JP2011153529A - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射量の制御精度を悪化させることなく装置の簡素化を図ることができるエンジンの燃料供給装置を提供すること。
【解決手段】燃料タンク２０内の燃料の圧力を調圧するレギュレータ２２と、レギュレータ２２で調圧された燃料をエンジン１０に噴射供給するインジェクタ１５とを有する燃料供給システム１において、インジェクタ１５から噴射される燃料噴射量を制御するＥＣＵ５を備え、ＥＣＵ５は、レギュレータ２２を通過する燃料の流量を、吸入空気量と空燃比とから算出し、その算出した燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づいて、インジェクタ１５近傍の圧力を推定し、その推定した圧力に基づき、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して、インジェクタ１５から噴射される燃料噴射量を制御する。
【選択図】 図２

Description

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。より詳細には、燃料噴射弁近傍の圧力に基づき燃料噴射弁における燃料噴射時間を補正する燃料供給装置に関するものであり、特に燃料としてガス燃料をエンジンに供給する場合に好適なものである。

近年、環境対策として、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）などのガス燃料が自動車用燃料に使われ広まりつつある。このようなガス燃料を使用するガス燃料エンジンへの燃料供給方法として、ガソリンエンジンと同様に燃料噴射方式の燃料供給装置が採用されているものがある。この種の燃料供給装置には、燃料噴射量を精度良く制御するために、燃料噴射弁近傍のガス圧力（デリバリ圧力）に基づき、燃料噴射弁における燃料噴射時間を補正するものがある。この補正は、デリバリ圧力を検知し、そのデリバリ圧力から補正係数を算出し、その算出した補正係数に基づいて、燃料噴射弁における燃料噴射時間を補正している（特許文献１参照）。

特開平７−１８９８１１号公報

しかしながら、上記した従来の燃料供給装置では、燃料噴射弁近傍の圧力（デリバリ圧力）を検知するために圧力センサが新たに必要となる。そして、この圧力センサは高価であるため、燃料供給装置のコストアップを招くという問題があった。これは、ＣＮＧの他、ＬＰＧやガソリンをエンジンに供給する燃料供給装置でも同様である。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、燃料噴射量の制御精度を悪化させることなく装置の簡素化を図ることができるエンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、燃料タンクから送出された燃料の圧力を調圧するレギュレータと、前記レギュレータで調圧された燃料をエンジンに噴射供給する燃料噴射弁とを有するエンジンの燃料供給装置において、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記レギュレータを通過する燃料の流量を、吸入空気量と空燃比とから算出し、その算出した燃料流量から前記レギュレータの調圧特性に基づいて、前記燃料噴射弁近傍の圧力を推定し、その推定した圧力に基づき、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を制御することを特徴とする。

この燃料供給装置では、制御装置により、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量が制御されている。そして、制御装置は、レギュレータを通過する燃料の流量を、吸入空気量と空燃比とから算出し、その算出した燃料流量からレギュレータの調圧特性に基づいて、燃料噴射弁近傍の圧力を推定し、その推定された圧力に基づき予め定められている基本燃料噴射時間を補正する。このように、この燃料供給装置では、燃料噴射弁近傍の圧力を推定しているため、燃料噴射弁近傍の圧力を検知するための圧力センサを不要にすることができる。

ここで、燃料噴射弁近傍の圧力を推定することができる理由について説明する。燃料噴射弁近傍の圧力は、レギュレータにより調整（減圧）された圧力となっているから、レギュレータの調圧特性（燃料流量と調圧値との関係）に基づき推定することができる。つまり、レギュレータを通過する燃料流量が判れば、レギュレータの調圧値、すなわち燃料噴射弁近傍の圧力を推定することができるのである。そして、レギュレータを通過する燃料流量は、（燃料流量）＝（吸入空気量）／（空燃比）との関係から算出することができる。従って、吸入空気量と空燃比が判れば、レギュレータの調圧特性から燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができるのである。そのため、燃料噴射量の制御精度が悪化することもない。

ところが、レギュレータによっては、燃料タンクの内圧（タンク内圧）に影響されて調圧特性が変化する場合がある。そして、タンク内圧に影響されて調圧特性が変化してしまうと、燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができなくなるおそれがある。

そこで、上記した燃料供給装置においては、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサをさらに有し、前記制御装置は、前記圧力センサで検出されたタンク内圧に対応する前記レギュレータの調圧特性に基づいて、前記燃料噴射弁近傍の圧力を推定することが望ましい。

このようにすることにより、タンク内圧に影響されてレギュレータの調圧特性が変化した場合には、その変化後の調圧特性に基づき燃料噴射弁近傍の圧力が推定されるので、燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができる。つまり、タンク内圧に影響されてレギュレータの調圧特性が変化した場合であっても、燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができる結果、燃料噴射量の制御精度を確実に悪化させないようにすることができる。

そして、上記した燃料供給装置においては、前記吸入空気量は、吸気通路に設けられたエアフローセンサにより検出するようにすればよい。

これにより、吸入空気量を精度良く取得することができるので、燃料流量を精度良く算出することができる。その結果、燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができる。

あるいは、上記した燃料供給装置において、前記吸入空気量は、吸気通路に設けられた吸気圧センサにより検出される吸気圧とエンジン回転数とに基づき算出するようにしてもよい。具体的には、例えば、制御装置に、吸気圧とエンジン回転数の関係データ（マップデータ）を記憶させておき、そのデータを利用して吸気圧とエンジン回転数とから吸入空気量を算出すればよい。

これにより、高価なエアフローセンサを使用せずに、吸入空気量を算出することができるため、燃料供給装置をより簡素化することができる。つまり、燃料供給装置の一層の簡素化を図りながら、燃料噴射量を精度良く制御することができる。

また、上記した燃料供給装置においては、前記空燃比は、排気通路に設けられた空燃比センサにより検出するようにすればよい。

これにより、空燃比を精度良く取得することができるので、燃料流量を精度良く算出することができる。その結果、燃料噴射弁近傍の圧力を精度良く推定することができる。

あるいは、上記した燃料供給装置において、前記空燃比は、エンジン回転数とエンジン負荷率とに基づき算出するようにしてもよい。具体的には、例えば、制御装置に、エンジン負荷率とエンジン回転数の関係データ（マップデータ）を記憶させておき、そのデータを利用してエンジン負荷率とエンジン回転数とから空燃比を算出すればよい。なお、エンジン負荷率は、例えば、あるエンジン回転数における１サイクル当たりの最大吸気量に対する実吸気量の割合から求めることができ、具体的にはエアフローセンサやスロットル開度センサからの出力に基づき算出することができる。

これにより、高価な空燃比センサを使用せずに、空燃比を算出することができるため、燃料供給装置をより簡素化することができる。つまり、燃料供給装置の一層の簡素化を図りながら、燃料噴射量を精度良く制御することができる。

本発明に係るエンジンの燃料供給装置によれば、上記した通り、燃料噴射量の制御精度を悪化させることなく装置の簡素化を図ることができる。

第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略構成を示す図である。 燃料噴射時間の演算処理の内容を示すフローチャートである。 燃料流量とタンク圧力に対するレギュレータの調圧特性を示す図である。 第２の実施の形態に係る燃料供給システムの概略構成を示す図である。 吸入空気量の算出マップデータの内容を示す図である。 第３の実施の形態に係る燃料供給システムの概略構成を示す図である。 空燃比の算出マップデータの内容を示す図である。

以下、本発明の燃料供給装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、ＣＮＧ自動車の燃料供給システム、つまり燃料としてガス燃料を供給するシステムに本発明を適用したものである。

［第１の実施の形態］
そこで、第１の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略構成を示す図である。
図１に示すエンジン１０は、周知の構造を有するレシプロタイプのものであり、本実施の形態では４気筒を有している。このエンジン１０では、吸気通路１１を通じて吸入される空気とガス燃料（ＣＮＧ）との可燃混合気を、各気筒の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路１２を通じて排出させることにより、ピストン１３を動作させてクランクシャフトを回転させ、動力を得るようになっている。なお、エンジン回転数を検出するために、エンジン１０にはクランク角センサ１４が設けられている。

エンジン１０の各気筒に対応して、それぞれインジェクタ１５が設けられている。なお、図１では１つのインジェクタ１５のみを示し、その他を省略している。各インジェクタ１５は、各気筒の吸気ポートに対してガス燃料を噴射するものである。各インジェクタ１５には、燃料タンク２０から燃料配管２１を介して供給される高圧のガス燃料が、レギュレータ２２で減圧（調圧）された後に供給されるようになっている。

このようにして供給されたガス燃料は、各インジェクタ１５が作動（開弁）することにより、各気筒に設けられた各吸気ポートへ噴射され、空気との可燃混合気を形成して、エンジン１０の各気筒に取り込まれる。そして、燃料供給システム１では、後述するＥＣＵ５がインジェクタ１５の開弁時間、すなわち噴射時間を調整することにより、エンジン１０に噴射供給する燃料噴射量を制御するようになっている。

吸気通路１１には、エアフローセンサ１６とスロットルバルブ１７とが設けられている。エアフローセンサ１６は、吸気通路１１を流れてエンジン１０に吸入される空気量（吸入空気量）を検知するものである。スロットルバルブ１７は、バルブ開度を調整することにより吸気通路１１を流れる空気の流量を制御するものである。なお、スロットルバルブ１７の開度は、スロットル開度センサ１７ａにより検知されるようになっている。一方、排気通路１２には、Ａ／Ｆセンサ１８が設けられている。Ａ／Ｆセンサ１８は、エンジン１０における空燃比を検知するものである。これらの各種センサは、後述するＥＣＵ５に接続されている。

ここで、燃料配管２１には、燃料タンク２０側から順に、温度センサ２３、圧力センサ２４、遮断弁２５、レギュレータ２２、デリバリ遮断弁２６、温度センサ２７が設けられている。そして、このような燃料配管２１の端部に、各インジェクタ１５にガス燃料を分配供給するデリバリパイプ２８が接続されている。

圧力センサ２４は、燃料タンク２０から供給される高圧のガス燃料の圧力（タンク内圧）を検知するものである。この圧力センサ２４により検知されるガス圧力は、主として、タンク残量の算出に使用されるが、レギュレータ２２を通過する燃料流量を算出する際に、レギュレータ２２の調圧特性を決定するために使用することもできる。温度センサ２３は、燃料タンク２０から供給される高圧のガス燃料の温度を検知するものである。この温度センサ２３により検知されるガス温度は、主として、燃料タンク２０の残量算出の精度アップに使用される。温度センサ２７は、デリバリパイプ２８に供給される低圧のガス燃料の温度を検知するものである。この温度センサ２７により検知されるガス温度は、主として噴射時間の補正に使用される。

遮断弁２５は、燃料配管２１のうちレギュレータ２２よりも上流側（燃料タンク２０側）に配置されており、燃料タンク２０からのガス燃料の供給を遮断するためのものである。一方、デリバリ遮断弁２６は、燃料配管２１のうちレギュレータ２２よりも下流側（デリバリパイプ２８側）に配置されており、デリバリパイプ２８へのガス燃料の供給を遮断するためのものである。

そして、インジェクタ１５の開閉は、エンジン１０の運転状況に応じてＥＣＵ（制御装置）５により制御されるようになっている。このため、ＥＣＵ５には、エンジン１０の運転状況を把握するために上記した各種センサからの出力信号が入力されるようになっている。

このようなＥＣＵ５は、周知のように中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびバックアップＲＡＭ等を備えている。ＲＯＭは、各種制御に係る所定の制御プログラム（マップデータも含む）を予め記憶している。そして、ＥＣＵ（ＣＰＵ）５は、これら制御プログラムに従いインジェクタ１５を開閉駆動してインジェクタ１５から噴射される燃料噴射量を制御する他、各種制御を実行する。

次に、上記した燃料供給システム１における燃料供給制御について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、燃料噴射時間の演算処理の内容を示すフローチャートである。図３は、燃料流量とタンク圧力に対するレギュレータの調圧特性を示す図である。

燃料噴射時間の演算処理は、ＥＣＵ５において、数ｍｓ〜数十ｍｓのサイクルで繰り返し行われる。具体的には 図２に示すように、まず、デリバリ圧力（デリバリパイプ２８内の圧力、つまりインジェクタ１５近傍のガス圧）が、予め定められている基準のガス圧（基準燃圧）に設定される（ステップＳ１）。このような設定を行うのは、エンジン１０の始動時には、デリバリ圧力の推定値が算出されていないからである。そして、ステップＳ２において、エンジン１０が始動される。

エンジン１０が始動すると、各種センサからの信号がＥＣＵ５に入力される。このとき、ＥＣＵ５は、燃料噴射時間の演算処理のために、エアフローセンサ１６、Ａ／Ｆセンサ１８、及び圧力センサ２４からの各信号を取り込む（ステップＳ３）。これにより、吸入空気量、排気空燃比、及びタンク圧力が取得される。そうすると、レギュレータ２２を通過する燃料流量が算出される（ステップＳ４）。この燃料流量の算出は、ステップＳ３で取得された吸入空気量と空燃比に基づき行われる。具体的には、次式により燃料流量が算出される。
（燃料流量）＝（吸入空気量）／（空燃比）

そして、ステップＳ４で算出された燃料流量からデリバリ圧力が推定される（ステップＳ５）。このデリバリ圧力の推定は、レギュレータ２２の調圧特性（燃料流量と調圧値との関係）に基づき推定することができる。なぜなら、デリバリ圧力は、レギュレータ２２により調整（減圧）された圧力、つまりレギュレータ２２の調圧値となっているからである。そして、レギュレータ２２の調圧特性は、図３に示すような関係になっており、この燃料流量と調圧値との関係データが、ＥＣＵ５のＲＯＭに予め記憶されている。

ここで、レギュレータ２２の構造によっては、燃料タンク２０の内圧（タンク圧力）に影響されて調圧特性が変化する場合がある。そして、タンク圧力に影響されて調圧特性が変化してしまうと、デリバリ圧力を精度良く推定することができなくなる。

そこで、本実施の形態では、ステップＳ５においてデリバリ圧力を推定する際に、タンク圧力を考慮することによりデリバリ圧力を精度良く推定している。具体的には、ＥＣＵ５のＲＯＭに、図３に示すような３つのタンク圧力に対応する調圧特性のデータを記憶させている。つまり、実施の形態では、使用圧力範囲の上限値（タンク圧力：２５ＭＰａ）、標準値（タンク圧力：１０ＭＰａ）、及び使用圧力範囲の下限値（タンク圧力：２ＭＰａ）に対応する調圧特性のデータを記憶させている。そして、タンク圧力に応じた調圧特性に基づきデリバリ圧力を推定している。なお、タンク圧力が図３に示す３つ以外の場合には、調圧値つまりデリバリ圧力は、３つの調圧特性から線形補完することにより推定している。もちろん、ＥＣＵ５のＲＯＭに、４つ以上のタンク圧力に対応する調圧特性のデータを記憶させてもよい。これにより、デリバリ圧力の推定精度を更に高めることができる。

このようにタンク圧力を考慮して、デリバリ圧力を推定することにより、タンク圧力に影響されてレギュレータ２２の調圧特性が変化した場合であっても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。これにより、レギュレータ２２として、タンク圧力の変化に対する調圧圧力の変動を抑えた高価なものを使用しなくても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。その結果、燃料供給システム１をより安価にて構成することができる。

もちろん、レギュレータ２２としてタンク圧力の変化に対する調圧圧力の変動を抑えたものを使用してもよい。この場合、デリバリ圧力を推定するための調圧特性は１つで十分であるから、ＥＣＵ５のＲＯＭに予め記憶させる調圧特性のデータを少なくすることができる。

そして、ステップＳ５にてデリバリ圧力が推定されると、その推定されたデリバリ圧力に基づき、予め定められている基本燃料噴射時間が補正されて、インジェクタ１５の噴射時間が算出される（ステップＳ６）。そして、ＥＣＵ５は、最終的に算出した噴射時間だけインジェクタ１５を開弁させることにより、インジェクタ１５から噴射される燃料噴射量を制御する。インジェクタ１５の噴射時間は、公知の方法により決定される基本噴射時間に基づき次式により算出される。
（噴射時間）＝（基本噴射時間）＊（基準燃圧／デリバリ圧力）
なお、噴射時間は、温度センサ２７により検知されるガス温度に基づき、さらに補正される場合もあり得る。このガス温度に基づく噴射時間の補正については、公知であるから説明は省略する。

このように、燃料供給システム１では、デリバリ圧力を検知するために圧力センサを設けなくても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。そのため、燃料供給システム１では、システム構成が簡素化された上で、インジェクタ１５から噴射される燃料噴射量を精度良く制御することができる。

その後、エンジン１０が停止されるまで（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ３〜Ｓ６の処理が繰り返し行われてインジェクタ１５から噴射される燃料噴射量が制御される。そして、エンジン１０が停止されると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、この処理ルーチンが終了する。

以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る燃料供給システム１によれば、ＥＣＵ５において、レギュレータ２２を通過するガス燃料の流量（燃料流量）を、エアフローセンサ１６で検出される吸入空気量と、Ａ／Ｆセンサ１８で検出される空燃比とから算出している。そして、その算出した燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づいて、インジェクタ近傍のガス圧力（デリバリ圧力）を推定している。このため、デリバリ圧力を検知するために圧力センサが不要となり、システムの簡素化を図ることができる。

そして、燃料供給システム１では、タンク圧力を考慮して、デリバリ圧力を推定しているので、タンク圧力に影響されてレギュレータ２２の調圧特性が変化した場合であっても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。このようにして推定したデリバリ圧力に基づき、ＥＣＵ５は、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射時間を算出し、インジェクタ１５からの燃料噴射量を制御する。その結果、燃料噴射量の制御精度を悪化させることなくシステムの簡素化を図ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態とシステム構成はほぼ同じであるが、エアフローセンサの代わりに吸気圧センサが設けられている点が異なる。このため、燃料噴射時間の演算処理の内容も若干異なっている。そこで、第２の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、第２の実施の形態における燃料供給システムの概略構成を示す図である。図５は、吸入空気量の算出マップデータの内容を示す図である。以下の説明では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

図４に示すように、第２の実施の形態に係る燃料供給システム１ａには、吸気圧センサ１９が設けられている。この吸気圧センサ１９は、スロットルバルブ１７より下流側における吸気通路１１内の圧力を検知するものである。吸気圧センサ１９は、ＥＣＵ５に接続されており、検出信号をＥＣＵ５に入力するようになっている。そして、ＥＣＵ５は、吸気圧センサ１９で検出された吸気圧とクランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数とから、吸入空気量を算出するようになっている。そのため、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図５に示すような吸入空気量の算出マップデータが記憶されている。図５において、縦軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を示し、横軸は吸気圧［ｋＰａ（ａｂｓ）］を示している。

このように、燃料供給システム１ａでは、ＥＣＵ５において、吸気圧とエンジン回転数とから吸入空気量を算出するようにしているため、エアフローセンサが不要となる。これにより、高価なエアフローセンサを使用しないため、燃料供給システム１ａを安価に構成することができる。

そして、燃料供給システム１ａでも、第１の実施の形態とほぼ同様にして燃料噴射量の制御が行われるが、上記したように吸入空気量の取り込み処理（図２のＳ３参照）は、第１の実施の形態と異なる。すなわち、燃料供給システム１ａにおけるＥＣＵ５では、吸気圧センサ１９で検出された吸気圧とクランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数とを取り込み、図５に示すマップデータを検索して吸入空気量を算出する。その後、算出した吸入空気量とＡ／Ｆセンサ１８で検出される空燃比とから、レギュレータ２２を通過する燃料流量が算出され、第１の実施の形態と同様に、その燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づきデリバリ圧力が推定される。そして、その推定されたデリバリ圧力に基づき基本燃料噴射時間が補正されて燃料噴射時間が算出され、その噴射時間に基づいてインジェクタ１５から噴射される燃料噴射量が制御される。

以上、詳細に説明したように第２の実施の形態に係る燃料供給システム１ａによれば、ＥＣＵ５において、レギュレータ２２を通過するガス燃料の流量（燃料流量）を、吸気圧センサ１９で検出される吸気圧とエンジン回転数とに基づき算出した吸入空気量と、Ａ／Ｆセンサ１８で検出される空燃比とから算出している。そして、その算出した燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づいて、インジェクタ近傍のガス圧力（デリバリ圧力）を推定している。このため、デリバリ圧力を検知する圧力センサと、吸入空気量を検知するエアフローセンサとが不要となり、システムの簡素化を一層図ることができる。

そして、燃料供給システム１ａでも、タンク圧力を考慮して、デリバリ圧力を推定しているので、タンク圧力に影響されてレギュレータ２２の調圧特性が変化した場合であっても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。このようにして推定したデリバリ圧力に基づき、ＥＣＵ５は、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射時間を算出し、インジェクタ１５からの燃料噴射量を制御する。その結果、燃料噴射量の制御精度を悪化させることなくシステムの簡素化を一層図ることができる。

［第３の実施の形態］
最後に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態とシステム構成はほぼ同じであるが、Ａ／Ｆセンサが設けられていない点が異なる。このため、燃料噴射時間の演算処理の内容も若干異なっている。そこで、第３の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、第３の実施の形態における燃料供給システムの概略構成を示す図である。図７は、空燃比の算出マップデータの内容を示す図である。以下の説明では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

図６に示すように、第３の実施の形態に係る燃料供給システム１ｂには、Ａ／Ｆセンサが設けられていない。なお、図示はしていないが、実際にはエンジン制御のためにＡ／Ｆセンサの代わりにＯ2 センサが設けられている。そして、ＥＣＵ５は、エンジン負荷率とエンジン回転数とから、空燃比を算出するようになっている。そのため、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図７に示すような空燃比の算出マップデータが記憶されている。図７において、縦軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を示し、横軸はエンジン負荷率［％］を示している。また、マップに示す「１．０」がストイキＡ／Ｆを意味し、「１．０」未満がリッチＡ／Ｆを意味する。

ここで、エンジン負荷率は、例えば、あるエンジン回転数における１サイクル当たりの最大吸気量に対する実吸気量の割合から求めることができる。そのため、本実施の形態では、エアフローセンサ１６で検出される吸入空気量に基づきエンジン負荷率を算出している。

このように、燃料供給システム１ｂでは、ＥＣＵ５において、エンジン負荷率とエンジン回転数とから空燃比を算出するようにしているため、Ａ／Ｆセンサが不要となる。従って、高価なＡ／Ｆセンサを使用しないため、燃料供給システム１ｂを安価に構成することができる。

そして、燃料供給システム１ｂでも、第１の実施の形態とほぼ同様にして燃料噴射量の制御が行われるが、上記したように空燃比の取り込み処理（図２のＳ３参照）は、第１の実施の形態と異なる。すなわち、燃料供給システム１ｂにおけるＥＣＵ５では、エアフローセンサ１６で検出された吸入空気量から算出したエンジン負荷率と、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数とを取り込み、図７に示すマップデータを検索して空燃比を算出する。その後、算出した空燃比とエアフローセンサ１６で検出された吸入空気量とから、レギュレータ２２を通過する燃料流量が算出され、第１の実施の形態と同様に、その燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づきデリバリ圧力が推定される。そして、その推定されたデリバリ圧力に基づき基本燃料噴射時間が補正されて燃料噴射時間が算出され、その噴射時間に基づいてインジェクタ１５から噴射される燃料噴射量が制御される。

以上、詳細に説明したように第３の実施の形態に係る燃料供給システム１ｂによれば、ＥＣＵ５において、レギュレータ２２を通過するガス燃料の流量（燃料流量）を、エアフローセンサ１６で検出される吸入空気量と、その吸入空気量から求めたエンジン負荷率とエンジン回転数とに基づき算出した空燃比とから算出している。そして、その算出した燃料流量からレギュレータ２２の調圧特性に基づいて、インジェクタ近傍のガス圧力（デリバリ圧力）を推定している。このため、デリバリ圧力を検知する圧力センサと、空燃比を検知するＡ／Ｆセンサとが不要となり、システムの簡素化を一層図ることができる。

そして、燃料供給システム１ｂでも、タンク圧力を考慮して、デリバリ圧力を推定しているので、タンク圧力に影響されてレギュレータ２２の調圧特性が変化した場合であっても、デリバリ圧力を精度良く推定することができる。このようにして推定したデリバリ圧力に基づき、ＥＣＵ５は、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射時間を算出し、インジェクタ１５からの燃料噴射量を制御する。その結果、燃料噴射量の制御精度を悪化させることなくシステムの簡素化を一層図ることができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、燃料タンク２０からインジェクタ１５へ供給する燃料の圧力を１段階で調圧するシステム（レギュレータの数は１つ）に本発明を適用したものを例示したが、燃料の圧力を複数段で調圧するシステム（レギュレータの数は１つ又は複数）にも本発明を適用することができる。この場合には、最終段の調圧特性に基づきデリバリ圧力を推定するようにすればよい。

また、上記した第３の実施の形態では、空燃比を求める際に必要とするエンジン負荷率を、エアフローセンサ１６で検出した吸入空気量に基づき算出しているが、スロットル開度センサ１７ａの出力に基づき算出することもできる。そして、この場合には、第２の実施の形態のように、吸気圧センサを設けて吸入空気量を算出するようにすれば、エアフローセンサ及びＡ／Ｆセンサを不要にすることができる。

さらに、デリバリ圧力を検出する圧力センサを備えるシステムに対して本発明を適用することにより、デリバリ圧力の検出値と推定値との差が大きい場合（例えば、５％〜１５％程度、好ましくは１０％程度の乖離が生じた場合）に、システムの故障を良好に検知することができる。なお、検出値と推定値との差を上記のようにするのは、差が５％よりも小さいと故障を誤検出するおそれがある一方、差が１５％よりも大きいと故障の検出精度が悪くなるからである。このため、故障判定に用いる差（閾値）としては１０％程度に設定するのがよい。

さらにまた、上記した実施の形態では、ＣＮＧをエンジンに供給するシステムを例示したが、本発明はこれに限らず、ＬＰＧやガソリンなどをエンジンに供給するシステムに対しても本発明を適用することができる。

１ 燃料供給システム
５ ＥＣＵ
１０ エンジン
１４ クランク角センサ
１５ インジェクタ
１６ エアフローセンサ
１７ スロットルバルブ
１７ａ スロットル開度センサ
１８ Ａ／Ｆセンサ
１９ 吸気圧センサ
２０ 燃料タンク
２２ レギュレータ
２４ 圧力センサ
２８ デリバリパイプ

Claims (6)

1. 燃料タンクから送出された燃料の圧力を調圧するレギュレータと、前記レギュレータで調圧された燃料をエンジンに噴射供給する燃料噴射弁とを有するエンジンの燃料供給装置において、
   前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記レギュレータを通過する燃料の流量を、吸入空気量と空燃比とから算出し、
   その算出した燃料流量から前記レギュレータの調圧特性に基づいて、前記燃料噴射弁近傍の圧力を推定し、
   その推定した圧力に基づき、予め定められている基本燃料噴射時間を補正して、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を制御する
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
2. 請求項１に記載するエンジンの燃料供給装置において、
   前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサをさらに有し、
   前記制御装置は、前記圧力センサで検出されたタンク内圧に対応する前記レギュレータの調圧特性に基づいて、前記燃料噴射弁近傍の圧力を推定する
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載するエンジンの燃料供給装置において、
   前記吸入空気量は、吸気通路に設けられたエアフローセンサにより検出される
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載するエンジンの燃料供給装置において、
   前記吸入空気量は、吸気通路に設けられた吸気圧センサにより検出される吸気圧とエンジン回転数とに基づき算出される
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
5. 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つのエンジンの燃料供給装置において、
   前記空燃比は、排気通路に設けられた空燃比センサにより検出される
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
6. 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つのエンジンの燃料供給装置において、
   前記空燃比は、エンジン回転数とエンジン負荷率とに基づき算出される
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。

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