(57)【要約】【課題】制御により燃料加圧停止とした場合に過渡状態も含めて燃圧センサによらずに適切な燃料噴射時間を設定し、過渡状態と加圧停止との間で燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招かない筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。【解決手段】高圧燃料ポンプによる加圧停止時は(expf=ON:S402でyes)、プレッシャレギュレータの設定圧に基づいて要求燃料噴射量qinjを燃料噴射時間tauに変換している(S404)。このため検出下限界値より燃料圧力を低くしても、燃圧センサによる実測燃料圧力eprを用いていないので適切な燃料噴射時間tauを算出できる。過渡時も(S402でyes)実測燃料圧力eprを用いず、高圧燃料ポンプの吐出燃料量と燃料噴射量とに基づいて算出した推定燃料圧力vprを用いて変換しているので、適切な燃料噴射時間tauを算出できる(S404)。このことにより課題が達成される。【選択図】図２
2008121637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧燃料ポンプから供給される低圧燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料として筒内噴射用燃料噴射弁に供給する筒内燃料噴射式内燃機関において、燃圧センサにより検出されている前記高圧燃料の燃料圧力と要求燃料噴射量とに基づいて燃料噴射時間を算出して、該燃料噴射時間に基づいて前記筒内噴射用燃料噴射弁に対する開弁制御を実行する燃料噴射制御装置あって、
前記燃圧センサにて検出精度が得られる圧力範囲の下限圧力値より低い燃料圧力に前記高圧燃料を調節する低圧調節要求の発生時に、前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧を停止し、前記低圧調節要求の終了時に、前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧を復帰させる加圧制御手段と、
前記燃圧センサが検出する実測燃料圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換し、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料への加圧が停止された場合には前記低圧燃料の設定圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換し、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧停止への過渡時及び該加圧停止から加圧復帰までの過渡時では、前記高圧燃料ポンプによる吐出燃料量と前記筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射量とに基づいて前記高圧燃料の推定燃料圧力を算出して該推定燃料圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換する変換手段と、
を備えたことを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記低圧燃料ポンプはプレッシャレギュレータが設けられていることにより吐出圧が調節されていると共に、
前記変換手段は、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料への加圧が停止された場合には、前記プレッシャレギュレータの設定圧を、前記低圧燃料の設定圧力として用いることを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記低圧調節要求は、前記要求燃料噴射量の減少に伴って生じ、前記要求燃料噴射量の増加に伴って終了するものであることを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記加圧制御手段は、前記燃料噴射時間が、前記筒内噴射用燃料噴射弁による燃料噴射量制御が可能な燃料噴射時間の下限値である最小燃料噴射時間を下回らないように、前記下限圧力値を下限として前記高圧燃料の燃料圧力を調節し、前記高圧燃料の燃料圧力を前記下限圧力値より低くしなければ前記燃料噴射時間が前記最小燃料噴射時間を下回る場合を、前記低圧調節要求時であるとすることを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記加圧制御手段は、前記高圧燃料ポンプによる吐出燃料量の調節により高圧燃料の燃料圧力を調節することを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧燃料ポンプから供給される低圧燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料として筒内噴射用燃料噴射弁に供給する筒内燃料噴射式内燃機関に対する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧燃料ポンプから供給される燃料を高圧燃料ポンプにより高圧に加圧して筒内噴射用燃料噴射弁にて噴射する筒内燃料噴射式内燃機関が知られている。このような筒内燃料噴射式内燃機関において、高圧燃料ポンプの故障時等の特殊運転時には高圧での燃料噴射制御が困難となるため、低圧燃料ポンプによる燃料圧力により燃料噴射を実行する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３０２３４号公報（第５−９頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような筒内燃料噴射式内燃機関では、高圧燃料ポンプの故障時のみでなく、正常時に燃料噴射制御を実行している場合も高圧での燃料噴射量制御が困難となる場合がある。
例えば、キャニスターから吸気中へのエバポパージや、潤滑油中への燃料混入により吸気中に放出されるブローバイガス中に燃料蒸気が多量に含まれることで、燃料噴射弁からの燃料噴射量を極めて少なくしなければならないことがある。この場合、燃料圧力が高圧のままでは、燃料噴射時間が極度に短くなり、燃料噴射弁による燃料噴射量制御が可能な燃料噴射時間の下限値である最小燃料噴射時間を下回る場合が生じ、適切な燃料噴射量制御ができなくなるおそれがある。
【０００４】
このような問題の解決は、燃料を低圧化して燃料噴射時間を延ばすことであり、この燃料圧力の低圧化により、高精度な燃料噴射量制御を実現することができるはずである。しかし、燃料圧力を検出する燃圧センサは、通常の高圧領域にて精度が確保されているものであり、検出精度が得られる圧力範囲が存在する。したがって燃圧センサには高精度に検出できる下限圧力値が存在する。このため必要な燃料噴射量の低下に伴って燃料圧力を低下させた結果、燃料圧力が前記下限圧力値を下回ると、燃圧センサによる燃料圧力の検出誤差が大きくなり、かえって燃料噴射量制御を悪化させるおそれがある。
【０００５】
このような燃料噴射量制御の悪化防止は、高圧燃料ポンプによる加圧を完全に停止する制御を実行して、燃料圧力を低圧燃料ポンプによる固定圧力とすることで、前記特許文献１と類似の処理を適用すれば可能である。ただし、このような処理のみでは前記下限圧力値から更に低い前記固定圧力へと移行する過渡時においては、燃料圧力が一定ではなくこの過渡時に前記固定圧力を用いたのでは正確な燃料噴射量制御はできない。しかも前記下限圧力値よりも燃料圧力が低いので燃圧センサの検出値は用いることができない。
【０００６】
仮に、不正確でも過渡時に燃圧センサの検出値を用いることも考えられるが、上述したごとく検出精度が低下しているため、過渡状態が終了して前記固定圧力に切り換える際に制御に用いる燃料圧力値の変動幅が大きくなって燃料噴射量制御に悪影響を及ぼすおそれがある。これは前記固定圧力状態から復帰する過渡時においても同じことが言える。
【０００７】
本発明は、制御にて燃料加圧停止状態とした場合に過渡状態も含めて燃圧センサによらずに適切な燃料噴射時間を設定すると共に、過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招かない筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置は、低圧燃料ポンプから供給される低圧燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料として筒内噴射用燃料噴射弁に供給する筒内燃料噴射式内燃機関において、燃圧センサにより検出されている前記高圧燃料の燃料圧力と要求燃料噴射量とに基づいて燃料噴射時間を算出して、該燃料噴射時間に基づいて前記筒内噴射用燃料噴射弁に対する開弁制御を実行する燃料噴射制御装置あって、前記燃圧センサにて検出精度が得られる圧力範囲の下限圧力値より低い燃料圧力に前記高圧燃料を調節する低圧調節要求の発生時に、前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧を停止し、前記低圧調節要求の終了時に、前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧を復帰させる加圧制御手段と、前記燃圧センサが検出する実測燃料圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換し、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料への加圧が停止された場合には前記低圧燃料の設定圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換し、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料に対する加圧停止への過渡時及び該加圧停止から加圧復帰までの過渡時では、前記高圧燃料ポンプによる吐出燃料量と前記筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射量とに基づいて前記高圧燃料の推定燃料圧力を算出して該推定燃料圧力に基づいて前記要求燃料噴射量を前記燃料噴射時間に変換する変換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
変換手段は、通常は燃圧センサが検出する実測燃料圧力に基づいて要求燃料噴射量を燃料噴射時間に変換している。しかし加圧制御手段により高圧燃料ポンプによる低圧燃料に対する加圧停止が行われた場合には低圧燃料の設定圧力に基づいて要求燃料噴射量を燃料噴射時間に変換している。このため低圧調節要求により、高圧燃料を燃圧センサの検出における下限圧力値より低い燃料圧力に調節したとしても、燃圧センサの検出値を用いているわけではなく、低圧燃料の設定圧力に基づいて変換しているので、適切な燃料噴射時間を算出できる。
【００１０】
更に過渡時では、燃圧センサの検出値を用いずに、高圧燃料ポンプによる吐出燃料量と筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射量とに基づいて算出した推定燃料圧力を用いている。高圧燃料ポンプの吐出燃料量が筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射量より多ければ、高圧燃料ポンプから筒内噴射用燃料噴射弁までの燃料経路に存在する高圧燃料の燃料圧力は上昇する。逆に高圧燃料ポンプの吐出燃料量が筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射量より少なければ、高圧燃料の燃料圧力は低下する。したがって吐出燃料量と燃料噴射量とに基づけば、高圧燃料の燃料圧力は推定でき、過渡時は、この推定燃料圧力に基づいて要求燃料噴射量を変換しているので、適切な燃料噴射時間を算出できる。
【００１１】
このように過渡時についても加圧停止時についても、共に燃圧センサの検出値よりも誤差の抑制された燃料圧力値が得られ、適切な燃料噴射時間が設定できる。したがって過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことはない。
【００１２】
請求項２に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１において、前記低圧燃料ポンプはプレッシャレギュレータが設けられていることにより吐出圧が調節されていると共に、前記変換手段は、前記加圧制御手段により前記高圧燃料ポンプによる前記低圧燃料への加圧が停止された場合には、前記プレッシャレギュレータの設定圧を、前記低圧燃料の設定圧力として用いることを特徴とする。
【００１３】
予め設定されているプレッシャレギュレータの設定圧を用いることで、高圧燃料ポンプによる低圧燃料に対する加圧停止時にて、低圧燃料の設定圧力が容易に得られる。したがって加圧停止時において燃圧センサの検出値を用いずに適切な燃料噴射時間を容易に算出できる。
【００１４】
請求項３に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１又は２において、前記低圧調節要求は、前記要求燃料噴射量の減少に伴って生じ、前記要求燃料噴射量の増加に伴って終了するものであることを特徴とする。
【００１５】
エバポパージやブローバイガス中燃料混入などにより要求燃料噴射量の減少が大きくなった場合には、高圧燃料を燃圧センサにて検出精度が得られる圧力範囲の下限圧力値より低い燃料圧力に調節する必要が生じる場合があり、この場合に低圧調節要求が生じる。そしてエバポパージやブローバイガス中燃料混入などがなくなるなどにより、要求燃料噴射量の大きな減少状態から増加して回復すれば、高圧燃料を前記下限圧力値より低い燃料圧力に調節する必要がなくなり、低圧調節要求が終了することになる。
【００１６】
このような要求燃料噴射量の増減時に、前記請求項１又は２のごとく制御することにより、下限圧力値より低い燃料圧力状態とした場合に過渡時も含めて燃圧センサによらずに適切な燃料噴射時間を設定できる。そしてこのことにより過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことがない。
【００１７】
請求項４に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記加圧制御手段は、前記燃料噴射時間が、前記筒内噴射用燃料噴射弁による燃料噴射量制御が可能な燃料噴射時間の下限値である最小燃料噴射時間を下回らないように、前記下限圧力値を下限として前記高圧燃料の燃料圧力を調節し、前記高圧燃料の燃料圧力を前記下限圧力値より低くしなければ前記燃料噴射時間が前記最小燃料噴射時間を下回る場合を、前記低圧調節要求時であるとすることを特徴とする。
【００１８】
加圧制御手段は、このように燃料圧力を制御することにより、変換手段は、通常時は燃圧センサにて検出された燃料圧力に基づいて高精度に燃料噴射時間を算出でき、低圧調節要求時及び過渡時には、前述したごとく燃圧センサによらずに燃料圧力が得られ、適切な燃料噴射時間を算出できる。更に上記過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことがない。
【００１９】
請求項５に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記加圧制御手段は、前記高圧燃料ポンプによる吐出燃料量の調節により高圧燃料の燃料圧力を調節することを特徴とする。
【００２０】
このように高圧燃料ポンプの吐出燃料量の調節により、高圧燃料の燃料圧力調節が可能である。そして、このような燃料圧力調節において、過渡時についても加圧停止時についても、共に燃圧センサの検出値よりも誤差の抑制された燃料圧力値が得られ、適切な燃料噴射時間が設定できる。したがって過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された筒内燃料噴射式内燃機関（以下「エンジン」と称する）２及びその燃料噴射制御装置の概略構成を表すブロック図である。エンジン２は複数気筒、例えば４気筒ガソリンエンジンとして構成されている。エンジン２の各シリンダ４内にはピストン６が往復動可能に設けられており、このピストン６の頂面と、シリンダ４の内壁面及びシリンダヘッド８の下面とによって燃焼室１０が区画形成されている。燃焼室１０には吸気通路１２及び排気通路１４が接続されており、これら各通路１２，１４はシリンダヘッド８に支持された吸気バルブ１６及び排気バルブ１８によって開閉される。
【００２２】
吸気通路１２には燃焼室１０に導入される吸入空気量を調節するためのスロットルバルブ２０が、排気通路１４には排気を浄化するための触媒コンバータ２２がそれぞれ設けられている。吸気通路１２に設けられたサージタンク１２ａにはキャニスターから蒸発する燃料蒸気あるいはブローバイガスを吸気内に放出する放出口１２ｂが設けられている。
【００２３】
シリンダヘッド８には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射するインジェクタ２４（筒内噴射用燃料噴射弁に相当）と、燃焼室１０内の混合気に点火する点火プラグ２６とが各シリンダ４に対応してそれぞれ設けられている。インジェクタ２４には電磁弁２８が内蔵されており、この電磁弁２８の開閉動作により燃料噴射量及び燃料噴射時期が調節される。このインジェクタ２４には、高圧燃料ポンプ３０及びフィードポンプ３２（低圧燃料ポンプに相当）等を備えて構成される燃料供給装置により高圧燃料が供給されている。
【００２４】
この燃料供給装置は、燃料タンク３４内の燃料を吸引吐出するフィードポンプ３２、このフィードポンプ３２側とは低圧燃料配管３６を介して接続された高圧燃料ポンプ３０、この高圧燃料ポンプ３０とは高圧燃料配管３８を介して接続されたデリバリパイプ４０等を備えている。デリバリパイプ４０には各インジェクタ２４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
燃料タンク３４の燃料はフィードポンプ３２側から低圧燃料配管３６を通じて高圧燃料ポンプ３０に供給されるが、フィードポンプ３２の吐出圧はフィードポンプ３２の吐出側に設けられたプレッシャレギュレータ４２によって一定のフィード圧（ここでは「０．３ＭＰａ」：設定圧に相当）に調圧されている。
【００２６】
高圧燃料ポンプ３０は、排気バルブ１８を排気カムにて開閉駆動する排気カムシャフト４４上に設けられたポンプカム４４ａによって駆動される。このポンプカム４４ａの回転にて高圧燃料ポンプ３０に設けられたプランジャ３０ａが駆動される。このことにより、高圧燃料ポンプ３０は、プレッシャレギュレータ４２を介してフィードポンプ３２側から供給されるフィード圧状態の低圧燃料を、高圧燃料ポンプ３０内部の加圧室にて高圧（ここでは通常時「８〜１３ＭＰａ」）に加圧している。こうして生じた高圧燃料を、高圧燃料配管３８を通じてデリバリパイプ４０に供給する。こうしてデリバリパイプ４０に供給された燃料は各インジェクタ２４に分配供給される。
【００２７】
高圧燃料ポンプ３０にはデリバリパイプ４０に供給する加圧された吐出燃料量を調節する電磁制御弁３０ｂが設けられている。この電磁制御弁３０ｂによって加圧された吐出燃料量が調節されることによりデリバリパイプ４０内における高圧燃料の燃料圧力、換言すればインジェクタ２４から噴射される燃料の噴射圧力が所定の圧力値に調節されるようになっている。
【００２８】
この電磁制御弁３０ｂは、デューティ制御による制御信号値ｐｄｕｔｙにて吐出燃料量の調節が行われるが、デリバリパイプ４０に加圧された燃料を供給しない場合（ｐｄｕｔｙの最低値）には、電磁制御弁３０ｂに内蔵されているスプリングの付勢力によって開弁状態を継続する。このことにより低圧燃料配管３６は高圧燃料ポンプ３０の加圧室を介して高圧燃料配管３８と常時連通されるようになる。その結果、フィードポンプ３２からプレッシャレギュレータ４２のフィード圧状態にある燃料がデリバリパイプ４０に供給されるようになる。
【００２９】
インジェクタ２４から噴射される燃料と吸気バルブ１６の開弁時に吸気通路１２を通じて燃焼室１０内に導入される吸入空気とにより形成される混合気は、点火プラグ２６によって点火されて燃焼する。こうして燃焼した混合気は排気バルブ１８の開弁時に燃焼室１０から排気として排気通路１４に排出され、触媒コンバータ２２を通じて外部に排出される。
【００３０】
本実施の形態におけるエンジン２では、その燃焼形態が、空燃比又は燃料噴射方式が異なる複数のモード（成層燃焼、弱成層燃焼、均質燃焼）の間で切り換えるようになっている。燃焼形態として成層燃焼が選択されると、燃料は圧縮行程に噴射されるようになる。したがって点火プラグ２６近傍の混合気は点火時において部分的に点火可能なリッチな状態となる。この成層燃焼の場合、混合気の平均的な空燃比（Ａ／Ｆ）は理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）よりもリーン（Ａ／Ｆ＝２５〜５０）に設定される。燃焼形態として弱成層燃焼が選択されると、燃料は吸気行程と圧縮行程との２回に分割して噴射されるようになり、空燃比は理論空燃比よりもリーン（Ａ／Ｆ＝２０〜３０）に設定される。又、この弱成層燃焼では、一部の燃料が吸気行程において噴射されるため、点火時における燃焼室１０内の空燃比の差は成層燃焼と比較して小さくなる。燃焼形態として均質燃焼が選択されると、燃料は吸気行程で噴射されるようになる。この均質燃焼では、吸気行程で全ての燃料が噴射されるため、点火時における燃焼室１０内の空燃比は略均一になり、その空燃比は運転状態に応じて理論空燃比、リーン（Ａ／Ｆ＝１５〜２３）、及びリッチ（Ａ／Ｆ＝１１〜１３）に適宜設定される。
【００３１】
尚、このように燃焼形態が複数のモードを採用するエンジンでなく、均質燃焼のみを実行するエンジン、あるいは成層燃焼、弱成層燃焼、均質燃焼の内のいずれか２つのみを実行するエンジンであっても良い。
【００３２】
エンジン２には、その運転状態を検出するためのセンサが次に述べるごとく各種設けられている。ピストン６の往復動に伴って回転するクランクシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転速度（機関回転数ＮＥ）とその回転角度を検出するためのクランク角センサ４６が設けられている。クランクシャフトと連動して回転する吸気カムシャフトの近傍には、カム角を検出するためのカム角センサ４８が設けられている。
【００３３】
吸気通路１２においてスロットルバルブ２０の上流側には吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量センサ５０が設けられている。運転者によって踏込操作されるアクセルペダルには、この踏込量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を算出するアクセルセンサ５２が設けられている。電動モータ２０ａにて駆動されるスロットルバルブ２０にはその開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットル開度センサ５４が設けられている。デリバリパイプ４０にはその内部の燃料の圧力を、実測燃料圧力ｅｐｒとして検出する燃圧センサ５６が設けられている。排気通路１４には排気成分に基づいて空燃比Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ５８が設けられている。
【００３４】
これら各種センサ４６〜５８の検出信号はいずれもエンジン２の各種制御を実行するための電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０に入力される。ＥＣＵ６０は各種センサ４６〜５８からの検出信号に基づいてインジェクタ２４の電磁弁２８や高圧燃料ポンプ３０の電磁制御弁３０ｂ、及び点火プラグ２６の点火時期を調節するイグナイタ等を駆動することにより、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧に係る制御や点火時期に係る制御等を実行する。ＥＣＵ６０はこのような各種制御を実行するための制御プログラムや関数データが予め記憶されたメモリ６０ａを備えている。
【００３５】
以下、ＥＣＵ６０によって実行される各種制御の内で、燃料噴射時間設定処理について説明する。図２は燃料噴射時間設定処理のフローチャートであり、一定のクランク角毎の割込処理として実行される。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００３６】
本処理が開始されると、まず図３に示す要求判定処理が実行される（Ｓ１００）。要求判定処理（図３）では、要求燃料噴射量ｑｉｎｊ（１噴射当たりの燃料体積量：ｍｍ3）が最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮより小さく、かつ低燃圧要求フラグｅｘｐｄがＯＦＦで、かつ低燃圧時フラグｅｘｐｆがＯＦＦか否かが判定される（Ｓ１０２）。ここで低燃圧要求フラグｅｘｐｄは後述する減圧過渡時処理（図４）を実行させるためのフラグであり、低燃圧時フラグｅｘｐｆは後述するごとく燃料圧力を低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦに設定している状態を示すフラグである。これらフラグは、後述する昇圧過渡時処理（図５）を実行させる高燃圧要求フラグｅｘｐｕと共に、初期値としてはＯＦＦに設定されている。
【００３７】
要求燃料噴射量ｑｉｎｊは、現在のエンジン制御に対して要求される空燃比や各種燃料増量処理などから設定される１噴射当たりに要求される燃料噴射量の値である。最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮは、ＥＣＵ６０が別途、燃圧センサ５６が検出している実測燃料圧力ｅｐｒに基づいて算出している燃料噴射量制御が可能な最小値である最小燃料噴射量Ｑｍｉｎの下限値である。
【００３８】
エバポパージやブローバイガス中の燃料蒸気が過剰でない通常時においては、要求燃料噴射量ｑｉｎｊが大きく減少することはなく、要求燃料噴射量ｑｉｎｊに基づいて設定される燃料圧力ｅｐｒは燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩに近づいたり到達したりすることはない。したがって要求燃料噴射量ｑｉｎｊは最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮに近づくことはない。
【００３９】
したがって上述した通常時にはｑｉｎｊ≧ＫＱＭＩＮであることから（Ｓ１０２でno）、式１にて示すごとく要求燃料噴射量ｑｉｎｊが最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮ＋ＱＨＩＳ以上であり、かつ低燃圧要求フラグｅｘｐｄと低燃圧時フラグｅｘｐｆとのいずれかがＯＮか否かが判定される（Ｓ１０６）。
【００４０】
［式１］  ｑｉｎｊ  ≧  ＫＱＭＩＮ  ＋  ＱＨＩＳ
ここでヒステリシス値ＱＨＩＳはステップＳ１０２の判定の関係で、制御上のハンチングを防止するために設けられた加算値である。
【００４１】
継続して通常時の処理を実行している場合には、ｑｉｎｊ≧ＫＱＭＩＮ＋ＱＨＩＳであっても、低燃圧要求フラグｅｘｐｄ及び低燃圧時フラグｅｘｐｆは共にＯＦＦであるので（Ｓ１０６でno）、このまま本処理を出る。
【００４２】
直前まで低燃圧状態での処理を実行していた状況（ｅｘｐｆ＝ＯＮ）であって、ｑｉｎｊ≧ＫＱＭＩＮ＋ＱＨＩＳとなった場合では（Ｓ１０６でyes）、次に高燃圧要求フラグｅｘｐｕにＯＮを設定し、低燃圧要求フラグｅｘｐｄと低燃圧時フラグｅｘｐｆとに共にＯＦＦを設定して（Ｓ１０８）、本処理を出る。
【００４３】
尚、直前の状態が減圧過渡処理を実行していた状況（ｅｘｐｄ＝ＯＮ）にて、ｑｉｎｊ≧ＫＱＭＩＮ＋ＱＨＩＳとなった場合でも（Ｓ１０６でyes）、高燃圧要求フラグｅｘｐｕにＯＮを設定し、低燃圧要求フラグｅｘｐｄと低燃圧時フラグｅｘｐｆとにＯＦＦを設定して（Ｓ１０８）、本処理を出る。
【００４４】
ここで図６のタイミングチャートに示すごとく、通常時の処理を実行している際にエバポパージやブローバイガス中の燃料蒸気が過剰となった場合を考える。この場合には、要求燃料噴射量ｑｉｎｊが過剰に減少し、これに連動して燃料圧力ｅｐｒも大きく低下して燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩに到達する（ｔ０）。しかし燃圧センサ５６の検出値（燃料圧力ｅｐｒ）を用いている制御上、燃料圧力ｅｐｒを燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩより低く制御することは、検出する燃料圧力ｅｐｒの精度低下を招く。このため、燃料圧力ｅｐｒ＝ＫＰＩにて燃料圧力ｅｐｒの低下を停止させる燃料圧力制御を行う。したがって最小燃料噴射量Ｑｍｉｎも同様に燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩに対応する最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮに一致して一定化する（ｔ０〜ｔ１）。
【００４５】
この後も更に要求燃料噴射量ｑｉｎｊが減少することで、ｑｉｎｊ≦ＫＱＭＩＮを満足させる状況が発生する（ｔ１）。この時、低燃圧要求フラグｅｘｐｄと低燃圧時フラグｅｘｐｆとは共にＯＦＦである（Ｓ１０２でyes）。したがって低燃圧要求フラグｅｘｐｄにＯＮを設定し、高燃圧要求フラグｅｘｐｕにＯＦＦを設定し、推定燃料圧力ｖｐｒの初期値としてこの時に燃圧センサ５６にて検出されている実測燃料圧力ｅｐｒを設定して（Ｓ１０４）、本処理を出る。
【００４６】
燃料噴射時間設定処理（図２）の説明に戻り、上述した要求判定処理（Ｓ１００：図３）にて要求内容が決定すると、次に図４に示す減圧過渡時処理（Ｓ２００）が実行される。減圧過渡時処理（図４）では、まず低燃圧要求フラグｅｘｐｄがＯＮか否かが判定される（Ｓ２０２）。ここでｅｘｐｄ＝ＯＦＦであれば（Ｓ２０２でno）、このまま本処理を出る。図６のタイミングｔ１の場合のごとくｅｘｐｄ＝ＯＮであると（Ｓ２０２でyes）、次に推定燃料圧力ｖｐｒが低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦより小さく、かつ式２により、前回検出した実測燃料圧力ｐｒｏから今回の実測燃料圧力ｅｐｒの変動が燃圧安定判定定数ＫＳＰ内に存在するかが判定される（Ｓ２０４）。
【００４７】
［式２］  −ＫＳＰ  ＜  ｐｒｏ  −  ｅｐｒ  ＜  ＫＳＰ
ここで低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦは、前述したごとくプレッシャレギュレータ４２により設定されているフィード圧であり固定値である。
【００４８】
ここでｖｐｒ≧ＫＰＦであるか、又は式２を満足していなければ（Ｓ２０４でno）、減圧制御が開始されていないか、あるいは減圧制御状態となってから未だ高圧燃料ポンプ３０の加圧停止に至っていないとして、まず減圧制御を行うあるいは継続する（Ｓ２０７：図６のｔ１〜）。ここでは高圧燃料ポンプ３０の電磁制御弁３０ｂに出力される制御信号値ｐｄｕｔｙを減少させることにより、高圧燃料ポンプ３０からデリバリパイプ４０への吐出燃料量を、インジェクタ２４からの燃料噴射量よりも少なくする。このことでインジェクタ２４が噴射する燃料圧力を低下させる。
【００４９】
次に式３にて推定燃料圧力ｖｐｒを算出する（Ｓ２０８）。
［式３］  ｖｐｒ  ←  ｖｐｒ  ＋  ＰＵＰ×ｐｄｕｔｙ  −  ＰＤＱ×ｑｉｎｊ
この式３の右辺において「ｖｐｒ」はステップＳ２０８の処理直前での推定燃料圧力ｖｐｒの値を示す。
【００５０】
式３の右辺の「ＰＵＰ×ｐｄｕｔｙ」の内、「ＰＵＰ」は燃圧上昇定数であり、燃料噴射時間設定処理の１周期分での燃料圧力上昇量を、高圧燃料ポンプ３０からの吐出燃料量に対応する制御信号値ｐｄｕｔｙの単位当たりに換算した定数である。したがって「ＰＵＰ×ｐｄｕｔｙ」は、現在の制御信号値ｐｄｕｔｙにより燃料噴射時間設定処理の１周期に高圧燃料ポンプ３０からデリバリパイプ４０側へ吐出される吐出燃料量により生じる燃料圧力上昇分を表している。
【００５１】
式３の右辺の「ＰＤＱ×ｑｉｎｊ」の内、「ＰＤＱ」は燃圧下降定数であり、燃料噴射時間設定処理の１周期分での燃料圧力下降量を、インジェクタ２４の１噴射にて噴射される燃料噴射量の単位当たりに換算した定数である。したがって「ＰＤＱ×ｑｉｎｊ」は、現在の要求燃料噴射量ｑｉｎｊにより燃料噴射時間設定処理の１周期にインジェクタ２４から燃料噴射がなされたことにより生じる燃料圧力下降分を表している。
【００５２】
直前のステップＳ２０７では制御信号値ｐｄｕｔｙの減少を行っていることから、これらステップＳ２０７，Ｓ２０８が繰り返されることにより、実際の燃料圧力は低下し、これに対応するように推定燃料圧力ｖｐｒの算出値も低下することになる（図６：ｔ１〜ｔ２）。
【００５３】
こうして燃料圧力が低下することで、ステップＳ２０４の判定にて、ｖｐｒ＜ＫＰＦでかつ式２を満足するようになる（Ｓ２０４でyes、図６：ｔ２）。ここで実測燃料圧力ｅｐｒについては燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩ以下であり、絶対値としては正確ではないが、値の変動自体は高精度に判明する。このため制御信号値ｐｄｕｔｙの低下により高圧燃料ポンプ３０による加圧分が完全になくなる、すなわち高圧燃料ポンプ３０としての吐出燃料量がなくなると、デリバリパイプ４０での高圧燃料の燃料圧力がプレッシャレギュレータ４２のフィード圧そのものとなる。このことによりこれ以上の燃料圧力の低下はないので前記式２が満足されるようになる。
【００５４】
このようにステップＳ２０４でyesとされると、高圧燃料ポンプ３０による加圧は停止となっているとして、低燃圧要求フラグｅｘｐｄをＯＦＦとし低燃圧時フラグｅｘｐｆをＯＮとし推定燃料圧力ｖｐｒに低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦを設定する（Ｓ２０６）。
【００５５】
このステップＳ２０６の次に、あるいは前記ステップＳ２０８の次に、前回値としての実測燃料圧力ｐｒｏに現在の実測燃料圧力ｅｐｒの値が設定される（Ｓ２１０）。こうして本処理を出る。
【００５６】
燃料噴射時間設定処理（図２）の説明に戻り、上述した減圧過渡時処理（Ｓ２００：図４）の次に図５に示す昇圧過渡時処理（Ｓ３００）が実行される。昇圧過渡時処理（図５）では、まず高燃圧要求フラグｅｘｐｕがＯＮか否かが判定される（Ｓ３０２）。ここでｅｘｐｕ＝ＯＦＦであれば（Ｓ３０２でno）、このまま本処理を出る（図６のｔ２〜ｔ３）。図６のタイミングｔ２〜ｔ３の間では、要求燃料噴射量ｑｉｎｊが増加に向かっている。このことでタイミングｔ３にて前記式１が満足されることで（Ｓ１０６でyes）、ｅｘｐｕ＝ＯＮになった場合には（Ｓ３０２でyes）、次に推定燃料圧力ｖｐｒと現在の実測燃料圧力ｅｐｒとが共に燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩ以上であるかが判定される（Ｓ３０４）。
【００５７】
ここでｖｐｒ＜ＫＰＩであるか、又はｅｐｒ＜ＫＰＩであれば（Ｓ３０４でno）、昇圧制御が開始していないか、あるいは昇圧制御状態となってから未だ高圧燃料ポンプ３０による加圧が完了していないとして、まず昇圧制御を行うあるいは継続する（Ｓ３０７）。ここでは高圧燃料ポンプ３０の電磁制御弁３０ｂに出力される制御信号値ｐｄｕｔｙを増大させることにより、高圧燃料ポンプ３０からデリバリパイプ４０へ加圧した吐出燃料量を、インジェクタ２４からの燃料噴射量よりも多くする。このことでインジェクタ２４が噴射する燃料圧力を上昇させる。
【００５８】
次に前記式３にて推定燃料圧力ｖｐｒを算出する（Ｓ３０８）。直前のステップＳ３０７では制御信号値ｐｄｕｔｙの増大を行っていることから、これらステップＳ３０７，Ｓ３０８が繰り返されることにより、実際の燃料圧力は上昇し、これに対応するように推定燃料圧力ｖｐｒの値も大きくなる（図６：ｔ３〜ｔ４）。
【００５９】
こうして燃料圧力が上昇することで、ステップＳ３０４の判定にて、ｖｐｒ≧ＫＰＩでかつｅｐｒ≧ＫＰＩを満足するようになる（Ｓ３０４でyes：図６のｔ４）。すなわち制御信号値ｐｄｕｔｙの増大により高圧燃料ポンプ３０による加圧が完全となり、デリバリパイプ４０での高圧燃料の燃料圧力が通常の高圧状態となったことを示している。
【００６０】
したがって高圧燃料ポンプ３０による加圧が完了しているとして、高燃圧要求フラグｅｘｐｕにＯＦＦを設定する（Ｓ３０６）。
このステップＳ３０６、あるいは前記ステップＳ３０８が終了すると本処理を出る。
【００６１】
燃料噴射時間設定処理（図２）の説明に戻り、上述した昇圧過渡時処理（Ｓ３００：図５）の次に低燃圧要求フラグｅｘｐｄ、高燃圧要求フラグｅｘｐｕ、低燃圧時フラグｅｘｐｆのいずれかがＯＮになっているか否かが判定される（Ｓ４０２）。ここでいずれかがＯＮの場合には（Ｓ４０２でyes）、減圧過渡時、低燃料圧力（フィード圧）状態、あるいは昇圧過渡時である。したがって、実際の燃料圧力は、燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩよりも低いとして、式４に示すごとく推定燃料圧力ｖｐｒ（ステップＳ２０６にて設定した低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦの場合も含む）に基づいて、燃料噴射時間ｔａｕを算出する（Ｓ４０４）。
【００６２】
［式４］  ｔａｕ  ←  Ｆｋｐｒ（ｖｐｒ）×ｑｉｎｊ
ここで時間変換係数算出関数Ｆｋｐｒ（）は、要求燃料噴射量ｑｉｎｊを燃料噴射時間ｔａｕに変換するための変換係数を、燃料圧力（ここでは推定燃料圧力ｖｐｒ、低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦ）から求めるための関数である。実際には燃料圧力の平方根を含む計算により変換係数が求められる。
【００６３】
又、低燃圧要求フラグｅｘｐｄ、高燃圧要求フラグｅｘｐｕ、低燃圧時フラグｅｘｐｆのいずれもがＯＦＦの場合には（Ｓ４０２でno）、減圧過渡時、低燃料圧力（フィード圧）状態、及び昇圧過渡時のいずれでもなく、燃料圧力は高圧燃料ポンプ３０により通常の高圧に制御されている判断される。したがって実際の燃料圧力は燃圧センサ検出下限界値ＫＰＩよりも高いとして、式５に示すごとく実測燃料圧力ｅｐｒに基づいて、燃料噴射時間ｔａｕを算出する（Ｓ４０６）。
【００６４】
［式５］  ｔａｕ  ←  Ｆｋｐｒ（ｅｐｒ）×ｑｉｎｊ
ここで時間変換係数算出関数Ｆｋｐｒ（）は前述したごとくである。
前記ステップＳ４０４あるいは前記ステップＳ４０６により燃料噴射時間ｔａｕが算出されると本処理を出る。そして次の制御周期時に、再度ステップＳ１００からの処理が開始される。
【００６５】
ここで、図６以外の制御例を図７，８のタイミングチャートに示す。図７では最小燃料噴射量Ｑｍｉｎが最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮに到達して一定化する（ｔ１０〜ｔ１１）。その後、要求燃料噴射量ｑｉｎｊが最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ以下となり（Ｓ１０２でyes：ｔ１１）、減圧過渡時となり最小燃料噴射量Ｑｍｉｎは更に低下する（ｔ１１〜ｔ１２）。しかし要求燃料噴射量ｑｉｎｊは早期に上昇開始することにより、減圧過渡時に前記式１が満足されて（Ｓ１０６でyes：ｔ１２）、直ちに昇圧過渡時となる（ｔ１２〜ｔ１３）。そしてステップＳ３０４の条件が満足されると（ｔ１３）、通常の高圧燃料圧力処理に戻る。
【００６６】
図８では最小燃料噴射量Ｑｍｉｎが最小燃料噴射量下限値ＫＱＭＩＮに到達して一定化する（ｔ２０〜ｔ２１）。しかし、低下してきた要求燃料噴射量ｑｉｎｊは最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ以下となることはなく（Ｓ１０２でno、Ｓ１０６でno）、上昇する。このことにより、減圧過渡時となることはなく、通常の高圧燃料圧力処理が継続する。
【００６７】
上述した構成において、請求項との関係は、前述したごとく要求燃料噴射量ｑｉｎｊの変化に対応して最小燃料噴射量Ｑｍｉｎが移動するように高圧燃料の燃料圧力を調節する処理、減圧制御（Ｓ２０７）及び昇圧制御（Ｓ３０７）が加圧制御手段としての処理に相当する。図２〜図５におけるステップＳ２０７，Ｓ３０７以外の処理が変換手段としての処理に相当する。
【００６８】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．通常時（Ｓ４０２でno）では燃圧センサ５６が検出する実測燃料圧力ｅｐｒに基づいて要求燃料噴射量ｑｉｎｊを燃料噴射時間ｔａｕに変換している（Ｓ４０６）。しかし高圧燃料ポンプ３０による低圧燃料の加圧が停止状態となった場合には（Ｓ２０４でyes以後）、低圧燃料の設定圧力、ここではフィードポンプ３２のフィード圧（低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦ）に基づいて要求燃料噴射量ｑｉｎｊを燃料噴射時間ｔａｕに変換している（Ｓ４０４）。このため低圧調節要求（低燃圧要求フラグｅｘｐｄ＝ＯＮ）により、高圧燃料を検出下限界値ＫＰＩより低い燃料圧力に調節したとしても、燃圧センサ５６の検出値（実測燃料圧力ｅｐｒ）を用いているわけではなく、低圧燃料の設定圧力に基づいて変換しているので、適切な燃料噴射時間ｔａｕを算出できる。
【００６９】
更に過渡時（Ｓ２０４でno、Ｓ３０４でno）では、燃圧センサ５６の検出値（実測燃料圧力ｅｐｒ）を用いずに、高圧燃料ポンプ３０の吐出燃料量とインジェクタ２４の燃料噴射量とに基づいて算出した推定燃料圧力（Ｓ２０８，Ｓ３０８）を用いている。高圧燃料ポンプ３０の吐出燃料量がインジェクタ２４の燃料噴射量より多ければ、高圧燃料ポンプ３０からインジェクタ２４までの燃料経路であるデリバリパイプ４０に存在する高圧燃料の燃料圧力は上昇する。逆に高圧燃料ポンプ３０の吐出燃料量がインジェクタ２４の燃料噴射量より少なければ、高圧燃料の燃料圧力は低下する。したがって吐出燃料量と燃料噴射量とに基づけば、高圧燃料の燃料圧力は推定でき、過渡時は、この推定燃料圧力ｖｐｒに基づいて変換しているので、適切な燃料噴射時間ｔａｕを算出できる（Ｓ４０４）。
【００７０】
このように過渡時についても、加圧停止時すなわちフィードポンプ３２のフィード圧状態時についても、共に燃圧センサ５６の検出値（実測燃料圧力ｅｐｒ）よりも誤差の抑制された値が得られ、適切な燃料噴射時間ｔａｕが算出できる。したがって過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことはない。
【００７１】
（ロ）．フィードポンプ３２は、プレッシャレギュレータ４２によりフィード圧（低圧ポンプ制御燃料圧力ＫＰＦ）が調節されている。このことにより低圧燃料の設定圧力としてプレッシャレギュレータ４２の設定圧を用いることができる。このことにより高圧燃料ポンプ３０の加圧停止時に用いるフィード圧が容易に得られるので、加圧停止時において燃圧センサ５６の検出値（実測燃料圧力ｅｐｒ）を用いずに適切な燃料噴射時間ｔａｕを容易に算出できる。
【００７２】
（ハ）．ＥＣＵ６０では、インジェクタ２４の燃料噴射時間ｔａｕが最小燃料噴射時間を下回らないように、燃圧センサ５６の検出下限界値ＫＰＩを下限として高圧燃料の燃料圧力を調節している。そして高圧燃料の燃料圧力を燃圧センサ５６の検出下限界値ＫＰＩより低くしなければインジェクタ２４の燃料噴射時間ｔａｕが最小燃料噴射時間を下回る場合を（Ｓ１０２でyes）、低圧調節要求時であるとしている。このようにＥＣＵ６０が燃料圧力制御することにより、通常時は燃圧センサ５６の実測燃料圧力ｅｐｒに基づいて高精度に燃料噴射時間ｔａｕを算出でき、低圧調節要求時及び過渡時には、前述したごとく燃圧センサ５６によらずに推定燃料圧力ｖｐｒが得られ、適切な燃料噴射時間ｔａｕを算出できる。更に、このことにより上記過渡状態と加圧停止状態との間で状態が移行する時も燃料噴射量制御に用いる燃料圧力値の大きな変動を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態１のエンジン及び燃料噴射制御装置のブロック図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行する燃料噴射時間設定処理のフローチャート。
【図３】同じく要求判定処理のフローチャート。
【図４】同じく減圧過渡時処理のフローチャート。
【図５】同じく昇圧過渡時処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図７】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７４】
２…エンジン、４…シリンダ、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２…吸気通路、１２ａ…サージタンク、１２ｂ…放出口、１４…排気通路、１６…吸気バルブ、１８…排気バルブ、２０…スロットルバルブ、２０ａ…電動モータ、２２…触媒コンバータ、２４…インジェクタ、２６…点火プラグ、２８…電磁弁、３０…高圧燃料ポンプ、３０ａ…プランジャ、３０ｂ…電磁制御弁、３２…フィードポンプ、３４…燃料タンク、３６…低圧燃料配管、３８…高圧燃料配管、４０…デリバリパイプ、４２…プレッシャレギュレータ、４４…排気カムシャフト、４４ａ…ポンプカム、４６…クランク角センサ、４８…カム角センサ、５０…吸入空気量センサ、５２…アクセルセンサ、５４…スロットル開度センサ、５６…燃圧センサ、５８…空燃比センサ、６０…ＥＣＵ、６０ａ…メモリ。
【図１】
2008121637.tif 000003
【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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