JP2019100214A - 内燃機関の燃料ポンプ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】2つの燃料ポンプのうちの一方を停止させたままの状態である場合に、どのような問題点が生じるかについて何ら検討されていない。【解決手段】電子制御ユニットは、内燃機関の運転状況に応じて、第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプの駆動態様を、第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプの双方を駆動させるツイン駆動、又は、第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプのいずれか一方を駆動させるシングル駆動に切り替える。電子制御ユニットは、第1高圧燃料ポンプや第2高圧燃料ポンプの周辺温度であるポンプ周辺温度THPが、予め定められた第1温度THP1以上であるか否かを判定する(ステップS13)。ポンプ周辺温度THPが予め定められた第1温度THP1以上である場合には、電子制御ユニットは、ツイン駆動要求フラグをオンにする(ステップS16)ことにより、シングル駆動からツイン駆動へと切り替える。【選択図】図2
Description
本発明は、内燃機関に適用される燃料ポンプ制御装置に関する。
特許文献1の内燃機関は、フィードポンプから圧送される燃料をさらに昇圧して吐出する第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプを備えている。第1高圧燃料ポンプは、第1高圧デリバリパイプに燃料を吐出し、第2高圧燃料ポンプは第2高圧デリバリパイプに燃料を吐出する。また、第1高圧デリバリパイプと第2高圧デリバリパイプとは、接続パイプによって互いに連通している。また、特許文献1の内燃機関の各高圧燃料ポンプは、燃料ポンプ制御装置によって制御される。燃料ポンプ制御装置は、第1高圧デリバリパイプや第2高圧デリバリパイプに対する燃料供給量の要求量が、単一の高圧燃料ポンプの最大燃料吐出量を下回るときには、第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプのいずれか一方を駆動させていずれか他方を停止させる。
特許文献1のような内燃機関において、2つの高圧燃料ポンプのうちの一方を停止させる条件が長時間に亘って満たされている場合には、内燃機関が駆動しているにも拘らず、2つの高圧燃料ポンプのうちのいずれか一方の高圧燃料ポンプが長時間に亘って停止されたままである。特許文献1の内燃機関においては、このように一方の高圧燃料ポンプを停止させたままの状態である場合に、どのような問題点が生じるかについて何ら検討されていない。
上記課題を解決するため、本発明は、燃料を昇圧して吐出する第1燃料ポンプと、前記第1燃料ポンプが吐出した燃料が流通する第1燃料通路と、前記第1燃料通路から供給される燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、燃料を昇圧して吐出する第2燃料ポンプと、前記第2燃料ポンプが吐出した燃料が流通する第2燃料通路と、前記第2燃料通路から供給される燃料を噴射する第2燃料噴射弁と、前記第1燃料通路及び前記第2燃料通路間を接続する接続通路と、前記第1燃料ポンプ又は前記第2燃料ポンプの周辺温度を検出する温度センサとを備えた内燃機関に適用される燃料ポンプ制御装置であって、内燃機関の運転状況に応じて、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの駆動態様を、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの双方を駆動させるツイン駆動、又は、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプのいずれか一方を駆動させるシングル駆動に切り替えるポンプ切替部を備え、前記ポンプ切替部は、前記シングル駆動を行っている状態で、前記温度センサが検出した周辺温度が、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプのうち停止されている燃料ポンプ内において燃料が沸騰してベーパが発生し得る温度として予め定められた第1温度以上になった場合に、前記ツイン駆動に切り替える。
上記の構成において、第1燃料ポンプ又は第2燃料ポンプがシングル駆動されている場合には、停止されている燃料ポンプには新たな燃料が供給されない。そのため、燃料ポンプ内を流通する燃料によって燃料ポンプが冷却されることがなく、内燃機関が発する熱によって燃料ポンプが高温になり得る。仮に、燃料ポンプの温度が過度に高くなると、燃料ポンプ内において燃料が沸騰してベーパが発生し、その停止されている燃料ポンプが再び駆動された際に、適切に燃料を吐出できないおそれがある。
上記の構成によれば、シングル駆動を行っている状態で、燃料ポンプの周辺温度が第1温度以上になった場合には、第1燃料ポンプ及び第2燃料ポンプがツイン駆動される。すなわち、停止されていた燃料ポンプが再び駆動される。そのため、新たな燃料が再び駆動された燃料ポンプに供給されるようになり、供給される燃料によって燃料ポンプが冷却される。その結果、燃料ポンプが過度に高温になって内部でベーパが発生することは抑制できる。
上記の発明において、前記ポンプ切替部は、前記温度センサが検出した周辺温度が前記第1温度以上になったことをもって前記シングル駆動から前記ツイン駆動へと切り替えた場合には、その後、前記温度センサが検出した周辺温度が、前記第1温度未満になっても前記ツイン駆動を維持してもよい。
上記の構成によれば、シングル駆動からツイン駆動に切り替えられた後、燃料ポンプの周辺温度が第1温度を下回っても、ツイン駆動からシングル駆動には切り替えられない。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替えが、頻繁に発生することを抑制できる。
上記の発明において、前記ポンプ切替部は、前記シングル駆動から前記ツイン駆動に切り替えてから所定の期間が経過するまでは、前記ツイン駆動から前記シングル駆動への切り替えを禁止してもよい。
上記の構成によれば、シングル駆動からツイン駆動に切り替えられた後、再びシングル駆動へと切り替えるまでには、ある程度の期間が確保される。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替えが、頻繁に発生することを抑制できる。
上記の発明において、前記内燃機関は、前記第1燃料通路、前記第2燃料通路、及び前記接続通路のいずれかの燃圧を検出する燃圧センサを備えるものであり、前記燃圧センサが検出した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づくフィードバック制御により、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプに対する単位時間当たりの要求吐出量を算出するポンプ制御部を備え、前記ポンプ切替部は、前記ツイン駆動から前記シングル駆動へと切り替えたと仮定したときの前記要求吐出量が、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの単位時間当たりの最大吐出量以下の値として予め定められた所定吐出量以下であることを条件の一つとして、前記ツイン駆動から前記シングル駆動へと切り替える。
上記の構成において、実燃圧が目標燃圧にまで達していない場合には、第1燃料ポンプ及び第2燃料ポンプに求められる要求吐出量が多くなることがある。このような状況下でシングル駆動を行うと、駆動される燃料ポンプに過度な負担がかかったり、実燃圧が目標燃圧に達するまでに長い時間がかかったりする。上記の構成によれば、上記のような状況下では、シングル駆動が行われずにツイン駆動が行われるため、上述したような問題は生じにくい。
以下、本発明をV型6気筒の内燃機関10に適用した実施形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、内燃機関10の燃料タンク11内には、電動式のフィードポンプ12が配置されている。フィードポンプ12には、低圧燃料配管15が接続されている。フィードポンプ12は、燃料タンク11内の燃料を低圧燃料配管15に圧送する。低圧燃料配管15における燃料タンク11内の部分には、燃料に含まれる異物を濾過するためのフィルタ13が設けられている。
図1に示すように、内燃機関10の燃料タンク11内には、電動式のフィードポンプ12が配置されている。フィードポンプ12には、低圧燃料配管15が接続されている。フィードポンプ12は、燃料タンク11内の燃料を低圧燃料配管15に圧送する。低圧燃料配管15における燃料タンク11内の部分には、燃料に含まれる異物を濾過するためのフィルタ13が設けられている。
低圧燃料配管15は、燃料タンク11の外部において、第1低圧燃料配管16と第2低圧燃料配管17とに分岐している。第1低圧燃料配管16は、さらに第1分岐管16aと第2分岐管16bとに分岐している。第1分岐管16aの下流端には、フィードポンプ12から圧送される燃料を一定量貯めておく第1低圧デリバリパイプ21が接続されている。第1低圧デリバリパイプ21には、3つの第1ポート噴射弁22が接続されている。各第1ポート噴射弁22は、V型配置の各気筒のうちの一方のバンクの気筒の吸気ポート内に燃料を噴射する。第1低圧デリバリパイプ21には、当該第1低圧デリバリパイプ21内の実燃圧FPLを検出するための低圧側燃圧センサ23が設けられている。
第2分岐管16bの下流端には、フィードポンプ12から圧送される燃料を一定量貯めておく第2低圧デリバリパイプ25が接続されている。第2低圧デリバリパイプ25には、3つの第2ポート噴射弁26が接続されている。各第2ポート噴射弁26は、V型配置の各気筒のうちの他方のバンクの気筒の吸気ポート内に燃料を噴射する。
第2低圧燃料配管17は、さらに第1分岐管17aと第2分岐管17bとに分岐している。第1分岐管17aの下流端には、フィードポンプ12から圧送される燃料をさらに昇圧して吐出する第1高圧燃料ポンプ31が接続されている。第1高圧燃料ポンプ31は、第2低圧燃料配管17の第1分岐管17aと連通している略円筒状のシリンダ32を有する。シリンダ32内には、当該シリンダ32を軸線方向に往復移動可能な円柱状のプランジャ33が配置されている。このプランジャ33の先端面(図1において上端面)とシリンダ32の内壁面とによって、燃料を加圧するための加圧室R1が区画されている。プランジャ33の末端(図1において下端)には、カムフォロア34が設けられている。カムフォロア34は、シリンダ32の軸線方向に移動可能になっており、カム35の外周面に当接するように付勢されている。カム35は内燃機関10のクランク軸の回転に応じて回転し、カムフォロア34は、カム35の回転をシリンダ32の軸線方向の動きとしてプランジャ33に伝達する。すなわち、プランジャ33は、カム35の外周形状に応じてシリンダ32内を往復移動する。
シリンダ32における加圧室R1と第2低圧燃料配管17の第1分岐管17aとの接続部分には、電磁スピル弁36が設けられている。電磁スピル弁36は、通電されることにより閉弁する常開式の弁である。電磁スピル弁36は、開弁時には第1分岐管17aと加圧室R1との間の燃料の流通を許容し、閉弁時に両者間の燃料の流通を遮断する。
第1高圧燃料ポンプ31の加圧室R1には、第1高圧燃料配管37を介して、第1高圧燃料ポンプ31から吐出される燃料を一定量貯めておく第1高圧デリバリパイプ41が接続されている。第1高圧デリバリパイプ41には、3つの第1筒内噴射弁42が接続されている。各第1筒内噴射弁42は、V型配置の各気筒のうちの一方のバンクの気筒内に燃料を噴射する。第1高圧デリバリパイプ41には、当該第1高圧デリバリパイプ41内の実燃圧FPHを検出するための高圧側燃圧センサ43が設けられている。なお、この実施形態では、第1高圧燃料配管37及び第1高圧デリバリパイプ41が第1燃料通路に相当する。
第1高圧燃料配管37の途中には、チェック弁38が設けられている。チェック弁38は、シリンダ32の加圧室R1内の燃圧が第1高圧デリバリパイプ41内の燃圧よりも規定の圧力以上高くなったときに開弁し、第1高圧燃料ポンプ31から第1高圧デリバリパイプ41へと燃料が吐出されることを許容する。すなわち、チェック弁38は、第1高圧デリバリパイプ41から第1高圧燃料ポンプ31への燃料の逆流を規制する。
第2分岐管17bの下流端には、フィードポンプ12から圧送される燃料をさらに昇圧して吐出する第2高圧燃料ポンプ51が接続されている。第2高圧燃料ポンプ51は、第2低圧燃料配管17の第2分岐管17bと連通している略円筒状のシリンダ52を有する。シリンダ52内には、当該シリンダ52を軸線方向に往復移動可能な円柱状のプランジャ53が配置されている。このプランジャ53の先端面(図1において上端面)とシリンダ52の内壁面とによって、燃料を加圧するための加圧室R2が区画されている。プランジャ53の末端(図1において下端)には、カムフォロア54が設けられている。カムフォロア54は、シリンダ52の軸線方向に移動可能になっており、カム55の外周面に当接するように付勢されている。カム55は内燃機関10のクランク軸の回転に応じて回転し、カムフォロア54は、カム55の回転をシリンダ52の軸線方向の動きとしてプランジャ53に伝達する。すなわち、プランジャ53は、カム55の外周形状に応じてシリンダ52内を往復移動する。
シリンダ52における加圧室R2と第2低圧燃料配管17の第2分岐管17bとの接続部分には、電磁スピル弁56が設けられている。電磁スピル弁56は、通電されることにより閉弁する常開式の弁である。電磁スピル弁56は、開弁時には第2分岐管17bと加圧室R2との間の燃料の流通を許容し、閉弁時に両者間の燃料の流通を遮断する。
第2高圧燃料ポンプ51の加圧室R2には、第2高圧燃料配管57を介して、第2高圧燃料ポンプ51から吐出される燃料を一定量貯めておく第2高圧デリバリパイプ61が接続されている。第2高圧デリバリパイプ61には、3つの第2筒内噴射弁62が接続されている。各第2筒内噴射弁62は、V型配置の各気筒のうちの他方のバンクの気筒内に燃料を噴射する。なお、この実施形態では、第2高圧燃料配管57及び第2高圧デリバリパイプ61が第2燃料通路に相当する。
第2高圧燃料配管57の途中には、チェック弁58が設けられている。チェック弁58は、シリンダ52の加圧室R2内の燃圧が第2高圧デリバリパイプ61内の燃圧よりも規定の圧力以上高くなったときに開弁し、第2高圧燃料ポンプ51から第2高圧デリバリパイプ61へと燃料が吐出されることを許容する。すなわち、チェック弁58は、第2高圧デリバリパイプ61から第2高圧燃料ポンプ51への燃料の逆流を規制する。
第2高圧デリバリパイプ61には、リターンバルブ63を介してリターン配管64が接続されている。リターン配管64は、燃料タンク11の内部にまで至っている。リターンバルブ63は、第2高圧デリバリパイプ61内の燃圧が予め定められた圧力以上になったときに開弁する。リターンバルブ63が開弁することにより、第2高圧デリバリパイプ61内の燃料がリターン配管64を介して、燃料タンク11へと戻される。
第1高圧燃料配管37と第2高圧燃料配管57とは、接続通路66によって接続されている。すなわち、第1高圧燃料配管37及び第1高圧デリバリパイプ41内の燃料と、第2高圧燃料配管57及び第2高圧デリバリパイプ61内の燃料とは互いに行き来が可能になっている。したがって、第1高圧デリバリパイプ41、第2高圧デリバリパイプ61、及び接続通路66内の実燃圧FPHは、いずれもほぼ同じになる。
上記のように構成された内燃機関10は、電子制御ユニット70によって制御される。電子制御ユニット70は、プログラム(アプリケーション)等の実行や各種数値の算出を行う中央演算装置71(CPU)、プログラムや数値演算のためのマップ等が格納された不揮発性のROM72、プログラム等の実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のRAM73等を有するコンピュータである。なお、後述するツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理やツイン駆動及びシングル駆動の切り替え判定処理を実行するためのプログラムは、ROM72に格納されている。この実施形態では、上記中央演算装置71、ROM72、及びRAM73を含む処理回路である電子制御ユニット70が燃料ポンプ制御装置である。
電子制御ユニット70には、上述した低圧側燃圧センサ23が検出した実燃圧FPLが、低圧側実燃圧信号として入力される。また、電子制御ユニット70には、高圧側燃圧センサ43が検出した実燃圧FPHが、高圧側実燃圧信号として入力される。さらに、電子制御ユニット70には、車両に設けられたアクセルセンサ81、車速センサ82、スロットルセンサ83、冷却水温センサ84、及びクランク角センサ85からの信号が入力される。
アクセルセンサ81は、車両に設けられたアクセルペダルの踏み込み量Accを検出し、それを踏み込み量信号として電子制御ユニット70に出力する。車速センサ82は、車両の車速SPを検出し、それを車速信号として電子制御ユニット70に出力する。スロットルセンサ83は、内燃機関10の吸気通路に設けられたスロットル弁のスロットル開度TAを検出し、それをスロットル開度信号として電子制御ユニット70に出力する。冷却水温センサ84は、内燃機関10におけるシリンダブロックに区画されたウォータジャケットを流通する冷却水の冷却水温度THWを検出する。この実施形態では、冷却水温センサ84は、ウォータジャケットの出口部の冷却水温度THWを検出し、それを冷却水温度信号として電子制御ユニット70に出力する。クランク角センサ85は、クランクシャフトの単位時間当たりの回転角度CAを検出し、それを回転角度信号として電子制御ユニット70に出力する。
電子制御ユニット70には、その他、吸気通路を流通するエアフローメータ、排気通路内の排気の空燃比(酸素分圧)を検出する排気空燃比センサ等からの検出信号が入力され、内燃機関10の運転状況が電子制御ユニット70によって把握される。
電子制御ユニット70は、上記した各種のセンサからの信号に基づいて、各第1ポート噴射弁22及び各第2ポート噴射弁26から噴射される燃料の要求量である要求噴射量を算出する。そして、電子制御ユニット70は、要求噴射量に応じた噴射弁の操作信号MSpを、各第1ポート噴射弁22及び各第2ポート噴射弁26に出力する。各第1ポート噴射弁22及び各第2ポート噴射弁26は、操作信号MSpに応じた開弁時間で燃料を噴射する。
また、電子制御ユニット70は、上記した各種のセンサからの信号に基づいて、各第1筒内噴射弁42及び第2筒内噴射弁62から噴射される燃料の要求量である要求噴射量を算出する。そして、電子制御ユニット70は、要求噴射量に応じた各第1筒内噴射弁42及び各第2筒内噴射弁62の操作信号MSdを、各第1筒内噴射弁42及び各第2筒内噴射弁62に出力する。各第1筒内噴射弁42及び各第2筒内噴射弁62は、操作信号MSdに応じた開弁時間で燃料を噴射する。
電子制御ユニット70は、低圧側燃圧センサ23が検出した実燃圧FPLに基づいて、フィードポンプ12の操作信号MSfを出力する。電子制御ユニット70は、実燃圧FPLが内燃機関10の運転状態に応じて決定された目標燃圧よりも低いときには、フィードポンプ12の回転数が高くなるように制御する。また、電子制御ユニット70は、実燃圧FPLが予め定められた目標燃圧よりも高いときには、フィードポンプ12の回転数が低くなる又は停止するように、フィードポンプ12を制御する。
電子制御ユニット70は、実燃圧FPHが内燃機関10の運転状態に応じて決定された目標燃圧に近づくように、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51をフィードバック制御する。すなわち、電子制御ユニット70は、ポンプ制御部として機能する。この実施形態では、電子制御ユニット70は、実燃圧FPHと目標燃圧との偏差に基づき算出される比例項、実燃圧FPHと目標燃圧との偏差を積算した積算値に基づき算出される積分項に基づいて、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の要求吐出量をPI制御する。
また、電子制御ユニット70は、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の要求吐出量を、当該第1筒内噴射弁42及び第2筒内噴射弁62の要求噴射量に応じて、フィードフォワード制御する。具体的には、電子制御ユニット70は、第1筒内噴射弁42及び第2筒内噴射弁62の要求噴射量が多いほど、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の要求吐出量が多くなるように、フィードフォワード項を大きくする。
電子制御ユニット70は、アクセルセンサ81からの信号が示す踏み込み量Acc、車速センサ82からの信号が示す車速SP、及びスロットルセンサ83からの信号が示すスロットル開度TA、冷却水温センサ84からの信号が示す冷却水温度THW等に基づいて、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の駆動態様を、ツイン駆動又はシングル駆動に切り替える。すなわち、電子制御ユニット70は、ポンプ切替部として機能する。
この実施形態において、ツイン駆動とは、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の双方を駆動させる駆動態様であり、シングル駆動とは、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51のいずれか一方を駆動させて他方を停止させる駆動態様である。なお、この実施形態では、電子制御ユニット70は、ツイン駆動からシングル駆動に切り替えたとき、前回のシングル駆動で停止させたのとは別の高圧燃料ポンプを停止させる。
電子制御ユニット70は、上記フィードバック制御(PI制御)、フィードフォワード制御、及びツイン駆動かシングル駆動かが反映された操作信号MSh1を、第1高圧燃料ポンプ31の電磁スピル弁36に出力する。電磁スピル弁36は、操作信号MSh1に応じて開弁時期が制御される。具体的には、電磁スピル弁36は、実燃圧FPHを高くするときには、プランジャ33が加圧室R1側に移動しているときの開弁時間が短くなるように制御される。また、電磁スピル弁36は、第1高圧燃料ポンプ31が停止されるときには、開状態となるように制御される。
同様に、電子制御ユニット70は、上記フィードバック制御(PI制御)、フィードフォワード制御、及びツイン駆動かシングル駆動かが反映された操作信号MSh2を、第2高圧燃料ポンプ51の電磁スピル弁56に出力する。電磁スピル弁56は、操作信号MSh2に応じて開弁時期が制御される。具体的には、電磁スピル弁56は、実燃圧FPHを高くするときには、プランジャ53が加圧室R2側に移動しているときの開弁時間が短くなるように制御される。また、電磁スピル弁56は、第2高圧燃料ポンプ51が停止されるときには、開状態となるように制御される。
次に、電子制御ユニット70(ポンプ切替部)によるツイン駆動及びシングル駆動の切り替え判定処理について説明する。先ず、ツイン駆動及びシングル駆動の切り替え判定処理において用いられるツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理について説明する。なお、このフラグオン・フラグオフ切り替え処理は、内燃機関10が始動されて以後、内燃機関10の運転が終了されるまで、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。また、内燃機関10が始動された直後の初期状態では、ツイン駆動要求フラグはオフである。
図2に示すように、フラグオン・フラグオフ切り替え処理が実行されると、電子制御ユニット70は、ステップS11の処理を実行する。ステップS11では、電子制御ユニット70は、内燃機関10がアイドル状態であるか否かを判定する。この実施形態では、アクセルセンサ81が検出した踏み込み量Accがゼロであること等の条件を満たしたときに、内燃機関10がアイドル状態であると判定する。内燃機関10がアイドル状態でないと判定された場合(ステップS11においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS17に移行する。
ステップS17では、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオフにする。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。なお、ツイン駆動要求フラグがオフにされているときには、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51についてツイン駆動が要求されていないため、シングル駆動が許容される。ただし、このツイン駆動要求フラグがオフにされているときであっても、シングル駆動を実行するべき種々の条件が満たされていない場合には、ツイン駆動が実行される。
一方、ステップS11において内燃機関10がアイドル状態であると判定された場合(ステップS11においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS12に移行する。
ステップS12では、電子制御ユニット70は、車速センサ82によって検出された車速SPが予め定められた所定車速SPx未満であるか否かを判定する。所定車速SPxは、車両が停止している又は非常に微速で走行していることを判定できる車速SPとして定められており、例えば時速0〜5kmである。車速SPが所定車速以上であると判定された場合(ステップS12においてNO)には、電子制御ユニット70の処理はステップS17に移行し、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオフにする。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。一方、車速SPが所定車速SPx未満であると判定された場合(ステップS12においてYES)には、電子制御ユニット70の処理はステップS13に移行する。
ステップS13では、電子制御ユニット70は、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51の周辺温度であるポンプ周辺温度THPが、予め定められた第1温度THP1以上であるか否かを判定する。この実施形態では、電子制御ユニット70は、冷却水温センサ84が検出した冷却水温度THWを、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51のポンプ周辺温度THPとして取り扱っている。また、第1温度THP1は、停止されている第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51が当該第1温度THP1になったときに、これらのポンプの内部において燃料が沸騰してベーパが発生し得る温度として定められており、例えば、80〜100℃である。ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上であると判定された場合(ステップS13においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS16に移行する。
ステップS16では、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオンにする。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。なお、ツイン駆動要求フラグがオンにされているときには、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51についてツイン駆動が要求され、シングル駆動が禁止されている。
一方、ステップS13において、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1未満であると判定された場合(ステップS13においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS15に移行する。
ステップS15では、電子制御ユニット70は、当該ステップS15の処理時点でのツイン駆動要求フラグがオンであるか否かを判定する。ツイン駆動要求フラグがオンであると判定された(ステップS15においてYES)場合には、電子制御ユニット70の処理はステップS16に移行する。ステップS16では、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオンにする(オンのまま維持する)。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。
一方、ステップS16において、ツイン駆動要求フラグがオフであると判定された(ステップS15においてNO)場合には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS17に移行し、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオフにする。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。
次に、上記のツイン駆動要求フラグを用いた電子制御ユニット70(ポンプ切替部)によるツイン駆動及びシングル駆動の切り替え判定処理について説明する。なお、この切り替え判定処理は、上記したツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理と並行して、内燃機関10が始動されて以後、内燃機関10の運転が終了されるまで、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
図3に示すように、切り替え判定処理が実行されると、電子制御ユニット70は、ステップS21の処理を実行する。ステップS21では、電子制御ユニット70は、内燃機関10が始動してからの経過時間Tが、予め定められた所定時間Tx以上であるか否かを判定する。なお、所定時間Txは、例えば十数秒〜数十秒である。内燃機関10が始動した直後は、内燃機関10の運転が不安定で、確実に内燃機関10を運転するために比較的に多くの量の燃料が噴射される。すなわち、第1筒内噴射弁42や第2筒内噴射弁62の要求噴射量が多く、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51の負荷も大きい状態にある。このステップS21の処理により、内燃機関10の始動直後の第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51の負荷が大きい状態であるか否かが判定される。このステップS21において経過時間Tが所定時間Tx未満であると判定された場合(ステップS21においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS27に移行する。一方、ステップS21において経過時間Tが所定時間Tx以上であると判定された場合(ステップS21においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS22に移行する。
ステップS22では、電子制御ユニット70は、エンジン回転数NEが所定回転数NEx以下であるか否かを判定する。エンジン回転数NEは、クランク角センサ85が検出する回転角度CAに基づいて電子制御ユニット70によって算出される。なお、所定回転数NExは、車両が停止しており、且つ補機による負荷が高くないときのエンジン回転数NEに基づいて定められており、例えば、数百〜千数百rpmである。エンジン回転数NEが所定回転数NExを越えていると判定された場合(ステップS22においてNO)には、電子制御ユニット70の処理はステップS27に移行する。一方、ステップS22においてエンジン回転数NEが所定回転数NEx以下であると判定された(ステップS22においてYES)場合には、電子制御ユニット70の処理はステップS23に移行する。
ステップS23では、電子制御ユニット70は、機関負荷率KLが所定負荷率KLx以下であるか否かを判定する。この実施形態では、電子制御ユニット70は、スロットルセンサ83が検出したスロットル開度TAに応じて機関負荷率KLを算出する。具体的には、スロットルバルブの開度が最も小さいとき(全閉状態であるとき)を機関負荷率KLがゼロ%、スロットルバルブの開度が最も大きいとき(全開状態であるとき)を機関負荷率KLが100%としている。なお、所定負荷率KLxは、例えば20〜30%である。機関負荷率KLが所定負荷率KLxを超えていると判定された場合(ステップS23においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS27に移行する。機関負荷率KLが所定負荷率KLx以下であると判定された場合(ステップS23においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS24に移行する。
ステップS24では、電子制御ユニット70は、当該ステップS24の処理時点において、仮にシングル駆動を行なったとした場合の第1高圧燃料ポンプ31又は第2高圧燃料ポンプ51の単位時間当たりの要求吐出量を、シングル駆動時の予想吐出量VAとして算出する。そして、電子制御ユニット70は、算出した予想吐出量VAが、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の単位時間当たりの最大吐出量VAmax以下であるか否かを判定する。
ここで、本実施形態では、上述したとおり、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の要求吐出量は、比例項及び積分項を用いたPI制御(フィードバック制御)、及びフィードフォワード項を用いたフィードフォワード制御によって算出される。そして、ツイン駆動のときには第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の双方が駆動されるのに対して、シングル駆動のときには第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51のいずれか一方が駆動される。すなわち、ツイン駆動のときとシングル駆動のときとでは、実燃圧FPHの変化速度などの特性に違いが生じる。そこで、例えば、ツイン駆動のときとシングル駆動のときとで、比例項ゲイン、積分項ゲイン、及びフィードフォワード項ゲインに違いを持たせることがある。具体的には、例えば、シングル駆動時のフィードフォワード項ゲインを、ツイン駆動時のフィードフォワード項ゲインよりも大きく2倍以下の値にすることがある。また、特に積分項については、ツイン駆動時の実燃圧FPHと目標燃圧との偏差に基づきシングル駆動時の積分項が更新されたり、その逆が生じたりしないように、ツイン駆動時とシングル駆動時とで、異なる個別の積分項を用いることもある。ステップS24では、シングル駆動のときに用いられる比例項ゲイン、積分項、積分項ゲイン、及びフィードフォワード項ゲインに基づいて、シングル駆動時の予想吐出量VAを算出する。
ステップS24において、予想吐出量VAが最大吐出量VAmaxを越えていると判断された場合(ステップS24においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS27に移行する。一方、ステップS24において、予想吐出量VAが最大吐出量VAmax以下であると判断された場合(ステップS24においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS25に移行する。
ステップS25では、電子制御ユニット70は、ステップS11〜ステップS17のツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理で決定されたツイン駆動要求フラグがオフであるか否かを判定する。ツイン駆動要求フラグがオンであると判定された場合(ステップS25においてNO)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS27に移行する。一方、ツイン駆動要求フラグがオフであると判定された場合(ステップS25においてYES)には、電子制御ユニット70の処理は、ステップS26に移行する。
ステップS26では、電子制御ユニット70は、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の駆動態様として、これらのうちの一方を駆動して他方を停止するシングル駆動を決定する。すなわち、これまでに、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51がツイン駆動されていたときには前回のシングル駆動されていた高圧燃料ポンプとは別の高圧燃料ポンプでのシングル駆動に切り替え、既にこれまでシングル駆動されていたときには、同じ高圧燃料ポンプでのシングル駆動を継続する。その後、電子制御ユニット70による一連の切り替え判定処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS21の処理が行われる。
一方、上述したように、ステップS21〜ステップS25のいずれかにおいて「NO」と判定されたときには、電子制御ユニット70の処理は、ステップS27に移行する。このステップS27では、電子制御ユニット70は、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の駆動態様として、これらの双方を駆動するツイン駆動を決定する。すなわち、これまでに、第1高圧燃料ポンプ31又は第2高圧燃料ポンプ51がシングル駆動されていたときにはツイン駆動に切り替え、既にこれまでツイン駆動されていたときには引き続きツイン駆動を継続する。その後、電子制御ユニット70による一連の切り替え判定処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS21の処理が行われる。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、エンジン回転数NEが低い(図3に示すステップS22においてYES)、機関負荷率KLが低い(ステップS23においてYES)といった、内燃機関10の負荷が低い条件のときにシングル駆動が実行される。このようにシングル駆動時には、内燃機関10の負荷が低いとはいえ、内燃機関10が運転していれば、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51の周辺を含むエンジンルーム内が、相応に高い温度になる。
本実施形態では、エンジン回転数NEが低い(図3に示すステップS22においてYES)、機関負荷率KLが低い(ステップS23においてYES)といった、内燃機関10の負荷が低い条件のときにシングル駆動が実行される。このようにシングル駆動時には、内燃機関10の負荷が低いとはいえ、内燃機関10が運転していれば、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51の周辺を含むエンジンルーム内が、相応に高い温度になる。
ここで、仮に、第1高圧燃料ポンプ31が駆動されて第2高圧燃料ポンプ51が停止されたシングル駆動が実行されたとする。この場合、第1高圧燃料ポンプ31には、燃料タンク11からの燃料がフィードポンプ12を介して新たに供給される。この新たに供給される燃料によって第1高圧燃料ポンプ31が冷却されるため、第1高圧燃料ポンプ31の温度が過度に高くなることもないし、第1高圧燃料ポンプ31からの熱で燃料が過度に加熱されることもない。一方、第2高圧燃料ポンプ51は停止されているため、当該第2高圧燃料ポンプ51には新たな燃料は供給されない。したがって、新たに供給される燃料によって第2高圧燃料ポンプ51が冷却されることはなく、第2高圧燃料ポンプ51の温度は、その周辺温度に応じて高くなっていく。仮に、停止されている第2高圧燃料ポンプ51の温度が過度に高くなると、当該第2高圧燃料ポンプ51内において燃料が沸騰してベーパが発生するおそれがある。そして、第2高圧燃料ポンプ51内においてベーパが発生すると、シングル駆動からツイン駆動へと切り替えられて第2高圧燃料ポンプ51が再び駆動した際に、ベーパが第2高圧燃料ポンプ51内における燃料の圧縮を妨げるなどして、第2高圧燃料ポンプ51が適切に燃料を吐出できなくなることがある。
本実施形態では、アイドル状態である(図2に示すステップS11においてYES)、車速SPが低い(ステップS12においてYES)といったシングル駆動が実行され得る条件のときには、ポンプ周辺温度THP(冷却水温度THW)が第1温度THP1以上であるか否かを判定する。そして、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上であるときには、ツイン駆動要求フラグをオンにして、シングル駆動の実行を禁止する。すなわち、上述した例においては、シングル駆動からツイン駆動へと切り替えられ、停止されていた第2高圧燃料ポンプ51が再び駆動される。そのため、燃料タンク11からの新たな燃料が第2高圧燃料ポンプ51へと再び供給されるようになり、供給される燃料によって第2高圧燃料ポンプ51が冷却される。その結果、第2高圧燃料ポンプ51が過度に高温になって内部でベーパが発生することは抑制できる。
ところで、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1近くの温度を推移している場合、比較的に短期間で、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1を上回ったり下回ったりといったことを繰り返すことがあり得る。仮に、このような条件下で、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上であるときにツイン駆動要求フラグをオン、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1未満であるときにツイン駆動要求フラグをオフといった制御を行うと、ツイン駆動とシングル駆動とが短期間で何度も切り替えられることになる。このような事態が発生すると、第1高圧デリバリパイプ41や第2高圧デリバリパイプ61内の燃圧である実燃圧FPHが安定しなかったり、実燃圧FPHが目標燃圧になるまでに時間を要したりする。また、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51が駆動されたり停止されたりするのに伴って生じる音が、車両の乗員に騒音として知覚されるおそれもある。
この点、上記実施形態では、ツイン駆動要求フラグがオンである場合(図2に示すステップS15においてYES)、換言すれば、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上になったことをもってシングル駆動からツイン駆動に切り替えられたときには、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1を下回っても(ステップS13においてNO)、ツイン駆動要求フラグがオフにならず、シングル駆動に切り替えられずにツイン駆動が維持される。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替えが、頻繁に発生することに伴う上記の問題は回避できる。
本実施形態では、上述したとおり、内燃機関10の負荷が小さいときに、シングル駆動が実行され得る。これは、内燃機関10の負荷が小さいときには、第1筒内噴射弁42や第2筒内噴射弁62から噴射される燃料の量が少なく、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51のいずれか一方だけでも、燃料の供給が間に合う蓋然性が高いからである。
しかしながら、例えば、第1高圧デリバリパイプ41の実燃圧FPHが、目標燃圧にまで達していない場合には、PI制御(フィードバック制御)によって、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51に求められる要求吐出量が多くなることがある。このような状況下でツイン駆動からシングル駆動に切り替えると、駆動される高圧燃料ポンプに限界以上の過度な負担がかかったり、実燃圧FPHが目標燃圧に達するまでに長い時間がかかったりする。そこで、上記実施形態では、ツイン駆動からシングル駆動へと切り替える条件の一つとして、仮にシングル駆動を行なった場合の予想吐出量VAが、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の単位時間当たりの最大吐出量VAmax以下であることを採用している。この切り替え条件によれば、上述したような問題は、生じにくい。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、ツイン駆動及びシングル駆動の切り替えに関する技術をV型6気筒の内燃機関10に適用したが、V型8気筒など、V型の他の気筒数の内燃機関10に適用してもよい。さらに、2つの高圧燃料ポンプを備えているのであれば、V型の内燃機関10でなくても、上記実施形態のツイン駆動及びシングル駆動の切り替えに関する技術を適用できる。
・上記実施形態では、ツイン駆動及びシングル駆動の切り替えに関する技術をV型6気筒の内燃機関10に適用したが、V型8気筒など、V型の他の気筒数の内燃機関10に適用してもよい。さらに、2つの高圧燃料ポンプを備えているのであれば、V型の内燃機関10でなくても、上記実施形態のツイン駆動及びシングル駆動の切り替えに関する技術を適用できる。
・第1ポート噴射弁22、第2ポート噴射弁26、及びこれらの関連構成を省略してもよい。すなわち、内燃機関10の燃料噴射弁として、第1筒内噴射弁42及び第2筒内噴射弁62を備えていればよい。
・第1低圧デリバリパイプ21及び第2低圧デリバリパイプ25に燃料を供給する燃料ポンプとして2つのフィードポンプ12を備えているのであれば、これら2つのフィードポンプ12に、上記実施形態のツイン駆動及びシングル駆動の切り替えに関する技術を適用することもできる。
・上記実施形態では、第1高圧デリバリパイプ41に高圧側燃圧センサ43を設けたが、第2高圧デリバリパイプ61や接続通路66に高圧側燃圧センサ43を設けてもよい。ところで、第1高圧デリバリパイプ41と第2高圧デリバリパイプ61とは接続通路66で接続されているため、これらの内部の燃圧はいずれも同じ燃圧になる。しかしながら、第1高圧デリバリパイプ41や第2高圧デリバリパイプ61の配置や形状によっては、例えば、第1高圧デリバリパイプ41内の燃圧の変化が第2高圧デリバリパイプ61へと伝播するのに時間がかかることがある。そこで、例えば、第1高圧デリバリパイプ41及び第2高圧デリバリパイプ61の両方に燃圧センサを設け、これら燃圧センサによって検出された燃圧の平均値を実燃圧FPHとしてもよい。
・上記実施形態では、第2高圧デリバリパイプ61から燃料タンク11へと至るリターン配管64を設けたが、燃料を燃料タンク11へと戻す形態は、これに限らない。いわゆるリターンレス式の配管構造を採用してもよい。
・第1高圧燃料ポンプ31を停止する際に、電磁スピル弁36を閉状態に制御してもよい。この場合でも、第1高圧燃料ポンプ31の加圧室R1には燃料が供給されなくなるので、プランジャ33が往復動作しても加圧室R1内の燃圧は上昇しない。
・上記実施形態では、処理回路である電子制御ユニット70が燃料ポンプ制御装置として機能したがこれに限らない。例えば、燃料ポンプ制御装置は、ASICのように、1又は複数の特定の処理を実行するチップが複数組み合わされた処理回路であってもよい。
・ツイン駆動及びシングル駆動の切り替え判定処理に関し、シングル駆動に切り替えるための条件は、ツイン駆動要求フラグがオフであるという条件(図3に示すステップS25)を有しているのであれば、上記実施形態で例示したもの(ステップS21〜ステップS24)に限らない。上記実施形態で例示した条件のいずれかを省略してもよいし、他の条件を追加してもよい。例えば、内燃機関10の排気通路に排気浄化触媒が設けられていることがある。そして、排気の温度を高くして排気浄化触媒を暖機するために、第1筒内噴射弁42や第2筒内噴射弁62の要求噴射量を多くすることがある。このような排気浄化触媒の暖機処理が実行されていないことを、シングル駆動に切り替えるための条件の1つとしてもよい。
・シングル駆動時に停止する高圧燃料ポンプを、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51のいずれかに固定してもよい。
・上記実施形態では、ウォータジャケットの出口部の冷却水温度THWを、ポンプ周辺温度THPとして取り扱ったが、これに限らない。例えば、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51に隣接して温度センサを設け、この温度センサの検出値をポンプ周辺温度THPとしてもよい。さらに、エンジンルーム内の複数の温度センサに基づき、例えばこれらの温度センサの平均値をポンプ周辺温度THPとして取り扱ってもよい。
・上記実施形態では、ウォータジャケットの出口部の冷却水温度THWを、ポンプ周辺温度THPとして取り扱ったが、これに限らない。例えば、第1高圧燃料ポンプ31や第2高圧燃料ポンプ51に隣接して温度センサを設け、この温度センサの検出値をポンプ周辺温度THPとしてもよい。さらに、エンジンルーム内の複数の温度センサに基づき、例えばこれらの温度センサの平均値をポンプ周辺温度THPとして取り扱ってもよい。
・第1温度THP1は、上記実施形態で例示した範囲に限らない。ポンプ周辺温度THPをどこで検出するか、燃料としてどのような種類の燃料が採用されているか、内燃機関10全体の構造などを勘案して決定すればよい。
・ツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理におけるステップS11及びステップS12のいずれか、又は双方を省略してもよい。ツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理においては、少なくともポンプ周辺温度THPが第1温度以上であるか否かの判定(ステップS13)に基づき、フラグオン・フラグオフの切り替えをできればよい。
・ツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理において、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上になってツイン駆動要求フラグがオンになった後、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1よりも低い温度として定められた第2温度未満になったときにツイン駆動要求フラグをオフにしてもよい。
具体的には、図4に示すように、ステップS13において、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1未満であると判定された場合(ステップS13においてNO)には、電子制御ユニット70の処理が、ステップS14に移行する。ステップS14では、電子制御ユニット70は、ポンプ周辺温度THPが、予め定められた第2温度THP2以上であるか否かを判定する。ポンプ周辺温度THPが第2温度THP2未満であると判定された場合(ステップS14においてNO)には、電子制御ユニット70の処理はステップS17に移行し、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオフにする。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。
一方、ステップS14においてポンプ周辺温度THPが第2温度THP2以上であると判定された場合(ステップS14においてYES)には、電子制御ユニット70の処理はステップS15に移行する。ステップS15では、電子制御ユニット70は、当該ステップS15の処理時点でのツイン駆動要求フラグがオンであるか否かを判定する。ツイン駆動要求フラグがオンであると判定された(ステップS15においてYES)場合には、電子制御ユニット70の処理はステップS16に移行する。ステップS16では、電子制御ユニット70は、ツイン駆動要求フラグをオンにする(オンのまま維持する)。その後、一連のフラグオン・フラグオフ切り替え処理は一旦終了し、所定の制御周期後に再びステップS11の処理が行われる。
上記の変更例によれば、ツイン駆動を行っている状態では、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1を下回ってから(ステップS13においてNO)、当該ポンプ周辺温度THPが第2温度THP2を下回る(ステップS14においてNO)までの期間(所定の期間)は、ツイン駆動要求フラグがオフにならず、シングル駆動が禁止される。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替えが、頻繁に発生することに伴う問題は回避できる。なお、図4では、図2における各ステップと同じ処理については同一の符号を付している。
・上記変更例において、第2温度THP2は、第1温度THP1よりも低い温度であれば、適宜設定できる。なお、第2温度THP2と第1温度THP1との差が大きいほど、シングル駆動からツイン駆動へと切り替えた後、再びシングル駆動が許容されるまでの所定の期間は長くなる。
特に、第2温度THP2として大気温程度(例えば0〜30℃)の温度を採用した場合、内燃機関10の冷却水温度THW(ポンプ周辺温度THP)が、一旦第2温度THP2よりも高い第1温度THP1以上になった後、当該内燃機関10が停止されることなく、第2温度THP2(0〜30℃)よりも低い温度になるとは考えにくい。このような温度設定では、シングル駆動から、ツイン駆動要求フラグがオンになったことに伴ってツイン駆動へと切り替えられた場合には、内燃機関10が停止されない限り、再びシングル駆動へと切り替えられることはほとんどない。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替え回数が多くなることに伴う問題も、ほとんど生じない。
・ツイン駆動要求フラグのフラグオン・フラグオフ切り替え処理におけるステップS15の処理に代えて、又は加えて、シングル駆動からツイン駆動へと切り替えた後、一定期間、シングル駆動への切り替えを禁止する処理を採用してもよい。例えば、ツイン駆動されている状態でステップS26の処理に至ってシングル駆動に切り替えられたときに、電子制御ユニット70は、計時を開始する。そして、この計時時間が、予め定められている規定時間未満である場合には、電子制御ユニット70の処理がステップS16に移行して、ツイン駆動要求フラグがオンになってシングル駆動への切り替えが禁止される。一方、計時時間が規定時間以上である場合(所定時間が経過した場合)には、電子制御ユニット70の処理がステップS17に移行して、ツイン駆動要求フラグがオフになってシングル駆動が許容される。このような処理でも、シングル駆動からツイン駆動に切り替えられた後、規定時間が経過するまでの期間(所定の期間)は、シングル駆動が禁止される。したがって、シングル駆動とツイン駆動との切り替えが、頻繁に発生することを抑制できる。
・ステップS15や上記変更例における処理(ステップS14)を省略して、ポンプ周辺温度THPが第1温度THP1未満のときにツイン駆動要求フラグをオフにしてもよい。例えば、フィードバック制御で用いられる比例項や積分項、フィードフォワード制御に用いられるフィードフォワード項、これらのゲインが適切に切り替えられて、ツイン駆動とシングル駆動とを切り替えても、実燃圧FPHを適切に制御できるのであれば、ポンプ周辺温度THPと第2温度THP2との比較に関する処理を省略しても、その弊害は少ない。
・上記実施形態では、シングル駆動を行なった場合の予想吐出量VAを、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51の単位時間当たりの最大吐出量VAmaxと比較したが、予想吐出量VAの比較対象は、最大吐出量VAmax以下の値であれば変更できる。例えば、予想吐出量VAを、最大吐出量VAmaxの90%の値として定められた所定吐出量と比較してもよい。最大吐出量VAmaxよりも低い所定吐出量と比較することで、第1高圧燃料ポンプ31及び第2高圧燃料ポンプ51のハード上の限界に対する余裕を持たせることができる。
・上記実施形態において、シングル駆動中にポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上になったときに、停止する高圧燃料ポンプを切り替えてもよい。具体的には、第1高圧燃料ポンプ31を駆動し、第2高圧燃料ポンプ51を停止させているシングル駆動中にポンプ周辺温度THPが第1温度THP1以上になったとき、第1高圧燃料ポンプ31を停止し、第2高圧燃料ポンプ51を駆動させてもよい。なお、このように停止する高圧燃料ポンプを切り替えても、ポンプ周辺温度THPは第1温度THP1以上のままである可能性が高く、停止されている高圧燃料ポンプが高温になるおそれがある。したがって、停止する高圧燃料ポンプを切り替えた後、ある程度の時間が経過したら、停止する高圧燃料ポンプを再び切り替えたり、シングル駆動からツイン駆動に切り替えたりすることが好ましい。
10…内燃機関、11…燃料タンク、12…フィードポンプ、13…フィルタ、15…低圧燃料配管、16…第1低圧燃料配管、16a…第1分岐管、16b…第2分岐管、17…第2低圧燃料配管、17a…第1分岐管、17b…第2分岐管、21…第1低圧デリバリパイプ、22…第1ポート噴射弁、23…低圧側燃圧センサ、25…第2低圧デリバリパイプ、26…第2ポート噴射弁、31…第1高圧燃料ポンプ、32…シリンダ、33…プランジャ、34…カムフォロア、35…カム、36…電磁スピル弁、37…第1高圧燃料配管、38…チェック弁、41…第1高圧デリバリパイプ、42…第1筒内噴射弁、43…高圧側燃圧センサ、51…第2高圧燃料ポンプ、52…シリンダ、53…プランジャ、54…カムフォロア、55…カム、56…電磁スピル弁、57…第1高圧燃料配管、58…チェック弁、61…第2高圧デリバリパイプ、62…第2筒内噴射弁、63…リターンバルブ、64…リターン配管、66…接続通路、70…電子制御ユニット、71…中央演算装置、72…ROM、73…RAM、81…アクセルセンサ、82…車速センサ、83…スロットルセンサ、84…冷却水温センサ、85…クランク角センサ、FPL…第1低圧デリバリパイプの実燃圧、FPH…第1高圧デリバリパイプの実燃圧、Acc…アクセルペダルの踏み込み量、SP…車速、TA…スロットル開度、CA…クランク角、THW…冷却水温度、THP…高圧燃料ポンプの周辺温度、MSp…第1ポート噴射弁及び第2ポート噴射弁の操作信号、MSd…第1筒内噴射弁及び第2筒内噴射弁の操作信号、MSf…フィードポンプの操作信号、MSh1…第1高圧燃料ポンプの操作信号、MSh2…第2高圧燃料ポンプの操作信号。
Claims (4)
- 燃料を昇圧して吐出する第1燃料ポンプと、
前記第1燃料ポンプが吐出した燃料が流通する第1燃料通路と、
前記第1燃料通路から供給される燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、
燃料を昇圧して吐出する第2燃料ポンプと、
前記第2燃料ポンプが吐出した燃料が流通する第2燃料通路と、
前記第2燃料通路から供給される燃料を噴射する第2燃料噴射弁と、
前記第1燃料通路及び前記第2燃料通路の間を接続する接続通路と、
前記第1燃料ポンプ又は前記第2燃料ポンプの周辺温度を検出する温度センサと
を備えた内燃機関に適用される燃料ポンプ制御装置であって、
内燃機関の運転状況に応じて、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの駆動態様を、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの双方を駆動させるツイン駆動、又は、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプのいずれか一方を駆動させるシングル駆動に切り替えるポンプ切替部を備え、
前記ポンプ切替部は、前記シングル駆動を行っている状態で、前記温度センサが検出した周辺温度が、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプのうち停止されている燃料ポンプ内において燃料が沸騰してベーパが発生し得る温度として予め定められた第1温度以上になった場合に、前記ツイン駆動に切り替える
ことを特徴とする燃料ポンプ制御装置。 - 前記ポンプ切替部は、前記温度センサが検出した周辺温度が前記第1温度以上になったことをもって前記シングル駆動から前記ツイン駆動へと切り替えた場合には、その後、前記温度センサが検出した周辺温度が、前記第1温度未満になっても前記ツイン駆動を維持する
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ制御装置。 - 前記ポンプ切替部は、前記シングル駆動から前記ツイン駆動に切り替えてから所定の期間が経過するまでは、前記ツイン駆動から前記シングル駆動への切り替えを禁止する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料ポンプ制御装置。 - 前記内燃機関は、前記第1燃料通路、前記第2燃料通路、及び前記接続通路のいずれかの燃圧を検出する燃圧センサを備えるものであり、
前記燃圧センサが検出した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づくフィードバック制御により、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプに対する単位時間当たりの要求吐出量を算出するポンプ制御部を備え、
前記ポンプ切替部は、前記ツイン駆動から前記シングル駆動へと切り替えたと仮定したときの前記要求吐出量が、前記第1燃料ポンプ及び前記第2燃料ポンプの単位時間当たりの最大吐出量以下の値として予め定められた所定吐出量以下であることを条件の一つとして、前記ツイン駆動から前記シングル駆動へと切り替える
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
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