(57)【要約】  本発明は、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、使用燃料の飽和蒸気圧を検出することができる技術の提供を課題とする。この課題を解決するために、本発明は、高圧燃料ポンプの吐出圧力と目標圧力との偏差に基づいて高圧燃料ポンプの駆動デューティを比例積分制御（ＰＩ制御）する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、比例積分制御に用いられる積分項（Ｉ項）の変化傾向からベーパの発生を検知し、その際の燃料温度や機関回転数などから使用燃料の飽和蒸気圧を演算するようにした。
2012098648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧燃料ポンプから吐出される燃料を高圧燃料ポンプにより昇圧して燃料噴射弁へ供給する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させる低下処理を実行する処理部と、
前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する第１圧力センサと、
前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料の温度を検出する温度センサと、
前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する第２圧力センサと、
前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記第２圧力センサの検出値との偏差に基づいて、前記高圧燃料ポンプの駆動デューティの比例積分制御を行う制御部と、
前記低下処理実行中の前記比例積分制御に用いられる積分項の変化傾向からベーパの発生を検出する検出部と、
前記検出部がベーパの発生を検出したときの前記第１圧力センサの検出値と前記温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算する演算部と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記演算部は、前記第１圧力センサの検出値を機関回転数により補正し、補正後の検出値と前記温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算する内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記演算部により算出された飽和蒸気圧に応じて前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を決定する決定部を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項４】
請求項３において、前記決定部は、予め想定されている基準燃料の飽和蒸気圧と前記演算部により算出された飽和蒸気圧とから実際に使用されている燃料の飽和蒸気圧曲線を推定し、推定された飽和蒸気圧曲線から前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を決定する内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項において、内燃機関が冷間状態にあるときに燃料噴射量を増量補正する増量補正部を更に備え、
前記増量補正部は、前記演算部により算出された飽和蒸気圧が高いときは低いときより補正量を少なくする内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項において、前記検出部は、燃料の給油が行われた場合にベーパ発生の検出処理を実行し、
前記演算部は、前記検出部がベーパの発生を検出したときの前記第１圧力センサの検出値と前記温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算する内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか１項において、燃料タンク内に発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気系へ供給するパージ装置と、
前記パージ装置により供給される蒸発燃料量に応じて燃料噴射量を減量補正するパージ補正部を更に備え、
前記検出部は、前記パージ補正部による補正量の積算値が規定量に達した場合にベーパ発生の検出処理を実行し、
前記演算部は、前記検出部がベーパの発生を検出したときの前記第１圧力センサの検出値と前記温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算する内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項において、前記高圧燃料ポンプへ流入する燃料を加熱する加熱装置を更に備え、
前記検出部は、ベーパ発生の検出処理を実行するときに前記加熱装置を作動させる内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項において、予め想定されている基準燃料の飽和蒸気圧に対し、前記演算部により算出された飽和蒸気圧が低いときは、点火時期の遅角処理と内部ＥＧＲガスの増量処理と燃料噴射圧力の増加処理の少なくとも１つを実行する補償部を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項において、予め想定されている基準燃料の飽和蒸気圧に対し、前記演算部により算出された飽和蒸気圧が高いときは、内燃機関の出力を制限する制限部を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項において、予め想定されている基準燃料の飽和蒸気圧に対し、前記演算部により算出された飽和蒸気圧が高いときは、内燃機関のアイドル回転数を上昇補正するアイドルアップ制御部を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）と高圧燃料ポンプ（サプライポンプ）を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を気筒内へ直接噴射するタイプの内燃機関においては、燃料タンクから燃料を吸い上げる低圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプにより吸い上げられた燃料を気筒内へ噴射可能な圧力まで昇圧させる高圧燃料ポンプと、を備えた燃料噴射制御システムが知られている。【０００３】
上記したような燃料噴射制御システムにおいては、低圧燃料ポンプの作動に伴うエネルギ消費を抑えるために、低圧燃料ポンプの吐出圧力（フィード圧）を可及的に低下させることが望まれている。ただし、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとの間の圧力が燃料の飽和蒸気圧より低くなると、高圧燃料ポンプ内でベーパが発生する可能性がある。【０００４】
これに対し、特許文献１には、高圧燃料ポンプの駆動デューティが所定値以上となった場合にベーパが発生していると推定して、フィード圧を上昇させる技術について記述されている。【０００５】
特許文献２には、燃料タンクに蒸気圧センサを設け、該蒸気圧センサの検出値と予め計測された計測結果とを比較することにより、燃料の種類を判別する技術について記述されている。【０００６】
特許文献３には、燃料温度センサと燃料圧力センサにより燃料タンク内のＬＰＧの圧力と温度を計測し、その計測結果と予め記憶されている蒸気圧曲線とを照らし合わせることにより、現在使用されているＬＰＧの蒸気圧曲線を特定する技術について記述されている。【０００７】
特許文献４には、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気系へ供給する蒸発燃料処理装置において、混合気中の蒸発燃料濃度を取得し、取得された蒸発燃料濃度に基づいて燃料の揮発性を判定する技術について記述されている。【０００８】
特許文献５には、燃料タンク内の温度を計測する温度センサと、燃料タンク内の圧力を計測する圧力センサと、内燃機関へ供給される燃料の密度を計測する密度計とを備え、燃料給油後の初回始動時に前記各センサの計測結果から燃料のオクタン価を判定する技術について記述されている。【０００９】
特許文献６には、燃料経路から燃料検出室へ取り込まれた燃料を所定温度まで加熱する加熱器と、加熱された燃料の温度を検出する温度センサと、加熱された燃料の圧力を検出する圧力センサとを備え、前記温度センサ及び前記圧力センサの計測結果から燃料性状を検出する技術について記述されている。【００１０】
特許文献７には、燃料性状の検出結果から誤給油が判定されたときに、内燃機関のアイドル回転数を上昇させたり、高負荷運転を制限したりすることにより、退避走行可能にする技術について記述されている。【００１１】
特許文献８には、低オクタン価の燃料が使用されたときに、燃料噴射時期の遅角と燃料噴射圧の上昇と点火時期の進角を行うことにより、プレイグニッションの発生を抑制しつつトルクの低下を抑制する技術について記述されている。【００１２】
特許文献９には、燃料に含まれる複数成分のそれぞれの飽和蒸気圧と複数成分の混合割合とから燃料の分留量を演算する演算モデルを備え、演算モデルの演算値が予め検出された分留量と一致するような混合割合を特定する技術について記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−０７１２２４号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１０６８号公報
【特許文献３】特開２００４−２３９０６４号公報
【特許文献４】特開２００７−２３１８１３号公報
【特許文献５】特開２００９−２８１２１１号公報
【特許文献６】特開平１１−０１３５６８号公報
【特許文献７】特開２００９−０２４５６９号公報
【特許文献８】特開２０１０−２０９７２８号公報
【特許文献９】特開平０４−１５３５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上記した特許文献１に記載されたシステムにおいて、高圧燃料ポンプの駆動デューティが所定値以上となったときは、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとの間の圧力が飽和蒸気圧から大幅に低下している可能性がある。その場合、ベーパの発生量が過多となり、高圧燃料通路内の燃料圧力が低下する。その結果、失火や空燃比の乱れを防ぐことができない可能性がある。【００１５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃料の飽和蒸気圧を検出可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記した課題を解決するために、高圧燃料ポンプの吐出圧力と目標圧力との偏差に基づいて高圧燃料ポンプの駆動デューティを比例積分制御（ＰＩ制御）する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、比例積分制御に用いられる積分項（Ｉ項）がベーパ発生時に特異な挙動を示す事項に着目した。【００１７】
詳細には、本発明は、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を高圧燃料ポンプにより昇圧して燃料噴射弁へ供給する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させる低下処理を実行する処理部と、
前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する第１圧力センサと、
前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料の温度を検出する温度センサと、
前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する第２圧力センサと、
前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記第２圧力センサの検出値との偏差に基づいて、前記高圧燃料ポンプの駆動デューティの比例積分制御を行う制御部と、
前記低下処理実行中の前記比例積分制御に用いられる積分項の変化傾向からベーパの発生を検出する検出部と、
前記検出部がベーパの発生を検出したときの前記第１圧力センサの検出値と前記温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算する演算部と、
を備えるようにした。【００１８】
本願発明者が鋭意の実験および検証を行った結果、高圧燃料ポンプの駆動デューティを比例積分制御によりフィードバック制御する場合において、比例積分制御の積分項は、ベーパが発生し始めるとき、言い換えれば、少量のベーパが発生したときであっても明確な増加傾向を示すことがわかった。【００１９】
したがって、本願発明によれば、前記比例積分制御に用いられる積分項の変化傾向からベーパの発生を正確に検出することができるとともに、その際の第１圧力センサの検出値と燃料温度から燃料の飽和蒸気圧を特定することが可能になる。【００２０】
また、高圧燃料ポンプが単位時間あたりに吸引する燃料量（吸引速度）が多くなると、高圧燃料ポンプに吸引される燃料の圧力が低圧燃料ポンプの吐出圧力（フィード圧）より低くなる。そのため、ベーパ発生時における第１圧力センサの検出値は、高圧燃料ポンプに吸引される燃料圧力より高い値を示すことになる。そのような場合において、第１圧力センサの検出値に基づいて飽和蒸気圧の演算が行われると、飽和蒸気圧の演算値が実際の飽和蒸気圧より高くなる可能性がある。【００２１】
そこで、第１圧力センサの検出値から算出される飽和蒸気圧は、高圧燃料ポンプの吸引速度に応じて補正されることが望ましい。なお、高圧燃料ポンプの吸引速度は機関回転数に相関するため、第１圧力センサの検出値から算出される飽和蒸気圧は機関回転数に応じて補正されてもよい。その際の補正方法としては、飽和蒸気圧の演算に用いられる第１圧力センサの検出値を機関回転数に応じて補正する方法、又は第１圧力センサの検出値から算出された飽和蒸気圧を機関回転数に応じて補正する方法を用いることができる。このような方法により補正が実施されると、使用燃料の飽和蒸気圧をより正確に求めることができる。【００２２】
なお、内燃機関に使用される燃料の性状は、給油などによって変化する可能性がある。使用燃料の性状が変化すると、それに応じて飽和蒸気圧も変化する。これに対し、低圧燃料ポンプの目標吐出圧力（目標フィード圧）は、予め想定されている性状を有する燃料（以下、「基準燃料」と称する）の飽和蒸気圧を前提に定められる。そのため、基準燃料と異なる性状の燃料が使用された場合は、目標フィード圧が使用燃料に対して不適当になる可能性がある。その場合、フィードバック制御が反映されるまでにベーパが発生し易くなったり、目標フィード圧が飽和蒸気圧に対して過剰に高くなったりする可能性がある。その結果、失火や空燃比の乱れが発生したり、低圧燃料ポンプの消費電力が多くなったりする可能性がある。【００２３】
これに対し、本願発明によれば、使用燃料の性状が基準燃料と異なる場合であっても、使用燃料の飽和蒸気圧を特定することが可能である。そのため、使用燃料の飽和蒸気圧に適した低圧燃料ポンプの目標吐出圧力（目標フィード圧）を決定することも可能となる。たとえば、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、演算部により算出された飽和蒸気圧に応じて低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を決定する決定部を更に備えるようにしてもよい。【００２４】
その際、決定部は、演算部により算出された飽和蒸気圧（使用燃料の飽和蒸気圧）が基準燃料の飽和蒸気圧より高い場合は、基準燃料が使用される場合に比べ目標吐出圧力を高くすればよい。一方、演算部により算出された飽和蒸気圧が基準燃料の飽和蒸気圧より低い場合は、決定部は、基準燃料が使用される場合に比べ目標吐出圧力を低くすればよい。【００２５】
このような方法によれば、低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を使用燃料の飽和蒸気圧に適した値にすることができる。その結果、低圧燃料ポンプの目標吐出圧力は、ベーパが発生しない範囲内で可及的に低い圧力に設定されるようになる。【００２６】
上記した決定部は、基準燃料の飽和蒸気圧と演算部により算出された飽和蒸気圧とから実際に使用されている燃料の飽和蒸気圧曲線を推定し、推定された飽和蒸気圧曲線から低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を決定するようにしてもよい。ここでいう「飽和蒸気圧曲線」は、飽和蒸気圧と燃料温度の相関関係を数式化した関数として求められてもよく、或いは飽和蒸気圧と燃料温度との相関関係をプロッティングしたマップとして求められてもよい。また、「飽和蒸気圧曲線」は、燃料温度を引数として基準燃料の飽和蒸気圧と使用燃料の飽和蒸気圧の差分を算出する関数であってもよく、或いは前記差分と燃料温度との相関関係をプロッティングしたマップであってもよい。【００２７】
上記した種々の方法により使用燃料の飽和蒸気圧曲線が求められると、燃料の温度が変化した場合であっても、低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を使用燃料の性状（飽和蒸気圧）に適した値にすることができる。つまり、低圧燃料ポンプの目標吐出圧力は、ベーパが発生しない範囲内で可及的に低い圧力に設定されるようになる。【００２８】
ところで、内燃機関が冷間状態にあるときは、燃料噴射量を増量するための増量補正が行われる場合がある。その際の補正量は、基準燃料より重質な燃料が使用された場合であっても着火性や燃焼安定性が損なわれないように多目に設定される可能性がある。しかしながら、実際に使用される燃料が軽質である場合には補正量が過多となり、燃料消費量の不要な増加を招くことになる。【００２９】
そこで、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、内燃機関が冷間状態にあるときに燃料噴射量を増量補正する増量補正部を更に備え、該増量補正部は、演算部により算出された飽和蒸気圧が高いときは低いときより補正量を少なくするようにしてもよい。【００３０】
燃料性状が軽質である場合は重質である場合に比べ、飽和蒸気圧が高くなる傾向がある。そのため、演算部により算出された飽和蒸気圧が低いときに比して高いときの補正量（燃料噴射量の増量分）が少なくされると、着火性や燃焼安定性を損なうことなく燃料消費量を減少させることが可能になる。【００３１】
使用燃料の性状（飽和蒸気圧）は、燃料の給油が行われた場合に変化しやすい。そこで、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、検出部が燃料の給油をトリガとしてベーパ発生の検出処理を実行し、演算部がベーパ発生検出時の第１圧力センサの検出値と温度センサの検出値から燃料の飽和蒸気圧を演算するようにしてもよい。このような構成によれば、燃料の給油に起因した燃料性状（飽和蒸気圧）の変化を速やかに特定することが可能になる。【００３２】
なお、燃料に含まれる軽質成分は、経時的に蒸発する可能性がある。燃料中の軽質成分が蒸発すると、燃料の性状（飽和蒸気圧）が変化（低下）する可能性もある。そこで、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、燃料の蒸発量が予め定められた規定量以上に達したときに飽和蒸気圧を特定する処理を行うようにしてもよい。【００３３】
たとえば、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系へ供給するパージ装置と、パージ装置により供給される蒸発燃料量に応じて燃料噴射量を減量補正するパージ補正部と、を備えた内燃機関において、パージ補正部による補正量の積算値が規定量に達した場合に飽和蒸気圧を特定する処理（検出部によるベーパ発生検出処理、及び演算部による飽和蒸気圧の演算処理）が行われるようにしてもよい。このような方法によれば、燃料中の軽質成分が蒸発することにより燃料性状（飽和蒸気圧）が変化した場合であっても、変化後の飽和蒸気圧を速やかに特定することが可能となる。【００３４】
本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、高圧燃料ポンプへ流入する燃料を加熱する加熱装置を更に備え、該加熱装置は検出部によるベーパ発生検出処理が行われる際に作動させられるようにしてもよい。【００３５】
燃料の飽和蒸気圧は、燃料温度が低いときより高いときに高くなる傾向がある。そのため、燃料の温度が低いときは高いときに比べ、ベーパが発生し難くなる。さらに、燃料温度が低いときは高いときに比べ、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差が小さくなる。【００３６】
これに対し、飽和蒸気圧を特定する処理が実施されるときに燃料が加熱されると、ベーパが発生し易くなるとともに、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差が顕著となる。よって、飽和蒸気圧を特定する機会が増加するとともに、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差を正確に特定することが可能になる。【００３７】
ところで、ユーザが燃料を給油する際に規定外の燃料を誤って給油する可能性がある。たとえば、ガソリンを基準燃料とする内燃機関の燃料として軽油が給油されたり、軽油を基準燃料とする内燃機関の燃料としてガソリンが給油されたりする可能性がある。たとえば、基準燃料がガソリンである内燃機関の燃料として軽油が給油されると、オクタン価の低下によるノッキングの発生や、揮発性の低下による失火及び燃焼安定性の低下などを招く可能性がある。また、基準燃料が軽油である内燃機関の燃料としてガソリンが供給されると、燃料の潤滑性の低下による燃料ポンプ（特に、高圧燃料ポンプ）の焼き付きなどを招く可能性がある。【００３８】
ここで、軽油はガソリンに比して重質であるため、ガソリンを基準燃料とする内燃機関の燃料として軽油が給油された場合は、演算部により算出される飽和蒸気圧が基準燃料に対して大幅に低くなる。そこで、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、演算部により算出された飽和蒸気圧が基準燃料の飽和蒸気圧より低いときは、点火時期の遅角処理と内部ＥＧＲガスの増量処理と燃料噴射圧力の増加処理の少なくとも１つを実行する補償部を更に備えるようにしてもよい。【００３９】
点火時期が遅角された場合は、ノッキングの発生を抑制することができる。内部ＥＧＲガスが増量された場合は筒内温度が上昇するため、燃料の気化を促進させることができる。燃料噴射圧力が増加された場合は燃料が微粒化するため、燃料の気化を促進させることができる。【００４０】
なお、ガソリンの性状（飽和蒸気圧）は製法などによってばらつく場合がある。そのため、基準燃料に比して飽和蒸気圧が僅かに低いガソリンが給油された場合に、補償部が上記したような処理を実行すると、内燃機関の運転が却って不安定になる可能性がある。よって、補償部は、演算部により算出された飽和蒸気圧と基準燃料の飽和蒸気圧との差が上限値を超えることを条件として、上記した各種処理を行うようにしてもよい。その場合の上限値は、ガソリンの飽和蒸気圧と軽油の飽和蒸気圧との差に応じて決定されることが好ましい。【００４１】
軽油を基準燃料とする内燃機関の燃料としてガソリンが給油された場合は、演算部により算出される飽和蒸気圧が基準燃料に対して大幅に高くなる。そこで、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムは、演算部により算出された飽和蒸気圧が基準燃料の飽和蒸気圧より高いときは、内燃機関の出力を制限する制限部を更に備えるようにしてもよい。【００４２】
ここでいう出力制限は、内燃機関の発生トルクを制限する事項と内燃機関の機関回転数を制限する事項とを含むことが望ましい。内燃機関の発生トルク及び機関回転数が制限されると、燃料ポンプの負荷が軽減される。その結果、燃料の潤滑性低下に起因した燃料ポンプの焼き付きを回避することが可能になる。【００４３】
なお、軽油の性状（飽和蒸気圧）もガソリンと同様にばらつく場合がある。そのため、制限部は、演算部により算出された飽和蒸気圧と基準燃料との差が上限値を超えることを条件として、内燃機関の出力や機関回転数を制限するようにしてもよい。【００４４】
また、基準燃料より大幅に軽質な燃料が給油されると、蒸発燃料の量が大幅に増加する。蒸発燃料の量が増加すると、パージ装置により吸気系へ供給される蒸発燃料量も増加させる必要がある。ただし、内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、燃焼に必要な燃料量が少ないため、多量の蒸発燃料を吸気系へ供給することができない。そのため、余剰の蒸発燃料が大気中へ放出されるなどの不具合を生じる可能性がある。【００４５】
そこで、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、演算部により算出される飽和蒸気圧が基準燃料より高いときは、内燃機関のアイドル回転数を上昇補正するアイドルアップ制御部を更に備えるようにしてもよい。このような構成によれば、内燃機関がアイドル運転状態にあるときに、内燃機関の吸気系へ供給される蒸発燃料量を増加させることができる。その結果、余剰の蒸発燃料が大気中へ放出されるなどの不具合を解消することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃料の飽和蒸気圧を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用する内燃機関の燃料噴射系の概略構成を示す図である。
【図２】低圧燃料ポンプの吐出圧力（フィード圧）Ｐｌを低下させたときの積分項Ｉｔの挙動および高圧燃料通路内の燃料圧力Ｐｈの挙動を示す図である。
【図３】使用燃料の飽和蒸気圧曲線を推定する方法を示す図である。
【図４】使用燃料の飽和蒸気圧曲線を推定する他の方法を示す図である。
【図５】低下処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】第１の実施例における目標フィード圧補正処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】第１の実施例における目標フィード圧補正処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施例における目標フィード圧補正処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施例における飽和蒸気圧検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施例における飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施例における内燃機関の燃料噴射系の他の構成例を示す図である。
【図１２】第２の実施例における飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施例における飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４９】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、内燃機関の燃料噴射制御システムの概略構成を示す図である。図１において、燃料噴射制御システムは、内燃機関の気筒内へ燃料を噴射するための燃料噴射弁１を備えている。燃料噴射弁１は、デリバリパイプ２に接続されている。なお、図１に示す例では、デリバリパイプに４つの燃料噴射弁１が接続されているが、燃料噴射弁１の個数は５つ以上であってもよく、あるいは３つ以下であってもよい。
【００５０】
燃料噴射制御システムは、燃料タンク３に貯留された燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ４を備えている。低圧燃料ポンプ４は、電動モータによって駆動される回転式のポンプ（ロータリポンプ）である。低圧燃料ポンプ４から吐出される低圧の燃料は、低圧燃料通路５を介して、高圧燃料ポンプ６の吸入口へ送られる。
【００５１】
高圧燃料ポンプ６は、内燃機関の動力（たとえば、カムシャフトの回転力）により駆動される往復式のポンプ（プランジャーポンプ）である。高圧燃料ポンプ６の吸入口には、該吸入口の導通と閉塞とを切り換える吸入弁６０が設けられている。吸入弁６０は、電磁駆動式の弁機構であり、プランジャの位置に対する開閉タイミングを変更することによって高圧燃料ポンプ６の吐出量を変更する。高圧燃料ポンプ６の吐出口には、高圧燃料通路７の基端が接続されている。高圧燃料通路７の終端は、前記デリバリパイプ２に接続されている。
【００５２】
前記低圧燃料通路５の途中には、分岐通路８の基端が接続されている。分岐通路８の終端は、燃料タンク３に接続されている。分岐通路８の途中には、プレッシャーレギュレータ９が設けられている。プレッシャーレギュレータ９は、低圧燃料通路５内の圧力（燃料圧力）が所定値を超えたときに開弁することにより、低圧燃料通路５内の余剰の燃料を分岐通路８を介して燃料タンク３へ戻す。
【００５３】
高圧燃料通路７の途中には、チェック弁１０とパルセーションダンパ１１が配置されている。チェック弁１０は、前記高圧燃料ポンプ６の吐出口から前記デリバリパイプ２へ向かう流れを許容し、前記デリバリパイプ２から前記高圧燃料ポンプ６の吐出口へ向かう流れを規制するワンウェイバルブである。パルセーションダンパ１１は、前記高圧燃料ポンプ６の動作（吸引動作と吐出動作）に起因する燃料の脈動を減衰するものである。
【００５４】
前記デリバリパイプ２には、該デリバリパイプ２内の余剰の燃料を前記燃料タンク３へ戻すためのリターン通路１２が接続されている。リターン通路１２の途中には、該リターン通路１２の導通と遮断とを切り換えるリリーフ弁１３弁が配置されている。リリーフ弁１３は、電動式または電磁駆動式の弁機構であり、デリバリパイプ２内の燃料圧力が目標値を超えたときに開弁される。
【００５５】
前記リターン通路１２の途中には、連通路１４の終端が接続されている。前記連通路１４の基端は、前記高圧燃料ポンプ６に接続されている。この連通路１４は、前記高圧燃料ポンプ６から排出される余剰燃料を前記リターン通路１２へ導くための通路である。
【００５６】
また、燃料噴射制御システムは、前記した各機器を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５を備えている。ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６、吸気温度センサ１７、アクセルポジションセンサ１８、クランクポジションセンサ１９、燃温センサ２０、フィード圧センサ２１などの各種センサと電気的に接続されている。
【００５７】
燃圧センサ１６は、デリバリパイプ２内の燃料圧力（高圧燃料ポンプの吐出圧力）に相関した電気信号を出力するセンサであり、本発明に係わる第２圧力センサに相当する。なお、燃圧センサ１６は、高圧燃料通路７に配置されてもよい。吸気温度センサ１７は、内燃機関に吸入される空気の温度に相関した電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ１８は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力する。クランクポジションセンサ１９は、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関した電気信号を出力するセンサである。燃温センサ２０は、低圧燃料通路５内を流れる燃料の温度に相関した電気信号を出力するセンサであり、本発明に係わる温度センサに相当する。フィード圧センサ２１は、低圧燃料ポンプ４の吐出圧力（フィード圧）に相関した電気信号を出力するセンサであり、本発明に係わる第１圧力センサに相当する。
【００５８】
ＥＣＵ１５は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、低圧燃料ポンプ４や吸入弁６０を制御する。たとえば、ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６の出力信号（実燃圧）が目標値に収束するように、吸入弁６０の開閉タイミングを調整する。その際、ＥＣＵ１５は、吸入弁６０の制御量である駆動デューティ（ソレノイドの通電時間と非通電時間との比）に対し、実燃圧と目標値との偏差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。なお、前記した目標値は、燃料噴射弁１の目標燃料噴射量に応じて定められる値である。
【００５９】
上記した比例積分制御において、ＥＣＵ１５は、目標燃料噴射量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）と、実燃圧と目標値との差（以下、「燃圧差」と称する）の大きさに応じて定める制御量（比例項）と、実燃圧と目標値との差の一部を積算した制御量（積分項）と、を加算することにより、駆動デューティを算出する。このようにＥＣＵ１５が駆動デューティを演算することにより、本発明に係わる制御部が実現される。
【００６０】
なお、上記した燃圧の差とフィードフォワード項との関係、および、上記した燃圧の差と比例項との関係は、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。また、上記した燃圧の差のうち、積分項に加算される量の割合についても、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。
【００６１】
また、ＥＣＵ１５は、低圧燃料ポンプ４の消費電力を可及的に低減するために、低圧燃料ポンプ４の目標吐出圧力（目標フィード圧）を低下させる処理（低下処理）を実行する。具体的には、ＥＣＵ１５は、先ず内燃機関の運転状態や燃料温度などに基づいて目標フィード圧のデフォルト値を決定する。続いて、ＥＣＵ１５は、目標フィード圧を一定量（以下、「低下係数」と称する）ずつ低下させる。前記した低下係数は、低圧燃料通路５内の燃料圧力が飽和蒸気圧を大幅に下回らない範囲で最大の値に設定されることが望ましく、予め実験などの適合処理により求めておくことが望ましい。
【００６２】
ところで、目標フィード圧のデフォルト値は、飽和蒸気圧が比較的高い性状を有する燃料（基準燃料）を想定して定められる可能性がある。これに対し、実際に使用される燃料（使用燃料）は、基準燃料に対して飽和蒸気圧が低い性状を有する場合がある。そのような場合は、目標フィード圧のデフォルト値が使用燃料の飽和蒸気圧に対して過剰に高くなる可能性があり、上記した低下処理による効果を得られにくくなる可能性もある。
【００６３】
そこで、本実施例においては、高圧燃料ポンプ６の駆動デューティを演算する際に用いられる積分項の変化傾向をパラメータとして燃料の飽和蒸気圧を特定し、特定された飽和蒸気圧に基づいて低圧燃料ポンプ４の目標フィード圧を補正するようにした。ここでいう「目標フィード圧の補正」は、低圧燃料ポンプ４に対する指示値の補正に加え、ＥＣＵ１５のＲＯＭなどに記憶されている目標フィード圧（デフォルト値）の補正も含む。
【００６４】
以下、低圧燃料ポンプ４の目標フィード圧を補正する方法について述べる。
【００６５】
図２は、フィード圧Ｐｌを連続的に低下させた場合における積分項Ｉｔと高圧燃料通路７内の燃料圧力Ｐｈの挙動を示す図である。図２において、フィード圧Ｐｌが飽和蒸気圧を下回ると（図２中のｔ１）、積分項Ｉｔが穏やかな増加傾向を示す。その後、フィード圧Ｐｌがさらに低下されると、高圧燃料ポンプ６の吸引不良または吐出不良が発生する（図２中のｔ２）。高圧燃料ポンプ６の吸引不良または吐出量が発生すると、積分項Ｉｔの増加速度が大きくなるとともに、高圧燃料通路７内の燃料圧力Ｐｈが低下する。
【００６６】
図２に示したような関係を参酌すると、積分項Ｉｔの大きさ（絶対値）が閾値を超えたときにベーパが発生（低圧燃料通路５内の燃料圧力が飽和蒸気圧より低下）したと判定する方法が考えられる。しかしながら、積分項Ｉｔの大きさは、ベーパの発生のみにならず、燃料温度の上昇や目標噴射量の増加などによっても増加する。
【００６７】
よって、ベーパの発生をより正確に検出するためには、一定期間（たとえば、低下処理の実行周期、または高圧燃料ポンプ６の駆動デューティの演算周期）当たりの積分項Ｉｔの変化傾向に基づいてベーパの発生を判定することが好適である。詳細には、積分項Ｉｔが一定あるいは低下傾向にあるときはベーパが発生しておらず、積分項Ｉｔが増加傾向にあるときはベーパが発生していると判定する方法が好適である。このような方法によれば、高圧燃料ポンプ６の吸引不良や吐出不良が発生する前（たとえば、図２中のｔ１からｔ２までの期間）に、ベーパの発生を検知することができる。
【００６８】
上記した方法によりベーパの発生が検知されると、ベーパ発生時のフィード圧センサ２１の検出値と燃温センサ２０の検出値をパラメータとして飽和蒸気圧を演算することができる。
【００６９】
なお、低圧燃料通路５内の圧力は、フィード圧のみならず、高圧燃料ポンプ６の吸引速度（単位時間あたりに高圧燃料ポンプ６が吸引する燃料量）によって変化する場合がある。たとえば、高圧燃料ポンプ６の吸引速度が高くなると、低圧燃料通路５内の燃料圧力が低圧燃料ポンプ４のフィード圧より低くなる。そのため、フィード圧センサ２１の検出値は、ベーパ発生時の燃料圧力より高い値を示すことになる。その結果、フィード圧センサ２１の検出値をパラメータとして飽和蒸気圧が演算されると、飽和蒸気圧の演算値が実際の飽和蒸気圧より高くなる。
【００７０】
これに対し、フィード圧センサ２１の検出又は飽和蒸気圧の演算値を高圧燃料ポンプ６の吸引速度に応じて補正することが望ましい。高圧燃料ポンプ６の吸引速度は内燃機関の回転数（機関回転数）に相関するため、機関回転数に応じてフィード圧センサ２１の検出値又は飽和蒸気圧の演算値が補正されてもよい。
【００７１】
燃料の飽和蒸気圧が特定されると、低圧燃料通路５内の燃料圧力が飽和蒸気圧を下回らないように低圧燃料ポンプ４に対する指示値（駆動電流）を補正することができる。また、ＥＣＵ１５のＲＯＭなどに予め記憶されている飽和蒸気圧を補正する場合は、使用燃料の飽和蒸気圧曲線を推定してもよい。
【００７２】
飽和蒸気圧曲線を推定する方法としては、図３に示すように、飽和蒸気圧が検出されたときの燃料温度（ベーパ検出時における燃温センサ２０の検出温度）ｔｅｍｐ０における基準燃料の飽和蒸気圧（図３中の破線で示す飽和蒸気圧）と使用燃料の飽和蒸気圧（図３中の実線で示す飽和蒸気圧）との差ΔＰ０を基準として、前記検出温度ｔｅｍｐ０より低温時の差ΔＰ１が前記差ΔＰ０より小さくなるとともに、前記検出温度ｔｅｍｐ０より高温時の差ΔＰ２が前記差ΔＰ０より大きくなるような曲線を推定する方法を用いることができる。
【００７３】
飽和蒸気圧曲線を推定する他の方法としては、図４に示すように、性状の異なる複数種の基準燃料の飽和蒸気圧曲線を予めＥＣＵ１５に記憶させておき、前記検出温度ｔｅｍｐ０における飽和蒸気圧が使用燃料より高い基準燃料Ａの飽和蒸気圧曲線（図４中の破線で示す飽和蒸気圧曲線）と、前記検出温度ｔｅｍｐ０における飽和蒸気圧が使用燃料より低い基準燃料Ｂの飽和蒸気圧曲線（図４中の一点鎖線で示す飽和蒸気圧曲線）と、の間を補完する方法を利用することもできる。
【００７４】
このようにして使用燃料の飽和蒸気圧曲線が求められると、該飽和蒸気圧曲線と燃温センサ２０の検出値から現時点の燃料温度に対応した飽和蒸気圧を求めることが可能となる。そして、飽和蒸気圧にマージンを加算した値を目標フィード圧に定めることにより、ベーパが発生しない範囲で可能な限り低い目標フィード圧を設定することが可能になる。
【００７５】
以下、本実施例における目標フィード圧の補正手順について図５，６に沿って説明する。図５は、本実施例における低下処理ルーチンを示すフローチャートである。低下処理ルーチンは、予めＥＣＵ１５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、内燃機関の始動（たとえば、イグニションスイッチがオフからオンへ切り換えられたとき）をトリガとして実行される。図６は、本実施例における目標フィード圧補正処理ルーチンを示すフローチャートである。目標フィード圧補正処理ルーチンは、予めＥＣＵ１５に記憶されているルーチンであり、低下処理ルーチンにおいてベーパの発生が検出されたときにＥＣＵ１５によって割り込み処理されるルーチンである。
【００７６】
先ず、図５の低下処理ルーチンでは、ＥＣＵ１５は、先ずＳ１０１において、低圧燃料ポンプ４の駆動電流Ｉｄを初期値Ｉｄ０に設定する。初期値Ｉｄ０は、低圧燃料ポンプ４のフィード圧が基準燃料の飽和蒸気圧にマージンを加算した値（目標フィード圧）と一致するように定められた値であり、たとえば、燃温センサ２０の検出温度と基準燃料の飽和蒸気圧曲線とから定められるようにしてもよい。
【００７７】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ６の駆動デューティの演算に用いられた積分項Ｉｔの値を読み込む。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０３へ進み、前記Ｓ１０２で読み込まれた積分項Ｉｔから前回の積分項Ｉｔｏｌｄを減算することにより、差分値ΔＩｔ（＝Ｉｔ−Ｉｔｏｌｄ）を算出する。
【００７８】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０３で算出された差分値ΔＩｔが正の値を示すか否かを判別する。Ｓ１０４において肯定判定された場合（ΔＩｔ＞０）は、低圧燃料通路５内にベーパが発生し始めていることになる。そこで、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０５へ進み、ベーパ発生時の燃温センサ２０の検出温度ｔｅｍｐ０とフィード圧センサ２１の検出圧力Ｐｆと機関回転数Ｎｅとを読み込むとともに、それらの値をバックアップＲＡＭなどに記憶させる。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０６へ進み、ベーパ発生フラグの値を“１”に設定する。ベーパ発生フラグは、バックアップＲＡＭなどに予め設定されている記憶領域であり、ベーパ発生時に“１”が記憶され、後述する目標フィード圧補正ルーチンにおいて使用燃料の飽和蒸気圧が特定されたときに“０”にリセットされる。なお、ＥＣＵ１５がＳ１０４乃至Ｓ１０６の処理を実行することにより、本発明に係わる検出部が実現される。
【００７９】
ＥＣＵ１５は、Ｓ１０６の処理を実行した後にＳ１０７へ進む。また、前記Ｓ１０４において否定判定された場合（ΔＩｔ≦０）は、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０５及び前記Ｓ１０６の処理をスキップしてＳ１０７へ進む。
【００８０】
Ｓ１０７では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０３で算出された差分値ΔＩｔと低下係数Ｃｄｗｎを用いて、低圧燃料ポンプ４の駆動電流Ｉｄを演算する。その際、ＥＣＵ１５は、以下の式にしたがって駆動電流Ｉｄを演算する。
Ｉｄ＝Ｉｄｏｌｄ＋ΔＩｔ＊α−Ｃｄｗｎ
上記した式中のαは、なまし係数であり、予め実験などを用いた適合作業により求められている。
【００８１】
ここで、前記差分値ΔＩｔが正の値を示すとき（積分項Ｉｔが増加傾向を示すとき）は、駆動電流Ｉｄが増加する。その場合、低圧燃料ポンプ４の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌが上昇する。一方、前記差分値ΔＩｔが零であるとき（積分項Ｉｔが一定であるとき）、または前記積分項Ｉｔが負の値を示すとき（積分項Ｉｔが減少傾向にあるとき）は、駆動電流Ｉｄが減少する。その場合、低圧燃料ポンプ４の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌが低下する。
【００８２】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０７で求められた駆動電流Ｉｄのガード処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０７で求められた駆動電流Ｉｄが下限値以上かつ上限値以下の値であるか否かを判別する。前記Ｓ１０７で求められた駆動電流Ｉｄが下限値以上かつ上限値以下の値であるときは、ＥＣＵ１５は、前記駆動電流Ｉｄを目標駆動電流Ｉｄｔｒｇに定める。前記駆動電流Ｉｄが上限値を超える場合は、ＥＣＵ１５は、目標駆動電流Ｉｄｔｒｇを上限値と等しい値に定める。前記駆動電流Ｉｄが下限値を下回る場合は、ＥＣＵ１５は、目標駆動電流Ｉｄｔｒｇを下限値と等しい値に定める。
【００８３】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０８で定められた目標駆動電流Ｉｄｔｒｇを低圧燃料ポンプ４に印加することにより、低圧燃料ポンプ４を駆動させる。なお、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０９の処理を実行した後に、Ｓ１０２以降の処理を繰り返し実行する。
【００８４】
以上述べたようにＥＣＵ１５が図５の低下処理ルーチンを実行すると、積分項Ｉｔが一定または低下傾向を示すとき（差分値ΔＩｔが零以下の値になるとき）は、低圧燃料ポンプ４の吐出圧力が低下され、積分項Ｉｔが増加傾向を示すとき（差分値ΔＩｔが正の値を示すとき）は、低圧燃料ポンプ４の吐出圧力が上昇される。その結果、低圧燃料通路５内に多量のベーパが発生する前（ベーパが発生し始めたとき）にフィード圧Ｐｌの低下を停止させることができる。
【００８５】
したがって、燃料圧力Ｐｈの大幅な低下や空燃比の乱れを招くことなく、フィード圧Ｐｌを可及的に低下させることが可能になる。さらに、フィード圧Ｐｌの低下が停止されるときは、前記差分値ΔＩｔが大きくなるほどフィード圧Ｐｌが高められるため、高圧燃料ポンプ６の吸引不良や吐出不良をより確実に防止することが可能となる。
【００８６】
次に、図６の目標フィード圧補正処理ルーチンでは、ＥＣＵ１５は、先ずＳ２０１において、ベーパ発生フラグの値が“１”であるか否かを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１５は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１５は、Ｓ２０２へ進む。
【００８７】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ１５は、バックアップＲＡＭからベーパ発生時に検出された燃料温度ｔｅｍｐ０、フィード圧ｐｆ、及び機関回転数Ｎｅを読み込む。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ２０３へ進み、前記Ｓ２０２で読み込まれたフィード圧Ｐｆと機関回転数Ｎｅとをパラメータとして、燃料温度ｔｅｍｐ０における使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを演算する。たとえば、ＥＣＵ１５は、フィード圧Ｐｆに補正係数Ａを乗算することにより飽和蒸気圧Ｐｓｖを演算するようにしてもよい。前記した補正係数Ａは、１以下の値であり、機関回転数Ｎｅが高いときは低いときより小さい値となるように定められる。このようにＥＣＵ１５がＳ２０２の処理を実行することにより、本発明に係わる演算部が実現される。
【００８８】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ２０３で求められた飽和蒸気圧Ｐｓｖに基づいて低圧燃料ポンプ４の駆動電流Ｉｄを補正する。たとえば、ＥＣＵ１５は、低圧燃料ポンプ４のフィード圧が前記Ｓ２０３で求められた飽和蒸気圧Ｐｓｖにマージンを加算した値と一致するように駆動電流Ｉｄを補正する。なお、機関回転数が高いときは、低圧燃料通路５内の燃料圧力が低圧燃料ポンプ４のフィード圧より低くなる。よって、前記駆動電流Ｉｄは、機関回転数に応じて補正されることが望ましい。たとえば、機関回転数が高いときは低いときより駆動電流Ｉｄが大きくなるように補正されるようにしてもよい。このような方法により駆動電流Ｉｄが補正されると、低圧燃料通路５内の燃料圧力が低圧燃料ポンプ４のフィード圧より低くなる場合であってもベーパの発生を回避することが可能になる。
【００８９】
Ｓ２０５では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ２０２で読み込まれた燃料温度ｔｅｍｐ０と前記Ｓ２０３で算出された飽和蒸気圧Ｐｓｖを用いて使用燃料の飽和蒸気圧曲線を推定（特定）する。その際、ＥＣＵ１５は、前述した図３，４の説明で述べた方法により使用燃料の飽和蒸気圧曲線を特定してもよい。
【００９０】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ１５は、目標フィード圧を決定する際に用いられる飽和蒸気圧曲線（言い換えれば、低圧燃料ポンプ４の駆動電流Ｉｄを決定する際に用いられる飽和蒸気圧曲線）を前記Ｓ２０５で特定された飽和蒸気圧曲線に変更（更新）する。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ２０７へ進み、ベーパ発生フラグの値を“０”にリセットする。
【００９１】
なお、ＥＣＵ１５がＳ２０３乃至Ｓ２０５の処理を実行することにより、本発明に係わる決定部が実現される。
【００９２】
以上述べたようにＥＣＵ１５が目標フィード圧補正処理ルーチンを実行することにより、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを特定することができるとともに、特定された飽和蒸気圧Ｐｓｖに基づいて低圧燃料ポンプ４の目標フィード圧（駆動電流Ｉｄ）を補正することもできる。その結果、ベーパが発生しない範囲内でフィード圧を可及的に低い値に設定位することが可能になる。
【００９３】
なお、内燃機関が暖機前の冷間状態にあるときは、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖに応じて燃料噴射量が補正されるようにしてもよい。内燃機関が冷間状態にあるときは、燃料噴射量を増量するための増量補正が行われる場合がある。その際の増量補正量は、比較的重質な性状の燃料（以下、「基準重質燃料」と称する）が使用された場合であっても着火性や燃焼安定性が損なわれないように多目に設定される可能性がある。しかしながら、実際に使用される燃料が軽質である場合には補正量が過多となり、燃料消費量の不要な増加を招くことになる。そこで、ＥＣＵ１５は、目標フィード圧補正処理ルーチンにおいて使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが求められたときに、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが前記基準重質燃料の飽和蒸気圧より高ければ、増量補正量を減量させるようにしてもよい。その場合、燃料の着火性や燃焼安定性を損なうことなく燃料消費量を減少させることが可能になる。
【００９４】
また、基準燃料がガソリンである内燃機関の燃料として軽油が誤給油されたり、基準燃料が軽油である内燃機関の燃料としてガソリンが誤給油されたりする可能性がある。たとえば、基準燃料がガソリンである内燃機関の燃料として軽油が誤給油された場合は、オクタン価の低下によるノッキングの発生や、揮発性の低下による失火及び燃焼安定性の低下などを招く可能性がある。よって、ガソリンの代わりに軽油が誤給油された場合は、ノッキングの抑制や燃料の気化促進を図るための処理（以下、「第１の補償処理」と称する）が必要になる。
【００９５】
また、基準燃料が軽油である内燃機関の燃料としてガソリンが供給されると、燃料の潤滑性の低下による燃料ポンプ（特に、高圧燃料ポンプ６）の焼き付きなどを招く可能性がある。よって、軽油の代わりにガソリンが誤給油された場合は、内燃機関の出力を制限するための処理（以下、「第２の補償処理」と称する）が必要になる。
【００９６】
ここで、軽油はガソリンに比して重質であるため、ガソリンを基準燃料とする内燃機関の燃料として軽油が誤給油された場合は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０に対して大幅に低くなる。一方、軽油を基準燃料とする内燃機関の燃料としてガソリンが誤給油された場合は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０に対して大幅に高くなる。
【００９７】
そこで、ＥＣＵ１５は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖと基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０との差が上限値を超えることを条件として、第１または第２の補償処理を行うようにしてもよい。詳細には、ＥＣＵ１５は、図７に示すように、目標フィード圧補正処理ルーチンのＳ２０３において使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが算出されたときに、該飽和蒸気圧Ｐｓｖと基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０との差の絶対値を演算（Ｓ３０１）し、該差の絶対値が上限値以上であれば第１または第２の補償処理を実行（Ｓ３０２）するようにしてもよい。なお、図７は、目標フィード圧補正処理ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、前述した図６と同等の処理には同一の符号が付されている。また、ここでいう上限値は、ガソリンの飽和蒸気圧と軽油の飽和蒸気圧との差に等しい値、或いは前記差からマージンを差し引いた値である。
【００９８】
第１の補償処理としては、点火時期を遅角させる処理、内部ＥＧＲガスを増加させる処理、或いは燃料噴射圧力を上昇させる処理（高圧燃料ポンプ６の吐出圧力を増加させる処理）などが実行されてもよい。点火時期が遅角された場合は、ノッキングの発生を抑制することができる。内部ＥＧＲガスが増量された場合は筒内温度が上昇するため、燃料の気化を促進させることができる。燃料噴射圧力が増加された場合は燃料が微粒化するため、燃料の気化を促進させることができる。したがって、ガソリンの代わりに軽油が誤給油された場合に第１の補償処理が実行されると、ノッキングの発生を回避しつつ内燃機関を運転させることができる。その結果、車両を退避走行させることが可能になる。
【００９９】
第２の補償処理としては、内燃機関の発生トルクを特定のトルク以下に制限する処理と内燃機関の回転数（機関回転数）を特定の回転数以下に制限する処理とが実行されてもよい。内燃機関の発生トルク及び機関回転数が制限されると、燃料ポンプの負荷が軽減される。したがって、軽油の代わりにガソリンが誤給油された場合に第２の補償処理が実行されると、燃料の潤滑性低下に起因した燃料ポンプの焼き付きを回避しつつ内燃機関を運転させることができる。その結果、車両を退避走行させることが可能になる。
【０１００】
なお、基準燃料がガソリンである内燃機関の燃料として、非常に軽質がガソリンが給油される場合も考えられる。その場合、燃料タンク内で発生する蒸発燃料が増加する。燃料タンク内で発生した蒸発燃料はキャニスタなどに一旦吸着された後に吸気系へ供給される。ただし、内燃機関がアイドル運転状態にあるときは燃焼に必要な燃料量が少ないため、燃料タンク内で発生した多量の蒸発燃料が吸気系へ供給されずに大気中へ放出されてしまう可能性がある。
【０１０１】
そこで、ＥＣＵ１５は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０に対して所定値以上高い場合は、内燃機関のアイドル回転数を上昇補正するためのアイドルアップ処理を実行するようにしてもよい。詳細には、ＥＣＵ１５は、図８に示すように、目標フィード圧補正処理ルーチンのＳ２０３において使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが算出されたときに、該飽和蒸気圧Ｐｓｖから基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０を減算（Ｓ４０１）し、その減算結果（＝Ｐｓｖ−Ｐｓｖ０）が所定値（＞０）より大きければアイドルアップ処理を実行（Ｓ４０２）するようにしてもよい。なお、図８は、目標フィード圧補正処理ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、前述した図６と同等の処理には同一の符号が付されている。また、ここでいう所定値は、内燃機関のアイドル運転時に吸気系へ供給可能な蒸発燃料量に対して燃料タンク内で発生する蒸発燃料量が多くなると考えられる燃料の飽和蒸気圧と基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０との差に基づいて定められる値であり、たとえば、前記した差からマージンを差し引いた値である。
【０１０２】
このようにアイドルアップ処理が実行されると、基準燃料に比して非常に軽質な燃料が給油された場合に蒸発燃料が大気中へ放出されるなどを不具合を回避することが可能となる。なお、アイドルアップ処理におけるアイドル回転数の上昇量は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖと基準燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖ０との差が大きくなるほど多くされてもよい。その場合、蒸発燃料が大気中へ放出される事態をより確実に防止することが可能になる。
【０１０３】
＜実施例２＞
次に本発明の第２の実施例について図９乃至図１３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１０４】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを検出するタイミングにある。前述した第１の実施例では、低下処理実行時にベーパが発生したことをトリガにして使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを検出する例について述べたが、本実施例では給油をトリガにして使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを検出する例について述べる。
【０１０５】
図９は、本実施例における飽和蒸気圧検出処理ルーチンを示すフローチャートである。この飽和蒸気圧検出処理ルーチンは、予めＥＣＵ１５のＲＯＭなどに記憶されているルーチンであり、燃料の給油をトリガとして実行される。
【０１０６】
図９の飽和蒸気圧検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ１５は、先ずＳ５０１において給油フラグの値が“１”であるか否かを判別する。給油フラグは、ＥＣＵ１５のバックアップＲＡＭなどに設定された記憶領域であり、燃料が給油されたときに“１”がセットされ、使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖが特定されたときに“０”がリセットされる。なお、燃料が給油されたか否かを判別する方法としては、給油口の開閉を検出するセンサが給油口の開閉を検出したときに燃料が給油されと判定する方法、或いは燃料タンク内の燃料量を検出するセンサが燃料の増加を検出したときに燃料が給油されたと判定する方法などを利用することができる。
【０１０７】
前記Ｓ５０１において否定判定された場合（給油フラグ＝０）は、ＥＣＵ１５は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ５０１において肯定判定された場合（給油フラグ＝１）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ５０２へ進む。Ｓ５０２では、ＥＣＵ１５は、前述した第１の実施例で述べた低下処理と同様に、低圧燃料ポンプ４の目標フィード圧（駆動電流Ｉｄ）を段階的に低下させる。
【０１０８】
Ｓ５０３では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ６の駆動デューティの演算に用いられた積分項Ｉｔの値を読み込む。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ５０４へ進み、前記Ｓ５０３で読み込まれた積分項Ｉｔから前回の積分項Ｉｔｏｌｄを減算することにより、差分値ΔＩｔ（＝Ｉｔ−Ｉｔｏｌｄ）を算出する。
【０１０９】
Ｓ５０５では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ５０４で算出された差分値ΔＩｔが正の値を示すか否かを判別する。Ｓ５０５において否定判定された場合（ΔＩｔ≦０）は、低圧燃料通路５においてベーパが発生していないため、ＥＣＵ１５は、Ｓ５０２へ戻る。一方、Ｓ５０５において肯定判定された場合は（ΔＩｔ＞０）は、低圧燃料通路５においてベーパが発生し始めているため、ＥＣＵ１５は、Ｓ５０６へ進む。
【０１１０】
Ｓ５０６では、ベーパ発生時の燃料温度（燃温センサ２０の検出温度）ｔｅｍｐ０、フィード圧（フィード圧センサ２１の検出圧力）Ｐｆ、及び機関回転数Ｎｅを読み込む。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ５０７へ進み、前記Ｓ５０６で読み込まれたフィード圧Ｐｆと機関回転数Ｎｅとをパラメータとして、燃料温度ｔｅｍｐ０における使用燃料の飽和蒸気圧Ｐｓｖを演算する。
【０１１１】
Ｓ５０８では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ５０６で読み込まれた燃料温度ｔｅｍｐ０と前記Ｓ５０７で算出された飽和蒸気圧Ｐｓｖを用いて使用燃料の飽和蒸気圧曲線を推定（特定）する。Ｓ５０９では、ＥＣＵ１５は、目標フィード圧を決定する際に用いられる飽和蒸気圧曲線を前記Ｓ５０７で特定された飽和蒸気圧曲線に変更（更新）する。続いて、ＥＣＵ１５は、Ｓ５１０へ進み、給油フラグの値を“０”にリセットする。
【０１１２】
以上述べた実施例によれば、燃料の給油に起因した燃料性状（飽和蒸気圧）の変化を速やかに特定することが可能になる。
【０１１３】
なお、燃料に含まれる軽質成分は、経時的に蒸発する可能性がある。燃料中の軽質成分が蒸発すると、燃料の性状（飽和蒸気圧）が変化（低下）する可能性もある。そこで、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料の発生量が予め定められた規定量以上に達したときに飽和蒸気圧を特定する処理を行うようにしてもよい。
【０１１４】
たとえば、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系へ供給するパージ装置を備える内燃機関においては、パージ装置により供給される蒸発燃料量に応じて燃料噴射量を減量補正する処理が実施される。そのため、上記した減量補正処理による補正量の積算値が規定量に達したことを条件として、飽和蒸気圧の検出処理が実行されるようにしてもよい。詳細には、ＥＣＵ１５は、図１０に示すように、上記した減量補正処理による補正量の積算値が規定量以上であるか否かを判別（Ｓ６０１）し、該Ｓ６０１において肯定判定されたことを条件として前述した図９のＳ５０２乃至５０９と同等の処理を実行するようにしてもよい。なお、図１０は、飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、前述した図９と同等の処理には同一の符号が付されている。このような方法により使用燃料の飽和蒸気圧が検出されると、燃料中の軽質成分が蒸発することにより燃料性状（飽和蒸気圧）が変化した場合であっても、変化後の飽和蒸気圧を速やかに特定することが可能となる。
【０１１５】
ところで、燃料温度が低い場合に飽和蒸気圧検出処理が実施されると、ベーパが発生しない可能性がある。また、燃料温度が低い場合は高い場合に比べ、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差が小さくなり易い。そこで、図１１に示すように、高圧燃料ポンプ６へ流入する燃料を加熱する加熱装置２２を設け、飽和蒸気圧検出処理を実行するときに加熱装置２２が作動されるようにしてもよい。その際、加熱装置２２は、燃温センサ２０及びフィード圧センサ２１より上流の低圧燃料通路５に配置されるものとする。
【０１１６】
燃料の給油をトリガとして飽和蒸気圧検出処理が実行される場合には、ＥＣＵ１５は、図１２に示すように、加熱装置２２を作動（Ｓ７０１）させた後にＳ５０２乃至Ｓ５１０の処理を実行するとともに、Ｓ５１０の処理を実行した後に加熱装置２２を停止（Ｓ７０２）させるようにしてもよい。なお、図１２は、飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、前述した図９と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１１７】
また、上記した減量補正処理による補正量の積算値が規定量に達したことをトリガにして飽和蒸気圧検出処理が実行される場合には、ＥＣＵ１５は、図１３に示すように、加熱装置２２を作動（Ｓ８０１）させた後にＳ５０２乃至Ｓ５０９の処理を実行するとともに、Ｓ５０９の処理を実行した後に加熱装置２２を停止（Ｓ８０２）させるようにしてもよい。なお、図１３は、飽和蒸気圧検出処理ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、前述した図１０と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１１８】
このように燃料を加熱しつつ飽和蒸気圧検出処理が実行されると、ベーパが発生し易くなるとともに、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差が顕著となる。その結果、飽和蒸気圧を特定する機会が増加するとともに、燃料性状の差に起因した飽和蒸気圧の差を正確に特定することが可能になる。
【符号の説明】
【０１１９】
１     燃料噴射弁
２     デリバリパイプ
３     燃料タンク
４     低圧燃料ポンプ
５     低圧燃料通路
６     高圧燃料ポンプ
７     高圧燃料通路
８     分岐通路
９     プレッシャーレギュレータ
１０   チェック弁
１１   パルセーションダンパ
１２   リターン通路
１３   リリーフ弁
１４   連通路
１５   ＥＣＵ
１６   燃圧センサ
１７   吸気温度センサ
１８   アクセルポジションセンサ
１９   クランクポジションセンサ
２０   燃温センサ
２１   フィード圧センサ
２２   加熱装置
６０   吸入弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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