JP6524949B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明はエンジンの制御装置に関し、より特定的には、筒内噴射タイプのエンジンの制御装置に関する。

以下のような構成を有する筒内噴射タイプのエンジン（いわゆる直噴エンジン）が公知である。すなわち、エンジンは、燃料を加圧するフィードポンプと、フィードポンプにより加圧された燃料が流通する低圧燃料通路と、低圧燃料通路から分岐した分岐通路と、分岐通路を介して供給される燃料を加圧する高圧ポンプと、高圧ポンプにより加圧された燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁と、低圧燃料通路において分岐通路への分岐箇所よりも上流側に設けられ、フィードポンプへの燃料の逆流を規制する逆止弁とを備える（たとえば特開２０１４−１２１９７６号公報（特許文献１）参照）。

特開２０１４−１２１９７６号公報

上記構成を有するエンジンにおいては、高圧ポンプの駆動中にフィードポンプの吐出量（言い換えればフィードポンプの回転速度）を調整することによって低圧燃料通路内の燃料の圧力（以下「燃圧」とも記載する）が目標燃圧に制御される。この制御は、フィードバック制御により実現されることが多い。

このフィードバック制御において目標燃圧を低圧側に変更する場合（目標燃圧を所定燃圧に低下させる場合）には、一般に、目標燃圧を所定燃圧へと一気に低下させる。このような場合、低下後の目標燃圧と低圧燃料通路内の燃圧（制御対象の燃圧）との乖離量が大きくなるので、低圧燃料通路内の燃圧を迅速に低下させるために、フィードポンプの吐出量が急速に低下する。これにより、フィードポンプと逆止弁との間（逆止弁の上流側）の燃圧は急速に低下し得る。その一方で、低圧燃料通路内（逆止弁の下流側）の燃圧は、徐々にしか低下しない可能性がある。そうすると、逆止弁の上流側の燃圧と逆止弁の下流側の燃圧との燃圧差が急速に拡大し、逆止弁の下流側の燃圧が逆止弁の上流側の燃圧よりも著しく大きくなり得る。その結果として、燃料の逆流を規制するために逆止弁が閉弁され得る。

ここで、高圧ポンプの駆動中には、高圧ポンプが分岐通路からの燃料を吸入したり、吸入した燃料を分岐通路に再び吐出したりすることによって、低圧燃料通路内（および分岐通路内）の燃圧が周期的に変化する。このような燃圧の周期的な時間変化を「圧力脈動」とも称する。

目標燃圧を所定燃圧に低下させる際に上述のようにして閉弁状態となった逆止弁は、高圧ポンプと逆止弁とを結ぶ通路（分岐通路および低圧燃料通路の一部）における固定端となる。そのため、高圧ポンプにより生じる圧力脈動の位相と、この圧力脈動の逆止弁での反射成分の位相とが一致することによって共振が起こり得る。その結果、異音が生じたり振動が生じたりしてしまう可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、筒内噴射タイプ（筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプを含む）のエンジンの制御装置において、高圧ポンプの駆動中にフィードポンプの吐出量を調整することによって燃料通路内の燃料の圧力を目標燃圧に制御する場合に、高圧ポンプにより生じる異音（または振動）を抑制する技術を提供することである。

１．本発明のある局面に従うエンジンの制御装置は、エンジンを制御する。エンジンは、燃料を加圧する第１のポンプ（フィードポンプ）と、第１のポンプにより加圧された燃料が流通する燃料通路（低圧燃料通路）と、燃料通路から分岐した分岐通路と、分岐通路を介して供給される燃料を加圧する第２のポンプ（高圧ポンプ）と、第２のポンプにより加圧された燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁と、燃料通路において分岐通路への分岐箇所よりも上流側に設けられ、第１のポンプへの燃料の逆流を規制する逆止弁とを備える。制御装置は、第２のポンプの駆動中に第１のポンプの吐出量を調整することによって燃料通路内の燃料の圧力を目標燃圧に制御する場合に、目標燃圧を所定燃圧に低下させるときには、目標燃圧が所定燃圧へと時間が経過するに従って近づく緩低下処理を実行する。

上記構成によれば、目標燃圧を所定燃圧へと一気に低下させるのに代えて、目標燃圧を所定燃圧へと時間が経過するに従って近づくように低下させる。すなわち、目標燃圧をより緩やかに低下させるので、第１のポンプ（フィードポンプ）の吐出量の低下速度が相対的に緩やかになる。そのため、逆止弁の上流側（第１のポンプと逆止弁との間）の燃圧の急速な低下が抑制されるので、たとえ逆止弁の下流側（燃料通路内）の燃圧が徐々にしか低下しない場合であっても、逆止弁の上流側と下流側との燃圧差が大きくなりにくい。したがって、逆止弁を開弁状態に維持することができるため、逆止弁が固定端として機能することによる分岐通路および燃料通路の共振が抑制される。よって、異音および振動の発生を抑制することができる。

２．好ましくは、エンジンは、車両に搭載される。制御装置は、車両の速度が所定速度よりも低い場合に、緩低下処理を実行する。

車両の所定速度以上（高速）での走行中には、車両の所定速度未満（低速）での走行中と比べて、ロードノイズ等の騒音が大きい。よって、車両の高速での走行中には、上述の異音が他の騒音に重畳したとしても、異音全体の大きさはあまり変わらない可能性がある。つまり、異音の発生を抑制することが特に望まれるのは、車両の低速での走行中であると言える。上記構成によれば、車両の低速での走行中に緩低下処理を実行することにより、異音の発生を効果的に抑制することができる。

３．好ましくは、エンジンは、燃料通路を介して供給される燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁をさらに備える。緩低下処理は、目標燃圧を段階的に低下させる処理である。制御装置は、ポート噴射弁からの噴射量が多い場合には、上記噴射量が少ない場合と比べて、目標燃圧を段階的に低下させるときの各段階での低下量を大きくする。

目標燃圧を段階的に低下させる場合に、各段階での低下量を過度に小さく設定すると、目標燃圧が所定燃圧に低下するまでに要する時間が長くなる。言い換えると、目標燃圧を緩やかに低下させる場合には、目標燃圧を速やかに低下させる場合と比べて、目標燃圧が高い状態（その結果として、第１のポンプ（フィードポンプ）と逆止弁との間の燃圧が高い状態）をより長期間維持することになるので、第１のポンプの消費電力が大きくなる。

ポート噴射弁からの噴射量が多いほど、燃料通路内の燃圧（逆止弁の下流側の燃圧）を速やかに低下させることができるので、第１のポンプと逆止弁との間の燃圧（逆止弁の上流側の燃圧）が急速に低下したとしても、逆止弁の上流側と下流側との燃圧差が大きくなりにくい。そのため、より確実に逆止弁を開弁状態に維持して異音の発生を抑制することができる。さらに、上記構成によれば、ポート噴射弁からの噴射量が多いほど、目標燃圧の各段階での低下量を大きくすることによって目標燃圧を速やかに低下させる。これにより第１のポンプと逆止弁との間の燃圧が高い状態を長期間維持する必要がなくなるので、第１のポンプの消費電力を低減することができる。

本発明によれば、筒内噴射タイプのエンジンの制御装置において、第２のポンプの駆動中に第１のポンプの吐出量を調整することによって燃料通路内の燃料の圧力を目標燃圧に制御する場合に、第２のポンプにより生じる異音（または振動）を抑制することができる。

実施の形態１に係るエンジンの制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。 エンジンの構成をより詳細に示す図である。 異音発生メカニズムを説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る緩低下処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３における要求噴射量と目標燃圧の低下量との対応関係の一例を示す図である。 実施の形態３に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜車両構成＞
図１は、実施の形態１に係るエンジンの制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、ハイブリッド車両であって、エンジン１００と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、第２ＭＧ２０と、動力分割機構３０と、リダクションギヤ４０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、蓄電装置２５０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００と、車輪３５０とを備える。なお、車両１はハイブリッド車両に限定されず、蓄電装置およびモータジェネレータが搭載されない通常の車両であってもよい。

エンジン１００は、たとえばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。本実施の形態では、筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプのエンジンをエンジン１００として用いる例について説明する。ただし、ポート噴射は必須ではなく、エンジン１００は筒内噴射のみを行なう筒内噴射タイプであってもよい。エンジン１００には、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１０２と、エンジン１００に燃料を供給する燃料供給装置１１０とが設けられる。エンジン１００の詳細な構成については図２にて説明する。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は、発電機としても電動機としても動作し得る回転電機であり、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。第１ＭＧ１０は、エンジン１００を始動させる際には蓄電装置２５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフトを回転させる。また、第１ＭＧ１０はエンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されて蓄電装置２５０に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力が第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０は、蓄電装置２５０からの電力および第１ＭＧ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、第２ＭＧ２０は回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されて蓄電装置２５０に充電される。

エンジン１００と第１ＭＧ１０と第２ＭＧ２０とは、動力分割機構３０を介して互いに連結される。第２ＭＧ２０の回転軸は、リダクションギヤ４０を介して車輪３５０に連結されるとともに、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランクシャフトに連結される。動力分割機構３０は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン１００の駆動力を第１ＭＧ１０のクランクシャフトと第２ＭＧ２０の回転軸とに分割可能に構成される。

ＰＣＵ２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２００は、たとえばインバータおよびコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。

蓄電装置２５０は、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に電力を供給するための直流電源である。蓄電装置２５０は、ニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池等のバッテリまたは電気二重層キャパシタ等のキャパシタを含んで構成される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力インターフェースとを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。

ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ２００を制御することによって第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の駆動を制御するとともに蓄電装置２５０の充放電を制御する。また、ＥＣＵ３００は、図示しないアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）および車速Ｖに基づいて、ユーザが車両１に要求する駆動パワーである車両要求パワーを算出する。さらに、ＥＣＵ３００は、車両要求パワーに応じてエンジン１００の始動要求を生成し、エンジン始動要求に応じてエンジン１００および燃料供給装置１１０を制御する。ＥＣＵ３００によるエンジン１００および燃料供給装置１１０の制御の詳細については後述する。

＜エンジン構成＞
図２は、エンジン１００の構成をより詳細に示す図である。エンジン１００は、たとえば直列４シリンダのガソリンエンジンであって、燃料供給装置１１０と、吸気マニホールド１２０と、吸気ポート１３０と、４つのシリンダ１４０とを備える。

４つのシリンダ１４０の各々はシリンダブロックに設けられる。エンジン１００への吸入空気ＡＩＲは、シリンダ１４０中のピストン（図示せず）が下降するときに、吸気口管から吸気マニホールド１２０および吸気ポート１３０を通って各シリンダ１４０に流入する。

燃料供給装置１１０は、低圧燃料供給機構４００と、高圧燃料供給機構５００とを含んで構成される。

低圧燃料供給機構４００は、燃料タンク４１０と、低圧燃料通路４２０と、低圧デリバリーパイプ４３０と、４つのポート噴射弁４４０と、低圧燃圧センサ４５０と、分岐通路４６０とを含む。燃料タンク４１０内には、フィードポンプ（第１のポンプ）４１１、逆止弁４１２，４１５、フィルタ４１３、および吐出通路４１４を含んで構成されるモジュールが設けられる。

高圧燃料供給機構５００は、高圧ポンプ（第２のポンプ）５１０と、高圧燃料通路５２０と、高圧デリバリーパイプ５３０と、４つの筒内噴射弁５４０と、高圧燃圧センサ５５０とを含む。高圧ポンプ５１０は、シリンダ５１１と、プランジャ５１２と、加圧室５１３と、電磁スピル弁５１４とを含む。

燃料タンク４１０は、ポート噴射弁４４０および筒内噴射弁５４０から噴射するための燃料を貯留する。

フィードポンプ４１１は、燃料タンク４１０に貯留された燃料を汲み上げて加圧し、加圧された燃料を吐出口（図示せず）から吐出する。フィードポンプ４１１は、ＥＣＵ３００からの吐出指令に応答して回転速度Ｎｆｐを調整することによって、単位時間当りの吐出量（単位：ｍ^３／ｓｅｃ）および吐出圧（単位：ｋＰａ（キロパスカル））を変化させることが可能に構成される。これにより、低圧デリバリーパイプ４３０内の燃料の圧力（燃圧）Ｐ１を、たとえば１ＭＰａ未満の範囲内で設定することができる。なお、低圧燃料通路４２０内の燃圧（逆止弁４１５の下流側の燃圧）は、低圧デリバリーパイプ４３０内の燃圧Ｐ１とほぼ等しい。

逆止弁４１２の上流側はフィードポンプ４１１の吐出口に接続され、逆止弁４１２の下流側はフィルタ４１３を介して吐出通路４１４に接続される。逆止弁４１２は、その下流側（フィルタ４１３側）から上流側（フィードポンプ４１１側）への燃料の逆流を規制する。

フィルタ４１３は、フィードポンプ４１１から吐出された燃料中の異物を除去する。
吐出通路４１４は、フィルタ４１３と、逆止弁４１５の上流側と、残圧保持バルブ４１７とを互いに接続する。なお、以下では吐出通路４１４内の燃圧（逆止弁４１５の上流側の燃圧）を「Ｐ２」とも記載する。

逆止弁４１５の下流側は低圧燃料通路４２０に接続される。逆止弁４１５は、その下流側（低圧燃料通路４２０側）から上流側（吐出通路４１４側）への燃料の逆流を規制する。なお、逆止弁４１５は、本発明に係る「逆止弁」に相当する。

リリーフバルブ４１６は、低圧燃料通路４２０に接続される。リリーフバルブ４１６は、低圧燃料通路４２０内の燃圧Ｐ１が規定圧力未満の間は閉弁状態に維持される一方で、燃圧Ｐ１が規定圧以上となると開弁し、低圧燃料通路４２０と燃料タンク４１０とを連通させる。

残圧保持バルブ４１７は、リリーフバルブ４１６の規定圧力よりも低い所定圧力以上となることで開弁する。この所定圧力は、フィードポンプ４１１が燃料を吐出しているときには残圧保持バルブ４１７が開弁状態となるように設定される。

低圧燃料通路４２０は、逆止弁４１５の下流側と低圧デリバリーパイプ４３０とを接続し、フィードポンプ４１１から吐出された燃料を低圧デリバリーパイプ４３０に供給する。

低圧デリバリーパイプ４３０は、ポート噴射弁４４０から噴射するための燃料を貯留する。なお、低圧燃料通路４２０および低圧デリバリーパイプ４３０は、本発明に係る「燃料通路」に相当する。

４つのポート噴射弁４４０の各々は、対応するシリンダ１４０に連通する吸気ポート１３０内に噴孔部４４２を露出するポート噴射用インジェクタである。ポート噴射弁４４０が開弁されると、低圧デリバリーパイプ４３０内の加圧された燃料が噴孔部４４２から吸気ポート１３０内に噴射される。

低圧燃圧センサ４５０は、低圧デリバリーパイプ４３０内の燃圧Ｐ１を検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

高圧ポンプ５１０は、低圧燃料通路４２０から分岐した分岐通路４６０に接続される。高圧ポンプ５１０は、分岐通路４６０を流通する燃料を吸入して加圧し、加圧された燃料を高圧燃料通路５２０に吐出する。より詳細には、シリンダ５１１およびプランジャ５１２により区画された加圧室５１３は、電磁スピル弁５１４を介して分岐通路４６０に接続される。シリンダ５１１内では、カムシャフト１５０の回転に応じてプランジャ５１２が往復動作を繰り返す。電磁スピル弁５１４が開弁した状態において加圧室５１３の容積が拡大すると、分岐通路４６０の燃料が加圧室５１３内に吸入される。そして、電磁スピル弁５１４が閉弁した状態において加圧室５１３の容積が縮小することにより、加圧室５１３内の燃料が加圧され、高圧燃料通路５２０に吐出される。また、加圧室５１３内に一旦吸入された燃料が分岐通路４６０に戻される場合もある。

このように、高圧ポンプ５１０が分岐通路４６０からの燃料を吸入したり、吸入した燃料を分岐通路４６０に戻したりすることによって、低圧燃料通路４２０および分岐通路４６０内の燃圧Ｐ１が周期的に変化する。以下では、この燃圧Ｐ１の周期的な時間変化を「圧力脈動」とも称する。

高圧燃料通路５２０は、高圧ポンプ５１０と高圧デリバリーパイプ５３０とを接続し、高圧ポンプ５１０から吐出された燃料を高圧デリバリーパイプ５３０に供給する。

高圧デリバリーパイプ５３０は、筒内噴射弁５４０から噴射するための燃料を貯留する。

４つの筒内噴射弁５４０の各々は、対応するシリンダ１４０の燃焼室内に噴孔部５４２を露出する筒内噴射用インジェクタである。筒内噴射弁５４０が開弁されると、高圧デリバリーパイプ５３０内の加圧された燃料が噴孔部５４２から燃焼室内に噴射される。

高圧燃圧センサ５５０は、高圧デリバリーパイプ５３０内の燃圧を検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

ＥＣＵ３００は、ポート噴射弁４４０、筒内噴射弁５４０、フィードポンプ４１１および高圧ポンプ５１０（電磁スピル弁５１４）を制御する。より詳細に説明すると、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動時に、ポート噴射弁４４０による燃料噴射を最初に実行させる。ＥＣＵ３００は、高圧燃圧センサ５５０により検出される高圧デリバリーパイプ５２０内の燃圧が予め設定された値を超えたとき、筒内噴射弁５４０への噴射指令の出力を開始する。さらに、ＥＣＵ３００は、たとえば筒内噴射弁５４０からの筒内噴射を基本としながら、筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下（たとえばエンジン１００の始動暖機時または低回転高負荷時）ではポート噴射を併用する。あるいは、ＥＣＵ３００は、たとえば筒内噴射弁５４０からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などにポート噴射弁４４０からのポート噴射を実行する。

また、ＥＣＵ３００は、アクセル開度、吸入空気量、およびエンジン１００の回転速度Ｎｅ等に基づいて、燃焼毎に必要な各噴射弁からの要求噴射量を算出する。さらに、ＥＣＵ３００は、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐを調整することによって、要求噴射量に応じてフィードポンプ４１１の吐出量（単位時間当りの吐出量）を制御する。より具体的には、ＥＣＵ３００は、低圧デリバリーパイプ４２０内の燃圧Ｐ１を目標燃圧に制御するフィードバック制御を実行することが可能であるとともに、このフィードバック制御中に目標燃圧を変更（調整）することが可能である。

なお、本実施の形態におけるＥＣＵ３００は単一のＥＣＵであるが、ＥＣＵ数は特に限定されない。ＥＣＵを機能毎に分割して、複数のＥＣＵによりＥＣＵ３００を構成することも可能である。たとえば、ＥＣＵ３００に代えて、エンジン１００を制御するためのエンジンＥＣＵと、ＰＣＵ２００を制御するためのＰＭ（Power Management）−ＥＣＵと、車両１全体を制御するＨＶ−ＥＣＵ（いずれも図示せず）とを別々に設けてもよい。あるいは、エンジンＥＣＵとは別に、フィードポンプ４１１および高圧ポンプ５１０を制御するための専用コントローラ（図示せず）を設けてもよい。

以上のように構成された車両１においては、高圧ポンプ５１０が駆動されることにより異音（および振動）が発生し得る。本実施の形態に係るＥＣＵ３００は、このような異音の発生を抑制するための制御に特徴を有する。以下では、本実施の形態に係る制御の特徴を明確にするために、まず、異音発生メカニズムについて説明する。

＜異音発生メカニズム＞
図３は、異音発生メカニズムを説明するためのタイムチャートである。図３および後述する図４において、横軸は経過時間を示す。たとえばエンジン１００の始動開始時刻をｔ０とする。縦軸は、上から順に燃圧、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐ（言い換えればフィードポンプ４１１からの燃料の吐出量）、逆止弁４１５の状態（逆止弁４１５の図示しない弁体のリフト量）および異音（または振動）の大きさを示す。

エンジン１００の始動開始時刻ｔ０において、低圧デリバリーパイプ４２０内の燃圧Ｐ１（フィードバック制御対象の燃圧）はＰａ（たとえば５３０ｋＰａ）である。また、燃圧Ｐ１のフィードバック制御に用いられる目標燃圧ＰｔａｇもＰａである。フィードポンプ４１１は、ある回転速度にて駆動されている。逆止弁４１５は開弁状態である。高圧ポンプ５１０の駆動に伴う騒音および振動はある程度生じているものの、過大な騒音（異音）および振動は生じていない。

以下では、時刻ｔ０から所定期間（たとえば数秒間）が経過した時刻ｔ１において、目標燃圧ＰｔａｇをＰａ（５３０ｋＰａ）からＰｂ（たとえば４００ｋＰａ）へと一気に低下させる場合について説明する。

このような場合、目標燃圧Ｐｔａｇからの燃圧Ｐ１の乖離量（差）が大きくなるので、目標燃圧Ｐｔａｇに追従するように燃圧Ｐ１を迅速に低下させるためにフィードバックが強く働き、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐが急速に低下する。これにより、逆止弁４１５の上流側（フィードポンプ４１１と逆止弁４１５との間の吐出通路４１４内）の燃圧Ｐ２は、時刻ｔ０以前と比べて急速に低下する。その一方で、逆止弁４１５の下流側（低圧燃料通路４２０内）の燃圧Ｐ１は徐々にしか低下しない。そうすると、燃圧Ｐ１と燃圧Ｐ２との燃圧差ΔＰが急速に拡大する。つまり、逆止弁４１５の下流側の燃圧（≒Ｐ１）が逆止弁４１５の上流側の燃圧（＝Ｐ２）よりも著しく大きくなる。その結果として、燃料の逆流を規制するために逆止弁４１５の弁体が弁座（いずれも図示せず）に密着し、逆止弁４１５が閉弁される。

閉弁状態となった逆止弁４１５は、高圧ポンプ５１０と逆止弁４１５とを結ぶ通路（分岐通路４６０および低圧燃料通路４２０）において固定端となる。そのため、高圧ポンプ５１０による燃料の吸入および吐出によって生じる圧力脈動の位相と、この圧力脈動の逆止弁４１５（固定端）での反射成分の位相とが一致することによって共振が起こり得る。あるいは、逆止弁４１５が開弁状態の場合には圧力脈動が逆止弁４１５を介して逆止弁４１５の上流側へと伝達されて弱まり得るところ、逆止弁４１５が閉弁されると、圧力脈動の逃げ場が失われると説明することもできる。その結果、分岐通路４６０および低圧燃料通路４２０（の少なくとも一部）と、燃料タンク４１０内のモジュールとが振動し得る。そして、この振動が燃料タンク４１０（さらには車両１のボディー）に伝達することで、異音が発生したり振動が生じたりしてしまう可能性がある。なお、時間経過とともに燃圧差ΔＰが小さくなり逆止弁４１５が再び開弁されると、異音および振動は解消される（時刻ｔ２参照）。

そこで、本実施の形態においては、時刻ｔ１において目標燃圧ＰｔａｇをＰａからＰｂへと一気に低下させるのに代えて、目標燃圧がＰａからＰｂへと時間が経過するに従って近づく「緩低下処理」を実行する。言い換えれば、緩低下処理では目標燃圧を相対的に緩やかに（徐々に）低下させる。これにより、以下に詳細に説明するように、逆止弁４１５の上流側の燃圧Ｐ２の急速な低下が抑制されるので、たとえ逆止弁４１５の下流側の燃圧Ｐ１が徐々にしか低下しない場合であっても、燃圧Ｐ１と燃圧Ｐ２との燃圧差ΔＰが小さくなる。したがって、逆止弁４１５を開弁状態に維持することができるため、分岐通路４６０および低圧燃料通路４２０の共振が抑制される。よって、異音および振動の発生を抑制することができる。

＜緩低下処理＞
図４は、実施の形態１に係る緩低下処理を説明するためのタイムチャートである。エンジン１００の始動開始時刻ｔ０における低圧デリバリーパイプ４２０内の燃圧Ｐ１、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐ、逆止弁４１５および異音の状態は、図３にて説明した状態と同等である。

実施の形態１においては、時刻ｔ１にて目標燃圧ＰｔａｇをＰａからＰｂへと一気に低下させるのに代えて、目標燃圧を所定の低下量Ｐｄｅｃ（たとえば数ｋＰａ）だけ低下させる。その後も、所定期間（たとえばＥＣＵ３００による燃圧の制御周期）が経過する毎に目標燃圧を低下量Ｐｄｅｃずつ段階的に低下させていく。以下では、目標燃圧を初期燃圧Ｐａから「最終目標燃圧」であるＰｂに到達するまで段階的に低下させるときの各段階での目標燃圧を「暫定目標燃圧」Ｐｔｍｐとも記載する。

こうすることにより、図３にて説明した例との比較において、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐからの燃圧Ｐ１の乖離量が小さくなる。そのため、燃圧Ｐ１のフィードバックが過度に強く働くことが防止されるので、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐの低下速度（単位時間当たりの低下量）が緩やかになる。したがって、逆止弁４１５の上流側の燃圧Ｐ２の急速な低下が抑制されるため、逆止弁４１５の上流側と下流側との燃圧差ΔＰが大きくなりにくい。よって、逆止弁４１５が閉弁されることを防止して逆止弁４１５を開弁状態に維持することができる。その結果、逆止弁４１５が固定端として機能して圧力脈動の共振が起こること（あるいは圧力脈動の逃げ場が失われること）が抑制されるので、異音および振動の発生を抑制することができる。

なお、目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃの大きさは、燃料供給装置１１０の構成およびＥＣＵ３００の制御周期に応じて、実験またはシミュレーションにより適宜定められる。また、緩低下処理においては目標燃圧を緩やかに低下させればよいので目標燃圧を段階的に低下させることは必須ではない。目標燃圧を連続的（直線的または曲線的）に低下させてもよい。

＜制御フロー＞
図５は、実施の形態１に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。図５ならびに後述する図６および図８に示すフローチャートは、所定条件成立時または所定時間間隔毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、これらのフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

Ｓ１１０において、ＥＣＵ３００は、最終目標燃圧Ｐｂを算出する。最終目標燃圧Ｐｂの算出手法は特に限定されるものではないが、たとえば以下のように算出することができる。

ＥＣＵ３００のメモリ（図示せず）には、たとえばエンジン１００の始動時の条件毎に設定すべき燃圧の値が予め記憶されている。より具体的には、たとえば燃料が高温の場合には、燃料の沸騰を防ぐために最終目標燃圧Ｐｂを比較的高い値（たとえば５３０ｋＰａ）に設定する。一方、エンジン１００の始動後にフィードポンプ４１１を駆動する場合には、最終目標燃圧Ｐｂを段階的に（たとえば６４０ｋＰａから５３０ｋＰａを経て４００ｋＰａへと）変化させる。このように、複数の条件の各々について、設定すべき燃圧の値が予め定められており、ＥＣＵ３００は、車両１が満たす条件について定められた値のうちの最も高い値を最終目標燃圧Ｐｂとして算出する。

Ｓ１２０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて算出した最終目標燃圧Ｐｂが、当該フローチャートの前回実行時にＳ１１０にて算出された最終目標燃圧Ｐｂよりも低いか否か、すなわち目標燃圧を低圧側に変更するか否かを判定する。

目標燃圧を低下させる場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１３０に進める。Ｓ１３０において、ＥＣＵ３００は、下記式（１）に示すように、前回の暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ（ｎ−１）（ｎは自然数）よりも所定の低下量Ｐｄｅｃだけ低い値を今回の暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ（ｎ）として設定する。なお、初期値Ｐｔｍｐ（０）は、図４に示す例では初期燃圧Ｐａである。

Ｐｔｍｐ（ｎ）＝Ｐｔｍｐ（ｎ−１）−Ｐｄｅｃ ・・・（１）
ＥＣＵ３００は、図示しない別ルーチンに従って燃圧Ｐ１のフィードバック制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ３００は、燃圧Ｐ１が今回の暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ（ｎ）になるようにフィードポンプ４１１、高圧ポンプ５１０、ポート噴射弁４４０および筒内噴射弁５４０を制御する。

Ｓ１４０において、ＥＣＵ３００は、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが最終目標燃圧Ｐｂに到達したか否かを判定する。暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが最終目標燃圧Ｐｂに到達していない場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１３０に戻し、暫定目標燃圧を低下量Ｐｄｅｃだけさらに低い値に設定する。この処理が繰り返されることにより、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが最終目標燃圧Ｐｂに向けて段階的に低下することになる。そして、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが最終目標燃圧Ｐｂに到達すると（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。

一方、目標燃圧を低圧側に変更しない場合、すなわち目標燃圧を高圧側に変更するか目標燃圧を維持する場合（Ｓ１２０においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は、目標燃圧をＳ１１０にて算出した最終目標燃圧Ｐｂに設定する（Ｓ１５０）。これにより、ＥＣＵ３００は、上述の別ルーチンに従って燃圧Ｐ１のフィードバック制御を実行する。

なお、Ｓ１３０，Ｓ１４０において暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが最終目標燃圧Ｐｂに一致するまで暫定目標燃圧Ｐｔｍｐを段階的に低下させることは必須ではなく、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐがある程度低下した時点で目標燃圧を最終目標燃圧Ｐｂに設定してもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、目標燃圧ＰｔａｇをＰａからＰｂへと一気に低下させるのに代えて、所定期間が経過する毎に目標燃圧（暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ）がＰｂ到達するまで目標燃圧を低下量Ｐｄｅｃずつ段階的に低下させる。これにより、燃圧Ｐ１のフィードバックが過度に強く働くことが防止され、フィードポンプ４１１の回転速度Ｎｆｐの低下速度が相対的に緩やかになる。したがって、逆止弁４１５の上流側の燃圧Ｐ２の急速な低下が抑制され、逆止弁４１５の上流側と下流側との燃圧差ΔＰが小さくなる。よって、逆止弁４１５を開弁状態に維持することができるため、逆止弁４１５が固定端として機能することによる低圧燃料通路４２０等の共振が抑制される。異音および振動の発生を抑制することができる。

［実施の形態２］
燃圧センサ（低圧燃圧センサ４５０および高圧燃圧センサ５５０）に異常が生じると燃圧Ｐ１，Ｐ２を適切に制御することができなくなるおそれがある。したがって、車両１では、燃圧センサに異常が生じていないかどうかの異常診断（ダイアグ）が実施される。この異常診断は、予め定められた基準値に燃圧を固定した状態において、その基準値を示す検出結果が燃圧センサから得られるかどうかによって行なわれる。このような異常診断を実施する機会を十分に確保することが望ましい。

しかしながら、緩低下処理を実行している間には、実施の形態１にて説明したように時間経過に伴い燃圧が変化するので、燃圧を固定して異常診断を実施することができない。そのため、緩低下処理を過剰に実行すると、その分だけ異常診断を実施する機会が減ってしまう可能性がある。したがって、実施の形態２においては、異常診断を実施する機会を確保しつつ、効果的に緩低下処理を実行する構成について説明する。より具体的には、以下に説明するように、緩低下処理を実行するか否かが車速Ｖに応じて決定される。

図６は、実施の形態２に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、Ｓ２２５の処理をさらに含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図５参照）と異なる。Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理は、実施の形態１におけるＳ１１０，Ｓ１２０の処理とそれぞれ同等である。

Ｓ２２０において、ＥＣＵ３００は、目標燃圧を低圧側に変更するか否かを判定する。目標燃圧を低下させる場合（Ｓ２２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２２５に進める。

Ｓ２２５において、ＥＣＵ３００は、車速Ｖが所定速度Ｖｐ未満であるか否かを判定する。車速Ｖは、図示しない車速センサによって検出される。所定速度Ｖｐは、十分に低速（たとえば毎時１５ｋｍ）であることが好ましい。車速Ｖが所定速度Ｖｐ未満である場合（Ｓ２２５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２３０に進め、緩低下処理を実行する。この緩低下処理（Ｓ２３０，Ｓ２４０の処理）は、実施の形態１における緩低下処理（Ｓ１３０，Ｓ１４０の処理）と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

一方、車速Ｖが所定速度Ｖｐ以上である場合（Ｓ２２５においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は処理をＳ２５０に進める。Ｓ２５０の処理は実施の形態１におけるＳ１５０の処理と同等であり、緩低下処理は実行されない。

以上のように、実施の形態２によれば、車速Ｖが所定速度Ｖｐ未満の場合に緩低下処理が実行される一方で、車速Ｖが所定速度Ｖｐ以上の場合には緩低下処理は実行されない。この理由について以下に説明する。

車両１の高速（所定速度Ｖｐ以上）での走行中には、車両１の低速（所定速度Ｖｐ未満）での走行中（停車中を含む）と比べて、ロードノイズ等の騒音（および車両１の振動）が相対的に大きい。よって、車両１の高速での走行中には、たとえ図３にて説明したメカニズムで発生する異音が他の騒音に重畳したとしても、異音全体の大きさはあまり変わらない可能性がある。つまり、緩異音の発生を抑制することが特に望まれるのは車両１の低速での走行中であるので、車両１の低速での走行中に緩低下処理を実行することにより、異音の発生を効果的に抑制することができる。一方、上述のように異常診断の実施機会を確保することが望ましいところ、車両１の高速での走行中には緩低下処理を敢えて実施しないことにより、異常診断の実施機会を確保することが可能になる。このように、実施の形態２によれば、異常診断を実施する機会を確保しつつ、異音の発生を効果的に抑制することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１では、目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃの大きさは、燃料供給装置１１０の構成に応じて実験またはシミュレーションにより適宜定められると説明した。たとえば、ポート噴射弁４４０からの燃料噴射量が最小噴射量である場合の燃圧Ｐ１の低下量を低下量Ｐｄｅｃとして用いることも考えられる。このように低下量Ｐｄｅｃをできるだけ小さく設定すると、目標燃圧（暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ）の低下速度が緩やかになり燃圧Ｐ２が暫定目標燃圧Ｐｔｍｐの変化に追従しやすくなるので、燃圧差ΔＰが一層生じにくくなる。したがって、より確実に異音の発生を抑制することが可能になる。

しかしながら、低下量Ｐｄｅｃを過度に小さく設定すると、目標燃圧が初期燃圧（図４の例ではＰａ）から最終目標燃圧Ｐｂに到達するまでに要する時間が長くなる。言い換えると、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐを徐々に低下させる場合には、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐを速やかに低下させる場合と比べて、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが高い状態（その結果として燃圧Ｐ２が高い状態）を長期間維持することになるので、フィードポンプ４１１の消費電力が大きくなる。その結果、車両１の燃費が悪化してしまう。

多くの場合、ポート噴射弁４４０からの噴射量は、最小噴射量よりも大きい。そのため、実施の形態３においては、ポート噴射弁４４０の要求噴射量（ポート噴射弁４４０からの噴射量）に応じて目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃを設定する構成について説明する。より具体的には、実施の形態３では、要求噴射量が大きい場合には、要求噴射量が小さい場合と比べて、低下量Ｐｄｅｃが大きく設定される。

図７は、実施の形態３における要求噴射量と目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃとの対応関係の一例を示す図である。図７において、横軸は要求噴射量を示し、縦軸は目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃを示す。図７に示すように、要求噴射量が大きいほど、低下量Ｐｄｅｃは大きく設定される。図７に示すようなマップ（あるいは関係式）が実験またはシミュレーションにより予め定められ、ＥＣＵ３００のメモリ（図示せず）に格納される。

なお、図７に示す例では、要求噴射量が増加するに従って低下量Ｐｄｅｃが直線的に増加する例を示すが、低下量Ｐｄｅｃは増加の態様はこれに限定されない。低下量Ｐｄｅｃは単調増加すればよいので、たとえば曲線的に増加してもよいしステップ的に増加してもよい。

図８は、実施の形態３に係る緩低下処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、Ｓ３２５の処理をさらに含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図５参照）と異なる。Ｓ３１０，Ｓ３２０の処理は、実施の形態１におけるＳ１１０，Ｓ１２０の処理とそれぞれ同等である。

Ｓ３２０において、ＥＣＵ３００は、目標燃圧を低圧側に変更するか否かを判定する。目標燃圧を低下させる場合（Ｓ３２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ３２５に進める。

Ｓ３２５において、ＥＣＵ３００は、図７に示すようなマップを参照することによって、要求噴射量に応じて目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃを設定する。なお、要求噴射量は、図示しない別ルーチンに従って、車両１の要求駆動力、エンジン１００の回転速度Ｎｅおよびスロットル開度等から算出することができる。

その後、ＥＣＵ３００は、処理をＳ３３０に進める。なお、Ｓ３３０，Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理は、実施の形態１におけるＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０の処理（図５参照）とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

以上のように、実施の形態３によれば、要求噴射量が大きい場合には、要求噴射量が小さい場合と比べて、目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃが大きく設定される。この理由について以下に説明する。

要求噴射量が大きいほど、ポート噴射弁４４０からの噴射量を大きくして逆止弁４１５の下流側の燃圧Ｐ１を速やかに低下させることができる。燃圧Ｐ１を速やかに低下させることができる場合には、逆止弁４１５の上流側の燃圧Ｐ２を速やかに低下させたとしても燃圧Ｐ１と燃圧Ｐ２との燃圧差ΔＰが大きくなりにくいので、より確実に異音の発生を抑制することが可能になる。

さらに、要求噴射量が大きく目標燃圧の低下量Ｐｄｅｃが大きいほど暫定目標燃圧Ｐｔｍｐが速やかに低下するので、暫定目標燃圧Ｐｔｍｐ（≒燃圧Ｐ２）が高い状態を長期間維持する必要がなくなる。よって、燃圧Ｐ２を高い状態に維持するためのフィードポンプ４１１の消費電力を低減することができる。したがって、車両１の燃費を向上させることができる。

なお、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせることも可能である。すなわち、図８に示すフローチャートにおいて、Ｓ３２０の処理とＳ３２５の処理との間にＳ２２５（図６参照）に相当する処理を追加してもよい。

また、実施の形態１〜３では、デュアル噴射タイプのエンジンを例に説明したが、実施の形態１，２にて説明した緩低下処理は、筒内噴射のみの筒内噴射タイプのエンジンにも適用可能である。この場合には、高圧デリバリーパイプ５３０内（高圧燃料通路５２０内）の燃圧を目標燃圧に維持するためのフィード制御が行なわれることになる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ 第１ＭＧ、２０ 第２ＭＧ、３０ 動力分割機構、４０ リダクションギヤ、１００ エンジン、１０２ 回転速度センサ、１１０ 燃料供給装置、１２０ 吸気マニホールド、１３０ 吸気ポート、１４０ シリンダ、１５０ カムシャフト、２００ ＰＣＵ、２５０ 蓄電装置、３００ ＥＣＵ、３５０ 車輪、４００ 低圧燃料供給機構、４１０ 燃料タンク、４１１ フィードポンプ、４１２，４１５ 逆止弁、４１３ フィルタ、４１４ 吐出通路、４１６ リリーフバルブ、４１７ 残圧保持バルブ、４２０ 低圧燃料通路、４３０ 低圧デリバリーパイプ、４４０ ポート噴射弁、４４２ 噴孔部、４５０ 低圧燃圧センサ、４６０ 分岐通路、５００ 高圧燃料供給機構、５１０ 高圧ポンプ、５１１ シリンダ、５１２ プランジャ、５１３ 加圧室、５１４ 電磁スピル弁、５２０ 高圧燃料通路、５３０ 高圧デリバリーパイプ、５４０ 筒内噴射弁、５４２ 噴孔部、５５０ 高圧燃圧センサ。

Claims (2)

1. 車両に搭載されたエンジンを制御するための制御装置であって、
   前記エンジンは、
   燃料を加圧する第１のポンプと、
   前記第１のポンプにより加圧された燃料が流通する燃料通路と、
   前記燃料通路から分岐した分岐通路と、
   前記分岐通路を介して供給される燃料を加圧する第２のポンプと、
   前記第２のポンプにより加圧された燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁と、
   前記燃料通路において前記分岐通路への分岐箇所よりも上流側に設けられ、前記第１のポンプへの燃料の逆流を規制する逆止弁とを備え、
   前記制御装置は、前記車両の速度が所定速度よりも低い場合に緩低下処理を実行し、
   前記緩低下処理は、前記第２のポンプの駆動中に前記第１のポンプの吐出量を調整することによって前記燃料通路内の燃料の圧力を目標燃圧に制御する場合に、前記目標燃圧を所定燃圧に低下させるときには、前記目標燃圧が前記所定燃圧へと時間が経過するに従って近づく処理である、エンジンの制御装置。
2. エンジンを制御するための制御装置であって、
   前記エンジンは、
   燃料を加圧する第１のポンプと、
   前記第１のポンプにより加圧された燃料が流通する燃料通路と、
   前記燃料通路を介して供給される燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁と、
   前記燃料通路から分岐した分岐通路と、
   前記分岐通路を介して供給される燃料を加圧する第２のポンプと、
   前記第２のポンプにより加圧された燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁と、
   前記燃料通路において前記分岐通路への分岐箇所よりも上流側に設けられ、前記第１のポンプへの燃料の逆流を規制する逆止弁とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第２のポンプの駆動中に前記第１のポンプの吐出量を調整することによって前記燃料通路内の燃料の圧力を目標燃圧に制御する場合に、前記目標燃圧を所定燃圧に低下させるときには、前記目標燃圧が前記所定燃圧へと時間が経過するに従って段階的に近づく緩低下処理を実行し、
   前記ポート噴射弁からの噴射量が多い場合には、前記噴射量が少ない場合と比べて、前記目標燃圧を段階的に低下させるときの各段階での低下量を大きくする、エンジンの制御装置。

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