WO2017212738A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017212738A1
WO2017212738A1 PCT/JP2017/011299 JP2017011299W WO2017212738A1 WO 2017212738 A1 WO2017212738 A1 WO 2017212738A1 JP 2017011299 W JP2017011299 W JP 2017011299W WO 2017212738 A1 WO2017212738 A1 WO 2017212738A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
internal combustion
combustion engine
fuel injection
fuel pump
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/011299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修 向原
悟史 臼井
豊原　正裕
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to CN201780027286.4A priority Critical patent/CN109312644B/zh
Priority to US16/098,396 priority patent/US10563612B2/en
Priority to EP17809922.2A priority patent/EP3470636B1/en
Priority to JP2018522338A priority patent/JP6676161B2/ja
Publication of WO2017212738A1 publication Critical patent/WO2017212738A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/356—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/025—Engine noise, e.g. determined by using an acoustic sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/09—Fuel-injection apparatus having means for reducing noise
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an in-cylinder direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder.
  • variable valve mechanism that can vary the valve opening timing and valve closing timing (hereinafter sometimes collectively referred to as valve timing) and the lift amount of an intake valve and an exhaust valve.
  • the variable valve mechanism greatly contributes to improving the thermal efficiency of the internal combustion engine by realizing valve timing and lift amount suitable for the operating state of the internal combustion engine.
  • a direct injection type internal combustion engine is an internal combustion engine that injects fuel pressurized (pressurized) by a high-pressure fuel pump directly into a cylinder from a fuel injection valve.
  • Such countermeasures include, for example, a method of increasing the fuel pressure injected into the cylinder and promoting atomization of the fuel in order to improve homogeneity, and suppressing fuel injection length (time width of fuel injection). And multi-stage injection control that reduces fuel adhesion to pistons and wall flow in the cylinder.
  • multi-stage injection control that reduces fuel adhesion to pistons and wall flow in the cylinder.
  • it is essential to improve the mechanical system of the fuel system and to perform highly accurate control.
  • a return spring corresponding to the fluid force of the fuel with the increased fuel pressure is required, while operating response is improved. Therefore, it is necessary to improve additional mechanisms and components that satisfy these requirements.
  • the opening / closing timing of the spill valve of the high-pressure fuel pump is simply made variable, the discharge amount of the high-pressure fuel pump changes each time, so the fuel pressure pulse rate increases, resulting in a shot of the injection amount Since the variation becomes large, the combustion stability may be impaired. Further, when the drive timing of the fuel injection valve (injection timing including multi-stage injection) is made variable, the injection timing determined from the combustion request of the internal combustion engine is ignored, which may lead to deterioration of combustion.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to avoid the deterioration of combustion and reduce the combined noise of the high-pressure fuel pump and the fuel injection valve without affecting the operating state of the internal combustion engine.
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be reliably reduced.
  • a control apparatus for an internal combustion engine includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, a high-pressure fuel pump that boosts the fuel supplied to the fuel injection valve, and an intake valve
  • a control device for a direct injection type internal combustion engine having a variable valve mechanism that can vary the valve timing or lift amount of the exhaust valve, wherein the drive noise of the fuel injection valve and the drive noise of the high-pressure fuel pump Predicting the presence or absence of synthetic noise that occurs when the engine timing overlaps, and determining that there is synthetic noise, the operating angle of the variable valve mechanism is made variable while satisfying the fuel injection requirement of the fuel injection valve It is characterized by doing.
  • the internal combustion engine when it is determined that there is a combined noise of the high-pressure fuel pump and the fuel injection valve, the internal combustion engine is provided while satisfying the fuel injection request (for example, the required fuel pressure and the required injection amount) of the fuel injection valve. Since the operating angle of the variable valve mechanism is made variable, the deterioration of combustion can be avoided, the combined noise can be reliably reduced without affecting the operating state of the internal combustion engine, and the commerciality of the fuel system subsystem Can be improved.
  • the fuel injection request for example, the required fuel pressure and the required injection amount
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine equipped with an internal combustion engine control device (ECU) according to the present invention.
  • Explanatory drawing explaining the structure of a variable valve mechanism typically. Operation
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an example of control of a variable valve mechanism by the ECU shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a control explanatory diagram for explaining still another example of control of the variable valve mechanism by the ECU shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of an internal combustion engine (cylinder direct injection internal combustion engine) equipped with an internal combustion engine control device (ECU) according to the present invention.
  • ECU internal combustion engine control device
  • the air (intake air) sucked into the internal combustion engine (101) passes through an air flow meter (AFM: Air Flow Meter) (120) and sucks in the order of the throttle valve (119) and the collector (115). And then supplied to the combustion chamber (121) via the intake pipe (110) and the intake valve (103) provided in each cylinder.
  • AFM Air Flow Meter
  • the fuel is sent from the fuel tank (123) to the high pressure fuel pump (125) (the pressurizing chamber) of the internal combustion engine (101) by the low pressure fuel pump (124).
  • the high-pressure fuel is sent to the fuel injection valve (105) via the high-pressure fuel pipe (128), and the fuel injection valve (105) is a fuel injection valve control device (in the ECU (109)). Based on the command of 127), the fuel is directly injected into the combustion chamber (121).
  • the internal combustion engine (101) includes a fuel pressure sensor (126) for measuring the pressure in the high-pressure fuel pipe (128) in order to control the high-pressure fuel pump (125), and the ECU (109) Based on this sensor value, so-called feedback control is generally performed so that the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe (128) becomes a desired pressure. Further, the internal combustion engine (101) is provided with an ignition coil (107) and a spark plug (106) for each combustion chamber (121). The ECU (109) sends the ignition coil (107) at a desired timing. Current control and ignition control by the ignition plug (106) are performed.
  • the air-fuel mixture in which the intake air and the fuel are mixed in the combustion chamber (121) is burned by the spark emitted from the spark plug (106), and the piston (102) is pushed down by the pressure of this combustion.
  • the exhaust gas generated by the combustion is exhausted to the exhaust pipe (111) through the exhaust valve (104), and a three-way catalyst (112) for purifying the exhaust gas is provided on the exhaust pipe (111). It has been.
  • the ECU (109) incorporates the fuel injection valve control device (127) described above, and a crank angle sensor (116) for measuring the crankshaft (not shown) angle of the internal combustion engine (101), indicating the intake air amount Signals from the AFM (120), an oxygen sensor (113) for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, an accelerator opening sensor (122) indicating the opening of the accelerator operated by the driver, the fuel pressure sensor (126), etc. Is entered.
  • the ECU (109) calculates the required torque of the internal combustion engine (101) from the signal of the accelerator opening sensor (122) and determines whether or not the engine is in an idle state. Make a decision.
  • the ECU (109) includes a rotation speed detection means for calculating the rotation speed of the internal combustion engine (101) (hereinafter referred to as engine rotation speed) from the signal of the crank angle sensor (116), and a water temperature sensor (108). Means for determining whether or not the three-way catalyst (112) is in a warmed-up state based on the cooling water temperature of the internal combustion engine (101) obtained and the elapsed time after the start of the internal combustion engine (101) are provided. Yes.
  • the ECU (109) calculates the amount of intake air necessary for the internal combustion engine (101) from the above-mentioned required torque of the internal combustion engine (101), and outputs an opening signal corresponding to the intake air amount to the throttle valve (119).
  • the fuel injection valve control device (127) calculates a fuel amount corresponding to the intake air amount and outputs a fuel injection signal corresponding to the calculated fuel amount to the fuel injection valve (105), and further to the ignition coil (107). Outputs an ignition signal.
  • the intake valve (103) and the exhaust valve (104) each have an open / close valve timing (valve timing) depending on the cam shapes (also referred to as cam profiles) of the intake cam shaft (not shown) and the exhaust cam shaft (not shown). ) And lift amount are determined.
  • the valve timing and lift amount of the intake valve (103) and the exhaust valve (104) are made variable by a variable valve mechanism provided in the intake cam and the exhaust cam (detailed structure will be described later).
  • FIG. 2 shows, from the top, the value (201) of the exhaust cam sensor that detects the position of the exhaust cam that is the drive shaft of the high-pressure fuel pump (125), and the lift amount of the plunger provided in the high-pressure fuel pump (125).
  • a plunger lift amount (202) and a value (203) of a crank angle sensor (116) for detecting the position of the crank angle (hereinafter, simply referred to as a crank angle) are shown.
  • a desired fuel amount is discharged by controlling an on-off valve provided at the discharge port of the high-pressure fuel pump (125).
  • FIG. 2 also shows a drive signal (204) to the solenoid of the opening / closing valve and a behavior (205) of the opening / closing valve.
  • the plunger lift amount (202) of the high-pressure fuel pump (125) is changed to the rotational operation of the exhaust cam (cam rotated by the internal combustion engine (101)) (129). Move up and down accordingly. In FIG. 2, it rises from T207, and at T211 it becomes top dead center (TDC: Top Dead Center), and at T212 it becomes bottom dead center (BDC: Bottom Dead Center). 204) ON timing (driving start timing) (T208), a period (221) from T209 that has passed a predetermined time (216) to the top dead center (T211) of the high-pressure fuel pump (125) is the high-pressure fuel pump (125 ).
  • crank angle sensor (116) when the internal combustion engine (101) is operated, the crank angle sensor (116) also detects the position information of the crank angle, and based on the value (203) of the crank angle sensor (116), information necessary for angle control is obtained. Calculation is performed in the ECU (109). Further, the high pressure fuel pump (125) is controlled based on the position information of the exhaust cam sensor value (201). In this figure, the signal of the exhaust cam sensor is input at T206.
  • the angle (213) from the input timing (T206) of the exhaust cam signal that is the control reference position to the top dead center position (T211) of the high-pressure fuel pump (125) is the pump cam that operates the plunger of the high-pressure fuel pump (125)
  • the period (217) determined by the profile of the (drive cam) (not shown) and turning on the solenoid drive signal (204) is the spring constant of the return spring and high-pressure fuel piping provided to close the open / close valve (128) Fuel pressure, solenoid electrical characteristics, etc.
  • the response time (216) from the timing when the solenoid drive signal (204) turns ON (T208) to the timing when the opening / closing valve actually starts to open (T209) is also determined by the characteristics of the high-pressure fuel pump (125). These information is preset as ROM constants and the battery voltage is corrected, etc., so that the solenoid drive signal (204) ON timing (drive start timing) (T208) and OFF timing (drive end timing) (T210) Can be obtained.
  • the solenoid drive signal ON period (217) is a time requirement, but by converting this into an angle based on the rotational speed information of the internal combustion engine (101), the ECU (109) allows all parameters to be known information. Using the angle (215) from the control reference position (T206) to the ON timing (T208) of the solenoid drive signal (204) and the ON period (217) of the solenoid drive signal (204). The high-pressure fuel pump (125) is controlled.
  • the opening / closing valve behavior (205) starts the valve opening operation from T209, and the opening / closing valve collides with the valve opening stopper to complete the valve opening operation (T218).
  • pump opening noise (220a) is generated due to the collision, but noise may be generated a plurality of times as the mechanism is improved by increasing the fuel pressure.
  • the on-off valve starts closing, and eventually collides with the stopper on the closing side to complete the closing (T219).
  • the valve closing noise (220b) is generated as in the valve opening operation.
  • the discharge amount (221) can be increased by advancing T209. 2 is moved to the right), T209 can be delayed and the discharge amount (221) can be reduced.
  • the valve closing timing depends on the top dead center (T211) of the high-pressure fuel pump (125).
  • 214 is an angle from the control reference position (T206) to the timing (T209) at which the on-off valve actually starts to open.
  • variable valve mechanism provided in the direct injection type internal combustion engine (101) shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 schematically shows a valve timing control system (VTC) that can vary only the valve timing of the intake valve (103) and the exhaust valve (104).
  • VTC valve timing control system
  • 301 in FIG. 3 is a schematic view of the cam shaft (305) assuming a four-cylinder internal combustion engine as viewed from the side.
  • a pulley (304) is provided at one end of the camshaft (305), and the power from the crankshaft is rotated via a belt, chain, gear, etc.
  • the provided cams (306a, 306b, 306c, 306d) rotate, and the intake valve (103) or the exhaust valve (104) performs an on-off valve operation.
  • a VTC mechanism portion (303) constituting a variable valve mechanism is provided at a tip portion from the pulley (304).
  • FIG. 3 in FIG. 3 schematically shows the internal configuration of the VTC mechanism (303) described above.
  • the pulley (304) operates in synchronization with the internal combustion engine (101), but a partition is provided on the outer peripheral portion, and the central portion is connected to the cam shaft (305), and the convex portion (310). With this, two spaces (309, 311) are formed with the convex portion (310) as a boundary.
  • the ECU (109) supplies the oil to either of the two spaces (309, 311) by driving a solenoid valve (solenoid) based on the operating state of the internal combustion engine (101), and the oil pressure generated thereby causes a convex portion
  • the position of (310) can be varied, and a phase can be provided to the rotational operation of the camshaft (305) with respect to the crankshaft.
  • variable valve mechanism particularly the VTC mechanism (303) provided in the direct injection type internal combustion engine (101) shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 shows, from the top, the crank angle sensor (116) value (203), the intake cam sensor value (401) indicating the intake cam position, and the exhaust cam sensor value (201a, 201b) indicating the exhaust cam position.
  • the crank angle sensor value (203) includes a normal part having teeth (203a) inputted at predetermined angular intervals (203b) and a missing tooth having a predetermined number of teeth (two teeth in FIG. 4). There is a portion (203c), and generally, at least one tooth missing portion (203c) exists during one rotation of the crankshaft.
  • TDC Top Dead Center: T402, T403
  • Control is performed based on the absolute angle. Note that the interval (404) between the compression TDCs is obtained by the combustion stroke period [720 deg] of the internal combustion engine / the number of cylinders.
  • crank angle sensor value (crank angle) (203) is grasped by grasping the number of teeth (203a) inputted at predetermined intervals (203b) with reference to the tooth missing portion (203c).
  • the absolute angle cannot be determined only by the information of the crank angle (203).
  • the intake cam sensor value (401 ) Or at least one input pattern of the exhaust cam sensor values (201a, 202b), cylinder discrimination is performed and the crank angle is grasped.
  • both the intake cam sensor value (401) and the exhaust cam sensor value (201a, 201b) are shown as one input tooth.
  • the intake cam sensor value (401) and the exhaust cam sensor value (201a, 201b) are input while maintaining a constant phase difference with respect to the crank angle.
  • the plunger lift amount (202a) of the high-pressure fuel pump (125) is also moved to the retard side (202b), and the input signal of the exhaust cam is moved from T206a to T206b.
  • the top dead center position (T211a) indicated by the quantity (202a, 202b) also moves to T211b.
  • VTC mechanism section (303) described here is an example, for example, there is a VTC default position provided at an intermediate position of the VTC operating angle, in which case either the intake cam or the exhaust cam Even if the VTC mechanism part (303) is equipped, the movement to either the advance side or the retard side is possible, but the positional relationship between the cam position and the top dead center of the high-pressure fuel pump (125) has the same characteristics. Become.
  • the VTC mechanism (303) is activated by moving the VTC mechanism (303) as described above. Synthetic noise is suppressed by changing the phase difference between the crank angle and the cam angle by changing the angle.
  • FIG. 5 shows, from above, an injection pulse signal (501) indicating the driving state of the fuel injection valve (105), a high voltage (502) used for the valve opening current of the fuel injection valve (105), and the fuel injection valve (105).
  • the valve body behavior (503) showing the valve body operation, the plunger lift amount (202c) of the high-pressure fuel pump (125), the solenoid drive signal (204), and the open / close valve behavior (205) are shown.
  • the injection pulse signal (501) instructs two injection operations in FIG. That is, the first time is an ON (drive start) command at T504, an OFF (drive end) command at T506, and the second time is an ON command at T509 and an OFF command at T511.
  • the high voltage (502) drops during the period (513) during which the valve opening current is applied to the fuel injection valve (105) from the timing T504 or T509 when the ON command of the injection pulse signal (501) is generated.
  • T504 to T505 or T509 to T510 correspond.
  • the drive current of the fuel injection valve (105) is switched to the valve-opening holding current due to the battery voltage after a predetermined valve-opening current is applied, so the use of the high voltage is stopped and ready for the next use
  • the boost operation is performed. This corresponds to the period (514) from T505 to T508.
  • the voltage is recovered to a predetermined high voltage, and the above-described operation is repeated from the next injection (ON) command T509.
  • the valve behavior (503) of the fuel injection valve (105) is that the drive current is applied at the pulse ON timing (drive start timing) (T504), the valve opening operation starts, and the valve body collides with the valve opening stopper. However, it reaches full lift at (T505).
  • the valve opening noise (516a) due to the valve opening operation is generated and the injection pulse signal (501) is turned OFF (drive end timing) (T506).
  • the body behavior (503) performs the valve closing operation, and the valve closing noise (516b) is generated even when the valve closing is completed (T507).
  • the on-off valve noise (516a, 516b) is determined by the timing of its generation by the strength of the return spring provided in the fuel injection valve (105) and the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe (128). These occurrence timings can be predicted from the ON timing or OFF timing in (501).
  • the multistage injection is executed, and the boosting operation period (514) of the high voltage (502) and the valve closing response (503) of the valve body behavior (503) ( It is necessary to consider both of 515) so as not to affect the next operation. Therefore, it is necessary to provide an injection interval (T504 to T509 or T506 to T509) for a predetermined period or more.
  • valve closing noise (516b) of the fuel injection valve (105) generated at T507 and the valve opening noise (220a) of the high-pressure fuel pump (125) are generated at substantially the same timing.
  • this state is referred to as synthetic noise, and for the purpose of avoiding the period (517) in which this synthetic noise occurs (predetermined range), the on-off valve noise (516a, 516b) of the fuel injection valve (105)
  • the variable valve mechanism described above is used. Change the phase difference between the crank angle and cam angle (by changing the operating angle of the variable valve mechanism), that is, open / close the high-pressure fuel pump (125) with respect to the valve body behavior (503) of the fuel injection valve (105)
  • the valve behavior (205) is changed (shifted) to the advance side or the retard side.
  • the noise prediction means provides a predetermined period (for example, 513) from the ON timing (T504) of the injection pulse signal (501), and monitors the valve opening noise (516a).
  • a fuel injection valve monitoring period including a fuel injection valve closing monitoring period (611) that provides a predetermined period (for example, 515) from the OFF timing (T506) of the pulse signal (501) and monitors the valve closing noise (516b).
  • the high-pressure fuel pump (125) is monitored for valve-opening noise (220a), and the high-pressure fuel pump (125a) is monitored for valve-opening monitoring (222a), and the high-pressure fuel pump (125) is monitored for valve-closing noise (220b).
  • the high pressure fuel pump monitoring period including the pump valve closing monitoring period (222b) is set, but the top dead center (T211) and bottom dead center (T212) of the plunger (pump piston) lift amount (202) described in FIG. , Either the ON timing (T206) or OFF timing (T210) of the solenoid drive signal (204) and the valve opening noise (220a) and valve closing noise (220b) of the high-pressure fuel pump (125) described above are temporal.
  • a high pressure fuel pump monitoring period in which a predetermined period is set from one or more of the above is set. Then, when the fuel injection valve monitoring period and the high-pressure fuel pump monitoring period overlap (overlap) within a predetermined range (517), it is determined that there is composite noise.
  • valve opening behavior (503) is sampled at a high speed from the drive voltage or drive current of the fuel injection valve (105) and then subjected to differential processing multiple times to increase the actual valve opening timing and the actual valve closing timing.
  • the fuel injection valve opening monitoring period (610) of a predetermined period based on the actual valve opening timing and the actual valve closing timing A fuel injection valve monitoring period (611) including a predetermined period is set (see also FIG. 6), and the fuel injection monitoring period is compared with the high pressure fuel pump monitoring period.
  • each predetermined period can be set in a shorter period, and individual differences occurring for each fuel injection valve (105) can be detected with high accuracy, so that the effect of the present invention can be obtained to the maximum. Can do.
  • FIG. 6 shows an injection pulse signal (501).
  • FIG. 6 shows an injection pulse signal (501).
  • the signal (204b) is shown.
  • the injection pulse signal (501) is turned on at T601, the valve opening noise (516a) described in FIG. 5 is generated, and the valve closing noise (516a) is also generated when the injection pulse signal (501) is turned off at T602. 516b) occurs. Therefore, as described above, the fuel injection valve monitoring period including the fuel injection valve opening monitoring period (610) and the fuel injection valve closing monitoring period (611) is set.
  • the injection pulse signal (501) repeats the ON operation (T603, T605) and the OFF operation (T604, T606), but the details are omitted because they are the same as described above.
  • the injection pulse signal (501) has an ON period (612a, 612b, 612c) and an OFF period (607), and the OFF period (607) of the fuel injection valve (105) described in FIG.
  • a period satisfying the injection interval requirement resulting from the restriction of the valve closing response (515) and the boosting period (514) of the high voltage (502) is set.
  • the plunger lift amount (202c) of the high-pressure fuel pump (125) is controlled by the VTC mechanism (variable valve mechanism) (303) at a control amount determined from the combustion demand and exhaust demand of the internal combustion engine (101).
  • the VTC mechanism variable valve mechanism
  • a plurality of ON / OFF timings including multi-stage injection are determined from the combustion demand of the internal combustion engine (101), and the change in the injection mode may greatly affect the internal combustion engine (101). .
  • the valve timing is changed using the VTC mechanism (303)
  • the amount of air sucked into the combustion chamber (121), the suction speed, and the flow form change, but the synthesized noise In a low load region (region in which the amount of air is reduced) where reduction is required, particularly during idling, there is no significant effect on the operating state of the internal combustion engine (101).
  • the drive timing of the solenoid drive signal (204b) is changed to the retarded side compared to the time when the synthesized noise is generated, but each top dead center (T211a, T211b) (That is, the relative relationship with the top dead center (T211a, T211b) does not change), and only a relatively retarded angle with respect to the change in plunger lift (202c ⁇ 202d)
  • the fuel discharge amount (221) of the high-pressure fuel pump (125) does not change. For this reason, the phenomenon which induces the injection quantity dispersion
  • the OFF (driving stop) period (607) of the injection pulse signal (501) is longer than the ON (driving) period (217) of the solenoid driving signals (204a, 204b).
  • the valve opening noise (220a) and the valve closing noise (220b) of the high-pressure fuel pump (125) are changed to the OFF period (607) of the injection pulse signal (501). ) Can be moved.
  • the top dead center position (T211a) of the high-pressure fuel pump (125) and the ON timing (T208) of the solenoid drive signal (204a) are known, so the drive end timing (T604) of the fuel injection valve (105) is known.
  • the operating angle of the VTC mechanism (303) is made variable so that the ON timing (T208) of the solenoid drive signal (204a) is set after the fuel injection valve closing monitoring period (611) set based on .
  • the ON period (217) of the solenoid drive signals (204a, 204b) of the high-pressure fuel pump (125) is set within the OFF period (607) of the injection pulse signal (501) of the fuel injection valve (105) ( More specifically, the solenoid drive signal (204a) before the fuel injection valve opening monitoring period (610) set based on the drive start timing (T605) of the next fuel injection valve (105)
  • the operating angle of the VTC mechanism (303) can be made variable so that the high-pressure fuel pump valve closing monitoring period (222b) set based on the OFF timing (T210) of the engine is set, the drive of the fuel injection valve (105) Generation of the noise (516a, 516b) and the combined noise of the driving noise (220a, 220b) of the high-pressure fuel pump (125) can be reliably avoided.
  • the top dead center of the high-pressure fuel pump (125) moves from T211a to T211b, so that the valve opening noise (125) of the high-pressure fuel pump (125) is displayed as shown on the solenoid drive signal (204b).
  • 220a) and valve closing noise (220b) are both separated from the noise position of the fuel injection valve (105), and the combined noise can be reduced, and the discharge amount (221) of the high-pressure fuel pump (125) is not increased or decreased. It does not affect the operating state of the internal combustion engine (101).
  • the ON period (704) of the injection pulse signal (501) is longer than the ON period (217) of the solenoid drive signals (204a, 204b).
  • the ON period (704) of the injection pulse signal (501) ) Side (in this case, advance side) is considered to be able to reduce the synthesized noise. Therefore, the operating angle of the VTC mechanism (303) is a period from T211c to T211d.
  • the ON timing (T208) of the solenoid drive signal (204a) is set after the fuel injection valve opening monitoring period (610) set based on the drive start timing (T701) of the fuel injection valve (105).
  • the operating angle of the VTC mechanism (303) is made variable.
  • the ON period (217) of the solenoid drive signals (204a, 204b) of the high pressure fuel pump (125) is set within the ON period (704) of the injection pulse signal (501) of the fuel injection valve (105) ( More specifically, the solenoid drive signal (204a) is turned off before the fuel injection valve closing monitoring period (611) set based on the drive end timing (T702) of the fuel injection valve (105).
  • the operating angle of the VTC mechanism (303) can be made variable so that the high pressure fuel pump valve closing monitoring period (222b) set based on the timing (T210) is set, the drive noise (105) of the fuel injection valve (105) 516a and 516b) and the combined noise of the drive noise (220a and 220b) of the high-pressure fuel pump (125) can be reliably avoided.
  • the discharge amount (221) of the high-pressure fuel pump (125) does not increase or decrease, and the operating state of the internal combustion engine (101) is not affected, and the high-pressure fuel pump ( Both the valve opening noise (220a) and the valve closing noise (220b) of 125) are separated from the noise position of the fuel injection valve (105), and the combined noise can be reduced.
  • 801 indicates the stroke amount of the piston (102) of the internal combustion engine (101)
  • 802a is the lift amount of the intake valve (103) when synthetic noise is generated (before control)
  • 803a is the synthetic noise generation
  • 802b is the lift amount of the intake valve (103) when synthetic noise is avoided (after control)
  • 803b is the exhaust valve when synthetic noise is avoided (after control)
  • the lift amount of (104) is shown.
  • a period in which both the intake valve (103) and the exhaust valve (104) are open in other words, a period in which the valve opening period of the intake valve (103) and the valve opening period of the exhaust valve (104) overlap
  • 806 is called a valve overlap (amount), which is an important parameter that affects the intake / exhaust performance of the internal combustion engine (101).
  • both the intake valve (103) and the exhaust valve (104), including the period of the valve overlap (806) are designed to perform the on-off valve operation at a timing according to the characteristics of the internal combustion engine (101). .
  • the VTC mechanism (303) of the cam (for example, the exhaust cam) that drives the high-pressure fuel pump (125) is made variable (T804a ⁇ T804b or , T805a ⁇ T805b). Therefore, in some cases, there is a possibility that the valve overlap (806) is changed.
  • the VTC mechanism (303) of the cam for example, the exhaust cam
  • the other cam that is, the high-pressure fuel pump (125)
  • the VTC mechanism (303) of the cam on which the fuel pump (125) is not driven, for example, the intake cam, is also simultaneously adjusted so that the valve overlap (amount) (806) is the same (does not change). (Ie, both intake and exhaust) are varied.
  • the area where noise can be reduced is the ON period (612a, 612b, 612c, 704) of the injection pulse signal (501).
  • the VTC mechanism (303) can be changed to a side where the amount of change in the operating angle of the VTC mechanism (303) is reduced for each of the advance side and the retard side. Better. Thereby, it is possible to reduce the synthesized noise while reducing the influence on the operating state of the internal combustion engine (101).
  • the fuel injection request (105) of the fuel injection valve (105) when it is determined that there is a combined noise of the high-pressure fuel pump (125) and the fuel injection valve (105), the fuel injection request (105) of the fuel injection valve (105) for example, the operating angle of the variable valve mechanism provided in the internal combustion engine (101) is made variable while satisfying the required fuel pressure and the required injection amount), so that the high-pressure fuel pump (125) described with reference to FIG.
  • the combined noise becomes significant, and even if the valve timing is changed using the VTC mechanism (303), the operation state of the internal combustion engine (101) is less affected. Therefore, the synthesized noise can be more effectively reduced without affecting the operation state of the internal combustion engine (101).
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

燃焼悪化を回避し、内燃機関の運転状態に影響を与えることなく、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁の合成騒音を確実に低減することのできる内燃機関の制御装置を提供する。そのため、高圧燃料ポンプ(125)と燃料噴射弁(105)の合成騒音有りと判断した場合に、燃料噴射弁(105)の燃料噴射要求を満足しながら当該内燃機関(101)に設けられた可変動弁機構の作動角を可変にする。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、筒内に直接燃料を噴射する筒内直噴式の内燃機関の制御装置に関する。
　従来から、吸気弁や排気弁の開弁タイミングや閉弁タイミング（以下、纏めてバルブタイミングということがある）やリフト量を可変にできる可変動弁機構が知られている。可変動弁機構は、内燃機関の運転状態に適したバルブタイミングやリフト量を実現することで、内燃機関の熱効率向上に大きく貢献している。一方、筒内直噴式内燃機関は、高圧燃料ポンプにより加圧（昇圧）された燃料を燃料噴射弁から直接筒内に噴射する内燃機関である。近年、内燃機関の排気性能について、世界規模で法規制が強化されており、特に筒内直噴式内燃機関では、この対策として均質性の向上や未燃燃料の低減などを目的とした様々な技術が考案、実用されている。
　このような対策技術としては、例えば、均質性向上を図るため、筒内に噴射する燃料圧を高圧化し、燃料の微粒化を促進する方法や、燃料噴射長（燃料噴射の時間幅）の抑制を図り、筒内のピストンや壁流への燃料付着を低減する多段噴射制御が挙げられる。しかしながら、これらの技術を適用する場合、燃料系システムの機構的な改良や、高精度な制御が不可欠となる。例えば、高燃圧化を図るためには、これに適した高圧燃料ポンプの改良が望まれるため、高燃圧化された燃料の流体力に対応したリターンスプリングが必要となる一方、動作上の応答性が悪化するので、これらを満足できる追加機構や構成部品の改良が必要となる。しかし、そのように複雑な構成となった場合、高圧燃料ポンプの駆動に伴う騒音が高くなる可能性や、騒音の回数が増える恐れがある。また、多段噴射制御の適用範囲の拡大や、多段噴射回数の増加の要求がある中で、総じて、燃料噴射弁の駆動に伴う騒音の回数は増える傾向にある。
　このような背景から、従来と比べて、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁のそれぞれを駆動した際に生じる駆動騒音が重なることで、特に官能的に不快に感じる合成騒音の機会（回数）が増えることが懸念されている。特に、アイドル運転時の騒音は、商品性の観点から、許容し得るものではない。
　このような合成騒音の低減技術として、合成騒音のピーク騒音に基づき、高圧燃料ポンプや燃料噴射弁の駆動、具体的には、高圧燃料ポンプの加圧状態を調整するスピル弁の開閉時期や燃料噴射弁の駆動タイミング（噴射タイミング）などを可変にする技術が既に考案されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
特開２０１４－００１７１５号公報 特開２００６－１６１６６１号公報
　しかしながら、例えば、単純に高圧燃料ポンプのスピル弁の開閉時期を可変にした場合、高圧燃料ポンプの吐出量がその都度変化するため、燃圧脈度が増大し、これに起因して噴射量のショットばらつきが大きくなるので、燃焼安定性を損なう恐れがある。また、燃料噴射弁の駆動タイミング（多段噴射を含む噴射タイミング）を可変にした場合、内燃機関の燃焼要求から定まる噴射タイミングを無視することになるので、これによっても燃焼悪化を招く恐れがある。
　本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、燃焼悪化を回避し、内燃機関の運転状態に影響を与えることなく、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁の合成騒音を確実に低減する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。
　上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を昇圧する高圧燃料ポンプと、吸気弁もしくは排気弁のバルブタイミング又はリフト量を可変にできる可変動弁機構と、を備える筒内直噴式の内燃機関の制御装置であって、前記燃料噴射弁の駆動騒音と前記高圧燃料ポンプの駆動騒音がタイミング的に重なる際に生じる合成騒音の発生の有無を予測し、合成騒音有りと判断した場合に、前記燃料噴射弁の燃料噴射要求を満足しながら前記可変動弁機構の作動角を可変にすることを特徴としている。
　本発明によれば、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁の合成騒音有りと判断した場合に、燃料噴射弁の燃料噴射要求（例えば、要求燃圧や要求噴射量など）を満足しながら当該内燃機関に設けられた可変動弁機構の作動角を可変にするので、燃焼悪化を回避し、内燃機関の運転状態に影響を与えることなく、合成騒音を確実に低減でき、もって、燃料系サブシステムの商品性を向上させることができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る内燃機関の制御装置(ECU)が搭載された内燃機関の全体構成図。 高圧燃料ポンプの制御を説明する制御説明図。 可変動弁機構の構成を模式的に説明する説明図。 可変動弁機構の動作を説明する動作説明図。 合成騒音の発生を説明する説明図。 図１に示すECUによる可変動弁機構の制御の一例を説明する制御説明図。 図１に示すECUによる可変動弁機構の制御の他例を説明する制御説明図。 図１に示すECUによる可変動弁機構の制御の更に他例を説明する制御説明図。
　以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置(ECU)が搭載された内燃機関（筒内直噴式内燃機関）の基本構成を示したものである。
　図１において、内燃機関(101)に吸入される空気（吸入空気）は、空気流量計(AFM : Air Flow Meter)(120)を通過し、スロットル弁(119)、コレクタ(115)の順に吸入にされ、その後、各気筒に備わる吸気管(110)、吸気弁(103)を介して燃焼室(121)に供給される。
　一方、燃料は、燃料タンク(123)から低圧燃料ポンプ(124)により、内燃機関(101)に備わる高圧燃料ポンプ(125)（の加圧室）へ送られ、高圧燃料ポンプ(125)は、排気カム（排気弁(104)側に設けたカム）(129)が備わる（連結された）排気カム軸（図示せず）から伝達される動力により、高圧燃料ポンプ(125)内に備わるプランジャー（ポンプピストンともいう）を上下に可動し、高圧燃料ポンプ(125)内の燃料を加圧（昇圧）する。ECU(Engine Control Unit)(109)からの制御指令値に基づき、高圧燃料ポンプ(125)から吐出する燃料の圧力（燃料圧）が所望の圧力になるように、その吐出口に備わる開閉バルブ（スピル弁ともいう）をソレノイドにより制御する。
　これにより、高圧化された燃料は、高圧燃料配管(128)を介して燃料噴射弁(105)へ送られ、燃料噴射弁(105)は、ECU(109)内に備わる燃料噴射弁制御装置(127)の指令に基づき、燃料を燃焼室(121)へ直接噴射する。
　なお、内燃機関(101)には、高圧燃料ポンプ(125)を制御するため、高圧燃料配管(128)内の圧力を計測する燃料圧力センサ(126)が備えられており、ECU(109)は、このセンサ値に基づき、高圧燃料配管(128)内の燃料圧が所望の圧力になるように、所謂フィードバック制御を行うことが一般的である。更に、内燃機関(101)には、燃焼室(121)毎に点火コイル(107)、点火プラグ(106)が備えられており、ECU(109)により、所望のタイミングで点火コイル(107)への通電制御と点火プラグ(106)による点火制御が行われる仕組みとなっている。
　これにより、燃焼室(121)内で吸入空気と燃料が混ざった混合気は、点火プラグ(106)から放たれる火花により燃焼し、この燃焼の圧力によりピストン(102)が押し下げられる。
燃焼により生じた排気ガスは、排気弁(104)を介して排気管(111)に排出され、排気管(111)上には、この排気ガスを浄化するための三元触媒(112)が備えられている。
　ECU(109)には、前述の燃料噴射弁制御装置(127)が内蔵され、内燃機関(101)のクランク軸（図示せず）角度を計測するクランク角度センサ(116)、吸入空気量を示す前記AFM(120)、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ(113)、運転者が操作するアクセルの開度を示すアクセル開度センサ(122)、前記燃料圧力センサ(126)等の信号が入力される。
　各センサから入力された信号について更に述べると、ECU(109)は、アクセル開度センサ(122)の信号から、内燃機関(101)の要求トルクを算出するとともに、アイドル状態であるか否かの判定等を行う。また、ECU(109)には、クランク角度センサ(116)の信号から、内燃機関(101)の回転速度（以下、エンジン回転数という）を演算する回転数検出手段と、水温センサ(108)から得られる内燃機関(101)の冷却水温と内燃機関(101)の始動後の経過時間等から三元触媒(112)が暖機された状態であるか否かを判断する手段などが備えられている。
　また、ECU(109)は、前述の内燃機関(101)の要求トルクなどから、内燃機関(101)に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号をスロットル弁(119)に出力するとともに、燃料噴射弁制御装置(127)は、吸入空気量に応じた燃料量を算出して燃料噴射弁(105)にそれに応じた燃料噴射信号を出力し、更に、点火コイル(107)に点火信号を出力する。
　なお、吸気弁(103)及び排気弁(104)はそれぞれ、吸気カム軸（図示せず）と排気カム軸（図示せず）のカム形状（カムプロフィールともいう）により、開閉弁タイミング（バルブタイミング）やリフト量が決定される。これら吸気弁(103)及び排気弁(104)のバルブタイミングやリフト量は、吸気カム及び排気カムに備わる可変動弁機構によって可変とされる（詳細構造は後述）。
　次に、図２を用いて、図１に示される筒内直噴式内燃機関(101)に備わる高圧燃料ポンプ(125)の基本的な制御を説明する。なお、本明細書における説明上、高圧燃料ポンプ(125)は排気カム軸駆動とするが、本発明の作用効果は、吸気カム軸駆動の（つまり、吸気弁(103)側のカムによって駆動される）高圧燃料ポンプ(125)においても変わらない。
　図２は、上から、高圧燃料ポンプ(125)の駆動軸である排気カムの位置を検出する排気カムセンサの値(201)、高圧燃料ポンプ(125)内に備わるプランジャーのリフト量を示したプランジャーリフト量(202)、クランク角の位置を検出するクランク角度センサ(116)の値(203)（以下、単にクランク角ということがある）を示している。また、高圧燃料ポンプ(125)から高圧燃料配管(128)へ燃料を供給する際は、高圧燃料ポンプ(125)の吐出口に備わる開閉バルブを制御することで、所望の燃料量を吐出する。図２には、この開閉バルブのソレノイドへの駆動信号(204)、開閉バルブの挙動(205)を併せて示している。
　先ず、内燃機関(101)が運転を開始すると、高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーリフト量(202)は、排気カム（内燃機関(101)によって回転されるカム）(129)の回転運転に応じて、上下運動を行う。図２内では、T207から上昇し、T211で上死点(TDC : Top Dead Center)、T212で下死点(BDC : Bottom Dead Center)となり、その後もこれを繰り返すが、後述するソレノイド駆動信号(204)のONタイミング（駆動開始タイミング）(T208)から所定時間(216)だけ経過したT209から高圧燃料ポンプ(125)の上死点(T211)までの期間(221)が、高圧燃料ポンプ(125)の吐出量に相当する。
　また、内燃機関(101)の運転により、クランク角度センサ(116)もクランク角の位置情報を検出し、このクランク角度センサ(116)の値(203)を基に、角度制御に必要な情報をECU(109)内で演算する。また、排気カムセンサ値(201)の位置情報に基づき、高圧燃料ポンプ(125)の制御を行うが、本図内では、T206で排気カムセンサの信号が入力される。
　制御基準位置となる排気カム信号の入力タイミング(T206)から高圧燃料ポンプ(125)の上死点位置(T211)までの角度(213)は、高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーを動作させるポンプカム（駆動カム）（図示せず）のプロフィールにより決定され、ソレノイド駆動信号(204)をONにする期間(217)は、開閉バルブを閉弁するために備えられるリターンスプリングのバネ定数や高圧燃料配管(128)の燃料圧、ソレノイドの電気的特性などから定まる。
　また、ソレノイド駆動信号(204)のONしたタイミング(T208)から、実際に開閉バルブが開き始めるタイミング(T209)までの応答時間(216)も、高圧燃料ポンプ(125)の特性から定まるため、総じて、これらの情報はROM定数として予め設定の上、バッテリ電圧補正等を行うことで、ソレノイド駆動信号(204)のONタイミング（駆動開始タイミング）(T208)とOFFタイミング（駆動終了タイミング）(T210)を求めることが可能となる。
　また、ソレノイド駆動信号のON期間(217)は時間要求となるが、これを内燃機関(101)の回転数情報に基づき、角度換算することで、ECU(109)は、全てのパラメータを既知情報として扱うことが可能となり、前記した制御基準位置(T206)からソレノイド駆動信号(204)のONタイミング(T208)までの角度(215)とソレノイド駆動信号(204)のON期間(217)を用いて、高圧燃料ポンプ(125)の制御を行う。
　また、開閉バルブ挙動(205)は、前述の通り、T209から開弁動作を開始し、開閉バルブが開弁ストッパーに衝突することで、開弁動作を完了する(T218)。この際、衝突に伴うポンプ開弁騒音(220a)が発生するが、高燃圧化による機構改良に伴い、複数回の騒音が生じる場合もある。また、高圧燃料ポンプ(125)の上死点(T211)を超えた後、開閉バルブは閉弁動作を開始し、やがて、閉弁側ストッパーに衝突して、閉弁動作を完了(T219)するが、この時も、開弁動作同様に、ポンプ閉弁騒音(220b)が発生する。なお、ソレノイド駆動ON期間(217)を進角（図２内では、左側へ移動）することにより、T209を早めることで、吐出量(221)を増やすことができ、逆に、遅角（図２内では、右側へ移動）することで、T209を遅らせて、吐出量(221)を少なくすることが可能となる。また、ソレノイド駆動ON期間(217)に関わらず、閉弁タイミングは、高圧燃料ポンプ(125)の上死点(T211)に依存したタイミングとなる。
　なお、図２中、214は、制御基準位置(T206)から実際に開閉バルブが開き始めるタイミング(T209)までの角度である。
　次に、図３を用いて、図１に示される筒内直噴式内燃機関(101)に備わる可変動弁機構の構成を説明する。
　上述の通り、内燃機関(101)に備わる吸気弁(103)や排気弁(104)は、カムプロフィールにより決定されるため、内燃機関(101)毎に違いがあるものの、その動作特性は変わらない。しかし、内燃機関(101)の運転状態毎に最適なバルブタイミングが異なるため、近年の内燃機関には、吸気弁(103)や排気弁(104)のバルブタイミングやリフト量を可変にできる可変動弁機構が多く採用されている。図３では、吸気弁(103)や排気弁(104)のバルブタイミングのみを可変とできるVTC(Valve Timing Control system)を模式的に示している。
なお、その他の可変動弁機構においても、クランク角とカム角の位相差が可変にできるものであれば、その作用効果は変わらない。
　まず、図３内の301は、4気筒式内燃機関を想定したカム軸(305)を横から視た模式図である。カム軸(305)の一端にはプーリ(304)が備得られており、クランク軸からの動力をベルトやチェーン又はギアなどを経由してプーリ(304)が回されることで、気筒毎に備わるカム(306a,306b,306c,306d)が回転し、吸気弁(103)又は排気弁(104)は、開閉弁動作を行う。また、プーリ(304)より先端部には、可変動弁機構を構成するVTC機構部(303)が備えられている。
　図３内の302は、上述のVTC機構部(303)の内部構成を模式的に示したものである。プーリ(304)は、内燃機関(101)と回転同期した動作となるが、外周部には仕切りが設けられ、また、中心部は、カム軸(305)と連結の上、凸部(310)を備えることで、凸部(310)を境に、２つの空間(309,311)が形成された構成となっている。
　ECU(109)は、内燃機関(101)の運転状態に基づき、電磁弁（ソレノイド）を駆動することで、２つの空間(309,311)のどらちかにオイルへ供給し、これにより生じる油圧から凸部(310)の位置を可変し、クランク軸に対してカム軸(305)の回転動作に位相を設けることができる。
　次に、図４を用いて、図１に示される筒内直噴式内燃機関(101)に備わる可変動弁機構、特にVTC機構部(303)の動作について説明する。
　図４は、上から、クランク角度センサ(116)の値(203)、吸気カムの位置を示す吸気カムセンサの値(401)、排気カムの位置を示す排気カムセンサの値(201a,201b)を示している。
クランク角度センサ値(203)は、所定の角度間隔(203b)毎に入力される歯(203a)がある通常部と、所定数分（図４内では２歯分）の歯が欠けた歯欠け部(203c)があり、一般にクランク軸が１回転する間に、少なくとも１つ以上の歯抜け部(203c)が存在する。また、複数気筒を備える内燃機関では、等間隔(404)毎に各気筒の圧縮TDC(Top Dead Center：T402,T403)が存在し、燃料噴射や点火といった内燃機関の基本制御は全て、このクランク角の絶対角に基づき制御を行う。なお、圧縮TDC間の間隔(404)は、内燃機関の燃焼行程期間[720deg]÷気筒数で求められる。
　クランク角度センサ値（クランク角）(203)は、歯欠け部(203c)を基準に所定間隔(203b)毎に入力された歯(203a)の数を把握することで把握する。但し、内燃機関(101)の燃焼行程は、クランク軸が２回転( = 720deg)となることから、クランク角(203)の情報だけでは、絶対角の判断ができず、一般に吸気カムセンサ値(401)もしくは排気カムセンサ値(201a,202b)の少なくとも１つ以上の入力パターンと合わせて、気筒判別を実施し、そのクランク角を把握する。なお、本図４では、説明の便宜上、吸気カムセンサ値(401)、排気カムセンサ値(201a,201b)とも、１つの入力歯として記載している。
　これらのことから、クランク角に対し、吸気カムセンサ値(401)及び排気カムセンサ値(201a,201b)は、一定の位相差を保ちながら入力される。
　しかし、図３で説明したVTC機構部(303)の動作から、凸部(310)を境に形成された空間(311)にオイルを充填すると、VTC機構部(303)の作動角の変化に応じて吸気カムセンサ値(401)が進角側(401a)へ移動するため、吸気カムセンサの入力は、T405から進角側に移動する。同様に、排気カムについても、図３内に示した空間(309)にオイルを充填することで、VTC機構部(303)の作動角の変化に応じてカム軸を遅角側へ移動することが可能となる。
なお、図４内の201aは、VTC機構部(303)の動作がない状態を示し、201bは排気カム（のカム軸）を遅角側へ移動した状態を示している。また、これにより、高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーリフト量(202a)も、遅角側へ移動し(202b)、排気カムの入力信号は、T206aからT206bへ移動したことで、プランジャーリフト量(202a,202b)に示す上死点位置(T211a)もT211bへ移動する。
　なお、ここで説明したVTC機構部(303)の動作は一例であり、例えば、VTCのデフォルト位置がVTC作動角の中間位置に設けられたものがあり、その場合、吸気カム及び排気カムのどちらにVTC機構部(303)が備わる場合においても、進角側と遅角側どちらへの移動も可能となるが、カム位置と高圧燃料ポンプ(125)の上死点の位置関係は同じ特性となる。
　本実施形態では、後述する燃料噴射弁(105)の開閉弁騒音(516a,516b)と高圧燃料ポンプ(125)の開閉弁騒音(220a,220b)の発生タイミングが重なった場合に生じる合成騒音の発生の有無を予測（合成騒音予測手段）した上で、合成騒音有りと判断した場合には、前述のようにVTC機構部(303)を可動することにより、そのVTC機構部(303)の作動角の変化によってクランク角とカム角の位相差を変えることで、合成騒音の抑制を図る。
　次に、図５を用いて、図１に示される筒内直噴式内燃機関(101)における合成騒音の発生のメカニズムを説明する。図５は、上から、燃料噴射弁(105)の駆動状態を示す噴射パルス信号(501)、燃料噴射弁(105)の開弁電流に使用する高電圧(502)、燃料噴射弁(105)の弁体動作を示す弁体挙動(503)、高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーリフト量(202c)、ソレノイド駆動信号(204)、開閉バルブ挙動(205)を示している。
　先ず、燃料噴射弁(105)の動作について説明すると、噴射パルス信号(501)は、図５内で２回の噴射動作を指示している。つまり、１回目は、T504でON（駆動開始）指令、T506でOFF（駆動終了）指令となり、２回目は、T509でON指令、T511でOFF指令である。高電圧(502)は、噴射パルス信号(501)のON指令が発生したタイミングT504又はT509から、燃料噴射弁(105)に開弁電流を印加する期間(513)で降下する。図５内では、T504からT505又はT509からT510が該当する。
　燃料噴射弁(105)の駆動電流は、所定の開弁電流が印加された後、バッテリ電圧による開弁保持電流に切り替わることから、高電圧の使用は停止され、次に使用される準備のため、昇圧動作となる。T505からT508までの期間(514)がこれに該当する。T508で所定の高電圧まで回復し、次の噴射(ON)指令T509からは上述の動作を繰り返す。
　一方、燃料噴射弁(105)の弁体挙動(503)は、パルスONタイミング（駆動開始タイミング）(T504)により駆動電流が印加され、開弁動作を始め、弁体が開弁ストッパーに衝突したところ(T505)でフルリフト状態に至る。ここで、高圧燃料ポンプ(125)と同様に、開弁動作による開弁騒音(516a)が発生し、噴射パルス信号(501)がOFFとなったタイミング（駆動終了タイミング）(T506)から、弁体挙動(503)は、閉弁動作を行い、閉弁が完了した時点(T507)でも閉弁騒音(516b)が生じる。
　なお、これらの開閉弁騒音(516a,516b)は、燃料噴射弁(105)内に備わるリターンスプリングの強さと高圧燃料配管(128)内の燃料圧によりその発生タイミングが決まるため、噴射パルス信号(501)のONタイミング又はOFFタイミングから、これらの発生タイミングの予測は可能と考えられる。
　また、図５に示した燃料噴射弁(105)の動作では、多段噴射を実行しており、高電圧(502)の昇圧動作期間(514)と、弁体挙動(503)の閉弁応答(515)の双方について、次の動作へ影響がないように配慮する必要がある。そのため、噴射間隔(T504からT509又はT506からT509)を所定の期間以上設ける必要がある。
　高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーリフト量(202c)、ソレノイド駆動信号(204)、開閉バルブ挙動(205)については、図2に基づき説明したため、ここでは詳細説明は割愛するが、ここで、図５内では、T507で生じた燃料噴射弁(105)の閉弁騒音(516b)と高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)がほぼ同じタイミングで発生している。本明細書ではこの状態を合成騒音とし、この合成騒音が発生する（所定範囲の）期間(517)を回避することを目的として、燃料噴射弁(105)の開閉弁騒音(516a,516b)と高圧燃料ポンプ(125)の駆動騒音(220a,220b)のそれぞれが発生するタイミングを予測し、それぞれの発生タイミングが所定範囲(517)で重なると予測した場合、前記した可変動弁機構を用いて（可変動弁機構の作動角を変化させて）クランク角とカム角の位相差を変える、つまり、燃料噴射弁(105)の弁体挙動(503)に対して高圧燃料ポンプ(125)の開閉バルブ挙動(205)を進角側若しくは遅角側に変化させる（ずらす）ようにする。
　ここで、燃料噴射弁(105)の駆動騒音(516a,516b)と高圧燃料ポンプ(125)の駆動騒音(220a,220b)がタイミング的に重なる際に生じる合成騒音の発生の有無を予測する合成騒音予測手段は、噴射パルス信号(501)のONタイミング(T504)から所定期間(例えば513)を設け、開弁騒音(516a)の監視を行う燃料噴射弁開弁監視期間(610)と、噴射パルス信号(501)のOFFタイミング(T506)から所定期間(例えば515)を設け、閉弁騒音(516b)の監視を行う燃料噴射弁閉弁監視期間(611)とを含む燃料噴射弁監視期間を設定する。また、高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)の監視を行う高圧燃料ポンプ開弁監視期間(222a)と、高圧燃料ポンプ(125)の閉弁騒音(220b)の監視を行う高圧燃料ポンプ閉弁監視期間(222b)を含む高圧燃料ポンプ監視期間を設定するが、図２で説明したプランジャー（ポンプピストン）リフト量(202)の上死点(T211)や下死点(T212)、ソレノイド駆動信号(204)のONタイミング(T206)やOFFタイミング(T210)のいずれかと前記した高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)と閉弁騒音(220b)には、時間的な相関関係があるため、ソレノイド駆動信号(204)のONタイミング(T206)、OFFタイミング(T210)、プランジャー（ポンプピストン）リフト量(202)の上死点(T211)、下死点(T212)のいずれか一つ以上から所定期間を設けた高圧燃料ポンプ監視期間を設定する。そして、前記燃料噴射弁監視期間と前記高圧燃料ポンプ監視期間が所定範囲(517)内で重なった（重複した）場合を、合成騒音有りと判定する。
　また、弁体挙動(503)を、燃料噴射弁(105)の駆動電圧もしくは駆動電流を高速サンプリングした上で、複数回の微分処理を行うことで、実開弁タイミングや実閉弁タイミングを高精度に検知することが可能な開閉弁検知機能を備えた制御装置の場合には、実開弁タイミングに基づいた所定期間の燃料噴射弁開弁監視期間(610)と、実閉弁タイミングに基づいた所定期間の燃料噴射弁閉弁監視期間(611)とを含む燃料噴射弁監視期間を設定し（図６も併せて参照）、その燃料噴射弁監視期間と前記高圧燃料ポンプ監視期間を比較して、合成騒音の発生の有無を判定しても良い。こうすることで、それぞれの所定期間をより短期間に設定できると共に、燃料噴射弁(105)毎に生じる個体差に対しても高精度に検知できることから、本発明の効果を最大限に得ることができる。
＜ECUによる可変動弁機構の制御例（その１）＞
　図６を用いて、図１に示すECU(109)による可変動弁機構の制御の一例を説明する。図６の一番上は、噴射パルス信号(501)を示しており、図６内では3段噴射を行っている。その下には、合成騒音発生時（制御前）のプランジャーリフト量(202c)とソレノイド駆動信号(204a)、および、合成騒音回避時（制御後）のプランジャーリフト量(202d)とソレノイド駆動信号(204b)を示している。
　先ず、T601で噴射パルス信号(501)がONとなり、図５で説明した開弁騒音(516a)が発生し、T602で噴射パルス信号(501)がOFFとなった際にも、閉弁騒音(516b)が発生する。このため、上述の通り、燃料噴射弁開弁監視期間(610)と燃料噴射弁閉弁監視期間(611)を含む燃料噴射弁監視期間を設定している。
　噴射パルス信号(501)は、その後もON動作(T603,T605)とOFF動作(T604,T606)を繰り返すが、上記の説明と同様であるため、詳細は省略する。
　ここで、噴射パルス信号(501)は、ON期間(612a,612b,612c)とOFF期間(607)が存在し、OFF期間(607)については、図５で説明した燃料噴射弁(105)の閉弁応答(515)と高電圧(502)の昇圧期間(514)の制約から生じる噴射間隔の要求を満足する期間とする。
　次に、高圧燃料ポンプ(125)のプランジャーリフト量(202c)は、内燃機関(101)の燃焼要求、排気要求などから定まる制御量においてVTC機構部（可変動弁機構）(303)が制御しているが、噴射パルス信号(501)のONタイミングであるT603に対して設けた燃料噴射弁開弁監視期間(610)内に高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)、噴射パルス信号(501)のOFFタイミングであるT604に対して設けた燃料噴射弁閉弁監視期間(611)に高圧燃料ポンプ(125)の閉弁騒音(220b)の発生が予測された場合、噴射パルス信号(501)の駆動タイミング(駆動開始タイミングT603、駆動終了タイミングT604)に基づき（すなわち、噴射パルス信号(501)の駆動タイミングは維持したまま）、VTC機構部(303)の制御量を演算し、結果的に高圧燃料ポンプ(125)の上死点の位置を可変(T211a→T211b)とする（ここでは、遅角化させる）。
　前述したが、多段噴射を含む複数のON/OFFタイミングは、内燃機関(101)の燃焼要求から決定されており、噴射形態の変化は内燃機関(101)に多大な影響を与える可能性がある。本実施形態のように、VTC機構部(303)を用いて、バルブタイミングを変えた場合、燃焼室(121)へ吸入される空気量や吸入速度、流動形態に変化を与えるものの、合成騒音の低減が求められる低負荷領域（空気量を絞った領域）、特にアイドル運転時では、内燃機関(101)の運転状態に大きな影響は与えない。
　また、合成騒音回避時では、合成騒音発生時と比べて、ソレノイド駆動信号(204b)の駆動タイミングが遅角側へ変わっている（ずれている）が、それぞれの上死点(T211a,T211b)との変化はなく（つまり、上死点(T211a,T211b)との相対関係は変化しない）、プランジャーリフト量の変化(202c→202d)に対し、相対的に遅角にしたに過ぎず、結果的に高圧燃料ポンプ(125)の燃料吐出量(221)に変化は生じない。このため、燃圧脈動の増大といった噴射量ばらつきを誘発する現象も抑止される。
　また、図６に示す例では、ソレノイド駆動信号(204a,204b)のON（駆動）期間(217)に対し、噴射パルス信号(501)のOFF（駆動停止）期間(607)が長くなっており、この場合、VTC機構部(303)の作動角を可変するに当たり、噴射パルス信号(501)のOFF期間(607)へ高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)と閉弁騒音(220b)を移動できると考えられる。
　このため、例えば、高圧燃料ポンプ(125)の上死点位置(T211a)、ソレノイド駆動信号(204a)のONタイミング(T208)は既知であるため、燃料噴射弁(105)の駆動終了タイミング(T604)に基づき設定された燃料噴射弁閉弁監視期間(611)以降にソレノイド駆動信号(204a)のONタイミング(T208)が設定されるように、VTC機構部(303)の作動角を可変にする。その際、燃料噴射弁(105)の噴射パルス信号(501)のOFF期間(607)内に高圧燃料ポンプ(125)のソレノイド駆動信号(204a,204b)のON期間(217)が設定される（含まれる）ように、より具体的には、次の燃料噴射弁(105)の駆動開始タイミング(T605)に基づき設定された燃料噴射弁開弁監視期間(610)以前にソレノイド駆動信号(204a)のOFFタイミング(T210)に基づき設定された高圧燃料ポンプ閉弁監視期間(222b)が設定されるように、VTC機構部(303)の作動角を可変にできれば、燃料噴射弁(105)の駆動騒音(516a,516b)と高圧燃料ポンプ(125)の駆動騒音(220a,220b)の合成騒音の発生を確実に回避することができる。
　このような制御により、高圧燃料ポンプ(125)の上死点がT211aからT211bまで移動することで、ソレノイド駆動信号(204b)上に示したように、高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)および閉弁騒音(220b)共、燃料噴射弁(105)の騒音位置から離れ、合成騒音の低減が可能となると共に、高圧燃料ポンプ(125)の吐出量(221)の増減はなく、内燃機関(101)の運転状態に影響を与えない。
＜ECUによる可変動弁機構の制御例（その２）＞
　次に、図７を用いて、図１に示すECU(109)による可変動弁機構の制御の他例を説明する。
　図７に示す例では、噴射パルス信号(501)のON期間(704)がソレノイド駆動信号(204a,204b)のON期間(217)より長い場合を示している。本例では、前述の合成騒音予測判定により、VTC機構部(303)を用いて高圧燃料ポンプ(125)の上死点(T211c)を可変させるとき、噴射パルス信号(501)のON期間(704)側へ（ここでは、進角側へ）移行した方が合成騒音を低減できると考えられる。よって、VTC機構部(303)の作動角はT211cからT211dまでの期間となる。
　このため、例えば、燃料噴射弁(105)の駆動開始タイミング(T701)に基づき設定された燃料噴射弁開弁監視期間(610)以降にソレノイド駆動信号(204a)のONタイミング(T208)が設定されるように、VTC機構部(303)の作動角を可変にする。その際、燃料噴射弁(105)の噴射パルス信号(501)のON期間(704)内に高圧燃料ポンプ(125)のソレノイド駆動信号(204a,204b)のON期間(217)が設定される（含まれる）ように、より具体的には、燃料噴射弁(105)の駆動終了タイミング(T702)に基づき設定された燃料噴射弁閉弁監視期間(611)以前にソレノイド駆動信号(204a)のOFFタイミング(T210)に基づき設定された高圧燃料ポンプ閉弁監視期間(222b)が設定されるように、VTC機構部(303)の作動角を可変にできれば、燃料噴射弁(105)の駆動騒音(516a,516b)と高圧燃料ポンプ(125)の駆動騒音(220a,220b)の合成騒音の発生を確実に回避することができる。
　このような制御により、図６に示す例と同様に、高圧燃料ポンプ(125)の吐出量(221)の増減はなく、内燃機関(101)の運転状態に影響を与えず、高圧燃料ポンプ(125)の開弁騒音(220a)および閉弁騒音(220b)共、燃料噴射弁(105)の騒音位置から離れ、合成騒音の低減が可能となる。
＜ECUによる可変動弁機構の制御例（その３）＞
　次に、図８を用いて、図１に示すECU(109)による可変動弁機構の制御の更に他例を説明する。本例では、吸気弁(103)と排気弁(104)のバルブオーバーラップについて説明する。
　図８で、801は、内燃機関(101)のピストン(102)のストローク量を示し、802aは、合成騒音発生時（制御前）の吸気弁(103)のリフト量、803aは、合成騒音発生時（制御前）の排気弁(104)のリフト量、802bは、合成騒音回避時（制御後）の吸気弁(103)のリフト量、803bは、合成騒音回避時（制御後）の排気弁(104)のリフト量を示している。ここで、吸気弁(103)と排気弁(104)が双方共開弁中である期間（言い換えれば、吸気弁(103)の開弁期間と排気弁(104)の開弁期間が重なる期間）(806)をバルブオーバーラップ（量）と言い、内燃機関(101)の吸排気性能を左右する重要なパラメータである。このため、バルブオーバーラップ(806)の期間を含め、吸気弁(103)および排気弁(104)とも、内燃機関(101)の特性に応じたタイミングで開閉弁動作を行うように設計されている。
　本実施形態では、合成騒音を低減するため、前述のように、高圧燃料ポンプ(125)を駆動するカム（例えば、排気カム）のVTC機構部(303)を可変としている（T804a→T804b、又は、T805a→T805b）。そのため、場合によって、バルブオーバーラップ(806)に変化を与える可能性がある。
　そこで、本例では、合成騒音低減のために、高圧燃料ポンプ(125)を駆動するカム（例えば、排気カム）のVTC機構部(303)を可変にした場合、もう一方のカム（つまり、高圧燃料ポンプ(125)の駆動を行わない側のカム、例えば、吸気カム）のVTC機構部(303)も、このバルブオーバーラップ（量）(806)が同一になる（変化しない）ように、同時に（すなわち、吸気・排気共）可変させる。
　このような制御により、更に内燃機関(101)の運転状態に影響を与えることなく、合成騒音の低減が可能となる。
　なお、図６および図７で説明したVTC機構部(303)の作動角の演算において、騒音低減が可能な領域が、噴射パルス信号(501)のON期間(612a,612b,612c,704)と、噴射パルス信号(501)のOFF期間(607)の双方にある場合には、進角側もしくは遅角側のそれぞれについてVTC機構部(303)の作動角の変化量が少なくなる側へ可変させた方が良い。これにより、内燃機関(101)の運転状態への影響を低減しつつ、合成騒音の低減が可能となる。
＜ECUによる可変動弁機構制御の作用効果＞
　前述の従来技術のように、例えば、単純に高圧燃料ポンプ(125)のソレノイド駆動信号(204)のONタイミング(T208)やOFFタイミング(T210)を可変にした場合、高圧燃料ポンプ(125)の吐出量(221)がその都度変化するため、燃圧脈度が増大し、これに起因して噴射量のショットばらつきが大きくなるので、燃焼安定性を損なう恐れがある。また、図５に基づき説明した多段噴射を含む噴射タイミングを可変にした場合、内燃機関(101)の燃焼要求から定まる噴射タイミングを無視することになるので、これによっても燃焼悪化の恐れがある。
　本実施形態の内燃機関の制御装置(ECU)によれば、高圧燃料ポンプ(125)と燃料噴射弁(105)の合成騒音有りと判断した場合に、燃料噴射弁(105)の燃料噴射要求（例えば、要求燃圧や要求噴射量など）を満足しながら当該内燃機関(101)に設けられた可変動弁機構の作動角を可変にするので、図２に基づき説明した高圧燃料ポンプ(125)の特性から、ソレノイド駆動信号(204)のONタイミング(T208)やOFFタイミング(T210)は高圧燃料ポンプ(125)の駆動カム角上において変える必要がないことから、高圧燃料ポンプ(125)の吐出量(221)に変化は生じない上、燃料噴射弁(105)の駆動タイミングを変えないため、燃焼悪化を回避し、内燃機関(101)の運転状態に影響を与えることなく、合成騒音を確実に低減でき、もって、燃料系サブシステムの商品性を向上させることができる。
　特に、内燃機関(101)のアイドル運転時には、前記合成騒音が顕著となるとともに、VTC機構部(303)を用いてバルブタイミングを変化させても内燃機関(101)の運転状態への影響は少ないので、更に内燃機関(101)の運転状態に影響を与えることなく、合成騒音をより効果的に低減することが可能となる。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
101   ・・・内燃機関（筒内直噴式内燃機関）
102   ・・・ピストン
103   ・・・吸気弁
104   ・・・排気弁
105   ・・・燃料噴射弁
109   ・・・ECU（内燃機関の制御装置）
110   ・・・吸気管
111   ・・・排気管
121   ・・・燃焼室
123   ・・・燃料タンク
124   ・・・低圧燃料ポンプ
125   ・・・高圧燃料ポンプ
127   ・・・燃料噴射弁制御装置
129   ・・・排気カム
202c  ・・・合成騒音発生時のプランジャーリフト量
202d  ・・・合成騒音回避時のプランジャーリフト量
204a  ・・・ソレノイド駆動信号
T208  ・・・ソレノイド駆動信号ONタイミング
T210  ・・・ソレノイド駆動信号OFFタイミング
T211a ・・・VTC可変前ポンプ上死点位置
T211b ・・・VTC可変後ポンプ上死点位置
217   ・・・ソレノイド駆動信号ON期間
220a  ・・・高圧燃料ポンプの開弁騒音
220b  ・・・高圧燃料ポンプの閉弁騒音
222a  ・・・高圧燃料ポンプ開弁監視期間
222b  ・・・高圧燃料ポンプ閉弁監視期間
303   ・・・VTC機構部（可変動弁機構）
501   ・・・噴射パルス信号
516a  ・・・燃料噴射弁の開弁騒音
516b  ・・・燃料噴射弁の閉弁騒音
T601  ・・・噴射パルス信号ONタイミング
T602  ・・・噴射パルス信号OFFタイミング
T603  ・・・噴射パルス信号ONタイミング
T604  ・・・噴射パルス信号OFFタイミング
T605  ・・・噴射パルス信号ONタイミング
T606  ・・・噴射パルス信号OFFタイミング
607   ・・・噴射パルス信号OFF期間
610   ・・・燃料噴射弁開弁監視期間
611   ・・・燃料噴射弁閉弁監視期間

Claims (10)

  1. 　筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を昇圧する高圧燃料ポンプと、吸気弁もしくは排気弁のバルブタイミング又はリフト量を可変にできる可変動弁機構と、を備える筒内直噴式の内燃機関の制御装置であって、
    　前記燃料噴射弁の駆動騒音と前記高圧燃料ポンプの駆動騒音がタイミング的に重なる際に生じる合成騒音の発生の有無を予測し、合成騒音有りと判断した場合に、前記燃料噴射弁の燃料噴射要求を満足しながら前記可変動弁機構の作動角を可変にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　合成騒音有りと判断した場合に、前記燃料噴射弁の駆動タイミングに基づき、前記高圧燃料ポンプの駆動カムに連結された前記可変動弁機構の作動角を可変にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 　請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
    　合成騒音有りと判断し、且つ、前記燃料噴射弁の駆動停止期間が前記高圧燃料ポンプの駆動期間より長い場合に、前記燃料噴射弁の駆動終了タイミングに基づき、前記可変動弁機構の作動角を可変とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  4. 　請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁の駆動終了タイミングから所定期間をあけて前記高圧燃料ポンプの駆動開始タイミングが設定されるとともに、前記燃料噴射弁の駆動停止期間内に前記高圧燃料ポンプの駆動期間が設定されるように、前記可変動弁機構の作動角を可変とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
    　合成騒音有りと判断し、且つ、前記燃料噴射弁の駆動期間が前記高圧燃料ポンプの駆動期間より長い場合に、前記燃料噴射弁の駆動開始タイミングに基づき、前記可変動弁機構の作動角を可変とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 　請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁の駆動開始タイミングから所定期間をあけて前記高圧燃料ポンプの駆動開始タイミングが設定されるとともに、前記燃料噴射弁の駆動期間内に前記高圧燃料ポンプの駆動期間が設定されるように、前記可変動弁機構の作動角を可変とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記高圧燃料ポンプを駆動する前記吸気弁側もしくは前記排気弁側のカムに連結された前記可変動弁機構の作動角を可変にする場合、前記吸気弁の開弁期間と前記排気弁の開弁期間のバルブオーバーラップ量が変化しないように、前記高圧燃料ポンプの駆動を行わない前記排気弁側もしくは前記吸気弁側のカムに連結された可変動弁機構も合わせて駆動することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記可変動弁機構の作動角を、進角側もしくは遅角側のそれぞれについて演算した上で、作動角の変化量が少ない側へ可変させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  9. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記内燃機関のアイドル運転時に、前記可変動弁機構の作動角を可変にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  10. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁の駆動開始タイミングから第１の所定期間を設けた燃料噴射弁開弁監視期間と、前記燃料噴射弁の駆動終了タイミングから第２の所定期間を設けた燃料噴射弁閉弁監視期間とを含む燃料噴射弁監視期間を設定し、前記高圧燃料ポンプの駆動開始タイミング、前記高圧燃料ポンプの駆動終了タイミング、前記高圧燃料ポンプのポンプピストンの上死点、前記高圧燃料ポンプのポンプピストンの下死点のいずれか一つ以上から第３の所定期間を設けた高圧燃料ポンプ監視期間を設定し、前記燃料噴射弁監視期間と前記高圧燃料ポンプ監視期間が重なった場合、
    　あるいは、
    　前記燃料噴射弁の弁体挙動に応じた実開弁タイミング及び実閉弁タイミングの少なくとも一方を検知することができる開閉弁検知機能を備えている場合において、
    　前記開閉弁検知機能により検知した前記燃料噴射弁の実開弁タイミングから第１の所定期間を設けた燃料噴射弁開弁監視期間と、前記開閉弁検知機能により検知した前記燃料噴射弁の実閉弁タイミングから第２の所定期間を設けた燃料噴射弁閉弁監視期間とを含む燃料噴射弁監視期間を設定し、前記高圧燃料ポンプの駆動開始タイミング、前記高圧燃料ポンプの駆動終了タイミング、前記高圧燃料ポンプのポンプピストンの上死点、前記高圧燃料ポンプのポンプピストンの下死点のいずれか一つ以上から第３の所定期間を設けた高圧燃料ポンプ監視期間を設定し、前記燃料噴射弁監視期間と前記高圧燃料ポンプ監視期間が重なった場合に、
    　合成騒音有りと判断することを特徴とする内燃機関の制御装置。
PCT/JP2017/011299 2016-06-07 2017-03-22 内燃機関の制御装置 WO2017212738A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780027286.4A CN109312644B (zh) 2016-06-07 2017-03-22 内燃机的控制装置
US16/098,396 US10563612B2 (en) 2016-06-07 2017-03-22 Control device for internal combustion engine
EP17809922.2A EP3470636B1 (en) 2016-06-07 2017-03-22 Control device for internal combustion engine
JP2018522338A JP6676161B2 (ja) 2016-06-07 2017-03-22 内燃機関の制御装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016113878 2016-06-07
JP2016-113878 2016-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017212738A1 true WO2017212738A1 (ja) 2017-12-14

Family

ID=60577739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/011299 WO2017212738A1 (ja) 2016-06-07 2017-03-22 内燃機関の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10563612B2 (ja)
EP (1) EP3470636B1 (ja)
JP (1) JP6676161B2 (ja)
CN (1) CN109312644B (ja)
WO (1) WO2017212738A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019181291A1 (ja) * 2018-03-22 2021-01-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7115399B2 (ja) 2019-04-10 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7120132B2 (ja) * 2019-04-10 2022-08-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN111188662A (zh) * 2020-01-07 2020-05-22 绵阳华博精工机械有限公司 气门机构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161661A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Hitachi Ltd 可変容量式燃料ポンプの制御装置及び燃料供給システム
JP4228799B2 (ja) * 2003-06-26 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 ノック判定装置付き内燃機関
JP2014001715A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の燃料噴射装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598817A (en) * 1993-09-10 1997-02-04 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel feeding system for internal combustion engine
JP4110065B2 (ja) * 2003-09-01 2008-07-02 三菱電機株式会社 内燃機関の燃料供給制御装置
US7527028B2 (en) * 2006-03-09 2009-05-05 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle system having engine with variable valve operation
JP2010001815A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toyota Motor Corp 車載内燃機関の制御装置
US8978378B2 (en) * 2011-10-20 2015-03-17 Ford Global Technologies, Llc Method and system for reducing turbocharger noise during cold start
JP5617827B2 (ja) * 2011-11-25 2014-11-05 株式会社デンソー ポンプ制御装置
CN103438119A (zh) * 2013-09-01 2013-12-11 韩凤琳 花键轴花键套代圆盘，穿行器连接电磁驱动离合器
JP5862696B2 (ja) * 2014-01-29 2016-02-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 バルブタイミング調整装置
JP6840311B2 (ja) * 2014-07-17 2021-03-10 兵庫県 果樹の育成方法およびその育成方法で育成した果実
CN204060835U (zh) * 2014-08-01 2014-12-31 东睦新材料集团股份有限公司 一种汽车发动机可变气门正时***中的定子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4228799B2 (ja) * 2003-06-26 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 ノック判定装置付き内燃機関
JP2006161661A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Hitachi Ltd 可変容量式燃料ポンプの制御装置及び燃料供給システム
JP2014001715A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の燃料噴射装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019181291A1 (ja) * 2018-03-22 2021-01-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3470636A4 (en) 2020-02-19
US10563612B2 (en) 2020-02-18
EP3470636B1 (en) 2021-02-17
US20190153974A1 (en) 2019-05-23
CN109312644A (zh) 2019-02-05
JPWO2017212738A1 (ja) 2019-02-14
CN109312644B (zh) 2020-10-20
JP6676161B2 (ja) 2020-04-08
EP3470636A1 (en) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5809796B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
US8620561B2 (en) Control for internal combustion engine provided with cylinder halting mechanism
JP4353256B2 (ja) 燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システム
JP4988681B2 (ja) 内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置
US6953025B2 (en) Fuel supply control apparatus for internal combustion engine
WO2017212738A1 (ja) 内燃機関の制御装置
US10947917B2 (en) Methods and system for skip-firing of an engine
US10961946B2 (en) Engine system and method for suppressing knock
US10544742B2 (en) Control system for internal combustion engine
JP5040884B2 (ja) 燃料噴射制御装置
EP1828576B1 (en) Valve characteristic control apparatus for internal combustion engine
JP6181012B2 (ja) 筒内燃料噴射式内燃機関の制御装置
US9624862B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
KR101865913B1 (ko) 가변 기통 휴지 엔진의 연료 분사 제어 방법
JP6414803B2 (ja) エンジンの制御装置
WO2017086189A1 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP2005194965A (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
US10087874B2 (en) Control device for internal combustion engine
WO2013144696A1 (en) Engine fuel property estimation apparatus
JP2014074337A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009030573A (ja) 内燃機関
JP6327586B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP5333172B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010048174A (ja) 内燃機関の制御装置
JP6350975B2 (ja) エンジンの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018522338

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17809922

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017809922

Country of ref document: EP

Effective date: 20190107