(57)【要約】【課題】高圧通路内の減圧により上昇した低圧通路内の燃圧を早期に低下させることができる内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備えた内燃機関の燃料圧力制御装置であって、燃料タンクと、低圧ポンプと、低圧通路と、低圧通路から供給された燃料を加圧する高圧ポンプと、高圧通路と、高圧通路及び低圧通路を連通したリリーフ通路と、リリーフ通路を開閉する電磁式のリリーフ弁と、高圧通路内の減圧要求があった場合に、リリーフ弁を開弁させて高圧通路内の燃料を低圧通路内に放出することにより、高圧通路内を減圧する高圧系制御部と、高圧通路内の減圧が実行された場合に、ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方から燃料を噴射しつつ低圧ポンプへの通電を停止することにより、低圧通路内を減圧する低圧系制御部と、を備えた内燃機関の燃料圧力制御装置。【選択図】図４
2018003610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備えた内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
燃料を貯留した燃料タンクと、
前記燃料タンクから燃料を吸引する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプから燃料が吐出され前記ポート噴射弁に燃料を供給する低圧通路と、
前記低圧通路から供給された燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプから燃料が吐出され前記筒内噴射弁に燃料を供給する高圧通路と、
前記高圧通路及び低圧通路を連通したリリーフ通路と、
前記リリーフ通路を開閉する電磁式のリリーフ弁と、
前記高圧通路内の減圧要求があった場合に、前記リリーフ弁を開弁させて前記高圧通路内の燃料を前記低圧通路内に放出することにより、前記高圧通路内を減圧する高圧系制御部と、
前記高圧通路内の減圧が実行された場合に、前記ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方から燃料を噴射しつつ前記低圧ポンプへの通電を停止することにより、前記低圧通路内を減圧する低圧系制御部と、を備えた内燃機関の燃料圧力制御装置。
【請求項２】
前記低圧系制御部は、
前記高圧通路内の燃料を前記低圧通路内に放出したことによって上昇した後の前記低圧通路内の燃圧を目標燃圧にまで低下させるのに必要となる燃料の必要消費量を算出する必要消費量算出部と、
前記ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方の燃料噴射によって、算出された前記必要消費量の燃料を消費するのに必要な期間を、前記低圧ポンプへの通電が停止される目標期間である目標停止期間として算出する目標停止期間算出部と、を含む、請求項１の内燃機関の燃料圧力制御装置。
【請求項３】
前記低圧通路内の燃圧を検出する燃圧センサを備え、
前記低圧系制御部は、前記低圧ポンプへの通電の停止後に前記燃圧センサの検出値が目標燃圧値にまで低下するまで、前記低圧ポンプへの通電の停止を継続する、請求項１の内燃機関の燃料圧力制御装置。
【請求項４】
前記低圧通路は、前記低圧ポンプから前記ポート噴射弁に連通した主通路と、前記主通路から分岐して前記高圧ポンプに連通した分岐通路と、を含み、
前記リリーフ通路は、前記高圧通路と前記主通路とを連通している、請求項１乃至３の何れかの内燃機関の燃料圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポート噴射弁及び筒内噴射弁を備えた内燃機関の燃料圧力制御装置では、低圧ポンプにより加圧された燃料が低圧通路を介してポート噴射弁に供給され、低圧通路からの燃料が更に高圧ポンプにより加圧されて高圧通路を介して筒内噴射弁に供給される。このような装置では、高圧筒路内の燃圧が目標燃圧となるように高圧ポンプが制御されて、筒内噴射弁の燃料噴射量が制御される。
【０００３】
このような構成において、内燃機関が高負荷状態であって高圧通路内が高燃圧状態のまま、内燃機関が減速状態に移行して燃料カットが実行されて、その後に燃料カットから復帰する際に、高圧通路内が高燃圧状態のままで燃料噴射が実行される場合がある。この場合に、高圧通路内の燃圧と目標噴射量とに基づいて算出された目標噴射時間が、筒内噴射弁が安定して燃料噴射を実行できる最小時間を下回り、目標噴射量よりも実際の燃料噴射量が上回り、オーバーリッチとなる可能性がある。このため、例えば特許文献１の技術では、高圧通路から燃料タンクに延びたリリーフ通路を電磁式のリリーフ弁により開くことにより、高圧通路内の燃料を燃料タンクに戻して、高圧通路内の燃圧を低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の技術では、燃料の供給源である燃料タンクから燃料の供給先である高圧通路まで距離が離れているため、長いリリーフ通路を用意する必要がある。このため、製造コストが増大する可能性がある。
【０００６】
従って、例えば高圧通路内の燃料を、燃料タンクではなく、燃料タンクよりも近い位置にある低圧通路に戻すことにより、短いリリーフ通路を採用することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、高圧通路内の燃料を低圧通路内に戻すと、低圧通路内の燃圧が上昇して燃圧が高い状態に維持される可能性がある。このため、低圧通路内の燃圧が目標燃圧よりも上昇した状態に維持され、ポート噴射弁からの燃料噴射量を適切に制御することができない可能性がある。
【０００８】
そこで本発明は、高圧通路内の減圧により上昇した低圧通路内の燃圧を早期に低下させることができる内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備えた内燃機関の燃料圧力制御装置であって、燃料を貯留した燃料タンクと、前記燃料タンクから燃料を吸引する低圧ポンプと、前記低圧ポンプから燃料が吐出され前記ポート噴射弁に燃料を供給する低圧通路と、前記低圧通路から供給された燃料を加圧する高圧ポンプと、前記高圧ポンプから燃料が吐出され前記筒内噴射弁に燃料を供給する高圧通路と、前記高圧通路及び低圧通路を連通したリリーフ通路と、前記リリーフ通路を開閉する電磁式のリリーフ弁と、前記高圧通路内の減圧要求があった場合に、前記リリーフ弁を開弁させて前記高圧通路内の燃料を前記低圧通路内に放出することにより、前記高圧通路内を減圧する高圧系制御部と、前記高圧通路内の減圧が実行された場合に、前記ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方から燃料を噴射しつつ前記低圧ポンプへの通電を停止することにより、前記低圧通路内を減圧する低圧系制御部と、を備えた内燃機関の燃料圧力制御装置によって達成できる。
【００１０】
上記構成によれば、リリーフ通路は、低圧通路と高圧通路とを連通しているため、高圧通路と燃料タンクとを連通する場合と比較して、短いリリーフ通路を採用できる。また、高圧通路内の減圧要求があった場合にリリーフ弁を開弁させることにより、高圧通路内を減圧できる。更に、高圧通路内の減圧が実行されると低圧通路内の燃圧が上昇するが、ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方からの燃料噴射によって低圧通路内の燃料を消費しつつ、低圧ポンプへの通電を停止して低圧通路内への燃料の吐出量が低減される。これにより、高圧通路内の減圧によって上昇した低圧通路内の燃圧を早期に低下させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記低圧系制御部は、前記高圧通路内の燃料を前記低圧通路内に放出したことによって上昇した後の前記低圧通路内の燃圧を目標燃圧にまで低下させるのに必要となる燃料の必要消費量を算出する必要消費量算出部と、前記ポート噴射弁及び筒内噴射弁の少なくとも一方の燃料噴射によって、算出された前記必要消費量の燃料を消費するのに必要な期間を、前記低圧ポンプへの通電が停止される目標期間である目標停止期間として算出する目標停止期間算出部と、を含む、構成であってもよい。
【００１２】
上記構成において、前記低圧通路内の燃圧を検出する燃圧センサを備え、前記低圧系制御部は、前記低圧ポンプへの通電の停止後に前記燃圧センサの検出値が目標燃圧値にまで低下するまで、前記低圧ポンプへの通電の停止を継続する、構成であってもよい。
【００１３】
前記低圧通路は、前記低圧ポンプから前記ポート噴射弁に連通した主通路と、前記主通路から分岐して前記高圧ポンプに連通した分岐通路と、を含み、前記リリーフ通路は、前記高圧通路と前記主通路とを連通している、構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高圧通路内の減圧により上昇した低圧通路内の燃圧を早期に低下させることができる内燃機関の燃料圧力制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施例の内燃機関の燃料圧力制御装置の概略構成図である。
【図２】図２は、ＥＣＵが実行する減圧制御の一例を示したフローチャートである。
【図３】図３は、ＥＣＵ５が実行する高圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。
【図４】図４は、ＥＣＵ５が実行する低圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、高圧系減圧制御の実行後に低圧系減圧制御を実行した場合と実行しなかった場合とでの低圧系内の燃圧の変化を示したグラフである。
【図６】図６は、第１変形例の制御装置の概略構成図である。
【図７】図７は、第１変形例でのＥＣＵが実行する低圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。
【図８】図８は、第２変形例の制御装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施例の内燃機関の燃料圧力制御装置１の概略構成図である。内燃機関の燃料圧力制御装置（以下、制御装置と称する）１は、燃料タンク２１、低圧ポンプ２２、低圧管２５、低圧デリバリパイプ２６、高圧管３５、燃圧センサ３８、高圧ポンプ４０、リリーフ通路８１、リリーフ弁８３、及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）５等を備える。
【００１７】
エンジン１０や、低圧管２５の下流側、高圧管３５、燃圧センサ３８、高圧ポンプ４０、リリーフ通路８１、リリーフ弁８３は、制御装置１が搭載される車両のエンジンコンパートメントＲ内に収納される。従って、燃料タンク２１、低圧ポンプ２２、低圧管２５の上流側、及びＥＣＵ５は、エンジンコンパートメントＲ外の車両内に配置されている。
【００１８】
エンジン１０は、筒内噴射弁３７及びポート噴射弁２７を備えた火花点火式の４気筒エンジンであって、内燃機関の一例である。筒内噴射弁３７は、エンジン１０の各気筒内に燃料を噴射する。ポート噴射弁２７は、エンジン１０の各吸気ポート内に燃料を噴射する。筒内噴射弁３７及びポート噴射弁２７は、それぞれエンジン１０の高圧デリバリパイプ３６及び低圧デリバリパイプ２６から燃料が供給される。また、エンジン１０は、複数のピストンに連動したクランク軸１４と、クランク軸１４に連動し吸気弁又は排気弁を駆動するカム軸１５とを備えている。また、クランク軸１４の回転角を検出するクランク角度センサ１４ａが設けられている。
【００１９】
燃料タンク２１には、燃料であるガソリンが貯留されている。低圧ポンプ２２は、燃料を加圧して低圧管２５及び低圧管２５から分岐した分岐管２５ａに吐出する。尚、低圧ポンプ２２により所定の圧力レベルまで加圧された燃料は不図示のプレッシャレギュレータにより調圧されて、低圧管２５及び分岐管２５ａに吐出される。低圧管２５内に吐出された比較的低圧の燃料は、低圧デリバリパイプ２６を介してポート噴射弁２７に供給され、また低圧管２５から分岐した分岐管２５ａを介して高圧ポンプ４０にも供給される。
【００２０】
低圧管２５、分岐管２５ａ、及び低圧デリバリパイプ２６は、低圧ポンプ２２から燃料が吐出される低圧通路の一例である。また、低圧管２５及び低圧デリバリパイプ２６は、低圧ポンプ２２からポート噴射弁２７に連通した主通路の一例である。分岐管２５ａは、低圧管２５から分岐して高圧ポンプ４０に連通した分岐通路の一例である。
【００２１】
高圧ポンプ４０は、分岐管２５ａから供給された燃料を加圧して、高圧管３５に吐出する。高圧ポンプ４０により加圧された比較的高圧の燃料は、高圧管３５及び高圧デリバリパイプ３６を介して筒内噴射弁３７に供給される。高圧管３５及び高圧デリバリパイプ３６は、高圧ポンプ４０から燃料が吐出される高圧通路の一例である。
【００２２】
燃圧センサ３８は、高圧デリバリパイプ３６内の燃圧を検出する。ＥＣＵ５は、燃圧センサ３８の検出値を取得する。
【００２３】
リリーフ通路８１は、上流端が高圧デリバリパイプ３６に接続し、下流端が低圧管２５に接続して、高圧デリバリパイプ３６と低圧管２５とを連通している。リリーフ通路８１にはリリーフ通路８１を開閉する電磁駆動式のリリーフ弁８３が設けられている。リリーフ弁８３の開閉はＥＣＵ５により制御される。詳しくは後述する。
【００２４】
次に、高圧ポンプ４０について説明する。高圧ポンプ４０には、シリンダ４１、プランジャ４２、加圧室４３、吸入通路４５、吐出通路４７、吸入弁５０、及び吐出弁６０が設けられている。
【００２５】
プランジャ４２は、エンジン１０の駆動に連動してシリンダ４１内を昇降する。詳細には、プランジャ４２は、カム軸１５と共に回転するカムＣＰ側にバネにより付勢され、カムＣＰの回転によりシリンダ４１内を昇降する。
【００２６】
加圧室４３は、シリンダ４１及びプランジャ４２により画定され、プランジャ４２の上昇により加圧室４３の容積は減少し、プランジャ４２の下降により加圧室４３の容積は増大する。
【００２７】
吸入通路４５は、低圧管２５と加圧室４３とを連通している。吸入通路４５には、燃圧脈動を抑制するパルセーションダンパ４４が設けられている。吐出通路４７は、加圧室４３と高圧管３５とを連通している。
【００２８】
吸入弁５０は、加圧室４３の燃料導入口側に設けられ、吸入通路４５及び加圧室４３の連通状態を切り替える電磁駆動式の開閉弁である。吸入弁５０は、弁体５１と、弁体５１を駆動するコイル５５と、弁体５１を常に開方向に付勢するバネ５３とを有している。コイル５５の通電は、ＥＣＵ５により制御される。コイル５５が通電されると、弁体５１は、バネ５３の付勢力に抗して吸入通路４５と加圧室４３とを遮断する。コイル５５が非通電の状態では、弁体５１は、バネ５３の付勢力により開状態が維持される。
【００２９】
吐出弁６０は、吐出通路４７に設けられ、加圧室４３側から高圧管３５側への燃料の流通は許容するが逆方向の流通は規制する逆止弁である。具体的には、吐出弁６０は、加圧室４３の燃圧が高圧管３５内の燃圧より所定の分だけ高くなったときに開弁する。
【００３０】
高圧ポンプ４０の吸入行程では、吸入弁５０が開きプランジャ４２が下降して、燃料が分岐管２５ａから吸入通路４５を介して加圧室４３に充填される。加圧行程では、吸入弁５０が閉じプランジャ４２の上昇に伴い加圧室４３の容積が減少し、加圧室４３内の燃料が昇圧される。吐出行程では、吐出弁６０に作用する加圧室４３側からの燃圧の力が、吐出弁６０に作用する高圧管３５側からの燃圧の力と吐出弁６０のばねの付勢力との合力よりも大きくなったときに吐出弁６０が開く。これにより、昇圧された燃料が高圧管３５及び高圧デリバリパイプ３６を介して筒内噴射弁３７へ供給される。
【００３１】
以上のように、吐出弁６０よりも下流側には高圧の燃料が供給されるため、吐出弁６０よりも下流側の吐出通路４７、高圧管３５、及び高圧デリバリパイプ３６を高圧系と称する。また、高圧ポンプ４０の加圧室４３よりも上流側や低圧デリバリパイプ２６内は低圧ポンプ２２から低圧の燃料が供給されるため、吸入通路４５、低圧管２５、分岐管２５ａ、及び低圧デリバリパイプ２６を低圧系と称する。
【００３２】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＥＣＵ５は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従って、センサからの情報や予めＲＯＭに格納されている情報等に基づいて、後述する減圧制御を実行する。減圧制御は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより機能的に実現される高圧系制御部及び低圧系制御部により実行される。詳しくは後述する。
【００３３】
また、ＥＣＵ５は、ＲＯＭに予め記憶されたマップに基づいて、ポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の各燃料噴射量を制御する。マップは、エンジン１０の運転領域に応じて各噴射弁への要求噴射量を規定している。例えばこのマップは、低負荷運転域ではポート噴射弁２７のみが、中負荷運転域ではポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の双方が、高負荷運転域では筒内噴射弁３７のみが噴射するように各要求噴射量を規定している。
【００３４】
また、ＥＣＵ５は、低圧系の燃圧が低圧系の目標燃圧値となるように、低圧ポンプ２２の回転数が制御される。詳細には、低圧系の目標燃圧値に対応したマップ又は数式により低圧ポンプ２２の目標回転数が算出され、低圧ポンプ２２の回転数が目標回転数となるように低圧ポンプ２２への通電が制御される。尚、低圧系の目標燃圧値は、エンジン１０の回転速度と燃料温度とに対応したマップ又は数式により算出される。燃料温度は、例えば温度センサで検出してもよいし、エンジン１０の冷却水温や油温等に基づいて推定してもよい。
【００３５】
また、ＥＣＵ５は、高圧系の燃圧、具体的には、燃圧センサ３８の検出値が、エンジン１０の回転数及び負荷に応じて定められる高圧系の目標燃圧値となるように、高圧ポンプ４０の吸入弁５０の開閉タイミングを制御する。
【００３６】
次に、リリーフ通路８１及びリリーフ弁８３について説明する。リリーフ弁８３は、詳しくは後述する高圧系減圧制御において所定期間開弁する。これにより、リリーフ通路８１を介して高圧系から低圧系に燃料が放出され、高圧系の燃圧が低下する。
【００３７】
ここでリリーフ通路８１の下流端は、図１に示すように低圧管２５に接続されて、高圧系の燃料は低圧管２５内に戻される。このため、例えばリリーフ通路の下流端を、燃料タンク２１や分岐管２５ａに接続する場合と比較して、本実施例のリリーフ通路８１は短くてよく、製造コストの増大や制御装置１の大型化が抑制されている。これによりリリーフ通路８１及びリリーフ弁８３は、エンジン１０と共にエンジンコンパートメントＲ内に収納できる。
【００３８】
また、リリーフ通路の下流端を高圧ポンプ内の吸入通路に接続してもよいが、本実施例のようにリリーフ通路８１の下流端は、低圧管２５に接続されていることが望ましい。リリーフ通路の下流端を高圧ポンプ内の吸入通路に接続した場合、高圧ポンプの構造が複雑になり、製造コストが増大する可能性があるからである。また、高圧ポンプ内でリリーフ通路が占有する割合によっては、加圧室を小型化する必要があり、高圧ポンプの燃料の吐出量が低下する可能性がある。尚、上記の記載は、リリーフ通路の下流端を高圧ポンプ内の吸入通路に接続した構成を除外する趣旨ではない。
【００３９】
尚、リリーフ通路８１の上流端は高圧デリバリパイプ３６に接続しているが、高圧管３５に接続していてもよい。リリーフ通路８１の下流端は、低圧デリバリパイプ２６に接続していてもよい。
【００４０】
次に、ＥＣＵ５が実行する減圧制御について説明する。本実施例での減圧制御には、高圧系減圧制御と低圧系減圧制御とがある。最初に高圧系減圧制御について説明する。
【００４１】
高圧系減圧制御は、高圧系での燃圧の低下を要求する高圧系減圧要求があった場合に、リリーフ弁８３を開弁させることによってリリーフ通路８１を介して高圧デリバリパイプ３６から低圧管２５に燃料を放出して、高圧系の燃圧を高圧系の目標燃圧値にまで低下させる制御である。これにより、早期に高圧系の燃圧を低下させることができる。高圧系減圧要求は、例えば燃料カット要求があった場合や、高圧系の目標燃圧値が燃圧センサ３８の検出値よりも小さくこの目標燃圧値と燃圧センサ３８の検出値との差が所定値を超えた場合等に発生する。
【００４２】
次に低圧系減圧制御について説明する。高圧系減圧制御の実行によりリリーフ弁８３が開弁されると、高圧系の燃圧は低下するが、低圧系の燃圧は上昇する。このため、低圧系の燃圧が目標燃圧値よりも大きくなり、この状態で低圧ポンプ２２によって燃料が一定の吐出量で低圧系に吐出され続けると、低圧系の燃圧が目標燃圧値よりも大きい状態が長期間に亘って維持される可能性がある。このため、このような状態でポート噴射弁２７からの燃料噴射が実行されると、ポート噴射弁２７の燃料噴射量が要求噴射量からずれた状態が長期間に亘って維持される可能性がある。
【００４３】
そこでＥＣＵ５は、上述した高圧系減圧制御が実行された場合に、低圧系減圧制御を実行する。具体的には、高圧系減圧制御が実行された場合には、低圧ポンプ２２への通電を停止した状態でポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の少なくとも何れかから燃料噴射を実行する。これにより、高圧系減圧制御によって低圧系の燃圧が上昇した分だけを低下させる。
【００４４】
次に、減圧制御について説明する。図２は、ＥＣＵ５が実行する減圧制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ５は、減圧制御を所定時間毎に繰り返し実行する。
【００４５】
まずＥＣＵ５は、上述した高圧系減圧要求があるか否かを判定する（ステップＳ１）。高圧系減圧要求がない通常制御時の場合、ＥＣＵ５は本制御を終了する。通常制御時では、上述したように、低圧系の燃圧が目標燃圧値となるように低圧ポンプ２２の回転数が制御され、燃圧センサ３８の検出値が高圧系の目標燃圧値になるように高圧ポンプ４０の吸入弁５０が制御される。
【００４６】
一方、高圧系減圧要求がある場合には、ＥＣＵ５は、高圧系減圧制御を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、高圧系内の減圧要求があった場合に、リリーフ弁８３を開弁させて高圧系内の燃料を低圧系内に放出することにより、高圧系内を減圧する高圧系制御部が実行する処理の一例である。
【００４７】
高圧系減圧制御が実行された後にＥＣＵ５は、低圧系減圧制御を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、高圧系内の減圧が実行された場合に、ポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の少なくとも一方から燃料を噴射しつつ低圧ポンプ２２への通電を停止することにより、低圧系内を減圧する低圧系制御部が実行する処理の一例である。
【００４８】
最初に、高圧系減圧制御について詳細に説明する。図３は、ＥＣＵ５が実行する高圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。まずＥＣＵ５は、高圧系に要求される減圧量である高圧系減圧量ΔＰｈ［Ｐａ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ１１）。
ΔＰｈ＝Ｐｈ−Ｐｔｈ・・・（１）
【００４９】
ここでＰｈ［Ｐａ］は高圧系の燃圧値であり燃圧センサ３８の検出値である。Ｐｔｈ［Ｐａ］は高圧系の目標燃圧値である。
【００５０】
次にＥＣＵ５は、算出された高圧系減圧量ΔＰｈの分だけ高圧系の燃圧を低下させるのに必要となる、高圧系からの燃料の必要放出量ΔＶｈ［ｍＬ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ１３）。
ΔＶｈ＝ΔＰｈ×（Ｖｈ／Ｋ）・・・（２）
【００５１】
Ｖｈ［ｍＬ］は高圧系の内容積であり、予めＥＣＵ５のＲＯＭに記憶されている。Ｋ［Ｐａ］は燃料の体積弾性率である。燃料の体積弾性率は、例えば燃料の性状を検出するセンサによって特定された燃料の性状に応じた体積弾性率を示すマップが予めＥＣＵ５のＲＯＭに記憶されており、このマップに基づいて取得される。
【００５２】
次にＥＣＵ５は、算出された必要放出量ΔＶｈだけ高圧系から燃料を放出するのに必要なリリーフ弁８３の目標開弁期間τｅｒ［ｍｓ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ１５）。
τｅｒ＝ΔＶｈ／Ｑｅｒ・・・（３）
【００５３】
Ｑｅｒ［ｍＬ／ｍｓ］は、リリーフ弁８３が開弁した場合でのリリーフ通路８１を流通する燃料の流量であって、高圧系と低圧系との燃圧差に対応したマップ又は式に基づいて算出される。燃圧差が大きいほど、Ｑｅｒも大きく算出される。具体的には高圧系と低圧系との燃圧差は、リリーフ弁８３の開弁直前での、燃圧センサ３８の検出値と低圧系の目標燃圧値との差である。尚、Ｑｅｒは、予め実験により取得された固定値であってもよい。
【００５４】
次に、ＥＣＵ５はリリーフ弁８３を開弁させ（ステップＳ１７）、リリーフ弁８３が開弁されてから経過した期間が、目標開弁期間ｔｅｒを経過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。否定判定の場合には、ＥＣＵ５はリリーフ弁８３を開弁状態に維持し、肯定判定の場合にはＥＣＵ５はリリーフ弁８３を閉弁する（ステップＳ２１）。これにより、高圧系の燃圧が目標燃圧にまで低下され、筒内噴射弁３７の燃料噴射量を適切に制御することができる。
【００５５】
次に低圧系減圧制御について詳細に説明する。図４は、ＥＣＵ５が実行する低圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ５は、算出された必要放出量ΔＶｈだけ高圧系から低圧系に燃料が放出されたものとみなして、燃料の放出後での低圧系の燃圧の上昇圧力分である低圧系上昇圧力量ΔＰｌｕ［Ｐａ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ３１）。
ΔＰｌｕ＝Ｋ×（ΔＶｈ／Ｖｌ）・・・（４）
Ｖｌ［ｍＬ］は、低圧系の内容積であり、予めＥＣＵ５のＲＯＭに記憶されている。
【００５６】
次にＥＣＵ５は、必要放出量ΔＶｈだけ高圧系から低圧系に燃料が放出された後での、低圧系に必要となる低圧系減圧量ΔＰｌｄ［Ｐａ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ３３）。
ΔＰｌｄ＝Ｐｌ＋ΔＰｌｕ−Ｐｔｌ・・・（５）
【００５７】
Ｐｌ［Ｐａ］は、リリーフ弁８３が開弁する直前の低圧系の目標燃圧値であり、低圧ポンプ２２の回転数に応じて定められたマップにより、取得される。従って（Ｐｌ＋ΔＰｌｕ）は、必要放出量ΔＶｈの燃料が高圧系から低圧系に放出された後での低圧系の燃圧を示している。Ｐｔｌ［Ｐａ］は、現時点での低圧系の目標燃圧値であり、上述したようにエンジン１０の回転数及び燃料温度に基づいて設定される。
【００５８】
次にＥＣＵ５は、低圧系減圧量ΔＰｌｄだけ低圧系の燃圧を減圧するのに必要となる燃料の必要消費量ΔＶｌ［ｍＬ］を、以下の式に基づいて算出する（ステップＳ３５）。
ΔＶｌ＝ΔＰｌｄ×（Ｖｌ／Ｋ）・・・（６）
【００５９】
ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理は、高圧系の燃料を低圧系に放出したことによって上昇した後の低圧系の燃圧を目標燃圧にまで低下させるのに必要となる燃料の必要消費量を算出する必要消費量算出部が実行する処理の一例である。
【００６０】
次にＥＣＵ５は、燃料カット中であるか否かを判定する（ステップＳ３７）。肯定判定の場合には、再度ステップＳ３７の処理が実行される。ステップＳ３７の処理の趣旨については後述する。否定判定の場合、ＥＣＵ５は、必要消費量ΔＶｌをポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の少なくとも一方から噴射するのに要する期間を、低圧ポンプ２２への通電が停止される目標停止期間ｔ［ｍｓ］として算出する（ステップＳ３９ａ、Ｓ３９ｂ、Ｓ４１ａ〜Ｓ４１ｃ）。具体的には、以下のようにポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７からの燃料噴射の有無に応じて、目標停止期間ｔが算出される。具体的には、以下のような処理が実行される。
【００６１】
ＥＣＵ５は、ポート噴射弁２７のみから燃料が噴射されているか否かを判定し（ステップＳ３９ａ）、肯定判定の場合には、ポート噴射弁２７からの噴射量により低圧系の燃圧系が低下するものとみなして、以下の式に基づいて目標停止期間ｔを算出する（ステップＳ４１ａ）。
ｔ＝ΔＶｌ／｛Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ×（Ｎｅ／２）×♯｝・・・（７）
【００６２】
Ｑｐｆｉ［ｍＬ／ｍｓ］は、各ポート噴射弁２７が所定の燃圧において１ミリ秒当たりに噴射する燃料量であり、各ポート噴射弁２７の設計によって定まる固定値であり、ＥＣＵ５のＲＯＭに予め記憶されている。また、τｐｆｉ［ｍｓ］は、各ポート噴射弁２７の開弁期間であり、エンジン１０の回転数及び負荷に応じて定められる１燃料サイクル当たりでの各ポート噴射弁２７への要求噴射量を、Ｑｐｆｉで除算した値である。従って、（Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ）は、１燃焼サイクル当たりでの各ポート噴射弁２７の要求噴射量が算出できる。
【００６３】
Ｎｅ［ｍｓ−１］は、１ミリ秒当たりのクランク軸１４の回転速度であり、クランク角度センサ１４ａにより検出できる。ここで１燃焼サイクルはクランク軸１４が２回転する間に終了する。このため、（Ｎｅ／２）は、１ミリ秒当たりでの燃焼サイクルの回数に相当する。従って、｛Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ×（Ｎｅ／２）｝によって、１ミリ秒当たりでの各ポート噴射弁２７の要求噴射量に相当する。
【００６４】
また、♯［−］はエンジン１０の気筒数、換言すればポート噴射弁２７が設けられている数であり、ＥＣＵ５のＲＯＭに予め記憶されている。従って、｛Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ×（Ｎｅ／２）×♯｝は、１ミリ秒当たりでの全てのポート噴射弁２７の要求噴射量の合計が算出できる。これにより、式（７）で必要消費量ΔＶｌをポート噴射弁２７の噴射によって消費するのに必要となる期間を算出でき、この期間が低圧ポンプ２２への通電が停止される目標停止期間ｔとして算出される。
【００６５】
また、ステップＳ３９ａで否定判定の場合、ＥＣＵ５は筒内噴射弁３７のみから燃料が噴射されているか否かを判定し（ステップＳ３９ｂ）、肯定判定の場合には、筒内噴射弁３７からの噴射量の分だけ吸入弁５０を介して低圧系から高圧系に吐出されて低圧系の燃圧が低下するものとみなして、以下の式に基づいて目標停止期間ｔを算出する（ステップＳ４１ｂ）。
ｔ＝ΔＶｌ／｛Ｑｄｉ×τｄｉ×（Ｎｅ／２）×♯｝・・・（８）
【００６６】
Ｑｄｉ［ｍＬ／ｍｓ］は、各筒内噴射弁３７が所定の燃圧において１ミリ秒当たりに噴射する燃料量であり、各筒内噴射弁３７の設計によって定まる固定値であり、ＥＣＵ５のＲＯＭに予め記憶されている。また、τｄｉ［ｍｓ］は、各筒内噴射弁３７の開弁期間であり、エンジン１０の回転数及び負荷に応じて定められる１燃料サイクル当たりでの各筒内噴射弁３７への要求噴射量を、Ｑｄｉで除算した値である。従って、（Ｑｄｉ×τｄｉ）は、１燃焼サイクル当たりの各筒内噴射弁３７の要求噴射量が算出できる。
【００６７】
また、ポート噴射弁２７の場合と同様に、｛Ｑｄｉ×τｄｉ×（Ｎｅ／２）×♯｝は、１ミリ秒当たりでの全ての筒内噴射弁３７の要求噴射量の合計が算出できる。従って、式（８）で必要消費量ΔＶｌを筒内噴射弁３７の噴射によって消費するのに必要となる期間を算出でき、この期間が低圧ポンプ２２への通電が停止される目標停止期間ｔとして算出される。
【００６８】
ステップＳ３９ｂで否定判定の場合には、ＥＣＵ５は、ポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の双方から燃料が噴射されているとみなして、以下の式に基づいて目標停止期間ｔを算出する（ステップＳ４１ｃ）。
ｔ＝ΔＶｌ／｛（Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ＋Ｑｄｉ×τｄｉ）×（Ｎｅ／２）×♯｝・・・（９）
【００６９】
（Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ＋Ｑｄｉ×τｄｉ）により、１燃焼サイクルでの各ポート噴射弁２７の要求噴射量と各筒内噴射弁３７の要求噴射量との合計が算出できる。このため、｛（Ｑｐｆｉ×τｐｆｉ＋Ｑｄｉ×τｄｉ）×（Ｎｅ／２）×♯｝は、１ミリ秒当たりでの全てのポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の要求噴射量の合計が算出できる。従って、式（９）で必要消費量ΔＶｌをポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の噴射によって消費するのに必要となる期間を算出でき、この期間が低圧ポンプ２２への通電が停止される目標停止期間ｔとして算出される。
【００７０】
以上のように、低圧系を減圧するために、低圧系から燃料が供給されるポート噴射弁２７からの燃料噴射量のみならず、高圧系から燃料が供給される筒内噴射弁３７からの燃料噴射量を考慮して低圧ポンプ２２の目標停止期間ｔが算出される。この理由は、高圧系内の燃料も低圧系から供給されるため、筒内噴射弁３７によって高圧系内の燃料が消費されることにより低圧系内の燃料も同量だけ減少するからである。
【００７１】
ステップＳ４１ａ〜４１ｃの処理は、ポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の少なくとも一方の燃料噴射によって、算出された必要消費量の燃料を消費するのに必要な期間を、低圧ポンプ２２への通電が停止される目標期間である目標停止期間ｔとして算出する目標停止期間算出部が実行する処理の一例である。
【００７２】
次にＥＣＵ５は、低圧ポンプ２２への通電を停止し（ステップＳ４３）、低圧ポンプ２２への通電を停止してからカウントした実際の停止期間が目標停止期間に至ったか否かを判定する（ステップＳ４５）。否定判定の場合には、ＥＣＵ５は、低圧ポンプ２２への通電の停止が継続される。これにより、ポート噴射弁２７及び筒内噴射弁３７の少なくとも一方から燃料を噴射しつつ低圧ポンプ２２への通電が停止される。ステップＳ４５で肯定判定の場合には、ＥＣＵ５は低圧ポンプ２２への通電を再開して低圧ポンプ２２を作動させる（ステップＳ４７）。
【００７３】
図５は、高圧系減圧制御の実行後に低圧系減圧制御を実行した場合と実行しなかった場合とでの低圧系内の燃圧の変化を示したグラフである。縦軸は低圧系内の燃圧を示し、横軸は時間を示している。曲線Ｐは、低圧系減圧制御を実行した場合、曲線Ｐｘは、低圧系減圧制御を実行しなかった場合での低圧系内の燃圧を示している。
【００７４】
低圧系減圧制御を実行しなかった場合には、リリーフ弁８３の閉弁後であっても低圧ポンプ２２の回転数は変化しない。上述したように低圧ポンプ２２の目標回転数は、低圧系の目標燃圧値に応じて設定され、低圧系の目標燃圧値は、エンジン１０の回転速度と燃料温度とに対応したマップ又は数式により算出され、実際の低圧系の燃圧値は考慮されないからである。このため、一度低圧系内の燃圧が大きく上昇すると、長期間に亘って低圧系内の燃圧が高い状態に維持される可能性がある。
【００７５】
本実施例の場合には、燃料噴射によって燃料を消費しつつ、低圧ポンプ２２への通電を停止して回転数を低下させ、低圧ポンプ２２から低圧系内への燃料の吐出量を低下させている。これにより高圧系減圧制御によって上昇した低圧系の燃圧を早期に低下させることができる。従って、低圧系の燃圧を高圧系減圧制御が実行される前の燃圧に早期に元に戻すことができ、その後のポート噴射弁２７等からの燃料噴射量も適切に制御できる。
【００７６】
また、低圧系内の減圧に必要となる必要消費量ΔＶｌだけ燃料を消費するのに必要となる期間を、低圧ポンプ２２への通電の目標停止期間として算出される。このため、低圧ポンプ２２への通電の停止期間が長期化して低圧系の燃圧が目標燃圧よりも大きく低下することが抑制される。これによっても、低圧系減圧制御の終了後でのポート噴射弁２７等からの燃料噴射量を適切に制御できる。
【００７７】
本実施例では高圧系減圧制御の終了後に低圧系減圧制御が実行されるが、これに限定されない。例えば、高圧系減圧制御のステップＳ１３以降の処理と、低圧系減圧制御のステップＳ３１〜Ｓ３５の処理とを同時に行ってもよい。ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理は、高圧系減圧制御のステップＳ１３により算出される放出必要量ΔＶｈに基づいて行うことができるからである。これにより、高圧系減圧制御の終了後に、直ちにステップＳ３７以降の処理を実行して早期に低圧系を減圧できる。
【００７８】
尚、ステップＳ３７では、燃料カット中であるか否かを判定し、燃料カット中ではない場合にのみ、低圧ポンプ２２への通電の目標停止期間を算出した。これは、燃料カット中では、燃圧の過度な上昇を抑制するために低圧ポンプ２２への通電は既に停止されているからである。従って、例えばステップＳ３７の処理で燃料カット中であるとの判定後に燃料カットから復帰した場合には、ＥＣＵ５は燃料カットからの復帰後も低圧ポンプ２２への通電の停止を継続して、燃料カットから復帰してからの停止期間が、算出された目標停止期間となるように低圧ポンプ２２への通電を停止する。
【００７９】
上述した高圧系減圧制御では、リリーフ弁８３の目標開弁期間τｅｒを算出したが、目標開弁期間τｅｒを算出せずに、リリーフ弁８３の開弁後に燃圧センサ３８の検出値が高圧系の目標燃圧値にまで低下した場合にリリーフ弁８３を閉弁するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ５はリリーフ弁８３の実際の開弁期間τｅｒ´をカウントし、以下の式に基づいて、高圧系から低圧系に放出された必要放出量ΔＶｈを算出する。
ΔＶｈ＝τｅｒ´×Ｑｅｒ・・・（１０）
【００８０】
Ｑｅｒ［ｍＬ／ｍｓ］は、上述したようにリリーフ弁８３が開弁した場合でのリリーフ通路８１を流通する燃料の流量である。このようにして算出された必要放出量ΔＶｈを用いて、低圧系減圧制御でのステップＳ３１以降の処理を実行してもよい。
【００８１】
次に、上述した実施例の第１変形例について説明する。尚、上述した実施例と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。図６は、第１変形例の制御装置１ａの概略構成図である。
【００８２】
第１変形例での制御装置１ａでは、エンジン１０ａの低圧デリバリパイプ２６内の燃圧を検出する燃圧センサ２８が設けられている。ＥＣＵ５は、燃圧センサ２８の検出値を取得し、燃圧センサ２８の検出値に基づいて低圧ポンプ２２の停止期間を制御する。
【００８３】
図７は、第１変形例でのＥＣＵ５ａが実行する低圧系減圧制御の一例を示したフローチャートである。尚、第１変形例においても、高圧系減圧制御は上述した実施例と同じであるため説明を省略する。
【００８４】
ＥＣＵ５は、高圧系減圧制御が終了すると、低圧ポンプ２２への通電を停止し（ステップＳ４３）、燃圧センサ２８の検出値が低圧系の目標燃圧値にまで低下したか否かを判定する（ステップＳ４５ａ）。否定判定の場合には低圧ポンプ２２の通電の停止を継続し、肯定判定の場合には低圧ポンプ２２への通電を再開する（ステップＳ４７）。
【００８５】
以上によっても、高圧系減圧制御によって上昇した低圧系の燃圧を早期に低下させることができる。また、燃圧センサ２８の検出値が低圧系の目標燃圧値にまで低下した場合に低圧ポンプ２２への通電が再開されるので、低圧ポンプ２２の目標停止期間ｔを算出する必要がなく、ＥＣＵ５ａの処理負荷が低減されている。また、低圧ポンプ２２の目標停止期間ｔを算出する必要がないため、リリーフ弁８３の閉弁直後に直ちに低圧ポンプ２２の通電を停止してもよい。これによって、低圧系の燃圧を早期に低下させることができる。
【００８６】
図８は、第２変形例の制御装置１ｂの概略説明図である。第２変形例においては、高圧ポンプ４０の外部に設けられたリリーフ通路８１の代わりに、高圧ポンプ４０ｂ内に設けられたリリーフ通路４８と、リリーフ通路４８に接続され低圧管２５に連通したリリーフ分岐管２５ｂとによって、吐出通路４７と低圧管２５とが連通している。リリーフ通路４８は、吐出弁６０よりも下流側の吐出通路４７から分岐している。リリーフ分岐管２５ｂは、低圧管２５から分岐管２５ａが分岐した位置よりも下流側で低圧管２５から分岐している。また、リリーフ弁８３は、高圧ポンプ４０ｂ内に設けられてリリーフ通路４８を開閉する。このような構成により、高圧ポンプ４０ｂ内の高圧系から、高圧ポンプ４０ｂ外の低圧系に燃料を放出してもよい。
【００８７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  内燃機関の燃料圧力制御装置
５  ＥＣＵ（高圧系制御部、低圧系制御部、必要消費量算出部、目標停止期間算出部）
１０  エンジン（内燃機関）
１５  カム軸
２１  燃料タンク
２２  低圧ポンプ
２５  低圧管（低圧通路）
２５ａ  分岐管（低圧通路）
２６  低圧デリバリパイプ（低圧通路）
２７  ポート噴射弁
２８、３８  燃圧センサ
３５  高圧管（高圧通路）
３６  高圧デリバリパイプ（高圧通路）
３７  筒内噴射弁
４０  高圧ポンプ
５０  吸入弁
６０  吐出弁
８１  リリーフ通路
８３  リリーフ弁
ＣＰ  カム
【図１】
2018003610.tif 000003
【図２】
2018003610.tif 000004
【図３】
2018003610.tif 000005
【図４】
2018003610.tif 000006
【図５】
2018003610.tif 000007
【図６】
2018003610.tif 000008
【図７】
2018003610.tif 000009
【図８】
2018003610.tif 000010