(57)【要約】【課題】２つのポンプを含む直噴式燃料システムにおいて、センサ数を低減しつつポンプの出力制御を実現する。【解決手段】内燃機関（１０）の第１の動作状態時に、低圧ポンプ（７２）を、高圧ポンプ（７４）が実質的に休止している間に高圧ポンプの下流に配置されたセンサ（７７）からの出力が変化することに応じて、低圧ポンプに供給されるエネルギを調節する第１のモードで動作させる工程と、内燃機関の第２の動作状態時に、低圧ポンプを、高圧ポンプの動作中に内燃機関の動作条件が変化することに応じて、低圧ポンプに供給されるエネルギを変化させる第２のモードで動作させる工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直噴燃料システムにおけるポンプの制御方法であって、
シリンダに燃料を直接噴射する燃料噴射弁に燃料を供給する高圧ポンプと、該高圧ポンプに燃料を供給する低圧ポンプと、を用い、
内燃機関の第１の動作状態時に、前記低圧ポンプを第１のモードで動作させる工程と、
前記内燃機関の第２の動作状態時に、前記低圧ポンプを第２のモードで動作させる工程と、を包含し、
前記第１のモードは、前記高圧ポンプが実質的に休止している間に前記高圧ポンプの下流に配置されたセンサからの出力が変化することに応じて、前記低圧ポンプに供給されるエネルギを調節するモードであり、
前記第２のモードは、前記高圧ポンプの動作中に前記内燃機関の動作条件が変化することに応じて、前記低圧ポンプに供給されるエネルギを変化させるモードである
ことを特徴とする制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記エネルギは、電圧又は電流として供給する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記センサは圧力センサである
ことを特徴とする制御方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、
前記内燃機関の動作状態の変化時に、前記電流又は電圧を変化させる工程をさらに含む
ことを特徴とする制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、
前記高圧ポンプは、前記第１のモードの間は実質的に休止されている
ことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載に記載の方法において、
前記第１及び第２のモードでの動作は、前記内燃機関の動作状態から決定される
ことを特徴とする制御方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
前記高圧ポンプは前記内燃機関によって駆動される
ことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法において、
前記内燃機関の動作条件は、ドライバのトルク要求、内燃機関の速度、内燃機関の負荷、周囲温度及び内燃機関の温度のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、
前記低圧ポンプのモードが変更されるのと略同時に燃料噴射モードが変更される
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法において、
前記高圧ポンプは、減速時の燃料カットと関連して休止される
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
直噴燃料システムにおけるポンプの制御方法であって、
シリンダに燃料を直接噴射する燃料噴射弁に燃料を供給するインジェクションポンプと、該インジェクションポンプに燃料を供給するリフトポンプと、を用い、
内燃機関の第１の動作状態時に、前記リフトポンプを第１のモードで動作させる工程と、
前記リフトポンプを第２のモードで動作させる工程とを包含し、
前記第１のモードは、前記インジェクションポンプが実質的に休止している間に前記インジェクションポンプの下流に配置されたセンサからの出力が変化することに応じて、前記リフトポンプに供給されるエネルギを調節するモードであり、
前記第１のモードにおいて前記センサで検知された圧力に対応するリフトポンプ変数を記憶しておき、
前記第２のモードは、前記記憶しているリフトポンプ変数を用いて前記リフトポンプの出口における圧力を調節するモードである
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記内燃機関の動作状態の変化時に、前記第１のモードにおける前記エネルギを変化させる工程をさらに含む
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法において、
前記リフトポンプから供給される燃料の圧力を上昇させるように、前記インジェクションポンプを動作させる工程をさらに含む
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記リフトポンプ変数は、前記リフトポンプに供給される電流の量である
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記リフトポンプ変数は、前記リフトポンプに供給される電圧の量である
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記リフトポンプ変数は、前記リフトポンプの温度である
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の方法において、
前記リフトポンプ変数は、関数、アレイ、又はリフトポンプ動作条件を索引とするテーブルの中に記憶される
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１８】
内燃機関のシリンダに燃料を供給する燃料噴射弁に燃料を給送する直噴燃料システムにおけるポンプを制御するための、コンピュータによって実行可能なプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記ポンプには、前記燃料噴射弁に燃料を給送するインジェクションポンプと、該インジェクションポンプの上流に配置されたリフトポンプとが含まれ、
前記内燃機関によって消費される燃料の量が変化した場合に、前記リフトポンプに供給されるエネルギを調節する工程と、
前記リフトポンプの動作条件の変化時に、前記リフトポンプに供給されるエネルギをさらに調節する工程と、を前記コンピュータに実行させる
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１９】
請求項１８に記載のコンピュータ読取り可能記憶媒体において、
前記動作条件は、前記リフトポンプの実際の温度又は推定された温度を含む
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のコンピュータ読取り可能記憶媒体において、
前記リフトポンプの動作条件の変化時に、前記エネルギが調節される間、前記インジェクションポンプを休止させる命令をさらに含む
ことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴式燃料システムの一部として動作するリフトポンプ（吸上ポンプ）を制御する方法及び同ポンプを制御するためのプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接燃料噴射式のエンジンは、２つの燃料ポンプを有しているのが一般的である。２ポンプ型直噴式燃料システムの一例が、特許文献１に記載されている。この特許は、一方の燃料ポンプ（リフトポンプ）が燃料タンクから燃料を吸い上げ、その吸い上げた燃料を第１の圧力で第２の燃料ポンプ（インジェクションポンプ）へ給送する燃料システムを記載している。第２の燃料ポンプは、燃料の圧力を第２の圧力に増大して、燃料をシリンダ内に直接噴射できるようにする。リフトポンプに供給される電流又は電圧は、ポンプ速度センサ又は圧力センサに応答して制御される。
【特許文献１】米国特許第６，２３０，６８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方で、上記方法はいくつかの欠点を有している。特に、この方法は、リフトポンプの吐出圧力又はリフトポンプの速度を監視するためのセンサを必要とする。この構成はシステムのコストを上昇させるので、センサを必要としないシステムのほうが望ましい。さらに、センサが劣化するとシステム自体も同様に機能しなくなるので、センサによりシステムの信頼度が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは上記欠点を理解し、そして、実質的な改良を提供する方法を開発した。
【０００５】
本発明の一実施形態は、直噴燃料システムの一部として動作する低圧ポンプの制御方法を含む。該方法は、内燃機関の第１の動作状態時に第１のモードで低圧ポンプを動作する工程であって、上記低圧ポンプは、シリンダに燃料を直接噴射する燃料噴射弁（以下、インジェクタともいう）に燃料を供給する高圧ポンプに燃料を供給し、上記第１の動作モードは、上記高圧ポンプが実質的に休止している間に上記高圧ポンプの下流に配置されたセンサからの出力が変化したことに応じて、上記低圧ポンプに供給されるエネルギを調節することを含む工程と、上記内燃機関の第２の動作状態時に第２のモードで上記低圧ポンプを動作する工程であって、上記第２の動作モードは、上記高圧ポンプの動作中に上記内燃機関の動作状態が変化したことに応じて、上記低圧ポンプに供給されるエネルギを変化させることを含む工程と、を包含する。この方法は、前述の従来の方法が有する欠点のうち少なくともいくつかを克服する。
【０００６】
リフトポンプの出力を調節する能力は維持しつつ、直噴式燃料システムにおけるリフトポンプ（低圧ポンプ）の制御のためのコスト及び複雑さを低減することができる。例えば、リフトポンプの吐出圧力は、リフトポンプの下流に配置されたインジェクションポンプ（高圧ポンプ）の下流に配置された圧力センサを用いて制御することができる。具体的には、インジェクションポンプがオフになるように命令された場合、リフトポンプにおいて高まった圧力は、燃料供給ラインを通ってインジェクションポンプ内を伝わる。その結果、インジェクションポンプの下流に配置された燃料ライン及び燃料レールは、リフトポンプにより加圧される。燃料レール内の圧力センサを用いて燃料ライン圧をフィードバックし、それによりリフトポンプを制御することができる。このように、リフトポンプとインジェクションポンプとの間にさらなる圧力センサを設けることなく、リフトポンプの吐出圧を制御することができる。さらに、ある特定の燃料ライン圧を得るためにリフトポンプに供給されるエネルギ量を監視し、その監視により得られた値をメモリ内に記憶しておくことにより、それ以降にリフトポンプを駆動するときに、メモリに記憶されている値を用いることができる。
【０００７】
インジェクションポンプが動作する燃料供給モードにおいて、インジェクションポンプがオフの間において或る特定のリフトポンプ吐出圧力を得るために用いた電流コマンドをメモリから得て、それを出力することで該特定の吐出圧力を得ることができる。これにより、リフトポンプの出口に圧力トランスデューサ（圧力センサ）を設けることなく、リフトポンプの吐出圧力を制御することができる。このモードにおいて、インジェクションポンプは、インジェクションポンプの下流に配置された圧力センサによって制御することができる。したがって、インジェクションポンプの下流に配置された１つの圧力センサのみを用いて、リフトポンプ及びインジェクションポンプの吐出圧力を制御することができる。
【０００８】
本発明は、いくつかの利点を提供し得る。具体的には、直列に接続された２つの燃料ポンプのそれぞれから吐出される燃料の圧力を、１つの圧力トランスデューサを用いて制御するアプローチが挙げられる。さらに、圧力トランスデューサを１つだけ用いるので、システム内でセンサが劣化する可能性が低下することから、システムの信頼性が向上する。
【０００９】
本発明の上記利点及び他の利点並びに本発明の特徴は、以下の「発明を実施するための最良の形態」の欄を単独で若しくは添付の図面を参照しつつ読むことにより、容易に明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、複数のシリンダ（図１には１つだけ示す）を備えた内燃機関１０は、電子エンジン制御器１２によって制御される。エンジン１０は、燃焼室３０及びシリンダ壁部３２を備えており、クランクシャフト３１に連結されたピストン３６がシリンダ内に配置されている。燃焼室３０に対し、それぞれ吸気バルブ５２及び排気バルブ５４を介して吸気マニホールド４４及び排気マニホールド４８が連通している。吸気バルブ及び排気バルブの各々は、機械駆動カムによって駆動される。あるいは、吸気バルブ及び／又は排気バルブは、電気的に駆動されてもよい。
【００１１】
本実施形態では、吸気マニホールド４４に電子スロットル６２が設けられている。電子スロットル６２は、必要に応じて設けられる。燃料は、燃料噴射弁６６を介して燃焼室３０内に直接噴射される。噴射される燃料の量は、制御器１２から出力される信号ＦＰＷのパルス幅に比例している。燃料は、高圧ポンプとしてのインジェクションポンプ７４によって燃料噴射弁６６に送られる。チェックバルブ７５は、インジェクションポンプ７４から燃料噴射弁６６へと燃料を流し、燃料噴射弁６６からインジェクションポンプ７４への流れを制限する。低圧ポンプとしてのリフトポンプ７２は、燃料タンク７１からインジェクションポンプ７４へと燃料を供給する。チェックバルブ７３は、リフトポンプ７２からインジェクションポンプ７４へ燃料を流し、インジェクションポンプ７４からリフトポンプ７２への燃料の逆流を制限する。バイパス流が存在する場合、圧力調整弁７６が、インジェクションポンプ７４への燃料供給圧力を略一定（つまり＋０．５ｂａｒ（５０ｋＰａ））に維持する。あるいは、圧力調整弁７６は、必要に応じて省略してもよい。
【００１２】
上記リフトポンプ及び／又はインジェクションポンプは、本明細書の開示内容の範囲から逸れることなく、電気的、油圧的、又は機械的に駆動され得ることに留意されたい。例えばインジェクションポンプ７４は、エンジン１０のクランクシャフト３１に駆動連結されて、エンジン１０により駆動される場合がある。
【００１３】
ディストリビュータレスの点火システム８８は、制御器１２に応答して、スパークプラグ９２により燃焼室３０に点火火花を供給する。図を参照すると、触媒コンバータ４７よりも上流の排気マニホールド４８に、汎用排気ガス酸素（Universal Exhaust Gas Oxygen：ＵＥＧＯ）センサ４５が結合されている。ある実施例において、触媒コンバータ４７は複数の触媒ブリック（brick）を含む。別の実施例において、各々が複数の触媒ブリックを含む複数の排出物制御装置を用い得る。ある実施例において、変換器４７は三元触媒であり得る。
【００１４】
図１に示す制御器１２は従来のマイクロコンピュータであり、マイクロプロセッサユニット１０２、入出力ポート１０４、リードオンリーメモリ１０６、ランダムアクセスメモリ１０８、キープアライブメモリ１１０、及び従来のデータバスを備えている。図示した制御器１２は、上述の信号に加えて、エンジン１０に設けられたセンサ等から、以下の各種信号を受け取る：冷却水ジャケット１１４に取り付けられた温度センサ１１２からのエンジン冷媒温度（ＥＣＴ）；アクセルペダルに取り付けられた位置センサ１１９；吸気マニホールド４４に取り付けられた圧力センサ１２２からのエンジンマニホールド圧力（ＭＡＰ）の測定値；燃料レール圧力センサ７７；スロットル位置センサ６９；温度センサ１１７からのエンジン空気温度又はマニホールド温度の測定値（ＡＣＴ）；クランクシャフト３１の位置を検知するホール効果センサによるエンジン位置センサ１１８；並びに、作動エネルギを供給してバルブを作動させると共に、電流を供給することでバルブアクチュエータ１３０を駆動するパワードライバ回路１５０からの信号。本発明のある局面において、エンジン位置センサ１１８は、クランクシャフトが１回転する毎に所定の数の等間隔のパルスを生成する。この生成されたパルスから、エンジン速度（ＲＰＭ）を判定することができる。
【００１５】
制御器１２の記憶媒体であるリードオンリーメモリ１０６は、以下に説明する方法並びに具体的に説明しないが以下の説明から想到される他の変形例を実行するために、プロセッサ１０２によって実行可能な命令を表現するコンピュータ読み取り可能なデータでプログラミングされ得る。
【００１６】
図２は、開ループのリフトポンプ制御方法の一例を示すフローチャートである。図２の方法により、リフトポンプとインジェクションポンプとの間に圧力調整弁を設けずに、インジェクションポンプに燃料を供給するリフトポンプを動作させることができる。圧力調整弁を設けないことにより、システムのコストが節約でき、エンジンの始動時により高い圧力でリフトポンプを動作させることができる。通常、圧力調整弁は、最大ポンプ圧力よりも低い圧力で調整されるように設定されている。圧力調整弁がシステムから削除された場合、リフトポンプはより高い圧力で動作され得るので、燃料噴射弁は、エンジンが回転していない間及びインジェクションポンプの休止中に、より高い圧力の燃料が充填される。これにより、エンジンの始動性を向上し、エンジンのエミッションを低減することができる。
【００１７】
ステップ２０１において、エンジン動作状態を判定する。ある実施形態において、制御器１２は、エンジン燃料の流量、周囲空気温度（大気温度）、及びリフトポンプ温度を判定する。ある実施形態において、エンジン燃料の流量は、燃料レール圧力及び噴射タイミングを検知することにより判定され得る。そして、これらのパラメータと、インジェクタ特性とにより燃料の流量を調べることができる。別の実施形態において、エンジン燃料の流量は、エンジンの空気流量及び所望の空燃比から判定することができる。リフトポンプ温度は、印加された電圧及び測定された電流に基づき、リフトモータの巻線抵抗から推定することができる。周囲空気温度はタンク温度に近く且つリフトポンプはタンク内に浸漬されているので、リフトポンプ温度は、周囲空気温度に基づいて推定してもよい。動作状態が判定された後、ルーチンはステップ２０３に進む。
【００１８】
ステップ２０３において、所望のリフトポンプ吐出圧力が決定される。リフトポンプ特性は実験的に決定され、図５に示すような燃料流量及び燃料圧からなるマップにされ得る。尚、図５における縦軸の圧力単位は、重量ポンド毎平方インチ（pound-force per square inch）のゲージ圧である（1psi＝6894.757Pa）。異なる電圧でリフトポンプを動作させて燃料噴射弁の燃料流量を調べることによりマップを得て、所望のリフトポンプ圧力を得ることができる。リフトポンプの消費電力は、インジェクションポンプが目標とする燃料レール圧力を達成できる範囲内で、吐出圧力をより低く設定することにより低減することができる。
【００１９】
ある実施形態において、リフトポンプ性能は、テーブル又は関数の形式でメモリ内に記憶される。所望のリフトポンプ圧力は、動作状態に基づきメモリから取り出し得る。リフトポンプ吐出圧力が決定されると、ルーチンはステップ２０５に進む。
【００２０】
ステップ２０５において、所望のリフトポンプエネルギが決定される。エネルギは、リフトポンプに対して、電気的形態（例えば電圧、電流、デューティーサイクル）又は速度、吐出量、機械的エネルギ若しくは油圧エネルギなどの別の形態で調整されてもよい。ある実施例において、所定の周波数及びデューティーサイクルで電圧を印加することにより、その平均電圧をリフトポンプに供給することができる。
【００２１】
ステップ２０１で計算された燃料流量の場合にステップ２０３で決定された吐出圧力でリフトポンプを動作させるための電圧は、図５に示したマップと同様の、実験的に決定されたマップから選択される。動作電圧は、リフトポンプが所望のリフトポンプ圧力で動作する電圧範囲の下半分から選択される。ある実施例においては、ポンプを所望のリフトポンプ圧力で動作させることができる最も低い電圧を選択して、ポンプのエネルギ消費を低減する。ルーチンはステップ２０７に進む。
【００２２】
ステップ２０７において、リフトポンプエネルギがリフトポンプに出力される。ある実施形態において、バッテリー電圧は、エンジン制御モジュール１２からの出力によって制御される。この制御モジュール１２は、バッテリー電圧をリフトポンプに供給するスイッチを、所定の周期で閉鎖する。そうしてデューティーサイクルの変更により、リフトポンプに供給される平均電圧を変化させ得る。リフトポンプエネルギを調節した後、ルーチンは終了する。
【００２３】
ここで、図２のフローにおいて、リフトポンプエネルギの調整中、インジェクションポンプは休止される。
【００２４】
また、エンジンの動作状態が変更され、それに伴い燃料の供給量が変更したときには、リフトポンプの供給されるエネルギが再調整されることになる。
【００２５】
さらに、リフトポンプの動作条件（例えばリフトポンプの、実際の又は推定された温度）が変更されたときにもリフトポンプに供給されるエネルギが再調整される。
【００２６】
図３は、リフトポンプ制御方法の一例を説明するフローチャートを示す。図３の方法は、圧力調整弁がリフトポンプとインジェクションポンプとの間に設置されているか否かに関わらず適用され得る。圧力調整弁を削除した場合、図２の方法を用いて、開ループモードでリフトポンプを動作させることができる。
【００２７】
ステップ３０１において、ルーチンはエンジン動作状態を判定する。エンジン動作状態は、エンジン負荷（エンジンが取り込める理論上の空気量に対する、エンジンによって取り込まれた空気量）、エンジン速度、エンジン温度、噴射タイミング、点火タイミング、ドライバのトルク要求、周囲空気温度、クランクシャフト位置、カムシャフト位置（バルブタイミング）、及びスロットル位置を含むが、これらに限定されない。エンジン動作状態が判定された後、ルーチンはステップ３０３に進む。
【００２８】
ステップ３０３において、ルーチンは所望の燃料レール圧力を決定する。ステップ３０１で判定された動作状態を用いて、所望の燃料レール圧力が決定される。ある実施形態において、エンジン速度及びエンジン負荷を索引として用いて、所望の燃料レール圧力を示す実験的に決定された値を有するテーブルを参照する。これらの値は、噴射タイミング、周囲空気温度、エンジン温度及びバルブタイミングのうち１以上のパラメータに基づいてさらに変更されてもよい。所望の燃料レール圧力が決定された後、ルーチンはステップ３０５に進む。
【００２９】
ステップ３０５において、燃料ポンプの動作モードが選択される。通常、インジェクションポンプは、燃料送出時にノイズ及び振動を生じ得る機械駆動式ポンプである。この種類のポンプは、多くの場合、燃料レールに送り出される燃料の量を調節するバルブ（燃料調節バルブ）が取り付けられる。本制御は、例えばこのバルブ制御により、ポンプを実質的に休止することができる。いくつかの例において、ポンプのノイズは、内燃機関からのノイズ及び／又はロードノイズによってマスクすることができる。例えば、自動車が運転中で且つエンジン速度がアイドル状態におけるエンジン速度よりも速い場合、ポンプのノイズは、他のエンジンノイズ及び自動車ノイズから区別不可能になることがある。その結果、これらの条件下では、インジェクションポンプのノイズはあまり重要ではない。一方で、エンジン速度がアイドル速度に近い場合、インジェクションポンプのノイズがエンジンノイズよりも大きくなって、燃料ポンプのノイズが可聴になり、ドライバに気付かれる可能性がある。これらの条件下では、インジェクションポンプを休止して、リフトポンプのみから燃料を供給するのが望ましい。インジェクションポンプが休止されると、リフトポンプによって生じる燃料の圧力がインジェクションポンプ内の燃料に作用し、インジェクションポンプの下流に配置された燃料レール内の燃料が加圧される。燃料レール内の圧力は、リフトポンプにおいて生じる圧力からインジェクションポンプ及び燃料ラインを通る燃料の送出に関連する圧力損失分を減じた値に近づく。上記条件並びに他の条件に基づくと、２ポンプ型直噴式燃料システムに、１種類よりも多いポンプモードを設けるのが望ましいことがわかる。
【００３０】
ある実施形態において、燃料ポンプモードは、ステップ３０３で決定された所望の燃料レール圧力並びに所望の燃料流量から決定される。この実施形態において、リフトポンプ圧力が要求された噴射燃料流量を達成するのに十分な圧力である場合、リフトポンプのみが動作される。インジェクタを介して所望の燃料流量を達成するのに燃料レール圧力を増大する必要がある場合、リフトポンプ及びインジェクションポンプの両方が動作される。別の実施形態において、燃料ポンプモードは、エンジン速度、エンジン負荷、周囲空気温度及びエンジンスタート後の経過時間を含む（但しこれらに限定されない）１個以上のパラメータの関数として選択されてもよい。モードの選択は、ステートマシン、ロジック、又は他の公知の方法により容易にされ得る。このように、異なる動作条件に対して、異なるポンプモード（つまり「リフトポンプ動作／インジェクションポンプ休止」であるシングルポンプモード又は「リフトポンプ動作／インジェクションポンプ動作」であるダブルポンプモード）を設けることが可能である。ポンプ制御モードを選択した後、ルーチンはステップ３０７に進む。
【００３１】
ステップ３０７において、ルーチンは、どの制御コマンドを実行すべきかを、選択されたポンプモードに基づいて判定する。ダブルポンプモードが選択された場合、ルーチンはステップ３０９に進む。それ以外の場合（シングルポンプモードが選択された場合）、ルーチンはステップ３１０に進む。
【００３２】
ステップ３０９において、インジェクションポンプが作動される。エンジン制御器１２から、インジェクションポンプ内に配置された燃料調節バルブに電気信号が送信される。調節バルブにより、インジェクションポンプが燃料に対して働くようになり、燃料レール内の圧力が上昇する。
【００３３】
ある実施形態において、インジェクションポンプを再作動させる（停止していたインジェクションポンプの作動を開始させる）ことにより生じる燃料レール圧力の上昇は、インジェクションポンプが再作動された後の燃料ポンプのストローク数及び調節バルブの位置から事前に推測される。具体的には、燃料レール圧力センサによって検知される燃料レール内の圧力は、ポンプ吐出量、初期燃料レール圧力及び燃料レール容量に基づき調節（補正）される。エンジン制御器は、調節された燃料圧に基づき、燃料噴射タイミングを調節することができる。これにより、エンジン制御器は、インジェクションポンプの再作動時に起こる燃料圧の上昇に基づき、燃料噴射タイミングを補償することができる。所定サイクル数のポンプサイクル期間に亘ってポンプが動作された後は、検知された燃料レール圧力を用いて、検知された燃料レール圧力を調節（補正）することなく燃料噴射タイミングを判定することができる。
【００３４】
インジェクションポンプを作動した後、ルーチンはステップ３１１に進む。
【００３５】
ステップ３１１において、後述するステップ３１４で記憶されたデータに基づいて、エネルギ（例えば電流／電圧又はトルク）がリフトポンプに供給される。このエネルギは、エンジンの動作条件の変化に応じて変化し得る。例えば、リフトポンプに供給されるエネルギは、エンジン速度及び／又はエンジン負荷の変化に応じて変化し得る。あるいは、リフトポンプエネルギが、エンジンへの燃料供給速度の変化に応じて変化し得る。また、リフトポンプエネルギは、燃料温度の関数であり得る燃料特性又はポンプ特性を補償するように調節されてもよいということに留意されたい。燃料温度は、測定されても推定されてもどちらでもよい。例えば、燃料温度が低温である場合、ポンプ電流を増大して、リフトポンプ摩擦の増大、燃料の粘度及び／又は燃料の蒸気圧の変化を補償し得る。リフトポンプエネルギのコマンドを出力した後、ルーチンはステップ３１３に進む。
【００３６】
ステップ３１３において、燃料レール圧力が決定される。燃料レール圧力は、インジェクションポンプの下流において、圧力センサ７７により監視される。センサ出力電圧は、制御器１２内にて圧力単位に変換される。検知された燃料レール圧力は、エンジン速度及び燃料流量に応じて変化し得る。エンジン制御モジュール１２は、インジェクションポンプ内の燃料調節バルブに送信する信号を、センサ７７により検知された圧力に基づいて調節することにより、燃料レール圧力を調節し得る。このようにして、燃料レール内の圧力を閉ループ制御することができる。燃料レール圧力を決定した後、ルーチンはステップ３１５に進む。
【００３７】
ステップ３１５において、燃料噴射タイミングを設定し出力する。ステップ３１３で決定された燃料圧並びにエンジン速度、エンジン負荷及び所望の空燃比などの他のパラメータを用いて、燃料噴射タイミングを決定する。各シリンダのトルク及び空燃比を個別に制御できるように、各燃料噴射弁について、個別の噴射タイミングが出力される。決定された燃料噴射タイミングを出力した後、ルーチンは終了する。
【００３８】
ステップ３１０において、インジェクションポンプは実質的に休止される。つまり、インジェクションポンプは、ポンプ効率が１０％未満になるように低減される。通常、エンジン速度が低くエンジン負荷が小さい場合、シングルポンプモードが実行される。例えば、アイドル状態又は減速時の燃料カット状態の間、インジェクションポンプは休止されるが、リフトポンプはアクティブのままであり得る。このエンジン状態下では高い噴射圧力が必要ないので、これにより、パワートレインノイズが低減され、エンジン効率が増大し得る。インジェクションポンプを休止した後、ルーチンはステップ３１２に進む。
【００３９】
ステップ３１２において、燃料レール圧力を決定する。ステップ３１３と同様に、燃料レール圧力は、エンジン制御器において圧力センサ出力電圧を圧力単位に変換することにより決定される。その後、ルーチンはステップ３１４に進む。
【００４０】
ステップ３１４において、圧力センサ７７により検知される圧力が所望の燃料レール圧力に近づくように、リフトポンプエネルギが調節される。圧力センサが圧力フィードバックをエンジン制御器に供給し、エンジン制御器は、所望の燃料レール圧力が得られるまでリフトポンプエネルギを調節する。所望の燃料レール圧力は、実験的に決定されてもよく、また、燃料噴射弁のフロー特性に基づいて決定されてもよい。ある実施形態において、必要に応じて、比例積分（ＰＩ）コントローラ又は別の類似のコントローラを用いて、リフトポンプ電流／電圧をフィードバック制御してもよい。検知された（ステップ３１２で決定された）燃料レール圧力が実質的に所望の燃料レール圧力に到達した場合（例えば±１ｂａｒ（±１００ｋＰａ）の範囲）、エンジンが所望の燃料レール圧力に対応するように動作するときに、リフトポンプに対して出力されたエネルギ（例えば電流／電圧）コマンドが制御器のメモリ内に記憶される。さらに制御器は、必要に応じて、エンジン動作中又はオフ時に、インジェクションポンプ圧力の損失及び燃料ライン圧力の損失を示す実験的に決定された値を、測定された燃料レール圧力から減算することにより、中間燃料圧（つまりリフトポンプ出口とインジェクションポンプとの間の燃料圧）を判定し、メモリ内に記憶してもよい。
【００４１】
記憶した燃料レール圧力の測定値、中間燃料圧の推定値、及び供給されたリフトポンプエネルギは、前記の開ループのポンプ制御ステップ３１１において用いられる。必要に応じて、リフトポンプにより発生する燃料レール圧力に影響を及ぼし得る、さらなる係数、例えばリフトポンプ温度を記憶してもよい。これらの係数を用いて、所望の燃料レール圧力又はリフトポンプ圧力を達成するために用いるエネルギコマンドを修正することができる。ある実施形態において、暖機運転したエンジンの動作状態及び２３℃の周囲温度を、シングルリフトポンプモード動作範囲に亘る、公称上の（ノミナルの）リフトポンプ動作条件と考える。この実施形態において、リフトポンプに供給される電流／電圧並びに燃料レール圧力は、これらの動作状態下で記憶される。動作状態が公称上の条件から変化したときには、記憶された電流／電圧に、動作状態の関数である係数を掛けて、開ループのリフトポンプパラメータを決定することができる。
【００４２】
リフトポンプエネルギ及び係数を含むリフトポンプのパラメータは、関数、アレイ又はリフトポンプ動作条件を索引とするテーブルとしてメモリに記憶される。
【００４３】
供給されたリフトポンプエネルギを調節し、パラメータをメモリに記憶した後、ルーチンはステップ３１６に進む。
【００４４】
ステップ３１６において、燃料噴射タイミングを設定し出力する。ステップ３１２で決定された燃料レール圧並びにエンジン速度、エンジン負荷及び所望の空燃比などの他のパラメータを用いて、燃料噴射タイミングを決定する。各シリンダのトルク及び空燃比を個別に制御できるように、各燃料インジェクタについて、個別の噴射タイミングが出力される。決定された燃料噴射タイミングを出力した後、ルーチンは終了する。
【００４５】
図４は、燃料ポンプ制御モードマップの一例を示す。ｘ軸はエンジン速度を示し、左から右へと速度が速くなる。ｙ軸はエンジン負荷を示し、下から上へと負荷が増大する。領域４０１（縦線４０７と横線４０５とに囲まれた領域）は、リフトポンプのみで燃料をエンジンに送出する場合のエンジン動作状態を示す。つまり、このモードでは、インジェクションポンプは休止している。上述のように、このモードは、燃料をエンジンにポンプ送出することによって生じるノイズの量を低減するのが望ましい場合に有用であり得る。領域４０３（横線４０５の上側と縦線４０７の右側の領域）は、２つの燃料ポンプを用いて燃料をエンジンに送出する場合のエンジン動作状態を示す。具体的には、リフトポンプが燃料をインジェクションポンプに給送し、インジェクションポンプが燃料圧を増大してリフトポンプ圧力よりも高くする場合である。線分４０５，４０７によって示される境界は、エンジンに応じて変更され、図４に示したものは一例に過ぎないことに留意されたい。２つのポンプを用いてエンジンに燃料を供給する領域が領域４０１内に存在し得ることに留意されたい。別の実施形態において、互いに独立した、１つのポンプの動作領域が１つよりも多く存在してもよい。つまり、インジェクションポンプの休止中にリフトポンプがエンジンに燃料を供給する領域が２つ以上あってもよい。
【００４６】
また、エンジンの動作状態が線分４０５，４０７によって示される境界を通過することに伴い、リフトポンプの動作モードが変更すると共に、それとほぼ同時に燃料噴射モード（例えば燃料噴射タイミングなど）が変更される場合がある。
【００４７】
図５は、燃料ポンプ特性マップの一例のプロットを示す。ｘ軸は燃料流量を示し、左から右へと流量が増大する。ｙ軸はポンプ出口における燃料圧を示し、下から上へと圧力が増大する。各線分（例えば線分５０１，５０３）は、ある固定電圧におけるポンプ動作特性を示す。線分５０１は、ポンプに５ボルトの電圧が供給される場合のポンプ出力を示す。線分５０３は、ポンプに１３．５ボルトの電圧が供給される場合のポンプ出力を示す。線分５０１と線分５０３との間の複数の線分はそれぞれ、ポンプに異なる中間電圧が供給される場合のポンプ特性を示す。１つの固定電圧で、所定の範囲内のポンプ吐出圧力及び流量を達成することができる。
【００４８】
説明は以上である。当業者は、上記説明を読むことにより、その説明の趣旨及び範囲から逸脱することなくさまざまな変形及び改変に思い至るはずである。例えば、天然ガス、ガソリン、ディーゼル、又はそれらに代わる他の燃料構成で動作するＩ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０及びＶ１２等のエンジンが、本明細書の説明を有効に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】エンジン、エンジンの燃料システム及び制御システムを示す模式図である。
【図２】開ループのリフトポンプ制御方法の一例を説明するフローチャートである。
【図３】リフトポンプのモード制御方法の一例を説明するフローチャートである。
【図４】燃料ポンプ制御モードマップの一例を示す模式図である。
【図５】燃料ポンプ特性マップの一例のプロットを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  制御器（コンピュータ）
３０  燃焼室
３２  シリンダ壁部
６６  燃料噴射弁
７２  リフトポンプ（低圧ポンプ）
７４  インジェクションポンプ（高圧ポンプ）
７７  燃料レール圧力センサ
１０６  リードオンリーメモリ（記憶媒体）
【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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