JP2020128705A - 燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】ガス燃料を噴射するインジェクタの耐久性を向上させることが可能な燃料噴射システムを提供する。【解決手段】燃料噴射システム１０は、内燃機関にガス燃料を噴射するインジェクタ４０，５０と、ガス燃料が貯蔵される燃料タンクと、燃料タンクから複数のインジェクタのそれぞれにガス燃料を供給するデリバリパイプとを有する。燃料噴射システム１０は、摩耗量推定部７２と、判定部７３と、を備える。摩耗量推定部７２は、複数のインジェクタのそれぞれの累積作動回数をカウントする。判定部７３は、摩耗量推定部により推定される各インジェクタの累積作動回数に基づいて、複数のインジェクタのうちのいずれのインジェクタを優先的に作動させるかを判定する。【選択図】図２

Description

本開示は、燃料噴射システムに関する。

従来、下記の特許文献１に記載の車両の燃料噴射システムがある。特許文献１に記載の燃料噴射システムでは、内燃機関の燃料として圧縮天然ガス（以下、「ＣＮＧ」と略記する）が用いられており、ＣＮＧ燃料がインジェクタにより内燃機関に噴射される。特許文献１に記載の燃料噴射システムは、成層燃焼時に内燃機関の気筒間の燃料温度差が所定の許容範囲内である場合には、燃料の平均温度と圧力とに基づいて燃料噴射量及び噴射時期を補正して内燃機関の燃料噴射制御を行う。また、この燃料噴射システムは、成層燃焼時に気筒間の燃料温度差が所定の許容範囲外である場合には、均質燃焼に切り替え、燃料の平均温度と圧力とに基づいて噴射量を補正して内燃機関の燃料噴射制御を行う。

特開２００５−２４０５８１号公報

ところで、内燃機関の燃料として液体燃料が用いられている場合、液体燃料によりインジェクタを境界潤滑することができる。しかしながら、特許文献１に記載される燃料噴射システムのように、内燃機関の燃料としてＣＮＧ燃料のようなガス燃料が用いられる場合、燃料によりインジェクタを境界潤滑することが困難となる。そのため、ガス燃料が用いられる燃料噴射システムでは、インジェクタの摺動部分において摩耗が促進し易いため、インジェクタの耐久性に関して改善の余地を残すものとなっている。

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス燃料を噴射するインジェクタの耐久性を向上させることが可能な燃料噴射システムを提供することにある。

上記課題を解決する燃料噴射システムは、機関（２０）にガス燃料を噴射する少なくとも２つの複数のインジェクタ（４０，５０）と、ガス燃料が貯蔵される燃料タンク（３０）と、燃料タンクから複数のインジェクタのそれぞれにガス燃料を供給するデリバリパイプ（３１２，３１３）とを有する。燃料噴射システムは、摩耗量推定部（７２）と、判定部（７３）と、を備える。摩耗量推定部は、複数のインジェクタのそれぞれの摩耗量を推定する。判定部は、摩耗量推定部により推定される各インジェクタの摩耗量に基づいて、複数のインジェクタのうちのいずれのインジェクタを優先的に作動させるかを判定する。

この構成によれば、複数のインジェクタの摩耗量に応じた、より適切なインジェクタを優先的に作動させることができるため、ガス燃料を噴射するインジェクタの耐久性を向上させることができる。
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本開示によれば、ガス燃料を噴射するインジェクタの耐久性を向上させることが可能な燃料噴射システムを提供できる。

図１は、第１実施形態の燃料噴射システムの概略構成を模式的に示す図である。 図２は、第１実施形態の燃料噴射システムの電気的な構成を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、第３実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、第４実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、第５実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、第６実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、第６実施形態の第１変形例の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第６実施形態の第２変形例の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、第６実施形態の第３変形例の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、第６実施形態の第４変形例の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、第７実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１４は、第８実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、第９実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。

以下、燃料噴射システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
はじめに、図１に示される第１実施形態の燃料噴射システム１０について説明する。図１に示される燃料噴射システム１０は、車両の内燃機関２０に燃料を噴射するためのシステムである。本実施形態の内燃機関２０の燃料には、ＣＮＧ等のガス燃料が用いられている。なお、図１では、内燃機関２０に設けられる複数の気筒のうちの一つの気筒２１のみが図示されている。燃料噴射システム１０は、燃料タンク３０と、ポート噴射インジェクタ４０と、直噴インジェクタ５０とを備えている。

燃料タンク３０には、高圧のガス燃料が貯蔵されている。燃料タンク３０には、燃料配管３１が接続されている。燃料配管３１は、途中の部分から第１分岐管３１０と第２分岐管３１１とに分岐されている。第１分岐管３１０の先端部には第１デリバリパイプ３１２が接続されている。第２分岐管３１１の先端部には第２デリバリパイプ３１３が接続されている。第１デリバリパイプ３１２及び第２デリバリパイプ３１３には、燃料タンク３０に貯蔵されている高圧のガス燃料が燃料配管３１を通じて供給されている。第１デリバリパイプ３１２は、内燃機関２０の各気筒２１に設けられるポート噴射インジェクタ４０にガス燃料を供給する。第２デリバリパイプ３１３は、内燃機関２０の各気筒２１に設けられる直噴インジェクタ５０にガス燃料を供給する。

燃料配管３１には、燃料遮断弁３２及びレギュレータ３３が設けられている。また、第１分岐管３１０には、レギュレータ３４が設けられている。燃料遮断弁３２は、その開閉により、燃料タンク３０からデリバリパイプ３１２，３１３へのガス燃料の供給及び遮断を切り替え可能である。レギュレータ３３は、その開度の変更により、燃料タンク３０から第２デリバリパイプ３１３に供給されるガス燃料の圧力を調整可能である。レギュレータ３４は、その開度の変更により、燃料タンク３０から第１デリバリパイプ３１２に供給されるガス燃料の圧力を調整可能である。

ポート噴射インジェクタ４０は、内燃機関２０の吸気通路２２に設けられている。ポート噴射インジェクタ４０は、第１デリバリパイプ３１２から供給されるガス燃料を吸気通路２２に噴射する。ポート噴射インジェクタ４０から噴射されたガス燃料は、吸気通路２２内を流れる空気とともに気筒２１内の燃焼室２１０に導入される。

直噴インジェクタ５０は、内燃機関２０の気筒２１に設けられている。直噴インジェクタ５０は、第２デリバリパイプ３１３から供給されるガス燃料を気筒２１内の燃焼室２１０に直接噴射する。
なお、内燃機関２０の各気筒２１には、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０が同様の配置でそれぞれ設けられている。

内燃機関２０の各気筒２１の燃焼室２１０には、吸気通路２２から吸気バルブ２３を通じて空気が導入される。また、燃焼室２１０には、ポート噴射インジェクタ４０又は直噴インジェクタ５０から噴射されるガス燃料が導入される。内燃機関２０では、燃焼室２１０において空気とガス燃料とが混合した混合気が燃焼することで、各気筒２１内のピストン２１１が往復動する。これにより、内燃機関２０の駆動力が得られるようになっている。燃焼室２１０で混合気が燃焼することで生成される排気は、排気バルブ２４を通じて内燃機関２０の排気通路２５に排出される。

次に、燃料噴射システム１０の電気的な構成について説明する。
図１に示されるように、燃料タンク３０には圧力センサ６０が設けられている。圧力センサ６０は、燃料タンク３０の燃料圧力、より詳しくは燃料タンク３０内に貯蔵されているガス燃料の圧力を検出するとともに、検出された燃料タンク３０の燃料圧力に応じた信号を出力する。

第１デリバリパイプ３１２には圧力センサ６１が設けられている。圧力センサ６１は、第１デリバリパイプ３１２の内部のガス燃料の圧力、換言すればポート噴射インジェクタ４０の燃料噴射圧を検出するとともに、検出されたガス燃料の圧力に応じた信号を出力する。

第２デリバリパイプ３１３には圧力センサ６２が設けられている。圧力センサ６２は、第２デリバリパイプ３１３の内部のガス燃料の圧力、換言すれば直噴インジェクタ５０の燃料噴射圧を検出するとともに、検出されたガス燃料の圧力に応じた信号を出力する。
図２に示されるように、各圧力センサ６０〜６２の出力信号は制御装置７０に取り込まれている。制御装置７０は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。制御装置７０は、各種情報を記憶するための不揮発性メモリ７１を備えている。制御装置７０は、各圧力センサ６０〜６２の出力信号に基づいて、燃料タンク３０の燃料圧力、ポート噴射インジェクタ４０の燃料噴射圧、及び直噴インジェクタ５０の燃料噴射圧の情報を取得することが可能である。

また、制御装置７０には、各種車載センサ６３の出力信号が取り込まれている。車載センサ６３には、例えばアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサ、内燃機関２０のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ、吸気通路２２を流れる空気の流量である吸入空気量を検出する流量センサ、排気通路２５を流れる排気の温度を検出する温度センサ、内燃機関２０の冷却水の温度を検出する温度センサ等が含まれている。

制御装置７０は、各センサ６０〜６３により検出される各種情報に基づいて、各気筒２１のポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０を制御することにより、各気筒２１の燃料噴射量を制御する燃料噴射制御を実行する。
ところで、内燃機関２０の燃料としてガス燃料が用いられている場合、燃料により各インジェクタ４０，５０を境界潤滑することができないため、内燃機関２０の燃料として液体燃料が用いられている場合と比較すると、各インジェクタ４０，５０の摺動部が摩耗し易い。各インジェクタ４０，５０の摺動部が摩耗すると、各インジェクタ４０，５０の燃料噴射量にばらつきが生じるため、燃料噴射制御を適切に実行できない可能性がある。

一方、各インジェクタ４０，５０の摩耗量は、基本的には、各インジェクタ４０，５０の作動回数と相関関係がある。そこで、本実施形態の燃料噴射システム１０では、各インジェクタ４０，５０の作動回数に基づいて各インジェクタ４０，５０の摩耗量を推定するようにしている。そして、本実施形態の燃料噴射システム１０では、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のうち、作動回数の少ないインジェクタを優先的に駆動させることにより、システム全体としての耐久性を向上させるようにしている。

具体的には、図２に示されるように、制御装置７０は、摩耗量推定部７２と、判定部７３とを備えている。
摩耗量推定部７２は、各インジェクタ４０，５０の摩耗量の推定値として、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数をカウントしている。累積作動回数は、各インジェクタ４０，５０の駆動開始時からの作動回数の総計である。具体的には、不揮発性メモリ７１には、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰと、直噴インジェクタ５０の累積作動回数ＮＤとが記憶されている。累積作動回数ＮＰ，ＮＤのそれぞれの値は、各インジェクタ４０，５０の駆動開始時に零に設定されている。摩耗量推定部７２は、ポート噴射インジェクタ４０が駆動する都度、累積作動回数ＮＰの値をインクリメントする。また、摩耗量推定部７２は、直噴インジェクタ５０が駆動する都度、累積作動回数ＮＤの値をインクリメントする。累積作動回数ＮＰ，ＮＤが不揮発性メモリ７１に記憶されることにより、車両の停止後にバッテリから制御装置７０の電力供給が遮断された場合であっても、累積作動回数ＮＰ，ＮＤの情報を保持することが可能となっている。

判定部７３は、不揮発性メモリ７１に記憶されている各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤに基づいて、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれのインジェクタを優先的に作動させるかを判定する。
次に、図３を参照して、判定部７３により実行される処理の手順について具体的に説明する。

図３に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ１０の処理として、各インジェクタ４０，５０の最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘを不揮発性メモリ７１から読み込む。最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘは、許容できない性能変化が発生しない各インジェクタ４０，５０の作動回数の最大値である。最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘは、実験等を通じて設定されており、不揮発性メモリ７１に予め記憶されている。なお、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０が異なる構造を有している場合、最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘは互いに異なる値に設定される可能性がある。本実施形態では、最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘが所定回数に相当する。

判定部７３は、ステップＳ１０に続くステップＳ１１の処理として、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤを不揮発性メモリ７１から読み込む。続いて、判定部７３は、ステップＳ１２の処理として、以下の式ｆ１，ｆ２に基づいて各インジェクタ４０，５０の作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃを算出する。

ＮＰｃ＝ＮＰｍａｘ−ＮＰ （ｆ１）
ＮＤｃ＝ＮＤｍａｘ−ＮＤ （ｆ２）
判定部７３は、ステップＳ１２に続くステップＳ１３の処理として、各インジェクタ４０，５０の作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃに基づいて、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれを優先的に作動させるかを決定する。具体的には、判定部７３は、ポート噴射インジェクタ４０の作動可能回数ＮＰｃが直噴インジェクタ５０の作動可能回数ＮＤｃよりも大きい場合には、ポート噴射インジェクタ４０を優先的に作動させる。また、判定部７３は、直噴インジェクタ５０の作動可能回数ＮＤｃがポート噴射インジェクタ４０の作動可能回数ＮＰｃよりも大きい場合には、直噴インジェクタ５０を優先的に作動させる。なお、判定部７３は、ポート噴射インジェクタ４０の作動可能回数ＮＰｃと直噴インジェクタ５０の作動可能回数ＮＤｃとが同一の値である場合には、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれか一方を作動させる。

判定部７３は、ステップＳ１３の処理を実行した後、図３に示される一連の処理を終了する。
なお、判定部７３は、図３に示される処理を内燃機関２０の複数の気筒２１のそれぞれに対して個別に実行する。

以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のそれぞれの摩耗量に応じた、より適切なインジェクタを優先的に作動させることができるため、ガス燃料を噴射するインジェクタ４０，５０の耐久性を向上させることができる。

（２）摩耗量推定部７２は、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤに基づいて各インジェクタ４０，５０の摩耗量を推定する。判定部７３は、上記の式ｆ１，ｆ２に示されるように、最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘから累積作動回数ＮＰ，ＮＤを減算した減算値をインジェクタ４０，５０のそれぞれについて演算し、減算値が最も大きいインジェクタを優先的に作動させる。このような構成によれば、耐久性に余裕のあるインジェクタを優先的に作動させ易くなる。

＜第２実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
図４に示されるように、本実施形態の判定部７３は、ステップＳ１１の処理に続くステップＳ１４の処理として、以下の式ｆ３，ｆ４に基づいて各インジェクタ４０，５０の累積作動割合ＮＰｒ，ＮＤｒを算出する。

ＮＰｒ＝ＮＰ／ＮＰｍａｘ （ｆ３）
ＮＤｒ＝ＮＤ／ＮＤｍａｘ （ｆ４）
判定部７３は、ステップＳ１４に続くステップＳ１３の処理として、各インジェクタ４０，５０の累積作動割合ＮＰｒ，ＮＤｒに基づいて、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれを優先的に作動させるかを決定する。具体的には、判定部７３は、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動割合ＮＰｒが直噴インジェクタ５０の累積作動割合ＮＤｒよりも小さい場合には、ポート噴射インジェクタ４０を優先的に作動させる。また、判定部７３は、直噴インジェクタ５０の累積作動割合ＮＤｒがポート噴射インジェクタ４０の累積作動割合ＮＰｒよりも小さい場合には、直噴インジェクタ５０を優先的に作動させる。なお、判定部７３は、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動割合ＮＰｒと直噴インジェクタ５０の累積作動割合ＮＤｒとが同一の値である場合には、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれか一方を作動させる。

以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、上記の（２）に示される作用及び効果に代えて、以下の（３）に示される作用及び効果を得ることができる。
（３）判定部７３は、上記の式ｆ３，ｆ４に示されるように、累積作動回数ＮＰ，ＮＤを最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘにより除算した除算値をインジェクタ４０，５０のそれぞれについて演算し、除算値が最も小さいインジェクタを優先的に作動させる。このような構成によれば、耐久性に余裕のあるインジェクタを優先的に作動させ易くなる。

＜第３実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
第１実施形態の判定部７３は、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を内燃機関２０の複数の気筒２１のそれぞれに対して個別に実行するものであった。これに対し、本実施形態の判定部７３は、図３に示される判定処理を複数の気筒２１のうちの特定の気筒のみに対して実行するとともに、その判定結果を特定の気筒とは別の他の気筒にも用いることで、他の気筒において優先的に作動させるインジェクタを決定する。

具体的には、図５に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ１５の処理として、内燃機関２０の複数の気筒２１のうちの特定の気筒のみに対して図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を実行する。これにより、特定の気筒において、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のいずれを優先的に作動させるかが決定される。

次に、判定部７３は、ステップＳ１６の処理として、ステップＳ１５の処理で決定されたインジェクタの判定結果を、特定の気筒とは別の他の気筒にも反映させる。これにより、他の気筒に対しては、特定の気筒において優先的に作動させると判定されたインジェクタと同一の位置に設けられるインジェクタが優先的に作動することになる。

以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（４）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（４）優先的に作動させるインジェクタを判定する処理が複数の気筒２１のうちの特定の気筒のみに対して行われるため、判定処理を簡素化することができる。また、複数の気筒２１のそれぞれで同一のインジェクタが優先的に作動するようになるため、複数の気筒２１間のインジェクタ４０，５０の寿命のばらつきを抑制することができる。

＜第４実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
図１に示されるような構造を有する内燃機関２０では、ポート噴射インジェクタ４０からガス燃料を噴射するよりも、直噴インジェクタ５０からガス燃料を噴射した方が、充填効率を高めることができるため、内燃機関２０の出力及び燃費を向上させることができる。そのため、内燃機関２０の負荷が高い状況では、ポート噴射インジェクタ４０よりも直噴インジェクタ５０を優先的に作動させた方が望ましい。そこで、本実施形態の判定部７３は、内燃機関２０の負荷が所定値以上である場合には、作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃの大小に関わらず、直噴インジェクタ５０を優先的に作動させるようにしている。

具体的には、判定部７３は、図６に示されるように、まず、ステップＳ２０の処理として、内燃機関２０の負荷Ｌｅが所定値Ｌｔｈ以上であるか否かを判定する。内燃機関２０の負荷Ｌｅは、内燃機関２０の負荷状態を数値化したものである。内燃機関２０の負荷状態は、例えば内燃機関２０の回転速度や吸入空気量と相関関係がある。判定部７３は、車載センサ６３を通じて検出される内燃機関２０の回転速度や吸入空気量からマップ等を用いて内燃機関２０の負荷Ｌｅを演算する。内燃機関２０の負荷Ｌｅは、内燃機関２０が高負荷状態に向かうほど値が大きくなり、内燃機関２０が低負荷状態に向かうほど値が小さくなるように設定されている。

判定部７３は、ステップＳ２０の処理で否定判断した場合には、すなわち内燃機関２０の負荷Ｌｅが所定値Ｌｔｈ未満である場合には、ステップＳ２２の処理として、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を実行する。続いて、判定部７３は、ステップＳ２３の処理として、ステップＳ２２の処理で決定された優先作動インジェクタからガス燃料を噴射する。

判定部７３は、ステップＳ２０の処理で肯定判断した場合には、すなわち内燃機関２０の負荷Ｌｅが所定値Ｌｔｈ以上である場合には、ステップＳ２１の処理として、直噴インジェクタ５０からガス燃料を噴射する。
以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（５）に示される作用及び効果を更に得ることができる。

（５）作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃに基づけばポート噴射インジェクタ４０を優先的に作動させるべき状況であっても、内燃機関２０の負荷Ｌｅが所定値Ｌｔｈ以上である場合には、作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃの大小に関わらず、直噴インジェクタ５０からガス燃料が噴射される。このような構成によれば、内燃機関２０の負荷が高い状況では、直噴インジェクタ５０からガス燃料が噴射されることにより充填効率を高めることができるため、内燃機関２０の燃費及び出力を向上させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第５実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
直噴インジェクタ５０では、その噴射圧が燃焼室２１０の圧力よりも高くなければ、ガス燃料を噴射することができない。また、仮に噴射圧が燃焼室２１０の圧力よりも高い場合であっても、噴射圧の低下により、噴射圧と燃焼室２１０の圧力との差圧が小さくなると、直噴インジェクタ５０の噴射量が減少するため、十分なガス燃料を噴射できない可能性がある。そのため、燃料タンク３０内のガス燃料の残量が減少することにより燃料タンク３０の燃料圧力が低下してくると、直噴インジェクタ５０の噴射量不足が発生し易くなり、結果として内燃機関２０の性能が低下するおそれがあるとともに、燃料タンク３０内のガス燃料を使い切ることが困難となる。

一方、直噴インジェクタ５０から燃焼室２１０への燃料噴射が困難になる程度に燃料タンク３０の燃料圧力が低下した場合であっても、ポート噴射インジェクタ４０であれば、十分に燃料を噴射することが可能である。そこで、本実施形態の判定部７３は、燃料タンク３０の燃料圧力が所定値以下になった場合には、作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃの大小に関わらず、ポート噴射インジェクタ４０を優先的に作動させるようにしている。

具体的には、図７に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ２４の処理として、圧力センサ６０により検出される燃料タンク３０の燃料圧力Ｐｆが所定値Ｐｔｈ以下であるか否かを判断する。判定部７３は、ステップＳ２４の処理で否定判断した場合には、すなわち燃料タンク３０の燃料圧力Ｐｆが所定値Ｐｔｈを超えている場合には、ステップＳ２２の処理として、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を実行する。続いて、判定部７３は、ステップＳ２３の処理として、ステップＳ２２の処理で決定された優先作動インジェクタからガス燃料を噴射する。

判定部７３は、ステップＳ２４の処理で肯定判断した場合には、すなわち燃料タンク３０の燃料圧力Ｐｆが所定値Ｐｔｈ以下である場合には、ステップＳ３１の処理として、ポート噴射インジェクタ４０からガス燃料を噴射する。
以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（６）に示される作用及び効果を更に得ることができる。

（６）作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃに基づけば直噴インジェクタ５０を優先的に作動させるべき状況であっても、燃料タンク３０の燃料圧力Ｐｆが所定値Ｐｔｈ以下である場合には、作動可能回数ＮＰｃ，ＮＤｃの大小に関わらず、ポート噴射インジェクタ４０からガス燃料が噴射される。このような構成によれば、燃料タンク３０の燃料圧力Ｐｆが低い状況では、ポート噴射インジェクタ４０からガス燃料が噴射されることにより、より確実に燃料タンク３０内のガス燃料を使い切ることが可能となる。結果的に、車両の航続距離を延ばすことが可能となる。なお、ポート噴射インジェクタ４０からガス燃料を噴射する場合、直噴インジェクタ５０からガス燃料を噴射する場合と比較すると、充填効率が下がるため、内燃機関２０の出力が低下する懸念がある。これを解消するためには、例えば車両のトランスミッションのギア比を上げて内燃機関２０の作動点を高回転側にずらすことにより、内燃機関２０の出力を補うことが有効である。

＜第６実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第６実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を常時行った場合、内燃機関２０の燃焼サイクル毎に、燃料を噴射するインジェクタが切り替わる可能性があり、燃焼サイクル毎の燃料噴射量にばらつき生じる可能性がある。したがって、優先作動インジェクタの判定処理を頻繁に行うことは望ましくなく、ある程度の時間間隔で優先作動インジェクタの判定処理を実行することが望ましい。そこで、本実施形態の燃料噴射システム１０では、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理が所定の時間間隔で行われる。

具体的には、本実施形態の判定部７３は、図８に示される処理を所定の演算周期で実行する。図８に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ４０の処理として、優先作動インジェクタの前回の判定時期から所定時間が経過しているか否かを判断する。
判定部７３は、ステップＳ４０の処理で肯定判断した場合には、すなわち優先作動インジェクタの前回の判定時期から所定時間が経過している場合には、ステップＳ４１の処理として、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を実行する。また、判定部７３は、ステップＳ４１の処理で優先作動インジェクタの判定を行った後、その判定時点からの経過時間をカウントする。

判定部７３は、ステップＳ４０の処理で否定判断した場合には、すなわち優先作動インジェクタの前回の判定時期からの所定時間が経過していない場合には、ステップＳ４１の処理を実行しない。すなわち、判定部７３は、優先作動インジェクタの判定を行わない。
以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（７）に示される作用及び効果を更に得ることができる。

（７）優先作動インジェクタの判定が所定時間毎に行われるようになるため、インジェクタの頻繁な切り替わりを回避することが可能となる。これにより、燃料サイクル毎の燃料噴射量のばらつきを抑制することができるため、ドライバビリティ等への悪影響を抑制することができる。

（第１変形例）
次に、第６実施形態の燃料噴射システム１０の第１変形例について説明する。
図９に示されるように、本変形例の燃料噴射システム１０では、ステップＳ４０の処理として、内燃機関２０が始動したか否かを判定する処理が行われる。このような構成であっても、優先作動インジェクタの判定が所定時間毎に行われるようになるため、上記の（７）に示される作用及び効果と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。

（第２変形例）
次に、第６実施形態の燃料噴射システム１０の第２変形例について説明する。
図１０に示されるように、本変形例の燃料噴射システム１０では、ステップＳ４０の処理として、内燃機関２０が停止したか否かを判定する処理が行われる。このような構成であっても、優先作動インジェクタの判定が所定時間毎に行われるようになるため、上記の（７）に示される作用及び効果と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。

（第３変形例）
次に、第６実施形態の燃料噴射システム１０の第３変形例について説明する。
図１１に示されるように、本変形例の燃料噴射システム１０では、ステップＳ４０の処理として、車両が停止したか否かを判定する処理が行われる。このような構成であっても、優先作動インジェクタの判定が所定時間毎に行われるようになるため、上記の（７）に示される作用及び効果と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。

（第４変形例）
次に、第６実施形態の燃料噴射システム１０の第４変形例について説明する。
図１２に示されるように、本変形例の燃料噴射システム１０では、ステップＳ４０の処理として、内燃機関２０のフューエルカット制御が行われているか否かを判定する処理が行われる。このような構成であっても、優先作動インジェクタの判定が所定時間毎に行われるようになるため、上記の（７）に示される作用及び効果と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。

＜第７実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第７実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
ポート噴射インジェクタ４０の特性変化を抑制するためには、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰが最大作動回数ＮＰｍａｘよりも少ない状況でポート噴射インジェクタ４０を交換することが望ましい。そこで、本実施形態の燃料噴射システム１０では、最大作動回数ＮＰｍａｘよりも小さい値を有する警告回数を設けた上で、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰが警告回数に達した場合には、ポート噴射インジェクタ４０の交換を促す警告を発するようにしている。直噴インジェクタ５０についても同様である。

具体的には、図２に破線で示されるように、制御装置７０は、各インジェクタ４０，５０の交換を促すための警告を発することが可能な警告装置８０を更に備えている。警告装置８０としては、例えば車両のインストルメントパネルに設けられる警告灯を用いることができる。

制御装置７０は、各インジェクタ４０，５０の交換を促す警告を警告装置８０から発する処理を実行する警告部７４を更に備えている。具体的には、警告部７４は、図１３に示される処理を実行する。
図１３に示されるように、警告部７４は、まず、ステップＳ５０の処理として、各インジェクタ４０，５０の警告回数ＮＰｔｈ，ＮＤｔｈを不揮発性メモリ７１から読み込む。ポート噴射インジェクタ４０の警告回数ＮＰｔｈは、ポート噴射インジェクタ４０の最大作動回数ＮＰｍａｘよりも小さい値に設定されている。また、直噴インジェクタ５０の警告回数ＮＤｔｈは、直噴インジェクタ５０の最大作動回数ＮＤｍａｘよりも小さい値に設定されている。本実施形態では、警告回数ＮＰｔｈ，ＮＤｔｈが所定回数に相当する。

警告部７４は、ステップＳ５０に続くステップＳ５１の処理として、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤを不揮発性メモリ７１から読み込む。続いて、警告部７４は、ステップＳ５２の処理として、累積作動回数ＮＰ，ＮＤが警告回数ＮＰｔｈ，ＮＤｔｈ以上であるか否かを判定する。警告部７４は、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰが警告回数ＮＰｔｈ以上である場合、あるいは直噴インジェクタ５０の累積作動回数ＮＤが警告回数ＮＤｔｈ以上である場合には、ステップＳ５２の処理で肯定判断する。

警告部７４は、ステップＳ５２の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ５３の処理として、警告装置８０から警告を発する。具体的には、警告部７４は、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰが警告回数ＮＰｔｈ以上である場合には、ポート噴射インジェクタ４０の交換を促す警告を警告装置８０から発する。また、警告部７４は、直噴インジェクタ５０の累積作動回数ＮＤが警告回数ＮＤｔｈ以上である場合には、直噴インジェクタ５０の交換を促す警告を警告装置８０から発する。

以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（８）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（８）各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤが最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘに達する前に各インジェクタ４０，５０の交換を促すことができるため、性能悪化の可能性のあるインジェクタの使用を回避できる。よって、信頼性を確保することが可能となる。

＜第８実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第８実施形態について説明する。以下、第７実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。
本実施形態の判定部７３は、図１４に示される処理を実行する。図１４に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ６０の処理として、各インジェクタ４０，５０の最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘを不揮発性メモリ７１から読み込む。続いて、判定部７３は、ステップＳ６１の処理として、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤを不揮発性メモリ７１から読み込む。

判定部７３は、ステップＳ６１に続くステップＳ６２の処理として、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤが最大作動回数ＮＰｍａｘ，ＮＤｍａｘに達したか否かを判断する。判定部７３は、ステップＳ６２の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ６３の処理として、累積作動回数が最大作動回数に達していないインジェクタが存在するか否かを判断する。

判定部７３は、ステップＳ６３の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ６４の処理として、累積作動回数が最大作動回数に達していないインジェクタを優先的に作動させるとともに、ステップＳ６５の処理として、累積作動回数が最大作動回数に達しているインジェクタの作動を禁止する。例えばポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰが最大作動回数ＮＰｍａｘ以上であって、且つ直噴インジェクタ５０の累積作動回数ＮＤが最大作動回数ＮＤｍａｘ未満である場合には、判定部７３は、直噴インジェクタ５０を優先的に作動させる一方、ポート噴射インジェクタ４０の作動を禁止する。

一方、判定部７３は、ステップＳ６３の処理で否定判断した場合には、ステップＳ６６の処理として、図３に示される優先作動インジェクタの判定処理を実行することにより、優先的に作動させるインジェクタを決定する。
以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（９）に示される作用及び効果を得ることができる。

（９）累積作動回数が最大作動回数に達したインジェクタは使用され難くなるため、信頼性を更に向上させることができる。
＜第９実施形態＞
次に、燃料噴射システム１０の第９実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射システム１０との相違点を中心に説明する。

図２に破線で示されるように、本実施形態の各インジェクタ４０，５０には、識別情報記憶部４１，５１が設けられている。識別情報記憶部４１，５１には、識別情報ＩＤｐ，ＩＤｄがそれぞれ記憶されている。識別情報ＩＤｐは、ポート噴射インジェクタ４０の各個体を識別することが可能な情報である。識別情報Ｄｄは、直噴インジェクタ５０の各個体を識別することが可能な情報である。識別情報記憶部４１，５１としては、例えばＩＣチップを用いることができる。また、識別情報ＩＤｐ，ＩＤｄは、制御装置７０が各インジェクタ４０，５０から取得することにより、不揮発性メモリ７１にも記憶されている。

本実施形態の判定部７３は、図１５に示される処理を実行する。なお、図１５に示される処理は、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０のそれぞれに対して実行されるが、以下では、便宜上、図１５に示される処理がポート噴射インジェクタ４０に対して行われる場合を例に挙げて説明する。

図１５に示されるように、判定部７３は、まず、ステップＳ７０の処理として、識別情報ＩＤｐをポート噴射インジェクタ４０から取得する。また、判定部７３は、ステップＳ７１の処理として、不揮発性メモリ７１に記憶されているポート噴射インジェクタ４０の識別情報ＩＤｐを読み込む。

判定部７３は、ステップＳ７２の処理として、ポート噴射インジェクタ４０から取得した識別情報ＩＤｐと、不揮発性メモリ７１から読み込んだ識別情報ＩＤｐとが一致しているか否かを判定する。判定部７３は、それらの識別情報が異なっている場合には、ポート噴射インジェクタ４０が交換されたと判定する。この場合、判定部７３、ステップＳ７３の処理として、ポート噴射インジェクタ４０の累積作動回数ＮＰを零に設定することで、累積作動回数ＮＰをリセットする。また、判定部７３は、ステップＳ７４の処理として、ポート噴射インジェクタ４０から今回取得した識別情報ＩＤｐを不揮発性メモリ７１に記憶させる。これにより、交換後の新たなポート噴射インジェクタ４０の識別情報ＩＤｐが不揮発性メモリ７１に記憶されることになる。

以上説明した本実施形態の燃料噴射システム１０によれば、以下の（１０）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（１０）各インジェクタ４０，５０が交換された際、累積作動回数ＮＰ，ＮＤが自動的にリセットされるため、累積作動回数ＮＰ，ＮＤを適切にカウントすることができる。

＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・各実施形態の内燃機関２０は、ポート噴射インジェクタ４０及び直噴インジェクタ５０の２つのインジェクタを有するものであったが、内燃機関２０に設けられるインジェクタの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。また、内燃機関２０は、ポート噴射インジェクタ及び直噴インジェクタのいずれか一方のみを複数備えるものであってもよい。

・各実施形態の燃料噴射システム１０では、各インジェクタ４０，５０の累積作動回数ＮＰ，ＮＤに代えて、各インジェクタ４０，５０のリフト量の変化量や、噴射量の変化量、応答性の変化量等を用いてもよい。
・各実施形態の燃料噴射システム１０が適用される内燃機関２０は、各気筒２１にインジェクタ４０，５０が搭載される構造に限らず、吸気通路２２における各気筒２１の分岐部分よりも上流側の部分に共通のポート噴射インジェクタが設けられる構造を有するものであってもよい。

・各実施形態の燃料噴射システム１０は、車両の内燃機関２０に限らず、燃料電池等の任意の機関に適用可能である。
・本開示に記載の制御装置７０及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置７０及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置７０及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：燃料噴射システム
２０：内燃機関
２１：気筒
３０：燃料タンク
４０：ポート噴射インジェクタ
５０：直噴インジェクタ
６０：圧力センサ
７２：摩耗量推定部
７３：判定部
７４：警告部
３１２，３１３：デリバリパイプ

Claims (19)

1. 機関（２０）にガス燃料を噴射する少なくとも２つの複数のインジェクタ（４０，５０）と、ガス燃料が貯蔵される燃料タンク（３０）と、前記燃料タンクから複数の前記インジェクタのそれぞれにガス燃料を供給するデリバリパイプ（３１２，３１３）とを有する燃料噴射システムであって、
   複数の前記インジェクタのそれぞれの摩耗量を推定する摩耗量推定部（７２）と、
   前記摩耗量推定部により推定される各インジェクタの摩耗量に基づいて、複数の前記インジェクタのうちのいずれのインジェクタを優先的に作動させるかを判定する判定部（７３）と、を備える
   燃料噴射システム。
2. 前記機関は、内燃機関（２０）である
   請求項１に記載の燃料噴射システム。
3. 前記内燃機関の各気筒（２１）には、少なくとも２つの複数の前記インジェクタが設けられている
   請求項２に記載の燃料噴射システム。
4. 前記摩耗量推定部は、前記インジェクタの累積作動回数に基づいて前記インジェクタの摩耗量を推定する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
5. 前記判定部は、所定回数から前記累積作動回数を減算した減算値を複数の前記インジェクタのそれぞれについて演算し、前記減算値が最も大きいインジェクタを優先的に作動させる
   請求項４に記載の燃料噴射システム。
6. 前記判定部は、前記累積作動回数を所定回数で除算した除算値を複数の前記インジェクタのそれぞれについて演算し、前記除算値が最も小さいインジェクタを優先的に作動させる
   請求項４に記載の燃料噴射システム。
7. 前記機関の各気筒には、複数の前記インジェクタが同様の配置で設けられており、
   前記判定部は、
   複数の前記気筒のうちの特定の気筒に設けられる複数の前記インジェクタに対して、優先的に作動させるインジェクタを判定する処理を行うとともに、
   前記特定の気筒とは別の他の気筒に対しては、前記特定の気筒において優先的に作動させると判定されたインジェクタと同一の位置に設けられるインジェクタを優先的に作動させる
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
8. 複数の前記インジェクタのうちの少なくとも一つは、前記機関の気筒にガス燃料を直接噴射する直噴インジェクタ（５０）である
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
9. 前記判定部は、前記機関の負荷が所定値以上である場合には、前記摩耗量によらず、前記直噴インジェクタを作動させる
   請求項８に記載の燃料噴射システム。
10. 複数の前記インジェクタのうちの少なくとも一つは、前記機関の吸気通路にガス燃料を噴射するポート噴射インジェクタ（４０）である
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
11. 前記燃料タンクの内部の燃料圧力を検出する圧力センサ（６０）を更に備え、
    前記判定部は、前記燃料タンクの内部の圧力が所定値以下である場合、前記摩耗量によらず、前記ポート噴射インジェクタを作動させる
    請求項１０に記載の燃料噴射システム。
12. 前記判定部は、優先的に作動させるインジェクタを判定する処理を所定の時間間隔で実行する
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
13. 前記判定部は、優先的に作動させるインジェクタを判定する処理を前記機関の始動時、又は前記機関の停止後に実行する
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
14. 前記判定部は、優先的に作動させるインジェクタを判定する処理を車両の停止時に実行する
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
15. 前記判定部は、優先的に作動させるインジェクタを判定する処理を前記機関のフューエルカット制御時に実行する
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
16. 複数の前記インジェクタのうちのいずれか一つのインジェクタの累積作動回数が所定回数以上であることに基づいて警告を発する警告部（７４）を更に備える
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
17. 前記判定部は、前記機関の複数の気筒のうちの特定の気筒に設けられる複数の前記インジェクタのうちの少なくとも一つのインジェクタの累積作動回数が所定回数に達し、且つ前記特定の気筒に設けられる複数の前記インジェクタの中に累積作動回数が前記所定回数に達していないインジェクタが存在する場合には、累積作動回数が前記所定回数に達していないインジェクタを優先的に作動させるとともに、累積作動回数が前記所定回数に達したインジェクタの作動を禁止する
    請求項１〜１６のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
18. 前記判定部は、前記インジェクタに設けられる識別情報に基づいて、前記機関に設けられるインジェクタが交換されたか否かを判定する
    請求項１〜１７のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
19. 前記判定部は、前記機関に設けられるインジェクタが交換されたと判定された場合、対応するインジェクタの累積作動回数をリセットする
    請求項１８に記載の燃料噴射システム。

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