(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、当該燃料レールに接続された燃料供給ラインと、当該燃料供給ラインに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、当該低圧燃料ポンプにより圧送された燃料を上記燃料レールに圧送する高圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置であって、
上記燃料レール内の圧力と、当該圧力の目標値との偏差に基づいて、上記高圧燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する高圧側ポンプ制御手段と、
上記高圧側ポンプ制御手段によって実施されるフィードバック制御の制御量の所定期間における増加量が予め設定された基準増加率より大きい場合に上記ベーパーが発生していると判定するベーパー判定手段と、
上記ベーパー判定手段によるベーパー発生の判定を禁止するベーパー判定禁止手段とを備え、
上記ベーパー判定禁止手段は、エンジンの運転状態が、上記燃料供給ラインに発生するベーパーの量が所定の基準量よりも少なくなる運転状態として予め設定された第１特定運転状態であるか否かを判定し、エンジンの運転状態が当該第１特定運転状態にある場合に、上記ベーパー発生の判定を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
上記ベーパー判定禁止手段は、上記燃料供給ラインのうち上記低圧燃料ポンプと上記高圧燃料ポンプとの間の部分を流通する燃料の温度が予め設定された最低保障温度以下である場合、上記燃料供給ラインを流通する燃料の流量が予め設定された基準流量より大きい場合、あるいは、エンジン本体の周囲の温度が予め設定された基準周囲温度以下の場合に、エンジンの運転状態が上記第１特定運転状態であると判定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
上記ベーパー判定禁止手段は、エンジンの運転状態が、ベーパーの発生状況によらず上記制御量の増加率が上記基準増加率より大きくなる運転状態として予め設定された第２特定運転状態であるか否かを判定し、エンジンの運転状態が当該第２特定運転状態にあるときにも、上記ベーパー発生の判定を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンの制御装置において、
上記ベーパー判定禁止手段は、上記燃料レールの圧力の目標値に対応する上記高圧燃料ポンプの吐出量の目標値の所定期間における変化量が、予め設定された基準吐出量変化率以下である状態が所定時間継続していない場合、あるいは、エンジンの始動直後である場合に、エンジンの運転状態が上記第２特定運転状態であると判定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、当該燃料レールに接続された燃料供給ラインと、当該燃料供給ラインに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、当該低圧燃料ポンプにより圧送された燃料を上記燃料レールに圧送する高圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにおいて、低圧燃料ポンプによって燃料タンクから燃料を高圧燃料ポンプに圧送し、高圧燃料ポンプからさらに燃料レールに燃料を高圧で圧送して、この燃料レール内の燃料をインジェクタにより気筒内に噴射することが行われている。
【０００３】
ここで、燃料レールと低圧燃料ポンプとを連結する燃料供給ライン内を流通する燃料の圧力が飽和蒸気圧よりも低くなると、燃料供給ライン内に気泡すなわちベーパーが発生する。燃料供給ラインにベーパーが発生すると、ポンプによって適切に燃料を燃料レールに圧送することができず、気筒内へ適切量燃料を供給できなくなるおそれがある。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献１には、高圧燃料ポンプの吐出圧力の目標値と実際の値との偏差に基づいて高圧燃料ポンプの駆動デューティー比を比例積分制御するエンジンの制御装置であって、比例積分制御に用いられる積分項が増加するとベーパーが発生したと判定して、低圧燃料ポンプの吐出圧力を高めてベーパーを解消するよう構成されたものが開示されている。すなわち、特許文献１の装置では、ベーパーが発生した場合には、高圧燃料ポンプが適切に燃料を圧送することができずその吐出圧力がいつまでたっても目標値に到達しないという現象が生じることを利用して、上記積分項が増加した時点でベーパーが発生したと判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４９４８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係るベーパー発生の判定手順では、ベーパーが発生していない場合にもベーパーが発生していると誤判定するおそれがある。例えば、ポンプの故障等によって上記積分項が増加しているにも関わらずベーパーが発生していると誤判定する場合がある。そして、実際にはベーパーが発生していないにも関わらず低圧燃料ポンプの吐出圧力を上昇させてしまい、低圧燃料ポンプに係る消費エネルギが過剰になって燃費性能が悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ベーパーの発生をより精度よく判定することのできるエンジン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】
【０００８】
上記課題を解決するために鋭意研究の結果、本発明者らは、燃料供給ラインに発生するベーパーの量が所定の基準量よりも少なくベーパーがほとんど発生しない運転条件があることを突き止めた。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、当該燃料レールに接続された燃料供給ラインと、当該燃料供給ラインに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、当該低圧燃料ポンプにより圧送された燃料を上記燃料レールに圧送する高圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置であって、上記燃料レール内の圧力と、当該圧力の目標値との偏差に基づいて、上記高圧燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する高圧側ポンプ制御手段と、上記高圧側ポンプ制御手段によって実施されるフィードバック制御の制御量の所定期間における増加量が予め設定された基準増加率より大きい場合に上記ベーパーが発生していると判定するベーパー判定手段と、上記ベーパー判定手段によるベーパー発生の判定を禁止するベーパー判定禁止手段とを備え、上記ベーパー判定禁止手段は、エンジンの運転状態が、上記燃料供給ラインに発生するベーパーの量が所定の基準量よりも少なくなる運転状態として予め設定された第１特定運転状態であるか否かを判定し、エンジンの運転状態が当該第１特定運転状態にある場合に、上記ベーパー発生の判定を禁止することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明によれば、ベーパーが発生しないと考えられる運転状態（第１特定運転状態）でのベーパーの発生判定が禁止されるため、ベーパーが発生していないにも関わらず上記制御量の増加率（所定期間における増加量）が基準増加率よりも大きくなったことに伴いベーパーが発生していると誤判定される機会を少なく抑えることができ、ベーパーの発生をより精度よく判定することができる。
【００１１】
本発明において、上記ベーパー判定禁止手段は、上記燃料供給ラインのうち上記低圧燃料ポンプと上記高圧燃料ポンプとの間の部分を流通する燃料の温度が予め設定された最低保障温度以下である場合、上記燃料供給ラインを流通する燃料の流量が予め設定された基準流量より大きい場合、あるいは、エンジン本体の周囲の温度が予め設定された基準周囲温度以下の場合に、エンジンの運転状態が上記第１特定運転状態であると判定するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、燃料供給ラインを流通する燃料の温度が最低保障温度以下であって燃料がほぼ蒸発しないと考えられる場合や、燃料供給ラインを流通する燃料の流量が大きいことに伴って燃料が周囲から受ける単位質量あたりの熱量が小さく燃料が蒸発しにくいと考えられる場合、および、エンジン本体の周囲の温度が低いことに伴って燃料が周囲から受ける熱量が小さく燃料が蒸発しにくいと考えられる場合に、ベーパーの発生判定が禁止されるため、ベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生していると誤判定されるのをより確実に回避することができる。
【００１３】
また、本発明において、上記ベーパー判定禁止手段は、エンジンの運転状態が、ベーパーの発生状況によらず上記制御量の所定期間における増加量が上記基準増加率より大きくなる運転状態として予め設定された第２特定運転状態であるか否かを判定し、エンジンの運転状態が当該第２特定運転状態にあるときにも、上記ベーパー発生の判定を禁止するのが好ましい（請求項３）。
【００１４】
このようにすれば、ベーパー以外の要因で制御量の増加率が基準増加率より大きくなった場合にベーパーが発生していると誤判定するのをより確実に回避することができる。
【００１５】
上記構成において、上記ベーパー判定禁止手段は、上記燃料レールの圧力の目標値に対応する上記高圧燃料ポンプの吐出量の目標値の所定期間における変化量が、予め設定された基準吐出量変化率以下である状態が所定時間継続していない場合、あるいは、エンジンの始動直後である場合に、エンジンの運転状態が上記第２特定運転状態であると判定するのが好ましい（請求項４）。
【００１６】
この構成によれば、高圧燃料ポンプ吐出量の目標値が急増したこと、および、エンジンの始動直後であって高圧燃料ポンプから燃料レールへ吐出する燃料量を急激に増大させる必要がありこれに伴って上記制御量が増加する場合に、ベーパーが発生していると判定されるのを回避することができ、これらの場合にベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、ベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生したと誤判定されるのを抑制して、ベーパーの発生をより精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンジンシステムの構成を示した図である。
【図２】燃料供給システムを示した概略構成図である。
【図３】図１に示すエンジンシステムの制御系を示したブロック図である。
【図４】高圧ポンプの制御手順を示したフローチャートである。
【図５】低圧ポンプの制御手順を示したフローチャートである。
【図６】ベーパー判定禁止条件の成否に関する制御手順を示したフローチャートである。
【図７】低圧ポンプの吐出圧を一定とした場合のベーパー発生時の各パラメータの変化を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。当実施形態のエンジンシステムは、４ストロークのエンジン本体１と、エンジン本体１に燃焼用の空気（吸気）を導入するための吸気通路５０と、エンジン本体１から外部に排気を排出するための排気通路６０とを備えている。エンジン本体１は、例えば、図１の紙面に直交する方向に並ぶ４つの気筒２ａを有する４気筒エンジンである。
【００２０】
エンジン本体１は、気筒２ａが内部に形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に設けられたシリンダヘッド３と、気筒２ａに往復摺動可能に挿入されたピストン４とを有している。
【００２１】
ピストン４の上方には燃焼室５が形成されている。燃焼室５内には、インジェクタ１１から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は燃焼室５で燃焼し、ピストン４はその燃焼による膨張力で押し下げられて上下に往復運動する。
【００２２】
ピストン４はコネクティングロッドを介してクランク軸１５と連結されており、ピストン４の往復運動に応じて、クランク軸１５は中心軸回りに回転する。
【００２３】
シリンダブロック２には、クランク軸１５の回転数をエンジンの回転数として検出するエンジン回転数センサＳＷ１が設けられている。
【００２４】
シリンダヘッド３には、インジェクタ１１と、インジェクタ１１から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ１０とが、各気筒２ａにつきそれぞれ１組ずつ設けられている。
【００２５】
インジェクタ１１は、燃料の噴射口となる複数の噴孔を先端部に有しており、各気筒２ａの燃焼室５をその吸気側の側方から臨むように設けられている。インジェクタ１１には、燃料タンク２１内の燃料がポンプ等を介して供給される。インジェクタ１１に燃料を供給するための具体的構成については後述する。
【００２６】
点火プラグ１０は、火花を放電するための電極を先端部に有しており、各気筒２ａの燃焼室５を上方から臨むように設けられている。
【００２７】
シリンダヘッド３には、吸気通路５０から供給される空気を各気筒２ａの燃焼室５に導入するための吸気ポート６と、吸気ポート６を開閉する吸気弁８と、各気筒２ａの燃焼室５で生成された排気を排気通路６０に導出するための排気ポート７と、排気ポート７を開閉する排気弁９とが設けられている。
【００２８】
吸気通路５０には、上流側から順にエアクリーナ５１、コンプレッサ５２、インタークーラ５３、スロットル弁５４、サージタンク５５が設けられており、エンジン本体１には、コンプレッサ５２で圧縮された後、インタークーラ５３で冷やされた空気が導入される。なお、コンプレッサ５２をバイパスする通路を設けてもよい。スロットル弁５４は、吸気通路５０を開閉可能なバルブであり、スロットル弁５４の開度に応じて吸気通路５０を流通する吸気の量が調整される。また、吸気通路５０には、吸気通路５０を流通する吸気の流量を検出するためのエアフローセンサＳＷ２、吸気の温度を検出するための吸気温センサＳＷ３が設けられている。当実施形態では、エアフローセンサＳＷ２、吸気温センサＳＷ３は、吸気通路５０のうちエアクリーナ５１とコンプレッサ５２との間（エアクリーナ５１のすぐ下流側）の部分に設けられている。
【００２９】
排気通路６０には、上流側から順に、タービン６１、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒コンバータ６３が設けられている。また、排気通路６０には、タービン６１をバイパスするためのバイパス通路６２ａが形成されているとともに、エンジン本体１から排出された排気をこのバイパス通路６２ａに流入させてタービン６１をバイパスさせるためのウエストゲートバルブ６２ｂが設けられている。
【００３０】
（２）燃料供給システム
インジェクタ１１に燃料を共有するためのシステム構成について、図１および図２を用いて次に説明する。
【００３１】
各インジェクタ１１には、内側に燃料を貯留する燃料レール１２が接続されている。燃料レール１２は、燃料供給ライン２２を介して燃料タンク２１と接続されている。燃料レール１２には、燃料タンク２１内の燃料が圧送されて貯留されている。各インジェクタ１１は、この燃料レール１２から供給される燃料を気筒２ａ内に噴射する。図２に示すように、各インジェクタ１１は、気筒配列方向に延びる１本の燃料レール１２にそれぞれ接続されており、この燃料レール１２から各インジェクタ１１に燃料が供給される。燃料レール１２には、燃料レール１２に貯留されている燃料の圧力（以下、適宜、この燃料レール１２内の燃料圧力をレール圧という）を検出するためのレール圧センサＳＷ４が設けられている。また、燃料レール１２には、燃料レール１２内の過剰な燃料を燃料供給ライン２２に戻すためのリターン通路２１ｂがリリーフ弁２１ａを介して接続されている。
【００３２】
燃料供給ライン２２には、燃料タンク２１側から低圧ポンプ（低圧燃料ポンプ）２４、フィルタ２５ａ、高圧ポンプ（高圧燃料ポンプ）４０が設けられている。以下、燃料供給ライン２２のうち低圧ポンプ２４と高圧ポンプ４０との間の部分を低圧側燃料ライン２２ａといい、燃料供給ライン２２のうち高圧ポンプ４０と燃料レール１２との間の部分を高圧側燃料ライン２２ｂという。
【００３３】
低圧ポンプ２４は、燃料タンク２１内の燃料をくみ上げて高圧ポンプ４０側に送り込むためのポンプである。高圧ポンプ４０には、低圧ポンプ２４により昇圧されてフィルタ２５ａを通過した後の燃料が供給される。低圧ポンプ２４は、回転式のポンプであり、電動モータ２８により駆動されて回転し、燃料を圧送する。なお、低圧ポンプ２４には、フィルタ２５ｂを通過した後の燃料が流入する。
【００３４】
低圧側燃料ライン２２ａには、当該低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料の温度、圧力をそれぞれ検出するための低圧側燃温センサＳＷ５、低圧側燃圧センサＳＷ６が設けられている。
【００３５】
高圧ポンプ４０は、低圧ポンプ２４から送り込まれた燃料を昇圧して燃料レール１２に供給するためのポンプである。高圧ポンプ４０は、往復式のポンプであり、排気弁９を駆動する排気カム軸上に併設された高圧ポンプカム９ａにより駆動されて燃料を昇圧する。
【００３６】
具体的には、高圧ポンプ４０は、低圧側燃料ライン２２ａと連通する吸入口４１ａ、高圧側燃料ライン２２ｂと連通する吐出口４１ｂ、および、これら吸入口４１ａと吐出口４１ｂと連通する加圧室４１ｃが形成された本体部４１と、加圧室４１ｃに先端が挿通されたプランジャ４２とを有している。
【００３７】
プランジャ４２は、高圧ポンプカム９ａの上方にこれと当接するように配置されており、高圧ポンプカム９ａに押圧されることで高圧ポンプカム９ａの回転に伴って上下に往復動する。すなわち、当実施形態では、高圧ポンプ４０は、シリンダヘッド３の排気側の上面に、プランジャ４２が高圧ポンプカム９ａと当接するように配置されている。プランジャ４２は、加圧室４１ｃ内において往復動することで加圧室４１ｃ内の容積を変更し、これにより加圧室４１ｃ内すなわち吸入口４１ａから加圧室４１ｃ内に流入した燃料を昇圧する。昇圧された燃料は、吐出口４１ｂから高圧側燃料ライン２２ｂを介して燃料レール１２に送り込まれる。なお、吐出口４１ｂには、チェックバルブ４４が設けられており、燃料レール１２側から高圧ポンプ４０側に燃料が逆流しないようになっている。
【００３８】
吸入口４１ａには、吸入口４１ａを開閉するスピル弁４３が設けられている。スピル弁４３は、ノーマルオープン型の電磁式バルブであり、通電されることで吸入口４１ａを閉じ、高圧側燃料ライン２２ｂに送り込む燃料量を制御する。当実施形態では、高圧ポンプ４０から燃料レール１２に圧送される燃料量（吐出量）は、このスピル弁４３の閉弁期間によって変更される。より詳細には、スピル弁４３はプランジャ４２が上端位置から下端位置に到達するまで開弁し、その後、上端位置に到達するまでの所定のタイミングで閉弁するよう構成されており、この閉弁タイミングが変更されることで閉弁期間が変更されるようになっている。そして、スピル弁４３の閉弁タイミングが早くされてスピル弁４３の閉弁期間が長くされることで加圧室４１ｃから低圧側燃料ライン２２ａに押し戻される燃料量が小さくなって、加圧室４１ｃから高圧側燃料ライン２２ｂに圧送される燃料量すなわち高圧ポンプ４０の吐出量が多くされるようになっている。
【００３９】
（３）制御系
次に、図３を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。当実施形態のエンジンシステムは、自動車等の車両に搭載されており、車両に備わるＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ等から構成されるマイクロプロセッサである。
【００４０】
ＥＣＵ１００には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサＳＷ１、エアフローセンサＳＷ２、吸気温センサＳＷ３、レール圧センサＳＷ４、低圧側燃温センサＳＷ５、低圧側燃圧センサＳＷ６と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号（エンジン回転数、吸気量、吸気温度、レール圧、低圧側燃料ラインの燃料温度、低圧側燃料ラインの燃料圧力）を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル（不図示）の開度を検出するアクセル開度センサＳＷ７、車速を検出する車速センサＳＷ８、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）ＳＷ９が設けられており、これらのセンサＳＷ７、ＳＷ８による検出信号およびＩＧスイッチＳＷ９の信号もＥＣＵ１００に入力される。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、各センサ（ＳＷ１〜ＳＷ８等）および各スイッチ（ＳＷ９等）からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンシステムの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、点火プラグ１０、インジェクタ１１、スロットル弁５４、低圧ポンプ２４（低圧ポンプ２４を駆動するモータ）、スピル弁４３（スピル弁４３を駆動する駆動機構）等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００４２】
ＥＣＵ１００には、機能的に、スピル弁４３すなわち高圧ポンプ４０の制御を行う高圧側ポンプ制御部１０２（高圧側ポンプ制御手段）と、低圧ポンプ２４すなわち低圧ポンプ２４を駆動するモータの制御を行う低圧側ポンプ制御部１０４とを有する。
【００４３】
低圧側ポンプ制御部１０４は、機能的に、燃料供給ライン２２詳しくは低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定部１０６（ベーパー判定手段）を有する。すなわち、低圧側燃料ライン２２ａ内において、燃料の圧力がその温度での飽和蒸気圧よりも低くなると低圧側燃料ライン２２ａ内に気泡いわゆるベーパーが発生する。ベーパー判定部１０６は、このベーパーが発生したか否かを判定する部分である。また、低圧側ポンプ制御部１０４は、上記ベーパー判定部１０６によるベーパーの判定を禁止する条件であるベーパー判定禁止条件が成立しているか否かを判定して、この条件成立時にはベーパー判定部によるベーパー発生判定を禁止するベーパー判定禁止部１０８（ベーパー判定禁止手段）を有する。
【００４４】
これら各部１０２、１０４、１０６、１０８において実施される制御手順について、図４〜図７を用いて次に説明する。
【００４５】
（ｉ）高圧側ポンプ制御部
図４を用いて、高圧側ポンプ制御部１０２によるスピル弁４３の制御手順について説明する。
【００４６】
まず、高圧側ポンプ制御部１０２は、ステップＳ１にて運転状態に応じてレール圧の目標値である目標レール圧を設定する。高圧側ポンプ制御部１０２は、例えば、エンジン回転数とエンジン負荷（アクセル開度）等に基づいて目標レール圧を設定する。
【００４７】
次に、ステップＳ２にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、基本的なスピル弁４３の閉弁期間である基本スピル弁閉弁期間を算出する。例えば、高圧側ポンプ制御部１０２は、レール圧とエンジン回転数とスピル弁４３の閉弁期間とについて予め設定、記憶されているマップから、ステップＳ１で設定した目標レール圧と現在のエンジン回転数とに対応した値を抽出して基本スピル弁閉弁期間を決定する。
【００４８】
次に、ステップＳ３にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、レール圧センサＳＷ４で検出された現在のレール圧である実レール圧を読み込む。
【００４９】
次に、ステップＳ４にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、ステップＳ１で設定した目標レール圧と、ステップＳ３で読み込んだ実レール圧との偏差を算出する。
【００５０】
次に、ステップＳ５にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、ステップＳ４で算出したレール圧の偏差に基づいて、スピル弁４３の閉弁期間のフィードバック量を算出する。具体的には、ステップＳ５では、上記偏差に比例するＰ項（比例項）を算出するとともに、上記偏差に比例する量を積算した値であるＩ項（積分項）を算出する。上記のように、当実施形態では、スピル弁４３の閉弁期間が長くなることで高圧ポンプ４０の吐出量が多くなるように設定されており、例えば、実レール圧が目標レール圧よりも低く、高圧ポンプ４０の吐出量を多くする必要がある場合は、Ｐ項は０より大きな値となり、Ｉ項は増加する。
【００５１】
次に、ステップＳ６にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、ステップＳ２で算出した基本スピル弁閉弁期間とステップＳ５で算出したＰ項およびＩ項とを足し合わせて、最終的なスピル弁の閉弁期間である最終スピル弁閉弁期間を算出する。
【００５２】
最後に、ステップＳ７にて、高圧側ポンプ制御部１０２は、ステップＳ７で算出した最終スピル弁閉弁期間だけスピル弁４３が閉弁するように、スピル弁４３を駆動する。
【００５３】
このように、当実施形態では、高圧側ポンプ制御部１０２は、高圧ポンプ４０の吐出量すなわちスピル弁４３の閉弁期間をＰＩ制御（比例積分制御）している。
【００５４】
（ｉｉ）低圧側ポンプ制御部
図５を用いて、低圧側ポンプ制御部１０４による低圧ポンプ２４の制御手順について説明する。
【００５５】
まず、ステップＳ１１にて、低圧側ポンプ制御部１０４は、高圧側ポンプ制御部１０２により上記ステップＳ５にて算出されたＩ項（高圧側ポンプ制御部１０２により算出される高圧ポンプ４０の燃圧Ｆ／Ｂ量（フィードバック量））を読み込むとともに、実レール圧等を読み込む。
【００５６】
次に、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ１２にて、ベーパー判定実行条件が成立しているか否か、言い換えるとベーパー判定禁止条件が非成立か否かを判定する。ベーパー判定実行条件およびベーパー判定禁止条件については後述する。
【００５７】
ステップＳ１２の判定がＮＯであってベーパー判定実行条件が成立していない場合（ベーパー判定禁止条件が成立している場合）は、低圧側ポンプ制御部１０４は、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ１２の判定がＹＥＳであってベーパー判定実行条件が成立している場合（ベーパー判定禁止条件が成立していない場合）は、ステップＳ１３に進む。
【００５８】
ステップＳ１３では、低圧側ポンプ制御部１０４は、定常走行中であるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１３において、低圧側ポンプ制御部１０４は、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率（所定期間における変化量、絶対値）がそれぞれ所定値以下であるか否かを判定し、エンジン回転数あるいはエンジン負荷の変化率が所定値以下であり、かつ、車速の変化率が所定値以下の場合は、定常走行中であると判定する。
【００５９】
ステップＳ１３の判定がＮＯであって定常走行中でない場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ１３の判定がＹＥＳであって定常走行中の場合は、ステップＳ１４に進む。
【００６０】
ステップＳ１４では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ１１で読み込んだＩ項の変化率（所定期間における変化量、絶対値）および実レール圧の変化率（所定期間における変化量、絶対値）がそれぞれについて予め設定された許容値以下であって安定しているか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ１４の判定がＮＯであってＩ項の変化率および実レール圧の変化率が許容値より大きく、Ｉ項あるいは実レール圧が急激に変化した場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ１４の判定がＹＥＳであってＩ項および実レール圧の変化率が許容値におさまって安定している場合は、ステップＳ１５に進む。
【００６２】
ステップＳ１５では、低圧側ポンプ制御部１０４は、Ｉ項の平均増加率が予め設定された基準増加率より大きいか否かを判定する。具体的には、低圧側ポンプ制御部１０４は、Ｉ項の増加率（所定時間の変化量であって、増加側を正の値とし、減少側を負の値とした値）の所定時間の平均値を算出し、この平均値が基準増加率より大きいか否かを判定する。基準増加率は０より大きい所定値に設定されている。
【００６３】
ステップＳ１５の判定がＮＯであってＩ項の平均増加率が基準増加率以下の場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ１５の判定がＹＥＳであってＩ項の平均増加率が基準増加率よりも大きく、Ｉ項が増加傾向にあり、かつ、その増加率が平均的に基準増加率よりも大きい場合には、ステップＳ１６に進む。
【００６４】
ステップＳ１６では、低圧側ポンプ制御部１０４は、低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生していると判定する。そして、ステップＳ１７に進み、低圧ポンプ２４により低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料を昇圧する。具体的には、低圧側ポンプ制御部１０４は、低圧ポンプ２４を駆動するモータの駆動力を高める。
【００６５】
このように、当実施形態では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ベーパーが発生していると判定したときには、低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料を昇圧する。すなわち、低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生していると、高圧ポンプ４０内に適切に燃料が流入せず、インジェクタ１１から適切量燃料が噴射されなくなってエンスト等が生じるおそれがある。そこで、当実施形態では、ベーパーが発生していると判定されると、低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料を昇圧して燃料の圧力を飽和蒸気圧よりも高くし、これによりベーパーを消滅させる。
【００６６】
また、当実施形態では、Ｉ項（高圧ポンプ燃圧Ｆ／Ｂ量）の平均変化率に基づいてベーパーが発生していると判定する。すなわち、ベーパーが発生している場合は、高圧ポンプ４０に適切に燃料が流入しないため、スピル弁４３の閉弁期間をいくら増大させてもレール圧が目標レール圧に到達せず、ステップＳ５で算出されるＩ項が増加し続けることになる。そのため、Ｉ項の平均増加率が基準増加率より大きければ低圧側燃料ライン２２ａにベーパーが発生していると考えられる。基準増加率は、このように、低圧側燃料ライン２２ａにベーパーが発生しているときのＩ高の増加率の最小値である。
【００６７】
図７を用いて具体的に説明する。図７は、低圧ポンプ２４の吐出圧（フィード圧）を一定とした状態で低圧側燃料ライン２２ａ内に時刻ｔ１でベーパーが発生したときの、レール圧、Ｉ項、Ｐ項の時間変化を示した模式的に示したものである。
【００６８】
時刻ｔ１でベーパーが発生するまではレール圧は目標レール圧に追従する。これに対して、時刻ｔ１で低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生すると、高圧ポンプ４０ひいては燃料レール１２に圧送される燃料量が少なくなるためレール圧は低下する。レール圧が目標レール圧よりも低下すると、レール圧を目標レール圧に収束させるべくフィードバック制御がなされてＰ項およびＩ項が増加される。そして、高圧ポンプ４０の吐出量が増加する方向にスピル弁４３の閉弁期間が変更される。これにより、一時的にレール圧は増加する。しかしながら、ベーパーが発生していることでスピル弁４３の閉弁期間に対応した適切な量の燃料が高圧ポンプ４０に流入しないため、レール圧は目標値に収束せずハンチングしながら徐々に低下していく。そして、レール圧が徐々に低下していくのに伴い、Ｉ項は、徐々に増加していく。従って、上記のようにＩ項の平均変化率が正の値であって所定値（基準増加率）よりも大きくなれば、ベーパーが発生していると考えられる。
【００６９】
また、当実施形態では、定常走行ではない場合（エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率が大きい場合）、および、Ｉ項あるいは実レール圧が安定していない場合（Ｉ項の変化率、実レール圧の変化率が大きい場合）には、ベーパーが発生しているか否かの判定を停止する。すなわち、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率が大きい場合には、ベーパーが発生していないときでもＩ項の平均変化率が大きく算出されることがありうる。また、ベーパーが発生していないときでも、ノイズ等の影響によって、実レール圧が瞬間的に小さくなってこれに伴ってＩ項が瞬間的に大きくなる可能性がある。そのため、当実施形態では、Ｉ項の変化率が許容値より大きい場合や、実レール圧の変化率が許容値より大きい場合等にはＩ項の平均変化率に基づくベーパーの判定を停止し、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化に伴うレール圧の変動およびノイズ等の影響によってＩ項の平均変化率が大きく算出されてベーパーが発生していると誤判定するのを回避する。
【００７０】
また、当実施形態では、ベーパー判定禁止条件が成立した場合にも、ベーパーが発生しているか否かの判定を停止して、ベーパーの判定をより精度よく行う。このベーパー判定禁止条件について次に説明する。
【００７１】
（ｉｉｉ）ベーパー判定禁止条件（ベーパー判定実行条件）
図６を用いて、低圧側ポンプ制御部１０４によるベーパー判定禁止条件（ベーパー判定実行条件）の成否の判断手順について説明する。
【００７２】
まず、ステップＳ２１にて、低圧側ポンプ制御部１０４は、高圧ポンプ４０の吐出量の目標値である目標高圧ポンプ吐出量を算出する。低圧側ポンプ制御部１０４は、目標レール圧、エンジン回転数等に基づいて目標高圧ポンプ吐出量を算出する。
【００７３】
次に、ステップＳ２２にて、低圧側ポンプ制御部１０４は、低圧側燃料温度、噴射量、予測エンジンルーム温度、ＩＧ信号（ＩＧスイッチＳＷ９の信号）、ポンプ故障フラグを読み込む。
【００７４】
低圧側燃料温度は、低圧側燃温センサＳＷ５で検出された低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料の温度である。噴射量は、インジェクタ１１から噴射された燃料の流量であり、ＥＣＵ１００がインジェクタ１１に噴射するよう指令した量（指令噴射量）から算出することができる。なお、指令噴射量は、エンジン回転数やアクセル開度等に基づいて算出される。予測エンジンルーム温度は、エンジンが配置されているエンジンルーム内の温度であって、エンジンルームのうちエンジン本体１の周囲の温度を予測した値であり、ＥＣＵ１００は、時々刻々この温度を予測している。例えば、ＥＣＵ１００は、車速および吸気温センサＳＷ３で検出された吸気温に基づいて予測エンジンルーム温度を算出する。この場合において、車速が大きければエンジンルームが走行風により冷却される量も大きくなるため、予測エンジンルーム温度は、車速が大きい方が低く予測される。ポンプ故障フラグは、ＥＣＵ１００により高圧ポンプ４０が故障している場合に出されるフラグである。ＥＣＵ１００は、高圧ポンプ４０の駆動回路に設けられている電流センサ等の検出値に基づいて高圧ポンプ４０が故障しているか否かを判定し、故障していると判定した場合にはポンプ故障フラグを１にする。
【００７５】
次に、ステップＳ２３にて、低圧側ポンプ制御部１０４は、ポンプ故障フラグが１か否かを判定する。ステップＳ２３の判定がＹＥＳの場合、すなわち、ポンプ故障フラグが１であって高圧ポンプ４０が故障していると判定されている場合には、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断される。
【００７６】
一方、ステップＳ２３の判定がＮＯの場合は、ステップＳ２４に進む。
【００７７】
ステップＳ２４では、低圧側ポンプ制御部１０４は、低圧側燃料温度が予め設定された最低保障温度以下か否かを判定する。最低保障温度は、低圧ポンプ２４により保障される低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料圧力の最低圧力における飽和蒸気温度である。すなわち、低圧ポンプ２４は、稼働している状態において、低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料圧力を上記最低圧力以上に維持できるよう構成されており、最低保障温度はこの最低圧力における燃料の飽和蒸気温度である。ステップＳ２４の判定がＹＥＳであって、低圧側燃料温度が最低保障温度以下の場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ３０に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
【００７８】
一方、ステップＳ２４の判定がＮＯであって、低圧側燃料温度が最低保障温度よりも高い場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２５に進む。
【００７９】
ステップＳ２５では、低圧側ポンプ制御部１０４は、噴射量が基準噴射量より大きいか否かを判定する。基準噴射量は、低圧側燃料ライン２２ａの周囲の温度が高温であったとしても、低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生しない噴射量の最小値である。すなわち、噴射量が大きく低圧側燃料ライン２２ａを高速で燃料が流通している場合は、周囲温度が高くても燃料の単位質量あたりの受熱量は小さく抑えられて燃料の温度上昇は小さく抑えられる。上記ベーパー非発生噴射量は、このように燃料の単位質量あたりの受熱量が所定値以下に抑えられて燃料が蒸発しない流量の最小値である。ステップＳ３５の判定がＹＥＳであって、噴射量が基準噴射量よりも大きい場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ３０に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
【００８０】
一方、ステップＳ２５の判定がＮＯであって、噴射量が基準噴射量以下の場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２６に進む。
【００８１】
ステップＳ２６では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２２で読み込んだ予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下であるか否かを判定する。基準エンジンルーム温度は、低圧側燃料ライン２２ａ内にベーパーが発生しないエンジンルーム温度の最大値であり、予め実験等により設定されている。すなわち、エンジンルームおよび低圧側燃料ライン２２ａの周囲の温度が低ければ、低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料の温度も低く抑えられてベーパーは発生しない。上記基準エンジンルーム温度は、このように低圧側燃料ライン２２ａ内の燃料の温度が所定温度よりも低く抑えられてベーパーが発生しない状態となるエンジンルーム温度の最大値である。ステップＳ２６の判定がＹＥＳであって予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下の場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ３０に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
【００８２】
一方、ステップＳ２６の判定がＮＯであって、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度よりも高い場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２７に進む。
【００８３】
ステップＳ２７では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２１で算出した目標高圧ポンプ吐出量が不安定であるか否かを判定する。具体的には、目標高圧ポンプ吐出量の変化率（所定期間における変化量）の絶対値が予め設定された基準吐出量変化率以下の状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。ステップＳ２７の判定がＮＯであって目標高圧ポンプ吐出量の変化率が基準吐出量変化率以下の状態が所定時間継続しておらず、目標高圧ポンプ吐出量が安定していない場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ３０に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
【００８４】
一方、ステップＳ２７の判定がＹＥＳであって、目標高圧ポンプ吐出量が安定している場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２８に進む。
【００８５】
ステップＳ２８では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２２で読み込んだＩＧ信号に基づいてエンジンの始動時（詳細には、エンジンの始動直後であって始動開始から所定時間の間）であるか否かを判定する。ステップＳ２８の判定がＹＥＳであってエンジン始動時の場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ３０に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
【００８６】
一方、ステップＳ２８の判定がＮＯであって、エンジン始動時ではない場合は、低圧側ポンプ制御部１０４は、ステップＳ２９に進む。
【００８７】
ステップＳ２９では、低圧側ポンプ制御部１０４は、ベーパー判定実行条件が成立していると判断する。
【００８８】
このように、当実施形態では、ステップＳ２３〜Ｓ２８の判定のいずれか一つでもＹＥＳとなれば、ベーパー判定禁止条件が成立した（ベーパー判定実行条件が成立していない）と判断する。
【００８９】
すなわち、ポンプ故障フラグが１であって高圧ポンプ４０が故障していると判定されている場合、低圧側燃料温度が最低保障温度以下の場合、噴射量が基準噴射量よりも大きい場合、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下の場合、目標高圧ポンプ吐出量が安定していない場合、始動時の場合、のいずかの場合にはベーパー判定禁止条件が成立したと判定する。そして、この場合には、ベーパーが発生しているか否かの判定を禁止する。
【００９０】
（４）作用等
以上のように、当実施形態では、レール圧の目標値（目標レール圧）との偏差に基づいて高圧ポンプ４０の吐出量をＰＩ制御する。そして、基本的に、ＰＩ制御の実施時に算出されるＩ項の増加率が基準増加率よりも大きければベーパーが発生していると判定するが、上記のように設定されたベーパー判定禁止条件が成立すると、この判定を停止する。そのため、ベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生していると誤判定するのを回避することができ、より精度よくベーパーの発生を判定することができる。そして、これに伴い、低圧ポンプ２４の駆動力をより小さく抑えることができ燃費性能を良好にすることができる。すなわち、上記のように、ベーパーが発生している際に低圧ポンプ２４の駆動力を高める場合において、ベーパーの発生が誤判定されれば、無駄に低圧ポンプ２４の駆動力を上昇させることになり、燃費性能が悪化する。これに対して、当実施形態では、この不要な低圧ポンプ２４の駆動力上昇を回避することができる。
【００９１】
より詳細には、当実施形態では、ベーパーが発生しない（ベーパーの発生量が所定値よりも小さい）運転状態（第１特定運転状態）、すなわち、低圧側燃料温度が最低保障温度以下であるという状態、噴射量が基準噴射量よりも大きいという状態、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度未満であるという状態において、ベーパーの判定を禁止している。そのため、これらの運転状態においてベーパー以外の要因によってＩ項の増加率が基準増加率よりも大きくなったときにベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。
【００９２】
また、当実施形態では、ベーパーの発生状況によらずＩ項の増加率が基準増加率より大きくなる運転状態（第２特定運転状態）、すなわち、目標高圧燃料ポンプ吐出量の変化率が基準吐出量変化率以下の状態が所定時間継続していないという状態、あるいは、エンジンの始動時（始動直後）において、ベーパーの判定を禁止している。そのため、これらの運転状態であることに伴って、Ｉ項の増加率が基準増加率よりも大きくなったときにベーパーが発生していると誤判定されること等を回避することができる。すなわち、高圧燃料ポンプ吐出量の目標値自体が急増した場合（特に高圧燃料ポンプ吐出量の目標値の増加率が急増した場合）には、これに合わせて燃料レール１２内の圧力を急速に高める必要がありＩ項が大きく算出される。また、エンジンの始動時（始動直後）には、エンジンの停止に伴って低下した燃料レール１２内の圧力を急速に高める必要があり、これに合わせてＩ項が大きく算出される。そのため、これらの場合には、このＩ項の増加によってベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生していると誤判定されるおそれがある。これに対して、当実施形態では、これらの場合にベーパーの判定を禁止しているため、この誤判定を回避することができる。特に、本実施形態では、目標高圧燃料ポンプ吐出量の変化率の絶対値が基準吐出量変化率以下の状態が所定時間継続していないという状態であってエンジンの運転状態が安定していないと考えられる状態において、ベーパーの判定を禁止しているため、エンジンの運転状態の急変に伴うレール圧の変動やノイズ等の影響によってベーパーが発生していると誤判定されることを回避することができる。
【００９３】
（５）変形例
上記実施形態では、ベーパーが発生しない運転状態（第１特定運転状態）である場合に加えて、ベーパーの発生状況によらずＩ項の増加率が基準増加率より大きくなる運転状態（第２特定運転状態）である場合に、ベーパーの判定を禁止した場合について説明したが、ベーパーが発生しない運転状態（第１特定運転状態）である場合にのみベーパーの判定を禁止してもよい。ただし、これら両運転状態である場合にベーパーの判定を禁止すれば、より確実にベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。
【００９４】
また、ベーパーが発生しない（ベーパーの発生量が所定値よりも小さい）運転状態（第１特定運転状態）は、上記低圧側燃料温度が最低保障温度以下であるという状態、噴射量が基準噴射量よりも大きいという状態、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度未満であるという状態に限らない。ただし、これらの状態では、ベーパーが発生しないことが明らかであるため、これらの運転状態においてベーパーの判定を禁止すれば、より確実にベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。
【００９５】
また、ベーパーの発生状況によらずＩ項の増加率が基準増加率より大きくなる運転状態（第２特定運転状態）は、上記目標高圧燃料ポンプ吐出量の変化率が基準吐出量変化率以下の状態が所定時間継続していないという状態、あるいは、エンジンの始動時に限らない。ただし、これらの場合には、ベーパーの発生状況によらずＩ項の増加率が基準増加率より大きくなることが明らかであるため、これらの場合にベーパーの判定を禁止すれば、より確実にベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。また、上記目標高圧燃料ポンプ吐出量の変化率であって絶対値ではない値と基準吐出量変化率とを比較して、目標高圧燃料ポンプ吐出量の変化率が急増してこれに合わせて燃料レール１２内の圧力を急速に高める必要がある場合にベーパーの判定を禁止してもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、ステップＳ１５にてＩ項の変化率の平均値と基準増加率とを比較した場合について説明したが、各時刻におけるＩ項の増加率と基準増加率とを比較してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  エンジン本体
２ａ  気筒
１２  燃料レール
２２  燃料供給ライン
２４  低圧ポンプ（低圧燃料ポンプ）
４０  高圧ポンプ（高圧燃料ポンプ）
１０２  高圧側ポンプ制御部（高圧側ポンプ制御手段）
１０６  ベーパー判定部（ベーパー判定手段）
１０８  ベーパー判定禁止部（ベーパー判定禁止手段）
【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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