JP2007278169A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出される燃圧と目標値との差の累積値に基づき検出される燃圧を目標値にフィードバック制御するものにあって、減圧要求時における燃圧の追従性を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】燃料ポンプ６からコモンレール１２に圧送された燃料は、コモンレール１２内で高圧状態で蓄えられ、燃料噴射弁１６に供給される。コモンレール１２内の燃圧は、ＰＩＤ制御によって制御されている。アクセルペダルが解放され、燃料噴射量がゼロとなり、コモンレール１２内の燃圧の目標値が低下するとき、積分項が比例項の絶対値よりも大きいために、燃料ポンプ６から燃料が吐出され、実際の燃圧の目標値への追従遅れが問題となる。そこで、上記減圧要求時、燃料ポンプ６の吐出量をゼロに固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内の燃圧を検出する検出手段とを備える内燃機関に適用され、前記検出される燃圧と目標値との差の累積値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御する燃料噴射制御装置に関する。

この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、多気筒ディーゼル機関の各気筒に共通の蓄圧室（コモンレール）について、その燃圧をその目標値に制御すべく、ＰＩＤ制御により燃料ポンプの操作信号を決定するものがある。この制御装置によれば、コモンレール内の実際の燃圧をその目標値に追従させることができる。

上記目標値は、通常、ディーゼル機関の出力軸の回転速度と燃料噴射弁に対する噴射量の指令値とに基づき設定される。詳しくは、回転速度が高いほど、また、噴射量が多いほど、目標値が高圧に設定される。このため、アクセルペダルが踏み込まれる加速要求時からアクセルペダルが解放される減速要求時へ移行するときにおいては、指令噴射量が減少するために目標値が低下する。ここで、指令噴射量が略ゼロとなるときには、コモンレール内の実際の燃圧を低下させる主な要素は、燃料噴射弁のクリアランスを介してコモンレールから燃料タンクへと流出するリーク燃料となる。このため、実際の燃圧が目標値に追従するようになるまでには遅れが生じる。

更に、上記減速要求時には、実際の燃圧が目標値を上回っているにもかかわらず、燃料ポンプからコモンレールへの燃料の圧送がなされるおそれがある。これは、減速要求前に積分項が正の値を有していた場合に生じる現象であり、急減速後であっても、しばらくはこの積分項の影響により燃料ポンプから燃料が圧送される。このため、実際の燃圧の目標値への追従に更に遅れが生じる。

上記状況下、実際の燃圧が目標値に追従する以前に再度加速要求が生じるときには、コモンレール内の実際の燃圧が目標値よりも高い状態で燃料噴射が再開されることとなり、排気特性が悪化するおそれもある。

なお、燃圧のフィードバック制御をする制御装置としては、上記の他、例えば下記特許文献２に記載されているものもある。
特開２００４−５４４６号公報 特開２００４−３６４９８号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出される燃圧と目標値との差の累積値に基づき検出される燃圧を目標値にフィードバック制御するものにあって、減圧要求時における燃圧の追従性を向上させることのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。

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。

請求項１記載の発明は、前記蓄圧室内の減圧要求時、前記フィードバック制御によって定まる前記燃料ポンプの吐出量が前記燃料噴射弁による噴射量に対して過剰であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段により過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量を予め定められた量以下に制限する制限手段とを備えることを特徴とする。

減圧要求時であるにかかわらず、吐出量が噴射量に対して過剰であるときは、蓄圧室内の燃圧を低下させることが困難な状況である。この点、上記構成では、上記過剰であるか否かを判断し、過剰であると判断されるときに、燃料ポンプの吐出量を予め定められた量以下に制限する。このため、吐出量が噴射量に対して過剰であることによる燃圧の追従性の遅れを好適に抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記累積値を、前記予め定められた量と対応する値以下とすることを特徴とする。

上記構成において、減圧要求時には検出される燃圧が目標値よりも高いために、燃料ポンプの吐出量を噴射量に対して過剰とする要因は、通常、累積値となる。このため、累積値を、予め定められた量と対応する値以下とすることで、燃料ポンプの吐出量を予め定められた量以下に制限することができる。

なお、予め定められた量と対応する値は、累積値の次元が吐出量と同一であるときには、予め定められた量そのものとなる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量を予め定められた量とすべく前記燃料ポンプの操作信号を固定して且つ、前記累積値をゼロに固定することを特徴とする。

上記構成では、操作信号を固定することで吐出量を好適に制限することができる。また、累積値をゼロに固定することで累積値が燃圧制御にとって適切でない値に更新され続けることを回避することもできる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記検出される圧力が前記目標値に近似すること及び前記燃料噴射弁による噴射量が所定以上となることの論理和条件の成立に基づき、前記制限手段による制限を解除する解除手段を更に備えることを特徴とする。

上記構成において、圧力が目標値に近似するときには、減圧要求が解消している。このため、吐出量の制限を解除しても追従性の低下を招かないと考えられる。また、燃料噴射弁による噴射量が所定以上となるときには、燃料噴射による蓄圧室内の燃料の消費を補償すべく蓄圧室に燃料を供給することが望まれると考えられる。上記構成では、こうした理由により上記論理和条件を用いることで、燃料ポンプの吐出量の制限の解除タイミングを適切に定めることができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、当該制御装置は、燃料噴射による前記蓄圧室からの燃料の流出を、前記検出される燃圧の目標値へのフィードバック制御により補償するものであって且つ、前記解除手段による解除に際し、前記フィードバック制御による前記累積値の初期値を、前記燃料噴射による前記蓄圧室からの燃料の流出の補償が可能な量とすることを特徴とする。

上記構成では、燃料噴射による蓄圧室からの燃料の流出がフィードバック制御によって補償される。このため、定常状態においては、上記累積値が燃料噴射による燃圧の低下を見越してこれを補償するフィードフォワード項的な役割を果たす。ただし、上記解除手段による解除に際して累積値が制限された値のままであると、燃料噴射によって燃圧が目標値を下回ることでフィードバック制御によりこれが補償されることとなり、蓄圧室内の燃圧の制御がしばらく安定しない。また、吐出量が制限される間累積値が算出されつづけたなら、上記解除に際して累積値が適切な値とならないため、蓄圧室内の燃圧の制御がしばらく安定しない。これに対し、上記構成では、累積値の初期値を、燃料噴射による蓄圧室からの燃料の流出の補償が可能な量とすることで、解除後から蓄圧室内の燃圧の制御を安定させることができる。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量が、前記フィードバック制御によって定まる前記燃料ポンプの吐出量と前記予め定められた量とのうちいずれか小さい方となるように前記燃料ポンプの操作信号を設定することを特徴とする。

上記構成では、フィードバック制御によって定まる燃料ポンプの吐出量と予め定められた量とのうち小さい方となるように操作信号を設定することで、吐出量を予め定められた量以下とすることができる。そして、この場合、フィードバック制御によって定まる吐出量が予め定められた量以下となることで累積値に基づくフィードバック制御が再開されるために、累積値を再開時に適切な値とすることもできる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記予め定められた量がゼロであることを特徴とする。

上記構成では、燃料ポンプの吐出量をゼロとすることで、蓄圧室内の燃圧を目標値に向けて迅速に低下させることができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記判断手段は、前記減圧要求時において前記燃料噴射弁の噴射量がゼロとなるとき、前記過剰である旨判断することを特徴とする。

上記構成において、減圧要求時に噴射量がゼロとなるときには、蓄圧室内の燃圧を低下させる主な要素が、燃料噴射弁のクリアランスを介して流出するリーク燃料となるため、通常、吐出量が過剰となる。上記構成では、この点に着目し、噴射量がゼロであることに基づき吐出量が過剰である旨を簡易且つ適切に判断することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置をディーゼル機関の燃料噴射制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。

図示されるように、燃料タンク２内の燃料は、燃料フィルタ４を介して燃料ポンプ６によって汲み上げられる。燃料ポンプ６は、ディーゼル機関の出力軸であるクランク軸８から動力を付与されて燃料を吐出するものである。詳しくは、燃料ポンプ６は、吸入調量弁１０を備えており、吸入調量弁１０の開弁量が連続的に調節されることで、外部に吐出される燃料量が決定される。また、燃料ポンプ６は、いくつかのプランジャを備えており、これらプランジャが上死点及び下死点間を往復運動することで、燃料が吸入及び吐出される。

燃料ポンプ６からの燃料は、コモンレール１２に加圧供給（圧送）される。コモンレール１２には、燃料ポンプ６から圧送された燃料が高圧状態で蓄えられ、蓄えられた燃料は、高圧燃料通路１４を介して各気筒（ここでは、４気筒を例示）の燃料噴射弁１６に供給される。なお、燃料噴射弁１６は、低圧燃料通路１８を介して燃料タンク２と接続されている。

上記エンジンシステムは、コモンレール１２内の燃圧を検出する燃圧センサ２０や、クランク軸８の回転角度を検出するクランク角センサ２２等、ディーゼル機関の運転状態を検出する各種センサを備えている。更に、エンジンシステムは、ユーザによる加速要求に応じて操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ２４を備えている。

一方、電子制御装置（ＥＣＵ４０）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、上記各種センサの検出結果を取り込み、これに基づきディーゼル機関の出力を制御するものである。

上記ＥＣＵ４０は、ディーゼル機関の出力制御を適切に行なうべく、燃料噴射制御を行う。そして、この燃料噴射制御に際しては、コモンレール１２内の燃圧を、ディーゼル機関の運転状態に応じて設定される燃圧の目標値（目標燃圧）にフィードバック制御する。以下、図２に基づき、フィーバック制御について詳述する。

図２は、ＥＣＵ３０の行なう処理のうち、上記コモンレール１２内の目標燃圧のフィードバック制御に関する処理の機能ブロック図である。

噴射量算出部Ｂ２は、クランク角センサ２２の検出値に基づくクランク軸８の回転速度と、アクセルセンサ２４によって検出されるアクセルペダルの操作量とに基づき、燃料噴射弁１６に対する噴射量の指令値（指令噴射量）をマップ演算する。

目標燃圧算出部Ｂ４は、上記指令噴射量と回転速度とに基づき、目標燃圧を算出する。詳しくは、指令噴射量が多いほど、また、回転速度が大きいほど、目標燃圧を高圧に算出する。

差圧算出部Ｂ６は、目標燃圧と、燃圧センサ２０によって検出される燃圧とに基づき、検出される燃圧に対する目標燃圧の差圧を算出する。この差圧は、比例項算出部Ｂ８、積分項算出部Ｂ１０、及び微分項算出部Ｂ１２に取り込まれる。ここで、比例項算出部Ｂ８は、差圧に比例ゲインを乗算することで比例項を算出する。また、積分項算出部Ｂ１０は、差圧の時間積分値（累積値）に積分ゲインの逆数を乗算することで積分項を算出する。更に、微分項算出部Ｂ１２は、差圧の時間微分値に微分ゲインを乗算することで微分項を算出する。これら、比例項、積分項及び微分項は、いずれも燃料ポンプ６の吐出量と同一の次元を有する。

上記比例項、微分項、及び積分項と、上記指令噴射量とは、加算部Ｂ１４によって加算される。この加算部Ｂ１４の出力が、燃料ポンプ６に対する吐出量の指令値（指令吐出量）となる。

上記加算部Ｂ１４の出力は、ガード部Ｂ１６を介して駆動電流換算部Ｂ２０に出力される。駆動電流換算部Ｂ２０は、上記指令吐出量を燃料ポンプ６から吐出するために要求される燃料ポンプ６の操作信号である駆動電流の値（より正確には、吸入調量弁１０の駆動電流値）に換算する。ここでは、例えば指令吐出量についての「ｎ」次（ｎ≧１）の多項式を用いて、指令吐出量を駆動電流値に換算する。この駆動電流換算部Ｂ２０にて算出される駆動電流値に基づき、燃料ポンプ６が操作される。

上記ＰＩＤ制御により、コモンレール１２内の燃圧を目標燃圧にフィードバック制御することができる。

ところで、上記ＰＩＤ制御によって指令吐出量を算出する場合、図３に示す問題を生じる。図３（ａ）は、アクセルペダルの操作量の推移を示し、図３（ｂ）は、噴射量の推移を示し、図３（ｃ）は、コモンレール１２内の燃圧の推移を示し、図３（ｄ）は、燃料ポンプ６の吐出量のうち燃料噴射を補償するフィードフォワード項の推移を示し、図３（ｅ）は、比例項の推移を示し、図３（ｆ）は、積分項の推移を示し、図３（ｇ）は、燃料ポンプ６の吐出量の推移を示す。

図示されるように、時刻ｔ１にアクセルペダルが踏み込まれると、噴射量が増加するため、図３（ｃ）において一点鎖線にて示す目標燃圧も上昇する。このため、指令噴射量に基づくフィードフォワード制御によってはコモンレール１２内の燃圧を目標燃圧とすることができないために、目標燃圧とするために不足する吐出量は、フィードバック制御によって補償されることとなる。すなわち、目標燃圧と検出される燃圧との差に応じた比例項がまず増大し、時間の経過につれて比例項が減少する一方、積分項が増大していく。この積分項の増大は、検出される燃圧と目標燃圧とが一致するまで継続する。

検出される燃圧が目標燃圧に一致する直前である時刻ｔ２においてアクセルペダルが解放されると、噴射量がゼロとなり、目標燃圧も低下する。このため、検出される燃圧が目標燃圧よりも高くなる。ただし、この際、噴射量がゼロとされているため、コモンレール１２内の燃圧を低下させる主な要素は、燃料噴射弁１６を介して高圧燃料通路１４から低圧燃料通路１８にリークするリーク燃料となる。このため、検出される燃圧が目標燃圧に追従するまでの時間は、このリーク燃料の量によって決定されることとなる。

しかし、実際には、アクセルペダルを解放した直後には、積分項が大きな正の値を有している。このため、検出される燃圧が目標燃圧よりも高いにもかかわらず、燃料ポンプ６から燃料が吐出されることとなる。この燃料ポンプ６からの燃料の吐出は、比例項と積分項とが相殺する時刻ｔ３まで継続される。このため、検出される燃圧が目標燃圧に追従する時刻ｔ５は、アクセルペダルの解放直後から燃料の吐出がないとの前提で目標燃圧に追従すると想定される時刻ｔ４よりも遅延する。そして、目標燃圧への追従が遅れると、目標燃圧に追従する前にアクセルペダルが再度踏み込まれる可能性が高くなる。そして、再度アクセルペダルが踏み込まれることで燃料噴射が開始されると、実際の燃圧が目標燃圧よりも高いために、燃料の噴霧形状が適切なものとならず、排気特性が悪化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、コモンレール１２内の減圧要求時、積分項に基づき定まる燃料ポンプ６の吐出量が燃料噴射弁１６による噴射量に対して過剰であるとき、燃料ポンプ６の指令吐出量を「０」に制限する。以下、図４を用いてこれについて詳述する。

図４に、本実施形態にかかる燃料ポンプ６の吐出量の制限に関する処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、燃料ポンプ６の指令吐出量を算出する。この処理の詳細については、先の図２に示したとおりである。続くステップＳ１２においては、検出される燃圧が目標燃圧よりも規定値α（＞０）以上大きいことと、指令噴射量が略ゼロ（好ましくはゼロ）であることとの論理積条件が成立するか否かを判断する。ここで、検出される燃圧が目標燃圧よりも規定値α以上大きいことは、コモンレール１２内の減圧要求が生じていることを判断するための条件である。また、指令噴射量が略ゼロであることは、燃料ポンプ６の吐出量が燃料噴射弁１６の噴射量に対して過剰であることを判断するための条件である。

ステップＳ１２において論理積条件が成立すると判断されると、ステップＳ１４において指令吐出量をゼロとして且つ積分項をゼロとする。ここで、指令吐出量は、先の図２に示したガード部Ｂ１６によってゼロとされる。続くステップＳ１６においては、検出される燃圧が目標燃圧に規定値βを加算したものよりも小さいことと指令噴射量が閾値γ（＞０）よりも大きいこととの論理和条件が成立するか否かを判断する。ここで、検出される燃圧が目標燃圧に規定値βを加算したものよりも小さいことは、検出される燃圧が目標燃圧に追従したことを判断するための条件である。目標燃圧に追従したのであれば、燃料ポンプ６の吐出量の制限を解除して通常の制御を開始することが望ましいと考えられるため、この条件の成立の有無を判断する。また、指令噴射量が閾値γよりも大きいときには、燃料噴射によってコモンレール１２内の燃料が消費されるために、これを補償すべく燃料ポンプ６からの燃料の吐出が必要となったと考えられるため、この条件の成立の有無を判断する。

ステップＳ１６において、否定判断される間は、指令吐出量及び積分項を共にゼロに固定し、肯定判断されるとこの一連の処理を一旦終了する。これにより、上記論理和条件が成立すると、通常の制御により、燃料ポンプ６から燃料が吐出されることとなる。

図５に、上記処理による燃圧の制御態様を示す。なお、図５（ａ）〜図５（ｇ）は、先の図３（ａ）〜図３（ｇ）と対応している。

図示されるように、時刻ｔ１１にアクセルペダルが踏み込まれた後、検出される燃圧が目標燃圧に追従する前の時刻ｔ１２にアクセルペダルが解放されると、その直前においては、積分項が大きな正の値を有する。ここでは比例項の絶対値よりも積分項の方が大きいために、フィードバック制御によって定まる指令吐出量は噴射量に対して過剰なものとなっている。そこで時刻ｔ１２において、積分項や指令吐出量がゼロとされる。このため、時刻ｔ１２以降、燃料ポンプ６から燃料が吐出されることはなく、コモンレール１２内の燃圧は、上述したリーク燃料量によって決定される低下速度にて目標燃圧へと低下していく。そして、検出される燃圧と目標燃圧との差が規定値βより小さくなると、フィードバック制御が再開される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）コモンレール１２内の減圧要求時、積分項に応じて定まる燃料ポンプ６の吐出量が燃料噴射弁１６による噴射量に対して過剰であると判断されるとき、燃料ポンプ６の吐出量と積分項とをゼロに固定した。これにより、燃料ポンプ６の吐出を制限することができるとともに、積分項が燃圧制御にとって適切でない値に更新され続けることを回避することができる。

（２）検出される圧力が目標値に近似すること及び燃料噴射弁１６による噴射量が所定以上となることの論理和条件の成立に基づき、燃料ポンプ６の吐出量の制限を解除した。これにより、燃料ポンプ６の吐出量の制限の解除タイミングを適切に定めることができる。

（３）減圧要求時において燃料噴射弁１６の噴射量がゼロとなることに基づき、吐出量が過剰である旨簡易且つ適切に判断することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるＥＣＵ３０における燃圧制御の機能ブロックを示す。

図示されるように、本実施形態では、指令噴射量に基づくフィードフォワード制御を行わず、燃料噴射によるコモンレール１２からの燃料の流出を、検出される燃圧の目標燃圧へのフィードバック制御により補償する。

この場合の先の図３に対応するものを図７に示す。なお、図７（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）は、先の図３（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）に対応している。

図示されるように、この場合には、燃料噴射によるコモンレール１２からの燃料の流出と燃料ポンプ６による燃料の圧送とが平衡する定常状態が実現している時刻ｔ２１以前には、燃料噴射による燃料の流出が積分項によって補償されている。そして、時刻ｔ２１において、アクセルペダルが踏み込まれると、噴射量が増大する。更に、噴射量の増加に伴って目標燃圧が上昇する。このため、噴射量の増大によるコモンレール１２からの燃料の流出量の増大と目標燃圧の上昇による燃料ポンプ６に対して要求される燃料量の増加とが、フィードバック制御によって補償されるようになる。

そして、時刻ｔ２２においてアクセルペダルが解放されると、噴射量がゼロとなり、これに伴い目標燃圧が低下する。このため、検出される燃圧が目標燃圧よりも高くなる。これにより、比例項は負となるものの、積分項が大きな正の値を有するために、燃料ポンプ６の吐出量は、正となる。燃料ポンプ６による燃料の吐出は、比例項と積分項とが互いに相殺する時刻ｔ２３まで継続する。継続時間は、先の図３に示したものよりも長いものとなる。したがって、検出される燃圧が目標燃圧に追従する時刻ｔ２５は、アクセルペダルが解放された直後から燃料ポンプ６の燃料の吐出が停止される場合に追従すると想定される時刻ｔ２４と比較して大きく遅延する。

以下、上記目標燃圧に対する遅延を解消するための本実施形態にかかる燃料ポンプ６の吐出量制限手法について説明する。

図８に、本実施形態にかかる燃料ポンプ６の吐出量の制限に関する処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理でも、まずステップＳ２０において、指令吐出量を算出する。続くステプＳ２２においても、先の図４のステップＳ１２と同様、検出される燃圧が目標燃圧に追従していることと指令噴射量が略ゼロであることとの論理積条件が成立しているか否かを判断する。そして、ステップＳ２２において論理積条件が成立していると判断されるときには、ステップＳ２４において指令吐出量がゼロよりも大きいか否かを判断する。この判断は、先の図６に示した処理によって算出される指令吐出量が、ステップＳ２２における論理積条件の成立時において適切な吐出量であるか否かを判断するためのものである。

そして、ステップＳ２４において指令吐出量がゼロよりも大きいと判断されるときには、燃料ポンプ６に対する指令吐出量を強制的にゼロとする。この処理は、先の図６のガード部Ｂ１６によってなされる処理である。なお、ステップＳ２６の処理が完了するときや、上記ステップＳ２２やステップＳ２４において否定判断されるときには、図８に示す一連の処理を一旦終了する。

図９に、上記制御による燃料ポンプ６の吐出量の制限態様を示す。なお、図９（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）は、先の図７（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）と対応している。

図示されるように、時刻ｔ３１にアクセルペダルが踏み込まれると、燃料ポンプ６の吐出量が増加する。そして、時刻ｔ３２においてアクセルペダルが開放されるときには、積分項が大きな正の値を有するために、比例項が負となるとはいえ、燃料ポンプ６の吐出量は、噴射量に対して過剰となる。このため、先の図８のステップＳ２６において指令吐出量がゼロとされる。

時刻ｔ３２以降においては、検出される燃圧が目標燃圧よりも高いために、積分項は徐々に減少していく。そして、積分項と比例項とが互いに相殺する時刻ｔ３３以降においては、先の図６に示した処理によって定まる指令吐出量に基づき、燃料ポンプ６が操作されることとなる。

以上詳述した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（４）コモンレール１２内の減圧要求時、積分項に応じて定まる燃料ポンプ６の吐出量が燃料噴射弁１６による噴射量に対して過剰であると判断されるとき、フィードバック制御によって定まる指令吐出量と「ゼロ」とのうちいずれか小さい方を燃料ポンプ６に対する最終的な指令吐出量とした。これにより、吐出量をゼロ以下とすることができる。そして、この場合、積分項が減少し、積分項に基づき算出される指令吐出量がゼロとなるときにフィードバック制御が再開されるために、再開に際して積分項を適切な値とすることもできる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１及び第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態でも、先の第２の実施形態と同様、先の図６に示した処理によって燃圧制御を行う。

図１０に、本実施形態にかかる燃料ポンプ６の吐出量の制限に関する処理の手順を示す。なお、図１０において先の図４と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理においても、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理を行なう。そして、ステップＳ１６において肯定判断されるときには、ステップＳ１８において、フィードバック制御の再開に際し、積分項の初期値を、コモンレール１２からの燃料の流出量相当とする。これは、先の図６に示す燃圧制御の定常状態においては、コモンレール１２からの燃料の流出が積分項によって補償されることによる。フィードバック制御の再開に際し、積分項の初期値がゼロである場合には、コモンレール１２からの燃料の流出が始めは比例項によって補償され、徐々に積分項が増加することで、最終的な定常状態が実現することとなる。しかし、この場合には、定常状態が実現するまでに時間を要する。このため、本実施形態では、積分項の初期値をコモンレール１２から流出する燃料量相当とすることで、フィードバック制御による燃圧制御を早期に安定させる。

ここでは、簡易的に、指令噴射量を積分項としてもよい。ただし、燃圧制御を早期に安定化させるためには、燃料噴射弁１６を介して高圧燃料通路１４から低圧燃料通路１８へと流出するリーク量と燃料噴射量との和とすることがより望ましい。ここで、リーク量は、例えばクランク軸８の回転速度と燃圧と燃料噴射弁１６に対する噴射期間の指令値（指令噴射期間）等、リーク量と相関を有するパラメータによってマップ演算すればよい。ここで、燃料噴射がなされていないときのリークである静的リークは、コモンレール１２内の燃圧が高いほど多くなる。また、燃料噴射時に高圧燃料通路１４から低圧燃料通路１８に戻される動的リークは、単位時間あたりの噴射回数が多いほど、また、噴射時間が長いほど、更には、燃圧が高いほど多くなる。そして、単位時間あたりの噴射回数は回転速度によって定まり、噴射時間は、指令噴射期間によって定まる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）フィードバック制御の再開に際し、積分項の初期値を、燃料噴射によるコモンレール１２からの燃料の流出の補償が可能な量とすることで、再開直後からコモンレール１２内の燃圧の制御を安定させることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・先の図２に示した燃圧制御を行なうものにおいて、先の図８に示した処理を行なってもよい。

・燃料噴射によるコモンレール１２からの燃料の流出を、検出される燃圧の目標燃圧へのフィードバック制御により補償する制御としては、先の図６に例示したものに限らない。例えば先の図６に示した制御において、目標燃圧の変化分を補償するための吐出量をフィードフォワード項として与えるものであってもよい。

・先の第１の実施形態において、フィードバック制御の再開に際し、積分項の初期値を上記静的リークを補償することのできる量に設定してもよい。すなわち、第１の実施形態の場合、燃料噴射によってコモンレール１２から流出する燃料はフィードフォワード項によって補償されるため、燃圧制御の定常状態においては、積分項は静的リークを補償する値となる。このため、フィードバック制御の再開に際し、積分項の初期値を静的リークを補償する量とすることで、再開直後から制御を安定させることができる。

・先の第１及び第３の実施形態において、指令吐出量をゼロとしなくても、積分項をゼロに固定することで、燃料ポンプ６の実際の吐出量をゼロとすることはできる。

・燃圧の制御としては、積分項等に応じて指令吐出量を算出し、指令吐出量を燃料ポンプ６の駆動電流に換算するものに限らず、例えば積分項等に応じて駆動電流値を直接定めるものであってもよい。これを例えば第１の実施形態に適用する場合には、減圧要求時、フィードバック制御によって定まる燃料ポンプ６の吐出量が噴射量に対して過剰となると判断されるとき、吐出量をゼロとする駆動電流値に固定する等すればよい。

・フィードバック制御に応じて定まる燃料ポンプ６の吐出量が燃料噴射弁１６による噴射量に対して過剰であるか否かを判断する手法としては、指令噴射量が略ゼロであるとの条件の成立の有無によるものに限らない。例えばフィードバック制御によって定まる吐出量から指令噴射量を減算したものが正であるときに過剰であると判断してもよい。また、コモンレール１２と燃料タンク２とを連通及び遮断する２値的な動作をする減圧弁であってコモンレール１２内の燃圧が所定以上であるときにＥＣＵ３０により開操作信号が出力される減圧弁を備える構成にあっては、同減圧弁を開弁させるときを上記過剰であるときと判断してもよい。

・燃料ポンプ６の吐出量の制限としては、ゼロに限らない。例えば減圧要求時の噴射量に応じて極わずかな燃料の吐出を許容してもよい。

・燃料ポンプ６の備える調量弁としては、その開度を連続的に調節可能なものに限らず、開動作及び閉動作の２値的な動作をするものであってもよい。また、調量弁としては、吸入調量弁に限らず、例えば吐出量を直接調節する吐出調量弁であってもよい。

第１の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。 同実施形態にかかる燃圧制御に関する機能ブロック図。 同燃圧制御による問題点を説明するタイムチャート。 上記実施形態にかかる吐出量の制限の処理手順を示すフローチャート。 上記制限による燃圧の推移を示すタイムチャート。 第２の実施形態にかかる燃圧制御に関する機能ブロック図。 同燃圧制御による問題点を説明するタイムチャート。 上記実施形態にかかる吐出量の制限の処理手順を示すフローチャート。 上記制限による燃圧の推移を示すタイムチャート。 第３の実施形態にかかる吐出量の制限の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

２…燃料タンク、６…燃料ポンプ、１２…コモンレール、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ（燃料噴射制御装置の一実施形態）。

Claims (8)

1. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内の燃圧を検出する検出手段とを備える内燃機関に適用され、前記検出される燃圧と目標値との差の累積値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御する燃料噴射制御装置において、
   前記蓄圧室内の減圧要求時、前記フィードバック制御によって定まる前記燃料ポンプの吐出量が前記燃料噴射弁による噴射量に対して過剰であるか否かを判断する判断手段と、
   該判断手段により過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量を予め定められた量以下に制限する制限手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記累積値を、前記予め定められた量と対応する値以下とすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量を予め定められた量とすべく前記燃料ポンプの操作信号を固定して且つ、前記累積値をゼロに固定することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記検出される圧力が前記目標値に近似すること及び前記燃料噴射弁による噴射量が所定以上となることの論理和条件の成立に基づき、前記制限手段による制限を解除する解除手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
5. 当該制御装置は、燃料噴射による前記蓄圧室からの燃料の流出を、前記検出される燃圧の目標値へのフィードバック制御により補償するものであって且つ、
   前記解除手段による解除に際し、前記フィードバック制御による前記累積値の初期値を、前記燃料噴射による前記蓄圧室からの燃料の流出の補償が可能な量とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記制限手段は、前記過剰であると判断されるとき、前記燃料ポンプの吐出量が、前記フィードバック制御によって定まる前記燃料ポンプの吐出量と前記予め定められた量とのうちいずれか小さい方となるように前記燃料ポンプの操作信号を設定することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記予め定められた量がゼロであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
8. 前記判断手段は、前記減圧要求時において前記燃料噴射弁の噴射量がゼロとなるとき、前記過剰である旨判断することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。

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