JP2010048174A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク角センサやカム角センサの公差バラツキにより検出精度が悪いシステムに対しても、高圧ポンプの最大吐出量付近の制御性能向上を低コストで実現し、且つ、低消費電力化の要求も満たすことができるようにする。
【解決手段】高圧ポンプ６２により燃料を高圧にして燃料噴射弁２８に供給し、この燃料噴射弁２８から燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関であって、内燃機関の運転状態に応じて算出された高圧ポンプ６２の要求燃料吐出量が所定量以上（最大吐出量付近）であると判定されると、高圧ポンプ６２の通電時間を所定時間延長する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧ポンプにより燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の制御装置に関するものである。

近年、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンが種々提案されてきている。この筒内噴射エンジンでは、噴射燃料の霧化を促進させるために、噴射圧力を高圧にして噴射燃料を微粒化にして噴射している。このため、例えば、特許文献１に開示された筒内噴射エンジンでは、燃料タンクから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する高圧ポンプにより高圧にして燃料噴射弁へ圧送するようにしている。

このように高圧ポンプを用いた筒内噴射エンジンでは、高圧ポンプ内に設けられた燃圧制御弁の閉弁時間を制御することで、高圧ポンプの吐出量を制御して燃圧（吐出圧力）を制御している。具体的には、常開型の燃圧制御弁の場合には、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁の閉弁開始時期（通電期間）を早めることで、吐出行程終了まで（高圧ポンプのプランジャが上死点に到達するまで）の燃圧制御弁の閉弁時間を長くして高圧ポンプの吐出量を増加させ、逆に、燃料を低下させるときには、燃圧制御弁の閉弁開始時期（通電期間）を遅くすることで、吐出行程終了までの燃圧制御弁の閉弁時間を短くして高圧ポンプの吐出量を減少させるようにしている。

また、特許文献１では、高圧ポンプの消費電力を節減するために、燃圧制御弁への通電を開始して閉弁させた後、ポンプ室内の燃料圧力が燃圧制御弁の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇した時点で、燃圧制御弁の通電を停止して、通電停止後も、吐出行程終了までポンプ室内の燃料圧力により燃圧制御弁の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしている。
特開平８−３０３３２５号公報

一般に、高圧ポンプの燃圧制御弁の通電期間の制御は、クランク角センサやカム角センサの信号に基づいて行われる。このため、これらセンサの公差バラツキにより検出精度が悪い場合には、高圧ポンプの吐出量制御を精度良く行うことができない。

特に、上述した自閉制御では、消費電力を節減するために、燃圧制御弁の通電期間を必要最小限の短い期間に設定するようにしているため、要求燃料吐出量が最大吐出量である場合に、高圧ポンプのプランジャの下死点からポンプ室内の燃料圧力が燃圧制御弁の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇するまで燃圧制御弁を閉弁方向に駆動するように燃圧制御弁の通電期間を設定して、通電停止後もプランジャの上死点まで燃圧制御弁の閉弁状態をポンプ室内の燃料圧力により保持するようにしている。

このため、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁の通電期間が早まると、要求燃料吐出量が最大吐出量である場合に、吸入行程終了前（プランジャの下死点前）に燃圧制御弁の通電期間が終了してしまったり、或は、吐出行程開始後（プランジャの下死点後）であっても、ポンプ室内の燃料圧力が燃圧制御弁の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇する前に燃圧制御弁の通電期間が終了してしまう可能性があり、その結果、通電停止後に燃圧制御弁が閉弁状態に保持されずに開弁されてしまい、燃料を吐出できないという不具合が発生する可能性がある。

一方、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁の通電期間が遅くなると、要求燃料吐出量が最大吐出量である場合に、燃圧制御弁の閉弁開始時期がプランジャの下死点よりも遅れてしまい、その分、プランジャの上死点までの燃圧制御弁の閉弁時間が短くなってしまう。そのため、高圧ポンプの制御可能な最大吐出量（燃圧制御弁の最大閉弁時間）が制限されてしまい、高圧ポンプ本来の最大吐出性能を有効に使用できない。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、クランク角センサやカム角センサの公差バラツキにより検出精度が悪いシステムに対しても、高圧ポンプの最大吐出量付近の制御性能向上を低コストで実現できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

そこで、本願の請求項１に係る発明では、燃料の吸入口と吐出口を有するポンプ室と、ポンプ室内で往復運動して燃料を吸入／吐出するプランジャと、吸入口を開閉する弁体を開弁方向に付勢する付勢手段を有し該弁体を電磁力で閉弁方向に駆動する燃圧制御弁とからなる高圧ポンプを備えると共に、吐出行程毎に要求燃料吐出量に応じて燃圧制御弁の通電時期を制御することで吐出行程中の燃圧制御弁の閉弁開始時期を制御して吐出口からの燃料吐出量を前記要求燃料吐出量に制御するポンプ制御手段を備え、燃圧制御弁の通電期間は、弁体の閉弁により昇圧されたポンプ室内の燃料圧力が付勢手段の付勢力に打ち勝って弁体を閉弁状態に保持できるようになるまでの所定期間に設定され、その通電終了後は、吐出行程が終了するまで燃料圧力により弁体を閉弁状態に保持するようにした内燃機関の制御装置において、要求燃料吐出量が所定量以上となる期間に燃圧制御弁の通電期間を所定期間延長する延長設定手段を備えた構成としたものである。ここで、通電期間の延長方向は、進角方向、遅角方向、その両方向のいずれの方向であっても良い（請求項３）。但し、本発明は、いずれか一方向のみに通電期間を延長するようにしても良いことは言うまでもない。

この構成では、要求燃料吐出量が所定量以上となる期間に、燃圧制御弁の通電期間を所定期間延長するため、要求燃料吐出量が最大吐出量付近となる場合には、燃圧制御弁の通電期間が所定期間延長される。このため、クランク角センサやカム角センサの公差バラツキにより検出精度が悪いシステムで、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁の通電期間が早まった場合でも、要求燃料吐出量が最大吐出量付近のときに、吐出行程開始後（プランジャの下死点後）にポンプ室内の燃料圧力が燃圧制御弁の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇するまで燃圧制御弁の通電期間を進角方向に延長する（通電停止時期を遅らせる）という制御が可能となり、通電停止後に燃圧制御弁の閉弁状態を維持できなくなって燃料を吐出できなくなるという従来の課題を解決できて、高圧ポンプの最大吐出量付近の制御性能を向上できる。

或は、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁の通電期間が遅くなった場合でも、要求燃料吐出量が最大吐出量付近のときに、燃圧制御弁の閉弁開始時期を高圧ポンプのプランジャの下死点付近に近付けるように燃圧制御弁の通電期間を遅角方向に延長する（通電開始時期を早める）という制御が可能となり、高圧ポンプ本来の最大吐出性能を有効に使用できる。

しかも、本発明では、燃圧制御弁の通電期間の延長という極めて簡単な処理で従来の課題を解決できるため、クランク角センサやカム角センサの公差バラツキにより検出精度が悪いシステムに対しても、そのシステム構成（ハードウエア）を変更することなく、ソフトウエアの一部変更のみで本発明を簡単に適用して実施することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。更に、要求燃料吐出量が所定量未満のときには、燃圧制御弁の通電期間を延長しないため、消費電力の増加を極力抑えることができ、低消費電力化の要求も満たすことができる。

また、請求項２に係る発明のように、要求燃料吐出量が最大吐出量付近である期間に、燃圧制御弁の通電期間を所定期間延長するようにすると良い。このようにすれば、燃圧制御弁の通電期間を延長する運転領域を必要最小限にすることができ、通電期間の延長による消費電力増加を必要最小限に抑えることができる。

前述したように、燃圧制御弁の通電期間の延長方向は、進角方向、遅角方向のいずれの方向であっても良いが、請求項３に係る発明のように、燃圧制御弁への通電開始時期を早めると共に通電停止時期を遅らせることで燃圧制御弁の通電期間を進角及び遅角の両方向に所定期間延長するようにしても良い。このようにすれば、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁の通電期間が早くなっても、遅くなっても、どちらでも対応することができ、高圧ポンプの最大吐出量付近の制御性能を確実に向上できる。

また、請求項４に係る発明のように、要求燃料吐出量が最大吐出量付近である期間に、プランジャが下死点から上死点に到達するまで燃圧制御弁が閉弁状態に維持されるように、該燃圧制御弁の通電期間を延長するようにしても良い。このようにすれば、要求燃料吐出量が最大吐出量付近であるときに、高圧ポンプの燃料吐出量を確実に最大吐出量に制御することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ１４によって駆動されるスロットルバルブ１５が設けられている。このスロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ１７によって検出される。

スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポート２３にそれぞれ連結されている。

また、各気筒の第２吸気路２２内には、筒内のスワール流強度やタンブル流強度を制御する気流制御弁２４が配置されている。各気筒の気流制御弁２４は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結され、このステップモータ２６に、気流制御弁２４の開度を検出する気流制御弁センサ２７が取り付けられている。

エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられている。各気筒の燃料噴射弁２８には、後述する燃料供給システム５０によって高圧の燃料が供給される。

更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に着火される。また、カム角センサ３２は、特定気筒（例えば第１気筒）が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、クランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフトが一定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力パルスによって、クランク角やエンジン回転速度が検出され、気筒判別が行われる。

一方、エンジン１１の各排気ポート３５から排出される排出ガスが排気マニホールド３６を介して１本の排気管３７に合流する。この排気管３７には、理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このＮＯｘ触媒３９は、排出ガス中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチに切り換えられて排出ガス中の酸素濃度が低下したときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。

また、排気管３７のうちの三元触媒３８の上流側とサージタンク１９との間には、排出ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ量（排出ガス還流量）を制御するＥＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル４２には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４３が設けられている。

前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１６に入力される。このＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２８の燃料噴射量や点火プラグの点火時期を制御する。

次に、図２及び図３を用いて燃料供給装置５０の構成を説明する。
燃料を貯溜する燃料タンク５１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ５２が配置されている。この低圧ポンプ５２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電源モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料配管５３を通して高圧ポンプ５４に供給される。燃料配管５３には、プレッシャレギュレータ５５が接続され、このプレッシャレギュレータ５５によって低圧ポンプ５２の吐出圧（高圧ポンプ５４への燃料供給圧力）が所定圧力（例えば０．３ＭＰａ程度）に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管５６により燃料タンク５１内に戻される。

図３に示すように、高圧ポンプ５４は、円筒状のポンプ室５８内でプランジャ５９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５９は、エンジン１１のカム軸６０に嵌着されたカム６１の回転運動によって駆動される。図４に示すように、クランク角またはカム角に応じてプランジャ５９のリフト量が周期的に変化する。

また、図３に示すように、ポンプ室５８の吸入口６３側には、燃圧制御弁６２が設けられている。この燃圧制御弁６２は、常開型の電磁弁であり、吸入口６３を開閉する弁体６６と、弁体６６を開弁方向に付勢するスプリング６７と、弁体６６を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド６８とから構成されている。ソレノイド６８に駆動電流が通電されていないときには、スプリング６７の付勢力により弁体６６が開弁されて吸入口６３が開放される。一方、ソレノイド６８に駆動電流が通電されると、ソレノイド６８の電磁駆動力により弁体６６がスプリング６７の付勢力に抗して閉弁されて吸入口６３が閉塞される。

高圧ポンプ５４の吸入行程（プランジャ５９が上死点から下死点に下降する行程）で、燃圧制御弁６２が開弁されてポンプ室５８内に燃料が吸入され、吐出行程（プランジャ５９が下死点から上死点に上昇する行程）で、燃圧制御弁６２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燃料圧力（以下「燃圧」と略記する）を制御する。例えば、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁６２の閉弁開始時期を早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くして燃料吐出量を増加させ、反対に、燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁６２の閉弁開始時期を遅らせて、吐出行程終了までの閉弁期間を短くして燃料吐出量を減少させる。

一方、ポンプ室５８の吐出口６４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁６５が設けられている。図２に示すように、高圧ポンプ５４から吐出された燃料は、燃料配管２９を通してデリバリパイプ３０に送られ、このデリバリパイプ３０から各気筒の燃料噴射弁２８に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３０には、燃圧を検出する燃圧センサ３１（図１参照）が設けられている。

ＥＣＵ１６は、高圧ポンプ５４の燃圧制御弁６２の消費電力を低減するために、吐出行程毎に燃圧制御弁６２の通電を開始して燃圧制御弁６２を閉弁させた後、予め設定された所定時間［ポンプ室５８内の燃圧が燃圧制御弁６２の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間（期間）、或は少し余裕を見てそれよりも少し長く設定された時間（期間）］が経過した時点で、ポンプ室５８内の燃圧の上昇によって弁体６６に作用する閉弁力（燃圧）がスプリング６７の付勢力による開弁力よりも大きくなったと判断して、燃圧制御弁６２の通電を停止し、その後は、吐出行程が終了するまで燃圧により燃圧制御弁６２の閉弁状態を保持する「自閉制御」を行うようにしている。

ここで、燃圧制御弁６２へ通電を開始するタイミング（通電開始タイミング）は、例えば、エンジン回転速度とエンジン運転状態に応じた燃料吐出量（要求燃料吐出量）とに基づいて算出することができる（図５参照）。なお、燃圧制御弁６２への通電開始タイミングは、燃圧制御弁６２に通電を開始してから応答遅れ時間だけ遅れて燃圧制御弁６２の閉弁が開始されることを考慮して設定されている。

この燃圧制御弁６２への通電開始時期の制御は、クランク角センサ３３の検出信号或はカム角センサ３２の検出信号に基づいて行われるが、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の検出信号の検出精度が悪いと、燃圧制御弁６２への通電開始を精度良く行うことができず、高圧ポンプ５４の吐出量制御、特に、最大吐出量付近の制御性が悪化する。

以下、この課題を図６、図７を用いて具体的に説明する。
クランク角センサ３３或はカム角センサ３２に公差バラツキが生じていると、図６、図７に示すように、実際のプランジャ５９の動き（実線）に対して、公差最小（一点鎖線）と公差最大（波線）との間で検出精度がばらついてしまう。なお、図６、図７は、高圧ポンプ５４の燃料吐出量（要求燃料吐出量）が最大吐出量に設定されている場合を想定したタイムチャートである。ここで、図６、図７において、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２に公差バラツキが生じないような理想的な場合には、実線で示すように、燃圧制御弁６２の通電信号のオン／オフ、燃圧制御弁６２の開閉が行われる。高圧ポンプ５４の燃料吐出量が最大吐出量となる場合は、プランジャ５９のリフト量が下死点から上死点に到達するまで燃圧制御弁６２が閉弁状態に保持される。

前述したように、燃圧制御弁６２への通電開始時期の制御は、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の検出信号に基づいて行われるため、例えば、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の検出誤差が公差最小の場合、図６の一点鎖線で示すように、燃圧制御弁６２への通電開始時期（燃圧制御弁６２の通電信号をオフからオンに切り換えるタイミング）は、公差バラツキがない理想的な場合（公差中央）に比べて早く設定されることになる。このため、要求燃料吐出量が最大吐出量の場合は、吸入行程終了前（プランジャ５９の下死点前）に燃圧制御弁６２の通電期間が終了してしまったり、或は、吐出行程開始後（プランジャ５９の下死点後）であっても、ポンプ室５８内の燃圧が燃圧制御弁６２の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇する前に燃圧制御弁６２の通電期間が終了してしまう可能性があり、その結果、通電停止後に燃圧制御弁６２が閉弁状態に保持されずにスプリング６７によって開弁されてしまい、高圧ポンプ５４から燃料を吐出できなくなってしまう可能性がある。

また、例えば、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の検出誤差が公差最大の場合には、図７の破線で示すように、燃圧制御弁６２への通電を開始するタイミングが、公差バラツキがない理想的な場合に比べて遅く設定されることになる。このため、要求燃料吐出量が最大吐出量である場合に、燃圧制御弁６２の閉弁開始時期がプランジャ５９の下死点よりも遅れてしまい、その分、プランジャ５９の上死点までの燃圧制御弁６２の閉弁時間が短くなってしまう。その結果、高圧ポンプ５４の制御可能な最大吐出量（燃圧制御弁６２の最大閉弁時間）が制限されてしまい、高圧ポンプ５４本来の最大吐出性能を有効に使用できない。

上述したクランク角センサ３３或はカム角センサ３２の公差バラツキによる検出誤差は、検出する度に公差範囲（公差最大から公差最小の範囲）で変わるため、学習で対応することができない。

そこで、本実施形態では、要求燃料吐出量が所定量以上（例えば最大吐出量付近）となる期間に燃圧制御弁６２の通電期間を延長することで、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近の制御性能を向上させるようにしている。

以下、図８を用いて、要求燃料吐出量が所定量以上（例えば最大吐出量付近）となる期間に燃圧制御弁６２の通電期間を延長するプログラムについて説明する。このプログラムは、ＥＣＵ１６によって所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうポンプ制御手段及び延長設定手段としての役割を果たす。

このプログラムが実行されると、まずステップＳ１０１にて、エンジン運転状態に応じた要求燃料吐出量を算出する。この要求燃料吐出量は、例えば、エアフロメータ、吸気圧センサ等により検出された吸入空気量と排気管３７に設置された空燃比センサ又は酸素濃度センサにより検出された排気ガスの空燃比に基づいて算出すれば良い。なお、要求燃料吐出量の算出方法は、適宜変更しても良く、吸入空気量のみから要求燃料吐出量を算出するようにしても良い。

次のステップＳ１０２では、高圧ポンプ５４の燃圧制御弁６２へ通電を開始するタイミング（通電開始タイミング）を算出する。この通電開始タイミングは、例えば、前述した図５のマップを用いて、ステップＳ１０１で算出された要求燃料吐出量とエンジン回転速度に基づいて算出するれば良い。その他に、エンジン運転状態に応じて設定された目標燃圧と燃圧センサ３１で検出した実燃圧とに基づいて通電開始タイミングを算出するようにしても良い。

通電開始タイミングの算出後、ステップＳ１０３に進み、通電開始タイミングが所定タイミング以上であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１０３では、通電開始タイミングが予め設定された所定タイミングよりも早いか否かを判定している。ここで、図６、７を用いて説明した問題は、特に、高圧ポンプ５４の要求吐出量が最大吐出量付近（高圧ポンプ５４の最大吐出量を基準してクランク角センサ３３或はカム角センサ３２の公差範囲を考慮して設定した吐出量範囲）で生じる。このため、所定タイミングは、高圧ポンプ５４の燃料吐出量が最大吐出量のときの通電開始タイミングに、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の公差範囲（公差最大側）を考慮して設定すると良い。なお、ステップＳ１０３では、高圧ポンプ５４の要求吐出量が所定量以上（例えば最大吐出量付近）であるか否かを判定しても良い。

このステップＳ１０３で、通電開始タイミングが所定タイミングより小さいと判定された場合、つまり、通電開始タイミングが所定タイミングより遅いと判定された場合には、ステップＳ１０５に進み、通常の通電時間（通電期間）を設定する。なお、通常の通電時間は予め設定すれば良く、ポンプ室５８内の燃圧が燃圧制御弁６２の閉弁状態を保持できる圧力まで上昇するのに要する時間（期間）、或は少し余裕を見てこれよりも少し長く設定された時間となるように設定する。

これに対し、上記ステップＳ１０３で、通電開始タイミングが所定タイミングより大きいと判定された場合、つまり、通電開始タイミングが所定タイミングより早いと判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、通常の通電時間に対して通電時間を延長する。ここで、通電時間の延長は、上記ステップＳ１０２にて設定された通電開始タイミングを早めると共に、予め設定された通常の通電時間を所定時間（所定期間）だけ長く設定すると良い。この所定時間は、クランク角センサ３３或はカム角センサ３２の公差範囲（公差最小から公差最大の範囲）、或は公差範囲に余裕をみて少し長い時間に設定すると良い。ステップＳ１０４、ステップＳ１０５にて、通電時間が設定されると、該通電時間に基づいて燃圧制御弁６２への通電制御を行う。

以上説明した本実施形態によれば、高圧ポンプ５４の要求燃料吐出量が最大吐出量付近であると判定されると、通常時の通電時間に対して、燃圧制御弁６２の通電時間が所定時間延長される。この際、燃圧制御弁６２の通電開始時期を早めると共に、通電停止時期を遅らせることで、燃圧制御弁６２の通電時間が延長される。

このため、クランク角センサ３３やカム角センサ３２の公差バラツキにより検出精度が悪いシステムで、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁６２の通電時期が早まった場合でも、要求燃料吐出量が最大吐出量付近のときに、吐出行程開始後（プランジャ５９の下死点後）にポンプ室５８内の燃料圧力が燃圧制御弁６２の閉弁状態を保持可能な燃圧に上昇するまで燃圧制御弁６２の通電時間を進角方向に延長する（通電停止時期を遅らせる）という制御が可能となり、通電停止後に燃圧制御弁６２の閉弁状態を維持できなくなって燃料を吐出できなくなるという従来の課題を解決できて、高圧ポンプ５４の最大吐出量付近の制御性能を向上できる。

また、センサの公差バラツキにより燃圧制御弁６２の通電時期が遅くなった場合でも、要求燃料吐出量が最大吐出量付近のときに、燃圧制御弁６２の閉弁開始時期を高圧ポンプ５４のプランジャ５９の下死点付近に近付けるように燃圧制御弁６２の通電時間を遅角方向に延長する（通電開始時期を早める）という制御が可能となり、高圧ポンプ５４本来の最大吐出性能を有効に使用できる。

しかも、本発明では、燃圧制御弁６２の通電時間の延長という極めて簡単な処理で従来の課題を解決できるため、クランク角センサ３３やカム角センサ３２の公差バラツキにより検出精度が悪いシステムに対しても、そのシステム構成（ハードウエア）を変更することなく、ソフトウエアの一部変更のみで本発明を簡単に適用して実施することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。更に、要求燃料吐出量が所定量未満のときには、燃圧制御弁６２の通電時間を延長しないため、消費電力の増加を極力抑えることができ、低消費電力化の要求も満たすことができる。

なお、本実施形態では、通電時間の延長時間（延長期間）をクランク角センサ３３或はカム角センサ３２の公差範囲に基づいて設定するようにしたが、これに限定されることなく、吐出行程（プランジャ５９が下死点から上死点に上昇する行程）中に燃圧制御弁６２が閉弁するように、吐出行程に相当する通電時間（通電期間）を設定しても良い。

また、高圧ポンプ５４の要求燃料吐出量が最大吐出量付近であるときに、燃圧制御弁６２への通電時間を延長するようにしたが、アクセルセンサにより運転者がアクセルを全開付近まで踏み込んだことを検出したときに、要求燃料吐出量が最大吐出量付近と判断して燃圧制御弁６２の通電時間を延長するようにしても良い。

なお、カム角センサを用いて、燃圧制御弁６２の通電開始時期を制御する場合、例えば、カム角をリニアに検出することが可能な磁気抵抗素子を用いたセンサ（ＭＲＥセンサ）を用いると良い。

本発明の一実施形態におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 燃料供給装置の概略構成図である。 高圧ポンプの構成図である。 燃圧制御弁、高圧ポンプの挙動を示すタイムチャートである。 通電開始タイミングを算出するためのマップの一例を概念的に示す図である。 従来の高圧ポンプの燃圧制御弁とプランジャの挙動を示すタイムチャート（その１）である。 従来の高圧ポンプの燃圧制御弁とプランジャの挙動を示すタイムチャート（その２）である。 本実施形態のプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１６…ＥＣＵ（ポンプ制御手段，延長設定手段）、２８…燃料噴射弁、３１…燃圧センサ、５０…燃料供給装置、５１…燃料タンク、５２…低圧ポンプ、５４…高圧ポンプ、５８…ポンプ室、５９…プランジャ、６０…カム軸、６１…カム、６２…燃圧制御弁、６３…吸入口、６４…吐出口、６５…逆止弁、６６…弁体、６７…スプリング、６８…ノレノイド。

Claims (4)

1. 燃料の吸入口と吐出口を有するポンプ室と、前記ポンプ室内で往復運動して燃料を吸入／吐出するプランジャと、前記吸入口を開閉する弁体を開弁方向に付勢する付勢手段を有し該弁体を電磁力で閉弁方向に駆動する燃圧制御弁とからなる高圧ポンプを備えると共に、吐出行程毎に要求燃料吐出量に応じて前記燃圧制御弁の通電時期を制御することで吐出行程中の前記燃圧制御弁の閉弁開始時期を制御して前記吐出口からの燃料吐出量を前記要求燃料吐出量に制御するポンプ制御手段を備え、前記燃圧制御弁の通電期間は、前記弁体の閉弁により昇圧された前記ポンプ室内の燃料圧力が前記付勢手段の付勢力に打ち勝って前記弁体を閉弁状態に保持できるようになるまでの所定期間に設定され、その通電終了後は、吐出行程が終了するまで燃料圧力により前記弁体を閉弁状態に保持するようにした内燃機関の制御装置において、
   前記要求燃料吐出量が所定量以上となる期間に前記燃圧制御弁の通電期間を所定期間延長する延長設定手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記延長設定手段は、前記要求燃料吐出量が最大吐出量付近である期間に、前記燃圧制御弁の通電期間を所定期間延長することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記延長設定手段は、前記燃圧制御弁への通電開始時期を早めると共に通電停止時期を遅らせることで、前記燃圧制御弁の通電期間を進角及び遅角の両方向に所定期間延長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制御装置。
4. 前記延長設定手段は、前記要求燃料吐出量が最大吐出量付近である期間に、前記プランジャが下死点から上死点に到達するまで前記燃圧制御弁が閉弁状態に維持されるように該燃圧制御弁の通電期間を延長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制御装置。

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