JP3978655B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ポンプの流量制御弁の制御方法を改善した内燃機関の燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低燃費、低排気エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジンの需要が増加している。この筒内噴射式エンジンでは、筒内に直接噴射する燃料を微粒化（霧化）するために噴射圧力を高圧にする必要があるため、燃料タンク内の燃料を低圧ポンプで汲み上げ、その燃料を高圧ポンプで高圧にして燃料噴射弁へ圧送するようにしている。
【０００３】
一般に、高圧ポンプは、エンジンのカム軸に嵌着されたカムによりプランジャをポンプ室内で往復運動させることで燃料を吸入／吐出するようにしている。この高圧ポンプの燃料吐出量（燃料噴射弁に供給する燃料圧力）の制御は、ポンプ室の吸入口を開閉する弁体をスプリングで開弁方向に付勢した常開型の流量制御弁を設け、吐出行程（プランジャが下死点から上死点に移動する行程）中の流量制御弁の通電時期を制御することで、吐出行程中の流量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料圧力を制御するようにしている。例えば、燃料吐出量を増加する場合は、流量制御弁の閉弁開始時期を早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くし、反対に、燃料吐出量を減少させる場合は、流量制御弁の閉弁開始時期を遅くして、吐出行程終了までの閉弁期間を短くするようにしている。
【０００４】
この高圧ポンプの消費電力を節減するために、特開平８−３０３３２５号公報に示すように、吐出行程中に流量制御弁の通電を開始して流量制御弁を閉弁した後、ポンプ室内の燃料圧力の上昇によって流量制御弁に作用する閉弁力（燃料圧力）がスプリングの付勢力による開弁力よりも大きくなった時点で、流量制御弁の通電を停止することで、通電停止後も、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により流量制御弁の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしたものがある。
【０００５】
この自閉制御を行う場合、流量制御弁の通電開始後に、圧力センサで検出したポンプ室内の燃料圧力が所定圧力（流量制御弁の閉弁状態を維持できる圧力）以上になった時点で、流量制御弁の通電を停止することが考えられるが、この方法では、ポンプ室内の燃料圧力を検出する圧力センサを設ける必要があるため、コストアップするという欠点がある。
【０００６】
そこで、流量制御弁の通電開始後に、予め設定された所定時間（ポンプ室内の燃料圧力が流量制御弁の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間より少し余裕を見て長く設定された時間）が経過した時点で、流量制御弁の通電を停止し、その通電終了後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により流量制御弁を閉弁状態に保持するようにしたものがある。このものは、流量制御弁の通電時期を、予め設定した通電時期可変範囲内（例えば吐出行程に相当するクランク角範囲内）に制限することで、通電停止タイミングが自閉制御可能なタイミング、つまりポンプ室内の燃料圧力が流量制御弁の閉弁状態を維持できる圧力まで上昇したタイミングとなるように設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示すように、高圧ポンプの製造ばらつきや経時変化等によってポンプ特性（クランク角に対する吐出特性）がばらつくという特性がある。例えば、標準品（ばらつき中心品）のポンプ特性Ｌ１の吐出行程に相当する範囲となるように通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）を予め設定した場合に、実際のポンプ特性Ｌ２が標準品のポンプ特性Ｌ１に対してずれていると、予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）からずれていることになる。このため、従来のように流量制御弁の通電時期を予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）で制限すると、通電時期が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程からずれたタイミングに制御されてしまうおそれがある。
【０００８】
例えば、通電時期がプランジャの下死点よりも進角側（早い時期）に制御されると、プランジャが下死点に至る前に流量制御弁が閉弁されるが、プランジャが下死点を越えないと、ポンプ室内の燃料圧力が上昇しないため、ポンプ室内の燃料圧力が十分に上昇する前に流量制御弁の通電が停止されてしまい、その結果、吐出行程の途中で、流量制御弁がスプリングによる開弁力で開弁されてしまい、燃料を吐出することができなくなってしまうという不具合が発生する。
【０００９】
この対策として、ポンプ特性のばらつき範囲を考慮に入れて、予め通電時期可変範囲を狭くしておくことで、ポンプ特性がばらついても通電時期可変範囲が吐出行程からはみ出ないようにすることが考えられるが、通電時期可変範囲を狭くすると、流量制御弁の閉弁時間の制御幅が狭くなるため、燃料吐出量の制御幅が狭くなって高圧ポンプの最小吐出量付近や最大吐出量付近を使用することができなくなってしまうという不具合が発生する。
【００１０】
尚、特開２００１−２８９０９９号公報では、高圧ポンプの最大吐出量をもたらすタイミングを最大吐出タイミングとして学習することを提案しているが、この公報のシステムは、上述した自閉制御を行わず、流量制御弁の閉弁期間中に流量制御弁に通電し続けることで閉弁状態を維持するようにしているため、仮に、プランジャが下死点に至る前に流量制御弁が閉弁されても、吐出行程が終了するまで流量制御弁に通電し続けて流量制御弁を閉弁状態に維持することができ、前述した自閉制御方式のように燃料を吐出できないという不具合は発生しない。
【００１１】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、高圧ポンプの流量制御弁を自閉制御するものにおいて、ポンプ特性のばらつきがあっても、その影響を受けずに高圧ポンプの能力を十分に活用することができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃料圧力）の制御を行うことができる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、流量制御弁の通電時間をポンプ室内の燃料圧力が付勢手段の付勢力（開弁力）に打ち勝って弁体を閉弁状態に保持できるようになるまでの所定の時間に設定し、その通電終了後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により弁体を閉弁状態に保持するようにした自閉制御方式のものにおいて、高圧ポンプの運転中に流量制御弁の通電時期の制御挙動に基づいて該通電時期の制御可能な範囲（以下「通電時期可変範囲」という）を学習手段によって学習補正するようにしたものである。
【００１３】
前述したように、流量制御弁の通電時期可変範囲に対して、ポンプ特性が遅角側にずれると、高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できなくなり、その反対に、ポンプ特性が進角側にずれると、高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できなくなる。従って、通電時期可変範囲に対して遅角側・進角側のいずれの方向にポンプ特性がずれても、燃料吐出量（燃料圧力）の制御性が低下する。
【００１４】
そこで、本発明では、高圧ポンプの運転中に、通電時期の制御挙動から見て高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できない状態となっていると判断されるような状況になっていれば、ポンプ特性が遅角側にずれていると判断して、通電時期可変範囲を遅角側に学習補正し、反対に、通電時期の制御挙動から見て高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できない状態となっていると判断されるような状況になっていれば、ポンプ特性が進角側にずれていると判断して、通電時期可変範囲を進角側に学習補正する。これにより、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定して高圧ポンプの能力を十分に活用することができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃料圧力）の制御を行うことができる。
【００１５】
この場合、請求項２のように、高圧ポンプの運転中に目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差を小さくするように流量制御弁の通電時期を制御し、この通電時期が通電時期可変範囲の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときに、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて通電時期可変範囲を学習補正するか否かを判断するようにすると良い。
【００１６】
例えば、通電時期が通電時期可変範囲の進角側の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときは、高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できない状態となっている可能性があるため、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて実際に最大吐出量付近を利用できない状態となっているか否かを判断し、その判断結果に基づいて通電時期可変範囲の進角側の限界値を学習補正するか否かを決定する。また、通電時期が通電時期可変範囲の遅角側の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときは、高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できない状態となっている可能性があるため、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて実際に最小吐出量付近を利用できない状態となっているか否かを判断し、その判断結果に基づいて通電時期可変範囲の遅角側の限界値を学習補正するか否かを決定する。このようにすれば、通電時期可変範囲の学習補正を精度良く行うことができる。
【００１７】
ところで、一般に、高圧ポンプのプランジャは、内燃機関の動力で駆動されるため、内燃機関の回転速度に応じてポンプの吸入／吐出速度が変化する。しかし、内燃機関の回転速度が変化しても、流量制御弁の通電開始から閉弁するまでの応答時間はあまり変化しない。このため、内燃機関の回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が少し変化する。
【００１８】
このような事情を考慮して、請求頂３のように、内燃機関の回転速度に応じて区分された複数の学習領域毎に通電時期可変範囲を学習するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が変化するのに対応して、内燃機関の回転速度に応じて区分された学習領域毎にその領域に属する適正な通電時期可変範囲を学習することができ、通電時期可変範囲の学習補正精度を向上させることができる。
【００１９】
この場合、請求頂４のように、学習手段で学習した通電時期可変範囲の限界値が所定の最大ばらつき許容値で制限（ガード処理）される状態が続いたときに、異常判定手段により燃料供給装置の異常と判定するようにしても良い。つまり、学習手段で学習した通電時期可変範囲の限界値がポンプ特性の最大ばらつき範囲を考慮して設定された最大ばらつき許容値で制限される状態が続いたときには、燃料供給装置に何らかの異常が発生していると判断して、燃料供給装置の異常と判定する。これにより、通電時期可変範囲の学習結果に基づいて燃料供給装置の異常診断も行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ１４によって駆動されるスロットルバルブ１５が設けられている。このスロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ１７によって検出される。
【００２１】
スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポート２３にそれぞれ連結されている。
【００２２】
また、各気筒の第２吸気路２２内には、筒内のスワール流強度やタンブル流強度を制御する気流制御弁２４が配置されている。各気筒の気流制御弁２４は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結され、このステップモータ２６に、気流制御弁２４の開度を検出する気流制御弁センサ２７が取り付けられている。
【００２３】
エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられている。各気筒の燃料噴射弁２８には、後述する燃料供給システム５０によって高圧の燃料が供給される。
【００２４】
更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に着火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒（例えば第１気筒）が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、クランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフトが一定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力パルスによって、クランク角やエンジン回転速度が検出され、気筒判別が行われる。
【００２５】
一方、エンジン１１の各排気ポート３５から排出される排出ガスが排気マニホールド３６を介して１本の排気管３７に合流する。この排気管３７には、理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このＮＯｘ触媒３９は、排出ガス中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチに切り換えられて排出ガス中の酸素濃度が低下したときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２６】
また、排気管３７のうちの三元触媒３８の上流側とサージタンク１９との間には、排出ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ量（排出ガス還流量）を制御するＥＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル４２には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４３が設けられている。
【００２７】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１６に入力される。このＥＣＵ１６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２８の燃料噴射量や点火プラグの点火時期を制御する。
【００２８】
次に、図２及び図３を用いて燃料供給装置５０の構成を説明する。燃料を貯溜する燃料タンク５１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ５２が配置されている。この低圧ポンプ５２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電源モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料配管５３を通して高圧ポンプ５４に供給される。燃料配管５３には、プレッシャレギュレータ５５が接続され、このプレッシャレギュレータ５５によって低圧ポンプ５２の吐出圧（高圧ポンプ５４への燃料供給圧力）が所定圧力（例えば０．３ＭＰａ程度）に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管５６により燃料タンク５１内に戻される。
【００２９】
図３に示すように、高圧ポンプ５４は、円筒状のポンプ室５８内でプランジャ５９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するプランジャポンプであり、プランジャ５９は、エンジン１１のカム軸６０に嵌着されたカム６１の回転運動によって駆動される。これにより、図４に示すように、クランク角に応じてプランジャ５９のリフト量が周期的に変化する。
【００３０】
また、図３に示すように、ポンプ室５８の吸入口６３側には、流量制御弁６２が設けられている。この流量制御弁６２は、常開型の電磁弁であり、吸入口６３を開閉する弁体６６と、弁体６６を開弁方向に付勢するスプリング６７（付勢手段）と、弁体６６を閉弁方向に電磁駆動するノレノイド６８とから構成されている。ソレノイド６８に駆動電流が通電されていないときには、スプリング６７の付勢力により弁体６６が開弁されて吸入口６３が開放される。一方、ソレノイド６８に駆動電流が通電されると、ソレノイド６８の電磁駆動力により弁体６６がスプリング６７の付勢力に抗して閉弁されて吸入口６３が閉塞される。
【００３１】
高圧ポンプ５４の吸入行程（プランジャ５９が上死点から下死点に移動する行程）で、流量制御弁６２が開弁されてポンプ室５８内に燃料が吸入され、吐出行程（プランジャ５９が下死点から上死点に移動する行程）で、流量制御弁６２の閉弁開始時期を制御することで、燃料吐出量を調節して燃料圧力（以下「燃圧」と略記する）を制御する。例えば、燃圧を上昇させるときには、流量制御弁６２の閉弁開始時期を例えば図５の実線から点線のタイミングに早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くして燃料吐出量を増加させ、反対に、燃圧を低下させるときには、流量制御弁６２の閉弁開始時期を例えば図５の点線から実線のタイミングに遅らせて、吐出行程終了までの閉弁期間を短くして燃料吐出量を減少させる。
【００３２】
一方、ポンプ室５８の吐出口６４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁６５が設けられている。図２に示すように、高圧ポンプ５４から吐出された燃料は、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から各気筒の燃料噴射弁２８に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０には、燃圧を検出する燃圧センサ３１（図１参照）が設けられている。
【００３３】
ＥＣＵ１６は、高圧ポンプ５４（流量制御弁６２）の消費電力を低減するために、図５に示すように、吐出行程毎に流量制御弁６２の通電を開始して流量制御弁６２を閉弁させた後、予め設定された所定時間（ポンプ室５８内の燃圧が流量制御弁６２の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間より少し余裕を見て長く設定された時間）が経過した時点で、ポンプ室５８内の燃圧の上昇によって弁体６６に作用する閉弁力（燃圧）がスプリング６７の付勢力による開弁力よりも大きくなったと判断して、流量制御弁６２の通電を停止し、その後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃圧により流量制御弁６２の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしている。
【００３４】
その際、ＥＣＵ１６は、図６に示す高圧ポンプ制御プログラムを実行することで、高圧ポンプ５４の運転中に目標燃圧と実燃圧との偏差を小さくするように流量制御弁６２の通電時期を制御することで、流量制御弁６２の閉弁時間（燃料吐出量）を調整して燃料圧力を制御すると共に、その通電時期を所定の通電時期可変範囲内に制限することで、通電停止タイミングが自閉制御可能なタイミング、つまりポンプ室５８内の燃圧が流量制御弁６２の閉弁状態を維持できる圧力まで上昇したタイミングとなるように設定する。本実施形態では、通電時期可変範囲を、高圧ポンプ５４の吐出行程に相当するクランク角範囲、つまりプランジャ５９が下死点から上死点に移動するまでのクランク角範囲となるように設定する。
【００３５】
ところで、図９に示すように、高圧ポンプ５４の個体差や経時変化等によってポンプ特性（クランク角に対する吐出特性）がばらつくという特性がある。例えば、標準品（ばらつき中心品）のポンプ特性Ｌ１の吐出行程に相当する範囲となるように通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）を予め設定した場合に、実際のポンプ特性Ｌ２が標準品のポンプ特性Ｌ１に対してずれていると、予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）からずれていることになる。
【００３６】
例えば、図９に示すように、設定されている通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）に対して、実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）が遅角側にずれていると、要求燃料吐出量が最大になったときに、通電時期がプランジャ５９の下死点よりも進角側に制御されてしまう。この場合は、プランジャ５９が下死点に至る前に流量制御弁６２が閉弁されるが、プランジャ５９が下死点を越えないと、ポンプ室５８内の燃圧が上昇しないため、ポンプ室５８内の燃圧が十分に上昇する前に流量制御弁６２の通電が停止されてしまい、その結果、吐出行程の途中で、流量制御弁６２がスプリング６７による開弁力で開弁されてしまい、燃料を吐出することができなくなってしまうという不具合が発生する。同時に、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近（図９において吐出量Ｑ以下の領域）を利用できなくなるという不具合も発生する。
【００３７】
一方、設定されている通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）に対して、実際のポンプ特性の吐出行程に相当する範囲が進角側にずれていると、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近を利用できなくなる。
【００３８】
そこで、ＥＣＵ１６は、図７に示す遅角側限界値学習プログラム及び図８に示す進角側限界値学習プログラムを実行することで、高圧ポンプ５４の運転中に算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、通電時期可変範囲の遅角側限界値又は進角側限界値で制限（ガード処理）されている状態が続いているにも拘らず、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差がなかなか小さくならないような場合に、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近又は最大吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲が、実際のポンプ特性に対応した適正な範囲からずれていると判断して、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差を小さくする方向に通電時期ＯＮＡＮＧを制御できるように通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 又は進角側限界値Ｇmax を学習補正することで、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定して高圧ポンプの能力を十分に活用することができるようにする。以下、ＥＣＵ１６が実行する図６乃至図７の各プログラムの処理内容を説明する。
【００３９】
図６に示す高圧ポンプ制御プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうポンプ制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン運転状態に基づいて目標燃圧ＴＧＰＲを算出し、次のステップ１０２で、燃圧センサ３１で検出した実燃圧ＡＣＰＲを読み込む。この後、ステップ１０３に進み、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差を小さくするように流量制御弁６２の通電時期ＯＮＡＮＧを算出する。本実施形態では、通電時期ＯＮＡＮＧは、その値が大きくなるほど通電時期が進角側となり、その値が小さくなるほど通電時期が遅角側となる。
【００４０】
この後、ステップ１０４に進み、算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 以下であるか否か（遅角側限界値Ｇmin より遅角側か否か）を判定する。その結果、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin 以下であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、通電時期ＯＮＡＮＧを遅角側限界値Ｇmin で制限（ガード処理）して、ＯＮＡＮＧ＝Ｇmin とする。
【００４１】
一方、上記ステップ１０４で、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin よりも大きいと判定された場合には、ステップ１０６に進み、通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax 以上であるか否か（進角側限界値Ｇmax より進角側か否か）を判定する。その結果、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax 以上であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、通電時期ＯＮＡＮＧを進角側限界値Ｇmax で制限（ガード処理）して、ＯＮＡＮＧ＝Ｇmax とする。
【００４２】
また、通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲内（Ｇmin ＜ＯＮＡＮＧ＜Ｇmax ）と判定された場合には、上記ステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧをそのまま採用する。以上のようにして、通電時期ＯＮＡＮＧを通電時期可変範囲（Ｇmin 〜Ｇmax ）内に制限する。
【００４３】
図７に示す遅角側限界値学習プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、図６のステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 以下であるか否か（遅角側限界値Ｇmin より遅角側か否か）を判定する。通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin よりも大きければ、以降の学習処理（ステップ２０２〜２１１）を実行することなく、ステップ２１２に進み、後述するカウンタＣＡを「０」にリセットした後、本プログラムを終了する。
【００４４】
一方、上記ステップ２０１で、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin 以下であると判定された場合には、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理されている状態であると判断して、ステップ２０２以降の学習処理を次のようにして実行する。まず、ステップ２０２で、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差ΔＰＲを算出した後、ステップ２０３に進み、この燃圧偏差△ＰＲが所定値［−Ｐ１］以下（ＴＧＰＲ−ＡＣＰＲ≦−Ｐ１）であるか否か（つまり実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲよりもＰ１以上高いか否か）を判定する。
【００４５】
このステップ２０３で、燃圧偏差△ＰＲが所定値［−Ｐ１］以下であると判定された場合には、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高く、燃料吐出量が過剰であると判断して、ステップ２０４に進み、カウンタＣＡをカウントアップする。このカウンタＣＡは、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理され、且つ、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高くなっている状態の継続時間をカウントするカウンタである。
【００４６】
この後、ステップ２０５に進み、カウンタＣＡのカウント値が所定値ＫＡに達したか否かを判定し、所定値ＫＡに達していなければ、まだ、通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin の学習補正を行わずに、本プログラムを終了する。
【００４７】
その後、カウンタＣＡが所定値ＫＡに達する前に、ステップ２０１又はステップ２０３で「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ２１２に進み、カウンタＣＡを「０」にリセットして、遅角側限界値Ｇmin の学習補正を行わない。
【００４８】
これに対して、ステップ２０１及びステップ２０３で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＡのカウント値が所定値ＫＡに達した場合、つまり、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理されているにも拘らず、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高くなっている状態が所定値ＫＡ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin が実際のポンプ特性に対応した適正な遅角側限界値Ｇmin よりも進角側にずれていると判断して、ステップ２０６に進み、遅角側限界値Ｇmin を所定の学習更新値ΔＧ１だけ遅角側に学習補正する。
Ｇmin ＝Ｇmin −ΔＧ１
【００４９】
この後、ステップ２０７に進み、学習補正された遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin 以下であるか否か（最大遅角側限界値ＧＧmin より遅角側か否か）を判定する。この最大遅角側限界値ＧＧmin は、設計的に許容される範囲でポンプ特性が遅角側に最大限ばらついた場合の遅角側限界値Ｇmin の最大ばらつき許容値に設定されている。
【００５０】
上記ステップ２０７で、学習補正された遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin 以下であると判定された場合には、ステップ２０８に進み、遅角側限界値Ｇmin を最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理して、Ｇmin ＝ＧＧmin とする。
【００５１】
この後、ステップ２０９に進み、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理されている状態の継続時間をカウントするカウンタＣＢをカウントアップする。この後、ステップ２１０に進み、このカウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達したか否かを判定し、所定値ＫＢに達していなければ、まだ燃料供給装置５０の異常とは判定せずに本プログラムを終了する。
【００５２】
また、カウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達する前に、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin から進角側に離れて、Ｇmin ＞ＧＧmin となった場合は、ステップ２０７で「Ｎｏ」と判定されてステップ２１３に進み、カウンタＣＢを「０」にリセットする。
【００５３】
これに対して、ステップ２０７で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達した場合、つまり、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理されている状態が所定値ＫＢ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４を含む燃料供給装置５０に何らから異常が発生したと判断して、ステップ２１１に進み、燃料供給装置５０の異常と判定し、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭ（図示せず）に異常情報を記憶すると共に、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告する。このステップ２１１の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段としての役割を果たす。
【００５４】
図８に示す遅角側限界値学習プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、図６のステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax 以上であるか否か（進角側限界値Ｇmax より進角側か否か）を判定する。通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax よりも小さければ、以降の学習処理（ステップ３０２〜３１１）を実行することなく、ステップ３１２に進み、後述するカウンタＣＣを「０」にリセットした後、本プログラムを終了する。
【００５５】
一方、上記ステップ３０１で、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax 以上であると判定された場合には、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理されている状態であると判断して、ステップ３０２以降の学習処理を次のようにして実行する。まず、ステップ３０２で、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの燃圧偏差ΔＰＲを算出した後、ステップ３０３に進み、この燃圧偏差△ＰＲが所定値Ｐ２以上（ＴＧＰＲ−ＡＣＰＲ≧Ｐ２）であるか否か（つまり実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲよりもＰ１以上低いか否か）を判定する。
【００５６】
このステップ３０３で、燃圧偏差△ＰＲが所定値Ｐ２以上であると判定された場合には、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低く、燃料吐出量が不足していると判断して、ステップ３０４に進み、カウンタＣＣをカウントアップする。このカウンタＣＣは、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理され、且つ、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低くなっている状態の継続時間をカウントするカウンタである。
【００５７】
この後、ステップ３０５に進み、カウンタＣＣのカウント値が所定値ＫＣに達したか否かを判定し、所定値ＫＣに達していなければ、まだ、通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax の学習補正を行わずに、本プログラムを終了する。
【００５８】
その後、カウンタＣＣが所定値ＫＣに達する前に、ステップ３０１又はステップ３０３で「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ３１２に進み、カウンタＣＣを「０」にリセットして、進角側限界値Ｇmax の学習補正を行わない。
【００５９】
これに対して、ステップ３０１及びステップ３０３で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＣのカウント値が所定値ＫＣに達した場合、つまり、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理されているにも拘らず、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低くなっている状態が所定値ＫＣ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax が実際のポンプ特性に対応した適正な進角側限界値Ｇmax よりも遅角側にずれていると判断して、ステップ３０６に進み、進角側限界値Ｇmax を所定の学習更新値ΔＧ２だけ進角側に学習補正する。
Ｇmax ＝Ｇmax ＋ΔＧ２
【００６０】
この後、ステップ３０７に進み、学習補正された進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax 以上であるか否か（最大進角側限界値ＧＧmax より進角側か否か）を判定する。この最大進角側限界値ＧＧmax は、設計的に許容される範囲でポンプ特性が進角側に最大限ばらついた場合の進角側限界値Ｇmax の最大ばらつき許容値に設定されている。
【００６１】
上記ステップ３０７で、学習補正された進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax 以上であると判定された場合には、ステップ３０８に進み、進角側限界値Ｇmax を最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理して、Ｇmax ＝ＧＧmax とする。
【００６２】
この後、ステップ３０９に進み、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理されている状態の継続時間をカウントするカウンタＣＤをカウントアップする。この後、ステップ３１０に進み、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達したか否かを判定し、所定値ＫＤに達していなければ、まだ燃料供給装置５０の異常とは判定せずに本プログラムを終了する。
【００６３】
また、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達する前に、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax から遅角側に離れて、Ｇmax ＜ＧＧmax となった場合は、ステップ３０７で「Ｎｏ」と判定されてステップ３１３に進み、カウンタＣＤを「０」にリセットする。
【００６４】
これに対して、ステップ３０７で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達した場合、つまり、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理されている状態が所定値ＫＤ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４を含む燃料供給装置５０に何らから異常が発生したと判断して、ステップ３１１に進み、燃料供給装置５０の異常と判定し、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭ（図示せず）に異常情報を記憶すると共に、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告する。このステップ３１１の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段としての役割を果たす。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、高圧ポンプ５４の運転中に算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 又は進角側限界値Ｇmax でガード処理されている状態が続いているにも拘らず、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差ΔＰＲがなかなか小さくならないような場合に、現在、設定されている通電時期可変範囲が、実際のポンプ特性に対応した適正な範囲からずれていると判断して、燃圧偏差ΔＰＲを小さくする方向に通電時期ＯＮＡＮＧを制御できるように通電時期可変範囲を学習補正するようにしたので、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な通電時期可変範囲に設定することができる。これにより、ポンプ特性のばらつきに左右されずに通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定することができて、高圧ポンプ５４の能力を十分に発揮させることができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃圧）の制御を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態では、学習した通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理された状態が暫く継続した場合、又は進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理された状態が暫く継続した場合に、燃料供給装置５０の異常と判定するようにしたので、通電時期可変範囲の学習結果に基づいて燃料供給装置５０の異常診断も行うことができる。
【００６７】
ところで、高圧ポンプ５４のプランジャ５９は、エンジン１１の動力で駆動されるため、エンジン回転速度に応じて高圧ポンプ５４の吸入／吐出速度が変化する。しかし、エンジン回転速度が変化しても、流量制御弁６２の通電開始から閉弁するまでの応答時間はあまり変化しない。このため、エンジン回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が少し変化する。
【００６８】
このような事情を考慮して、エンジン回転速度に応じて区分された複数の学習領域毎に通電時期可変範囲の遅角側限界値と進角側限界値を学習するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が変化するのに対応して、エンジン回転速度に応じて区分された学習領域毎にその領域に属する適正な通電時期可変範囲の遅角側限界値と進角側限界値を学習することができる。
【００６９】
また、通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax を次のようにして学習するようにしても良い。図１０に示すように、同一エンジン回転速度条件下において、流量制御弁６２の通電時期の異なる２個の値ｔ1 ，ｔ2 に対して、それぞれ燃料吐出流量Ｑ1 ，Ｑ2 を測定し、これら２個の測定点（ｔ1 ，Ｑ1 ）と（ｔ2 ，Ｑ2 ）を結ぶ直線Ｌs をポンプ吐出特性直線Ｌs として求める。このポンプ吐出特性直線Ｌs は、実際のポンプ特性Ｌ0 の直線部分とほぼ同じ傾きとなるため、このポンプ吐出特性直線Ｌs から最大吐出流量（理論値）となる通電時期を求め、この通電時期を通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax として学習するようにしても良い。
【００７０】
尚、流量制御弁６２の通電時期の異なる３個以上の点に対して、それぞれ燃料吐出流量を測定し、これら３個以上の測定点を近似的に結ぶ１本の直線を最小二条法等で算出してポンプ吐出特性直線を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】燃料供給装置の概略構成図
【図３】高圧ポンプの構成図
【図４】流量制御弁、高圧ポンプの挙動を示すタイムチャート
【図５】流量制御弁の自閉制御を説明するためのタイムチャート
【図６】高圧ポンプ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】遅角側限界値学習プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図８】進角側限界値学習プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】通電時期可変範囲のずれを説明するためのポンプ特性図
【図１０】通電時期可変範囲の他の学習方法を説明するためのポンプ特性図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１６…ＥＣＵ（ポンプ制御手段、学習手段、異常判定手段）、２８…燃料噴射弁、３１…燃圧センサ、５０…燃料供給装置、５１…燃料タンク、５２…低圧ポンプ、５４…高圧ポンプ、５８…ポンプ室、５９…プランジャ、６０…カム軸、６１…カム、６２…流量制御弁、６３…吸入口、６４…吐出口、６５…逆止弁、６６…弁体、６７…スプリング（付勢手段）、６８…ノレノイド。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ポンプの流量制御弁の制御方法を改善した内燃機関の燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低燃費、低排気エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジンの需要が増加している。この筒内噴射式エンジンでは、筒内に直接噴射する燃料を微粒化（霧化）するために噴射圧力を高圧にする必要があるため、燃料タンク内の燃料を低圧ポンプで汲み上げ、その燃料を高圧ポンプで高圧にして燃料噴射弁へ圧送するようにしている。
【０００３】
一般に、高圧ポンプは、エンジンのカム軸に嵌着されたカムによりプランジャをポンプ室内で往復運動させることで燃料を吸入／吐出するようにしている。この高圧ポンプの燃料吐出量（燃料噴射弁に供給する燃料圧力）の制御は、ポンプ室の吸入口を開閉する弁体をスプリングで開弁方向に付勢した常開型の流量制御弁を設け、吐出行程（プランジャが下死点から上死点に移動する行程）中の流量制御弁の通電時期を制御することで、吐出行程中の流量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料圧力を制御するようにしている。例えば、燃料吐出量を増加する場合は、流量制御弁の閉弁開始時期を早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くし、反対に、燃料吐出量を減少させる場合は、流量制御弁の閉弁開始時期を遅くして、吐出行程終了までの閉弁期間を短くするようにしている。
【０００４】
この高圧ポンプの消費電力を節減するために、特開平８−３０３３２５号公報に示すように、吐出行程中に流量制御弁の通電を開始して流量制御弁を閉弁した後、ポンプ室内の燃料圧力の上昇によって流量制御弁に作用する閉弁力（燃料圧力）がスプリングの付勢力による開弁力よりも大きくなった時点で、流量制御弁の通電を停止することで、通電停止後も、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により流量制御弁の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしたものがある。
【０００５】
この自閉制御を行う場合、流量制御弁の通電開始後に、圧力センサで検出したポンプ室内の燃料圧力が所定圧力（流量制御弁の閉弁状態を維持できる圧力）以上になった時点で、流量制御弁の通電を停止することが考えられるが、この方法では、ポンプ室内の燃料圧力を検出する圧力センサを設ける必要があるため、コストアップするという欠点がある。
【０００６】
そこで、流量制御弁の通電開始後に、予め設定された所定時間（ポンプ室内の燃料圧力が流量制御弁の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間より少し余裕を見て長く設定された時間）が経過した時点で、流量制御弁の通電を停止し、その通電終了後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により流量制御弁を閉弁状態に保持するようにしたものがある。このものは、流量制御弁の通電時期を、予め設定した通電時期可変範囲内（例えば吐出行程に相当するクランク角範囲内）に制限することで、通電停止タイミングが自閉制御可能なタイミング、つまりポンプ室内の燃料圧力が流量制御弁の閉弁状態を維持できる圧力まで上昇したタイミングとなるように設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示すように、高圧ポンプの製造ばらつきや経時変化等によってポンプ特性（クランク角に対する吐出特性）がばらつくという特性がある。例えば、標準品（ばらつき中心品）のポンプ特性Ｌ１の吐出行程に相当する範囲となるように通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）を予め設定した場合に、実際のポンプ特性Ｌ２が標準品のポンプ特性Ｌ１に対してずれていると、予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）からずれていることになる。このため、従来のように流量制御弁の通電時期を予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）で制限すると、通電時期が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程からずれたタイミングに制御されてしまうおそれがある。
【０００８】
例えば、通電時期がプランジャの下死点よりも進角側（早い時期）に制御されると、プランジャが下死点に至る前に流量制御弁が閉弁されるが、プランジャが下死点を越えないと、ポンプ室内の燃料圧力が上昇しないため、ポンプ室内の燃料圧力が十分に上昇する前に流量制御弁の通電が停止されてしまい、その結果、吐出行程の途中で、流量制御弁がスプリングによる開弁力で開弁されてしまい、燃料を吐出することができなくなってしまうという不具合が発生する。
【０００９】
この対策として、ポンプ特性のばらつき範囲を考慮に入れて、予め通電時期可変範囲を狭くしておくことで、ポンプ特性がばらついても通電時期可変範囲が吐出行程からはみ出ないようにすることが考えられるが、通電時期可変範囲を狭くすると、流量制御弁の閉弁時間の制御幅が狭くなるため、燃料吐出量の制御幅が狭くなって高圧ポンプの最小吐出量付近や最大吐出量付近を使用することができなくなってしまうという不具合が発生する。
【００１０】
尚、特開２００１−２８９０９９号公報では、高圧ポンプの最大吐出量をもたらすタイミングを最大吐出タイミングとして学習することを提案しているが、この公報のシステムは、上述した自閉制御を行わず、流量制御弁の閉弁期間中に流量制御弁に通電し続けることで閉弁状態を維持するようにしているため、仮に、プランジャが下死点に至る前に流量制御弁が閉弁されても、吐出行程が終了するまで流量制御弁に通電し続けて流量制御弁を閉弁状態に維持することができ、前述した自閉制御方式のように燃料を吐出できないという不具合は発生しない。
【００１１】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、高圧ポンプの流量制御弁を自閉制御するものにおいて、ポンプ特性のばらつきがあっても、その影響を受けずに高圧ポンプの能力を十分に活用することができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃料圧力）の制御を行うことができる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、流量制御弁の通電時間をポンプ室内の燃料圧力が付勢手段の付勢力（開弁力）に打ち勝って弁体を閉弁状態に保持できるようになるまでの所定の時間に設定し、その通電終了後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により弁体を閉弁状態に保持するようにした自閉制御方式のものにおいて、高圧ポンプの運転中に流量制御弁の通電時期の制御挙動に基づいて該通電時期の制御可能な範囲（以下「通電時期可変範囲」という）を学習手段によって学習補正するようにしたものである。
【００１３】
前述したように、流量制御弁の通電時期可変範囲に対して、ポンプ特性が遅角側にずれると、高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できなくなり、その反対に、ポンプ特性が進角側にずれると、高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できなくなる。従って、通電時期可変範囲に対して遅角側・進角側のいずれの方向にポンプ特性がずれても、燃料吐出量（燃料圧力）の制御性が低下する。
【００１４】
そこで、本発明では、高圧ポンプの運転中に、通電時期の制御挙動から見て高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できない状態となっていると判断されるような状況になっていれば、ポンプ特性が遅角側にずれていると判断して、通電時期可変範囲を遅角側に学習補正し、反対に、通電時期の制御挙動から見て高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できない状態となっていると判断されるような状況になっていれば、ポンプ特性が進角側にずれていると判断して、通電時期可変範囲を進角側に学習補正する。これにより、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定して高圧ポンプの能力を十分に活用することができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃料圧力）の制御を行うことができる。
【００１５】
この場合、請求項２のように、高圧ポンプの運転中に目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差を小さくするように流量制御弁の通電時期を制御し、この通電時期が通電時期可変範囲の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときに、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて通電時期可変範囲を学習補正するか否かを判断するようにすると良い。
【００１６】
例えば、通電時期が通電時期可変範囲の進角側の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときは、高圧ポンプの最大吐出量付近を利用できない状態となっている可能性があるため、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて実際に最大吐出量付近を利用できない状態となっているか否かを判断し、その判断結果に基づいて通電時期可変範囲の進角側の限界値を学習補正するか否かを決定する。また、通電時期が通電時期可変範囲の遅角側の限界値で制限（ガード処理）される状態が続いたときは、高圧ポンプの最小吐出量付近を利用できない状態となっている可能性があるため、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて実際に最小吐出量付近を利用できない状態となっているか否かを判断し、その判断結果に基づいて通電時期可変範囲の遅角側の限界値を学習補正するか否かを決定する。このようにすれば、通電時期可変範囲の学習補正を精度良く行うことができる。
【００１７】
ところで、一般に、高圧ポンプのプランジャは、内燃機関の動力で駆動されるため、内燃機関の回転速度に応じてポンプの吸入／吐出速度が変化する。しかし、内燃機関の回転速度が変化しても、流量制御弁の通電開始から閉弁するまでの応答時間はあまり変化しない。このため、内燃機関の回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が少し変化する。
【００１８】
このような事情を考慮して、請求頂３のように、内燃機関の回転速度に応じて区分された複数の学習領域毎に通電時期可変範囲を学習するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が変化するのに対応して、内燃機関の回転速度に応じて区分された学習領域毎にその領域に属する適正な通電時期可変範囲を学習することができ、通電時期可変範囲の学習補正精度を向上させることができる。
【００１９】
この場合、請求頂４のように、学習手段で学習した通電時期可変範囲の限界値が所定の最大ばらつき許容値で制限（ガード処理）される状態が続いたときに、異常判定手段により燃料供給装置の異常と判定するようにしても良い。つまり、学習手段で学習した通電時期可変範囲の限界値がポンプ特性の最大ばらつき範囲を考慮して設定された最大ばらつき許容値で制限される状態が続いたときには、燃料供給装置に何らかの異常が発生していると判断して、燃料供給装置の異常と判定する。これにより、通電時期可変範囲の学習結果に基づいて燃料供給装置の異常診断も行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ１４によって駆動されるスロットルバルブ１５が設けられている。このスロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ１７によって検出される。
【００２１】
スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポート２３にそれぞれ連結されている。
【００２２】
また、各気筒の第２吸気路２２内には、筒内のスワール流強度やタンブル流強度を制御する気流制御弁２４が配置されている。各気筒の気流制御弁２４は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結され、このステップモータ２６に、気流制御弁２４の開度を検出する気流制御弁センサ２７が取り付けられている。
【００２３】
エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられている。各気筒の燃料噴射弁２８には、後述する燃料供給システム５０によって高圧の燃料が供給される。
【００２４】
更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に着火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒（例えば第１気筒）が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、クランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフトが一定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力パルスによって、クランク角やエンジン回転速度が検出され、気筒判別が行われる。
【００２５】
一方、エンジン１１の各排気ポート３５から排出される排出ガスが排気マニホールド３６を介して１本の排気管３７に合流する。この排気管３７には、理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このＮＯｘ触媒３９は、排出ガス中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチに切り換えられて排出ガス中の酸素濃度が低下したときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２６】
また、排気管３７のうちの三元触媒３８の上流側とサージタンク１９との間には、排出ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ量（排出ガス還流量）を制御するＥＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル４２には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４３が設けられている。
【００２７】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１６に入力される。このＥＣＵ１６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２８の燃料噴射量や点火プラグの点火時期を制御する。
【００２８】
次に、図２及び図３を用いて燃料供給装置５０の構成を説明する。燃料を貯溜する燃料タンク５１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ５２が配置されている。この低圧ポンプ５２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電源モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料配管５３を通して高圧ポンプ５４に供給される。燃料配管５３には、プレッシャレギュレータ５５が接続され、このプレッシャレギュレータ５５によって低圧ポンプ５２の吐出圧（高圧ポンプ５４への燃料供給圧力）が所定圧力（例えば０．３ＭＰａ程度）に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管５６により燃料タンク５１内に戻される。
【００２９】
図３に示すように、高圧ポンプ５４は、円筒状のポンプ室５８内でプランジャ５９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するプランジャポンプであり、プランジャ５９は、エンジン１１のカム軸６０に嵌着されたカム６１の回転運動によって駆動される。これにより、図４に示すように、クランク角に応じてプランジャ５９のリフト量が周期的に変化する。
【００３０】
また、図３に示すように、ポンプ室５８の吸入口６３側には、流量制御弁６２が設けられている。この流量制御弁６２は、常開型の電磁弁であり、吸入口６３を開閉する弁体６６と、弁体６６を開弁方向に付勢するスプリング６７（付勢手段）と、弁体６６を閉弁方向に電磁駆動するノレノイド６８とから構成されている。ソレノイド６８に駆動電流が通電されていないときには、スプリング６７の付勢力により弁体６６が開弁されて吸入口６３が開放される。一方、ソレノイド６８に駆動電流が通電されると、ソレノイド６８の電磁駆動力により弁体６６がスプリング６７の付勢力に抗して閉弁されて吸入口６３が閉塞される。
【００３１】
高圧ポンプ５４の吸入行程（プランジャ５９が上死点から下死点に移動する行程）で、流量制御弁６２が開弁されてポンプ室５８内に燃料が吸入され、吐出行程（プランジャ５９が下死点から上死点に移動する行程）で、流量制御弁６２の閉弁開始時期を制御することで、燃料吐出量を調節して燃料圧力（以下「燃圧」と略記する）を制御する。例えば、燃圧を上昇させるときには、流量制御弁６２の閉弁開始時期を例えば図５の実線から点線のタイミングに早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くして燃料吐出量を増加させ、反対に、燃圧を低下させるときには、流量制御弁６２の閉弁開始時期を例えば図５の点線から実線のタイミングに遅らせて、吐出行程終了までの閉弁期間を短くして燃料吐出量を減少させる。
【００３２】
一方、ポンプ室５８の吐出口６４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁６５が設けられている。図２に示すように、高圧ポンプ５４から吐出された燃料は、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から各気筒の燃料噴射弁２８に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０には、燃圧を検出する燃圧センサ３１（図１参照）が設けられている。
【００３３】
ＥＣＵ１６は、高圧ポンプ５４（流量制御弁６２）の消費電力を低減するために、図５に示すように、吐出行程毎に流量制御弁６２の通電を開始して流量制御弁６２を閉弁させた後、予め設定された所定時間（ポンプ室５８内の燃圧が流量制御弁６２の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間より少し余裕を見て長く設定された時間）が経過した時点で、ポンプ室５８内の燃圧の上昇によって弁体６６に作用する閉弁力（燃圧）がスプリング６７の付勢力による開弁力よりも大きくなったと判断して、流量制御弁６２の通電を停止し、その後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃圧により流量制御弁６２の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしている。
【００３４】
その際、ＥＣＵ１６は、図６に示す高圧ポンプ制御プログラムを実行することで、高圧ポンプ５４の運転中に目標燃圧と実燃圧との偏差を小さくするように流量制御弁６２の通電時期を制御することで、流量制御弁６２の閉弁時間（燃料吐出量）を調整して燃料圧力を制御すると共に、その通電時期を所定の通電時期可変範囲内に制限することで、通電停止タイミングが自閉制御可能なタイミング、つまりポンプ室５８内の燃圧が流量制御弁６２の閉弁状態を維持できる圧力まで上昇したタイミングとなるように設定する。本実施形態では、通電時期可変範囲を、高圧ポンプ５４の吐出行程に相当するクランク角範囲、つまりプランジャ５９が下死点から上死点に移動するまでのクランク角範囲となるように設定する。
【００３５】
ところで、図９に示すように、高圧ポンプ５４の個体差や経時変化等によってポンプ特性（クランク角に対する吐出特性）がばらつくという特性がある。例えば、標準品（ばらつき中心品）のポンプ特性Ｌ１の吐出行程に相当する範囲となるように通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）を予め設定した場合に、実際のポンプ特性Ｌ２が標準品のポンプ特性Ｌ１に対してずれていると、予め設定した通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）が実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）からずれていることになる。
【００３６】
例えば、図９に示すように、設定されている通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）に対して、実際のポンプ特性Ｌ２の吐出行程に相当する範囲（Ｇ２max 〜Ｇ２min ）が遅角側にずれていると、要求燃料吐出量が最大になったときに、通電時期がプランジャ５９の下死点よりも進角側に制御されてしまう。この場合は、プランジャ５９が下死点に至る前に流量制御弁６２が閉弁されるが、プランジャ５９が下死点を越えないと、ポンプ室５８内の燃圧が上昇しないため、ポンプ室５８内の燃圧が十分に上昇する前に流量制御弁６２の通電が停止されてしまい、その結果、吐出行程の途中で、流量制御弁６２がスプリング６７による開弁力で開弁されてしまい、燃料を吐出することができなくなってしまうという不具合が発生する。同時に、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近（図９において吐出量Ｑ以下の領域）を利用できなくなるという不具合も発生する。
【００３７】
一方、設定されている通電時期可変範囲（Ｇ１max 〜Ｇ１min ）に対して、実際のポンプ特性の吐出行程に相当する範囲が進角側にずれていると、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近を利用できなくなる。
【００３８】
そこで、ＥＣＵ１６は、図７に示す遅角側限界値学習プログラム及び図８に示す進角側限界値学習プログラムを実行することで、高圧ポンプ５４の運転中に算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、通電時期可変範囲の遅角側限界値又は進角側限界値で制限（ガード処理）されている状態が続いているにも拘らず、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差がなかなか小さくならないような場合に、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近又は最大吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲が、実際のポンプ特性に対応した適正な範囲からずれていると判断して、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差を小さくする方向に通電時期ＯＮＡＮＧを制御できるように通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 又は進角側限界値Ｇmax を学習補正することで、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定して高圧ポンプの能力を十分に活用することができるようにする。以下、ＥＣＵ１６が実行する図６乃至図７の各プログラムの処理内容を説明する。
【００３９】
図６に示す高圧ポンプ制御プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうポンプ制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン運転状態に基づいて目標燃圧ＴＧＰＲを算出し、次のステップ１０２で、燃圧センサ３１で検出した実燃圧ＡＣＰＲを読み込む。この後、ステップ１０３に進み、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差を小さくするように流量制御弁６２の通電時期ＯＮＡＮＧを算出する。本実施形態では、通電時期ＯＮＡＮＧは、その値が大きくなるほど通電時期が進角側となり、その値が小さくなるほど通電時期が遅角側となる。
【００４０】
この後、ステップ１０４に進み、算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 以下であるか否か（遅角側限界値Ｇmin より遅角側か否か）を判定する。その結果、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin 以下であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、通電時期ＯＮＡＮＧを遅角側限界値Ｇmin で制限（ガード処理）して、ＯＮＡＮＧ＝Ｇmin とする。
【００４１】
一方、上記ステップ１０４で、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin よりも大きいと判定された場合には、ステップ１０６に進み、通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax 以上であるか否か（進角側限界値Ｇmax より進角側か否か）を判定する。その結果、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax 以上であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、通電時期ＯＮＡＮＧを進角側限界値Ｇmax で制限（ガード処理）して、ＯＮＡＮＧ＝Ｇmax とする。
【００４２】
また、通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲内（Ｇmin ＜ＯＮＡＮＧ＜Ｇmax ）と判定された場合には、上記ステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧをそのまま採用する。以上のようにして、通電時期ＯＮＡＮＧを通電時期可変範囲（Ｇmin 〜Ｇmax ）内に制限する。
【００４３】
図７に示す遅角側限界値学習プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、図６のステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 以下であるか否か（遅角側限界値Ｇmin より遅角側か否か）を判定する。通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin よりも大きければ、以降の学習処理（ステップ２０２〜２１１）を実行することなく、ステップ２１２に進み、後述するカウンタＣＡを「０」にリセットした後、本プログラムを終了する。
【００４４】
一方、上記ステップ２０１で、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin 以下であると判定された場合には、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理されている状態であると判断して、ステップ２０２以降の学習処理を次のようにして実行する。まず、ステップ２０２で、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差ΔＰＲを算出した後、ステップ２０３に進み、この燃圧偏差△ＰＲが所定値［−Ｐ１］以下（ＴＧＰＲ−ＡＣＰＲ≦−Ｐ１）であるか否か（つまり実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲよりもＰ１以上高いか否か）を判定する。
【００４５】
このステップ２０３で、燃圧偏差△ＰＲが所定値［−Ｐ１］以下であると判定された場合には、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高く、燃料吐出量が過剰であると判断して、ステップ２０４に進み、カウンタＣＡをカウントアップする。このカウンタＣＡは、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理され、且つ、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高くなっている状態の継続時間をカウントするカウンタである。
【００４６】
この後、ステップ２０５に進み、カウンタＣＡのカウント値が所定値ＫＡに達したか否かを判定し、所定値ＫＡに達していなければ、まだ、通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin の学習補正を行わずに、本プログラムを終了する。
【００４７】
その後、カウンタＣＡが所定値ＫＡに達する前に、ステップ２０１又はステップ２０３で「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ２１２に進み、カウンタＣＡを「０」にリセットして、遅角側限界値Ｇmin の学習補正を行わない。
【００４８】
これに対して、ステップ２０１及びステップ２０３で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＡのカウント値が所定値ＫＡに達した場合、つまり、通電時期ＯＮＡＮＧが遅角側限界値Ｇmin でガード処理されているにも拘らず、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ１以上高くなっている状態が所定値ＫＡ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４の最小吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin が実際のポンプ特性に対応した適正な遅角側限界値Ｇmin よりも進角側にずれていると判断して、ステップ２０６に進み、遅角側限界値Ｇmin を所定の学習更新値ΔＧ１だけ遅角側に学習補正する。
Ｇmin ＝Ｇmin −ΔＧ１
【００４９】
この後、ステップ２０７に進み、学習補正された遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin 以下であるか否か（最大遅角側限界値ＧＧmin より遅角側か否か）を判定する。この最大遅角側限界値ＧＧmin は、設計的に許容される範囲でポンプ特性が遅角側に最大限ばらついた場合の遅角側限界値Ｇmin の最大ばらつき許容値に設定されている。
【００５０】
上記ステップ２０７で、学習補正された遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin 以下であると判定された場合には、ステップ２０８に進み、遅角側限界値Ｇmin を最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理して、Ｇmin ＝ＧＧmin とする。
【００５１】
この後、ステップ２０９に進み、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理されている状態の継続時間をカウントするカウンタＣＢをカウントアップする。この後、ステップ２１０に進み、このカウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達したか否かを判定し、所定値ＫＢに達していなければ、まだ燃料供給装置５０の異常とは判定せずに本プログラムを終了する。
【００５２】
また、カウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達する前に、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin から進角側に離れて、Ｇmin ＞ＧＧmin となった場合は、ステップ２０７で「Ｎｏ」と判定されてステップ２１３に進み、カウンタＣＢを「０」にリセットする。
【００５３】
これに対して、ステップ２０７で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＢのカウント値が所定値ＫＢに達した場合、つまり、遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理されている状態が所定値ＫＢ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４を含む燃料供給装置５０に何らから異常が発生したと判断して、ステップ２１１に進み、燃料供給装置５０の異常と判定し、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭ（図示せず）に異常情報を記憶すると共に、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告する。このステップ２１１の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段としての役割を果たす。
【００５４】
図８に示す遅角側限界値学習プログラムは、イグニッションスイッチ６９のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、図６のステップ１０３で算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax 以上であるか否か（進角側限界値Ｇmax より進角側か否か）を判定する。通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax よりも小さければ、以降の学習処理（ステップ３０２〜３１１）を実行することなく、ステップ３１２に進み、後述するカウンタＣＣを「０」にリセットした後、本プログラムを終了する。
【００５５】
一方、上記ステップ３０１で、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax 以上であると判定された場合には、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理されている状態であると判断して、ステップ３０２以降の学習処理を次のようにして実行する。まず、ステップ３０２で、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの燃圧偏差ΔＰＲを算出した後、ステップ３０３に進み、この燃圧偏差△ＰＲが所定値Ｐ２以上（ＴＧＰＲ−ＡＣＰＲ≧Ｐ２）であるか否か（つまり実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲよりもＰ１以上低いか否か）を判定する。
【００５６】
このステップ３０３で、燃圧偏差△ＰＲが所定値Ｐ２以上であると判定された場合には、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低く、燃料吐出量が不足していると判断して、ステップ３０４に進み、カウンタＣＣをカウントアップする。このカウンタＣＣは、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理され、且つ、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低くなっている状態の継続時間をカウントするカウンタである。
【００５７】
この後、ステップ３０５に進み、カウンタＣＣのカウント値が所定値ＫＣに達したか否かを判定し、所定値ＫＣに達していなければ、まだ、通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax の学習補正を行わずに、本プログラムを終了する。
【００５８】
その後、カウンタＣＣが所定値ＫＣに達する前に、ステップ３０１又はステップ３０３で「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ３１２に進み、カウンタＣＣを「０」にリセットして、進角側限界値Ｇmax の学習補正を行わない。
【００５９】
これに対して、ステップ３０１及びステップ３０３で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＣのカウント値が所定値ＫＣに達した場合、つまり、通電時期ＯＮＡＮＧが進角側限界値Ｇmax でガード処理されているにも拘らず、実燃圧ＡＣＰＲが目標燃圧ＴＧＰＲに対してＰ２以上低くなっている状態が所定値ＫＣ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近を利用することができない、つまり、現在、設定されている通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax が実際のポンプ特性に対応した適正な進角側限界値Ｇmax よりも遅角側にずれていると判断して、ステップ３０６に進み、進角側限界値Ｇmax を所定の学習更新値ΔＧ２だけ進角側に学習補正する。
Ｇmax ＝Ｇmax ＋ΔＧ２
【００６０】
この後、ステップ３０７に進み、学習補正された進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax 以上であるか否か（最大進角側限界値ＧＧmax より進角側か否か）を判定する。この最大進角側限界値ＧＧmax は、設計的に許容される範囲でポンプ特性が進角側に最大限ばらついた場合の進角側限界値Ｇmax の最大ばらつき許容値に設定されている。
【００６１】
上記ステップ３０７で、学習補正された進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax 以上であると判定された場合には、ステップ３０８に進み、進角側限界値Ｇmax を最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理して、Ｇmax ＝ＧＧmax とする。
【００６２】
この後、ステップ３０９に進み、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理されている状態の継続時間をカウントするカウンタＣＤをカウントアップする。この後、ステップ３１０に進み、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達したか否かを判定し、所定値ＫＤに達していなければ、まだ燃料供給装置５０の異常とは判定せずに本プログラムを終了する。
【００６３】
また、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達する前に、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax から遅角側に離れて、Ｇmax ＜ＧＧmax となった場合は、ステップ３０７で「Ｎｏ」と判定されてステップ３１３に進み、カウンタＣＤを「０」にリセットする。
【００６４】
これに対して、ステップ３０７で「Ｎｏ」と判定されることなく、カウンタＣＤのカウント値が所定値ＫＤに達した場合、つまり、進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理されている状態が所定値ＫＤ以上継続した場合には、高圧ポンプ５４を含む燃料供給装置５０に何らから異常が発生したと判断して、ステップ３１１に進み、燃料供給装置５０の異常と判定し、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭ（図示せず）に異常情報を記憶すると共に、警告ランプ（図示せず）を点灯して運転者に警告する。このステップ３１１の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段としての役割を果たす。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、高圧ポンプ５４の運転中に算出した通電時期ＯＮＡＮＧが、通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin 又は進角側限界値Ｇmax でガード処理されている状態が続いているにも拘らず、目標燃圧ＴＧＰＲと実燃圧ＡＣＰＲとの偏差ΔＰＲがなかなか小さくならないような場合に、現在、設定されている通電時期可変範囲が、実際のポンプ特性に対応した適正な範囲からずれていると判断して、燃圧偏差ΔＰＲを小さくする方向に通電時期ＯＮＡＮＧを制御できるように通電時期可変範囲を学習補正するようにしたので、ポンプ特性のばらつきがあっても、通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な通電時期可変範囲に設定することができる。これにより、ポンプ特性のばらつきに左右されずに通電時期可変範囲をその時点のポンプ特性に対応した適正な範囲に設定することができて、高圧ポンプ５４の能力を十分に発揮させることができ、ポンプ特性のばらつきに左右されない安定した燃料吐出量（燃圧）の制御を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態では、学習した通電時期可変範囲の遅角側限界値Ｇmin が最大遅角側限界値ＧＧmin でガード処理された状態が暫く継続した場合、又は進角側限界値Ｇmax が最大進角側限界値ＧＧmax でガード処理された状態が暫く継続した場合に、燃料供給装置５０の異常と判定するようにしたので、通電時期可変範囲の学習結果に基づいて燃料供給装置５０の異常診断も行うことができる。
【００６７】
ところで、高圧ポンプ５４のプランジャ５９は、エンジン１１の動力で駆動されるため、エンジン回転速度に応じて高圧ポンプ５４の吸入／吐出速度が変化する。しかし、エンジン回転速度が変化しても、流量制御弁６２の通電開始から閉弁するまでの応答時間はあまり変化しない。このため、エンジン回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が少し変化する。
【００６８】
このような事情を考慮して、エンジン回転速度に応じて区分された複数の学習領域毎に通電時期可変範囲の遅角側限界値と進角側限界値を学習するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転速度によってポンプ特性に対する適正な通電時期可変範囲が変化するのに対応して、エンジン回転速度に応じて区分された学習領域毎にその領域に属する適正な通電時期可変範囲の遅角側限界値と進角側限界値を学習することができる。
【００６９】
また、通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax を次のようにして学習するようにしても良い。図１０に示すように、同一エンジン回転速度条件下において、流量制御弁６２の通電時期の異なる２個の値ｔ1 ，ｔ2 に対して、それぞれ燃料吐出流量Ｑ1 ，Ｑ2 を測定し、これら２個の測定点（ｔ1 ，Ｑ1 ）と（ｔ2 ，Ｑ2 ）を結ぶ直線Ｌs をポンプ吐出特性直線Ｌs として求める。このポンプ吐出特性直線Ｌs は、実際のポンプ特性Ｌ0 の直線部分とほぼ同じ傾きとなるため、このポンプ吐出特性直線Ｌs から最大吐出流量（理論値）となる通電時期を求め、この通電時期を通電時期可変範囲の進角側限界値Ｇmax として学習するようにしても良い。
【００７０】
尚、流量制御弁６２の通電時期の異なる３個以上の点に対して、それぞれ燃料吐出流量を測定し、これら３個以上の測定点を近似的に結ぶ１本の直線を最小二条法等で算出してポンプ吐出特性直線を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】燃料供給装置の概略構成図
【図３】高圧ポンプの構成図
【図４】流量制御弁、高圧ポンプの挙動を示すタイムチャート
【図５】流量制御弁の自閉制御を説明するためのタイムチャート
【図６】高圧ポンプ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】遅角側限界値学習プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図８】進角側限界値学習プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】通電時期可変範囲のずれを説明するためのポンプ特性図
【図１０】通電時期可変範囲の他の学習方法を説明するためのポンプ特性図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１６…ＥＣＵ（ポンプ制御手段、学習手段、異常判定手段）、２８…燃料噴射弁、３１…燃圧センサ、５０…燃料供給装置、５１…燃料タンク、５２…低圧ポンプ、５４…高圧ポンプ、５８…ポンプ室、５９…プランジャ、６０…カム軸、６１…カム、６２…流量制御弁、６３…吸入口、６４…吐出口、６５…逆止弁、６６…弁体、６７…スプリング（付勢手段）、６８…ノレノイド。
Claims (4)
- 燃料の吸入口と吐出口を有するポンプ室と、前記ポンプ室内で往復運動して燃料を吸入／吐出するプランジャと、前記吸入口を開閉する弁体を開弁方向に付勢する付勢手段を有し該弁体を電磁力で閉弁方向に駆動する流量制御弁とからなる高圧ポンプを備えると共に、吐出行程毎に前記流量制御弁の通電時期を制御することで吐出行程中の前記流量制御弁の閉弁開始時期を制御して前記吐出口からの燃料吐出量を制御するポンプ制御手段を備え、前記流量制御弁の通電時間は、前記弁体の閉弁により昇圧された前記ポンプ室内の燃料圧力が前記付勢手段の付勢力に打ち勝って前記弁体を閉弁状態に保持できるようになるまでの所定の時間に設定され、その通電終了後は、吐出行程がほぼ終了するまで燃料圧力により前記弁体を閉弁状態に保持するようにした内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧ポンプの運転中に前記ポンプ制御手段による前記流量制御弁の通電時期の制御挙動に基づいて該通電時期の制御可能な範囲（以下「通電時期可変範囲」という）を学習補正する学習手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 前記ポンプ制御手段は、前記高圧ポンプの運転中に目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差を小さくするように前記流量制御弁の通電時期を制御し、
前記学習手段は、前記ポンプ制御手段で制御する通電時期が前記通電時期可変範囲の限界値で制限される状態が続いたときに、目標燃料圧力と実燃料圧力との偏差に基づいて前記通電時期可変範囲を学習補正するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記高圧ポンプのプランジャは、内燃機関の動力によって駆動され、
前記学習手段は、内燃機関の回転速度に応じて区分された複数の学習領域毎に前記通電時期可変範囲を学習することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記学習手段で学習した通電時期可変範囲の限界値が所定の最大ばらつき許容値で制限される状態が続いたときに、燃料供給装置の異常と判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
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