JP2019044595A - 高圧ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料温度に応じた高圧ポンプの燃料吐出量の変化を低減できる高圧ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】低圧ポンプから吐出された燃料が供給される吸入口を開閉するスピル弁２２の閉弁開始時期が遅いほど吐出口から吐出される燃料吐出量が減少するように構成された高圧ポンプを制御するＥＣＵ３０は、高圧ポンプ内の燃料温度が低いほどスピル弁２２の閉弁開始時期が遅くなるように、スピル弁の閉弁開始時期を制御するスピル弁通電制御部３６を備える。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、高圧ポンプ制御装置に関する。

ガソリン機関やディーゼル機関等のエンジンの燃料噴射弁へ燃料供給をするための装置として、燃料タンクから低圧ポンプによって汲み上げられた低圧燃料を高圧にして燃料噴射弁へ圧送する高圧ポンプが知られている。

典型的な高圧ポンプは、エンジンのカム軸に取り付けられたカムによりプランジャをポンプ室としてのシリンダ内で往復運動させることで燃料を吸入及び吐出する。この高圧ポンプの燃料吐出量ひいては燃料噴射弁に供給する燃料圧力（以下、燃圧）の制御のために、ポンプ室の吸入口を開閉する電磁弁を、制御弁として設けている。そして、プランジャが下死点から上死点に移動する行程中の制御弁の閉弁開始時期を制御して燃料吐出量を調節して燃圧を制御するようにしている。具体的には、燃料吐出量を増加させる場合は、制御弁の閉弁開始時期を早めて、吐出終了までの閉弁期間を長くする。反対に、燃料吐出量を減少させる場合は、制御弁の閉弁開始時期を遅くして、吐出終了までの閉弁期間を短くする（特許文献１参照）。

特開２００３−３０２０４８号公報

本発明者の鋭意研究によれば、上述のような高圧ポンプにおいて、制御弁を同じ閉弁開始時期で閉弁させても、燃料吐出量ひいては燃圧が変化する場合がある。具体的には、高圧ポンプ内に供給される燃料の温度が異なると、制御弁を同じ閉弁開始時期で閉弁させても、燃料吐出量が変化する場合があることを見出した。この原因は、本発明者の研究によれば、燃料粘性の温度依存性と、燃料体積弾性率の温度依存性と、にある。詳細は、以下の通りである。

高圧ポンプ作動時には、シリンダ内でプランジャが往復運動する。この際、プランジャとシリンダとの間から、ある程度の量の燃料が漏れる。ここで、燃料の粘性は、温度が低くなるほど大きくなる。よって、プランジャとシリンダとの間からの燃料の漏れ量については、粘性が大きい低温燃料ほど減少する。この漏れ量減少に伴って、燃料吐出量が増加する。つまり、制御弁を同じ閉弁開始時期で閉弁させても、燃料粘性の温度依存性が原因で、低温燃料ほど高圧ポンプの燃料吐出量が大きくなる。

また、高圧ポンプ内に供給された燃料は、シリンダ内でプランジャにより圧縮、昇圧されて吐出される。ここで、燃料の体積弾性率は、温度が低くなるほど大きくなる。よって、シリンダ内で同じ体積だけ圧縮された燃料の圧力については、体積弾性率の大きい低温燃料ほど高くなる。この圧力増加に伴って、燃料吐出量が増加する。つまり、制御弁を同じ閉弁開始時期で閉弁させても、燃料体積弾性率の温度依存性が原因で、低温燃料ほど、燃料吐出量が増加する。

上記点に鑑みて、この明細書における開示は、燃料温度に応じた燃料吐出量の変化を抑制できる高圧ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一態様の高圧ポンプ制御装置は、
低圧ポンプ（１２）から吐出された燃料が供給される吸入口（２３）を開閉する制御弁（２２）の閉弁開始時期が遅いほど吐出口（２４）から高圧燃料通路（２６、２７）に吐出される燃料吐出量が減少するように構成された高圧ポンプ（１４）を制御する高圧ポンプ制御装置（３０）であって、
高圧ポンプ内の燃料温度に関連する燃料温度関連情報を取得する温度情報取得部（３４）と、
温度情報取得部により取得された燃料温度関連情報に応じて、高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように、制御弁の閉弁開始時期を制御する弁制御部（３６）と、
を備える高圧ポンプ制御装置である。

この高圧ポンプ制御装置では、制御弁の閉弁開始時期が遅いほど燃料吐出量が減少するように構成された高圧ポンプ、言い換えると、制御弁の閉弁開始時期が早いほど燃料吐出量が増加するように構成された高圧ポンプを制御する。このとき、高圧ポンプ内の燃料温度に関連する燃料温度関連情報が取得される。取得された燃料温度関連情報に応じて、高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように制御弁の閉弁開始時期が制御される。つまり、高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど、燃料吐出量の減少を招く遅い閉弁開始時期で制御弁が閉弁するように制御する。

これによって、燃料粘性及び燃料体積弾性率の温度依存性が原因で低温燃料ほど燃料吐出量が増加するという燃料温度に応じた燃料吐出量変化は、低温燃料ほど制御弁の閉弁開始時期を遅くする制御に起因する燃料吐出量減少によって、抑制される。言い換えると、燃料粘性及び燃料体積弾性率の温度依存性が原因で高温燃料ほど減少するという燃料吐出量の変化は、高温燃料ほど制御弁の閉弁開始時期を早くする制御に起因する燃料吐出量増加によって、抑制される。

このようにして、高圧ポンプ制御装置は、燃料温度に応じた燃料吐出量の変化を抑制可能とする。

なお、上記括弧内の参照番号は、理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら技術的範囲を制限することを意図したものではない。

筒内直噴式エンジンシステムの概略構成を示す説明図である。 高圧ポンプの概略構成を示す説明図である。 スピル弁制御を実施するためのＥＣＵの機能ブロックを示す図である。 スピル弁制御におけるＦ／Ｆ制御で用いられるマップを示す図である。 スピル弁制御における温特補正量算出で用いられるマップを示す図である。 スピル弁制御におけるＦ／Ｂ制御フローを示すフローチャートである。 スピル弁制御による作動の一例を示すタイミングチャートである。 スピル弁制御による作動の他の例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、高圧ポンプ制御装置の一実施形態として、筒内直噴式エンジンシステム１を構成する高圧ポンプ１４を制御するＥＣＵ３０を説明する。

（実施形態）
まず、図１及び図２に基づいて筒内直噴式エンジンシステム１の概略構成を説明する。この筒内直噴式エンジンシステム１では、ガソリン機関やディーゼル機関等の内燃機関であるエンジンの筒内に直接噴射する燃料を微粒化（霧化）するために、燃料タンク１１から汲み上げられた低圧燃料を高圧ポンプ１４が高圧にして吐出する。

詳しくは、図１に示すように、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が設けられている。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、つまり高圧ポンプ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配管１６により燃料タンク１１内に戻されるようになっている。

図２に示すように、高圧ポンプ１４は、円筒状のポンプ室１８内でプランジャ１９を往復運動させて燃料を吸入及び吐出するプランジャポンプである。プランジャ１９は、エンジンのカム軸２０に取り付けられたカム２１の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ１４の吸入口２３側には、常開型の電磁弁からなるスピル弁２２が設けられている。

プランジャ１９の下降時に対応する高圧ポンプ１４の吸入行程では、スピル弁２２が開弁してポンプ室１８内に燃料が吸入されるようにスピル弁２２の通電が制御される。また、プランジャ１９の上昇時に対応する高圧ポンプ１４の吐出行程では、スピル弁２２が閉弁してポンプ室１８内の燃料が吐出されるようにスピル弁２２の通電が制御される。

高圧ポンプ１４の吐出行程では、スピル弁２２の通電開始時期を制御してスピル弁２２の閉弁期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が制御される。例えば、燃圧を上昇させる場合、スピル弁２２の通電開始時期を進角させてスピル弁２２の閉弁開始時期を進角させることで、スピル弁２２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る。逆に、燃圧を低下させる場合、スピル弁２２の通電開始時期を遅角させてスピル弁２２の閉弁開始時期を遅角させることで、スピル弁２２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。

図１及び図２に示すように、高圧ポンプ１４の吐出口２４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁２５が設けられている。図１に示すように、高圧ポンプ１４で昇圧されて吐出された高圧の燃料は、高圧燃料配管２６を通してデリバリパイプ２７に送られ、このデリバリパイプ２７からエンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射弁２８に燃料が分配される。この燃料噴射弁２８は、燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁である。

図１及び図２に示すように、高圧ポンプ１４は、低圧ポンプ１２から供給された燃料の温度を検出する高圧ポンプ温度センサ４４を備える。具体的には、高圧ポンプ温度センサ４４は、感熱部が吸入口２３、ポンプ室１８、或いは吐出口２４に露出するように設けられて、高圧ポンプ１４内の燃料温度を検出する。本実施形態の高圧ポンプ１４は、高圧ポンプ温度センサ４４を含むアッセンブリとして提供される。

図１に示すように、高圧ポンプ１４下流には、高圧燃料配管２６及びデリバリパイプ２７等からなる高圧燃料通路が設けられている。この高圧燃料通路には、高圧燃料通路内の燃圧（以下、実燃圧）を検出する燃圧センサ２９が設けられている。図１の例では、高圧燃料配管２６に燃圧センサ２９が設けられている。また、高圧燃料通路には、高圧燃料通路内の燃料温度を検出する高圧燃料温度センサ４５が設けられている。図１の例では、高圧燃料配管２６に高圧燃料温度センサ４５が設けられている。尚、デリバリパイプ２７に、高圧燃料通路内の燃圧が所定の上限値を越えたときに開弁するリリーフ弁（図示せず）を設け、このリリーフ弁の排出ポートをリリーフ配管を介して燃料タンク１１又は低圧側の燃料配管１３に接続するようにしてもよい。

図１に示すように、筒内直噴式エンジンシステム１には、吸入空気量を検出するエアフローメータ４０、吸気温度を検出する吸気温センサ４１、エンジン冷却水温度を検出するエンジン冷却水温センサ４２、及びクランク角センサ４３等が設けられている。クランク角センサ４３は、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。このクランク角センサ４３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。

上述した各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ３０）に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、例えば内蔵ＲＯＭ等の記憶装置に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行することで、各種制御処理を実施する機能を有する。例えば、ＥＣＵ３０は、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。なお、ＥＣＵ３０の機能の少なくとも一部は、専用のＩＣ等によって提供されてもよい。また、ＥＣＵ３０は、互いに通信可能な複数の離間した制御装置として提供されてもよい。

また、ＥＣＵ３０は、高圧ポンプ１４の作動を制御する。例えばＥＣＵ３０は、スピル弁２２の通電開始時期を制御してスピル弁２２の閉弁開始時期を制御するスピル弁制御を実施することで、高圧ポンプ１４の吐出量を制御して燃圧を制御する。

図３に示すように、ＥＣＵ３０は、スピル弁制御を実施するための構成として、Ｆ／Ｆ制御量算出部３１と、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３と、温特補正量算出部３４と、スピル弁通電制御部３６と、を機能ブロックとして有する。ここで、Ｆ／Ｆはフィードフォワードを意味する。Ｆ／Ｂはフィードバックを意味する。以下、これら各機能ブロックについて詳述する。

Ｆ／Ｆ制御量算出部３１は、エンジン回転速度等のエンジン運転状態に応じて、スピル弁２２の閉弁開始時期のＦ／Ｆ制御量［℃Ａ］を算出する。具体的には、ＥＣＵ３０の電源オン期間中に所定周期でＦ／Ｆ制御量算出部３１は、図４に示すＦ／Ｆマップ３２を用いて、エンジン回転速度が大きいほど且つ要求燃料噴射量が大きいほど、スピル弁２２の閉弁開始時期を進角（早く）させるＦ／Ｆ制御量を算出する。要求燃料噴射量は、エンジン回転速度、吸入空気量、及び吸気圧等のエンジン運転状態に応じて算出されるものである。本実施形態では、大きなＦ／Ｆ制御量ほど、スピル弁の閉弁開始時期が進角側に制御される。なお、Ｆ／Ｆマップ３２は、高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度（例えば、５０℃）であり且つ実燃圧が所定燃圧（例えば、４ＭＰａ）であることを想定して作成されたものである。すなわちＦ／Ｆマップ３２は、高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度であり且つ実燃圧が所定燃圧である場合にエンジン回転速度に対応する要求燃料噴射量が実現されるようなＦ／Ｆ制御量を算出させるものである。Ｆ／Ｆ制御量算出部３１は、マップに代えて、テーブルや演算式を用いて、Ｆ／Ｆ制御量を算出する構成でもよい。

Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、目標燃圧と実燃圧との偏差である燃圧偏差に基づいて、実燃圧を目標燃圧に一致させるようにスピル弁２２の閉弁開始時期のＦ／Ｂ制御量［℃Ａ］を算出する。例えばＦ／Ｂ制御量算出部３３は、図６に示すＦ／Ｂ制御量算出ルーチンに従って、比例積分制御（以下、ＰＩ制御）によってＦ／Ｂ制御量を算出する。図６に示すＦ／Ｂ制御量算出ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン期間中に所定周期で、繰り返し実行される。

図６に示すように、Ｆ／Ｂ制御量算出ルーチンが起動されると、まず、Ｓ１０において、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、エンジン回転速度が所定回転速度より大きいか否かを判定する。所定回転速度の値は、クランキング回転速度よりも大きく且つアイドル回転速度よりも小さい値である。Ｓ１０において、肯定判定がなされると、Ｓ１１に進み、否定判定がなされると、Ｓ１５に進む。

Ｓ１０で用いられる所定回転数が上述のように設定されているため、エンジン始動時のクランキング中は、Ｓ１０において否定判定がなされて、Ｓ１５に進む。Ｓ１５では、ＰＩ制御における比例項及び積分項がゼロとされると共にＦ／Ｂ制御量がゼロとされて、本ルーチンが終了する。つまり、クランキング中は、Ｆ／Ｂ制御が停止される。クランキング後、エンジン回転数が所定回転数より大きくなると、Ｓ１０において肯定判定がなされて、Ｓ１１に進む。

Ｓ１１において、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、目標燃圧と実燃圧との偏差である燃圧偏差［ＭＰａ］を算出する。例えばＦ／Ｂ制御量算出部３３は、エンジン回転速度、吸入空気量や吸気圧等のエンジン運転状態に応じてマップ等により算出される目標燃圧と、燃圧センサ２９で検出した実燃圧との偏差を燃圧偏差［ＭＰａ］として算出する。

Ｓ１２において、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、燃圧偏差に比例ゲインを乗算して比例項［℃Ａ］を求める。

比例項＝燃圧偏差×比例ゲイン …（数１）
この後、Ｓ１３に進み、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、燃圧偏差と、積分ゲインと、前回のＦ／Ｂ制御量算出ルーチンで算出した積分項（ｉ−１）と、を用いて次式により今回の積分項［℃Ａ］を算出する。

積分項＝積分項（ｉ−１）＋燃圧偏差×積分ゲイン …（数２）
この後、Ｓ１４に進み、Ｆ／Ｂ制御量算出部３３は、比例項と積分項とを用いて次式によりＦ／Ｂ制御量［℃Ａ］を算出して、本ルーチンを終了する。

Ｆ／Ｂ制御量＝比例項＋積分項 …（数３）
なお、上述のＦ／Ｂ制御量算出ルーチンでは、ＰＩ制御によりＦ／Ｂ制御量を算出したが、比例積分微分制御（以下、ＰＩＤ制御）によりＦ／Ｂ制御量を算出してもよい。

ところで、Ｆ／Ｆ制御量は、上述のように高圧ポンプ１４内の燃料温度を所定温度と想定したＦ／Ｆマップ３２を用いて算出されている。このため、以上のＦ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量とを用いてスピル弁２２の閉弁開始時期を制御しても、高圧ポンプ１４内の燃料温度に応じて燃料吐出量が変化する場合がある。この理由は、「発明が解決しようとする課題」に記載した通りである。そこで、本実施形態では、図３に示す温特補正量算出部３４を設けている。

ＥＣＵ３０の電源オン期間中に所定周期で温特補正量算出部３４は、高圧ポンプ１４内の燃料温度に応じたＦ／Ｆ制御補正量を温特補正量［℃Ａ］として算出する。具体的には、温特補正量算出部３４は、高圧ポンプ温度センサ４４により検出された高圧ポンプ１４内の燃料温度を取得する。次に、例えば図５に示す温度補正マップ３５を用いて、高圧ポンプ１４内の燃料温度が低いほど、スピル弁２２の閉弁開始時期を遅角（遅く）させる温特補正量を算出する。これは、高圧ポンプ１４内の燃料温度が高いほど、スピル弁２２の閉弁開始時期を進角（早く）させる温特補正量を算出することと同義である。

なお、本実施形態では、温特補正量は、高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度であることを想定して算出されたＦ／Ｆ制御量を、高圧ポンプ１４内の燃料温度に応じて補正するものであるので、温特補正量は正負の値をとる。具体的には、図５に示すように、高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度よりも高い場合、Ｆ／Ｆ制御量で規定されるスピル弁２２の閉弁開始時期が進角側に補正されるように、正の温特補正量が算出される。高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度である場合、Ｆ／Ｆ制御量で規定されるスピル弁２２の閉弁開始時期を補正する必要がないので、ゼロの温特補正量が算出される。高圧ポンプ１４内の燃料温度が所定温度よりも低い場合、Ｆ／Ｆ制御量で規定されるスピル弁２２の閉弁開始時期が遅角側に補正されるように、負の温特補正量が算出される。つまり、高圧ポンプ１４内の燃料温度が低いほど、小さい値の温特補正量が算出される。

さらに本実施形態の温度補正マップ３５は、実燃圧が大きいほど、スピル弁２２の閉弁開始時期を遅角（遅く）させる温特補正量を算出させる。これは、以下を鑑みての処置である。

上述のように、Ｆ／Ｆ制御量は、実燃圧が所定燃圧（例えば４ＭＰａ）であることを想定して作成されたＦ／Ｆマップ３２を用いて算出される。しかしながら、実燃圧が異なると、スピル弁２２を同じ閉弁開始時期で閉弁させても、実燃圧が変化する度合いが異なる場合がある。この原因は、次の通りである。

一般に、燃料の体積弾性率は、圧力が大きいほど、大きくなる。このため、高圧ポンプ１４からの燃料吐出量を一定量とした場合、この一定量の燃料吐出によって実燃圧が上昇する度合いは、実燃圧が大きいほど大きくなる。よって、実燃圧の大きさが実燃圧の上昇度合の乱れ等の影響として現れる場合がある。そこで、前もってこの影響を低減するために、温度補正マップ３５は、実燃圧が大きい場合ほど、スピル弁２２の閉弁開始時期を遅角（遅く）させる温特補正量を算出させて、燃料吐出量を小さくする。

以上のように算出されたＦ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量と温特補正量とを用いて、図３に示すスピル弁通電制御部３６は、スピル弁２２の閉弁開始時期を、次式により算出し、スピル弁を閉弁させる。

スピル弁２２の閉弁開始時期［℃Ａ］＝Ｆ／Ｆ制御量＋Ｆ／Ｂ制御量＋温特補正量 …（数４）
このようなスピル弁２２の閉弁開始時期の制御により、高圧ポンプ１４の吐出量ひいては燃圧が制御される。

なお、以上の説明では、Ｆ／Ｆ制御量算出部３１はＦ／Ｆ制御量を算出して、温特補正量算出部３４はＦ／Ｆ制御量を補正する温特補正量を算出する例を示した。しかし、温特補正量算出部３４の機能をＦ／Ｆ制御量算出部３１に組み込んで、Ｆ／Ｆ制御量算出部３１が、高圧ポンプ１４内の燃料温度に基づいたＦ／Ｆ制御量を算出してもよい。この場合、Ｆ／Ｆ制御量算出部３１は、Ｆ／Ｆマップ３２と温度補正マップ３５との組み合わせに相当するマップ等を用いて、Ｆ／Ｆ制御量を算出すればよい。

次に、スピル弁制御による作動の一例を、図７及び図８のタイミングチャートを参照して説明する。図７は、−１０℃の極寒環境下においてエンジンが始動された場合の作動を、燃料温度に応じた温特補正量を算出しない比較例を示す。図８は、燃料温度に応じた温特補正量を算出する本実施形態の作動の一例を示す。

図７の比較例では、上記したように、高圧ポンプ１４内の燃料温度を所定温度の５０℃と想定したＦ／Ｆ制御量が算出される。このＦ／Ｆ制御量は、５０℃の想定温度よりも低温の燃料が高圧ポンプ１４に供給されたことに基づいては補正されない。このため、−１０℃の場合は、燃料が想定温度５０℃を有する場合と比べて、燃料低温化による燃料粘性上昇及び体積弾性率上昇が原因で、高圧ポンプ１４の燃料吐出量が増加し、ひいては実燃圧が増加する。この結果、実燃圧が、図７にｔ２〜ｔ３の期間、目標燃圧をオーバーシュートする。その後、オーバーシュートした実燃圧は、実燃圧と目標燃圧との偏差の基づくＦ／Ｂ制御により、目標燃圧に収束する。

一方、図８の本実施形態では、５０℃の想定温度よりも低温の燃料が高圧ポンプ１４に供給されたことに基づいて、Ｆ／Ｆ制御量を小さくするように、Ｆ／Ｆ制御量の補正量として負の温特補正量が算出される。このため、スピル弁２２の閉弁開始時期が、比較例と比べて、燃料吐出量を減少させる遅角側となる。よって、燃料低温化による粘性上昇及び体積弾性率上昇が原因で増加する燃料吐出量が、スピル弁２２の閉弁開始時期が遅角側となる分だけ減少し、オーバーシュートが低減又は消失する。そして、オーバーシュートが低減又は消失した分だけ、実燃圧が、比較例と比べて、速やかに目標燃圧に収束する。したがって、安定した燃圧制御が可能となり、燃料噴射量や噴霧の精度が向上する。なお、図７及び図８において、ｔ１〜ｔ２の期間にＦ／Ｂ制御が停止している理由は、図４のＳ１０の説明で記載したように、クランキング中はＳ１０において否定判定がなされＳ１５においてＦ／Ｂ制御量がゼロとされるためである。

また、図示はしないが、高圧ポンプ１４に供給される燃料温度がＦ／Ｆマップ３２が想定する所定温度よりも高温となる高温環境下においてエンジンが始動された場合、温特補正量を算出しないと、実燃圧が目標燃圧に対してアンダーシュートし得る。これは、燃料の高温化による燃料粘性の低下及び体積弾性率の低下が原因で、５０℃の想定環境下と比べて、高圧ポンプ１４の燃料吐出量が減少し、ひいては実燃圧が減少するためである。しかし、このような環境下において本実施形態のように温特補正量を算出してスピル弁２２の閉弁開始時期を制御すると、温特補正量として正の温特補正量が算出される。その結果、スピル弁２２の閉弁開始時期が、温特補正量を用いない場合と比べて、燃料吐出量を増加させる進角側となる。よって、燃料粘性低下及び体積弾性率低下が原因で減少する燃料吐出量が、スピル弁の閉弁開始時期が進角側となる分だけ増加し、アンダーシュートが低減又は消失する。したがって、安定した燃圧制御が可能となり、燃料噴射量や噴霧の精度が向上する。

以上、エンジン始動時の作動について説明したが、エンジン運転中でも、燃料温度に応じた温特補正量を用いてＦ／Ｆ制御量を補正することにより、安定した燃圧制御が可能となる。

（作用効果）
本実施形態では、スピル弁２２の閉弁開始時期が遅いほど燃料吐出量が減少するように構成された高圧ポンプ１４、言い換えると、スピル弁２２の閉弁開始時期が早いほど燃料吐出量が増加するように構成された高圧ポンプ１４がＥＣＵ３０によって制御される。このとき、高圧ポンプ１４内の燃料温度が取得される。取得された高圧ポンプ１４内の燃料温度に応じて、高圧ポンプ１４内の燃料温度が低いほどスピル弁２２の閉弁開始時期が遅くなるようにスピル弁２２の閉弁開始時期が制御される。つまり、高圧ポンプ１４内の燃料温度が低いほど、燃料吐出量の減少を招く遅い閉弁開始時期でスピル弁２２が閉弁するように制御する。

これによって、燃料粘性及び燃料体積弾性率の温度依存性が原因で低温燃料ほど燃料吐出量が増加するという燃料温度に応じた燃料吐出量変化は、低温燃料ほどスピル弁２２の閉弁開始時期を遅くする制御に起因する燃料吐出量減少によって、抑制される。言い換えると、燃料粘性及び燃料体積弾性率の温度依存性が原因で高温燃料ほど減少するという燃料吐出量の変化は、高温燃料ほどスピル弁２２の閉弁開始時期を早くする制御に起因する燃料吐出量増加によって、抑制される。このようにして、本実施形態は、燃料温度に応じた燃料吐出量の変化を抑制可能とする。

また、本実施形態のＥＣＵ３０は、Ｆ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量とによりスピル弁２２の閉弁開始時期を制御する際に、燃料噴射弁２８の要求燃料噴射量に基づくことに加えて高圧ポンプ１４内の燃料温度に基づいて、Ｆ／Ｆ制御量を算出する。よって、燃料温度依存の燃料吐出量が燃料噴射弁２８の噴射量の乱れ等の影響として現れる前に、前もってその影響を低減可能となる。

また、本実施形態のＥＣＵ３０は、要求燃料噴射量及び高圧ポンプ１４内の燃料温度に加えて実燃圧にも基づいて、Ｆ／Ｆ制御量を算出する。よって、実燃圧の大きさが実燃圧上昇度合いの乱れ等の影響として現れる前に、前もってその影響を低減可能となる。

（変形例）
上記実施形態は、様々に変形できる。以下、変形例を例示する。

上記実施形態では、スピル弁２２として、常開型の電磁弁を例示したが、常閉型の電磁弁を用いてもよい。

上記実施形態では、高圧ポンプ１４内の燃料温度を検出する高圧ポンプ温度センサ４４として、感熱部が吸入口２３、ポンプ室１８、或いは吐出口２４に露出するように設けられたものを例示した。しかし、高圧ポンプ温度センサ４４として、高圧ポンプ１４の固体構成部材の温度を検出するセンサが設けられた高圧ポンプ１４も想定される。高圧ポンプ１４の固体構成部材の温度とは、例えば、プランジャ１９を収容すると共に吸入口２３及び吐出口２４を形成するポンプハウジング（図示なし）の温度である。このような高圧ポンプ１４を制御する場合、ＥＣＵ３０は、この固体構成部材の温度を、高圧ポンプ１４内の燃料温度としてみなして温特制御量を算出すればよい。

或いは、例えば、高圧ポンプ１４に高圧ポンプ温度センサ４４が設けられてないシステムに対しても上記スピル弁２２の閉弁開始時期の制御を適用可能とする汎用性向上等の観点から、以下の構成を採用してもよい。ＥＣＵ３０は、高圧ポンプ１４下流の高圧燃料通路に設けられた高圧燃料温度センサ４５により検出された高圧燃料通路内の燃料温度を、温特制御量を算出するために用いてもよい。詳しくは、高圧ポンプ１４下流の高圧燃料通路内の燃料温度は、高圧ポンプ１４内の燃料温度と強い正の相関があるので、ＥＣＵ３０は、高圧燃料通路内の燃料温度を高圧ポンプ１４内の燃料温度とみなして温特制御量を算出する。ここで、より精度を高めるために、高圧ポンプ１４内の燃料温度と、高圧燃料通路内の燃料温度と、の間の相関（ずれ）を考慮して、温特制御量を算出すると好適である。この場合、この相関を、ＥＣＵ３０は予め記憶する構成とすればよい。

或いは、筒内直噴式エンジンシステム１が有する温度センサのうち、高圧ポンプ１４内の燃料温度と相関がある温度を検出する所定温度センサにより検出された温度情報を用いて、温特制御量を算出してもよい。このような高圧ポンプ１４内の燃料温度と相関がある温度を検出する所定温度センサとしては、例えば、エンジンルーム内に設けられる吸気温センサ４１、エンジン冷却水温センサ４２等がある。この場合、高圧ポンプ１４内の燃料温度の挙動と、吸気温センサ４１やエンジン冷却水温センサ４２の検出温度との挙動と、の間の相関を予め検出して所定の相関モデルを予め作成するとよい。ＥＣＵ３０は、予め定められた検出温度と高圧ポンプ１４内の燃料温度との相関と、所定温度センサにより検出された検出温度と、に基づいて、スピル弁２２の閉弁開始時期を制御すればよい。こうように吸気温センサ４１やエンジン冷却水温センサ４２等の検出温度を用いる構成によれば、高い汎用性を実現できる。

上記実施形態及び変形例において、スピル弁２２が、高圧ポンプ１４の吸入口２３を開閉する制御弁に対応する。高圧燃料配管２６及びデリバリパイプ２７が、高圧燃料通路に相当する。高圧ポンプ１４内の燃料温度及び高圧ポンプ１４の固体構成部材の温度が、高圧ポンプ温度に相当する。高圧ポンプ温度センサ４４が検出する高圧ポンプ温度が、燃料温度関連情報の一例に相当する。高圧燃料温度センサ４５の検出値が、燃料温度関連情報の他の例に相当する。吸気温センサ４１やエンジン冷却水温センサ４２が検出する吸気温度やエンジン冷却水温も、燃料温度関連情報の他の例に相当する。温特補正量算出部３４が、温度情報取得部に相当する。スピル弁通電制御部３６が、弁制御部に相当する。Ｆ／Ｆ制御量算出部３１及び温特補正量算出部３４が、第１制御量算出部に相当する。Ｆ／Ｂ制御量算出部３３が、第２制御量算出部に相当する。

１２…低圧ポンプ、１４…高圧ポンプ、２３…吸入口、２３…スピル弁（制御弁）、２４…吐出口、２６…高圧燃料配管（高圧燃料通路）、２７…デリバリパイプ（高圧燃料通路）、２８…燃料噴射弁、２９…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ（高圧ポンプ制御装置）、３１…Ｆ／Ｆ制御量算出部３１（第１制御量算出部）、３３…Ｆ／Ｂ制御量算出部（第２制御量算出部）、３４…温特補正量算出部（温度情報取得部、第１制御量算出部）、３６…スピル弁通電制御部（弁制御部）、４１…吸気温センサ（所定温度センサ）、４２…エンジン冷却水温センサ（所定温度センサ）、４４…高圧ポンプ温度センサ、４５…高圧燃料温度センサ

Claims (6)

1. 低圧ポンプ（１２）から吐出された燃料が供給される吸入口（２３）を開閉する制御弁（２２）の閉弁開始時期が遅いほど吐出口（２４）から高圧燃料通路（２６、２７）に吐出される燃料吐出量が減少するように構成された高圧ポンプ（１４）を制御する高圧ポンプ制御装置（３０）であって、
   前記高圧ポンプ内の燃料温度に関連する燃料温度関連情報を取得する温度情報取得部（３４）と、
   前記温度情報取得部により取得された燃料温度関連情報に応じて、前記高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど前記制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように、前記制御弁の閉弁開始時期を制御する弁制御部（３６）と、
   を備える高圧ポンプ制御装置。
2. 前記温度情報取得部は、前記高圧ポンプに設けられた高圧ポンプ温度センサ（４４）により検出された高圧ポンプ温度を、前記燃料温度関連情報として取得し、
   前記弁制御部は、前記温度情報取得部により取得された前記高圧ポンプ温度が低いほど前記制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように、前記制御弁の閉弁開始時期を制御する
   請求項１に記載の高圧ポンプ制御装置。
3. 前記温度情報取得部は、前記高圧燃料通路に設けられた高圧燃料温度センサ（４５）により検出された前記高圧燃料通路内の燃料温度を、前記燃料温度関連情報として取得し、
   前記弁制御部は、前記温度情報取得部により取得された前記高圧燃料通路内の燃料温度が低いほど前記制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように、前記制御弁の閉弁開始時期を制御する
   請求項１に記載の高圧ポンプ制御装置。
4. 前記温度情報取得部は、所定温度センサ（４１，４２）の検出温度であって、前記高圧ポンプ内の燃料温度と相関がある検出温度を、前記燃料温度関連情報として取得し、
   前記弁制御部は、前記温度情報取得部により取得された前記検出温度と、前記検出温度と前記高圧ポンプ内の燃料温度との間の予め定められた相関と、に基づいて、前記高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど前記制御弁の閉弁開始時期が遅くなるように、前記制御弁の閉弁開始時期を制御する
   請求項１に記載の高圧ポンプ制御装置。
5. 前記高圧ポンプ制御装置は、通電により前記吸入口を開閉する前記制御弁を制御するものであって、
   前記高圧燃料通路を通じて供給された燃料を噴射する燃料噴射弁（２８）の要求燃料噴射量に基づいて、前記制御弁の閉弁開始時期のフィードフォワード制御量を算出する第１制御量算出部（３１、３４）と、
   前記高圧燃料通路内の燃料圧力の実燃圧と目標燃圧との偏差である燃圧偏差に基づいて、前記制御弁の閉弁開始時期のフィードバック制御量を算出する第２制御量算出部（３３）と、
   をさらに備え、
   前記弁制御部は、前記フィードフォワード制御量と前記フィードバック制御量とにより定まる前記閉弁開始時期で前記制御弁が閉弁するように該制御弁への通電を制御するものであり、
   前記第１制御量算出部は、前記燃料噴射弁の要求燃料噴射量に加えて前記燃料温度関連情報に基づいて、前記高圧ポンプ内の燃料温度が低いほど前記制御弁の閉弁開始時期を遅くさせるフィードフォワード制御量を算出する
   請求項１ないし４何れ一項に記載の高圧ポンプ制御装置。
6. 前記第１制御量算出部は、前記要求燃料噴射量及び前記燃料温度関連情報に加えて前記実燃圧に基づいて、前記実燃圧が大きいほど前記制御弁の閉弁開始時期を遅くさせるフィードフォワード制御量を算出する
   請求項５に記載の高圧ポンプ制御装置。

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