JP2007255400A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプが複数のプランジャを備えることで複数の圧送系統を有する燃料噴射装置にあって、その一部の圧送系統に異常が生じた場合であれ、燃圧の制御性を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。
【解決手段】燃料ポンプによる燃料の圧送開始角度は、吐出量を調節する調量弁の開弁開始角度として、指令噴射量や目標燃圧とに基づきステップＳ１６にてマップ演算されるベース角度ＡＢと、検出される燃圧と目標燃圧との差圧に基づきステップＳ１８にて算出されるフィードバック補正量ＦＢとの和として算出される。２つの調量弁のいずれか一方に異常が生じると、ステップＳ１６に代えて、ステップＳ２２において、異常時用のマップに基づきベース角度ＡＢを算出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高圧状態で燃料を蓄えるとともに該燃料を燃料噴射弁に供給する蓄圧室と、複数のプランジャのそれぞれの往復動作により前記蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、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の燃料噴射装置に適用され、前記燃料ポンプを操作することで前記検出される燃圧を目標燃圧に制御する制御手段を備える燃料噴射制御装置に関する。

この種の燃料噴射装置としては、ディーゼル機関の各気筒の燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する共通の蓄圧室（コモンレール）を備えるものが周知である（特許文献１）。コモンレール式のディーゼル機関によれば、機関運転状態に応じてコモンレール内の燃圧の目標値（目標燃圧）を自由に設定することができ、ひいては燃料噴射弁に供給される燃圧を自由に制御することができる。

一方、上記燃料噴射制御装置は、コモンレール内の燃圧を目標燃圧に追従させるべく、通常、ディーゼル機関の運転状態に基づき燃料ポンプの操作量を定めるオープン制御や、燃圧センサによって検出されるコモンレール内の燃圧と目標燃圧との差に基づき燃料ポンプの操作量を定めるフィードバック制御を行っている。

しかし、燃料ポンプの複数のプランジャのそれぞれによってコモンレールへ燃料を加圧供給（圧送）する複数の圧送系統のいずれかに異常が生じるときには、燃圧の制御性が低下する。すなわち、オープン制御のみをしているものでは、全ての圧送系統が正常であることを前提として燃料ポンプの操作量が設定されるため、異常時にはコモンレールに圧送される燃料量が不足し、燃圧が低下していく。また、フィードバック制御を行なうものにあっても、異常が生じた直後にあっては、フィードバック制御の応答遅れのために、燃圧の制御性が低下する。更に、オープン制御とフィードバック制御との双方を行うことで過渡時の燃圧の追従性と制御の安定性との双方の向上を狙ったものにあっては、過渡時の追従性を高めるべく設けたオープン制御が圧送系統の異常により正常に機能しなくなるため、やはり制御性が低下する。
特開平６２−２５８１６０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、燃料ポンプが複数のプランジャを備えることで複数の圧送系統を有する燃料噴射装置にあって、その一部の圧送系統に異常が生じた場合であれ、燃圧の制御性を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、前記複数のプランジャのそれぞれによる燃料の圧送系統の一部についての異常の有無を診断する診断手段と、前記異常があると判断されるとき、前記制御手段によって定まる前記燃料ポンプの操作量を強制的に変更することで、前記異常と対応しない圧送系統の圧送量を増加させる増加手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、異常があると判断されるとき、燃料ポンプの操作量を強制的に変更する。このため、上記制御手段がフィードバック制御をする機能を有しない場合であっても、圧送系統の異常にかかわらず検出される燃圧を目標燃圧に制御することができる。また、制御手段がフィードバック制御を有する場合にあっては、検出される燃圧が目標燃圧からずれることでこれを補償するフィードバック制御によるものよりも、目標燃圧への燃圧の追従性を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧送系統の正常時における前記燃料ポンプの操作量と前記内燃機関の運転状態との関係を定める基本マップを備え、前記基本マップに基づき定まる操作量にて前記燃料ポンプを操作することを特徴とする。

上記構成では、基本マップによるフィードフォワード制御により、過渡時における燃圧の追従性を向上させることができる。ただし、基本マップは、圧送系統が正常であることを前提とするため、圧送系統に異常が生じたときには、燃料ポンプによる燃料の圧送量が不足する。この点、上記構成では、増加手段によって、基本マップに基づく操作量を強制的に変更することで圧送量が増加されるため、上記圧送量の不足を補償することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記増加手段は、前記複数の圧送系統のうちの一部のみによって前記検出される燃圧を前記目標燃圧に制御するために要求される前記燃料ポンプの操作量と前記内燃機関の運転状態との関係を定める異常時用マップを備え、前記異常があると判断されるとき、前記制御手段に、前記基本マップに代えて前記異常時用マップを用いさせることを特徴とする。

上記構成では、異常があると判断されるとき、基本マップに代えて、異常時用マップに基づき定まる操作量にて燃料ポンプを操作する。このため、上記制御手段がフィードバック制御をする機能を有しない場合であっても、圧送系統の異常にかかわらず検出される燃圧を目標燃圧に制御することができる。また、制御手段がフィードバック制御を有する場合にあっては、異常時用マップを用いることで、過渡時の燃圧の追従性を向上させることができる。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記増加手段は、前記基本マップに基づき定まる操作量を補正する補正手段を備え、前記異常があると判断されるとき、前記制御手段に、前記補正手段によって補正される操作量を用いさせることを特徴とする。

上記構成では、異常があると判断されるとき、補正手段によって補正された操作量が用いられる。このため、上記制御手段がフィードバック制御をする機能を有しない場合であっても、圧送系統の異常にかかわらず検出される燃圧を目標燃圧に制御することができる。また、制御手段がフィードバック制御を有する場合にあっては、補正手段を備えることで、異常時に適切な操作量とすることができるため、過渡時の燃圧の追従性を向上させることができる。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の発明において、前記制御手段は、前記検出される燃圧を前記目標燃圧にフィードバック制御する機能を有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をする機能を有するために、燃料ポンプの吐出量限界に達しない限り、圧送系統の異常にかかわらず、いずれは検出される燃圧を目標燃圧とするように燃料ポンプが操作されるようになる。しかし、目標燃圧が変化する過渡時等にあっては、フィードバック制御によって検出される燃圧が目標燃圧となるまでには時間を要することとなる。この点、上記構成では、増加手段を備えることで、運転状態に応じて要求されると想定される操作量に基づき燃料ポンプが操作されるために、過渡時等における燃圧の追従性を高めることができる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記制御手段は、前記増加手段による強制的な変更がなされるとき、該変更による前記操作量の変化を緩和させる緩和手段を更に備えることを特徴とする。

上記構成では、異常があると判断されるとき、圧送量の不足により検出される燃圧が目標燃圧を下回ることで、フィードバック補正量が増大することがある。そして、この場合、増加手段によって定まる操作量をフィードバック補正したものによって燃料ポンプを操作すると圧送量が過剰となり、蓄圧室内の燃圧がオーバーシュートするおそれがある。この点、上記構成では、緩和手段を備えることで、圧送量が過度に多くなることを抑制することができる。

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、前記燃料ポンプは、複数のプランジャのそれぞれと対応する複数の調量弁を備えるものであり、前記診断手段は、前記圧送系統の異常の有無として、前記調量弁の異常の有無を診断することを特徴とする。

上記構成では、調量弁の異常の有無を診断することで、圧送系統の異常の有無を適切に診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コモンレール式の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。

燃料タンク２内に貯蔵される燃料は、燃料ポンプ４によって汲み上げられる。燃料ポンプ４は、図示しない第１及び第２のプランジャと、これらと対応する第１の調量弁６及び第２の調量弁８とを備えている。これら第１の調量弁６及び第２の調量弁８は、燃料タンク２から汲み上げられた燃料のうち、吐出される燃料量を調節する吐出調量弁である。詳しくは、第１の調量弁６及び第２の調量弁８は、第１及び第２のプランジャが上死点及び下死点間を往復動作する際、下死点から上死点へ向けて変位する期間において閉弁状態となることで、燃料ポンプ４から燃料を吐出させる。

燃料ポンプ４から吐出される燃料は、コモンレール１０に加圧供給（圧送）される。そして、コモンレール１０は、各気筒（ここでは、６気筒を例示）の燃料噴射弁１２に燃料を供給する。

一方、電子制御装置（ＥＣＵ２０）は、第１の調量弁６や第２の調量弁８、燃料噴射弁１２等のディーゼル機関のアクチュエータを操作することで、ディーゼル機関の出力制御を行なう。図２に、ＥＣＵ２０の構成を示す。

図示されるように、ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータ（マイコン２１）を主体として構成されている。ＥＣＵ２０には、イグニッションスイッチＩＧを介してバッテリＢから電力を供給可能となっている。更に、ＥＣＵ２０は、メインリレー２２を介しても、バッテリＢから電力を供給可能となっている。メインリレー２２は、イグニッションスイッチＩＧがオフとされた後、ＥＣＵ２０内でイグニッションスイッチＩＧのオフ後に行う後処理をする間、バッテリＢからの給電を維持すること等を目的として設けられている。

バッテリＢの電力は、リレー２３を介して第１の調量弁６及び第２の調量弁８のそれぞれの一方の端子と接続されている。そして、第１の調量弁６及び第２の調量弁８の他方の端子は、トランジスタＴ１，Ｔ２のコレクタ及びエミッタを介して接地されている。トランジスタＴ１，Ｔ２のベースには、マイコン２１から駆動電流が出力され、これにより、第１の調量弁６、第２の調量弁８が駆動される。

更に、ＥＣＵ２０は、バッテリＢの電圧を昇圧する昇圧回路や定電流を流す定電流回路等を備えて構成される電源回路２４と電源回路２５とを備えている。ここで、電源回路２４は、１番気筒から３番気筒までの燃料噴射弁１２に給電を行なうための回路であり、電源回路２５は、４番気筒から６番気筒までの燃料噴射弁１２に給電を行なうための回路である。ＥＣＵ２０は、各燃料噴射弁１２と接地との間を導通及び遮断するスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を備えている。これにより、電源回路２４、燃料噴射弁１２及びスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３により、１番気筒から３番気筒の燃料噴射弁１２の給電経路が構成されている。また、電源回路２５、燃料噴射弁１２及びスイッチング素子ＳＷ４〜ＳＷ６により、４番気筒から６番気筒の燃料噴射弁１２の給電経路が構成されている。

ＥＣＵ２０は、更に、上記コモンレール１０内の燃圧を検出する燃圧センサ３２やディーゼル機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ３４等、ディーゼル機関の運転状態を検出する各種センサの検出値を取り込む。また、ＥＣＵ２０は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ３６の検出値を取り込む。

そして、ＥＣＵ２０は、上記各種センサの検出値に基づき、ディーゼル機関の出力を制御する。特にＥＣＵ２０は、ディーゼル機関の出力制御を良好に行なうべく、コモンレール１０内の燃圧を目標値（目標燃圧）にフィードバック制御する。図３に、燃圧のフィードバック制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２０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、アクセルセンサ３６によって検出されるアクセルペダルの操作量と、クランク角センサ３４の検出値に基づくクランク軸の回転速度とに基づき、燃料噴射弁１２に対する噴射量の指令値（指令噴射量）を算出する。続くステップＳ１２では、指令噴射量と回転速度とに基づき、目標燃圧を算出する。

そして、ステップＳ１４では、第１の調量弁６又は第２の調量弁８に異常があるか否かを判断する。この判断は、トランジスタＴ１，Ｔ２のコレクタ及びエミッタ間に電流が流れたか否かによって行われる。すなわち、トランジスタＴ１，Ｔ２のコレクタ及びエミッタ間に電流が流れるなら、第１の調量弁６や第２の調量弁８に電流が流れていると考えられ、第１の調量弁６や第２の調量弁８が正常に駆動されていると判断することができる。

ステップＳ１４において双方に異常がないと判断されると、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、図４（ａ）に示すマップに基づき、燃料の圧送開始のクランク角度（燃料ポンプ４による燃料の吐出開始のクランク角度）のベース値（ベース角度ＡＢ）をマップ演算する。このマップは、燃料ポンプ４や、コモンレール１０、燃料噴射弁１２等が基準となる特性であるとの前提の下に、燃圧を目標燃圧とするために適切な圧送開始角度を定めるものである。なお、この基準となる特性を、コモンレール１０や燃料ポンプ４、燃料噴射弁１２を量産したときの平均的な特性であるいわゆる中央特性とすることが望ましい。

このマップは、図４（ａ）に示されるように、指令噴射量及び目標燃圧と圧送開始角度との関係を定めるものである。図示されるように、指令噴射量が多いほど、圧送開始角度が進角側に設定される。これは、指令噴射量が多いほど、燃料ポンプ４に要求される吐出量が多くなることに対応している。また、燃圧が高いほど圧送開始角度が進角側に設定される。これは、燃圧が高いほど、燃料噴射弁１２によって噴射されることなくコモンレール１０から燃料噴射弁１２を介して燃料タンク２へとリークする燃料量が増加すること等による（先の図１では、便宜上、このリーク経路を省略している）。

ベース角度ＡＢが算出されると、ステップＳ１８において、燃圧センサ３２によるコモンレール１０内の燃圧の検出値と目標燃圧との差圧に基づき、ＰＩＤ制御により、フィードバック補正量ＦＢを算出する。

続くステップＳ２０では、上記ベース角度ＡＢと補正量ＦＢとを加算することで算出される圧送開始角度にて、第１の調量弁６や第２の調量弁８を開操作する。

図５に、上記処理による燃圧の制御態様を示す。詳しくは、図５（ａ）は燃料噴射期間を示し、図５（ｂ）はコモンレール１０内の燃圧の挙動を示し、図５（ｃ）は燃圧センサ３２の出力のサンプリングタイミングのうち、フィードバック制御の演算に用いるサンプリングタイミングを示している。また、図５（ｄ）は第１プランジャの変位態様を示し、図５（ｅ）は第２プランジャの変位態様の推移を示し、図５（ｆ）は第１の調量弁６の操作態様を示し、図５（ｇ）は第２の調量弁８の操作態様の推移を示す。

図示されるように、本実施形態では、燃料噴射と圧送とが１対１に対応する同期システムが採用されている。詳しくは、第１の調量弁６が、第１のグループの燃料噴射弁１２による燃料噴射の直前の圧送を行い、第２の調量弁８が、第２のグループの燃料噴射弁１２による燃料噴射の直前の圧送を行なう。

図５では、燃料噴射から燃料噴射までの間の燃料の圧送量が１回の燃料噴射量と対応付けられ、燃料噴射等によりコモンレール１０から流出する燃料と、コモンレール１０に圧送される燃料とが定常的な平衡状態となっている。このため、燃料噴射に際しての燃圧を所望の燃圧とすることができる。なお、図示するような定常的な平衡状態が実現されているときには、サンプリングタイミングにおいて、検出される燃圧と目標燃圧とが一致している。この定常状態においては、燃料ポンプ４やコモンレール１０、燃料噴射弁１２が上記基準となる特性である場合には、圧送開始角度は先の図４（ａ）に示したマップによって定まり、フィードバック補正量ＦＢはゼロとなっている。これに対し、実際の特性が基準となる特性からずれる場合には、定常状態においては、積分項により特性のずれが補償されている。

一方、先の図３のステップＳ１４において、第１の調量弁６、第２の調量弁８のいずれかに異常があると判断されるときには、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、図４（ｂ）に示す異常時用のマップを用いて、圧送開始のベース角度ＡＢを算出する。このマップは、第１の調量弁６及び第２の調量弁８のいずれか一方のみでコモンレール１０に燃料を圧送することでコモンレール１０内の燃圧を目標燃圧とすることができると想定される圧送開始角度を設定するものである。このマップも、先の図４（ａ）に示したマップと同様、燃料ポンプ４や、コモンレール１０、燃料噴射弁１２等が基準となる特性であるとの前提の下で、指令噴射量及び燃圧と圧送開始角度との関係を定めるものである。図４（ｂ）に示すマップは、図４（ａ）に示したマップと比較して、同一の指令噴射量及び同一の燃圧に対しては、圧送開始角度をより進角に設定する。

上記ステップＳ２２の処理が完了すると、先の図３のステップＳ１８に移行する。図６に、第２の調量弁８に異常が生じ、ステップＳ２２によって圧送開始のベース角度ＡＢが設定されるときの燃圧の制御態様を示す。なお、図６（ａ）〜図６（ｇ）は、先の図５（ａ）〜図５（ｇ）と対応している。

図示されるように、この場合、第１の調量弁６及び第１プランジャのみを用いてコモンレール１０への燃料の圧送がなされる。このため、第１の調量弁６の圧送開始角度が、先の図５に示した場合と比較して、進角側に操作され、これにより第１の調量弁６にて調量される燃料量が増加する。そして、２回の燃料噴射によるコモンレール１０内の燃料の消費が１回の燃料の圧送によって補われるようになる。もっとも、こうした状態は、先の図３のステップＳ１６によってベース角度ＡＢを算出した場合であれ、ステップＳ１８によるフィードバック補正量ＦＢによってベース角度ＡＢを補正することで、実現可能ではある。しかし、この場合、異常時にコモンレール１０との間で流出及び流入する燃料が平衡状態となる定常状態が実現するのには時間がかかる。更に、目標燃圧が変更される過渡時にあっても、ステップＳ１６によって算出されるベース角度ＡＢが適切な値とならないために、フィードバック制御の積分項がステップＳ１６によって算出されるベース角度ＡＢと要求される角度との差を補償することで定常状態が実現するまでには時間がかかる。これに対し、本実施形態では、ステップＳ２２において異常時用のマップを用いることで、異常時であっても、適切なフィードフォワード制御をすることができるため、過渡時であっても迅速に定常状態を実現することができる。なお、この場合、フィードバック補正量ＦＢは、基準となる特性からの乖離を補償するための量となり、過渡時であってもほとんど変化しない。

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）２つのプランジャのそれぞれによる燃料の圧送系統の一方に異常があると判断されるとき、ステップＳ１６の処理に応じて定まる燃料ポンプ４の圧送開始角度を強制的に変更することで、異常と対応しない圧送系統の圧送量を増加させた。これにより、検出される燃圧が目標燃圧からずれるときにこれを補償するフィードバック制御によるものよりも、目標燃圧への燃圧の追従性を向上させることができる。

（２）圧送系統の正常時における燃料ポンプ４の操作量とディーゼル機関の運転状態との関係を定める図４（ａ）に示した基本マップを備え、基本マップに基づき定まる圧送開始のベース角度ＡＢに応じて燃料ポンプ４を操作した。この基本マップによるフィードフォワード制御により、圧送系統が正常であるときにおいて、過渡時における燃圧の追従性を向上させることができる。

（３）圧送系統のうちのいずれか一方のみによって目標燃圧に制御するために要求される圧送開始角度とディーゼル機関の運転状態との関係を定める図４（ｂ）に示した異常時用マップを備えた。これにより、圧送系統の一方に異常が生じる場合であれ、適切なフィードフォワード制御をすることができるため、過渡時の燃圧の追従性を向上させることができる。

（４）第１の調量弁６及び第２の調量弁８の通電不良に基づき、圧送系統の異常の有無を適切に診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。

先の第１の実施形態では、第１の調量弁６及び第２の調量弁８のいずれかに異常が生じると、先の図４（ｂ）に示した異常時用のマップに切り替えた。しかし、この場合、制御の設定によっては、異常が生じた直後、異常時用のマップによるフィードフォワード項と上述したフィードバック補正量ＦＢとの和が過度に進角側となることで燃料の圧送量が過剰となる可能性がある。図７に、こうした状況を示す。なお、図７（ａ）〜図７（ｇ）は、先の図６（ａ）〜図６（ｇ）と対応している。

図７では、第２の調量弁８に異常が発生した直後においては、第１の調量弁６の圧送開始角度が未だ異常時用のマップに基づき設定されておらず、基本マップによって設定される場合を示している。この場合、第２の調量弁８に異常が発生した直後の第１の調量弁６を用いた燃料の圧送量は、異常が発生する前までの圧送量とさほど変わらない。詳しくは、第２の調量弁８を用いた圧送がないためにサンプリングタイミングにおいて、検出される燃圧と目標燃圧とに差圧が生じることによってフィードバック補正量ＦＢが変化するため、異常発生前の圧送量と比較して、フィードバック補正量ＦＢの変化分だけ圧送量が増加している。

このため、異常発生後における第１の調量弁６を用いた初回の圧送によっても圧送量が不足し、その後第２の調量弁８による圧送が再度なされないために、フィードバック補正量ＦＢが大きく変化する。こうした状況下、第１の調量弁６の圧送開始角度が異常時用のマップを用いて定められるようになると、異常時用のマップへの切り替えによる圧送量の増量分に加えて、フィードバック補正量ＦＢの変化による増量分が加算されるために、図示されるように、燃圧がオーバーシュートする。

そこで本実施形態では、第１の調量弁６及び第２の調量弁８のいずれかに異常が生じたと判断され、マップが切り替えられる際には、マップによる圧送開始のベース角度ＡＢの変化を緩和させる処理を行う。以下、これについて、図８に基づき説明する。

図８は、本実施形態にかかる燃圧のフィードバック制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２０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３と同一のステップについては、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、先の図３に示したステップＳ２２において異常時用のマップによってベース角度ＡＢを算出すると、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、異常があると判断された直後であるか否かを判断する。ここでは、例えば異常があるとされてから図８に示す処理が行われる回数が所定回数以下であるときに直後と定義すればよい。そして、異常があると判断された直後であるときには、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、ベース角度ＡＢの変化を緩和する処理を行なう。具体的には、今回マップ演算されるベース角度ＡＢ（ｎ）と、前回のベース角度ＡＢ（ｎ−１）とのそれぞれに重みα、β（α＋β＝１）を乗算して加算するいわゆる加重平均処理によって、ベース角度ＡＢの変化を緩和する。

なお、ステップＳ２４において否定判断されるときや、ステップＳ２６の処理が完了するときには、先の図３に示したステップＳ１８に移行する。

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）〜（４）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）異常時用のマップに切り替えるとき、マップ演算されるベース角度の変化を緩和させる処理を行なった。これにより、異常と判断されて異常時用のマップに切り替えられるときに、圧送量が過度に多くなることを抑制することができる。

（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、異常時用のマップを別途用意する代わりに、正常時の基本マップによって算出されるベース角度ＡＢを補正する。以下、図９に基づき、これについて説明する。

図９は、本実施形態にかかる燃圧のフィードバック制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図９において、先の図３と同一のステップについては、便宜上、同一のステップ番号を付している。

図示されるように、先の図３に示したステップＳ１２の処理が完了すると、ステップＳ１５ａにおいて、上記ステップＳ１６の処理を行なう。すなわち、第１の調量弁６及び第２の調量弁８が正常であるか異常であるかにかかわらず、先の図４（ａ）に示したマップによりベース角度ＡＢを算出する。

そして、ステップＳ１５ａの処理が完了すると、ステップＳ１５ｂにおいて、先の図３に示したステップＳ１４の処理を行う。そして、ステップＳ１５ｂにおいて異常があると判断されると、ステップＳ１５ｃにおいて、ベース角度ＡＢを進角側に補正する。具体的には、ベース角度ＡＢに補正係数Ｋを乗算することで、第１の調量弁６及び第２の調量弁８のいずれか一方のみによって燃圧を目標燃圧とすることができると想定される圧送開始角度となるようにベース角度ＡＢを補正する。

上記ステップＳ１５ｃの処理が完了するときや、ステップＳ１５ｂにおいて否定判断されるときには、先の図３に示したステップＳ１８に移行する。

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）〜（４）の効果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。

（６）第１の調量弁６及び第２の調量弁８のいずれかに異常があると判断されるとき、先の図４（ａ）に示した基本マップによって定まるベース角度ＡＢを補正することで、別途マップを用意する場合と比較して、ＥＣＵ２０の記憶容量を低減することができる。

（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。

・上記第２の実施形態においては、ベース角度ＡＢの変化を緩和させる処理をしたが、これに限らず、例えば圧送開始角度ＡＢ＋ＦＢの変化を緩和する処理としてもよい。

・ベース角度ＡＢや圧送開始角度ＡＢ＋ＦＢの変化を緩和する処理としては、上記加重平均処理に限らず、例えば移動平均処理等のフィルタ処理であってもよい。

・燃料ポンプ４のプランジャの数は２つに限らず、複数個であればよい。ここで、第１の実施形態において、例えば３つのプランジャを備えるように変更するなら、３つの圧送系統のうちの１つの圧送系統が異常であるときのマップと、２つの圧送系統が異常であるときのマップとをそれぞれ備えるようにすればよい。

・燃料ポンプ４のプランジャの数と調量弁の数とは同一でなくてもよい。例えば２つのプランジャを備えて且つこれらプランジャによって単一の調量弁を共有する場合であっても、いずれか一方のプランジャが燃料ポンプ４の内壁等に固着することで往復動作を停止する異常が生じるときには、上記各実施形態においていずれかの調量弁に異常が生じるときと同様の事態が生じる。そして、この場合であっても、単一のプランジャによって燃圧を目標燃圧とすることができると想定される圧送開始角度をフィードフォワード制御によって定めることは有効である。

・調量弁としては、吐出調量弁に限らず、燃料ポンプに吸入する燃料量を調節することで燃料ポンプの吐出量を調節する吸入調量弁であってもよい。ここで吸入調量弁が開操作及び閉操作の２値的な動作によって燃料量を調節するものであるなら、吸入の終了タイミング（吸入終了角度）を操作すればよい。また、吐出調量弁や吸入調量弁は、開操作及び閉操作の２値的な動作によって燃料量を調節するものに限らず、弁体の開度を連続的に操作可能なものであってもよい。

・燃圧の制御の態様としては、上記実施形態で例示したように、調量弁の弁体の開閉タイミングを直接の操作対象とするものに限らない。例えば、フィードフォワード制御及びフィードバック制御によって燃料ポンプ４に対する指令吐出量を設定し、且つこの指令吐出量を、燃料ポンプに操作信号を与えるタイミングや、その信号の強度に変換するものであってもよい。

・上記各実施形態では、燃料噴射と燃料の圧送とが１対１に対応する同期システムに本発明を適用したが、燃料噴射と圧送とが１対１に対応しない非同期システムに本発明を適用してもよい。図１０に、非同期システムの一例として、４気筒のディーゼル機関について、噴射周期が「１８０°ＣＡ」、吐出周期が「１０８°ＣＡ」の場合を示す。この場合、各気筒の噴射タイミングと圧送タイミングとの関係は、「５４０°ＣＡ」毎に等しくなる。このため、例えば、「５４０°ＣＡ」周期の５回の燃料圧送のそれぞれについての燃料ポンプの操作量と、ディーゼル機関の運転状態との関係を定めるマップを、正常時用のものと異常時用のものとのそれぞれについて備えるようにするなら、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

・内燃機関としては、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ＥＣＵ及びこれと電気的に接続される部材を示す図。 同実施形態にかかる燃圧の制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における圧送開始角度を定めるためのマップを示す図。 上記制御における正常時の制御態様を示すタイムチャート。 上記制御における異常時の制御態様を示すタイムチャート。 第１の実施形態の問題点を説明するためのタイムチャート。 第２の実施形態にかかる燃圧の制御の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態にかかる燃圧の制御の処理手順を示すフローチャート。 上記各実施形態の変形例を説明するためのタイムチャート。

符号の説明

４…燃料ポンプ、６，８…調量弁、１０…コモンレール、１２…燃料噴射弁、２０…ＥＣＵ（燃料噴射制御装置の一実施形態）。

Claims (7)

1. 高圧状態で燃料を蓄えるとともに該燃料を燃料噴射弁に供給する蓄圧室と、複数のプランジャのそれぞれの往復動作により前記蓄圧室に燃料を圧送する燃料ポンプと、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の燃料噴射装置に適用され、前記燃料ポンプを操作することで前記検出される燃圧を目標燃圧に制御する制御手段を備える燃料噴射制御装置において、
   前記複数のプランジャのそれぞれによる燃料の圧送系統の一部についての異常の有無を診断する診断手段と、
   前記異常があると判断されるとき、前記制御手段によって定まる前記燃料ポンプの操作量を強制的に変更することで、前記異常と対応しない圧送系統の圧送量を増加させる増加手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記制御手段は、前記圧送系統の正常時における前記燃料ポンプの操作量と前記内燃機関の運転状態との関係を定める基本マップを備え、前記基本マップに基づき定まる操作量にて前記燃料ポンプを操作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. 前記増加手段は、前記複数の圧送系統のうちの一部のみによって前記検出される燃圧を前記目標燃圧に制御するために要求される前記燃料ポンプの操作量と前記内燃機関の運転状態との関係を定める異常時用マップを備え、前記異常があると判断されるとき、前記制御手段に、前記基本マップに代えて前記異常時用マップを用いさせ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. 前記増加手段は、前記基本マップに基づき定まる操作量を補正する補正手段を備え、前記異常があると判断されるとき、前記制御手段に、前記補正手段によって補正される操作量を用いさせることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記制御手段は、前記検出される燃圧を前記目標燃圧にフィードバック制御する機能を有することを特徴とする請求項３又は４記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記制御手段は、前記増加手段による強制的な変更がなされるとき、該変更による前記操作量の変化を緩和させる緩和手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記燃料ポンプは、複数のプランジャのそれぞれと対応する複数の調量弁を備えるものであり、
   前記診断手段は、前記圧送系統の異常の有無として、前記調量弁の異常の有無を診断す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。

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