(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料を汲み出して吐出するフィードポンプと、前記フィードポンプから供給された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプから供給された燃料を蓄える高圧燃料配管と、前記高圧燃料配管に蓄えられた燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と、前記高圧燃料配管内の燃圧を検出する燃圧センサと、前記高圧ポンプを経由せずに前記フィードポンプから供給された燃料を噴射する低圧燃料噴射弁と、を有した内燃機関に適用されて、前記燃圧センサの燃圧検出値を目標燃圧とするように前記高圧ポンプの作動制御を行う燃圧制御部を備える内燃機関の制御装置において、
前記燃圧制御部による前記高圧ポンプの作動制御中に、前記燃圧検出値が、前記目標燃圧よりも低い規定の低下判定燃圧以下となった状態が規定の低下判定時間以上継続したとき、前記フィードポンプから前記高圧ポンプに供給される燃料の圧力を高める昇圧制御を行う昇圧制御部と、
前記昇圧制御が開始されたときに、前記高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して前記低圧燃料噴射弁により燃料噴射を行っていた場合、同昇圧制御の開始後に、前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する強制噴射制御部と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記低下判定燃圧は、定数である低下判定値を、前記目標燃圧から引いた値として設定される
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記昇圧制御部は、同昇圧制御の開始後における前記高圧燃料噴射弁の燃料噴射量の積算値が規定の燃温低下判定値以上となったときに、前記昇圧制御を終了する
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記昇圧制御部は、前記昇圧制御の開始後に、前記燃圧検出値が、前記目標燃圧よりも低い規定の未回復判定燃圧以下の状態が規定の未回復判定時間以上継続した場合、同昇圧制御を終了する
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。
【請求項５】
前記強制噴射制御部は、前記昇圧制御の開始後に前記燃圧検出値が前記目標燃圧以上の状態が規定の燃圧回復判定時間以上継続したときに前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する
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。
【請求項６】
当該制御装置は、同内燃機関のアイドル運転中に前記高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して、前記低圧燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射切替部を備えるものであって、
且つ前記強制噴射制御部は、前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を前記内燃機関のアイドル運転中に開始した場合、同アイドル運転の終了まで前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を継続する
請求項１〜５のいずれか１項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】
周知のように、筒内噴射式の内燃機関では、気筒内への噴射のため、高圧の燃料の供給が必要となる。そのため、この種の内燃機関では、フィードポンプが燃料タンクから汲み出した燃料を加圧する高圧ポンプ、及び加圧された燃料を蓄える高圧燃料配管を備え、その高圧燃料配管から筒内噴射用の高圧燃料噴射弁に燃料を供給している。
【０００３】
高圧ポンプ内の燃温が燃料の沸点以上に上昇すると、ポンプ内の燃料がベーパ化して、加圧動作を行っても、内部のベーパが圧縮されるだけで液体の燃料に圧力を加えられない、いわゆるベーパロックの状態となる。そこで従来、特許文献１には、高圧ポンプ内の燃温が閾値以上となったときに、フィードポンプから高圧ポンプに供給される燃料の圧力を上昇させることで、ベーパロックを予防する内燃機関の制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５１３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、市場に流通する燃料は、国や地域、季節などにより性状が異なっており、同一の圧力での燃料の沸点にも違いがある。そのため、上記のようなベーパロックの予防制御の実行条件となる燃温の閾値は、最も沸点の低い燃料の使用を想定して設定する必要がある。ただし、実用では、想定よりも沸点の高い燃料が使用される場合が多く、その場合には、不要に高い頻度で予防処理が実行されることになり、その分、フィードポンプの消費電力の不要な増加を、ひいては発電負荷の増大による内燃機関の燃費の不要な悪化を招く結果となる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、高圧ポンプのベーパロックに起因した高圧燃料噴射時における噴射圧不足の抑制を、燃費の悪化を抑えて効率的に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、燃料タンクから燃料を汲み出して吐出するフィードポンプと、そのフィードポンプから供給された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプと、その高圧ポンプから供給された燃料を蓄える高圧燃料配管と、その高圧燃料配管に蓄えられた燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と、上記高圧燃料配管内の燃圧を検出する燃圧センサと、高圧ポンプを経由せずにフィードポンプから供給された燃料を噴射する低圧燃料噴射弁と、を有した内燃機関に適用されるとともに、上記燃圧センサの燃圧検出値を目標燃圧とするように高圧ポンプの加圧吐出動作を制御する燃圧制御部を備える。
【０００８】
上記のように構成された内燃機関の制御装置では、燃圧制御部により、高圧燃料配管内の燃圧が目標燃圧に制御される。一方、高圧ポンプ内の燃温が上がって、ベーパロックが発生すると、高圧ポンプから高圧燃料配管への燃料供給が滞る。そのため、高圧ポンプのベーパロックが生じると、高圧燃料配管内の燃圧が目標燃圧を下回るようになる。したがって、燃圧制御部による高圧ポンプの作動制御中に、高圧燃料配管内の燃圧が目標燃圧を下回る状態がある程度の時間以上継続した場合、高圧ポンプのベーパロックが発生している可能性がある。
【０００９】
その点、上記内燃機関の制御装置には、燃圧制御部による高圧ポンプの作動制御中に、燃圧検出値が、目標燃圧よりも低い規定の低下判定燃圧以下の状態が規定の低下判定時間以上継続したとき、フィードポンプから高圧ポンプに供給される燃料の圧力を高める昇圧制御を行う昇圧制御部と、昇圧制御が開始されたときに、高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して低圧燃料噴射弁により燃料噴射を行っていた場合、同昇圧制御の開始後に、高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する強制噴射制御部と、が設けられている。こうした昇圧制御部により昇圧制御が行われると、高圧ポンプ内の圧力が高まって、ポンプ内の燃料の沸点が上がるため、ベーパロックが解消されるようになる。そのため、高圧ポンプのベーパロックによって高圧燃料噴射弁の噴射圧が不足することを抑制することができる。
【００１０】
こうした内燃機関の制御装置では、そうした昇圧制御が、高圧ポンプのベーパロックが実際に発生してから実行される。そのため、使用中の燃料の性状に拘らず、昇圧制御が不要に早い段階で実行されないようになる。したがって、上記内燃機関の制御装置によれば、高圧ポンプのベーパロックに起因した高圧燃料噴射時における噴射圧不足の抑制を、燃費の悪化を抑えて効率的に行うことができる。
【００１１】
なお、燃圧制御部が、機関運転状況に応じて目標燃圧を変更して、高圧燃料配管内の燃圧を可変制御することがある。そうした場合、低下判定燃圧も、固定せず、目標燃圧に応じて変更することが望ましい。例えば、定数である低下判定値を目標燃圧から引いた値として低下判定燃圧を設定すれば、目標燃圧が変更されても、その目標燃圧から燃圧検出値が一定の量だけ低下した状態の継続をもってベーパロックの発生が検知されるようになる。そのため、燃圧の可変制御を行う場合にも、高圧ポンプのベーパロックをより的確に検知できるようになる。
【００１２】
一方、上記のような昇圧制御が不要に継続されれば、フィードポンプの駆動量の増加に伴う燃費の悪化も不要に長く続くことになる。そのため、昇圧制御は、燃料の入れ替えが進んで高圧ポンプ内の燃温が十分に低下したら、その時点で終了することが望ましい。一方、高圧燃料配管内の燃圧が一定に保たれている場合、ベーパロック解消後における高圧ポンプの燃料吐出量は、高圧燃料噴射弁による燃料噴射によって高圧燃料配管から消費された燃料の量とほぼ一致する。よって、高圧ポンプの冷却の進行度合は、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁の燃料噴射量の積算値から概ね把握することができる。そのため、上記内燃機関の制御装置における昇圧制御部が、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁の燃料噴射量の積算値が規定の燃温低下判定値以上となったときに、同昇圧制御を終了するようにすれば、高圧ポンプ内の燃温が十分に低下した適切な時期に昇圧制御を終了させられるようになる。
【００１３】
ところで、高圧ポンプの可動部の固着（スタック）や高圧ポンプの通電用の電線の断線、燃圧センサの異常（センサ信号線の断線など）などの、高圧ポンプのベーパロック以外の異常が内燃機関の燃料系に発生した場合にも、目標燃圧に対する燃圧検出値の低下が生じることがある。目標燃圧に対する燃圧検出値の低下がそれらの異常により生じている場合には、昇圧制御を行っても、燃圧検出値の低下は解消されないため、不要に昇圧制御を行うことになる。そのため、上記内燃機関の制御装置において、上記昇圧制御部は、昇圧制御の開始後に、燃圧検出値が、目標燃圧よりも低い規定の未回復判定燃圧以下の状態が規定の未回復判定時間以上継続した場合、同昇圧制御を終了することが望ましい。
【００１４】
一方、上記昇圧制御により高圧ポンプのベーパロックが一旦解消されたとしても、高圧燃料噴射弁の燃料噴射が停止されていれば、高圧ポンプ内の燃料の入れ替えが進まないため、高圧ポンプ内の燃温が更に上昇してベーパロックが再発する虞がある。その点、上記内燃機関の制御装置において、昇圧制御が開始されたときに高圧燃料噴射弁による燃料噴射が停止されている場合、その昇圧制御の開始後に、高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する強制噴射制御部を備えるようにすれば、高圧ポンプ内の燃料の入れ替えが進むため、ベーパロックの再発を抑制できる。
【００１５】
ちなみに、ベーパロックが未解消の状態で、上記強制噴射制御部により、高圧燃料噴射弁による燃料噴射が開始されると、ベーパロックが解消するまで高圧燃料配管に燃料が補填されないため、噴射による燃料消費に応じて高圧燃料配管内の燃圧が低下して、高圧燃料噴射弁による燃料の噴射圧が不足する虞がある。その点、上記内燃機関の制御装置における強制噴射制御部が、昇圧制御の開始後に燃圧検出値が目標燃圧以上の状態が規定の燃圧回復判定時間以上継続したときに高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始するようにすれば、ベーパロックの解消により高圧ポンプから高圧燃料配管への燃料の圧送が再開されて、低下した高圧燃料配管内の燃圧が目標燃圧以上に高まってから強制噴射制御が開始されるようになる。そのため、高圧燃料噴射弁の燃料の噴射圧が不足しないようにすることができる。
【００１６】
上記のような高圧燃料噴射弁に加え、高圧ポンプを経由せずにフィードポンプから供給された低圧の燃料を噴射する低圧燃料噴射弁を更に備える内燃機関では、噴射を行う燃料噴射弁を状況に応じて切り替えることができる。一方、内燃機関の発生音が全体的に小さいアイドル運転中は、高圧ポンプの作動音が際立ってしまうため、高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して、低圧燃料噴射弁により燃料を噴射させることがある。そうした場合のアイドル運転中に強制噴射制御が終了されると、少なくともアイドル運転の終了までは、高圧燃料噴射弁の燃料噴射が再開されないため、高圧ポンプのベーパロックが再発する虞がある。そのため、内燃機関が、高圧ポンプを経由せずにフィードポンプから供給された燃料を噴射する低圧燃料噴射弁を備えるものであり、当該制御装置が、同内燃機関のアイドル運転中に高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して、低圧燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射切替部を備えるものである場合、上記内燃機関の制御装置における強制噴射制御部は、上記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を内燃機関のアイドル運転中に開始した場合、同アイドル運転の終了まで同強制噴射制御を継続することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】内燃機関の制御装置の一実施形態が適用される内燃機関の燃料系の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態において実行される昇圧制御ルーチンのフローチャート。
【図３】同実施形態において実行される強制噴射制御ルーチンのフローチャート。
【図４】同実施形態における昇圧制御並びに強制噴射制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
＜内燃機関の燃料系の構成＞
図１に示すように、本実施形態の制御装置が適用される内燃機関の燃料系は、燃料タンク１０から燃料を汲み出して低圧燃料通路１１に吐出するフィードポンプ１２を備える。低圧燃料通路１１におけるフィードポンプ１２の燃料吐出口との接続部分には、燃料の逆流を防止する逆止弁１３が設けられている。また、低圧燃料通路１１における逆止弁１３の下流側の部分には、燃料を濾過するフィルタ１４が設けられている。
【００１９】
さらに、燃料タンク１０内には、リリーフ弁１６が設けられてもいる。リリーフ弁１６は、低圧燃料通路１１内の燃圧が規定のリリーフ圧を上回ったときに開弁して、低圧燃料通路１１内の燃料を燃料タンク１０にリリーフする。
【００２０】
低圧燃料通路１１は、燃料タンク１０の外で２つの通路に分岐され、分岐された通路の一方は低圧燃料配管１７に、もう一方は高圧ポンプ１８に、それぞれ接続されている。低圧燃料配管１７には、内燃機関の各気筒の吸気ポートにそれぞれ設置された、気筒別のポート噴射用の低圧燃料噴射弁１９がそれぞれ接続されている。また、低圧燃料配管１７には、その内部の燃圧を検出する低圧側燃圧センサ２０が取り付けられている。
【００２１】
一方、内燃機関のカム室に設置された高圧ポンプ１８の内部には、燃料室２１と加圧室２２との２つの容積部が設けられている。燃料室２１には、低圧燃料通路１１が接続され、その内部には燃圧脈動を減衰させるためのパルセーションダンパ２３が設置されている。さらに、高圧ポンプ１８は、内燃機関のカムシャフト２５に設けられたカム２６の回転に応じて往復動し、その往復動に応じて加圧室２２の容積を変化させるプランジャ２７を備える。
【００２２】
燃料室２１と加圧室２２とは、電磁スピル弁２４を介して接続されている。電磁スピル弁２４は、通電に応じて閉弁する常開式の弁で、開弁時には、燃料室２１と加圧室２２とを連通し、閉弁時には、それらの連通を遮断する。
【００２３】
さらに加圧室２２は、高圧ポンプ１８内に設けられたチェック弁２８及びリリーフ弁２９をそれぞれ経由する２つの経路を通じて高圧燃料配管３０に接続されている。チェック弁２８は、加圧室２２内の燃圧が高圧燃料配管３０内の燃圧よりも規定の吐出開始圧以上高くなったときに開弁して、加圧室２２から高圧燃料配管３０への燃料吐出を許容する。リリーフ弁２９は、高圧燃料配管３０内の燃圧が加圧室２２内の燃圧よりも規定のリリーフ開始圧以上高くなったときに開弁して、高圧燃料配管３０から加圧室２２への燃料のリリーフを許容する。
【００２４】
高圧燃料配管３０には、内燃機関の各気筒にそれぞれ設置された、気筒別の筒内噴射用の高圧燃料噴射弁３１がそれぞれ接続されている。また、高圧燃料配管３０には、その内部の燃圧を検出する高圧側燃圧センサ３２が取り付けられている。
【００２５】
こうした燃料系を有する内燃機関は、電子制御ユニット３３により制御されている。電子制御ユニット３３は、機関制御のための各種演算処理を行う中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが予め記憶された読出専用メモリ、中央演算処理装置の演算結果やセンサの検出結果などを一時的に記憶する読み書き可能メモリを備える。こうした電子制御ユニット３３には、上述の低圧側燃圧センサ２０、高圧側燃圧センサ３２に加え、クランク角センサ３４、エアフローメータ３５、アクセルペダルセンサ３６などの各種センサの検出信号が入力されている。なお、クランク角センサ３４は、内燃機関のクランクシャフトの回転位相を検出し、エアフローメータ３５は、内燃機関の吸入空気量を検出する。また、アクセルペダルセンサ３６は、運転者のアクセルペダルの踏み込み量を検出する。そして、電子制御ユニット３３は、それらセンサの検出結果に基づき、フィードポンプ１２や高圧ポンプ１８の作動制御を行っている。また、電子制御ユニット３３は、低圧燃料噴射弁１９や高圧燃料噴射弁３１の通電制御を通じて内燃機関の燃料噴射制御を行ってもいる。なお、電子制御ユニット３３は、クランク角センサ３４の検出結果から機関回転数ＮＥを、エアフローメータ３５及びアクセルペダルセンサ３６の検出結果から機関負荷ＫＬをそれぞれ演算して求めている。
【００２６】
＜フィードポンプ１２の作動制御＞
電子制御ユニット３３は、低圧燃料配管１７内の燃圧（以下、低圧側燃圧Ｐｆと記載する）をフィード圧設定値とするようにフィードポンプ１２の作動制御を行う。具体的には、電子制御ユニット３３は、低圧側燃圧センサ２０による低圧側燃圧Ｐｆとフィード圧設定値との偏差に基づき、それらの偏差が縮小するようにフィードポンプ１２の燃料吐出量を調整する。ちなみに、フィード圧設定値は、通常は、規定の低圧設定値ＬＯに設定されており、後述する昇圧制御時には、低圧設定値ＬＯよりも高圧とされた、規定の高圧設定値ＨＩに設定される。なお、低圧設定値ＬＯ及び高圧設定値ＨＩはいずれも、リリーフ弁１６のリリーフ圧よりも低い圧力とされている。
【００２７】
＜高圧ポンプ１８の作動制御（燃圧制御）＞
高圧ポンプ１８の加圧動作は、以下のように行われる。なお、以下の説明では、カム２６によるプランジャ２７の往復動における、加圧室２２の容積を拡大する方向への移動をプランジャ２７の下降と記載し、加圧室２２の容積を縮小する方向への移動をプランジャ２７の上昇と記載する。電磁スピル弁２４が開弁した状態でプランジャ２７が下降すると、加圧室２２の容積が拡大し、低圧燃料通路１１を通じてフィードポンプ１２から燃料室２１に送られた燃料がその容積の拡大に応じて加圧室２２内に吸引される。プランジャ２７が下降から上昇に転じると、加圧室２２の容積が次第に縮小するようになる。このとき、電磁スピル弁２４が開弁したままであると、加圧室２２に吸引された燃料が燃料室２１に押し戻される。こうしたプランジャ２７の上昇中に、電磁スピル弁２４への通電を開始して同電磁スピル弁２４を閉弁すると、加圧室２２が密閉され、その内部の燃圧がプランジャ２７の上昇に応じて上昇するようになる。そして、加圧室２２内の燃圧が、高圧燃料配管３０内の燃圧よりも吐出開始圧以上高くなるまで上昇すると、チェック弁２８が開いて、加圧室２２内の燃料が高圧燃料配管３０に吐出される。こうした高圧ポンプ１８における高圧燃料配管３０への加圧燃料の吐出量は、プランジャ２７の上昇期間における電磁スピル弁２４の通電開始時期を変更することで、調整することができる。
【００２８】
電子制御ユニット３３は、そうした電磁スピル弁２４の通電開始時期の制御により、高圧ポンプ１８の作動制御を行う。そして、電子制御ユニット３３は、高圧ポンプ１８の作動制御を、高圧燃料配管３０内の燃圧（以下、高圧側燃圧Ｐｍと記載する）を、内燃機関の運転状況に応じて設定された目標燃圧Ｐｔとするように行っている。具体的には、高圧ポンプ１８の作動制御に際して、電子制御ユニット３３は、まず、機関負荷ＫＬなどに基づき、目標燃圧Ｐｔを設定する。目標燃圧Ｐｔは基本的に、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄが多い運転状況では高い圧力に、同燃料噴射量Ｑｄが少ない運転状況では低い圧力に設定される。続いて、電子制御ユニット３３は、高圧側燃圧センサ３２により検出された高圧側燃圧Ｐｍと目標燃圧Ｐｔとの偏差に応じて、プランジャ２７の上昇期間における電磁スピル弁２４の通電開始時期を調整する。具体的には、高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔよりも高いときには、プランジャ２７の上昇期間における電磁スピル弁２４の通電開始時期を遅らせて、加圧動作１回当たりの高圧ポンプ１８の燃料吐出量を減少させる。一方、高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔよりも低いときには、プランジャ２７の上昇期間における電磁スピル弁２４の通電開始時期を早めて、加圧動作１回当たりの高圧ポンプ１８の燃料吐出量を増加させる。電子制御ユニット３３は、こうして高圧ポンプ１８の燃料吐出量を調整することで、高圧側燃圧Ｐｍを目標燃圧Ｐｔとする燃圧制御を行っている。
【００２９】
＜高圧ポンプ１８の作動音抑制制御＞
高圧ポンプ１８の電磁スピル弁２４を開閉する際には、作動音が発生する。内燃機関の発生音が全体的に小さいアイドル運転中には、そうした電磁スピル弁２４の開閉による作動音が際立ってしまう。そのため、そうした作動音が運転者に違和を感じさせ、ドライバビリティが悪化する虞がある。
【００３０】
一方、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射が停止すると、高圧燃料配管３０内の燃料が噴射により消費されなくなるため、チェック弁２８やリリーフ弁２９、高圧燃料噴射弁３１からの微量の燃料漏れ以外には、高圧燃料配管３０内の燃料が減少しなくなる。よって、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射の停止中は、高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔに一旦達すると、その後は、高圧燃料配管３０に燃料を殆ど補填せずとも、高圧側燃圧Ｐｍを目標燃圧Ｐｔに保持することができ、高圧ポンプ１８の加圧動作の頻度が、ひいては作動音の発生を伴う電磁スピル弁２４の開閉の頻度が低減されるようになる。そこで、電子制御ユニット３３は、内燃機関のアイドル運転中に、高圧燃料噴射弁３１による筒内噴射を停止して、低圧燃料噴射弁１９によるポート噴射により燃料噴射を行うことで、電磁スピル弁２４の作動音によるドライバビリティの悪化を抑制するようにしている。
【００３１】
＜高圧ポンプ１８のベーパロック＞
上記のような作動音抑制制御により、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が停止され、高圧ポンプ１８の加圧動作の頻度が低減されると、加圧室２２内の燃料が殆ど入れ替わらないようになる。高圧ポンプ１８は、内燃機関の運転中に高温となるカム室内に設置されているため、燃料の入れ替わりがないと、加圧室２２内にベーパが発生することがある。
【００３２】
加圧室２２内に一定量以上のベーパが存在すると、電磁スピル弁２４を閉弁した状態でプランジャ２７が上昇しても、ベーパが圧縮されるだけで、液体の燃料は殆ど加圧されなくなる。そのため、高圧ポンプ１８が加圧動作を行っても、燃料の加圧吐出が行われなくなる、いわゆるベーパロックの状態となり、高圧燃料配管３０への燃料供給が滞る。
【００３３】
そこで、本実施形態の内燃機関の制御装置では、下記の昇圧制御及び強制噴射制御を通じて、こうした高圧ポンプ１８のベーパロックに対処している。以下、こうしたベーパロックの解消にかかる制御の詳細を説明する。
【００３４】
＜昇圧制御＞
図２に、昇圧制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、暖機完了後の内燃機関の運転中に、電子制御ユニット３３によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンの処理が実行される暖機完了後の内燃機関の運転中は、上述のように、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値を目標燃圧Ｐｔとするように高圧ポンプ１８の作動制御が行われている。
【００３５】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、ポンプ高温判定が「ＯＮ」であるか否かが判定される。ポンプ高温判定は、高圧ポンプ１８にベーパロックが発生したと判定されたときに「ＯＮ」とされるフラグである。ここで、ポンプ高温判定が「ＯＮ」であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理が進められ、「ＯＦＦ」であれば（ＮＯ）、ステップＳ１１０に処理が進められる。
【００３６】
ポンプ高温判定が「ＯＦＦ」とされており、ステップＳ１１０に処理が進められると、そのステップＳ１１０において、フィード圧設定値が低圧設定値ＬＯに設定される。そして、続くステップＳ１１１〜ステップＳ１１５の処理を通じて、高圧ポンプ１８のベーパロックが発生しているか否かの判定が行われる。
【００３７】
ベーパロックの発生の有無の判定に際しては、まずステップＳ１１１において、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い規定の低下判定燃圧以下であるか否かが判定される。低下判定燃圧は、定数である低下判定値αを目標燃圧Ｐｔから引いた値（＝Ｐｔ−α）として設定されている。
【００３８】
ここで、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が低下判定燃圧を上回っていれば（ＮＯ）、ステップＳ１１２において、低下継続時間Ｃ１の値が「０」にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、低下継続時間Ｃ１は、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が上記規定燃圧以下となった状態の継続時間の計測に使用するカウンタである。一方、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が低下判定燃圧以下であれば（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３において、低下継続時間Ｃ１の値に「１」が加算され、続くステップＳ１１４において、その低下継続時間Ｃ１の値が規定の低下判定時間β以上であるか否かが判定される。ここで、低下継続時間Ｃ１の値が低下判定時間β未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、低下継続時間Ｃ１の値が低下判定時間β以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１５において、ポンプ高温判定Ｆｖが「ＯＮ」とされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。すなわち、本ルーチンにおいては、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い低下判定燃圧以下となった状態が規定の低圧判定時間β以上継続したときに、高圧ポンプ１８のベーパロックが発生していると判定している。
【００３９】
一方、ポンプ高温判定Ｆｖが「ＯＮ」とされており、すなわち高圧ポンプ１８にベーパロックが発生していると判定されていて、ステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０以降において、フィードポンプ１２から高圧ポンプ１８に供給される燃料の圧力を高める昇圧制御が実行される。
【００４０】
昇圧制御に際しては、まずステップＳ１２０において、フィード圧設定値が高圧設定値ＨＩに設定される。これにより、低圧側燃圧Ｐｆを高圧設定値ＨＩとすべくフィードポンプ１２の作動制御が行われ、フィードポンプ１２から高圧ポンプ１８に供給される燃料の圧力が高められるようになる。
【００４１】
続いて、ステップＳ１２１において、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄが噴射量積算値Ｉｎｔの値に加算される。噴射量積算値Ｉｎｔは、昇温制御開始後の高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄの積算値を示すカウンタであり、その値は、機関始動時及び昇圧制御の終了時に「０」に初期化される。続くステップＳ１２２では、その噴射量積算値Ｉｎｔの値が規定の燃温低下判定値ε以上であるか否かが判定される。
【００４２】
ここで、噴射量積算値Ｉｎｔの値が燃温低下判定値ε未満であれば（Ｓ１２２：ＮＯ）、そのままステップＳ１３０に処理が進められる。一方、噴射量積算値Ｉｎｔの値が燃温低下判定値ε以上であれば（ＹＥＳ）、続くステップＳ１２３において、ポンプ高温判定Ｆｖが「ＯＦＦ」とされるとともに、噴射量積算値Ｉｎｔの値が「０」に初期化された後、ステップＳ１３０に処理が進められる。なお、ポンプ高温判定Ｆｖが「ＯＦＦ」となると、次回の本ルーチンの処理の実行時には、ステップＳ１１０に処理が進められ、そのステップＳ１１０において、フィード圧設定値が低圧設定値ＬＯに設定される。そのため、昇圧制御は、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄの積算値（噴射量積算値Ｉｎｔ）が燃温低下判定値ε以上となったときに終了される。
【００４３】
ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い規定の未回復判定燃圧以下であるか否かが判定される。未回復判定燃圧は、定数である未回復判定値γを目標燃圧Ｐｔから引いた値として設定されている。未回復判定値γは、昇圧制御の開始後に高圧ポンプ１８のベーパロックが解消されて高圧燃料配管３０内の燃圧が上昇し始めたか否かを判定するための判定値である。本実施形態では、未回復判定値γの値には、上述の低下判定値αと同じ値が設定されている。すなわち、昇圧制御の開始後に、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が未回復判定燃圧以下であれば、高圧燃料配管３０内の燃圧は、未だ低下したままの状態にあることになる。
【００４４】
ここで、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が未回復判定燃圧を上回っていれば（ＮＯ）、ステップＳ１３１において、未回復継続時間Ｃ２の値が「０」にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、未回復継続時間Ｃ２は、昇圧制御開始後における高圧側燃圧Ｐｍの検出値が未回復判定燃圧以下となった状態の継続時間の計測に使用するカウンタである。一方、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が未回復判定燃圧以下であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３２において、未回復継続時間Ｃ２の値に「１」が加算され、続くステップＳ１３３において、その未回復継続時間Ｃ２の値が規定の未回復判定時間η以上であるか否かが判定される。ここで、未回復継続時間Ｃ２の値が未回復判定時間η未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００４５】
一方、未回復継続時間Ｃ２の値が未回復判定時間η以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１３４において、異常判定Ｆａが「ＯＮ」にセットされるとともに、フィード圧設定値に低圧設定値ＬＯが設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。すなわち、このときには、ステップＳ１２０において高圧設定値ＨＩに設定されたフィード圧設定値が、ここで低圧設定値ＬＯに再設定されるため、昇圧制御は実施されないことになる。
【００４６】
なお、異常判定Ｆａは、高圧燃料配管３０内の燃圧低下を生じさせる異常であって、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の異常が内燃機関の燃料系に発生していると判定されたときに「ＯＮ」にセットされるフラグである。ちなみに、そうした異常としては、高圧ポンプ１８の可動部の固着（スタック）や高圧ポンプ１８の通電用の電線の断線、高圧側燃圧センサ３２の異常（センサ信号線の断線など）などがある。なお、異常判定Ｆａが「ＯＮ」とされると、異常の発生を通知するためのインジケータが点灯されるとともに、通常の機関制御に代えて、退避走行を可能とするためのリンプフォーム用の機関制御が実行される。
【００４７】
＜強制噴射制御＞
図３に、強制噴射制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理も、昇圧制御ルーチンと同様に、暖機完了後の内燃機関の運転中に、電子制御ユニット３３によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４８】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、アイドル判定がセット（ＯＮ）されているか否かが判定される。アイドル判定は、内燃機関がアイドル運転されているときに「ＯＮ」とされるフラグである。なお、内燃機関のアイドル運転の開始時には、上述の作動音抑制制御により、高圧燃料噴射弁３１による筒内噴射を停止して、低圧燃料噴射弁１９によるポート噴射により、燃料噴射が行われている。
【００４９】
ここで、アイドル判定が「ＯＮ」であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に処理が進められる。一方、アイドル判定が「ＯＦＦ」であれば（ＮＯ）、ステップＳ２０１において、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＦＦ」とされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、筒内噴射要求Ｆｄは、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射の強制実施を要求する際に「ＯＮ」となるフラグである。この筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」のときには、筒内噴射／ポート噴射の噴き分け率は、強制的に、筒内噴射の噴き分け率が「１００％」となるように設定される。
【００５０】
アイドル判定が「ＯＮ」であって、ステップＳ２１０に処理が進められると、そのステップＳ２１０において、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」であるか否かが判定される。ここで、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」であれば（ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＦＦ」であれば（ＮＯ）、ステップＳ２１１に処理が進められる。
【００５１】
筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＦＦ」であって、ステップＳ２１１に処理が進められた場合、そのステップＳ２１１以降の処理において、筒内噴射要求Ｆｄを「ＯＮ」とする時期を、すなわち、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射を強制的に実施する強制噴射制御を開始する時期を決定するための判定が行われる。この判定は、昇圧制御の開始後における、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上の状態の継続時間に基づき行われる。また、その継続時間の計測は、燃圧回復継続時間Ｃ３というカウンタを用いて行われる。
【００５２】
同判定に際しては、まずステップＳ２１１において、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上であるか否かが判定される。ここで、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ２１２において、燃圧回復継続時間Ｃ３の値が「０」にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上であれば（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、ステップＳ２１３において、燃圧回復継続時間Ｃ３の値に「１」が加算された後、ステップＳ２１４において、その燃圧回復継続時間Ｃ３の値が規定の燃圧回復判定時間δ以上であるか否かが判定される。ここで、燃圧回復継続時間Ｃ３の値が燃圧回復判定時間δ未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、燃圧回復継続時間Ｃ３の値が燃圧回復判定時間δ以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２１５において、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」とされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。すなわち、本ルーチンにおいては、昇圧制御の開始後に、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上の状態が規定の燃圧回復判定時間δ以上継続したときに、強制噴射制御を開始している。なお、筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に操作されるのは、アイドル判定が「ＯＦＦ」となって（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理が行われたときである。そのため、アイドル運転中に筒内噴射要求Ｆｄが「ＯＮ」となった場合、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射は、アイドル運転の終了まで継続されることになる。
【００５３】
＜作用＞
続いて、以上の昇圧制御及び強制噴射制御により奏せられる本実施形態の内燃機関の制御装置の作用を説明する。
【００５４】
図４は、ベーパロック発生時の制御態様の一例を示している。同図の例では、時刻ｔ１にアイドル判定が「ＯＮ」となり、内燃機関のアイドル運転が開始されている。
アイドル運転が開始されると、作動音抑制制御により、ポート噴射の噴き分け率が「１００％」とされ、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が停止される。また、このときには、目標燃圧Ｐｔが低い圧力に設定される。その結果、目標燃圧Ｐｔよりも高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍが高い状態となり、高圧ポンプ１８は加圧動作を停止する。なお、このときには、噴射により高圧燃料配管３０内の燃料が消費されないが、チェック弁２８やリリーフ弁２９を介して若干の燃料が高圧燃料配管３０から高圧ポンプ１８側にリークするため、高圧側燃圧Ｐｍは徐々に低下する。高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔまで低下した後も、高圧ポンプ１８は、リークした分の燃料を補填するため、時折、少量の燃料を吐出するだけとなる。よって、アイドル運転開始後の高圧ポンプ１８では、加圧室２２内の燃料は殆ど入れ替わらないようになり、周囲の熱で加圧室２２内の燃温が次第に上昇するようになる。そして、同図の時刻ｔ２には、燃料がベーパ化するまで加圧室２２内の燃温が上昇し、高圧ポンプ１８のベーパロックが発生している。
【００５５】
高圧ポンプ１８のベーパロックが発生すると、高圧燃料配管３０から燃料がリークしても、その分の燃料が補填されなくなるため、高圧燃料配管３０内の燃圧（高圧側燃圧Ｐｍ）は、目標燃圧Ｐｔから次第に低下するようになる。そして、時刻ｔ３には、高圧側燃圧Ｐｍは、目標燃圧Ｐｔに対する低下量が低下判定値α以上となるまで、すなわち目標燃圧Ｐｔから低下判定値αを引いた値として設定された低下判定燃圧以下まで低下している。その後、低下判定時間βへの低下継続時間Ｃ１のカウントアップに必要な時間が経過した時刻ｔ４までその状態が継続すると、高圧ポンプ１８にベーパロックが発生していると判定される。そして、昇圧制御が開始され、低圧側燃圧Ｐｆを高圧設定値ＨＩに高めるべく、フィードポンプ１２の作動制御が行われる。
【００５６】
低圧側燃圧Ｐｆが高まると、高圧ポンプ１８の加圧室２２内の燃圧も高くなり、同加圧室２２内の燃料の沸点が上がる。そのため、高圧ポンプ１８のベーパロックは解消するようになる。ベーパロックが解消すると、高圧ポンプ１８は燃料吐出を再開するため、目標燃圧Ｐｔに達するまで高圧側燃圧Ｐｍが上昇するようになる。
【００５７】
高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔ以上の状態がある程度の期間継続すれば、ベーパロックは解消したと判断できる。本実施形態では、時刻ｔ５に、高圧側燃圧Ｐｍが目標燃圧Ｐｔ以上となり、その後、燃圧回復判定時間δへの燃圧回復継続時間Ｃ３のカウントアップに必要な時間が経過した時刻ｔ６までその状態が継続すると、強制噴射制御が開始される。すなわち、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が本来は停止されるアイドル運転中に、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が強制的に開始されるようになる。
【００５８】
こうした強制噴射制御が開始されると、筒内噴射の噴き分け率が「１００％」に設定され、高圧燃料噴射弁３１による筒内噴射により燃料噴射が行われるようになる。こうして高圧燃料噴射弁３１による筒内噴射が開始されると、高圧側燃圧Ｐｍを目標燃圧Ｐｔに維持するため、噴射により消費された分の燃料を高圧燃料配管３０に補填すべく、高圧ポンプ１８は、加圧動作を行う。そして、その加圧動作に応じて加圧室２２を通過する燃料により、高圧ポンプ１８が冷却されるようになる。
【００５９】
なお、昇圧制御の開始後に高圧ポンプ１８の加圧室２２を通過して高圧燃料配管３０に送られた燃料の量は、同昇圧制御の開始後に高圧燃料噴射弁３１により噴射された燃料の量とほぼ一致する。そのため、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量の積算値（噴射量積算値Ｉｎｔ）の増加に応じて高圧ポンプ１８の冷却が進むことになる。したがって、噴射量積算値Ｉｎｔが一定の値に達したことをもって、高圧ポンプ１８が十分冷却されたと判断することができる。本実施形態では、時刻ｔ７に、噴射量積算値Ｉｎｔが燃温低下判定値εに達すると、ポンプ高温判定Ｆｖが「ＯＦＦ」とされて、昇圧制御が終了される。すなわち、高圧設定値ＨＩまで高めた低圧側燃圧Ｐｆを低圧設定値ＬＯに戻すようにフィードポンプ１２の作動制御が行われる。
【００６０】
なお、このときには、既に１回ベーパロックが発生していることから、燃温が上がり易い状況にあると考えられる。そのため、この時点ですべての制御を通常のアイドル運転時の制御に復帰すると、すなわち強制噴射制御も終了して、ポート噴射により燃料噴射を行うようにすると、再び加圧室２２内の燃料が入れ替えられなくなるため、ベーパロックが再発する虞がある。その点、本実施形態では、昇圧制御の終了後も、筒内噴射の噴き分け率は「１００％」に維持され、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が継続される。そのため、加圧室２２内の燃料の入れ替えが継続され、同加圧室２２内の燃温の再上昇が抑えられるようになる。
【００６１】
強制噴射制御は、アイドル運転が終了し、アイドル判定が「ＯＦＦ」となる時刻ｔ８まで継続される。そして、アイドル運転の終了後は、内燃機関の運転状況に応じた筒内噴射／ポート噴射の燃料の噴き分けが行われるようになる。
【００６２】
なお、高圧ポンプ１８のベーパロックは、アイドル運転中の高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射の停止中に発生するが、高圧ポンプ１８内のベーパの発生量が少ない場合には、高圧側燃圧Ｐｍの低下に時間がかかることがある。そして、そうした場合には、昇圧制御の開始がアイドル運転の終了後となることがある。そしてその結果、高圧ポンプ１８のベーパロックが昇圧制御によって解消される前から高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射が再開されることがある。
【００６３】
このときの高圧燃料配管３０では、高圧ポンプ１８からの燃料供給が滞った状態で、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射による分の燃料が消費されるため、その内部の燃圧（高圧側燃圧Ｐｍ）は、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射の再開後に低下するようになる。ただし、このときには、ベーパ発生量が少ないことから、昇圧制御が開始されれば、高圧ポンプ１８のベーパロックは速やかに解消される。そのため、このときの高圧燃料配管３０内の燃圧の低下は一時的なものとなり、内燃機関の運転に与える影響も比較的小さいものに留まる。
【００６４】
ところで、高圧燃料配管３０内の高圧側燃圧Ｐｍの低下は、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の要因によっても発生することがある。例えば、上述した高圧ポンプ１８の可動部の固着（スタック）や高圧ポンプ１８の通電用の電線の断線、高圧側燃圧センサ３２の異常（センサ信号線の断線など）などの、内燃機関の燃料系の異常がそうした要因となる。
【００６５】
これらの異常の発生時には、昇圧制御を行っても、高圧燃料配管３０内の燃圧低下は解消しないため、通常の終了条件（Ｓ１２２：ＹＥＳ）が成立せずに、昇圧制御が不要に継続される虞がある。その点、本実施形態では、昇圧制御の開始後に、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い未回復判定燃圧（＝Ｐｔ−γ）以下の状態が規定の未回復判定時間η以上継続した場合、同昇圧制御が終了される。そのため、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の要因で高圧燃料配管３０内の燃圧低下が生じた場合の不要な昇圧制御の継続は、未回復判定時間η以内に留められる。さらに、この場合には、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の異常が内燃機関の燃料系に発生していると判定して、その対処が行われるようにもなる。
【００６６】
なお、こうした本実施形態では、電子制御ユニット３３が、「燃圧制御部」、「昇圧制御部」、「強制噴射制御部」及び「噴射切替部」に相当する構成となっている。また、低圧側燃圧センサ２０及び高圧側燃圧センサ３２の２つの燃圧センサのうち、高圧側燃圧センサ３２が「高圧燃料配管内の燃圧を検出する燃圧センサ」に該当する。そして、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が「燃圧センサの燃圧検出値」に対応している。
【００６７】
以上説明した本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、電子制御ユニット３３は、高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値を目標燃圧Ｐｔとするように高圧ポンプ１８の作動制御を行う燃圧制御を行っている。そして、電子制御ユニット３３は、その燃圧制御中に、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い規定の低下判定燃圧（＝Ｐｔ−α）以下の状態が規定の低下判定時間以上継続したとき、フィードポンプ１２から高圧ポンプ１８に供給される燃料の圧力（低圧側燃圧Ｐｆ）を高める昇圧制御を行う。そのため、高圧ポンプ１８のベーパロックが発生すると、高圧ポンプ１８の加圧室２２内の燃圧を高め、同加圧室２２内の燃料の沸点を上げて、発生したベーパを液体燃料に戻すことが、すなわちベーパロックを解消することが可能となる。しかも、実際にベーパロックの発生が確認されたときに昇圧制御が行われるため、使用中の燃料の性状に拘らず、昇圧制御が不要に早い段階で実行されないようになる。したがって、高圧ポンプ１８のベーパロックに起因した高圧燃料噴射時における噴射圧不足の抑制を、燃費の悪化を抑えて効率的に行うことができる。
【００６８】
（２）昇圧制御時は、フィードポンプ１２が高出力運転されるため、高頻度で実行されると、ブラシなどの構成部品に耐久性の低下を招く虞がある。その点、本実施形態では、昇圧制御が本来不要な状況で実行されることを抑制できるため、フィードポンプ１２の構成部品の耐久性の低下を抑えられる。
【００６９】
（３）昇圧制御により高圧ポンプ１８のベーパロックが一旦解消されたとしても、高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射の停止が続いていれば、高圧ポンプ１８の加圧室２２内の燃料が入れ替わらない。そのため、高圧ポンプ１８内の燃温が更に上昇して、昇圧制御により加圧室２２内の燃圧を高めた状態でも、ベーパロックが再発する虞がある。その点、本実施形態では、電子制御ユニット３３は、昇圧制御の開始後に、高圧燃料噴射弁３１による燃料噴射を強制的に実施させる強制噴射制御を行っており、高圧ポンプ１８内の燃料の入れ替えが進むため、ベーパロックの再発を抑制できる。
【００７０】
（４）本実施形態では、電子制御ユニット３３は、昇圧制御の開始後に高圧側燃圧センサ３２の高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上の状態が規定の燃圧回復判定時間以上継続したときに強制噴射制御を開始するようにしている。そのため、ベーパロックが未解消の状態で強制噴射制御が開始されて高圧燃料噴射弁３１の噴射圧が不足しないようにすることができる。
【００７１】
（５）本実施形態では、電子制御ユニット３３は、強制噴射制御の開始後における高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄの積算値（噴射量積算値Ｉｎｔ）が規定の燃温低下判定値ε以上となったときに、昇圧制御を終了するようにしている。そのため、高圧ポンプ１８が適度に冷却された時点で昇圧制御を終了することができ、不要な昇圧制御の継続による燃費の悪化を抑えることができる。
【００７２】
（６）本実施形態では、アイドル運転の終了まで強制噴射制御を継続しているため、ベーパロックの再発を抑制することができる。
（７）昇圧制御の開始後に、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔよりも低い規定の未回復判定燃圧（＝Ｐｔ−γ）以下の状態が規定の未回復判定時間η以上継続した場合、同昇圧制御を終了している。そのため、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の要因で高圧燃料配管３０内の燃圧低下が生じた場合の不要な昇圧制御の継続を、未回復判定時間η以内に留めることができる。また、高圧ポンプ１８のベーパロックとそれ以外の燃料系の異常とを切り分けることが可能となり、各々の事象に応じた適切な対応を取ることができる。
【００７３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、未回復判定値γの値を、低下判定値αと同じ値としていたが、それらを異なる値としてもよい。なお、昇圧制御による燃圧低下の解消の是非を、ただ判定するだけであれば、未回復判定値γの値は、低下判定値αと同じかそれよりも若干小さい値に設定することが望ましい。一方、高圧燃料配管３０の燃圧の低下幅が次第に増加するような異常の有無を判定したい場合などには、未回復判定値γの値を、低下判定値αよりも大きい値とすることが望ましい場合もある。
【００７４】
・上記実施形態では、ベーパロックの発生の有無の判定に使用される低下判定燃圧を、目標燃圧Ｐｔから定数である低下判定値αを引いた値として設定していた。すなわち、目標燃圧Ｐｔの変更に応じて低下判定燃圧も可変設定するようにしていた。高圧側燃圧Ｐｍの可変制御を行わず、目標燃圧Ｐｔが固定した値である場合や、可変制御は行っていても、昇圧制御ルーチンの実行時における目標燃圧Ｐｔは一定である場合には、低下判定燃圧を固定した値としてもよい。さらに、高圧側燃圧Ｐｍの可変制御を行う場合に、その高圧側燃圧Ｐｍの制御範囲の下限値よりも低い圧力を、定数として低下判定燃圧に設定してもよい。そうした場合、燃料系が正常に機能していれば、高圧側燃圧Ｐｍがその制御範囲の下限値を下回る状態が続くことはないため、ベーパロックによる高圧側燃圧Ｐｍの低下を検知することは可能である。
【００７５】
・未回復判定燃圧についても、低下判定燃圧と同様に、高圧側燃圧Ｐｍの可変制御を行わず、目標燃圧Ｐｔが固定した値である場合や、可変制御は行っていても、昇圧制御ルーチンの実行時における目標燃圧Ｐｔは一定である場合には、固定した値としてもよい。さらに、高圧側燃圧Ｐｍの可変制御を行う場合に、その高圧側燃圧Ｐｍの制御範囲の下限値よりも低い圧力を、定数として未回復判定燃圧に設定してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、昇圧制御ルーチンにおいて、昇圧制御の開始後に、高圧側燃圧Ｐｍの検出値が、目標燃圧Ｐｔよりも低い規定の未回復判定燃圧以下の状態が規定の未回復判定時間η以上継続した場合に実施されるステップＳ１３４の処理において、昇圧制御を終了するとともに、高圧ポンプ１８のベーパロック以外の異常が内燃機関の燃料系に発生していると判定していた（Ｓ１３４）。そうした異常の判定は、別途の処理で行うこととし、昇圧制御ルーチンのステップＳ１３４の処理では、昇圧制御の終了のみを行うようにしてもよい。
【００７７】
・内燃機関の燃料系における高圧ポンプ１８のベーパロック以外の異常の発生を別途の処理で判定している場合、昇圧制御ルーチンのステップＳ１３０〜ステップＳ１３３を割愛し、その処理での異常判定に応じて昇圧制御を終了させるようにしてもよい。また、高圧燃料配管３０内の燃圧の低下を招く要因が高圧ポンプ１８のベーパロック以外に無いと見なせる場合には、昇圧制御ルーチンのステップＳ１３０〜ステップＳ１３３を単純に割愛するとよい。
【００７８】
・上記実施形態では、強制噴射制御をアイドル運転の終了まで継続していたが、同制御を他の時期に終了するようにしてもよい。例えば、昇圧制御と同時に強制噴射制御も終了するようにしたり、強制噴射制御の実行時間を予め決めておき、制御の開始からその実行時間が経過した時点で終了するようにしたり、することが考えられる。
【００７９】
・上記実施形態では、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁３１の燃料噴射量Ｑｄの積算値が規定の燃温低下判定値ε以上となったときに同昇圧制御を終了するようにしていたが、昇圧制御を他の時期に終了するようにしてもよい。例えば、吸入空気量と燃料噴射量Ｑｄとの相関が高い場合には、噴射量積算値Ｉｎｔの代わりに、強制噴射制御の開始後における吸入空気量の積算値を用いても、同様の結果を奏することができる。また、昇圧制御の実行時間を予め決めておき、制御の開始時からその実行時間が経過した時点で終了するようにすることも考えられる。
【００８０】
・上記実施形態では、昇圧制御の開始後に高圧側燃圧センサ３２による高圧側燃圧Ｐｍの検出値が目標燃圧Ｐｔ以上の状態が規定の燃圧回復低下時間以上継続した時に強制噴射制御を開始するようにしていた。こうした強制噴射制御の開始時期を、他の時期とするようにしてもよい。例えば、昇圧制御の開始から強制噴射制御を開始するまでの時間を予め決めておき、昇圧制御の開始後、その時間が経過した時点で強制噴射制御を開始したり、昇圧制御の開始と同時に強制噴射制御を開始したり、してもよい。なお、高圧ポンプ１８のベーパロックが未解消の状態で強制噴射制御を開始しても、その後、速やかにベーパロックを解消できれば、噴射圧の不足が生じることはない。
【００８１】
・上記実施形態では、強制噴射制御時の筒内噴射の噴き分け率を「１００％」としていたが、燃料のすべてを筒内噴射で噴射しなくても、筒内噴射を行ってさえいれば、加圧室２２内の燃料の入れ替えは進むため、ベーパロックの再発の抑制は可能である。
【００８２】
・上記実施形態では、昇圧制御の開始後に強制噴射制御を行うようにしていたが、取り敢えず発生したベーパロックを解消しさえすればよいのであれば、強制噴射制御を行わないようにしてもよい。
【００８３】
次に、上記実施形態及びその変形例から把握することのできる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）燃料タンクから燃料を汲み出して吐出するフィードポンプと、前記フィードポンプから供給された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプから供給された燃料を蓄える高圧燃料配管と、前記高圧燃料配管に蓄えられた燃料を噴射する高圧燃料噴射弁とを備える内燃機関に適用されて、前記高圧ポンプのベーパロックが発生している、又はベーパロックが発生し易い状態にあると判定する規定の条件が成立した場合、前記フィードポンプから前記高圧ポンプに供給される燃料の圧力を高める昇圧制御を行う昇圧制御部と、前記昇圧制御が開始されたときに前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射が停止されている場合、前記昇圧制御の開始後に前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する強制噴射制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【００８４】
上記構成では、高圧ポンプのベーパロックが発生した場合や発生し易い状態となった場合に、フィードポンプから高圧ポンプに供給される燃料の圧力を高める昇圧制御が行われる。昇圧制御が行われると、高圧ポンプ内の圧力が高まって、ポンプ内の燃料の沸点が上がるため、ベーパロックが解消されるようになる。ただし、こうした昇圧制御により高圧ポンプのベーパロックが一旦解消されたとしても、高圧燃料噴射弁の燃料噴射の停止が続いていれば、高圧ポンプ内の燃料が入れ替わらないため、高圧ポンプ内の燃温が更に上昇してベーパロックが再発する虞がある。その点、上記内燃機関の制御装置では、昇圧制御が開始されたときに高圧燃料噴射弁による燃料噴射が停止されている場合、その昇圧制御の開始後に、高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始して、高圧ポンプ内に燃料が滞留しないようにしているため、ベーパロックの再発を抑制できる。
【００８５】
（ロ）前記内燃機関は、前記高圧燃料配管内の燃圧を検出する燃圧センサを備えるとともに、当該制御装置は、前記燃圧センサの燃圧検出値を目標燃圧とするように前記高圧ポンプの作動制御を行う燃圧制御部を備え、且つ前記強制噴射制御部は、前記昇圧制御の開始後に前記燃圧検出値が前記目標燃圧以上の状態が規定の燃圧回復判定時間以上継続したときに前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始する上記（イ）に記載の内燃機関の制御装置。
【００８６】
ベーパロックが未解消の状態で高圧燃料噴射弁による燃料噴射が開始されると、ベーパロックが解消するまで高圧燃料配管に燃料が補填されないため、噴射による燃料消費に応じて高圧燃料配管内の燃圧が低下して、高圧燃料噴射弁による燃料の噴射圧が不足する虞がある。その点、上記内燃機関の制御装置では、昇圧制御の開始後に燃圧検出値が目標燃圧以上の状態が規定の燃圧回復判定時間以上継続し、ベーパロックが確実に解消されてから高圧燃料噴射弁による燃料噴射が開始される。そのため、高圧燃料噴射弁の燃料の噴射圧が不足しないようにすることができる。
【００８７】
（ハ）前記昇圧制御部は、前記昇圧制御の開始後に、前記燃圧検出値が、前記目標燃圧よりも低い規定の未回復判定燃圧以下の状態が規定の未回復判定時間以上継続した場合、同昇圧制御を終了する上記（ロ）に記載の内燃機関の制御装置。
【００８８】
高圧ポンプの可動部の固着（スタック）や高圧ポンプの通電用の電線の断線、燃圧センサの異常（センサ信号線の断線など）などの、高圧ポンプのベーパロック以外の異常が内燃機関の燃料系に発生した場合にも、目標燃圧に対する燃圧検出値の低下が生じることがある。目標燃圧に対する燃圧検出値の低下がそれらの異常により生じている場合には、昇圧制御を行っても、燃圧検出値の低下は解消されず、目標燃圧を下回った状態が継続する。そのため、昇圧制御の開始後に、燃圧検出値が、目標燃圧よりも低い規定の未回復判定燃圧以下となった状態が規定の未回復判定時間以上継続した場合には、同昇圧制御を終了するようにすれば、昇圧制御の不要な継続を抑えることが可能となる。
【００８９】
（ニ）前記昇圧制御部は、前記昇圧制御の開始後における前記高圧燃料噴射弁の燃料噴射量の積算値が規定の燃温低下判定値以上となったときに、前記昇圧制御を終了する上記（イ）〜（ハ）のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【００９０】
昇圧制御が不要に継続されれば、フィードポンプの駆動量の増加に伴う燃費の悪化も不要に長く続くことになる。その点、上記内燃機関の制御装置では、昇圧制御の開始後における高圧燃料噴射弁の燃料噴射量の積算値が規定の燃温低下判定値以上となり、高圧ポンプ内の燃温が十分に低下した適切な時期に昇圧制御を終了させられるようになる。
【００９１】
（ホ）前記内燃機関は、前記高圧ポンプを経由せずに前記フィードポンプから供給された燃料を噴射する低圧燃料噴射弁を備えるものであり、当該制御装置は、同内燃機関のアイドル運転中に、前記高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して、前記低圧燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射切替部を備えるものであって、且つ前記強制噴射制御部は、前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を前記内燃機関のアイドル運転中に開始した場合、同アイドル運転の終了まで前記高圧燃料噴射弁による燃料噴射を継続する上記（イ）〜（ヘ）のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【００９２】
ベーパロックが発生したのであれば、高圧ポンプ内の燃温が上がり易い状況にある。一方、上記内燃機関の制御装置では、アイドル運転中には、高圧燃料噴射弁の燃料噴射を停止して、低圧燃料噴射弁により燃料を噴射させるようにしている。そのため、アイドル運転中に高圧燃料噴射弁による燃料噴射を開始した場合、まだアイドル運転が継続されている間にその燃料噴射を終了すると、ベーパロックが再発する虞がある。その点、上記内燃機関の制御装置では、そうした高圧燃料噴射弁による燃料噴射がアイドル運転の終了まで継続されるため、ベーパロックの再発を抑制できる。
【符号の説明】
【００９３】
１０…燃料タンク、１１…低圧燃料通路、１２…フィードポンプ、１３…逆止弁、１４…フィルタ、１５…燃圧保持弁、１６…リリーフ弁、１７…低圧燃料配管、１８…高圧ポンプ、１９…低圧燃料噴射弁、２０…低圧側燃圧センサ、２１…燃料室、２２…加圧室、２３…パルセーションダンパ、２４…電磁スピル弁、２５…カムシャフト、２６…カム、２７…プランジャ、２８…チェック弁、２９…リリーフ弁、３０…高圧燃料配管、３１…高圧燃料噴射弁、３２…高圧側燃圧センサ（燃圧センサ）、３３…電子制御ユニット（燃圧制御部、昇圧制御部、強制噴射制御部、噴射切替部）、３４…クランク角センサ、３５…エアフローメータ、３６…アクセルペダルセンサ。
【図１】
0006292163.tif 000002
【図２】
0006292163.tif 000003
【図３】
0006292163.tif 000004
【図４】
0006292163.tif 000005