特開 2022-174940 燃料噴射システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174940

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】燃料噴射システム

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/20 20060101AFI20221117BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20221117BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20221117BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20221117BHJP

   F02M 63/00 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

F02D41/20

F02M51/00 A

F02M51/06 Z

F02D45/00 376

F02M63/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021081001

(22)【出願日】2021-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝渕 直人

(72)【発明者】

【氏名】戸田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 光二郎

(72)【発明者】

【氏名】于 歌

【テーマコード（参考）】

3G066

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G066BA51

3G066CC01

3G066CD26

3G301LB01

3G301LB11

3G301NA06

3G301NA08

3G384BA11

3G384DA04

3G384DA36

3G384EE25

3G384EE35

3G384FA13Z

(57)【要約】

【課題】各燃料噴射弁に取り付けられた無線タグからの受信電波強度に基づき燃料噴射弁が搭載された気筒を判別するシステムにおいて、気筒の判別精度を向上させる燃料噴射システムを提供する。
【解決手段】複数の無線タグ２１－２４は、各燃料噴射弁１１－１４に取り付けられ、対応する燃料噴射弁１１－１４の固有情報が含まれる電波を送信可能である。２個のリーダ３０、４０は、各無線タグ２１－２４からの電波を受信して固有情報を読み込み可能である。気筒判別部５０は、リーダ３０、４０が読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する燃料噴射弁が搭載された気筒を判別する。各無線タグ２１－２４からリーダ３０、４０までの距離は、無線タグ２１－２４毎に異なっている。気筒判別部５０は、各無線タグ２１－２４からの電波に対する第１リーダ３０の受信電波強度と第２リーダ４０の受信電波強度との比である受信電波強度比に基づき、気筒を判別する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関（９０）の複数の気筒（９１－９４）にそれぞれ搭載された複数の燃料噴射弁（１１－１４）と、
各前記燃料噴射弁に取り付けられ、対応する前記燃料噴射弁の固有情報が含まれる電波を送信可能な複数の無線タグ（２１－２４）と、
各前記無線タグからの電波を受信して前記固有情報を読み込み可能な２個以上のリーダ（３０、４０）と、
前記リーダが読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する前記燃料噴射弁が搭載された前記気筒を判別する気筒判別部（５０）と、
を備え、
各前記無線タグから前記リーダまでの距離は前記無線タグ毎に異なっており、
前記２個以上のリーダは、互いに異なる箇所に配置された第１リーダ及び第２リーダの２個のリーダを含み、
前記気筒判別部は、各無線タグからの電波に対する前記第１リーダの受信電波強度と前記第２リーダの受信電波強度との比である受信電波強度比に基づき、前記気筒を判別する燃料噴射システム。

【請求項2】

前記第１リーダ及び前記第２リーダは、
各無線タグからの電波に対する前記第１リーダの受信電波強度の序列と前記第２リーダの受信電波強度の序列とが互いに逆順となる位置に配置されている請求項１に記載の燃料噴射システム。

【請求項3】

前記気筒判別部は、
各前記無線タグからの電波に対する前記受信電波強度比の序列に基づき、又は、
前記受信電波強度比と、前記気筒ごとに重複なく規定された前記受信電波強度比の範囲との比較により、前記気筒を判別する請求項１または２に記載の燃料噴射システム。

【請求項4】

内燃機関（９０）の複数の気筒（９１－９４）にそれぞれ搭載された複数の燃料噴射弁（１１－１４）と、
各前記燃料噴射弁に取り付けられ、対応する前記燃料噴射弁の固有情報が含まれる電波を送信可能な複数の無線タグ（２１－２４）と、
各前記無線タグからの電波を受信して前記固有情報を読み込み可能な１個以上のリーダ（３０）と、
前記リーダが読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する前記燃料噴射弁が搭載された前記気筒を判別する気筒判別部（５０）と、
を備え、
各前記無線タグから前記リーダまでの距離は前記無線タグ毎に異なっており、
前記気筒判別部は、各前記無線タグからの電波に対する前記リーダの受信電波強度に基づき、前記気筒を判別し、
複数の前記無線タグは一直線上に配置されており、
複数の前記無線タグが配置された前記一直線をＸ軸と定義し、１個以上の前記リーダのうち少なくとも１個のリーダである代表リーダを通り前記Ｘ軸に直交する直線をＺ軸と定義し、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸との交点を基準点と定義すると、
前記基準点から前記代表リーダまでの距離は、前記気筒の判別における信頼性が保証された判別保証領域内に前記代表リーダが配置されるように設定される燃料噴射システム。

【請求項5】

前記判別保証領域は、互いに隣接する前記無線タグから前記代表リーダが受信する電波強度についての所定の信頼標準に基づく信頼区間が相互干渉しない領域として設定され、
複数の前記無線タグは、前記Ｘ軸上で等間隔に配置されており、
隣接する前記無線タグ間の距離を隣接タグ間距離と定義し、前記基準点から前記基準点に最も近い前記無線タグまでの距離を第１タグ距離と定義すると、
前記判別保証領域は、前記第１タグ距離及び前記隣接タグ間距離に応じて決定される請求項４に記載の燃料噴射システム。

【請求項6】

内燃機関（９０）の複数の気筒（９１－９４）にそれぞれ搭載された複数の燃料噴射弁（１１－１４）と、
各前記燃料噴射弁に取り付けられ、対応する前記燃料噴射弁の固有情報が含まれる電波を送信可能な複数の無線タグ（２１－２４）と、
各前記無線タグからの電波を最終的に受信して前記固有情報を読み込み可能な１個以上のリーダ（３０）と、
複数の前記無線タグと前記リーダとの間に設けられ、対応する前記無線タグからの電波を中継して前記リーダに送信する複数の中継器（２５－２８）と、
前記リーダが読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する前記燃料噴射弁が搭載された前記気筒を判別する気筒判別部（５０）と、
を備え、
各前記無線タグから前記リーダまでの距離は前記無線タグ毎に異なっており、
前記気筒判別部は、各前記無線タグからの電波に対する前記リーダの受信電波強度に基づき、前記気筒を判別する燃料噴射システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴射システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の複数の気筒に搭載された各燃料噴射弁の固有情報に基づき、各燃料噴射弁が搭載された気筒を判別する技術が知られている。

【0003】

例えば特許文献１に開示されたシステムでは、各燃料噴射弁に、その燃料噴射弁の固有情報を記憶した無線タグが取り付けられている。読取装置（無線タグ通信装置）は、各無線タグからの電波信号を受信し、固有情報を読み取る。判別部は、読取装置が受信した電波信号の強度に基づいて、強度が強いものほど読取装置からの距離が近いと判断し、複数の燃料噴射弁が実際に搭載されている気筒を判別する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１０１０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無線タグからの電波に対する受信電波強度は読取装置と無線タグとの距離の二乗に反比例するため、読取装置からの距離が遠くなるほど、隣り合う気筒間での受信電波強度の差が小さくなる。したがって、特許文献１のシステムにおいて無線タグの送信電力にばらつきがあると序列が逆転する可能性があり、判別を誤るおそれがある。

【0006】

また、特許文献１には、「読取装置が設けられる位置は図示例に限定されず、エンジン側のどの位置に設けられてもよく、車両側に設けられてもよい」と記載されている。電波の受信精度を向上する視点から最適な読取装置の配置について、何ら言及されていない。

【0007】

さらに、燃料噴射弁が搭載される箇所の周辺にはエンジンヘッドのような電波障害物が存在しており、無線タグから読取装置まで電波が直線的に伝わるとは限らず、電波障害物が無い経路を迂回する場合がある。その場合、電波経路の状態の変化によって受信電波強度が変化し、判別を誤るおそれがある。特許文献１には、このような問題についても何ら言及されていない。

【0008】

本発明の目的は、各燃料噴射弁に取り付けられた無線タグからの受信電波強度に基づき燃料噴射弁が搭載された気筒を判別するシステムにおいて、気筒の判別精度を向上させる燃料噴射システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様の燃料噴射システムは、複数の燃料噴射弁（１１－１４）と、複数の無線タグ（２１－２４）と、２個以上のリーダ（３０、４０）と、気筒判別部（５０）とを備える。

【0010】

複数の燃料噴射弁は、内燃機関（９０）の複数の気筒（９１－９４）にそれぞれ搭載されている。複数の無線タグは、各燃料噴射弁に取り付けられ、対応する燃料噴射弁の固有情報が含まれる電波を送信可能である。リーダは、各無線タグからの電波を受信して固有情報を読み込み可能である。気筒判別部は、リーダが読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する燃料噴射弁が搭載された気筒を判別する。各無線タグからリーダまでの距離は、無線タグ毎に異なっている。

【0011】

２個以上のリーダは、互いに異なる箇所に配置された第１リーダ及び第２リーダの２個のリーダを含む。気筒判別部は、各無線タグからの電波に対する第１リーダの受信電波強度と第２リーダの受信電波強度との比である受信電波強度比に基づき、気筒を判別する。

【0012】

互いに異なる箇所に配置された２個のリーダの受信電波強度比を判定値として用いることで、単に受信電波強度を用いる場合に比べ、隣り合う気筒間での判定値の差を大きくすることができる。したがって、無線タグの送信電力に多少のばらつきがあっても判別を誤る可能性が低くなる。よって、気筒の判別精度を向上させることができる。

【0013】

本発明の第２の態様、及び、第３の態様の燃料噴射システムは、複数の燃料噴射弁（１１－１４）と、複数の無線タグ（２１－２４）と、１個以上のリーダ（３０）と、気筒判別部（５０）とを備える。複数の燃料噴射弁及び複数の無線タグについては、第１の態様と同様である。リーダについては、１個以上であること以外、基本的に第１の態様と同様である。気筒判別部は、各無線タグからの電波に対するリーダの受信電波強度に基づき、気筒を判別する。

【0014】

第２の態様では、複数の無線タグは一直線上に配置されている。複数の無線タグが配置された一直線をＸ軸と定義し、１個以上のリーダのうち少なくとも１個のリーダである代表リーダを通りＸ軸に直交する直線をＺ軸と定義し、Ｘ軸とＺ軸との交点を基準点と定義する。基準点から代表リーダまでの距離は、気筒の判別における信頼性が保証された「判別保証領域」内に代表リーダが配置されるように設定されている。

【0015】

第２の態様では、複数の無線タグが一直線上に配置され、さらに代表リーダが判別保証領域内に配置されることで、気筒の判別精度を向上させることができる。

【0016】

第３の態様では、燃料システムは、さらに、複数の無線タグとリーダとの間に設けられ、対応する無線タグからの電波を中継してリーダに送信する複数の中継器（２５－２８）を備える。リーダは、各無線タグからの電波を最終的に受信して固有情報を読み込み可能である。

【0017】

これにより、燃料噴射弁の周辺に電波障害物が存在する場合であっても、無線タグからの電波を中継器が中継することで、リーダが電波を安定して受信することができる。よって、気筒の判別精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】燃料噴射システム周辺の全体構成図。

【図2】第１実施形態による燃料噴射システムを示す模式側面図。

【図3】直列配置エンジンでの図２のＩＩＩ方向矢視（模式平面）図。

【図4】Ｖ型配置エンジンでの図２のＩＶ方向矢視（模式平面）図。

【図5】第１実施形態の比較例での（ａ）リーダからの距離と受信電波強度との関係を示す図、（ｂ）気筒毎の受信電波強度を示す図。

【図6】第１実施形態での受信電波強度比の例を示す図。

【図7】第１実施形態での気筒毎の受信電波強度を示す図。

【図8】第１実施形態による気筒判別処理を示すフローチャート。

【図9】第２実施形態による燃料噴射システムを示す模式側面図。

【図10】直列配置エンジンでの図９のＸ方向矢視（模式平面）図。

【図11】リーダのＺ方向位置に応じた受信電波強度の変化を示す図。

【図12】第１タグ距離及び隣接タグ間距離と判別保証領域との関係を示す図。

【図13】燃料噴射弁がシリンダヘッドに取り付けられた状態を示す模式図。

【図14】第３実施形態の比較例での電波伝達経路を示す図。

【図15】第３実施形態の比較例での気筒毎の受信電波強度を示す図。

【図16】第３実施形態による燃料噴射システムでの電波伝達経路を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の複数の実施形態による燃料噴射システムを図面に基づいて説明する。この燃料噴射システムは、内燃機関の複数の気筒にそれぞれ搭載された複数の燃料噴射弁を判別するシステムである。実施形態の説明では内燃機関をエンジンという。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、第１～第３実施形態を包括して「本実施形態」という。

【0020】

［燃料供給システム］
最初に図１を参照し、４気筒エンジン９０に適用される燃料噴射システム２００を含む燃料供給システム７０の全体構成を説明する。図１には、第１実施形態の燃料噴射システム２００を代表として示す。エンジン９０は、４つの気筒９１、９２、９３、９４を備える。気筒９１、９２、９３、９４には、それぞれ燃料噴射弁１１、１２、１３、１４が搭載されている。以下の明細書及び図面中、判別対象となる各気筒９１、９２、９３、９４を＃１、＃２、＃３、＃４と記す。また、連続する４つの符号を適宜、「燃料噴射弁１１－１４」、「無線タグ２１－２４」のように省略して記す。

【0021】

燃料供給システム７０は、燃料タンク７１、燃料フィルタ７３、サプライポンプ７４、燃料調量弁７５、コモンレール７６、複数の燃料噴射弁１１－１４がそれぞれパイプで接続されて構成されている。燃料タンク７１の燃料は、低圧燃料パイプ７２及び燃料フィルタ７３を経由してサプライポンプ７４に流入する。燃料調量弁７５とコモンレール７６との間はレール前高圧燃料パイプ７７１で接続されている。コモンレール７６と各燃料噴射弁１１－１４との間は複数のレール後高圧燃料パイプ７７２で接続されている。

【0022】

コモンレール７６に供給された高圧燃料は、複数（図１の例では４つ）の燃料噴射弁１１－１４に分配される。サプライポンプ７４、コモンレール７６又は燃料噴射弁１１－１４の余剰燃料は、それぞれオーバーフローパイプ７８１、リリーフパイプ７８２、リークパイプ７８３からリターンパイプ７８４を経由して燃料タンク７１に戻される。

【0023】

燃料噴射弁１１－１４には、それぞれ無線タグ２１－２４が取り付けられている。例えば無線タグ２１－２４はＲＦＩＤタグである。無線タグ２１－２４は、対応する燃料噴射弁１１－１４の固有情報を記憶しており、その固有情報を含む電波を送信可能である。燃料噴射弁１１－１４の固有情報には、識別番号や、製造ばらつきによる噴射特性を補償する補正情報等が含まれる。

【0024】

リーダ３０、４０は、無線タグ２１－２４からの電波を受信して固有情報を読み込み可能である。リーダ３０、４０は、データを読み書き可能なリーダライタとして構成されてもよいが、本実施形態では書き込みの機能に注目しないため、単に「リーダ」と称する。「気筒判別部」としてのＥＣＵ５０は、リーダ３０、４０が読み込んだ固有情報から、当該固有情報に対応する燃料噴射弁が搭載された気筒を判別する。

【0025】

このように、複数の燃料噴射弁、複数の無線タグ、リーダ、及び、「ＥＣＵのうち気筒判別部として機能する部分」が、本実施形態の燃料噴射システムを構成する。リーダの数は、第１実施形態では２個であり、第２、第３実施形態では１個である。第２、第３実施形態で参照されるとき、図１における第２リーダ４０は無いものとみなされる。また、第３実施形態の燃料噴射システムは、上記の他に４個の中継器を構成要素として含む。

【0026】

なお、各実施形態のＥＣＵ５０は、各燃料噴射弁１１－１４の固有情報を気筒と関連付けて記憶し、各燃料噴射弁１１－１４の噴射制御を行う。さらにＥＣＵ５０は、コモンレール７６に設けられた燃圧センサや、図示しないクランクセンサ、アクセルセンサ、水温センサ等から情報を取得したり、燃料調量弁７５やコモンレール７６の減圧弁に駆動信号を出力したりする。本明細書では、図１におけるこれらの信号線の図示や、関連する制御の説明を省略する。

【0027】

従来技術として特許文献１（特開２０２０－１０１０９９号公報）に、同様のシステムにおいて１個のリーダを用いて気筒を判別する技術が開示されているが、判別精度が十分であるとは言えない。そこで本実施形態では、複数の着眼点から、気筒の判別制度を向上させる燃料噴射システムを提案する。

【0028】

次に、第１～第３実施形態の燃料噴射システムの構成及び作用効果について順に説明する。互いに異なる箇所に配置された２個のリーダを含む第１実施形態の燃料噴射システムの符号を「２００」、１個のリーダを含む第２実施形態の燃料噴射システムの符号を「１００」、１個のリーダと複数の中継器を含む第２実施形態の燃料噴射システムの符号を「１５０」とする。

【0029】

（第１実施形態）
図２～図８を参照し、第１実施形態の燃料噴射システム２００について説明する。図２には、図１に示された要素のうち燃料噴射システム２００を構成する要素のみを抽出して模式的に示す。ここで、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。図２において、燃料噴射弁１１－１４の複数の無線タグ２１－２４が配置される直線をＸ軸とする。第１リーダ３０を通りＸ軸に直交する直線をＺ軸とする。Ｘ軸上では「Ｚ＝０」である。

【0030】

図２の配置例では、Ｚ軸は燃料噴射弁１１－１４の軸方向に平行である。この場合、図２における奥行き方向の軸がＹ軸となる。図３及び図４に、図２の上方から見たＸＹ平面の配置例を示す。図３には、直列４気筒エンジンにおける直列配置を示す。

【0031】

図３の配置例では、４つの燃料噴射弁１１－１４、第１リーダ３０及び第２リーダ４０は、Ｙ方向の値が「Ｙ＝０」であるＸ軸上に配置されている。図４には、Ｖ型４気筒エンジンにおけるＶ型配置を示す。図４の配置例では、４つの燃料噴射弁１１－１４のＹ方向の値は互いに異なっている。

【0032】

第１リーダ３０と第２リーダ４０とは、互いに異なる箇所に配置されている。図２の配置例では第１リーダ３０は「Ｚ＝０」の位置に配置され、第２リーダ４０は「Ｚ＞０」の位置に配置されている。これに限らず、いずれのリーダ３０、４０とも「Ｚ≠０」の位置に配置されてもよい。

【0033】

第１リーダ３０から各無線タグ２１－２４までの距離をｄｎｐと表し、第２リーダ４０から各無線タグ２１－２４までの距離をｄｎｓと表す。「ｎ」は、各無線タグ２１－２４に対応するいずれかの数字「１，２，３，４」を表す。ｄｎｐの「ｐ」はprimary、ｄｎｓの「ｓ」はsecondaryに由来する。

【0034】

前提条件として、少なくとも各無線タグ２１－２４からリーダ３０、４０までの距離は無線タグ毎に異なっている。すなわち、式（１．１）、（１．２）が成り立つ。
ｄ１ｐ≠ｄ２ｐ≠ｄ３ｐ≠ｄ４ｐ ・・・（１．１）
ｄ１ｓ≠ｄ２ｓ≠ｄ３ｓ≠ｄ４ｓ ・・・（１．２）

【0035】

さらに第１リーダ３０と第２リーダ４０とは、燃料噴射弁１１－１４が並んでいる列の方向（すなわちｘ方向）に沿って、燃料噴射弁１１－１４を挟んで互いに反対側に配置されている。つまり、第１リーダ３０は、一端の第１無線タグ２１から最も近く、他端の第４無線タグ２４から最も遠い位置に配置されている。第２リーダ４０は、一端の第１無線タグ２１から最も遠く、他端の第４無線タグ２４から最も近い位置に配置されている。

【0036】

したがって、式（２．１）、（２．２）が成り立つ。
ｄ１ｐ＜ｄ２ｐ＜ｄ３ｐ＜ｄ４ｐ ・・・（２．１）
ｄ１ｓ＞ｄ２ｓ＞ｄ３ｓ＞ｄ４ｓ ・・・（２．２）

【0037】

後述するように、リーダ３０、４０の受信電波強度は、無線タグまでの距離の二乗に反比例するため、リーダ３０、４０から無線タグまでの距離ｄｎｐ、ｄｎｓと受信電波強度とは負の相関を有する。無線タグ２１－２４に対応する気筒＃１－＃４の記号で表すと、第１リーダ３０の受信電波強度の序列は「＃１＞＃２＞＃３＞＃４」であり、第２リーダ４０の受信電波強度の序列は「＃１＜＃２＜＃３＜＃４」である。

【0038】

よって、図２～図４の配置例では、各無線タグ２１－２４からの電波に対する第１リーダ３０の受信電波強度の序列と第２リーダ４０の受信電波強度の序列とが互いに逆順となる位置に配置されている。

【0039】

次に図５～図７を参照し、第１実施形態の効果について説明する。図５（ａ）、（ｂ）に第１実施形態に対する比較例として、各無線タグ２１－２４からの電波を１個のリーダ３０で受信するシステムでの受信電波強度を示す。１個のリーダにより各無線タグからの電波を受信して気筒を判別する構成は、例えば特許文献１に開示されたシステムの構成に相当する。

【0040】

図５（ａ）に、リーダからの距離と受信電波強度との関係を示す。式（３）で表されるように、一般に受信電波強度は、送信機と受信機との間の距離の二乗に反比例する。

【0041】

Ｐｎ＝Ｐ／（４π×ｄｎ²） ・・・（３）
記号は以下の通りである。
Ｐ［Ｗ］：送信機の電力
Ｐｎ［Ｗ／ｍ²］：受信機が第ｎ送信機から受信する電力密度（ｎ＝１，２，３，４）
ｄｎ［ｍ］：第ｎ送信機と受信機との間の距離（ｎ＝１，２，３，４）

【0042】

リーダ３０に近い側から４つの気筒＃１－＃４が配置されているとすると、気筒＃１に対応する受信電波強度が最も大きく、気筒＃２、＃３、＃４の順に受信電波強度が小さくなる。図５（ｂ）に、気筒毎の受信電波強度を示す。リーダ３０から遠いほど、隣り合う気筒間での受信電波強度の差が小さくなる。そのため、無線タグの送信電力にばらつきがあると序列が逆転する可能性があり、判別を誤るおそれがある。

【0043】

それに対し図６、図７に、２個のリーダを用いる第１実施形態での受信電波強度の例を示す。図６に示すように、気筒＃１、＃２、＃３、＃４に対応する無線タグ２１－２４からの電波に対する第１リーダ３０の受信電波強度Ｐｎｐは、順に、１０、６、３、１であり、第２リーダ４０の受信電波強度Ｐｎｓは、順に、１、３、６、１０である。第１リーダ３０の受信電波強度Ｐｎｐと第２リーダ４０の受信電波強度Ｐｎｓとの比である受信電波強度比ρｎ（＝Ｐｎｐ／Ｐｎｓ）は、１０、２、０．５、０．１となる。

【0044】

図７に、この例での受信電波強度比ρｎを示す。受信電波強度比ρｎの序列は、比の式の分子である第１リーダ３０の受信電波強度の序列と同じく「＃１＞＃２＞＃３＞＃４」である。ＥＣＵ５０は、各無線タグ２１－２４からの電波に対する受信電波強度比ρｎの序列に基づき、気筒＃１－＃４を判別する。

【0045】

また、実際の受信電波強度比ρｎは、各種のばらつき要因により下限値から上限値までの範囲に分布する。例えば中心値に対し±２０％の受信電波強度比ρｎの範囲を範囲バーにより示す。受信電波強度比ρｎの範囲は、気筒ごとに重複なく規定されている。ＥＣＵ５０は、各無線タグ２１－２４からの電波に対する受信電波強度比ρｎと、気筒ごとに重複なく規定された受信電波強度比ρｎの範囲との比較により、気筒＃１－＃４を判別してもよい。

【0046】

第１実施形態では、互いに異なる箇所に配置された２個のリーダ３０、４０の受信電波強度比ρｎを判定値として用いることで、単に受信電波強度を用いる場合に比べ、隣り合う気筒間での判定値の差を大きくすることができる。したがって、無線タグ２１－２４の送信電力Ｐに多少のばらつきがあっても判別を誤る可能性が低くなる。よって、気筒＃１－＃４の判別精度を向上させることができる。

【0047】

特に図６、図７に示す例のように、第１リーダ３０の受信電波強度Ｐｎｐと第２リーダ４０の受信電波強度Ｐｎｓとが対称の関係にある場合、受信電波強度比ρｎでは、各気筒の受信電波強度の比が二乗される。そのため、隣り合う気筒間での判定値の差を特に大きくすることができ、気筒＃１－＃４の判別精度を一層向上させることができる。

【0048】

続いて図８のフローチャートを参照し、第１実施形態による気筒判別方法を説明する。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。第１リーダ３０側の処理を示すＳ３１～Ｓ３４と、第２リーダ４０側の処理を示すＳ４１～Ｓ４４とは対応している。Ｓ３１で、第１リーダ３０は無線タグ２１－２４を識別する。識別手法例としてペアリングでは一対一での情報やり取りが可能になる。その他に国際規格になっている混線回避手法として、バイナリツリー方式やアンチコリジョンシステム等がある。

【0049】

次に、各無線タグ２１－２４について、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４の処理が順に繰り返される。Ｓ３２では、第１リーダ３０から無線タグに固有情報の送信が要求される。Ｓ３３では、第１リーダ３０が受信した固有情報がＥＣＵ５０のメモリに格納される。Ｓ３４では、第１リーダ３０による固有情報の受信電波強度Ｐｎｐ（ｎ＝１，２，３，４）が算出される。

【0050】

Ｓ４１～Ｓ４４で、第２リーダ４０について同様の処理が行われる。Ｓ４４では、第２リーダ４０による固有情報の受信電波強度Ｐｎｓ（ｎ＝１，２，３，４）が算出される。Ｓ５１でＥＣＵ５０は、各無線タグ２１－２４について受信電波強度比ρｎ（ｎ＝１，２，３，４）を算出する。Ｓ５２でＥＣＵ５０は、受信電波強度比ρｎに基づき、気筒＃１－＃４を判別する。

【0051】

（第２実施形態）
図９、図１０を参照し、第２実施形態の燃料噴射システム１００について説明する。図９、図１０は、第１実施形態の図２、図３に対応する。第２実施形態の燃料噴射システム１００では、１個のリーダ３０が各無線タグ２１－２４からの電波を受信する。燃料噴射システム１００が備えるリーダが１個の場合に限らず、燃料噴射システム１００が備える複数のリーダのうち１個のリーダ３０が「代表リーダ」として各無線タグ２１－２４からの電波を受信してもよい。ＥＣＵ５０は、各無線タグ２１－２４からの電波に対するリーダ３０の受信電波強度に基づき、気筒＃１－＃４を判別する。

【0052】

図９及び図１０に示すように、複数の無線タグ２１－２４は三次元で一直線上に配置されている。この一直線が「Ｙ＝０、Ｚ＝０」のＸ軸に相当する。第１実施形態の図４に示されるようなＶ型配置構成は、第２実施形態の燃料噴射システム１００から排除される。現実に無線タグ２１－２４には幅があるため、「一直線上に配置されている」とは、各無線タグ２１－２４の中心がＸ軸を含む所定幅（例えば数ｍｍ～数十ｍｍ）の範囲内にあることを意味する。

【0053】

リーダ３０を通りＸ軸に直交する直線をＺ軸とし、Ｘ軸とＺ軸との交点を基準点Ｏと定義する。基準点Ｏでは「Ｘ＝０、Ｙ＝０、Ｚ＝０」となる。図９、図１０に示す例では、Ｚ軸は燃料噴射弁１１－１４の軸方向に平行である。ただし、リーダ３０を通るＺ軸は、燃料噴射弁１１－１４の軸方向に対して直交してもよいし、斜め方向であってもよい。以下では、Ｚ軸が燃料噴射弁１１－１４の軸方向に平行である場合を想定して説明する。基準点Ｏからリーダ３０のまでの距離は、気筒判別における信頼性が保証される視点から、リーダ３０が所定領域内に配置されるように設定されている。その所定領域を「判別保証領域｜Ｚｇ｜」と定義する。

【0054】

図９においてリーダ３０から各無線タグ２１－２４までの距離をｄｎと表す。「ｎ」は、各無線タグ２１－２４に対応するいずれかの数字「１，２，３，４」を表す。基準点Ｏから基準点Ｏに最も近い無線タグである第１無線タグ２１までの距離ｘ１を「第１タグ距離」と定義する。

【0055】

また、隣接する無線タグ２１－２４間の距離Δｘ１２、Δｘ２３、Δｘ３４を「隣接タグ間距離」と定義する。各気筒＃１－＃４に装着される燃料噴射弁１１－１４の無線タグ２１－２４の位置関係が同じであれば、隣接タグ間距離は隣接気筒間距離と同義である。ここで、複数の無線タグ２１－２４は、Ｘ軸上で等間隔に配置されているものとし、共通する隣接タグ間距離の記号をΔｘ（＝Δｘ１２＝Δｘ２３＝Δｘ３４）と記す。

【0056】

図１１、図１２を参照し、判別保証領域｜Ｚｇ｜を決定する手法について説明する。図中、距離の単位は［ｍｍ］とする。図１１に、リーダ３０のＺ方向位置と各無線タグ２１－２４からの電波に対するリーダ３０の受信電波強度との関係を示す。図１１の条件として、第１タグ距離ｘ１は７００ｍｍであり、隣接タグ間距離Δｘは８０ｍｍである。

【0057】

Ｚ＝０のとき、リーダ３０が基準点Ｏに位置し、リーダ３０及び４個の無線タグ２１－２４が三次元で一直線上に配置される。このとき、リーダ３０から各無線タグ２１－２４までの距離ｄｎが最短となり、各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎ（＝Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）が最大となる。その中でもリーダ３０に最も近い第１無線タグ２１からの受信電波強度Ｐ１が最大となる。また、リーダ３０が受信する各無線タグ２１－２４からの受信電波強度の差も最大となる。リーダ３０のＺ方向位置の絶対値｜Ｚ｜が大きくなるほど、リーダ３０から各無線タグ２１－２４までの距離ｄｎが大きくなり、各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎが低下する。

【0058】

図１１には、第１無線タグ２１からの最大受信電波強度Ｐ１ｍａｘを１としたときの各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎを示す。言い換えれば、各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎを第１無線タグ２１からの最大受信電波強度Ｐ１ｍａｘにより正規化して示す。このように、各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎは、（１）第１タグ距離ｘ１、（２）隣接タグ間距離Δｘ、（３）リーダのＺ方向位置の絶対値｜Ｚ｜の３変数により決まる。

【0059】

各無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎは、受信毎にばらつく。このばらつきが正規分布すると仮定し、設定した信頼標準（例えば９９．７％）に基づく各受信電波強度Ｐｎの信頼区間Ｓ＿Ｐｎを求める。Ｚ＝０のとき、各受信電波強度Ｐｎの信頼区間Ｓ＿Ｐ１、Ｓ＿Ｐ２、Ｓ＿Ｐ３、Ｓ＿Ｐ４は相互干渉しない。したがってＥＣＵ５０は、リーダ３０が受信した電波強度に基づき、気筒＃１－＃４を正しく判別することができる。

【0060】

しかし、｜Ｚ｜が大きくなると各受信電波強度Ｐｎの差が小さくなる。例えば｜Ｚ｜＝７００のとき、第１無線タグ２１からの受信電波強度Ｐ１の信頼区間Ｓ＿Ｐ１と受信電波強度Ｐ２の信頼区間Ｓ＿Ｐ２とが相互干渉する。すると、ある確率で、受信電波強度Ｐ１と受信電波強度Ｐ２とが逆転し、気筒＃１と気筒＃２との判別を誤る可能性が発生する。よって、各受信電波強度Ｐｎの信頼区間Ｓ＿Ｐｎが相互干渉しない限界となるリーダ３０のＺ方向位置が判別保証領域｜Ｚｇ｜として設定される。判別保証領域｜Ｚｇ｜では、ＥＣＵ５０による気筒判別の信頼性が信頼標準に基づいて保証される。

【0061】

図１２に、第１タグ距離ｘ１及び隣接タグ間距離Δｘと判別保証領域｜Ｚｇ｜との関係を示す。各境界線は判別保証領域｜Ｚｇ｜の上限を示し、境界線より上の領域では、いずれかの無線タグ２１－２４からの受信電波強度Ｐｎの信頼区間Ｓ＿Ｐｎで相互干渉が発生するため、信頼標準に基づく気筒判別の信頼性が得られなくなる。境界線が上にあるほど判別保証領域｜Ｚｇ｜は広くなる。

【0062】

特に隣接タグ間距離Δｘが５０ｍｍ、８０ｍｍのとき、判別保証領域｜Ｚｇ｜は第１タグ距離ｘ１に対して顕著に山型の特性となる。第１タグ距離ｘ１が小さいと第１、第２無線タグ２１、２２からの受信電波強度Ｐ１、Ｐ２が大きく、ばらつきも大きいため、信頼区間Ｓ＿Ｐ１とＳ＿Ｐ２とが相互干渉しやすくなる。また、第１タグ距離ｘ１が大きいと第３、第４無線タグ２３、２４からの受信電波強度Ｐ３、Ｐ４の差が現れにくくなり、信頼区間Ｓ＿Ｐ３とＳ＿Ｐ４とが相互干渉しやすくなる。第１タグ距離ｘ１が中程度であるとき、判別保証領域｜Ｚｇ｜が最も広く確保される。

【0063】

また、隣接タグ間距離Δｘがある程度確保されれば（例えばΔｘ≧１００）、隣接タグによる受信電波強度Ｐｎの差が大きくなるため、リーダ３０のＺ方向位置による影響が小さくなる。したがって、判別保証領域｜Ｚｇ｜の境界線が全体に上がる。このような手法により、判別保証領域｜Ｚｇ｜は、第１タグ距離Ｘ１及び隣接タグ間距離Δｘに応じて適切に決定される。

【0064】

従来技術である特許文献１の図１には、上方から見た図が無いため、奥行方向（ｙ方向）において４個のＲＦＩＤタグがどのように配置されているか不明である。さらに特許文献１の段落［００２９］には、「無線タグ通信装置が設けられる位置は図示例に限定されず、エンジン側のどの位置に設けられてもよく、車両側に設けられてもよい」と記載されている。このように特許文献１には、電波の受信精度を向上する視点から最適な無線タグ通信装置の配置について、何ら言及されていない。

【0065】

それに対し第２実施形態では、４個の無線タグ２１－２４が一直線上に配置され、さらにリーダ３０が判別保証領域｜Ｚｇ｜内に配置されることで、気筒＃１－＃４の判別精度を向上させることができる。

【0066】

（第３実施形態）
図１３～図１６を参照し、第３実施形態の燃料噴射システム１５０について説明する。第３実施形態では、複数の燃料噴射弁１１－１４がエンジン９０に取り付けられた状態での電波送受信に関する課題に着目する。図１３は課題の前提を説明するための図であり、図１４、図１５は、第３実施形態と対比される比較例の図である。図１６に第３実施形態の構成を示す。

【0067】

図１３に示すように、エンジン９０は、エンジンヘッドカバー９５、シリンダヘッド９６、シリンダブロック９７等の部品から構成されている。シリンダブロック９７は、シリンダ及びクランクケース（図示しない）を内包する。シリンダヘッド９６は、シリンダブロック９７の上部に取り付けられ、点火プラグ、吸排気バルブ（図示しない）等を内包する。燃料噴射弁１１は、シリンダヘッド９６に形成された穴９６１に挿入される。無線タグ２１は、エンジンヘッドカバー９５とシリンダヘッド９６の上面との間において、燃料噴射弁１１の外面に取り付けられる。

【0068】

図１４に、４個の燃料噴射弁１１－１４がエンジン９０に取り付けられた状態を模式的に示す。シリンダヘッド９６及びシリンダブロック９７の一方の側面に沿って４個の燃料噴射弁１１－１４が配置され、反対側の側面にＥＣＵ５０及びリーダ３０が設けられている。ここで、エンジンヘッド内のシリンダヘッド９６やシリンダブロック９７は電波障害物となる。各無線タグ２１－２４からリーダ３０への電波伝達経路は直線とならず、電波障害物を迂回して空間を通るように電波が送受信される。

【0069】

そのため、図１５に示すように、無線タグ２１－２４からリーダ３０までの直線距離とリーダ３０の受信電波強度の序列とが相関しない場合が生じる。例えば気筒＃２に対応する無線タグ２２は、気筒＃３に対応する無線タグ２３よりもリーダ３０までの直線距離が短い。しかし、気筒＃２に対応する無線タグ２２からの受信電波強度の方が気筒＃３に対応する無線タグ２３からの受信電波強度よりも小さい。

【0070】

つまりこの例では、気筒ごとの受信電波強度の序列は、＃１、＃３、＃２、＃４の順となる。そこで、４つの受信電波強度の序列に基づき、例えば最も受信電波強度が大きい無線タグに対応する気筒は＃１であると判別される。

【0071】

また、図１５に範囲バーで示されるように、各無線タグ２１－２４からの受信電波強度の上下限範囲が気筒＃１－＃４ごとに重複なく規定されている。例えば気筒＃１に対応する無線タグ２１からの受信電波強度は、下限値１８から上限値２２までの範囲であることが予め規定されている。リーダ３０の実際の受信電波強度が「１９」のとき、下限値１８から上限値２２までの範囲に含まれるため、その電波を送信した無線タグに対応する気筒は＃１であると判別される。

【0072】

比較例に対し、図１６に示す第３実施形態の燃料噴射システム１５０では、複数の無線タグ２１－２４とリーダ３０との間に複数の中継器２５－２８が設けられている。図１６の例では、中継器２５－２８は、ヘッドカバー９５の下面に沿って、無線タグ２１－２４と平行に配置されている。各中継器２５、２６、２７、２８は、対応する無線タグ２１、２２、２３、２４からの電波を中継してリーダ３０に送信する。リーダ３０は、各無線タグ２１－２４からの電波を最終的に受信して固有情報を読み込み可能である。

【0073】

第３実施形態では、燃料噴射弁１１－１４の周辺に電波障害物が存在する場合であっても、無線タグ２１－２４からの電波を中継器２５－２８が中継することで、リーダ３０が電波を安定して受信することができる。よって、気筒＃１－＃４の判別精度を向上させることができる。

【0074】

（その他の実施形態）
（ａ）第１実施形態の燃料噴射システム２００は、２個のリーダ３０、４０に加えて、故障検出用や予備用のリーダをさらに備えてもよい。例えば、第１リーダ３０とほぼ同じ位置に、第１リーダ３０と同等の電波受信特性を有する第３リーダを備え、第２リーダ４０とほぼ同じ位置に、第２リーダ４０と同等の電波受信特性を有する第４リーダを備える構成としてもよい。第１リーダ３０と第３リーダとの受信電波強度を比較し、所定値以上乖離していた場合、第１リーダ３０の故障を検出可能である。また、第１リーダ３０の故障時に第３リーダを用いて気筒判別を実施可能である。第２リーダ４０と第４リーダとの関係も同様である。

【0075】

このような構成を包括すると、第１実施形態の思想による燃料噴射システムは、２個以上のリーダを備え、その中に、互いに異なる箇所に配置された第１リーダ３０及び第２リーダ４０が含まれればよい。

【0076】

同様に第２、第３実施形態の思想による燃料噴射システムは、１個に限らず、１個以上のリーダを備えてよい。第２実施形態では、１個以上のリーダのうち少なくとも１個のリーダが「代表リーダ」として機能すればよい。

【0077】

（ｂ）第１実施形態における２個のリーダ３０、４０の配置は、図２～図４に例示するように燃料噴射弁１１－１４を両側から挟む配置に限らず、燃料噴射弁１１－１４から離れた箇所に配置されてもよい。各リーダ３０、４０から各無線タグ２１－２４までの距離が異なり、気筒ごとの受信電波強度ｄｎｐ、ｄｎｓが互いに異なる限り、第１実施形態の効果が得られる。

【0078】

（ｃ）本実施形態の燃料噴射システムで判別されるエンジンの気筒数は４つに限らず、２気筒以上の何気筒であってもよい。気筒数が多く、受信電波強度の差が相対的に小さくなるほど本実施形態の効果が有効に発揮される。

【0079】

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0080】

２００、１００、１５０・・・燃料噴射システム、
１１－１４・・・燃料噴射弁、
２１－２４・・・無線タグ、 ２５－２８・・・中継器、
３０・・・リーダ、第１リーダ、 ４０・・・第２リーダ、
５０・・・ＥＣＵ（気筒判別部）、
９０・・・エンジン（内燃機関）、 ９１－９４・・・気筒。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】