特許 7396195 燃料供給システムの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】燃料供給システムの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 37/08 20060101AFI20231205BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

F02M37/08 B

F02M51/00 A

F02D45/00 360A

F02D45/00 360Z

F02D41/34 100

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020088725

(22)【出願日】2020-05-21

(65)【公開番号】P2021183811

(43)【公開日】2021-12-02

【審査請求日】2023-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】岩井 顕

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０１６３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５２５４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０１４１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０７１１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０８２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５３５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２１３１２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０９６３６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３７／０８ ～ ３７／１０

Ｆ０２Ｍ ５１／００ ～ ５１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／００ ～ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクから燃料を汲み上げる電動のフィードポンプと、
前記フィードポンプから吐出された燃料が流れるフィードパイプと、を備えた燃料供給システムに適用され、
燃料温度を用いて要求フィード圧を設定する要求圧力設定処理と、燃料温度及び前記フィードポンプのインペラの単位時間当たりの回転数であるポンプ回転数及び前記フィードポンプにおける電流値であるポンプ電流値を用いて前記フィードパイプ内の燃料の圧力であるフィード圧を推定するフィード圧推定処理と、推定したフィード圧と要求フィード圧との偏差を小さくするように前記フィードポンプへの供給電力を制御する圧力調整処理と、を実行する実行装置を備えた前記燃料供給システムの制御装置であり、
前記実行装置は、メインスイッチがオフにされて稼働が停止され、前記メインスイッチが再びオンにされて稼働が再開されたときには、
前記燃料タンク内の燃料の温度を含む複数箇所の温度を用いて、前記メインスイッチがオフにされたときのそれら温度の加重平均値から前記メインスイッチがオンにされたときのそれら温度の加重平均値への変化量を算出し、前記変化量に基づいて前記メインスイッチがオフになっていた期間のフィード圧の変化量を推定する変化量推定処理と、
前記メインスイッチがオフにされたときに推定されていたフィード圧に、前記変化量推定処理を通じて推定したフィード圧の変化量を反映させて稼働を再開するときのフィード圧の初期値を算出する初期値算出処理と、を実行する
燃料供給システムの制御装置。

【請求項2】

複数箇所の温度の指標値に、機関冷却水温が含まれている
請求項１に記載の燃料供給システムの制御装置。

【請求項3】

複数箇所の温度の指標値に、エンジンの油温が含まれている
請求項１又は請求項２に記載の燃料供給システムの制御装置。

【請求項4】

複数箇所の温度の指標値に、外気温が含まれている
請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料供給システムの制御装置。

【請求項5】

前記メインスイッチがオフにされてから前記メインスイッチがオンにされるまでの時間であるソーク時間が既定時間以上である場合には、
前記実行装置は、前記変化量推定処理を実行せずに、
前記初期値算出処理として、大気圧に基づいて前記フィード圧の初期値を算出する処理を実行する
請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料供給システムの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は燃料供給システムの制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、予め記憶したフィードポンプの駆動に関する特性、具体的にはフィードポンプにおける駆動電圧と吐出量と吐出圧との関係に基づいて、そのときの状況に応じて目標圧力を設定する燃料供給システムが開示されている。目標圧力は、フィードパイプ内の燃料の圧力であるフィード圧がベーパの発生を防止する上で必要な圧力よりも高い圧力になるように設定される。そして、この燃料供給システムの制御装置は、目標圧力を実現するように、上記の予め記憶したフィードポンプの駆動に関する特性に基づいてフィードポンプを制御するフィード圧制御を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２５５５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両のメインスイッチがオフにされ、エンジンの運転が停止している間はフィードポンプの駆動が停止される。また、各種のセンサからの信号も得られなくなる。しかし、メインスイッチがオフにされて機関運転が停止している間も、外気との熱交換やエンジン各部からの熱の伝達によってフィードパイプ内の燃料の温度は変化し、フィード圧は変化する。

【0005】

このように、メインスイッチがオフになっているときには、フィード圧の推移を把握することができないため、メインスイッチがオンにされたときにフィード圧を的確に把握することができず、適切なフィード圧制御を実行することができなくなるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための燃料供給システムの制御装置は、燃料タンクから燃料を汲み上げる電動のフィードポンプと、前記フィードポンプから吐出された燃料が流れるフィードパイプと、を備えた燃料供給システムに適用される。この制御装置は、燃料温度を用いて要求フィード圧を設定する要求圧力設定処理と、燃料温度及び前記フィードポンプのインペラの単位時間当たりの回転数であるポンプ回転数及び前記フィードポンプにおける電流値であるポンプ電流値を用いて前記フィードパイプ内の燃料の圧力であるフィード圧を推定するフィード圧推定処理と、推定したフィード圧と要求フィード圧との偏差を小さくするように前記フィードポンプへの供給電力を制御する圧力調整処理と、を実行する実行装置を備えている。前記実行装置は、メインスイッチがオフにされて稼働が停止され、前記メインスイッチが再びオンにされて稼働が再開されたときには、前記燃料タンク内の燃料の温度を含む複数箇所の温度を用いて、前記メインスイッチがオフにされたときのそれら温度の加重平均値から前記メインスイッチがオンにされたときのそれら温度の加重平均値への変化量を算出し、前記変化量に基づいて前記メインスイッチがオフになっていた期間のフィード圧の変化量を推定する変化量推定処理と、前記メインスイッチがオフにされたときに推定されていたフィード圧に、前記変化量推定処理を通じて推定したフィード圧の変化量を反映させて稼働を再開するときのフィード圧の初期値を算出する初期値算出処理と、を実行する。

【0007】

燃料タンク内の燃料の温度を含む複数箇所の温度の指標値は、フィードパイプ内の燃料の温度と相関を有している。そして、フィード圧はフィードパイプ内の燃料の温度と相関を有している。

【0008】

そこで、上記構成では、燃料タンク内の燃料の温度を含む複数箇所の温度の指標値の加重平均値を算出し、メインスイッチがオフにされたときのそれら温度の加重平均値からメインスイッチがオンにされたときのそれら温度の加重平均値への変化量を算出している。すなわち、メインスイッチがオフにされている間のフィードパイプ内の燃料の温度の変化量の指標値として、加重平均値の変化量を算出している。そして、変化量推定処理では、この加重平均値の変化量に基づいてメインスイッチがオフにされてからオンにされるまでの間のフィード圧の変化量を推定している。そして、推定した変化量を、メインスイッチがオフにされたときに推定されていたフィード圧に反映させてフィード圧の初期値を算出している。

【0009】

こうした構成によれば、メインスイッチがオフにされたときの情報とメインスイッチがオンにされたときの情報とに基づいてメインスイッチがオフにされている間のフィード圧の変化量を推定して稼働を再開するときのフィード圧の初期値を算出することができる。すなわち、メインスイッチがオンにされたときにフィード圧を的確に把握することができるようになる。

【0010】

燃料供給システムの制御装置の一態様では、複数箇所の温度の指標値に、機関冷却水温が含まれている。
エンジンは、フィードパイプ内の燃料が受ける熱の発生源である。そのため、エンジンの温度の指標値になる機関冷却水温は、燃料温度と相関を有する指標値である。燃料供給システムの制御装置の一態様では、複数箇所の温度の指標値に、機関冷却水温が含まれている。

【0011】

こうした構成によれば、エンジンからの受熱の影響をより反映させてフィード圧の変化量を推定することができる。
エンジンは、フィードパイプ内の燃料が受ける熱の発生源である。エンジンの温度の指標値になる油温は、燃料温度と相関を有する指標値である。燃料供給システムの制御装置の一態様では、複数箇所の温度の指標値に、エンジンの油温が含まれている。

【0012】

こうした構成によれば、エンジンからの受熱の影響をより反映させてフィード圧の変化量を推定することができる。
フィードパイプ内の燃料の温度は外気との熱交換によって低下する。そのため、燃料供給システムが位置する空間の温度である外気温は、燃料温度と相関を有する指標値である。燃料供給システムの制御装置の一態様では、複数箇所の温度の指標値に、外気温が含まれている。

【0013】

こうした構成によれば、外気への放熱の影響をより反映させてフィード圧の変化量を推定することができる。
燃料供給システムの制御装置の一態様では、前記メインスイッチがオフにされてから前記メインスイッチがオンにされるまでの時間であるソーク時間が既定時間以上である場合には、前記実行装置は、前記変化量推定処理を実行せずに、前記初期値算出処理として、大気圧に基づいて前記フィード圧の初期値を算出する処理を実行する。

【0014】

メインスイッチがオフになっている間は、燃料温度が外気温と等しい値に収束するように低下するとともに、フィードパイプ内の燃料が燃料タンクに少しずつ戻るため、フィード圧が低下する。そのため、ソーク時間が長くなると、最終的にフィード圧は大気圧に収束する。

【0015】

上記構成によれば、ソーク時間が既定時間以上になっており、フィード圧が大気圧に収束していると推定されるときに、大気圧に基づいてフィード圧の初期値を算出する。そのため、フィード圧の変化量の推定誤差などの影響を受けることなく、フィード圧の初期値を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態の制御装置と同制御装置の制御対象である燃料供給システムの構成を示す模式図。

【図2】同実施形態の制御装置が実行する圧力調整処理にかかる処理を示すブロック図。

【図3】燃料温度と要求フィード圧の関係を示すグラフ。

【図4】温度推定処理にかかるルーチンの一連の処理を示すフローチャート。

【図5】メインスイッチがオフにされたときに実行される一連の処理の流れを示すフローチャート。

【図6】メインスイッチがオンにされたときに実行される初期値算出処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。

【図7】加重平均値の変化量ΔＱと圧力変化量ΔＰｆとの関係を示すマップ。

【図8】変更例の制御装置が、メインスイッチがオフにされたときに実行する一連の処理の流れを示すフローチャート。

【図9】同変更例の制御装置が、メインスイッチがオンにされたときに実行する初期値算出処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、燃料供給システムの制御装置の一実施形態について、図１～図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態の制御装置が適用される車載エンジンの燃料供給システムの構成を示している。すなわち、本実施形態の制御装置１００は、車載エンジンの燃料供給システムに適用される。

【0018】

図１に示すように、この制御装置１００が適用される燃料供給システムには、燃料タンク５１内に設置されたフィードポンプ５２と、燃料タンク５１外に設置された高圧燃料ポンプ６０と、の２つの燃料ポンプが設けられている。フィードポンプ５２は、ブラシレスモータによってインペラを回転させる電動式のポンプである。また、この燃料供給システムには、筒内燃料噴射弁４４とポート燃料噴射弁３０とが設けられている。筒内燃料噴射弁４４は、エンジンの各気筒に設けられ、気筒内に直接燃料を噴射する。筒内燃料噴射弁４４は、燃料の蓄圧容器である高圧側デリバリパイプ７１に接続されている。また、ポート燃料噴射弁３０は、エンジンの各気筒に繋がる吸気ポート内に燃料を噴射する。ポート燃料噴射弁３０は燃料の蓄圧容器である低圧側デリバリパイプ３１に接続されている。なお、この燃料供給システムが搭載されたエンジンは直列４気筒のエンジンであり、高圧側デリバリパイプ７１には４つの筒内燃料噴射弁４４が接続されている。また、低圧側デリバリパイプ３１にも４つのポート燃料噴射弁３０が接続されている。

【0019】

そして、この燃料供給システムには、フィードポンプ５２から高圧燃料ポンプ６０及び低圧側デリバリパイプ３１に燃料を送る燃料通路であるフィードパイプ５７と、高圧燃料ポンプ６０から高圧側デリバリパイプ７１に燃料を送る燃料通路である高圧燃料パイプ７２と、が設けられている。なお、フィードパイプ５７は、途中で分岐し、一方が高圧燃料ポンプ６０に接続されており、もう一方が低圧側デリバリパイプ３１に接続されている。

【0020】

高圧側デリバリパイプ７１には、内部に蓄えられている燃料の圧力である高圧側燃料圧力を検出する燃料圧力センサ１３２が設置されている。燃料圧力センサ１３２は大気圧を基準としたゲージ圧で燃料圧力を示す。

【0021】

フィードポンプ５２は、給電に応じて燃料タンク５１内の燃料を、上流側フィルタ５３を介して吸引してフィードパイプ５７に送出する。フィードパイプ５７における燃料タンク５１の内部に位置する部分には、フィードポンプ５２によりフィードパイプ５７に送出された燃料の圧力、すなわちフィードパイプ５７内の燃料の圧力であるフィード圧Ｐｆが既定の開弁圧力を超えたときに開弁してフィードパイプ５７から燃料タンク５１に燃料をリリーフするリリーフ弁５６が設けられている。

【0022】

また、フィードパイプ５７におけるリリーフ弁５６が設けられている部分よりも上流側の部分には、フィードポンプ側を下方にして配設され、弁体が下方に位置する弁座に自重で着座しており、フィードポンプ５２から吐出される燃料の流れによって開弁するチェック弁５９が設けられている。チェック弁５９は、フィードポンプ５２が停止して燃料の供給が停止すると閉弁する。

【0023】

そして、フィードパイプ５７は、フィードパイプ５７を流れる燃料中の不純物を濾過する下流側フィルタ５８とフィードパイプ５７内の燃料圧力の脈動を低減するためのパルセーションダンパ６１とを介して高圧燃料ポンプ６０に接続されている。

【0024】

高圧燃料ポンプ６０は、プランジャ６２、燃料室６３、電磁スピル弁６４、チェック弁６５及びリリーフ弁６６を備えている。プランジャ６２は、エンジンのカムシャフト４２に設けられたポンプカム６７により往復駆動され、その往復駆動に応じて燃料室６３の容積を変化させる。燃料室６３は、電磁スピル弁６４を介してフィードパイプ５７に接続されている。

【0025】

電磁スピル弁６４は、通電に応じて閉弁して、燃料室６３とフィードパイプ５７との間の燃料の流通を遮断するとともに、通電の停止に応じて開弁して、燃料室６３とフィードパイプ５７との間の燃料の流通を許容する。チェック弁６５は、燃料室６３から高圧側デリバリパイプ７１への燃料の吐出を許容する一方、高圧側デリバリパイプ７１から燃料室６３への燃料の逆流を禁止する。リリーフ弁６６は、チェック弁６５を迂回する通路に設けられており、高圧側デリバリパイプ７１側の圧力が過剰に高くなったときに開弁して燃料室６３側への燃料の逆流を許容する。

【0026】

以上のように構成された高圧燃料ポンプ６０の燃料の加圧動作について説明する。高圧燃料ポンプ６０では、プランジャ６２の往復動に応じて燃料室６３の容積が変化する。以下の説明では、燃料室６３の容積が拡大する方向へのプランジャ６２の動作をプランジャ６２の下降と記載し、これとは逆に燃料室６３の容積が縮小する方向へのプランジャ６２の動作をプランジャ６２の上昇と記載する。

【0027】

高圧燃料ポンプ６０において、電磁スピル弁６４が開弁した状態でプランジャ６２が下降を開始すると、燃料室６３の容積の拡大に伴って、フィードパイプ５７から燃料室６３に燃料が流入する。プランジャ６２が下降から上昇に転じた後も電磁スピル弁６４が開弁した状態を維持すると、プランジャ６２の下降中に燃料室６３に流入した燃料がフィードパイプ５７に押し戻される。プランジャ６２の上昇中に電磁スピル弁６４を閉弁し、その後にプランジャ６２が上昇から下降に転じるまで、電磁スピル弁６４の閉弁を維持すると、プランジャ６２の上昇に伴う燃料室６３の容積の縮小により、燃料室６３内の燃料が加圧される。そして、燃料室６３内の燃料圧力が高圧燃料パイプ７２内の燃料圧力を上回ると、チェック弁６５が開弁して、燃料室６３内の加圧された燃料が高圧燃料パイプ７２に送出される。こうして高圧燃料ポンプ６０は、プランジャ６２の往復動毎に、フィードパイプ５７内の燃料を加圧して高圧燃料パイプ７２に送出する。なお、プランジャ６２の上昇中における電磁スピル弁６４の閉弁時期を変えることで、高圧燃料ポンプ６０が加圧動作毎に高圧燃料パイプ７２に送出する燃料の量が増減される。

【0028】

こうした燃料供給システムを備えるエンジンは、制御装置１００により制御される。制御装置１００は、エンジンの制御装置であり、エンジンの燃料供給システムの制御も司る。すなわち、制御装置１００は燃料供給システムの制御装置でもある。

【0029】

制御装置１００は、各種演算処理を実行する実行装置１０１と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置１０２と、ソークタイマ１０３と、を備えている。そして、制御装置１００は、実行装置１０１が記憶装置１０２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、燃料供給システムの制御を含んだエンジンの制御を行っている。

【0030】

なお、制御装置１００には、エンジンの運転状態を検出するための各種センサの検出信号が入力されている。図１に示すように、制御装置１００には、アクセルポジションセンサ１４２によって運転者のアクセルの操作量の検出信号が入力され、車速センサ１４１によって車両の走行速度である車速の検出信号が入力されている。

【0031】

さらに、制御装置１００には、他にも各種のセンサの検出信号が入力されている。例えば、図１に示すように、制御装置１００には、高圧側デリバリパイプ７１内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ１３２の他に、エアフロメータ１３３、クランクポジションセンサ１３４、カムポジションセンサ１３５、冷却水温センサ１３６が接続されている。また、制御装置１００には、車両のメインスイッチ１４３も接続されている。

【0032】

エアフロメータ１３３は、エンジンの吸気通路を通じて気筒内に吸入される空気の温度と、吸入される空気の質量である吸入空気量を検出する。クランクポジションセンサ１３４は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転位相の変化に応じたクランク角信号を出力する。制御装置１００は、クランクポジションセンサ１３４から入力されるクランク角信号に基づいて単位時間あたりのクランクシャフトの回転数である機関回転数を算出する。

【0033】

カムポジションセンサ１３５は、カムシャフト４２の回転位相の変化に応じたカム角信号を出力する。冷却水温センサ１３６は、エンジンの冷却水の温度である機関冷却水温ＴＨＷを検出する。

【0034】

また、制御装置１００には、燃料タンク５１内の燃料の液面の高さの水準を検知して燃料の残量を示す検出信号を出力する燃料レベルセンサ１３８と、外気温を検出する外気温センサ１３９、大気圧を検出する大気圧センサ１４０も接続されている。

【0035】

また、制御装置１００には、フィードポンプ５２のインペラの単位時間当たりの回転数であるポンプ回転数Ｎｐを制御するフィードポンプ制御装置２００が接続されている。フィードポンプ制御装置２００は、制御装置１００からの指令に基づき、フィードポンプ５２への供給電力をパルス幅変調により調整することで、ポンプ回転数Ｎｐを増減している。なお、フィードポンプ制御装置２００は、フィードポンプ５２に供給されている電流であるポンプ電流Ｉｐ、及びポンプ回転数Ｎｐの情報を制御装置１００に送信している。

【0036】

制御装置１００は、エンジン制御の一環として、燃料噴射量制御、燃料圧力可変制御、及びフィード圧制御を実行している。
燃料噴射量制御に際して制御装置１００はまず、機関回転数やエンジンの負荷率などのエンジン運転状態に応じて筒内燃料噴射弁４４、ポート燃料噴射弁３０の燃料噴射量の要求値である要求噴射量をそれぞれ演算する。続いて制御装置１００は、要求噴射量分の燃料噴射に要する筒内燃料噴射弁４４、ポート燃料噴射弁３０の開弁時間をそれぞれ演算する。そして、制御装置１００は、演算した開弁時間に相当する期間の間、燃料を噴射すべく各気筒の筒内燃料噴射弁４４、ポート燃料噴射弁３０を操作する。また、制御装置１００は、燃料噴射制御の一環として、アクセルの操作量が「０」になっている減速中などに、燃料の噴射を停止してエンジンの燃焼室への燃料の供給を停止し、燃料消費率の低減を図るフューエルカット制御も行う。

【0037】

燃料圧力可変制御に際して制御装置１００は、エンジンの負荷率などに基づき、高圧側燃料圧力の目標値を算出する。高圧側燃料圧力の目標値は基本的には、エンジンの負荷率が低いときには低い圧力に、エンジンの負荷率が高いときには高い圧力に設定される。そして、制御装置１００は、燃料圧力センサ１３２による高圧側燃料圧力の検出値と高圧側燃料圧力の目標値との偏差を縮小すべく、高圧燃料ポンプ６０の燃料送出量を調整する。具体的には、高圧側燃料圧力の検出値が目標値よりも低い場合には、プランジャ６２の上昇期間における電磁スピル弁６４の閉弁時期を早くして、高圧燃料ポンプ６０の燃料送出量を増加させる。また、高圧側燃料圧力の検出値が目標値よりも高いときには、プランジャ６２の上昇期間における電磁スピル弁６４の閉弁時期を遅くして、高圧燃料ポンプ６０の燃料送出量を減少させる。

【0038】

続いて、フィード圧制御の一環として実行する圧力調整処理の詳細を説明する。圧力調整処理は、次の目的で行われる。フィードポンプ５２から送出されてフィードパイプ５７を流れる燃料がエンジンの熱を受けて高温となると、フィードパイプ５７内にベーパが発生して、高圧側デリバリパイプ７１、低圧側デリバリパイプ３１への燃料の供給が滞ることがある。燃料の圧力が高いほど、燃料の気化温度は高くなるため、フィードパイプ５７でのベーパの発生を防止するには、フィードパイプ５７へのフィードポンプ５２の燃料送出量を多くしてフィード圧Ｐｆを高くすればよい。しかしながら、燃料送出量を増加させれば、その分、フィードポンプ５２の電力消費量が増えてしまう。そこで、圧力調整処理では、ベーパの発生を防止可能な限りにおいてフィード圧Ｐｆを低い圧力に維持すべく、フィードポンプ５２の燃料吐出量を調整することで、電力消費を抑えつつ、ベーパの発生を防止している。

【0039】

図２に、制御装置１００の実行装置１０１が実行する圧力調整処理に係る処理の流れを示す。図２に示すように圧力調整処理は、要求圧力設定処理Ｍ２００、要求ポンプ回転数算出処理Ｍ２１０、フィード圧推定処理Ｍ２２０、及びフィード圧フィードバック処理Ｍ２３０の各処理を通じて行われる。

【0040】

要求圧力設定処理Ｍ２００では、実行装置１０１は、温度推定処理Ｍ１１０を通じて推定した燃料温度Ｔｆに基づいてフィード圧Ｐｆの目標値である要求フィード圧Ｐｆ＊を算出する。なお、温度推定処理Ｍ１１０は、制御装置１００の実行装置１０１が実行する処理である。温度推定処理Ｍ１１０についての詳細は後述する。

【0041】

図３に二点鎖線で示すように、この制御装置１００では、燃料温度Ｔｆに応じて３段階に要求フィード圧Ｐｆ＊を切り替える。図３には、二点鎖線で示した要求フィード圧Ｐｆ＊の他に、燃料の飽和蒸気圧と燃料温度Ｔｆとの関係を、実線と一点鎖線と破線とで示している。なお、実線はガソリンの飽和蒸気圧と燃料温度Ｔｆとの関係を示しており、一点鎖線はガソリンとエタノールとの混合燃料のうち、エタノールを容積比で２０％含むＥ２０燃料の飽和蒸気圧と燃料温度Ｔｆとの関係を示している。また、破線はガソリンとメタノールとの混合燃料のうち、メタノールを容積比で１５％含むＭ１５燃料の飽和蒸気圧と燃料温度Ｔｆとの関係を示している。

【0042】

制御装置１００では、使用が想定される燃料のうち、最も飽和蒸気圧が高くなる燃料を使用した場合であっても要求フィード圧Ｐｆ＊が、飽和蒸気圧を下回ることがないように、燃料温度Ｔｆが高いときほど、要求フィード圧Ｐｆ＊を高くする。具体的には、実行装置１０１は、要求圧力設定処理Ｍ２００において、図３に示すように、燃料温度Ｔｆが「Ｔ１」未満のときには、要求フィード圧Ｐｆ＊として「Ｐ１」を算出する。そして、実行装置１０１は、燃料温度Ｔｆが「Ｔ１」以上であり、且つ「Ｔ１」よりも高い「Ｔ２」未満のときには、要求フィード圧Ｐｆ＊として「Ｐ１」よりも高い「Ｐ２」を算出する。また、実行装置１０１は、燃料温度Ｔｆが「Ｔ２」以上のときには、要求フィード圧Ｐｆ＊として「Ｐ２」よりも高く且つリリーフ弁５６の開弁圧力Ｐｘよりも僅かに低い「Ｐ３」を算出する。

【0043】

要求ポンプ回転数算出処理Ｍ２１０では、実行装置１０１は、燃料噴射量Ｑｆと、要求圧力設定処理Ｍ２００を通じて算出した要求フィード圧Ｐｆ＊とに基づいて、ポンプ回転数Ｎｐの目標値である要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を算出する。なお、燃料噴射量Ｑｆは、燃料噴射量制御の一環として実行する要求噴射量算出処理Ｍ１００を通じて算出された要求噴射量、すなわち筒内燃料噴射弁４４に対する要求燃料噴射量とポート燃料噴射弁３０に対する要求燃料噴射量との和に基づいて把握できる。

【0044】

制御装置１００では、要求ポンプ回転数算出処理Ｍ２１０において、実行装置１０１が、燃料噴射制御の実行による燃料の消費量を考慮した上で要求フィード圧Ｐｆ＊を実現するために必要なポンプ回転数Ｎｐを、要求ポンプ回転数Ｎｐ＊として算出する。

【0045】

具体的には、実行装置１０１は、記憶装置１０２に記憶されている回転数算出用写像データを用いて要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を算出する。回転数算出用写像データは、図２に示すように、要求フィード圧Ｐｆ＊と燃料噴射量Ｑｆとを入力として要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を出力する演算マップである。この演算マップは、例えば、ガソリンを燃料として使用した実験の結果に基づいて要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を算出できるように作成されている。図２には、要求ポンプ回転数Ｎｐ＊の等高線を図示している。この演算マップでは、要求フィード圧Ｐｆ＊が高く、燃料噴射量Ｑｆが多いときほど、出力される要求ポンプ回転数Ｎｐ＊が大きくなる。

【0046】

フィード圧推定処理Ｍ２２０では、実行装置１０１は、フィードポンプ制御装置２００から受信したポンプ回転数Ｎｐ及びポンプ電流Ｉｐと、燃料温度Ｔｆとに基づいてフィード圧Ｐｆの推定値を算出する。

【0047】

具体的には、実行装置１０１は、記憶装置１０２に記憶されている推定用写像データを用いてフィード圧Ｐｆの推定値を算出する。推定用写像データは、図２に示すようにポンプ回転数Ｎｐとポンプ電流Ｉｐとを入力としてフィード圧Ｐｆを出力する演算マップである。記憶装置１０２には、推定用写像データとして、対応する燃料温度Ｔｆの水準が異なる３つの演算マップが記憶されている。３つの演算マップは、例えば、「－３０℃」に対応する演算マップと、「７０℃」に対応する演算マップと、「２５℃」に対応する演算マップであり、それぞれ、車両の使用環境下で想定される燃料温度の下限、上限、中央付近に対応する演算マップである。

【0048】

これら演算マップは、例えば、対応する燃料温度Ｔｆのガソリンを燃料として使用した実験の結果に基づいてフィード圧Ｐｆを算出できるようにそれぞれ作成されている。図２には、フィード圧Ｐｆの等高線を図示している。この演算マップでは、ポンプ回転数が高く、ポンプ電流が大きいときほど、出力されるフィード圧Ｐｆが高くなる。

【0049】

フィード圧推定処理Ｍ２２０では、まず、実行装置１０１は、記憶装置１０２に記憶されている演算マップのうち、２つの演算マップを用いて現在の燃料温度Ｔｆに対応した写像を導出する。

【0050】

例えば、現在の燃料温度Ｔｆが３０℃である場合、３０℃よりも低い２５℃に対応する推定用写像データと、３０℃よりも高い７０℃に対応する推定用写像データとから３０℃に対応する写像を導出する。ここでは、線形補間によって３０℃に対応する写像を導出する。

【0051】

フィード圧推定処理Ｍ２２０では、実行装置１０１は、こうして補間により導出した写像に、現在のポンプ回転数Ｎｐ及びポンプ電流Ｉｐを入力することにより、現在のフィード圧Ｐｆの推定値を算出する。

【0052】

フィード圧フィードバック処理Ｍ２３０では、実行装置１０１は、要求圧力設定処理Ｍ２００を通じて算出された要求フィード圧Ｐｆ＊と、フィード圧推定処理Ｍ２２０を通じて算出されたフィード圧Ｐｆの推定値とに基づいて要求ポンプ回転数Ｎｐ＊の補正量ΔＮを算出する。具体的には、フィード圧フィードバック処理Ｍ２３０では、実行装置１０１は、フィード圧Ｐｆの推定値が要求フィード圧Ｐｆ＊よりも小さいときには、補正量ΔＮを所定量大きくする。一方で、実行装置１０１は、フィード圧Ｐｆの推定値が要求フィード圧Ｐｆ＊よりも大きいときには、補正量ΔＮを所定量小さくする。そして、実行装置１０１は、算出した補正量ΔＮを、要求ポンプ回転数算出処理Ｍ２１０を通じて算出された要求ポンプ回転数Ｎｐ＊に加算して要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を補正する。これにより、フィードポンプ制御装置２００には、フィード圧フィードバック処理Ｍ２３０を通じて算出された補正量ΔＮによって補正された後の要求ポンプ回転数Ｎｐ＊が入力される。そして、フィードポンプ制御装置２００は、入力された要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を実現するようにフィードポンプ５２への供給電力を制御する。

【0053】

要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を大きくすると、単位時間当たりにフィードポンプ５２から吐出される燃料の量が増えるため、フィード圧Ｐｆが高くなる。一方で、要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を小さくすると、単位時間当たりにフィードポンプ５２から吐出される燃料の量が減るため、フィード圧Ｐｆが低くなる。すなわち、フィード圧フィードバック処理Ｍ２３０は、推定値と要求フィード圧Ｐｆ＊との偏差を小さくするように要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を補正する処理である。

【0054】

このようにこの実施形態の燃料供給システムでは、フィード圧Ｐｆを検出するセンサを設けずに、燃料温度Ｔｆとポンプ回転数Ｎｐとポンプ電流Ｉｐとに基づいてフィード圧Ｐｆの推定値を算出し、算出した推定値を用いてフィード圧Ｐｆをフィードバック制御している。実行装置１０１は、こうした圧力調整処理を通じて要求フィード圧Ｐｆ＊を実現するように写像データを用いてフィードポンプ５２への供給電力を制御する。

【0055】

また、この実施形態の燃料供給システムでは、フィード圧Ｐｆだけでなく、燃料温度Ｔｆについても、燃料温度Ｔｆを検出するセンサを設けずに、推定している。
次に燃料温度Ｔｆ推定する温度推定処理Ｍ１１０について、図４を参照して説明する。図４は、温度推定処理Ｍ１１０にかかるルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置１００に電力が供給されており、制御装置１００が稼働しているときに実行装置１０１によって所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御装置１００では、燃料温度Ｔｆとして燃料タンク５１内の燃料の温度を推定している。

【0056】

実行装置１０１は、このルーチンを開始すると、まずステップＳ１００の処理において、燃料への入熱量Ｑｉｎを算出する。この制御装置１００では、このステップＳ１００の処理において、温度を推定する対象である燃料タンク５１内の燃料への入熱量Ｑｉｎを算出する。

【0057】

具体的には、エンジンが運転されているときには、エンジンの負荷率及び機関回転数に基づいて入熱量Ｑｉｎを算出する。負荷率が高いほど、また機関回転数が高いほど、エンジンで発生する熱が多くなるため、燃料タンク５１内の燃料に対する入熱量Ｑｉｎも多くなる。そこで、このステップＳ１００の処理では、エンジンが運転されているときには、実行装置１０１は、負荷率が高いほど、また機関回転数が高いほど、入熱量Ｑｉｎが大きくなるように、負荷率及び機関回転数に基づいて入熱量Ｑｉｎを算出する。

【0058】

また、エンジンの運転が停止しているときには、燃焼による熱は発生しないものの、エンジン側からの伝熱により燃料タンク５１内の燃料の温度が上昇する。そこで、このステップＳ１００の処理では、エンジンの運転が停止しているときには、実行装置１０１は、エンジンが停止する前の入熱量Ｑｉｎとエンジン停止からの経過時間とに基づいて入熱量Ｑｉｎを算出する。例えば、実行装置１０１は、エンジンが停止する前の入熱量Ｑｉｎが多いときほど入熱量Ｑｉｎが大きくなるように、また、エンジン停止からの経過時間が長くなるほど入熱量Ｑｉｎが小さくなるように、入熱量Ｑｉｎを算出する。

【0059】

次に、実行装置１０１は、処理をステップＳ１１０へと進める。そして、実行装置１０１は、ステップＳ１１０の処理において、放熱量Ｑｏｕｔを算出する。この制御装置１００では、このステップＳ１１０の処理において、温度を推定する対象である燃料タンク５１内の燃料からの放熱量Ｑｏｕｔを算出する。

【0060】

具体的には、実行装置１０１は、燃料温度Ｔｆの推定値と、外気温センサ１３９によって検出されている外気温と、車速とに基づいて放熱量Ｑｏｕｔを算出する。燃料温度Ｔｆから外気温を引いた差が大きいほど、すなわち外気温が燃料温度Ｔｆより低いほど放熱量Ｑｏｕｔは多くなる。また、車速が高いほど、外気との熱交換が促進されるため、放熱量Ｑｏｕｔは多くなる。そこで、ステップＳ１１０の処理では、実行装置１０１は、燃料温度Ｔｆから外気温を引いた差が大きいほど、また車速が高いほど、放熱量Ｑｏｕｔが大きくなるように、放熱量Ｑｏｕｔを算出する。

【0061】

次に、実行装置１０１は、処理をステップＳ１２０へと進める。そして、実行装置１０１は、ステップＳ１２０の処理において、補正係数Ｋｆを算出する。この補正係数Ｋｆは、燃料タンク５１内の燃料の残量が多いほど、熱容量が大きくなり、入熱量Ｑｉｎ及び放熱量Ｑｏｕｔに応じた燃料の温度変化が小さくなることを、温度変化量ΔＴｆの算出に反映させるための係数である。そのため、このステップＳ１２０の処理では、実行装置１０１は、燃料の残量が多いほど小さくなるように、補正係数Ｋｆを算出する。

【0062】

次に、実行装置１０１は、処理をステップＳ１３０へと進める。そして、ステップＳ１００～Ｓ１２０の処理を通じて算出した入熱量Ｑｉｎと放熱量Ｑｏｕｔと補正係数Ｋｆとを用いて温度変化量ΔＴｆを算出する。

【0063】

具体的には、実行装置１０１は、入熱量Ｑｉｎから放熱量Ｑｏｕｔを引いた差を入放熱量Ｑとして算出する。そして、この入放熱量Ｑに補正係数Ｋｆを乗じる。こうして算出した積が温度変化量ΔＴｆである。

【0064】

次に、実行装置１０１は、処理をステップＳ１４０へと進める。そして、ステップＳ１４０の処理において、燃料温度Ｔｆを更新する。
具体的には、前回の制御周期における温度推定処理Ｍ１１０を通じて推定した燃料温度Ｔｆに、温度変化量ΔＴｆを加算した和を新たな燃料温度Ｔｆにする。こうして燃料温度Ｔｆを更新すると、実行装置１０１は、このルーチンを一旦終了させる。

【0065】

このように制御装置１００では、このルーチンを実行することにより、燃料タンク５１内の燃料に対する入放熱量Ｑと燃料の残量とに基づいて温度変化量ΔＴｆを算出し、燃料温度Ｔｆを更新する。つまり、この制御装置１００では、このルーチンを繰り返し実行することにより、温度変化量ΔＴｆを積算することによって燃料温度Ｔｆを推定する温度推定処理Ｍ１１０を実現している。

【0066】

ところで、メインスイッチ１４３がオフにされ、制御装置１００の稼働が停止している間は、フィードポンプ５２の駆動も停止される。そして、各種のセンサからの信号も得られなくなる。しかし、メインスイッチ１４３がオフにされて機関運転が停止している間も、外気との熱交換やエンジン各部からの熱の伝達によってフィードパイプ５７内の燃料の温度は変化し、フィード圧Ｐｆは変化する。

【0067】

このように、メインスイッチ１４３がオフになっているときには、フィード圧推定処理Ｍ２２０を通じてフィード圧Ｐｆを推定することができない。そのため、メインスイッチ１４３がオンにされたときにフィード圧Ｐｆを的確に把握することができず、適切なフィード圧制御を実行することができなくなるおそれがある。

【0068】

そこで、この制御装置１００では、メインスイッチ１４３がオフにされたときの情報と、メインスイッチ１４３がオンにされたときの情報に基づいて、メインスイッチ１４３がオフになっていた間のフィード圧Ｐｆの変化量である圧力変化量ΔＰｆを算出する。そして、算出した圧力変化量ΔＰｆを用いてメインスイッチ１４３がオンにされて稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値を算出するようにしている。

【0069】

以下、図５～図７を参照して、制御装置１００の稼働が停止される場合のフィード圧Ｐｆの算出について説明する。
まずは、図５を参照してメインスイッチ１４３がオフにされて制御装置１００の稼働を停止する際に実行するルーチンについて説明する。このルーチンは、メインスイッチ１４３がオフにされ、制御装置１００が稼働を停止するまでの間に制御装置１００の実行装置１０１によって実行される。

【0070】

図５に示すように、このルーチンを開始すると、実行装置１０１はまずステップＳ２００の処理において、燃料の残量を記憶装置１０２に記憶させる。次に、実行装置１０１は、処理をステップＳ２１０へと処理を進め、フィード圧推定処理Ｍ２２０によって推定されているフィード圧Ｐｆを記憶装置１０２に記憶させる。

【0071】

そして、実行装置１０１は、処理をステップＳ２２０へと進め、ステップＳ２２０の処理において、温度推定処理Ｍ１１０によって推定されている燃料温度Ｔｆを記憶装置１０２に記憶させる。次に、実行装置１０１は、ステップＳ２３０の処理において、機関冷却水温ＴＨＷを記憶装置１０２に記憶させる。

【0072】

こうして、燃料の残量、フィード圧Ｐｆ、燃料温度Ｔｆ及び機関冷却水温ＴＨＷを記憶装置１０２に記憶させると、次のステップＳ２４０の処理において、実行装置１０１は、ソークタイマ１０３によるソーク時間の計測を開始する。このソーク時間の計測は、後述するメインスイッチ１４３がオンにされたとき実行されるルーチンにおいて停止される。すなわち、ソークタイマ１０３は、メインスイッチ１４３がオフにされて車両の稼働が停止されている期間の長さをソーク時間として計測することになる。

【0073】

実行装置１０１は、こうしてステップＳ２４０の処理を通じてソーク時間の計測を開始すると、この一連の処理を終了させる。
次に、図６を参照してメインスイッチ１４３がオンにされて制御装置１００の稼働を再開したときに実行するルーチンについて説明する。このルーチンは、メインスイッチ１４３がオンにされ、制御装置１００が稼働を再開したときに制御装置１００の実行装置１０１によって実行される。

【0074】

図６に示すように、このルーチンを開始すると、実行装置１０１はまずステップＳ３００の処理において、ソークタイマ１０３によるソーク時間の計測を終了させる。次に、実行装置１０１は、ステップＳ３１０の処理においてソーク時間が既定時間以上であるか否かを判定する。ソーク時間が長くなると、外気との熱交換により燃料温度が低下し、フィード圧Ｐｆは低下する。また、チェック弁５９が設けられているものの、ソーク時間が長くなると、次第にフィードパイプ５７内の燃料が燃料タンク５１に戻ってしまい、それによってもフィード圧Ｐｆは低下する。そして、最終的にフィード圧Ｐｆは大気圧と等しい水準に収束する。既定時間の値は、ソーク時間が既定時間以上であることに基づいてフィード圧Ｐｆが大気圧相当まで低下していると判定することができるように、予め行う実験などの結果に基づいて設定されている。例えば、実験などにより制御装置１００の稼働が停止されたときのフィード圧Ｐｆや外気温が異なる様々な条件においてフィード圧Ｐｆが大気圧相当まで低下するのに要した時間を計測し、その最大値よりも大きな値を既定時間にすればよい。

【0075】

ステップＳ３１０の処理において、ソーク時間が既定時間未満であると判定した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）には、実行装置１０１は、処理をステップＳ３２０へと処理を進める。そして、ステップＳ３２０の処理において、実行装置１０１は、第１加重平均値Ｑ１を算出する。第１加重平均値Ｑ１は、図５を参照して説明したルーチンにおいて記憶装置１０２に記憶させた燃料温度Ｔｆと、機関冷却水温ＴＨＷとの加重平均値である。この第１加重平均値Ｑ１における燃料温度Ｔｆと機関冷却水温ＴＨＷとのそれぞれに対する重みの大きさはあらかじめ行う実験の結果に基づいて設定する適合値である。この燃料供給システムの場合、燃料温度Ｔｆの方が機関冷却水温ＴＨＷよりもフィード圧Ｐｆの推定に及ぼす影響が大きい。そのため、制御装置１００では、燃料温度Ｔｆに対する重みを機関冷却水温ＴＨＷに対する重みよりも大きくしている。

【0076】

次に、実行装置１０１は処理をステップＳ３３０へと処理を進め、ステップＳ３３０の処理において、燃料温度Ｔｆを算出する。なお、制御装置１００が稼働していないと、温度変化量ΔＴｆの積算を行うことができないため、ここでは図４を参照して説明した温度推定処理Ｍ１１０とは異なる方法で燃料温度Ｔｆを算出する。上述したように、エンジンの運転が停止しているときには、燃焼による熱は発生しないものの、エンジンの運転が停止してからしばらくの間はエンジン側からの伝熱により燃料タンク５１内の燃料の温度が上昇する。また、外気との熱交換による放熱は時間の経過とともに進む。そのため、実行装置１０１は、このステップＳ３３０の処理において、図５を参照して説明したルーチンにおいて記憶装置１０２に記憶させた燃料温度Ｔｆと、ソーク時間と、外気温とに基づいて燃料温度Ｔｆの算出を算出する。例えば、メインスイッチ１４３がオフにされてから一定の期間においては、時間の経過とともに燃料温度Ｔｆが上昇し、一定の期間を超えると時間の経過とともに燃料温度Ｔｆが低下して外気温と等しい温度に収束するものとしてソーク時間に応じて燃料温度Ｔｆを算出する。

【0077】

ステップＳ３３０の処理において燃料温度Ｔｆを算出すると、実行装置１０１は、処理をステップＳ３４０へと処理を進める。そして、ステップＳ３４０の処理において、実行装置１０１は、機関冷却水温ＴＨＷを検出する。そして、次のステップＳ３５０の処理において、実行装置１０１は、第２加重平均値Ｑ２を算出する。第２加重平均値Ｑ２は、ステップＳ３３０の処理を通じて算出した燃料温度Ｔｆと、ステップＳ３４０の処理を通じて検出した機関冷却水温ＴＨＷとの加重平均値である。この第２加重平均値Ｑ２における燃料温度Ｔｆと機関冷却水温ＴＨＷとのそれぞれに対する重みの大きさも第１加重平均値Ｑ１を算出する際の重みと同様にあらかじめ行う実験の結果に基づいて設定する適合値である。

【0078】

第２加重平均値Ｑ２を算出すると、実行装置１０１は、処理をステップＳ３６０へと進める。そして、実行装置１０１は、ステップＳ３６０の処理において、メインスイッチ１４３がオフにされたときの加重平均値である第１加重平均値Ｑ１からメインスイッチ１４３がオンにされたときの加重平均値である第２加重平均値Ｑ２への変化量ΔＱを算出する。具体的には、実行装置１０１は、第２加重平均値Ｑ２から第１加重平均値Ｑ１を引いた差を変化量ΔＱとして算出する。

【0079】

次に、実行装置１０１は、ステップＳ３７０の処理において、変化量ΔＱに基づいて圧力変化量ΔＰｆを算出する。具体的には、実行装置１０１は、記憶装置１０２に記憶されている演算マップを参照してメインスイッチ１４３がオフにされていた期間におけるフィード圧Ｐｆの変化量である圧力変化量ΔＰｆを算出する。

【0080】

図７に示すように、この演算マップは、入力された変化量ΔＱの値に対応する圧力変化量ΔＰｆの値を出力するものである。この演算マップは、あらかじめ行う実験などの結果に基づいて作成されており、この制御装置１００では、図７に示すように、変化量ΔＱが「０」であるときには、圧力変化量ΔＰｆが「０」になっている。そして、この演算マップでは、変化量ΔＱの値が大きな値であるほど、出力される圧力変化量ΔＰｆの値も大きくなる。そのため、このステップＳ３７０の処理では、ソーク時間の間に燃料温度Ｔｆ及び機関冷却水温ＴＨＷが低下していて変化量ΔＱが「０」より小さくなるほど、圧力変化量ΔＰｆがより小さな負の値、すなわち絶対値の大きな負の値になる。

【0081】

次のステップＳ３８０の処理では、実行装置１０１は燃料供給システムの稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値を算出する。具体的には、実行装置１０１は、図５を参照して説明したルーチンにおいて記憶装置１０２に記憶させたフィード圧Ｐｆに圧力変化量ΔＰｆを加算して、その和をフィード圧Ｐｆの初期値として算出する。

【0082】

一方で、ステップＳ３１０の処理においてソーク時間が既定時間以上であると判定した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）には、実行装置１０１は、処理をステップＳ３８５へと進める。そして、ステップＳ３８５の処理において、実行装置１０１は、大気圧センサ１４０によって大気圧を検出する。そして、次のステップＳ３９０の処理において、実行装置１０１は、検出した大気圧と等しい値を燃料供給システムの稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値にする。すなわち、この制御装置１００では、ソーク時間が既定時間以上になっている場合には、大気圧に基づいてフィード圧Ｐｆの初期値を算出し、フィード圧Ｐｆの初期値を大気圧と等しい値にする。

【0083】

ステップＳ３８０の処理又はステップＳ３９０の処理を通じてフィード圧Ｐｆの初期値を算出すると、実行装置１０１は、このルーチンを終了させる。
本実施形態の作用について説明する。

【0084】

この制御装置１００では、メインスイッチ１４３がオフにされて稼働が停止されるときに図５を参照して説明したルーチンを実行して、メインスイッチ１４３がオフにされたときの情報を記憶装置１０２に記憶する（ステップＳ２００～Ｓ２３０）。また、このルーチンにおいて、ソーク時間の計測を開始する（ステップＳ２４０）。

【0085】

そして、この制御装置１００では、メインスイッチ１４３が再びオンにされて稼働が再開されたときには、図６を参照して説明したルーチンを実行する。そして、実行装置１０１は、ソーク時間が既定時間未満の場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）には、このルーチンを通じて、第１加重平均値Ｑ１から第２加重平均値Ｑ２への変化量ΔＱを算出する（ステップＳ３２０～Ｓ３６０）。そして、実行装置１０１は、変化量ΔＱに基づいてメインスイッチ１４３がオフになっていた期間のフィード圧Ｐｆの変化量である圧力変化量ΔＰｆを算出する（ステップＳ３７０）。すなわち、この制御装置１００では、ステップＳ３２０～Ｓ３７０が変化量推定処理になっている。

【0086】

そして、制御装置１００は、メインスイッチ１４３がオフにされたときに推定されていたフィード圧Ｐｆに、変化量推定処理を通じて推定した圧力変化量ΔＰｆを反映させて稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値を算出する（ステップＳ３８０）。すなわち、この制御装置１００では、ステップＳ３８０の処理が初期値算出処理になっている。

【0087】

燃料タンク５１内の燃料の温度を含む複数箇所の温度の指標値は、フィードパイプ５７内の燃料の温度と相関を有している。そして、フィード圧Ｐｆはフィードパイプ５７内の燃料の温度と相関を有している。そこで、制御装置１００では、燃料温度Ｔｆと機関冷却水温ＴＨＷの加重平均値を算出し、メインスイッチ１４３がオフにされたときのそれら温度の加重平均値である第１加重平均値Ｑ１からメインスイッチ１４３がオンにされたときのそれら温度の加重平均値である第２加重平均値Ｑ２への変化量ΔＱを算出している。すなわち、メインスイッチ１４３がオフにされている間のフィードパイプ５７内の燃料の温度の変化量の指標値として、加重平均値の変化量ΔＱを算出している。変化量推定処理では、この加重平均値の変化量ΔＱに基づいてメインスイッチがオフにされてからオンにされるまでの間のフィード圧Ｐｆの変化量である圧力変化量ΔＰｆを推定している。そして、推定した圧力変化量ΔＰｆを、メインスイッチ１４３がオフにされたときに推定されていたフィード圧Ｐｆに反映させてフィード圧Ｐｆの初期値を算出している。

【0088】

本実施形態の効果について説明する。
（１）制御装置１００では、メインスイッチ１４３がオフにされたときの情報とメインスイッチ１４３がオンにされたときの情報とに基づいてメインスイッチ１４３がオフにされている間のフィード圧Ｐｆの変化量を推定して稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値を算出することができる。すなわち、メインスイッチ１４３がオンにされたときにフィード圧Ｐｆを的確に把握することができるようになる。

【0089】

（２）制御装置１００では、加重平均値を算出する際に用いる複数箇所の温度の指標値に、機関冷却水温ＴＨＷが含まれている。エンジンは、フィードパイプ５７内の燃料が受ける熱の発生源である。そのため、エンジンの温度の指標値になる機関冷却水温ＴＨＷは、燃料温度Ｔｆと相関を有する指標値である。そのため、制御装置１００によれば、エンジンからの受熱の影響をより反映させて圧力変化量ΔＰｆを推定することができる。

【0090】

（３）制御装置１００では、ソーク時間が既定時間以上である場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）には、変化量推定処理を実行せずに、初期値設定処理として、大気圧に基づいてフィード圧Ｐｆの初期値を算出する（ステップＳ３９０）。

【0091】

メインスイッチ１４３がオフになっている間は、燃料温度Ｔｆが外気温と等しい値に収束するように低下するとともに、フィードパイプ５７内の燃料が燃料タンク５１に少しずつ戻るため、フィード圧Ｐｆが低下する。そのため、ソーク時間が長くなると、最終的にフィード圧Ｐｆは大気圧に収束する。

【0092】

制御装置１００によれば、ソーク時間が既定時間以上になっており、フィード圧Ｐｆが大気圧に収束していると推定されるときに、大気圧に基づいてフィード圧Ｐｆの初期値を算出する。そのため、ソーク時間が既定時間以上になっているときに、圧力変化量ΔＰｆの推定誤差などの影響を受けることなく、フィード圧Ｐｆの初期値を算出することができる。

【0093】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・制御装置１００では、第１加重平均値Ｑ１及び第２加重平均値Ｑ２の算出に用いる温度の指標値の一つとして機関冷却水温ＴＨＷを用いる例を示したが、機関冷却水温ＴＨＷに替えてエンジンの油温を用いてもよい。また、第１加重平均値Ｑ１及び第２加重平均値Ｑ２の算出に用いる温度の指標値に、燃料温度Ｔｆ及び機関冷却水温ＴＨＷに加えて、油温が含まれていてもよい。

【0094】

上述したように、エンジンは、フィードパイプ５７内の燃料が受ける熱の発生源である。エンジンの温度の指標値になる油温は、燃料温度と相関を有する指標値である。温度の指標値に、エンジンの油温が含まれていれば、油温によってエンジンからの受熱の影響を反映させて圧力変化量ΔＰｆを推定することができる。

【0095】

・第１加重平均値Ｑ１及び第２加重平均値Ｑ２の算出に用いる温度の指標値に、外気温を含めるようにしてもよい。フィードパイプ５７内の燃料の温度は外気との熱交換によって低下する。そのため、燃料供給システムが位置する空間の温度である外気温は、燃料温度と相関を有する指標値である。そのため、温度の指標値に、外気温が含まれていれば、外気への放熱の影響をより反映させて圧力変化量ΔＰｆを推定することができるようになる。

【0096】

第１加重平均値Ｑ１及び第２加重平均値Ｑ２の算出に用いる温度の指標値に、外気温を含める場合には、例えば、制御装置１００は、図８に示すルーチン及び図９に示すルーチンを実行する。すなわち、制御装置１００の実行装置１０１は、図５を参照して説明したルーチンに替えて図８に示すルーチンを実行し、図６を参照して説明したルーチンに替えて図９に示すルーチンを実行する。

【0097】

この場合、具体的には、制御装置１００は、メインスイッチ１４３がオフにされて制御装置１００の稼働を停止する際に図８に示すルーチンを実行する。図８に示すように、このルーチンは、ステップＳ２００～Ｓ２３０までの処理は図５を参照して説明したルーチンと同じである。このルーチンでは、ステップＳ２３０の処理の後、実行装置１０１は、処理をステップＳ２３５へと進め、ステップＳ２３５の処理において、外気温を記憶装置１０２に記憶させる。そして、実行装置１０１は、次のステップＳ２４０の処理において、ソークタイマ１０３によるソーク時間の計測を開始する。実行装置１０１は、こうしてステップＳ２４０の処理を通じてソーク時間の計測を開始すると、この一連の処理を終了させる。

【0098】

メインスイッチ１４３がオンにされ、制御装置１００が稼働を再開したときに制御装置１００の実行装置１０１は、図９に示すルーチンを実行する。
図９に示すように、このルーチンを開始すると、実行装置１０１はまずステップＳ３００の処理において、ソークタイマ１０３によるソーク時間の計測を終了させる。次に、実行装置１０１は、ステップＳ３１０の処理においてソーク時間が既定時間以上であるか否かを判定する。既定時間の値は、上記の実施形態と同様に、ソーク時間が既定時間以上であることに基づいてフィード圧Ｐｆが大気圧相当まで低下していると判定することができるように、予め行う実験などの結果に基づいて設定されている。

【0099】

ステップＳ３１０の処理において、ソーク時間が既定時間未満であると判定した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）には、実行装置１０１は、処理をステップＳ３２０へと処理を進める。そして、ステップＳ３２０の処理において、実行装置１０１は、第１加重平均値Ｑ１を算出する。ここでは、第１加重平均値Ｑ１は、図８を参照して説明したルーチンにおいて記憶装置１０２に記憶させた燃料温度Ｔｆと、機関冷却水温ＴＨＷと、外気温との加重平均値である。この第１加重平均値Ｑ１における燃料温度Ｔｆと機関冷却水温ＴＨＷと外気温とのそれぞれに対する重みの大きさはあらかじめ行う実験の結果に基づいて設定する適合値である。

【0100】

次に、実行装置１０１は処理をステップＳ３３０へと処理を進め、ステップＳ３３０の処理において、燃料温度Ｔｆを算出する。このステップＳ３３０における燃料温度Ｔｆの算出態様は、図６を参照して説明したルーチンにおけるステップＳ３３０の処理と同じである。

【0101】

ステップＳ３３０の処理において燃料温度Ｔｆを算出すると、実行装置１０１は、処理をステップＳ３４０へと処理を進める。そして、ステップＳ３４０の処理において、実行装置１０１は、機関冷却水温ＴＨＷを検出する。次に実行装置１０１は、処理をステップＳ３４５へと進め、ステップＳ３４５の処理において、外気温を検出する。

【0102】

そして、実行装置１０１は、次のステップＳ３５０の処理において、実行装置１０１は、第２加重平均値Ｑ２を算出する。第２加重平均値Ｑ２は、ステップＳ３３０の処理を通じて算出した燃料温度Ｔｆと、ステップＳ３４０の処理を通じて検出した機関冷却水温ＴＨＷと、ステップＳ３４５の処理を通じて検出した外気温との加重平均値である。この第２加重平均値Ｑ２における燃料温度Ｔｆと機関冷却水温ＴＨＷと外気温とのそれぞれに対する重みの大きさも第１加重平均値Ｑ１を算出する際の重みと同様にあらかじめ行う実験の結果に基づいて設定する適合値である。

【0103】

第２加重平均値Ｑ２を算出すると、実行装置１０１は、処理をステップＳ３６０へと進め、第１加重平均値Ｑ１から第２加重平均値Ｑ２への変化量ΔＱを算出する。つまり、実行装置１０１は、第２加重平均値Ｑ２から第１加重平均値Ｑ１を引いた差を変化量ΔＱとして算出する。そして、実行装置１０１は、ステップＳ３７０の処理において、変化量ΔＱに基づいて圧力変化量ΔＰｆを算出する。こうして実施形態の制御装置１００と同様に、実行装置１０１は、記憶装置１０２に記憶されている演算マップを参照してメインスイッチ１４３がオフにされていた期間におけるフィード圧Ｐｆの変化量である圧力変化量ΔＰｆを算出する。

【0104】

そして最後に、実行装置１０１は、ステップＳ３８０の処理において、燃料供給システムの稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値を算出する。
なお、このルーチンにおいても、ステップＳ３１０の処理においてソーク時間が既定時間以上であると判定した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）には、実行装置１０１は、処理をステップＳ３８５へと進め、大気圧センサ１４０によって大気圧を検出する。そして、次のステップＳ３９０の処理において、実行装置１０１は、検出した大気圧と等しい値を燃料供給システムの稼働を再開するときのフィード圧Ｐｆの初期値にする。

【0105】

ステップＳ３８０の処理又はステップＳ３９０の処理を通じてフィード圧Ｐｆの初期値を算出すると、実行装置１０１は、このルーチンを終了させる。
こうして加重平均値の算出に用いる温度の指標値の一つとして外気温を含めるようにすれば、外気への放熱の影響をより反映させて圧力変化量ΔＰｆを推定することができる。

【0106】

・第１加重平均値Ｑ１の算出をメインスイッチ１４３がオンにされて制御装置１００が稼働されたときに実行されるルーチンにおいて実行する例を示した。これに対して、第１加重平均値Ｑ１の算出は、メインスイッチ１４３がオフにされてから制御装置１００の稼働を停止するまでの間に実行するルーチンにおいて実行してもよい。

【0107】

・燃料タンク５１内の燃料の温度をそのまま燃料温度Ｔｆとして算出し、要求圧力設定処理やフィード圧制御などに使用する例を示した。これに対して、要求圧力設定処理やフィード圧制御などに使用する燃料温度Ｔｆは燃料タンク５１内の燃料の温度そのものでなくてもよい。例えば、フィードパイプ５７内の燃料の温度を燃料温度Ｔｆとして算出する場合には、燃料タンク５１内の燃料の温度に加えて、高圧燃料ポンプ６０内の燃料の温度を用いることが考えられる。すなわちフィードパイプ５７には燃料タンク５１内の燃料が供給されるため、フィードパイプ５７内の燃料の温度は燃料タンク５１内の燃料の温度に基づいて決まるが、フィードパイプ５７は高圧燃料ポンプ６０に接続されている。高圧燃料ポンプ６０はポンプカム６７が高温のオイルによって潤滑されているため、高圧燃料ポンプ６０内の燃料は燃料タンク５１内の燃料の温度よりも高くなりやすい。そのため、フィードパイプ５７内の燃料は、高圧燃料ポンプ６０側からの熱の伝達により燃料タンク５１内の燃料よりも温度が高くなる。そこで、こうした高圧燃料ポンプ６０側からの伝熱の影響を考慮するため、燃料タンク５１内の燃料の温度に加えて、高圧燃料ポンプ６０内の燃料の温度を用いて燃料温度Ｔｆとしてフィードパイプ５７内の温度を推定する温度推定処理Ｍ１１０を実行する。

【0108】

・また、入熱量Ｑｉｎと放熱量Ｑｏｕｔをいずれも正の値で表現した例を示したが、入熱量Ｑｉｎ及び放熱量Ｑｏｕｔの正負はこうした組み合わせに限らない。例えば、燃料における熱の増減の方向にあわせて入熱量Ｑｉｎを正の値で表現する一方で、放熱量Ｑｏｕｔを負の値で表現するようにしてもよい。この場合には、入放熱量Ｑは、入熱量Ｑｉｎと放熱量Ｑｏｕｔを加算した和になる。

【0109】

・上記実施形態では、フィード圧制御では、フィード圧を３段階に変更するようにしたが、２段階に変更したり、４段階以上に変更したりしてもよい。また、要求圧力設定処理を通じて要求フィード圧Ｐｆ＊を可変設定することなく、要求フィード圧Ｐｆ＊を固定してフィード圧制御を行うようにしてもよい。

【0110】

・現在の燃料温度Ｔｆに対応した写像を、複数の推定用写像データからの補間によって導出する例を示したが、こうした態様でなくてもよい。例えば、燃料噴射量Ｑｆと要求フィード圧Ｐｆ＊とに加えて、燃料温度Ｔｆを入力とした１つの推定用写像データを使って要求ポンプ回転数Ｎｐ＊を算出するようにしてもよい。

【0111】

・上記実施形態では、推定用写像データの例として、演算マップを例示したが、写像データは、演算マップに限らない。例えば、数式で表現される演算モデルであってもよい。すなわち、係数を実験の結果に基づいて適合した適合済み演算モデルや、機械学習を用いて作成した機械学習済みモデルであってもよい。

【0112】

・エンジンが筒内燃料噴射弁４４や高圧側デリバリパイプ７１、高圧燃料ポンプ６０などを含む高圧燃料供給系とポート燃料噴射弁３０や低圧側デリバリパイプ３１などからなる低圧燃料供給系とを備えている例を示した。しかし、この制御装置１００が適用されるエンジンは必ずしも燃料供給系を２つ備えていなくてもよい。例えば、制御装置１００を適用するエンジンは、低圧側デリバリパイプ３１やポート燃料噴射弁３０を備えておらず、高圧燃料供給系に相当する燃料供給系のみを備えていてもよい。この場合でも高圧燃料ポンプ６０よりも上流側のフィードパイプ５７内の燃料圧力であるフィード圧Ｐｆを的確に制御するために、上記の実施形態の構成を採用することが有用である。もちろん、低圧燃料供給系のみを備えているエンジンにこの制御装置１００を適用することもできる。

【0113】

・燃料温度Ｔｆを推定する例を示したが、図１に破線で示すように、燃料温度Ｔｆを検出する燃料温度センサ１３７を備えた燃料供給システムに制御装置１００と同様の構成を適用することもできる。その場合には、温度推定処理Ｍ１１０を実行する必要がなくなる。また、燃料温度センサ１３７によって検出した燃料温度Ｔｆを用いて加重平均値を算出するようにすればよい。

【0114】

・制御装置１００が、フィードポンプ制御装置２００を通じてフィードポンプ５２を制御する例を示したが、制御装置１００とフィードポンプ制御装置２００の機能を兼ね備えた１つの制御装置になっている構成を採用してもよい。また、３つ以上のユニットによって制御装置が構成されていてもよい。

【0115】

・実行装置１０１は、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、実行装置１０１は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

【符号の説明】

【0116】

５１…燃料タンク
５２…フィードポンプ
５７…フィードパイプ
１００…制御装置
１０１…実行装置
１０２…記憶装置
１０３…ソークタイマ
１３６…冷却水温センサ
１３９…外気温センサ
１４０…大気圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】