(57)【要約】【課題】高圧燃料ポンプの遮断弁の開閉動作を確実なものとしつつ、高圧燃料ポンプの加圧室の容積変化に起因する燃圧脈動が低圧燃料通路に生じることを抑制可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が所定の判定量を下回る場合に、加圧室６０の容積増大時における遮断弁６４の開弁期間を変化させることで高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御する。加圧室６０の容積減少時において遮断弁６４は常に閉弁しており、燃料通路３３，３５，３９等の低圧燃料通路への逆流が生じることがないため、低圧燃料通路に高圧ポンプ起因脈動が生じることが抑制される。吸入行程において、低圧燃料通路から加圧室６０に吸入する燃料量は少量となり、遮断弁６４の弁体６４ａが開弁方向に吸引される力も小さなものとなっている。このとき、遮断弁６４の閉弁動作を確実に行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧燃料通路から燃料の供給を受けて、吸気通路に燃料を噴射する低圧燃料噴射装置と、
高圧燃料通路から燃料の供給を受けて、気筒内に燃料を噴射する高圧燃料噴射装置と、
周期的に容積が変化する加圧室と、弁体の開閉動作により低圧燃料通路と加圧室の連通と遮断を切替可能な遮断弁とを有し、加圧室の容積増大により低圧燃料通路から加圧室に燃料を吸入し、吸入した燃料を加圧室の容積減少により昇圧させて高圧燃料通路に圧送可能な高圧燃料ポンプと、
を備える内燃機関の制御装置であって、
加圧室の容積減少時における遮断弁の閉弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する圧送調量制御手段と、
加圧室の容積増大時における遮断弁の開弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する吸入調量制御手段と、
を有し、
高圧燃料ポンプの圧送量が所定の判定量を下回る場合には、吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
加圧室は、機関回転速度に比例する周波数で容積が変化するものであり、
機関回転速度が所定の判定回転速度を上回る場合には、高圧燃料ポンプの圧送量に拘らず、圧送調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置であって、
遮断弁は、スプリングの付勢力により弁体が付勢されて開弁し、電磁コイルの通電により生じる電磁力によって弁体が駆動されて閉弁するものであり、
吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御している場合、加圧室の容積増大時における電磁コイルの通電量は、加圧室の容積減少時における電磁コイルの通電量に比べて大きく設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、
吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御している場合、遮断弁の開弁期間は、終期が加圧室の容積が最大となる時点に設定されており、始期が高圧燃料ポンプの圧送量に応じて変化するよう設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、
高圧燃料ポンプは、内燃機関のクランク軸からの機械的動力を受けて回転駆動されるポンプ用カムと、ポンプ用カムに駆動されてシリンダ穴内を往復運動するプランジャと、を備えるものであり、
加圧室は、シリンダ穴とプランジャにより区画されて形成されるものであり、
加圧室の容積は、ポンプ用カムの回転によるプランジャのリフト量の増減に応じて変化する、
ことを特徴とする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、内燃機関を制御する制御装置に関し、詳細には、吸気通路に燃料を噴射する低圧燃料噴射装置と、気筒内に直接燃料を噴射する高圧燃料噴射装置と、低圧燃料噴射装置に燃料を供給する低圧燃料通路から燃料を吸入し昇圧させて高圧燃料噴射装置に燃料を供給する高圧燃料通路に燃料を圧送する高圧燃料ポンプとを備える内燃機関の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、燃費低減と高出力化の両立を図るため、吸気通路に燃料を噴射する低圧燃料噴射装置と、気筒内に燃料を噴射する高圧燃料噴射装置の双方を備えるものがある。このような内燃機関は、作動状態に応じて低圧燃料噴射装置と高圧燃料噴射装置を併用または選択使用することで、低負荷時における燃費低減や、高負荷時における耐ノック性能の向上を実現している。
【０００３】
このような内燃機関は、通常、燃料タンクから燃料を汲み上げて圧送する燃料ポンプ（以下、低圧燃料ポンプと記す）と、低圧燃料ポンプから圧送された燃料をさらに昇圧させて圧送する燃料ポンプ（以下、高圧燃料ポンプと記す）を備えている。低圧燃料ポンプは、燃料タンクからの低圧（例えば、０．４ＭＰａ）の燃料を、低圧燃料噴射装置に連通する燃料通路（以下、低圧燃料通路と記す）に圧送する。このようにして、低圧燃料噴射装置は、低圧燃料通路から燃料の供給を受けて、低圧の燃料を吸気通路に噴射することができる。低圧燃料通路は、低圧燃料噴射装置だけでなく、高圧燃料ポンプにも連通している。
【０００４】
高圧燃料ポンプは、低圧燃料通路から低圧の燃料を吸入し、内部で昇圧させて、高圧燃料噴射装置に連通する燃料通路（以下、高圧燃料通路と記す）に高圧（例えば、１０ＭＰａ）の燃料を圧送する。このようにして、高圧燃料噴射装置は、高圧燃料通路から高圧の燃料の供給を受けて、気筒内に直接燃料を噴射している。
【０００５】
このような高圧燃料ポンプには、内燃機関の作動状態に応じて周期的に容積が変化する加圧室と、低圧燃料通路と加圧室との間に介在して設けられ、弁体の開閉動作により低圧燃料通路と加圧室との連通／遮断を切替可能な遮断弁とを有しており、加圧室の容積増大により低圧燃料通路から加圧室に燃料を吸入し、吸入した燃料を加圧室の容積減少により昇圧させて高圧燃料通路に圧送するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
下記の特許文献１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、加圧室は、高圧燃料ポンプの内部に形成されたシリンダ穴と、カムの回転により駆動されてシリンダ穴内を往復運動するプランジャにより区画されて形成されており、加圧室と低圧燃料通路との間には、加圧室に吸入する燃料を調量する電磁開閉弁（遮断弁）が設けられている。電磁開閉弁は、内燃機関用の電子制御装置（ＥＣＵ）により開閉駆動が制御されている。
【０００７】
加えて、特許文献１には、高圧燃料ポンプから高圧燃料通路に圧送する燃料の量（以下、圧送量と記す）を制御する方法として、主に以下の二通りの制御手法が開示されている。一つは、加圧室の容積が増大している時（以下、容積増大時と記す）には、所定の期間、遮断弁を開弁させることで、低圧燃料通路から加圧室に吸入する燃料の量を調整し、加圧室の容積が減少している時（以下、容積減少時と記す）には、常時、遮断弁を閉弁させることで、吸入した燃料を加圧室で昇圧させて高圧燃料通路に圧送する手法である。この制御手法では、加圧室の容積増大時における遮断弁の開弁期間を変化させることで、高圧燃料ポンプの圧送量を制御している。
【０００８】
もう一つは、加圧室の容積増大時には、常時、遮断弁を開弁させて、低圧燃料通路から加圧室に燃料を吸入し、加圧室の容積減少時には、所定の期間、遮断弁の閉弁させることで、閉弁前に加圧室から低圧燃料通路に所定量の燃料を逆流させてから、閉弁しているときに加圧室に残った燃料を高圧燃料通路に圧送する手法である。この制御手法では、加圧室の容積減少時における遮断弁の閉弁期間を変化させることで、高圧燃料ポンプの圧送量を制御している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４６８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、加圧室の容積減少時における遮断弁の閉弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する制御手法（以下、圧送調量制御と記す）では、加圧室の容積減少時において、加圧室から低圧燃料通路に逆流が生じる。このような逆流は、加圧室の容積変化、すなわち高圧燃料ポンプの作動に応じて、周期的に生じることとなる。内燃機関のアイドリング時など高圧燃料ポンプの圧送量が少なくなるよう制御されるとき、その分、高圧燃料ポンプから低圧燃料通路に逆流する燃料量は増大することとなる。
【００１１】
このようにして、高圧燃料ポンプから低圧燃料通路に逆流する燃料量が大きいと、低圧燃料通路には、燃圧の周期的な変動である燃圧脈動が生じる。なお、このような高圧燃料ポンプの作動に起因して低圧燃料通路に生じる燃圧脈動を、以下の説明において、単に「高圧ポンプ起因脈動」と記す。これに対して、低圧燃料噴射装置の燃料噴射に起因して低圧燃料通路に生じる燃圧脈動を、単に「燃料噴射起因脈動」と記して区別する。図６に、燃料噴射起因脈動と高圧ポンプ起因脈動が同時に生じたとき低圧燃料通路における燃圧脈動の一例を示す。高圧ポンプ起因脈動は、加圧室の容積変化に応じて生じるものであり、図６に示すように、燃料噴射脈動に比べて極めて周期の長いものとなる傾向がある。
【００１２】
このように、低圧燃料通路で周期の長い高圧ポンプ起因脈動が生じると、低圧燃料通路から直接燃料の供給を受ける低圧燃料噴射装置においては、実際に噴射する噴射量が、所定の燃料噴射量とすることができなくなる。また、高圧ポンプ起因脈動の周期が長いものであると、異なる気筒間で、低圧燃料噴射装置が実際に噴射する噴射量にバラツキが生じることがある。このように低圧燃料噴射装置の燃料噴射量に、所定値からのズレや、異なる気筒間でのバラツキが生じると、排気ガス中の有害成分が増大する虞や内燃機関の出力が低下する虞がある。
【００１３】
一方、加圧室の容積増大時における遮断弁の開弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する制御手法（以下、吸入調量制御と記す）では、加圧室の容積減少時において、常時、遮断弁が閉弁させている。このため、吸入調量制御では、加圧室から低圧燃料通路に逆流が生じることがない。
【００１４】
しかし、吸入調量制御では、高圧燃料ポンプの圧送量を調整するためには、加圧室の容積増大時、すなわち加圧室が減圧されている時に、遮断弁を開閉動作する必要がある。低圧燃料通路から加圧室に燃料が流入している最中に遮断弁を閉弁させるには、加圧室に流入する燃料により弁体が開弁する方向に吸引される力を上回るよう、弁体を閉弁する方向に駆動する必要がある。特に、高圧燃料ポンプの圧送量が大きい場合、すなわち加圧室に吸入する燃料量が大きい場合には、弁体が開弁方向に吸引される力も大きなものとなり、この力を上回るよう弁体を閉弁方向に駆動することは、遮断弁の開閉動作を確実に行う点で不利なものとなる。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高圧燃料ポンプの遮断弁の開閉動作を確実なものとしつつ、高圧燃料ポンプの加圧室の容積変化に起因する燃圧脈動が低圧燃料通路に生じることを抑制可能な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】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、低圧燃料通路から燃料の供給を受けて、吸気通路に燃料を噴射する低圧燃料噴射装置と、高圧燃料通路から燃料の供給を受けて、気筒内に燃料を噴射する高圧燃料噴射装置と、周期的に容積が変化する加圧室と、弁体の開閉動作により低圧燃料通路と加圧室の連通と遮断を切替可能な遮断弁とを有し、加圧室の容積増大により低圧燃料通路から加圧室に燃料を吸入し、吸入した燃料を加圧室の容積減少により昇圧させて高圧燃料通路に圧送可能な高圧燃料ポンプと、を備える内燃機関の制御装置であって、加圧室の容積減少時における遮断弁の閉弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する圧送調量制御手段と、加圧室の容積増大時における遮断弁の開弁期間を変化させて高圧燃料ポンプの圧送量を制御する吸入調量制御手段とを有し、高圧燃料ポンプの圧送量が所定の判定量を下回る場合には、吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、加圧室は、機関回転速度に比例する周波数で容積が変化するものとすることができ、機関回転速度が所定の判定回転速度を上回る場合には、高圧燃料ポンプの圧送量に拘らず、圧送調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御するものとすることができる。
【００１８】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、遮断弁は、スプリングの付勢力により弁体が付勢されて開弁し、電磁コイルの通電により生じる電磁力によって弁体が駆動されて閉弁するものとすることができ、吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御している場合、加圧室の容積増大時における電磁コイルの通電量は、加圧室の容積減少時における電磁コイルの通電量に比べて大きく設定されているものとすることができる。
【００１９】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御している場合、遮断弁の開弁期間は、終期が加圧室の容積が最大となる時点に設定されるものとすることができ、始期が高圧燃料ポンプの圧送量に応じて変化するよう設定されるものとすることができる。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、高圧燃料ポンプは、内燃機関のクランク軸からの機械的動力を受けて回転駆動されるポンプ用カムと、ポンプ用カムに駆動されてシリンダ穴内を往復運動するプランジャと、を備えるものとすることができ、加圧室は、シリンダ穴とプランジャにより区画されて形成されるものとすることができ、加圧室の容積は、ポンプ用カムの回転によるプランジャのリフト量の増減に応じて変化するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高圧燃料ポンプの圧送量が所定の判定量を下回る場合には、加圧室の容積増大時における遮断弁の開弁期間を変化させる吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプの圧送量を制御するものとした。高圧燃料ポンプの圧送量が少なく、圧送調量制御を行うと、加圧室の容積減少時に低圧燃料通路に大量の燃料の逆流が生じてしまう場合でも、吸入調量制御を行うことで、加圧室の容積減少時に遮断弁を常に閉弁させて低圧燃料通路に逆流が生じることを防止して、低圧燃料通路に高圧ポンプ起因脈動が生じることを抑制することができる。また、高圧燃料ポンプの圧送量が所定の判定量より少ない場合にのみ、吸入調量制御を行うため、吸入行程において、低圧燃料通路から加圧室に吸入される燃料量は少量となり、遮断弁の弁体が開弁方向に吸引される力も小さなものとなるため、このとき、遮断弁の閉弁動作を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２３】
まず、本実施例に係る内燃機関の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、内燃機関の気筒周辺の概略構成を示す断面図である。図２は、内燃機関を含むエンジンシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図１及び図２において、内燃機関及び燃料供給装置については、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。本実施例に係る内燃機関は、原動機として自動車に搭載されるものであり、自動車には、後述する燃料噴射装置、高圧燃料ポンプ、及び低圧燃料ポンプを含むエンジンシステムを制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）が設けられている。
【００２４】
図１に示すように、内燃機関１０には、気筒に燃料を供給する燃料噴射装置として、吸気通路に低圧（例えば、０．４ＭＰａ）の燃料を噴射する低圧燃料噴射装置３０と、気筒内に高圧（例えば、１０ＭＰａ）の燃料を噴射する高圧燃料噴射装置４０が、気筒ごとに設けられている。
【００２５】
なお、「気筒」とは、シリンダブロック１４のシリンダ壁１５、シリンダヘッド２０の天井壁２２、及びピストン２７の頂面２８（キャビティ壁２８ｃを含む）で囲まれた空間であり、本実施例において、気筒には、シリンダヘッド２０に形成された燃焼室２１と、ピストン２７に形成されたキャビティが含まれている。
【００２６】
なお、「吸気通路」とは、図示しない外気ダクトから導入された空気が気筒に流入するまでに通過する空気流路を意味しており、本実施例において、吸気通路には、図示しない吸気マニホールドのサージ室及びブランチ通路に加えて、シリンダヘッド２０の吸気ポート２４が含まれている。
【００２７】
低圧燃料噴射装置３０は、電磁式の燃料噴射弁であり、その噴射期間すなわち開弁時期と開弁時間長さは、ＥＣＵ７０により制御される。低圧燃料噴射装置３０は、シリンダヘッド２０に形成された吸気ポートに設けられ、噴孔が吸気ポート２４に露出している。低圧燃料噴射装置３０が吸気通路に燃料を噴射すると、噴射された燃料は、吸気ポート２４から吸気弁２５を経て気筒内に流入する。
【００２８】
高圧燃料噴射装置４０は、電磁式又はピエゾ式の燃料噴射弁であり、噴射期間は、ＥＣＵ７０により制御される。高圧燃料噴射装置４０は、シリンダヘッド２０に形成された燃焼室２１の天井壁２２に設けられており、噴孔が燃焼室２１に露出している。高圧燃料噴射装置４０が燃焼室２１に燃料を噴射すると、噴射された燃料は、気筒内において空気と燃料の混合気を形成することとなる。
【００２９】
図２に示すように、内燃機関１０には、図示しないクランク軸の回転角位置（以下、クランク角と記す）を検出するクランク角センサ７２が設けられており、クランク角に係る信号をＥＣＵ７０に送出している。また、内燃機関１０には、吸入している空気の流量（以下、吸入空気量と記す）を検出するエアフロメータ７４が設けられており、吸入空気量に係る信号をＥＣＵ７０に送出している。また、内燃機関１０が搭載される自動車（図示せず）には、運転者が操作するアクセルペダルの操作量（以下、アクセル操作量と記す）を検出する図示しないアクセルポジションセンサ７６が設けられており、アクセル操作量に係る信号をＥＣＵ７０に送出している。
【００３０】
また、内燃機関１０が搭載される自動車には、図２に示すように、上述の燃料噴射装置３０，４０が噴射する燃料を貯蔵する燃料タンク８０が設けられている。燃料タンク８０には、燃料タンク８０内の燃料を所定の燃圧で内燃機関１０に供給する部品として、燃料を汲み上げて圧送するポンプである低圧燃料ポンプ８２と、燃料中に含まれる塵芥を除去する燃料フィルタ８４と、低圧燃料ポンプ８２から圧送される燃料の圧力を調整する調圧弁（プレッシャレギュレータ）８６が設けられている。
【００３１】
燃料タンク８０内において、低圧燃料ポンプ８２の燃料の流動方向の下流側には、燃料フィルタ８４が設けられており、さらに燃料フィルタ８４の下流側には、調圧弁８６が設けられている。調圧弁８６には、内燃機関１０に向けて燃料を供給する車体燃料配管９０と、余分な燃料を再び燃料タンク８０に戻すリターン配管９２が接続されている。
【００３２】
低圧燃料ポンプ８２は、電動式の燃料ポンプであり、燃料タンク８０内の燃料を汲み上げて内燃機関１０に向けて圧送する。低圧燃料ポンプ８２の作動／非作動、及び燃料を圧送する能力は、ＥＣＵ７０により制御されている。
【００３３】
調圧弁８６は、図示しないハウジングとダイヤフラムにより区画されて、減衰対象である燃料が流入する燃料室が形成される形式のものであり、燃料室に流入した燃料の圧力により、図示しないスプリングが伸縮してダイヤフラムが撓むことで弁体が開弁移動する形式のものである。調圧弁８６は、その燃料室の燃圧が所定の圧力を超えたときに弁体が開弁移動して、余分な燃料をリターン配管９２に導く。このようにして調圧弁８６は、その燃料室とこれに連通する燃料通路における燃圧を、所定の圧力（例えば、０．４ＭＰａ）に調圧することができる。
【００３４】
低圧燃料ポンプ８２が汲み上げた燃料は、燃料フィルタ８４で燃料中に含まれる塵芥を除去されて、調圧弁８６に送られる。調圧弁８６は、低圧燃料ポンプ８２が汲み上げる燃料のうち、燃料噴射装置３０，４０で消費されない余分な燃料をリターン配管９２から再び燃料タンク８０に戻す。そして、調圧弁８６は、低圧燃料ポンプ８２燃圧を所定の圧力に調整して燃料を車体燃料配管９０に流す。車体燃料配管９０は、内燃機関１０のエンジンルームに設けられた後述する低圧燃料配管３４に接続されている。
【００３５】
また、内燃機関１０には、低圧燃料ポンプ８２からの燃料を低圧燃料噴射装置３０及び高圧燃料ポンプ５０に供給するための低圧燃料系部品として、低圧燃料噴射装置３０に燃料を分配する低圧燃料レール３２と、車体燃料配管９０からの燃料を低圧燃料レール３２及び後述する高圧燃料ポンプ５０に導く低圧燃料配管３４と、低圧燃料配管３４及び低圧燃料レール３２内で生じる燃圧脈動を減衰するパルセーションダンパ３６，３８が設けられている。
【００３６】
低圧燃料レール３２は、金属製の管状部材であり、気筒ごとに設けられた低圧燃料噴射装置３０が接続されている。低圧燃料レール３２の内部には、蓄圧室３３が形成されており、この蓄圧室３３と、低圧燃料噴射装置３０の噴孔（図示せず）は連通している。また、低圧燃料レール３２の一端には、後述する低圧燃料配管３４が接続されており、低圧燃料レール３２の蓄圧室３３と低圧燃料配管３４内に形成された燃料通路３５が連通している。低圧燃料レール３２は、低圧燃料ポンプ８２から車体燃料配管９０及び低圧燃料配管３４を経て流入した低圧の燃料を、各低圧燃料噴射装置３０に分配して供給する。
【００３７】
低圧燃料配管３４は、エンジンルーム内に設けられた金属製の配管や、樹脂製のホース等が複数接続されて構成されており、その内部には、低圧の燃料が流れる燃料通路３５が形成されている。低圧燃料配管３４は、一端が車体燃料配管９０に、他端が低圧燃料レール３２に接続されており、途中には、後述する高圧燃料ポンプ５０が接続されている。この燃料通路３５は、燃料タンク８０内の調圧弁８６と、高圧燃料ポンプ５０内の後述する遮断弁６４の上流側の燃料通路３９と、低圧燃料レール３２内の蓄圧室３３とを連通させている。低圧燃料配管３４は、燃料タンク８０内の低圧燃料ポンプ８２が圧送し、調圧弁８６で調圧された低圧の燃料を、高圧燃料ポンプ５０及び低圧燃料レール３２に導く。
【００３８】
パルセーションダンパ３６，３８（以下、単に「ダンパ」と記す）は、図示しないハウジングとダイヤフラムにより区画されて、減衰対象である燃料が流入する燃料室３６ｃ，３８ｃが形成される形式のものである。ダンパ３６，３８、図示しないスプリングが伸縮してダイヤフラムが撓み、燃料室３６ｃ、３８ｃの容積を変化させることで、燃料の圧力変動である燃圧脈動を抑制することが可能となっている。
【００３９】
本実施例において、ダンパ３６，３８は、それぞれ低圧燃料レール３２と、低圧燃料配管３４のうち分岐して高圧燃料ポンプ５０に向かう部位３４ｃに対応して設けられている。低圧燃料レール３２に設けられたダンパ３６は、低圧燃料噴射装置３０の開弁及び閉弁動作により低圧燃料通路に生じる燃圧脈動を主に減衰するよう、その周波数特性が設定されている。一方、高圧燃料ポンプ５０近傍に設けられたダンパ３８は、高圧燃料ポンプ５０からの逆流により低圧燃料通路に生じる燃圧脈動を主に減衰するよう、その周波数特性が設定されている。
【００４０】
なお、「低圧燃料通路」とは、調圧弁８６で調圧された燃料が流れる燃料流路を意味している。本実施例において、低圧燃料通路には、車体燃料配管９０内の燃料通路９１及び低圧燃料配管３４内の燃料通路３５に加えて、低圧燃料レール３２内の蓄圧室３３や、ダンパ３６，３８の燃料室３６ｃ，３８ｃが含まれている。
【００４１】
また、内燃機関１０には、低圧燃料配管３４から供給された燃料を、さらに昇圧して高圧燃料噴射装置４０に供給するための高圧燃料系部品として、各高圧燃料噴射装置４０に燃料を分配する高圧燃料レール４４と、低圧燃料配管３４からの低圧の燃料を加圧して昇圧させる高圧燃料ポンプ５０と、高圧燃料ポンプ５０からの高圧の燃料を高圧燃料レール４４に流す高圧燃料配管４６が設けられている。
【００４２】
高圧燃料レール４４は、金属製の管状部材であり、気筒ごとに設けられた各高圧燃料噴射装置４０が接続されている。高圧燃料レール４４の内部には、蓄圧室４５が形成されており、この蓄圧室４５と各高圧燃料噴射装置４０の噴孔は連通している。また、高圧燃料レール４４の一端には、高圧燃料配管４６が接続されており、高圧燃料レール４４の蓄圧室４５と高圧燃料配管４６内の燃料通路４７が連通している。高圧燃料レール４４は、高圧燃料ポンプ５０からの高圧の燃料を、各高圧燃料噴射装置４０に分配して供給する。
【００４３】
高圧燃料配管４６は、内燃機関１０に設けられた金属製の配管で構成されており、内部に燃料が流れる燃料通路４７が形成されている。高圧燃料配管４６は、一端が高圧燃料ポンプ５０の後述する逆止弁５１に、他端が高圧燃料レール４４に接続されている。高圧燃料配管４６は、高圧燃料ポンプ５０の逆止弁５１と、高圧燃料レール４４の蓄圧室４５とを連通させている。高圧燃料配管４６は、高圧燃料ポンプ５０が昇圧した高圧の燃料を高圧燃料レール４４に導く。
【００４４】
なお、「高圧燃料通路」とは、高圧燃料ポンプ５０により昇圧された高圧の燃料が流れる燃料の流路を意味している。本実施例において、高圧燃料通路には、高圧燃料配管４６内の燃料通路４７に加えて、高圧燃料レール４４内の蓄圧室４５が含まれている。
【００４５】
高圧燃料ポンプ５０は、内部にシリンダ穴５２が形成されており、このシリンダ穴５２内を往復運動するプランジャ５４と、プランジャ５４を駆動するポンプ用カム５６と、プランジャ５４をポンプ用カム５６側に付勢するバネ５８等から構成されている。高圧燃料ポンプ５０には、シリンダ穴５２とプランジャ５４により区画されて、燃料を加圧する加圧室６０が形成されている。
【００４６】
高圧燃料ポンプ５０において、ポンプ用カム５６は、吸気弁又は排気弁を駆動するカムシャフト（図示せず）に結合されており、このカムシャフトは、内燃機関１０のクランク軸（図示せず）からの機械的動力を受けて駆動される。よって、ポンプ用カム５６は、内燃機関１０のクランク軸の回転速度に倍の速度で回転することとなる。本実施例において、ポンプ用カム５６には、３つのカム山（カムノーズ）５６ａが形成されている。
【００４７】
高圧燃料ポンプ５０は、ポンプ用カム５６の回転により、プランジャ５４がシリンダ穴５２の軸心に沿って往復運動する。プランジャ５４の往復運動により、高圧燃料ポンプ５０は、加圧室６０の容積を増減させる。つまり、加圧室６０は、ポンプ用カム５６の回転速度に応じて周期的に容積が変化する。
【００４８】
本実施例において、ポンプ用カム５６の１回転につきプランジャが３回往復運動することで、加圧室６０は、３周期、容積が増減する。ポンプ用カム５６は、内燃機関のクランク軸の回転速度（以下、機関回転速度と記す）の２倍の回転速度で回転するため、加圧室６０は、機関回転速度の６倍の周波数で、容積が周期的に変化することとなる。加圧室６０には、低圧燃料通路に連通して、低圧燃料通路からの燃料を吸入する吸入口６２が設けられている。
【００４９】
高圧燃料ポンプ５０には、吸入口６２の開放と閉止を切り替える遮断弁６４が低圧燃料通路と加圧室６０との間に介在して設けられている。遮断弁６４は、電磁式の開閉弁であり、吸入口６２を開放／閉止する弁体６４ａと、通電により生じる電磁力によって、弁体６４ａを、吸入口６２が開放される方向（以下、開弁方向と記す）に駆動する電磁コイル６６と、弁体６４ａを、吸入口６２が閉止される方向（以下、閉弁方向と記す）に付勢するスプリング６７等から構成されている。
【００５０】
遮断弁６４は、電磁コイル６６に通電していないとき、スプリング６７の付勢力により弁体６４ａがプランジャ５４側に付勢されて、吸入口６２を開放している。つまり、遮断弁６４は、電磁コイル６６に通電していないとき、低圧燃料通路と加圧室６０が連通するよう開弁している。一方、遮断弁６４は、電磁コイル６６に所定の電流が通電しているとき、電磁コイル６６が生じる電磁力により、弁体６４ａがプランジャ５４側とは反対側に駆動されて、吸入口６２を閉止している。つまり、遮断弁６４は、電磁コイル６６が通電しているとき、低圧燃料通路と加圧室６０が遮断されるよう閉弁している。電磁コイル６６の通電期間、すなわち遮断弁６４の閉弁期間は、ＥＣＵ７０により制御される。このようにして、ＥＣＵ７０は、遮断弁６４の開閉動作により、低圧燃料通路と加圧室６０との連通と遮断を切り替えるよう制御することができる。
【００５１】
なお、遮断弁６４の閉弁時における電磁コイル６６の通電量は、電磁コイル６６が弁体６４ａを閉弁方向に駆動する力が、スプリング６７の付勢力と、吸入口６２から加圧室６０に流入する燃料の流れにより弁体６４ａが開弁方向に吸引される力に抗することができるように設定されている。
【００５２】
また、高圧燃料ポンプ５０の加圧室６０には、高圧燃料通路に向けて燃料を吐出する吐出口６９が形成されている。加えて、高圧燃料ポンプ５０の吐出口６９と高圧燃料配管４６との間には、燃料の逆流を防止する逆止弁５１が設けられている。逆止弁５１は、いわゆるチェックバルブであり、吐出口６９からの燃料が所定の開弁圧力を超えると開弁して、吐出口６９からの燃料を高圧燃料通路に流す。これにより、逆止弁５１は、加圧室６０から吐出口６９を経て、高圧燃料配管４６内の高圧燃料通路に圧送された燃料が、再び加圧室６０に逆流することを防止している。
【００５３】
高圧燃料ポンプ５０は、内燃機関１０が作動してポンプ用カム５６が回転して、カム山５６ａがプランジャ５４を押し上げると、プランジャ５４が加圧室６０の容積を減少させる方向に移動する。以下の説明において、プランジャ５４の加圧室６０の容積を減少させる方向への移動を「リフト」と記し、その移動量を「リフト量」と記す。すなわち、高圧燃料ポンプ５０においては、プランジャ５４のリフト量が減少するに従って、加圧室６０の容積が増大することとなる。
【００５４】
また、高圧燃料ポンプ５０は、プランジャ５４のリフト量が減少している時（以下、リフト量減少時と記す）、すなわち加圧室６０の容積が増大している時（以下、容積増大時と記す）に、遮断弁６４を開弁させて低圧燃料通路と加圧室６０を連通させることで、低圧燃料通路にある燃料を加圧室６０に吸入することが可能となっている。
【００５５】
また、高圧燃料ポンプ５０は、プランジャ５４のリフト量が増大している時（以下、リフト量増大時と記す）すなわち加圧室６０の容積が減少している時（以下、容積減少時と記す）に、遮断弁６４を閉弁させて低圧燃料通路と加圧室６０とを遮断することで、加圧室６０にある燃料を加圧することができる。高圧燃料ポンプ５０は、加圧室６０にある燃料が逆止弁５１の開弁圧以上に昇圧させることで、逆止弁５１から高圧燃料通路に燃料を圧送することが可能となっている。
【００５６】
このように構成された高圧燃料ポンプ５０において、高圧燃料ポンプ５０から高圧燃料通路に圧送される燃料の流量（以下、圧送量と記す）は、プランジャ５４のリフト量増大時における遮断弁６４の閉弁期間を変化させることで制御することができる。リフト量増大時における遮断弁６４の閉弁期間を長く設定するに従って、高圧燃料ポンプ５０の圧送量を増大させることができる。また、プランジャ５４のリフト量減少時における遮断弁６４の開弁期間を長くする設定することで、高圧燃料ポンプ５０が低圧燃料通路から加圧室６０に吸入する燃料量を増大させることができる。遮断弁６４の開閉動作は、ＥＣＵ７０により制御される。
【００５７】
ＥＣＵ７０は、クランク角センサ７２からのクランク角に係る信号と、エアフロメータ７４からの吸入空気量に係る信号と、アクセルポジションセンサ７６からのアクセル操作量に係る信号とを受けている。これら検出された各種信号に基づいて、ＥＣＵ７０は、クランク角と、吸入空気量と、アクセル操作量、目標空燃比等を算出して、さらに、これら制御変数から、内燃機関１０のクランク軸の回転速度（以下、機関回転速度と記す）と、内燃機関１０が出力するトルク（以下、機関負荷と記す）等を算出している。
【００５８】
ＥＣＵ７０は、機関回転速度、機関負荷、目標空燃比等に応じて、低圧燃料噴射装置３０と高圧燃料噴射装置４０の併用又は選択使用を決定している。ＥＣＵ７０は、低圧燃料噴射装置３０と高圧燃料噴射装置４０のそれぞれについて、燃料噴射量を算出し、燃料噴射期間すなわち燃料噴射装置の開弁時期と開弁時間長さを決定している。
【００５９】
また、ＥＣＵ７０は、高圧燃料噴射装置４０を作動させるとき、高圧燃料噴射装置４０が噴射する燃料噴射量から高圧燃料ポンプ５０に要求される圧送量を算出している。ＥＣＵ７０は、算出された圧送量から遮断弁６４の開弁期間（開弁時期及び開弁時間長さ）、すなわち電磁コイル６６の通電期間（通電時期及び通電時間長さ）を決定して、これを実現するよう電磁コイル６６の通電を制御する。加えて、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６に通電する電流値（以下、通電量と記す）を制御することが可能となっている。
【００６０】
このようにＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電期間及び通電量を制御して、遮断弁６４に開閉動作を行わせることで、高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御することが可能となっている。ＥＣＵ７０は、以下の二通りの手法により、高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御することが可能となっている。
【００６１】
一つは、加圧室６０の容積減少時における遮断弁６４の閉弁期間を変化させることで、高圧燃料ポンプの圧送量を制御する手法（以下、圧送調量制御と記す）である。ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積増大時には、常時、遮断弁６４を開弁させて、低圧燃料通路から加圧室６０に燃料を吸入する。そして、ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積減少時には、所定の期間、遮断弁６４を閉弁させることで、閉弁前に加圧室６０から低圧燃料通路に所定量の燃料を逆流させてから、閉弁しているときに加圧室６０に残った燃料を高圧燃料通路に圧送する。高圧燃料ポンプ５０の圧送量は、加圧室６０の容積減少時における遮断弁６４の閉弁時間長さを含む閉弁期間に応じて変化させることができる。このように、ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積減少時における遮断弁６４の閉弁期間を変化させることで、高圧燃料ポンプ５０の圧送量を所望の値に制御する機能である、圧送調量制御手段を有している。
【００６２】
もう一つは、加圧室６０の容積増大時における遮断弁６４の開弁期間を変化させて高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御する手法（以下、吸入調量制御と記す）である。ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ５０の加圧室６０の容積増大時には、所定の期間、遮断弁６４を開弁させることで、低圧燃料通路から加圧室６０に吸入する燃料量を調整する。そして、ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積減少時には、常時、遮断弁６４を閉弁させることで、吸入した燃料を加圧室６０で昇圧させて高圧燃料通路に圧送する。高圧燃料ポンプ５０の圧送量は、加圧室６０の容積増大時における遮断弁６４の開弁期間に応じて変化させることができる。このように、ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積増大時における遮断弁６４の開弁期間を変化させることで、高圧燃料ポンプ５０の圧送量を所望の値に制御する機能である、吸入調量制御手段を有している。
【００６３】
次に、本実施例に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が実行する高圧燃料ポンプ制御について、図２〜図５を用いて説明する。図３は、ＥＣＵが実行する高圧燃料ポンプ制御のフローチャートである。図４は、圧送調量制御における高圧燃料ポンプの動作を示すタイミングチャートである。図５は、吸入調量制御における高圧燃料ポンプの動作を示すタイミングチャートである。本実施例では、高圧燃料ポンプの圧送量が所定の判定量を下回る場合には、吸入調量制御により高圧燃料ポンプの圧送量を制御することを特徴としており、以下に、高圧燃料ポンプの動作と併せて説明する。
【００６４】
図２及び図３に示すように、ステップＳ１００において、ＥＣＵ７０は、各種制御信号から、現時点における機関回転速度と高圧燃料ポンプ５０に要求される圧送量を算出する。高圧燃料ポンプ５０の圧送量は、高圧燃料噴射装置４０が噴射する燃料噴射量から算出される。
【００６５】
そして、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、機関回転速度が所定の判定回転速度を上回るか否かを判定する。判定回転速度は、これを上回る機関回転速度で内燃機関１０を作動させた場合、低圧燃料通路に生じる高圧ポンプ起因脈動がダンパ３６，３８により吸収可能な程度に高い周波数のものとなるよう設定されている。本実施例において、判定回転速度は、内燃機関１０のアイドリング作動時の機関回転速度に設定されている。判定回転速度は、予め適合実験等により求められており、ＥＣＵ７０のＲＯＭ（図示せず）に記憶されている。
【００６６】
ステップＳ１０２において、機関回転速度が所定の判定回転速度を上回る（Ｙｅｓ）と判定された場合、ＥＣＵ７０は、高圧ポンプ起因脈動が低圧燃料通路に生じても、ダンパ３６，３８により吸収可能な高い周波数のものであり、加えて、高圧燃料ポンプ５０からの逆流する燃料量が多くても、高い周波数のため低圧燃料レール３２の蓄圧室３３に伝播するまでに十分に減衰されて低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を与えないものと判断して、ステップＳ１１０に進む。
【００６７】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ７０は、通常時の高圧燃料ポンプ制御に設定されている圧送調量制御を行う。図４に示すように、プランジャ５４のリフト量が最大値となる時点Ａからリフト量がゼロになる時点Ｂまでの、リフト量減少時において、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６に流す通電量をゼロに設定することで、遮断弁６４を開弁させている。このとき、加圧室６０の容積は増大しており、高圧燃料ポンプ５０は、低圧燃料通路から加圧室６０に燃料を吸入する（吸入行程）。
【００６８】
そして、リフト量がゼロである時点Ｂから最大値に向けてリフト量が増大する途中の時点Ｃまでの、リフト量増大時の前半において、ＥＣＵ７０は、そのまま遮断弁６４を開弁状態に維持する。このとき加圧室６０の容積は減少しており、高圧燃料ポンプ５０は、加圧室６０から低圧燃料通路に燃料を逆流させている（逆流行程）。このように逆流させることで、低圧燃料通路から加圧室６０に吸入した燃料のうち、高圧燃料通路に圧送が不要な余分な燃料を、再び低圧燃料通路に戻している。
【００６９】
そして、時点Ｃからプランジャ５４のリフト量が最大値となる時点Ｄまでのリフト量増大時の後半において、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電量を所定の閉弁電流値に設定することで、遮断弁６４を閉弁させる。このときプランジャ５４のリフト量の増大するに従って、加圧室６０にある燃料は逆止弁５１の開弁圧力以上に昇圧し、高圧燃料ポンプ５０は、高圧燃料通路に燃料を圧送する（昇圧・圧送行程）。ＥＣＵ７０は、プランジャ５４のリフト量増大時における遮断弁６４の閉弁期間（時点Ｃ〜時点Ｄ）を変化させることで、高圧燃料ポンプ５０が高圧燃料通路に圧送する圧送量を、所望の値に調整している。
【００７０】
一方、ステップＳ１０２において、機関回転速度が所定の判定回転速度を上回らない（Ｎｏ）と判定された場合、ＥＣＵ７０は、高圧ポンプ起因脈動が、ダンパ３６，３８では吸収できない低い周波数のものであり、高圧燃料ポンプ５０から逆流する燃料量によっては、低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を及ぼす虞があるものと判断して、ステップＳ１０４に進む。
【００７１】
そして、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が、所定の判定量を超えるか否かを判定する。この判定量は、この値を超える量の燃料が逆流すると、低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を与える高圧ポンプ起因脈動が低圧燃料通路に生じるような値に設定されている。この判定量は、予め適合実験等により求められており、ＥＣＵ７０のＲＯＭに記憶されている。
【００７２】
ステップＳ１０４において、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が所定の判定量を超えない（Ｎｏ）と判定された場合、ＥＣＵ７０は、低圧燃料通路に逆流が生じても、低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を与える高圧ポンプ起因脈動が生じないものと判断して、ステップＳ１１０に進み、上述の「圧送調量制御」を行った後、再びステップＳ１００に戻る。
【００７３】
一方、ステップＳ１０４において、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が所定の判定値を超える（Ｙｅｓ）と判定された場合、ＥＣＵ７０は、燃料の逆流により、低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を与える高圧ポンプ起因脈動が低圧燃料通路に生じるものと判断して、ステップＳ１０６に進む。
【００７４】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７０は、「吸入調量制御」を行う。図５に示すように、ＥＣＵ７０は、プランジャ５４のリフト量がゼロとなる時点Ｅから最大値となる時点Ｇまでの、リフト量増大時において、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電量を所定の閉弁電流値に設定することで、遮断弁６４を閉弁させている。このとき、加圧室６０の容積は減少しており、高圧燃料ポンプ５０は、加圧室６０にある燃料を昇圧させている。そして、リフト量増大時の途中において、加圧室６０にある燃料は逆止弁５１の開弁圧力以上に昇圧し、逆止弁５１から高圧燃料通路に燃料が吐出され始める。逆止弁５１の開弁から、プランジャ５４のリフト量が最大値となる時点Ｇまで、高圧燃料ポンプ５０は、所定の圧送量の燃料を高圧燃料通路に圧送する（昇圧・圧送行程）。
【００７５】
そして、リフト量が最大値となる時点Ｇにおいて、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電量を、上述の閉弁電流値から増大させて、所定の閉弁維持電流値に設定する。ＥＣＵは、時点Ｇからリフト量がゼロに向けて減少する途中の時点Ｈまでの、リフト量減少時の前半において、電磁コイル６６の通電量を閉弁維持電流値に設定することで、遮断弁６４の閉弁状態を維持している。なお、このとき、加圧室６０の容積は減少しており、加圧室６０内は減圧されていく（減圧行程）。
【００７６】
なお、閉弁維持電流値は、通電した電磁コイル６６が弁体６４ａを閉弁方向に駆動する力が、スプリング６７の付勢力と、加圧室６０に流入する燃料の流れにより弁体６４ａが開弁方向に吸引される力を足し合わせたものを、上回るように設定されている。閉弁維持電流値は、予め適合実験等により求められており、ＥＣＵ７０のＲＯＭに記憶されている。
【００７７】
そして、時点Ｈにおいて、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電量をゼロに設定することで、遮断弁６４を開弁させる。時点Ｈからプランジャ５４のリフト量がゼロとなる時点Ｉまでの、リフト量減少時の後半において、ＥＣＵ７０は、電磁コイル６６の通電量をゼロに設定して遮断弁６４を開弁させている。このとき、加圧室６０は十分に減圧されており、高圧燃料ポンプ５０は、低圧燃料通路から加圧室６０に燃料を吸入する（吸入行程）。
【００７８】
このように、ＥＣＵ７０は、プランジャ５４のリフト量減少時における遮断弁６４の開弁期間（時点Ｈ〜時点Ｉ）を制御することで、吸入行程において低圧燃料通路から加圧室６０に吸入する燃料量、すなわち昇圧・圧送行程において加圧室６０から高圧燃料通路に圧送される圧送量を、所望の値に調整している。詳細には、ＥＣＵ７０は、遮断弁６４の開弁期間の終期を、加圧室６０の容積が最大となる時点Ｉに設定しており、始期すなわち開弁時期を変化させることで、遮断弁６４の開弁時間長さを調整している。
【００７９】
このように、始期（開弁時期）を変化させて開弁時間長さを変化させることで、ＥＣＵ７０は、加圧室６０の容積増大時から容積減少時の減圧行程まで連続して、電磁コイル６６に通電させて遮断弁６４を閉弁状態とすることができる。これにより、本実施例に係る高圧燃料ポンプ５０は、加圧室６０の減圧中に、遮断弁６４の閉弁動作を行う必要がなくなる。このようにしてＥＣＵ７０は、吸入調量制御の昇圧・圧送行程において、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が所望の値となるよう制御している。以上に説明したステップＳ１０６の制御を行った後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１００に戻る。
【００８０】
以上に説明したように本実施例では、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が所定の判定量を下回る場合には、加圧室６０の容積増大時における遮断弁６４の開弁期間を変化させる吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御するものとした。高圧燃料ポンプ５０の圧送量が少なく、圧送調量制御を行うと、加圧室６０の容積減少時に低圧燃料通路に大量の燃料の逆流が生じてしまう場合でも、吸入調量制御を行うことで、加圧室６０の容積減少時に遮断弁６４を常に閉弁させて低圧燃料通路に逆流が生じることを防止して、低圧燃料通路に高圧ポンプ起因脈動が生じることを抑制することができる。また、高圧燃料ポンプ５０の圧送量が判定量より少ない場合にのみ、吸入調量制御を行うため、吸入行程において、低圧燃料通路から加圧室６０に吸入する燃料量は少量であり、遮断弁６４の弁体６４ａが開弁方向に吸引される力も小さなものとなっており、このとき、遮断弁６４の閉弁動作を確実に行うことができる。
【００８１】
また、本実施例では、加圧室６０は、機関回転速度に比例する周波数で容積が変化するものとし、機関回転速度が判定回転速度を上回ると判定された場合には、高圧燃料ポンプ５０の圧送量に拘らず、圧送調量制御により高圧燃料ポンプの圧送量を制御するものとした。圧送調量制御を行うことで低圧燃料通路に高圧ポンプ起因脈動が生じても、この脈動は、高い周波数のものとなっており、ダンパ３６，３８等により減衰することが可能である。また、高圧燃料ポンプ５０から低圧燃料噴射装置３０に伝播するまでに十分に減衰可能なものとなっている。吸入調量制御に比べて遮断弁６４の開閉動作がより容易に行える圧送調量制御を極力用いて、低圧燃料噴射装置３０の燃料噴射量に影響を与えるような高圧ポンプ起因脈動を抑制することができる。
【００８２】
また、本実施例では、遮断弁６４は、スプリング６７の付勢力により弁体６４ａが付勢されて開弁し、電磁コイル６６の通電により生じる電磁力によって弁体６４ａが駆動されて閉弁するものとし、吸入調量制御手段により高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御している場合、加圧室６０の容積増大時における電磁コイル６６の通電量を、加圧室６０の容積減少時における電磁コイル６６の通電量に比べて大きく設定するものした。これにより、吸入調量制御により高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御しているとき、加圧室６０の容積減少時である昇圧・圧送行程から容積増大時の減圧行程に移行する際に、遮断弁６４の開弁状態を良好に維持することができる。換言すれば、加圧室６０の容積増大時の加圧行程及び昇圧・圧送行程における電磁コイル６６の通電量を、容積減少時の減圧行程に比べて小さなものとすることができ、遮断弁６４の電磁コイル６６における電力消費を極力小さなものとすることができる。
【００８３】
また、本実施例では、吸入調量制御により高圧燃料ポンプ５０の圧送量を制御しているとき、遮断弁６４の開弁期間、すなわち、終期が加圧室６０の容積が最大となる時点Ｉに設定されており、始期が高圧燃料ポンプ５０の圧送量に応じて変化するよう設定されているものとしたので、加圧室６０の容積増大時から容積減少時の減圧行程まで連続して、電磁コイル６６に通電させて遮断弁６４を閉弁状態にすることができる。これにより、本実施例に係る吸入調量制御においては、加圧室６０の減圧中に遮断弁６４の閉弁動作を行わせる必要がなくなり、遮断弁６４の開閉動作をより容易なものとすることができる。
【００８４】
また、本実施例では、高圧燃料ポンプ５０は、内燃機関１０のクランク軸からの機械的動力を受けて回転駆動されるポンプ用カム５６と、ポンプ用カム５６に駆動されてシリンダ穴１２内を往復運動するプランジャ５４とを備えるものとし、加圧室６０は、シリンダ穴１２とプランジャに５４より区画されて形成されるものとし、加圧室６０の容積は、ポンプ用カム５６の回転によるプランジャ５４のリフト量の増減に応じて変化するものとした。このような高圧燃料ポンプの場合、高圧燃料噴射装置が噴射することで高圧燃料通路から消費される燃料量に関係なく高圧燃料ポンプの加圧室容積が変化してしまうため、圧送調量制御により高圧燃料ポンプの圧送量を制御すると、低圧燃料通路への燃料の逆流が生じ易く、低圧燃料噴射装置の燃料噴射量に影響を与えるような低周波数の高圧ポンプ起因脈動が生じ易い。よって、このような高圧燃料ポンプを備える内燃機関の場合、本実施例に係る内燃機関の制御手法が特に有用なものとなる。
【００８５】
なお、本発明が適用可能な高圧燃料ポンプは、上述の態様に限定されるものではない。弁体の開閉動作により低圧燃料通路と加圧室の連通と遮断を切替可能な遮断弁とを有し、加圧室の容積増大により低圧燃料通路から加圧室に燃料を吸入し、吸入した燃料を加圧室の容積減少により昇圧させて高圧燃料通路に圧送可能な高圧燃料ポンプであれば、本発明を適用することができる。例えば、ポンプ用カムが電動機からの機械的動力を受けて駆動されることで、加圧室の容積が周期的に変化するような高圧燃料ポンプを備える内燃機関にも、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本実施例に係る内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射する低圧燃料噴射装置と、気筒内に直接燃料を噴射する高圧燃料噴射装置と、低圧燃料噴射装置に燃料を供給する低圧燃料通路から燃料を吸入し昇圧させて高圧燃料噴射装置に燃料を供給する高圧燃料通路に燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、を備える内燃機関に有用であり、特に、内燃機関の作動状態に応じて周期的に容積が変化する加圧室と、開閉動作により低圧燃料通路と加圧室の連通と遮断を切替可能な遮断弁とを有する高圧燃料ポンプを備えた内燃機関に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施例に係る内燃機関の気筒周辺の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施例に係る内燃機関を含むエンジンシステムの概略構成を示す模式図である。
【図３】本実施例に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が実行する高圧燃料ポンプ制御のフローチャートである。
【図４】本実施例に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が実行する圧送調量制御における高圧燃料ポンプの動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本実施例に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が実行する吸入調量制御における高圧燃料ポンプの動作を示すタイミングチャートである。
【図６】燃料噴射起因脈動と高圧ポンプ起因脈動が同時に生じたときの低圧燃料通路における燃圧脈動の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  エンジンシステム
１０  内燃機関
３０  低圧燃料噴射装置
３２  低圧燃料レール
３３  蓄圧室
３４  低圧燃料配管
３６，３８  パルセーションダンパ（ダンパ）
４０  高圧燃料噴射装置
４４  高圧燃料レール
４５  蓄圧室
４６  高圧燃料配管
５０  高圧燃料ポンプ
５１  逆止弁
５４  プランジャ
５６  ポンプ用カム
６０  加圧室
６２  吸入口
６４  遮断弁
６４ａ  弁体
６６  電磁コイル
６７  スプリング
６９  吐出口
７０  内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）
７２  クランク角センサ
８０  燃料タンク
８２  低圧燃料ポンプ
８４  燃料フィルタ
８６  調圧弁
９０  車体燃料配管
【図１】
2008180169.tif 000003
【図２】
2008180169.tif 000004
【図３】
2008180169.tif 000005
【図４】
2008180169.tif 000006
【図５】
2008180169.tif 000007
【図６】
2008180169.tif 000008