JP2012067634A

JP2012067634A - 内燃機関の燃料供給制御装置

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Publication number: JP2012067634A
Application number: JP2010211320A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Saruwatari; 匡行猿渡; Tomoyuki Murakami; 智之村上
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP5331770B2

Abstract

【課題】目標燃圧を可変に設定する燃料供給制御装置において、高い降圧応答性を安定的に得られ、かつ、電力消費を充分に低減できるようにする。
【解決手段】通常モードでは、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように、燃料ポンプの駆動デューティＤＵＴＹを決定する、フィードバック制御を実施する（Ｓ１０９）。係るフィードバック制御中に、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高くなると、降圧モードに移行し、駆動デューティＤＵＴＹを０％に変更して燃料ポンプを停止させる（Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１０７）。燃料ポンプを停止させたことで、ＦＵＰＲ−TGFUPR≦ＳＬ２が成立するようになると、通常モードに復帰させる（Ｓ１０６→Ｓ１０８→Ｓ１０９）。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプを駆動する燃料供給制御装置に関する。

特許文献１には、燃料噴射弁に供給する燃料圧力の検出値が、上限値と下限値とで挟まれる領域内であるときに、圧力の検出値を目標値に一致させるように燃料ポンプの制御デューティを設定し、圧力の検出値が前記下限値を下回る場合には、前記制御デューティを１００％に設定し、圧力の検出値が前記上限値を上回る場合には、前記制御デューティを０％にして燃料ポンプを停止させる、内燃機関の制御装置が開示されている。

特開２００８−０１４１８３号公報

しかし、特許文献１の制御装置のような、固定の上限値よりも実際の燃料圧力が高くなった場合に燃料ポンプを停止させる処理を、目標燃圧を可変に設定する燃料供給制御装置に適用した場合、目標燃圧の変化に対して適切なタイミングで燃料ポンプを停止させることができず、燃料ポンプを停止させることによる、降圧応答性の改善効果や、電力消費の低減による燃費の改善効果を充分に得ることができないという問題があった。

そこで、本願発明は、目標燃圧を可変に設定する燃料供給制御装置において、高い降圧応答性を安定的に得られ、かつ、電力消費を充分に低減できるようにすることを目的とする。

そのため、本願発明は、燃料噴射弁への燃料の供給圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の運転状態に基づき、前記供給圧力の目標値を設定する目標設定手段と、前記圧力検出手段による検出値と前記目標値とに基づき、前記燃料ポンプに加える第１操作量を演算する圧力制御手段と、前記圧力検出手段による検出値が前記目標値よりも所定以上に高くなったときに、前記燃料ポンプに加える操作量を前記第１操作量から前記第１操作量よりも小さい第２操作量に変更する降圧制御手段と、を備えるようにした。

上記発明によると、目標燃圧を可変に設定する燃料供給制御装置において、高い降圧応答性を安定的に得られ、かつ、電力消費を充分に低減できる。

実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。燃料ポンプの駆動制御の第１実施形態を示すフローチャートである。燃料ポンプの駆動制御の第１実施形態における制御特性を示すタイムチャートである。燃料ポンプの駆動制御の第２実施形態を示すフローチャートである。燃料ポンプの駆動制御の第２実施形態における制御特性を示すタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る燃料供給制御装置を含む、車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関（エンジン）１は、吸気通路（吸気ポート）２に燃料噴射弁３を備え、燃料噴射弁３は、内燃機関１に対して燃料を噴射する。

燃料噴射弁３が噴射した燃料は、空気と共に吸気バルブ４を介して燃焼室５内に吸引され、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼する。燃焼室５内の燃焼ガスは、排気バルブ７を介して排気通路８に排出される。
吸気通路２の燃料噴射弁３を配設した部分よりも上流側に、スロットルモータ９で開閉する電子制御スロットル１０を配し、この電子制御スロットル１０の開度によって内燃機関１の吸入空気量を調整する。

また、内燃機関１は、燃料タンク１１内の燃料を燃料ポンプ１２によって燃料噴射弁３に圧送する燃料供給装置１３を備える。
燃料供給装置１３は、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、圧力調整弁（プレッシャレギュレータ）１４、オリフィス１５、燃料ギャラリー配管１６、燃料供給配管１７、燃料戻し配管１８、ジェットポンプ１９、燃料移送管２０を含む。

燃料ポンプ１２は、モータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク１１内に設けてある。
燃料ポンプ１２の吐出口には燃料供給配管１７の一端が接続され、燃料供給配管１７の他端は燃料ギャラリー配管１６に接続され、更に、燃料ギャラリー配管１６に燃料噴射弁３の燃料供給口を接続してある。

燃料戻し配管１８は、燃料タンク１１内で燃料供給配管１７から分岐延設され、燃料戻し配管１８の他端は燃料タンク１１内に開口される。
燃料戻し配管１８には、上流側から順に、圧力調整弁１４、オリフィス１５、ジェットポンプ１９を設けてある。

圧力調整弁１４は、燃料戻し配管１８を開閉する弁体１４ａと、該弁体１４ａを燃料戻し配管１８上流側の弁座に向けて押圧するコイルスプリングなどの弾性部材１４ｂとから概略構成されている。そして、圧力調整弁１４は、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮを超えたときに開弁し、燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮ以下であるときに閉弁する。

前述のように、圧力調整弁１４は、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮよりも高くなると開弁するが、圧力調整弁１４の下流側に設けたオリフィス１５によって、燃料戻し配管１８を介して燃料タンク１１内に戻される燃料流量を絞るようになっている。このため、燃料ポンプ１２からの燃料の吐出量を、戻し流量以上に増やすことで、最小圧力ＦＰＭＩＮを超える圧力にまで燃料圧力を昇圧できるようになっている。

換言すれば、圧力調整弁１４の開弁圧である最小圧ＦＰＭＩＮをベースに、燃料ポンプ１２の吐出量を制御することで、燃料圧力を、機関運転状態に応じた目標燃圧（目標燃圧≧ＦＰＭＩＮ）にまで昇圧できるようになっている。
尚、燃料ポンプ１２の吐出量の制御によって、最小圧ＦＰＭＩＮを超える燃料圧力にまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管１８によって燃料タンク１１内に戻される燃料量（リリーフ流量）が絞られるようになっていればよく、例えば、オリフィス１５を設けずに、圧力調整弁１４が流量（リリーフ流量）を絞る機能を備える構成であってもよい。

ジェットポンプ１９は、圧力調整弁１４、オリフィス１５を介して燃料タンク１１内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管２０を介して燃料を移送させるものである。
燃料タンク１１は、底面の一部が盛り上がって底部空間を２つの領域１１ａ，１１ｂに隔てている所謂鞍型の燃料タンクであり、燃料ポンプ１２の吸い込み口は領域１１ａ内に開口するため、領域１１ｂ内の燃料を領域１１ａ側に移送させないと、領域１１ｂ内の燃料が残存することになってしまう。

そこで、ジェットポンプ１９は、圧力調整弁１４及びオリフィス１５を介して燃料タンク１１の領域１１ａ内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管２０内に負圧を作用させ、燃料移送管２０が開口する領域１１ｂ内の燃料を、燃料移送管２０を介してジェットポンプ１９まで導き、戻し燃料と共に領域１１ａ内に排出させる。
本実施形態では、上記のように、ジェットポンプ１９を備えるが、燃料タンク１１が所謂鞍型でない場合、即ち、燃料タンク１１の底部空間が隔成されずに、燃料ポンプ１２の吸い込み口から燃料タンク１１内の燃料を残量なく吸引できる場合には、ジェットポンプ１９及び燃料移送管２０を省略することができる。また、燃料タンク１１が所謂鞍型でなく、かつ、燃料戻し配管１８、圧力調整弁１４、オリフィス１５、ジェットポンプ１９及び燃料移送管２０を備えない構成であってもよい。

マイクロコンピュータを備えるＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）３１は、燃料噴射弁３による燃料噴射、点火プラグ６による点火、電子制御スロットル１０の開度などを制御する。
また、マイクロコンピュータを備えるＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）３０は、燃料ポンプ１２の駆動信号（駆動出力）を出力して燃料ポンプ１２を制御する。

ＥＣＭ３１とＦＰＣＭ３０とは相互に通信可能に構成され、ＥＣＭ３１は、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）などを指示する信号ＰＩＮＳをＦＰＣＭ３０に向けて送信する。燃料ポンプ１２の駆動デューティ（％）は、燃料ポンプ１２を回転駆動するモータの電圧を制御する操作量であって、１周期当たりの通電時間割合（オン時間割合）を示し、駆動デューティが増大することで、モータの平均印加電圧が増加し、燃料ポンプ１２の吐出圧（吐出流量）が増大する。
また、ＦＰＣＭ３０は、自己診断の結果を示す信号ＤＩＡＧなどをＥＣＭ３１に向けて送信する。

ＥＣＭ３１は、燃料ギャラリー配管１６内の燃圧ＦＵＰＲ（燃料ポンプ１２の吐出圧、燃料噴射弁３への燃料供給圧）を検出する燃圧センサ（圧力検出手段）３３、図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３５、内燃機関１の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３６、内燃機関１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を検出する水温センサ３７、排気中の酸素濃度に応じて内燃機関１の空燃比Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ３８などからの検出信号を入力する。

そして、ＥＣＭ３１は、吸入空気流量ＱＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて基本噴射パルス幅ＴＰを演算し、基本噴射パルス幅ＴＰをそのときの燃圧ＦＵＰＲに応じて補正する一方、空燃比センサ３８の出力に基づいて実際の空燃比を目標空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを演算し、燃圧ＦＵＰＲに応じて補正した基本噴射パルス幅ＴＰを、更に空燃比フィードバック補正係数LAMBDAなどで補正して、最終的な噴射パルス幅ＴＩを演算する。
そして、各気筒の噴射タイミングになると、燃料噴射弁３に対して噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力し、燃料噴射弁３による燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する。

また、ＥＣＭ３１は、内燃機関１の負荷を示す基本噴射パルス幅ＴＰや機関回転速度ＮＥなどに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、点火時期において点火プラグ６による火花放電がなされるように、図外の点火コイルへの通電を制御する。
また、ＥＣＭ３１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電子制御スロットル１０の目標開度を演算し、電子制御スロットル１０の実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータ９を駆動制御する。

更に、ＥＣＭ３１は、燃圧センサ３３が検出した燃圧ＦＵＰＲ、及び、内燃機関１の運転条件に基づいて決定した目標燃圧TGFUPRに基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティＤＵＴＹ（駆動電圧）を決定し、この駆動デューティＤＵＴＹ（％）を示すパルス信号ＰＩＮＳを、燃料ポンプ１２の駆動指示信号としてＦＰＣＭ３０に送信する。
そして、ＦＰＣＭ３０は、ＥＣＭ３１側から受信したパルス信号ＰＩＮＳに基づいて燃料ポンプ１２の駆動信号（駆動デューティＤＵＴＹ）を決定して出力する。尚、ＦＰＣＭ３０の回路・機能を、ＥＣＭ３１が備えることで、ＥＣＭ３１とＦＰＣＭ３０とを一体化した構成とすることができる。

以下では、ＥＣＭ３１による燃料ポンプ１２の制御（駆動デューティＤＵＴＹの決定処理）を、図２のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１０１では、基本噴射パルス幅ＴＰ（機関負荷）、機関回転速度ＮＥ、冷却水温度ＴＷ（機関温度）、内燃機関１が始動状態であるか否かなどの、内燃機関１の運転状態を検出すると共に、燃圧センサ３３の出力から燃圧ＦＵＰＲを検出する。

ステップＳ１０２（目標設定手段）では、機関運転状態に基づいて目標燃圧TGFUPRを決定する。
具体的には、例えば、高負荷・高回転ほど目標燃圧TGFUPRを高く設定し、また、高温再始動時である場合に、冷機始動時よりも高い目標燃圧TGFUPRを設定する。但し、目標燃圧TGFUPRの特性を上記のものに限定するものではなく、機関運転状態に基づいて目標燃圧TGFUPRを可変に設定する構成であればよい。

ステップＳ１０３では、燃圧ＦＵＰＲから目標燃圧TGFUPRを減算した結果が、第１判定閾値ＳＬ１（＞０）よりも大きいか否か、換言すれば、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高いか否かを判断する。
尚、第１判定閾値ＳＬ１は、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように駆動デューティＤＵＴＹを決定する制御（フィードバック制御）で発生する燃圧の脈動範囲を超えていて、かつ、フィードバック制御では充分な応答で目標燃圧TGFUPR付近に収束させることができない制御偏差に相当する。

従って、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高い場合には、後述するフィードバック制御では、目標燃圧TGFUPRよりも燃圧ＦＵＰＲが高い状態を速やかに解消することができないものと推定できる。
ステップＳ１０３で、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高い（ＦＵＰＲ−TGFUPR＞ＳＬ１である）と判断すると、ステップＳ１０４へ進み、降圧モードフラグＦに１を設定する。尚、降圧モードフラグＦの初期値は０である。

ステップＳ１０４で降圧モードフラグＦに１を設定した後は、ステップＳ１０７（降圧制御手段）へ進み、駆動デューティＤＵＴＹを既定値である０％（第２操作量）に変更して固定して燃料ポンプ１２を停止させる、降圧モード（オープン制御モード）を実施する。
燃料ポンプ１２を停止させ、燃料ポンプ１２からの燃料の吐出を中止させれば、燃料噴射弁３が噴射する燃料分が燃料配管内に補給されないことになり、燃圧ＦＵＰＲの目標燃圧TGFUPRに向けた降圧を促進させることができる。

そして、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高くなったときに、それまでのフィードバック制御で決定していた駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）から、より低い駆動デューティＤＵＴＹ＝０％（第２操作量）にまでステップ的に低下させるから、燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧TGFUPRとの偏差に基づき駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）を徐々に変化させる場合に比べて、より速やかに降圧させることができる。

また、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高く、燃料ポンプ１２の駆動が不要になった時点で直ちに燃料ポンプ１２を停止させるので、燃料ポンプ１２による無駄な電力消費を抑制でき、内燃機関１の燃費性能を向上できる。
更に、そのときの目標燃圧TGFUPRを燃圧ＦＵＰＲがどれだけ上回っているかに基づき、燃料ポンプ１２を停止させるタイミングを判断するから、目標燃圧TGFUPRが変化しても、燃料ポンプ１２を停止させるタイミング（圧力レベル）を適切に判断でき、以って、高い降圧応答性を安定的に得られ、かつ、電力消費を最大限に低減できる。

尚、ステップＳ１０７（降圧モード）では、駆動デューティＤＵＴＹを０％に変更したが、燃料ポンプ１２が燃料を吐出しない範囲内の０％よりも高い値を既定値（第２操作量）として定めて、この０％よりも高い値に変更させることができる。
この場合も、燃料ポンプ１２を停止させる場合と略同等の降圧応答性が得られ、また、充分な燃費性能の向上効果を得られる。更に、上記のように、０％よりも高い値に変更させるようにすれば、駆動デューティＤＵＴＹを０％に変更する場合に比べ、燃料ポンプ１２の駆動が必要になったときに、燃圧を応答良く立ち上げることができる。

また、降圧モードにおいて、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高いと判断する直前にフィードバック制御で設定した駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）を基準とし、この基準とする駆動デューティＤＵＴＹよりも一定値だけ小さい駆動デューティＤＵＴＹや、基準とする駆動デューティＤＵＴＹの一定割合（＜１００％）の駆動デューティＤＵＴＹなど、フィードバック制御での駆動デューティＤＵＴＹよりも低い駆動デューティＤＵＴＹに変更しても良い。
前述のように、駆動デューティＤＵＴＹを、既定値である０％若しくは燃料を吐出しない０％よりも高い値に変更させた方が、制御が簡易でかつより高い降圧応答及び燃費性能が得られるが、燃料ポンプ１２の駆動が必要になったときの燃圧の立ち上がりは、フィードバック制御での駆動デューティＤＵＴＹよりも低い駆動デューティＤＵＴＹに変更した方が、より高い応答を示す。

一方、ステップＳ１０３で、燃圧ＦＵＰＲから目標燃圧TGFUPRを減算した結果が、第１判定閾値ＳＬ１以下であると判断すると、ステップＳ１０５へ進み、降圧モードフラグＦが１であるか否かを判断する。
降圧モードフラグＦが１である場合は、降圧モードの実行中であって、駆動デューティＤＵＴＹを０％に変更して燃料ポンプ１２を停止させたことで燃圧ＦＵＰＲが低下し、燃圧ＦＵＰＲから目標燃圧TGFUPRを減算した結果が、第１判定閾値ＳＬ１以下になった状態であり、その場合には、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、駆動デューティＤＵＴＹを０％に変更して燃料ポンプ１２を強制的に停止させる降圧モードの終了タイミング（ＤＵＴＹ＝０％の第２操作量から、フィードバック制御による第１操作量に戻すタイミング）であるか否かを、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第２判定閾値ＳＬ２以上に高いか否かに基づいて判断する。
尚、前記第２判定閾値ＳＬ２は、ＳＬ１＞ＳＬ２＞０の関係を満たす値であり、強制的に燃料ポンプ１２を停止させる処理の終了タイミング（燃料ポンプ１２の起動タイミング）が遅くなって、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRを下回るようになってしまうことを抑制できる範囲内で極力小さい値とする。

ここで、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第２判定閾値ＳＬ２以上に高いと判断した場合は、燃料ポンプ１２を停止させた当初よりも燃圧ＦＵＰＲが低下したものの、目標燃圧TGFUPRよりも高い状態を保持していることになるため、ステップＳ１０７へ進み、降圧モードによって駆動デューティDUTYを０％に保持させ、燃料ポンプ１２の停止状態を継続させる。
即ち、ＦＵＰＲ−TGFUPR＞ＳＬ１が成立してから、ＦＵＰＲ−TGFUPR≦ＳＬ２となるまでの期間、駆動デューティDUTYを０％に保持する降圧モード（オープン制御）を実施する。

そして、ステップＳ１０６で、燃圧ＦＵＰＲから目標燃圧TGFUPRを減算した結果が、第２判定閾値ＳＬ２以下であると判断すると、燃料ポンプ１２を停止させた効果で、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPR付近にまで低下したことになり、これ以上燃料ポンプ１２の停止状態を継続させると、逆に燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRを下回るようになってしまう可能性がある。

そこで、ステップＳ１０６で、ＦＵＰＲ−TGFUPR≦ＳＬ２であると判断すると、ステップＳ１０８へ進んで降圧モードフラグＦを０にリセットした後、ステップＳ１０９（圧力制御手段）へ進む。
ステップＳ１０９では、通常モード（フィードバック制御モード）として、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように駆動デューティＤＵＴＹを決定する、フィードバック制御を実施する。フィードバック制御においては、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御の他、モデル規範形適応制御などの適応制御、ファジー制御、ニューロ制御などを用いることができる。

また、ステップＳ１０６で降圧モードフラグＦが０であると判断した場合も、ステップＳ１０９へ進んで、通常モードにより、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように駆動デューティＤＵＴＹを決定する。
そして、係る通常モードで駆動デューティＤＵＴＹを決定している状態で、ＦＵＰＲ−TGFUPR＞ＳＬ１と判定されるようになるまで、燃圧ＦＵＰＲが上昇すると、降圧モードに切り替え、駆動デューティＤＵＴＹを０％にして、燃料ポンプ１２を停止させる。

図３のタイムチャートは、図２のフローチャートに従って駆動デューティDUTYを決定する場合における駆動デューティＤＵＴＹの変化を、燃圧ＦＵＰＲの変化と共に示す。
図３において、時刻ｔ１で、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高くなったと判断すると、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように駆動デューティＤＵＴＹを決定する通常モード（フィードバック制御モード）から降圧モード（オープン制御モード）に切り替え、駆動デューティＤＵＴＹを、フィードバック制御で決定した駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）よりも小さい０％（第２操作量）にまでステップ的に変化させることで、燃料ポンプ１２を停止させる。

その後、燃圧ＦＵＰＲが、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第２判定閾値ＳＬ２（＜第１判定閾値ＳＬ１）以上に高い状態を維持する間は、降圧モード（オープン制御モード）をそのまま継続することで、駆動デューティＤＵＴＹを０％のまま保持し、燃料ポンプ１２の停止状態を継続させる。
そして、時刻ｔ２において、ＦＵＰＲ−TGFUPR≦ＳＬ２が成立したことを検出すると、通常モード（フィードバック制御モード）に復帰し、駆動デューティＤＵＴＹを、０％（第２操作量）から、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように決定した値（第１操作量）に戻し、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPR付近に収束させるようにする。

ここで、降圧モード（オープン制御モード）の間は、駆動デューティＤＵＴＹを０％にし、燃料ポンプ１２を停止させるから、燃料ポンプ１２における電力消費を抑制でき、また、燃圧ＦＵＰＲを速やかに目標燃圧TGFUPR付近にまで降圧させることができる。
更に、降圧モード（オープン制御モード）の開始・終了判定における燃圧レベルは、目標燃圧TGFUPRの変化に応じて変化するから、目標燃圧TGFUPRに収束させるのに適切なタイミングで燃料ポンプ１２を停止させ、また、適切なタイミングで燃料ポンプ１２を再起動させることができる。

尚、第１上限値＞第２上限値＞目標燃圧TGFUPRを満たす第１上限値及び第２上限値を、目標燃圧TGFUPRが高くなるほどより高い値に設定し、燃圧ＦＵＰＲが第１上限値よりも高くなったときに通常モードから降圧モードに移行し、降圧モードで燃圧ＦＵＰＲが第２上限値よりも低くなったときに降圧モードから通常モードに戻すようにしてもよい。

図４のフローチャートは、ＥＣＭ３１による燃料ポンプ１２の制御（駆動デューティＤＵＴＹの決定処理）の駆動デューティＤＵＴＹの決定処理の第２実施形態を示す。
但し、ステップＳ２０７（降圧制御手段）における降圧モードの処理内容のみが、図２のフローチャートに示した第１実施形態に対して異なるので、以下では、ステップＳ２０７以外の各ステップにおける処理内容の説明を省略し、主にステップＳ２０７における処理内容を詳述する。
ステップＳ２０３で、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高いと判断し、ステップＳ２０４で降圧モードフラグを１に設定すると、ステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７では、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高いと判断した初回、換言すれば、通常モードから降圧モードに切り替えた時点での燃圧ＦＵＰＲ、即ち、TGFUPR＋ＳＬ１を燃圧ＦＵＰＲの初期圧に設定する。
そして、初期圧に対応する駆動デューティＤＵＴＹ（第２操作量）を０％とし、初期圧から燃圧ＦＵＰＲが減少するに従って、換言すれば、TGFUPR＋ＳＬ１よりも燃圧ＦＵＰＲが低くなるに従って、駆動デューティＤＵＴＹ（第２操作量）を徐々に増大変化させる。

即ち、燃圧ＦＵＰＲがTGFUPR＋ＳＬ１よりも高い、降圧モードの初期段階では、駆動デューティDUTYを０％に保持して降圧開始を待ち、駆動デューティDUTYを０％にして燃料ポンプ１２を停止させた効果として降圧が始まると、燃圧ＦＵＰＲが、TGFUPR＋ＳＬ１よりも低下するほど駆動デューティDUTYをより高い値に変更する。
駆動デューティＤＵＴＹを０％から徐々に増大させれば、燃料ポンプ１２が動き出して、吐出流量を増やし、これにより、降圧速度を抑制することになる。従って、燃料ポンプ１２の停止状態を保持することで降圧速度が過剰になり、通常モードに移行したときに、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRを下回ってしまうことを抑制でき、通常モードに戻した後の燃圧の収束安定性を向上させることができる。

尚、初期圧に対して与える駆動デューティＤＵＴＹ（第２操作量）を０％に限定するものではなく、燃料ポンプ１２が燃料を吐出しない範囲内の０％よりも高い値としたり、通常モードでの駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）を基準とし、該基準値よりも低い値として与えることができる。
また、駆動デューティＤＵＴＹの増大速度は、一定とする他、燃圧ＦＵＰＲが低下するに従ってより速く変化させてもよい。

更に、初期圧に対して与えた駆動デューティＤＵＴＹ（例えば０％）を、設定時間だけ保持させ、その後、駆動デューティＤＵＴＹを増大変化させたり、初期圧に対して与えた駆動デューティＤＵＴＹ（例えば０％）を保持させている状態で、燃圧ＦＵＰＲの降下速度が判定速度よりも速くなった時点で、駆動デューティＤＵＴＹの増大変化を開始させたりしてもよい。

図５のタイムチャートは、図４のフローチャートに従って駆動デューティDUTYを決定する場合における駆動デューティＤＵＴＹの変化を、燃圧ＦＵＰＲの変化と共に示す。
図５において、時刻ｔ１で、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高くなったと判断すると、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように駆動デューティＤＵＴＹを決定する通常モード（フィードバック制御モード）から降圧モード（オープン制御モード）に切り替え、駆動デューティＤＵＴＹを、フィードバック制御で決定した駆動デューティＤＵＴＹ（第１操作量）よりも小さい０％（第２操作量）にまでステップ的に変化させることで、燃料ポンプ１２を停止させる。

その後、燃圧ＦＵＰＲが、燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRよりも第１判定閾値ＳＬ１以上に高い状態を維持する間は、駆動デューティＤＵＴＹを０％に保持し、時刻ｔ２で目標燃圧TGFUPR＋第１判定閾値ＳＬ１よりも燃圧ＦＵＰＲが低くなると、駆動デューティＤＵＴＹの増大変化を開始する。
そして、時刻ｔ３において、ＦＵＰＲ−TGFUPR≦ＳＬ２が成立したことを検出すると、通常モード（フィードバック制御モード）に復帰し、駆動デューティＤＵＴＹを、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPRに近づけるように決定した値（第１操作量）に戻し、燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧TGFUPR付近に収束させるようにする。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、
前記第２操作量の少なくとも初期値が、前記燃料ポンプを停止させる操作量である内燃機関の燃料供給制御装置。
上記発明によると、燃料ポンプを停止させる操作量を与えることで、降圧を最大限に促進でき、また、電力消費を効果的に抑制できる。

（ロ）請求項３記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、
前記圧力検出手段による検出値が前記目標値よりも第１判定閾値以上に高くなったときに、前記第１操作量から前記第２操作量に変更し、前記圧力検出手段による検出値が前記目標値に第２判定閾値（＜第１判定閾値）を加えた圧力以下になったときに、前記第２操作量から前記第１操作量に戻す内燃機関の燃料供給制御装置。
上記発明によると、第１操作量では応答良く圧力を低下させることができない程に圧力が高くなったときに、第１操作量から第２操作量に変更し、圧力が目標値に充分に近づき、第２操作量で目標値付近に応答良く収束させることができるようになってから、第１操作量に戻すことができる。

（ハ）請求項２記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、
前記第２操作量を、所定期間だけ初期値に保持した後、前記供給圧力の低下に応じて前記第２操作量を徐々に増大させる内燃機関の燃料供給制御装置。
上記発明によると、第２操作量の初期値による降圧効果を得てから、第２操作量を増大変化させ、降圧速度が過大になることを抑制できる。

１…内燃機関（エンジン）、３…燃料噴射弁、１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１４…圧力調整弁（プレッシャレギュレータ）、１５…燃料ギャラリー配管、１６…燃料供給配管、１７…燃料戻し配管、３０…ＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）、３１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、３３…燃料圧力センサ（圧力検出手段）

Claims

内燃機関の燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプを駆動する燃料供給制御装置であって、
前記燃料噴射弁への燃料の供給圧力を検出する圧力検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づき、前記供給圧力の目標値を設定する目標設定手段と、
前記圧力検出手段による検出値と前記目標値とに基づき、前記燃料ポンプに加える第１操作量を演算する圧力制御手段と、
前記圧力検出手段による検出値が前記目標値よりも所定以上に高くなったときに、前記燃料ポンプに加える操作量を前記第１操作量から前記第１操作量よりも小さい第２操作量に変更する降圧制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料供給制御装置。
前記降圧制御手段が、前記第２操作量を、前記供給圧力の低下に応じて徐々に増大させる請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
前記降圧制御手段が、前記燃料ポンプに加える操作量を前記第１操作量から前記第２操作量に変更した時点から、所定以上に前記供給圧力が低下したときに、前記燃料ポンプに加える操作量を前記第２操作量から第１操作量に戻す請求項１又は２記載の内燃機関の燃料供給制御装置。