JP2011064128A - 内燃機関の燃圧取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動式の燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を精度良く推定する。
【解決手段】 燃料圧力を検出する燃圧センサの正常時は、燃圧センサにより燃料圧力を検出し（Ｓ２２）、燃料ポンプの駆動電流と燃料圧力との関係を学習する（Ｓ２３）。燃圧センサの故障時は、正常時の学習値を参照して、燃料ポンプの駆動電流に基づいて燃料圧力を推定する（Ｓ２４）。この燃料圧力の推定に際しては、駆動電流の変化に対し燃料圧力の推定値の変化を遅らせるように、リミッターによる制限や、加重平均処理を行う（Ｓ２５〜Ｓ２９）。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内燃機関において、電動式の燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を取得（検出又は推定）する燃圧取得装置に関する。

特許文献１には、燃料ポンプの回転速度に基づいて燃料ポンプから燃料噴射弁に吐出される燃料圧力を推定し、推定した燃料圧力に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を補正することが記載されている。

特開２００７−２６３０９０号公報

しかしながら、燃料ポンプの回転速度を検出するには回転センサなどの検出装置を必要とするため、製品コストが上昇するという問題があった。
そこで、燃料ポンプの駆動電流を検出し、これに基づいて燃料圧力を推定することを考えたが、燃料ポンプの駆動電流を変化させて燃料ポンプの吐出量を変更する時は、燃料ポンプの駆動電流が燃料ポンプのフリクションによって瞬間的に高くなるため、実際の燃料圧力との相関関係にずれが生じ、検出精度を低下させてしまう可能性がある。

本発明は、このような実状に鑑み、燃料ポンプの回転速度を検出することなく、しかも過渡時に精度良く、燃料圧力を取得できる燃圧取得装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、燃料ポンプの駆動電流を検出して、これに基づいて燃料圧力を推定する構成とし、また、この推定に際し、駆動電流の変化に対し燃料圧力の推定値の変化を遅らせる構成とする。

本発明によれば、回転センサなどの検出装置を必要としないので、製品コストの上昇を抑制することが可能となり、また、過渡時の検出精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す内燃機関の燃料供給装置のシステム図 燃料ポンプ（モータ）駆動回路の概略図 燃料噴射制御ルーチンのフローチャート 燃料ポンプ駆動制御（燃圧制御）ルーチンのフローチャート 燃圧取得ルーチンのフローチャート 燃圧取得ルーチンの変形態様のフローチャート 燃料噴射量に対する燃圧補正係数（ＫＰＦ）算出ルーチンのフローチャート 他の実施形態での燃圧取得ルーチンのフローチャート 他の実施形態での燃圧取得ルーチンの変形態様のフローチャート 他の実施形態での燃料噴射量に対する燃圧補正係数（ＫＰＦ）算出ルーチンのフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す内燃機関の燃料供給装置のシステム図である。
本実施形態では、この内燃機関は、吸気通路内に燃料を噴射供給する形式のエンジンであり、このエンジンへの燃料供給装置について説明する。

燃料タンク１内に、電動式の燃料ポンプ２と、プレッシャレギュレータ３とが設けられている。
燃料ポンプ２は、その駆動用モータ２ｍにより駆動されて、燃料タンク１内の燃料を吸入・吐出する。

プレッシャレギュレータ３は、燃料ポンプ２の吐出側に配置され、燃料ポンプ２の吐出側圧力が一定値以上になると開弁して、余剰燃料をリターン通路４により燃料タンク１へ戻すことで、吐出側圧力を調整する機能を有する。但し、リターン通路４にはオリフィス５を設けて、リターン流量を制限している。

従って、燃料ポンプ２の駆動量を増大させて吐出側圧力を高めると、プレッシャレギュレータ３が開弁して、余剰燃料を戻すが、そのリターン流量をオリフィス５により制限しているので、燃料ポンプ２の駆動量を増大させることで、吐出側圧力を増大させることが可能である。よって、燃料ポンプ２（モータ２ｍ）の駆動量を制御することで、吐出側圧力を制御することができる。

燃料ポンプ２（モータ２ｍ）の駆動は、エンジン制御モジュール（以下ＥＣＭという）２１による燃料ポンプ制御モジュール（以下ＦＰＣＭという）２２を介してのデューティ制御によりなされる。

詳しくは、図２に示すように、電源電圧ラインＶＢに接続されたモータ２ｍの駆動回路に直列に介装されるスイッチングトランジスタ２３をＦＰＣＭ２２からのデューティ信号でＯＮ・ＯＦＦし、そのＯＮ時間割合を制御することにより、モータ駆動電流（平均電流）を制御する。

燃料ポンプ２の吐出側は、燃料タンク１外へ延びる燃料配管６により、燃料ギャラリ７に接続されている。従って、燃料ポンプ２により圧送される燃料は燃料配管６により燃料ギャラリ７に供給される。

燃料ギャラリ７には、これから分岐する分岐管８を介して気筒数分の燃料噴射弁９が接続され、これらの燃料噴射弁９はエンジンのシリンダヘッド又は吸気マニホールドに取付けられて、各気筒の吸気ポートに臨んでいる。

燃料噴射弁９は、ＥＣＭ２１からの噴射パルス信号により通電されて開弁し、開弁中、燃料ギャラリ７内の略一定圧力の燃料を噴射供給するもので、噴射パルス信号のパルス幅（噴射時間）により噴射量が制御される。

また、燃料ギャラリ７には、燃料ギャラリ７内の燃料圧力（燃料ポンプ２から燃料噴射弁９に供給される燃料圧力）Ｐｆを検出する燃圧センサ１０が取付けられ、その信号はＥＣＭ２１に入力されている。尚、燃圧センサ１０は燃料配管６に取付けて、燃料配管６内の燃料圧力を検出するようにしてもよい。

ＥＣＭ２１は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスを含む）により構成され、各種センサ、例えば、エアフローメータ、クランク角センサ（基準角信号ＲＥＦ及び単位角信号ＰＯＳ発生機能を有する）、カム角センサ（気筒判別信号発生機能を有する）、水温センサ、スロットルセンサ、アイドルスイッチ、空燃比センサ等からの信号を入力している。

ＥＣＭ２１は、これらの入力信号に基づいて、図３のフローチャートに概略的に示すような、燃料噴射制御を行う。
ＥＣＭ２１による燃料噴射制御では、エアフローメータ信号に基づいて検出される吸入空気量Ｑａと、クランク角センサ信号に基づいて算出されるエンジン回転速度Ｎｅとを読込み、これらから、基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ（但し、Ｋは定数）を算出する（Ｓ１〜Ｓ３）。

また、エンジンの各種運転条件に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定する（Ｓ４）。各種補正係数ＣＯＥＦには、よく知られている水温補正係数ＫＴＷ（エンジン冷間時に機能）や過渡補正係数ＫＡＣ（加減速時に機能）の他、燃料圧力に基づく燃圧補正係数ＫＰＦを含み、例えば、ＣＯＥＦ＝ＫＴＷ・ＫＡＣ・ＫＰＦとして設定する。燃圧補正については後述する。

また、空燃比センサ信号に基づいて検出される実空燃比と目標空燃比とを比較して、実空燃比を目標空燃比に一致させるように、空燃比フィードバック補正係数αを設定する（Ｓ５）。

そして、基本燃料噴射量Ｔｐを各種補正係数ＣＯＥＦと空燃比フィードバック補正係数αとにより補正して、最終的な燃料噴射量（噴射パルス幅）Ｔｉ＝ＴＰ・ＣＯＥＦ・αを算出する（Ｓ６）。この後、このＴｉ相当のパルス幅を持つ噴射パルス信号に変換して、燃料噴射弁９に出力する。

ＥＣＭ２１は、また、図４のフローチャートに概略的に示すような、燃料ポンプ駆動制御（燃圧制御）を行う。
ＥＣＭ２１による燃料ポンプ駆動制御（燃圧制御）では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷相当の基本燃料噴射量Ｔｐとを読込み、これらをパラメータとして目標燃料圧力ｔＰｆを記憶させたマップを参照して、目標燃料圧力ｔＰｆを算出・設定する（Ｓ１１〜Ｓ１３）。

また、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷相当の基本燃料噴射量Ｔｐとから、マップを参照して、目標燃料圧力ｔＰｆに対応した、燃料ポンプ２（モータ２ｍ）駆動用の基本デューティＢＤＵＴＹを算出・設定する（Ｓ１４）。

また、燃料ポンプ２から燃料噴射弁９に供給される実際の燃料圧力Ｐｆを、燃圧センサ１０の信号に基づいて検出、又は別途検出した値を読込む（Ｓ１５）。
そして、検出した実燃料圧力Ｐｆと目標燃料圧力ｔＰｆとの偏差に基づいて、実燃料圧力Ｐｆを目標燃料圧力ｔＰｆに一致させるように、ＰＩＤ制御により、燃圧フィードバックゲイン（フィードバック補正デューティ）ＦＢＧＡＩＮを算出・設定する（Ｓ１６）。

そして、目標燃料圧力ｔＴｐに対応した基本デューティＢＤＵＴＹを燃圧フィードバックゲインＦＢＧＡＩＮで補正（加算）して、最終的な燃料ポンプ駆動デューティＰＦＤＵＴＹ＝ＢＤＵＴＹ＋ＦＢＧＡＩＮを算出・設定し（Ｓ１７）、ＦＰＣＭ２２に送信・出力する。

ＦＰＣＭ２２は、燃料ポンプ２に対する駆動回路として機能するもので、ＥＣＭ２１から受信した駆動デューティＰＦＤＵＴＹで燃料ポンプ２を駆動すべく、図２中のスイッチングトランジスタ２３をＯＮ・ＯＦＦすることで、燃料ポンプ２（モータ２ｍ）を駆動制御する。

尚、本実施形態では、ＦＰＣＭ２２は、ＥＣＭ２１により設定された駆動デューティに基づいてデューティ駆動を行う駆動回路として説明したが、ＦＰＣＭ２２に、駆動デューティ設定機能（演算機能）を持たせることも可能であり、この場合、駆動デューティの設定に必要なセンサ信号は、ＥＣＭ２１との通信によりＥＣＭ２１から入力してもよいし、各センサから直接入力してもよい。

ところで、燃料噴射弁９に供給される燃料圧力が変化すると、これに応じて燃料噴射弁９から噴射される単位時間当たりの燃料噴射量が変化するため、噴射パルス幅と燃料噴射量との関係が変わってしまうことになる。

このため、燃料噴射量が大きく変化しないように、燃料圧力に応じて燃料噴射量（噴射パルス幅）を補正する補正機能をＥＣＭ２１が備えている。すなわち、燃料圧力Ｐｆを検出し、これが高くなるに従い、前記各種補正係数ＣＯＥＦ中の燃圧補正係数ＫＰＦを減少させて、噴射パルス幅（噴射時間）を減少側に補正している。

言い換えれば、そもそも燃圧制御を行うのは、高回転側及び／又は高負荷側で、所望のクランク角期間内に比較的多量の燃料を噴射し終わるために、燃料圧力を高めて、噴射時間を短くするためであり、噴射時間の燃圧補正を前提としている。

一方、ＥＣＭ２１は、燃圧センサ１０が故障しているか否かを診断する診断機能を備え、そのセンサ信号について、断線、ショートによる信号異常の有無を検出して、正常、異常を判定する。

また、燃料ポンプ２の駆動デューティＰＦＤＵＴＹから推定される燃料圧力と、燃圧センサ１０の信号に基づいて検出される燃料圧力とに、所定値以上の差があるか否か判定して、正常、異常を判定することもできる。

燃圧センサ１０が正常であれば、前述の燃料噴射量（噴射パルス幅）は、燃圧センサ１０の信号に基づいて検出される燃料圧力によって補正することができるが、燃圧センサ１０が故障すると、燃圧センサ１０による燃料圧力の検出が困難となるため、燃料噴射量（噴射パルス幅）の補正が適切に行えず、空燃比悪化の要因となる。

従って、本実施形態では、燃料ポンプ２の駆動電流を検出する電流検出手段としての電流検出回路をＦＰＣＭ２２に備え、検出した駆動電流をＥＣＭ２１に送信・出力し、ＥＣＭ２１で、駆動電流と燃料圧力との相関関係から、燃料圧力を推定（間接的に検出）し、これに基づいて燃料噴射量（噴射パルス幅）を補正する。

具体的には、ＦＰＣＭ２２は、図２に示してあるように、燃料ポンプ２（モータ２ｍ）の駆動回路に直列に介装される既知の抵抗値Ｒを持つ電流検出用抵抗２４の両端の電位差ΔＶを検出することにより、駆動電流Ｉｐ＝ΔＶ／Ｒを検出する。

尚、電流検出回路は、ＥＣＭ２１側に備えていてもよい。また、ＦＰＣＭ２２側で、電流検出に加え、駆動電流からの燃料圧力の推定を行うようにしてもよい。
燃圧センサの故障時の燃料圧力検出方法として、従来技術（特許文献１）のように燃料ポンプの回転速度を検出して燃料圧力を推定することが考えられるが、回転センサを燃料ポンプに設置する必要があることから、燃料ポンプの小型化の障害となり、また、回転センサ及び信号処理回路の増設などによるシステムコストの上昇、ないし、ＥＣＭやＦＰＣＭ等の制御モジュールあるいは燃料ポンプのコスト上昇となる問題がある。

また、別の課題として、ブラシレスモータを適用すると回転数検出が可能となるが、ブラシ付き直流モータと比較してコストが高く、コスト低減の障害となる。
また、別の課題として、燃料圧力を目標燃料圧力となるように燃料ポンプを制御して該ポンプ吐出量を可変にする場合には、ポンプ回転数に対して燃料圧力のばらつきが大きく、ポンプ回転数に対する燃料圧力検出精度が悪いという問題がある。

これに対し、本実施形態では、回転センサを配置する必要が無く、燃料ポンプの小型化の障害とならず、大型化するのを抑制でき、また、制御モジュールなどのコスト上昇を抑制できる。

また、別効果として、コスト上昇を抑制しやすいブラシ付き直流モータへの適応が可能であり、システムコストを低減したフェイルセーフ制御を構築することができる。
また、更に別効果として、燃圧センサ故障時の燃料圧力検出を精度良く行うことができる。

その一方、燃料ポンプの駆動電流から燃料圧力を推定する際に、駆動電流が一定であるときは、駆動電流に対する燃料圧力の相関関係が良好であり、比較的精度の高い燃料圧力の推定ができる。

しかし、燃料ポンプの駆動電流を変化させて燃料ポンプの吐出量を変更する時は、燃料ポンプの駆動電流が燃料ポンプのフリクションによって瞬間的に高くなるため、実際の燃料圧力との相関関係にずれが生じてしまう。

従って、駆動電流から検出した燃料圧力と実際の燃料圧力とにずれが生じてしまい、検出精度を低下させてしまう可能性がある。
そこで、駆動電流の変化に対応して直ちに燃料圧力の推定値を変更するのではなく、実際の燃料圧力の変化に対応するよう駆動電流の変化に対して燃料圧力の推定値の変化が遅くなるように処理を行う。

こうすることで、駆動電流変化時の実際の燃料圧力により近い推定値を得ることで、燃料ポンプの過渡応答時の燃料圧力推定精度を向上させることができる。
燃料圧力の変化を遅くする処理としては、単位時間当たりの燃料圧力推定値の変化を制限するリミッター処理や、加重平均処理等のなまし処理を行うことができる。

また、他の方法として、変化前の圧力検出値に所定圧力分を加算していき、徐々に駆動電流変化後の燃料圧力推定値に近づける処理を行うこともできる。所定圧力分は少なくとも燃料ポンプの作動フリクションを考慮して実際の圧力に沿った形になるように予め設定される。

以上説明した燃料圧力の検出又は推定について、具体例のフローチャートにより詳細に説明する。
図５は燃圧取得ルーチンのフローチャートである。

Ｓ２１では、燃圧センサ１０の故障の有無を診断し、その診断結果に基づいて、正常か否かを判定する。尚、診断そのものは別ルーチンにて実行しており、ここでは、その結果を参照する。

燃圧センサ１０が正常（故障無し）の場合は、Ｓ２２、Ｓ２３へ進む。
Ｓ２２では、燃圧センサ１０の信号に基づいて燃料圧力Ｐｆを検出する。すなわち、燃圧センサ１０の検出値から、燃料圧力Ｐｆを取得する。

Ｓ２３では、燃圧センサ１０の正常時における燃料ポンプ駆動電流Ｉｐと燃料圧力Ｐｆとの関係を学習する。すなわち、電流検出用抵抗２４の両端の電位差ΔＶから燃料ポンプ駆動電流Ｉｐを検出し、当該燃料ポンプ駆動電流Ｉｐのときの燃料圧力Ｐｆを学習・記憶する。

より詳しくは、予め、書換え可能なバックアップ電源付きのＲＡＭ上に、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐに対応させて燃料圧力Ｐｆを記憶させた学習テーブルを設けておき、今回の燃料ポンプ駆動電流Ｉｐに対応する燃料圧力Ｐｆのデータを更新する。

この更新に際し、次式のように、燃料圧力Ｐｆの更新前データである前回値と、今回値との加重平均をとり、この加重平均値を更新データとするとよい。これは、燃料圧力Ｐｆの更新前データである前回値に対し、今回値と前回値との差の所定割合を加算し、これを更新データとするのと同義である。

更新データ＝前回値×（１−Ｇ）＋今回値×Ｇ
＝前回値＋（今回値−前回値）×Ｇ
但し、Ｇは重み付け定数で、０＜Ｇ＜１である。

燃圧センサ１０が異常（故障有り）の場合は、Ｓ２４へ進む。
Ｓ２４では、学習テーブルを参照して、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐに基づいて燃料圧力Ｐｆを推定する。すなわち、電流検出用抵抗２４の両端の電位差ΔＶから燃料ポンプ駆動電流Ｉｐを検出し、燃圧センサ１０の正常時において学習した燃料ポンプ駆動電流Ｉｐと燃料圧力Ｐｆとの関係を記憶した学習テーブルを参照することで、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐから燃料圧力Ｐｆを推定する。すなわち、燃料ポンプ駆動電流に基づく燃圧推定手段の推定値から、燃料圧力Ｐｆを取得する。

燃料圧力の推定後は、Ｓ２５〜Ｓ２９で、燃料ポンプ駆動電流の変化に対し燃料圧力推定値の変化を遅らせる処理を行う。特に本実施形態では、リミッターにより、燃料圧力推定値の変化を制限する処理を行う。

Ｓ２５では、燃料圧力の今回推定値と前回推定値とを比較し、今回推定値と前回推定値との差（今回推定値−前回推定値）が所定値Ｃ以上か否か、すなわち、今回推定値が所定値以上Ｃ以上増大したか否かを判定する。

この判定でＹＥＳの場合は、Ｓ２６へ進み、燃料圧力推定値＝前回推定値＋Ｃとして、駆動電流の実際の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を制限する。

この判定でＮＯの場合は、Ｓ２７へ進む。
Ｓ２７では、燃料圧力の前回推定値と今回推定値とを比較し、前回推定値と今回推定値との差（前回推定値−今回推定値）が所定値Ｃ以上か否か、すなわち、今回推定値が所定値以上Ｃ以上減少したか否かを判定する。

この判定でＹＥＳの場合は、Ｓ２８へ進み、燃料圧力推定値＝前回推定値−Ｃとして、駆動電流の実際の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を制限する。

この判定でＮＯの場合は、Ｓ２９へ進む。
Ｓ２９では、燃料圧力の変化が小（変化無しを含む）であるので、燃料圧力推定値＝今回推定値として、本ルーチンを終了する。

尚、図５の燃圧取得ルーチンでは、燃料ポンプ駆動電流の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を所定値Ｃで制限することとしたが、図６に燃圧取得ルーチンの変形態様を示すように、加重平均処理（なまし処理）を用いてもよい。

すなわち、図５のフローチャートのＳ２５〜Ｓ２９の処理に代えて、図６のフローチャートに、Ｓ３０として示すように、燃料圧力の前回推定値と、今回推定値との加重平均をとって、燃料圧力推定値を算出するようにしてもよい。これは、燃料圧力の前回推定値に対し、今回推定値と前回推定値との差の所定割合を加算して、燃料圧力推定値を算出することと同義である。
燃料圧力推定値＝前回推定値×（１−Ｇ）＋今回推定値×Ｇ
＝前回推定値＋（今回推定値−前回推定値）×Ｇ
但し、Ｇは重み付け定数で、０＜Ｇ＜１である。

図７は燃料噴射量に対する燃圧補正係数ＫＰＦ算出ルーチンのフローチャートである。
Ｓ３１では、燃圧センサ１０の故障の有無を診断し、その診断結果に基づいて、正常か否かを判定する。尚、診断そのものは別ルーチンにて実行しており、ここでは、その結果を参照する。

燃圧センサ１０が正常（故障無し）の場合は、Ｓ３２へ進み、燃圧センサ１０による燃料圧力Ｐｆの検出値を用い、予め定めたテーブルを参照して、燃圧補正係数ＫＰＦを設定する。

燃圧センサ１０が異常（故障有り）の場合は、Ｓ３３へ進み、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐから求めた燃料圧力Ｐｆの推定値を用い、予め定めたテーブルを参照して、燃圧補正係数ＫＰＦを設定する。

このテーブルは、燃料圧力Ｐｆが大きくなるほど、同一噴射時間での燃料噴射量が増大するので、燃料噴射量（噴射パルス幅）を減少させるように、燃圧補正係数ＫＰＦを小さくするように作成されている。ここで設定された燃圧補正係数ＫＰＦは、図３の燃料噴射制御ルーチンのＳ４にて各種補正係数ＣＯＥＦの算出に用いられる。

尚、図４の燃圧制御ルーチンにおいて、燃圧フィードバック制御における実燃料圧力の検出に燃圧センサ１０を用いており、燃圧センサ１０が異常（故障有り）の場合は、Ｓ１５での実燃料圧力の検出に代えて、燃料圧力の推定値を用いるようにしてもよい。しかし、燃圧センサ１０が故障の場合は、燃圧フィードバック制御を停止し、すなわち、Ｓ１５、Ｓ１６の処理をやめ、燃圧フィードバックゲインＦＢＧＡＩＮ＝０として、燃料ポンプ駆動デューティＰＦＤＵＴＹ＝基本デューティＢＤＵＴＹとして、制御するようにするのがよい。

上記実施形態によれば、電動式の燃料ポンプ（２）から燃料噴射弁（９）に供給される燃料圧力を取得する内燃機関の燃圧取得装置が、前記燃料ポンプの駆動電流を検出する電流検出手段（ＦＰＣＭ２２及び電流検出用抵抗２４）と、前記電流検出手段により検出される駆動電流に基づいて燃料圧力を推定する燃圧推定手段（図５のＳ２４）と、を含んで構成され、前記燃圧推定手段が、前記燃料圧力の推定に際し、前記駆動電流の変化に対し燃料圧力の推定値の変化を遅らせる構成（図５のＳ２５〜Ｓ２９、又は、図６のＳ３０）としたので、回転センサなどの検出装置を必要とせず、製品コストの上昇を抑制することが可能となり、また、過渡時の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。

また、上記実施形態によれば、燃料ポンプ（２）から燃料噴射弁（９）に供給される燃料圧力を検出する燃圧センサ（１０）と、前記燃圧センサの故障の有無を診断する診断手段（図５のＳ２１）と、前記診断手段により前記燃圧センサの故障無しと診断されているときは、前記燃圧センサの検出値から、前記燃圧センサの故障有りと診断されているときは、前記燃圧推定手段の推定値から、燃料圧力を取得するように切換える切換手段（図５のＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２４）と、を更に含んで構成されることにより、燃圧センサの故障時に、そのフェイルセーフとして、燃料圧力を精度良く推定でき、燃料圧力に基づく制御をほぼ支障なく実行することができるという効果を奏する。

但し、本発明は、燃圧センサを有しないシステムにおいて、燃料圧力を推定し、これに基づいて制御する場合にも適用できる。
また、上記実施形態によれば、前記診断手段により前記燃圧センサの故障無しと診断されているときに、前記燃料ポンプの駆動電流と燃料圧力との関係を学習する学習手段（図５のＳ２３）、を更に含んで構成され、前記燃圧推定手段が、前記診断手段により前記燃圧センサの故障有りと診断されているときに、前記学習手段の学習値を参照して、駆動電流に基づいて燃料圧力を推定する構成（図５のＳ２４）としたので、機種ばらつきや部品ばらつきがあっても、燃料ポンプ駆動電流と燃料圧力との相関を正確に知って、燃料圧力の推定精度を向上させることができるという効果を奏する。

但し、本発明は、予め実験等で求めた燃料ポンプ駆動電流と燃料圧力との相関に基づいて、燃料圧力を推定するようにすれば、燃圧センサ正常時の学習を省略することも可能である。

次に他の実施形態について説明する。
この実施形態は、燃料供給装置が図１中の燃圧センサ１０を備えておらず、電動式の燃料ポンプ２から燃料噴射弁９に供給される燃料圧力を取得する際に、常に、燃料ポンプ２の駆動電流に基づいて燃料圧力を推定するようにした実施形態である。

図８はこの実施形態での燃圧取得ルーチンのフローチャートである。
Ｓ４１では、電流検出用抵抗２４の両端の電位差ΔＶから燃料ポンプ駆動電流Ｉｐを検出し、予め実験等で求めた燃料ポンプ駆動電流Ｉｐと燃料圧力Ｐｆとの相関テーブルを参照して、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐから燃料圧力Ｐｆを推定する。

燃料圧力の推定後は、Ｓ４２〜Ｓ４６で、燃料ポンプ駆動電流の変化に対し燃料圧力推定値の変化を遅らせる処理を行う。特に本実施形態では、リミッターにより、燃料圧力推定値の変化を制限する処理を行う。

Ｓ４２では、燃料圧力の今回推定値と前回推定値とを比較し、今回推定値と前回推定値との差（今回推定値−前回推定値）が所定値Ｃ以上か否か、すなわち、今回推定値が所定値以上Ｃ以上増大したか否かを判定する。

この判定でＹＥＳの場合は、Ｓ４３へ進み、燃料圧力推定値＝前回推定値＋Ｃとして、駆動電流の実際の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を制限する。

この判定でＮＯの場合は、Ｓ４４へ進む。
Ｓ４４では、燃料圧力の前回推定値と今回推定値とを比較し、前回推定値と今回推定値との差（前回推定値−今回推定値）が所定値Ｃ以上か否か、すなわち、今回推定値が所定値以上Ｃ以上減少したか否かを判定する。

この判定でＹＥＳの場合は、Ｓ４５へ進み、燃料圧力推定値＝前回推定値−Ｃとして、駆動電流の実際の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を制限する。

この判定でＮＯの場合は、Ｓ４６へ進む。
Ｓ４６では、燃料圧力の変化が小（変化無しを含む）であるので、燃料圧力推定値＝今回推定値として、本ルーチンを終了する。

尚、図８の燃圧取得ルーチンでは、燃料ポンプ駆動電流の変化に対し、燃料圧力推定値の変化を遅らせるように、燃料圧力推定値の変化を所定値Ｃで制限することとしたが、図９に燃圧取得ルーチンの変形態様を示すように、加重平均処理（なまし処理）を用いてもよい。

すなわち、図８のフローチャートのＳ４２〜Ｓ４６の処理に代えて、図６のフローチャートに、Ｓ４６として示すように、燃料圧力の前回推定値と、今回推定値との加重平均をとって、燃料圧力推定値を算出するようにしてもよい。これは、燃料圧力の前回推定値に対し、今回推定値と前回推定値との差の所定割合を加算して、燃料圧力推定値を算出することと同義である。
燃料圧力推定値＝前回推定値×（１−Ｇ）＋今回推定値×Ｇ
＝前回推定値＋（今回推定値−前回推定値）×Ｇ
但し、Ｇは重み付け定数で、０＜Ｇ＜１である。

図１０はこの実施形態での燃料噴射量に対する燃圧補正係数ＫＰＦ算出ルーチンのフローチャートである。
Ｓ５１では、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐから求めた燃料圧力Ｐｆの推定値を用い、予め定めたテーブルを参照して、燃圧補正係数ＫＰＦを設定する。

このテーブルは、燃料圧力Ｐｆが大きくなるほど、同一噴射時間での燃料噴射量が増大するので、燃料噴射量（噴射パルス幅）を減少させるように、燃圧補正係数ＫＰＦを小さくするように作成されている。ここで設定された燃圧補正係数ＫＰＦは、図３の燃料噴射制御ルーチンのＳ４にて各種補正係数ＣＯＥＦの算出に用いられる。

一方、図４の燃圧制御ルーチンのＳ１５において、燃圧フィードバック制御のために実燃料圧力Ｐｆの検出又は読込みを行うが、この実施形態（燃圧センサ１０を備えないシステム）では、燃料ポンプ駆動電流Ｉｐから求めた燃料圧力Ｐｆの推定値を読込んで、燃料圧力の検出に代えることとする。

この実施形態によれば、燃圧センサを備えないシステムに適用して、燃料圧力に基づく各種制御を実施でき、高度な制御を実現しながらも、製品コストの上昇を抑制することができる。

もちろん、この実施形態でも、燃料圧力の推定に際し、下記のように過渡時の推定精度を向上させることができる。
すなわち、燃料ポンプの駆動電流を変化させて燃料ポンプの吐出量を変更する時は、燃料ポンプの駆動電流が燃料ポンプのフリクションによって瞬間的に高くなるため、実際の燃料圧力との相関関係にずれが生じてしまう。

従って、駆動電流から検出した燃料圧力と実際の燃料圧力とにずれが生じてしまい、検出精度を低下させてしまう可能性がある。
そこで、駆動電流の変化に対応して直ちに燃料圧力の推定値を変更するのではなく、実際の燃料圧力の変化に対応するよう駆動電流の変化に対して燃料圧力の推定値の変化が遅くなるように処理を行う。

こうすることで、駆動電流変化時の実際の燃料圧力により近い推定値を得ることで、燃料ポンプの過渡応答時の燃料圧力推定精度を向上させることができる。
燃料圧力の変化を遅くする処理としては、単位時間当たりの燃料圧力推定値の変化を制限するリミッター処理や、加重平均処理等のなまし処理を行うことができる。

また、他の方法として、変化前の圧力検出値に所定圧力分を加算していき、徐々に駆動電流変化後の燃料圧力推定値に近づける処理を行うこともできる。所定圧力分（前記所定値Ｃを含む）は少なくとも燃料ポンプの作動フリクションを考慮して実際の圧力に沿った形になるように予め設定される。

尚、以上説明した実施形態では、吸気通路内に燃料を噴射するエンジンの例で説明したが、燃焼室内に直接燃料を噴射する直噴式エンジンにおいて、その高圧燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力の取得（検出又は推定）に、本発明を適用することも可能であることは言うまでもない。

１ 燃料タンク
２ 燃料ポンプ
２ｍ モータ
３ プレッシャレギュレータ
４ リターン通路
５ オリフィス
６ 燃料配管
７ 燃料ギャラリ
８ 分岐管
９ 燃料噴射弁
１０ 燃圧センサ
２１ ＥＣＭ
２２ ＦＰＣＭ
２３ スイッチングトランジスタ
２４ 電流検出用抵抗

Claims (3)

1. 電動式の燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を取得する内燃機関の燃圧取得装置であって、
   前記燃料ポンプの駆動電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段により検出される駆動電流に基づいて燃料圧力を推定する燃圧推定手段と、を含んで構成され、
   前記燃圧推定手段は、前記燃料圧力の推定に際し、前記駆動電流の変化に対し燃料圧力の推定値の変化を遅らせることを特徴とする内燃機関の燃圧取得装置。
2. 燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を検出する燃圧センサと、
   前記燃圧センサの故障の有無を診断する診断手段と、
   前記診断手段により前記燃圧センサの故障無しと診断されているときは、前記燃圧センサの検出値から、前記燃圧センサの故障有りと診断されているときは、前記燃圧推定手段の推定値から、燃料圧力を取得するように切換える切換手段と、
   を更に含んで構成される、請求項１記載の内燃機関の燃圧取得装置。
3. 前記診断手段により前記燃圧センサの故障無しと診断されているときに、前記燃料ポンプの駆動電流と燃料圧力との関係を学習する学習手段、を更に含んで構成され、
   前記燃圧推定手段は、前記診断手段により前記燃圧センサの故障有りと診断されているときに、前記学習手段の学習値を参照して、駆動電流に基づいて燃料圧力を推定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃圧取得装置。

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