(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の温度をより精度よく推定することのできる燃料噴射弁の温度推定方法を提供する。また、燃料噴射弁の温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下を抑制することのできる燃料噴射弁の噴射量補正方法を提供する。【解決手段】燃料噴射弁に流入する燃料の温度を燃料配管の雰囲気温度と燃料噴射弁に流入する燃料の流量とに基づいて推定し、この推定された燃料温度をニードル弁温度Ｔｎとする。また、推定された燃料温度と燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度とに基づいて燃料噴射弁の本体温度Ｔｉを推定する。そして、本体温度Ｔｉとニードル弁温度Ｔｎとの差ΔＴに基づいて温度補正係数ＫＴを算出し、この温度補正係数ＫＴを用いて基本燃料噴射量Ｑｂを補正する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料配管からこれに接続される燃料噴射弁に流入する燃料の流量に基づいて同燃料噴射弁内に流入する燃料の温度を推定し、これに基づいて前記燃料噴射弁の温度を推定する
ことを特徴とする燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項２】
前記燃料の流量に併せて前記燃料配管の雰囲気温度に基づいて前記燃料噴射弁の温度を推定する
請求項１に記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項３】
前記燃料配管の雰囲気温度を吸気温に基づいて推定する
請求項２に記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項４】
前記燃料噴射弁の噴射孔が形成された本体の温度を前記推定される燃料の温度と同燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度とに基づいて推定するとともに、前記噴射孔を開閉する弁体の温度を前記推定される燃料の温度に基づいて前記本体とは各別に推定する
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項５】
前記燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度を冷却水温に基づいて推定する
請求項４に記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項６】
前記推定された弁体の温度と本体の温度との差を算出することにより、同弁体の温度と本体の温度との差を推定する
請求項４または５に記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項７】
前記燃料配管において、同燃料配管の雰囲気温度をその配管温度とすることのできる部位から前記燃料噴射弁までを複数の燃料温度推定領域に分割し、上流側の燃料温度推定領域において推定された燃料の温度をその直後の下流側の燃料温度推定領域における燃料の温度の推定に用いるパラメータとして追加する
請求項１〜６のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項８】
前記燃料噴射弁が取り付けられる燃料分配管は燃料が分流される分岐部を有し、同分岐部よりも下流側の燃料噴射弁に流入する燃料の温度の推定に際しては、前記燃料の流量を同分岐部で分流される燃料量の分配割合に基づいて補正する
請求項１〜７のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項９】
前記分配割合は燃料の流量に基づいて設定される
請求項８に記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項１０】
前記燃料噴射弁は内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射供給する筒内噴射用燃料噴射弁である
請求項１〜９のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法によって推定された燃料噴射弁の温度に基づき、機関負荷に応じた燃料噴射弁の噴射量を補正する
ことを特徴とする燃料噴射弁の噴射量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の温度推定方法、及び同温度推定方法を用いた燃料噴射弁の噴射量補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関では、燃料配管に接続された燃料噴射弁の開弁時間等を制御することにより、燃料噴射量を調量するようにしている。
図１１は、そのような燃料噴射弁の先端部分の断面構造を例示している。同図１１に示すように、燃料噴射弁の本体２０ａ内には空間が形成されており、この空間は燃料で満たされている。また、本体２０ａの先端部分には燃料の噴射孔２０ｃが形成されている。同噴射孔２０ｃにあって本体２０ａの内部空間側の開口部は弁座部２０ｄを形成しており、弁体であるニードル弁２０ｂの先端部分が弁座部２０ｄに当接されることによって、噴射孔２０ｃは閉塞され、燃料噴射弁は閉弁状態にされる（図１１に二点鎖線で示す状態）。一方、ニードル弁２０ｂがアクチュエータ等の駆動によってリフトされると（図１１に実線で示す状態）、すなわち開駆動されると、ニードル弁２０ｂの先端部分が弁座部２０ｄから離間して噴射孔２０ｃは開口され、燃料噴射弁は開弁状態にされる。そして、本体２０ａ内の燃料は、ニードル弁２０ｂの先端部分と弁座部２０ｄとの間に生じる隙間ＣＬを介して噴射孔２０ｃから噴射される。
【０００３】
ところで燃料噴射弁では、その開弁時間等が同一であっても温度が異なれば燃料噴射量も異なるようになり、このような燃料噴射弁の温度特性の変化は燃料噴射量の制御精度を低下させる要因となる。このような燃料噴射弁の温度特性の変化要因としては、例えば以下のようなものがある。
【０００４】
まず、上記ニードル弁２０ｂや本体２０ａは高温雰囲気下では膨張し、低温雰囲気下では収縮するため、ニードル弁２０ｂ及び本体２０ａの温度によって上記隙間ＣＬは変化する。従って、燃料噴射弁の制御量が同一であっても温度が異なれば、隙間ＣＬを通過する燃料量は異なるようになり、燃料噴射弁の温度特性は変化するようになる。
【０００５】
また、噴射される燃料の温度が燃料噴射弁の温度によって変化すると、燃料密度等が変化するため、これによっても燃料噴射弁の温度特性は変化するようになる。
このように噴射量に影響を与える燃料噴射弁の温度特性は同燃料噴射弁の温度に関係があるため、その温度を把握することができればその変化度合を推定することができる。
【０００６】
こうした燃料噴射弁の温度を把握するものは従来、種々提案されている。
例えば、特許文献１に記載のものでは、温度センサを使って燃料噴射弁の温度を検出するようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に記載のものでは、吸気温や冷却水温等に所定の係数を乗算するなどして燃料噴射弁の温度（先端温度）を推定するようにしている。より具体的には、下記の算出式を用いて燃料噴射弁の推定温度を算出するようにしている。
【０００８】
燃料噴射弁の推定温度＝（ａ×ＴＨＷ＋ｂ×ＴＨＡ）／（ａ＋ｂ）
ＴＨＷ：冷却水温
ＴＨＡ：吸気温
ａ、ｂ：重み付けのための係数（内燃機関の種類に応じて適宜設定）
【特許文献１】特開平２−５７２３号公報
【特許文献２】特開平７−１２０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載されるように、温度センサを用いて燃料噴射弁の温度を実際に検出する場合には、同センサの部品コストや取り付けに要する製造工数等が増大しまう。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の算出式によれば、温度センサを用いることなく燃料噴射弁の温度をある程度推定することはできる。しかしながら、同算出式では燃料噴射弁における実際の熱授受を簡易的にモデル化しているため、その推定精度には自ずと限界があり、より精度の高い推定値を把握するという要求には応じることができないものとなっている。
【００１１】
ちなみに、特許文献２に記載のものでは、吸気通路に燃料を噴射供給する吸気系用の燃料噴射弁についてその温度を推定するようにしているが、燃料噴射弁には内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射供給する筒内噴射用の燃料噴射弁もある。この筒内噴射用の燃料噴射弁は、吸気系用の燃料噴射弁と比較して、その先端部分が燃焼ガスに曝されること、取り付け位置が燃焼室に近いこと等に起因して、その温度等がより高くなる傾向にある。そのため、このような筒内噴射用燃料噴射弁の温度の推定に際して、上述した簡易的な熱授受のモデル式を用いても推定温度と実際の温度との間に大きなずれが生じやすくなることを本発明者は確認している。
【００１２】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射弁の温度をより精度よく推定することのできる燃料噴射弁の温度推定方法を提供することにある。また、燃料噴射弁の温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下を抑制することのできる燃料噴射弁の噴射量補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料配管からこれに接続される燃料噴射弁に流入する燃料の流量に基づいて同燃料噴射弁内に流入する燃料の温度を推定し、これに基づいて前記燃料噴射弁の温度を推定することをその要旨とする。
【００１４】
まず、燃料噴射弁の温度は、同燃料噴射弁に流入する燃料温度に基づいて推定することができる。ここで燃料噴射弁に流入する燃料、換言すれば燃料配管内を流通する燃料は、燃料噴射弁から燃料タンクに向かうほどその温度が低くなる傾向にある。従って、燃料配管内を流通する燃料の流量が増大すると、燃料噴射弁へは比較的温度の低い燃料がより多く流入するようになるため、この燃料の流量に基づいて燃料噴射弁に流入する燃料の温度変化を精度よく推定することができる。従って、上記方法によれば燃料噴射弁に流入する燃料の熱授受を精度よくモデル化することができ、燃料噴射弁の温度を精度よく推定することができるようになる。ちなみに、燃料噴射量が増大すると燃料配管内の燃料の流量は増大するため、同流量は燃料噴射量に基づいて算出することができる。
【００１５】
ここで、燃料配管の雰囲気温度、すなわち燃料配管の周囲の空気の温度等に所定の係数を乗算するなどして燃料配管の温度は推定することができる。そして、このように温度を推定することのできる燃料配管とその内部を流通する燃料との間では熱の授受が行われるため、燃料配管の雰囲気温度と燃料の流量とに基づいて燃料配管内の燃料温度はさらに精度よく推定することができる。従って、請求項２に記載の発明によるように、前記燃料の流量に併せて前記燃料配管の雰囲気温度に基づいて前記燃料噴射弁の温度を推定する、といった方法を採用することにより、燃料噴射弁の温度をさらに精度よく推定することができるようになる。
【００１６】
なお、燃料配管の雰囲気温度としては大気の温度の他に、請求項３に記載の発明によるように、前記燃料配管の雰囲気温度を吸気温に基づいて推定する、といった方法を採用することもできる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法において、前記燃料噴射弁の噴射孔が形成された本体の温度を前記推定される燃料の温度と同燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度とに基づいて推定するとともに、前記噴射孔を開閉する弁体の温度を前記推定される燃料の温度に基づいて前記本体とは各別に推定することをその要旨とする。
【００１８】
燃料噴射弁の弁体は燃料に囲まれているため、同弁体の温度は燃料噴射弁に流入する燃料の温度に基づいて推定することができる。ここで、上述したように請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法によれば、燃料噴射弁に流入する燃料の温度を精度よく推定することができるため、上記方法によれば弁体の温度を精度よく推定することができるようになる。
【００１９】
他方、燃料噴射弁の本体では、その内部の燃料及び同燃料噴射弁が取り付けられた部位との間で熱の授受が行われる。ここで、燃料噴射弁内の燃料の温度は上述したような温度推定方法によって精度よく推定することができる。また、同燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度、例えば機関本体の温度等は所定のパラメータに基づいて推定することができる。従って、推定された燃料温度及び燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度といったパラメータを用いることにより、燃料噴射弁本体の熱授受を精度よくモデル化することができ、同本体の温度も精度よく推定することができるようになる。
【００２０】
ここで、燃料噴射弁の開弁時にあって、弁体と本体との間に生じる隙間が温度の影響を受けて変化し、これによって燃料噴射弁の温度特性が変化する場合でも、上記方法によれば本体の温度と弁体の温度とを精度よく推定することができる。従って、本体や弁体の熱膨張量・熱収縮量を精度よく推定することができ、このような温度特性の変化を好適に把握することができる。ちなみに、推定された本体温度を所定の係数に基づいて補正することにより、燃料噴射弁の先端温度を推定することもできる。
【００２１】
なお、燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度は、請求項５に記載の発明によるように、冷却水温に基づいて推定することができる。
また、請求項６に記載の発明によるように、前記推定された弁体の温度と本体の温度との差を算出することにより、同弁体の温度と本体の温度との差を推定する、といった方法を採用することにより、燃料温度の推定誤差等の影響が極力排除された両者の温度差を推定することができ、その推定精度を好適に確保することができるようになる。ひいては上述したような本体及び弁体の熱膨張・熱収縮に起因する上記隙間の変化量をより好適に把握することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法に適用される。そして、前記燃料配管において、同燃料配管の雰囲気温度をその配管温度とすることのできる部位から前記燃料噴射弁までを複数の燃料温度推定領域に分割し、上流側の燃料温度推定領域において推定された燃料の温度をその直後の下流側の燃料温度推定領域における燃料の温度の推定に用いるパラメータとして追加することをその要旨とする。
【００２３】
同方法によれば、燃料配管の上流側から下流側にかけて複数の燃料温度推定領域が設定され、上流側の燃料温度推定領域において推定された燃料温度がその直後の下流側の燃料温度推定領域における燃料温度の推定に順次反映されていく。従って、燃料配管の全長方向における温度分布に対応させて各領域の燃料温度を精度よく推定することができ、ひいては燃料噴射弁に流入する燃料の温度もより精度よく推定することができる。ここで、同構成では、同燃料配管の雰囲気温度をその配管温度とすることのできる部位を最も上流側の燃料温度推定領域に設定するようにしている。そのため、この燃料温度推定領域の燃料温度は容易に、かつ精度よく推定することができ、ひいては順次推定される下流側の各燃料温度推定領域における燃料温度も精度よく推定することができる。なお、「燃料配管の雰囲気温度をその配管温度とすることのできる部位」とは、両者の温度が略等しい部位のことをいう。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法において、前記燃料噴射弁が取り付けられる燃料分配管は燃料が分流される分岐部を有し、同分岐部よりも下流側の燃料噴射弁に流入する燃料の温度の推定に際しては、前記燃料の流量を同分岐部で分流される燃料量の分配割合に基づいて補正することをその要旨とする。
【００２５】
上述したように、燃料配管内の燃料の流量増大に伴って燃料噴射弁に流入する燃料の温度は低くなる傾向にある。ここで、分岐部の下流側に設けられた燃料噴射弁には、同分流部での燃料量の分配割合に応じた燃料が導入される。従って、燃料分配管の分岐部よりも下流側の燃料噴射弁に流入する燃料の温度の推定に際して、燃料の流量が分岐部で分流される燃料量の分配割合に基づいて補正される上記方法によれば、分岐部よりも下流側に設けられた燃料噴射弁に流入する燃料の温度も精度よく推定することができるようになる。
【００２６】
ここで、上記燃料分配管が分岐部において、燃料の流れ方向の変化度合が小さい燃料配管と、これに比べて同変化度合の大きい燃料配管とに分岐される場合には、分流される前の燃料の流量が増大するほど、燃料の流れ方向の変化度合が小さい燃料配管の方へより多くの燃料が流入するようになる。従って、請求項９に記載の発明によるように、上記分配割合は燃料の流量に基づいて設定することができる。なお、この際には、種々の燃料流量に対応した分配割合を予め設定しておくといった態様や、燃料流量をパラメータとした近似式を用いて分配割合を算出するといった態様により、同分配割合を設定することができる。
【００２７】
このように請求項１〜８のいずれかに記載の方法によれば、燃料噴射弁に流入する燃料の熱授受を精度よくモデル化することができ、燃料噴射弁の温度を精度よく推定することができる。従って、請求項１０に記載の方法によるように、上記燃料噴射弁が内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射供給する筒内噴射用燃料噴射弁であっても、すなわち吸気通路に燃料を噴射供給する吸気系用の燃料噴射弁と比較して、温度が高くなりやすい筒内噴射用の燃料噴射弁であっても、その温度を精度よく推定することができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、燃料噴射弁の噴射量補正方法であって、請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法によって推定された燃料噴射弁の温度に基づき、機関負荷に応じた燃料噴射弁の噴射量を補正することをその要旨とする。
【００２９】
同方法によれば上述したような温度推定方法によって精度よく推定される燃料噴射弁の温度に基づいて燃料噴射弁の噴射量が補正される。そのため、燃料噴射弁の温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下を抑制することができるようになる。
【００３０】
特に、請求項４〜６のいずれかに記載の燃料噴射弁の温度推定方法が適用された燃料噴射弁の噴射量補正方法にあっては、燃料噴射弁の開弁時にあって、弁体と燃料噴射弁本体との間に生じる隙間が温度の影響を受けて変化し、これによって燃料噴射弁の温度特性が変化したとしても、その変化分に対応した燃料噴射量の補正を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる燃料噴射弁の温度推定方法、及び同温度推定方法を用いた燃料噴射弁の噴射量補正方法を具体化した第１の実施形態について、図１〜図６を併せ参照して説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態にかかる内燃機関の燃料噴射装置が適用されるＶ型６気筒の内燃機関１０、及び同内燃機関１０を搭載した車両１についてその燃料配管を概略的に示している。
【００３３】
同図１に示されるように、車両１の前方に形成されたエンジンルーム２には、内燃機関１０が搭載されている。一方、車両１の後方には燃料タンク５４が取り付けられている。この燃料タンク５４内には、燃料を送油する燃料ポンプ５３が取り付けられている。燃料ポンプ５３は低圧燃料配管４９を介して高圧ポンプ５２に接続されている。高圧ポンプ５２は、高圧燃料配管５０を介してデリバリパイプ５１に接続されている。このデリバリパイプ５１は燃料分配管であり、複数の燃料噴射弁２０が設けられている。
【００３４】
図２は、内燃機関１０及びその周辺構成を模式的に示している。
同図２に示されるように、内燃機関１０はシリンダヘッド１１と、複数のシリンダ１２が形成されたシリンダブロック１３とを備えている。各シリンダ１２内にはピストン１４が往復動可能に設けられている。このピストン１４と、シリンダ１２の内壁及びシリンダヘッド１１とによって燃焼室１５が形成されている。
【００３５】
シリンダヘッド１１には、燃焼室１５内に燃料を直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁２０と、燃焼室１５内の混合気に点火する点火プラグ２２とが各気筒、すなわち第１気筒＃１〜第６気筒＃６に対応してそれぞれ設けられている。なお、図２では第１気筒＃１の構成を示しているが、他の気筒の構成もこれと同様である。また、この燃料噴射弁２０は、先の図１１に示した燃料噴射弁と同一の構造となっている。
【００３６】
すなわち、同図１１に示したように、燃料噴射弁の本体２０ａ内には空間が形成されており、この空間は燃料で満たされている。また、本体２０ａの先端部分は燃焼室１５に露出されており、また同先端部分には燃料の噴射孔２０ｃが形成されている。同噴射孔２０ｃにあって本体２０ａの内部空間側の開口部は弁座部２０ｄを形成しており、弁体であるニードル弁２０ｂの先端部分が弁座部２０ｄに当接されることによって、噴射孔２０ｃは閉塞され、燃料噴射弁は閉弁状態にされる（図１１に二点鎖線で示す状態）。一方、ニードル弁２０ｂがアクチュエータの駆動によってリフトされると（図１１に実線で示す状態）、すなわち開駆動されると、ニードル弁２０ｂの先端部分が弁座部２０ｄから離間して噴射孔２０ｃは開口され、燃料噴射弁は開弁状態にされる。そして、本体２０ａ内の燃料は、ニードル弁２０ｂの先端部分と弁座部２０ｄとの間に生じる隙間ＣＬを介して噴射孔２０ｃから噴射される。また、後述する制御装置４０によるアクチュエータの駆動制御によって燃料噴射弁２０の開弁時間が調整され、これにより燃料噴射量は調量される。
【００３７】
上述したように、燃料噴射弁２０は高圧燃料配管５０を介してデリバリパイプ５１に接続されており、同デリバリパイプ５１から燃料が供給される。このデリバリパイプ５１は並設された２本のパイプ、及び各パイプを連通する１つの連通パイプから構成されており、その形状は略Ｕ字型形状とされている。そして、一方のパイプには、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第５気筒＃５にそれぞれ対応する燃料噴射弁２０が接続されている。また他方のパイプには、第２気筒＃２、第４気筒＃４、第６気筒＃６にそれぞれ対応する燃料噴射弁２０が接続されている。デリバリパイプ５１には内燃機関１０のカムシャフト１７によって駆動される機関駆動式の高圧ポンプ５２が接続されている。燃料タンク５４の燃料は、電動式の燃料ポンプ５３によってこの高圧ポンプ５２に圧送され、更に同高圧ポンプ５２によって高圧に加圧された後、デリバリパイプ５１に供給される。燃料噴射弁２０からはこのデリバリパイプ５１内の燃料圧力と略等しい圧力をもって燃料が噴射される。また、高圧ポンプ５２における燃料圧送量の調量を通じてデリバリパイプ５１内の燃料圧力、即ち燃料噴射弁２０の燃料噴射圧が調節される。また、デリバリパイプ５１には、圧送された燃料を燃料タンク５４に戻すためのリターン配管５５が接続されている。このリターン配管５５の途中には、リリーフバルブ５６が設けられている。このリリーフバルブ５６は、デリバリパイプ５１内の燃料圧力が所定の圧力を越えると開弁される。このように本実施形態では、燃料タンク５４、燃料ポンプ５３、低圧燃料配管４９、高圧ポンプ５２、高圧燃料配管５０、デリバリパイプ５１、各燃料噴射弁２０、リターン配管５５、リリーフバルブ５６等から燃料配管系は構成されている。
【００３８】
この内燃機関１０には、機関運転状態等を検出するための各種センサが設けられている。クランクシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転速度（機関回転速度）とその回転位相（クランク角）とを検出するためのクランク角センサ３０とが設けられている。また、カムシャフト１７の近傍には、カムシャフト１７の回転位相（カム角）を検出するカム角センサ３１が設けられている。更に、アクセルペダルの近傍にはその踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ３２が設けられ、吸気通路１８には吸入空気量を検出する吸入空気量センサ３４が設けられている。
【００３９】
また、シリンダブロック１３には、内燃機関１０の冷却水の温度（機関冷却水温）を検出する水温センサ３３が設けられている。更に、排気通路１９には排気の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する酸素センサ３５が取り付けられている。
【００４０】
これら各センサ３０〜３５の検出信号はいずれも、内燃機関１０の制御装置４０に取り込まれる。この制御装置４０は、各種制御プログラムや演算用マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリを備えている。制御装置４０は、上記各センサ３０〜３５等、各種センサからの検出信号に基づいて燃料噴射弁２０、点火プラグ２２、高圧ポンプ５２等を駆動することにより、燃料噴射制御、並びに点火時期等、各種機関制御を実行する。
【００４１】
さて、上述したように本実施形態における燃料噴射弁２０は、その先端部分が燃焼室１５に露出されており、燃焼室１５内の燃焼ガスに直接曝される。また、吸気通路１８に燃料を噴射供給する吸気系用の燃料噴射弁と比較して、その取り付け位置が燃焼室１５により近いこと等に起因して、同吸気系用の燃料噴射弁よりも本体２０ａの温度が高くなる傾向にある。そのため、先の図１１に示した隙間ＣＬが燃料噴射弁２０の温度によって変化し、燃料噴射弁２０の制御量（例えば開弁時間やアクチュエータの駆動量等）が同一であっても温度が異なれば燃料噴射量も異なるようになる。特に機関負荷が高い状態では、吸入空気量や燃料噴射量が増大されて燃焼室１５内の温度は上昇するため、本体２０ａの温度はさらに高くなりやすくなる。一方、機関負荷が高い状態では燃料噴射弁２０内により多くの燃料が流入するようになるため、この燃料に囲まれているニードル弁２０ｂの温度上昇は、本体２０ａの温度上昇と比較して、その温度上昇分は小さくなる。そのため、本体２０ａの温度とニードル弁２０ｂの温度との差が大きくなり、上記隙間ＣＬもより大きくなる。従って、燃料噴射弁の開弁時間が同一であっても機関負荷が高い状態では、同負荷が低い場合と比較して、燃料噴射量はより多くなる。
【００４２】
このような燃料噴射弁の温度特性の変化は燃料噴射量の制御精度を低下させる要因となるが、同温度特性はニードル弁２０ｂや本体２０ａの温度と関係があるため、これらの温度を把握することができればその変化度合を推定することができる。ちなみに、ニードル弁２０ｂは燃料噴射弁２０内にあって燃料に囲まれているため、燃料噴射弁２０内の燃料温度とニードル弁２０ｂの温度とはほぼ一致する。そこで、本実施形態では以下のようにして、燃料噴射弁２０の本体２０ａの温度（本体温度）Ｔｉ、及びニードル弁２０ｂの温度とほぼ一致する燃料噴射弁２０内の燃料温度Ｔｆを精度よく推定するようにしている。
【００４３】
まず、本実施形態における燃料噴射弁の温度推定方法、具体的には本体温度Ｔｉ及び燃料温度Ｔｆの推定方法について、図３〜図５を併せ参照して説明する。
本実施形態では燃料温度Ｔｆの推定に際して、図３に示すように燃料配管を燃料の流れ方向に連なる複数の領域（本実施形態では５つの領域）に分割し、各領域毎に燃料温度を推定するようにしている。具体的には、燃料の流れ方向にあって上流側から順次、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域Ｅといった燃料温度推定領域を設定するようにしている。領域Ｂ〜領域Ｅはエンジンルーム２内の燃料配管における領域とし、特に領域Ｅは燃料噴射弁２０に相当する領域として設定されている。従って、この領域Ｅの燃料が燃料噴射弁２０に流入し、同領域Ｅの燃料温度ＴｆＥが上述した燃料噴射弁２０内の燃料温度Ｔｆとなる。一方、領域Ａはエンジンルーム２の外側の燃料配管における領域として設定されている。従って、この領域Ａの燃料配管の温度は、領域Ａの雰囲気温度、すなわち燃料配管の周囲における空気の温度とすることができ、領域Ａにおける燃料配管の雰囲気温度と配管温度とは略等しくなっている。
【００４４】
一方、図４は燃料噴射弁２０の本体２０ａにおける熱授受の態様を模式的に示している。なお、本実施形態では、燃料噴射弁２０がシリンダヘッド１１に取り付けられている。そのため、熱授受のモデル化に際しては、本体２０ａ周辺のシリンダヘッド１１及び本体２０ａを１つの部材とし、まとめてモデル化するようにしている。
【００４５】
同図４に示すように、冷却水から本体２０ａ及びシリンダヘッド１１へは熱伝達が起きる（この熱伝達量をΔＱ１［Ｊ／ｓ］とする）。また、本体２０ａ及びシリンダヘッド１１から燃料噴射弁２０内に流入した燃料へは熱伝達が起こる（この熱伝達量をΔＱ２［Ｊ／ｓ］とする）。また、本体２０ａ及びシリンダヘッド１１から本体２０ａの雰囲気には熱伝達が起きる（この熱伝達量をΔＱ３［Ｊ／ｓ］とする）。従って、本体２０ａにおける熱授受は次の［数１］に示すモデル式で表すことができる。
【００４６】
【数１】
2005180352.tif 000003
なお、各熱伝達量ΔＱ１、ΔＱ２、ΔＱ３は次の［数２］〜［数４］にてそれぞれ表すことができる。
【００４７】
【数２】
2005180352.tif 000004
【００４８】
【数３】
2005180352.tif 000005
【００４９】
【数４】
2005180352.tif 000006
ここで、本体雰囲気温度Ｔｉｒｏｕｎｄと前回推定された燃料噴射弁の本体温度Ｔｉｏｌｄとはほぼ等しいと考えることができるため、上記熱伝達量ΔＱ３は「ΔＱ３＝０」になる。
【００５０】
そして、上記［数１］に［数２］、［数３］を代入するとともに、適合係数Ｋ１、Ｋ２を、「Ｋ１＝（ｈｉ１・Ｓｉ１）／（Ｍｉ・Ｃｉ）」、「Ｋ２＝（ｈｉ２・Ｓｉ２）／（Ｍｉ・Ｃｉ）」と定義すると、［数１］は次の［数５］のようになる。
【００５１】
【数５】
2005180352.tif 000007
この［数５］を用いて燃料噴射弁２０の本体温度Ｔｉを推定することができる。すなわち燃料噴射弁２０内の燃料の温度に相当する領域Ｅの燃料温度ＴｆＥと、燃料噴射弁２０が取り付けられた部位の温度を推定することのできる冷却水温ＴＨＷとをパラメータとして燃料噴射弁２０の本体温度Ｔｉは推定することができる。なお、領域Ｅの燃料温度の推定については後述する。
【００５２】
他方、図５は燃料配管内の燃料における熱授受の態様を模式的に示している。なお、同図５では上記各領域Ｂ〜Ｅでの熱授受を概念化しており、領域Ｘとは領域Ｂ〜Ｅのうちのいずれかの１つの領域を示している（Ｘ＝Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）。
【００５３】
同図５に示すように、燃料配管の周囲の空気から燃料配管へは熱伝達が起きる（この熱伝達量をΔＱ５［Ｊ／ｓ］とする）。また、燃料配管から同配管の燃料へは熱伝達が起こる（この熱伝達量をΔＱ４［Ｊ／ｓ］とする）。また、燃料配管内を流通する燃料の温度は、燃料噴射弁２０から燃料タンク５４に向かうほど低くなる傾向にある。そのため、燃料配管内を流通する燃料の流量が増大すると、燃料噴射弁２０へは比較的温度の低い燃料がより多く流入するようになり、燃料噴射弁２０内に流入する燃料の温度、すなわち上記燃料温度Ｔｆは低くなる傾向にある。このように燃料の流量に基づいて燃料噴射弁２０に流入する燃料の温度変化を精度よく推定することができ、燃料配管内の燃料における熱授受は次の［数６］に示すようなモデル式で表すことができる。また燃料配管における熱授受は次の［数７］のようなモデル式で表すことができる。
【００５４】
ちなみに本実施形態において、各領域毎では配管温度と燃料温度とがほぼ等しいものと仮定している。
【００５５】
【数６】
2005180352.tif 000008
なお、燃料噴射量Ｑが増大すると燃料配管内の燃料の流量は増大する。すなわち燃料流量と燃料噴射量Ｑとは相関関係にあるため、本実施形態では燃料の流量を示すパラメータとして、機関負荷と機関回転速度等から算出される燃料噴射量Ｑを利用するようにしているが、もちろん、燃料噴射量Ｑに代えて燃料の流量そのものを用いるようにしてもよい。
【００５６】
【数７】
2005180352.tif 000009
また、各熱伝達量ΔＱ４ｘ、ΔＱ５ｘは次の［数８］、［数９］にてそれぞれ表すことができる。
【００５７】
【数８】
2005180352.tif 000010
【００５８】
【数９】
2005180352.tif 000011
なお、配管雰囲気温度Ｔｐｒｏｕｎｄは次の［数１０］にて推定することができる。
【００５９】
【数１０】
2005180352.tif 000012
そして、上記［数６］及び［数７］に示した各式の両辺を加算した式に、［数８］及び［数９］を代入するとともに、適合係数Ｋ３、Ｋ４を、「Ｋ３＝（ｈｄｘ・Ｓｄｘ）／（Ｍｄ・Ｃｄ＋Ｍｆ・Ｃｆ）」、「Ｋ４＝Ｃｆ／（Ｍｄ・Ｃｄ＋Ｍｆ・Ｃ）」と定義すると次の［数１１］が得られる。そしてこの［数１１］で示される式を用いて各領域における燃料温度Ｔｆｘを推定することができる。すなわち吸気温ＴＨＡと燃料噴射量Ｑとをパラメータとして各領域における燃料温度Ｔｆｘは推定することができる。
【００６０】
【数１１】
2005180352.tif 000013
そして、各領域Ｂ〜Ｅの燃料温度は［数１１］で示される式に基づき、次の［数１２］に示される各式によって推定することができる。
【００６１】
【数１２】
2005180352.tif 000014
また、本実施形態において、各領域毎では配管温度と燃料温度とがほぼ等しいものと仮定している。そして、領域Ａの燃料配管の温度は、領域Ａの雰囲気温度と略等しくなっているため、領域Ａの燃料温度ＴｆＡは上記［数１０］で示される式を領域Ａについて適用した次の［数１３］で示される式に基づき推定することができる。
【００６２】
【数１３】
2005180352.tif 000015
このように本実施形態では、燃料配管の上流側から下流側にかけて連続した複数の燃料温度推定領域が設定されており、上記［数１１］に示されるように、上流側の燃料温度推定領域において推定された燃料温度がその直後の下流側の燃料温度推定領域における燃料温度の推定に順次反映されていく。従って、燃料配管の全長方向における温度分布に対応させて各領域の燃料温度を精度よく推定することができ、ひいては燃料噴射弁内に流入する燃料温度もより精度よく推定することができる。また、燃料配管の雰囲気温度と同燃料配管の温度とが略等しい部位を最も上流側の燃料温度推定領域、すなわち領域Ａに設定するようにしている。そのため、この燃料温度推定領域の燃料温度は容易に、かつ精度よく推定することができ、ひいては順次推定される下流側の各燃料温度推定領域における燃料温度も精度よく推定することができる。
【００６３】
他方、上記［数５］に示される式から推定される本体温度Ｔｉ、上記［数１１］に示される式から推定される燃料温度Ｔｆｘはそれぞれ前回推定された温度を考慮して現在の温度を推定するようにしているが、この前回推定された温度については機関始動直前における推定値を初期値として設定することができる。この機関始動時における推定値は以下のようにして推定することができる。
［機関始動直前における各領域の燃料温度］
まず、機関始動直前では、「領域Ｘの現在の燃料温度Ｔｆｘ＝領域Ｘの前回の燃料温度Ｔｆｘｏｌｄ」であると仮定することができる。また、燃料噴射が実施される前であるため、「燃料噴射量Ｑ＝０」である。従って、上記［数１１］に示される式に「Ｔｆｘ＝Ｔｆｘｏｌｄ」及び「Ｑ＝０」を代入するとともに、機関始動直前の本体温度Ｔｉを始動時本体温度Ｔｉｓｔａｒｔとして「Ｔｉｏｌｄ」に代入し、Ｔｆｘについて解くと次の［数１３］に示される式が得られる。
【００６４】
【数１４】
2005180352.tif 000016
そして、［数１４］にて示される式において、機関始動直前の各領域Ｘの燃料温度Ｔｆｘを始動時燃料温度Ｔｆｘｓｔａｒｔとすると、各領域Ａ〜Ｅの始動時燃料温度Ｔｆｘｓｔａｒｔは次の［数１５］に示す各式から推定することができる。
【００６５】
【数１５】
2005180352.tif 000017
［機関始動直前における始動時本体温度］
まず、機関始動直前では、「現在の本体温度Ｔｉ＝前回の本体温度Ｔｉｏｌｄ」であると仮定することができる。また、上記［数５］に示される式における「ＴｆＥｏｌｄ」は上記「ＴｆＥｓｔａｒｔ」に等しい。従って、［数５］に示した式に対して「Ｔｉ＝Ｔｉｓｔａｒｔ」、「Ｔｉｏｌｄ＝Ｔｉｓｔａｒｔ」を代入するとともに、「ＴｆＥｏｌｄ」には上述した領域Ｅの始動時燃料温度ＴｆＥｓｔａｒｔの算出式を代入する。そして、こうした各値や式が代入された［数５］の式を、機関始動直前における始動時本体温度Ｔｉｓｔａｒｔについて解くと次の［数１６］で示される式が得られる。
【００６６】
【数１６】
2005180352.tif 000018
そして、この［数１６］に示される式に基づいて始動時本体温度Ｔｉｓｔａｒｔは推定することができる。
【００６７】
ここで、適合係数ＫＡ、ＫＢ、ＫＣ、ＫＤ、及びＫＥについては、本体温度Ｔｉや燃料温度Ｔｆｘが実際の温度に近づくように適合試験等を行い、その結果に基づいてそれぞれの値を実際に適合させてもよいが、領域Ａから領域Ｅに向かうほど、配管雰囲気温度Ｔｐｒｏｕｎｄに対する本体温度Ｔｉからの受熱影響度合は大きくなる傾向にある。そのため適合係数ＫＡ〜ＫＥは、「適合係数ＫＡ＜適合係数ＫＢ＜適合係数ＫＣ＜適合係数ＫＤ＜適合係数ＫＥ」といった傾向で順次大きい値となる。従って、適合係数ＫＡ及び適合係数ＫＥについては適合試験等の結果に基づいて実際に適合させる一方、他の適合係数ＫＢ、ＫＣ、ＫＤについては適合係数ＫＡと適合係数ＫＥとに基づいて算出するようにしてもよい。
【００６８】
また、適合係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、及びＫ４については、本体温度Ｔｉや燃料温度Ｔｆｘが実際の温度に近づくように適合試験等を行い、その結果に基づいてそれぞれの値を実際に適合させてもよいが、本実施形態における燃料配管系では各適合係数Ｋ１〜Ｋ４が三次曲線上の点として近似できることを本発明者は確認している。そのため、各適合係数Ｋ１〜Ｋ４を近似式によって算出するようにしてもよい。
【００６９】
次に、本実施形態における燃料噴射量制御について説明する。
［燃料噴射量の制御］
図６は、制御装置４０によって実行される燃料噴射量の算出についてその処理手順を示している。
【００７０】
本処理が開始されると、まず、上記［数１１］及び［数１３］に示される各式に関連するパラメータが読み込まれ、同［数１１］及び［数１３］に示される各式に基づき、各領域Ａ〜Ｅの燃料温度Ｔｆｘが推定される。そして、領域Ｅの燃料温度ＴｆＥが燃料噴射弁２０内の燃料温度Ｔｆ、すなわちニードル弁２０ｂの温度であるニードル弁温度Ｔｎとして推定・算出される（ステップＳ１１０）。
【００７１】
次に上記［数５］に示される式に関連するパラメータが読み込まれ、同［数５］に示される式に基づいて燃料噴射弁２０の本体温度Ｔｉが推定される（ステップＳ１２０）。
次に本体温度Ｔｉとニードル弁温度Ｔｎとの差ΔＴが算出され、この差ΔＴに基づいて温度補正係数ＫＴが算出される（ステップＳ１３０）。
【００７２】
この温度補正係数ＫＴは、次のような係数として算出される。すなわち、燃料噴射弁２０の開弁時にあって、ニードル弁２０ｂと本体２０ａの弁座部２０ｄとの隙間ＣＬが温度の影響を受けて変化し、これによって燃料噴射弁の温度特性が変化したとしても、その変化分に対応させて燃料噴射量の補正を行うために設定される補正係数である。
【００７３】
また、温度差ΔＴに基づいて温度補正係数ＫＴを算出するようにしているのは、次の理由による。すなわち、吸気温ＴＨＡに検出誤差が含まれる場合などには、燃料温度Ｔｆの推定精度が若干低下し、本体温度Ｔｉの推定精度もこの低下分に応じたものになるおそれがある。ここで、燃料温度Ｔｆ（＝ニードル弁温度Ｔｎ）と本体温度Ｔｉとの差を求めると、このような検出誤差や推定誤差の影響が極力抑えられたニードル弁２０ｂと本体２０ａとの温度差を推定することができる。すなわち、ニードル弁２０ｂ及び本体２０ａの各温度については若干推定精度が低下する場合でも、両者の温度差については精度よく推定することができるためである。そして、ひいては上述したような本体２０ａ及びニードル弁２０ｂの熱膨張・熱収縮に起因する上記隙間ＣＬの変化量をより精度よく把握することができるためである。
【００７４】
次に、次の［数１７］に示される式に基づいて最終的な燃料噴射量Ｑが算出され（ステップＳ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００７５】
【数１７】
2005180352.tif 000019
このように、本実施形態では、燃料噴射弁の温度特性の変化を考慮して燃料噴射量が算出されるため、燃料噴射弁の温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下が抑制される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）燃料噴射弁に流入する燃料の流量に基づいて燃料噴射弁の温度を推定するようにしている。従って、燃料噴射弁に流入する燃料の熱授受を精度よくモデル化することができ、同燃料噴射弁の温度を精度よく推定することができるようになる。
【００７７】
（２）燃料配管の雰囲気温度及び燃料の流量といったパラメータを用いて燃料噴射弁に流入する燃料の温度、換言すれば燃料配管内の燃料温度を推定するようにしている。そのため、同燃料配管内の燃料温度をさらに精度よく推定することができ、ひいては燃料噴射弁の温度をさらに精度よく推定することができるようになる。
【００７８】
（３）燃料噴射弁の温度推定に際して、特に燃料噴射弁の本体とニードル弁の温度を推定するようにしている。燃料噴射弁のニードル弁、すなわち弁体は燃料に囲まれているため、同ニードル弁の温度は燃料噴射弁に流入する燃料の温度、すなわち燃料噴射弁内の燃料の温度に基づいて推定することができる。ここで、上記実施形態では燃料噴射弁に流入する燃料の温度を精度よく推定することができるため、ニードル弁の温度を精度よく推定することができるようになる。
【００７９】
他方、燃料噴射弁の本体では、その内部の燃料及び燃料噴射弁が取り付けられた部位との間で熱の授受が行われる。ここで、上記実施形態では燃料噴射弁に流入する燃料の温度は上述したように精度よく推定することができる。また、同燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度、例えば機関本体の温度等は所定のパラメータに基づいて推定することができる。従って、推定された燃料温度及び燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度といったパラメータを用いて本体の温度を推定する上記実施形態によれば、本体の熱授受を精度よくモデル化することができ、同本体の温度も精度よく推定することができるようになる。
【００８０】
ここで、燃料噴射弁の開弁時にあって、ニードル弁と本体の噴射孔との間に生じる隙間が温度の影響を受けて変化し、これによって燃料噴射弁の温度特性が変化する場合でも、上記実施形態によれば本体の温度とニードル弁の温度とを精度よく推定することができる。従って、本体及びニードル弁の熱膨張量や熱収縮量を精度よく推定することができ、このような温度特性の変化を好適に把握することができる。
【００８１】
（４）燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度は冷却水温に基づいて推定することができる。そこで、冷却水温と上記推定された燃料温度とに基づいて燃料噴射弁本体の温度を推定するようにしている。そのため、燃料噴射弁本体の熱授受を精度よくモデル化することができ、同本体の温度を精度よく推定することができるようになる。
【００８２】
（５）推定されたニードル弁の温度と本体の温度との差を算出して、同ニードル弁の温度と本体の温度との差を推定するようにしている。従って、吸気温の検出誤差や燃料温度の推定誤差等の影響が極力排除された両者の温度差を推定することができ、その推定精度を好適に確保することができる。
【００８３】
（６）燃料配管を複数の燃料温度推定領域に分割し、上流側の燃料温度推定領域において推定された燃料温度をその直後の下流側の燃料温度推定領域における燃料温度の推定に順次反映されるようにしている。そのため、燃料配管の全長方向における温度分布に対応させて各領域の燃料温度を精度よく推定することができ、ひいては燃料噴射弁内の燃料温度もより精度よく推定することができる。
【００８４】
ここで、上記実施形態では、燃料配管の雰囲気温度と同燃料配管の温度とが略等しい部位を最も上流側の燃料温度推定領域に設定するようにしている。そのため、この燃料温度推定領域の燃料温度は容易に、かつ精度よく推定することができ、ひいては順次推定される下流側の各燃料温度推定領域における燃料温度も精度よく推定することができる。
【００８５】
（７）上記実施形態によれば燃料噴射弁内における燃料の熱授受、及び燃料噴射弁本体の熱授受を精度よくモデル化することができ、燃料噴射弁内のニードル弁及び燃料噴射弁本体の温度を精度よく推定することができる。従って、吸気通路に燃料を噴射供給する吸気系用の燃料噴射弁と比較して、その本体温度が高くなりやすい筒内噴射用の燃料噴射弁であっても、そのニードル弁温度と本体温度とを精度よく推定することができるようになる。
【００８６】
（８）上述したような態様で精度よく推定される燃料噴射弁の本体温度及びニードル弁温度に基づき、基本燃料噴射量を補正するようにしている。そのため、燃料噴射弁の温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下を抑制することができるようになる。
【００８７】
（９）特に、上述したような態様で推定される燃料噴射弁の本体温度及びニードル弁温度との差に基づいて基本燃料噴射量を補正するようにしている。そのため、燃料噴射弁の開弁時にあって、ニードル弁と燃料噴射弁本体との間に生じる隙間ＣＬが温度の影響を受けて変化し、これによって燃料噴射弁の温度特性が変化したとしても、その変化分に対応した燃料噴射量の補正を行うことができるようになる。
（第２の実施形態）
次に、この発明にかかる燃料噴射弁の温度推定方法、及び同温度推定方法を用いた燃料噴射弁の噴射量補正方法を具体化した第２の実施形態について、図７〜図１０を併せ参照して説明する。
【００８８】
上記第１の実施形態における内燃機関はＶ型６気筒の機関であったが、本実施形態では直列４気筒の内燃機関をその適用対象機関としている。また、第１の実施形態におけるデリバリパイプ５１は略Ｕ字型の形状をなしていたが、本実施形態における燃料分配管、すなわちデリバリパイプは図７に例図するように略梯子状の形状をなしている。そして、このようなデリバリパイプの構造の違いに基づく燃料流量の変化に対応させて、燃料温度の算出態様を変更するようにしている。本実施形態は、基本的にこれらの点を除いて第１の実施形態と同様である。そこで以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８９】
まずはじめに、デリバリパイプ７０の構造について説明する。
先の図７に示すように、本実施形態におけるデリバリパイプ７０は、並設された２本のパイプ７０ａ、７０ｂ、及び各パイプ７０ａ、７０ｂを連通する複数の連通パイプ７０ｃから構成されている。パイプ７０ａには高圧ポンプ５２が接続されている。またパイプ７０ａには、各気筒にそれぞれ対応した燃料噴射弁２０が設けられており、高圧ポンプ５２に近い側から順に第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０、第３気筒＃３用の燃料噴射弁２０、第２気筒＃２用の燃料噴射弁２０、第１気筒＃１用の燃料噴射弁２０が設けられている。また、パイプ７０ａにおいて各燃料噴射弁２０が接続される部位の近傍には、上記連通パイプ７０ｃがそれぞれ接続されており、同連通パイプ７０ｃが接続された部位は、デリバリパイプ７０内の燃料を分流する分岐部を構成している。
【００９０】
図８は、デリバリパイプ７０にあって第４気筒＃４及び第３気筒＃３用の燃料噴射弁２０が取り付けられた部位の部分断面図、及び同部位における燃料の流動態様を模式的に示している。同図８に示すように、高圧ポンプ５２から送油された燃料は、第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０が設けられた部位近傍の分岐部７０ｄにて分流され、一部の燃料は連通パイプ７０ｃへ流入する。また、残りの燃料のうちの大部分は、同分岐部７０ｄよりも下流側のパイプ７０ａへ流入し、極少量の燃料が第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０へ流入する。このように、分岐部７０ｄの下流側における燃料流量と、その上流側における燃料流量とは異なるようになる。そこで本実施形態では、分岐部７０ｄの上流側を上述した領域Ｅとして設定するとともに、同分岐部７０ｄよりも下流側を新たな領域Ｆとして追加設定するようにしている。そして、領域Ｅの燃料が第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０内に流入する一方、領域Ｆの燃料が第１気筒＃１〜第３気筒＃３用の燃料噴射弁２０内に流入するものとしている。
【００９１】
まず、第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０内には領域Ｅの燃料は流入するため、同燃料噴射弁内の燃料温度Ｔｆ及び本体温度Ｔｉは第１の実施形態と同様な態様、すなわち次の［数１８］に示す各式からそれぞれ推定することができる。
【００９２】
【数１８】
2005180352.tif 000020
他方、分岐部７０ｄでの燃料の分配割合について、領域Ｆに流入する燃料の分配割合を分配割合αとすると、領域Ｆの燃料が流入する燃料噴射弁内の燃料温度Ｔｆは次の［数１９］に示される式から推定することができる。
【００９３】
【数１９】
2005180352.tif 000021
この［数１９］に示される式は上記［数１１］に示した式において、領域Ｘを領域Ｆとして設定するとともに、燃料噴射量Ｑに分配割合αを乗算したものである。
【００９４】
このように、分岐部の下流側に設けられた燃料噴射弁には同分流部での燃料量の分配割合に応じた燃料が導入されることを考慮している。すなわち本実施形態では、燃料の流量（＝燃料噴射量）、及び配管雰囲気温度（{KF・Tiold＋(1−KF)・THA}）に加え、さらに分岐部で分流される燃料量の分配割合αに基づいて燃料噴射弁内の燃料温度を推定するようにしている。従って、分岐部の下流側に設けられた燃料噴射弁内の燃料温度も精度よく推定することができる。
【００９５】
ここで、デリバリパイプ７０は分岐部７０ｄにおいて、燃料の流れ方向の変化度合が小さいパイプ７０ａと、これに比べて同変化度合の大きい連通パイプ７０ｃとに分岐される。この場合には、分流される前の燃料の流量が増大するほど、燃料の流れ方向の変化度合が小さいパイプ７０ａの方へより多くの燃料が流入するようになる。従って、上記分配割合αは燃料の流量、すなわち燃料噴射量Ｑに基づいて設定することができる。
【００９６】
例えば、燃料噴射量Ｑが増大するほど分配割合αが大きくなるように、図９に例図するような種々の燃料噴射量Ｑに対応した分配割合αを予め設定しておくことにより、分配割合αは設定することができる。なお、本実施形態にあっては、燃料流量と相関関係にある燃料噴射量Ｑをパラメータとした近似式である次の［数２０］に示される式を用いて分配割合αを算出することができることを本発明者は確認している。具体的には、燃料噴射量Ｑと分配割合αとの関係はＳｉｇｍｏｉｄ関数を用いて表すことができることを確認している。そこで本実施形態では、［数２０］に示される式を用いて分配割合αを設定するようにしている。図１０はこの近似式で表される燃料噴射量Ｑと分配割合αとの対応関係をグラフで示している。
【００９７】
【数２０】
2005180352.tif 000022
ここで、「ｅ」は自然対数の底であり、その値は「ｅ＝２．７１８２…」となる無理数である。また、Ｋα２は「分配割合α＝１／２」のときの燃料噴射量Ｑであり、Ｋα１はそのときのグラフの傾きを示している。
【００９８】
他方、領域Ｆの燃料が流入する燃料噴射弁の本体温度Ｔｉは、上記［数５］に示した式における「TfEold」を、前回推定された領域Ｆの燃料温度である「TfFold」に置き換えた次の［数２１］に示す式から推定することができる。
【００９９】
【数２１】
2005180352.tif 000023
また本実施形態においても、領域Ａ〜領域Ｄにおける燃料温度、及び機関始動直前の各領域における燃料温度、及び機関始動直前における各燃料噴射弁２０の本体温度は、第１の実施形態と同様な態様で推定している。
【０１００】
そして、先の図６に示したような燃料噴射量算出処理の実行に際しては、こうして推定された第１気筒＃１〜第４気筒＃４用の燃料噴射弁２０の本体温度Ｔｉ、及び同燃料噴射弁２０内の燃料温度Ｔｆ、すなわちニードル弁温度Ｔｎを用いるようにしている。従って、第１気筒＃１〜第４気筒＃４用の各燃料噴射弁２０について、その温度特性の影響による燃料噴射量の制御精度の低下が抑制される。
【０１０１】
なお、本実施形態においては、第１気筒＃１及び第２気筒＃２用の燃料噴射弁２０についての本体温度及び燃料温度（＝ニードル弁温度）も上記［数２１］及び［数１９］に示した各式を用いて精度よく推定することができることを本発明者は確認しているが、まず各分岐部での燃料の分配割合を求める。そしてこの各分配割合に基づいて、第１気筒＃１及び第２気筒＃２用の燃料噴射弁２０についての本体温度及び燃料温度をそれぞれ推定するようにすることで、更なる推定精度の向上を図ることができる。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態によって得られる効果に加え、さらに次のような効果も得ることができる。
（１）燃料配管内の燃料の流量増大に伴って燃料噴射弁に流入する燃料の温度は低くなる傾向にある。一方、燃料噴射弁が接続される燃料分配管にあって、燃料を分流する分岐部が設けられている場合には、その分岐部より下流側にある燃料噴射弁には、分岐部での分配割合に応じた燃料が流入する。そこで、上記実施形態では、燃料の流量の相関関係にある燃料噴射量、及び燃料配管の雰囲気温度に加え、さらに分岐部で分流される燃料量の分配割合に基づいて、分岐部より下流側に設けられた燃料噴射弁内の燃料温度を推定するようにしている。そのため、分岐部の下流側に設けられた燃料噴射弁内の燃料温度も精度よく推定することができ、ひいては燃料噴射弁本体の温度も精度よく推定することができる。
【０１０３】
（２）燃料分配管が分岐部において、燃料の流れ方向の変化度合が小さい燃料配管と、これに比べて同変化度合の大きい燃料配管とに分岐される場合には、分流される前の燃料の流量が増大するほど、燃料の流れ方向の変化度合が小さい燃料配管の方へより多くの燃料が流入するようになる。このような分配割合の傾向をふまえ、上記実施形態では燃料噴射量に基づいて分配割合を求めるようにしている。従って、同分配割合αを好適に設定することができる。また、燃料噴射量と分配割合との対応関係を近似した関数式を用いて、分配割合αを算出するようにしている。そのため、燃料噴射量と分配割合との対応関係を求めるに際して、その適合に要する工数を低減させることもできる。
【０１０４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記第１の実施形態では燃料配管を５つの領域に分割し、上記第２の実施形態では燃料配管系を６つの領域に分割したが、これら分割数は適宜変更して実施することができる。
【０１０５】
・また、燃料配管を複数の領域に分割することなく、燃料噴射弁に流入する燃料の温度を少なくとも燃料配管の雰囲気温度と同配管内を流通する燃料の流量とに基づいて推定し、この推定された燃料温度を燃料噴射の弁体温度とする。また、燃料噴射弁の本体温度をこの推定された燃料温度と同燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度とに基づいて推定するようにしてもよい。この場合において、燃料配管の雰囲気温度、同配管内を流通する燃料の流量、燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度等は上記第１の実施形態と同様な態様で把握することができる。
【０１０６】
・第１の実施形態では、略Ｕ字形状をなすデリバリパイプ５１に本発明を適用したが、燃料配管内の燃料を燃料噴射弁に分配する燃料分配管に燃料を分流させる分岐部が設けられていないものにあっては、第１の実施形態における各適合係数を適宜適合させることによって、同様な効果を得ることができる。
【０１０７】
・第２の実施形態では、略梯子形状をなすデリバリパイプ７０に本発明を適用したが、燃料配管内の燃料を燃料噴射弁に分配する燃料分配管に燃料を分流させる分岐部が設けられたものにあっては、第２の実施形態における各適合係数及び分配割合を適宜適合させることによって、同様な効果を得ることができる。
【０１０８】
・上記各実施形態では、燃料噴射弁の本体温度と弁体温度（すなわちニードル温度）との差に基づいて燃料噴射量を補正することにより、上記隙間ＣＬの変化に起因する燃料噴射弁の温度特性の変化を補償するようにした。ここで、本発明によれば燃料噴射弁の本体温度、弁体温度、燃料配管内の燃料温度を精度よく推定することができるため、これらの値を用いて、他の要因に起因する燃料噴射弁の温度特性の変化を補償するようにしてもよい。例えば、温度に起因する燃料密度の変化を要因とする燃料噴射弁の温度特性の変化や、温度に起因するベーパ発生量の変化を要因とする燃料噴射弁の温度特性の変化等も精度よく推定された上記各温度を用いて燃料噴射量を補正することにより、好適にその温度特性の変化を補償することができる。
【０１０９】
・上記分配割合は固定値として設定するようにしてもよい。
・上記各実施形態における燃料噴射弁の弁体はニードル弁であったが、燃料噴射弁の噴射孔を開閉する弁体を有する燃料噴射弁であれば本発明は同様に適用することができる。
【０１１０】
・上記各実施形態では、燃料配管の雰囲気温度を吸気温に基づいて算出するようにしたが、その他のパラメータ（例えば大気の空気温度）を用いて算出するようにしてもよい。また、燃料配管内を流通する燃料の流量を燃料噴射量から算出するようにしたが、これも他のパラメータを用いて算出するようにしてもよい。また、燃料噴射弁が取り付けられた部位の温度を冷却水温に基づいて推定するようにしたが、これも他のパラメータ（例えば機関本体の温度等）を用いて算出するようにしてもよい。
【０１１１】
・上記各実施形態では、燃料噴射弁２０の温度について、特に本体温度Ｔｉ及びニードル弁温度Ｔｎをそれぞれ推定するようにしたが、燃料噴射弁２０に流入する燃料温度に基づいて燃料噴射弁２０全体としての温度を推定するようにしてもよい。
【０１１２】
・上記各実施形態にて推定される本体温度Ｔｉを所定の係数に基づいて補正することにより、燃料噴射弁２０の先端温度を推定することもできる。
・上記各実施形態では筒内噴射用の燃料噴射弁を本発明の適用対象としたが、吸気通路に燃料を噴射供給する吸気系用の燃料噴射弁にも本発明は同様に適用することができる。
【０１１３】
・第１の実施形態ではＶ型６気筒の内燃機関、第２の実施形態にあっては直列４気筒の内燃機関に本発明を適用したが、この他のシリンダ配置及び気筒数を有する内燃機関であっても、本発明は同様に適用することができる。また、点火プラグにて混合気を点火するガソリン機関のみならず、ディーゼル機関にも本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明にかかる燃料噴射弁の温度推定方法及び同温度推定方法を用いる燃料噴射弁の噴射量補正方法の第１の実施形態について、これが適用される内燃機関が搭載される車両の燃料配管を例示する概略図。
【図２】同実施形態における内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図３】同実施形態における燃料配管内の燃料温度推定態様を説明する概念図。
【図４】燃料噴射弁本体における熱授受の態様を示す概念図。
【図５】燃料配管内の燃料における熱授受の態様を示す概念図。
【図６】同実施形態における燃料噴射量の算出処理についてその手順を示すフローチャート。
【図７】第２の実施形態におけるデリバリパイプの構造を示す概略図。
【図８】第２の実施形態における燃料配管内の燃料温度推定態様を説明する概念図。
【図９】同実施形態において、燃料噴射量と分配割合との対応関係を示すグラフ。
【図１０】同実施形態において、近似式による燃料噴射量と分配割合との対応関係を示すグラフ。
【図１１】燃料噴射弁の先端部の断面構造を示す模式図。
【符号の説明】
【０１１５】
１…車両、２…エンジンルーム、１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダ、１３…シリンダブロック、１４…ピストン、１５…燃焼室、１７…カムシャフト、１８…吸気通路、１９…排気通路、２０…燃料噴射弁、２０ａ…本体、２０ｂ…ニードル弁、２０ｃ…噴射孔、２０ｄ…弁座部、２２…点火プラグ、３０…クランク角センサ、３１…カム角センサ、３２…アクセルセンサ、３３…水温センサ、３４…吸入空気量センサ、３５…酸素センサ、４０…制御装置、４９…低圧燃料配管、５０…高圧燃料配管、５１…デリバリパイプ、５２…高圧ポンプ、５３…燃料ポンプ、５４…燃料タンク、５５…リターン配管、５６…リリーフバルブ、７０…デリバリパイプ、７０ａ、７０ｂ…パイプ、７０ｃ…連通パイプ、７０ｄ…分岐部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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