WO2013005284A1

WO2013005284A1 - 内燃機関の燃料噴射制御システム

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Publication number: WO2013005284A1
Application number: PCT/JP2011/065224
Authority: WO
Inventors: 小島　進
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-10
Also published as: US20140123955A1; BR112013033825A2; JP5733396B2; EP2728159A4; EP2728159A1; BR112013033825B1; US9188077B2; CN103620205A; EP2728159B1; CN103620205B; JPWO2013005284A1

Abstract

　本発明は、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃料のベーパを回避しつつ、低圧燃料ポンプの吐出圧力を可及的に低下させることを課題とする。この課題を解決するために、本発明は、高圧燃料ポンプの吐出圧力と目標圧力との差に基づく比例積分制御を利用して高圧燃料ポンプの駆動信号を演算するとともに、積分項の単位時間あたりの変化量が減少傾向又は零を示すときは低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させ、且つ積分項の単位時間あたりの変化量が増加傾向を示すときは低圧燃料ポンプの吐出圧力を増加させる内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化に起因した積分項の増加が発生した場合に、低圧燃料ポンプの吐出圧力の増加を禁止するようにした。

Description

内燃機関の燃料噴射制御システム

　本発明は、低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）と高圧燃料ポンプ（サプライポンプ）を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。

　燃料を気筒内へ直接噴射するタイプの内燃機関においては、燃料タンクから燃料を吸い上げる低圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプにより吸い上げられた燃料を気筒内へ噴射可能な圧力まで昇圧させる高圧燃料ポンプと、を備えた燃料噴射制御システムが知られている。

　上記したような燃料噴射制御システムにおいては、低圧燃料ポンプの作動に伴うエネルギ消費を抑えるために、低圧燃料ポンプの吐出圧力（フィード圧）を可及的に低下させることが望まれている。

　特許文献１には、高圧燃料ポンプの吐出圧力をプリコントロール量と、開制御および閉ループ制御量と、により調整するシステムにおいて、開制御および閉ループ制御量が供給される積分器の出力が零になる場合に、低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させる技術について記述されている。

　特許文献２には、高圧燃料ポンプの圧力制御弁やリリーフ弁の駆動量に応じて低圧燃料ポンプの吐出圧力を調整する技術について記述されている。

　特許文献３には、高圧燃料ポンプの駆動デューティが所定値以上となった場合にベーパが発生していると判定して、フィード圧を上昇させる技術について記載されている。

特開２００３－２２２０６０号公報特開２００９－２２１９０６号公報特開２０１０－０７１２２４号公報

　ところで、上記した特許文献１に記載されたシステムにおいて、高圧燃料ポンプの目標圧力が変化した場合などに、積分器の値が零より大きくなる可能性がある。つまり、燃料のキャビテーション（ベーパ）が発生していない場合であっても、積分器の値が零より大きくなる可能性がある。その結果、燃料のキャビテーションが発生していないにもかかわらず、低圧燃料ポンプの吐出圧力が低下されない事態が発生し得る。

　本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃料のベーパを回避しつつ、低圧燃料ポンプの吐出圧力を可及的に低下させることにある。

　本発明は、上記した課題を解決するために、高圧燃料ポンプの吐出圧力と目標圧力との差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を利用して高圧燃料ポンプの駆動信号を演算するとともに、積分項（Ｉ項）の単位時間あたりの変化量が減少傾向又は零を示すときは低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させ、且つ積分項の単位時間あたりの変化量が増加傾向を示すときは低圧燃料ポンプの吐出圧力を増加させる内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化に起因した積分項の増加が発生した場合に、低圧燃料ポンプの吐出圧力の増加を禁止するようにした。

　詳細には、本発明は、
　低圧燃料ポンプから吐出される燃料を高圧燃料ポンプにより昇圧して燃料噴射弁へ供給する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
　前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、
　前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記圧力センサの検出値の偏差をパラメータとして演算される比例項及び積分項を用いて前記高圧燃料ポンプの駆動信号を演算する演算部と、
　前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下であるときに、前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させるための低下処理を行う第１処理部と、
　前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きいときに、前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を上昇させるための上昇処理を行う第２処理部と、
　前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化により前記積分項が増加傾向を示すときに、前記第２処理部による上昇処理の実行を禁止する禁止部と、
を備えるようにした。

　高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と圧力センサの検出値（以下、「実吐出圧力」と称する）の偏差をパラメータとする比例積分制御を利用して高圧燃料ポンプの駆動信号が演算される場合であって、且つ、前記低圧燃料ポンプの吐出圧力が連続的又は段階的に低下される場合において、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプへ至る燃料経路でベーパが発生すると、前記積分項が増加傾向を示す（前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きくなる）。よって、前記積分項が一定又は減少傾向を示す場合（前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下になる場合）に前記低下処理が実行され、且つ前記積分項が増加傾向を示す場合（前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きくなる場合）に前記上昇処理が実行されると、ベーパの発生を回避しつつ低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させることができる。

　ところで、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力が増加する場合は、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と実吐出圧力の偏差が大きくなる。すなわち、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力が増加する場合は、実吐出圧力に対して目標吐出圧力が高くなる。実吐出圧力に対して目標吐出圧力が大きくなると、前記燃料経路においてベーパが発生していないにもかかわらず、前記積分項が増加傾向を示す。そのような場合に前記上昇処理が実行されると、低圧燃料ポンプの駆動力が不要に大きくなる。

　これに対し、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムは、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化に伴って前記積分項が増加傾向を示す場合は、前記上昇処理の実行を禁止する。たとえば、前記禁止部は、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の単位時間あたりにおける増加量が閾値を超えている場合は、前記上昇処理の実行を禁止するようにしてもよい。言い換えると、前記禁止部は、前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きくなったときに、同単位時間あたりにおける高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の増加量が閾値より大きければ、前記上昇処理の実行を禁止するようにしてもよい。

　このように前記上昇処理の実行が禁止されると、前記燃料経路にベーパが発生していないにもかかわらず低圧燃料ポンプの吐出圧力が上昇される事態を回避することができる。よって、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムよれば、燃料のベーパを回避しつつ、低圧燃料ポンプの吐出圧力を可及的に低下させることができる。

　なお、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力が減少する場合も、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と実吐出圧力との偏差が大きくなる。ただし、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力が減少する場合は、実吐出圧力に対して目標吐出圧力が小さくなるため、前記積分項が減少傾向を示すことになる。その際、前記燃料経路の燃料圧力が既に燃料の飽和蒸気圧に近似していると、前記低下処理の実施によって前記燃料経路の燃料圧力が過剰に低下し、ベーパの発生を誘発する可能性がある。

　そこで、本発明に係わる禁止部は、前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化に伴って前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下になるときは、前記低下処理を禁止するようにしてもよい。たとえば、前記禁止部は、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の単位時間あたりにおける減少量が閾値を超えている場合は、前記低下処理の実行を禁止するようにしてもよい。言い換えると、前記禁止部は、前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下になったときに、同単位時間あたりにおける高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の減少量が閾値より大きければ、前記低下処理の実行を禁止するようにしてもよい。

　このように前記低下処理の実行が禁止されると、前記燃料経路の燃料圧力が十分に低いにもかかわらず低圧燃料ポンプの吐出圧力が更に低下される事態を回避することができる。つまり、低圧燃料ポンプの吐出圧力の過剰な低下により、前記燃料経路にベーパが発生する事態を回避することができる。

　本発明によれば、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃料のベーパを回避しつつ、低圧燃料ポンプの吐出圧力を可及的に低下させることができる。

本発明を適用する内燃機関の燃料噴射系の概略構成を示す図である。低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させたときの積分項の挙動および高圧燃料通路内の燃料圧力の挙動を示す図である。低圧燃料ポンプの吐出圧力（駆動信号）を決定する際に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。

　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

　図１は、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムの概略構成を示す図である。図１に示す燃料噴射制御システムは、直列４気筒の内燃機関に適用される燃料噴射制御システムであり、低圧燃料ポンプ１と、高圧燃料ポンプ２とを備えている。なお、内燃機関の気筒数は、４つに限られず、５つ以上であってもよく、或いは３つ以下であってもよい。

　低圧燃料ポンプ１は、燃料タンク３に貯留されている燃料を汲み上げるためのポンプであり、電力により駆動されるタービン式ポンプ（ウェスコ式ポンプ）である。低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料は、低圧燃料通路４によって高圧燃料ポンプ２の吸入口へ導かれるようになっている。

　高圧燃料ポンプ２は、低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料を昇圧するためのポンプであり、内燃機関の動力（たとえば、カムシャフトの回転力）により駆動される往復式のポンプ（プランジャー式ポンプ）である。高圧燃料ポンプ２の吸入口には、該吸入口の導通と閉塞とを切り換える吸入弁２ａが設けられている。吸入弁２ａは、電磁駆動式の弁機構であり、プランジャの位置に対する開閉タイミングを変更することによって高圧燃料ポンプ２の吐出量を変更する。また、高圧燃料ポンプ２の吐出口には、高圧燃料通路５の基端が接続されている。高圧燃料通路５の終端は、デリバリパイプ６に接続されている。

　デリバリパイプ６には、４つの燃料噴射弁７が接続されており、高圧燃料ポンプ２からデリバリパイプ６へ圧送された高圧の燃料が各燃料噴射弁７へ分配されるようになっている。燃料噴射弁７は、内燃機関の気筒内へ直接燃料を噴射する弁機構である。

　なお、上記した燃料噴射弁７のような筒内噴射用の燃料噴射弁に加え、吸気通路（吸気ポート）内へ燃料を噴射するためのポート噴射用の燃料噴射弁が内燃機関に取り付けられている場合は、低圧燃料通路４の途中から分岐してポート噴射用のデリバリパイプへ低圧の燃料が供給されるように構成されてもよい。

　上記した低圧燃料通路４の途中には、パルセーションダンパ１１が配置されている。パルセーションダンパ１１は、前記高圧燃料ポンプ２の動作（吸引動作と吐出動作）に起因する燃料の脈動を減衰するものである。また、上記した低圧燃料通路４の途中には、分岐通路８の基端が接続されている。分岐通路８の終端は、燃料タンク３に接続されている。分岐通路８の途中には、プレッシャーレギュレータ９が設けられている。プレッシャーレギュレータ９は、低圧燃料通路４内の圧力（燃料圧力）が所定値を超えたときに開弁することにより、低圧燃料通路４内の余剰の燃料が分岐通路８を介して燃料タンク３へ戻るように構成される。

　上記した高圧燃料通路５の途中には、チェック弁１０が配置されている。チェック弁１０は、前記高圧燃料ポンプ２の吐出口から前記デリバリパイプ６へ向かう流れを許容し、前記デリバリパイプ６から前記高圧燃料ポンプ２の吐出口へ向かう流れを規制するワンウェイバルブである。

　上記したデリバリパイプ６には、該デリバリパイプ６内の余剰の燃料を前記燃料タンク３へ戻すためのリターン通路１２が接続されている。リターン通路１２の途中には、該リターン通路１２の導通と遮断とを切り換えるリリーフ弁１３弁が配置されている。リリーフ弁１３は、電動式または電磁駆動式の弁機構であり、デリバリパイプ６内の燃料圧力が目標値を超えたときに開弁される。

　前記リターン通路１２の途中には、連通路１４の終端が接続されている。前記連通路１４の基端は、前記高圧燃料ポンプ２に接続されている。この連通路１４は、前記高圧燃料ポンプ２から排出される余剰燃料を前記リターン通路１２へ導くための通路である。

　ここで、本実施例における燃料供給システムは、上記した各機器を電気的に制御するためのＥＣＵ１５を備えている。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどを備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６、吸気温度センサ１７、アクセルポジションセンサ１８、クランクポジションセンサ１９などの各種センサと電気的に接続されている。

　燃圧センサ１６は、デリバリパイプ６内の燃料圧力（高圧燃料ポンプの吐出圧力）Ｐｈに相関した電気信号を出力するセンサである。吸気温度センサ１７は、内燃機関に吸入される空気の温度に相関した電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ１８は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力する。クランクポジションセンサ１９は、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関した電気信号を出力するセンサである。

　ＥＣＵ１５は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、低圧燃料ポンプ１や吸入弁２ａを制御する。たとえば、ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６の出力信号（実吐出圧力）Ｐｈが目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇに収束するように、吸入弁２ａの開閉タイミングを調整する。その際、ＥＣＵ１５は、実吐出圧力Ｐｈと目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇとの差ΔＰｈ（＝Ｐｈｔｒｇ－Ｐｈ）に基づいて、吸入弁２ａの制御量である駆動デューティ（ソレノイドの通電時間と非通電時間との比）Ｄｈをフィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ１５は、吸入弁２ａの駆動デューティＤｈに対し、前記差ΔＰｈに基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。なお、前記目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇは、燃料噴射弁７の目標燃料噴射量に応じて定められる値である。

　上記した比例積分制御において、ＥＣＵ１５は、目標燃料噴射量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）Ｔｆｆと、実吐出圧力Ｐｈと目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇとの差ΔＰｈの大きさに応じて定める制御量（比例項）Ｔｐと、前記差ΔＰｈの一部（たとえば、比例制御の残留偏差）を積算した制御量（積分項）Ｔｉと、を加算することにより、駆動デューティＤｈを算出する。

　なお、前記目標燃料噴射量とフィードフォワード項Ｔｆｆとの関係、および、前記差ΔＰｈと比例項Ｔｐとの関係は、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。また、前記差ΔＰｈのうち、積分項Ｔｉに加算される量の割合についても、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。

　このような方法によりＥＣＵ１５が吸入弁２ａの駆動デューティＤｈを演算することにより、本発明に係わる演算部が実現される。

　また、ＥＣＵ１５は、低圧燃料ポンプ１の消費電力を可及的に低減するために、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌを低下させる処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１５は、以下の式（１）にしたがって、低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算する。なお、駆動信号Ｄｌの大きさは、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌに比例するものとする。
　Ｄｌ＝Ｄ１ｏｌｄ＋ΔＴｉ＊Ｆ－Ｃｄｗｎ・・・（１）
　式（１）中のＤ１ｏｌｄは、駆動信号Ｄｌの前回の計算値である。式（１）中のΔＴｉは、前記比例積分制御に用いられる積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉ（たとえば、駆動デューティＤｈの前回の演算に用いられた積分項Ｔｉｏｌｄと今回の演算に用いられた積分項Ｔｉとの差（Ｔｉ－Ｔｉｏｌｄ））である。式（１）中のＦは、補正係数である。なお、補正係数Ｆとしては、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが正値であるときは１以上の増加係数Ｆｉが使用され、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが負値であるときは１未満の減少係数Ｆｄが使用される。また、式（１）中のＣｄｗｎは、低下定数である。

　上記した式（１）にしたがって低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが増加（吐出圧力Ｐｌが上昇）し、前記積分項Ｔｉが減少傾向又は一定値を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが減少（吐出圧力Ｐｌが低下）することになる。

　ここで、前記積分項Ｔｉは、低圧燃料通路４にベーパが発生したとき、言い換えると、低圧燃料通路４内の燃料圧力が燃料の飽和蒸気圧を下回ったときに、増加傾向を示す。ここで、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌを連続的に低下させた場合における積分項Ｔｉと高圧燃料通路５内の燃料圧力（高圧燃料ポンプ２の実吐出圧力）Ｐｈの挙動を図２に示す。

　図２において、フィード圧Ｐｌが飽和蒸気圧を下回ると（図２中のｔ１）、積分項Ｔｉが穏やかな増加傾向を示す。その後、フィード圧Ｐｌがさらに低下されると、高圧燃料ポンプ２の吸引不良または吐出不良が発生する（図２中のｔ２）。高圧燃料ポンプ２の吸引不良または吐出量が発生すると、積分項Ｔｉの増加速度が大きくなるとともに、高圧燃料通路５内の燃料圧力Ｐｈが低下する。

　よって、上記した式（１）により低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが上昇し、前記積分項Ｔｉが一定又は減少傾向を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが低下するため、ベーパの発生に起因した高圧燃料ポンプ２の吸引不良や吐出不良を抑制しつつ、低圧燃料ポンプの吐出圧力Ｐｌを低下させることができる。なお、ＥＣＵ１５が上記式（１）を利用して低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算することにより、本発明に係わる第１処理部及び第２処理部が実現される。

　ところで、前記積分項Ｔｉは、高圧燃料ポンプ２の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが変化した場合にも増加傾向を示す。たとえば、高圧燃料ポンプ２の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが増加する場合は、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが実吐出圧力Ｐｈより高くなるとともに、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇと実吐出圧力Ｐｈとの偏差が拡大するため、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示す（ΔＴｉ＞０）。そのような場合に、上記式（１）にしたがって低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが演算されると、低圧燃料通路４にベーパが発生していないにもかかわらず、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが上昇されることになる。その結果、低圧燃料ポンプ１の消費電力が不要に増加する可能性がある。

　これに対し、本実施例の燃料噴射制御システムは、高圧燃料ポンプ２の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの増加により前記積分項Ｔｉが増加傾向を示した場合（ΔＴｉ＞０）は、前記式（１）による駆動信号Ｄｌの演算処理（上昇処理）を禁止するようにした。具体的には、ＥＣＵ１５は、前記積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが零より大きくなるときに、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの増加量ΔＰｈｔｒｇｉが閾値ΔＰｈｉｔｈより大きければ、前記式（１）による駆動信号Ｄｌの演算処理を禁止するようにした。つまり、ＥＣＵ１５は、駆動信号Ｄｌの前回の計算値Ｄｌｏｌｄを使用して低圧燃料ポンプを駆動するようにした。ここで、閾値ΔＰｈｉｔｈは、低圧燃料通路４にベーパが発生していない条件下において、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの増加が積分項Ｔｉの増加に反映されると考えられる最小の増加量ΔＰｈｔｒｇｉであり、予め実験などを用いた適合処理によって求められた値である。

　また、高圧燃料ポンプ２の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが減少する場合は、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが実吐出圧力Ｐｈより小さくなるとともに、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇと実吐出圧力Ｐｈとの偏差が拡大するため、前記積分項Ｔｉが減少傾向を示す（ΔＴｉ＜０）。そのような場合に、上記式（１）にしたがって低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが演算されると、低圧燃料通路４の燃料圧力が十分に低いにもかかわらず、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが低下されることになる。その結果、低圧燃料通路４の燃料圧力が燃料の飽和蒸気圧に比して過剰に低くなる可能性がある。

　これに対し、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御システムは、高圧燃料ポンプ２の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの減少により前記積分項Ｔｉが減少傾向を示した場合（ΔＴｉ＜０）は、前記式（１）による駆動信号Ｄｌの演算処理（低下処理）を禁止するようにした。具体的には、ＥＣＵ１５は、前記積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが零より小さくなるときに、高圧燃料ポンプの目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの減少量ΔＰｈｔｒｇｄが閾値ΔＰｈｄｔｈより大きければ、前記式（１）による駆動信号Ｄｌの演算処理を禁止するようにした。つまり、ＥＣＵ１５は、駆動信号Ｄｌの前回の計算値Ｄｌｏｌｄを使用して低圧燃料ポンプを駆動するようにした。ここで、閾値ΔＰｈｄｔｈは、低圧燃料通路４にベーパが発生していない条件下において、目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの減少が積分項Ｔｉの減少に反映されると考えられる最小の減少量ΔＰｈｔｒｇｄであり、予め実験などを用いた適合処理によって求められた値である。

　以下、本実施例における低圧燃料ポンプ１の制御手順について図３に沿って説明する。図３は、ＥＣＵ１５が低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを決定する際に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ１５のＲＯＭに記憶されており、ＥＣＵ１５によって周期的（前記した単位時間毎）に実行されるルーチンである。

　図３の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１５は、先ずＳ１０１の処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ２の駆動デューティＤｈを演算する際に用いられた積分項Ｔｉの値を読み込む。続いて、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で読み込まれた積分項Ｔｉから前回の積分項Ｔｉｏｌｄを減算することにより、単位時間あたりにおける積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉ（＝Ｔｉ－Ｔｉｏｌｄ）を演算する。

　Ｓ１０２では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で算出された変化量ΔＴｉが零より大きいか否かを判別する。Ｓ１０２において肯定判定された場合（ΔＴｉ＞０）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０３へ進む。

　Ｓ１０３では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ２の最新の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが前回の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇｏｌｄより大きいか否かを判別する。Ｓ１０３において肯定判定された場合（Ｐｈｔｒｇ＞Ｐｈｔｒｇｏｌｄ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０４へ進む。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合（Ｐｈｔｒｇ≦Ｐｈｔｒｇｏｌｄ）は、ＥＣＵ１５は、後述するＳ１０４，Ｓ１０５をスキップしてＳ１０６へ進む。

　Ｓ１０４では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ２の最新の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇから前回の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇｏｌｄを減算することにより、単位時間あたりにおける目標吐出圧力の増加量ΔＰｈｔｒｇｉ（＝Ｐｈｔｒｇ－Ｐｈｔｒｇｏｌｄ）を演算する。

　Ｓ１０５では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０４で算出された増加量ΔＰｈｔｒｇｉが閾値ΔＰｈｉｔｈ以下であるか否かを判別する。Ｓ１０５において肯定判定された場合（ΔＰｈｔｒｇｉ≦ΔＰｈｉｔｈ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０６へ進む。一方、Ｓ１０５において否定判定された場合（ΔＰｈｔｒｇｉ＞ΔＰｈｉｔｈ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０７へ進む。

　Ｓ１０６では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で算出された変化量ΔＴｉと前記式（１）とを利用して低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算する。ここで、増加量ΔＰｈｔｒｇｉが閾値ΔＰｈｉｔｈ以下であれば、積分項Ｔｉの増加要因が低圧燃料通路４におけるベーパの発生にあるとみなすことができる。よって、前記変化量ΔＴｉと前記式（１）とに基づいて低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが算出されると、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌを上昇させることができる。その結果、低圧燃料通路４の燃料圧力を燃料の飽和蒸気圧より高めることができる。

　Ｓ１０７では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で算出された変化量ΔＴｉと前記式（１）とを利用した駆動信号Ｄｌの演算処理を行わず、前回の駆動信号Ｄｌｏｌｄを最新の駆動信号Ｄｌに設定する。ここで、増加量ΔＰｈｔｒｇｉが閾値ΔＰｈｉｔｈより大きければ、積分項Ｔｉの増加要因が目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの増加にあるとみなすことができる。よって、前回の駆動信号Ｄｌｏｌｄが最新の駆動信号Ｄｌに設定されると、低圧燃料通路４にベーパが発生していないにもかかわらず低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが不要に上昇される事態を回避することができる。

　また、前記Ｓ１０２において否定判定された場合（ΔＴｉ≦０）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０８へ進む。Ｓ１０８では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ２の最新の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇが前回の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇｏｌｄより小さいか否かを判別する。Ｓ１０８において肯定判定された場合（Ｐｈｔｒｇ＜Ｐｈｔｒｇｏｌｄ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０９へ進む。一方、Ｓ１０８において否定判定された場合（Ｐｈｔｒｇ≧Ｐｈｔｒｇｏｌｄ）は、ＥＣＵ１５は、後述するＳ１０９，Ｓ１１０をスキップしてＳ１１１へ進む。

　Ｓ１０９では、ＥＣＵ１５は、高圧燃料ポンプ２の前回の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇｏｌｄから最新の目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇを減算することにより、単位時間あたりにおける目標吐出圧力の減少量ΔＰｈｔｒｇｄ（＝Ｐｈｔｒｇｏｌｄ－Ｐｈｔｒｇ）を演算する。

　Ｓ１１０では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０９で算出された減少量ΔＰｈｔｒｇｄが閾値ΔＰｈｄｔｈ以下であるか否かを判別する。Ｓ１１０において肯定判定された場合（ΔＰｈｔｒｇｄ≦ΔＰｈｄｔｈ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１１１へ進む。一方、Ｓ１１０において否定判定された場合（ΔＰｈｔｒｇｄ＞ΔＰｈｄｔｈ）は、ＥＣＵ１５は、Ｓ１１２へ進む。

　Ｓ１１１では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で算出された変化量ΔＴｉと前記式（１）とを利用して低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算する。ここで、減少量ΔＰｈｔｒｇｄが閾値ΔＰｈｄｔｈ以下であれば、積分項Ｔｉの減少要因が低圧燃料通路４の燃料圧力が適正圧力より高いことにあるとみなすことができる。よって、前記変化量ΔＴｉと前記式（１）とに基づいて低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが算出されると、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌを低下させることができる。その結果、低圧燃料通路４の燃料圧力を低下させることができる。

　Ｓ１１２では、ＥＣＵ１５は、前記Ｓ１０１で算出された変化量ΔＴｉと前記式（１）とを利用した駆動信号Ｄｌの演算処理を行わず、前回の駆動信号Ｄｌｏｌｄを最新の駆動信号Ｄｌに設定する。ここで、減少量ΔＰｈｔｒｇｄが閾値ΔＰｈｄｔｈより大きければ、積分項Ｔｉの減少要因が目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇの低下にあるとみなすことができる。よって、前回の駆動信号Ｄｌｏｌｄが最新の駆動信号Ｄｌに設定されると、低圧燃料通路４の燃料圧力が十分に低いにもかかわらず低圧燃料ポンプ１の吐出圧力Ｐｌが不要に低下される事態を回避することができる。

　ここで、ＥＣＵ１５が前記Ｓ１０７及び前記Ｓ１１２の処理を実行することにより、本発明に係わる禁止部が実現される。

　このようにＥＣＵ１５が図３の制御ルーチンにしたがって低圧燃料ポンプ１の吐出圧力（駆動信号Ｄｌ）を決定することにより、低圧燃料通路４におけるベーパの発生を回避しつつ、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力を可及的に低くすることができる。

１     低圧燃料ポンプ
２     高圧燃料ポンプ
２ａ   吸入弁
３     燃料タンク
４     低圧燃料通路
５     高圧燃料通路
６     デリバリパイプ
７     燃料噴射弁
８     分岐通路
９     プレッシャーレギュレータ
１０   チェック弁
１１   パルセーションダンパ
１２   リターン通路
１３   リリーフ弁
１４   連通路
１５   ＥＣＵ
１６   燃圧センサ
１７   吸気温度センサ
１８   アクセルポジションセンサ
１９   クランクポジションセンサ

Claims

　低圧燃料ポンプから吐出される燃料を高圧燃料ポンプにより昇圧して燃料噴射弁へ供給する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
　前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、
　前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記圧力センサの検出値の偏差をパラメータとして演算される比例項及び積分項を用いて前記高圧燃料ポンプの駆動信号を演算する演算部と、
　前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下であるときに、前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させるための低下処理を行う第１処理部と、
　前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きいときに、前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を上昇させるための上昇処理を行う第２処理部と、
　前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化によって前記積分項の単位時間あたりの変化量が零より大きくなるときは、前記第２処理部による上昇処理の実行を禁止する禁止部と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
　請求項１において、前記禁止部は、前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力の変化によって前記積分項の単位時間あたりの変化量が零以下になるときは、前記第１処理部による低下処理の実行を禁止する内燃機関の燃料噴射制御システム。