特許 6542632 燃料供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6542632

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】燃料供給装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/34 20060101AFI20190628BHJP

   F02D 41/20 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   F02D41/34 B

   F02D41/20 330

   F02D41/34 E

   F02D41/20 340

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-193162(P2015-193162)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-66972(P2017-66972A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】植松 真一郎

【審査官】 丸山 裕樹

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５５４６９０８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／００ − ４１／４０

Ｆ０２Ｍ ３９／００ − ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のシリンダーを有するエンジンに搭載されるシングルポイントインジェクション方式の燃料供給装置であって、
第１インジェクターと第２インジェクターとを含む複数のインジェクターで構成される燃料噴射部と、
前記エンジンに対して１サイクルあたりに前記燃料噴射部が供給する燃料の目標量を演算し、前記目標量に基づき前記燃料噴射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
エンジン回転数を取得し、
前記目標量、前記エンジン回転数、および、前記燃料噴射部のインジェクター数に基づいて１サイクルにおける前記複数のインジェクターの平均開弁期間を演算し、前記平均開弁期間が（７２０／前記燃料噴射部のインジェクター数）°ＣＡ以上３６０°ＣＡ以下であるとき、前記第１インジェクターを前記平均開弁期間の倍の開弁期間で駆動するとともに前記第２インジェクターを休止させる制御を実行する
燃料供給装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１インジェクターに該当するインジェクターと前記第２インジェクターに該当するインジェクターとを入れ替える
請求項１に記載の燃料供給装置。

【請求項3】

前記燃料噴射部は、前記第１インジェクターと前記第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有する
請求項１または２に記載の燃料供給装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１インジェクターの開弁期間が互いに重なる状態を有する
請求項３に記載の燃料供給装置。

【請求項5】

複数のシリンダーを有するエンジンに搭載されるマルチポイントインジェクション方式の燃料供給装置であって、
第１インジェクターと第２インジェクターとを含む複数のインジェクターで構成された燃料噴射部であって、前記シリンダーに連通する分岐管の各々に対して設けられた前記燃料噴射部と、
前記各シリンダーに供給する燃料の目標量を演算し、前記目標量に基づき前記燃料噴射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
エンジン回転数を取得し、
前記目標量、前記エンジン回転数、および、前記燃料噴射部のインジェクター数に基づ
いて１サイクルにおける前記複数のインジェクターの平均開弁期間を演算し、前記平均開弁期間が３６０°ＣＡ以下であるとき、前記第１インジェクターを前記平均開弁期間の倍の開弁期間で駆動するとともに前記第２インジェクターを休止させる制御を実行する
燃料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置として、複数のインジェクターを備え、各シリンダーに分配されるまえの吸入空気に対して燃料の供給を行うシングルポイントインジェクション（ＳＰＩ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式の燃料供給装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２６６１８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、燃料供給装置においては、インジェクターがその駆動回数に応じて劣化してしまうため、例えば走行距離に応じてインジェクターの交換といったメンテナンスが必要となる。特に、トラック等の大型自動車においては、一般的な乗用車よりも想定走行距離が長く設定されるため、使用期間におけるメンテナンスの回数も多くなる。そのため、メンテナンスの回数を抑えるうえで、インジェクターの劣化を抑えることが望まれている。こうした要望は、上記ＳＰＩ方式の燃料供給装置に限らず、シリンダーに流入する吸入空気に対してシリンダーごとに燃料を供給するマルチポイントインジェクション（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式の燃料供給装置にも共通する。

【0005】

本発明は、インジェクターの劣化が抑えられた燃料供給装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する燃料供給装置は、複数のシリンダーを有するエンジンに搭載されるシングルポイントインジェクション方式の燃料供給装置であって、第１インジェクターと第２インジェクターとを含む複数のインジェクターで構成される燃料噴射部と、前記エンジンに対して１サイクルあたりに前記燃料噴射部が供給する燃料の目標量を演算し、前記目標量に基づき前記燃料噴射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のインジェクターにおける平均開弁期間が（７２０／前記燃料噴射部のインジェクター数）°ＣＡ以上３６０°ＣＡ以下となる前記目標量の範囲において、前記第１インジェクターを前記平均開弁期間の倍の開弁期間で駆動するとともに前記第２インジェクターを休止させる状態を有する。

【0007】

上記構成によれば、平均開弁期間が（７２０／燃料噴射部のインジェクター数）°ＣＡ以上３６０°ＣＡ以下であるときに、第１インジェクターを平均開弁期間の倍の開弁期間で開弁させるとともに第２インジェクターを休止させる。これにより、第１および第２インジェクター全体としての燃料噴射量を確保しつつ、第２インジェクターに該当するインジェクターの駆動回数を低減することができる。その結果、該インジェクターの劣化を抑えることができる。

【0008】

上記燃料供給装置において、前記制御部は、前記第１インジェクターに該当するインジェクターと前記第２インジェクターに該当するインジェクターとを入れ替えてもよい。
上記構成によれば、第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられる。これにより、第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターにおいて駆動回数の均一化を図ることができる。

【0009】

上記燃料供給装置において、前記燃料噴射部は、前記第１インジェクターと前記第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有していてもよい。
上記構成によれば、燃料噴射部は、第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有している。これにより、複数のインジェクターについて駆動回数の低減を行うことができることから、インジェクターの劣化をさらに抑えることができる。

【0010】

上記燃料供給装置では、前記第１インジェクターの開弁期間が互いに重なってもよい。
上記構成によれば、第２インジェクターが休止状態にある燃料噴射部による燃料噴射量の自由度を高めることができる。

【0011】

上記課題を解決する燃料供給装置は、複数のシリンダーを有するエンジンに搭載されるマルチポイントインジェクション方式の燃料供給装置であって、第１インジェクターと第２インジェクターとを含む複数のインジェクターで構成された燃料噴射部であって、前記シリンダーに連通する分岐管の各々に対して設けられた前記燃料噴射部と、前記各シリンダーに供給する燃料の目標量を演算し、前記目標量に基づき前記燃料噴射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のインジェクターにおける平均開弁期間が３６０°ＣＡ以下となる範囲において、前記第１インジェクターを前記平均開弁期間の倍の開弁期間で駆動するとともに前記第２インジェクターを休止させる状態を有する。

【0012】

上記構成によれば、平均開弁期間が３６０°ＣＡ以下であるときに、第１インジェクターを平均開弁期間の倍の開弁期間で開弁させるとともに第２インジェクターを休止させる。これにより、第１および第２インジェクター全体としての燃料噴射量を確保しつつ、インジェクターの駆動回数を低減することができる。その結果、インジェクターの劣化を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態の燃料供給装置の概略構成をエンジンとともに示す概略構成図である。

【図2】第１実施形態にて、燃料供給装置の電気的な構成を示すブロック図である。

【図3】第１実施形態にて、平均開弁期間が（７２０／燃料噴射部のインジェクター数）°ＣＡ未満であるときにＥＣＵが生成する駆動パターンの一例を示す図である。

【図4】第１実施形態にて、平均開弁期間が１５０°ＣＡであるときの駆動パターンの一例を示す図であって、（ａ）は参考例の駆動パターンを示す図であり、（ｂ）はＥＣＵが生成する駆動パターンの一例を示す図であり、（ｃ）はＥＣＵが生成する駆動パターンの他の例を示す図である。

【図5】第１実施形態にて、平均開弁期間が３６０°ＣＡであるときの駆動パターンの一例を示す図であって、（ａ）は参考例の駆動パターンを示す図であり、（ｂ）はＥＣＵが生成する駆動パターンの一例を示す図である。

【図6】第２実施形態の燃料供給装置の概略構成を示す概略構成図である。

【図7】第２実施形態にて、平均開弁期間が８０°ＣＡであるときの駆動パターンの一例を示す図であって、（ａ）は参考例の駆動パターンを示す図であり、（ｂ）はＥＣＵが生成する駆動パターンの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
図１〜図５を参照して、燃料供給装置の第１実施形態について説明する。図１を参照して、第１実施形態の燃料供給装置を搭載したエンジンの概略構成について説明する。

【0015】

図１に示すように、エンジン１０は、圧縮された天然ガスであるＣＮＧ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）を燃料とするガスエンジンである。なお、エンジンの燃料は、ＣＮＧに限らず、例えばバイオガス、液化天然ガス、液化石油ガス、ジメチルエーテルといった他のガス燃料であってもよいし、ガソリン等の液体燃料であってもよい。エンジン１０は、シリンダーブロック１１にシリンダー数ｎ（ｎは１以上の整数であり、本実施形態ではｎ＝６）のシリンダー１２を有し、また、シリンダー１２ごとに点火プラグ１３を有する。シリンダーブロック１１には、各シリンダー１２に対応する分岐管１４ａを有するインテークマニホールド１４と、各シリンダー１２からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。なお、以下では、シリンダー１２を区別する際には、図１における左側に位置するシリンダー１２から順にシリンダー＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６という。また、エンジン１０における点火順序は、＃１→＃４→＃２→＃６→＃３→＃５である。

【0016】

インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、上流側から順に、図示されないエアクリーナー、ターボチャージャー１７を構成するコンプレッサー１８、インタークーラー１９、スロットルバルブ２０、サージタンク２１が設けられている。エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２２には、コンプレッサー１８に連結軸を介して連結され、ターボチャージャー１７を構成するタービン２３が設けられている。

【0017】

エンジン１０は、ＳＰＩ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式の燃料供給装置２４を搭載している。燃料供給装置２４は、スロットルバルブ２０に流入する吸入空気に燃料を供給する。燃料供給装置２４は、例えば燃料を２０ＭＰａで貯留するガスタンクやガスタンクから流出した燃料を例えば０．４ＭＰａまで減圧するレギュレーター等で構成される燃料供給源２５を有する。燃料供給源２５は、燃料噴射部２６と補助燃料噴射部２７とに燃料を供給する。

【0018】

燃料噴射部２６は、ｍ個（ｍはシリンダー数ｎ以上の整数）のインジェクターで構成される。本実施形態において、燃料噴射部２６は、シリンダー数ｎと同じｎ個のインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆで構成されており、燃料供給装置２４が吸入空気に燃料を供給する際に少なくとも１つのインジェクターが開弁する主噴射部として機能する。各インジェクター２８ａ〜２８ｆは、図１において括弧内に示すように、エンジン１０のシリンダー＃１〜＃６に対して各別に関連付けられており、後述する目標量Ｑｆｔが少量である場合に優先的に駆動するインジェクターとして機能する。補助燃料噴射部２７は、２つのインジェクター２８ｇ，２８ｈで構成されており、燃料噴射部２６による燃料の噴射だけでは燃料が不足する場合に燃料を噴射する副噴射部として機能する。これらのインジェクター２８ａ〜２８ｈには、燃料供給源２５から各別に燃料が供給される。各インジェクター２８ａ〜２８ｈは、開弁時における単位時間あたりの噴射量が一定であり、開弁時間（時分秒）に比例して噴射量が増加する。

【0019】

インジェクター２８ａ〜２８ｈから噴射された燃料は、スロットルバルブ２０の上流に位置する供給ノズル２９から吸気通路１６を流れる吸入空気に供給される。吸入空気と燃料との混合気は、スロットルバルブ２０、サージタンク２１、インテークマニホールド１４を通じて各シリンダー１２に吸入される。そして、点火プラグ１３によって点火されることで燃焼し、排気ガスとしてエキゾーストマニホールド１５に排気される。

【0020】

エンジン１０には、各種センサーが搭載されている。吸入空気量センサー３０は、吸気通路１６におけるコンプレッサー１８の上流にて、吸気通路１６を流れる吸入空気の体積流量である吸入空気量Ｑａを検出する。クランク角センサー３４は、クランクシャフト１０ａの回転角度であるクランク角ＣＡを検出する。空気過剰率センサー３６は、タービン２３の下流にて、排気通路２２を流れる排気ガスの酸素濃度に基づいて空気過剰率λを検出する。アクセル開度センサー３８は、アクセルペダル４１の踏み込み量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。上記各センサーの出力した信号は、各インジェクター２８ａ〜２８ｈの駆動を制御する制御部であるＥＣＵ５０に入力される。

【0021】

図２に示すように、ＥＣＵ５０は、マイクロコンピューターを中心に構成されており、各種演算を行う演算部５１、各インジェクター２８ａ〜２８ｈの駆動パターンを生成するパターン生成部５２、各種制御プログラムや各種データを記憶する記憶部５３を備えている。記憶部５３は、噴射部２６，２７の各々についての目標量を演算するプログラムやインジェクターの駆動を制御するプログラムを含む各種制御プログラム、および、各目標量の演算に必要な各種データやインジェクターの駆動パターンの生成に必要な各種データを格納した領域を有する。また、記憶部５３は、各種演算における演算結果や各種データを一時的に格納する領域を有する。ＥＣＵ５０は、各種センサー等からの信号に基づく各種情報と記憶部５３に格納された各種制御プログラムや各種データとに基づき、各インジェクター２８ａ〜２８ｈの駆動を制御する。なお、以下では、燃料噴射部２６を構成するインジェクター２８ａ〜２８ｆの駆動の制御について説明する。

【0022】

ＥＣＵ５０は、各種センサーからの信号に基づき、吸入空気量Ｑａ、クランク角ＣＡ、空気過剰率λ、および、アクセル開度ＡＣＣを取得する。また、ＥＣＵ５０は、クランク角ＣＡに基づきクランクシャフト１０ａの回転数であるエンジン回転数Ｎｅを取得する。

【0023】

ＥＣＵ５０の演算部５１は、上記取得した各種情報に基づくエンジン１０の運転状態に応じて、１サイクル（７２０°ＣＡ）あたりに燃料噴射部２６がエンジン１０に供給する燃料の目標量Ｑｆｔを所定の演算周期で演算する。

【0024】

ＥＣＵ５０のパターン生成部５２は、目標量Ｑｆｔとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、各インジェクター２８ａ〜２８ｆについての開弁タイミング、および、クランク角で示される開弁期間Ｔｄ（°ＣＡ）を規定した駆動パターンを１〜数サイクル単位で生成する。パターン生成部５２は、１サイクルの間に目標量Ｑｆｔの分の燃料が供給ノズル２９を通じて吸入空気に供給されるように駆動パターンを生成する。ＥＣＵ５０は、その生成した駆動パターンに基づき各インジェクター２８ａ〜２８ｆに対して駆動信号を出力する。

【0025】

なお、各インジェクター２８ａ〜２８ｆは、クランク角で示される開弁期間Ｔｄが同じであってもエンジン回転数Ｎｅが低いほど実際の開弁時間（時分秒）が長くなる。そのため、ＥＣＵ５０は、目標量Ｑｆｔが同じであったとしても、エンジン回転数Ｎｅに応じて異なる駆動パターンを生成する。また、目標量Ｑｆｔは、目標量Ｑｆｔ、エンジン回転数Ｎｅ、および、燃料噴射部２６を構成するインジェクター数ｍを変数に含む所定の演算を行うことにより各インジェクター２８ａ〜２８ｆの平均開弁期間Ｔｄａに換算することが可能である。平均開弁期間Ｔｄａは、燃料噴射部２６を構成する全インジェクター２８ａ〜２８ｆを用いて目標量Ｑｆｔの分の燃料を噴射する場合におけるインジェクター１つあたりの開弁期間である。

【0026】

図３〜５を参照して、ＥＣＵ５０が生成する駆動パターンの一例について説明する。なお、これらの図３〜５では、シリンダー＃１に関連付けられたインジェクター２８ａが噴射を開始するタイミングを０°ＣＡとして示している。

【0027】

図３は、目標量Ｑｆｔの換算値である平均開弁期間Ｔｄａが（７２０／ｍ）°ＣＡ未満の場合にＥＣＵ５０が生成する駆動パターンの一例を示している。このとき、平均開弁期間Ｔｄａは、シリンダー１２間における同一行程の行程間隔（７２０°ＣＡ／ｎ＝１２０°ＣＡ）よりも短い。そのため、ＥＣＵ５０は、図３に示すように、各インジェクター２８ａ〜２８ｆから噴射された燃料が該インジェクター２８ａ〜２８ｆを関連付けたシリンダー１２に供給されるように、平均開弁期間Ｔｄａの開弁期間Ｔｄ０を上記行程間隔ごとに異なるインジェクターに設定した駆動パターンを生成する。

【0028】

図４（ａ）〜（ｃ）は、目標量Ｑｆｔの換算値である平均開弁期間Ｔｄａが（７２０／ｍ）°ＣＡ以上３６０°以下である場合における駆動パターンの一例であって、平均開弁期間Ｔｄａが１５０°ＣＡの場合における駆動パターンを示している。

【0029】

図４（ａ）は、参考例の駆動パターンであって、ＥＣＵ５０が生成する駆動パターンを説明する際に用いる駆動パターンを示している。この参考例の駆動パターンでは、平均開弁期間Ｔｄａ（１５０°ＣＡ）である開弁期間Ｔｄ１がシリンダー１２間における行程間隔ごとに異なるインジェクターに設定されている。参考例の駆動パターンは、インジェクター２８ａとインジェクター２８ｄとの間、インジェクター２８ｂとインジェクター２８ｆとの間、および、インジェクター２８ｃとインジェクター２８ｅとの間の各々に開弁期間の連続性を有している。このように平均開弁期間Ｔｄａが（７２０／ｍ）°ＣＡ以上３６０°以下である場合に各インジェクターを平均開弁期間Ｔｄａで駆動すると、２つのインジェクターの間に開弁期間の連続性が付与される場合がある。

【0030】

図４（ｂ）は、平均開弁期間Ｔｄａが１５０°ＣＡの場合にＥＣＵ５０が１サイクル単位で生成する駆動パターンの一例を示している。図４（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５０は、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対して開弁期間Ｔｄ１の倍の長さの開弁期間Ｔｄ２を設定する一方、インジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅを休止させる駆動パターンを生成する。これは、上述した参考例の駆動パターンにおいて２つのインジェクターが有する開弁期間の連続性に基づく。すなわち、ＥＣＵ５０は、開弁期間の連続性を有する２つのインジェクターについて、一方のインジェクターを平均開弁期間Ｔｄａの倍の長さの開弁期間Ｔｄ２で駆動し、他方のインジェクターを休止させる。これにより、図４（ａ）に示す参考例の駆動パターンにおいて開弁期間の連続性を有する２つのインジェクターについて、これら２つのインジェクターによる燃料供給量を確保しつつ、かつ、これら２つのインジェクターにおける駆動回数を少なくすることができる。また、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃの開弁期間には互いに重なっている部分がある。こうした重畳部分があることにより、インジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅを休止させた状態にある燃料噴射部２６による燃料噴射量の自由度を高めることができる。

【0031】

なお、図４（ｂ）に示す駆動パターンにおいては、第１インジェクターにはインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃが該当し、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対して各別に対応付けられた第２インジェクターにはそれぞれインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅが該当する。

【0032】

また、図４（ｂ）に示す駆動パターンにおいては、インジェクター２８ｃの閉弁タイミングが図４（ａ）に示す参考例の駆動パターンにおけるインジェクター２８ｅの閉弁タイミングよりも遅角する。こうした構成であっても、ＳＰＩ方式の燃料供給装置２４においては、シリンダー１２に到達するまでに間に吸入空気と燃料との混合が進行することから、エンジン１０の出力が大きく変化することはない。

【0033】

図４（ｃ）は、平均開弁期間Ｔｄａが１５０°ＣＡの場合にＥＣＵ５０が２サイクル単位で生成する場合の駆動パターンの一例を示している。図４（ｃ）に示すように、ＥＣＵ５０は、１サイクル目について、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対して開弁期間Ｔｄ１の倍の長さの開弁期間Ｔｄ２を設定する一方、インジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅを休止させる駆動パターンを生成する。すなわち、１サイクル目においては、第１インジェクターにはインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃが該当し、第２インジェクターにはそれぞれインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅが該当する。

【0034】

また、ＥＣＵ５０は、２サイクル目について、インジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅに対して開弁期間Ｔｄ１の倍の長さの開弁期間Ｔｄ２を設定する一方、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃを休止させる駆動パターンを生成する。これらインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅの開弁タイミングは、図４（ａ）における２サイクル目のインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃの開弁タイミングに対応している。すなわち、２サイクル目においては、第１インジェクターにはインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅが該当し、第２インジェクターにはそれぞれインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃが該当する。

【0035】

こうした構成によれば、参考例の駆動パターンによる燃料供給量を確保しつつ、インジェクターの駆動回数を少なくすることができる。しかも、１サイクル目と２サイクル目において第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられることで、これら２つのインジェクターにおける駆動回数の均一化を図ることができる。

【0036】

図５（ａ）および図５（ｂ）は、目標量Ｑｆｔの換算値である平均開弁期間Ｔｄａが３６０°ＣＡの場合における駆動パターンの一例を示している。
図５（ａ）は、参考例の駆動パターンであって、ＥＣＵ５０が生成する駆動パターンを説明する際に用いる駆動パターンを示している。参考例の駆動パターンでは、平均開弁期間Ｔｄａである開弁期間Ｔｄ３（＝３６０°ＣＡ）がインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに設定され、これらインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃの閉弁タイミングに合わせて他の３つのインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅに対して開弁期間Ｔｄ３が設定されている。すなわち、参考例の駆動パターンは、インジェクター２８ａとインジェクター２８ｄとの間、インジェクター２８ｂとインジェクター２８ｆとの間、および、インジェクター２８ｃとインジェクター２８ｅとの間の各々に開弁期間の連続性を有している。

【0037】

図５（ｂ）は、平均開弁期間Ｔｄａが３６０°ＣＡの場合にＥＣＵ５０が１サイクル単位で生成する駆動パターンの一例を示している。図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５０は、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対して開弁期間Ｔｄ３の倍の長さの開弁期間Ｔｄ４（＝７２０°ＣＡ）を設定する一方、インジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅを休止させる駆動パターンを生成する。

【0038】

こうした構成によれば、図５（ａ）に示す参考例の駆動パターンにおけるインジェクター２８ａ〜２８ｆによる燃料供給量を確保しつつ、インジェクター２８ａ〜２８ｆにおける駆動回数を低減することができる。しかも、平均開弁期間Ｔｄａが３６０°ＣＡである目標量Ｑｆｔが演算され、ＥＣＵ５０が１サイクル単位で駆動パターンを生成し続ける場合には、インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃは開弁状態に維持されるため、これらインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃの駆動回数を低減することもできる。

【0039】

なお、図５（ｂ）に示す駆動パターンにおいては、第１インジェクターにはインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃが該当し、第２インジェクターにはそれぞれインジェクター２８ｄ，２８ｆ，２８ｅが該当する。また、ＥＣＵ５０が２サイクル単位で駆動パターンを生成する場合には、図４（ｃ）に示した構成と同様、１サイクル目と２サイクル目とにおいて第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとを入れ替えてもよい。

【0040】

上述した燃料供給装置２４の作用について説明する。
燃料供給装置２４は、目標量Ｑｆｔに基づく平均開弁期間Ｔｄａが（７２０／ｍ）°ＣＡ未満であるとき、各シリンダー１２の吸入行程に合わせて各シリンダー１２に関連付けられたインジェクター２８ａ〜２８ｆから燃料を噴射する。そして、燃料供給装置２４は、目標量Ｑｆｔに基づく平均開弁期間Ｔｄａが（７２０／ｍ）°ＣＡ以上３６０°以下であるとき、第１インジェクターを平均開弁期間Ｔｄａの倍の長さの開弁期間で駆動することで第２インジェクターを休止させる状態を有する。そのため、目標量Ｑｆｔの分の燃料をエンジン１０に供給しつつ、インジェクターの駆動回数を低減することができる。また、燃料供給装置２４は、第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有していることで、インジェクターの駆動回数の低減を効率よく行うことができる。

【0041】

第１実施形態の燃料供給装置２４によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）燃料供給装置２４は、第１インジェクターを平均開弁期間Ｔｄａの倍の長さの開弁期間で駆動することで第２インジェクターを休止させる状態を有する。これにより、第１および第２インジェクター全体としての燃料噴射量を確保しつつ、第２インジェクターの駆動回数が低減される。その結果、インジェクターの劣化を抑えることができる。

【0042】

（２）第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられることで、これら２つのインジェクターにおける駆動回数の均一化を図ることができる。

【0043】

（３）燃料供給装置２４は、第１インジェクターと第２インジェクターとで構成された一対のインジェクターを複数有している。これにより、複数のインジェクターについて駆動回数の低減を同時期に行うことができる。その結果、インジェクターの劣化を効果的に抑えることができる。また、これら一対のインジェクターの各々において第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられることで、燃料噴射部２６におけるインジェクター２８ａ〜２８ｆの劣化度合いのばらつきを抑えることができる。

【0044】

（４）第１インジェクターであるインジェクターの開弁期間が互いに重なると、その重畳期間において燃料噴射量が多くなる。こうした重畳部分を設けることによって、第２インジェクターが休止状態にある燃料噴射部２６による燃料噴射量の自由度を高めることができる。その結果、第２インジェクターを休止可能な条件が緩和されることで、インジェクターの劣化をさらに抑えることができる。

【0045】

なお、上記第１実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ＥＣＵ５０は、目標量Ｑｆｔおよびエンジン回転数Ｎｅに関連付けられた駆動パターンで構成されたパターンデータを記憶部５３に記憶していてもよい。こうした場合、ＥＣＵ５０のパターン生成部５２は、目標量Ｑｆｔおよびエンジン回転数Ｎｅに応じた駆動パターンをパターンデータから選択する。

【0046】

・燃料噴射部２６は、第１インジェクターと該第１インジェクターに対応付けられた第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有している。これに限らず、燃料噴射部２６は、上記一対のインジェクターを少なくとも１つ有していればよい。

【0047】

・図４（ｃ）に示したように、ＥＣＵ５０は、２サイクル単位で駆動パターンを生成する際に第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとを１サイクル目と２サイクル目で入れ替えた。これに限らず、入れ替え条件は、例えば、車両の走行距離、燃料噴射部２６におけるインジェクターの総駆動回数、第１インジェクターと第２インジェクターとの間における駆動回数の差などに関して設定されてもよい。こうした構成によれば、第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとの間において駆動回数の均一化が図られる。その結果、インジェクターの劣化度合いのばらつきを抑えることができる。

【0048】

・第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターにおいて、第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられなくともよい。こうした構成であっても、第２インジェクターについての劣化が抑えられる。

【0049】

・燃料供給装置２４は、ｎ＝６のエンジンに限らず、例えばｎ＝４，８のエンジンに搭載されてもよい。この際、燃料噴射部２６は、複数のインジェクターで構成されていればよく、エンジン１０のシリンダー数ｎと同じ、あるいは、それ以上のｍ個のインジェクターで構成されていることが好ましい。

【0050】

・上記実施形態のように複数のシリンダー１２の各々に１つのインジェクターが対応付けられている構成に限らず、複数のシリンダー１２の各々にｋ（ｋは２以上の整数）個のインジェクターが対応付けられている構成であってもよい。

【0051】

上記構成においては、例えば、全てのインジェクターで燃料噴射部が構成されてもよい。この場合、１つのシリンダーに対応付けられたｋ個のインジェクターのなかに第１および第２インジェクターが設定されてもよい。

【0052】

また、上記構成においては、例えば、ｋ個のインジェクターについて優先的に駆動される順位である駆動順位が設定されていることが好ましい。すなわち、駆動順位が上位のインジェクターだけでは燃料噴射量が不足する場合に駆動順位が下位のインジェクターからも燃料を噴射するように設定されていることが好ましい。こうした構成において、燃料噴射部は、駆動順位が同じインジェクターによって構成される。例えば、ｋ＝２の場合、各シリンダー１２に対応付けられた上位のインジェクターによって１つの燃料噴射部が構成され、各シリンダー１２に対応付けられた下位のインジェクターによって他の燃料噴射部が構成される。そして、燃料噴射部ごとに目標量の演算、および、駆動パターンの生成が行われる。前記１つの燃料噴射部の一例は、上述した燃料噴射部２６である。こうした構成であっても、各燃料噴射部において、互いに異なるシリンダー１２に対応付けられたインジェクターの間で第１インジェクターと第２インジェクターとが設定可能であることから、上記（１）に記載した効果に準ずる効果が得られる。また、ｋ個のインジェクターの駆動順位がインジェクターの駆動回数や車両の走行距離等に応じて変更されることにより、上記（２）（３）に記載した効果に準ずる効果が得られる。

【0053】

・燃料供給装置２４が補助燃料噴射部２７を有している場合、ＥＣＵ５０は、例えば、燃料噴射部２６において駆動回数が閾値を超えたインジェクター２８ａと補助燃料噴射部２７を構成するインジェクター２８ｇとを入れ替えてもよい。すなわち、ＥＣＵ５０は、インジェクター２８ａを補助燃料噴射部２７のインジェクターとして扱い、インジェクター２８ｇをシリンダー＃１に対応付けられたインジェクターとして扱ってもよい。こうした構成によれば、燃料供給装置２４を構成する全インジェクターにおける劣化度合いのばらつきを抑えることができる。

【0054】

（第２実施形態）
図６および図７を参照して、燃料供給装置を具体化した第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の燃料供給装置は、第１実施形態における燃料供給装置と主要な構成が同じである。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。

【0055】

第２実施形態において、エンジン１０は、マルチポイントインジェクション（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式の燃料供給装置２４を備える。燃料供給装置２４は、各シリンダー１２に連通する分岐管１４ａの各々に燃料噴射部２６を有する。燃料噴射部２６は、燃料供給源２５から送られている所定圧力の燃料を分岐管１４ａを流れている吸入空気に噴射する３つのインジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有している。燃料噴射部２６は、クランク角ＣＡに基づく吸気バルブ５５の開閉タイミングに基づいてシリンダー１２に導入される吸入空気に対して燃料を噴射する。なお、第２実施形態の燃料供給装置２４は、補助燃料噴射部を備えていない。

【0056】

ＥＣＵ５０の演算部５１は、上記取得した各種情報に基づくエンジン１０の運転状態に応じて各シリンダー１２に供給される燃料の目標量Ｑｆｔを所定の演算周期で演算する。
ＥＣＵ５０のパターン生成部５２は、目標量Ｑｆｔとエンジン回転数Ｎｅとに基づき、各インジェクター２８ａ〜２８ｃについての開弁タイミング、および、クランク角で示される開弁期間Ｔｄ（°ＣＡ）を規定した駆動パターンを１〜数サイクル単位で生成する。ＥＣＵ５０は、各シリンダー１２の吸入行程において目標量Ｑｆｔの分の燃料がシリンダー１２に供給されるように駆動パターンを生成する。そしてＥＣＵ５０は、その生成した駆動パターンに基づき、各インジェクター２８ａ〜２８ｃに対して駆動信号を出力する。

【0057】

図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、ＥＣＵ５０が生成する駆動パターンの一例について説明する。なお、これらの図７（ａ）および図７（ｂ）は、平均開弁期間Ｔｄａが３６０°ＣＡ以下である場合における駆動パターンの一例であって、平均開弁期間が８０°ＣＡの場合における駆動パターンを示している。また、図７（ａ）および図７（ｂ）では、インジェクター２８ａが噴射を開始するタイミングを０°ＣＡとして示している。

【0058】

図７（ａ）は、参考例の駆動パターンであって、ＥＣＵ５０が生成する駆動パターンを説明する際に用いる駆動パターンを示している。この参考例の駆動パターンでは、平均開弁期間Ｔｄａである開弁期間Ｔｄ５が各インジェクター２８ａ，２８ｂ，２８ｃに設定されている。

【0059】

図７（ｂ）は、平均開弁期間Ｔｄａが８０°ＣＡの場合にＥＣＵ５０が生成する駆動パターンの一例を示している。ＥＣＵ５０は、燃料噴射部２６における平均開弁期間Ｔｄａが３６０°ＣＡ以下、すなわち２つのインジェクターについての総開弁期間が７２０°ＣＡ以下であるときに図７（ｂ）に示す駆動パターンを生成する。

【0060】

図７（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５０は、２つのインジェクター２８ａ，２８ｂについて、インジェクター２８ａに対して平均開弁期間Ｔｄａの倍の長さの開弁期間Ｔｄ６を設定する一方、インジェクター２８ｂを休止させる駆動パターンを生成する。また、ＥＣＵ５０は、残りのインジェクター２８ｃについては参考例の駆動パターンと同様に平均開弁期間Ｔｄａを設定する駆動パターンを生成する。

【0061】

これにより、図７（ａ）に示す参考例の駆動パターンにおける燃料供給量を確保しつつ、２つのインジェクター２８ａ，２８ｂにおける駆動回数を少なくすることができる。また、吸入空気に対してより長い期間にわたって燃料が噴射されることから、シリンダーに導入される混合気における燃料の濃度分布を均一化することができる。

【0062】

なお、図７（ｂ）に示す駆動パターンにおいて、第１インジェクターにはインジェクター２８ａが該当し、第２インジェクターにはインジェクター２８ｂが該当する。また、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、パターン生成部５２が数サイクル単位で駆動パターンを生成する場合には第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられてもよい。また、平均開弁期間Ｔｄａの上限値を３６０°ＣＡとしているのは、ＭＰＩ方式においては、各シリンダー１２により多くの燃料を供給するべく、吸気バルブ５５の閉弁中からインジェクターを開弁して分岐管１４ａに燃料を噴射させることがあるためである。

【0063】

上述した第２実施形態の燃料供給装置２４によれば、第１実施形態に記載した（１）（２）に準拠した効果を得ることができる。
上記第２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。

【0064】

・ＥＣＵ５０は、目標量Ｑｆｔおよびエンジン回転数Ｎｅに関連付けられた駆動パターンで構成されたパターンデータを記憶部５３に記憶していてもよい。
・燃料噴射部２６は、２以上のインジェクターを備えていればよい。また、燃料噴射部２６は、第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターを複数有していてもよい。こうした構成においては、第１実施形態に記載した（３）に準拠する効果を得ることができる。

【0065】

・第１インジェクターと第２インジェクターとで構成される一対のインジェクターにおいて、第１インジェクターに該当するインジェクターと第２インジェクターに該当するインジェクターとが入れ替えられなくともよい。こうした構成であっても、第２インジェクターについての劣化が抑えられる。

【0066】

・燃料噴射部２６が３以上のインジェクターを有する場合、第１インジェクターに該当するインジェクターを保持したまま、第２インジェクターに該当するインジェクターが変更されてもよい。例えば、上記燃料噴射部２６において、インジェクター２８ａを第１インジェクターに保持したまま、第２インジェクターをインジェクター２８ｂからインジェクター２８ｃに変更してもよい。また、反対に、第２インジェクターに該当するインジェクターを保持したまま、第１インジェクターに該当するインジェクターを変更してもよい。こうした構成によれば、第１インジェクターと第２インジェクターとの組み合わせに関する自由度が向上し、インジェクターの劣化度合いのばらつきが抑えられやすくなる。

【符号の説明】

【0067】

ｍ…インジェクター数、ｎ…シリンダー数、１０…エンジン、１０ａ…クランクシャフト、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…点火プラグ、１４…インテークマニホールド、１４ａ…分岐管、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…スロットルバルブ、２１…サージタンク、２２…排気通路、２３…タービン、２４…燃料供給装置、２５…燃料供給源、２６…燃料噴射部、２７…補助燃料噴射部、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ…インジェクター、２９…供給ノズル、３０…吸入空気量センサー、３４…クランク角センサー、３６…空気過剰率センサー、３８…アクセル開度センサー、４１…アクセルペダル、５０…ＥＣＵ、５１…演算部、５２…パターン生成部、５３…記憶部、５５…吸気バルブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】