(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に供給される燃圧を検出する燃圧センサの特性補正装置であって、
燃料タンクから汲み出された低圧燃料を吸入して、高圧燃料を吐出する高圧燃料ポンプと、
前記高圧燃料を蓄圧する高圧燃料配管と、
前記高圧燃料の燃圧を所定値に調整する燃圧制御弁と、
前記燃圧制御弁によって調整された高圧燃料を前記燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、
既知の気体圧力で前記高圧燃料配管の管内圧力を均衡させるための圧力開放手段と、
前記管内圧力を検出する燃圧センサと、
前記管内圧力と前記気体圧力との圧力偏差に基づいて前記燃圧センサによる検出値の補正値を算出する制御装置とを備え、
前記圧力開放手段は、
前記制御装置の制御下で前記高圧燃料配管と前記燃焼室とを連通する前記燃料噴射弁により構成され、
前記制御装置は、
前記圧力開放手段を開放して、前記管内圧力が前記気体圧力に均衡した時点で、前記気体圧力を基準値として前記補正値を算出するとともに、
前記内燃機関が始動中で、かつ前記内燃機関の吸気弁が開弁中である時の前記燃焼室の室内の気体圧力で前記管内圧力が均衡した時点で、前記燃焼室の室内の気体圧力を前記基準値として前記補正値を算出することを特徴とする燃圧センサの特性補正装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記管内圧力が前記基準値で均衡しているときの前記燃圧センサによる検出値が、前記検出値のばらつき範囲と前記基準値とに基づいて算出された所定範囲内の値を示し、かつ前記検出値の変化率が所定値以下を示す場合に、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃圧センサの特性補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧燃料配管に蓄圧された燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関において、燃料噴射量の補正や高圧燃料配管の燃圧を調整するために用いる燃圧センサの特性を補正する燃圧センサの特性補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料噴射弁の噴孔を燃焼室に臨ませて設置し、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室に直接噴射するという筒内噴射式の内燃機関が採用されている。
【０００３】
この種の内燃機関は、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ、低圧レギュレータ、高圧燃料配管、燃圧制御弁および燃料噴射弁から構成されている。
【０００４】
低圧燃料ポンプは、燃料タンクの燃料を吸入して相対的に低圧の燃料を吐出し、高圧燃料ポンプは、低圧燃料ポンプの吐出する低圧の燃料を吸入して相対的に高圧の燃料を吐出する。
【０００５】
低圧レギュレータは、低圧燃料ポンプからの吐出燃圧が十分上昇したときの燃圧を低圧設定値に調整し、高圧燃料配管は、高圧燃料ポンプが吐出する高圧の燃料を蓄圧する。
【０００６】
燃圧制御弁は、高圧燃料配管に蓄圧された燃料の圧力を所定値に調整し、燃料噴射弁は、燃圧制御弁で調整された高圧の燃料を燃焼室に噴射する。
【０００７】
また、内燃機関は、高圧燃料配管に蓄圧された燃料の圧力を検出する燃圧センサを備え、噴射燃料量の補正や、高圧燃料配管の燃圧が所定値となるように燃圧制御弁をフィードバック制御することで、内燃機関の燃焼状態や運転状態を最適に制御している。
【０００８】
このように、内燃機関の燃焼状態や運転状態を最適に制御するという目的から言えば、燃圧センサの検出精度の維持が非常に重要であることから、その検出精度を補償するための技術が種々提案されている。
【０００９】
例えば、特開平１０−９０７３号公報では、低圧燃料ポンプの吐出圧が充分上昇し、かつ、高圧燃料ポンプが実質的に非駆動状態であるときに燃圧センサの検出値を低圧レギュレータで調整される低圧設定値と対応させて燃圧センサの検出値を補正する方法が提案されている。
【００１０】
また、特開平１０−３７７８９号公報では、検出可能範囲が大小異なる２つの燃圧センサを備え、２つの燃圧センサの各検出値を比較して燃圧センサの検出値を補正する方法が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃圧センサの特性補正装置は以上のように、特開平１０−９０７３号公報提案されている補正方法の場合、低圧レギュレータや高圧燃料ポンプの製造公差や劣化に起因する調整圧や吐出流量のばらつきや、燃圧センサの製造公差や劣化による検出精度の悪化が考慮されていないため、燃圧センサを補正するときの基準圧としている低圧設定値自体がずれてしまう恐れがある。このように低圧設定値がずれたまま燃圧センサを補正すると、結局のところ、誤補正となり、燃料噴射量の精度や燃圧調整の制御性が悪化するという問題点があった。
【００１２】
また、特開平１０−３７７８９号公報で提案されている補正方法では、複数の燃圧センサが必要となり、コスト高となるという問題点があった。更に検出可能範囲が大きい方の燃圧センサに比べて、検出可能範囲が小さい方の燃圧センサの検出部材は常に歪み量が大きくなるため、耐久性の低下が懸念されるという問題点があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、初期から経年変化に渡って燃圧センサの検出特性を高精度に補償する燃圧センサの特性補正装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る燃圧センサの補正特性装置は、内燃機関の燃焼室に供給される燃圧を検出する燃圧センサの特性補正装置であって、燃料タンクから汲み出された低圧燃料を吸入して、高圧燃料を吐出する高圧燃料ポンプと、高圧燃料を蓄圧する高圧燃料配管と、高圧燃料の燃圧を所定値に調整する燃圧制御弁と、燃圧制御弁によって調整された高圧燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、既知の気体圧力で高圧燃料配管の管内圧力を均衡させるための圧力開放手段と、管内圧力を検出する燃圧センサと、管内圧力と気体圧力との圧力偏差に基づいて燃圧センサによる検出値の補正値を算出する制御装置とを備え、圧力開放手段は、制御装置の制御下で高圧燃料配管と燃焼室とを連通する燃料噴射弁により構成され、制御装置は、圧力開放手段を開放して、管内圧力が気体圧力に均衡した時点で、気体圧力を基準値として補正値を算出するとともに、内燃機関が始動中で、かつ内燃機関の吸気弁が開弁中である時の燃焼室の室内の気体圧力で管内圧力が均衡した時点で、燃焼室の室内の気体圧力を基準値として補正値を算出するものである。
【００２０】
また、この発明に係る燃圧センサの補正特性装置の制御装置は、管内圧力が基準値で均衡しているときの燃圧センサによる検出値が、検出値のばらつき範囲と基準値とに基づいて算出された所定範囲内の値を示し、かつ検出値の変化率が所定値以下を示す場合に、補正値を算出するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態１の全体システムを示す構成図である。
【００２４】
図１において、内燃機関１は筒内噴射式火花点火機関であり、燃料噴射弁２は、その噴孔を燃焼室３内に臨ませて配置されている。燃料噴射弁２は、吸気ポート４及び吸気弁５を介して燃焼室３内に吸引した新気に対して、燃料を噴射して混合気を形成させ、点火プラグ６による火花点火によって着火させる。
【００２５】
内燃機関１の排気は、排気弁７を開くことにより、燃焼室３と排気ポート８とを連通させて排出させ、排気浄化触媒（図示せず）及びマフラー（図示せず）を介して大気中に放出される。
【００２６】
また、燃料タンク９内の燃料は、電動式の低圧燃料ポンプ１０により相対的に低圧な燃料として低圧燃料配管１１Ａに吐出され、フィルタ１２によって濾過される。
【００２７】
その後、フィルタ１２下流側の低圧側燃料配管１１Ｂにバイパスして設けられた低圧レギュレータ１３により、燃圧を一定の低圧設定値（例えば０．３ＭＰａ）に調整された燃料が高圧燃料ポンプ１４に送られる。
【００２８】
高圧燃料ポンプ１４は、内燃機関１のクランク軸やカム軸により、直接又はギアやベルトを介して間接的に駆動され、低圧燃料配管１１Ｂの低圧燃料を高圧に加圧して高圧燃料配管１５に吐出する。
【００２９】
高圧燃料ポンプ１４から吐出した燃料は、高圧燃料配管１５にバイパスして設けられた燃圧制御弁１６により燃圧が一定の高圧設定値に制御される。
【００３０】
また、コントロールユニット１７には、内燃機関１の運転状態を検出する各種センサ（図示せず）の信号が入力され、燃料噴射弁２を制御するための噴射パルス信号のパルス幅を制御するとともに、噴射パルス信号の出力開始タイミング、即ち、燃料噴射弁２による燃料噴射期間を制御する。
【００３１】
また、コントロールユニット１７は、燃圧センサ１８によって検出された高圧燃料配管１５の燃圧が内燃機関１の運転状態に応じた目標燃圧に一致するように燃圧制御弁１６をフィードバック制御している。
【００３２】
具体的には、燃圧センサ１８によって検出された高圧燃料配管１５の燃圧が目標燃圧より低い場合には、燃圧制御弁１６を閉弁して高圧燃料配管１５の圧力を高めて目標燃圧と一致するように制御する。
【００３３】
反対に、燃圧センサ１８によって検出された高圧燃料配管１５の燃圧が目標燃圧より高い場合には、燃圧制御弁１６を開弁して高圧燃料配管１５に蓄圧された燃料の一部を、低圧燃料配管（リターン配管）１１Ｃを介して燃料タンク９へ戻すことにより高圧燃料配管１５の圧力を下げて目標燃圧と一致するように制御している。
【００３４】
また、コントロールユニット１７は、燃圧センサ１８の検出値の誤差を補正する補正値を格納し、燃圧センサ１８からの検出値に補正値を反映させた値を内燃機関１の制御に用いている。
【００３５】
このように、図２において、燃料タンク９から汲み出された燃料は、高圧燃料ポンプ１４で高圧にされて高圧燃料配管１５に吐出される。高圧燃料配管１５の燃圧は、燃圧制御弁１６が開弁して燃料が燃料タンク９に戻されることによって所定値に制御される。燃圧が制御された燃料は、燃料噴射弁２によって燃焼室３に噴射される。
【００３６】
一方、高圧燃料配管１５の燃圧は燃圧センサ１８によって検出されてコントロールユニット１７に通知されており、コントロールユニット１７内の燃圧センサ補正手段１７Ｄは、燃料タンク９内の圧力を基準圧（９Ｄ）として燃圧センサ１８の検出値の補正値を算出する。
【００３７】
コントロールユニット１７は、燃圧センサ補正手段１７Ｄによって算出された補正値を燃圧センサ１８の検出値に反映させ、燃料噴射弁２、点火プラグ６、燃圧制御弁１６などの各種アクチュエータの制御量を算出し、算出された制御量に基づいて制御を行う。
【００３８】
次に、図３を参照しながら、この発明の実施の形態１に関連した装置の動作について説明する。
【００３９】
内燃機関回転中（時刻ｔ１以前）は、ＩＧスイッチはオンで、低圧燃料ポンプ１０が動作しており、内燃機関１及び高圧燃料ポンプ１４は回転している。また、高圧燃料配管１５の圧力は、燃圧制御弁１６によって所定の目標燃圧（制御圧）に調整されている。
【００４０】
また、所定の目標燃圧に調整された燃料は、燃料噴射弁２により燃焼室３に噴射される。
【００４１】
次に、時刻ｔ２にてＩＧスイッチをオンからオフにすると、コントロールユニット１７が内燃機関１の制御を停止するため、低圧燃料ポンプ１０は停止し、内燃機関は停止する（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００４２】
また、高圧燃料ポンプ１４は、内燃機関１のクランク軸やカム軸により直接又はギアやベルトを介して間接的に駆動されているので、内燃機関１の停止に伴って停止する。この時点では、高圧燃料配管１５は、例えば、燃圧制御弁１６などの圧力開放弁によって閉塞状態となっているため、時刻ｔ１以前の高圧状態が保持されている。
【００４３】
この高圧状態から、時刻ｔ２において、燃料タンク９と高圧燃料配管１５との間に介在する圧力開放弁（例えば、燃圧制御弁１６）を開弁すると、高圧燃料配管１５に蓄圧されていた高圧の燃料は、リターン配管１１Ｃを通って燃料タンク９に戻る。
【００４４】
圧力開放弁の開放後、高圧燃料配管１５の圧力の応答時間（時刻ｔ２〜ｔ３）以上経過した後には、高圧燃料配管１５の圧力と燃料タンク９の圧力とが均衡する。
【００４５】
コントロールユニット１７に格納された燃圧センサ補正手段１７Ｄは、高圧燃料配管１５と燃料タンク９の圧力が安定して均衡した状態（時刻ｔ３以降）のときの燃料タンク９の内圧を基準圧（９Ｄ）として、燃圧センサ１８の特性の補正値を算出し、コントロールユニット１７に内蔵されたメモリに記憶する。
【００４６】
なお、圧力開放弁は、燃料タンク９と高圧燃料配管１５との間に介在し、燃料タンク９と高圧燃料配管１５とを連通／遮断可能な機能を有する電磁弁であれば良いため、図１のように、燃圧制御弁１６を圧力開放弁とし、その機能を実現してもよい。
【００４７】
また、燃圧センサ１８を補正するための基準圧は、燃料タンク９の圧力を直接検出するタンク内圧センサ（図示せず）の検出値を用いることが望ましいが、コントロールユニット１７で演算した推定値、或いは、あらかじめ決定しておいた近似値を用いてもよい。
【００４８】
続いて、燃圧センサ１８の特性について説明する。図４は、燃圧センサ１８に印加される圧力Ｐｆと、出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示す特性図である。
【００４９】
図４において、燃圧センサ１８に印加される圧力Ｐｆを縦軸、出力電圧Ｖｏｕｔを横軸に示す。燃圧センサ１８の規格特性は、特性中央品のグラフであり、傾きをＧ（ＭＰａ／Ｖ）とすると、圧力Ｐｆ＝０ＭＰａ（＝大気圧）の時に出力Ｖｏｕｔ＝０．５Ｖを出力する仕様となっており、以下の式（１）で表すことができる。
【００５０】
検出圧力  ：  Ｐｆ＝Ｇ×（Ｖｏｕｔ−０．５）      ・・・  （１）
【００５１】
ところで、燃圧センサ１８の特性は、製造公差や劣化によって特性上限品と特性下限品の間でばらつくと考えられる。例えば、大気圧として０ＭＰａが燃圧センサ１８に印加されていても、ＶＬ≦Ｖｏｕｔ≦ＶＨの範囲で出力電圧Ｖｏｕｔがばらつく。
【００５２】
燃圧センサ１８が特性上限品の特性に変化していた場合、基準圧として大気圧を印加しても、燃圧センサ１８の出力電圧Ｖｏｕｔの値は「ＶＨ」が出力されるため、検出圧力Ｐｆは「ＰＨ」が検出値として示される。
【００５３】
また、燃圧センサ１８が特性下限品の特性に変化していた場合、基準圧として大気圧を印加しても、出力電圧Ｖｏｕｔの値は「ＶＬ」が出力されるため、検出圧力Ｐｆは「ＰＬ」が検出値として示される。
【００５４】
したがって、式（１）によって検出圧力Ｐｆを算出すると、ＰＬ≦Ｐｏｕｔ≦ＰＨの範囲で検出圧力Ｐｆがばらつくことになる。
【００５５】
このような燃圧センサ１８のオフセットエラーを補正するため、式（２）により補正係数Ｋを算出し、補正係数Ｋを用いた式（３）により、検出圧力Ｐｆを算出することで、燃圧センサの特性を補正することが可能となる。
【００５６】
補正係数  ：  Ｋ＝Ｐｒｅｆ−Ｐｏｕｔ              ・・・  （２）
【００５７】
検出圧力  ：  Ｐｆ＝Ｇ×（Ｖｏｕｔ−０．５）−Ｋ  ・・・  （３）
【００５８】
燃圧センサ１８の特性は、特性上下限の範囲内でばらつくはずであり、基準圧に対して特性上下限以上にずれている場合には、システムに何らかの異常があると考えられる。
【００５９】
このような状態では誤補正となる恐れがあるため、燃圧センサ１８の検出値が、特性上下限の所定範囲内であるときにのみを対象に、燃圧センサの特性を補正することで誤補正を防止する。
【００６０】
このように、圧力が既知の気体を基準圧にして燃圧センサの特性を補正することにより、低圧レギュレータ１３や高圧燃料ポンプ１４の製造公差や劣化といった部品のばらつきの影響を受けない安定した基準圧を用いて燃圧センサの特性を補正することができ、正確な燃圧を導出することができる。
【００６１】
続いて、図２内の燃料センサ補正手段１７Ｄの動作について説明する。図５は、コントロールユニット１７に格納された燃料センサ補正手段１７Ｄの動作を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、基準圧Ｐｒｅｆを読み込み（今、仮に、０ＭＰａ＝大気圧と仮定し、０ＭＰａを読み込む）（ステップＳ１０１）、高圧燃料配管１５への燃料の供給が停止しているか否か（高圧燃料ポンプ１４が停止しているか否か）を判定する（ステップＳ１０２）。
【００６３】
ステップＳ１０２において、高圧燃料配管１５への燃料の供給が停止している場合（すなわち、ＹＥＳ）、圧力開放弁を開弁する（ステップＳ１０３）。また、高圧燃料配管１５への燃料の供給が停止していない場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ１０３からステップＳ１０７をスキップして、図５の処理ルーチンを終了する。
【００６４】
次に、圧力開放弁を開弁してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６５】
ステップＳ１０４において、圧力開放弁を開弁してから所定時間経過している場合（すなわち、ＹＥＳ）、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔを読み込む（ステップＳ１０５）。また、圧力開放弁を開弁してから所定時間経過していない場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ１０５からステップＳ１０７をスキップして、図５の処理ルーチンを終了する。
【００６６】
次に、ステップＳ１０５で読み込んだ燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔが所定範囲内（ＰＬ≦Ｐｏｕｔ≦ＰＨ）にあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
ステップＳ１０６において、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔが所定範囲内にある場合（すなわち、ＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進む。また、所定範囲内にない場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ１０７をスキップして、図５の処理ルーチンを終了する。
【００６８】
次に、式（２）を用いて、基準圧Ｐｒｅｆと燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔとの差を燃圧センサ１８の補正係数Ｋとして算出し、コントロールユニット１７のメモリ中の補正係数Ｋを更新してメモリに記憶させ、図５の処理ルーチンを終了する。
【００６９】
以降、コントロールユニット１７は、式（３）により、メモリに記憶された補正係数Ｋを用いて燃圧センサ１８の検出値を補正する。
【００７０】
なお、補正係数Ｋは、コントロールユニット１７に初めてバッテリが接続されたときに初期値として「０」がセットされる。以降、本処理ルーチンによって更新が行われ、コントロールユニット１７からバッテリが外されるまでは、本処理ルーチンによって記憶された値が用いられる。
【００７１】
このように、圧力が既知の気体を基準圧にして燃圧センサ１８の特性を補正するので、燃圧センサ１８などの製造公差や劣化による検出精度の悪化を考慮した補正を容易かつ精度良く実現することができる。
【００７２】
また、圧力開放弁の開弁によって高圧燃料配管１５から流出した燃料を燃料タンク９へ戻すので、極めて安全性の高いシステム構成とすることができる。
【００７３】
また、圧力開放弁の開弁と同時に高圧燃料配管１５の圧力は急速に燃料タンク内圧と均衡し、高圧燃料配管１５への燃料の供給が停止した後に燃圧センサ１８の特性を補正するので、速やかに燃圧センサ１８の特性補正を実施することができる。
【００７４】
圧力開放弁を開放することによって高圧燃料配管１５の燃圧は急速に低下するが、圧力開放弁を開放してから、少なくとも高圧燃料配管１５の圧力と燃料タンク内圧とが充分均衡するのに必要な圧力の応答時間に相当する所定時間以上経過させてから燃圧センサ１８の特性を補正するので、燃圧センサ特性の誤補正を防止することができる。
【００７５】
燃圧センサ１８は、受圧するダイヤフラムの物理的変形を検出して電気信号として取り出すものが一般的である。このような燃圧センサ１８のばらつきは主にオフセットエラーであり、リニアリティは極めて良好であることから、既知の圧力を基準圧として印加しているときの検出値を補正することが可能となる。
【００７６】
したがって、高圧燃料配管１５の圧力と基準圧とが均衡している時の燃圧センサ１８の検出値が、基準圧と燃圧センサ１８のばらつき範囲とから決定される所定範囲内であるときに燃圧センサの特性を補正することにより、所定範囲内における誤補正を防止することができる。
【００７７】
上記説明では、燃圧制御弁１６を圧力開放弁として用いたが、燃料噴射弁２を圧力開放弁として用いることが望ましい。
【００７８】
図６は、この発明の実施の形態１による動作を説明するブロック図である。なお、図６において、前述（図２参照）と同様のものについては、同一符号または符号の後に「Ｅ」を付して詳述を省略する。
【００７９】
内燃機関１が始動中で、かつ、吸気弁５が開弁中のときの燃焼室３の圧力は概ね大気圧に等しい。また、始動時は、機関回転数が低く、高圧燃料ポンプの吐出効率も低下していることから、燃圧の上昇が遅く、燃料噴射弁２の開弁時間を長くする必要がある。
【００８０】
燃料噴射弁２の開弁時間が長くなると、高圧燃料ポンプ１４から高圧燃料配管１５に供給される燃料量が燃料噴射弁２による噴射燃料に追いつかなくなり、高圧燃料配管１５の燃圧は低下し、最終的には燃焼室の内圧（３Ｅ）である大気圧と均衡する。
【００８１】
燃圧センサ補正手段１７Ｅは、このような機関状態における燃焼室内圧（３Ｅ）である大気圧を基準圧として、燃圧センサ１８の特性を補正することにより、筒内噴射式の内燃機関１が具備する燃料噴射弁２をそのまま圧力開放弁として用いることができる。
【００８２】
次に、内燃機関１のガス交換行程と関連させて、この発明の実施の形態１による動作について説明する。図７は、この発明の実施の形態１における動作を示すタイムチャートである。
【００８３】
図７において、内燃機関１の始動時における吸気弁５の開弁中（時刻ｔ４〜ｔ９）は、燃焼室３と吸気管４とが連通しているため、ピストン位置に係わらず、燃焼室３内の圧力は略大気圧となっている。
【００８４】
この状態では、高圧燃料配管１５の燃圧は、未だ低圧燃料ポンプ１０のレギュレート圧（低圧）であることや内燃機関１のフリクション大であることから、多くの燃料を必要とし、通常の機関運転状態に比べて燃料噴射弁２の開弁時間が長くなる（時刻ｔ５〜ｔ７）。
【００８５】
このように高圧燃料配管１５が低圧の状態で燃料噴射弁２の開弁時間が長くなると、高圧燃料配管１５の燃圧が低下し（時刻ｔ５〜ｔ６）、ついには、燃焼室３の圧力に達し、それ以下には下がらなくなる（時刻ｔ６〜ｔ７）。
【００８６】
また、燃料噴射弁２が閉弁（時刻ｔ７）すると、燃焼室３と高圧燃料配管１５との連通が遮断されるため高圧燃料配管１５に燃料が供給され、高圧燃料配管１５の圧力は、再び低圧燃料ポンプ１０のレギュレート圧以上へ復帰する（時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００８７】
コントロールユニット１７の燃圧センサ補正手段１７Ｅは、燃料噴射弁（圧力開放弁）２が開弁し、高圧燃料配管１５の圧力と燃焼室３の圧力（略大気圧）とが均衡している状態（時刻ｔ６〜ｔ７）のときに、燃焼室３の内圧を基準圧（３Ｅ）として燃圧センサ１８の特性を補正し、その補正値をコントロールユニット１７に内蔵されたメモリに記憶する。
【００８８】
なお、基準圧は、燃焼室３の圧力を直接検出する筒内圧センサ（図示せず）や大気圧センサ（図示せず）の検出値を用いることが望ましい。また、基準圧は、コントロールユニット１７で演算した推定値、或いは、あらかじめ決定しておいた近似値を用いてもよい。
【００８９】
次に、この発明の実施の形態１による燃圧センサ補正手段の動作について説明する。図８は、この発明の実施の形態１による燃圧センサ補正手段の動作を示すフローチャートである。
【００９０】
図８において、基準圧Ｐｒｅｆを読み込む（今、仮に、０ＭＰａ＝大気圧と仮定し、０ＭＰａを読み込む）（ステップＳ２０１）。
【００９１】
続いて、内燃機関１が始動中か否かを判定し（ステップＳ２０２）、内燃機関１が始動中である場合（すなわち、ＹＥＳ）、吸気弁５が開弁中であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。一方、内燃機関１が停止中である場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ２０３からステップＳ２０８までをスキップし、図８の処理ルーチンを終了する。
【００９２】
ステップＳ２０３において、吸気弁５が開弁中である場合（すなわち、ＹＥＳ）、燃料噴射弁２が開弁中であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。一方、吸気弁５が閉弁中である場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ２０４からステップＳ２０８までをスキップし、図８の処理ルーチンを終了する。
【００９３】
ステップＳ２０４において、燃料噴射弁２が開弁中である場合（すなわち、ＹＥＳ）、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔを読み込む（ステップＳ２０５）。一方、燃料噴射弁２が閉弁中である場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ２０５からステップＳ２０８までをスキップし、図８の処理ルーチンを終了する。
【００９４】
続いて、読み込んだ燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔが所定範囲内（ＰＬ≦Ｐｏｕｔ≦ＰＨ）にあるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００９５】
ステップＳ２０６において、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔが所定範囲内にある場合（すなわち、ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進む。一方、所定範囲内にない場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ２０７からステップＳ２０８までをスキップし、図８の処理ルーチンを終了する。
【００９６】
ステップＳ２０７では、読み込んだ燃圧センサ１８において、例えば、前回の検出値Ｐｏｕｔ（ｉ−１）と今回の検出値Ｐｏｕｔ（ｉ）との変化率が所定値以下であるか否かを判定する。
【００９７】
例えば、以下の式（４）に示すように、前回の検出値Ｐｏｕｔ（ｉ−１）と今回の検出値Ｐｏｕｔ（ｉ）との単位時間当たりの偏差が、所定値Ｐａ以下であるか否かを判定する。
【００９８】
0003715953.tif 000002
【００９９】
ステップＳ２０７において、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔの変化率が、所定値Ｐａ以下である場合（すなわち、ＹＥＳ）、式（２）によって燃圧センサ１８の補正係数Ｋを算出し、コントロールユニット１７のメモリ中の補正係数Ｋを更新して、メモリに記憶させ（ステップＳ２０８）、図８の処理ルーチンを終了する。
【０１００】
一方、また、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔの変化率が所定値Ｐａよりも大きい場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ２０８をスキップし、図８の処理ルーチンを終了する。
【０１０１】
以降、コントロールユニット１７は、式（３）により、メモリに記憶された補正係数Ｋを用いて燃圧センサ１８の検出値を補正する。
【０１０２】
なお、補正係数Ｋは、コントロールユニット１７に初めてバッテリが接続されたときに初期値として「０」がセットされる。以降、本処理ルーチンによって更新が行われ、コントロールユニット１７からバッテリが外されるまでは、本処理ルーチンによって記憶された値が用いられる。
【０１０３】
このように、高圧燃料配管１５の燃圧が燃焼室３の内圧である大気圧と均衡するときに燃圧センサ１８の特性を補正するので、燃料噴射弁２をそのまま圧力開放弁として用いることができ、特別な追加部品が無く、従来構成のままの構成で、低コストなシステムを構成することができる。
【０１０４】
また、燃圧センサ１８の特性は、前述（図４参照）のように特性上下限の範囲内でばらつくはずである。基準圧に対して特性上下限以上にずれている場合、システムに何らかの異常があると考えられるので、このような状態では誤補正となる恐れがある。
【０１０５】
したがって、燃圧センサ１８の検出値が所定範囲内であるときにのみ燃圧センサの特性を補正することで誤補正を防止する。
【０１０６】
また、燃圧センサ１８の検出値の絶対値が安定していない状態で燃圧センサ１８の特性を補正することも誤補正となる恐れがあるため、燃圧センサ１８の検出値の変化率が所定値以下、すなわち、燃圧センサ１８の検出値が燃焼室３の内圧と充分均衡しているときに、燃圧センサ１８の特性を補正することにより、誤補正を防止することができる。
【０１０７】
さらに、上記説明では、圧力が既知の気体の圧力を基準にして燃圧センサ１８の検出値を補正したが、実使用環境であり得ない検出値の場合に補正値を算出してもよい。
【０１０８】
前述の図４において、燃圧センサ１８の規格特性は特性中央品のグラフであり、出力電圧Ｖｏｕｔと検出圧力Ｐｆとの関係は、式（１）で表すことができる。
【０１０９】
燃料センサ１８の特性が下限品の特性に変化していた場合、例えば大気圧を印加しても、燃圧センサ１８の出力電圧Ｖｏｕｔの値は「ＶＬ」が出力されるため、検出圧力Ｐｆは「ＰＬ」（但し、ＰＬ＜大気圧）となる。このように、燃圧センサ１８が下限方向へばらついた場合、検出値は実際に印加されている圧力よりも小さい値を示すことになる。
【０１１０】
しかしながら、実使用環境においては、高圧燃料配管１５の燃圧脈動によって瞬時的に燃圧が若干、大気圧以下（負圧側）になることはあっても定常的に燃圧が大気圧以下になることはあり得なく、また、真空圧にまで至ることはあり得ない。
【０１１１】
このような特性に着目し、燃圧センサ１８の最小検出値が大気圧以下を示したときには、燃圧センサ１８が下限方向へ大きくばらついていると判断することができる。
【０１１２】
従って、燃圧センサ１８の検出値が大気圧以下の値を示した場合、所定圧力（＝大気圧）を基準圧と見なし、式（２）によって燃圧センサ１８の補正係数Ｋを算出して、コントロールユニット１７のメモリ中の補正係数Ｋを更新し、メモリに記憶させる。
【０１１３】
この結果、燃圧センサの下限方向への大きな特性ばらつきに対しては直ぐに現実的にあり得る範囲内に燃圧センサ１８の特性を補正することができる。
【０１１４】
なお、高圧燃料配管１５の燃圧脈動によって瞬時的に燃圧が若干、大気圧以下になった場合の誤補正が問題となる場合には、０．１ＭＰａ程度の精度誤差は発生するものの、燃圧センサ１８の検出値が真空圧以下（真空圧＜大気圧）の値を示した場合に所定圧力（＝真空圧）を基準圧と見なし、式（２）によって燃圧センサの補正係数Ｋを算出するようにしてもよい。
【０１１５】
次に、この発明の実施の形態１に関連した他の装置の動作について説明する。図９は、この発明の実施の形態１に関連した他の装置による燃圧センサ補正手段の動作を示すフローチャートである。
【０１１６】
図８において、あらかじめ決定しておいた基準圧Ｐｒｅｆを読み込み（ステップＳ３０１）、燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔを読み込む（ステップＳ３０２）。
【０１１７】
燃圧センサ１８の検出値Ｐｏｕｔが大気圧以下か否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【０１１８】
ステップＳ３０３において、検出値Ｐｏｕｔが大気圧以下である場合（すなわち、ＹＥＳ）、式（２）により燃圧センサ１８の補正係数Ｋを算出し、コントロールユニット１７のメモリに格納された補正係数Ｋを更新し、メモリに記憶させ（ステップＳ３０４）、図９の処理ルーチンを終了する。
【０１１９】
一方、ステップＳ３０３において、検出値Ｐｏｕｔが大気圧よりも大きい場合（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ３０４をスキップし、図９の処理ルーチンを終了する。
【０１２０】
以降、本処理ルーチンで更新、記憶された補正係数Ｋを用いて、式（３）によって燃圧センサ１８の検出特性が補正されるので、少なくとも燃圧センサ１８の下限方向への大きな特性ばらつきに対しては直ぐに現実的にあり得る範囲内に補正された検出値となる。
【０１２１】
なお、補正係数Ｋは、コントロールユニット１７に初めてバッテリが接続されたときに初期値として「０」がセットされる。以降、本処理ルーチンによって更新が行われ、コントロールユニット１７からバッテリが外されるまでは、本処理ルーチンによって記憶された値が用いられる。
【０１２２】
このように、燃圧センサ１８の特性ばらつきの範囲内で、燃圧センサ１８が現実的にあり得ない負圧を検出値として示したときには、直ちに、現実的にあり得る範囲内に燃圧センサ１８の特性を補正することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関の燃焼室に供給される燃圧を検出する燃圧センサの特性補正装置であって、燃料タンクから汲み出された低圧燃料を吸入して、高圧燃料を吐出する高圧燃料ポンプと、高圧燃料を蓄圧する高圧燃料配管と、高圧燃料の燃圧を所定値に調整する燃圧制御弁と、燃圧制御弁によって調整された高圧燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、既知の気体圧力で高圧燃料配管の管内圧力を均衡させるための圧力開放手段と、管内圧力を検出する燃圧センサと、管内圧力と気体圧力との圧力偏差に基づいて燃圧センサによる検出値の補正値を算出する制御装置とを備え、圧力開放手段は、制御装置の制御下で高圧燃料配管と燃焼室とを連通する燃料噴射弁により構成され、制御装置は、圧力開放手段を開放して、管内圧力が気体圧力に均衡した時点で、気体圧力を基準値として補正値を算出するので、燃圧センサなどの製造公差や劣化による検出精度の悪化を考慮した補正を容易かつ精度良く実現することのできる燃圧センサの特性補正装置が得られるという効果がある。
また、制御装置は、内燃機関が始動中で、かつ内燃機関の吸気弁が開弁中である時の燃焼室の室内の気体圧力で管内圧力が均衡した時点で、燃焼室の室内の気体圧力を基準値として補正値を算出するので、燃料噴射弁をそのまま圧力開放弁として用いることができ、特別な追加部品が無く、従来構成のままで低コストなシステムを構成することのできる燃圧センサの特性補正装置が得られるという効果がある。
【０１２９】
また、この発明によれば、制御装置は、管内圧力が基準値で均衡しているときの燃圧センサによる検出値が、検出値のばらつき範囲と基準値とに基づいて算出された所定範囲内の値を示し、かつ検出値の変化率が所定値以下を示す場合に、補正値を算出するので、燃圧センサの検出値が燃焼室の内圧と充分均衡しているときに特性を補正でき、誤補正を防止することのできる燃圧センサの特性補正装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の全体システムを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に関連した装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に関連した装置の動作を示すタイムチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態１に関連した燃圧センサに印加される圧力と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に関連したコントロールユニットに格納された燃料センサ補正手段の動作を示すフローチャートである。
【図６】  この発明の実施の形態１による動作を説明するブロック図である。
【図７】  この発明の実施の形態１における動作を示すタイムチャートである。
【図８】  この発明の実施の形態１による燃圧センサ補正手段の動作を示すフローチャートである。
【図９】  この発明の実施の形態１に関連した他の装置による燃圧センサ補正手段の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関、２  燃料噴射弁、３  燃焼室、３Ｅ  基準圧、４  吸気管、５  吸気弁、６  点火プラグ、７  排気弁、８  排気管、９  燃料タンク、９Ｄ  基準圧、１０  低圧燃料ポンプ、１１Ａ  低圧燃料配管、１１Ｂ  低圧燃料配管、１１Ｃ  低圧燃料配管（リターン配管）、１２  フィルタ、１３  低圧レギュレータ、１４  高圧燃料ポンプ、１５  高圧燃料配管、１６  燃圧制御弁、１７  コントロールユニット、１７Ｄ、１７Ｅ  燃圧センサ補正手段、１８  燃圧センサ。
【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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