JP4506661B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

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加圧供給する燃料ポンプと、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を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。

この種の燃料噴射制御装置として、各気筒に共通のコモンレール（蓄圧室）に高圧燃料を蓄え、コモンレール内の燃料を燃料噴射弁を介して噴射するコモンレール式のディーゼル機関の燃料噴射制御装置が周知である。この燃料噴射制御装置では、燃料タンク内の燃料を汲み上げてコモンレールへ供給する燃料ポンプを操作することで、コモンレール内の燃圧を目標値（目標燃圧）に追従させるように制御している。

ところで、アクセルペダルが解放される減速時においては、噴射量の指令値（指令噴射量）が減少する。そして、これによりコモンレールから流出する燃料量が減少するため、燃料ポンプによって加圧供給される燃料量が余剰燃料となることがある。そして、コモンレールに余剰燃料が供給されると、コモンレール内の燃圧を目標燃圧に追従させることができない。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、減速時の指令噴射量の減少量を、アクセルペダルの操作量に応じて設定されるものよりも小さくすることも提案されている。これにより、燃料噴射によってコモンレール内の燃料がディーゼル機関の燃焼室に流出するため、減速時においてもコモンレール内の燃圧を迅速に低下させることができる。

ただし、減速時に上記燃料噴射を行なうことについては様々な制約がある。例えば、排気特性の悪化やエンジンオイルへの燃料の混入を招くことを回避する観点から、減速時に上記燃料噴射を行なうことのできる時期については、これを圧縮上死点近傍に制限する等の制約がある。こうした制約により、ディーゼル機関の出力軸の回転速度が高い領域にあっては上記燃料噴射を十分に行なうことが困難となり、ひいては、フィードバック制御による目標燃圧への追従性の低下を招くおそれがある。
特開２００４−１５６５７８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、ディーゼル機関の出力トルクの低減要求が生じるときの目標燃圧への追従性をより高く維持す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、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、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を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、前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータとしての前記目標値に対する前記検出される燃圧の差圧であって且つ前記フィードバック制御の演算に用いる演算上の差圧を前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて強制的に増加させることで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、出力トルクの低減要求ありと判断されるときに、噴射量の指令値の減少度合いに応じて演算パラメータを補正することで燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる。このため、出力トルクの低減要求により噴射量が減少しても、これによって蓄圧室内の燃圧が目標値を大きく上回ることを好適に回避することができる。

特に、上記演算パラメータは、目標燃圧の設定よりも下流に位置するパラメータであるため、これを用いることで、噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい場合であっても、燃料ポンプの吐出量を出力トルクの低減要求に応じて適切に減少させることができる。
請求項２記載の発明は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、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を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、前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータ及び該演算後の前記燃料ポンプの操作量の演算に用いる演算パラメータのいずれかを前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて補正することで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備え、前記判断手段は、前記アクセル操作部材の操作量に基づきその変化度合いが緩和されたなまし値を算出する手段を備え、前記アクセルペダルの操作量と前記なまし値との差に基づき前記判断を行なうことを特徴とすることを特徴とする。
上記構成では、出力トルクの低減要求ありと判断されるときに、噴射量の指令値の減少度合いに応じて演算パラメータを補正することで燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる。このため、出力トルクの低減要求により噴射量が減少しても、これによって蓄圧室内の燃圧が目標値を大きく上回ることを好適に回避することができる。
特に、上記演算パラメータは、目標燃圧の設定よりも下流に位置するパラメータであるため、これを用いることで、噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい場合であっても、燃料ポンプの吐出量を出力トルクの低減要求に応じて適切に減少させることができる。
また、アクセル操作部材の減速側操作は、ユーザによるアクセル操作部材の操作がなされる自律運転時においては、出力トルクの低減要求そのものとなる。このため、上記構成では、自律運転時において、低減要求の有無を適切に判断することができる。しかも、アクセル操作部材の操作量の変化速度として上記低減要求を定量化する場合と比較して記憶手段に記憶させるデータ量を低減することもできる。これは、変化速度を用いる場合、操作量の多数のサンプリング値を記憶手段に記憶させておく必要が生じるためである。
なお、前記減少手段は、前記目標値に対する前記検出される燃圧の差圧であって且つ前記フィードバック制御の演算に用いる演算上の差圧を強制的に増加させるものであってもよい。
請求項３記載の発明は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、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を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、前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータ及び該演算後の前記燃料ポンプの操作量の演算に用いる演算パラメータのいずれかを前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて補正することで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備え、前記判断手段は、前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無として、前記燃料噴射弁を介した燃料噴射量の減少度合いの割に前記目標値の低下度合いが小さい緩低減要求の有無を判断するものであることを特徴とする。
上記構成では、出力トルクの低減要求ありと判断されるときに、噴射量の指令値の減少度合いに応じて演算パラメータを補正することで燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる。このため、出力トルクの低減要求により噴射量が減少しても、これによって蓄圧室内の燃圧が目標値を大きく上回ることを好適に回避することができる。
特に、上記演算パラメータは、目標燃圧の設定よりも下流に位置するパラメータであるため、これを用いることで、噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい場合であっても、燃料ポンプの吐出量を出力トルクの低減要求に応じて適切に減少させることができる。
特に、噴射量の減少度合いの割に前記目標値の低下度合いが小さい緩低減要求時においては、目標燃圧の低下が少ないため、燃料ポンプの吐出量を十分に減少させることができないおそれがあるため、上記演算パラメータの補正を行なうことで、こうした領域においても燃料ポンプの吐出量を十分に減少させることができる。
なお、前記減少手段は、前記目標値に対する前記検出される燃圧の差圧であって且つ前記フィードバック制御の演算に用いる演算上の差圧を強制的に増加させるものであってもよい。

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、前記減少手段は、前記目標値を前記演算パラメータとし、該目標値を強制的に低下補正することを特徴とする。

上記構成では、目標値を強制的に低下補正することで、実際の燃圧を低下させるべく、フィードバック制御により燃料ポンプの吐出量が減少操作される。

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、前記減少手段は、前記噴射量の指令値に基づきその変化度合いが緩和されたなまし値を算出する手段と、前記指令値と前記なまし値との差を前記減少度合いとして算出する手段とを備えることを特徴とする。

噴射量の指令値の減少度合いを指令値のサンプリング値に基づき定量化する場合、これを指令値の変化速度として定量化すると、多数のサンプリング値を記憶手段に記憶させておく必要が生じる。この点、上記構成では、なまし値を算出する手段を備えることで、記憶手段に記憶させるデータ量の増大を抑制しつつも指令値の減少度合いを適切に定量化することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記減少手段は、前記低減要求ありと判断されて且つ、前記内燃機関の出力軸の回転速度が予め定められた速度以上のときに前記強制的な減少を行なうことを特徴とする。

出力軸の回転速度が大きい領域においては、通常、出力トルクの緩やかな低減要求に対し、噴射量の減少の割には燃圧の目標値の低下が小さく設定されている。このため、この領域において出力トルクの緩低減要求がなされると、燃圧の目標値の低下が少ないため、燃料ポンプの吐出量を十分に減少させることができないおそれがある。この点、上記構成では、上記演算パラメータの補正を行なうことで、こうした領域においても燃料ポンプの吐出量を十分に減少させることができる。

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、前記減少手段は、前記低減要求ありと判断されて且つ、前記燃圧が予め定められた圧力以上のときに前記強制的な減少を行なうことを特徴とする。

蓄圧室内の燃圧の目標値が大きい領域においては、通常、出力トルクの緩やかな低減要求に対し、噴射量の減少の割には燃圧の目標値の低下が小さく設定されている。このため、この領域において出力トルクの緩低減要求がなされると、燃圧の目標値の低下が少ないため、燃料ポンプの吐出量を十分に減少させることができないおそれがある。この点、上記構成では、上記演算パラメータの補正を行なうことで、こうした領域においても燃料ポンプの吐出量を十分に減少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、アクセル操作部材の減速側操作に基づき前記判断を行なうことを特徴とする。

アクセル操作部材の減速側操作は、ユーザによるアクセル操作部材の操作がなされる自律運転時においては、出力トルクの低減要求そのものとなる。このため、上記構成では、自律運転時において、低減要求の有無を適切に判断することができる。

請求項９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、前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少に基づき前記判断を行なうことを特徴とする。

出力トルクの低減要求が生じると、噴射量の指令値が減少する。このため、上記構成では、噴射量の指令値の減少に基づき、低減要求の有無を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。この燃料ポンプ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を備えている。吸入調量弁１０は、吸入される燃料量を調節することで燃料ポンプ６から吐出される燃料量を調節するものである。すなわち、この吸入調量弁１０が操作されることで、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、２つ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から吐出される燃料は、コモンレール１２に加圧供給（圧送）される。コモンレール１２は、燃料ポンプ６から圧送された燃料を高圧状態で蓄え、これを高圧燃料通路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に供給する。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（ＥＣＵ３０）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ＥＣＵ３０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目標値（目標燃圧）にフィードバック制御する。以下、これについて詳述する。

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。

フィルタＢ２は、アクセルセンサ２４の出力のＡ／Ｄ変換値からノイズを除去すべく、Ａ／Ｄ変換値の変化度合いを緩和するなまし処理を行ない、Ａ／Ｄ変換値の変化度合いが緩和された値（以下、アクセルペダルの操作量ＡＣＣＰ）を算出する。

噴射量算出部Ｂ４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、上記フィルタＢ２によって算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Ｂ６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。

差圧算出部Ｂ８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、目標燃圧に対する実際の燃圧の差圧を算出する。この差圧は、比例項算出部Ｂ１０、微分項算出部Ｂ１２、及び積分項算出部Ｂ１４に取り込まれる。ここで、比例項算出部Ｂ１０では、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、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。更に、積分項算出部Ｂ１４は、差圧の時間積分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。

目標変化算出部Ｂ１６では、目標燃圧の変化量を算出する。そして、燃料換算部Ｂ１８では、コモンレール１２内の燃圧を実際に目標燃圧の変化量だけ変化させるために要する燃料量を算出すべく、目標燃圧の変化量を燃料量に換算する。この換算は、燃料ポンプ６からコモンレール１２までの間の燃料通路の容積とコモンレール１２の容積との和Ｖで燃料の体積膨張係数Ｅを除算した値「Ｅ／Ｖ」を、目標燃圧の変化量に乗算することで行なう。

上記比例項、微分項、積分項、及び上記燃料換算部Ｂ１８で換算された燃料量は、加算部Ｂ２０によって加算される。この加算部Ｂ２０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。

駆動電流換算部Ｂ２２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の駆動電流値（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Ｂ２２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。

ところで、アクセルペダルが急激に解放される急減速要求時（ディーゼル機関の出力トルクの急激な低減要求時）には、指令噴射量や目標燃圧が低下する。このため実際の燃圧が目標燃圧を大きく上回るため、フィードバック制御により算出される指令吐出量が減少する。ただし、指令吐出量が減少する以前に既に燃料ポンプ６に吸入されてしまった燃料はコモンレール１２に圧送されるため、コモンレール１２内の燃圧の上昇を招く。更に、急減速要求前には、同要求前にコモンレール１２から流出する燃料を補うことのできる燃料が積分項によって算出されているため、急減速要求の割に指令吐出量の減少は遅れるおそれがある。そこで本実施形態では、急減速要求時においては、図３に示す態様にてコモンレール１２内の燃圧の追従性の向上を図っている。

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、コモンレール１２内の燃圧の推移を示し、図３（ｃ）は、指令噴射量の推移を示す。ちなみに、図３（ｂ）において実線は実際の燃圧を示し、一点鎖線は目標燃圧の推移を示す。

アクセルペダルが急激に解放される時刻ｔ１において、先の図２の噴射量算出部Ｂ４によって算出される指令噴射量は、図３（ｃ）に破線にて示すように急激に減少する。そして、この場合、図３（ｂ）に破線にて示すように実際の燃圧が目標燃圧を大きく上回るオーバーシュートが生じる。このため、本実施形態では、噴射量算出部Ｂ４によって算出される指令噴射量の減少を抑制すべく、図３（ｃ）に実線にて示すように、指令噴射量の増量補正を行なう。これにより、図３（ｂ）に実線にて示されるように燃圧のオーバーシュートの回避を図る。

一方、アクセルペダルが緩やかに解放される緩減速要求時（ディーゼル機関の出力トルクの緩やかな低減要求時）には、ディーゼル機関の高負荷高回転領域において、指令噴射量が緩やかに漸減するものの、目標燃圧の低下度合いは指令噴射量の減少度合いよりも小さくなる。これは、先の図２に示した目標燃圧算出部Ｂ６において、クランク軸８の回転速度が高いほど指令噴射量の変化に対する目標燃圧の変化が小さく設定されていることによる。ちなみに、図２においては、目標燃圧算出部Ｂ６のマップとして、指令噴射量の変化が所定以下である部分を示している（指令噴射量が急激に小さくなれば目標燃圧も急減する）。

このため、緩減速要求が生じてもフィードバック制御によって算出される指令吐出量はしばらくはほとんど減少しない。すなわち、目標燃圧がほとんど変化しないと、目標燃圧に対する検出される燃圧の差圧もしばらくは変化せず、この間、緩減速要求前の噴射量に応じた吐出量が積分項によって算出されることとなる。このため、フィードバック制御によって算出される指令吐出量が十分に減少するようになるのは、検出される燃圧が目標燃圧を大きく上回ることで上記差圧が大きくなってからとなる。したがって、この場合も燃圧のオーバーシュートが避けられない。しかし、この場合には、先の図３に示した態様にてコモンレール１２の外部へと燃料を流出させることでオーバーシュートを回避することは困難である。これは、緩減速時に指令噴射量の減少を抑制したのでは緩減速要求に十分に応じることができないことや、フィードバック制御によって算出される指令吐出量の減少が鈍いためである。ちなみに、クランク軸８の出力トルクの生成に寄与しないようにして燃料を噴射することも考えられるが、この場合、排気特性が悪化する。

そこで本実施形態では、緩減速要求時において、フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータを指令噴射量の減少度合いに応じて補正することで燃料ポンプ６の指令吐出量を強制的に減少させる。詳しくは、上記演算パラメータを目標燃圧とし、これを指令噴射量の減少度合いに応じて低下補正する。こうした制御をすべく、本実施形態では、図２に示す処理部を備えている。

すなわち、なまし処理部Ｂ２４では、上記指令噴射量の変化度合いが緩和されたなまし値ＱＦＩＮＳＭを算出する。このなまし処理の演算手法は、例えば、指令噴射量の前回のサンプリング値ＱＦＩＮ（ｉ−１）と今回のサンプリング値ＱＦＩＮ（ｉ）とのそれぞれに規格化された重みａ，ｂを乗算する加重平均処理によって行なえばよい。ここで、加重平均値「ａ×ＱＦＩＮ（ｉ−１）＋ｂ×ＱＦＩＮ（ｉ）」において、「ａ＞ｂ」であることが望ましい。なお、加重平均処理に代えて、例えば１次遅れフィルタを用いてもよい。

補正量算出部Ｂ２８は、なまし値ＱＦＩＮＳＭから指令噴射量ＱＦＩＮを減算し、比例定数Ｋを乗算することで補正量を算出する。また、切替部Ｂ３０は、補正量算出部Ｂ２８によって算出される補正量を用いるか用いないかを切り替える。

トルク低減要求判断部Ｂ３２は、緩減速要求時であるか否かを判断し、緩減速要求時においては、補正量を用いるように上記切替部Ｂ３０を切り替える。

ここで、これらなまし処理部Ｂ２４、補正量算出部Ｂ２８、切替部Ｂ３０、トルク低減要求判断部Ｂ３２によって行なわれる処理について、図４に基づき更に説明する。

図４は、本実施形態にかかる緩減速要求時の燃圧制御にかかる処理の手順を示す。この処理は、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、アクセルペダルの操作量や回転速度、燃圧センサ２０によって検出される燃圧、指令噴射量ＱＦＩＮを取り込む。続くステップＳ１２では、アクセルペダルの操作量の変化量が下限値α１以上であって且つ上限値β１以下であるか否かを判断する（上記トルク低減要求判断部Ｂ３２の処理）。ここで、下限値α１は、緩減速を判断するためのものである。すなわち、急減速時（アクセル操作量の変化量が負であってその絶対値が大）においては、先の図３に示した処理を行なうため、緩減速においてのみ目標燃圧の低下補正を行なうべく、下限値α１を設ける。一方、上限値β１は、減速要求がないにもかかわらず、アクセルペダルの操作量の微小な変動を減速要求と判断することを回避するために設けている。

続くステップＳ１４では、指令噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい所定運転領域であるか否かを判断する。この所定運転領域は、図５に示すように、回転速度が予め定められた速度以上であって且つ検出される燃圧が予め定められた圧力以上である領域である。

上記所定運転領域であると判断されると、ステップＳ１６において、指令噴射量に基づきなまし値を算出する（上記なまし処理部Ｂ２４による処理）。そして、ステップＳ１８では、指令噴射量となまし値とから補正量を算出する（上記補正量算出部Ｂ２８の処理）。更に、ステップＳ２０においては、先の図２の目標燃圧算出部Ｂ６によって算出される目標燃圧から上記補正量を減算することで、目標燃圧の低下補正を行なう。

なお、上記ステップＳ１２やステップＳ１４において否定判断されるときや、ステップＳ２０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

図６に、上記処理による緩減速要求時の燃圧変化を例示する。

図６（ａ）は、アクセルペダルの操作量の推移を示し、図６（ｂ）は、指令噴射量の推移を示し、図６（ｃ）は、回転速度の推移を示し、図６（ｄ）は、補正量の推移を示し、図６（ｅ）は、燃圧の推移を示す。

図示されるように、時刻ｔ２においてアクセルペダルの操作量が緩やかに減少し始めると、なまし値ＱＦＩＮＳＭの算出が開始され、これにより補正量の算出も開始される。このため、図６（ｅ）に２点鎖線にて示す上記目標燃圧算出部Ｂ６にて算出される目標燃圧の基本値が補正量により補正され、図６（ｅ）に一点鎖線にて示される最終的な目標燃圧となる。これにより、緩減速要求が生じた直後から、図６（ｅ）に実線にて示す実際の燃圧が目標燃圧を上回ることとなるため、フィードバック制御によって算出される指令吐出量が減少し、ひいては、燃圧のオーバーシュートを回避することができる。

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）緩減速要求時、目標燃圧を強制的に低下補正することで、目標燃圧に対する実際の燃圧の差圧が増加するため、実際の燃圧を低下させるべく、フィードバック制御により燃料ポンプ６の吐出量が減少する。

（２）目標燃圧を低下補正するための補正量を、指令噴射量とそのなまし値との差に基づき算出した。ここで、補正量を指令噴射量の変化速度に基づき算出すると、指令噴射量の多数のサンプリング値を記憶手段に記憶させておく必要が生じる。この点、本実施形態では、なまし値を算出することで、記憶手段に記憶させるデータ量の増大を抑制しつつも補正量を適切に算出することができる。

（３）緩減速時、ディーゼル機関のクランク軸８の回転速度が予め定められた速度以上且つ燃圧が予め定められた圧力以上である運転領域において目標燃圧の低下補正を行なった。こうした領域では、指令噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さいために、燃圧のオーバーシュートが生じやすい。これに対し、本実施形態では、この運転領域において目標燃圧を低下補正することで、オーバーシュートを好適に抑制することができる。

（４）アクセルペダルの操作量の変化速度に基づき、緩減速要求の有無を判断した。これにより、緩減速要求の有無を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７に、本実施形態にかかる緩減速要求時の燃圧制御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。なお、図７において、先の図４の処理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は、まず先の図４のステップＳ１０の処理を行なう。続くステップＳ１１においては、アクセルペダルの操作量に基づき、同操作量の変化度合いを緩和したなまし値を算出する。この処理は、先の図４のステップＳ１６と同様の処理によって行なうことができる。続くステップＳ１２ａにおいては、なまし値ＡＣＣＰＳＭに対するアクセルペダルの操作量ＡＣＣＰの差分が下限値α２以上であって且つ上限値β２以下であるか否かを判断する。このステップ１２ａは、先の図４のステップＳ１２と同一の目的によってなされる処理であり、下限値α２、上限値β２は、それぞれ下限値α１、上限値β１と同一の目的にて設けられている。

そして、ステップＳ１２ａにおいて肯定判断されると、緩減速要求時であると判断し、先の図４のステップＳ１４〜Ｓ２０の処理を行なう。

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）の効果に加えて更に以下の効果が得られるようになる。

（５）アクセルペダルの操作量となまし値との差に基づき緩減速要求の有無を判断した。これにより、緩減速要求の有無を適切に判断することができる。しかも、アクセルペダルの操作量の変化速度として上記緩減速要求を定量化する場合と比較して記憶手段に記憶させるデータ量を低減することもできる。これは、変化速度を用いる場合、操作量の多数のサンプリング値を記憶手段に記憶させておく必要が生じるためである。

（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８に、本実施形態にかかる緩減速要求時の燃圧制御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。なお、図８において、先の図４の処理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は、まずステップＳ１０ａにおいて、クランク軸８の回転速度と、燃圧センサ２０によって検出される燃圧と、指令噴射量とを取り込む。続くステップＳ１２ｂにおいては、指令噴射量の変化量が下限値α３以上であって且つ上限値β３以下であるか否かを判断する。このステップ１２ｂは、先の図４のステップＳ１２と同一の目的によってなされる処理であり、下限値α３、上限値β３は、それぞれ下限値α１、上限値β１と同一の目的にて設けられている。

そして、ステップＳ１２ｂにおいて肯定判断されると、緩減速要求時であると判断し、先の図４のステップＳ１４〜Ｓ２０の処理を行なう。

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）の効果に加えて更に以下の効果が得られるようになる。

（６）指令噴射量の減少速度に基づき緩減速要求の有無を判断することで、緩減速要求の有無を適切に判断することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４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。

本実施形態では、燃料ポンプ６の指令吐出量を強制的に減少させるために補正対象となる演算パラメータを、フィードバック制御に用いる演算上の燃圧とし、これを上昇補正する。

図９に、本実施形態における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を示す。この図９では、先の図２と同一の機能ブロックについては、便宜上、同一の符号を付している。

図示されるように、補正量算出部Ｂ２８によって算出される補正量は、燃圧センサ２０によって検出される燃圧の検出値に加算される。これにより、目標燃圧に対する検出される燃圧の差圧であって且つフィードバック制御の演算に用いる演算上の差圧ΔＰＣが増加する。このため、実際の燃圧を低下させるべく、フィードバック制御により指令吐出量が減少される。

以上説明した本実施形態によっても先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
以下、第５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。

本実施形態では、燃料ポンプ６の指令吐出量を強制的に減少させるための補正対象となる演算パラメータを積分項とし、これを減少補正する。

図１０に、本実施形態における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を示す。この図１０では、先の図２と同一の機能ブロックについては、便宜上、同一の符号を付している。

図示されるように、補正量算出部Ｂ２８によって算出される補正量によって積分項が減少補正される。これにより、指令吐出量が減少する。

以上説明した本実施形態によっても先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（第６の実施形態）
以下、第６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。

本実施形態では、緩減速要求時に限らず、クルーズ制御による車両の定速走行時において緩やかな下り坂に差し掛かったときにも、目標燃圧の低下補正を行なう。すなわち、この際には、ディーゼル機関の出力トルクの緩やかな低減要求がなされるため、上記第１の実施形態と同様の問題を生じるからである。

図１１に、本実施形態における目標燃圧のフィードバック制御に関する処理のうち、特にクルーズ制御時の処理の機能ブロック図を示す。この図１１では、先の図２と同様の処理を行なう機能ブロックについては、便宜上、同一の符号を付している。

図示されるように、クルーズトルク算出部Ｂ３４は、車両の走行速度（車速）の目標値と実際の車速とに基づき、クルーズトルクＣＲＴを算出する。また、クルーズ噴射量算出部Ｂ３６では、クルーズトルクに基づき、指令噴射量を算出する。一方、トルク低減要求判断部Ｂ３２では、クルーズトルクの変化量に基づきディーゼル機関の出力トルクの緩低減要求の有無を判断し、これに基づき上記補正量による目標燃圧の低下補正を行なうか否かを決定する。

以上説明した本実施形態によっても先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（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。

・第２の実施形態や第３の実施形態における緩減速要求の有無の判断手法を、第４の実施形態や第５の実施形態に適用してもよい。

・第６の実施形態において燃料ポンプ６の指令吐出量を強制的に減少させるべく、第４の実施形態や第５の実施形態の手法を用いてもよい。

・出力トルクの緩やかな低減要求時のみならず、広く出力トルクの低減要求時にフィードバック制御の演算に用いる演算パラメータを補正することで燃料ポンプ６の吐出量を強制的に減少させてもよい。

・フィードバック制御の手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば目標燃圧の変化量に基づくフィードフォワード項を備えなくてもよい。特にフィードバック制御にかかる演算手法の設計変更に際して噴射量に基づくフィードフォワード項を備えない構成とする場合、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って燃料噴射によるコモンレール１２からの燃料の流出量が補償される。したがって、噴射量の変化が燃圧の変化となって現れて初めてフィードバック制御に反映されるため、指令噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい領域では指令吐出量を低減することができない。このため、こうした場合においては、一般に、本発明の適用が有効である。

・補正量の算出手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば指令噴射量の変化速度に比例係数を乗算することで、指令噴射量の減少速度が大きいほど大きくなる補正値を算出してもよい。

・出力トルクの緩低減要求時、燃料ポンプ６の吐出量を強制的に減少させるために補正対象となるパラメータとしては、フィードバック制御の演算に用いるものに限らず、同演算後の燃料ポンプ６の操作量の演算に用いる演算パラメータ（操作量そのものを含むものとする）であってもよい。ただし、フィードバック制御に積分制御が含まれる場合、吐出量を過度に減少させ過ぎると積分項が大きな値のままとなるため、演算パラメータの補正をやめたとたんに燃圧がオーバーシュートするおそれがある。このため、この場合には、緩低減要求時のオーバーシュートを抑制することのできる程度の補正にとどめておき、検出される燃圧が目標燃圧を上回ることで積分項が減少する機会を残しておくことが望ましい。

・上記各実施形態では、コモンレール１２内の燃料を燃料タンク２へと強制的に流出させる減圧弁を備えない構成としたが、これに限らない。例えば減圧弁を備える構成において、出力トルクの急激な低減要求があるときには、先の図３に示した処理に代えて、減圧弁を開弁するようにしてもよい。この場合であっても、出力トルクの緩やかな低減要求時においては、上記各実施形態で例示した手法を用いることで、減圧弁の作動回数を減少させることができ、ひいては減圧弁の消耗を好適に抑制することができる。

・目標燃圧の算出手法としては、指令噴射量と回転速度とを入力とする２次元マップを用いるものに限らない。例えば指令噴射量に代えてアクセルペダルの操作量を用いてもよい。この場合であっても、高回転領域等にあっては、アクセルペダルの操作量の減少度合い及び指令噴射量の減少度合いの割に目標燃圧の低下度合いが小さい設定となる傾向にあるため、本発明の適用は有効である。

・ディーゼル機関に限らず、例えば筒内噴射式ガソリン機関であってもよい。

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。 同実施形態における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。 同実施形態における急激な減速要求時の燃圧の制御手法を示すタイムチャート。 同実施形態における緩減速要求時の燃圧の制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 同実施形態において緩減速要求時に目標燃圧の低下補正を行なう領域を示す図。 同実施形態における緩減速要求時の燃圧の制御態様を例示するタイムチャート。 第２の実施形態における緩減速要求時の燃圧の制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態における緩減速要求時の燃圧の制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 第４の実施形態における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。 第５の実施形態における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。 第６の実施形態における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。

符号の説明

２…燃料タンク、６…燃料ポンプ、１２…コモンレール、１６…燃料噴射弁、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）。

Claims (9)

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加圧供給する燃料ポンプと、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を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、
   前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、
   該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータとしての前記目標値に対する前記検出される燃圧の差圧であって且つ前記フィードバック制御の演算に用いる演算上の差圧を前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて強制的に増加させることで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、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を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、
   前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、
   該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータ及び該演算後の前記燃料ポンプの操作量の演算に用いる演算パラメータのいずれかを前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて補正することで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備え、
   前記判断手段は、前記アクセル操作部材の操作量に基づきその変化度合いが緩和されたなまし値を算出する手段を備え、前記アクセルペダルの操作量と前記なまし値との差に基づき前記判断を行なうことを特徴とすることを特徴とする燃料噴射制御装置。
3. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室内に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、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を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、
   前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無を判断する判断手段と、
   該判断手段により低減要求ありと判断されるとき、前記フィードバック制御の演算に用いる演算パラメータ及び該演算後の前記燃料ポンプの操作量の演算に用いる演算パラメータのいずれかを前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少度合いに応じて補正することで前記燃料ポンプの吐出量を強制的に減少させる減少手段とを備え、
   前記判断手段は、前記内燃機関の出力トルクの低減要求の有無として、前記燃料噴射弁を介した燃料噴射量の減少度合いの割に前記目標値の低下度合いが小さい緩低減要求の有無を判断するものであることを特徴とする燃料噴射制御装置。
4. 前記減少手段は、前記目標値を前記演算パラメータとし、該目標値を強制的に低下補正す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. 前記減少手段は、前記噴射量の指令値に基づきその変化度合いが緩和されたなまし値を算出する手段と、前記指令値と前記なまし値との差を前記減少度合いとして算出する手段とを備え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. 前記減少手段は、前記低減要求ありと判断されて且つ、前記内燃機関の出力軸の回転速度が予め定められた速度以上のときに前記強制的な減少を行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記減少手段は、前記低減要求ありと判断されて且つ、前記燃圧が予め定められた圧力以上のときに前記強制的な減少を行なう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、アクセル操作部材の減速側操作に基づき前記判断を行なう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。
9. 前記判断手段は、前記燃料噴射弁に対する噴射量の指令値の減少に基づき前記判断を行なう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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