JP2013015026A - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧ポンプの非駆動時に高圧燃料通路が低圧燃料通路と連通されて高圧燃料通路における燃料圧力が低下しているときに高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることのできる内燃機関の制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】内燃機関は、低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する。また、高圧ポンプの非駆動時には高圧燃料通路と低圧燃料通路とが連通状態とされる。電子制御装置は、高圧センサにより検出される高圧燃料通路内の燃料圧力に基づき燃料噴射制御を行なう。また、低圧燃料通路内の燃料圧力を検出する低圧センサを備えている。そして、高圧ポンプの非駆動時には高圧センサの出力値Ｖｈを低圧センサの出力値Ｖｌに基づき補正して高圧燃料通路内の燃料圧力とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。

従来、筒内噴射式の内燃機関では、燃料タンク内に貯留されている燃料が低圧ポンプであるフィードポンプにより吸引されてフィード圧（例えば数百ｋＰａ程度）まで加圧され、低圧燃料通路を介して高圧ポンプに圧送される。そして、高圧ポンプにより更に加圧された燃料は高圧燃料通路を介して燃料噴射弁に供給され、例えば１０Ｍｐａ程度の燃料圧力にて燃料噴射弁から気筒内に直接噴射される。また、こうした内燃機関の制御装置では、高圧燃料通路に燃料圧力を検出する高圧センサを設け、この高圧センサの出力値に基づいて燃料噴射制御を行なっている（例えば特許文献１参照）。

こうした内燃機関において、アイドル運転時や燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時のように機関運転に伴って生じる騒音が小さいときに高圧ポンプが駆動されていると、高圧ポンプの駆動音や高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁の駆動音が他の騒音に比べて相対的に大きくなる。そのため、こうした騒音の変動が運転者に対して違和感を与えるおそれがある。

そこで、アイドル運転時や燃料カット時に高圧ポンプの駆動を停止することが考えられる。この場合、高圧ポンプの駆動音が生じなくなるとともに、高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁の駆動音が生じなくなる。そのため、機関運転状態が変化してアイドル運転状態や燃料カット状態となっても、他の騒音に対して上記駆動音が相対的に大きくなることを抑制することができ、運転者に対して違和感を与えることを抑制することができるといった効果が期待できる。

ちなみに、高圧ポンプの駆動が停止された場合には、フィードポンプから圧送された低圧の燃料がそのまま燃料噴射弁から噴射されることとなる。

特開２００９―２３５９５７号公報

ところで、高圧ポンプが駆動されていないときには、低圧燃料通路からの燃料が高圧ポンプにより昇圧されることなく高圧燃料通路に導入される。すなわち、高圧燃料通路における燃料圧力がフィード圧（例えば数百ｋＰａ）となる。

ここで、高圧燃料通路内の燃料圧力は機関運転中において最大で例えば１０ＭＰａ程度とされる。そのため、高圧センサとしては、余裕をもって最大燃料圧力も高い２０ＭＰａ程度まで検出可能なものが用いられている。また、こうした高圧センサでは、その検出精度が通常、最大検出圧力（この場合、２０ＭＰａ）の数％程度とされている。そのため、仮に高圧センサの検出精度を１％とした場合には、０．２ＭＰａ（＝２００ｋＰａ）よりも小さい幅では高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く把握することができない。

これらのことから、高圧燃料通路内の燃料圧力がフィード圧まで低下しているときには、高圧センサの出力値から実際の燃料圧力を精度良く把握することができない。その結果、燃料噴射制御を緻密に行なうことができず、機関運転が不安定となるといった問題が生じる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧ポンプの非駆動時に高圧燃料通路が低圧燃料通路と連通されて高圧燃料通路における燃料圧力が低下しているときに高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることのできる内燃機関の制御装置及び制御方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する一方、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧燃料通路と前記低圧燃料通路とが連通状態とされる内燃機関に適用され、高圧センサにより検出される前記高圧燃料通路内の燃料圧力に基づき燃料噴射制御を行なう制御装置において、前記低圧燃料通路内の燃料圧力を検出する低圧センサを備え、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧センサの出力値を前記低圧センサの出力値に基づき補正することをその要旨としている。

高圧ポンプが駆動されていないときには、高圧燃料通路と低圧燃料通路とが連通状態とされ、低圧燃料通路からの燃料が高圧ポンプにより昇圧されることなく高圧燃料通路に導入される。このとき、上記構成によれば、燃料噴射制御に際して、高圧センサの出力値が低圧センサの出力値に基づき補正されて高圧燃料通路内の燃料圧力とされる。すなわち、低圧燃料通路内の燃料圧力を高圧燃料通路内の燃料圧力とみなすことができるほど高圧燃料通路内の燃料圧力が低下しており、高圧燃料通路内の燃料圧力を求める上で低圧センサの出力値の精度が高圧センサの出力値の精度よりも良いときには、低圧センサの出力値に基づき高圧センサの出力値が補正される。従って、高圧ポンプの非駆動時に高圧燃料通路が低圧燃料通路と連通されて高圧燃料通路における燃料圧力が低下しているときに高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記高圧センサの出力値の所定期間における変動幅が所定値以下となった後に、前記低圧センサの出力値に基づく補正を行なうことをその要旨としている。

高圧ポンプの駆動が停止された直後においては高圧燃料通路内の燃料圧力は十分に低下しておらず、低圧燃料通路内の燃料圧力よりも高い。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力と低圧燃料通路内の燃料圧力との乖離が大きいときに低圧センサの出力値に基づき高圧センサの出力値を補正すると、高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができないおそれがある。

この点、上記構成によれば、高圧燃料通路内の燃料圧力の変動が安定して高圧センサの出力値の所定期間における変動幅が所定値以下となった後、すなわち低圧燃料通路内の燃料圧力を高圧燃料通路内の燃料圧力とみなすことができる程度まで高圧燃料通路内の燃料圧力が低下した後に、低圧センサの出力値に基づき高圧センサの出力値の補正が行なわれる。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができないといった上記問題の発生を好適に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明によるように、前記高圧センサの出力値の前記所定期間における変動幅が前記所定値以下であるときの前記低圧センサの出力値と前記高圧センサの出力値との乖離度合に基づき前記高圧センサの出力値を補正するといった態様をもって具体化することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記高圧ポンプの駆動が停止されてからの経過時間が所定時間以上となった後に、前記低圧センサの出力値に基づく補正を行なうことをその要旨としている。

高圧ポンプの圧送が停止された直後においては高圧燃料通路内の燃料圧力は十分に低下しておらず、低圧燃料通路内の燃料圧力よりも高い。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力と低圧燃料通路内の燃料圧力との乖離が大きいときに低圧センサの出力値に基づき高圧センサの出力値を補正すると、高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができないおそれがある。

この点、上記構成によれば、高圧ポンプによる燃料の圧送が停止されてからの経過時間が所定時間以上となった後、すなわち低圧燃料通路内の燃料圧力を高圧燃料通路内の燃料圧力とみなすことができる程度まで高圧燃料通路内の燃料圧力が低下した後に、低圧センサの出力値に基づき高圧センサの出力値の補正が行なわれる。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができないといった上記問題の発生を好適に抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明によるように、前記高圧ポンプの駆動が停止されてからの経過時間が前記所定時間以上となったときの前記低圧センサの出力値と前記高圧センサの出力値との乖離度合に基づき前記高圧センサの出力値を補正するといった態様をもって具体化することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、前記低圧センサは、前記低圧燃料通路に設けられて燃料の吐出量を変更可能な低圧可変ポンプから吐出される燃料の圧力を検出してなることをその要旨としている。

低圧燃料通路に低圧可変ポンプが設けられる内燃機関にあっては、該ポンプから吐出される燃料の圧力を検出するために低圧センサが設けられている。このため、こうした構成を備える内燃機関によれば、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明を適用する上で、既存の低圧センサを流用すればよく、高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めるためだけに低圧センサを新たに追加しなくともよい。

請求項７に記載の発明は、低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する一方、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧燃料通路と前記低圧燃料通路とが連通状態とされる内燃機関に適用され、高圧センサにより検出される前記高圧燃料通路内の燃料圧力に基づき燃料噴射制御を行なう方法において、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧センサの出力値を前記低圧燃料通路内の燃料圧力を検出する低圧センサの出力値に基づき補正することをその要旨としている。

同構成によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に準じた作用効果を奏することができる。すなわち、高圧ポンプの非駆動時に高圧燃料通路が低圧燃料通路と連通されて高圧燃料通路における燃料圧力が低下しているときに高圧燃料通路内の燃料圧力を精度良く求めることができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について、燃料供給システムの概略構成を示す概略図。 同実施形態における高圧センサ及び低圧センサの検出可能な燃料圧力の範囲とその検出精度との関係を示すグラフ。 同実施形態における高圧センサの出力値補正処理について、その処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用を説明するためのタイミングチャートであって、高圧センサの出力値の推移と、低圧センサの出力値の推移を併せ示すタイミングチャート。 同実施形態の作用を説明するためのグラフであって、高圧燃料通路内の燃料圧力と各圧力センサ（低圧センサ、高圧センサ）の出力値を用いた場合の燃料流量におけるずれ量の割合との関係を示すグラフ。

以下、図１〜図５を参照して、本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法を車両に搭載される筒内噴射式の内燃機関（以下、内燃機関１）の制御装置及び制御方法として具体化した一実施形態について詳細に説明する。

図１に、本実施形態の内燃機関における燃料供給システムの概略構成を示す。
図１に示すように、内燃機関１の燃料供給システムでは、燃料タンク２内に電動式のフィードポンプ３が配置されており、このフィードポンプ３には低圧燃料供給管４が接続されている。フィードポンプ３により燃料タンク２内に貯留されている燃料が吸引されるとともに所定のフィード圧ＰＦ（例えば、数百ｋＰａ）まで加圧されて低圧燃料供給管４へ圧送される。このフィードポンプ３は燃料の吐出量を変更可能なポンプとされている。

低圧燃料供給管４の途中にはリターン管５が分岐接続されている。このリターン管５の途中には調圧弁６が設けられており、低圧燃料供給管４内の燃料圧力が上記フィード圧ＰＦ以上になると調圧弁６が開弁する。これにより、フィードポンプ３から吐出された燃料の一部がリターン管５を介して燃料タンク２に燃料が戻され、低圧燃料供給管４内の燃料の圧力がフィード圧ＰＦに維持される。

一方、低圧燃料供給管４の下流側には高圧ポンプ１１が接続されている。
高圧ポンプ１１の内部には、上記低圧燃料供給管４の下流側に接続される吸入通路１２、この吸入通路１２の下流側に接続されるシリンダ１３、及びシリンダ１３の下流側に接続される吐出通路１４が形成されている。

シリンダ１３の上流側の端部（図１において上側端部）には低圧燃料を吸入する吸入口２１が形成されている。また、シリンダ１３の側面には（図１において右側面）には燃料を吐出する吐出口２２が形成されている。このシリンダ１３内にはプランジャ１５が往復動可能に設けられている。また、シリンダ１３の内壁とプランジャ１５の頂面とにより圧力室１６が区画されている。尚、上記吐出口２２は圧力室１６に連通している。

シリンダ１３内には、吸入口２１を開閉するスピル弁２０の弁体２３が収容されている。この弁体２３はニードル２３ａを介してシリンダ１３の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。スピル弁２０は、所謂、ノーマルオープン型の弁であり、ばね２５の付勢力により吸入口２１を開放する方向に常時付勢されている。そして、ソレノイド２４への通電によりスピル弁２０は吸入口２１を閉塞する方向に吸引される。

ソレノイド２４に通電されていないときには、弁体２３はばね２５の付勢力により吸入口２１から離間する方向（図１において下方向）に付勢され、吸入口２１が開放状態とされる。一方、ソレノイド２４に通電されているときには、弁体２３はソレノイド２４により吸入口２１に近接する方向（図１において上方向）に吸引され、吸入口２１が閉塞状態とされる。こうしたソレノイド２４の通電制御は電子制御装置４０により行なわれる。

プランジャ１５は内燃機関１のクランクシャフト（図示略）の回転により駆動される。具体的には、クランクシャフトの回転により吸気カムシャフト３１が回転駆動され、この吸気カムシャフト３１に固設されたカム３２の回転に伴ってプランジャ１５が往復動する。尚、プランジャ１５の下方にはリフタ１７が設けられており、このリフタ１７はばね１８の付勢力によってカム３２のカム面に当接した状態に維持されている。

高圧ポンプ１１では、プランジャ１５が下降して圧力室１６の容積が増大するときにソレノイド２４への通電を停止して吸入口２１を開放させることで、低圧燃料供給管４及び吸入通路１２からの低圧燃料が圧力室１６内に吸入される。

また、プランジャ１５が上昇して圧力室１６の容積が減少するときにソレノイド２４へ通電して吸入口２１を閉塞させることで、圧力室１６内の燃料が加圧されて吐出口２２から吐出通路１４に吐出される。また、ソレノイド２４への通電期間、すなわち吸入口２１が閉塞されている期間を調節することにより、燃料の吸入量が調節される。

吐出通路１４の途中には吐出弁１９が設けられている。圧力室１６側から吐出弁１９に対して作用する燃料の圧力が所定の吐出圧以上となると吐出弁１９が開弁する。これにより、燃料噴射弁９側への燃料の圧送が許容される。

また、吐出通路１４には、吐出弁１９を迂回するようにリリーフ通路２６が形成されており、このリリーフ通路２６の途中にはオリフィス部２７が設けられている。
吐出通路１４の下流側には高圧燃料供給管７が接続されており、この高圧燃料供給管７の下流側にはデリバリパイプ８が接続されている。デリバリパイプ８には、各気筒内に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁９が接続されている。燃料噴射弁９の駆動制御は電子制御装置４０により行なわれる。

こうした内燃機関１の各種制御は電子制御装置４０により行なわれる。電子制御装置４０は、各種制御に係る演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御用のプログラムやデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。そして、電子制御装置４０は、各種センサの検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１を統括的に制御する。

各種センサとしては、機関回転速度を検出する機関回転速度センサ、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ、冷却水温を検出する水温センサ等が設けられている。また、内燃機関１への始動指令及び停止指令を切り替えるイグニッションスイッチ等が設けられている。

また、低圧燃料供給管４においてリターン管５との接続部よりも下流側の燃料圧力（以下、低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌ）を検出する低圧センサ５１が設けられている。また、デリバリパイプ８内の燃料圧力（以下、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈ）を検出する高圧センサ５２が設けられている。

ここで、低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌは機関運転中に最大で数百ｋＰａ程度となるため、本実施形態では、余裕をもってこの最大燃料圧力よりも高い１ＭＰａまで検出可能な低圧センサ５１を用いている。

一方、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈは機関運転中に最大で１０Ｍｐａ程度となるため、本実施形態では、余裕をもってこの最大燃料圧力よりも高い２０ＭＰａまで検出可能な高圧センサ５２を用いている。

また、内燃機関１の搭載される車両には、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、車両の走行速度である車速を検出する車速センサ等が設けられている。そして、これらの各種センサは電子制御装置４０に電気的に接続されている。

電子制御装置４０は、基本的には高圧センサ５２の出力値Ｖｈから高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを把握するとともに、該燃料圧力Ｐｈに基づき燃料噴射制御を行なっている。すなわち、燃料噴射弁９の開弁時間が一定であれば、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが高いほど燃料噴射弁９から実際に噴射される燃料量は多くなる。このため、設定された燃料噴射量が噴射されるように、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが高いときほど燃料噴射弁９の開弁時間が短く設定される。

こうした内燃機関１において、アイドル運転時や燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時のように機関運転に伴って生じる騒音が小さいときに高圧ポンプ１１が駆動されていると、高圧ポンプ１１の駆動音や高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁９の駆動音が他の騒音に比べて相対的に大きくなる。そのため、こうした騒音の変動が運転者に対して違和感を与えるおそれがある。

そこで、本実施形態では、アイドル運転時及び燃料カット時に高圧ポンプ１１の駆動を停止するとともに、高圧ポンプ１１の駆動停止時においてはフィードポンプ３から圧送された低圧（フィード圧ＰＦ）の燃料をそのまま燃料噴射弁９から噴射するようにしている。

具体的には、ソレノイド２４への通電が停止され、吸入口２１が常時開放状態とされることで高圧ポンプ１１による燃料の圧送が停止される。また、吐出通路１４（高圧燃料通路）と吸入通路１２（低圧燃料通路）とが連通状態とされる。こうした状態において、高圧燃料供給管７内の燃料がリリーフ通路２６に形成されたオリフィス部２７を通じて流出するようになり、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈは次第に低下するようになる。こうした状態において、フィードポンプ３からの燃料が高圧ポンプ１１の吸入口２１を通過してそのまま高圧燃料通路（高圧燃料供給管７、デリバリパイプ８）を通じて燃料噴射弁９に供給されるようになる。

ところで、高圧ポンプ１１が駆動されていないときには、低圧燃料通路からの燃料が高圧ポンプ１１により昇圧されることなく高圧燃料通路に導入される。すなわち、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈがフィード圧ＰＦ（数百ｋＰａ）となる。

ここで、図２に示すように、高圧センサ５２の検出精度は最大検出圧力（本実施形態では２０ＭＰａ）の１％とされている。そのため、高圧センサ５２の出力値Ｖｈからでは０．２ＭＰａ（＝２００ｋＰａ）よりも小さい幅では高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く把握することができない。

これらのことから、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈがフィード圧ＰＦまで低下しているときには、高圧センサ５２の出力値Ｖｈから実際の燃料圧力Ｐｈを精度良く把握することができないといった不都合が生じる。

そこで、本実施形態では、こうした不都合を解消すべく、高圧ポンプ１１の非駆動時には高圧センサ５２の出力値Ｖｈを低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき補正して高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈとしている。

次に、図３を参照して、本実施形態における高圧センサの出力値補正処理について説明する。尚、図３は、この処理の手順を示すフローチャートである。また、このフローチャートに示す一連の処理は、内燃機関１の運転中において電子制御装置４０により所定期間毎に繰り返し実行される。

図３に示すように、この一連の処理では、まず、ステップＳ１において、内燃機関１がアイドル運転中であるか否か、或いは燃料カット制御が実行されているか否かを判断する。ここで、アイドル運転中ではなく、燃料カット中でもない場合には（ステップＳ１：「ＮＯ」）、高圧ポンプ１１の駆動を停止するタイミングではないとして、この一連の処理を一旦終了する。

一方、アイドル運転中である、或いは燃料カット中である場合には（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）、次に、ステップＳ２に進み、高圧ポンプ１１の駆動を停止する。そして、次に、高圧センサ５２の出力値Ｖｈが安定しているか否かを判断する。ここでは、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの所定期間Δｔにおける変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下になることをもって高圧センサ５２の出力値Ｖｈが安定したと判断するようにしている。尚、所定期間Δｔ及び所定値Ａは実験やシミュレーションを通じて予め設定されている。

ステップＳ３において、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが未だ低下の途中であり、高圧センサ５２の出力値Ｖｈが安定していないと判断した場合には（ステップＳ３：「ＮＯ」）、高圧センサ５２の出力値Ｖｈを補正するタイミングではないとして、この一連の処理を一旦終了する。

一方、高圧センサ５２の出力値Ｖｈが安定していると判断した場合には（ステップＳ３：「ＹＥＳ」）、次に、ステップＳ４に進み、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき高圧センサ５２の出力値Ｖｈを補正する。すなわち、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの所定期間Δｔにおける変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下になった後の高圧センサ５２の出力値Ｖｈの平均値と低圧センサ５１の出力値Ｖｌの平均値との偏差ΔＶ（＝Ｖｈａｖｅ−Ｖｌａｖｅ）に基づき高圧センサ５２の出力値Ｖｈ、すなわち高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを補正する。そして、このようにして高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの補正が行なわれると、この一連の処理を一旦終了する。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、タイミングｔ１において高圧ポンプ１１の駆動が停止され、高圧燃料通路と低圧燃料通路とが連通状態とされると、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈは低下するようになる。また、低圧燃料通路からの燃料が高圧ポンプ１１により昇圧されることなく高圧燃料通路に導入されるようになるため、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈはフィード圧ＰＦ近くまで低下することとなる。

ここで、実線にて示すように、タイミングｔ１以降において、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの低下に伴って高圧センサ５２の出力値Ｖｈが低下するようになる。
タイミングｔ２において高圧センサ５２の出力値Ｖｈの変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下となり、この状態が所定期間Δｔにわたりタイミングｔ３まで継続すると、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの高圧センサ５２の出力値Ｖｈの平均値Ｖ２（＝Ｖｈａｖｅ）が算出される。また、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの低圧センサ５１の出力値Ｖｌの平均値Ｖ３（＝Ｖｌａｖｅ）が算出される。そして、タイミングｔ４以降においては、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの平均値Ｖ２から低圧センサ５１の出力値Ｖｌの平均値Ｖ３を減じて得られる偏差ΔＶ（＝Ｖ２−Ｖ３）を高圧センサ５２の出力値Ｖｈから減じることにより高圧センサ５２の出力値Ｖｈが補正される。ちなみに、図４の例では、結果的に、高圧センサ５２の出力値Ｖｈに対して上記偏差の絶対値｜ΔＶ｜が加算されることとなる。

ところで、高圧ポンプ１１の駆動が停止された直後においては高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈは十分に低下しておらず、低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌよりも高い。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈと低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌとの乖離が大きいときに低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを補正すると、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く求めることができない。

そこで、本実施形態では、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの所定期間Δｔにおける変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下となって高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが安定した後に、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの補正が行なわれる。すなわち、当該補正は、低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌを高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈとみなすことができる程度に高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが低下した後に行なわれる。

このように、本実施形態によれば、燃料噴射制御に際して、高圧センサ５２の出力値Ｖｈが低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき補正されて高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈとされる。

ここで、図２に示すように、低圧センサ５１の検出精度は高圧センサ５２の検出精度と同様にして最大検出圧力（本実施形態では１ＭＰａ）の１％とされている。このため、低圧センサ５１によれば、０．０１ＭＰａ（＝１０ｋＰａ）の幅で低圧燃料供給管４内の燃料圧力を精度良く把握することができる。従って、高圧センサ５２の出力値Ｖｈのみから高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを求める場合に比べて、これを精度良く求めることができる。

図５に、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈと、各圧力センサ（低圧センサ５１、高圧センサ５２）の出力値を用いた場合の燃料流量におけるずれ量の割合との関係を示す。
図５に示すように、高圧センサ５２の出力値Ｖｈのみ或いは低圧センサ５１の出力値Ｖｌのみによって高圧燃料通路内の燃料圧力を把握する場合、燃料流量におけるずれ量の割合は、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの平方根の逆数に比例することが周知である。すなわち、高圧センサ５２の出力値Ｖｈのみ或いは低圧センサ５１の出力値Ｖｌのみによって把握される高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが小さくなるほど燃料流量におけるずれ量の割合は急激に大きくなる。

本実施形態では、高圧ポンプ１１の駆動が停止され、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが低下して１ＭＰａ以下となったとき、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき補正された高圧センサ５２の出力値Ｖｈから高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを把握するようにしている。このため、燃料流量におけるずれ量の割合が図５に斜線にて示す範囲内に収まるようになる。従って、高圧ポンプ１１の駆動を停止した後においても燃料流量におけるずれ量の割合が２０％以下に抑えられることで、燃料噴射制御が緻密に行なわれることとなる。

一方、高圧センサ５２の出力値Ｖｈのみに基づいて高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを把握する場合には、燃料圧力Ｐｈが５ＭＰａ以下になると、燃料流量におけるずれ量の割合が２０％以上となる。そのため、高圧ポンプ１１の駆動を停止した後においては燃料噴射制御が緻密に行われなくなり、機関運転が不安定なものとなるおそれがある。

尚、フィードポンプ３が本発明に係る低圧ポンプに相当し、低圧燃料供給管４及び吸入通路１２が本発明に係る低圧燃料通路に相当し、高圧燃料供給管７、デリバリパイプ８、吐出通路１４が本発明に係る高圧燃料通路に相当する。

以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌを検出する低圧センサ５１を備え、高圧ポンプ１１の非駆動時には高圧センサ５２の出力値Ｖｈを低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき補正するようにした。従って、高圧ポンプ１１の非駆動時に高圧燃料通路が低圧燃料通路と連通されて高圧燃料通路における燃料圧力が低下しているときに高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く求めることができる。また、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く把握することができるため、高圧ポンプ１１の駆動を停止した後においても燃料噴射制御を緻密に行なうことができ、機関運転が不安定となることを抑制することができる。

（２）高圧センサ５２の出力値Ｖｈの変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下となった後に、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づく補正を行なうようにした。そして、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの所定期間Δｔにおける変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下であるときの低圧センサ５１の出力値Ｖｌと高圧センサ５２の出力値Ｖｈとの偏差ΔＶ（＝Ｖｈ−Ｖｌ）に基づき高圧センサ５２の出力値Ｖｈを補正するようにした。こうした構成によれば、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが安定して高圧センサ５２の出力値Ｖｈの変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下となった後に、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの補正が行なわれる。すなわち、当該補正は、低圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｌを高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈとみなすことができる程度に高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈが低下した後に行なわれる。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く求めることができる。

（３）低圧センサ５１は、低圧燃料通路に設けられて燃料の吐出量を変更可能なフィードポンプ３から吐出される燃料の圧力を検出するものとした。こうした構成によれば、高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを精度良く求めるためだけに低圧センサ５１を新たに追加するのではなく、既存の低圧センサ５１を流用することができる。

（４）アイドル運転時及び燃料カット時に高圧ポンプ１１の駆動を停止するようにした。こうした構成によれば、高圧ポンプ１１の駆動音が生じなくなるとともに、高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁９の駆動音が生じなくなる。そのため、機関運転状態が変化してアイドル運転状態や燃料カット状態となっても、他の騒音に対して上記駆動音が相対的に大きくなることを抑制することができ、運転者に対して違和感を与えることを抑制することができる。

尚、本発明に係る内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、高圧センサ５２の出力値Ｖｈの所定期間Δｔにおける変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下であるときの低圧センサ５１の出力値Ｖｌと高圧センサ５２の出力値Ｖｈとの偏差ΔＶ（＝Ｖｈ−Ｖｌ）に基づき高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを補正するようにした。しかしながら、本発明における補正の態様はこのようにそれぞれの平均値を用いるものに限定されるものではなく、それぞれの代表値を用いるもの等、これを任意の態様に変更することができる。

・上記実施形態では、高圧ポンプ１１の非駆動時において高圧センサ５２の出力値Ｖｈの変動幅ΔＶｈが所定値Ａ以下となることをもって高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの変動が安定したものと判断するとともに、低圧センサ５１の出力値Ｖｌに基づき高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈを補正するようにした。これに代えて、高圧ポンプ１１の駆動が停止されてからの経過時間が所定時間以上となることをもって高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの変動が安定したものと判断するようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態の作用効果（２）に準じた作用効果を奏することができる。ちなみに、ここでの所定時間としては実験やシミュレーションを通じて予め設定された値が用いられる。またこの場合には、高圧ポンプ１１の駆動が停止されてからの経過時間が所定時間以上となったときの低圧センサ５１の出力値Ｖｌと高圧センサ５２の出力値Ｖｈとの乖離度合に基づき高圧燃料通路内の燃料圧力を補正するといった態様が好ましい。

１…内燃機関、２…燃料タンク、３…フィードポンプ（低圧ポンプ）、４…低圧燃料供給管（低圧燃料通路）、５…リターン管、６…調圧弁、７…高圧燃料供給管（高圧燃料通路）、８…デリバリパイプ（高圧燃料通路）、９…燃料噴射弁、１１…高圧ポンプ、１２…吸入通路（低圧燃料通路）、１３…シリンダ、１４…吐出通路（高圧燃料通路）、１５…プランジャ、１６…圧力室、１７…リフタ、１８…ばね、１９…吐出弁、２０…スピル弁、２１…吸入口、２２…吐出口、２３…弁体、２３ａ…ニードル、２４…ソレノイド、２５…ばね、２６…リリーフ通路、２７…オリフィス部、３１…吸気カムシャフト、３２…カム、４０…電子制御装置。５１…低圧センサ、５２…高圧センサ。

Claims (7)

1. 低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する一方、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧燃料通路と前記低圧燃料通路とが連通状態とされる内燃機関に適用され、高圧センサにより検出される前記高圧燃料通路内の燃料圧力に基づき燃料噴射制御を行なう制御装置において、
   前記低圧燃料通路内の燃料圧力を検出する低圧センサを備え、
   前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧センサの出力値を前記低圧センサの出力値に基づき補正する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記高圧センサの出力値の所定期間における変動幅が所定値以下となった後に、前記低圧センサの出力値に基づく補正を行なう
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記高圧センサの出力値の前記所定期間における変動幅が前記所定値以下であるときの前記低圧センサの出力値と前記高圧センサの出力値との乖離度合に基づき前記高圧センサの出力値を補正する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記高圧ポンプの駆動が停止されてからの経過時間が所定時間以上となった後に、前記低圧センサの出力値に基づく補正を行なう
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記高圧ポンプの駆動が停止されてからの経過時間が前記所定時間以上となったときの前記低圧センサの出力値と前記高圧センサの出力値との乖離度合に基づき前記高圧センサの出力値を補正する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記低圧センサは、前記低圧燃料通路に設けられて燃料の吐出量を変更可能な低圧可変ポンプから吐出される燃料の圧力を検出してなる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 低圧燃料通路から導入される燃料を高圧ポンプにより昇圧するとともに高圧燃料通路を通じて圧送して燃料噴射弁に供給する一方、前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧燃料通路と前記低圧燃料通路とが連通状態とされる内燃機関に適用され、高圧センサにより検出される前記高圧燃料通路内の燃料圧力に基づき燃料噴射制御を行なう方法において、
   前記高圧ポンプの非駆動時には前記高圧センサの出力値を前記低圧燃料通路内の燃料圧力を検出する低圧センサの出力値に基づき補正する
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。

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