JP2011202597A - 内燃機関の高圧ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁に供給するシステムにおいて、高圧ポンプの燃料吐出時の燃圧変化による燃料噴射弁の噴射量ばらつきを低減する。
【解決手段】燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出するように高圧ポンプ１４を制御する非噴射時吐出制御を実行する。その際、吸気行程で燃料を噴射する吸気行程噴射モードの場合には、圧縮行程で燃料を吐出する間欠吐出モードに切り換えることで非噴射時吐出制御を行う。また、圧縮行程で燃料を噴射する圧縮行程噴射モードの場合には、吸気行程で燃料を吐出する間欠吐出モードに切り換えることで非噴射時吐出制御を行う。更に、吸気行程と圧縮行程で燃料を噴射する吸気・圧縮行程分割噴射モードの場合には、吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する連続吐出モードに切り換えて各吐出期間がそれぞれ噴射期間に重ならないように燃圧制御弁２３を制御することで非噴射時吐出制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁に供給する内燃機関の高圧ポンプ制御装置に関する発明である。

気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンは、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポート噴射式エンジンと比較して、噴射から燃焼までの時間が短く、噴射燃料を霧化させる時間を十分に稼ぐことができないため、噴射圧力を高圧にして噴射燃料を微粒化する必要がある。そのため、筒内噴射式エンジンでは、例えば、特許文献１（特許第４１６４０２１号公報）に記載されているように、電動式の低圧ポンプで燃料タンクから汲み上げた燃料を、エンジンのカム軸で駆動される高圧ポンプに供給し、この高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁へ圧送するようにしている。

一般に、筒内噴射式エンジンでは、高圧ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料通路内の燃圧（燃料圧力）を燃圧センサで検出し、この燃圧センサで検出した高圧燃料通路内の燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプの吐出量をフィードバック制御するようにしている。

特許第４１６４０２１号公報

ところで、高圧ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料通路内の燃圧は、高圧ポンプから燃料が吐出されるときに大きく変化（上昇）する傾向がある。このため、高圧ポンプの吐出期間と燃料噴射弁の噴射期間とが重なると、高圧ポンプの燃料吐出時の燃圧変化の影響を受けて燃料噴射弁の噴射量にばらつきが発生して、排気エミッションやドライバビリティが悪化する可能性がある。

しかし、従来の高圧ポンプ制御では、高圧ポンプの吐出期間と燃料噴射弁の噴射期間との関係を全く考慮していないため、高圧ポンプの燃料吐出時の燃圧変化による燃料噴射弁の噴射量ばらつきを低減することができないという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、高圧ポンプの燃料吐出時の燃圧変化による燃料噴射弁の噴射量ばらつきを低減することができる内燃機関の高圧ポンプ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁に供給する内燃機関の高圧ポンプ制御装置において、燃料噴射弁の噴射期間を避けて燃料を吐出するように高圧ポンプを制御する非噴射時吐出制御を実行する高圧ポンプ制御手段を備えた構成としたものである。

この構成では、燃料噴射弁の噴射期間を避けて燃料を吐出するように高圧ポンプを制御する非噴射時吐出制御を実行することで、高圧ポンプの吐出期間が燃料噴射弁の噴射期間に重なることを回避できる。これにより、高圧ポンプの燃料吐出時の燃圧変化による燃料噴射弁の噴射量ばらつきを低減することができ、排気エミッションやドライバビリティを向上させることができる。

本発明は、請求項２のように、複数のカム山を有するカムによってポンプ室内で往復運動されるピストンと、該ポンプ室の吸入口側を開閉する燃圧制御弁とを備えた高圧ポンプに適用すると良い。この場合、燃圧制御弁を制御することで高圧ポンプの吐出期間を制御して非噴射時吐出制御を行うことができる。

具体的には、請求項３のように、複数のカム山のうちの燃料噴射弁の噴射期間に重ならないカム山を使用して燃料を吐出するように燃圧制御弁を制御することで非噴射時吐出制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、複数のカム山のうちの一部のカム山（燃料噴射弁の噴射期間に重ならないカム山）を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードで非噴射時吐出制御を行うことができる。

また、請求項４のように、複数のカム山を全て使用して燃料を吐出すると共にその吐出期間が燃料噴射弁の噴射期間に重ならないように燃圧制御弁を制御することで非噴射時吐出制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードで非噴射時吐出制御を行うことができる。

更に、請求項５のように、内燃機関の運転状態に応じて燃料噴射弁の噴射モードを切り換える噴射モード切換手段を備えている場合には、燃料噴射弁の噴射モードに応じて、複数のカム山のうちの一部のカム山を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードと、複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードとを切り換えるようにしても良い。

このようにすれば、噴射モードに適した吐出モードで非噴射時吐出制御を行うことができる。例えば、各気筒の吸気行程で燃料を噴射する吸気行程噴射モードの場合には、各気筒の圧縮行程で燃料を吐出する間欠吐出モードに切り換えることで非噴射時吐出制御を行うことができる。また、各気筒の圧縮行程で燃料を噴射する圧縮行程噴射モードの場合には、各気筒の吸気行程で燃料を吐出する間欠吐出モードに切り換えることで非噴射時吐出制御を行うことができる。更に、各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を噴射する吸気・圧縮行程分割噴射モードの場合には、各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する連続吐出モードに切り換えて各吐出期間がそれぞれ噴射期間に重ならないように燃圧制御弁を制御することで非噴射時吐出制御を行うことができる。

ところで、内燃機関の始動時に高圧燃料系内の燃料圧力を所定圧力（始動に必要な燃料圧力）まで昇圧する昇圧制御の際に、複数のカム山のうちの一部のカム山を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードで昇圧制御を実行すると、高圧燃料系内の燃料圧力を速やかに所定圧力まで昇圧することができず、始動性が低下する可能性がある。

そこで、請求項６のように、内燃機関の始動時に高圧燃料系内の燃料圧力を所定圧力まで昇圧する昇圧制御の際には、複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードで昇圧制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、高圧燃料系内の燃料圧力を速やかに且つ確実に所定圧力まで昇圧することができ、始動性を向上させることができる。

また、複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードのときには、内燃機関の高回転時に燃圧制御弁の応答が間に合わなくなって高圧燃料系内の燃料圧力と目標燃料圧力との偏差が大きくなる可能性があり、このような場合に、高圧燃料系内の燃料圧力と目標燃料圧力とに基づいて高圧ポンプの異常の有無を判定する高圧ポンプ異常診断を行うと、高圧ポンプが正常であるにも拘らず、高圧ポンプの異常有りと誤判定してしまう可能性がある。

そこで、請求項７のように、高圧燃料系内の燃料圧力と目標燃料圧力とに基づいて高圧ポンプの異常の有無を判定する高圧ポンプ異常診断を行う異常診断手段を備えている場合には、複数のカム山のうちの一部のカム山を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードのときに高圧ポンプ異常診断を実行するようにすると良い。このようにすれば、高圧ポンプが正常であるにも拘らず、高圧ポンプの異常有りと誤判定してしまうことを未然に防止することができ、高圧ポンプの異常診断精度を向上させることができる。この場合、高圧ポンプ制御によって間欠吐出モードに切り換えられているときに高圧ポンプ異常診断を実行するようにしても良いし、或は、高圧ポンプ異常診断を実行する際に強制的に間欠吐出モードに切り換えるようにしても良い。

図１は本発明の一実施例における筒内噴射式エンジンの燃料供給システムの概略構成を示す図である。 図２は燃料噴射弁の噴射モードと高圧ポンプの吐出モードとの関係を説明するタイムチャートである。 図３は圧縮行程噴射モードの場合の非噴射時吐出制御を説明する図である。 図４は吸気行程噴射モードの場合の非噴射時吐出制御を説明する図である。 図５は吸気・圧縮行程分割噴射モードの場合の非噴射時吐出制御を説明する図である。 図６は高圧ポンプ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図７は高圧ポンプ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図８は他の実施例における非噴射時吐出制御を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて筒内噴射式のエンジン（内燃機関）の燃料供給システム全体の概略構成を説明する。

燃料を貯溜する燃料タンク１１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ１２が設置されている。この低圧ポンプ１２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ１２から吐出される燃料は、燃料配管１３を通して高圧ポンプ１４に供給される。燃料配管１３には、プレッシャレギュレータ１５が接続され、このプレッシャレギュレータ１５によって低圧ポンプ１２の吐出圧力（高圧ポンプ１４への燃料供給圧力）が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管１６により燃料タンク１１内に戻されるようになっている。

高圧ポンプ１４は、円筒状のポンプ室１８内でピストン１９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン１９は、エンジンのカム軸２０に嵌着されたカム２１の回転運動によって駆動される。このカム２１は、カム軸２０が１回転（つまりクランク軸が２回転）する毎に１回転する。本実施例では、カム２１として、例えば４つのカム山を有する４山カムが用いられている。尚、クランク軸が１回転する毎に１回転するカムの回転運動によってピストン１９を駆動する構成としても良く、この場合、２つのカム山を有する２山カムが用いられる。

この高圧ポンプ１４の吸入口２２側には、燃圧制御弁２３が設けられている。この燃圧制御弁２３は、常開型の電磁弁であり、吸入口２２を開閉する弁体２４と、この弁体２４を開弁方向に付勢するスプリング２５と、弁体２４を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド２６とから構成されている。

高圧ポンプ１４の吸入行程（ピストン１９の下降時）においては、燃圧制御弁２３が開弁されてポンプ室１８内に燃料が吸入され、高圧ポンプ１４の吐出行程（ピストン１９の上昇時）においては、燃圧制御弁２３の閉弁期間（閉弁開始時期からピストン１９の上死点までの閉弁状態のクランク角区間）を制御することで、高圧ポンプ１４の吐出量を制御して燃圧（吐出圧力）を制御する。

つまり、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁２３の閉弁開始時期（通電時期）を進角させることで、燃圧制御弁２３の閉弁期間を長くして高圧ポンプ１４の吐出量を増加させ、逆に、燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁２３の閉弁開始時期（通電時期）を遅角させることで、燃圧制御弁２３の閉弁期間を短くして高圧ポンプ１４の吐出量を減少させる。

一方、高圧ポンプ１４の吐出口２７側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁２８が設けられている。高圧ポンプ１４から吐出される燃料は、高圧燃料配管２９を通してデリバリパイプ３０に送られ、このデリバリパイプ３０からエンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射弁３１に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０（又は高圧燃料配管２９）には、高圧燃料配管２９やデリバリパイプ３０等の高圧燃料系内の燃圧（燃料圧力）を検出する燃圧センサ３２が設けられている。また、デリバリパイプ３０には、リリーフ弁３３が設けられ、このリリーフ弁３３の排出ポートがリリーフ配管３４を介して燃料タンク１１（又は低圧側の燃料配管１３）に接続されている。

また、エンジンには、吸入空気量を検出するエアフローメータ３６や、クランク軸（図示せず）の回転に同期して所定クランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３７が設けられている。このクランク角センサ３７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁３１の燃料噴射量や点火プラグ（図示せず）の点火時期を制御する。

その際、ＥＣＵ３８は、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷等）に応じて目標燃圧をマップ等により算出し、燃圧センサ３２で検出した高圧燃料系内の実燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ１４の吐出量（燃圧制御弁２３の通電時期）をフィードバック制御する。

また、ＥＣＵ３８は、図２に示すように、エンジン始動時の燃料噴射開始前に高圧燃料系内の燃圧を所定圧力（始動に必要な燃圧）まで昇圧する昇圧制御を実行し、この昇圧制御の実行後は、エンジン運転状態等に応じて燃料噴射弁３１の噴射モードを、例えば、吸気行程噴射モードと圧縮行程噴射モードと吸気・圧縮行程分割噴射モードとの間で切り換える。この機能が特許請求の範囲でいう噴射モード切換手段としての役割を果たす。

吸気行程噴射モードでは、各気筒の吸気行程で筒内に燃料を１回噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させる。一方、圧縮行程噴射モードでは、各気筒の圧縮行程で筒内に燃料を１回噴射して点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させる。また、吸気・圧縮行程分割噴射モードでは、各気筒の吸気行程と圧縮行程でそれぞれ燃料を１回噴射する。

ところで、高圧ポンプ１４から燃料噴射弁３１に燃料を供給する高圧燃料系内の燃圧は、高圧ポンプ１４から燃料が吐出されるときに大きく変化（上昇）する傾向がある。このため、高圧ポンプ１４の吐出期間と燃料噴射弁３１の噴射期間とが重なると、高圧ポンプ１４の燃料吐出時の燃圧変化の影響を受けて燃料噴射弁３１の噴射量にばらつきが発生して、排気エミッションやドライバビリティが悪化する可能性がある。

この対策として、本実施例では、ＥＣＵ３８により後述する図６の高圧ポンプ制御ルーチンを実行することで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出するように高圧ポンプ１４（燃圧制御弁２３）を制御する非噴射時吐出制御を実行する。その際、図２に示すように、燃料噴射弁３１の噴射モードに応じて高圧ポンプ１４の吐出モードを、間欠吐出モードと連続吐出モードとの間で切り換えることで、噴射モードに適した吐出モードで非噴射時吐出制御を行う。

間欠吐出モードでは、カム２１の複数（４つ）のカム山のうちの一部のカム山（燃料噴射弁３１の噴射期間に重ならないカム山）を使用して燃料を吐出する。一方、連続吐出モードでは、カム２１の複数（４つ）のカム山を全て使用して燃料を吐出する。尚、昇圧制御中は、燃圧の昇圧を優先するために高圧ポンプ１４の吐出モードを連続吐出モードに設定して、連続吐出モードで昇圧制御を実行する。

以下、図３乃至図５を用いて２気筒エンジンの場合について具体的に説明する。
図３に示すように、燃料噴射弁３１の噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、高圧ポンプ１４の吐出モードを、各気筒の吸気行程で燃料を吐出する吸気行程間欠吐出モードに切り換え、この吸気行程間欠吐出モードで非噴射時吐出制御を実行する。この場合、カム２１の４つのカム山のうちの燃料噴射弁３１の圧縮行程の噴射期間に重ならない２つのカム山を使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の吸気行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御することで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。つまり、エンジン１１の吸気行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程（ピストン１９の上昇時）では燃圧制御弁２３を閉弁して燃料を吐出するが、エンジン１１の圧縮行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程では燃圧制御弁２３を開弁状態に維持して燃料を吐出しない。これにより、高圧ポンプ１４の吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重なることを回避する。

図４に示すように、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気行程噴射モードの場合には、高圧ポンプ１４の吐出モードを、各気筒の圧縮行程で燃料を吐出する圧縮行程間欠吐出モードに切り換え、この圧縮行程間欠吐出モードで非噴射時吐出制御を実行する。この場合、カム２１の４つのカム山のうちの燃料噴射弁３１の吸気行程の噴射期間に重ならない２つのカム山を使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の圧縮行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御することで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。つまり、エンジン１１の圧縮行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程（ピストン１９の上昇時）では燃圧制御弁２３を閉弁して燃料を吐出するが、エンジン１１の吸気行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程では燃圧制御弁２３を開弁状態に維持して燃料を吐出しない。これにより、高圧ポンプ１４の吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重なることを回避する。

図５に示すように、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気・圧縮行程分割噴射モードの場合には、高圧ポンプ１４の吐出モードを、各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する連続吐出モードに切り換え、この連続吐出モードで非噴射時吐出制御を実行する。この場合、カム２１の４つのカム山を全て使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する）と共にその吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重ならないように燃圧制御弁２３を制御することで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。つまり、エンジン１１の吸気行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程（ピストン１９の上昇時）では燃料噴射弁３１の吸気行程の噴射期間後に燃圧制御弁２３を閉弁して燃料を吐出し、エンジン１１の圧縮行程に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程では燃料噴射弁３１の圧縮行程の噴射期間後に燃圧制御弁２３を閉弁して燃料を吐出する。これにより、高圧ポンプ１４の吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重なることを回避する。

また、ＥＣＵ３８は、後述する図７の異常診断ルーチンを実行することで、燃圧センサ３２で検出した高圧燃料系内の実燃圧と目標燃圧とに基づいて高圧ポンプ１４の異常の有無を判定する高圧ポンプ異常診断を行うが、エンジン高回転時には高圧ポンプ１４の吐出モードが間欠吐出モード（吸気行程間欠吐出モード又は圧縮行程間欠吐出モード）に切り換えられているときに高圧ポンプ異常診断を実行する。
以下、ＥＣＵ３８が実行する図６及び図７の各ルーチンの処理内容を説明する。

［高圧ポンプ制御ルーチン］
図６に示す高圧ポンプ制御ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう高圧ポンプ制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、昇圧制御中であるか否かを判定する。

このステップ１０１で、昇圧制御中であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、高圧ポンプ１４の吐出モードを連続吐出モードに設定した後、ステップ１０９に進み、カム２１の４つのカム山を全て使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御する。

一方、上記ステップ１０１で、昇圧制御中ではないと判定された場合には、ステップ１０３に進み、燃料噴射弁３１の噴射モードが圧縮行程噴射モードであるか否かを判定する。このステップ１０３で、燃料噴射弁３１の噴射モードが圧縮行程噴射モードであると判定された場合には、ステップ１０４に進み、高圧ポンプ１４の吐出モードを吸気行程間欠吐出モードに設定した後、ステップ１０９に進み、カム２１の４つのカム山のうちの燃料噴射弁３１の圧縮行程の噴射期間に重ならない２つのカム山を使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の吸気行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御する（図３参照）ことで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。

一方、上記ステップ１０３で、燃料噴射弁３１の噴射モードが圧縮行程噴射モードではないと判定された場合には、ステップ１０５に進み、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気行程噴射モードであるか否かを判定する。このステップ１０５で、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気行程噴射モードであると判定された場合には、ステップ１０６に進み、高圧ポンプ１４の吐出モードを圧縮行程間欠吐出モードに設定した後、ステップ１０９に進み、カム２１の４つのカム山のうちの燃料噴射弁３１の吸気行程の噴射期間に重ならない２つのカム山を使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の圧縮行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御する（図４参照）ことで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。

一方、上記ステップ１０５で、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気行程噴射モードではないと判定された場合には、ステップ１０７に進み、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気・圧縮行程分割噴射モードであるか否かを判定する。このステップ１０７で、燃料噴射弁３１の噴射モードが吸気・圧縮行程分割噴射モードであると判定された場合には、ステップ１０８に進み、高圧ポンプ１４の吐出モードを連続吐出モードに設定した後、ステップ１０９に進み、カム２１の４つのカム山を全て使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の吸気行程と圧縮行程で燃料を吐出する）と共にその吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重ならないように燃圧制御弁２３を制御する（図５参照）ことで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。

［高圧ポンプ異常診断ルーチン］
図７に示す高圧ポンプ異常診断ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、高圧ポンプ異常診断の実行条件が成立しているか否かを、例えば、エンジン１１が定常運転状態であること、燃圧センサ３２が正常であること等の条件を全て満たすか否かによって判定する。
このステップ２０１で、高圧ポンプ異常診断の実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ２０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０１で、高圧ポンプ異常診断の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ２０２以降の処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ２０２で、エンジン高回転時である（エンジン回転速度が所定回転速度以上である）か否かを判定し、エンジン高回転時であると判定された場合には、ステップ２０３に進み、高圧ポンプ制御によって高圧ポンプ１４の吐出モードが間欠吐出モード（吸気行程間欠吐出モード又は圧縮行程間欠吐出モード）に切り換えられているか否かを判定する。

上記ステップ２０２でエンジン高回転時であると判定され、且つ、上記ステップ２０３で間欠吐出モードではない（つまり連続吐出モードである）と判定された場合には、高圧ポンプ１４の異常の有無を誤判定する可能性があると判断して、ステップ２０４以降の異常診断に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了することで、高圧ポンプ異常診断を禁止する。

一方、上記ステップ２０２でエンジン高回転時ではないと判定された場合、又は、上記ステップ２０３で間欠吐出モードに切り換えられていると判定された場合には、ステップ２０４以降の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ２０４で、燃圧センサ３２で高圧燃料系内の実燃圧を検出し、目標燃圧と実燃圧との偏差が所定の正常範囲内であるか否か（実燃圧が目標燃圧に対して正常範囲内であるか否か）を判定する。

このステップ２０４で、目標燃圧と実燃圧との偏差が正常範囲内であると判定された場合には、ステップ２０５に進み、高圧ポンプ１４の異常無し（高圧ポンプ１４が正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持して、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ２０４で、目標燃圧と実燃圧との偏差が正常範囲内ではない（つまり正常範囲外）と判定された場合には、ステップ２０６に進み、高圧ポンプ１４の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ３８のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ３８の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶して、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例では、燃料噴射弁１３の噴射期間を避けて燃料を吐出するように高圧ポンプ１４（燃圧制御弁２３）を制御する非噴射時吐出制御を実行するようにしたので、高圧ポンプ１４の吐出期間が燃料噴射弁３１の噴射期間に重なることを回避できる。これにより、高圧ポンプ１４の燃料吐出時の燃圧変化による燃料噴射弁３１の噴射量ばらつきを低減することができ、排気エミッションやドライバビリティを向上させることができる。

更に、本実施例では、燃料噴射弁３１の噴射モードに応じて高圧ポンプ１３の吐出モードを間欠吐出モードと連続吐出モードとの間で切り換えるようにしたので、噴射モードに適した吐出モードで非噴射時吐出制御を行うことができる。

ところで、間欠吐出モードで昇圧制御を実行すると、高圧燃料系内の燃圧を速やかに所定圧力まで昇圧することができず、始動性が低下する可能性があるが、本実施例では、連続吐出モードで昇圧制御を実行するようにしたので、高圧燃料系内の燃圧を速やかに且つ確実に所定圧力まで昇圧することができ、始動性を向上させることができる。

また、連続吐出モードのときには、エンジン高回転時に燃圧制御弁２３の応答が間に合わなくなって高圧燃料系内の燃圧と目標燃圧との偏差が大きくなる可能性があり、このような場合に、高圧ポンプ異常診断を行うと、高圧ポンプ１４が正常であるにも拘らず、高圧ポンプ１４の異常有りと誤判定してしまう可能性がある。

その点、本実施例では、エンジン高回転時には高圧ポンプ１４の吐出モードが間欠吐出モード（吸気行程間欠吐出モード又は圧縮行程間欠吐出モード）に切り換えられているときに高圧ポンプ異常診断を実行するようにしたので、高圧ポンプ１４が正常であるにも拘らず、高圧ポンプ１４の異常有りと誤判定してしまうことを未然に防止することができ、高圧ポンプ１４の異常診断精度を向上させることができる。

尚、上記実施例では、高圧ポンプ１４のピストン１９を駆動するカム２１として、４つのカム山を有する４山カムを用いた場合を説明したが、これに限定されず、例えば、３つのカム山を有する３山カムを用いるようにしても良い。この場合、図８に示すように、例えば、圧縮行程間欠吐出モードで非噴射時吐出制御を実行する際には、カムの３つのカム山のうちの燃料噴射弁３１の吸気行程の噴射期間に重ならない２つのカム山を使用して燃料を吐出する（つまり各気筒の圧縮行程で燃料を吐出する）ように燃圧制御弁２３を制御することで、燃料噴射弁３１の噴射期間を避けて燃料を吐出する非噴射時吐出制御を実行する。

また、上記実施例では、エンジン高回転時で且つ連続吐出モードのときに高圧ポンプ異常診断を禁止するようにしたが、連続吐出モードのときには常に高圧ポンプ異常診断を禁止して、間欠吐出モードのときに高圧ポンプ異常診断を許可するようにしても良い。或は、高圧ポンプ異常診断を実行する際に強制的に間欠吐出モードに切り換えるようにしても良い。

その他、本発明は、燃料供給システムの構成適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１１…燃料タンク、１４…高圧ポンプ、１８…ポンプ室、１９…ピストン、２０…カム軸、２１…カム、２３…燃圧制御弁、２９…高圧燃料配管、３０…デリバリパイプ、３１…燃料噴射弁、３２…燃圧センサ、３８…ＥＣＵ（高圧ポンプ制御手段，噴射モード切換手段，異常診断手段）

Claims (7)

1. 高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁に供給する内燃機関の高圧ポンプ制御装置において、
   前記燃料噴射弁の噴射期間を避けて燃料を吐出するように前記高圧ポンプを制御する非噴射時吐出制御を実行する高圧ポンプ制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
2. 前記高圧ポンプは、複数のカム山を有するカムによってポンプ室内で往復運動されるピストンと、該ポンプ室の吸入口側を開閉する燃圧制御弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
3. 前記高圧ポンプ制御手段は、前記複数のカム山のうちの前記燃料噴射弁の噴射期間に重ならないカム山を使用して燃料を吐出するように前記燃圧制御弁を制御することで前記非噴射時吐出制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
4. 前記高圧ポンプ制御手段は、前記複数のカム山を全て使用して燃料を吐出すると共にその吐出期間が前記燃料噴射弁の噴射期間に重ならないように前記燃圧制御弁を制御することで前記非噴射時吐出制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
5. 内燃機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁の噴射モードを切り換える噴射モード切換手段を備え、
   前記高圧ポンプ制御手段は、前記燃料噴射弁の噴射モードに応じて、前記複数のカム山のうちの一部のカム山を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードと、前記複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードとを切り換える手段を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
6. 前記高圧ポンプ制御手段は、内燃機関の始動時に前記高圧ポンプから前記燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料系内の燃料圧力を所定圧力まで昇圧する昇圧制御の際に、前記複数のカム山を全て使用して燃料を吐出する連続吐出モードで前記昇圧制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。
7. 前記高圧ポンプから前記燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料系内の燃料圧力と目標燃料圧力とに基づいて前記高圧ポンプの異常の有無を判定する高圧ポンプ異常診断を行う異常診断手段を備え、
   前記異常診断手段は、前記複数のカム山のうちの一部のカム山を使用して燃料を吐出する間欠吐出モードのときに前記高圧ポンプ異常診断を実行する手段を有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の内燃機関の高圧ポンプ制御装置。

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