JP4106819B2 - 内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁を用いて必要な燃料量を圧縮行程中に供給している内燃機関、例えば筒内噴射型内燃機関などにおいては、所望の燃焼を行わせるためには燃料噴射弁から正確な燃料量を噴射することが必要である。この正確な燃料噴射量を実現するためには、燃料噴射弁に燃料を分配している燃料分配管内の燃料圧力を必要な圧力に維持しなくてはならない。
【０００３】
この燃料圧力維持のためには、燃料分配管から燃料噴射弁へ供給される燃料噴射量を補うように、十分な燃料量を燃料ポンプから燃料分配管に供給することが必要である。これを実現するための技術として、燃料噴射弁から噴射される最大燃料噴射量以上の燃料を常に燃料分配管へ供給して、いかなる燃料噴射量となっても燃料不足による燃料圧力の低下を防止するものが存在する。この場合、燃料噴射弁により噴射されなかった余分な燃料は、燃料分配管に設けられているリリーフ弁を介して再度燃料ポンプや燃料タンクに戻される。
【０００４】
しかし、このように常に必要以上の大量の燃料を燃料分配管に対して供給し循環させることは、供給燃料量に応じた大きなエネルギーを常に必要とし、内燃機関の燃費の悪化につながるものである。
【０００５】
こうしたエネルギーの浪費を防止するものとして、燃料噴射弁から噴射される燃料量のみを補う分の燃料量を燃料ポンプから燃料分配管に供給する技術が提案されている（例えば、特開平４−５０４６２号公報）。この従来技術では、燃料分配管に燃料を圧送する高圧燃料ポンプに設けられた電磁スピル弁の閉弁期間を、燃料噴射弁の燃料噴射量に基づいて調整し、これに燃圧フィードバック制御を加えて、燃料分配管に対して過不足無く燃料を供給する制御を行っている。このことにより、常に大量の燃料を燃料分配管に対して循環させる必要がなくなり、供給燃料量に応じたエネルギーも小さなものとなり、内燃機関の燃費の悪化を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した制御では、燃料噴射量が小さくなった場合には、高圧燃料ポンプから燃料分配管に圧送される燃料量を小さくするために、電磁スピル弁の閉弁期間（燃料の圧送期間）を短くする。このため、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦、燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を、逆にポンプ室から燃料低圧側へ戻す燃料量が多くなる。このことにより、高圧燃料ポンプと燃料低圧側燃料経路との間で、大量の燃料が正逆反転を繰り返す事態が発生して、燃料流動に大きな脈動が発生するという問題が生じる。このように大きな燃料脈動が生じると、低圧燃料系部品の信頼性の低下や脈動音発生の問題などが派生するおそれがあり、またパルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品の追加などといった部品増加に伴うコストアップのおそれも生じる。
【０００７】
本発明は、燃料噴射量に応じて燃料圧送量を調整する内燃機関の高圧燃料ポンプにおいて、燃料噴射量が小さくなった場合にも、低圧燃料系統での燃料脈動を防止することができる内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、シリンダと該シリンダ内に配置されたプランジャとの間の相対的な往復動により、前記シリンダと前記プランジャとにより区画形成されたポンプ室内へ低圧側から燃料を吸入する吸入行程と、前記ポンプ室の燃料を加圧する加圧行程とを実行する高圧燃料ポンプにおいて、前記加圧行程中に、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流することにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行わない非圧送期間と、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流しないことにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行う圧送期間とを設け、前記燃料噴射弁における燃料噴射量に基づいて前記圧送期間の長さを調整することで、前記燃料噴射弁に対する燃料圧力を制御する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置であって、燃料噴射量が判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定し、これにともない前記燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定する圧送期間補正手段を備えたことを要旨としている。
【０００９】
このように、圧送期間補正手段は、燃料脈動をまねく旨判定したときには、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間よりも長くしている。このため、実際の圧送期間は極端に短くなることがない。したがって、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を、再度燃料低圧側に戻す燃料量は大量になることはない。このため、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動が発生することはない。
【００１０】
さらに、このことにより燃料噴射量以上の燃料が燃料噴射弁側に圧送されるが、このような状況は燃料脈動をまねく旨判定された場合に限られる。このような限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１１】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、燃料脈動をまねく旨判定したときの燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いもの、または前記判定値に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定することを要旨としている。
【００１２】
このように、圧送期間補正手段において行われる圧送期間を長くするためのより具体的な手法としては、燃料脈動をまねく旨判定したときに、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量が判定値より小さくなった時に燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間以上の長さの期間、あるいは前記判定値に基づいて設定される圧送期間以上の長さの期間に設定する手法が挙げられる。
【００１３】
このようにしても、判定値に対応する圧送期間あるいは燃料噴射量が判定値より小さくなった時点での圧送期間よりも、実際の圧送期間の長さは短くなることはない。
【００１４】
したがって、高圧燃料ポンプの吸入行程において燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を再度燃料低圧側に戻す燃料量は大量になることはなく、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動は発生しない。
【００１５】
さらに、このように燃料噴射量以上の燃料が燃料噴射弁側へ圧送されるのは燃料脈動をまねく旨判定された場合であり、限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１６】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、内燃機関がアイドル状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定することを要旨としている。
【００１７】
このように、内燃機関がアイドル状態にある場合を燃料噴射量が判定値よりも小さい場合と捉えることができる。したがって、内燃機関がアイドル状態であると判定されると、圧送期間補正手段は、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間よりも長くする。このことにより、アイドル時においては、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を再度燃料低圧側に戻す燃料量が大量とならず、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動は発生しない。またアイドル状態といった限られた状況下での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１８】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、内燃機関が低回転低負荷状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定することを要旨としている。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記高圧燃料ポンプは、前記ポンプ室と前記低圧側との間を連通または遮断する開閉弁を備えるものであり、当該高圧燃料ポンプ制御装置は、前記燃料噴射量に基づく圧送期間の長さの調整として、前記開閉弁の閉弁期間を表す制御デューティを燃料噴射量に基づいて設定するものであり、前記圧送期間補正手段は、前記制御デューティが前記判定値とは別のものであるデューティ用判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定するものであることを要旨としている。
【００１９】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記シリンダと前記プランジャとの間の相対的な往復動はカムの回転により行われるものであり、前記圧送期間補正手段は、前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度が燃料噴射量に対応した圧送期間の開始時期における前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度以下となる時期まで前記圧送期間の実際の開始時期を進角させることにより、実際の圧送期間を燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長くするものであることを要旨としている。
【００２０】
圧送期間の実際の長さは、圧送期間の開始時期を進角させることによって長くすることができる。ここで、高圧燃料ポンプがシリンダとプランジャとの間の相対的な往復動を、カムの回転により行う構成である場合には、圧送期間の開始時期の進角により、シリンダとプランジャとの間の相対速度がより高くなる時期に圧送期間の開始時期を持ってくるおそれがある。このように圧送期間の開始時期が前記相対速度がより高い時期に設定されると、溢流停止に伴う圧送開始時のショックが大きくなり、高圧燃料ポンプの作動音が高くなるおそれが生じる。
【００２１】
本請求項では、圧送期間の実際の長さを長くするために、前記相対速度が高くならない時期を選択して圧送期間の開始時期を進角させている。このため高圧燃料ポンプの作動音が高くなることがない。更に、本請求項では請求項１〜５のいずれかに記載した作用効果も生じる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された筒内噴射式内燃機関およびその制御装置の概略構成を表す。
【００２３】
筒内噴射式内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２は、その出力により自動車を駆動するために自動車に搭載されている。このエンジン２は６つのシリンダ２ａを有している。図２〜図５にも示すごとく、各シリンダ２ａには、シリンダブロック４、シリンダブロック４内で往復動するピストン６、およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０がそれぞれ形成されている。
【００２４】
そして各燃焼室１０には、それぞれ第１吸気弁１２ａ、第２吸気弁１２ｂおよび一対の排気弁１６が設けられている。この内、第１吸気弁１２ａは第１吸気ポート１４ａに接続され、第２吸気弁１２ｂは第２吸気ポート１４ｂに接続され、一対の排気弁１６は一対の排気ポート１８にそれぞれ接続されている。
【００２５】
図２はシリンダヘッド８の平面断面図であって、図示されるように第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂは略直線状に延びるストレート型吸気ポートである。また、シリンダヘッド８の内壁面の中央部には点火プラグ２０が配置されている。更に、第１吸気弁１２ａおよび第２吸気弁１２ｂ近傍のシリンダヘッド８の内壁面周辺部には、燃焼室１０内に直接燃料を噴射できるように燃料噴射弁２２が配置されている。
【００２６】
なお、図３はピストン６における頂面の平面図、図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図２におけるＹ−Ｙ断面図である。図示されるように略山形に形成されたピストン６の頂面上には燃料噴射弁２２の下方から点火プラグ２０の下方まで延びるドーム形の輪郭形状を有する凹部２４が形成されている。
【００２７】
図１に示したごとく、各シリンダ２ａの第１吸気ポート１４ａは吸気マニホールド３０内に形成された第１吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続されている。また、第２吸気ポート１４ｂは第２吸気通路３０ｂを介してサージタンク３２に連結されている。この内、各第２吸気通路３０ｂ内にはそれぞれ気流制御弁３４が配置されている。これらの気流制御弁３４は、共通のシャフト３６を介して接続されていると共に、このシャフト３６を介して負圧式アクチュエータ３７により開閉作動される。なお、気流制御弁３４が閉状態とされた場合には、第１吸気ポート１４ａのみから吸入される吸気により燃焼室１０内には強い旋回流Ｓ（図２）が生じる。
【００２８】
サージタンク３２は吸気ダクト４０を介してエアクリーナ４２に連結されている。吸気ダクト４０内にはモータ４４（ＤＣモータまたはステップモータ）によって駆動されるスロットル弁４６が配置されている。このスロットル弁４６の開度（スロットル開度ＴＡ）はスロットル開度センサ４６ａにより検出されて、スロットル弁４６は運転状態に応じて開度制御される。また、各シリンダ２ａの各排気ポート１８は排気マニホルド４８に連結されている。排気マニホルド４８は触媒コンバータ４９を介して排気を浄化して外部に排出している。
【００２９】
図６に燃料供給系統の構成を示す。図示するごとく、第１吸気弁１２ａおよび第２吸気弁１２ｂ近傍のシリンダヘッド８には、燃料分配管５０が設けられ、各シリンダ２ａに設けられている燃料噴射弁２２に接続している。成層燃焼および均質燃焼を行う際には、燃料分配管５０から供給された燃料が燃料噴射弁２２から直接燃焼室１０内に噴射される。
【００３０】
燃料噴射弁２２に燃料を分配している燃料分配管５０は高圧燃料通路５４ａを介して高圧燃料ポンプ５４に接続されている。なお高圧燃料通路５４ａには、燃料分配管５０から高圧燃料ポンプ５４側に燃料が逆流することを規制するチェック弁５４ｂが設けられている。高圧燃料ポンプ５４には、低圧燃料通路５４ｃを介して燃料タンク５６内に設けられたフィードポンプ５８が接続されている。
【００３１】
フィードポンプ５８は、燃料タンク５６内の燃料を吸引して低圧燃料通路５４ｃ側に吐出することにより、フィルタ５８ａおよびプレッシャレギュレータ５８ｂを介して高圧燃料ポンプ５４のギャラリ５４ｉに燃料を送出する。
【００３２】
高圧燃料ポンプ５４はシリンダヘッド８に取り付けられ、エンジン２の吸気弁用あるいは排気弁用のカムシャフト２ｂに設けられたポンプ用カム２ｃの回転により、ポンプシリンダ５４ｄ内のプランジャ５４ｅを往復動させている。このプランジャ５４ｅの往復動により、高圧ポンプ室５４ｆの容積が増大する吸入行程では、高圧ポンプ室５４ｆ内に低圧燃料通路５４ｃ側からギャラリ５４ｉを介して燃料を吸入する。そして、高圧ポンプ室５４ｆの容積が減少する加圧行程では、高圧ポンプ室５４ｆにて加圧した燃料を後述するごとく必要なタイミングで高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０へ圧送している。
【００３３】
高圧燃料ポンプ５４は、内部に電磁スピル弁５５が設けられている。この電磁スピル弁５５はギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとの間の連通遮断を行う開閉弁である。電磁スピル弁５５が開弁している場合には、ギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとは連通している。このため高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入された燃料は、加圧行程となってもギャラリ５４ｉへ溢流してしまう。したがって、燃料は高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０側に圧送されることはなく、ギャラリ５４ｉを介して低圧燃料通路５４ｃ側に戻される。これに対して、電磁スピル弁５５が閉弁している場合には、ギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとは連通していない。このため加圧行程では、燃料はギャラリ５４ｉへ溢流することはなく、高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０側へ圧送される。
【００３４】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称する）６０は、燃料分配管５０に取り付けられた燃圧センサ５０ａにて検出された燃料圧力ＰとＥＣＵ６０により別途制御される燃料噴射量Ｑとを参照して、前述した電磁スピル弁５５の開閉弁タイミングを制御する。このことにより、ＥＣＵ６０は、高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０に加圧圧送される燃料量を調節し、燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐを必要な圧力に調節することができる。
【００３５】
なお、燃料分配管５０にはリリーフ弁５４ｇを備えた排出経路５４ｈが接続されている。燃料分配管５０に過剰な燃料が供給されることで燃料分配管５０内の燃料圧力が必要な圧力より高くなると、リリーフ弁５４ｇが開弁して排出経路５４ｈ側へ燃料を排出して、燃料分配管５０内の燃料圧力を維持する。排出経路５４ｈ側へ排出された燃料はギャラリ５４ｉ側へ戻される。このように本燃料供給系統は、燃料分配管５０での過剰な燃料が燃料タンク５６に戻されることがないリターンレスの燃料供給システムとして形成されている。
【００３６】
このリターンレスの燃料供給システムにおいては、燃料分配管５０から排出経路５４ｈへ燃料が戻される場合には、排出経路５４ｈから低圧燃料通路５４ｃにかけての燃料圧力が上昇しようとする。このように低圧系の燃料圧力が上昇しようとすると、燃料タンク５６内のプレッシャレギュレータ５８ｂが開く。このことにより低圧燃料通路５４ｃ内に存在する燃料の内で、プレッシャレギュレータ５８ｂ近傍に存在する燃料、すなわちフィードポンプ５８から汲み上げられたばかりの燃料が、プレッシャレギュレータ５８ｂから燃料タンク５６内に戻される。こうして、排出経路５４ｈから低圧燃料通路５４ｃにかけての低圧系の燃料圧力上昇が防止されるとともに、燃料タンク５６内に戻される燃料は、燃料タンク５６から汲み上げられたばかりの燃料であるので、燃料タンク５６内の温度上昇を防止することができる。
【００３７】
ＥＣＵ６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス６２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６４、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６６、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６８、入力ポート７０および出力ポート７２を備えている。
【００３８】
スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ４６ａはスロットル弁４６の開度に比例した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。アクセルペダル７４にはアクセル開度センサ７６が取り付けられ、アクセルペダル７４の踏み込み量に比例した出力電圧をＡＤ変換器７８を介して入力ポート７０に入力している。上死点センサ８０は例えばシリンダ２ａの内の１番シリンダが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。クランク角センサ８２は、クランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。ＣＰＵ６８では上死点センサ８０の出力パルスとクランク角センサ８２の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パルスの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算される。サージタンク３２には、吸気圧センサ８４が設けられ、サージタンク３２内の吸気圧ＰＭ（吸入空気の圧力：絶対圧）に対応した出力電圧をＡＤ変換器８５を介して入力ポート７０に入力している。エンジン２のシリンダブロック４には水温センサ８６が設けられ、エンジン２の冷却水温度ＴＨＷを検出し冷却水温度ＴＨＷに応じた出力電圧をＡＤ変換器８７を介して入力ポート７０に入力している。排気マニホルド４８には空燃比センサ８８が設けられ、空燃比に応じた出力電圧をＡＤ変換器８９を介して入力ポート７０に入力している。燃料分配管５０に設けられた燃圧センサ５０ａは燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐに比例した出力電圧をＡＤ変換器９０を介して入力ポート７０に入力している。
【００３９】
出力ポート７２は、対応する駆動回路９２，９４，９６，９８，１００を介してイグナイタ１０２、各燃料噴射弁２２、スロットル弁４６の駆動用モータ４４、負圧式アクチュエータ３７、および電磁スピル弁５５に接続されて、各装置１０２，２２，４４，３７，５５を必要に応じて駆動制御している。
【００４０】
次にエンジン２において始動完了後に行われる燃料噴射制御について説明する。図７に燃料噴射制御に必要な運転領域を設定する処理のフローチャートを示す。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。なお、以下に説明する各フローチャート中の個々の処理ステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４１】
まず、クランク角センサ８２の信号から得られているエンジン回転数ＮＥと、アクセル開度センサ７６の信号から得られているアクセルペダル７４の踏み込み量（以下、アクセル開度と称する）ＡＣＣＰとがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ１００）。
【００４２】
次に、これらエンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰとに基づいて、リーン燃料噴射量ＱＬを算出する（Ｓ１１０）。このリーン燃料噴射量ＱＬは、成層燃焼を行う際にエンジン２の出力トルクを要求トルクとするのに最適な燃料噴射量を表している。リーン燃料噴射量ＱＬは予め実験により求められて、図８に示すごとく、アクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップとしてＲＯＭ６６内に記憶されている。ステップＳ１１０ではこのマップに基づいてリーン燃料噴射量ＱＬが算出される。なお、マップでは離散的に数値が配置されているので、パラメータとして一致する値が存在しない場合には、補間計算により求めることになる。このような補間によるマップからの算出は、ここで述べたマップ以外のマップから必要な数値を求める場合にも同様に行われる。
【００４３】
次に、こうして求められたリーン燃料噴射量ＱＬとエンジン回転数ＮＥとに基づいて、図９に示されるような３つの運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３が決定される（Ｓ１１５）。こうして一旦処理を終了する。
【００４４】
このように運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３が決定されると、各運転領域Ｒｌ〜Ｒ３に応じて燃料噴射形態が制御される。すなわち、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ１よりも小さい運転領域Ｒ１では、リーン燃料噴射量ＱＬに応じた量の燃料を圧縮行程末期に噴射する。この圧縮行程末期での噴射による噴射燃料はピストン６の凹部２４内に進行した後、凹部２４の周壁面２６（図３，４）に衝突する。周壁面２６に衝突した燃料は気化せしめられつつ移動して点火プラグ２０近傍の凹部２４内に可燃混合気層を形成する。そしてこの層状の可燃混合気に点火プラグ２０によって点火がなされることにより、成層燃焼が行われる。
【００４５】
また、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ１としきい値ＱＱ２との間である運転領域Ｒ２では、リーン燃料噴射量ＱＬに応じた量の燃料を吸気行程と圧縮行程末期とに２回に分けて噴射する。すなわち、吸気行程に第１回目の燃料噴射が行われ、次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。第１回目の噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室１０内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室１０内全体に均質な稀薄混合気が形成される。また、圧縮行程末期に燃料噴射が行われる結果、前述したごとく点火プラグ２０近傍の凹部２４内には可燃混合気層が形成される。そしてこの層状の可燃混合気に点火プラグ２０によって点火がなされ、またこの点火火炎によって燃焼室１０内全体を占める稀薄混合気が燃焼される。すなわち、運転領域Ｒ２では前述した運転領域Ｒ１よりも成層度の弱い成層燃焼が行われる。
【００４６】
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ２よりも多い運転領域Ｒ３では、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳに基づいて各種の補正を行った燃料量を吸気行程に噴射する。この噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室１０内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室１０内全体に均質な理論空燃比（後述するごとく、増量補正により理論空燃比より燃料濃度が濃いリッチ空燃比に制御される場合もある）の均質混合気が形成され、この結果、均質燃焼が行われる。
【００４７】
上述した運転領域設定処理により設定された運転領域に基づいて実行される燃料噴射量制御処理のフローチャートを図１０に示す。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。
【００４８】
燃料噴射量制御処理が開始されると、まず、アクセル開度センサ７６の信号から得られているアクセル開度ＡＣＣＰ、クランク角センサ８２の信号から得られているエンジン回転数ＮＥ、吸気圧センサ８４の信号から得られている吸気圧ＰＭ、および空燃比センサ８８の信号から得られている酸素濃度検出値ＶｏｘをＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ１２０）。
【００４９】
次に、前述した運転領域設定処理にて（図７）、現在、運転領域Ｒ３が設定されているか否かが判定される（Ｓ１２２）。運転領域Ｒ３が設定されていると判定された場合には（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、予めＲＯＭ６６に設定されている図１１のマップを用いて、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとから、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳが算出される（Ｓ１３０）。
【００５０】
次に、高負荷増量ＯＴＰ算出処理（Ｓ１４０）が行われる。この高負荷増量ＯＴＰ算出処理について図１２のフローチャートに基づいて説明する。高負荷増量ＯＴＰ算出処理では、まず、アクセル開度ＡＣＣＰが高負荷増量判定値ＫＯＴＰＡＣを越えているか否かが判定される（Ｓ１４１）。
【００５１】
ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４１で「ＮＯ」）、高負荷増量ＯＴＰには値「０」が設定される（Ｓ１４２）。すなわち燃料の増量補正は行われない。こうして、高負荷増量ＯＴＰ算出処理を一旦出る。
【００５２】
また、ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４１で「ＹＥＳ」）、高負荷増量ＯＴＰには値Ｍ（例えば、１＞Ｍ＞０）が設定される（Ｓ１４４）。すなわち燃料の増量補正の実行が設定される。この増量補正は、高負荷時に触媒コンバータ４９が過熱するのを防止するためになされる。
【００５３】
図１０に戻り、ステップＳ１４０にて高負荷増量ＯＴＰが算出された後に、次に、空燃比フィードバック条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１５０）。例えば、「（１）始動時でない。（２）燃料カット中でない。（３）暖機完了している。（例えば冷却水温度ＴＨＷ≧４０°）（４）空燃比センサ８８は活性化が完了している。（５）高負荷増量ＯＴＰの値が０である。」の条件がすべて成立しているか否かが判定される。
【００５４】
空燃比フィードバック条件が成立していれば（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック係数ＦＡＦとその学習値ＫＧの算出が行われる（Ｓ１６０）。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは空燃比センサ８８の出力に基づいて算出される。また、学習値ＫＧは空燃比フィードバック係数ＦＡＦにおける、中心値１．０からのずれ量を記憶するものである。これらの値を用いた空燃比フィードバック制御技術は特開平６−１０７３６号公報などに示されているごとく種々の手法が知られている。
【００５５】
一方、空燃比フィードバック条件が成立していなければ（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック係数ＦＡＦには１．０が設定される（Ｓ１７０）。
ステップＳ１６０またはＳ１７０の次に、燃料噴射量Ｑが次式１のごとく求められる（Ｓ１８０）。
【００５６】
【数１】
ここで、α，βはエンジン２の種類や制御の内容に応じて適宜設定される係数である。
【００５７】
こうして一旦燃料噴射量制御処理を終了する。
ステップＳ１２２にて、運転領域Ｒ３以外の領域、すなわち運転領域Ｒ１，Ｒ２のいずれかの場合は（Ｓ１２２で「ＮＯ」）、燃料噴射量Ｑには、運転領域設定処理（図７）のステップＳ１１０にて求められているリーン燃料噴射量ＱＬが設定される（Ｓ１９０）。こうして一旦燃料噴射量制御処理を終了する。
【００５８】
次に、高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０への燃料圧送量を制御するための電磁スピル弁制御処理について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。
【００５９】
電磁スピル弁制御処理が開始されると、まず、前述した燃料噴射量制御処理にて算出されている燃料噴射量Ｑと、燃圧センサ５０ａにて検出されている燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐとを、ＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ２１０）。
【００６０】
そして、この燃料噴射量Ｑとフィードフォワード係数Ｋｆとの積（Ｋｆ・Ｑ）により、フィードフォワード項ＦＦを算出する（Ｓ２２０）。次に次式２に示すごとく、目標燃料圧力Ｐ０と実際の燃料圧力Ｐとの圧力偏差ΔＰが算出される（Ｓ２３０）。
【００６１】
【数２】
ΔＰ ← Ｐ０ − Ｐ … ［式２］
そして、この圧力偏差ΔＰと比例係数Ｋ１との積から比例項ＤＴｐが算出される（Ｓ２４０）。更に、次式３に示すごとく、圧力偏差ΔＰと積分係数Ｋ２との積（Ｋ２・ΔＰ）に基づいて積分項ＤＴｉが算出される（Ｓ２５０）。
【００６２】
【数３】
ＤＴｉ ← ＤＴｉ ＋ Ｋ２・ΔＰ … ［式３］
なお、右辺の「ＤＴｉ」は前回の制御周期時に計算された積分項ＤＴｉを表しており、初期値としては例えば「０」が設定される。
【００６３】
次に、燃料噴射量Ｑが判定値Ｑ０以上か否かが判定される（Ｓ２６０）。この判定値Ｑ０は、燃料噴射量Ｑが非常に小さいために低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じる状態を判定するための値であり、予め実験により大きな脈動が生じ始める直前の燃料噴射量の値が設定されている。エンジン２により異なるが、例えば、Ｋｆ・Ｑ０の値が５〜７％となるような値が挙げられる。
【００６４】
Ｑ≧Ｑ０であれば（Ｓ２６０で「ＹＥＳ」）、次式４に示すごとく、電磁スピル弁５５の閉弁期間（圧送期間）を設定する制御デューティＤＴが算出される（Ｓ２７０）。
【００６５】
【数４】
ＤＴ ← Ｋａ（ＤＴｐ ＋ ＤＴｉ ＋ ＦＦ） … ［式４］
ここで、Ｋａは補正係数である。
【００６６】
また、Ｑ＜Ｑ０であれば（Ｓ２６０で「ＮＯ」）、制御デューティＤＴとしては、デューティ値ＤＴｍが設定される（Ｓ２８０）。このデューティ値ＤＴｍは、今回の制御周期においてステップＳ２２０で求めたフィードフォワード項ＦＦと前記式４にて用いた補正係数Ｋａとの積（Ｋａ・ＦＦ）よりも大きい値が設定される。したがって、デューティ値ＤＴｍとしては、Ｋａ・ＦＦを算出してから、この値を増大補正したものを用いても良く、また、Ｑ＜Ｑ０の状況下において、間違いなくＫａ・ＦＦよりも大きいデューティ、例えば、１００％あるいは５０％〜１００％の固定値を用いても良い。
【００６７】
ステップＳ２７０またはステップＳ２８０にて、制御デューティＤＴが決定されると、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の閉弁期間を表す制御デューティとして設定される（Ｓ２９０）。こうして一旦処理を終了する。
【００６８】
上述したごとく、Ｑ≧Ｑ０である場合は、図１４の制御デューティＤＴによる電磁スピル弁５５の開閉タイミング例に示すごとく、加圧行程における制御デューティＤＴが燃料噴射量Ｑと燃料圧力Ｐとに基づいてフィードバック制御される。しかし、燃料噴射量Ｑが小さくなることにより、図１５に示すごとく制御デューティＤＴが極めて小さくなることが予想されると、フィードバック制御は停止して直ちに図１６のごとく制御デューティＤＴをデューティ値ＤＴｍ（図１６では１００％）にする処理が行われる。
【００６９】
上述した実施の形態１において、ステップＳ２６０，Ｓ２８０が圧送期間補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【００７０】
（イ）．図１４〜１６から判るように、制御デューティＤＴが小さい方（図１５）が低圧燃料通路５４ｃ側の燃料圧力の脈動ΔＰｗが大きい。これは、制御デューティＤＴに基づく電磁スピル弁５５の閉弁期間（圧送期間）Ｔｏｕｔが短いと、高圧燃料ポンプ５４の吸入行程にて、低圧燃料通路５４ｃから高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入された燃料の大半が、電磁スピル弁５５の開弁期間（非圧送期間）Ｔｒｅｔにて、直ちに低圧燃料通路５４ｃに戻されるからである。
【００７１】
そして、制御デューティＤＴが高くなるにしたがって（図１５→図１４→図１６）、電磁スピル弁５５の開弁期間Ｔｒｅｔにて低圧燃料通路５４ｃに戻される燃料量は小さくなり、低圧燃料通路５４ｃ側の燃料圧力の脈動ΔＰｗは小さくなる。
【００７２】
前述したステップＳ２６０では、燃料噴射量Ｑの大きさを判定することにより、前記式４にて計算される制御デューティＤＴが小さくなって低圧燃料通路５４ｃでの脈動が図１５に示したごとく過大となる状態を推定している。そして、Ｑ＜Ｑ０であって（Ｓ２６０で「ＮＯ」）、脈動が過大となることが推定されると、ステップＳ２８０にて制御デューティＤＴに大きいデューティ値ＤＴｍ（ここでは１００％）を設定している。すなわち、燃料噴射量Ｑに基づいて設定される場合よりも制御デューティＤＴを大きくしている。
【００７３】
このため、電磁スピル弁５５の閉弁期間Ｔｏｕｔは長くされる。したがって、高圧燃料ポンプ５４の吸入行程においては、一旦、低圧燃料通路５４ｃ側から高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入されて再度低圧燃料通路５４ｃに戻る燃料量は小さくなる。このため、低圧燃料通路５４ｃにおける燃料の大きな脈動が防止される。
【００７４】
なお、このことにより燃料噴射量Ｑ以上の燃料が燃料分配管５０側に圧送されるが、Ｑ＜Ｑ０と判定される場合は限られており、このように限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴うエンジン２の燃費の悪化も抑制できる。
【００７５】
（ロ）．また、燃料噴射量Ｑが小さい場合に、燃料噴射量Ｑよりも多量の燃料が高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０へ圧送されるので、燃料分配管５０内に循環する燃料量が増加する。このため、燃料分配管５０の温度上昇が抑制されてベーパの発生を防止することができる。
【００７６】
［実施の形態２］
本実施の形態２が前記実施の形態１と異なるのは、図１３に示した電磁スピル弁制御処理の代わりに、図１７に示す電磁スピル弁制御処理が行われる点である。他の構成については、前記実施の形態１と同じである。
【００７７】
本実施の形態２の電磁スピル弁制御処理を図１７のフローチャートに基づいて説明する。本電磁スピル弁制御処理が開始されると、まず、上死点センサ８０とクランク角センサ８２との信号から算出されているエンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量制御処理にて算出されている燃料噴射量Ｑ、および燃圧センサ５０ａにて検出されている燃料圧力Ｐを、ＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ３１０）。
【００７８】
次にステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理が行われる。これらの処理は、前記実施の形態１のステップＳ２２０〜Ｓ２５０の処理と同じであるので説明は省略する。
【００７９】
こうして、ステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理にて求められたフィードフォワード項ＦＦ、比例項ＤＴｐおよび積分項ＤＴｉにより、前記実施の形態１にて述べた式４により制御デューティＤＴが求められる（Ｓ３７０）。
【００８０】
次に、ステップＳ３７０にて求められた制御デューティＤＴが判定値ＤＴ０より大きいか否かが判定される（Ｓ４００）。判定値ＤＴ０は、制御デューティＤＴが非常に小さいために低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じる状態を判定するための値であり、予め実験により大きな脈動が生じ始める直前の制御デューティの値が設定されている。エンジン２により異なるが、例えば、５〜７％の値が挙げられる。
【００８１】
ＤＴ≧ＤＴ０（Ｓ４００で「ＹＥＳ」）であって、低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じるような制御デューティＤＴではない場合には、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の制御デューティとして設定される（Ｓ４１０）。こうして、一旦処理を終了する。
【００８２】
ＤＴ＜ＤＴ０（Ｓ４００で「ＮＯ」）であって、低圧燃料通路５４ｃに大きな脈動が生じるおそれのある制御デューティＤＴである場合には、次のような処理が行われる。
【００８３】
まず、この制御デューティＤＴにおいて設定される電磁スピル弁５５の閉弁時期に、プランジャ５４ｅに生じている移動速度Ｖｃが、図１８に示すマップから求められる（Ｓ４２０）。このマップは、エンジン回転数ＮＥと制御デューティＤＴとをパラメータとするものであり、予め実験により高圧燃料ポンプ５４の加圧行程におけるプランジャ５４ｅの移動速度が測定されてＲＯＭ６６内に格納されている。
【００８４】
次に、同じ図１８のマップを利用して、ステップＳ４２０にて求められた移動速度Ｖｃとエンジン回転数ＮＥとが共に同一であって、ステップＳ３７０で求めた制御デューティＤＴよりも大きい側に存在する制御デューティＤＴｘが求められる（Ｓ４３０）。
【００８５】
これは、図１９のタイミングチャートに示すごとく、ポンプ用カム２ｃによりプランジャ５４ｅが駆動されているため、同じ加圧行程において、加圧行程のほぼ中心にて最高移動速度Ｈｐとなるからである。すなわち、最高移動速度Ｈｐの両側に、電磁スピル弁５５の閉弁時期においてそれぞれ同じ移動速度Ｖｃを示す異なる制御デューティＤＴ１，ＤＴｘが存在することになる。したがって、ステップＳ４３０では、図１８に示したごとく、最高移動速度Ｈｐを挟んで制御デューティが１００％に近い方にも同一移動速度Ｖｃが存在することから、このもう一つの移動速度Ｖｃに対応する制御デューティＤＴｘを求めることになる。
【００８６】
こうして得られた制御デューティＤＴｘを新たな制御デューティＤＴとして設定する（Ｓ４４０）。そして、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の制御デューティとして設定されて（Ｓ４１０）、一旦処理を終了する。
【００８７】
上述した実施の形態２の構成の内、ステップＳ４００，Ｓ４２０〜Ｓ４４０が圧送期間補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【００８８】
（イ）．単に、燃料分配管５０に対する燃料の圧送期間（電磁スピル弁５５の閉弁期間）を長くするために、圧送期間の開始時期（電磁スピル弁５５の閉弁時期ｔ１）を進角させると、図１９に示したごとく、電磁スピル弁５５の閉弁時期は最高移動速度Ｈｐのタイミングに近づく。したがって、単に進角したのではプランジャ５４ｅの移動速度がより速くなる時期に電磁スピル弁５５の閉弁時期を持ってくるおそれがある。このように、電磁スピル弁５５の閉弁時期がプランジャ５４ｅの移動速度が高くなるタイミングに設定されると、溢流停止のために行う電磁スピル弁５５の閉弁に伴って生じるショックが大きくなり、高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くなってしまう。
【００８９】
本実施の形態２では、電磁スピル弁５５の閉弁期間の実際の長さを、燃料噴射量Ｑに基づいて設定される閉弁期間よりも長くするに際して、プランジャ５４ｅの移動速度が高くならない時期を選択して電磁スピル弁５５の閉弁時期を進角させている。このため高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くなることがない。
【００９０】
（ロ）．また、上記（イ）にて述べたごとく、電磁スピル弁５５の閉弁期間を長くするために、制御デューティＤＴ＝１００％にするのではなく、高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くならない範囲で制御デューティＤＴを１００％よりも小さくしている。したがって、燃料圧送のエネルギーが節約でき、更に燃費の悪化が抑制できる。
【００９１】
（ハ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）に述べた効果を生じる。
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０）は、燃料噴射量Ｑの大きさで判断（Ｓ２６０）した。また、前記実施の形態２においては、制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ４２０〜Ｓ４４０）は、制御デューティＤＴ自体の大きさで判断（Ｓ４００）した。これ以外に、例えば、エンジン２の運転状態がアイドル時か否かを判定して、アイドル時において制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０またはＳ４２０〜Ｓ４４０）を行っても良い。アイドル時においては、成層燃焼により燃料噴射量Ｑが特に小さくなることから、低圧燃料通路５４ｃの脈動が生じやすいからである。更に、アイドル時は走行騒音も無いことから高圧燃料ポンプ５４の駆動により生じる脈動騒音や前述した作動音が運転者に聞き取られ易くなるが、上述したごとく脈動や作動音が抑制されるので騒音による運転環境の悪化が防止できる。なお、燃料噴射量Ｑの大きさの判断は、直接、燃料噴射量Ｑで判断するのではなく、燃料噴射量Ｑの大きさに対応した物理量やエンジン２の運転状態にて判定しても良い。例えばエンジン２の運転状態が低回転低負荷時にある場合は燃料噴射量が小さくなるので、低回転低負荷時では制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０またはＳ４２０〜Ｓ４４０）を行うようにしても良い。
【００９２】
・前記実施の形態１，２の例では、低圧燃料通路５４ｃの脈動の大きさが十分に小さくされているので、パルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品は用いなかった。しかし、より一層脈動の低下を行いたい場合には、パルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品を低圧燃料通路５４ｃに取り付けて用いても良い。このように本発明と燃料脈動低減部品とを組み合わせることにより、一層大きな脈動低減効果を生じさせることができる。
【００９３】
・前記実施の形態１のステップＳ２８０では、デューティ値ＤＴｍとして、Ｋａ・ＦＦを増大補正した値や、Ｋａ・ＦＦよりも大きい固定値を用いたが、これ以外に、判定値Ｑ０を利用してＤＴｍ＝Ｋａ・Ｋｆ・Ｑ０としても良い。
【００９４】
・前記実施の形態１において、ステップＳ２８０にて行われるデューティ値ＤＴｍの設定にステップＳ２２０〜Ｓ２５０にて行われる計算が不要な場合には、ステップＳ２６０の判定処理は、ステップＳ２１０とステップＳ２２０との間に配置しても良い。すなわち、Ｑ≧Ｑ０の場合はステップＳ２２０〜Ｓ２５０，Ｓ２７０，Ｓ２９０を実行し、Ｑ＜Ｑ０の場合はステップＳ２８０，Ｓ２９０を実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関およびその制御装置の概略構成を表すブロック図。
【図２】 実施の形態１におけるシリンダヘッドの平面断面図。
【図３】 実施の形態１のピストンにおける頂面の平面図。
【図４】 図２におけるＸ−Ｘ断面図。
【図５】 図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図６】 実施の形態１における燃料供給系統の構成説明図。
【図７】 実施の形態１にて実行される運転領域設定処理のフローチャート。
【図８】 実施の形態１にてリーン燃料噴射量ＱＬを求めるためのマップ構成説明図。
【図９】 実施の形態１にて運転領域を決定するためのマップ構成説明図。
【図１０】 実施の形態１にて実行される燃料噴射量制御処理のフローチャート。
【図１１】 実施の形態１にて理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳを求めるためのマップ構成説明図。
【図１２】 実施の形態１にて実行される高負荷増量ＯＴＰ算出処理のフローチャート。
【図１３】 実施の形態１にて実行される電磁スピル弁制御処理のフローチャート。
【図１４】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１５】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１６】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１７】 実施の形態２にて実行される電磁スピル弁制御処理のフローチャート。
【図１８】 実施の形態２にてプランジャの移動速度Ｖｃを求めるためのマップ構成説明図。
【図１９】 実施の形態２でのプランジャの移動速度と制御デューティとの関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…シリンダ、２ｂ…カムシャフト、２ｃ…ポンプ用カム、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ…第１吸気弁、１２ｂ…第２吸気弁、１４ａ…第１吸気ポート、１４ｂ…第２吸気ポート、１６…排気弁、１８…排気ポート、２０…点火プラグ、２２…燃料噴射弁、２４…凹部、２６…周壁面、３０…吸気マニホールド、３０ａ…第１吸気通路、３０ｂ…第２吸気通路、３２…サージタンク、３４…気流制御弁、３６…シャフト、３７…負圧式アクチュエータ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４４…モータ、４６…スロットル弁、４６ａ…スロットル開度センサ、４８…排気マニホルド、４９…触媒コンバータ、５０…燃料分配管、５０ａ…燃圧センサ、５４…高圧燃料ポンプ、５４ａ…高圧燃料通路、５４ｂ…チェック弁、５４ｃ…低圧燃料通路、５４ｄ…ポンプシリンダ、５４ｅ…プランジャ、５４ｆ…高圧ポンプ室、５４ｇ…リリーフ弁、５４ｈ…排出経路、５４ｉ…ギャラリ、５５…電磁スピル弁、５６…燃料タンク、５８…フィードポンプ、５８ａ…フィルタ、５８ｂ…プレッシャレギュレータ、６０…ＥＣＵ、６２…双方向性バス、６４…ＲＡＭ、６６…ＲＯＭ、６８…ＣＰＵ、７０…入力ポート、７２…出力ポート、７３…ＡＤ変換器、７４…アクセルペダル、７６…アクセル開度センサ、７８…ＡＤ変換器、８０…上死点センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸気圧センサ、８５，８７，８９，９０…ＡＤ変換器、８６…水温センサ、８８…空燃比センサ、９２，９４，９６，９８，１００…駆動回路、１０２…イグナイタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁を用いて必要な燃料量を圧縮行程中に供給している内燃機関、例えば筒内噴射型内燃機関などにおいては、所望の燃焼を行わせるためには燃料噴射弁から正確な燃料量を噴射することが必要である。この正確な燃料噴射量を実現するためには、燃料噴射弁に燃料を分配している燃料分配管内の燃料圧力を必要な圧力に維持しなくてはならない。
【０００３】
この燃料圧力維持のためには、燃料分配管から燃料噴射弁へ供給される燃料噴射量を補うように、十分な燃料量を燃料ポンプから燃料分配管に供給することが必要である。これを実現するための技術として、燃料噴射弁から噴射される最大燃料噴射量以上の燃料を常に燃料分配管へ供給して、いかなる燃料噴射量となっても燃料不足による燃料圧力の低下を防止するものが存在する。この場合、燃料噴射弁により噴射されなかった余分な燃料は、燃料分配管に設けられているリリーフ弁を介して再度燃料ポンプや燃料タンクに戻される。
【０００４】
しかし、このように常に必要以上の大量の燃料を燃料分配管に対して供給し循環させることは、供給燃料量に応じた大きなエネルギーを常に必要とし、内燃機関の燃費の悪化につながるものである。
【０００５】
こうしたエネルギーの浪費を防止するものとして、燃料噴射弁から噴射される燃料量のみを補う分の燃料量を燃料ポンプから燃料分配管に供給する技術が提案されている（例えば、特開平４−５０４６２号公報）。この従来技術では、燃料分配管に燃料を圧送する高圧燃料ポンプに設けられた電磁スピル弁の閉弁期間を、燃料噴射弁の燃料噴射量に基づいて調整し、これに燃圧フィードバック制御を加えて、燃料分配管に対して過不足無く燃料を供給する制御を行っている。このことにより、常に大量の燃料を燃料分配管に対して循環させる必要がなくなり、供給燃料量に応じたエネルギーも小さなものとなり、内燃機関の燃費の悪化を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した制御では、燃料噴射量が小さくなった場合には、高圧燃料ポンプから燃料分配管に圧送される燃料量を小さくするために、電磁スピル弁の閉弁期間（燃料の圧送期間）を短くする。このため、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦、燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を、逆にポンプ室から燃料低圧側へ戻す燃料量が多くなる。このことにより、高圧燃料ポンプと燃料低圧側燃料経路との間で、大量の燃料が正逆反転を繰り返す事態が発生して、燃料流動に大きな脈動が発生するという問題が生じる。このように大きな燃料脈動が生じると、低圧燃料系部品の信頼性の低下や脈動音発生の問題などが派生するおそれがあり、またパルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品の追加などといった部品増加に伴うコストアップのおそれも生じる。
【０００７】
本発明は、燃料噴射量に応じて燃料圧送量を調整する内燃機関の高圧燃料ポンプにおいて、燃料噴射量が小さくなった場合にも、低圧燃料系統での燃料脈動を防止することができる内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、シリンダと該シリンダ内に配置されたプランジャとの間の相対的な往復動により、前記シリンダと前記プランジャとにより区画形成されたポンプ室内へ低圧側から燃料を吸入する吸入行程と、前記ポンプ室の燃料を加圧する加圧行程とを実行する高圧燃料ポンプにおいて、前記加圧行程中に、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流することにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行わない非圧送期間と、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流しないことにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行う圧送期間とを設け、前記燃料噴射弁における燃料噴射量に基づいて前記圧送期間の長さを調整することで、前記燃料噴射弁に対する燃料圧力を制御する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置であって、燃料噴射量が判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定し、これにともない前記燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定する圧送期間補正手段を備えたことを要旨としている。
【０００９】
このように、圧送期間補正手段は、燃料脈動をまねく旨判定したときには、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間よりも長くしている。このため、実際の圧送期間は極端に短くなることがない。したがって、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を、再度燃料低圧側に戻す燃料量は大量になることはない。このため、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動が発生することはない。
【００１０】
さらに、このことにより燃料噴射量以上の燃料が燃料噴射弁側に圧送されるが、このような状況は燃料脈動をまねく旨判定された場合に限られる。このような限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１１】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、燃料脈動をまねく旨判定したときの燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いもの、または前記判定値に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定することを要旨としている。
【００１２】
このように、圧送期間補正手段において行われる圧送期間を長くするためのより具体的な手法としては、燃料脈動をまねく旨判定したときに、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量が判定値より小さくなった時に燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間以上の長さの期間、あるいは前記判定値に基づいて設定される圧送期間以上の長さの期間に設定する手法が挙げられる。
【００１３】
このようにしても、判定値に対応する圧送期間あるいは燃料噴射量が判定値より小さくなった時点での圧送期間よりも、実際の圧送期間の長さは短くなることはない。
【００１４】
したがって、高圧燃料ポンプの吸入行程において燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を再度燃料低圧側に戻す燃料量は大量になることはなく、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動は発生しない。
【００１５】
さらに、このように燃料噴射量以上の燃料が燃料噴射弁側へ圧送されるのは燃料脈動をまねく旨判定された場合であり、限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１６】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、内燃機関がアイドル状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定することを要旨としている。
【００１７】
このように、内燃機関がアイドル状態にある場合を燃料噴射量が判定値よりも小さい場合と捉えることができる。したがって、内燃機関がアイドル状態であると判定されると、圧送期間補正手段は、圧送期間の実際の長さを、燃料噴射量に基づいて設定される圧送期間よりも長くする。このことにより、アイドル時においては、高圧燃料ポンプの吸入行程において一旦燃料低圧側からポンプ室内に吸入した燃料を再度燃料低圧側に戻す燃料量が大量とならず、高圧燃料ポンプの燃料低圧側の燃料経路において燃料の大きな脈動は発生しない。またアイドル状態といった限られた状況下での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴う内燃機関の燃費の悪化も抑制できる。
【００１８】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記圧送期間補正手段は、内燃機関が低回転低負荷状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定することを要旨としている。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記高圧燃料ポンプは、前記ポンプ室と前記低圧側との間を連通または遮断する開閉弁を備えるものであり、当該高圧燃料ポンプ制御装置は、前記燃料噴射量に基づく圧送期間の長さの調整として、前記開閉弁の閉弁期間を表す制御デューティを燃料噴射量に基づいて設定するものであり、前記圧送期間補正手段は、前記制御デューティが前記判定値とは別のものであるデューティ用判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定するものであることを要旨としている。
【００１９】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、前記シリンダと前記プランジャとの間の相対的な往復動はカムの回転により行われるものであり、前記圧送期間補正手段は、前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度が燃料噴射量に対応した圧送期間の開始時期における前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度以下となる時期まで前記圧送期間の実際の開始時期を進角させることにより、実際の圧送期間を燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長くするものであることを要旨としている。
【００２０】
圧送期間の実際の長さは、圧送期間の開始時期を進角させることによって長くすることができる。ここで、高圧燃料ポンプがシリンダとプランジャとの間の相対的な往復動を、カムの回転により行う構成である場合には、圧送期間の開始時期の進角により、シリンダとプランジャとの間の相対速度がより高くなる時期に圧送期間の開始時期を持ってくるおそれがある。このように圧送期間の開始時期が前記相対速度がより高い時期に設定されると、溢流停止に伴う圧送開始時のショックが大きくなり、高圧燃料ポンプの作動音が高くなるおそれが生じる。
【００２１】
本請求項では、圧送期間の実際の長さを長くするために、前記相対速度が高くならない時期を選択して圧送期間の開始時期を進角させている。このため高圧燃料ポンプの作動音が高くなることがない。更に、本請求項では請求項１〜５のいずれかに記載した作用効果も生じる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された筒内噴射式内燃機関およびその制御装置の概略構成を表す。
【００２３】
筒内噴射式内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２は、その出力により自動車を駆動するために自動車に搭載されている。このエンジン２は６つのシリンダ２ａを有している。図２〜図５にも示すごとく、各シリンダ２ａには、シリンダブロック４、シリンダブロック４内で往復動するピストン６、およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０がそれぞれ形成されている。
【００２４】
そして各燃焼室１０には、それぞれ第１吸気弁１２ａ、第２吸気弁１２ｂおよび一対の排気弁１６が設けられている。この内、第１吸気弁１２ａは第１吸気ポート１４ａに接続され、第２吸気弁１２ｂは第２吸気ポート１４ｂに接続され、一対の排気弁１６は一対の排気ポート１８にそれぞれ接続されている。
【００２５】
図２はシリンダヘッド８の平面断面図であって、図示されるように第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂは略直線状に延びるストレート型吸気ポートである。また、シリンダヘッド８の内壁面の中央部には点火プラグ２０が配置されている。更に、第１吸気弁１２ａおよび第２吸気弁１２ｂ近傍のシリンダヘッド８の内壁面周辺部には、燃焼室１０内に直接燃料を噴射できるように燃料噴射弁２２が配置されている。
【００２６】
なお、図３はピストン６における頂面の平面図、図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図２におけるＹ−Ｙ断面図である。図示されるように略山形に形成されたピストン６の頂面上には燃料噴射弁２２の下方から点火プラグ２０の下方まで延びるドーム形の輪郭形状を有する凹部２４が形成されている。
【００２７】
図１に示したごとく、各シリンダ２ａの第１吸気ポート１４ａは吸気マニホールド３０内に形成された第１吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続されている。また、第２吸気ポート１４ｂは第２吸気通路３０ｂを介してサージタンク３２に連結されている。この内、各第２吸気通路３０ｂ内にはそれぞれ気流制御弁３４が配置されている。これらの気流制御弁３４は、共通のシャフト３６を介して接続されていると共に、このシャフト３６を介して負圧式アクチュエータ３７により開閉作動される。なお、気流制御弁３４が閉状態とされた場合には、第１吸気ポート１４ａのみから吸入される吸気により燃焼室１０内には強い旋回流Ｓ（図２）が生じる。
【００２８】
サージタンク３２は吸気ダクト４０を介してエアクリーナ４２に連結されている。吸気ダクト４０内にはモータ４４（ＤＣモータまたはステップモータ）によって駆動されるスロットル弁４６が配置されている。このスロットル弁４６の開度（スロットル開度ＴＡ）はスロットル開度センサ４６ａにより検出されて、スロットル弁４６は運転状態に応じて開度制御される。また、各シリンダ２ａの各排気ポート１８は排気マニホルド４８に連結されている。排気マニホルド４８は触媒コンバータ４９を介して排気を浄化して外部に排出している。
【００２９】
図６に燃料供給系統の構成を示す。図示するごとく、第１吸気弁１２ａおよび第２吸気弁１２ｂ近傍のシリンダヘッド８には、燃料分配管５０が設けられ、各シリンダ２ａに設けられている燃料噴射弁２２に接続している。成層燃焼および均質燃焼を行う際には、燃料分配管５０から供給された燃料が燃料噴射弁２２から直接燃焼室１０内に噴射される。
【００３０】
燃料噴射弁２２に燃料を分配している燃料分配管５０は高圧燃料通路５４ａを介して高圧燃料ポンプ５４に接続されている。なお高圧燃料通路５４ａには、燃料分配管５０から高圧燃料ポンプ５４側に燃料が逆流することを規制するチェック弁５４ｂが設けられている。高圧燃料ポンプ５４には、低圧燃料通路５４ｃを介して燃料タンク５６内に設けられたフィードポンプ５８が接続されている。
【００３１】
フィードポンプ５８は、燃料タンク５６内の燃料を吸引して低圧燃料通路５４ｃ側に吐出することにより、フィルタ５８ａおよびプレッシャレギュレータ５８ｂを介して高圧燃料ポンプ５４のギャラリ５４ｉに燃料を送出する。
【００３２】
高圧燃料ポンプ５４はシリンダヘッド８に取り付けられ、エンジン２の吸気弁用あるいは排気弁用のカムシャフト２ｂに設けられたポンプ用カム２ｃの回転により、ポンプシリンダ５４ｄ内のプランジャ５４ｅを往復動させている。このプランジャ５４ｅの往復動により、高圧ポンプ室５４ｆの容積が増大する吸入行程では、高圧ポンプ室５４ｆ内に低圧燃料通路５４ｃ側からギャラリ５４ｉを介して燃料を吸入する。そして、高圧ポンプ室５４ｆの容積が減少する加圧行程では、高圧ポンプ室５４ｆにて加圧した燃料を後述するごとく必要なタイミングで高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０へ圧送している。
【００３３】
高圧燃料ポンプ５４は、内部に電磁スピル弁５５が設けられている。この電磁スピル弁５５はギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとの間の連通遮断を行う開閉弁である。電磁スピル弁５５が開弁している場合には、ギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとは連通している。このため高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入された燃料は、加圧行程となってもギャラリ５４ｉへ溢流してしまう。したがって、燃料は高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０側に圧送されることはなく、ギャラリ５４ｉを介して低圧燃料通路５４ｃ側に戻される。これに対して、電磁スピル弁５５が閉弁している場合には、ギャラリ５４ｉと高圧ポンプ室５４ｆとは連通していない。このため加圧行程では、燃料はギャラリ５４ｉへ溢流することはなく、高圧燃料通路５４ａを介して燃料分配管５０側へ圧送される。
【００３４】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称する）６０は、燃料分配管５０に取り付けられた燃圧センサ５０ａにて検出された燃料圧力ＰとＥＣＵ６０により別途制御される燃料噴射量Ｑとを参照して、前述した電磁スピル弁５５の開閉弁タイミングを制御する。このことにより、ＥＣＵ６０は、高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０に加圧圧送される燃料量を調節し、燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐを必要な圧力に調節することができる。
【００３５】
なお、燃料分配管５０にはリリーフ弁５４ｇを備えた排出経路５４ｈが接続されている。燃料分配管５０に過剰な燃料が供給されることで燃料分配管５０内の燃料圧力が必要な圧力より高くなると、リリーフ弁５４ｇが開弁して排出経路５４ｈ側へ燃料を排出して、燃料分配管５０内の燃料圧力を維持する。排出経路５４ｈ側へ排出された燃料はギャラリ５４ｉ側へ戻される。このように本燃料供給系統は、燃料分配管５０での過剰な燃料が燃料タンク５６に戻されることがないリターンレスの燃料供給システムとして形成されている。
【００３６】
このリターンレスの燃料供給システムにおいては、燃料分配管５０から排出経路５４ｈへ燃料が戻される場合には、排出経路５４ｈから低圧燃料通路５４ｃにかけての燃料圧力が上昇しようとする。このように低圧系の燃料圧力が上昇しようとすると、燃料タンク５６内のプレッシャレギュレータ５８ｂが開く。このことにより低圧燃料通路５４ｃ内に存在する燃料の内で、プレッシャレギュレータ５８ｂ近傍に存在する燃料、すなわちフィードポンプ５８から汲み上げられたばかりの燃料が、プレッシャレギュレータ５８ｂから燃料タンク５６内に戻される。こうして、排出経路５４ｈから低圧燃料通路５４ｃにかけての低圧系の燃料圧力上昇が防止されるとともに、燃料タンク５６内に戻される燃料は、燃料タンク５６から汲み上げられたばかりの燃料であるので、燃料タンク５６内の温度上昇を防止することができる。
【００３７】
ＥＣＵ６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス６２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６４、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６６、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６８、入力ポート７０および出力ポート７２を備えている。
【００３８】
スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ４６ａはスロットル弁４６の開度に比例した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。アクセルペダル７４にはアクセル開度センサ７６が取り付けられ、アクセルペダル７４の踏み込み量に比例した出力電圧をＡＤ変換器７８を介して入力ポート７０に入力している。上死点センサ８０は例えばシリンダ２ａの内の１番シリンダが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。クランク角センサ８２は、クランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。ＣＰＵ６８では上死点センサ８０の出力パルスとクランク角センサ８２の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パルスの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算される。サージタンク３２には、吸気圧センサ８４が設けられ、サージタンク３２内の吸気圧ＰＭ（吸入空気の圧力：絶対圧）に対応した出力電圧をＡＤ変換器８５を介して入力ポート７０に入力している。エンジン２のシリンダブロック４には水温センサ８６が設けられ、エンジン２の冷却水温度ＴＨＷを検出し冷却水温度ＴＨＷに応じた出力電圧をＡＤ変換器８７を介して入力ポート７０に入力している。排気マニホルド４８には空燃比センサ８８が設けられ、空燃比に応じた出力電圧をＡＤ変換器８９を介して入力ポート７０に入力している。燃料分配管５０に設けられた燃圧センサ５０ａは燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐに比例した出力電圧をＡＤ変換器９０を介して入力ポート７０に入力している。
【００３９】
出力ポート７２は、対応する駆動回路９２，９４，９６，９８，１００を介してイグナイタ１０２、各燃料噴射弁２２、スロットル弁４６の駆動用モータ４４、負圧式アクチュエータ３７、および電磁スピル弁５５に接続されて、各装置１０２，２２，４４，３７，５５を必要に応じて駆動制御している。
【００４０】
次にエンジン２において始動完了後に行われる燃料噴射制御について説明する。図７に燃料噴射制御に必要な運転領域を設定する処理のフローチャートを示す。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。なお、以下に説明する各フローチャート中の個々の処理ステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４１】
まず、クランク角センサ８２の信号から得られているエンジン回転数ＮＥと、アクセル開度センサ７６の信号から得られているアクセルペダル７４の踏み込み量（以下、アクセル開度と称する）ＡＣＣＰとがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ１００）。
【００４２】
次に、これらエンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰとに基づいて、リーン燃料噴射量ＱＬを算出する（Ｓ１１０）。このリーン燃料噴射量ＱＬは、成層燃焼を行う際にエンジン２の出力トルクを要求トルクとするのに最適な燃料噴射量を表している。リーン燃料噴射量ＱＬは予め実験により求められて、図８に示すごとく、アクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップとしてＲＯＭ６６内に記憶されている。ステップＳ１１０ではこのマップに基づいてリーン燃料噴射量ＱＬが算出される。なお、マップでは離散的に数値が配置されているので、パラメータとして一致する値が存在しない場合には、補間計算により求めることになる。このような補間によるマップからの算出は、ここで述べたマップ以外のマップから必要な数値を求める場合にも同様に行われる。
【００４３】
次に、こうして求められたリーン燃料噴射量ＱＬとエンジン回転数ＮＥとに基づいて、図９に示されるような３つの運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３が決定される（Ｓ１１５）。こうして一旦処理を終了する。
【００４４】
このように運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３が決定されると、各運転領域Ｒｌ〜Ｒ３に応じて燃料噴射形態が制御される。すなわち、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ１よりも小さい運転領域Ｒ１では、リーン燃料噴射量ＱＬに応じた量の燃料を圧縮行程末期に噴射する。この圧縮行程末期での噴射による噴射燃料はピストン６の凹部２４内に進行した後、凹部２４の周壁面２６（図３，４）に衝突する。周壁面２６に衝突した燃料は気化せしめられつつ移動して点火プラグ２０近傍の凹部２４内に可燃混合気層を形成する。そしてこの層状の可燃混合気に点火プラグ２０によって点火がなされることにより、成層燃焼が行われる。
【００４５】
また、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ１としきい値ＱＱ２との間である運転領域Ｒ２では、リーン燃料噴射量ＱＬに応じた量の燃料を吸気行程と圧縮行程末期とに２回に分けて噴射する。すなわち、吸気行程に第１回目の燃料噴射が行われ、次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。第１回目の噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室１０内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室１０内全体に均質な稀薄混合気が形成される。また、圧縮行程末期に燃料噴射が行われる結果、前述したごとく点火プラグ２０近傍の凹部２４内には可燃混合気層が形成される。そしてこの層状の可燃混合気に点火プラグ２０によって点火がなされ、またこの点火火炎によって燃焼室１０内全体を占める稀薄混合気が燃焼される。すなわち、運転領域Ｒ２では前述した運転領域Ｒ１よりも成層度の弱い成層燃焼が行われる。
【００４６】
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ２よりも多い運転領域Ｒ３では、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳに基づいて各種の補正を行った燃料量を吸気行程に噴射する。この噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室１０内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室１０内全体に均質な理論空燃比（後述するごとく、増量補正により理論空燃比より燃料濃度が濃いリッチ空燃比に制御される場合もある）の均質混合気が形成され、この結果、均質燃焼が行われる。
【００４７】
上述した運転領域設定処理により設定された運転領域に基づいて実行される燃料噴射量制御処理のフローチャートを図１０に示す。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。
【００４８】
燃料噴射量制御処理が開始されると、まず、アクセル開度センサ７６の信号から得られているアクセル開度ＡＣＣＰ、クランク角センサ８２の信号から得られているエンジン回転数ＮＥ、吸気圧センサ８４の信号から得られている吸気圧ＰＭ、および空燃比センサ８８の信号から得られている酸素濃度検出値ＶｏｘをＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ１２０）。
【００４９】
次に、前述した運転領域設定処理にて（図７）、現在、運転領域Ｒ３が設定されているか否かが判定される（Ｓ１２２）。運転領域Ｒ３が設定されていると判定された場合には（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、予めＲＯＭ６６に設定されている図１１のマップを用いて、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとから、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳが算出される（Ｓ１３０）。
【００５０】
次に、高負荷増量ＯＴＰ算出処理（Ｓ１４０）が行われる。この高負荷増量ＯＴＰ算出処理について図１２のフローチャートに基づいて説明する。高負荷増量ＯＴＰ算出処理では、まず、アクセル開度ＡＣＣＰが高負荷増量判定値ＫＯＴＰＡＣを越えているか否かが判定される（Ｓ１４１）。
【００５１】
ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４１で「ＮＯ」）、高負荷増量ＯＴＰには値「０」が設定される（Ｓ１４２）。すなわち燃料の増量補正は行われない。こうして、高負荷増量ＯＴＰ算出処理を一旦出る。
【００５２】
また、ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４１で「ＹＥＳ」）、高負荷増量ＯＴＰには値Ｍ（例えば、１＞Ｍ＞０）が設定される（Ｓ１４４）。すなわち燃料の増量補正の実行が設定される。この増量補正は、高負荷時に触媒コンバータ４９が過熱するのを防止するためになされる。
【００５３】
図１０に戻り、ステップＳ１４０にて高負荷増量ＯＴＰが算出された後に、次に、空燃比フィードバック条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１５０）。例えば、「（１）始動時でない。（２）燃料カット中でない。（３）暖機完了している。（例えば冷却水温度ＴＨＷ≧４０°）（４）空燃比センサ８８は活性化が完了している。（５）高負荷増量ＯＴＰの値が０である。」の条件がすべて成立しているか否かが判定される。
【００５４】
空燃比フィードバック条件が成立していれば（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック係数ＦＡＦとその学習値ＫＧの算出が行われる（Ｓ１６０）。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは空燃比センサ８８の出力に基づいて算出される。また、学習値ＫＧは空燃比フィードバック係数ＦＡＦにおける、中心値１．０からのずれ量を記憶するものである。これらの値を用いた空燃比フィードバック制御技術は特開平６−１０７３６号公報などに示されているごとく種々の手法が知られている。
【００５５】
一方、空燃比フィードバック条件が成立していなければ（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック係数ＦＡＦには１．０が設定される（Ｓ１７０）。
ステップＳ１６０またはＳ１７０の次に、燃料噴射量Ｑが次式１のごとく求められる（Ｓ１８０）。
【００５６】
【数１】
【００５７】
こうして一旦燃料噴射量制御処理を終了する。
ステップＳ１２２にて、運転領域Ｒ３以外の領域、すなわち運転領域Ｒ１，Ｒ２のいずれかの場合は（Ｓ１２２で「ＮＯ」）、燃料噴射量Ｑには、運転領域設定処理（図７）のステップＳ１１０にて求められているリーン燃料噴射量ＱＬが設定される（Ｓ１９０）。こうして一旦燃料噴射量制御処理を終了する。
【００５８】
次に、高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０への燃料圧送量を制御するための電磁スピル弁制御処理について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。本処理は予め設定されているクランク角毎に周期的に実行される処理である。
【００５９】
電磁スピル弁制御処理が開始されると、まず、前述した燃料噴射量制御処理にて算出されている燃料噴射量Ｑと、燃圧センサ５０ａにて検出されている燃料分配管５０内の燃料圧力Ｐとを、ＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ２１０）。
【００６０】
そして、この燃料噴射量Ｑとフィードフォワード係数Ｋｆとの積（Ｋｆ・Ｑ）により、フィードフォワード項ＦＦを算出する（Ｓ２２０）。次に次式２に示すごとく、目標燃料圧力Ｐ０と実際の燃料圧力Ｐとの圧力偏差ΔＰが算出される（Ｓ２３０）。
【００６１】
【数２】
ΔＰ ← Ｐ０ − Ｐ … ［式２］
そして、この圧力偏差ΔＰと比例係数Ｋ１との積から比例項ＤＴｐが算出される（Ｓ２４０）。更に、次式３に示すごとく、圧力偏差ΔＰと積分係数Ｋ２との積（Ｋ２・ΔＰ）に基づいて積分項ＤＴｉが算出される（Ｓ２５０）。
【００６２】
【数３】
ＤＴｉ ← ＤＴｉ ＋ Ｋ２・ΔＰ … ［式３］
なお、右辺の「ＤＴｉ」は前回の制御周期時に計算された積分項ＤＴｉを表しており、初期値としては例えば「０」が設定される。
【００６３】
次に、燃料噴射量Ｑが判定値Ｑ０以上か否かが判定される（Ｓ２６０）。この判定値Ｑ０は、燃料噴射量Ｑが非常に小さいために低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じる状態を判定するための値であり、予め実験により大きな脈動が生じ始める直前の燃料噴射量の値が設定されている。エンジン２により異なるが、例えば、Ｋｆ・Ｑ０の値が５〜７％となるような値が挙げられる。
【００６４】
Ｑ≧Ｑ０であれば（Ｓ２６０で「ＹＥＳ」）、次式４に示すごとく、電磁スピル弁５５の閉弁期間（圧送期間）を設定する制御デューティＤＴが算出される（Ｓ２７０）。
【００６５】
【数４】
ＤＴ ← Ｋａ（ＤＴｐ ＋ ＤＴｉ ＋ ＦＦ） … ［式４］
ここで、Ｋａは補正係数である。
【００６６】
また、Ｑ＜Ｑ０であれば（Ｓ２６０で「ＮＯ」）、制御デューティＤＴとしては、デューティ値ＤＴｍが設定される（Ｓ２８０）。このデューティ値ＤＴｍは、今回の制御周期においてステップＳ２２０で求めたフィードフォワード項ＦＦと前記式４にて用いた補正係数Ｋａとの積（Ｋａ・ＦＦ）よりも大きい値が設定される。したがって、デューティ値ＤＴｍとしては、Ｋａ・ＦＦを算出してから、この値を増大補正したものを用いても良く、また、Ｑ＜Ｑ０の状況下において、間違いなくＫａ・ＦＦよりも大きいデューティ、例えば、１００％あるいは５０％〜１００％の固定値を用いても良い。
【００６７】
ステップＳ２７０またはステップＳ２８０にて、制御デューティＤＴが決定されると、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の閉弁期間を表す制御デューティとして設定される（Ｓ２９０）。こうして一旦処理を終了する。
【００６８】
上述したごとく、Ｑ≧Ｑ０である場合は、図１４の制御デューティＤＴによる電磁スピル弁５５の開閉タイミング例に示すごとく、加圧行程における制御デューティＤＴが燃料噴射量Ｑと燃料圧力Ｐとに基づいてフィードバック制御される。しかし、燃料噴射量Ｑが小さくなることにより、図１５に示すごとく制御デューティＤＴが極めて小さくなることが予想されると、フィードバック制御は停止して直ちに図１６のごとく制御デューティＤＴをデューティ値ＤＴｍ（図１６では１００％）にする処理が行われる。
【００６９】
上述した実施の形態１において、ステップＳ２６０，Ｓ２８０が圧送期間補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【００７０】
（イ）．図１４〜１６から判るように、制御デューティＤＴが小さい方（図１５）が低圧燃料通路５４ｃ側の燃料圧力の脈動ΔＰｗが大きい。これは、制御デューティＤＴに基づく電磁スピル弁５５の閉弁期間（圧送期間）Ｔｏｕｔが短いと、高圧燃料ポンプ５４の吸入行程にて、低圧燃料通路５４ｃから高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入された燃料の大半が、電磁スピル弁５５の開弁期間（非圧送期間）Ｔｒｅｔにて、直ちに低圧燃料通路５４ｃに戻されるからである。
【００７１】
そして、制御デューティＤＴが高くなるにしたがって（図１５→図１４→図１６）、電磁スピル弁５５の開弁期間Ｔｒｅｔにて低圧燃料通路５４ｃに戻される燃料量は小さくなり、低圧燃料通路５４ｃ側の燃料圧力の脈動ΔＰｗは小さくなる。
【００７２】
前述したステップＳ２６０では、燃料噴射量Ｑの大きさを判定することにより、前記式４にて計算される制御デューティＤＴが小さくなって低圧燃料通路５４ｃでの脈動が図１５に示したごとく過大となる状態を推定している。そして、Ｑ＜Ｑ０であって（Ｓ２６０で「ＮＯ」）、脈動が過大となることが推定されると、ステップＳ２８０にて制御デューティＤＴに大きいデューティ値ＤＴｍ（ここでは１００％）を設定している。すなわち、燃料噴射量Ｑに基づいて設定される場合よりも制御デューティＤＴを大きくしている。
【００７３】
このため、電磁スピル弁５５の閉弁期間Ｔｏｕｔは長くされる。したがって、高圧燃料ポンプ５４の吸入行程においては、一旦、低圧燃料通路５４ｃ側から高圧ポンプ室５４ｆ内に吸入されて再度低圧燃料通路５４ｃに戻る燃料量は小さくなる。このため、低圧燃料通路５４ｃにおける燃料の大きな脈動が防止される。
【００７４】
なお、このことにより燃料噴射量Ｑ以上の燃料が燃料分配管５０側に圧送されるが、Ｑ＜Ｑ０と判定される場合は限られており、このように限られた状況での圧送燃料量の増加あるいは維持であることから、余分な燃料を循環させるエネルギーを必要とすることに伴うエンジン２の燃費の悪化も抑制できる。
【００７５】
（ロ）．また、燃料噴射量Ｑが小さい場合に、燃料噴射量Ｑよりも多量の燃料が高圧燃料ポンプ５４から燃料分配管５０へ圧送されるので、燃料分配管５０内に循環する燃料量が増加する。このため、燃料分配管５０の温度上昇が抑制されてベーパの発生を防止することができる。
【００７６】
［実施の形態２］
本実施の形態２が前記実施の形態１と異なるのは、図１３に示した電磁スピル弁制御処理の代わりに、図１７に示す電磁スピル弁制御処理が行われる点である。他の構成については、前記実施の形態１と同じである。
【００７７】
本実施の形態２の電磁スピル弁制御処理を図１７のフローチャートに基づいて説明する。本電磁スピル弁制御処理が開始されると、まず、上死点センサ８０とクランク角センサ８２との信号から算出されているエンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量制御処理にて算出されている燃料噴射量Ｑ、および燃圧センサ５０ａにて検出されている燃料圧力Ｐを、ＲＡＭ６４の作業領域に読み込む（Ｓ３１０）。
【００７８】
次にステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理が行われる。これらの処理は、前記実施の形態１のステップＳ２２０〜Ｓ２５０の処理と同じであるので説明は省略する。
【００７９】
こうして、ステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理にて求められたフィードフォワード項ＦＦ、比例項ＤＴｐおよび積分項ＤＴｉにより、前記実施の形態１にて述べた式４により制御デューティＤＴが求められる（Ｓ３７０）。
【００８０】
次に、ステップＳ３７０にて求められた制御デューティＤＴが判定値ＤＴ０より大きいか否かが判定される（Ｓ４００）。判定値ＤＴ０は、制御デューティＤＴが非常に小さいために低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じる状態を判定するための値であり、予め実験により大きな脈動が生じ始める直前の制御デューティの値が設定されている。エンジン２により異なるが、例えば、５〜７％の値が挙げられる。
【００８１】
ＤＴ≧ＤＴ０（Ｓ４００で「ＹＥＳ」）であって、低圧燃料通路５４ｃにて大きな脈動が生じるような制御デューティＤＴではない場合には、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の制御デューティとして設定される（Ｓ４１０）。こうして、一旦処理を終了する。
【００８２】
ＤＴ＜ＤＴ０（Ｓ４００で「ＮＯ」）であって、低圧燃料通路５４ｃに大きな脈動が生じるおそれのある制御デューティＤＴである場合には、次のような処理が行われる。
【００８３】
まず、この制御デューティＤＴにおいて設定される電磁スピル弁５５の閉弁時期に、プランジャ５４ｅに生じている移動速度Ｖｃが、図１８に示すマップから求められる（Ｓ４２０）。このマップは、エンジン回転数ＮＥと制御デューティＤＴとをパラメータとするものであり、予め実験により高圧燃料ポンプ５４の加圧行程におけるプランジャ５４ｅの移動速度が測定されてＲＯＭ６６内に格納されている。
【００８４】
次に、同じ図１８のマップを利用して、ステップＳ４２０にて求められた移動速度Ｖｃとエンジン回転数ＮＥとが共に同一であって、ステップＳ３７０で求めた制御デューティＤＴよりも大きい側に存在する制御デューティＤＴｘが求められる（Ｓ４３０）。
【００８５】
これは、図１９のタイミングチャートに示すごとく、ポンプ用カム２ｃによりプランジャ５４ｅが駆動されているため、同じ加圧行程において、加圧行程のほぼ中心にて最高移動速度Ｈｐとなるからである。すなわち、最高移動速度Ｈｐの両側に、電磁スピル弁５５の閉弁時期においてそれぞれ同じ移動速度Ｖｃを示す異なる制御デューティＤＴ１，ＤＴｘが存在することになる。したがって、ステップＳ４３０では、図１８に示したごとく、最高移動速度Ｈｐを挟んで制御デューティが１００％に近い方にも同一移動速度Ｖｃが存在することから、このもう一つの移動速度Ｖｃに対応する制御デューティＤＴｘを求めることになる。
【００８６】
こうして得られた制御デューティＤＴｘを新たな制御デューティＤＴとして設定する（Ｓ４４０）。そして、この制御デューティＤＴが、高圧燃料ポンプ５４の加圧行程における電磁スピル弁５５の制御デューティとして設定されて（Ｓ４１０）、一旦処理を終了する。
【００８７】
上述した実施の形態２の構成の内、ステップＳ４００，Ｓ４２０〜Ｓ４４０が圧送期間補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【００８８】
（イ）．単に、燃料分配管５０に対する燃料の圧送期間（電磁スピル弁５５の閉弁期間）を長くするために、圧送期間の開始時期（電磁スピル弁５５の閉弁時期ｔ１）を進角させると、図１９に示したごとく、電磁スピル弁５５の閉弁時期は最高移動速度Ｈｐのタイミングに近づく。したがって、単に進角したのではプランジャ５４ｅの移動速度がより速くなる時期に電磁スピル弁５５の閉弁時期を持ってくるおそれがある。このように、電磁スピル弁５５の閉弁時期がプランジャ５４ｅの移動速度が高くなるタイミングに設定されると、溢流停止のために行う電磁スピル弁５５の閉弁に伴って生じるショックが大きくなり、高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くなってしまう。
【００８９】
本実施の形態２では、電磁スピル弁５５の閉弁期間の実際の長さを、燃料噴射量Ｑに基づいて設定される閉弁期間よりも長くするに際して、プランジャ５４ｅの移動速度が高くならない時期を選択して電磁スピル弁５５の閉弁時期を進角させている。このため高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くなることがない。
【００９０】
（ロ）．また、上記（イ）にて述べたごとく、電磁スピル弁５５の閉弁期間を長くするために、制御デューティＤＴ＝１００％にするのではなく、高圧燃料ポンプ５４の作動音が高くならない範囲で制御デューティＤＴを１００％よりも小さくしている。したがって、燃料圧送のエネルギーが節約でき、更に燃費の悪化が抑制できる。
【００９１】
（ハ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）に述べた効果を生じる。
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０）は、燃料噴射量Ｑの大きさで判断（Ｓ２６０）した。また、前記実施の形態２においては、制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ４２０〜Ｓ４４０）は、制御デューティＤＴ自体の大きさで判断（Ｓ４００）した。これ以外に、例えば、エンジン２の運転状態がアイドル時か否かを判定して、アイドル時において制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０またはＳ４２０〜Ｓ４４０）を行っても良い。アイドル時においては、成層燃焼により燃料噴射量Ｑが特に小さくなることから、低圧燃料通路５４ｃの脈動が生じやすいからである。更に、アイドル時は走行騒音も無いことから高圧燃料ポンプ５４の駆動により生じる脈動騒音や前述した作動音が運転者に聞き取られ易くなるが、上述したごとく脈動や作動音が抑制されるので騒音による運転環境の悪化が防止できる。なお、燃料噴射量Ｑの大きさの判断は、直接、燃料噴射量Ｑで判断するのではなく、燃料噴射量Ｑの大きさに対応した物理量やエンジン２の運転状態にて判定しても良い。例えばエンジン２の運転状態が低回転低負荷時にある場合は燃料噴射量が小さくなるので、低回転低負荷時では制御デューティＤＴを大きくする補正（Ｓ２８０またはＳ４２０〜Ｓ４４０）を行うようにしても良い。
【００９２】
・前記実施の形態１，２の例では、低圧燃料通路５４ｃの脈動の大きさが十分に小さくされているので、パルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品は用いなかった。しかし、より一層脈動の低下を行いたい場合には、パルセーションダンパなどの燃料脈動低減部品を低圧燃料通路５４ｃに取り付けて用いても良い。このように本発明と燃料脈動低減部品とを組み合わせることにより、一層大きな脈動低減効果を生じさせることができる。
【００９３】
・前記実施の形態１のステップＳ２８０では、デューティ値ＤＴｍとして、Ｋａ・ＦＦを増大補正した値や、Ｋａ・ＦＦよりも大きい固定値を用いたが、これ以外に、判定値Ｑ０を利用してＤＴｍ＝Ｋａ・Ｋｆ・Ｑ０としても良い。
【００９４】
・前記実施の形態１において、ステップＳ２８０にて行われるデューティ値ＤＴｍの設定にステップＳ２２０〜Ｓ２５０にて行われる計算が不要な場合には、ステップＳ２６０の判定処理は、ステップＳ２１０とステップＳ２２０との間に配置しても良い。すなわち、Ｑ≧Ｑ０の場合はステップＳ２２０〜Ｓ２５０，Ｓ２７０，Ｓ２９０を実行し、Ｑ＜Ｑ０の場合はステップＳ２８０，Ｓ２９０を実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関およびその制御装置の概略構成を表すブロック図。
【図２】 実施の形態１におけるシリンダヘッドの平面断面図。
【図３】 実施の形態１のピストンにおける頂面の平面図。
【図４】 図２におけるＸ−Ｘ断面図。
【図５】 図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図６】 実施の形態１における燃料供給系統の構成説明図。
【図７】 実施の形態１にて実行される運転領域設定処理のフローチャート。
【図８】 実施の形態１にてリーン燃料噴射量ＱＬを求めるためのマップ構成説明図。
【図９】 実施の形態１にて運転領域を決定するためのマップ構成説明図。
【図１０】 実施の形態１にて実行される燃料噴射量制御処理のフローチャート。
【図１１】 実施の形態１にて理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳを求めるためのマップ構成説明図。
【図１２】 実施の形態１にて実行される高負荷増量ＯＴＰ算出処理のフローチャート。
【図１３】 実施の形態１にて実行される電磁スピル弁制御処理のフローチャート。
【図１４】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１５】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１６】 実施の形態１での制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１７】 実施の形態２にて実行される電磁スピル弁制御処理のフローチャート。
【図１８】 実施の形態２にてプランジャの移動速度Ｖｃを求めるためのマップ構成説明図。
【図１９】 実施の形態２でのプランジャの移動速度と制御デューティとの関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…シリンダ、２ｂ…カムシャフト、２ｃ…ポンプ用カム、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ…第１吸気弁、１２ｂ…第２吸気弁、１４ａ…第１吸気ポート、１４ｂ…第２吸気ポート、１６…排気弁、１８…排気ポート、２０…点火プラグ、２２…燃料噴射弁、２４…凹部、２６…周壁面、３０…吸気マニホールド、３０ａ…第１吸気通路、３０ｂ…第２吸気通路、３２…サージタンク、３４…気流制御弁、３６…シャフト、３７…負圧式アクチュエータ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４４…モータ、４６…スロットル弁、４６ａ…スロットル開度センサ、４８…排気マニホルド、４９…触媒コンバータ、５０…燃料分配管、５０ａ…燃圧センサ、５４…高圧燃料ポンプ、５４ａ…高圧燃料通路、５４ｂ…チェック弁、５４ｃ…低圧燃料通路、５４ｄ…ポンプシリンダ、５４ｅ…プランジャ、５４ｆ…高圧ポンプ室、５４ｇ…リリーフ弁、５４ｈ…排出経路、５４ｉ…ギャラリ、５５…電磁スピル弁、５６…燃料タンク、５８…フィードポンプ、５８ａ…フィルタ、５８ｂ…プレッシャレギュレータ、６０…ＥＣＵ、６２…双方向性バス、６４…ＲＡＭ、６６…ＲＯＭ、６８…ＣＰＵ、７０…入力ポート、７２…出力ポート、７３…ＡＤ変換器、７４…アクセルペダル、７６…アクセル開度センサ、７８…ＡＤ変換器、８０…上死点センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸気圧センサ、８５，８７，８９，９０…ＡＤ変換器、８６…水温センサ、８８…空燃比センサ、９２，９４，９６，９８，１００…駆動回路、１０２…イグナイタ。
Claims (6)
- シリンダと該シリンダ内に配置されたプランジャとの間の相対的な往復動により、前記シリンダと前記プランジャとにより区画形成されたポンプ室内へ低圧側から燃料を吸入する吸入行程と、前記ポンプ室の燃料を加圧する加圧行程とを実行する高圧燃料ポンプにおいて、前記加圧行程中に、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流することにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行わない非圧送期間と、前記ポンプ室内の燃料を低圧側へ溢流しないことにより前記燃料噴射弁側への燃料圧送を行う圧送期間とを設け、前記燃料噴射弁における燃料噴射量に基づいて前記圧送期間の長さを調整することで、前記燃料噴射弁に対する燃料圧力を制御する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置であって、
燃料噴射量が判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定し、これにともない前記燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定する圧送期間補正手段を備えた
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、
前記圧送期間補正手段は、燃料脈動をまねく旨判定したときの燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長いもの、または前記判定値に対応した圧送期間よりも長いものを実際の圧送期間として設定する
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。 - 請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、
前記圧送期間補正手段は、内燃機関がアイドル状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。 - 請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、
前記圧送期間補正手段は、内燃機関が低回転低負荷状態にあることに基づいて燃料噴射量が前記判定値よりも小さい旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。 - 請求項１または２に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、
前記高圧燃料ポンプは、前記ポンプ室と前記低圧側との間を連通または遮断する開閉弁を備えるものであり、
当該高圧燃料ポンプ制御装置は、前記燃料噴射量に基づく圧送期間の長さの調整として、前記開閉弁の閉弁期間を表す制御デューティを燃料噴射量に基づいて設定するものであり、
前記圧送期間補正手段は、前記制御デューティが前記判定値とは別のものであるデューティ用判定値よりも小さいことに基づいて燃料脈動をまねく旨判定するものである
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。 - 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置において、
前記シリンダと前記プランジャとの間の相対的な往復動はカムの回転により行われるものであり、
前記圧送期間補正手段は、前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度が燃料噴射量に対応した圧送期間の開始時期における前記シリンダと前記プランジャとの間の相対速度以下となる時期まで前記圧送期間の実際の開始時期を進角させることにより、実際の圧送期間を燃料噴射量に対応した圧送期間よりも長くするものである
ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。
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