JP2016160822A

JP2016160822A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2016160822A
Application number: JP2015040150A
Authority: JP
Inventors: 勝正安達; Katsumasa Adachi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-03-02
Also published as: JP6329092B2

Abstract

【課題】燃料ポンプのメカニカルフリクションを軽減する。
【解決手段】内燃機関１００は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２００と、燃料を昇圧して燃料噴射弁２００に供給する高圧燃料ポンプ６００と、高圧燃料ポンプ６００のプランジャ６２０のリフト量を変更する可変機構７００と、を有する。高圧燃料ポンプ６００は、内燃機関１００で駆動されるカム機構６６０によって、スプリング６８０の付勢力に抗してプランジャ６２０をリフトさせ、燃料タンク３００の燃料を昇圧して燃料噴射弁２００に供給する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０は、燃圧センサ８００により検出された燃料の圧力（実燃圧）Ｐａが所定値未満のとき、可変機構７００によりプランジャ６２０のリフト量を最小にして、メカニカルフリクションを軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

筒内噴射式の内燃機関では、特開２０１３−１５５６４２号公報（特許文献１）に記載されるように、内燃機関により駆動されるカム機構で、タペットをカムに押し付けているスプリングの付勢力に抗してプランジャをリフトさせる、機械式の燃料ポンプが使用されている。

特開２０１３−１５５６４２号公報

従来の燃料ポンプは、カム機構によるプランジャのリフト量が一定であるため、内燃機関が要求する燃圧などにかかわらず、スプリングの付勢力に抗してプランジャをリフトさせるカム機構の負荷（メカニカルフリクション）が略一定であった。このため、燃料ポンプにおいては、要求燃圧が低い運転領域など、メカニカルフリクションが必要以上に大きくなる運転領域が存在し、燃費の向上が困難であった。

そこで、本発明は、燃料ポンプのメカニカルフリクションを軽減可能な、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、内燃機関で駆動されるカム機構によって、スプリングの付勢力に抗してプランジャをリフトさせ、燃料を昇圧して燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、プランジャのリフト量を変更する可変機構と、を有する。そして、内燃機関の制御装置は、燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が所定値未満のとき、可変機構によりプランジャのリフト量を最小にし、燃料の圧力が所定値以上のとき、燃料の圧力に応じて可変機構によりプランジャのリフト量を変更する。

本発明によれば、燃料ポンプのメカニカルフリクションを軽減することができる。

燃料噴射システムの一例を示す概要図である、可変機構の第１実施例の概要を示す断面図である。プランジャのリフト量を増加させる方法の説明図である。プランジャのリフト量を減少させる方法の説明図である。プランジャのリフト量を保持する方法の説明図である。プランジャのリフト量を最小にした場合の作用の説明図である。プランジャのリフト量を最大にした場合の作用の説明図である。可変機構の第２実施例を示す斜視図である。可変機構の第２実施例を示す側面図である。プランジャのリフト量を最小にした場合の作用の説明図である。プランジャのリフト量を最大にした場合の作用の説明図である。燃料ポンプ制御装置の内部構造の一例を示すブロック図である。高圧燃料ポンプの燃圧制御の一例を示すフローチャートである。可変機構を固定及び作動させる領域を確定する所定値の説明図である。所定値を設定する方法の一例を示す説明図である。高圧燃料ポンプの燃圧制御の他の例を示すフローチャートである。可変機構の制御状態を示す説明図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射システムの一例を示す。

自動車に搭載された内燃機関１００のシリンダヘッド１１０には、シリンダブロック１２０の各気筒内に燃料を直接噴射する、電子制御式の燃料噴射弁２００が取り付けられている。燃料噴射弁２００は、外部からの作動信号に応答して、スプリングにより閉弁方向に付勢されているプランジャがリフトすることで、先端部の噴口から燃料を気筒内に噴射する。ここで、内燃機関１００としては、例えば、直列４気筒の筒内噴射式のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを使用することができる。

燃料を貯蔵する燃料タンク３００の内部には、その底部から燃料を吸入して圧送するフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）４００が取り付けられている。フィードポンプ４００の燃料吐出口４１０は、低圧燃料配管５００を介して、燃料を所定圧力まで昇圧する高圧燃料ポンプ６００の燃料供給口６００Ａに連通されている。高圧燃料ポンプ６００の燃料吐出口６００Ｂは、途中で複数に分岐する高圧燃料配管５２０を介して、各燃料噴射弁２００の燃料供給口２１０に夫々連通されている。

従って、燃料タンク３００に貯蔵された燃料は、フィードポンプ４００により吸い上げられ、低圧燃料配管５００を通って高圧燃料ポンプ６００へと供給される。また、高圧燃料ポンプ６００へと供給された燃料は、所定圧力まで昇圧された後、高圧燃料配管５２０を通って各燃料噴射弁２００へと供給される。なお、高圧燃料ポンプ６００が、燃料ポンプの一例として挙げられる。

ここで、高圧燃料ポンプ６００の一例について説明する。
ポンプ本体６１０の内部には、フィードポンプ４００から供給された燃料の脈動を平滑化する低圧ダンパ６１０Ａ、プランジャ６２０が往復動可能に嵌挿されたシリンダ６１０Ｂ、及び、燃料を加圧する加圧室６１０Ｃが夫々形成されている。低圧ダンパ６１０Ａと加圧室６１０Ｃとを連通する低圧燃料通路６１０Ｄには、低圧ダンパ６１０Ａから加圧室６１０Ｃへと燃料が流入する向きにのみ開弁する、スプリング６３０Ａ及び弁体６３０Ｂを有する吸入弁６３０が配設されている。

また、吸入弁６３０には、スプリング６３０Ａの付勢力に抗して弁体６３０Ｂを強制的に開弁させる、ソレノイドアクチュエータ６４０が併設されている。加圧室６１０Ｃと燃料吐出口６００Ｂとを連通する高圧燃料通路６１０Ｅには、加圧室６１０Ｃから燃料吐出口６００Ｂへと燃料が流出する向きにのみ開弁する、スプリング６５０Ａ及び弁体６５０Ｂを有する吐出弁６５０が配設されている。

プランジャ６２０の下端部、即ち、加圧室６１０Ｃと反対側に位置する端部には、内燃機関１００のクランクシャフト、カムシャフトなどの回転力によって駆動するカム機構６６０の回転運動を直線運動に変換するタペット６７０が取り付けられている。タペット６７０は、カム機構６６０のカム６６０Ａと接触するように、圧縮コイルばねなどのスプリング６８０によってカム６６０Ａに押し付けられている。

従って、カム機構６６０のカム６６０Ａが回転すると、その回転運動がタペット６７０によって直線運動に変換され、プランジャ６２０が往復動する。プランジャ６２０が下降すると、加圧室６１０Ｃの容積が増加するため、加圧室６１０Ｃの燃圧が低下して吸入弁６３０が開弁し、低圧ダンパ６１０Ａから加圧室６１０Ｃへと燃料が流入する。一方、プランジャ６２０が上昇すると、加圧室６１０Ｃの容積が減少するため、加圧室６１０Ｃの燃圧が上昇し、吸入弁６３０が閉弁すると共に吐出弁６５０が開弁する。吐出弁６５０が開弁すると、加圧室６１０Ｃの燃料は、高圧燃料通路６１０Ｅを経て燃料吐出口６００Ｂから吐出される。

プランジャ６２０の下降時に加圧室６１０Ｃに流入した燃料は、プランジャ６２０の上昇時に吸入弁６３０が開弁していれば、低圧燃料通路６１０Ｄを経て加圧室６１０Ｃから低圧ダンパ６１０Ａ（吸入側）へと戻される。このため、ソレノイドアクチュエータ６４０によって、プランジャ６２０の上昇時に吸入弁６３０の閉弁タイミングを変更することで、吸入側へと戻される燃料と昇圧される燃料との割合を変化させ、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃料の燃圧を調圧することができる。ここで、吸入弁６３０及びソレノイドアクチュエータ６４０が、調圧機構の一例として挙げられる。

また、低圧ダンパ６１０Ａと吐出弁６５０の下流の高圧燃料通路６１０Ｅとは、高圧燃料通路６１０Ｅから低圧ダンパ６１０Ａへと燃料が流出する向きにのみ開弁する、スプリング６９０Ａ及び弁体６９０Ｂを有するリリーフ弁６９０を介して連通されている。

従って、リリーフ弁６９０の開弁特性を適宜設定することで、高圧燃料通路６１０Ｅの燃圧が規定値以上になると、スプリング６９０Ａの付勢力に抗して弁体６９０Ｂが移動し、高圧燃料通路６１０Ｅから低圧ダンパ６１０Ａへと燃料が流出する。このため、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧が規定値以下に制限され、例えば、その下流に位置する配管などを保護することができる。

さらに、高圧燃料ポンプ６００には、プランジャ６２０のリフト量を変更する可変機構７００が取り付けられている。

図２は、可変機構７００の第１実施例を示す。
プランジャ６２０は、その基端部（下端部）において軸線方向に相対変位可能なように、加圧室６１０Ｃを臨む第１の構造体６２２と、タペット６７０に着座する第２の構造体６２４と、に二分割されている。第１の構造体６２２の下部には、作動油の一例として挙げられる油圧の供給を受けて、第２の構造体６２４に対して第１の構造体６２２を離間する方向に移動させる第１の作動室６２２Ａが形成されている。また、第２の構造体６２４の内部には、油圧の供給を受けて、第２の構造体６２４に対して第１の構造体６２２を近接する方向に移動させるリング状の第２の作動室６２４Ａが形成されている。ここで、第１の作動室６２２Ａ及び第２の作動室６２４Ａは、第１の構造体６２２の受圧面積が等しくなるような形状に形成されている。

従って、図３に示すように、第１の作動室６２２Ａに油圧を供給すると、第２の構造体６２４に対して第１の構造体６２２が離間する方向に移動し、プランジャ６２０のリフト量を増加させることができる。また、図４に示すように、第２の作動室６２４Ａに油圧を供給すると、第２の構造体６２４に対して第１の構造体６２２が近接する方向に移動し、プランジャ６２０のリフト量を減少させることができる。なお、プランジャ６２０のリフト量を保持する場合には、図５に示すように、第１の作動室６２２Ａ及び第２の作動室６２４Ａに油圧を夫々供給すると、プランジャ６２０を図中の上方及び下方へと移動させる力が釣り合って、その位置を保持することができる。

このため、プランジャ６２０のリフト量を最小にしたままカム機構６６０を駆動すると、図６に示すように、プランジャ６２０のストローク量が最小となり、スプリング６８０を押し込む押し込み量が最小となって、メカニカルフリクションを軽減することができる。また、カム機構６６０の駆動に伴って、図７に示すように、燃料吐出行程の終期（上死点）ではプランジャ６２０のリフト量を最大にし、燃料吐出行程の始期（下死点）ではプランジャ６２０のリフト量を最小にすると、プランジャ６２０のストローク量が最大となる。そして、プランジャ６２０のストローク量が最大となることから、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧を最大にすることができる。なお、上死点におけるプランジャ６２０のリフト量を最小から最大の間で変更することで、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧を任意に変更することができる。

図８及び図９は、可変機構７００の第２実施例を示す。
可変機構７００は、内燃機関１００のクランクシャフトと連動して回転する駆動軸７１０と、駆動軸７１０の外周に相対回転可能に取り付けられた搖動カム７２０と、駆動軸７１０の外周に固定された偏心カム７３０と、偏心カム７３０に相対回転可能に外嵌するリング状リンク７４０と、駆動軸７１０と略平行に配設された制御軸７５０と、制御軸７５０の外周に偏心して固定された制御カム７６０と、制御カム７６０に相対回転可能に外嵌し、その一端部がリング状リンク７４０に連結されたロッカアーム７７０と、ロッカアーム７７０の他端部と搖動カム７２０とを連結するロッド状リンク７８０と、を有する。そして、ブラシレスモータなどのモータ７９０によって、ギヤ列７９２を介して制御軸７５０を回転させると、その回転角度に応じてロッカアーム７７０の搖動中心が変化する。ロッカアーム７７０の搖動中心が変化すると、搖動カム７２０によって往復動されるプランジャ６２０のリフト量を変更することができる。

このため、プランジャ６２０のリフト量を最小にしたまま駆動軸７１０を駆動すると、図１０に示すように、プランジャ６２０のストローク量が最小となり、スプリング６８０を押し込む押し込み量が最小となって、メカニカルフリクションを軽減することができる。また、プランジャ６２０のリフト量を最大にしたまま駆動軸７１０を駆動すると、図１１に示すように、プランジャ６２０のストローク量が最大となり、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧を最大にすることができる。なお、プランジャ６２０のリフト量を最小から最大の間で変更することで、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧を任意に変更することができる。

なお、可変機構７００は、図２〜図７で説明した第１実施例、図８〜図１１で説明した第２実施例に限らず、高圧燃料ポンプ６００のプランジャ６２０のリフト量を変更可能であれば、如何なる構成をなしていてもよい。

次に、高圧燃料ポンプ６００の制御系について説明する。
高圧燃料配管５２０には、加圧室６１０Ｃから吐出された実際の燃圧（実燃圧）Ｐａを検出する燃圧センサ８００が取り付けられている。燃圧センサ８００の出力信号は、マイクロコンピュータを内蔵した燃料ポンプ制御装置８１０に入力されている。また、燃料ポンプ制御装置８１０は、目標燃圧Ｐｔ、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑを適宜読み込み可能なように、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワーク８２０を介して、内燃機関１００を電子制御するエンジン制御装置８３０と通信可能に接続されている。エンジン制御装置８３０は、例えば、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じて目標燃圧を求め、これを燃料ポンプ制御装置８１０へと送信する。なお、燃料ポンプ制御装置８１０が、制御装置の一例として挙げられる。

ここで、内燃機関１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気流量、吸入負圧、過給圧、アクセル開度など、内燃機関１００のトルクと密接に関連する状態量を使用することができる。また、燃料ポンプ制御装置８１０は、エンジン制御装置８３０から回転速度Ｎe及び負荷Ｑを読み込む代わりに、公知のセンサから回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑを読み込むこともできる。

燃料ポンプ制御装置８１０及びエンジン制御装置８３０は、図１２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサＡと、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリＢと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリＣと、外部機器とのインターフェースとなる入出力回路Ｄと、これらを相互に通信可能に接続するバスＥと、を有する。

燃料ポンプ制御装置８１０は、不揮発性メモリＢに格納された制御プログラムによって、実燃圧Ｐａ、目標燃圧Ｐｔ、回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに基づいて、ソレノイドアクチュエータ６４０及び可変機構７００の操作量を夫々求める。そして、燃料ポンプ制御装置８１０は、操作量に応じた作動信号をソレノイドアクチュエータ６４０及び可変機構７００に出力することで、これらを内燃機関１００の運転状態に応じて電子制御する。

即ち、燃料ポンプ制御装置８１０は、高圧燃料ポンプ６００から燃料噴射弁２００に供給される燃料の圧力が所定値未満のとき、可変機構７００によりプランジャ６２０のリフト量を最小にし、スプリング６８０のメカニカルフリクションを軽減する。一方、燃料ポンプ制御装置８１０は、高圧燃料ポンプ６００から燃料噴射弁２００に供給される燃料の圧力が所定値以上のとき、燃料の圧力に応じて可変機構７００によりプランジャ６２０のリフト量を変更し、内燃機関１００が要求する燃圧を確保する。

図１３は、イグニッションキーの操作に連動して燃料ポンプ制御装置８１０が起動されたことを契機として、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが所定時間ごとに繰り返し実行する、高圧燃料ポンプ６００の燃圧制御の一例を示す。

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、燃圧センサ８００から読み込んだ実燃圧Ｐａが目標燃圧に未到達であるか否か、要するに、フィードバック制御によって実燃圧Ｐａが目標燃圧に収束しているか否かを判定する。即ち、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、目標燃圧が低下する場合、実燃圧Ｐａが目標燃圧まで低下したか否か、目標燃圧が上昇する場合、実燃圧Ｐａが目標燃圧まで上昇したか否かを判定する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧に未到達であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧に到達していると判定すれば（Ｎｏ）、その状態を保持すべく、処理を終了させる。

ステップ２では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、実燃圧Ｐａが所定値以上であるか否かを判定する。ここで、所定値は、可変機構７００によってプランジャ６２０のリフト量を増加させる必要があるか否かを判定するための閾値であって、以下に示すように設定される。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが所定値以上であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが所定値未満であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ６へと進める。

［所定値の設定方法］
高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧は、吸入弁６３０の開度及びプランジャ６２０のリフト量が一定の場合、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑによって変化する。即ち、高圧燃料ポンプ６００のプランジャ６２０は、内燃機関１００の回転速度Ｎｅに比例した周期で往復動して燃料を昇圧すると共に、プランジャ６２０の往復動により昇圧された燃料は、内燃機関１００の負荷Ｑに応じて消費される。このため、可変機構７００によってリフト量を変更する必要があるか否かは、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じて変化する。

そこで、実験などを通して、図１４に示すように、内燃機関１００の回転速度及び負荷に応じて変化する、可変機構７００の固定領域と作動領域との境界を規定する所定値を求め、これをマップ化して不揮発性メモリＢに格納しておく。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、このマップを参照し、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じた所定値を求める。なお、図１４に示す所定値は、単なる一例であって、必ずしも図示の特性で変化するとは限らない。

なお、所定値は、図１５に示すように、吸入弁６３０による燃圧調整範囲の制御上限以下とすることができる。このようにすれば、吸入弁６３０による燃圧調整範囲と可変機構７００による燃圧調整範囲とがオーバラップするため、例えば、所定値を制御上限としたときに発生する不具合を回避することができる。

ステップ３では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、実燃圧Ｐａが目標燃圧付近、例えば、目標燃圧を中心とした所定幅を有する範囲内にあるか否かを判定する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧付近にあると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧付近にないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ５へと進める。

ステップ４では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、吸入弁６３０の開度調整によって燃圧を微調整すべく、実燃圧Ｐａと目標燃圧との偏差に応じて、ソレノイドアクチュエータ６４０に供給する、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のデューティ比を変化させる。これによって、高圧燃料ポンプ６００の燃圧は、目標燃圧へとフィードバック制御される。

ステップ５では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、可変機構７００によって燃圧を調整すべく、実燃圧Ｐａと目標燃圧との偏差に応じて、可変機構７００の作動量を変化させる。これによって、高圧燃料ポンプ６００の燃圧は、目標燃圧へとフィードバック制御される。

ステップ６では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、例えば、可変機構７００の制御状態を介して、可変機構７００によってプランジャ６２０のリフト量が最小になっているか否かを判定する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、プランジャ６２０のリフト量が最小であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ７へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、プランジャ６２０のリフト量が最小でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ８へと進める。

ステップ７では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、吸入弁６３０の開度調整によって燃圧を微調整すべく、実燃圧Ｐａと目標燃圧との偏差に応じて、ソレノイドアクチュエータ６４０に供給するデューティ比をフィードバック制御する。

ステップ８では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、プランジャ６２０のリフト量を最小にすべく、可変機構７００の作動量を変化させる。プランジャ６２０のリフト量が最小になると、カム機構６６０のカム６６０Ａによりリフトされるプランジャ６２０のストロークが小さくなり、スプリング６８０の付勢力に起因するメカニカルフリクション軽減することができる。

かかる燃料ポンプ制御装置８１０によれば、高圧燃料ポンプ６００から燃料噴射弁２００へと供給される燃圧が目標燃圧に到達していなければ、実燃圧Ｐａと所定値との比較を介して、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が必要であるか否かが判定される。このとき、可変機構７００の必要性を判定する所定値は、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じて動的に設定されるため、その判定精度を向上させることができる。なお、所要の判定精度を確保できるのであれば、所定値を固定値とすることもできる。

可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が必要な場合であって、実燃圧Ｐａが目標燃圧の付近になければ、可変機構７００によってプランジャ６２０のリフト量が調整される。そして、実燃圧Ｐａが目標燃圧の付近になると、吸入弁６３０の開度調整によって燃圧が微調整される。なお、実燃圧Ｐａが目標燃圧の付近にあれば、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が不要であるので、吸入弁６３０の開度調整のみによって燃圧が微調整される。要するに、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の変更を、吸入弁６３０による燃圧調整よりも優先する（以下同様）。

一方、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が不必要な場合であって、プランジャ６２０のリフト量が最小でなければ、可変機構７００によってプランジャ６２０のリフト量が最小に調整される。そして、プランジャ６２０のリフト量が最小になると、吸入弁６３０の開度調整によって燃圧が微調整される。なお、プランジャ６２０のリフト量が最小となっていれば、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が不要であるので、吸入弁６３０の開度調整のみによって燃圧が微調整される。

従って、高圧燃料ポンプ６００から吐出される燃圧が所定値未満のときには、可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量が最小となり、スプリング６８０を押し込むメカニカルフリクションを低減することができる。スプリング６８０のメカニカルフリクションが軽減すると、プランジャ６２０を往復動させるカム機構６６０の負荷も低減し、これを駆動するための回転エネルギが減ることから、燃費向上を図ることができる。なお、燃圧が所定値以上のときには、可変機構７００によってプランジャ６２０のリフト量が調整されるため、内燃機関１００が要求する燃圧を確保することができる。

可変機構７００によるプランジャ６２０のリフト量の調整が必要か否かは、実燃圧Ｐａと所定値との比較に限らず、次のように判定することもできる。即ち、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、図１３のステップ２に代えて、図１６に示すステップ２１及ぶステップ２２を実行することもできる。

ステップ２１では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、燃圧センサ８００から読み込んだ実燃圧Ｐａが第１の所定値以上であるか否かを判定する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが第１の所定値以上であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２２へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが第１の所定値未満であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ６へと進める。

ステップ２２では、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡが、例えば、ソレノイドアクチュエータ６４０に供給しているＰＷＭのデューティ比を介して、吸入弁６３０の開度（吸入弁開度）が第２の所定値以下であるか否かを判定する。そして、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、吸入弁開度が第２の所定値以下であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３へと進める。一方、燃料ポンプ制御装置８１０のプロセッサＡは、吸入弁開度が第２の所定値より大きいと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ６へと進める。

ここで、高圧燃料ポンプ６００の燃圧は、前述したように、内燃機関１００の回転速度Ｎｅに応じて変化するため、第１の所定値を回転速度Ｎｅに応じて設定することもできる。この場合、第１の所定値は、内燃機関１００の回転速度Ｎｅに対して漸増する特性を有する。また、高圧燃料ポンプ６００の燃圧は、吸入弁開度によって変化するため、第２の所定値を適切に設定することで、燃圧変化の影響を軽減することができる。

そして、このようにすれば、図１７に示すように、吸入弁開度及び実燃圧に応じて、可変機構７００の作動領域及び固定領域が動的に決定され、先の例と同様な作用及び効果を奏することができる。

なお、所要の制御精度を確保できるのであれば、ステップ２２の処理を省略することもできる。この場合には、ステップ２１における第１の所定値が、可変機構７００によるリフト量の調整が必要であるか否かを判定する、所定値の一例として挙げられる。

１００内燃機関
２００燃料噴射弁
６００高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
６２０プランジャ
６３０吸入弁
６４０ソレノイドアクチュエータ
６６０カム機構
６８０スプリング
７００可変機構
８１０燃料ポンプ制御装置（制御装置）

Claims

気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関で駆動されるカム機構によって、スプリングの付勢力に抗してプランジャをリフトさせ、燃料を昇圧して前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、
前記プランジャのリフト量を変更する可変機構と、
を有する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が所定値未満のとき、前記可変機構により前記プランジャのリフト量を最小にし、前記燃料の圧力が前記所定値以上のとき、当該燃料の圧力に応じて前記可変機構により前記プランジャのリフト量を変更する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記内燃機関は、前記燃料ポンプで昇圧された燃料を調圧する調圧機構を更に有し、
前記燃料の圧力に基づいて前記調圧機構により燃料を調圧する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記可変機構による前記プランジャのリフト量の変更を、前記調圧機構による燃料の調圧よりも優先する、
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。