JP5971255B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーを排出可能なリターンバルブと、を備える内燃機関の制御装置に関するものである。

筒内噴射式等の内燃機関では、高圧燃料ポンプが加圧して吐出した燃料をデリバリーパイプに蓄えておき、そのデリバリーパイプから各気筒のインジェクターに燃料を分配することで、燃料供給がなされている。高圧燃料ポンプは、経時劣化による燃料のリーク量の増大によって、その燃料吐出能力が低下することがある。高圧燃料ポンプの燃料吐出能力が低下すると、要求される燃料の供給量が最も大きくなる全負荷運転時等に燃料供給量が不足する。そしてその結果、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比がリーンとなって、失火やエンジンストール、触媒の過昇温などが発生することがある。

そこで従来、特許文献１には、高圧燃料ポンプの燃料吐出能力が経時劣化により低下したことが確認されたときに、内燃機関のスロットルバルブの開度、すなわちスロットル開度、の制限を実施することで、燃料供給量の不足を回避する技術が提案されている。空燃比制御を行う内燃機関では、燃焼室に導入される混合気の空燃比が目標とする値となるように、吸入空気量に応じて燃料供給量を調整するようにしている。そのため、スロットル開度を制限して、吸入空気量を低減すれば、適正な空燃比を確保するために必要な燃料供給量が減ることになり、高圧燃料ポンプの燃料吐出能力が低下した状態でも、空燃比がリーンとならないようにすることができる。

特開２００５−０３６７２１号公報

ところで、高圧燃料ポンプには、高圧燃料ポンプ内から燃料及びそのベーパーを排出するためのリターンバルブを備えたものがある。リターンバルブを備える高圧燃料ポンプでは、高圧燃料ポンプの内部が燃料のベーパーで満たされたときに、リターンバルブを作動することで、高圧燃料ポンプからベーパーを排出することができる。

こうしたリターンバルブを備える高圧燃料ポンプでは、同ポンプの燃料吐出能力以上の燃料吐出が要求されているときにも、リターンバルブが作動することがある。リターンバルブが作動すれば、それにより排出される燃料の分、高圧燃料ポンプの燃料吐出量が低下する。そしてその結果、内燃機関の燃料供給量の不足分が更に増大するようになる。そのため、リターンバルブが作動すれば、スロットル開度の制限によって内燃機関の要求燃料供給量を低減していても、燃料供給量が不足することがある。

本発明の目的は、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う制御装置は、フィードポンプからの燃料が通るフィード通路を開閉する電磁スピル弁と、前記フィード通路から導入された燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、作動時に前記高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーをリターン通路を通じて排出するリターンバルブと、を備える内燃機関の制御装置において、前記高圧燃料ポンプが自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときには、そうでないときよりも前記リターンバルブの作動が制限されるように同リターンバルブを制御することで、前記リターン通路を通じた燃料及びそのベーパーの排出を制限する。

以上のように構成された本発明では、高圧燃料ポンプが自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されると、リターンバルブの作動が制限されて、高圧燃料ポンプからの燃料及びそのベーパーの排出が低減又は禁止される。そのため、高圧燃料ポンプの燃料吐出量が要求に満たないときには、リターンバルブの作動による燃料吐出量の低下が抑えられる。したがって、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給量の不足を好適に抑制することができる。

なお、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足は、内燃機関のスロットルバルブの開度（スロットル開度）の制限を行うことで回避することができる。こうしたスロットル開度の制限の実施時にも、リターンバルブが作動すると、高圧燃料ポンプの燃料吐出量が減少するため、スロットル開度の制限により内燃機関の要求燃料供給量が低減されていても、内燃機関の燃料供給量が不足することがある。したがって、スロットル開度の制限を行う場合にも、その制限の実施時にリターンバルブの作動を制限することで、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給量の不足を好適に抑制することができる。

また上記目的を達成するため、本発明に従う、もう一つの制御装置は、フィードポンプからの燃料が通るフィード通路を開閉する電磁スピル弁と、前記フィード通路から導入された燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、作動時に前記高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーをリターン通路を通じて排出するリターンバルブと、を備える内燃機関の制御装置であって、内燃機関の要求燃料供給量が大きいときに、内燃機関のスロットルバルブの開度を制限する制御装置において、前記スロットルバルブの開度が制限されているときには、そうでないときよりも前記リターンバルブの作動が制限されるように同リターンバルブを制御することで、前記リターン通路を通じた燃料及びそのベーパーの排出を制限する。

以上のように構成された本発明では、内燃機関の要求燃料供給量が多く、高圧燃料ポンプが必要な量の燃料を吐出できないようなときには、スロットル開度の制限を実施することで内燃機関の要求燃料供給量を低減している。こうしたスロットル開度の制限時にも、リターンバルブが作動すると、高圧燃料ポンプの燃料吐出量が減少するため、スロットル開度の制限により内燃機関の要求燃料供給量が低減されていても、燃料供給量が不足することがある。その点、上記本発明では、スロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブの作動が制限されて、その作動による高圧燃料ポンプの燃料吐出量の低下が抑えられる。したがって、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給量の不足を好適に抑制することができる。

ちなみに、リターンバルブの作動の制限は、例えばリターンバルブの作動を禁止すること、リターンバルブの作動時に高圧燃料ポンプから排出される燃料及びそのベーパーの量を少なくすること、リターンバルブが作動され難くなるように同リターンバルブの作動条件を変更すること、を含み得る。

本発明の第１の実施の形態の適用される内燃機関の高圧燃料系の構成を模式的に示す略図。 同実施の形態に適用されるリターンバルブ作動制御ルーチンのフローチャート。 本発明の第２の実施の形態に適用されるリターンバルブ作動制御ルーチンのフローチャート。 本発明の第３の実施の形態に適用されるリターンバルブ作動制御ルーチンのフローチャート。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第１の実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施の形態の制御装置の適用される内燃機関の高圧燃料系の構成を説明する。

同図に示すように、燃料タンク１内には、同タンク１内の燃料を汲み上げるフィードポンプ２が設置されている。フィードポンプ２は、フィード通路３を通じて高圧燃料ポンプ４に接続されている。フィード通路３には、その内部における燃料圧力の脈動を抑えるパルセーションダンパー５が設けられている。

またフィード通路３には、その内部から燃料を燃料タンク１に戻すためのリリーフ通路６が接続されている。リリーフ通路６には、フィード通路３内の燃料圧力が一定値以上となったときに開弁するチェックバルブ７が設置されている。

一方、高圧燃料ポンプ４には、フィードポンプ２からフィード通路３を通って送られた燃料が導入される加圧室８が設けられている。また高圧燃料ポンプ４には、加圧室８をフィード通路３に対して開閉する電磁スピル弁９が設けられている。更に高圧燃料ポンプ４には、加圧室８内の燃料を押圧するプランジャー１０が配設されている。プランジャー１０は、内燃機関のカムシャフトに設けられたカム１１によって上下方向に往復動され、その上昇に応じて加圧室８内の燃料を押圧する。

こうした高圧燃料ポンプ４の加圧室８は、その内部の燃料圧力が一定値以上となったときに開弁するチェックバルブ１２を介して高圧燃料配管１３に接続されている。高圧燃料配管１３は、高圧燃料ポンプ４から送られた燃料を蓄えるデリバリーパイプ１４に加圧室８を接続する。そしてデリバリーパイプ１４には、内燃機関の各気筒のインジェクター１５が接続されている。

更に、高圧燃料ポンプ４には、電磁駆動式のリターンバルブ１６が配設されている。リターンバルブ１６は作動信号の入力により作動して、加圧室８内の燃料及びそのベーパーを排出する。リターンバルブ１６の作動により加圧室８から排出された燃料及びベーパーは、リターン通路１７を通じて燃料タンク１に送られる。

以上のように構成された高圧燃料系の高圧燃料ポンプ４は、内燃機関の制御全般を司る電子制御ユニット１８により制御されている。電子制御ユニット１８には、内燃機関の運転状況を検出する各種センサーが接続されている。そうしたセンサーとしては、内燃機関の冷却水の温度（冷却水温度）を検出する水温センサー１９、内燃機関の吸入空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサー２０、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフローメーター２１、運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサー２２などがある。

そして電子制御ユニット１８は、それらセンサーの検出結果に基づいて、インジェクター１５の燃料噴射量の制御や、スロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）の制御、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の制御を実施する。

まず、インジェクター１５の燃料噴射量の制御について説明する。電子制御ユニット１８は、エアフローメーター２１により検出された吸入空気量等に基づいて、インジェクター１５の燃料噴射量を算出する。このときの燃料噴射量の算出は、吸入空気量を空燃比の目標値で除算した値に、状況に応じた各種補正を適用することで行われる。例えば内燃機関の点火時期が大幅に遅角されているときには、それに伴う触媒の過昇温を抑えるため、排気温度を下げるべく、燃料噴射量の増量補正が行われる。そして電子制御ユニット１８は、算出された燃料噴射量分の燃料噴射が行われるように、各気筒のインジェクター１５を制御する。

次に、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の制御について説明する。高圧燃料ポンプ４では、プランジャー１０の上昇中にも、電磁スピル弁９が開いていれば、プランジャー１０により押圧された加圧室８内の燃料は、フィード通路３に戻されるだけで、高圧燃料配管１３には吐出されない。一方、プランジャー１０の上昇中に電磁スピル弁９が閉じられると、逃げ場を失しなった加圧室８内の燃料は、プランジャー１０の押圧に応じて加圧される。そして加圧室８内の燃料の圧力が十分に上昇すると、チェックバルブ１２が開いて、加圧された加圧室８内の燃料が高圧燃料配管１３に吐出される。そのため、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の調整は、プランジャー１０の上昇期間における電磁スピル弁９の閉弁時期を変更することで行うことができる。すなわち、電磁スピル弁９の閉弁時期を早めれば、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量は増大し、閉弁時期を遅くすれば、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量は減少する。そこで電子制御ユニット１８は、上述したインジェクター１５の燃料噴射量の算出結果から、その燃料噴射量分の燃料噴射を可能とするだけの燃料吐出量の確保に必要な電磁スピル弁９の閉弁時期を算出することで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の制御を行っている。

続いて、スロットル開度の制御について説明する。電子制御ユニット１８は、アクセルポジションセンサー２２により検出されたアクセル操作量等に基づいて、運転者の要求に応じた機関出力を得るために必要なスロットル開度を算出する。ただし、スロットル開度を大きくすると、吸入空気量が増えて燃料噴射量が増大する。また、高圧燃料ポンプ４の吐出可能な燃料の量には限界がある。そのため、スロットル開度がある程度以上に大きくされると、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出能力では、必要な量の燃料をインジェクター１５に供給できなくなってしまう。そこで、実際に設定されるスロットル開度には、上限値αが設定されている。そして、アクセル操作量に基づくスロットル開度の算出値がその上限値αを越えるときには、その上限値α以下となるようにスロットル開度の制限が行われる。

なお、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出能力は、経時劣化によって加圧室８等からの燃料のリーク量が増大することで低下することがある。そのため、スロットル開度の上限値αは、経時劣化による高圧燃料ポンプ４の燃料吐出能力の低下時においても、内燃機関の燃料供給不足が生じないようにその値が設定されている。

また燃料噴射量の増量補正が行われているときには、スロットル開度が然程大きくなくても、燃料噴射量が大きくなり、高圧燃料ポンプ４がその燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されることがある。また気圧が高いとき等には、スロットル開度が然程大きくなくても、吸入空気量が大きくなることがある。こうした場合にも、燃料噴射量が大きくなって、高圧燃料ポンプ４がその燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されることがある。そこで、電子制御ユニット１８は、算出された燃料噴射量がある程度以上に大きいときには、スロットル開度の上限値αを通常よりも小さい値に設定することで、こうした場合にも、内燃機関の燃料供給不足が生じないようにしている。

ところで、高圧燃料ポンプ４が高温となると、加圧室８内の燃料が加熱されてベーパーが発生する。そこで電子制御ユニット１８は、高圧燃料ポンプ４の高温時にリターンバルブ１６を作動して、高圧燃料ポンプ４内のベーパーを排出している。以下、こうしたリターンバルブ１６の作動制御の詳細を説明する。

リターンバルブ１６の作動制御は、図２に示すリターンバルブ作動制御ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、電子制御ユニット１８によって、既定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、電子制御ユニット１８による同ルーチンの処理の実行は、内燃機関の動作中だけでなく、内燃機関の停止中にも行われる。

さて本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、スロットル開度の制限が実施されているか否かが確認される。すなわち、このステップＳ１００では、アクセル操作量から算出されたスロットル開度が上限値αを越えており、その上限値α以下となるように、実際に設定されるスロットル開度が制限されているか否かが確認される。

ここで、スロットル開度の制限が実施されていれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。この場合のリターンバルブ１６の作動は、その作動条件の成立の有無に拘わらず、禁止される。

一方、スロットル開度の制限が実施されていなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、処理がステップＳ１０１に進められる。そしてそのステップＳ１０１において、リターンバルブ１６の作動条件が成立しているか否かが確認される。リターンバルブ１６の作動条件は、内燃機関の起動中に高圧燃料ポンプ４が高温となっているか、内燃機関の停止中に高圧燃料ポンプ４が高温となっているか、のいずれかの場合に成立する。なお、内燃機関の起動中の高圧燃料ポンプ４の温度は、そのときの冷却水温度、吸気温度及び内燃機関の潤滑油の温度等から推定されている。また内燃機関の停止中の高圧燃料ポンプ４の温度は、そのときの冷却水温度、内燃機関の潤滑油の温度、及び内燃機関が停止したときの吸気温度等から推定されている。

ここでリターンバルブ１６の作動条件が不成立であれば（Ｓ１０１：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、リターンバルブ１６の作動条件が成立していれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進み、そのステップＳ１０２において、リターンバルブ１６が作動された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

続いて、リターンバルブ作動制御にかかる電子制御ユニット１８の動作を説明する。

アクセル操作量から算出されたスロットル開度が上限値αを越えると、燃料噴射量が、すなわち内燃機関の要求燃料供給量が大きくなる。そのため、このときには、燃料吐出能力以上の燃料吐出が高圧燃料ポンプ４に要求されて、内燃機関の燃料供給不足が生じる虞がある。そこで、このときの電子制御ユニット１８は、燃料供給不足を回避すべく、上限値α以下となるようにスロットル開度の制限を実施する。

こうしたスロットル開度の制限が実施されていないときには、高圧燃料ポンプ４の高温化によりリターンバルブ１６の作動条件が成立すると、電子制御ユニット１８は、リターンバルブ１６を作動させて、高温化により高圧燃料ポンプ４内で発生したベーパーを排出させる。

一方、スロットル開度の制限が実施されているときの高圧燃料ポンプ４には、そのスロットル開度の制限により内燃機関の要求燃料供給量が低減されているとはいえ、自身の燃料吐出能力の限界に近い、あるいはその能力以上の燃料吐出が要求されている。このときの電子制御ユニット１８は、リターンバルブ１６の作動条件の成立の有無に拘わらず、リターンバルブ１６の作動を禁止する。そのため、スロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブ１６の作動により高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量が低減されることはなく、そうした燃料吐出量の低減による内燃機関の燃料供給不足も生じないようになる。

以上説明した本実施の形態の内燃機関の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。

（１）本実施の形態では、高圧燃料ポンプ４が自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求され、それによる燃料供給不足を回避するためのスロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブ１６の作動を禁止している。そのため、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施の形態を、図３を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態及び下記の第３の実施の形態において、上述した実施の形態のものと同様の部材については、共通の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第１の実施の形態では、スロットル開度の制限が実施されているときに、リターンバルブ１６の作動を禁止することで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を抑制していた。もっとも、リターンバルブ１６の作動を完全に禁止せずとも、リターンバルブ１６の作動時に高圧燃料ポンプ４から排出される燃料及びベーパーの量を少なくすれば、リターンバルブ１６の作動に伴う高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の低下を抑えることが可能である。そこで、本実施の形態では、スロットル開度制限の実施時には、リターンバルブ１６の作動時に高圧燃料ポンプ４から排出される燃料及びベーパーの量を少なくすることで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を抑制している。

以下、こうした本実施の形態におけるリターンバルブ１６の作動制御について説明する。本実施の形態でのリターンバルブ１６の作動制御は、図３に示すリターンバルブ作動制御ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、電子制御ユニット１８により既定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、電子制御ユニット１８による同ルーチンの処理の実行は、内燃機関の動作中だけでなく、内燃機関の停止中にも行われる。

さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、リターンバルブ１６の作動条件が成立しているか否かが確認される。なお、リターンバルブ１６の作動条件は、第１の実施の形態と同じである。ここでリターンバルブ１６の作動条件が不成立であれば（Ｓ２００：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、リターンバルブ１６の作動条件が成立していれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に処理が進められ、そのステップＳ２０１において、スロットル開度の制限が実施されているか否かが確認される。

ここでスロットル開度の制限が実施されていなければ（Ｓ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０２に処理が進められ、そのステップＳ２０２において、リターンバルブ１６が作動された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。このときのリターンバルブ１６の作動は、作動条件が成立している間、継続される。

一方、スロットル開度の制限が実施されていれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に処理が進められ、そのステップＳ２０３において、作動時間を制限してのリターンバルブ１６の作動が実施される。そしてその後、今回の本ルーチンの処理が終了される。このときのリターンバルブ１６の作動は、作動条件の成立が継続していても、予め設定された作動時間が経過した時点で終了される。

続いて、本実施の形態におけるリターンバルブ作動制御にかかる電子制御ユニット１８の動作を説明する。

本実施の形態において電子制御ユニット１８は、スロットル開度の制限が実施されていないときには、作動条件の成立に応じてリターンバルブ１６を作動させて、高温化により高圧燃料ポンプ４内で発生したベーパーを排出させる。このときのリターンバルブ１６の作動は、作動条件が不成立となるまで継続される。

一方、電子制御ユニット１８は、スロットル開度の制限が実施されているときにも、作動条件の成立に応じてリターンバルブ１６を作動させる。ただし、このときのリターンバルブ１６の作動には、作動時間が制限されており、作動条件の成立が継続していても、一定の時間が経過した時点で、その作動が停止される。そのため、このときのリターンバルブ１６の作動による高圧燃料ポンプ４からの燃料及びそのベーパーの排出量は、スロットル開度制限の非実施時に比して少なくなり、リターンバルブ１６の作動による高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の低下は限られたものとなる。

以上説明した本実施の形態の内燃機関の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。

（２）本実施の形態では、高圧燃料ポンプ４が自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求され、それによる燃料供給不足を回避するためのスロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブ１６の作動時に高圧燃料ポンプ４から排出される燃料及びベーパーの量を少なくしている。そのため、スロットル開度の制限が実施されているときのリターンバルブ１６の作動に伴う高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の低下が抑えられる。したがって、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第３の実施の形態を、図４を参照して詳細に説明する。

上記実施の形態では、スロットル開度の制限時に、リターンバルブ１６の作動を禁止したり、その作動時の燃料及びペーパの排出量を少なくしたりすることで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制していた。もっとも、スロットル開度の制限時にも、リターンバルブ１６の作動を通常通りに行うとしても、その作動の頻度を少なくすれば、内燃機関の燃料供給不足を抑えることができる。そこで、本実施の形態では、スロットル開度の制限時には、リターンバルブ１６が作動され難くなるように、スロットル開度の制限の実施の有無に応じてリターンバルブ１６の作動条件を変更することで、スロットル開度の制限時のリターンバルブ１６の作動の頻度を少なくしている。

以下、こうした本実施の形態におけるリターンバルブ１６の作動制御について説明する。本実施の形態でのリターンバルブ１６の作動制御は、図４に示すリターンバルブ作動制御ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、電子制御ユニット１８により既定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、電子制御ユニット１８による同ルーチンの処理の実行は、内燃機関の動作中だけでなく、内燃機関の停止中にも行われる。

さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ３００において、スロットル開度の制限が実施されているか否かが確認される。

ここで、スロットル開度の制限が実施されていなければ（Ｓ３００：ＮＯ）、処理がステップＳ３０１に進められ、そのステップＳ３０１において、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値β以上であるか否かが確認される。高圧燃料ポンプ４の推定温度は、冷却水温、吸気温、内燃機関の潤滑油の温度等に基づいて求められる。そして高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値β以上であれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、ステップＳ３０２に処理が進められ、そのステップＳ３０２においてリターンバルブ１６が作動された上で今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値β未満であれば（Ｓ３０１：ＮＯ）、リターンバルブ１６は作動されず、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。このように、スロットル開度の制限が実施されていないときのリターンバルブ１６の作動条件は、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値β以上であること、となっている。

他方、スロットル開度の制限が実施されていれば（Ｓ３００：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０３に進められ、そのステップＳ３０３において、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値γ以上であるか否かが確認される。この判定値γには、上述の判定値βよりも大きい値が設定されている。そして高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値γ以上であれば（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、ステップＳ３０２に処理が進められ、そのステップＳ３０２においてリターンバルブ１６が作動された上で今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値γ未満であれば（Ｓ３０３：ＮＯ）、リターンバルブ１６は作動されず、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。このように、スロットル開度の制限が実施されているときのリターンバルブ１６の作動条件は、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値γ以上であること、となっている。

続いて、本実施の形態におけるリターンバルブ作動制御にかかる電子制御ユニット１８の動作を説明する。

本実施の形態において電子制御ユニット１８は、スロットル開度の制限が実施されていないときには、高圧燃料ポンプ４の推定温度が判定値β以上であること、を作動条件としてリターンバルブ１６を作動させる。一方、スロットル開度の制限が実施されているときには、電子制御ユニット１８は、高圧燃料ポンプ４の推定温度が、上記判定値βよりも大きい判定値γ以上であること、を作動条件としてリターンバルブ１６を作動させる。したがって、スロットル開度の制限時には、高圧燃料ポンプ４がより高温とならなければ、リターンバルブ１６が作動されないようになる。すなわち、本実施の形態では、スロットル開度制限の実施時には、リターンバルブ１６がより作動され難くなるように、スロットル開度制限の実施の有無に応じてリターンバルブ１６の作動条件が変更されている。

こうした本実施の形態では、スロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブ１６の作動の頻度が少なくなり、その作動に伴う高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の低下が生じる頻度も少なくなる。そのため、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足も、低い頻度でしか発生しないようになる。

以上説明した本実施の形態の内燃機関の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。

（３）本実施の形態では、高圧燃料ポンプ４が自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求され、それによる燃料供給不足を回避するためのスロットル開度の制限が実施されているときには、リターンバルブ１６が作動され難くなるようにその作動条件を変更している。そのため、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することができる。

以上の各実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。

・第２の実施の形態では、リターンバルブ１６の作動時間を制限することで、リターンバルブ１６の作動時に高圧燃料ポンプ４から排出される燃料及びベーパーの量を少なくするようにしていた。このときの高圧燃料ポンプ４からの燃料及びベーパーの排出量の低減を、リターンバルブ１６の作動時間の制限以外の態様で行うこともできる。例えばリターンバルブ１６を間欠的に作動したり、リターンバルブ１６を開度調節可能としてその開度を小さくしたりすることでも、リターンバルブ１６の作動時の高圧燃料ポンプ４からの燃料及びベーパーの排出量を少なくすることができる。

・第３の実施の形態では、リターンバルブ１６の作動条件を高圧燃料ポンプ４の推定温度によって規定している。そして、スロットル開度の制限が実施されているときには、実施されていないときに比して、リターンバルブ１６の作動が許可される高圧燃料ポンプ４の推定温度を高くすることで、スロットル開度の制限時のリターンバルブ１６の作動頻度を少なくしていた。これとは異なる作動条件を設定する場合にも、スロットル開度の制限時には、リターンバルブ１６がより作動され難くなるように、スロットル開度制限の実施の有無に応じてリターンバルブ１６の作動条件を変更すれば、スロットル開度の制限時のリターンバルブ１６の作動頻度を低減することが可能である。

・第１及び第２の実施の形態におけるリターンバルブ１６の作動条件を適宜に変更しても良い。いずれにせよ、高圧燃料ポンプ４内でのベーパーの発生時にリターンバルブ１６が作動されるのであれば、高圧燃料ポンプ４内からベーパーを排出して高圧燃料ポンプ４の動作を適正に維持することができる。そしてスロットル開度制限の実施時に、リターンバルブ１６の作動を禁止したり、その作動時の燃料及びベーパーの排出量を少なくしたりすれば、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することが可能である。

・上記実施の形態では、スロットル開度の上限値を燃料噴射量に応じて可変としていたが、上限値を固定するようにしても良い。その場合にも、上限値が適切に設定されていれば、内燃機関の燃料供給不足が生じないように、内燃機関の要求燃料供給量を低減することができる。

・上記実施の形態では、スロットル開度の上限値を常時設定していたが、内燃機関の要求燃料噴射量が多く、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量が不足する懸念があるときにのみ、スロットル開度の上限値を設定するようにしても良い。その場合にも、高圧燃料ポンプ４が燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときに、内燃機関の要求燃料供給量を低減して、燃料供給量の不足分を少なくすることができる。

・上記実施の形態では、スロットル開度に上限値を設定することで、高圧燃料ポンプ４が燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときにスロットル開度を制限していた。こうしたスロットル開度の制限は、上限値の設定以外の態様で行うことも可能である。例えば内燃機関の要求燃料噴射量がある程度以上に大きいときに、スロットル開度を一定量小さくすることでも、内燃機関の要求燃料供給量を低減して、燃料供給の不足分を少なくすることができる。

・上記実施の形態では、高圧燃料ポンプ４が燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときにスロットル開度の制限を行うようにしていたが、そうしたスロットル開度の制限を行わないようにしても良い。そうした場合にも、高圧燃料ポンプ４が燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときに、リターンバルブ１６の作動を制限すれば、リターンバルブ１６の作動に伴う高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量の低下によって、内燃機関の燃料供給量の不足分が増大することを抑えることができる。

・本発明の内燃機関の制御装置は、図１に示したものとは異なる構成の高圧燃料系を備える内燃機関にも、上記実施の形態と同様に適用することができる。要は、燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーを排出可能なリターンバルブと、を備える内燃機関であれば、本発明の制御装置の適用が可能である。そしてその適用により、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の不足による内燃機関の燃料供給不足を好適に抑制することができる。

１…燃料タンク、２…フィードポンプ、３…フィード通路、４…高圧燃料ポンプ、５…パルセーションダンパー、６…リリーフ通路、７…チェックバルブ、８…加圧室、９…電磁スピル弁、１０…プランジャー、１１…カム、１２…チェックバルブ、１３…高圧燃料配管、１４…デリバリーパイプ、１５…インジェクター、１６…リターンバルブ、１７…リターン通路、１８…電子制御ユニット、１９…水温センサー、２０…吸気温センサー、２１…エアフローメーター、２２…アクセルポジションセンサー、２３…スロットルバルブ。

Claims (6)

1. フィードポンプからの燃料が通るフィード通路を開閉する電磁スピル弁と、前記フィード通路から導入された燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、作動時に前記高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーをリターン通路を通じて排出するリターンバルブと、を備える内燃機関の制御装置において、
   前記高圧燃料ポンプが自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときには、そうでないときよりも前記リターンバルブの作動が制限されるように同リターンバルブを制御することで、前記リターン通路を通じた燃料及びそのベーパーの排出を制限する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記高圧燃料ポンプが自身の燃料吐出能力以上の燃料吐出を要求されているときに、内燃機関のスロットルバルブの開度を制限する
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. フィードポンプからの燃料が通るフィード通路を開閉する電磁スピル弁と、前記フィード通路から導入された燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、作動時に前記高圧燃料ポンプから燃料及びそのベーパーをリターン通路を通じて排出するリターンバルブと、を備える内燃機関の制御装置であって、内燃機関の要求燃料供給量が大きいときに、内燃機関のスロットルバルブの開度を制限する制御装置において、
   前記スロットルバルブの開度が制限されているときには、そうでないときよりも前記リターンバルブの作動が制限されるように同リターンバルブを制御することで、前記リターン通路を通じた燃料及びそのベーパーの排出を制限する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 前記リターンバルブの作動の制限は、同リターンバルブの作動を禁止することを含む
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記リターンバルブの作動の制限は、同リターンバルブの作動時に前記高圧燃料ポンプから排出される燃料及びそのベーパーの量を少なくすることを含む
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記リターンバルブの作動の制限は、同リターンバルブが作動され難くなるように同リターンバルブの作動条件を変更することを含む
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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