(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプに連結された連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプに燃料供給する内燃機関に適用され、前記デリバリパイプに接続された各インジェクタを燃料の噴射時間に基づき制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記デリバリパイプのいずれかの燃圧を検出する検出手段と、
その検出対象となる所定のデリバリパイプに前記連結パイプを通じて連結された他のデリバリパイプの燃圧を前記検出手段の検出値と機関運転状態とに応じて推定する推定手段と、
前記所定のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出する燃圧に基づいて算出するとともに、前記他のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記推定手段の推定する燃圧に基づいて算出する算出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
複数のデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプに連結された連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプに燃料供給する内燃機関に適用され、前記デリバリパイプに接続された各インジェクタを燃料の噴射時間に基づき制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記デリバリパイプのいずれかの燃圧を検出する検出手段と、
その検出対象となる所定のデリバリパイプと前記連結パイプを通じてその所定のデリバリパイプに連結された他のデリバリパイプとの燃圧差を機関運転状態に応じて推定する推定手段と、
前記所定のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出値に基づいて算出するとともに、前記他のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出値と前記推定手段の推定する燃圧差とに基づいて算出する算出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記推定手段は、燃料の要求噴射量及び機関回転速度を前記機関運転状態として前記推定を行う
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記推定手段は、燃料の要求噴射量及び機関回転速度を前記機関運転状態として、それら要求噴射量及び機関回転速度の積算値の二乗に比例する値として前記燃圧差を推定する
請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置、特に複数のデリバリパイプを備える内燃機関に適用されて好適な燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば筒内噴射式内燃機関のようにインジェクタへの供給燃料に高い燃圧（燃料圧力）が要求される内燃機関では、燃料タンクから送られた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してデリバリパイプに供給することで、必要な燃圧を確保するようにしている。
【０００３】
一方、例えばＶ型シリンダ配列の内燃機関などのように、機関の有する複数のシリンダが２つ若しくはそれ以上のバンクに分散して配列された内燃機関では、各バンクそれぞれに個別のデリバリパイプを配設することがある。そして、例えば特開２０００−１９２８７２号公報にみられるように、各バンクのデリバリパイプを、連結パイプを通じて連結した構成の燃料供給系も提案されている。
【０００４】
この燃料供給系では、各バンクのデリバリパイプの１つには高圧燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプから上記連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプへと燃料供給している。そしてこれにより、１つの高圧燃料ポンプで複数のデリバリパイプへの燃料供給が可能となり、燃料供給系の構成の簡易化が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように連結パイプを通じて複数のデリバリパイプを連結した構成の燃料供給系にあっては、次のような問題も無視し難いものとなる。
【０００６】
インジェクタからの燃料の噴射時間に応じて設定される各気筒への燃料噴射量は、そのインジェクタの接続されたデリバリパイプの燃圧によって影響を受ける。このため、各気筒のインジェクタの噴射時間は、デリバリパイプの燃圧に基づいて算出されている。
【０００７】
ところが、上記構成の燃料供給系では、連結パイプでの燃料の輸送遅れ等に起因して、各デリバリパイプ間に燃圧差が生じるようになる。このため、デリバリパイプのいずれかに燃圧センサを設け、その検出値に基づいて上記燃料噴射時間を算出したのでは、バンク毎に燃料噴射量のばらつきが生じ、空燃比制御の精度低下やトルク変動の悪化などの不具合を招くおそれがある。特に、インジェクタへの供給燃料の燃圧が高い場合には、燃圧による燃料噴射量の変化量が大きく、そうした燃圧差が燃料噴射量の制御精度に著しい低下をもたらす懸念がある。
【０００８】
勿論、デリバリパイプ毎に燃圧センサをそれぞれ設け、インジェクタからの燃料噴射時間を、各対応する燃圧センサの検出値に応じてバンク毎に別途算出すれば、そうした不具合を回避することはできる。しかしながら、それでは燃料供給系に複数の燃圧センサが必要となるとともに、燃料シール部位の増加に伴ってシール性の保証も必要となり、コストの増大を招いてしまう。また更には、各バンクのデリバリパイプにそれぞれ燃圧センサやその配線等を設けるためのスペースを確保する必要があり、その設計が困難ともなる。
【０００９】
また更に、上記公報に記載の燃料供給系には、以下のように、デリバリパイプ間の燃圧差の更なる拡大を招く要素がその構成に含まれている。
こうした燃料供給系では、高圧燃料ポンプからの燃料圧送やインジェクタからの燃料噴射による燃圧脈動がトリガとなって圧力共振現象が発生する。そこで、上記公報に記載の燃料供給系では、上記デリバリパイプ間を連結パイプによって連結するに当たり、絞りを介することで、燃圧脈動を緩和するようにしている。このように、絞りを介して連結する構成とすれば、デリバリパイプ間の燃料の流動抵抗が増大し、更なる燃圧差の拡大を招く。よって、上記のようにデリバリパイプ間に絞りを介設する構成では、上記問題は更に深刻なものとなる。
【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、構成の複雑化を招くことなく、デリバリパイプ間の燃圧差による燃料噴射量のばらつきを好適に回避することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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］
請求項１に記載の発明は、複数のデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプに連結された連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプに燃料供給する内燃機関に適用され、前記デリバリパイプに接続された各インジェクタを燃料の噴射時間に基づき制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デリバリパイプのいずれかの燃圧を検出する検出手段と、その検出対象となる所定のデリバリパイプに前記連結パイプを通じて連結された他のデリバリパイプの燃圧を前記検出手段の検出値と機関運転状態とに応じて推定する推定手段と、前記所定のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出する燃圧に基づいて算出するとともに、前記他のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記推定手段の推定する燃圧に基づいて算出する算出手段とを備えるようにしたものである。
【００１２】
この構成では、複数設けられたデリバリパイプのうちのいずれかについては、燃料ポンプから燃料が直接供給される。そしてそのデリバリパイプから連結パイプを通じて、それ以外のデリバリパイプに更に燃料が供給されることとなる。このため、連結パイプでの燃料の輸送遅れ等に起因して各デリバリパイプ間に燃圧差が生じることとなる。
【００１３】
こうした燃圧差は、機関運転状態の関数として求まる。よって連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプのいずれか、少なくとも１つの燃圧さえ把握すれば、その他のデリバリパイプの燃圧も、その把握された燃圧と機関運転状態とから推定できる。
【００１４】
そこで上記構成では、複数のデリバリパイプのいずれかの燃圧を検出手段によって検出するとともに、その検出対象となる所定のデリバリパイプに連結パイプを通じて連結された他のデリバリパイプの燃圧を、検出手段の検出値と機関運転状態とに応じて推定するようにしている。
【００１５】
そして検出手段によって燃圧を直接検出する所定のデリバリパイプに接続されたインジェクタについては、その検出手段の検出した燃圧に基づいて噴射時間を算出している。更に検出手段によっては燃圧を直接検出しない他のデリバリパイプに接続されたインジェクタについては、上記推定された燃圧に基づいて噴射時間を算出している。
【００１６】
これにより、デリバリパイプ毎に燃圧の検出手段をそれぞれ設けずとも、デリバリパイプ間に燃圧差が生じたときであれ、接続されたデリバリパイプの燃圧にそれぞれ応じて各インジェクタの噴射時間を適切に設定可能となる。すなわち、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプの少なくとも１つに検出手段を設けた簡易な構成にあっても、各インジェクタの噴射時間を、それの接続されたデリバリパイプの燃圧に応じて適切に求めることができる。したがって、上記構成によれば、構成の複雑化を招くことなく、デリバリパイプ間の燃圧差による燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００１７】
［請求項２］
請求項２に記載の発明は、複数のデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプに連結された連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプに燃料供給する内燃機関に適用され、前記デリバリパイプに接続された各インジェクタを燃料の噴射時間に基づき制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デリバリパイプのいずれかの燃圧を検出する検出手段と、その検出対象となる所定のデリバリパイプと前記連結パイプを通じてその所定のデリバリパイプに連結された他のデリバリパイプとの燃圧差を機関運転状態に応じて推定する推定手段と、前記所定のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出値に基づいて算出するとともに、前記他のデリバリパイプに接続されたインジェクタの噴射時間を前記検出手段の検出値と前記推定手段の推定する燃圧差とに基づいて算出する算出手段とを備えるものである。
【００１８】
この構成では、複数設けられたデリバリパイプのうち、所定のデリバリパイプの燃圧を検出手段により検出している。そしてその所定のデリバリパイプの燃圧と、それに連結された他のデリバリパイプの燃圧との燃圧差を、機関運転状態に応じて推定している。こうした燃圧差は上述の通り機関運転状態に応じた関数として求められる。またその所定のデリバリパイプの燃圧、及びその所定のデリバリパイプの燃圧との燃圧差さえ解れば、検出手段によって燃圧を直接検出することのない他のデリバリパイプの燃圧も把握可能である。よって上記請求項２に記載の構成によっても、上記請求項１に記載の構成と同様に、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプの少なくとも１つに検出手段を設ける簡易な構成にあっても、デリバリパイプ間の燃圧差による燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００１９】
［請求項３］
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、要求噴射量及び機関回転速度を前記機関運転状態として前記推定を行うものとして、前記推定手段を構成したものである。
【００２０】
後記のように、連結パイプを通じて燃料供給を受ける上記他のデリバリパイプの燃圧、或いは連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプ間の燃圧差は、内燃機関の燃料の要求噴射量と機関回転速度との関数として表すことができる。よってこの構成によれば、デリバリパイプのすべてに対して燃圧の検出手段を設けずとも、そうした燃圧や燃圧差を好適に推定し、各インジェクタの噴射時間をそれぞれ的確に算出できる。
【００２１】
［請求項４］
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、要求噴射量及び機関回転速度を前記機関運転状態として、それら要求噴射量及び機関回転速度の積算値の二乗に比例する値として前記燃圧差を推定するものとして、前記推定手段を構成したものである。
【００２２】
後記のように、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプ間の燃圧差は、要求噴射量と機関回転速度との積算値の二乗に比例する値として求めることができる。よってこの構成によれば、そうしたデリバリパイプ間の燃圧差を好適に推定し、デリバリパイプのすべてに検出手段を設けずとも、各インジェクタの噴射時間を的確に算出できる。
【００２３】
なお本発明において「連結パイプ」とは、管状のものに限らず、デリバリパイプ間を連結し、その間の燃料流通を許容する任意形状の容積部を示すものとする。要は、デリバリパイプに比して流路面積の小さい容積部がデリバリパイプ間に介設されていれば、その上下流のデリバリパイプ間に燃圧差が生じる。そしてその容積部の形状が如何にあれ、上記本発明の適用により、構成の複雑化を招くことなく、そうした燃圧差によるインジェクタ毎の燃料噴射量のばらつきを好適に回避することが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。本実施形態の適用される内燃機関は、Ｖ型６気筒形式の内燃機関として構成されており、左右２つのバンク（気筒列）に各３つの気筒をそれぞれ備えている。まずは、こうした内燃機関の燃料供給系の構成について、図１に基づき説明する。
【００２５】
（内燃機関の燃料供給系の構成）
同図１に示すように、この内燃機関の燃料供給系には、上記左右のバンクにそれぞれに個別の高圧燃料配管（デリバリパイプ）１７ａ、１７ｂを備えている。そして各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂは、対応するバンクの気筒毎に設けられたインジェクタ２２ａ、２２ｂに各々接続されている。詳しくは左バンク気筒の各インジェクタ２２ａは同バンクの高圧燃料配管１７ａに、右バンク気筒の各インジェクタ２２ｂは同バンクの高圧燃料配管１７ｂに、それぞれ接続されている。そして、各接続された高圧燃料配管１７ａ、１７ｂよりそれぞれ噴射燃料の供給を受けている。
【００２６】
この燃料供給系は、フィードポンプ１１及び高圧燃料ポンプ３０を備えている。フィードポンプ１１は燃料タンク１０内に貯蔵された燃料を汲み上げ、高圧燃料ポンプ３０はその汲み上げられた燃料を加圧して送り出す。高圧燃料ポンプ３０から送り出された高圧燃料は、右バンクの高圧燃料配管１７ｂに圧送される。
【００２７】
左右バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂは、連結パイプ１８によって連結されている。高圧燃料ポンプ３０から右バンクの高圧燃料配管１７ｂに送られた高圧燃料は、更にその連結パイプ１８を通じて、左バンクの高圧燃料配管１７ａに供給される。そして各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂに供給された高圧燃料は、必要な圧力に保持された状態でその内部に蓄えられる。
【００２８】
なお、この連結パイプ１８のように、両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの間に断面積の異なる容積部が介在されていると、高圧燃料ポンプ３０からの燃料送油や各インジェクタ２２からの燃料噴射等に起因する燃圧脈動に位相差が生じる。そしてこれにより、特定の機関回転速度でそれらの内部で圧力共振現象が発生し易くなる。そこで本実施形態では、両バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂは、更に絞り１８ａを介して連結している。そしてこの絞り１８ａによって、連結パイプ１８を通じた両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧変動の伝達態様を適宜調整することで、圧力共振現象による燃圧脈動の増大を抑制している。
【００２９】
こうして両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂに蓄圧された高圧燃料はそれぞれ、該当バンク気筒の各インジェクタ２２ａ、２２ｂに分配される。そして、そのインジェクタ２２ａ、２２ｂによって、必要とされる量の燃料が必要なタイミングで内燃機関に噴射供給される。
【００３０】
さて、本燃料供給装置においてフィードポンプ１１によって汲み上げられた燃料は、低圧燃料通路１２を通じて高圧燃料ポンプ３０に向けて送られる。低圧燃料通路１２の途中には、フィードポンプ１１側から、燃料を濾過するフィルタ１３、及びプレッシャレギュレータ１４が設けられている。プレッシャレギュレータ１４は、低圧燃料通路１２内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）以上となったときに同通路１２内の燃料を燃料タンク１０に戻すことで、同通路１２内の燃料圧力を所定圧に保持している。
【００３１】
更に低圧燃料通路１２は、パルセーションダンパ１５を介して高圧燃料ポンプ３０のギャラリー３１に接続されている。なお、このパルセーションダンパ１５によっては、高圧燃料ポンプ３０の作動時における低圧燃料通路１２内の燃圧脈動が抑制されている。
【００３２】
一方、高圧燃料ポンプ３０と右バンクの高圧燃料配管１７ｂとは、高圧燃料通路１６を通じて接続されている。高圧燃料通路１６の途中にはチェック弁１９が設けられ、その高圧燃料配管１７ｂ側から高圧燃料ポンプ３０側への燃料の逆流が防止されている。
【００３３】
その右バンクの高圧燃料配管１７ｂには、リリーフ弁２０を介してドレイン通路２１が接続されている。リリーフ弁２０は、高圧燃料配管１７ｂ内の燃料圧力が所定圧（例えば１４〜１４．５ＭＰａ）以上となることで開弁する。そして、その高圧燃料配管１７ｂ内に蓄えられた燃料の一部を、ドレイン通路２１を通じて燃料タンク１０に戻している。これにより、高圧燃料配管１７ｂ内の燃料圧力の過剰な高圧化が防止されている。
【００３４】
一方、高圧燃料ポンプ３０は、その内部にシリンダ３２及びプランジャ３３を備える。プランジャ３３は、シリンダ３２内を往復動可能に配設されて、内燃機関の吸気弁用、あるいは排気弁用のカムシャフト２３上に設けられたポンプ用カム２４の回転によって往復される。ポンプ用カム２４には、カムシャフト２３の回転軸を中心に所定角をおいて複数のカム山が形成されており、このカム山によってプランジャ３３がシリンダ３２内を往復される。
【００３５】
一方、各高圧燃料ポンプ３０の内部には、シリンダ３２及びプランジャ３３によって区画されて、加圧室３４が形成されている。加圧室３４は、低圧燃料通路１２に接続されたギャラリー３１に対して連通可能であるとともに、高圧燃料通路１６が連結されて、同通路１６及びチェック弁１９を介して高圧燃料配管１７ｂに接続されている。
【００３６】
加圧室３４の容積は、プランジャ３３の往復に応じて変化する。そしてプランジャ３３の往復によって加圧室３４の容積の拡大される高圧燃料ポンプ３０の吸入行程には、低圧燃料通路１２から加圧室３４内に燃料が吸入される。また加圧室３４の容積の縮小される高圧燃料ポンプ３０の加圧行程には、吸入行程において加圧室３４内に吸入された燃料を、高圧燃料通路１６を通じて高圧燃料配管１７ｂに吐出可能となっている。
【００３７】
高圧燃料ポンプ３０の内部には、電磁スピル弁３５が設けられている。電磁スピル弁３５は、電磁ソレノイドへの通電制御によって開閉動作し、それによりギャラリー３１と加圧室３４との間の連通遮断を行う電磁弁となっている。ここでは、電磁スピル弁３５は、その電磁ソレノイドへの通電停止に応じて開弁してギャラリー３１と加圧室３４とを連通する。また電磁スピル弁３５は、その電磁ソレノイドへの通電に応じて閉弁してそれらの連通を遮断する。
【００３８】
したがって、吸入行程において電磁スピル弁３５を開弁しておけば、低圧燃料通路１２側からの燃料がギャラリー３１を介して加圧室３４内に吸入されるようになる。ここで電磁スピル弁３５が開弁されたまま加圧行程を迎えると、吸入行程で加圧室３４内に吸入された燃料は、ギャラリー３１へと溢流する。このとき、燃料は高圧燃料配管１７ｂに圧送されることなく、ギャラリー３１から低圧燃料通路１２側に戻される。このため、加圧行程の全期間を通して電磁スピル弁３５を開弁しておけば、高圧燃料配管１７ｂへの燃料の圧送を行わず、高圧燃料ポンプ３０の作動を停止させることができる。
【００３９】
これに対して、加圧行程中に電磁スピル弁３５を閉弁してギャラリー３１と加圧室３４とを遮断すると、プランジャ３３による加圧室３４の容積縮小に応じて、加圧室３４内の燃料が高圧化される。そして加圧室３４内の燃料圧力Ｐが所定圧以上となるとチェック弁１９が押し開かれて、高圧燃料配管１７ｂに燃料が圧送される。
【００４０】
また上記のように高圧燃料ポンプ３０では、加圧行程中に電磁スピル弁３５を閉弁することで、高圧燃料配管１７ｂに燃料を加圧吐出している。そしてその加圧行程中の電磁スピル弁３５の閉弁時期を制御することで、高圧燃料配管１７への燃料の吐出量が調整されている。すなわち、この燃料ポンプ３０では、加圧行程の電磁スピル弁３５が閉弁されている期間に限って加圧室３４から高圧燃料配管１７側に燃料が吐出されるようになっている。したがって、加圧行程中の電磁スピル弁３５の閉弁タイミングを早めて加圧行程中の閉弁期間を長くすれば、高圧燃料配管１７への燃料の吐出量が増加し、閉弁タイミングを遅らせて閉弁期間を短くすれば、燃料の吐出量が減少するようになる。
【００４１】
以上のように、この高圧燃料ポンプ３０は、上記の吸入行程の開始から加圧行程の終結までを１サイクルとして作動され、高圧燃料配管１７ｂに対して供給される燃料を加圧して送油している。
【００４２】
（内燃機関の制御系の構成）
続いて、こうした高圧燃料ポンプ３０を有する燃料供給系を始め、内燃機関の各種制御を行う制御系について説明する。
【００４３】
同図１に併せ示すように、この内燃機関の制御系は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を中心に構成されている。ＥＣＵ４０は、インジェクタ２２ａ、２２ｂの制御による燃料噴射量や燃料噴射時期の制御など、内燃機関運転にかかる各種制御を行っている。そしてその一環として上記電磁スピル弁３５の開閉制御を通じて高圧燃料ポンプ３０を制御している。
【００４４】
ＥＣＵ４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）やメモリ等を備える算術論理演算回路として構成されており、外部の機器との信号の入出力のためのポートを備えている。
【００４５】
ＥＣＵ４０の入力ポートには、例えばクランク角センサ４１、吸気圧センサ４２、アクセルセンサ４３を始めとして、内燃機関や車両の運転状態を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。ＥＣＵ４０は、これらセンサ類の検出信号に基づいて内燃機関の要求負荷ＫＬや機関回転速度ＮＥ等、機関運転状態を示す各種パラメータを求めている。またＥＣＵ４０の入力ポートには、高圧燃料配管１７ｂに取り付けられた燃圧センサ４４も接続されており、ＥＣＵ４０はその検出信号に基づいて同配管１７ｂ内の燃料圧力Ｐを求めている。一方、ＥＣＵ４０の出力ポートには、インジェクタ２２ａ、２２ｂや電磁スピル弁３５、及び内燃機関に導入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ等への信号線が接続されて、それらへの指令信号が出力されている。
【００４６】
そしてＥＣＵ４０は、上記燃圧センサ４４の検出値（燃料圧力Ｐ）の推移を監視しつつ、高圧燃料配管１７ｂ内の燃料圧力をその目標とする圧力に保持するように、電磁スピル弁３５の駆動制御を通じて、高圧燃料ポンプ３０から高圧燃料配管１７ｂへの送油量を調整している。このため本実施形態では、右バンクの高圧燃料配管１７ｂの燃圧は、機関運転中、その目標圧力の近傍に保持される。
【００４７】
その一方、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２２ａ、２２ｂの駆動制御を通じて、内燃機関への燃料噴射量制御を行っている。噴射量制御は、噴射毎のインジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間ＴＡＵの調整に基づいて行われる。以下、この噴射時間ＴＡＵの算出にかかるＥＣＵ４０の処理の詳細について、図２及び図３を併せ参照して説明する。
【００４８】
（噴射時間ＴＡＵの算出処理）
図２は、本実施形態での噴射時間ＴＡＵの算出にかかる「噴射時間ＴＡＵ算出ルーチン」のフローチャートである。本ルーチンの処理は、ＥＣＵ４０によって、機関運転中に周期的に実行される。
【００４９】
さて、本ルーチンの処理に移行すると、ＥＣＵ４０はまずステップ１００において、要求噴射量Ｑｆｉｎを算出する。要求噴射量Ｑｆｉｎは、インジェクタ２２ａ、２２ｂにおける１噴射当たりの燃料質量の要求値であり、機関回転速度ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量などの検出値より把握される機関運転状況に応じてその値が設定される。
【００５０】
そして続くステップ１１０では、その要求噴射量Ｑｆｉｎや機関回転速度ＮＥに応じて噴射時間ＴＡＵが求められる。ここで算出される噴射時間ＴＡＵは、先に算出された要求噴射量Ｑｆｉｎに応じた量の燃料噴射に必要なインジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間（噴射開始から終了までの期間）である。ただしこのステップ１１０で算出される噴射時間ＴＡＵは、各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧が予め規定された通りの値、すなわち目標値となっていることを前提にその値が求められている。よって、噴射時の各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの実際の燃圧がその規定された目標値からずれていれば、要求通りの量の燃料噴射は行えないこととなる。また左右バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂに燃圧差ΔＰがあれば、両バンク気筒のインジェクタ２２ａ、２２ｂに、その燃圧差ΔＰに応じて異なる噴射時間ＴＡＵを設定しなければ、要求噴射量Ｑｆｉｎ通りの正確な燃料噴射は不能となる。
【００５１】
そこで、ＥＣＵ４０は、続くステップ１２０以降の処理において、各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧に応じてその噴射時間ＴＡＵを補正し、上記算出された要求噴射量Ｑｆｉｎに即した所望した通りの燃料噴射を実施可能としている。その詳細は以下の通りである。
【００５２】
すなわち、続くステップ１２０では、燃圧センサ４４の設けられた高圧燃料配管１７ｂに接続された右バンク気筒のインジェクタ２２ｂについて、その噴射時間ＴＡＵの燃圧補正を行う。ここでの噴射時間ＴＡＵの燃圧補正は当然、対象となる右バンク気筒のインジェクタ２２ｂについて、それらの接続された高圧燃料配管１７ｂに配設された燃圧センサ４４の検出値Ｐに応じて行われる。そしてこの補正により、その燃圧センサ４４の検出値Ｐより把握される高圧燃料配管１７ｂの燃圧に応じ、右バンク気筒のインジェクタ２２ｂが要求噴射量Ｑｆｉｎに即した量の燃料を噴射可能なように、噴射時間ＴＡＵが補正される。
【００５３】
ステップ１３０では、ＥＣＵ４０は、左右バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰを、現状の機関運転状態に応じて推定して算出する。ここでの燃圧差ΔＰの算出処理の詳細は後述する。
【００５４】
そしてステップ１４０において、ここで算出された左右バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧差ΔＰの推定値、及び燃圧センサ４４による右バンクの高圧燃料配管１７ｂの燃圧検出値Ｐに基づいて、左バンクの高圧燃料配管１７ａの燃圧を推定する。そしてその推定された燃圧に応じ、左バンク気筒のインジェクタ２２ａが要求噴射量Ｑｆｉｎに即した量の燃料を噴射可能なように、噴射時間ＴＡＵが補正される。
【００５５】
以上が噴射時間ＴＡＵ算出ルーチンでのＥＣＵ４０の処理である。その後、ＥＣＵ４０は、右バンク気筒のインジェクタ２２ｂについては上記ステップ１２０で補正された噴射時間ＴＡＵに応じて、左バンク気筒のインジェクタ２２ａについては上記ステップ１４０で補正された噴射時間ＴＡＵに応じて、燃料噴射を実施させる。
【００５６】
（燃圧差ΔＰの算出処理）
続いて上記噴射時間ＴＡＵ算出ルーチンのステップ１３０における燃圧差ΔＰの算出処理の詳細を、図３を併せ参照して説明する。
【００５７】
まずここでは、図３に示す物理モデルを用いて高圧燃料配管間の燃圧差発生にかかる燃料供給系での燃料挙動を考察する。
同図３では、デリバリパイプＢには燃料ポンプから燃料を直接供給し、そのデリバリパイプＢから連結パイプを通じてデリバリパイプＡに燃料を供給する構成となっている。よって図１に示される本実施形態の燃料供給系においては、右バンクの高圧燃料配管１７ｂが同図３のデリバリパイプＢに、左バンクの高圧燃料配管１７ａが同図３のデリバリパイプＡにそれぞれ相当する構成となっている。
【００５８】
また同図３において「ポンプ送油流量Fpmp」は、燃料ポンプからデリバリパイプＢに送油される燃料の流量（単位時間あたりの燃料の移動質量）を示している。なおここでは、本実施形態の燃料供給系においてドレイン通路２１等を通じてリリーフされる燃料のように、連結パイプ及びインジェクタ以外に対してデリバリパイプＢから流出する燃料の流量についても、このポンプ送油流量Fpmpに含まれる。
【００５９】
また同図３において「パイプ流量Fbta」は、連結パイプを通じたデリバリパイプＢからデリバリパイプＡへの燃料の流量を示している。更に「噴射流量Fina、Finb」は、デリバリパイプＡ、Ｂから、それらに接続されたインジェクタに供給される燃料の総流量をそれぞれ示している。
【００６０】
同図３の物理モデルによれば、燃料ポンプから燃料の直接供給を受ける高圧燃料配管Ｂにおける単位時間当たりの蓄積燃料の変化量ΔFbは、次式（イ）で表される。またそのデリバリパイプＢから連結パイプを通じて燃料供給を受けるデリバリパイプＡにおける単位時間あたりの蓄積燃料の変化量ΔFaは、次式（ロ）で表される。
【００６１】
ΔFb  ＝  Fpmp  −  Finb  −  Fbta          …（イ）
ΔFa  ＝  Fbta  −  Fina                    …（ロ）
なお内燃機関の燃料供給系では通常は、両デリバリパイプＡ、Ｂでの噴射流量Fina、Finbは同一である（Fina＝Finb）。そしてその噴射流量Fina、Finbは、そのときの機関回転速度ＮＥと要求噴射量Ｑｆｉｎとの関数として表すことができる。
【００６２】
また更に内燃機関の燃料供給系では通常、デリバリパイプＡ、Ｂの燃圧を一定に保持するような手段が設けられている（例えば、チェック弁等によってデリバリパイプＡ、Ｂの燃圧が所定圧以上となると、燃料を燃料タンクにリタードしたり、デリバリパイプＡ、Ｂ内の燃圧Pa、Pbを所定の目標値に保持するように燃料ポンプからの送油量が調整される、など）。このため定常状態では、燃料ポンプから燃料の直接供給を受けるデリバリパイプＢの蓄積燃料量は一定に保持されていると考えられる。すなわち、同デリバリパイプＢに流入する燃料流量（Fpmp）とそれより流出する燃料流量（Finb＋Fbta）とが釣合っており（Fpmp＝Finb＋Fbta）、その蓄積燃料の変化量ΔFbの値が「０」であると仮定できる。
【００６３】
一方、デリバリパイプＡの蓄積燃料量は、それに接続されたインジェクタへの噴射流量Finb分ずつ減少し、その減少分がデリバリパイプＢからのパイプ流量Fbtaによって補填される。すなわち、パイプ流量Fbtaは、デリバリパイプＡでの噴射流量Finbによって決まる。
【００６４】
よって、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプＡ、Ｂ間の蓄圧燃料量の差は、そしてひいてはそれらの間の燃圧差ΔＰは、その連結パイプを通じて燃料供給を受けるデリバリパイプＢでの噴射流量Finbの関数として求めることができる。
【００６５】
また上記のようにその噴射流量Finbは概ね、要求噴射量Ｑｆｉｎと機関回転速度ＮＥによって決まる。したがって、上記燃圧差ΔＰは、要求噴射量Ｑｆｉｎと機関回転速度ＮＥに基づき推定することができる。よって、燃圧差ΔＰは、下式（ハ）で表すことができる。
【００６６】
ΔＰ  ＝  ｆ｛Ｑｆｉｎ、ＮＥ｝              …（ハ）
この数式（ハ）において「ｆ｛Ｑｆｉｎ、ＮＥ｝」は、要求噴射量Ｑｆｉｎと機関回転速度ＮＥとの所定の関数を示している。
【００６７】
そして更に、連結パイプを通じた両デリバリパイプ間の燃料の流れが、「圧力差の平方根に流量が比例する」というベルヌーイの定理に従うと仮定すれば、上記燃圧差ΔＰは、次式（ニ）によって求めることができる。
【００６８】
ΔＰ  ＝  Ａ・（Ｑｆｉｎ・ＮＥ）＾２        …（ニ）
ここで「Ａ」は所定の定数である。その値は、燃料噴射系の構成（特にデリバリパイプＡ、Ｂや連結パイプ等の構成）やその使用状況等に応じて決まる固有の定数であり、試験等によって求めることができる。また本明細書の説明において、任意のパラメータＸ、ｎについて、「Ｘ＾ｎ」は、Ｘのｎ階のべき乗を表す。よって上式（ニ）の「（Ｑｆｉｎ・ＮＥ）＾２」は、要求噴射量Ｑｆｉｎと機関回転速度ＮＥとの積算値の二乗を示す。
【００６９】
本実施形態の上記「噴射時間ＴＡＵ算出ルーチン」のステップ１３０（図２）では、ＥＣＵ４０は、上式（ニ）を用いて燃圧差ΔＰを求め、左バンク気筒のインジェクタ２２ａについての噴射時間ＴＡＵの燃圧補正を行っている。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、左右両バンクにそれぞれ設けられた高圧燃料配管１７ａ、１７ｂのうち、右バンクの高圧燃料配管１７ｂには燃料ポンプ３０から燃料を直接供給している。一方、左バンクの高圧燃料配管１７ａには、右バンクの高圧燃料配管１７ｂから連結パイプを通じて燃料を供給している。ＥＣＵ４０は、右バンクの高圧燃料配管１７ｂの燃圧Ｐを燃圧センサ１７によって検出するとともに、左右両バンクの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰを機関運転状態に応じて推定している。そしてＥＣＵ４０は、燃圧センサ４４の設けられた側の高圧燃料配管１７ｂに接続された右バンク気筒のインジェクタ２２ｂについては、その燃圧センサ４４の検出値Ｐに基づいてその噴射時間ＴＡＵを算出する。また燃圧センサ４４の設けられていない側の高圧燃料配管１７ａについては、燃圧センサ４４の検出値Ｐと上記推定された燃圧差ΔＰとに基づいてその燃圧を推定し、それに接続された左バンク気筒のインジェクタ２２ａの噴射時間ＴＡＵを算出する。これにより、高圧燃料配管１７ａ、１７ｂのすべてに燃圧センサ４４を設けずとも、各々の接続された高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧に応じてインジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間ＴＡＵを適切に設定可能となる。したがって、本実施形態によれば、構成の複雑化を招くことなく、高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰによる燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００７１】
（２）本実施形態では、ＥＣＵ４０は、要求噴射量Ｑｆｉｎ及び機関回転速度ＮＥに基づいて、両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰを推定して、各々の接続された高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧に応じてインジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間ＴＡＵを算出している。よって本実施形態によれば、上記燃圧差ΔＰを好適に推定し、各インジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間ＴＡＵをそれぞれ的確に算出できる。
【００７２】
（３）更に本実施形態では、ＥＣＵ４０は、要求噴射量Ｑｆｉｎ及び機関回転速度ＮＥの積算値の二乗に比例する値として上記燃圧差ΔＰを推定するようにしている。よって本実施形態では、高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰを更に好適に推定して各インジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射時間ＴＡＵをそれぞれ的確に算出できる。
【００７３】
（４）本実施形態では、連結パイプ１８を通じた高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の連結部に、更に絞り１８ａが介設される構成に対して、上記燃圧差ΔＰの推定値に応じた噴射時間ＴＡＵの算出ロジックを適用している。これにより、絞り１８ａの介設に伴う各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧差ΔＰの拡大に拘わらず、構成の複雑化を招くことなく、そうした燃圧差ΔＰによるインジェクタ２２ａ、２２ｂの燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００７４】
（５）本実施形態では、燃料タンク１０から送られた燃料を加圧して高圧燃料配管１７ｂに送油する高圧燃料ポンプ３０を有した構成の内燃機関の燃料噴射系に対して、上記燃圧差ΔＰの推定値に応じた噴射時間ＴＡＵの算出ロジックを適用している。よって、高圧燃料配管１７ａ、１７ｂの燃圧の変化が各インジェクタ２２ａ、２２ｂの噴射量に鋭敏に反映される上記構成にあっても、構成の複雑化を招くことなく、噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００７５】
以上説明した実施形態は、次のように変更しても良い。
・上記実施形態では、両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃料挙動がベルヌーイの法則に従うものとして、上式（ニ）に基づいて燃圧差ΔＰを推定していたが、機関運転状態に基づき的確に推定可能であれば、他の任意の算出ロジックを用いて燃圧差ΔＰを推定するようにしても良い。
【００７６】
・また上記実施形態では、機関運転状態を示すパラメータとして、要求噴射量Ｑｆｉｎ及び機関回転速度ＮＥを用いて上記燃圧差ΔＰを推定していたが、アクセルペダルの踏み込み量等、機関運転状態を示す他のパラメータを用いてその推定値を求めるようにしても良い。
【００７７】
・上記実施形態では、高圧燃料ポンプ３０から燃料の直接供給を受ける側の高圧燃料配管１７ｂに燃圧センサ４４を設ける構成としているが、その配管１７ｂから連結パイプ１８を通じて燃料供給を受ける側の高圧燃料配管１７ａに燃圧センサ４４を設ける構成としても良い。その場合であれ、機関運転状態とに基づいて両配管１７ａ、１７ｂの燃圧差ΔＰを推定し、配管１７ｂに接続されたインジェクタ２２ｂの噴射時間ＴＡＵを、その推定値及び燃圧センサ４４の検出値に応じて算出すれば、噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００７８】
・また燃圧センサ４４に替えて、高圧燃料配管１７ａ、１７ｂのいずれかの燃圧を、直接的又は間接的に検出可能な別の手段を用いても良い。その場合であれ、上記実施形態の噴射時間ＴＡＵの算出ロジックを適用すれば、１つの高圧燃料配管の燃圧を検出するのみで、他の高圧燃料配管に接続されたインジェクタについてもその噴射時間を適正に設定して燃料噴射量のばらつきを回避できるようになる。
【００７９】
・上記実施形態では、両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂ間の燃圧差ΔＰを機関運転状態に応じて一旦推定した後、その燃圧差の推定値ΔＰと燃圧センサ４４の検出値Ｐとに基づいて、燃圧センサ４４の配設されない側の高圧燃料配管の燃圧を推定している。すなわち、
（ａ）燃圧差の推定値ΔＰを算出するステップ、
（ｂ）燃圧センサ４４の配設されない側の高圧燃料配管の燃圧の推定値を同センサ４４の検出値Ｐ及びその燃圧差の推定値ΔＰから算出するステップ、
（ｃ）その燃圧推定値に応じて噴射時間ＴＡＵの補正を行うステップ、
の３ステップを経て、燃圧センサ４４の配設されない側の高圧燃料配管に接続されたインジェクタの噴射時間ＴＡＵを算出している。これを、例えば燃圧差の推定値ΔＰを求めることなく、燃圧センサ４４の検出値Ｐ及び機関運転状態に応じて直接に上記燃圧推定値を求めて噴射時間ＴＡＵを算出するなど、こうした算出手順の詳細は適宜に変更しても良い。
【００８０】
・上記実施形態において、両高圧燃料配管１７ａ、１７ｂを連結する連結パイプ１８は、必ずしも管状のものでなくても良い。要は、高圧燃料配管間に、それらを連結して、その間の燃料流通を許容する任意形状の容積部が介在されていれば、その上下流の高圧燃料配管に燃圧差が生じる。そしてその容積部の形状が如何にあれ、上記実施形態と同様、或いはそれに準じた態様で噴射時間ＴＡＵの算出ロジックを適用すれば、構成の複雑化を招くことなく、各インジェクタの燃料噴射量のばらつきを回避できる。
【００８１】
・また本発明は、高圧燃料配管間に絞り１８ａを介設したり、高圧燃料ポンプ３０によって加圧した燃料を高圧燃料配管に供給する上記実施形態の構成に限らず、他の構成の燃料供給系を備える内燃機関にも適用可能である。要は、複数のデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプに連結された連結パイプを通じてそれ以外のデリバリパイプに燃料供給する構成の燃料供給系を有する内燃機関であれば、本発明を適用可能である。そしてそれにより、各デリバリパイプ間の燃圧差が生じた場合であれ、簡易な構成で燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００８２】
・そして勿論、本発明は、３つ以上のデリバリパイプを備える燃料供給系についても、適用可能である。要は、それらデリバリパイプのいずれかに燃料ポンプから燃料を直接供給するとともに、そのデリバリパイプから連結パイプを通じて他のデリバリパイプに燃料を供給する構成であれば、本発明の適用により、構成の複雑化を招かずに燃料噴射量のばらつきを好適に回避可能である。
【００８３】
上記実施形態より把握される技術的思想について、以下に列記する。
（イ）前記連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプ間には、更に絞りが介設されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。上述したように、絞りを介してデリバリパイプ間を連結パイプによって連結する構成とすれば、燃圧脈動の抑制等には有効であっても、デリバリパイプ間の燃圧差が拡大するおそれがある。その点、上記構成では、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプのいずれかに検出手段が設けられてさえいれば、各デリバリパイプの燃圧に応じたインジェクタの燃料噴射時間の算出が可能となる。このため、デリバリパイプ間の燃圧差が拡大する傾向のかかる構成にあっても、構成の複雑化を招くことなく、そうした燃圧差による燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【００８４】
（ロ）前記燃料ポンプは燃料タンクから送られた燃料を加圧して前記デリバリパイプに送油する高圧燃料ポンプである請求項１〜４及び上記（イ）のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。上述のように、インジェクタへの供給燃料に高い燃料圧力が要求される内燃機関では、燃料を高圧燃料ポンプで加圧してデリバリパイプに供給することで、必要な燃料圧力を確保している。その場合、デリバリパイプ間の燃圧差による燃圧の見積もりエラーがインジェクタからの燃料噴射量に大きな誤差を生むおそれがある。その点、上記構成では、連結パイプを通じて連結されたデリバリパイプのいずれかに検出手段が設けられてさえいれば、各デリバリパイプの燃圧に応じたインジェクタの燃料噴射時間の算出が可能となる。よって、かかる構成であれ、構成の複雑化を招くことなく、そうした燃圧差による燃料噴射量のばらつきを好適に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態についてその全体構造を示す模式図。
【図２】同実施形態の噴射時間算出ルーチンのフローチャート。
【図３】燃料噴射系での燃料挙動のモデル図。
【符号の説明】
１０…燃料タンク、１１…フィードポンプ、１２…低圧燃料通路、１３…フィルタ、１４…プレッシャレギュレータ、１５…パルセーションダンパ、１６…高圧燃料通路、１７ａ，１７ｂ…高圧燃料配管、１８…連結パイプ、１９…チェック弁、２０…リリーフ弁、２１…ドレイン通路、２２ａ，２２ｂ…インジェクタ、２３…カムシャフト、２４…ポンプ用カム、３０…高圧燃料ポンプ、３１…ギャラリー、３２…シリンダ、３３…プランジャ、３４…加圧室、３５…電磁スピル弁、４０…電子制御装置（ＥＣＵ：算出手段、推定手段）、４１…クランク角センサ、４２…吸気圧センサ、４３…アクセルセンサ、４４…燃圧センサ（検出手段）。
【図１】
0004457522.tif 000002
【図２】
0004457522.tif 000003
【図３】
0004457522.tif 000004