すると、ステップＳ２１０の処理を実施する。ステップＳ２１０では、ステップＳ１７０〜ステップＳ２００で処理した計測噴射条件の番号ｊが、番号Ｍ以上であるか否かを判定する。ステップＳ２１０において、番号ｊが番号Ｍ以上であれば、Ｍ個全ての計測噴射条件の噴射についての排出部４０及び計測部５０の作動条件、及びそれぞれの計測噴射条件ごとの噴射回数が設定されたものと判定し、処理をステップＳ２２０に進める。

一方、ステップＳ２１０において、番号ｊが番号Ｍを下回っていれば、処理をステップＳ１７０に戻す。ステップＳ１７０に戻った後に行われるステップＳ１７０〜ステップＳ２００の処理は、全てｊ＋１番目の計測噴射条件に対応する排出部４０及び計測部５０の作動条件、及び噴射回数が設定される処理となる。

ステップＳ２２０〜ステップＳ２７０は、ステップＳ１０〜ステップＳ２１０において設定された、１番目からＭ番目までの計測噴射条件及びｋ番目を除く１番目からＭ番目までの補助噴射条件に従ってインジェクタ１００、補助インジェクタ６０、供給部３０、排出部４０、及び計測部５０を制御して、計測噴射条件ごとのインジェクタ１００の実噴射量を計測する処理である。

ステップＳ２２０では、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに設定された計測噴射条件及び補助噴射条件に従ってインジェクタ１００、補助インジェクタ６０、供給部３０、及び排出部４０を制御する。具体的には、ｊ番目の熱量Ｃｍｊが最大熱量Ｃｍｋである場合、制御部７０は、ｊ番目の計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍｊ、つまり駆動パルスＴＷＶｍｊに従いインジェクタ１００を制御するとともに、計測噴射圧Ｐｍｊに従い供給部３０の高圧ポンプ３２を制御する。このとき、補助噴射量Ｖａｊ＝０であるため、補助インジェクタ６０からは計測流体が噴射されない。ｊ番目の熱量Ｃｍｊが最大熱量Ｃｍｋ以外の熱量である場合、制御部７０は、ｊ番目の計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍｊ、つまり駆動パルスＴＷＶｍｊに従いインジェクタ１００を制御するとともに、計測噴射圧Ｐｍｊに従い供給部３０の高圧ポンプ３２を制御する。それとともに、制御部７０は、ｊ番目の補助噴射条件の補助噴射量Ｖａｊ、つまり駆動パルスＴＷＶａｊに従い補助インジェクタ６０を制御する。そして、制御部７０は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射制御が終了した後に、排出部４０による計測流体の排出を制御する。

ステップＳ２３０では、ステップＳ２２０において噴射が実施されるときに入力される圧力センサ５２からの圧力容器２０内の圧力に応じた信号を取り込み、制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。そして、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が終了し、排出部４０から排出されたときに計測部５０の体積流量計５４から入力される流量に応じた信号を取り込み、制御部７０のＲＡＭ又フラッシュメモリに記憶する。

続く、ステップＳ２４０では、ステップＳ２３０において取り込んだ圧力容器２０内の圧力に応じた信号から、インジェクタ１００の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量、及び補助インジェクタ６０の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量を算出する。本実施形態では、制御部７０は、インジェクタ１００の噴射が行われる直前に生成されるリセット信号により、圧力センサ５２からの信号をゼロにリセットし、リセット後の圧力センサ５２からの信号により圧力容器２０内の圧力変化量を算出する。

例えば、計測を実施するｊ番目の計測噴射条件が最大熱量Ｃｍｋのものである場合、制御部７０は、インジェクタ１００の噴射の直前に生成されるリセット信号により、圧力センサ５２からの信号を一旦リセットする。そして、制御部７０は、インジェクタ１００から計測流体が噴射されることにより圧力センサ５２から入力される信号に基づきΔＰｍｊのみを算出し、その算出結果を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。一方、計測を実施するｊ番目の計測噴射条件が最大熱量Ｃｍｋ以外のものである場合、制御部７０は、インジェクタ１００の噴射の直前に生成されるリセット信号により、圧力センサ５２からの信号を一旦リセットする。そして、制御部７０は、インジェクタ１００の噴射により圧力センサ５２からの入力される信号に基づきΔＰｍｊを算出し、その算出結果を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。さらに、制御部７０は、補助インジェクタ６０の噴射により圧力センサ５２から入力される信号と、先のΔＰｍｊに基づきΔＰａｊを算出し、その算出結果を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。加えて、制御部７０は、先のΔＰｍｊにΔＰａｊを加算することにより、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射による圧力変化量ΔＰｊを算出し、その算出結果を制御部７０のＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶する。このΔＰｍｊが特許請求の範囲に記載の第一圧力変化量に相当し、ΔＰａｊが特許請求の範囲に記載の第二圧力変化量に相当する。

ステップＳ２５０では、計測噴射条件による噴射回数が、ステップＳ１９０又はステップＳ２００において設定された噴射回数Ｎｓ以上となったか否かを判定する。このステップＳ２５０において、噴射回数が設定された噴射回数Ｎｓを下回っている場合は、処理をステップＳ２２０に戻し、噴射及び計測を実施する。ステップＳ２５０において、噴射回数が設定された噴射回数Ｎｓ以上となっている場合は、処理をステップＳ２６０に進める。

ステップＳ２６０では、ＲＡＭ又はフラッシュメモリに記憶されている噴射ごとに取り込んだ体積流量計５４の計測結果を積算することにより、積算流量Ｑを算出する。

ステップＳ２７０では、ステップＳ２４０で算出した圧力容器２０の圧力変化量と、ステップＳ２６０で算出した積算流量Ｑとに基づいて、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍを算出する。制御部７０は、式（１）、（２）に基づいて、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍを算出する。
Ｑｍ＝Ｑ×｛（ΣΔＰｍｊ）／（ΣΔＰｊ）｝／Ｎｓ・・・・（１）Ｑａ＝Ｑ×｛（ΣΔＰａｊ）／（ΣΔＰｊ）｝／Ｎｓ・・・・（２）
なお、実噴射量Ｑｍを求める計測噴射条件が最大熱量のものである場合、ΔＰｍｊ＝ΔＰｊであるため、ΣΔＰｍｊ＝ΣＰｊとなる。また、ΔＰａｊ＝０となっているため、補助インジェクタ６０の実噴射量Ｑａ＝０となる。上記式（１）、（２）を用いることにより、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍ及び補助インジェクタ６０の実噴射量Ｑａが算出される。

ステップＳ２８０では、ステップＳ２２０〜ステップＳ２７０で処理した計測噴射条件の番号ｊが番号Ｍ以上であるか否かを判定する。ステップＳ２８０において、番号ｊが番号Ｍ以上であれば、Ｍ個全ての計測噴射条件によるインジェクタ１００の実噴射量の計測が完了したものと判定し、この制御フローを終了する。一方、ステップＳ２８０において、番号ｊが番号Ｍを下回っていれば、処理をステップＳ２２０に戻す。ステップＳ２２０に戻った後に行われるステップＳ２２０〜ステップＳ２７０の処理は、全てｊ＋１番目の計測噴射条件に対応したものとなる。

次に、上記フローチャートを実施したときの流量計測装置１０の作動及び効果について、図４を用いて説明する。この例では、二つの異なる計測噴射条件による噴射を実施したときのインジェクタ１００の実噴射量の計測について説明する。第一計測噴射条件では、インジェクタ１００の駆動パルスをＴＷＶｍ１＝０．５ｍｓｅｃ（計測噴射量Ｖｍ１＝４０ｍｍ ^３ ／ｓｔ）とし、計測噴射圧をＰｍ１＝１００ＭＰａとする。第二計測噴射条件では、インジェクタ１００の駆動パルスをＴＷＶｍ２＝０．２ｍｓｅｃ（計測噴射量Ｖｍ２＝２ｍｍ ^３ ／ｓｔ）とし、計測噴射圧をＰｍ２＝３０ＭＰａとする。なお、計測噴射量の単位「ｍｍ ^３ ／ｓｔ」は、インジェクタ１００から一回あたりの噴射で噴射される計測流体の体積である。

図２及び図３のフローチャートが実行されることにより、ステップＳ１０において、入力装置から条件数Ｍ＝２が取り込まれ、制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。そして、ステップＳ２０において、入力装置から高圧ポンプ３２の回転数、及びコモンレール３４の設定圧１００ＭＰａ（第一計測噴射条件）、３０ＭＰａ（第二計測噴射条件）が取り込まれ、制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。なお、本実施形態では、二つの計測噴射条件ともに高圧ポンプ３２の回転数は同じとなっている。なお、本実施形態において、高圧ポンプ３２の回転数は、噴射基準信号を３０ｍｓｅｃごとに発生させることができる回転数に設定される。

さらに、ステップＳ３０において、入力装置から第一計測噴射条件における駆動パルスＴＷＶｍ１＝０．５ｍｓｅｃ及び第二計測噴射条件における駆動パルスＴＷＶｍ２＝０．２ｍｓｅｃが取り込まれ、制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。

次に、第一、第二計測噴射条件ごとにステップＳ４０〜ステップＳ１００の処理が実施されることにより、第一計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍ１＝４０ｍｍ３／ｓｔ及び第二計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍ２＝２ｍｍ３／ｓｔが算出される。この例では、第一計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍ１＝４０ｍｍ３／ｓｔと計測噴射圧Ｐｍ１＝１００ＭＰａとを乗算して得られる熱量Ｃｍ１は、第二計測噴射条件の計測噴射量Ｖｍ２＝２ｍｍ３／ｓｔと計測噴射圧Ｐｍ２＝３０ＭＰａとを乗算して得られる熱量Ｃｍ２よりも大きいため、第一計測噴射条件が最大熱量の条件となる。

次に、ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０の処理が実施されることにより、補助インジェクタ６０における補助噴射条件の補助噴射圧Ｐａ２＝３０ＭＰａが設定されるとともに、補助噴射条件の補助噴射量Ｖａ２＝１３１ｍｍ３／ｓｔが算出され、図６の特性図に基づき、駆動パルスＴＷＶａ２＝３ｍｓｅｃが算出される。この例では、補助インジェクタ６０の計測流体の供給源は、コモンレール３４であり、インジェクタ１００の計測流体の供給源と共通しているため、補助噴射圧Ｐａ２は、計測噴射圧Ｐｍ２と同じ、３０ＭＰａとなる。また、第二計測噴射条件による噴射と補助噴射条件による噴射との間のインターバルは、５ｍｓｅｃに設定される。このように、補助噴射量Ｖａ２及び補助噴射圧Ｐａ２が設定されるので、第二計測噴射条件の熱量Ｃｍ２に対して第二補助噴射条件の熱量Ｃａ２が加算されたときの加算熱量が、第一計測噴射条件の熱量Ｃｍ１と同じとなる。

ステップＳ１７０〜ステップＳ２００の処理が実施されることにより、電磁弁４４の開弁タイミング及び開弁時間、並びに圧力センサ５２からの信号をリセットするリセット信号の発生タイミングが取り込まれるとともに、第一、第二計測噴射条件ごとの噴射回数が設定され、制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。この例では、電磁弁４４の開弁タイミングは、噴射基準信号の発生から１０ｍｓｅｃ後とされ、開弁時間は１２ｍｓｅｃとされ、リセット信号の発生タイミングは、噴射基準信号の３ｍｓｅｃ前とされる。また、この例では、上述した電磁弁４４の開弁タイミング、開弁時間、及びリセット信号発生タイミングは、第一、第二計測噴射条件に対して共通の値となっている。また、この例では、第一計測噴射条件の計測噴射圧Ｐｍ１は、１００ＭＰａとなっているため、噴射回数Ｎｓは、Ｎ回に設定される。第二計測噴射条件の計測噴射圧Ｐｍ２は、３０ＭＰａとなっているため、噴射回数Ｎｓは、Ｎ／２回に設定される。

続く、ステップＳ２２０以降の処理が実行されることで、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０から計測流体が噴射され、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の実噴射量が計測される。

図４に示すように、高圧ポンプ３２が設定された回転数に制御されるとともに、コモンレール３４の圧力が設定圧１００ＭＰａに調整される。コモンレール３４の圧力が設定圧に調整されると、噴射基準信号が発生する３ｍｓｅｃ前にリセット信号が発生する。そうすると、圧力センサ５２から入力される圧力容器２０の圧力に応じた信号がリセットされる。その後、噴射基準信号が発生し、その信号に応じてインジェクタ１００に駆動パルスＴＷＶｍ１が制御部７０より出力される。かかる駆動パルスＴＷＶｍ１によりインジェクタ１００が駆動され、噴孔より計測流体が噴射される。インジェクタ１００より計測流体が噴射されることによる圧力容器２０内の圧力変化量が圧力センサ５２によって検出され、検出された圧力変化量に応じた信号が圧力センサ５２より制御部７０に入力される。制御部７０では、この圧力センサ５２から入力される信号に基づき、ΔＰｍ１が算出される。

噴射基準信号の発生から１０ｍｓｅｃ後、電磁弁４４が開弁する。電磁弁４４が開弁されると、圧力容器２０の計測流体が、レギュレータ４２に供給される。このとき圧力容器２０内の圧力は、インジェクタ１００から噴射された計測流体の分だけ上昇しているため、その上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出される。そうすると、圧力容器２０内の圧力はレギュレータ４２の設定圧にまで低下し、それ以上の計測流体の排出が制限される。なお、この圧力容器２０の圧力状態は、インジェクタ１００から計測流体が噴射される直前の状態とほぼ同じとなる。この例では、電磁弁４４の開弁時間は、１２ｍｓｅｃとなっているので、インジェクタ１００から噴射された計測流体を、圧力容器２０から排出させることが十分に可能である。上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出された後、体積流量計５４により、当該排出された計測流体の流量が計測され、制御部７０のＲＡＭなどにその計測結果が記憶される。

このようにして、第一計測噴射条件による噴射が１回行われるごとに、圧力容器２０内の圧力変化量、及び体積流量計５４の計測結果が制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。この例では、第一計測噴射条件による噴射の回数ＮｓがＮ回と設定されているので、上述した計測をＮ回繰り返す。これにより、Ｎ回分のΔＰｍ１、ΔＰ１及び体積流量計５４の計測結果が制御部７０のＲＡＭなどに記憶されることとなる。その後、Ｎ回分の体積流量計５４の計測結果が積算され積算流量Ｑが算出されるとともに、算出された積算流量Ｑ、ΔＰｍ１、ΔＰ１、及びＮｓ（＝Ｎ）に基づき、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍ１の平均値が算出される（図３に示すステップＳ２７０を参照）。

第一計測噴射条件のＮ回分の計測が終了すると、計測噴射条件が第二計測噴射条件に切り替わる。計測噴射条件が切り替わると、コモンレール３４の圧力が設定圧３０ＭＰａに調整される。コモンレール３４の圧力が設定圧に調整されると、噴射基準信号が発生する３ｍｓｅｃ前にリセット信号が発生する。そうすると、圧力センサ５２から入力される圧力容器２０の圧力に応じた信号がリセットされる。その後、噴射基準信号が発生し、その信号に応じてインジェクタ１００に駆動パルスＴＷＶｍ２が制御部７０より出力される。かかる駆動パルスＴＷＶｍ２によりインジェクタ１００が駆動され、噴孔より計測流体が噴射される。インジェクタ１００への駆動パルスＴＷＶｍ２がオフとなってから、５ｍｓｅｃが経過すると、制御部７０は、補助インジェクタ６０に駆動パルスＴＷＶａ２を出力する。かかる駆動パルスＴＷＶａ２により補助インジェクタ６０が駆動され、噴孔より計測流体が噴射される。インジェクタ１００より計測流体が噴射されることによる圧力容器２０内の圧力変化量が圧力センサ５２によって検出され、検出された圧力変化量に応じた信号が圧力センサ５２より制御部７０に入力される。制御部７０では、この圧力センサ５２から入力される信号に基づき、ΔＰｍ２が算出される。さらに、補助インジェクタ６０より計測流体が噴射されることによる圧力容器２０内の圧力変化量が圧力センサ５２によって検出され、検出された圧力変化量に応じた信号が圧力センサ５２に入力される。制御部７０では、この圧力センサ５２から入力される信号に基づき、ΔＰａ２、及びΔＰ２が算出される。

噴射基準信号の発生から１０ｍｓｅｃ後、電磁弁４４が開弁する。電磁弁４４が開弁されると、圧力容器２０の計測流体が、レギュレータ４２に供給される。このとき圧力容器２０内の圧力は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０から噴射された計測流体の分だけ上昇しているため、その上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出される。そうすると、圧力容器２０内の圧力はレギュレータ４２の設定圧にまで低下し、それ以上の計測流体の排出が制限される。この例では、電磁弁４４の開弁時間は、１２ｍｓｅｃとなっているので、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０から噴射された計測流体を、圧力容器２０から排出させるとが十分に可能である。上昇した圧力分の計測流体がレギュレータ４２から排出された後、体積流量計５４により、当該排出された計測流体の流量が計測され、制御部７０のＲＡＭなどにその計測結果が記憶される。

このようにして、第二計測噴射条件による噴射が１回行われるごとに、圧力容器２０内の圧力変化量、及び体積流量計５４の計測結果が制御部７０のＲＡＭなどに記憶される。この例では、第二計測噴射条件による噴射の回数ＮｓがＮ／２回と設定されているので、上述した計測をＮ／２回繰り返す。これにより、Ｎ／２回分のΔＰｍ２、ΔＰａ２、ΔＰ２及び体積流量計５４の計測結果が制御部７０のＲＡＭなどに記憶されることとなる。その後、Ｎ／２回分の体積流量計５４の計測結果が積算された積算流量Ｑが算出されるとともに、算出された積算流量Ｑ、ΔＰｍ２、ΔＰａ２、ΔＰ２、及びＮｓ（＝Ｎ／２）に基づき、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍ２及び補助インジェクタ６０の実噴射量Ｑａ２の平均値が算出される（図３に示すステップＳ２７０を参照）。

また、図４に示すように、圧力センサ５２から入力される信号を微分することにより、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射率を算出しても良い。

上述したように、この例では、第二計測噴射条件において、インジェクタ１００とは別に、補助インジェクタ６０から計測流体の補助的な噴射を行っている。このため、第一計測噴射条件及び第二計測噴射条件が異なっているために、インジェクタ１００から噴射しようとする第一、第二計測噴射条件による噴射により圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量が異なっていたとしても、計測流体ごとの圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量の差が小さくなる。したがって、図７に示すように、計測噴射条件の切り替え直後の計測流体の温度変化を抑制することができるので、このときの計測流体の体積変化を抑制することができる。よって、計測噴射条件切り替え直後から体積流量計５４によるインジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の実噴射量の計測が可能となるので、一つのインジェクタ１００の実噴射量の計測時間を大幅に短縮することができる。

また、特にこの例では、第二補助噴射条件が、第二計測噴射条件の熱量Ｃｍ２と、第二補助噴射条件の熱量Ｃａ２とを加算した加算熱量が、最大熱量である第一計測噴射条件の熱量Ｃｍ１となるように、設定され、それに従って補助インジェクタ６０から補助的な噴射を行っている。

このため、第一計測噴射条件による噴射が実施されるときに圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量と、第二計測噴射条件による噴射が実施されるときに圧力容器２０内の計測流体に付与される熱量とが同じとなるため、第一から第二計測噴射条件に切り替えた直後の温度変化を極力小さくすることができ、このときの計測流体の体積変化を極力小さくすることができる。したがって、計測噴射条件切り替え直後から体積流量計５４によるインジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の実噴射量の計測が可能となるので、一つのインジェクタ１００の実噴射量の計測時間を大幅に短縮することができる。

また、この例では、第一計測噴射条件での噴射回数をＮ回、第二計測噴射条件での噴射回数をＮ／２回と、一つの計測噴射条件での噴射回数を複数回としている。このことによれば、それぞれの計測噴射条件でのインジェクタ１００の実噴射量の計測精度が向上する。

ここで、圧力が高められた計測流体を噴射するインジェクタ１００は、インジェクタ１００に供給される計測流体の圧力が低いほど噴射精度が高くなると一般的に言われている。即ち、インジェクタ１００の計測噴射圧Ｐｍが低いほど、インジェクタ１００の噴射精度が高く、噴射のばらつきが少ない。

この例では、このことを利用して、各計測噴射条件での噴射回数を変更するようにしている。具体的には、計測噴射圧Ｐｍ１が１００ＭＰａである第一計測噴射条件よりも、計測噴射圧Ｐｍ２が３０ＭＰａである第二計測噴射条件の噴射回数を減らしている。先に述べたように、インジェクタ１００は計測流体の圧力（計測噴射圧Ｐｍ）が低いほど噴射精度が高くなるから、第二計測噴射条件の計測噴射圧Ｐｍが比較的低い場合に第二計測噴射条件の噴射回数を第一計測噴射条件よりも減らしたとしても、インジェクタ１００の実噴射量の計測精度への影響は少ない。したがって、インジェクタ１００の実噴射量の計測精度を担保しながら、計測時間をさらに短縮することができる。

ここで、電磁弁４４は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が行われてから圧力容器２０内の計測流体を排出するので、圧力容器２０内の圧力は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射量に応じて変化する。そして、電磁弁４４は、電磁弁４４は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の噴射が行われてから圧力容器２０内の計測流体を排出するので、体積流量計５４の計測結果は、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の両方の噴射が足し合わされたものとなる。以上より、体積流量計５４による計測結果を、インジェクタ１００の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量と、補助インジェクタ６０の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量とによって比例配分することで、インジェクタ１００の実噴射量を算出することができる。

特に、この例では、このことを利用しており、インジェクタ１００の噴射による圧力容器２０の圧力変化量ΔＰｍ２と、補助インジェクタ６０の噴射による圧力変化量ΔＰａ２とにより、体積流量計５４の計測結果を比例配分することで、インジェクタ１００の実噴射量Ｑｍを得ている。したがって、電磁弁４４からレギュレータ４２を介して排出され、体積流量計５４によって計測された結果が、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の両方の噴射が足し合わされたものとなっていても、インジェクタ１００の実噴射量を的確に把握することができる。

さらに、この例では、第二計測噴射条件において、インジェクタ１００の噴射と補助インジェクタ６０の噴射との間にインターバルが設けられるので、インジェクタ１００及び補助インジェクタ６０の両方から同時に噴射されることを回避できる。これによれば、インジェクタ１００の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量ΔＰｍ２と、補助インジェクタ６０の噴射による圧力容器２０内の圧力変化量ΔＰａ２を的確に把握することができる。よって、インジェクタ１００の実噴射量の計測精度を高めることができる。

また、この例では、補助インジェクタ６０への計測流体の供給を、インジェクタ１００への計測流体の供給を行うコモンレール３４から行っているので、補助インジェクタ６０へ計測流体を供給する手段を別に備える必要がない。したがって、流量計測装置１０の構成が簡単なものとなる。

また、この例では、補助インジェクタ６０は、インジェクタ１００とは異なる別個のインジェクタとしている。これによれば、例えば、補助インジェクタ６０の機能をインジェクタ１００に持たせ、インジェクタ１００から補助インジェクタ６０の代わりに補助的な噴射も行う場合と比較して、インジェクタ１００の作動頻度を少なくすることができる。よって、この例によれば、インジェクタ１００に極力負担をかけずに実噴射量の計測を短時間に行うことができる。

なお、本実施形態において、インジェクタ１００が特許請求の範囲に記載の「流体噴射弁」に相当し、補助インジェクタ６０が特許請求の範囲に記載の「補助噴射弁」に相当する。

そして、供給部３０が特許請求の範囲に記載の「供給手段」に相当し、圧力容器２０が特許請求の範囲に記載の「容器」に相当し、排出部４０が特許請求の範囲に記載の「排出手段」に相当し、計測部５０が特許請求の範囲に記載の「計測手段」に相当し、圧力センサ５２が特許請求の範囲に記載の「圧力検出手段」に相当し、制御部７０が特許請求の範囲に記載の「制御手段」に相当し、補助インジェクタ６０が特許請求の範囲に記載の「補助噴射手段」に相当する。

なお、本実施形態において、ステップＳ５０を実行する制御部７０が、特許請求の範囲に記載の「熱量算出手段」に相当し、ステップＳ７０〜Ｓ１００を実行する制御部７０が、特許請求の範囲に記載の「検索手段」に相当し、ステップＳ１２０、Ｓ１３０が、特許請求の範囲に記載の「補助噴射条件設定手段」に相当する。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態による流量計測装置２００を示す概略構成図である。本実施形態では、独立した補助インジェクタ６０が存在していないという点で第１実施形態と異なっている。ここでは、本実施形態の特徴部分のみを説明する。

本実施形態においてインジェクタ１００は、第１実施形態の補助インジェクタ６０を兼ねている。例えば、先の実施形態において、第二計測噴射条件での計測流体の噴射を行う場合、インジェクタ１００から第二計測噴射条件による噴射を行い、設定されたインターバルが経過した後、補助噴射条件による噴射を行うようにする。このようにインジェクタ１００から第二計測噴射条件及び補助噴射条件の噴射を行えば、流量計測装置２００をさらに簡単なものとすることができる。

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態による流量計測装置３００を示す概略構成図である。本実施形態では、補助インジェクタ６０への計測流体の供給源が、インジェクタ１００への計測流体の供給源と独立している点で、先の実施形態と異なっている。ここでは、本実施形態の特徴部分のみを説明する。

流量計測装置３００は、供給部３０とは別に、補助高圧ポンプ９２及び補助コモンレール９４から構成される補助供給部９０を備える。補助高圧ポンプ９２は、高圧ポンプ３２と同様の構成となっており、補助コモンレール９４も、コモンレール３４と同様の構成となっている。補助高圧ポンプ９２によって加圧された計測流体は、一旦補助コモンレール９４に貯留され、補助インジェクタ６０に供給される。このような流量計測装置３００では、補助インジェクタ６０への計測流体の供給圧をインジェクタ１００への計測流体の供給圧とは独立させることができる。なお、この補助供給部９０が特許請求の範囲に記載の補助供給手段に相当する。

このような流量計測装置３００では、例えば、ステップＳ１２０において、補助噴射圧Ｐａ２を、第二計測噴射条件の計測噴射圧Ｐｍ２よりも高く設定することができる。このように補助噴射圧Ｐａ２が計測噴射圧Ｐｍ２よりも高く設定できれば、ステップＳ１３０において算出される補助噴射量Ｖａ２を、第１実施形態の補助噴射量Ｖａ２に比べ、少なくすることができ、補助インジェクタ６０の噴射時間を短くすることができる。したがって、第二計測噴射条件でのインジェクタ１００の実噴射量Ｑｍを計測するときの計測時間を短縮することができる。

１０ 流量計測装置、２０ 圧力容器（容器）、３０ 供給部（供給手段）、 ３２ 高圧ポンプ、３４ コモンレール、４０ 排出部（排出手段）、４２ レギュレータ、４４ 電磁弁、５０ 計測部（計測手段）、５２ 圧力センサ（圧力検出手段）、５４ 体積流量計、６０ 補助インジェクタ（補助噴射手段、補助噴射弁）、７０ 制御部（制御手段）、１００ インジェクタ（流体噴射弁）、９０ 補助供給部（補助供給手段）、９２ 補助高圧ポンプ、９４ 補助コモンレール

Claims (8)

1. 内蔵された弁部材の開弁時間に応じて計測流体の噴射量が調整される流体噴射弁から噴射される計測流体の実噴射量を計測する流量計測装置において、
   前記流体噴射弁に調圧された計測流体を供給する供給手段と、
   計測流体により満たされ、前記流体噴射弁から噴射される計測流体を貯留する密閉された容器と、
   前記流体噴射弁から噴射させる体積としての目標計測噴射量及び前記流体噴射弁の目標計測噴射圧からなる複数の計測噴射条件を取得するとともに、取得した前記複数の計測噴射条件に従い前記流体噴射弁及び前記供給手段を制御する制御手段と、
   前記流体噴射弁から計測流体が噴射されることで上昇する圧力分の計測流体を外部に排出する排出手段と、
   前記排出手段から排出された計測流体の体積流量を計測する体積流量計を有し、前記体積流量計の計測結果により前記計測噴射条件ごとの前記流体噴射弁の実噴射量を計測する計測手段と、
   前記目標計測噴射量及び前記目標計測噴射圧を乗算することで、前記流体噴射弁からの噴射により前記容器内の計測流体に付与される熱量を、前記計測噴射条件ごとに算出する熱量算出手段と、
   前記熱量算出手段によって算出された前記計測噴射条件ごとの熱量同士の差が小さくなるように計測流体の補助噴射を行う補助噴射手段と、を備え、
   前記排出手段は、前記流体噴射弁からの噴射が行われるとともに、前記補助噴射手段からの噴射が行われる場合、前記流体噴射弁の噴射と、前記補助噴射手段の噴射とが行われた後に、前記流体噴射弁及び前記補助噴射手段の噴射により上昇した圧力分を外部に排出するものであって、
   前記計測手段は、前記容器内の圧力変化量を検出する圧力検出手段を有しており、
   前記計測手段は、前記排出手段から排出された計測流体を前記体積流量計によって計測し、得られた前記体積流量計の計測結果を、前記圧力検出手段によって検出された前記流体噴射弁の噴射による前記容器内の第一圧力変化量と、前記補助噴射手段の噴射による前記容器内の第二圧力変化量とによって比例配分することで前記流体噴射弁の実噴射量を算出することを特徴とする流量計測装置。
2. 前記複数の計測噴射条件ごとの熱量のうち、熱量の値が最大となる最大熱量を検索する検索手段と、
   前記複数の計測噴射条件ごとの熱量と、体積としての目標補助噴射量及び目標補助噴射圧からなる補助噴射条件によって前記補助噴射手段からの噴射により前記容器内の計測流体に付与される熱量とを加算した加算熱量が、前記最大熱量となるように、前記補助噴射条件を前記複数の計測噴射条件ごとに設定する補助噴射条件設定手段と、を備え、
   前記補助噴射手段は、前記流体噴射弁から前記計測噴射条件ごとに噴射を行うとともに、前記補助噴射条件設定手段によって設定された前記補助噴射条件による噴射を行うことを特徴とする請求項１に記載の流量計測装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の計測噴射条件のうち、特定の計測噴射条件の噴射を複数回実施させ、
   前記計測手段は、前記特定の計測噴射条件の噴射が行われるたびに前記排出手段から排出された計測流体の前記体積流量計によって計測し、得られた前記体積流量計の計測結果を積算し、その積算結果に基づいて前記流体噴射弁の実噴射量を計測しており、
   前記制御手段は、前記特定の計測噴射条件の目標計測噴射圧が低いほど、前記特定の計測噴射条件での噴射の実施回数を減らすことを特徴とする請求項１又は２に記載の流量計測装置。
4. 前記制御手段は、前記流体噴射弁からの噴射を行うとともに、前記補助噴射手段からの噴射を行う場合、前記流体噴射弁の噴射と前記補助噴射手段の噴射との間に無噴射期間を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流量計測装置。
5. 前記補助噴射手段は、前記流体噴射弁とは異なる別個の補助噴射弁であって、
   前記供給手段とは独立しており、前記計測噴射条件の目標計測噴射圧よりも高圧の計測流体を前記補助噴射弁に供給する補助供給手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計測装置。
6. 前記供給手段は、計測流体を加圧するポンプ、及び前記ポンプによって加圧された計測流体を貯留するとともに、貯留した計測流体を前記流体噴射弁に供給するコモンレールを有しており、
   前記補助噴射手段は、前記コモンレールに接続され、前記コモンレール内の貯留された計測流体が供給されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計測装置。
7. 前記補助噴射手段は、前記流体噴射弁を使って、前記計測噴射条件の噴射とは別に、計測流体の補助噴射を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計測装置。
8. 前記補助噴射手段は、前記流体噴射弁とは異なる別個の補助噴射弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計測装置。

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