(57)【要約】【課題】気筒判別が完了し、始動時制御から通常制御へと切り替えられるタイミングおいて実燃圧と目標燃圧との差が増大することに起因してフィードバック制御における積分項が過度に増大し、実燃圧の制御性が低下すること。【解決手段】スタータ６６に起動時に、始動時燃圧と目標燃圧とに基づき、始動時制御継続期間を設定する。そして、スタータ６６が起動されてからのクランク角度センサ７２が出力するクランク角度信号の出力回数が、実燃圧を目標燃圧まで昇圧させるために要する高圧燃料ポンプ１８の最大吐出量での吐出行程の回数に応じた回数となるまでの期間に渡って電磁ソレノイド３８に連続的に通電する。【選択図】      図１
2010248997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧容器と、燃料タンクからの燃料を前記蓄圧容器に吐出供給する燃料ポンプと、前記蓄圧容器の燃圧を検出する燃圧検出手段とを備えて構成される内燃機関の燃料噴射システムに適用され、
前記内燃機関の始動時において、前記燃圧検出手段により検出される燃圧とその目標値との差に基づき、前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出する場合に前記蓄圧容器内の実際の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでの期間を予測する予測手段と、
前記予測される期間に渡って、前記燃料ポンプの吐出量が最大となるように同燃料ポンプを操作する始動時操作手段とを備えることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
【請求項２】
前記燃料ポンプは、前記内燃機関のクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであり、
前記予測手段は、前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記蓄圧容器内の実際の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでに前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出すると想定される回数によって、前記期間を定めるものであることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射システムは、前記内燃機関のカム軸の回転角度を検出するカム角度検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度検出手段とを更に備えて構成されるものであり、
前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであり、
前記始動時操作手段は、前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記カム角度検出手段又は前記クランク角度検出手段が信号を出力する回数が前記予測手段によって定められた回数となることで、前記予測される期間の終了と判断するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関のクランク軸に初期回転を付与するスタータへの給電電圧及び前記内燃機関の温度と相関を有するパラメータのうち少なくとも１つを検出する検出手段を更に備え、
前記燃料ポンプは、前記内燃機関のクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、前記クランク軸から供給される回転エネルギにより駆動されるものであり、
前記予測手段は、前記内燃機関の始動時において、前記検出手段の検出値を加味して前記所定以下となるまでの期間を予測するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項５】
前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常開式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、
前記始動時操作手段は、前記予測される期間に渡って、前記弁体へ通電するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射システムは、前記内燃機関のカム軸の回転角度を検出するカム角度検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度検出手段とを更に備えて構成されるものであり、
前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸及びクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常開式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、
前記始動時操作手段は、前記カム角度検出手段及び前記クランク角度検出手段の少なくとも一方の出力する信号に基づき、前記燃料ポンプの吐出行程の開始タイミングを含んで且つ、前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程の一周期よりも短い期間だけ前記弁体への通電を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項７】
前記燃料ポンプは、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常閉式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、
前記始動時操作手段は、前記予測される期間に渡って、前記弁体への通電を停止するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項８】
前記予測手段は、前記弁体への連続的な通電期間に上限を設定するものであることを特徴とする請求項５又は６記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項９】
前記予測手段は、前記予測される期間の下限を、前記燃料ポンプが少なくとも１回吐出可能な期間とするものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射システムは、前記蓄圧容器から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁を更に備えて構成されるものであり、
前記予測される期間において前記燃圧検出手段により検出される燃圧の変化に基づき、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁までの燃料供給経路、前記燃料噴射弁、及び前記燃圧検出手段の異常の有無を診断する診断手段を更に備えることを特徴とする請求項９記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項１１】
前記燃料ポンプは、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、
前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程を判別する判別手段と、
前記判別手段により前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程の判別が完了すると判断されることを条件に、前記燃圧検出手段により検出される燃圧をその目標値にフィードバック制御すべく前記弁体への通電タイミングを操作する操作手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項１２】
前記操作手段は、前記燃圧検出手段により検出される燃圧とその目標値との差に応じた値の積分演算値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御すべく前記弁体への通電タイミングを操作するものであることを特徴とする請求項１１記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項１３】
燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧容器と、燃料タンクからの燃料を前記蓄圧容器に吐出供給する燃料ポンプとを備えて構成される内燃機関の燃料噴射システムに適用され、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関が始動されたときの前記蓄圧容器内の燃圧とその目標値との差に基づき、前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出する場合に前記蓄圧容器内の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでの期間を予測する予測手段と、
前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記予測される期間において、前記燃料ポンプの吐出量が最大となるように同燃料ポンプを操作する始動時操作手段とを備えることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧容器と、燃料タンクからの燃料を前記蓄圧容器に吐出供給する燃料ポンプと、前記蓄圧容器の燃圧を検出する燃圧検出手段とを備えて構成される内燃機関の燃料噴射システムに適用される燃料ポンプの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料ポンプの制御装置としては、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射システムに適用されるものが知られている。上記燃料噴射システムは、各気筒の燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する共通の蓄圧容器と、燃料タンクから汲み上げられた燃料を蓄圧容器へと吐出供給する燃料ポンプとを有して構成される。燃料ポンプは、内燃機関のカム軸と同期して回転するポンプカムによって駆動されるものである。ここで、燃料ポンプの吐出量は、燃料ポンプの有するソレノイドへの通電を操作することにより調節される。詳しくは、まずカム軸の回転に同期した燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程を判別するいわゆる気筒判別が行われる。気筒判別の完了後、燃圧センサによって検出される蓄圧容器内の燃圧（実燃圧）を目標値（目標燃圧）にフィードバック制御すべく、実燃圧と目標燃圧との偏差に基づく比例項、積分項等に基づき燃料ポンプの要求吐出量が算出される。そして、この要求吐出量に基づきソレノイドへの通電タイミングが算出され、この通電タイミングに基づきソレノイドへの通電がなされる。これにより、機関運転状態毎に設定される目標燃圧に実燃圧を制御することができ、ひいては内燃機関の排気特性を良好なものとすることができる。
【０００３】
ところで、内燃機関が停止すると、実燃圧は徐々に低下する。このため、内燃機関の停止時間が長い場合等には、内燃機関の起動に際し、実燃圧が目標燃圧と比較して過度に（例えば大気圧まで）低くなる事態が生じ得る。この場合、内燃機関の排気特性を良好なものとすべく、実燃圧を目標燃圧まで速やかに昇圧させることが要求される。しかしながら、内燃機関の起動時から気筒判別が完了するまでの期間においては実燃圧のフィードバック制御を行うことができないため、実燃圧の昇圧が促進されず、排気特性が悪化するおそれがある。
【０００４】
そこで従来は、下記特許文献１に見られるように、内燃機関の起動時から気筒判別が完了するまでの期間に渡ってソレノイドに連続通電することにより燃料ポンプの吐出量を最大とする制御（全吐出制御）を行うことで、内燃機関の起動後における実燃圧の昇圧を促進し、排気特性の悪化を抑制する技術も提案されている。また、ソレノイドへの通電操作に関する技術としては、下記特許文献２に記載のものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２３５２８号公報
【特許文献２】特許第４１１００６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ただし、上記気筒判別の完了タイミングは、実燃圧の制御性を高める観点からは上記全吐出制御を終了するタイミングとして必ずしも適切なものとはならない。すなわち例えば、上記気筒判別の完了タイミングにおいて実燃圧が目標燃圧を下回る場合には、実燃圧と目標燃圧との偏差が増大することに起因してフィードバック制御における積分項が過度に増大し、実燃圧が目標燃圧となった後に、実燃圧が更に上昇を続けるいわゆるオーバーシュートが生じるおそれがある。また、気筒判別の完了タイミングにおいて実燃圧が目標燃圧を上回る場合には、全吐出制御を終了するタイミングとして気筒判別の完了タイミングが遅かったこととなる。
【０００７】
このように、全吐出制御を終了するタイミングが適切なタイミングとならないことによる不都合を抑制することに関しては、未だ改善の余地を残すものとなっている。
【０００８】
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、内燃機関の始動時における燃料ポンプの吐出量を最大とする期間の終了タイミングを適切なタイミングとすることのできる燃料ポンプの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１０】
請求項１記載の発明は、燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧容器と、燃料タンクからの燃料を前記蓄圧容器に吐出供給する燃料ポンプと、前記蓄圧容器の燃圧を検出する燃圧検出手段とを備えて構成される内燃機関の燃料噴射システムに適用され、前記内燃機関の始動時において、前記燃圧検出手段により検出される燃圧とその目標値との差に基づき、前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出する場合に前記蓄圧容器内の実際の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでの期間を予測する予測手段と、前記予測される期間に渡って、前記燃料ポンプの吐出量が最大となるように同燃料ポンプを操作する始動時操作手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
蓄圧容器内の燃圧（実燃圧）とその目標値（目標燃圧）との差と、燃料ポンプから蓄圧容器までの間の容積とから、実燃圧を目標燃圧まで昇圧させるために要する燃料量（要求燃料量）が定まる。上記発明では、この点に鑑み、内燃機関の始動時において、燃圧検出手段により検出される始動時の実燃圧と、目標燃圧との差から定まる上記要求燃料量と燃料ポンプの最大吐出量とに基づき、実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでの期間を精度良く予測することができる。そして、この予測される期間に渡って燃料ポンプの吐出量が最大となるようにこの燃料ポンプが操作される。このように、上記発明では、燃料ポンプの吐出量を最大とする期間の終了タイミングを適切なタイミングとすることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記燃料ポンプは、前記内燃機関のクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであり、前記予測手段は、前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記蓄圧容器内の実際の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでに前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出すると想定される回数によって、前記期間を定めるものであることを特徴とする。
【００１３】
実燃圧を目標燃圧まで昇圧させるために要する燃料量と、燃料ポンプの１吐出行程あたりの最大吐出量とから、実燃圧を目標燃圧とするために要求される燃料ポンプの吐出回数が定まる。上記発明では、この点に鑑み、実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでの期間を、内燃機関の起動要求があると判断されてから実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでに燃料ポンプが最大吐出量で吐出すると想定される回数によって定めることで、始動時操作手段により燃料ポンプの吐出量を最大とする期間の終了タイミングを簡易に設定することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記燃料噴射システムは、前記内燃機関のカム軸の回転角度を検出するカム角度検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度検出手段とを更に備えて構成されるものであり、前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであり、前記始動時操作手段は、前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記カム角度検出手段又は前記クランク角度検出手段が信号を出力する回数が前記予測手段によって定められた回数となることで、前記予測される期間の終了と判断するものであることを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転に連動して燃料ポンプが吸入及び吐出を繰り返すため、カム角度検出手段又はクランク角度検出手段が信号を出力する回数を把握することで、内燃機関の起動要求があると判断されてからの燃料ポンプの吐出量を推定把握することができる。これにより、燃料ポンプの吐出量が上記要求燃料量となる時点を判断することができ、ひいては始動時操作手段による燃料ポンプの操作を適切なタイミングで終了することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記内燃機関のクランク軸に初期回転を付与するスタータへの給電電圧及び前記内燃機関の温度と相関を有するパラメータのうち少なくとも１つを検出する検出手段を更に備え、前記燃料ポンプは、前記内燃機関のクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、前記クランク軸から供給される回転エネルギにより駆動されるものであり、前記予測手段は、前記内燃機関の始動時において、前記検出手段の検出値を加味して前記所定以下となるまでの期間を予測するものであることを特徴とする。
【００１７】
内燃機関の始動時において、スタータにより付与される内燃機関の初期回転速度（クランキング回転速度）は、スタータへの給電電圧、内燃機関の温度により変化する。クランキング回転速度が変化すると、クランク軸から供給される回転エネルギによって駆動される燃料ポンプの単位時間あたりの吐出量が変化することで、内燃機関の起動時から実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでの実際の期間と、予測手段により予測される期間との間のずれが増大し、予測手段による予測精度が低下するおそれがある。この点、上記発明では、スタータへの給電電圧及び内燃機関の温度と相関を有するパラメータのうち少なくとも１つを加味して、実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでの期間を予測する。これにより、予測手段による予測精度を好適に向上させることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常開式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、前記始動時操作手段は、前記予測される期間に渡って、前記弁体へ通電するものであることを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、燃料ポンプの吐出行程における弁体への通電タイミングにより、燃料ポンプの吐出行程における弁体の閉弁タイミングを調節することで、燃料ポンプの吐出量が調節される。この場合、弁体に連続的に通電することで、吐出行程の開始時点から弁体を閉弁させることができ、ひいては燃料ポンプの吐出量を最大とすることができる。上記発明では、この点に鑑み、上記予測手段により予測される期間に渡って弁体へ連続的に通電することで、燃料ポンプが吐出行程にあるか吸入行程にあるかを把握しているか否かにかかわらず、上記予測される期間に渡って燃料ポンプの吐出量を最大とすることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料噴射システムは、前記内燃機関のカム軸の回転角度を検出するカム角度検出手段と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度検出手段とを更に備えて構成されるものであり、前記燃料ポンプは、前記内燃機関のカム軸及びクランク軸の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるとともに、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常開式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、前記始動時操作手段は、前記カム角度検出手段及び前記クランク角度検出手段の少なくとも一方の出力する信号に基づき、前記燃料ポンプの吐出行程の開始タイミングを含んで且つ、前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程の一周期よりも短い期間だけ前記弁体への通電を行うことを特徴とする。
【００２１】
弁体への通電により燃料ポンプの吐出行程において弁体が閉弁すると、ポンプ室内の圧力が上昇し、燃料が吐出される。ここで、燃料の吐出が開始された後、弁体への通電を停止しても、ポンプ室内の圧力が上昇しているため、燃料ポンプの吐出行程において弁体の閉弁状態を維持することができ、燃料の吐出を継続することができる。上記発明では、この点に鑑み、弁体への通電期間を燃料ポンプの吐出行程の開始タイミングを含む上記一部の期間に限ることで、上記予測される期間における弁体への通電期間を短くすることができる。これにより、燃料ポンプからの吐出量を最大としつつも、弁体への通電による消費電力を低減することに加えて、弁体の顕著な発熱に起因する燃料ポンプの信頼性の低下を回避することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料ポンプは、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する常閉式の弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、前記始動時操作手段は、前記予測される期間に渡って、前記弁体への通電を停止するものであることを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、燃料ポンプの吐出行程における弁体への通電停止タイミングによって、燃料ポンプの吐出量が調節される。この場合、吐出行程の開始時点以前に弁体の通電を停止することで、燃料ポンプの吐出量を最大とすることができる。上記発明では、この点に鑑み、上記予測手段により予測される期間に渡って弁体への通電を停止することで、上記予測される期間に渡って燃料ポンプの吐出量を最大とすることができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記予測手段は、前記弁体への連続的な通電期間に上限を設定するものであることを特徴とする。
【００２５】
弁体への通電期間が長くなる場合、弁体の発熱が顕著となることで、燃料ポンプの信頼性が低下するおそれがある。この点、上記発明では、弁体への連続的な通電期間に上限を設定することで、弁体の発熱が顕著となるのを回避することができ、ひいては燃料ポンプの信頼性が低下する事態を回避することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記予測される期間の下限を、前記燃料ポンプが少なくとも１回吐出可能な期間とするものであることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、内燃機関の始動時において極力早期に燃料ポンプの吐出に伴う実燃圧の変化を検出することができることから、この変化に基づき、蓄圧容器から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁から燃料タンクまでの燃料供給経路、燃料噴射弁及び燃圧検出手段等の異常診断を極力早期に実行することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記燃料噴射システムは、前記蓄圧容器から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁を更に備えて構成されるものであり、前記予測される期間において前記燃圧検出手段により検出される燃圧の変化に基づき、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁までの燃料供給経路、前記燃料噴射弁及び前記燃圧検出手段の異常の有無を診断する診断手段を更に備えることを特徴とする。
【００２９】
燃料供給経路や燃料噴射弁に何らかの異常が生じた場合、燃料ポンプから蓄圧容器に供給される燃料量や、蓄圧容器から燃料噴射弁へと流出する燃料量が想定される量から大きくずれることで、上記予測される期間における燃料ポンプの吐出に伴い想定される実燃圧の変化と、実際の燃圧の変化とのずれが増大し得る。また、燃料ポンプから蓄圧容器に供給される燃料量や、蓄圧容器から燃料噴射弁へと流出する燃料量が想定される量となる場合であっても、燃圧検出手段に異常が生じることで、上記実際の燃圧の変化を正確に検出することができず、上記ずれが増大し得る。上記発明では、この点に鑑み、上記予測される期間における実燃圧の変化に基づき、燃料タンクから蓄圧容器までの燃料供給経路、燃料噴射弁及び燃圧検出手段（燃料系）の異常の有無を高精度に診断することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料ポンプは、燃料の吸入口と燃料を加圧するポンプ室とを連通及び遮断する弁体を備えて且つ、前記弁体への通電タイミングにより吐出量が調節されるものであり、前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程を判別する判別手段と、前記判別手段により前記燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程の判別が完了すると判断されることを条件に、前記燃圧検出手段により検出される燃圧をその目標値にフィードバック制御すべく前記弁体への通電タイミングを操作する操作手段とを更に備えることを特徴とする。
【００３１】
実燃圧を目標燃圧にフィードバック制御すべく弁体への通電タイミングを操作するには、燃料ポンプの吸入行程及び吐出行程の判別（気筒判別）が完了していることが要求される。ここで、気筒判別の完了時において実燃圧と目標燃圧との差が大きいと、フィードバック制御が開始されることに起因して燃料ポンプの吐出量を適切な量とすることができず、実燃圧の制御性が低下するおそれがある。この点、上記発明では、上記予測手段により予測される期間に渡って燃料ポンプの吐出量を最大とすべく弁体への通電操作がなされるため、実燃圧と目標燃圧との差が所定以下になると想定される時点でフィードバック制御が開始される。このため、フィードバック制御が開始されることに起因する実燃圧の制御性の低下を回避することができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記操作手段は、前記燃圧検出手段により検出される燃圧とその目標値との差に応じた値の積分演算値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御すべく前記弁体への通電タイミングを操作するものであることを特徴とする。
【００３３】
実燃圧と目標燃圧との差に応じた値の積分演算値に基づくフィードバック制御を行う場合、気筒判別の完了時において実燃圧と目標燃圧との差が大きいと、フィードバック制御が開始されることに起因して積分演算値（積分項）が増大するおそれがある。積分項が増大すると、実燃圧が目標燃圧となった後、実燃圧が更に上昇又は低下する、いわゆるオーバーシュート又はアンダーシュートが生じることで、実燃圧の制御性が大きく低下するおそれがある。このため、上記発明によれば、フィードバック制御が開始されることに起因する積分項の増大を抑制することができ、ひいては実燃圧の制御性の低下を好適に回避することができる。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧容器と、燃料タンクからの燃料を前記蓄圧容器に吐出供給する燃料ポンプとを備えて構成される内燃機関の燃料噴射システムに適用され、前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関が始動されたときの前記蓄圧容器内の燃圧とその目標値との差に基づき、前記燃料ポンプが最大吐出量で吐出する場合に前記蓄圧容器内の燃圧とその目標値との差が所定以下となるまでの期間を予測する予測手段と、前記内燃機関の起動要求があると判断されてから前記予測される期間において、前記燃料ポンプの吐出量が最大となるように同燃料ポンプを操作する始動時操作手段とを備えることを特徴とする。
【００３５】
蓄圧容器内の燃圧（実燃圧）とその目標値（目標燃圧）との差と、燃料ポンプから蓄圧容器までの間の容積とから、実燃圧を目標燃圧まで昇圧させるために要する燃料量（要求燃料量）が定まる。上記発明では、この点に鑑み、内燃機関の始動時において、内燃機関が始動されたときの実燃圧と目標燃圧との差から定まる上記要求燃料量と燃料ポンプの最大吐出量とに基づき、実燃圧と目標燃圧との差が所定以下となるまでの期間を精度良く予測することができる。そして、内燃機関の起動要求があると判断されてからこの予測される期間において、燃料ポンプの吐出量が最大となるようにこの燃料ポンプが操作されるため、燃料ポンプの吐出量を最大とする期間の終了タイミングを適切なタイミングとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかるデリバリパイプ内の燃圧制御に関する処理を示すブロック図。
【図３】同実施形態にかかる始動時制御に関する処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態にかかる始動時制御の態様を示すタイムチャート。
【図５】第２の実施形態にかかる始動時制御の態様を示すタイムチャート。
【図６】第３の実施形態にかかる始動時制御の態様を示すタイムチャート。
【図７】第４の実施形態にかかるデリバリパイプ内の燃圧制御に関する処理を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料ポンプの制御装置を筒内噴射式ガソリンエンジンの蓄圧式燃料噴射システムに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１に本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００３９】
図示されるように、燃料タンク１０内の燃料は、低圧通路１２を介して電動式のフィードポンプ１４により汲み上げられる。汲み上げられた燃料は、低圧レギュレータ１６により所定の低圧に調節された後、高圧燃料ポンプ１８に供給される。
【００４０】
高圧燃料ポンプ１８は、シリンダ２０と、シリンダ２０内で往復動するプランジャ２２と、シリンダ２０の内周壁面及びプランジャ２２によって区画形成されるポンプ室２４と、フィードポンプ１４から供給された燃料を吸入する吸入口２６とポンプ室２４とを連通又は遮断するスピル弁２８と、ポンプ室２４と燃料を吐出する吐出口３０との間に設けられた吐出弁３２とを備えて構成される。
【００４１】
上記スピル弁２８は、閉弁スプリング３４によって閉弁方向に力を加えられている。一方、プッシュロッド３６は、スピル弁２８に開弁方向の力を付与する部材である。すなわち、プッシュロッド３６は、スピル弁２８の動作軸と同一軸上で作動するロッドであり、開弁スプリング４０によってスピル弁２８の開弁方向に力が加えられている。また、プッシュロッド３６は、電磁ソレノイド３８によってスピル弁２８の閉弁方向に吸引される。ここで、開弁スプリング４０がスピル弁２８に対して加える力は、閉弁スプリング３４がスピル弁２８に対して加える力よりも大きいものとなっている。このため、電磁ソレノイド３８が通電されない場合、開弁スプリング４０によりプッシュロッド３６がスピル弁２８の開弁方向に変位することで、スピル弁２８が開弁状態とされる。一方、電磁ソレノイド３８に通電される場合には、電磁ソレノイド３８による吸引力によってプッシュロッド３６がスピル弁２８から離れる方向に変位することで、開弁スプリング４０による力がスピル弁２８に加わらなくなりスピル弁２８が閉弁状態とされる。このように、スピル弁２８は、ノーマリーオープンタイプの弁体である。
【００４２】
このように構成される高圧燃料ポンプ１８において、プランジャ２２の下端に取り付けられたタペット４２は、スプリング４４によって、駆動軸４６に連結されたポンプカム４８に押し付けられている。駆動軸４６は、吸気側又は排気側のカム軸５０に機械的に連結されるものであり、カム軸５０と同期して回転する。カム軸５０は、クランク軸５２から供給される回転エネルギにより回転するものであり、クランク軸５２に対して１／２の速度比で回転する。このため、駆動軸４６は、クランク軸５２に対して１／２の速度比で回転する。また、ポンプカム４８は、駆動軸４６とこのカムの外周との距離が変化する形状（ポンプカムプロフィール）を有している。これにより、駆動軸４６の回転に同期してプランジャ２２がシリンダ２０内を往復動することとなる。そして、プランジャ２２の下降によってポンプ室２４内の容積が大きくなる期間が高圧燃料ポンプ１８の吸入行程となり、プランジャ２２の上昇によってポンプ室２４内の容積が小さくなる期間が高圧燃料ポンプ１８の吐出行程となる。
【００４３】
高圧燃料ポンプ１８の吸入行程においては、スピル弁２８が開弁状態とされ、吸入口２６を介してポンプ室２４内にフィードポンプ１４からの燃料が吸入される。ここで、スピル弁２８を開弁状態とするためには、電磁ソレノイド３８を非通電状態とすることが望ましいが、吸入行程において電磁ソレノイド３８に通電される場合であっても、スピル弁２８を開弁状態とすることができる。これは、フィードポンプ１４から供給される燃料の圧力と、プランジャ２２がポンプ室２４の容積を大きくする方向に動くことによるポンプ室２４内の圧力の低下とに起因して、スピル弁２８を開弁させる方向の力が、閉弁スプリング３４がスピル弁２８に対して閉弁方向に加える力に打ち勝つためである。
【００４４】
一方、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程において、電磁ソレノイド３８に通電されない期間には、スピル弁２８が開弁状態とされるため、プランジャ２２がポンプ室２４の容積を小さくする方向に動いても、ポンプ室２４内の燃料がスピル弁２８を介して吸入口２６側へと戻される。このため、燃料が加圧されず、高圧燃料ポンプ１８から燃料が吐出されない。一方、電磁ソレノイド３８に通電されると、スピル弁２８が閉弁状態とされ、プランジャ２２がポンプ室２４の容積を小さくする方向に動くことで、ポンプ室２４内の燃料が加圧される。そして、ポンプ室２４内の圧力が吐出弁３２の開弁圧を上回ると、ポンプ室２４内の燃料が吐出弁３２を介して吐出口３０から吐出される。
【００４５】
高圧燃料ポンプ１８の吐出量は、吐出行程におけるスピル弁２８の閉弁タイミングにより調節することができる。詳しくは、吐出行程におけるスピル弁２８の閉弁タイミング（電磁ソレノイド３８への通電開始タイミング）を早くすると、燃料の吐出に寄与するプランジャ２２のストローク（有効ストローク）が大きくなることで、高圧燃料ポンプ１８の吐出量が多くなる。
【００４６】
高圧燃料ポンプ１８から吐出される燃料は、高圧通路５４を介して蓄圧容器（デリバリパイプ５６）に供給される。デリバリパイプ５６は、高圧燃料ポンプ１８から吐出供給される燃料を高圧状態で蓄えるものであり、エンジンの各気筒の燃料噴射弁５８に高圧燃料を供給する。ちなみに、デリバリパイプ５６は、リリーフ弁６０及びリリーフ通路６２を介して燃料タンク１０に接続されている。リリーフ弁６０は、デリバリパイプ５６内の圧力が規定圧（デリバリパイプ５６の信頼性を維持することのできる上限値）を越えて上昇しようとすることで機械的に開弁し、デリバリパイプ５６内の圧力を規定圧に機械的に調節するレギュレータである。
【００４７】
燃料噴射弁５８は、その噴射口がエンジンの燃焼室６４に突出するようにして配置されるものであり、燃焼室６４に直接燃料を噴射供給する。燃料噴射弁５８から噴射される燃料と、図示しない吸気バルブを介して燃焼室６４へと導入される吸気との混合気は、図示しない点火プラグの火花放電によって着火され燃焼に供される。燃焼によって発生したエネルギは、クランク軸５２の回転エネルギとして取り出される。
【００４８】
クランク軸５２には、スタータ６６が接続されている。スタータ６６は、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ６８）のオン（キーの回転によるスタータスイッチのオン）によりバッテリ７０から給電されることで起動し、エンジンを起動させるべくクランク軸５２に初期回転を付与する（クランキングを行う）。
【００４９】
クランク軸５２近傍には、クランク軸５２の回転角度を検出するクランク角度センサ７２が設けられている。クランク角度センサ７２は、クランク軸５２と一体で回転するロータの外周部に等間隔（例えば６°ＣＡ毎）で複数設けられた突起がこのセンサを横切るときに、矩形状のクランク角度信号を出力する。なお、上記ロータは、後述する気筒判別のために、突起が配置されない（２つ配置されない）欠け歯部を有している。このため、クランク角度センサ７２は、この欠け歯部に対応する回転角度（例えば１２°ＣＡ）においてクランク角度信号を出力しない。
【００５０】
カム軸５０近傍には、カム軸５０の回転角度を検出するカム角度センサ７４が設けられている。カム角度センサ７４は、カム軸５０と一体で回転するロータの外周部に等間隔（例えば１８０°ＣＡ毎）で複数設けられた突起がこのセンサを横切るときに、矩形状のカム角度信号を出力する。なお、上記ロータには、後述する気筒判別のための突起が更に追加されている。
【００５１】
電子制御装置（ＥＣＵ７６）は、蓄圧式燃料噴射システムの各種制御に必要な各種アクチュエータを操作する制御装置である。ＥＣＵ７６は、ユーザのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ７８や、エンジンを冷却するための冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ８０、バッテリ７０の電圧を検出するバッテリ電圧センサ８２、デリバリパイプ５６内の燃圧（実燃圧）を検出する燃圧センサ８４、クランク角度センサ７２、更にはカム角度センサ７４の検出信号を逐次入力する。ＥＣＵ７６は、これらの入力信号に基づき燃料噴射制御等を行うと共に、実燃圧を目標値（目標燃圧）に制御すべく、電磁ソレノイド３８を通電操作する。
【００５２】
図２に、ＥＣＵ７６の行う処理のうち、本実施形態における上記燃圧制御に関する処理の機能ブロック図を示す。
【００５３】
気筒判別部Ｂ２は、クランク角度センサ７２の検出値（クランク角度信号Ｃｒａｎｋ）と、カム角度センサ７４の検出値（カム角度信号Ｃａｍ）とに基づき、気筒判別を行う。ここで、気筒判別とは、エンジンの所定の気筒のピストンが圧縮行程上死点に位置する時のクランク軸５２の回転角度を基準（０°ＣＡ）とした場合に、エンジンの１燃焼サイクル（７２０°ＣＡ）に対する現在のクランク軸５２の回転角度を把握したり、クランク軸５２やカム軸５０の回転角度に対応する高圧燃料ポンプ１８の吸入行程及び吐出行程（プランジャ２２位置）を把握したりすることである。ここで、本実施形態では、先の図１に示したカム軸５０と一体で回転するロータに設けられた突起から所定のクランク角度だけ離間した角度が吐出行程の開始角度に設定されている。ただし、この突起は先の図１に示すように、基本的には「１８０°ＣＡ」間隔で１つずつ設けられつつも、隣接して２個の突起が設けられている箇所がある。このため、高圧燃料ポンプ１８の吸入行程及び吐出行程の判別は、「１８０°ＣＡ」間隔で１つずつ設けられる基準となる突起位置の検出によって完了することとなる。
【００５４】
噴射量算出部Ｂ４は、クランク角度信号Ｃｒａｎｋに基づくエンジン回転速度と、アクセルセンサ７８の検出値に基づくアクセル操作量ＡＣＣＰとから、燃料噴射弁５８に対する噴射量の指令値（指令噴射量ＱＦＩＮ）を算出する。
【００５５】
目標燃圧算出部Ｂ６は、噴射量算出部Ｂ４で算出された指令噴射量ＱＦＩＮと、エンジン回転速度とに基づき、デリバリパイプ５６内の目標燃圧ＰＦＩＮを算出する。
【００５６】
フィードバック制御部Ｂ８は、燃圧センサ８４の検出値に基づく実燃圧Ｐを上記目標燃圧ＰＦＩＮにフィードバック制御するために要する高圧燃料ポンプ１８の吐出量（フィードバック操作量）を算出する。具体的には、実燃圧Ｐと上記目標燃圧ＰＦＩＮとの偏差に基づくＰＩ制御（比例積分制御）によりフィードバック操作量を算出する。
【００５７】
目標燃圧変化算出部Ｂ１０は、上記目標燃圧ＰＦＩＮの変化量ΔＰＦＩＮを算出する。そして、燃料換算部Ｂ１２は、実燃圧Ｐを上記目標燃圧の変化量ΔＰＦＩＮだけ変化させるために要する燃料量を算出すべく、上記目標燃圧の変化量ΔＰＦＩＮを燃料量に換算する。この換算は、高圧燃料ポンプ１８からデリバリパイプ５６までの間の燃料通路の容積と、デリバリパイプ５６の容積との和Ｖで、燃料の体積膨張係数Ｅを除算した値「Ｅ／Ｖ」を、上記目標燃圧の変化量ΔＰＦＩＮに乗算することで行う。
【００５８】
フィードフォワード制御部Ｂ１４は、上記噴射量算出部Ｂ４で算出された指令噴射量ＱＦＩＮと、上記燃料換算部Ｂ１２で換算された燃料量との和として要求される高圧燃料ポンプ１８の吐出量（フィードフォワード操作量）を算出する。
【００５９】
加算部Ｂ１６は、上記フィードバック制御部Ｂ８の出力するフィードバック操作量と、上記フィードフォワード制御部Ｂ１４の出力するフィードフォワード操作量との加算値として、高圧燃料ポンプ１８に対する最終的な要求吐出量を算出する。
【００６０】
タイミング算出部Ｂ１８は、クランク角度センサ７２の検出値Ｃｒａｎｋと、上記最終的な要求吐出量とに基づき、電磁ソレノイド３８への通電タイミング（スピル弁２８の閉弁タイミング）を算出する。具体的には、上記最終的な要求吐出量をパラメータとして予め実験等で求められた通電タイミングマップで決定された通電タイミングに基づき、クランク角度センサ７２の検出値Ｃｒａｎｋから把握される高圧燃料ポンプ１８の吐出行程における所定期間に渡って電磁ソレノイド３８へ通電信号を出力する。
【００６１】
切替部Ｂ２０は、気筒判別部Ｂ２の判別結果に基づき、電磁ソレノイド３８への通電操作手法を変更すべくスイッチを切り替える。つまり、気筒判別が完了すると判断された場合、クランク角度信号Ｃｒａｎｋやカム角度信号Ｃａｍに基づき高圧燃料ポンプ１８の吸入行程及び吐出行程を把握することができるため、上記タイミング算出部Ｂ１８で算出された電磁ソレノイド３８の通電タイミングに基づく制御（通常制御）を行うことができる。このため、気筒判別が完了することに基づき、上記タイミング算出部Ｂ１８から電磁ソレノイド３８へと通電信号を出力してスイッチを「通常制御」側に切り替える。
【００６２】
一方、気筒判別が完了していないと判断された場合には、クランク角度信号Ｃｒａｎｋやカム角度信号Ｃａｍに基づき高圧燃料ポンプ１８の吸入行程及び吐出行程を把握することができないため、通常制御を行うことができない。このため、気筒判別前には後述する始動時制御部Ｂ２２から電磁ソレノイド３８へと通電信号を出力すべく、スイッチを「始動時制御」側とする。
【００６３】
始動時制御部Ｂ２２は、ＩＧＳＷ６８がオンされたことに基づき、高圧燃料ポンプ１８の吐出量を最大とすべく電磁ソレノイド３８に連続的に通電するための通電信号を出力する。これは、エンジン起動後における排気特性の悪化を極力抑制するための処理である。すなわち、ＩＧＳＷ６８がオフされた後の車両放置時間（ソーク時間）が長くなると、再びエンジンを起動させる際の実燃圧が過度に（例えば大気圧まで）低くなる事態が生じ得る。この場合、エンジン起動後における燃焼状態が悪化することで、排気特性が悪化するおそれがある。このため、エンジン起動後において排気特性を良好なものとすべく、実燃圧を目標燃圧まで速やかに昇圧させることが要求される。しかしながら、エンジン起動時から気筒判別が完了するまでの期間においては通常制御を行うことができない。そこで、ＩＧＳＷ６８がオンされてから気筒判別が完了するまでの期間に渡って電磁ソレノイド３８に連続的に通電することにより、高圧燃料ポンプ１８の吐出量を最大とする制御（始動時制御）を行う。すなわち、この場合、電磁ソレノイド３８に通電されたままの状態で吸入行程から吐出行程に移行するため、吐出行程の開始時点からスピル弁２８が閉弁状態とされ、高圧燃料ポンプ１８の吐出量を最大とすることができる。これにより、エンジン起動後における実燃圧の昇圧を促進し、排気特性の悪化を極力抑制することができる。
【００６４】
ただし、始動時制御によりエンジン起動後の実燃圧の昇圧を促進させることができるものの、上述したようにエンジン起動時における実燃圧が過度に低かったり、高かったりすると、気筒判別の完了タイミングにおいて実燃圧と目標燃圧とのずれが大きくなる事態が生じ得る。このため、気筒判別の完了タイミングにおいて始動時制御を終了すると、実燃圧が目標燃圧よりも過度に低い場合には、上記フィードバック制御における積分項が過度に増大し、オーバーシュートが生じるおそれがある。また、実燃圧が目標燃圧よりも高い場合には、始動時制御の適切な終了タイミングよりも実際の終了タイミングが遅れたものとなる。そして、この終了タイミングにおける実燃圧が目標燃圧よりも過度に高い場合には、上記フィードバック制御における積分項が過度に大きくなり、ひいてはアンダーシュートが生じるおそれがある。このように、気筒判別の完了タイミングにおいて始動時制御を終了すると、実燃圧の制御性が低下するおそれがある。
【００６５】
そこで本実施形態では、継続時間算出部Ｂ２４を備え、始動時制御によって実燃圧と目標燃圧との差が所定以下（実燃圧が目標燃圧）となるまでの期間（始動時制御継続期間）を予測し、この期間に渡って始動時制御を行うことで、実燃圧の制御性の低下を回避する。
【００６６】
図３に、本実施形態にかかる始動時制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ７６によって、例えば所定周期（５ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。
【００６７】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、エンジンが停止しているか否かを判断する。この処理は、ＩＧＳＷ６８がオンされることで高圧燃料ポンプ１８が起動されるか否かを判断するためのものである。ここで、エンジンが停止しているか否かは、例えばクランク角度信号Ｃｒａｎｋやカム角度信号Ｃａｍに基づき判断すればよい。
【００６８】
ステップＳ１０においてエンジンが停止していないと判断された場合には、ステップＳ１２に進み、現在の処理が、ＩＧＳＷ６８がオンされることでスタータ６６が起動した後の最初の処理であるか否かを判断する。この処理は、エンジンの起動要求が生じたか否かを判断するためのものである。
【００６９】
ステップＳ１２でスタータ６６が起動した後の最初の処理であると判断された場合には、ステップＳ１４に進み、燃圧センサ８４の検出値に基づき、上記最初の処理のタイミングにおける実燃圧（始動時燃圧）を取得する。
【００７０】
続くステップＳ１６では、始動時制御継続期間の設定処理を行う。ここで、始動時制御継続期間は、スタータ６６が起動されてからのクランク角度センサ７２が出力するクランク角度信号の出力回数によって定量化する。すなわち、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する回数を始動時制御継続期間とする。これは、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程が、クランク軸５２の回転角度に対応したものとなっていることに鑑みたものである。すなわち、このため、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する最大吐出量での高圧燃料ポンプ１８の吐出回数（吐出行程の回数）を、クランク角度信号の出力回数に換算することができる。なお、高圧燃料ポンプ１８の１吐出行程あたりの最大吐出量や、高圧燃料ポンプ１８が最大吐出量で１回吐出した場合における実燃圧の上昇量は、高圧燃料ポンプ１８やデリバリパイプ５６等の仕様によって定まるものであり、これらによって、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する最大吐出量での高圧燃料ポンプ１８の吐出回数（吐出行程の回数）を算出することが可能である。詳しくは、例えば高圧燃料ポンプ１８からデリバリパイプ５６までの間の燃料通路の容積と、デリバリパイプ５６の容積との和Ｖを、燃料の体積膨張係数Ｅで除算した値「Ｖ／Ｅ」を上記最大吐出量に乗算することで、高圧燃料ポンプ１８が最大吐出量で１回吐出した場合における実燃圧の上昇量を算出する。そして、始動時燃圧と目標燃圧ＰＦＩＮとの差を上記実燃圧の上昇量で除算することで、上記高圧燃料ポンプ１８の吐出回数（吐出行程の回数）を算出する。
【００７１】
ステップＳ１６の処理の完了後、ステップＳ１８に進み、始動時制御継続期間のガード処理を行う。この処理は、始動時制御継続期間に対して上限ガード及び下限ガードを施す処理である。ここで、上限ガード値は、電磁ソレノイド３８への連続的な通電期間が長くなり、電磁ソレノイド３８の発熱が顕著となることに起因して燃料ポンプ１８の信頼性が低下する事態を回避するためのものである。また、下限ガード値は、始動時燃圧と目標燃圧ＰＦＩＮとの差が過度に小さく、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する燃料量が過度に少なくなる場合であっても、最大吐出量で高圧燃料ポンプ１８の１吐出行程を確保するためのものである。これは、後述する異常診断処理を行うための設定である。
【００７２】
ステップＳ１８の処理が完了する場合や、上記ステップＳ１２で否定判断された場合には、ステップＳ２０に進み、現在の処理が始動時制御継続期間内であるか否かを判断する。ここで、始動時制御継続期間内であるか否かは、スタータ６６が起動されてから現在の処理までのクランク角度センサ７２からのクランク角度信号Ｃｒａｎｋの出力回数が、上記ステップＳ１６の処理で設定される回数となるか否かで判断する。
【００７３】
ステップＳ２０において始動時制御継続期間内であると判断された場合には、ステップＳ２２に進み、先の図２に示した始動時制御部Ｂ２２から電磁ソレノイド３８へと通電信号を出力すべく、切替部Ｂ２０のスイッチを「始動時制御側」とする。
【００７４】
一方、上記ステップＳ２０で否定判断された場合には、ステップＳ２４に進み、異常診断完了フラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この処理は、燃料系の異常診断が完了しているか否かを判断するためのものである。ここで、異常診断完了フラグＦは、「０」によって異常診断が完了していないことを示し、「１」によって異常診断が完了していることを示す。
【００７５】
ステップＳ２４において異常診断完了フラグＦが「１」に設定されていないと判断された場合には、ステップＳ２６に進み、異常診断処理を行う。ここで異常診断処理は、燃料タンク１０から燃料噴射弁５８までの燃料供給経路、燃料噴射弁５８及び燃圧センサ８４（燃料系）の異常の有無を診断するものである。ここで本実施形態では、始動時制御継続期間における実燃圧Ｐの変化が、高圧燃料ポンプ１８の吐出に伴い想定される燃圧の変化となっているか否かに基づき、燃料系の異常の有無を診断する。これは、低圧通路１２や、フィードポンプ１４、高圧燃料ポンプ１８、高圧通路５４、燃料噴射弁５８等の異常（異物かみ込み、燃料漏れ）が生じることで高圧燃料ポンプ１８からデリバリパイプ５６へと吐出供給される燃料量や、デリバリパイプ５６から燃料噴射弁５８へと流出する燃料量が想定される量から大きくずれたり、燃圧センサ８４の異常によって実燃圧を正確に検出することができなくなったりすることで、上記実燃圧Ｐの変化と上記想定される燃圧の変化とのずれが増大することに鑑みたものである。そして、異常診断が完了すると異常診断完了フラグＦを「１」に設定する。なお、異常があると判断される場合、エンジンチェックランプを点灯させ、異常の発生をドライバに知らせるのが望ましい。
【００７６】
ステップＳ２６の処理が完了する場合や、上記ステップＳ２４で肯定判断された場合には、ステップＳ２８に進み、切替部Ｂ２０のスイッチを「通常制御側」とする。
【００７７】
なお、上記ステップＳ１０で肯定判断された場合や、上記ステップＳ２２、Ｓ２８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００７８】
図４に、本実施形態にかかる始動時制御による電磁ソレノイド３８への通電操作の一例を示す。詳しくは、図４（ａ）に、スタータ６６の駆動状態の推移を示し、図４（ｂ）に、電磁ソレノイド３８への通電状態の推移を示し、図４（ｃ）に、実燃圧Ｐの推移を示す。
【００７９】
図示されるように、時刻ｔ１において、ＩＧＳＷ６８のオンによりスタータ６６が起動されると、クランク角度センサ７２のクランク角度信号Ｃｒａｎｋの出力回数が、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する吐出回数となるまでの期間、始動時制御が継続される。すなわち、電磁ソレノイド３８への連続通電処理がなされる。ここで、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に、実線にて、始動時燃圧が略大気圧まで低下した場合における電磁ソレノイド３８への通電状態の推移及び実燃圧Ｐの推移を示すとともに、点線にて、ソーク時間が短く始動時燃圧が高い場合における電磁ソレノイド３８への通電状態の推移及び実燃圧Ｐの推移を示した。すなわち、始動時燃圧が略大気圧まで低下した場合には、始動時制御が時刻ｔ１〜ｔ５まで継続される一方、始動時燃圧が高い場合には、始動時制御が時刻ｔ１〜ｔ３まで継続される。このように、本実施形態では、始動時制御の終了タイミングを、実燃圧Ｐと目標燃圧ＰＦＩＮとの差を極力小さくする適切なタイミングとすることができる。
【００８０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８１】
（１）スタータ６６の起動時に始動時制御継続期間を設定し、この期間に渡って始動時制御を行った。これにより、始動時制御の終了タイミングでの実燃圧Ｐと目標燃圧ＰＦＩＮとの差を極力小さくすることで、フィードバック制御が開始されることに起因する積分項の増大を抑制することができ、ひいては実燃圧の制御性の低下を回避することができる。
【００８２】
（２）始動時制御継続期間の経過をクランク角度センサ７２の出力するクランク角度信号Ｃｒａｎｋの出力回数に基づき把握した。これにより、始動時制御の終了タイミングを簡易且つ高精度に把握することができる。
【００８３】
（３）始動時継続期間に上限を設けた。これにより、電磁ソレノイド３８への連続的な通電期間が長くなることにより電磁ソレノイド３８の発熱が顕著となるのを回避することができ、ひいては高圧燃料ポンプ１８の信頼性が低下する事態を回避することができる。
【００８４】
（４）始動時継続期間に下限を設けた。これにより、エンジンが起動してから停止するまでの期間であるいわゆるトリップ毎に、エンジンの起動後、極力速やかに燃料系の異常の有無を診断することができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８６】
本実施形態では、始動時制御継続期間において、クランク角度センサ７２のクランク角度信号Ｃｒａｎｋ及びカム角度センサ７４のカム角度信号Ｃａｍに基づき、始動時制御における電磁ソレノイド３８への通電期間を短くする制御を行う。これは、高圧燃料ポンプ１８の構造的な特性を利用したものである。つまり、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程において、スピル弁２８が一旦閉弁状態にされると、ポンプ室２４内の圧力が上昇し、燃料が吐出される。ここで、高圧燃料ポンプ１８の吐出が開始された後、電磁ソレノイド３８への通電を停止しても、ポンプ室２４内の圧力が上昇しているため、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程においてスピル弁２８の閉弁状態を維持することができ、燃料の吐出を継続することができる。このため、吐出行程の開始時点において電磁ソレノイド３８への通電によりスピル弁２８を閉弁させるなら、その後の通電の有無にかかわらず、高圧燃料ポンプ１８の吐出量を最大とすることができる。
【００８７】
詳しくは、本実施形態では、カム軸５０と一体で回転するロータの外周部に設けられる突起が吐出行程よりも所定角度前であることに鑑み、この突起が検出されてから吐出行程の開始時点を包含する所定角度領域に渡って通電処理を行う。これにより、行程判別の完了前から連続通電を回避することができる。
【００８８】
図５に、本実施形態にかかる始動時制御による電磁ソレノイド３８への通電操作の一例を示す。詳しくは、図５（ａ）に、スタータ６６の駆動状態の推移を示し、図５（ｂ）に、クランク角度信号Ｃｒａｎｋの推移を示し、図５（ｃ）に、カム角度信号Ｃａｍの推移を示し、図５（ｄ）に、電磁ソレノイド３８への通電状態の推移を示し、図５（ｅ）に、プランジャ２２位置（ポンプカムプロフィール）の推移を示し、図５（ｆ）に、実燃圧Ｐの推移を示す。なお、クランク角度信号Ｃｒａｎｋの出力周期は、実際は６°ＣＡ周期であるが、図５（ｂ）では、１２°ＣＡ周期で示している。
【００８９】
図示されるように、時刻ｔ１において、スタータ６６が起動されると、始動時制御継続期間が設定される。その後、時刻ｔ２おいて、カム角度センサ７４からカム角度信号Ｃａｍが出力される時刻ｔ２から、クランク角度信号Ｃｒａｎｋに基づき上記所定角度領域となると判断される時刻ｔ４まで、電磁ソレノイド３８への通電処理がなされる。これにより、時刻ｔ３において、吸入行程から吐出行程に移行することでスピル弁２８が閉弁状態とされ、高圧燃料ポンプ１８のカムプロフィール上の吐出行程の終了時点である時刻ｔ５まで高圧燃料ポンプ１８から燃料が吐出される。同様に、時刻ｔ６〜ｔ７、時刻ｔ８〜ｔ９、時刻ｔ１０〜ｔ１１の期間が電磁ソレノイド３８への通電期間とされることで、始動時制御継続期間に渡って高圧燃料ポンプ１８の吐出量を最大とすることができる。
【００９０】
なお、図５（ｄ）及び図５（ｆ）に、実線にて、始動時燃圧が略大気圧まで低下した場合における電磁ソレノイド３８への通電状態の推移及び実燃圧Ｐの推移を示すとともに、点線にて、ソーク時間が短く始動時燃圧が高い場合における電磁ソレノイド３８への通電状態の推移及び実燃圧Ｐの推移を示した。
【００９１】
このように、本実施形態では、始動時制御継続期間における電磁ソレノイド３８への通電期間を短くすることができ、電磁ソレノイド３８への通電による消費電力を低減することに加えて、電磁ソレノイド３８の顕著な発熱に起因する高圧燃料ポンプ１８の信頼性の低下を回避することができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９３】
本実施形態では、高圧燃料ポンプ１８の有するスピル弁２８を、ノーマリークローズタイプの弁体とする。つまり、電磁ソレノイド３８に通電されない場合、スピル弁２８が閉弁状態とされ、一方、電磁ソレノイド３８に通電される場合には、電磁ソレノイド３８による吸引力によってスピル弁２８が開弁状態とされる。この場合、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程におけるスピル弁２８の閉弁タイミング（電磁ソレノイド３８への通電停止タイミング）を調節することで、高圧燃料ポンプ１８の吐出量が調節される。
【００９４】
図６に、本実施形態にかかる始動時制御による電磁ソレノイド３８への通電操作の一例を示す。ここで、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、先に示した図４（ａ）〜図４（ｃ）に対応している。なお、図６（ｃ）では、先の図４（ｃ）の実線で示したものと同様に、始動時燃圧が略大気圧まで低下した場合を想定している。
【００９５】
図示されるように、時刻ｔ１において、スタータ６６が起動されてから時刻ｔ３までの期間である始動時制御継続期間において、電磁ソレノイド３８の通電を停止することで、高圧燃料ポンプ１８からの燃料吐出量を最大とする始動時制御を行う。そして、始動時制御継続期間の経過後において、通常制御を行う。なお、図６では、始動時制御継続期間の経過時において電磁ソレノイド３８への通電を開始する例を示したが、実際には、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程の開始時において通電を開始するか、吸入行程の適宜のタイミングで通電を開始すればよい。
【００９６】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９７】
図７に、ＥＣＵ７６の行う処理のうち、本実施形態における実燃圧の制御に関する処理の機能ブロック図を示す。本実施形態では、始動時制御継続期間を、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する燃料量（高圧燃料ポンプ１８の吐出行程の回数）に応じた時間（始動時制御継続時間）として設定する。ここで、継続時間算出部Ｂ２４は、始動時燃圧及び目標燃圧ＰＦＩＮに加えて、バッテリ電圧センサ８２により検出されるバッテリ電圧ＶＢ及び水温センサ８０により検出される冷却水温ＴＨＷを加味して、始動時制御継続時間を設定する。これは、バッテリ電圧ＶＢ、冷却水温ＴＨＷが変化することで、エンジン始動時における高圧燃料ポンプ１８の単位時間あたりの吐出量が変化し得ることに鑑みたものである。すなわち、バッテリ電圧ＶＢが低いと、スタータ６６の回転速度が低下することでクランキング回転速度が低下し得る。また、冷却水温ＴＨＷが低いと、例えばエンジン内の潤滑油の粘度が増大することに起因してクランキング回転速度が低下し得る。これらの場合、スタータ６６が起動されてから始動時制御継続時間が経過するまでのクランク軸５２の回転量が変化することで高圧燃料ポンプ１８から吐出される燃料量が変化し、始動時制御継続時間の経過時において実燃圧Ｐと目標燃圧ＰＦＩＮとの差が増大するおそれがある。このため、バッテリ電圧ＶＢ、冷却水温ＴＨＷを加味することで、始動時制御継続時間を高精度に設定することができる。
【００９８】
なお、バッテリ電圧ＶＢ、冷却水温ＴＨＷを加味した始動時制御継続時間の設定手法としては、例えば始動時燃圧と、目標燃圧ＰＦＩＮとに基づき算出されたベースとなる始動時制御継続時間をバッテリ電圧ＶＢ、冷却水温ＴＨＷに基づき補正することで最終的な始動時制御継続時間を設定するものが挙げられる。また、始動時燃圧、目標燃圧ＰＦＩＮ、バッテリ電圧ＶＢ及び冷却水温ＴＨＷをパラメータとして始動時制御継続時間を算出するための４次元マップを予め用意しておき、これを用いて始動時制御継続時間を設定するものも挙げられる。
【００９９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１００】
・上記第１の実施形態では、ＥＣＵ７６の処理周期を所定時間（５ｍｓeｃ）としたがこれに限らない。例えばカム角度センサ７４から出力されるカム角度信号Ｃａｍの出力周期としてもよい。ただし、エンジン回転速度が高くなると、カム角度信号Ｃａｍの出力周期が短くなることで、ＥＣＵ７６の演算負荷が増大するおそれがある。このため、エンジン回転速度が規定速度以下の場合には、始動時制御の処理周期をカム角度信号Ｃａｍの出力周期として且つ、規定速度を上回る場合には、上記所定時間の周期としてもよい。
【０１０１】
・上記第１の実施形態では、始動時制御継続期間を、スタータ６６が起動されてからのクランク角度信号Ｃｒａｎｋの出力回数が、実燃圧Pを目標燃圧ＰＦＩＮまで昇圧させるために要する高圧燃料ポンプ１８の吐出行程の回数に応じた回数となるまでの期間として設定したがこれに限らない。例えば始動時制御継続期間を、スタータ６６が起動されてからのカム角度信号Ｃａｍ（１８０°CＡ周期）の出力回数が、上記吐出行程の回数に応じた回数となるまでの期間として設定してもよい。
【０１０２】
・上記第１の実施形態では、始動時燃圧を、スタータ６６が起動した後の最初の始動時制御処理タイミングにおける燃圧センサ８４の検出値に基づき算出したがこれに限らない。例えば、始動時燃圧を推定する手段を有し、この手段の推定値を始動時燃圧としてもよい。ここで、始動時燃圧は、例えば、エンジンを停止する際に燃圧センサ８４により検出される実燃圧と、エンジンが停止されてから再びエンジンが起動されるまでの経過時間とに基づき推定すればよい。
【０１０３】
・通常制御時におけるフィードバック制御手段としては、積分項を備えるものに限らない。これを備えないものであっても、実燃圧Ｐが目標燃圧ＰＦＩＮとなる時点において始動時制御を終了する上では、始動時制御継続期間を予測することは有効である。
【０１０４】
・上記第４の実施形態では、始動時制御継続時間を設定する際に加味するパラメータとして、バッテリ電圧ＶＢ及び冷却水温ＴＨＷの双方を用いたがこれに限らない。バッテリ電圧ＶＢ及び冷却水温ＴＨＷのうち１つであってもよい。また、冷却水温ＴＨＷ（内燃機関の温度と相関を有するパラメータ）に代えて、例えば燃料温度を用いてもよい。
【０１０５】
・上記各実施形態において、エンジンを停止させるに際し、高圧燃料ポンプ１８の吸入行程又は吐出行程の所定のタイミング（例えばプランジャ２２が下死点となるタイミング）となるようにしてエンジンを停止させる停止制御を行ってもよい。これによれば、スタータ６６起動時において高圧燃料ポンプ１８のプランジャ２２の位置を把握し、始動時制御継続期間内に高圧燃料ポンプ１８から吐出される燃料量を高精度に把握できる。これにより、始動時制御継続期間の予測精度を更に向上させることができる。
【０１０６】
・始動時制御継続期間の設定手法としては上記各実施形態に例示したように、エンジンの起動要求が生じた際に一度行うものに限らない。例えば始動時制御継続期間に上限を設け、スタータ６６起動後に最初に設定された始動時制御継続期間が経過するタイミングで燃圧センサ８４により検出される実燃圧Ｐが目標燃圧ＰＦＩＮに達しておらず、実燃圧Ｐと目標燃圧ＰＦＩＮとの差が所定以上となる場合に始動時制御継続期間を再び設定（更新）するようにしてもよい。また例えば、起動要求が生じてから始動時制御継続期間が経過するまでの間において、所定期間毎に始動時制御継続期間を更新してもよい。これによれば、始動時制御による実際の燃圧に基づき始動時制御継続期間が更新されることとなるため、始動時制御をより適切なタイミングにて終了することができる。
【０１０７】
・上記各実施形態では、気筒判別後における高圧燃料ポンプ１８の吐出量を、フィードフォワード制御を利用して設定したがこれに限らず、フィードバック制御のみによって設定してもよい。この場合、フィードバック制御の開始時における実燃圧Ｐと目標燃圧ＰＦＩＮとの差が大きいと、積分項によるオーバーシュートやアンダーシュートが特に大きくなりやすいため、本発明の適用が特に有効である。
【０１０８】
・上記第２の実施形態では、始動時制御継続期間内において、連続通電期間を設けなかったが、カム角度信号Ｃａｍの入力前や高圧燃料ポンプ１８の行程判別前に連続通電期間を設けてもよい。また、通電期間としては、吐出行程の開始タイミングを含む範囲で適宜変更してよい。
【０１０９】
・上記各実施形態では、高圧燃料ポンプ１８の吐出行程及び吸入行程からなる１周期を、「１８０°ＣＡ」としたが、これに限らない。ここで、「（７２０°／Ｎ）ＣＡ」（Ｎ：整数）の周期でクランク軸５２の回転に連動して吸入及び吐出を繰り返すものであるなら、クランク角度センサ７２やカム角度センサ７４の出力に応じて吸入行程及び吐出行程を把握することができる。
【０１１０】
・内燃機関としては、筒内噴射式ガソリン機関のような火花点火式内燃機関に限らず、例えばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…燃料タンク、１２…低圧通路、１８…高圧燃料ポンプ、２４…ポンプ室、２６…吸入口、２８…スピル弁、３８…電磁ソレノイド、５０…カム軸、５２…クランク軸、５６…デリバリパイプ、５８…燃料噴射弁、６４…燃焼室、６６…スタータ、７０…バッテリ、７２…クランク角度センサ、７４…カム角度センサ、７６…ＥＣＵ（燃料ポンプの制御装置の一実施形態）、８０…水温センサ、８２…バッテリ電圧センサ。
【図１】
2010248997.tif 000003
【図２】
2010248997.tif 000004
【図３】
2010248997.tif 000005
【図４】
2010248997.tif 000006
【図５】
2010248997.tif 000007
【図６】
2010248997.tif 000008
【図７】
2010248997.tif 000009