JP5195614B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来から、燃料を高圧にして畜圧する蓄圧室を備えた内燃機関の制御装置が知られている。例えば、特許文献１には、高圧燃料を畜圧する蓄圧室より気筒ごとに設けられた燃料噴射弁へ燃料を供給する内燃機関の制御装置が開示されている。また、特許文献１には、気筒ごとの燃料噴射量のばらつきを補正するため、燃料温度センサの検出値等に基づき燃料噴射弁ごとの燃料噴射量を補正する技術が開示されている。その他、本発明に関連ある技術が特許文献２乃至特許文献４にそれぞれ開示されている。

特許第４２２１５７０号公報 特開２００７−３０３３９５号公報 特開２００２−３３２９００号公報 特開２００８−２８０８５１号公報

一般に、畜圧室などの高圧系に燃温センサを設置するのは技術的に困難である。従って、噴射される燃料温度を計測する場合、リターン配管などの低圧部に燃温センサが設置され、その検出値に基づき燃料温度が推定される。しかし、低圧部に設置された燃温センサの検出値と実際に噴射される燃料温度とは、燃温センサの設定位置や燃温センサの経年による精度の低下等に起因して、必ずしも一致しない場合がある。従って、内燃機関の制御装置は、燃温センサの検出値を適切に補正する必要がある。特許文献１乃至特許文献４には、上記の問題は、何ら検討されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料噴射制御の精度を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、エンジンと、燃料タンクと、前記燃料タンクの燃料を加圧する高圧ポンプと、前記高圧ポンプにより加圧された燃料を蓄圧する蓄圧室と、前記畜圧室から供給された燃料を前記エンジンの各気筒内へ供給する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記高圧ポンプへ供給される燃料の温度、または、前記畜圧室から前記高圧ポンプ若しくは前記燃料タンクへ戻される燃料の温度の少なくとも一方の温度を計測する燃温センサと、当該燃温センサの検出値と、前記畜圧室内の燃料が有する圧力振動の振動周期相関値と、に基づき、前記燃料噴射弁の燃料噴射指令値、または、前記高圧ポンプの圧送量指令値を算出する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記振動周期相関値に基づき前記検出値を補正する。

上記の内燃機関の制御装置は、エンジン（内燃機関）と、燃料タンクと、高圧ポンプと、畜圧室と、燃料噴射弁と、燃温センサと、制御手段と、を備える。燃温センサは、高圧ポンプによる加圧前の燃料温度または畜圧室等から燃料タンクへ戻された燃料温度を計測する。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、燃温センサの検出値と、畜圧室内の燃料が有する圧力振動の振動周期相関値と、に基づき、燃料噴射弁の燃料噴射指令値、または、高圧ポンプの圧送量指令値を算出する。ここで、「振動周期相関値」とは、圧力振動（脈動）の周期またはこれに相関がある値を指す。例えば、振動周期相関値は、圧力脈動の周期の他に、周波数やクランク角に対する圧力脈動の繰り返し幅であってもよい。このように、内燃機関の制御装置は、燃温センサの検出値と畜圧室内の燃料圧力の振動周期相関値とに基づき燃料噴射指令値や圧送量指令値を適切に設定し、燃料噴射制御の精度を向上させることができる。

上記構成に加え、前記制御手段は、前記振動周期相関値に基づき前記検出値を補正する。即ち、内燃機関の制御装置は、振動周期相関値から燃料温度を推定可能なことを利用し、燃温センサの検出値を補正する。このようにすることで、内燃機関の制御装置は、燃料温度をより正確に把握することができ、燃料噴射制御の精度を向上させることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、１燃焼サイクル内にパイロット噴射とメイン噴射とを少なくとも含む複数回の燃料噴射を実行し、前記エンジンを定常回転数にすると共に前記パイロット噴射と前記メイン噴射とのインターバルを所定範囲で徐々に変化をさせ、当該変化時の前記エンジンのトルクの挙動に基づき前記振動周期相関値を算出する。この態様では、内燃機関の制御装置は、メイン噴射に先立って実行される燃料噴射（パイロット噴射）とエンジン出力を得るための燃料噴射（メイン噴射）とを含む多段噴射を実行する。さらに、内燃機関の制御装置は、定常運転時にメイン噴射とパイロット噴射とのインターバル（パイロットインターバル）をスイープさせることで、畜圧室内の圧力脈動をエンジントルクの変動に反映させる。従って、内燃機関の制御装置は、エンジントルクに基づき適切に振動周期相関値を算出することができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記振動周期相関値に
基づき前記畜圧室内の燃料の音速を算出し、当該音速に基づき燃料温度を算出する。一般
に、液体温度とその音速とは所定の関係を有する。また、畜圧室内の燃料の音速は、振動
周期相関値と噴射系システム内の設計によって一意に定まる。以上を考慮し、この態様で
は、内燃機関の制御装置は、振動周期相関値に基づき音速を算出することで、燃料温度を
適切に算出することができる。
上記内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記燃温センサの検出値が示す温度と、前記振動周期相関値に基づき推定した温度との差が所定値より大きい場合、前記検出値を補正する。
上記内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記検出値が示す温度と、前記振動周期相関値に基づき推定した温度との差が、前記所定値より大きい値に設定された所定の閾値以上場合、前記燃温センサに異常があると判定する。

内燃機関の制御装置が搭載される車両の概略構成の一例を示す図である。 内燃機関の制御装置の概略構成の一例を示す図である。 １燃焼サイクルにわたる燃料噴射量の変化を模式的に示した図の一例である。 圧力Ｐｆの時間変化のグラフの一例である。 パイロットインターバルＴｗの変化に伴う燃料噴射量の変動幅の変化を示すグラフの一例である。 音速Ｖｓと燃料温度Ｔｆｐとの関係を表すグラフの一例である。 本実施形態における処理手順を示すフローチャートの一例である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［車両の構成］
まず、本発明の各実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用したハイブリッド車両について説明する。

図１は、車両１００の概略構成を示す図である。車両１００は、主に、エンジン１と、車軸２と、車輪３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５と、バッテリ６と、ＥＣＵ５０と、を備える。

エンジン１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン１は、ディーゼルエンジンによって構成される。エンジン１は、車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、吸気通路（不図示）より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼することによって、動力を発生する。エンジン１内の燃焼により発生した排気ガスは、排気通路（不図示）に排出される。エンジン１は、ＥＣＵ５０によって種々の制御が行われる。

車軸２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。

モータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、車軸２に動力を伝達することができるように構成されている。モータＭＧ２の回転数は、ＥＣＵ５０によって制御される。

これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。

動力分割機構４は、サンギヤやリングギヤなどを有して構成されるプラネタリギヤ（遊星歯車機構）に相当し、エンジン１の出力を第１のモータジェネレータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成されている。

インバータ５は、バッテリ６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５は、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給することが可能に構成されている。

バッテリ６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。ＥＣＵ５０についての詳細な説明は後述する。

［内燃機関の制御装置の構成］
図２は、車両１００に搭載される内燃機関の制御装置７５の概略構成図の一例を示す。

図２に示すように、内燃機関の制御装置７５は、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄと、コモンレール１２と、高圧ポンプ１３と、電磁弁１４と、燃料タンク１５と、圧力センサ１６と、燃温センサ１７と、リリーフ弁１９と、高圧燃料経路２１ａ乃至２１ｄと、燃料配管２２、２３と、リターン配管２４ａ乃至２４ｅと、ＥＣＵ５０と、ＥＤＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｃｔｕａｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）５１を有する。

燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄは、コモンレール１２より分岐する分岐管に連結された高圧燃料経路２１ａ乃至２１ｄとそれぞれ接続され、コモンレール１２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給する。なお、図２では、一例として、エンジン１は、４気筒エンジンであるものとする。燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄは、噴孔を開閉するノズルニードル（弁体）と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等よりなる燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルのノズルニードルの背圧制御を行なうアクチュエータとしての噴射量制御用の電磁弁とを備える。電磁弁は、ＥＣＵ５０の制御信号に基づき通電及び通電停止が制御される。

また、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄ間には、コモンレール１２から供給された高圧燃料の一部を燃料タンク１５へ戻すためのリターン配管２４ｃがそれぞれ配置されている。さらに、リターン配管２４ｃとリターン配管２４ｄとの接続部分には、リターン配管２４ｃ内の圧力を一定に保つための逆止弁１８が設置されている。

コモンレール１２は、図示しないインテークマニホールド等に設置され、高圧ポンプ１３から供給される高圧燃料を、高圧燃料経路２１ａ乃至２１ｄを介して燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄにそれぞれ分配する。コモンレール１２は、本発明における畜圧室の一例である。

コモンレール１２には、コモンレール１２内の燃料圧力を測定する燃料圧力センサ１６が設置されている。燃料圧力センサ１６は、検出した燃料圧力に相当する検出信号Ｓ１６をＥＣＵ５０に供給する。また、コモンレール１２とリターン配管２４ａとの接続部付近には、リリーフ弁１９が設置されている。リリーフ弁１９は、コモンレール１２からリターン配管２４ａを介して燃料タンク１５内へ戻す燃料量を制御するための弁である。リリーフ弁１９は、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づきその開閉が制御される。

高圧ポンプ１３は、図示しないフィードポンプ（低圧供給ポンプ）を内蔵し、このフィードポンプにより吸い出された燃料を加圧し、燃料配管２２を介してコモンレール１２内に高圧燃料を圧送する。フィードポンプは、エンジン１のクランク軸の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク１５内の燃料を、燃料配管２３を介して汲み上げる。

高圧ポンプ１３には、アクチュエータとしての電磁弁１４が取り付けられている。電磁弁１４は、燃料配管２２を介してコモンレール１２へ供給される高圧燃料の圧送量を調整する。これにより、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄからエンジン１の各気筒内に噴射される燃料圧力（燃圧）が変更される。電磁弁１４は、ＥＣＵ５０からの制御信号Ｓ１４により制御される。

また、高圧ポンプ１３と連通するリターン配管２４ｂ上には、燃温センサ１７が設置されている。燃温センサ１７は、例えばサーミスタであり、リターン配管２４ｂを通過する燃料温度を検出する。燃温センサ１７は、検出値を信号Ｓ１７によりＥＣＵ５０へ供給する。以後、ＥＣＵ５０が燃温センサ１７から取得した燃料温度を「燃温センサ出力温度Ｔｆｓ」と呼ぶ。

アクセル開度センサ４０は、図示しないアクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度を検出する。アクセル開度センサ４０は、検出値を検出信号Ｓ４０によりＥＣＵ５０へ供給する。

回転数センサ４１は、エンジン回転数を示す出力パルスを発生する。回転数センサ４１は、出力パルスを検出信号Ｓ４１によりＥＣＵ５０へ供給する。

水温センサ４２は、例えばサーミスタであり、エンジン１の冷却水温を検出する。水温センサ４２は、検出値を検出信号Ｓ４２によりＥＣＵ５０へ供給する。

ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶したマップ等を参照することで、アクセル開度センサ４０より得られたアクセル開度、回転数センサ４により得られたエンジン回転数、水温センサ４２より得られた冷却水温、及び燃温センサ１７より得られた燃温センサ出力温度Ｔｆｓに基づき燃料噴射量を決定する。また、ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄを制御することにより、燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。

さらに、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、１燃焼サイクルで要求される燃料を複数回に分割して噴射する多段噴射を実行する。また、ＥＣＵ５０は、定常運転時に、例えば第１のモータジェネレータＭＧ１からの検出値に基づきエンジン１のトルク（以後、単に「エンジントルク」と呼ぶ。）を測定する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン１の定常運転時に噴射燃料の温度の推定値（以後、「推定燃料温度Ｔｆｐ」と呼ぶ。）を算出することで、燃温センサ出力温度Ｔｆｓにフィードバックすべき補正量（以後、「燃温センサ補正量ｄＴｓ」と呼ぶ。）を決定する。これについては、以下の［制御方法］で詳しく説明する。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段の一例である。

なお、以後の説明において、「パイロット噴射」とは、多段噴射のうち、エンジン１の出力を得るための主となる燃料噴射（メイン噴射）に先立って実行される微量の燃料噴射を指す。また、パイロット噴射時期とメイン噴射時期との時間差を「パイロットインターバルＴｗ」と呼ぶ。また、「高圧系配管」とは、コモンレール１２、高圧燃料経路２１ａ乃至２１ｄ、及び燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄ内の高圧な燃料経路を指す。

［制御方法］
次に、本実施形態でＥＣＵ５０が実行する制御について具体的に説明する。ＥＣＵ５０は、定常運転時にパイロットインターバルＴｗを変化させることで、エンジントルクの変動に基づき高圧系配管内の燃料圧力（以後、「圧力Ｐｆ」と呼ぶ。）の脈動（圧力脈動）の周期（以後、「周期Ｃｐ」と呼ぶ。）を推定する。さらに、ＥＣＵ５０は、圧力脈動の周期Ｃｐに基づき推定燃料温度Ｔｆｐを算出する。そして、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓを推定燃料温度Ｔｆｐに基づき適切に算出する。このように、ＥＣＵ５０は、燃料温度を正確に把握することを可能にし、燃料噴射制御の精度を向上させる。

以下では、圧力脈動の周期Ｃｐを算出する方法について説明した後、圧力脈動の周期Ｃｐから燃温センサ補正量ｄＴｓを算出する方法について説明する。

（圧力脈動の周期Ｃｐの算出）
以下、ＥＣＵ５０が圧力脈動の周期Ｃｐを算出する方法について具体的に説明する。まず、ＥＣＵ５０は、圧力脈動の周期Ｃｐを算出するにあたり、推定燃料温度Ｔｆｐを算出可能な運転状態であるか否か判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１が定常回転数であるか否か判定し、エンジン１が定常回転数の場合に圧力脈動の周期Ｃｐを算出する。これにより、ＥＣＵ５０は、エンジントルクの変化に基づき圧力脈動の周期Ｃｐを高精度で算出することができる。

次に、エンジン１が定常運転の場合、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗを、現在のパイロットインターバルＴｗの設定値（以後、「基準インターバルＴｗ０」と呼ぶ。）から所定幅（以後、「スイープ幅Ｓｗ」と呼ぶ。）にわたりスイープさせる。スイープ幅Ｓｗは、後述の処理を考慮し、周期Ｃｐが算出可能な幅に実験等に基づき適切に定められる。

ここで、パイロットインターバルＴｗについて図３を用いて補足説明する。図３は、１燃焼サイクルにわたる燃料噴射のタイミングを模式的に示した図の一例である。図３では、「Ｑｐ」は、パイロット噴射の噴射量を示し、「Ｑｍａｉｎ」は、メイン噴射の噴射量を示す。なお、図３では、説明の簡略化のため、噴射量をパルス波により示している。

図３に示すように、所定時刻「ｔ１」から所定時刻「ｔ１α」までの期間に、ＥＣＵ５０は、メイン噴射に先立ってパイロット噴射により噴射量Ｑｐだけ燃料を噴射する。これにより、後述するように、高圧系配管に圧力脈動が発生する。

そして、時刻ｔ１からパイロットインターバルＴｗ経過後の時刻「ｔ２」から所定時刻「ｔ２α」まで、ＥＣＵ５０は、メイン噴射を開始する。これにより、ＥＣＵ５０は、噴射量Ｑｍａｉｎだけ燃料を噴射する。このとき、噴射量Ｑｍａｉｎは、圧力脈動に起因して噴射開始時刻ｔ２の設定、即ちパイロットインターバルＴｗの設定により変動する。即ち、ＥＣＵ５０がパイロットインターバルＴｗを基準インターバルＴｗ０からスイープさせることで、噴射量Ｑｍａｉｎは変動する。また、この結果、エンジントルクが変動する。これについての詳細な説明は、図４及び図５の説明で後述する。

次に、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗのスイープ中に検出したエンジントルクに基づき高圧系配管の圧力脈動の周期Ｃｐを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗを所定幅（以後、「所定幅ｄＳｗ」と呼ぶ。）だけ変化させるごとにエンジントルクをサンプリングする。ここで、所定幅ｄＳｗは、例えばナイキスト間隔を考慮し、周期Ｃｐを算出可能な値に実験又は理論的に設定される。そして、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗを所定幅ｄＳｗごとに変動させたときに取得したエンジントルクの変動周期を算出することで、圧力脈動の周期Ｃｐを決定する。

これについて図４及び図５を用いてさらに補足説明する。

図４は、時間経過に伴う圧力Ｐｆの変化、即ち圧力脈動の波形を示すグラフの一例である。図４に示すように、時間変化に伴い圧力Ｐｆは所定の周期で変動する。また、一般に、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄの噴孔の開弁期間が同一である場合、これらの燃料噴射量は燃料圧力の１／２乗に比例する。即ち、開弁期間を一定にした場合、噴射量Ｑｍａｉｎと圧力Ｐｆとは、以下の式（１）を満たす。
Ｑｍａｉｎ∝（Ｐｆ）^１／２ 式（１）
従って、図４に示すように、ＥＣＵ５０は、所定時刻「ｔ２１」から所定時間幅経過後の所定時刻ｔ２２にメイン噴射の開始時期が変動するようにパイロットインターバルＴｗをスイープさせた場合、圧力Ｐｆの上昇分に応じてメイン噴射量Ｑｍａｉｎは増加する。また、一般に、燃料噴射量の増減とエンジントルクの増減とは正の相関を有する。従って、パイロット噴射による噴射量Ｑｐを一定にした場合、ＥＣＵ５０は、エンジントルクの増減から燃料噴射量の増減を推定でき、さらにメイン噴射実行時の圧力Ｐｆの増減を推定することができる。即ち、ＥＣＵ５０は、エンジントルクの挙動を監視することで、圧力脈動の周期Ｃｐを算出することができる。以下、これについて図５を用いてさらに詳しく説明する。

図５は、パイロットインターバルＴｗを基準インターバルＴｗ０から徐々に増加させた場合のエンジントルクの変動幅の推移を示すグラフの一例である。上述したように、図５に示されるエンジントルクの変動幅の推移は、燃料噴射量の変動幅の推移にも相当する。なお、ここで「エンジントルクの変動幅」は、パイロットインターバルＴｗが基準インターバルＴｗ０の場合におけるエンジントルクを基準とした変動幅を指す。同様に、「燃料噴射量の変動幅」は、パイロットインターバルＴｗが基準インターバルＴｗ０の場合における燃料噴射量を基準とした変動幅を指す。

図５に示すように、パイロットインターバルＴｗをスイープさせた場合、検出されるエンジントルクは、メイン噴射実行時の圧力Ｐｆの増減に起因して変動する。即ち、圧力脈動が有する周波数が図５に示すエンジントルクの変動幅の周波数に反映され、図４に示す波形の周期と図５に示す波形の周期とはほぼ一致する。従って、ＥＣＵ５０は、図５に示すように、エンジントルクの変動周期を検出することで、圧力Ｐｆの変動周期、即ち圧力脈動の周期Ｃｐを適切に検出することができる。なお、圧力脈動の周期Ｃｐは、例えば圧力脈動が有する最大成分の周波数に対応する周期、または圧力脈動が極大（極小）をとる間隔の平均、その他これらに相当する値を指すものとする。

ここで、図５を用いて圧力脈動の周期Ｃｐを算出する具体例を示す。パイロットインターバルＴｗをスイープさせることにより、図５に示すようにエンジントルクが変化した場合、ＥＣＵ５０は、基準インターバルＴｗ０から再びエンジントルクの変動幅がゼロになるパイロットインターバル「Ｔｗ１」を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗ１と基準インターバルＴｗ０との差分を圧力脈動の周期Ｃｐに設定する。このように、ＥＣＵ５０は、エンジントルクの挙動に基づき圧力脈動の周期Ｃｐを算出することができる。

（燃温センサ補正量ｄＴｓの算出）
次に、算出した圧力脈動の周期Ｃｐから燃温センサ補正量ｄＴｓを算出する方法について説明する。ＥＣＵ５０は、圧力脈動の周期Ｃｐから高圧系配管内の燃料の音速、即ち高圧系配管の燃料内を圧力波が伝わる速度（以後、「音速Ｖｓ」と呼ぶ。）を算出し、さらに音速Ｖｓから推定燃料温度Ｔｆｐを推定する。これにより、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓを適切に設定する。以下、この具体的な処理について説明する。

まず、ＥＣＵ５０は、マップ又は式を参照することで、圧力脈動の周期Ｃｐから音速Ｖｓを算出する。上述のマップ又は式は、実験等により予め作成され、ＥＣＵ５０のメモリに保持される。

具体的には、コモンレール１２から高圧燃料経路２１ａ乃至２１ｄを介して燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄへ至る距離の平均値またはそれに相当する値（以後、「音速伝導距離Ｈ」と呼ぶ。）を予め計測し、ＥＣＵ５０のメモリ等に予め記録しておく。そして、ＥＣＵ５０は、音速伝導距離Ｈと圧力脈動の周期Ｃｐとに基づき音速Ｖｓを算出する。例えば、ＥＣＵ５０は、音速伝導距離Ｈの往復分を圧力脈動の周期Ｃｐで除した値を音速Ｖｓとして算出する。即ち、ＥＣＵ５０は、以下の式（２）により音速Ｖｓを算出する。
Ｖｓ＝２×Ｈ／Ｃｐ 式（２）
このように、ＥＣＵ５０は、所定の式又はマップを参照することで、圧力脈動の周期Ｃｐから音速Ｖｓを算出することができる。

次に、音速Ｖｓから推定燃料温度Ｔｆｐを推定する方法について図６を用いて説明する。

図６は、音速Ｖｓと推定燃料温度Ｔｆｐとの関係を示すグラフの一例である。図６に示すように、音速Ｖｓと推定燃料温度Ｔｆｐとは所定の従属関係があることが一般に知られている。従って、ＥＣＵ５０は、図６に示すような音速Ｖｓから推定燃料温度Ｔｆｐを決定するためのマップ又は式を予めメモリ等に保持しておくことで、音速Ｖｓに基づき推定燃料温度Ｔｆｐを推定することができる。

次に、推定燃料温度Ｔｆｐから燃温センサ補正量ｄＴｓを算出する方法の具体例を示す。

まず、ＥＣＵ５０は、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が所定の閾値（以後、「閾値Ｔｄ１」と呼ぶ。）より大きい場合、燃温センサ出力温度Ｔｆｓを補正する必要があると判断する。即ち、ＥＣＵ５０は、以下の式（３）が成立した場合、燃温センサ補正量ｄＴｓを算出する。
｜Ｔｆｐ−Ｔｆｓ｜＞Ｔｄ１ 式（３）
ここで、閾値Ｔｄ１は、燃温センサ出力温度Ｔｆｓを補正すべきか否か判断するための閾値であり、実験等により適切な値に設定される。

そして、ＥＣＵ５０は、式（３）を満たす場合、燃温センサ補正量ｄＴｓを、推定燃料温度Ｔｆｐから燃温センサ出力温度Ｔｆｓを減じた値に設定する。即ち、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓを以下の式（４）に基づき設定する。
ｄＴｓ＝Ｔｆｐ−Ｔｆｓ 式（４）
そして、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓの算出後は、燃温センサ出力温度Ｔｆｓに燃温センサ補正量ｄＴｓを加えた値を燃料温度として燃料噴射制御に用いる。即ち、ＥＣＵ５０が燃料噴射制御に用いる燃料温度を「Ｔｓ」とすると、ＥＣＵ５０は、以下の式（５）により燃料温度Ｔｓを算出する。
Ｔｓ＝Ｔｆｓ＋ｄＴｓ 式（５）
その後、ＥＣＵ５０は、燃料温度Ｔｓに基づき燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄへの燃料噴射時期や燃料噴射量などの指令値（即ち、燃料噴射指令値）または／及び高圧ポンプ１３への出力の指令値（即ち、圧送量指令値）を算出する。

このように、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓを算出することで、車両１００が定常運転以外の場合にも、燃温センサ出力温度Ｔｆｓと燃温センサ補正量ｄＴｓとに基づき、燃料温度Ｔｓを精度よく検出することができる。この結果、ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄへの指令値または／及び高圧ポンプ１３への指令値をより適切な値に設定することができ、燃料噴射制御の精度を向上させることができる。従って、ＥＣＵ５０は、排気性能を向上させ、燃焼騒音を低減することが可能となる。

なお、ＥＣＵ５０は、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が所定の閾値（以下、「閾値Ｔｄ２」と呼ぶ。）以上の場合、燃温センサ１７に異常があると判断してもよい。即ち、ＥＣＵ５０は、以下の式（６）を満たす場合、燃温センサ１７の検出値が異常値であると判定する。
｜Ｔｆｐ−Ｔｆｓ｜≧Ｔｄ２ 式（６）
ここで、閾値Ｔｄ２は、燃温センサ１７の出力値が異常であるか否かを判定するための閾値であり、実験等により適切に設定される。このようにすることで、ＥＣＵ５０は、燃温センサ１７の故障を適切に検出することができる。

（処理フロー）
次に、本実施形態における処理手順について説明する。図７は、本実施形態においてＥＣＵ５０が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ５０は、図７に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ５０は、定常運転中であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の回転数が定常回転数であるか否か判定する。そして、定常運転中の場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２へ処理を進める。一方、定常運転中ではない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、燃温センサ補正量ｄＴｓを適切に計測できないと判断し、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ５０は、エンジントルクを測定し、現在のパイロットインターバルＴｗと測定したエンジントルクをメモリに保存する（ステップＳ１０２）。

そして、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗのスイープが完了したか否か判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗを基準インターバルＴｗ０からスイープ幅Ｓｗだけスイープさせたか否か判定する。そして、パイロットインターバルＴｗのスイープが完了した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５へ処理を進める。

一方、パイロットインターバルＴｗのスイープが完了していない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗを所定幅ｄＳｗだけ変化させる（ステップＳ１０４）。これにより、メイン噴射時の圧力Ｐｆが圧力脈動の波形に応じて変化し、当該変化が燃料噴射量及びエンジントルクの変化となって現れる。その後、ＥＣＵ５０は、再びステップＳ１０２でエンジントルクを測定し、その結果をメモリに保存する。

パイロットインターバルＴｗのスイープ完了後、ＥＣＵ５０は、メモリに保存したパイロットインターバルＴｗとエンジントルクとの関係から周期Ｃｐを算出する（ステップＳ１０５）。例えば、ＥＣＵ５０は、サンプリングしたエンジントルクから図５に示す波形を算出することで圧力脈動の周期Ｃｐを決定する。また、ＥＣＵ５０は、周期Ｃｐから音速Ｖｓを算出する（ステップＳ１０５）。例えば、ＥＣＵ５０は、上述の式（２）に基づき音速Ｖｓを算出する。さらに、ＥＣＵ５０は、音速Ｖｓから推定燃料温度Ｔｆｐを算出する（ステップＳ１０５）。例えば、ＥＣＵ５０は、図６に示すマップに基づき、音速Ｖｓから推定燃料温度Ｔｆｐを算出する。

次に、ＥＣＵ５０は、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ１より大きいか否か判定する（ステップＳ１０６）。これにより、ＥＣＵ５０は、燃温センサ出力温度Ｔｆｓを補正する必要があるか否か判定する。そして、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ１より大きい場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、即ち、式（３）を満たす場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０７へ処理を進める。一方、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ１以下の場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、即ち、式（３）を満たさない場合、ＥＣＵ５０は、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ５０は、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ２より小さいか否か判定する（ステップＳ１０７）。これにより、ＥＣＵ５０は、燃温センサ１７の検出値に異常があるか否か判定する。

そして、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ２より小さい場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、即ち、式（６）を満たさない場合、ＥＣＵ５０は、推定燃料温度Ｔｆｐから燃温センサ出力温度Ｔｆｓを減じた値を燃温センサ補正量ｄＴｓに設定する（ステップＳ１０８）。即ち、この場合、ＥＣＵ５０は、燃温センサ１７に異常はないと判断し、燃温センサ補正量ｄＴｓを設定する。その後、ＥＣＵ５０は、燃料温度Ｔｓに基づき燃料噴射弁１１ａ乃至１１ｄへの燃料噴射指令値または／及び高圧ポンプ１３への圧送量指令値を算出する。これにより、ＥＣＵ５０は、燃温センサ出力温度Ｔｆｓと燃温センサ補正量ｄＴｓに基づき燃料温度を適切に把握することができ、燃料噴射制御の精度を向上させることができる。

一方、推定燃料温度Ｔｆｐと燃温センサ出力温度Ｔｆｓとの差分が閾値Ｔｄ２以上の場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、即ち、式（６）を満たす場合、ＥＣＵ５０は、燃温センサ１７に異常があると判定する（ステップＳ１０９）。

以上のように、ＥＣＵ５０は、定常運転時に燃温センサ補正量ｄＴｓを求めることで、燃料温度を正確に把握することが可能となり、燃料噴射制御の精度を向上させ、排気性能の向上や燃焼騒音の抑制を実現することができる。

（変形例１）
図２に示す内燃機関の制御装置７５の構成では、燃温センサ１７は、リターン配管２４ｂ上に配置されていた。しかし、本発明が適用可能な内燃機関の制御装置７５の構成はこれに限定されない。例えば、これに代えて、燃温センサ１７は、リターン配管２４ａ、２４ｄ、２４ｅのいずれかに配置されてもよい。他の例として、燃温センサ１７は、燃料配管２３上に配置されてもよい。この場合、燃温センサ１７は、燃料タンク１５から高圧ポンプ１３へ供給される燃料の温度を計測する。さらに他の例として、内燃機関の制御装置７５はリターン配管２４ａと燃料配管２３とに連通する配管をさらに有し、燃温センサ１７は、当該配管上に設置されてもよい。この場合、燃温センサ１７は、コモンレール１２から高圧ポンプ１３へ戻される燃料の温度を計測する。

（変形例２）
上述の説明では、ＥＣＵ５０は、圧力脈動（振動）の周期Ｃｐを算出し、周期Ｃｐに基づき推定燃料温度Ｔｆｐを算出した。しかし、本発明が適用可能な方法はこれに限定されない。これに代えて、ＥＣＵ５０は、圧力脈動の周期Ｃｐ又は周期Ｃｐに相関がある値（「振動周期相関値」と呼ぶ。）を算出し、振動周期相関値に基づき推定燃料温度Ｔｆｐを算出してもよい。

具体的には、ＥＣＵ５０は、例えば圧力脈動の有する周波数を振動周期相関値として算出してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、例えば圧力脈動の最大成分の周波数またはこれに相当する周波数を振動周期相関値として算出後、所定の式又はマップを参照することで、音速Ｖｓを算出する。他の例として、ＥＣＵ５０は、クランク角の変化に伴う圧力Ｐｆの挙動を解析し、クランク角に対する圧力Ｐｆの繰り返し幅を算出してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、当該繰り返し幅に基づき、所定のマップ又は式を参照し、音速Ｖｓを算出する。上述のマップ又は式は、実験等に基づき作成され、ＥＣＵ５０のメモリに保持される。

このように、ＥＣＵ５０は、圧力脈動の振動周期相関値に基づき推定燃料温度Ｔｆｐを算出することができる。

（変形例３）
図３では、ＥＣＵ５０は、１燃焼サイクルあたりにパイロット噴射とメイン噴射の２度燃料噴射を実行していたが、本発明が適用可能な燃料噴射回数はこれに限定されない。例えば、ＥＣＵ５０は、パイロット噴射とメイン噴射に加えて、パイロット噴射とメイン噴射との間に燃料噴射（いわゆるプレ噴射）を実行してもよく、また、メイン噴射後に複数回燃料噴射（いわゆるアフター噴射、ポスト噴射）を実行してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、例えば上述した実施形態の説明と同様に、燃料噴射のうち最初に実行される噴射（パイロット噴射）とメイン噴射との噴射間隔であるパイロットインターバルＴｗをスイープさせると共に、エンジントルクをサンプリングする。これにより、ＥＣＵ５０は、圧力脈動の周期Ｃｐを算出することができる。

（変形例４）
上述の説明では、内燃機関の制御装置７５は、ハイブリッド車両１００に搭載されていた。しかし、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、これに代えて、内燃機関の制御装置７５は、エンジン１を動力源とした通常の車両に搭載されてもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、パイロットインターバルＴｗのスイープ中に、例えば図示しないトルクセンサからの検出値または各種センサからの検出値に基づきエンジントルクを推定し、そのエンジントルクの挙動に基づき圧力脈動の周期Ｃｐを算出する。

１ エンジン
２ 車軸
３ 車輪
４ プラネタリギヤ
５ インバータ
６ バッテリ
１１ａ〜１１ｄ 燃料噴射弁
１２ コモンレール
１３ 高圧ポンプ
１４ 電磁弁
１５ 燃料タンク
１６ 圧力センサ
１７ 燃温センサ
１９ リリーフ弁
２１ａ〜２１ｄ 高圧燃料経路
２２、２３ 燃料配管
２４ａ〜２４ｅ リターン配管
５０ ＥＣＵ
５１ ＥＤＵ
７５ 内燃機関の制御装置
１００ 車両
ＭＧ１、ＭＧ２ モータ

Claims (5)

1. エンジンと、
   燃料タンクと、
   前記燃料タンクの燃料を加圧する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプにより加圧された燃料を蓄圧する蓄圧室と、
   前記畜圧室から供給された燃料を前記エンジンの各気筒内へ供給する燃料噴射弁と、
   前記燃料タンクから前記高圧ポンプへ供給される燃料の温度、または、前記畜圧室から前記高圧ポンプ若しくは前記燃料タンクへ戻される燃料の温度の少なくとも一方の温度を計測する燃温センサと、
   当該燃温センサの検出値と、前記畜圧室内の燃料が有する圧力振動の振動周期相関値と、に基づき、前記燃料噴射弁の燃料噴射指令値、または、前記高圧ポンプの圧送量指令値を算出する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記振動周期相関値に基づき前記検出値を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御手段は、１燃焼サイクル内にパイロット噴射とメイン噴射とを少なくとも含む複数回の燃料噴射を実行し、前記エンジンを定常回転数にすると共に前記パイロット噴射と前記メイン噴射とのインターバルを所定範囲で徐々に変化をさせ、当該変化時の前記エンジンのトルクの挙動に基づき前記振動周期相関値を算出する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記振動周期相関値に基づき前記畜圧室内の燃料の音速を算出し、当該音速に基づき燃料温度を算出する請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記燃温センサの検出値が示す温度と、前記振動周期相関値に基づき推定した温度との差が所定値より大きい場合、前記検出値を補正する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記検出値が示す温度と、前記振動周期相関値に基づき推定した温度との差が、前記所定値より大きい値に設定された所定の閾値以上場合、前記燃温センサに異常があると判定する請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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