(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時における燃料の昇圧と始動後における燃圧調整との両立性を一層向上させる。【解決手段】ＥＣＵは、内燃機関で駆動されるカム機構によって、スプリングの付勢力に抗してプランジャを加圧室に向けてリフトさせ、加圧室内の燃料を昇圧して燃料噴射弁へ吐出する燃料ポンプと、プランジャのストローク量を変更する可変機構と、燃料ポンプから前記燃料噴射弁へ吐出される燃料の圧力を調整する調圧機構と、を有する内燃機関を制御する。ＥＣＵは、機関始動要求に応じて、可変機構を制御して、プランジャのストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなるようにストローク最大化処理を行って、ストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなったときにクランキングを行う。一方、ＥＣＵは、内燃機関が完爆状態となると、可変機構を制御して、プランジャのストローク量が最小ストローク量Ｄminとなるようにストローク最小化処理を行う。【選択図】図１５
2018159318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、内燃機関で駆動されるカム機構によって、スプリングの付勢力に抗してプランジャを加圧室に向けてリフトさせ、前記加圧室内の燃料を昇圧して前記燃料噴射弁へ吐出する燃料ポンプと、前記プランジャのストローク量を変更する可変機構と、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁へ吐出される燃料の圧力を調整する調圧機構と、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記可変機構は、機関始動要求に応じて、前記プランジャのストローク量を第１の所定量にするように制御される一方、前記内燃機関の完爆に応じて、前記プランジャのストローク量を前記第１の所定量より小さい第２の所定量へ減少させるように制御される、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記可変機構は、機関停止要求に応じて前記プランジャのストローク量を第３の所定量に減少させるように制御される一方、前記機関始動要求に応じて、前記プランジャのストローク量を前記第３の所定量から前記第１の所定量に増大させるように制御される、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記可変機構が、前記内燃機関の完爆に応じて、前記プランジャのストローク量を前記第１の所定量から前記第２の所定量へ減少させるように制御されるときの前記ストローク量の変化速度は、前記可変機構が、前記機関始動要求に応じて、前記プランジャのストローク量を前記第２の所定量から前記第１の所定量に増大させるように制御されるときの前記ストローク量の変化速度よりも遅い、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第１の所定量は、前記プランジャのストローク量の最大値である、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２の所定量は、前記プランジャのストローク量の最小値である、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の完爆は、機関回転速度と目標回転速度未満の所定回転速度との比較結果、及び、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁へ吐出される燃料の圧力と所定圧力との比較結果、の少なくとも一方に基づいて判定される、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記可変機構が、前記機関始動要求に応じて、前記プランジャのストローク量を前記第１の所定量にしてから、前記内燃機関のクランキングを開始する、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射式の内燃機関には、内燃機関により駆動されるカム機構で、タペットをカムに押し付けているスプリングの付勢力に抗してプランジャをリフトさせることで、燃料を昇圧して燃料噴射弁へ吐出する機械式の燃料ポンプが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば低温時において、内燃機関の始動性能を向上させるためには、燃料噴射弁の燃料噴射タイミング、吸気弁・排気弁の開閉タイミング、点火プラグの点火タイミングの調整に加えて、燃料の吐出量を増大させて燃料噴射時における燃料の圧力を早期に高くすることが効果的である。このため、内燃機関の始動性能向上に適した吐出量を確保できるように、プランジャのストローク量を予め長く設定して燃料ポンプを設計することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記のようにプランジャのストローク量を予め長く設定して内燃機関を速やかに始動させても、燃料の吐出量は機関回転速度の上昇に従って増大するため、ストローク量の設定値によっては、機関回転速度が目標値まで上昇する前に、燃圧が燃料噴射弁の噴射限界燃圧を超えてしまい、燃料を噴射できなくなるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、内燃機関の始動制御における燃料の昇圧と内燃機関の始動後における燃圧調整との両立性を一層向上させた内燃機関の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】
【０００７】
このため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、内燃機関で駆動されるカム機構によって、スプリングの付勢力に抗してプランジャを加圧室に向けてリフトさせ、加圧室内の燃料を昇圧して燃料噴射弁へ吐出する燃料ポンプと、プランジャのストローク量を変更する可変機構と、燃料ポンプから燃料噴射弁へ吐出される燃料の圧力を調整する調圧機構と、を有する内燃機関を制御し、可変機構は、機関始動要求に応じて、プランジャのストローク量を第１の所定量にするように制御される一方、内燃機関の完爆に応じて、プランジャのストローク量を第１の所定量より小さい第２の所定量へ減少させるように制御される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動制御における燃料の昇圧と内燃機関の始動後における燃圧調整の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】燃料噴射システムの一例を示す概要図である。
【図２】可変機構の第１実施例の概要を示す断面図である。
【図３】プランジャのリフト量を増加させる方法の説明図である。
【図４】プランジャのリフト量を減少させる方法の説明図である。
【図５】プランジャのリフト量を保持する方法の説明図である。
【図６】プランジャのリフト量を最小にした場合の作用の説明図である。
【図７】プランジャのリフト量を最大にした場合の作用の説明図である。
【図８】可変機構の第２実施例を示す斜視図である。
【図９】可変機構の第２実施例を示す側面図である。
【図１０】プランジャのリフト量を最小にした場合の作用の説明図である。
【図１１】プランジャのリフト量を最大にした場合の作用の説明図である。
【図１２】ＥＣＵの内部構造の一例を示すブロック図である。
【図１３】内燃機関の始動性能の向上を説明する説明図であり、（ａ）は機関回転速度の時間変化、（ｂ）は吐出燃圧の時間変化を示す。
【図１４】始動時における高圧燃料ポンプの制御内容を説明する説明図であり、（ａ）は可変機構の制御であり、（ｂ）はソレノイドアクチュエータの制御を示す。
【図１５】始動時処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】通常燃圧制御処理の一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】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射システムの一例を示す。
【００１１】
自動車に搭載された内燃機関１００のシリンダヘッド１１０には、シリンダブロック１２０の各気筒内に燃料を直接噴射する、電子制御式の燃料噴射弁２００が取り付けられている。燃料噴射弁２００は、外部からの作動信号に応答して、スプリングにより閉弁方向に付勢されているプランジャがリフトすることで、先端部の噴口から燃料を気筒内に噴射する。また、内燃機関１００のクランクシャフト１３０には、内燃機関１００のクランキングを行うスタータモータ３００が、その軸回転力をクランクシャフト１３０へ伝達できるように接続されている。ここで、内燃機関１００としては、例えば、直列４気筒の筒内噴射式のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを使用することができる。
【００１２】
燃料を貯蔵する燃料タンク４００の内部には、その底部から燃料を吸入して圧送するフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）５００が取り付けられている。フィードポンプ５００の燃料吐出口５１０は、低圧燃料配管６００を介して、燃料を所望の圧力まで昇圧する高圧燃料ポンプ７００の燃料供給口７００Ａに連通されている。高圧燃料ポンプ７００の燃料吐出口７００Ｂは、途中で複数に分岐する高圧燃料配管６１０を介して、各燃料噴射弁２００の燃料供給口２１０に夫々連通されている。
【００１３】
したがって、燃料タンク４００に貯蔵された燃料は、フィードポンプ５００により吸い上げられ、低圧燃料配管６００を通って高圧燃料ポンプ７００へと供給される。また、高圧燃料ポンプ７００へと供給された燃料は、所望の圧力まで昇圧された後、高圧燃料配管６１０を通って各燃料噴射弁２００へと供給される。なお、高圧燃料ポンプ７００が、燃料ポンプの一例として挙げられる。
【００１４】
ここで、高圧燃料ポンプ７００の一例について説明する。
ポンプ本体７１０の内部には、フィードポンプ５００から供給された燃料の脈動を平滑化する低圧ダンパ７１０Ａ、プランジャ７２０が往復動可能に嵌挿されたシリンダ７１０Ｂ、及び、燃料を加圧する加圧室７１０Ｃが夫々形成されている。低圧ダンパ７１０Ａと加圧室７１０Ｃとを連通する低圧燃料通路７１０Ｄには、低圧ダンパ７１０Ａから加圧室７１０Ｃへと燃料が流入する向きにのみ開弁する、スプリング７３０Ａ及び弁体７３０Ｂを有する吸入弁７３０が配設されている。
【００１５】
また、吸入弁７３０には、スプリング７３０Ａの付勢力に抗して弁体７３０Ｂを強制的に開弁させる、ソレノイドアクチュエータ７４０が併設されている。加圧室７１０Ｃと燃料吐出口７００Ｂとを連通する高圧燃料通路７１０Ｅには、加圧室７１０Ｃから燃料吐出口７００Ｂへと燃料が流出する向きにのみ開弁する、スプリング７５０Ａ及び弁体７５０Ｂを有する吐出弁７５０が配設されている。
【００１６】
プランジャ７２０の下端部、即ち、加圧室７１０Ｃと反対側に位置する端部には、内燃機関１００のクランクシャフト、カムシャフトなどの回転力によって駆動するカム機構７６０の回転運動を直線運動に変換するタペット７７０が取り付けられている。タペット７７０は、カム機構７６０のカム７６０Ａと接触するように、圧縮コイルばねなどのスプリング７８０によってカム７６０Ａに押し付けられている。
【００１７】
したがって、カム機構７６０のカム７６０Ａが回転すると、その回転運動がタペット７７０によって直線運動に変換され、プランジャ７２０が往復動する。プランジャ７２０が下降すると、加圧室７１０Ｃの容積が増加するため、加圧室７１０Ｃの燃料の圧力が低下して吸入弁７３０が開弁し、低圧ダンパ７１０Ａから加圧室７１０Ｃへと燃料が流入する。一方、プランジャ７２０が上昇すると、加圧室７１０Ｃの容積が減少するため、加圧室７１０Ｃの燃圧が上昇し、吸入弁７３０が閉弁すると共に吐出弁７５０が開弁する。吐出弁７５０が開弁すると、加圧室７１０Ｃの燃料は、高圧燃料通路７１０Ｅを経て燃料吐出口７００Ｂから吐出される。
【００１８】
プランジャ７２０の下降時に加圧室７１０Ｃに流入した燃料は、プランジャ７２０の上昇時に吸入弁７３０が開弁していれば、低圧燃料通路７１０Ｄを経て加圧室７１０Ｃから低圧ダンパ７１０Ａ（低圧側）へと戻される。このため、ソレノイドアクチュエータ７４０によって、プランジャ７２０の上昇時に吸入弁７３０の閉弁タイミングを変更することで、低圧側へと戻される燃料と昇圧される燃料との割合を変化させ、高圧燃料ポンプ７００から燃料噴射弁２００へ吐出される燃料の圧力（以下、「吐出燃圧」という）を調整することができる。吸入弁７３０の閉弁タイミングは、ソレノイドアクチュエータ７４０への通電により常時開弁した状態である全開状態からソレノイドアクチュエータ７４０へ通電しないことで閉弁タイミングを変更しない状態である全閉状態までの間で変更可能である。ここで、吸入弁７３０及びソレノイドアクチュエータ７４０が、調圧機構（制御弁）７４５の一例として挙げられる。
【００１９】
また、低圧ダンパ７１０Ａと吐出弁７５０の下流の高圧燃料通路７１０Ｅとは、高圧燃料通路７１０Ｅから低圧ダンパ７１０Ａへと燃料が流出する向きにのみ開弁する、スプリング７９０Ａ及び弁体７９０Ｂを有するリリーフ弁７９０を介して連通されている。
【００２０】
リリーフ弁７９０は、吐出燃圧が高圧燃料ポンプ７００の制御上限である規定圧力を超えると、スプリング７９０Ａの付勢力に抗して弁体７９０Ｂが移動して開弁し、高圧燃料通路７１０Ｅから低圧ダンパ７１０Ａへと燃料を排出する。このため、吐出燃圧が規定圧力以下に制限され、例えば、その下流に位置する燃料噴射弁２００や配管などを保護することができる。
【００２１】
さらに、高圧燃料ポンプ７００には、プランジャ７２０のリフト量を変更する可変機構８００が取り付けられている。
【００２２】
図２は、可変機構８００の第１実施例を示す。
プランジャ７２０は、その基端部（下端部）において軸線方向に相対変位可能なように、加圧室７１０Ｃを臨む第１の構造体７２２と、タペット７７０に着座する第２の構造体７２４と、に二分割されている。第１の構造体７２２の下部には、作動油の一例として挙げられる油圧の供給を受けて、第２の構造体７２４に対して第１の構造体７２２を離間する方向に移動させる第１の作動室７２２Ａが形成されている。また、第２の構造体７２４の内部には、油圧の供給を受けて、第２の構造体７２４に対して第１の構造体７２２を近接する方向に移動させるリング状の第２の作動室７２４Ａが形成されている。ここで、第１の作動室７２２Ａ及び第２の作動室７２４Ａは、第１の構造体７２２の受圧面積が等しくなるような形状に形成されている。
【００２３】
従って、図３に示すように、第１の作動室７２２Ａに油圧を供給すると、第２の構造体７２４に対して第１の構造体７２２が離間する方向に移動し、プランジャ７２０のリフト量を増加させることができる。また、図４に示すように、第２の作動室７２４Ａに油圧を供給すると、第２の構造体７２４に対して第１の構造体７２２が近接する方向に移動し、プランジャ７２０のリフト量を減少させることができる。なお、プランジャ７２０のリフト量を保持する場合には、図５に示すように、第１の作動室７２２Ａ及び第２の作動室７２４Ａに油圧を夫々供給すると、プランジャ７２０を図中の上方及び下方へと移動させる力が釣り合って、その位置を保持することができる。
【００２４】
このため、プランジャ７２０のリフト量を最小にした最小リフト状態のままカム機構７６０を駆動すると、図６に示すように、プランジャ７２０のストローク量が最小である最小ストローク量Ｄminとなり、スプリング７８０を押し込む押し込み量が最小となって、スプリング７８０の付勢力に抗してプランジャ７２０をリフトさせるカム機構の負荷（メカニカルフリクション）を軽減することができる。また、カム機構７６０の駆動に伴って、図７に示すように、燃料吐出行程の終期（上死点）ではプランジャ７２０のリフト量を最大にした最大リフト状態にし、燃料吐出行程の始期（下死点）ではプランジャ７２０のリフト量を最小にした最小リフト状態にすると、プランジャ７２０のストローク量が最大である最大ストローク量Ｄmaxとなる。そして、最大ストローク量Ｄmaxでは、最小ストローク量Ｄminと比較して、高圧燃料ポンプ７００から吐出される燃料の吐出量が増大し、吐出燃圧を最大にすることができる。なお、上死点におけるプランジャ７２０のリフト量を最小から最大の間で変更することで、高圧燃料ポンプ７００から吐出される燃料の吐出量を変化させて、吐出燃圧を任意に調整することができる。
【００２５】
図８及び図９は、可変機構８００の第２実施例を示す。
可変機構８００は、内燃機関１００のクランクシャフトと連動して回転する駆動軸８１０と、駆動軸８１０の外周に相対回転可能に取り付けられた搖動カム８２０と、駆動軸８１０の外周に固定された偏心カム８３０と、偏心カム８３０に相対回転可能に外嵌するリング状リンク８４０と、駆動軸８１０と略平行に配設された制御軸８５０と、制御軸８５０の外周に偏心して固定された制御カム８６０と、制御カム８６０に相対回転可能に外嵌し、その一端部がリング状リンク８４０に連結されたロッカアーム８７０と、ロッカアーム８７０の他端部と搖動カム８２０とを連結するロッド状リンク８８０と、を有する。そして、ブラシレスモータなどのモータ８９０によって、ギヤ列８９２を介して制御軸８５０を回転させると、その回転角度に応じてロッカアーム８７０の搖動中心が変化する。ロッカアーム８７０の搖動中心が変化すると、搖動カム８２０によって往復動されるプランジャ７２０のリフト量を変更することができる。
【００２６】
このため、プランジャ７２０のリフト量を最小にした最小リフト状態のまま駆動軸８１０を駆動すると、図１０に示すように、プランジャ７２０のストローク量が最小である最小ストローク量Ｄminとなり、スプリング７８０を押し込む押し込み量が最小となって、メカニカルフリクションを軽減することができる。また、プランジャ７２０のリフト量を最大にした最大リフト状態のまま駆動軸８１０を駆動すると、図１１に示すように、プランジャ７２０のストローク量が最大である最大ストローク量Ｄmaxとなり、吐出燃圧を最大にすることができる。なお、プランジャ７２０のリフト量を最小から最大の間で変更することで、吐出燃圧を任意に調整することができる。
【００２７】
なお、可変機構８００は、図２〜図７で説明した第１実施例、図８〜図１１で説明した第２実施例に限らず、高圧燃料ポンプ７００のプランジャ７２０のストローク量を変更可能であれば、如何なる構成をなしていてもよい。
【００２８】
次に、高圧燃料ポンプ７００及びスタータモータ３００の制御系について説明する。
高圧燃料ポンプ７００は、マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＵ９００によって制御される。ＥＣＵ９００は、高圧燃料配管６１０に取り付けられた燃圧センサ９１０から吐出燃圧の実際値（実燃圧）Ｐａに相当する出力信号を入力し、この出力信号に基づいて実燃圧Ｐａを検出する。また、ＥＣＵ９００は、負荷センサ９２０から内燃機関１００の負荷Ｑに相当する出力信号、及び回転速度センサ９３０から内燃機関１００の機関回転速度Ｎｅに相当する出力信号を入力し、これらの出力信号から検出した負荷Ｑ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて、吐出燃圧の目標値である目標燃圧Ｐｔを演算する。内燃機関１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気流量、吸入負圧、過給圧、アクセル開度など、内燃機関１００のトルクと密接に関連する状態量を使用することができる。そして、ＥＣＵ９００は、実燃圧Ｐａ、目標燃圧Ｐｔ、負荷Ｑ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて、ソレノイドアクチュエータ７４０及び可変機構８００の操作量をそれぞれ演算し、これらの操作量に応じた駆動信号をソレノイドアクチュエータ７４０及び可変機構８００に出力して制御することで、高圧燃料ポンプ７００を制御する。
【００２９】
また、スタータモータ３００はＥＣＵ９００によって制御され、スタータスイッチ（ＳＴ−ＳＷ）９４０がオン操作されたことを１つの契機として、スタータモータ３００を駆動するための駆動信号をスタータモータ３００へ出力する。なお、ＥＣＵ９００は、高圧燃料ポンプ７００及びスタータモータ３００の制御以外に、例えば、燃料噴射弁２００の噴射量及び噴射時期、点火プラグ（図示省略）の点火時期、吸気弁及び排気弁（図示省略）の開閉タイミング等、内燃機関１００における燃焼制御を行うように構成されてもよい。
【００３０】
ＥＣＵ９００は、イグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）９５０がオン操作されることで電力供給されて起動し、図１２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサＡと、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリＢと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリＣと、外部機器とのインターフェースとなる入出力回路Ｄと、これらを相互に通信可能に接続するバスＥと、を有する。ＥＣＵ９００は、起動後、不揮発性メモリＢに格納された制御プログラムを揮発性メモリＣに読み出して、この制御プログラムをプロセッサＡが実行し、入出力回路ＤからバスＥを介して、燃圧センサ９１０、負荷センサ９２０、回転速度センサ９３０、イグニッションスイッチ９５０及びスタータスイッチ９４０の出力信号がプロセッサＡへ入力され、プロセッサＡからバスＥ及び入出力回路Ｄを介してソレノイドアクチュエータ７４０、可変機構８００及びスタータモータ３００へ駆動信号が出力される。
【００３１】
ここで、図１３（ａ）に示すように、例えば低温時において、内燃機関１００の始動性能を向上する、すなわち、内燃機関１００のクランキングによる完爆から機関回転速度を目標回転速度（例えばアイドル回転速度）Ｎｔに向けて速やかに立ち上げて始動時間を短縮化するためには、燃料噴射弁２００の燃料噴射タイミング、吸気弁・排気弁（図示省略）の開閉タイミング、点火プラグ（図示省略）の点火タイミングの調整に加えて、図１３（ｂ）に示すように、内燃機関１００のクランキング中において高圧燃料ポンプ７００から吐出される燃料の吐出量を出来るだけ増大させて、燃料噴射弁２００から燃料を噴射するときの燃料の圧力すなわち高圧燃料ポンプ７００の吐出燃圧を早期に高くすることが有効である。
【００３２】
このため、ＥＣＵ９００は、以下に詳述する始動時処理として、図１４（ａ）に示すように、機関始動要求（ＩＧ−ＳＷオン）に応じて、可変機構８００を制御して、プランジャ７２０のストローク量の目標量（第１の所定量Ｄ１）を最大ストローク量Ｄmaxとしたストローク最大化処理を行うとともに、図１４（ｂ）に示すように、調圧機構７４５のソレノイドアクチュエータ７４０に通電せずに、吸入弁７３０の閉弁タイミングは全閉状態のままにする。一方、ＥＣＵ９００は、内燃機関１００が完爆状態となると、図１４（ａ）に示すように、始動時処理として、可変機構８００を制御し、プランジャ７２０のストローク量の目標量（第２の所定量Ｄ２）を最小ストローク量Ｄminとしたストローク最小化処理を行う。
【００３３】
［始動時処理］
図１５は、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、イグニッションスイッチ９５０のオン操作に連動してＥＣＵ９００が起動されたことを契機として実行する始動時処理の一例を示す。
【００３４】
ステップＳ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、ストローク最大化処理として、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなるように可変機構８００を駆動する。本実施形態では、ＥＣＵ９００が、内燃機関１００の機関停止要求に応じて、カム７６０Ａに対するスプリング７８０の付勢力を低減すべく、プランジャ７２０のストローク量の目標量（第３の所定量Ｄ３）を最小ストローク量Ｄminとして可変機構８００を駆動するものとし、始動時処理を開始したときには、プランジャ７２０のストローク量は最小ストローク量Ｄminになっているものとする。
【００３５】
内燃機関１００のクランキングにおける吐出燃圧を早期に高くするためには、ステップＳ２によりプランジャ７２０のストローク量を最大ストローク量Ｄmaxとするとともに、加圧室７１０Ｃで昇圧した燃料が吸入弁７３０を介して出来るだけ低圧ダンパ７１０Ａ（低圧側）へ戻らないようにすることが効果的である。本実施形態では、吸入弁７３０が、ソレノイドアクチュエータ７４０に通電を行っていない状態で、プランジャ７２０の下降によって加圧室７１０Ｃ内の圧力が低下したときに開弁するノーマルクローズ型吸入弁であるので、ソレノイドアクチュエータ７４０に通電を行って制御する必要がない。
【００３６】
しかし、吸入弁７３０が、ソレノイドアクチュエータ７４０に通電を行っていない状態で、プランジャ７２０の上昇によって加圧室７１０Ｃ内の圧力が上昇したときに閉弁するノーマルオープン型吸入弁である場合には、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、ソレノイドアクチュエータ７４０に通電を行って、加圧室７１０Ｃで昇圧した燃料が吸入弁７３０を介して低圧ダンパ７１０Ａ（低圧側）へ戻らないように、吸入弁７３０の閉弁タイミングを制御する。
【００３７】
ステップＳ２では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなっているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなっていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ３へ進める一方、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなっていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１へ戻して、可変機構８００の駆動を継続する。
【００３８】
プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなっているか否かは、限定するものではないが、以下のようにして判定することができる。例えば、前述した、可変機構８００の第１実施例では、可変機構８００による第１の作動室７２２Ａ及び第２の作動室７２４Ａへの油圧の供給前後において、第１の作動室７２２Ａ及び第２の作動室７２４Ａの少なくとも一方の油圧の変化や第１の作動室７２２Ａ及び第２の作動室７２４Ａの少なくとも一方に対して供給される作動油の流量の変化に基づいて判定でき、また、前述した、可変機構８００の第２実施例では、可変機構８００のモータ８９０又は制御軸８５０の回転角度に基づいて判定できる。
【００３９】
ステップＳ３では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、スタータスイッチ９４０がオン操作（ＳＴ−ＳＷオン）されているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、スタータスイッチ９４０がオン操作されていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ４へ進める。一方、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、スタータスイッチ９４０がオン操作されていないと判定した場合には（ＮＯ）、再びステップＳ３を行う。なお、イグニッションスイッチ９５０及びスタータスイッチ９４０のオン操作が同時に行われる構成の場合には、ステップＳ２でプランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxであると判定されれば、本ステップを省略して、ステップＳ４へ処理を進めることができる。
【００４０】
ステップＳ４では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、スタータモータ３００に駆動信号を出力して内燃機関１００のクランキングを行う。プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなってから内燃機関１００のクランキングを行っているのは、クランキング中にストローク変化による吐出燃圧の変動を抑制して、クランキング開始から完爆までの時間を短縮するためであり、ひいては、クランキング中におけるスタータモータ３００の駆動等によるバッテリ電圧低下を低減するためである。
【００４１】
ステップＳ５では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、内燃機関１００が完爆状態に達しているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、内燃機関１００が完爆状態に達していると判定した場合には（ＹＥＳ）、クランキングを停止して、処理をステップＳ６へ進める一方、内燃機関１００が完爆状態に達していないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ４へ戻して、クランキングを継続する。
【００４２】
内燃機関１００が完爆状態に達しているか否かは、限定するものではないが、機関回転速度Ｎｅが目標回転速度（例えばアイドル回転速度）Ｎｔより低い所定回転速度Ｎｄまで上昇すること、及び実燃圧Ｐａが所定燃圧Ｐｄまで上昇することの少なくとも一方を満たしているか否かによって判定することができる。このように完爆状態を判定することで、内燃機関１００の完爆前後における吐出燃圧の過剰な上昇を抑制することが可能となる。
【００４３】
ステップＳ６では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、ストローク最小化処理として、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxから最小ストローク量Ｄminとなるように可変機構８００を駆動する。ここで、図１４（ａ）に示されるように、本ステップにおいて可変機構を駆動したときのプランジャ７２０のストローク量の変化速度Ｖ２（絶対値）は、ステップＳ２において可変機構８００を駆動したときのプランジャ７２０のストローク量の変化速度Ｖ１（絶対値）に対して遅く設定される。これは、内燃機関１００のアイドル運転中における吐出燃圧の急激な変化を抑制するためである。
【００４４】
ステップＳ７では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、前述のステップＳ２と同様にして、プランジャ７２０のストローク量が最小ストローク量Ｄminとなっているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、プランジャ７２０のストローク量が最小ストローク量Ｄminとなっていると判定した場合には（ＹＥＳ）、始動時処理を終了処理する一方、プランジャ７２０のストローク量が最小ストローク量Ｄminとなっていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ６へ戻して、可変機構８００の駆動を継続する。
【００４５】
ＥＣＵ９００は、図１４（ｂ）に示されるように、内燃機関１００の完爆後、以下に詳述する通常燃圧制御処理として、実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔに近づくように、調圧機構７４５のソレノイドアクチュエータ７４０によって吸入弁７３０の閉弁タイミングを変更することで、内燃機関１００が要求する吐出燃圧を確保する。
【００４６】
［通常燃圧制御処理］
図１６は、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、イグニッションスイッチ９５０のオン操作に連動してＥＣＵ９００が起動されたことを契機として実行する通常燃圧制御処理の一例を示す。
【００４７】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、前述のステップＳ６と同様にして、内燃機関１００が完爆状態に達しているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、内燃機関１００が完爆状態に達していると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２へ進める一方、内燃機関１００が完爆状態に達していないと判定した場合には（ＮＯ）、再度ステップＳ１１を行う。
【００４８】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、前述のストローク最小化処理を実施しているか否かを判定する。このように判定するのは、ストローク最小化処理を行っていない状態で、後述するステップにおいて吸入弁７３０を全閉状態にしてしまうと、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量となっているため、吐出燃圧が燃料噴射弁２００の噴射限界燃圧を超えてしまうおそれがあるからである。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、ストローク最小化処理を実施していると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３へ進める一方、ストローク最小化処理を実施していないと判定した場合には（ＮＯ）、再度ステップＳ１２を行う。なお、ストローク最小化処理を実施しているか否かは、前述のステップＳ３と同様にして判定することができる。
【００４９】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、燃圧センサ９１０から読み込んだ実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔから乖離しているか否か、逆にいえば、実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔに収束しているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔから乖離していると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１４へと進める。一方、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔに収束していると判定した場合には（ＮＯ）、実燃圧Ｐａが目標燃圧Ｐｔから乖離するまでステップＳ１３を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ９００のプロセッサＡが、調圧機構７４５により吐出燃圧の調整を行う。すなわち、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、吸入弁７３０の閉弁タイミングの調整によって吐出燃圧の調整を行うべく、目標燃圧Ｐｔと実燃圧Ｐａとの偏差に応じたソレノイドアクチュエータ７４０の操作量を演算し、この操作量を反映した駆動信号をソレノイドアクチュエータ７４０に出力する。これによって、実燃圧Ｐａを目標燃圧Ｐｔに向けて近づけるようにしている。
【００５１】
このようなＥＣＵ９００によれば、高圧燃料ポンプ７００におけるプランジャ７２０のストローク量が可変機構８００を駆動させることで変更可能であり、機関始動要求に応じて、吸入弁７３０の閉弁タイミングを全閉状態にしつつ、可変機構８００を制御して、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなるようにストローク最大化処理を行っているので、内燃機関１００のクランキング中において高圧燃料ポンプ７００から吐出される燃料の吐出量を出来るだけ増大させて、燃料噴射弁２００から燃料を噴射するときの燃料の圧力すなわち高圧燃料ポンプ７００の吐出燃圧を早期に高くすることができる。これにより、例えば低温時において、内燃機関１００の始動性能を向上する、すなわち、内燃機関１００のクランキングにより機関回転速度を目標回転速度（例えばアイドル回転速度）Ｎｔに向けて速やかに立ち上げて始動時間を短縮化することが可能となる。
【００５２】
一方、ＥＣＵ９００によれば、内燃機関１００が完爆状態となると、可変機構８００を制御して、プランジャ７２０のストローク量が最小ストローク量Ｄminとなるようにストローク最小化処理を行っている。これにより、プランジャ７２０のストローク量が予め最大ストローク量Ｄmaxに設定されて変更できない高圧燃料ポンプと比較すると、吸入弁７３０の閉弁タイミングを変更させて吐出燃圧を制御するときに、高圧燃料ポンプ７００の吐出燃圧が燃料噴射弁２００の噴射限界燃圧に達するときの機関回転速度Ｎｅを上昇させることができ、内燃機関１００の運転性能を向上できるだけでなく、燃料噴射弁２００の耐圧保護を図ることが可能となる。
【００５３】
したがって、ＥＣＵ９００によれば、内燃機関１００の始動時における燃料の昇圧と内燃機関１００の始動後における燃圧調整との両立性を一層向上させることができる。
【００５４】
なお、前述の実施形態において、ＥＣＵ９００は、高圧燃料ポンプ７００を制御する燃料ポンプ制御装置と内燃機関１００を制御する内燃機関制御装置とに分割されて、それぞれがマイクロコンピュータを内蔵し、燃料ポンプ制御装置と内燃機関制御装置とが、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して通信可能に接続されてもよい。この場合、内燃機関制御装置では、負荷センサ９２０から検出した負荷Ｑ及び回転速度センサ９３０から検出した機関回転速度Ｎｅに基づいて目標燃圧Ｐｔを演算して、これを燃料ポンプ制御装置に送信し、燃料ポンプ制御装置では、目標燃圧Ｐｔに対して、燃圧センサ９１０から検出した実燃圧Ｐａが近づくように可変機構８００及び調圧機構７４５を制御することができる。
【００５５】
前述の始動時処理では、ステップＳ２においてプランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなったと判定されてから、ステップＳ４においてクランキングを開始するものとしていたが、可変機構８００によってストローク量を増大させている間にクランキングを開始することを排除するものではない。可変機構８００によってプランジャ７２０のストローク量を増大させている間にクランキングを開始した場合に、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxまで増大することなく内燃機関１００が完爆状態となった場合には、可変機構８００の駆動を停止して、ステップＳ６のストローク最小化処理を行う。
【００５６】
前述の始動時処理のステップＳ１において、可変機構８００の駆動によるストローク最大化処理の目標量となる第１の所定量Ｄ１は、最大ストローク量Ｄmaxに限らない。第１の所定量Ｄ１は、例えば、燃料噴射弁２００の噴射限界燃圧や高圧燃料配管６１０の耐圧等を考慮して、吐出燃圧によって燃料噴射システムに影響を与えない範囲で、内燃機関１００の始動性能を向上させるのに適したストローク量であればよく、したがって、最大ストローク量Ｄmax未満のストローク量でもよい。
【００５７】
前述の始動時処理のステップＳ６において、可変機構８００の駆動によるストローク最小化処理の目標量となる第２の所定量Ｄ２は、最小ストローク量Ｄminに限らない。第２の所定量Ｄ２は、例えば、通常燃圧制御処理において吸入弁７３０の閉弁タイミングを変更しても、吐出燃圧が燃料噴射弁２００の噴射限界燃圧を超えないストローク量であればよく、したがって、最小ストローク量Ｄminより大きいストローク量でもよい。
【００５８】
ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、カム７６０Ａに対するスプリング７８０の付勢力による影響が比較的小さい場合、機関停止時にプランジャ７２０のストローク量の目標量（第３の所定量Ｄ３）を最小ストローク量Ｄmin以外のストローク量として可変機構８００を駆動させてもよい。例えば、機関停止時に、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxに保持されてもよい。この場合、前述の始動時処理のステップＳ１において、ＥＣＵ９００のプロセッサＡは、可変機構８００を駆動して、プランジャ７２０のストローク量が最大ストローク量Ｄmaxとなるようにストローク最大化処理を行う必要がないが、本明細書において、プランジャ７２０のストローク量を保持することも、ＥＣＵ９００による可変機構８００の制御範囲に含まれるものとする。
【００５９】
以上、本発明者にとってなされた発明を上記の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…内燃機関、２００…燃料噴射弁、３００…スタータモータ、７００…高圧燃料ポンプ、７１０Ｃ…加圧室、７２０…プランジャ、７３０…吸入弁、７４０…ソレノイドアクチュエータ、７４５…調圧機構、７６０…カム機構、７８０…スプリング、８００…可変機構、９００…ＥＣＵ、Ｐａ…実燃圧、Ｐｄ…所定燃圧、Ｎｅ…機関回転速度、Ｎｔ…目標回転速度、Ｎｄ…所定回転速度、Ｄ１…第１の所定量、Ｄ２…第２の所定量、Ｄ３…第３の所定量、Ｄmax…最大ストローク量、Ｄmin…最小ストローク量
【図１】
2018159318.tif 000003
【図２】
2018159318.tif 000004
【図３】
2018159318.tif 000005
【図４】
2018159318.tif 000006
【図５】
2018159318.tif 000007
【図６】
2018159318.tif 000008
【図７】
2018159318.tif 000009
【図８】
2018159318.tif 000010
【図９】
2018159318.tif 000011
【図１０】
2018159318.tif 000012
【図１１】
2018159318.tif 000013
【図１２】
2018159318.tif 000014
【図１３】
2018159318.tif 000015
【図１４】
2018159318.tif 000016
【図１５】
2018159318.tif 000017
【図１６】
2018159318.tif 000018