(57)【要約】  【課題】  燃圧センサの検出燃圧の補正精度を向上させる。  【解決手段】  イグニッションスイッチのオン操作（低圧ポンプ１２の起動）から高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）まで上昇するのに要する所定時間が経過した時点を学習タイミングに設定し、この学習タイミングで、燃圧センサ３２の検出燃圧をＥＣＵ３６に読み込み、低圧ポンプ１２の目標吐出圧と燃圧センサ３２の検出燃圧との偏差を算出して、この偏差を燃圧センサ３２の検出誤差学習値としてＥＣＵ３６のメモリに記憶する。この後は、燃圧センサ３２の検出燃圧に検出誤差学習値を加算した値を最終的な検出燃圧として用いて燃圧補正係数Ｋを算出し、この燃圧補正係数Ｋでベース噴射量を補正して最終的な燃料噴射量を求める。この学習補正は、燃圧センサ３２の検出精度が悪い低燃圧領域でのみ行う。  【選択図】  図１
2005069120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を汲み上げる低圧ポンプと、前記低圧ポンプの吐出圧を目標吐出圧に調整する低圧ポンプ吐出圧調整手段と、前記低圧ポンプから吐出される燃料を高圧に加圧して燃料噴射弁に圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出側の燃圧を検出する燃圧センサとを備えた内燃機関において、
所定の学習実行条件が成立したときに前記低圧ポンプの目標吐出圧と前記燃圧センサの検出燃圧との偏差に基づいて前記燃圧センサの検出誤差を学習する学習手段と、
前記学習手段の学習値に基づいて前記燃圧センサの検出燃圧を補正する検出燃圧補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項２】
前記学習手段は、前記燃圧センサの検出燃圧が所定値以下の低燃圧領域で前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前記低圧ポンプの目標吐出圧と前記高圧ポンプの吐出側の燃圧との偏差を推定できる状態になったときに前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項４】
前記学習手段は、前記低圧ポンプが起動されてから前記高圧ポンプの吐出側の燃圧が前記低圧ポンプの目標吐出圧まで上昇したと推定できる状態になったときに前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項５】
前記学習手段は、前記低圧ポンプが起動されてから前記高圧ポンプの吐出側の燃圧が前記低圧ポンプの目標吐出圧まで上昇するのに要する所定時間が経過したときに前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項６】
前記学習手段は、燃圧に影響を及ぼす特定の運転パラメータの領域毎に前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項７】
燃料温度又はこれと相関関係のある何等かの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記学習手段は、前記温度検出手段で検出した温度の領域毎に前記燃圧センサの検出誤差を学習することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項８】
前記学習手段は、内燃機関の停止時間が短く、前記高圧ポンプの吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で前記低圧ポンプが起動されたときには、前記燃圧センサの検出誤差を学習しないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項９】
前記低圧ポンプ吐出圧調整手段は、前記低圧ポンプの吐出圧を設定圧力以下に調整する燃圧レギュレータであり、
前記学習手段は、前記低圧ポンプの目標吐出圧として、前記燃圧レギュレータの設定圧力を用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項１０】
前記低圧ポンプ吐出圧調整手段は、前記低圧ポンプの吐出圧を目標値にフィードバック制御するフィードバック制御手段であり、
前記学習手段は、前記低圧ポンプの目標吐出圧として、前記フィードバック制御の目標値を用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項１１】
前記検出燃圧補正手段は、前記燃圧センサの検出燃圧が所定値以下の低燃圧領域でのみ前記学習手段の学習値に基づいて前記燃圧センサの検出燃圧を補正することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項１２】
前記検出燃圧補正手段は、補正後の検出燃圧の上限を前記所定値で制限することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【請求項１３】
前記検出燃圧補正手段で補正された検出燃圧を用いて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する噴射量補正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の内燃機関の燃圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧ポンプから吐出される燃料を高圧ポンプで加圧して燃料噴射弁に圧送する高圧燃料供給システムにおいて、高圧ポンプの吐出側の燃圧を検出する燃圧センサを備えた内燃機関の燃圧検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンでは、燃焼性を確保するために、噴射圧力を高圧にして噴射燃料の微粒化を促進させる必要がある。そのため、筒内噴射エンジンでは、燃料タンクから電動式の低圧ポンプで汲み上げた燃料を、エンジンのカム軸で駆動される機械式の高圧ポンプで高圧に加圧して燃料噴射弁へ圧送するようにしている。このような高圧燃料供給システムでは、高圧ポンプから燃料噴射弁へ吐出する燃料の圧力を燃圧センサで検出し、その検出燃圧に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量（燃料噴射時間）を補正するようにしている。従って、燃圧センサの検出精度が悪いと、燃料噴射量の補正精度が悪くなるという関係がある。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開２０００−２４９０１７号公報）に示すように、燃圧センサの検出燃圧を校正する技術が提案されている。このものでは、電動式の低圧ポンプの吐出圧力が最高圧力（４バール）になったときの燃圧センサの出力電圧（検出燃圧）と機械式の高圧ポンプの吐出圧力が最高圧力（１２０バール）になったときの燃圧センサの出力電圧（検出燃圧）とを結ぶ直線を校正線として求め、この校正線に基づいて燃圧センサの出力電圧を検出燃圧に変換するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２４９０１７号公報（段落［００４２］、図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、電動式の低圧ポンプの吐出圧力が最高圧力（４バール）になったときの燃圧センサの出力電圧（検出燃圧）と機械式の高圧ポンプの吐出圧力が最高圧力（１２０バール）になったときの燃圧センサの出力電圧（検出燃圧）とを結ぶ直線を校正線として求めるようにしているが、電動式の低圧ポンプの最高吐出圧力は、電源となるバッテリ電圧や燃料温度の変化等に応じて変動するため、低圧ポンプの最高吐出圧力を基準にして燃圧センサの検出特性を補正（校正）したのでは、バッテリ電圧や燃料温度の変化等による低圧ポンプの最高吐出圧力の変動分の検出誤差が生じてしまい、燃圧センサの検出燃圧の補正精度が悪いという欠点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、燃圧センサの検出燃圧の補正精度を向上できる内燃機関の燃圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、低圧ポンプの吐出圧を目標吐出圧に調整しながら燃料を高圧ポンプに送るようにしたシステムにおいて、所定の学習実行条件が成立したときに、学習手段により低圧ポンプの目標吐出圧と燃圧センサの検出燃圧との偏差に基づいて燃圧センサの検出誤差を学習し、この学習値に基づいて燃圧センサの検出燃圧を検出燃圧補正手段により補正するようにしたものである。この場合、燃圧センサの検出誤差の学習に用いる基準値（低圧ポンプの目標吐出圧）は、バッテリ電圧や燃料温度が変化しても変化しないため、低圧ポンプの目標吐出圧を基準にして燃圧センサの検出誤差を学習すれば、バッテリ電圧や燃料温度の変化の影響を受けずに燃圧センサの検出誤差を精度良く学習することができ、燃圧センサの検出燃圧の補正精度を向上することができる。
【０００７】
一般に、高圧ポンプの吐出側の燃圧を検出する燃圧センサの検出特性は、内燃機関の運転中に通常使用する高燃圧領域で検出精度が高くなるように設計されているため、低燃圧領域で検出精度が悪くなる傾向がある。
【０００８】
このような燃圧センサの検出特性を考慮して、請求項２のように、燃圧センサの検出燃圧が所定値以下の低燃圧領域で燃圧センサの検出誤差を学習するようにすると良い。このようにすれば、燃圧センサの検出誤差が大きくなる低燃圧領域（換言すれば燃圧センサの検出誤差を学習しやすい領域）で、燃圧センサの検出誤差を精度良く学習することができる。
【０００９】
また、請求項３のように、低圧ポンプの目標吐出圧と高圧ポンプの吐出側の燃圧（実燃圧）との偏差δ１（＝目標吐出圧−実燃圧）を推定できる状態になったときに燃圧センサの検出誤差を学習するようにすると良い。このようにすれば、低圧ポンプの目標吐出圧と燃圧センサの検出燃圧との偏差δ２（＝目標吐出圧−検出燃圧）を検出することで、燃圧センサの検出誤差（＝検出燃圧−実燃圧＝δ１−δ２）を精度良く学習することができる。
【００１０】
例えば、請求項４のように、低圧ポンプが起動されてから高圧ポンプの吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプの目標吐出圧まで上昇して両者の偏差δ１が０（実燃圧＝目標吐出圧）になったと推定できる状態になったときに燃圧センサの検出誤差を学習するようにすると良い。このようにすれば、簡単な処理で燃圧センサの検出誤差を精度良く学習することができる。
【００１１】
より具体的には、請求項５のように、低圧ポンプが起動されてから高圧ポンプの吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプの目標吐出圧まで上昇するのに要する所定時間が経過したときに、燃圧センサの検出誤差を学習するようにすると良い。このように、低圧ポンプ起動後の経過時間で学習タイミングを判断すれば、学習タイミングを簡単に判断することができる。
【００１２】
また、請求項６のように、燃圧に影響を及ぼす特定の運転パラメータの領域毎に燃圧センサの検出誤差を学習するようにしても良い。このようにすれば、特定の運転パラメータの変化によって燃圧センサの検出誤差が変化する場合でも、燃圧センサの検出誤差を精度良く学習補正することができる。
【００１３】
例えば、燃料温度によって燃圧センサの検出誤差が変化する傾向があるので、燃料温度又はこれと相関関係のある何等かの温度を検出する温度検出手段を備えたシステムでは、請求項７のように、温度検出手段で検出した温度の領域毎に前記燃圧センサの検出誤差を学習するようにしても良い。このようにすれば、燃料温度の影響を受けずに燃圧センサの検出誤差を精度良く学習補正することができる。
【００１４】
また、請求項８のように、内燃機関の停止時間が短く、高圧ポンプの吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で低圧ポンプが起動されたときには、燃圧センサの検出誤差を学習しないようにすると良い。高圧ポンプの吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で低圧ポンプが起動されたときには、起動初期の低圧ポンプの吐出圧が不明であり、その後の低圧ポンプの吐出圧の上昇具合を推定できないため、高圧ポンプの吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプの目標吐出圧まで上昇するタイミングを精度良く推定できない。このような場合は、燃圧センサの検出誤差を学習しないようにすれば、高圧ポンプの吐出側の残留燃圧に起因する誤学習や学習精度低下を未然に防止することができる。
【００１５】
低圧ポンプの吐出圧を目標吐出圧に調整する低圧ポンプ吐出圧調整手段として、燃圧レギュレータを用いるシステムでは、請求項９のように、低圧ポンプの目標吐出圧として、燃圧レギュレータの設定圧力を用いるようにすると良い。
【００１６】
また、低圧ポンプの吐出圧を目標値にフィードバック制御するシステムでは、請求項１０のように、低圧ポンプの目標吐出圧として、フィードバック制御の目標値を用いるようにすると良い。燃圧レギュレータの設定圧力、フィードバック制御の目標値のいずれを用いても、バッテリ電圧や燃料温度の変化の影響を受けずに燃圧センサの検出誤差を精度良く学習することができる。
【００１７】
本発明は、全ての燃圧領域で学習手段の学習値に基づいて燃圧センサの検出燃圧を補正するようにしても良いが、一般に、燃圧センサの検出特性は、内燃機関の運転中に通常使用する高燃圧領域で検出精度が高くなるように設計されているため、請求項１１のように、燃圧センサの検出燃圧が所定値以下の低燃圧領域（燃圧センサの検出誤差が無視できない低燃圧領域）でのみ学習手段の学習値に基づいて燃圧センサの検出燃圧を補正するようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の運転中に通常使用する高燃圧領域（燃圧センサの検出精度が高い領域）では、本来的に不要な学習補正を行わずに済み、車載コンピュータの演算負荷を軽減することができる。
【００１８】
この場合、請求項１２のように、補正後の検出燃圧の上限を低燃圧領域（補正あり領域）と高燃圧領域（補正なし領域）との境界の燃圧（所定値）で制限するようにすると良い。このようにすれば、低燃圧領域（補正あり領域）と高燃圧領域（補正なし領域）との境界で補正後の検出燃圧が不連続になることを防止できる。
【００１９】
また、請求項１３のように、補正後の検出燃圧を用いて燃料噴射弁の燃料噴射量を噴射量補正手段により補正するようにすると良い。このようにすれば、燃圧センサの検出精度が低下する始動時の低燃圧領域でも、燃料噴射量を精度良く補正することができ、始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて筒内噴射エンジン（内燃機関）の高圧燃料供給システムの構成を説明する。燃料を貯溜する燃料タンク１１内には、燃料を汲み上げる電動式の低圧ポンプ１２が配置されている。この低圧ポンプ１２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ１２から吐出される燃料は、低圧側燃料配管１３を通して機械式の高圧ポンプ１４に供給される。低圧側燃料配管１３の途中には、燃圧レギュレータ１５（低圧ポンプ吐出圧調整手段）が設けられ、この燃圧レギュレータ１５によって低圧ポンプ１２の吐出圧（高圧ポンプ１４への燃料供給圧力）が目標吐出圧（例えば０．４ＭＰａ）に調圧され、その目標吐出圧を越える燃料の余剰分は燃料戻し管１６により燃料タンク１１内に戻される。
【００２１】
図２に示すように、高圧ポンプ１４は、円筒状のポンプ室１８内でプランジャ１９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するプランジャポンプであり、プランジャ１９は、エンジンのカム軸２０に嵌着されたカム２１の回転運動によって駆動される。これにより、図３に示すように、クランク角に応じてプランジャ１９のリフト量が周期的に変化する。
【００２２】
また、図２に示すように、ポンプ室１８の吸入口２３側には、流量制御弁２２が設けられている。この流量制御弁２２は、常開型の電磁弁であり、吸入口２３を開閉する弁体２６と、弁体２６を開弁方向に付勢するスプリング２７と、弁体２６を閉弁方向に電磁駆動するノレノイド２８とから構成されている。ソレノイド２８に駆動電流が通電されていないときには、スプリング２７の付勢力により弁体２６が開弁されて吸入口２３が開放される。一方、ソレノイド２８に駆動電流が通電されると、ソレノイド２８の電磁駆動力により弁体２６がスプリング２７の付勢力に抗して閉弁されて吸入口２３が閉塞される。
【００２３】
高圧ポンプ１４の吸入行程（プランジャ１９が上死点から下死点に移動する行程）で、流量制御弁２２が開弁されてポンプ室１８内に燃料が吸入され、吐出行程（プランジャ１９が下死点から上死点に移動する行程）で、流量制御弁２２の閉弁開始時期を制御することで、燃料吐出量を調節して高圧ポンプ１４の吐出燃料圧力（以下「高圧側燃圧」という）を制御する。
【００２４】
例えば、高圧側燃圧を上昇させるときには、流量制御弁２２の閉弁開始時期を例えば図３の実線から点線のタイミングに早めて、吐出行程終了までの閉弁期間（有効ストローク）を長くして燃料吐出量を増加させ、反対に、高圧側燃圧を低下させるときには、流量制御弁２２の閉弁開始時期を例えば図３の点線から実線のタイミングに遅らせて、吐出行程終了までの閉弁期間（有効ストローク）を短くして燃料吐出量を減少させる。この時、吐出行程のうちの流量制御弁２２が開弁している期間は、燃料が低圧側に逆流し、ポンピング作用により大きな脈動が発生するため、後述するパルセーションダンパ３４で脈動を吸収するようになっている。
【００２５】
一方、高圧ポンプ１４の吐出口２４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁２５が設けられている。図１に示すように、高圧ポンプ１４から吐出された燃料は、高圧側燃料配管２９を通してデリバリパイプ３０に圧送され、このデリバリパイプ３０から各気筒の燃料噴射弁３１に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０には、高圧側燃圧を検出する燃圧センサ３２が設けられている。この燃圧センサ３２には、燃料温度を検出する燃料温度センサ３３（温度検出手段）が内蔵されている。尚、燃料温度センサ３３は燃圧センサ３２とは別の位置に設けても良いことは言うまでもない。
【００２６】
また、高圧ポンプ１４の吸入口２３と低圧側燃料配管１３との連結部分には、高圧ポンプ１４の吸入口２３側の燃圧（以下「低圧側燃圧」という）の脈動を低減するパルセーションダンパ３４が接続されている。このパルセーションダンパ３４は、ダイヤフラム（図示せず）を内蔵し、このダイヤフラムが低圧側燃圧の脈動を吸収して、低圧側燃圧を安定させるようにしている。
【００２７】
図１０に示すように、エンジン運転中は、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧が高圧（例えば９ＭＰａ付近）に保たれるが、エンジン停止後は、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧が高圧ポンプ１４内部の隙間から徐々に抜けていき、数時間程度で大気圧付近まで低下する。従って、その後、エンジンを始動する場合は、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧を大気圧付近から高圧（例えば９ＭＰａ付近）に昇圧することになるが、始動時にエンジン回転数がある程度上昇するまでは、高圧ポンプ１４による素早い燃圧の昇圧は望めないため、流量制御弁２２を全開に保持した状態で低圧ポンプ１２の吐出圧をそのまま高圧ポンプ１４内を通してデリバリパイプ３０側へ伝達させて始動する。従って、始動時にエンジン回転数がある程度上昇するまでは、低圧ポンプ１２の吐出圧（例えば０．４ＭＰａ）で燃料噴射制御が行われる。そして、エンジン回転数がある程度上昇して、高圧ポンプ１４の吐出能力が要求噴射量を越えた時点で、流量制御弁２２の閉弁／開弁の制御を開始して、高圧ポンプ１４による燃料圧送を開始する。
【００２８】
前記燃圧センサ３２と燃料温度センサ３３の出力信号（検出燃圧）はＥＣＵ３６に入力される。このＥＣＵ３６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図７の検出誤差学習補正ルーチンを実行することで、所定の学習実行条件が成立したときに低圧ポンプ１２の目標吐出圧と燃圧センサ３２の検出燃圧との偏差に基づいて燃圧センサ３２の検出誤差を学習し、その学習値に基づいて燃圧センサ３２の検出燃圧を補正する。
【００２９】
ここで、燃圧センサ３２の検出燃圧の学習補正方法を説明する。
一般に、図４に示すように、燃圧センサ３２の検出特性は、リニア（直線）ではなく、二次曲線的であり、エンジン運転中に通常使用する高燃圧領域（例えば９ＭＰａ付近）で検出精度が高くなるように設計されている。
【００３０】
また、図５に示すように、燃圧センサ３２の許容誤差は、最大検出値に対して±２％〜±４％程度であり、環境条件が厳しい極低温域では、±４％程度まで許容誤差が大きくなる。例えば、燃圧センサ３２の最大検出値が２０ＭＰａであれば、許容誤差が最小（±２％）となる常温域（２５℃雰囲気）でも、２０ＭＰａ×０．０２＝０．４ＭＰａの許容誤差が存在する。この燃圧センサ３２を用いて、従来同様の始動時燃料噴射制御を行った場合、常温域でも、０．４ＭＰａ程度の実燃圧に対して±０．４ＭＰａの誤差を含んだ検出燃圧で始動時燃料噴射量を補正することになり、補正精度が極めて悪くなる。
【００３１】
本実施例では、図６に示す特性の燃圧補正係数マップを検索して、その時点の検出燃圧に対応する燃圧補正係数Ｋを求め、この燃圧補正係数Ｋをベース噴射量に掛け合わせて最終的な燃料噴射量を求めるようにしているが、従来のように、０．４ＭＰａの実燃圧に対して、＋０．４ＭＰａの誤差を含んだ検出燃圧（０．８ＭＰａ）で燃圧補正係数Ｋを求めると、燃圧補正係数Ｋが本当は８．０であるのに、４．０となってしまい、本当に必要な燃料噴射量の１／２の燃料量しか噴射できなくなってしまい、着火不良が発生して始動性が悪化するという問題がある。このような問題は、燃圧センサ３２の許容誤差が大きくなる低温域では、更に大きな問題となる。
【００３２】
前述したように、エンジン始動時は、高圧ポンプ１４による素早い燃圧の昇圧は望めないため、流量制御弁２２を全開に保持した状態で低圧ポンプ１２の吐出圧をそのまま高圧ポンプ１４内を通してデリバリパイプ３０側へ伝達させるようにしている。このような始動時の燃圧制御の特徴を考慮して、本実施例では、低圧ポンプ１２の起動（イグニッションスイッチのオン操作）から高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）まで上昇するのに要する時間が経過した時点を学習タイミングに設定し、この学習タイミングで、燃圧センサ３２の検出燃圧をＥＣＵ３６に読み込み、低圧ポンプ１２の目標吐出圧と燃圧センサ３２の検出燃圧との偏差を算出して、この偏差を燃圧センサ３２の検出誤差学習値としてＥＣＵ３６のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリ（図示せず）に記憶する。この後は、燃圧センサ３２の検出燃圧に検出誤差学習値を加算した値を最終的な検出燃圧として用いて燃圧補正係数Ｋを算出し、この燃圧補正係数Ｋをベース噴射量に掛け合わせて最終的な燃料噴射量を求める。
【００３３】
この場合、全ての燃圧領域で燃圧センサ３２の検出誤差学習値を用いて燃圧センサ３２の検出燃圧を補正するようにしても良いが、一般に、燃圧センサ３２の検出特性は、エンジン運転中に通常使用する高燃圧領域で検出精度が高くなるように設計されているため、本実施例では、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できない低燃圧領域（例えば２ＭＰａ以下の領域）でのみ燃圧センサ３２の検出誤差を学習補正するようにしている。
【００３４】
ところで、エンジン停止時間が短く、高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で低圧ポンプ１２が起動されたときには、起動初期の低圧ポンプ１２の吐出圧が不明であり、その後の低圧ポンプ１２の吐出圧の上昇具合を推定できないため、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧まで上昇するタイミングを精度良く推定できない。そこで、本実施例では、ＥＣＵ３６は、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」と略記する）のオフ後にエンジン停止時間を計測し、このエンジン停止時間が所定時間以下（例えば２時間以下）で、高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で低圧ポンプ１２が起動されたときには、高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧に起因する誤学習や学習精度低下を未然に防止するために、燃圧センサ３２の検出誤差を学習しないようにしている。
【００３５】
また、燃料温度によって燃圧センサ３２の検出誤差が変化する傾向があるので、本実施例では、燃料温度センサ３３で検出した燃料温度の領域毎に燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしている。
【００３６】
以上説明した燃圧センサ３２の検出燃圧の学習補正は、ＥＣＵ３６により図７の検出誤差学習補正ルーチンに従って次のようにして実行される。本ルーチンは、ＩＧスイッチのオン後に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう学習手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１〜１０３で、３つの条件を全て満たすか否かで学習実行条件が成立しているか否かを次のようにして判定する。まず、ステップ１０１で、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが所定値（例えば２ＭＰａ）より低いか否かで、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できない低燃圧領域であるか否かを判定する。
【００３７】
このステップ１０１で、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが所定値（例えば２ＭＰａ）より低いと判定された場合は、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できない低燃圧領域であると判断してステップ１０２に進み、始動前のエンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦが所定時間（例えば２時間）よりも長いか否かで、エンジン停止中に高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧が抜け切った状態になっているか否かを判定する。
【００３８】
このステップ１０２で、始動前のエンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦが所定時間（例えば２時間）よりも長いと判定されれば、ステップ１０３に進み、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮ（低圧ポンプ１２の起動後の経過時間）が、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）まで上昇するのに要する所定時間ＣＨＰＮＴと一致している否かで、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）に一致しているか否か（学習タイミングであるか否か）を判定する。ここで、所定時間ＣＨＰＮＴは、予め、実験データや設計データに基づいて一定の時間に設定しても良いが、低圧ポンプ１２の電源となるバッテリ電圧や燃料温度に応じて低圧ポンプ１２の吐出圧の上昇挙動が少し変化することを考慮して、所定時間ＣＨＰＮＴをバッテリ電圧や燃料温度に応じて変化させるようにしても良い。
【００３９】
以上説明した３つのステップ１０１〜１０３で全て「Ｙｅｓ」と判定された場合のみ、学習実行条件が成立するが、３つのステップ１０１〜１０３のいずれかで「Ｎｏ」と判定されれば、学習実行条件が不成立となる。
【００４０】
１つ目のステップ１０１で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが所定値（例えば２ＭＰａ）以上と判定されれば、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できる（検出燃圧ＨＰの学習補正は不要である）と判断して、ステップ１１１に進み、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰをそのまま最終的な検出燃圧ＣＨＰとして記憶する。
【００４１】
２つ目のステップ１０２で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、始動前のエンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦが所定時間（例えば２時間）より短い場合は、エンジン停止中に高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧が抜け切った状態になっていないと判断して、ステップ１０６〜１０８の処理を実行し、燃圧センサ３２の検出誤差を学習せずに、前回の検出誤差学習値ＤＨＰを用いて燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰの補正のみを行う。具体的には、ステップ１０６で、燃料温度センサ３３で検出した燃料温度を読み込んだ後、ステップ１０７に進み、ＥＣＵ３６の書き換え可能な不揮発性メモリに格納されている検出誤差学習値マップ（図８参照）を検索して現在の燃料温度に対応する検出誤差学習値ＤＨＰを読み込む。この後、ステップ１０８に進み、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰに検出誤差学習値ＤＨＰを加算することで、検出誤差学習値ＤＨＰで補正した検出燃圧ＣＨＰを求める。
【００４２】
一方、３つ目のステップ１０３で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮ（低圧ポンプ１２の起動後の経過時間）が所定時間ＣＨＰＮＴと一致していない場合は、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧に一致していない（学習タイミングでない）と判断して、ステップ１０６〜１０８の処理を実行し、上述した方法で、燃圧センサ３２の検出誤差を学習せずに、前回の検出誤差学習値ＤＨＰを用いて燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰの補正のみを行う。
【００４３】
これに対して、３つのステップ１０１〜１０３で全て「Ｙｅｓ」と判定された場合は、学習タイミングと判断して、ステップ１０４に進み、低圧ポンプ１２の目標吐出圧ＴＦＰ（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）と燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰとの偏差ＤＨＰ（＝ＴＦＰ−ＨＰ）を検出誤差学習値として算出する。この後、ステップ１０５に進み、ＥＣＵ３６の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されている検出誤差学習値マップ（図８参照）のうちの現在の燃料温度に対応する検出誤差学習値ＤＨＰを上記ステップ１０４で算出した最新の検出誤差学習値ＤＨＰに書き換える。この後、ステップ１０８に進み、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰに現在の燃料温度に対応する検出誤差学習値ＤＨＰを加算することで、検出誤差学習値ＤＨＰで補正した検出燃圧ＣＨＰを求める。
【００４４】
この後、ステップ１０９に進み、補正後の検出燃圧ＣＨＰが低燃圧領域（補正あり領域）と高燃圧領域（補正なし領域）との境界の燃圧（本実施例では２ＭＰａ）よりも低いか否かを判定し、補正後の検出燃圧ＣＨＰが境界の燃圧（２ＭＰａ）よりも低ければ、補正後の検出燃圧ＣＨＰをそのまま最終的な検出燃圧ＣＨＰとして用いるが、もし、補正後の検出燃圧ＣＨＰが境界の燃圧（２ＭＰａ）を越えていれば、ステップ１１０に進み、最終的な検出燃圧ＣＨＰを境界の燃圧（２ＭＰａ）に書き換える。これにより、補正後の検出燃圧ＣＨＰの上限を境界の燃圧（２ＭＰａ）で制限するガード処理を行う。以上説明したステップ１０８〜１１０の処理が特許請求の範囲でいう検出燃圧補正手段としての役割を果たす。
【００４５】
この後、ステップ１１２に進み、図６の燃圧補正係数マップを検索して、最終的な検出燃圧ＣＨＰに対応する燃圧補正係数Ｋを求めた後、ステップ１１３に進み、この燃圧補正係数Ｋをベース噴射量ＩＮＪに掛け合わせて最終的な燃料噴射量ＦＩＮＪを求める。これにより、燃圧センサ３２の検出精度が悪くなる低燃圧領域でも、最終的な燃料噴射量ＦＩＮＪの精度が確保され、精度の良い燃料噴射制御が可能となる。これらステップ１１２、１１３の処理が特許請求の範囲でいう噴射量補正手段としての役割を果たす。
【００４６】
以上説明した図７の検出誤差学習補正ルーチンを用いた制御例を図９及び図１０のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】
図９は、エンジン停止後の高圧側燃圧（高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧）の挙動と、その後のエンジン始動時の高圧側燃圧、検出燃圧ＨＰ、補正後の検出燃圧ＣＨＰの挙動を例示するタイムチャートである。エンジン運転中に、ＩＧスイッチをオフすると、その時点ｔ1 で、エンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦを計測するタイマが計時動作を開始する。エンジン停止中は、高圧側燃圧が高圧ポンプ１４内部の隙間から徐々に抜けていき、２時間ほど経過すれば、高圧側燃圧が抜け切った状態（大気圧付近まで低下した状態）となる。本実施例では、エンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦが２時間以上であることが学習実行条件の１つとなる。
【００４８】
その後、ＩＧスイッチをオンすると、その時点ｔ2 で、低圧ポンプ１２が起動されると共に、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮ（低圧ポンプ１２の起動後の経過時間）を計測するタイマが計時動作を開始する。図９の例では、始動前のエンジン停止時間ＣＩＧＯＦＦが２時間以上であるため、学習実行条件の１つの条件が満たされるが、低圧ポンプ１２の起動後に高圧側燃圧が大気圧付近から低圧ポンプ１２の目標吐出圧ＴＦＰ（燃圧レギュレータ１５の設定圧力）まで上昇するのに、所定時間ＣＨＰＮＴを要する。従って、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮが所定時間ＣＨＰＮＴに達するまでは、学習実行条件が不成立となり、燃圧センサ３２の検出誤差を学習せずに、前回の検出誤差学習値ＤＨＰを用いて燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰの補正のみを行う。
【００４９】
その後、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮが所定時間ＣＨＰＮＴに達した時点ｔ3 で、学習実行条件が成立し、高圧側燃圧が低圧ポンプ１２の目標吐出圧ＴＦＰに一致したと判断して、その時点ｔ3 における低圧ポンプ１２の目標吐出圧ＴＦＰと燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰとの偏差ＤＨＰ（＝ＴＦＰ−ＨＰ）を検出誤差学習値として算出すると共に、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰに検出誤差学習値ＤＨＰを加算することで、補正後の検出燃圧ＣＨＰを求める。
【００５０】
ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮが所定時間ＣＨＰＮＴを越えると、再び、学習実行条件が不成立となり、燃圧センサ３２の検出誤差を学習せずに、時刻ｔ3 で算出された検出誤差学習値ＤＨＰを用いて燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰの補正のみを行う。この補正処理は、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが補正領域の上限燃圧である２ＭＰａを越えるまで、所定周期で繰り返し実行される。
【００５１】
燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが２ＭＰａに近付くと、補正後の検出燃圧ＣＨＰが２ＭＰａを越える場合（ｔ4 〜ｔ5 ）があるため、補正後の検出燃圧ＣＨＰの上限を２ＭＰａで制限するガード処理を行う。
【００５２】
その後、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが補正領域の上限燃圧である２ＭＰａに到達した時点ｔ5 で、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できる（検出燃圧ＨＰの学習補正は不要である）と判断して、検出誤差学習値ＤＨＰによる検出燃圧ＨＰの補正を終了し、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰをそのまま最終的な検出燃圧ＣＨＰとして用いる。この場合、検出誤差学習値ＤＨＰによる検出燃圧ＨＰの補正を行うｔ5 以前は、補正後の検出燃圧ＣＨＰの上限を２ＭＰａでガード処理するため、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰが２ＭＰａに到達した時点ｔ5 で、燃圧センサ３２の検出燃圧ＨＰをそのまま最終的な検出燃圧ＣＨＰとして用いても、その前後で最終的な検出燃圧ＣＨＰが不連続になることはない。
【００５３】
図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ気温が−８℃、−２５℃で始動する時の高圧側燃圧、エンジン回転速度、バッテリ電圧の挙動を例示するタイムチャートである。ａ点でスタータが起動されてエンジンのクランキングが開始されるが、クランキング時はエンジン回転数が低いため、高圧ポンプ１４による素早い燃圧の上昇は望めない（高圧ポンプ１４の吐出能力以上に始動時噴射量が要求されるためである）。そこで、始動時に、エンジン回転数がある程度上昇するまでは、流量制御弁２２を全開に保持した状態で低圧ポンプ１２の吐出圧をそのまま高圧ポンプ１４内を通してデリバリパイプ３０側へ伝達させて始動する。従って、始動時にエンジン回転数がある程度上昇するまでは、低圧ポンプ１２の吐出圧（０．４ＭＰａ）で燃料噴射制御が行われる。
【００５４】
そして、エンジン回転数がある程度上昇して、高圧ポンプ１４の吐出能力が要求噴射量を越えた時点（図１０のｂ点）で、流量制御弁２２の閉弁／開弁の制御を開始して、高圧ポンプ１４による燃料圧送を開始する。これにより、高圧側燃圧が１ＭＰａ程度を越えたあたりから目標とする燃圧（図１０では９ＭＰａ）まで急速に上昇する。高圧側燃圧が２ＭＰａ程度を越えるまでは、燃圧センサ３２の検出誤差を無視できないため、学習補正が必要となる。
【００５５】
高圧側燃圧が燃圧センサ３２の検出誤差の学習補正が必要とする低燃圧領域を越えるのに要する時間は、気温が低くなると、長くなる。従って、気温が低くなるほど、燃圧センサ３２の検出誤差の学習補正の重要性が高まる。
【００５６】
以上説明した本実施例によれば、低圧ポンプ１２の起動（ＩＧスイッチのオン操作）から高圧側燃圧が低圧ポンプ１２の目標吐出圧まで上昇するのに要する所定時間が経過した時点を学習タイミングに設定し、この学習タイミングで、低圧ポンプ１２の目標吐出圧と燃圧センサ３２の検出燃圧との偏差を検出誤差学習値として算出し、燃圧センサ３２の検出燃圧を検出誤差学習値で補正するようにしている。この場合、燃圧センサ３２の検出誤差の学習に用いる基準値（低圧ポンプ１２の目標吐出圧）は、バッテリ電圧や燃料温度が変化しても変化しないため、低圧ポンプ１２の目標吐出圧を基準にして燃圧センサ３２の検出誤差を学習すれば、バッテリ電圧や燃料温度の変化の影響を受けずに燃圧センサ３２の検出誤差を精度良く学習することができ、燃圧センサ３２の検出燃圧の補正精度を向上することができる。
【００５７】
しかも、本実施例では、燃料温度によって燃圧センサ３２の検出誤差が変化するという特性を考慮して、燃料温度センサ３３で検出した燃料温度の領域毎に燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしたので、学習精度を向上できる利点がある。この場合、燃料温度センサ３３を備えていないシステムでは、燃料温度と相関関係のある何等かの温度（例えば冷却水温、エンジン油温等）を燃料温度の代用情報として用いるようにしても良い。      
【００５８】
本発明は、燃料温度の他に、燃圧に影響を及ぼす特定の運転パラメータ（例えばバッテリ電圧等）の領域毎に燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしても良く、また、複数の運転パラメータ（例えば燃料温度とバッテリ電圧）の領域毎に燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしても良い。勿論、本発明は、領域毎の学習を行わず、全領域で共通の学習値を求めるようにしても良い。
【００５９】
また、本実施例では、エンジン停止時間が短く、高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧が抜け切らない状態で低圧ポンプ１２が起動されたときには、燃圧センサ３２の検出誤差を学習しないようにしたので、高圧ポンプ１４の吐出側の残留燃圧に起因する誤学習や学習精度低下を未然に防止することができる利点がある。
【００６０】
一般に、燃圧センサ３２の検出特性は、エンジン運転中に通常使用する高燃圧領域で検出精度が高くなるように設計されているため、本実施例では、燃圧センサ３２の検出誤差が無視できない２ＭＰａ以下の低燃圧領域でのみ検出誤差学習値に基づいて燃圧センサ３２の検出燃圧を補正するようにしている。これにより、エンジン運転中に通常使用する高燃圧領域（燃圧センサ３２の検出精度が高い領域）では、本来的に不要な学習補正を行わずに済み、ＥＣＵ３６の演算負荷を軽減することができる利点がある。
【００６１】
但し、高燃圧領域においても低燃圧領域と同様の検出誤差が生じる検出特性のシステムの場合は、全ての燃圧領域で検出誤差学習値に基づいて燃圧センサ３２の検出燃圧を補正するようにしても良い。
【００６２】
また、本実施例では、補正後の検出燃圧の上限を低燃圧領域（補正あり領域）と高燃圧領域（補正なし領域）との境界の燃圧（２ＭＰａ）で制限するガード処理を行うようにしたので、低燃圧領域（補正あり領域）と高燃圧領域（補正なし領域）との境界（２ＭＰａ）で補正後の検出燃圧が不連続になることを防止できる利点がある。
【００６３】
本実施例では、低圧ポンプ１２の目標吐出圧として燃圧レギュレータ１５の設定圧力を用いるようにしたが、燃圧レギュレータ１５を省略し、低圧ポンプ１２の吐出圧を目標値にフィードバック制御するシステムでは、低圧ポンプ１２の目標吐出圧として、フィードバック制御の目標値を用いるようにすれば良い。
【００６４】
また、本実施例では、始動時に高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（高圧側燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧に到達したか否か（学習タイミングであるか否か）を、ＩＧスイッチのオン後の経過時間ＣＩＧＯＮ（低圧ポンプ１２の起動後の経過時間）に基づいて判定するようにしたが、例えば、ＩＧスイッチのオン後の流量制御弁２２の全開期間中（低圧ポンプ１２が高圧側燃圧を上昇させない期間中）に、燃圧センサ３２の検出燃圧の上昇カーブを監視し、燃圧センサ３２の検出燃圧の上昇がほぼ終わって検出燃圧がほぼ一定になった時点で、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（高圧側燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧に到達したと推定するようにしても良い。
【００６５】
また、本実施例では、１回の始動当たりの検出誤差の演算回数（学習回数）を１回のみとしたが、高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（高圧側燃圧）が低圧ポンプ１２の目標吐出圧に一致している期間中に、燃圧センサ３２の検出誤差を複数回演算して、それらの平均値を検出誤差学習値とするようにしても良い。
【００６６】
また、本実施例では、低圧ポンプ１２の目標吐出圧と高圧ポンプ１４の吐出側の燃圧（実燃圧）との偏差δ１（＝目標吐出圧−高圧側燃圧）が０になったと推定できる状態になったときに燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしたが、偏差δ１≠０の領域で、偏差δ１を推定できる状態になったときに燃圧センサ３２の検出誤差を学習するようにしても良い。この場合、低圧ポンプ１２の目標吐出圧と燃圧センサ３２の検出燃圧との偏差δ２（＝目標吐出圧−検出燃圧）を検出することで、燃圧センサ３２の検出誤差（＝検出燃圧−実燃圧＝δ１−δ２）を精度良く学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例における高圧燃料供給システムの概略構成を示す図である。
【図２】高圧ポンプの構成図である。
【図３】流量制御弁、高圧ポンプの挙動を示すタイムチャートである。
【図４】燃圧センサの検出特性を示す図である。
【図５】燃圧センサの許容誤差を示す図である。
【図６】燃圧補正係数マップを概念的に示す図である。
【図７】検出誤差学習補正ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】検出誤差学習値マップを概念的に示す図である。
【図９】エンジン停止後の高圧側燃圧（高圧ポンプの吐出側の燃圧）の挙動と、その後のエンジン始動時の高圧側燃圧、検出燃圧ＨＰ、補正後の検出燃圧ＣＨＰの挙動を例示するタイムチャートである。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ気温が−８℃、−２５℃で始動する時の高圧側燃圧、エンジン回転速度、バッテリ電圧の挙動を例示するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１１…燃料タンク、１２…低圧ポンプ、１４…高圧ポンプ、１５…燃圧レギュレータ（低圧ポンプ吐出圧調整手段）、１８…ポンプ室、１９…プランジャ、２０…カム軸、２１…カム、２２…流量制御弁、２３…吸入口、２４…吐出口、２５…逆止弁、２６…弁体、２７…スプリング、２８…ノレノイド、３１…燃料噴射弁、３２…燃圧センサ、３４…パルセーションダンパ、３６…ＥＣＵ（学習手段，検出燃圧補正手段，噴射量補正手段）
【図１】
2005069120.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】
2005069120.tif 000008
【図７】
2005069120.tif 000009
【図８】
2005069120.tif 000010
【図９】
2005069120.tif 000011
【図１０】
2005069120.tif 000012