JP2021107701A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求噴射量に対して適切な燃圧でない場合、実際にシリンダ内に噴射される燃料の噴射量が要求噴射量から乖離し、エンジンの実際の出力が要求出力と違うことがある。【解決手段】エンジン制御装置が備えるポンプ制御部は、燃料が移動可能に接続された複数のコモンレールに設けられる燃料圧力センサが計測した燃料の実燃料圧力と、エンジンの状態量に合わせて設定される目標燃料圧力との燃料圧力差に応じて、実燃料圧力を目標燃料圧力に追従させるように燃料ポンプの駆動を変えて燃料ポンプの駆動を制御する。【選択図】図１１

Description

本発明は、エンジン制御装置に関する。

一般に、燃料タンク内の燃料を噴射弁に向けて流通させる配管と、その配管の途中に設けられ、燃料の圧力（以下、「燃圧」という）を昇圧する高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプによって昇圧された燃料を内燃機関のシリンダ内に噴射する噴射弁とを備えるエンジンが知られている（特許文献１参照）。複数のシリンダを有する多気筒エンジンの場合は、噴射弁等の組付性を向上させるために、各噴射弁が一体的に取付けられた配管（以下、「コモンレール」という）が設けられている。

燃焼サイクルが第１気筒、第３気筒、第２気筒、第４気筒の順番で行われる「水平対向４気筒の内燃機関」では、４個のシリンダが２個ずつ水平に対向して配置されている。２個のシリンダの列に対応して２個のコモンレールが設けられ、各コモンレールにはそれぞれ２個の噴射弁が配設されている。

このような「水平対向４気筒の内燃機関」には、燃料の吸入、吐出行程において、吸気又は排気バルブを開閉駆動させるためのカム軸に高圧燃料ポンプ駆動用カムを設けるものが提案されている。高圧燃料ポンプ駆動用カムは、高圧燃料ポンプ内に設けられたプランジャを往復動させることで、高圧燃料ポンプに燃料の吸入、吐出を行わせる。

特開２０００−２５７４７６号公報

しかしながら、燃料の吸入行程と吐出行程とで往復動するプランジャを高圧燃料ポンプに用いる場合には、各コモンレール内の燃料の圧力（以下、「燃圧」と略称する）によって燃料噴射量が変動する。このため、燃料噴射弁からシリンダ内に噴射される燃料の噴射量は、燃圧が高いときには多く、燃圧が低いときには少なくなる。つまり、エンジン制御装置からの要求噴射量に適した燃圧でない場合、実際にシリンダ内に噴射される燃料の噴射量が要求噴射量から乖離してしまう。この結果、エンジンの実際の出力が要求出力と違ってしまう等の問題が生じる。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、目標燃料圧力に対して実燃料圧力の乖離を抑制することが可能なエンジン制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエンジン制御装置は、燃料を加圧して吐出する複数の燃料ポンプと、複数の燃料ポンプに対応して設けられ、複数の燃料ポンプにより吐出された燃料を蓄圧する複数のコモンレールと、複数のコモンレールにそれぞれ接続され、複数のコモンレールで蓄圧された燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、燃料が移動可能に接続された複数のコモンレールに設けられる燃料圧力センサが計測した燃料の実燃料圧力と、エンジンの状態量に合わせて設定される目標燃料圧力との燃料圧力差に応じて、実燃料圧力を目標燃料圧力に追従させるように燃料ポンプの駆動数を変えて燃料ポンプの駆動を制御するポンプ制御部を備える。

本発明によれば、実燃料圧力を目標燃料圧力に追従させるように駆動数を変えて燃料ポンプの駆動が制御される。このため、目標燃料圧力と、実燃料圧力との乖離が抑制され、実燃料圧力の応答性が向上し、適切な噴射量で燃料噴射弁が燃料を噴射することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施の形態に係るエンジン制御部が搭載された内燃機関システムの基本構成例を示す全体構成図である。 本発明の一実施の形態に係るＥＣＵの概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る燃料系システムの全体構成図である。 本発明の一実施の形態に係る高圧燃料ポンプの縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係るエンジン制御部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る高圧燃料ポンプの動作タイミングチャートである。 図６に示す動作タイミングチャートの補足説明に用いられる図である。 本発明の一実施の形態に係る高圧燃料ポンプの配管構成図である。 従来のポンプ制御部の制御による、片方の高圧燃料ポンプだけを動作させた場合における、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、両方の高圧燃料ポンプの駆動信号の例を示すタイムチャートである。 従来のポンプ制御部の制御による、両方の高圧燃料ポンプを動作させた場合における、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、両方の高圧燃料ポンプの駆動信号の例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施の形態に係るポンプ制御部の制御による、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、両方の高圧燃料ポンプの駆動信号の例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施の形態に係るポンプ制御部により実施される高圧燃料ポンプ制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係るポンプ制御部が第２閾値を設定するサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［一実施の形態］
＜内燃機関システムの構成＞
まず、本発明の一実施の形態に係るエンジン制御部を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。
図１は、エンジン制御部を搭載する内燃機関システムの基本構成例を示す全体構成図である。

内燃機関システム１は、内燃機関の一例として用いられるエンジン（エンジン１０１）、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０９（エンジン制御装置の一例）、燃料タンク１２３等を備える。ＥＣＵ１０９内には、エンジン（エンジン１０１）を制御するエンジン制御部１２７が設けられる。

図１に示すエンジン１０１は、吸入行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す４サイクルエンジンであり、例えば、４つの気筒（シリンダ）を備えた多気筒エンジンである。なお、エンジン１０１が有する気筒の数は、４つに限定されるものではなく、６つ又は８つ以上の気筒を有していてもよい。

エンジン１０１は、ピストン１０２、吸気弁１０３及び排気弁１０４を備えている。エンジン１０１への吸気（吸入空気）は、流入する空気の量を検出する空気流量計（ＡＦＭ：Air Flow Meter）１２０を通過して、スロットル弁１１９により流量が調整される。スロットル弁１１９を通過した空気は、分岐部であるコレクタ１１５に吸入され、その後、各気筒（シリンダ）に対して設けられた吸気管１１０、吸気弁１０３を介して、各気筒の燃焼室１２１に供給される。

一方、燃料は、燃料タンク１２３から低圧燃料ポンプ１２４によって複数の高圧燃料ポンプ１２５へ供給され、各高圧燃料ポンプ１２５によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５は、排気カム１２８の排気カム軸（不図示）から伝達される動力により、高圧燃料ポンプ１２５内に設けられたプランジャ２（後述する図４を参照）を上下に往復動し、高圧燃料ポンプ１２５内の燃料を加圧（昇圧）する。

高圧燃料ポンプ１２５の吸入口には、ソレノイド２３（後述する図３を参照）により駆動する電磁弁８（後述する図３を参照）が設けられており、ソレノイド２３は、エンジン制御部１２７に接続されている。エンジン制御部１２７は、ＥＣＵ１０９からの制御指令に基づいて、ソレノイド２３を制御し、高圧燃料ポンプ１２５から吐出する燃料の燃圧が所望の圧力になるように電磁弁８を開弁又は閉弁に駆動する。

高圧燃料ポンプ１２５によって昇圧された燃料は、コモンレール１２９を介して燃料噴射弁１０５へ送られる。このコモンレール１２９は、複数の高圧燃料ポンプ１２５に対応して複数設けられている。それぞれのコモンレール１２９が、高圧燃料ポンプ１２５により吐出された燃料を蓄圧する。

燃料噴射弁１０５は、燃焼室１２１への燃料噴射を１サイクル中に複数回に分けて実行可能な筒内直接噴射式であり、例えば、電磁コイルに駆動電流が供給（通電）されることにより、弁体を動作させて燃料噴射を行う。この燃料噴射弁１０５は、ＥＣＵ１０９に内蔵されたエンジン制御部１２７又はＥＣＵ１０９自身からの指令（噴射パルス）を受け、当該指令で指定された時間だけ開弁することで燃料を燃焼室１２１へ噴射する。

なお、１サイクル中に燃料噴射弁１０５から噴射される燃料の総量（総燃料噴射量）は、予め決定可能であり、複数回行われる燃料噴射の燃料噴射量のそれぞれの値（各回の噴射量）も予め決定可能である。

燃料が移動可能に接続された複数のコモンレール（コモンレール１２９）には、コモンレール１２９内の燃料圧力を計測する燃料圧力センサ１２６が設けられる。なお、燃料圧力センサ１２６が計測する燃料圧力は、燃料噴射弁１０５に供給される実際の燃料圧力、すなわち実燃圧である。ＥＣＵ１０９は、燃料圧力センサ１２６による計測結果に基づいて、コモンレール１２９内の燃料圧力を所望の圧力にするための制御指令をエンジン制御部１２７へ送る。すなわち、ＥＣＵ１０９は、所謂フィードバック制御を行って、コモンレール１２９内の燃料圧を所望の圧力にする。

さらに、エンジン１０１の気筒ごとに設けられた各燃焼室１２１には、点火プラグ１０６と、点火コイル１０７と、水温センサ１０８とが設けられている。点火プラグ１０６は、燃焼室１２１内に電極部を露出させ、燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気を放電によって引火する。点火コイル１０７は、点火プラグ１０６で放電するための高電圧を作り出す。水温センサ１０８は、エンジン１０１の気筒を冷却する冷却水の温度を測定する。

ＥＣＵ１０９は、点火コイル１０７の通電制御と、点火プラグ１０６による点火制御とを行う。燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気は、点火プラグ１０６から放たれる火花により燃焼し、この圧力によりピストン１０２が押し下げられる。

燃焼により生じた排気ガスは、排気弁１０４を介して排気管１１１に排出される。そして、排気管１１１には、三元触媒１１２と、酸素センサ１１３が設けられている。三元触媒１１２は、排気ガス中に含まれる、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を浄化する。酸素センサ１１３は、排気ガス中に含まれる酸素の酸素濃度を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、酸素センサ１１３の検出結果に基づいて、燃料噴射弁１０５から供給される燃料噴射量が目標空燃比となるように、フィードバック制御を行う。

また、ピストン１０２には、クランクシャフト１３１がコンロッド１３２を介して接続されている。そして、ピストン１０２の往復運動がクランクシャフト１３１により回転運動に変換される。クランクシャフト１３１に取り付けられたクランク角度センサ１１６は、クランクシャフト１３１の回転と位相を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６から出力された検出結果に基づいて、エンジン１０１の回転速度を検出することができる。

ＥＣＵ１０９には、酸素センサ１１３、クランク角度センサ１１６、空気流量計１２０、運転者が操作するアクセルの開度を示すアクセル開度センサ１２２及び燃料圧力センサ１２６等の信号が入力される。

ＥＣＵ１０９は、アクセル開度センサ１２２から供給された信号に基づいて、エンジン１０１の要求トルクを算出するとともに、アイドル状態であるか否かの判定等を行う。また、ＥＣＵ１０９は、要求トルクなどから、エンジン１０１に必要な吸入空気量を算出して、それに見合った開度信号をスロットル弁１１９に出力する。

また、ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６から供給された信号に基づいて、エンジン１０１の回転速度（以下、「エンジン回転数」という）を演算する回転数検出部を有する。さらに、ＥＣＵ１０９は、水温センサ１０８から得られる冷却水の温度と、エンジン１０１の始動後の経過時間等から三元触媒１１２が暖機された状態であるか否かを判断する暖機判断部を有する。

エンジン制御部１２７は、様々なセンサの出力を用いて各気筒（燃焼室１２１）の吸入空気量に応じた燃料量を算出する燃料量算出部と、噴射回数を算出する噴射回数算出部とを有する。そして、エンジン制御部１２７は、算出した燃料量及び噴射回数に応じた燃料噴射信号を燃料噴射弁１０５に出力する。さらに、エンジン制御部１２７は、点火コイル１０７に通電信号を出力し、点火プラグ１０６に点火信号を出力する。

＜ＥＣＵの構成＞
次に、図１に示すＥＣＵ１０９の構成について、図２を用いて説明する。
図２は、ＥＣＵ１０９の概略構成図である。

ＥＣＵ１０９は、入力回路２０３、Ａ／Ｄ変換部２０４、中央演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２０５、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０７、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０９及び出力回路２１０を備えている。ＣＰＵ２０５は、ＲＯＭ２０７に格納されるプログラムをＲＡＭ２０９に展開して実行することで後述する複数の機能を実現する。

なお、ＥＣＵとしては、ＣＰＵ２０５、ＲＯＭ２０７、及びＲＡＭ２０９の組み合わせの代わりに、書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備えるものであってもよい。また、ＥＣＵとしては、ＣＰＵ２０５、ＲＯＭ２０７、及びＲＡＭ２０９の組み合わせの代わりに、異なる構成の組み合わせ、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭとＦＰＧＡの組み合わせを備えるものであってもよい。

入力回路２０３は、センサ類２０１（酸素センサ１１３、クランク角度センサ１１６、空気流量計１２０、アクセル開度センサ１２２等）から出力された信号を入力信号２０２として取り込む。入力回路２０３は、入力信号２０２がアナログ信号の場合に、入力信号２０２からノイズ成分の除去等を行い、ノイズ除去後の信号をＡ／Ｄ変換部２０４に出力する。

Ａ／Ｄ変換部２０４は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２０５に出力する。ＣＰＵ２０５は、Ａ／Ｄ変換部２０４から出力されたデジタル信号を取り込み、ＲＯＭ２０７等の記憶媒体に記憶された制御ロジック（プログラム）２０８を実行することによって、多種多様な演算、診断及び制御等を実行する。なお、ＣＰＵ２０５の演算結果及び、Ａ／Ｄ変換部２０４の変換結果は、ＲＡＭ２０９に一時的に記憶される。

また、ＣＰＵ２０５の演算結果は、出力回路２１０或いはエンジン制御部１２７（図１参照）から制御信号２１１として出力され、吸気弁１０３、排気弁１０４、燃料噴射弁１０５、及び複数の高圧燃料ポンプ１２５等に備えられたアクチュエータ類２１２を駆動させる。一方、入力信号２０２がデジタル信号の場合は、入力回路２０３から信号線２０６を介して直接ＣＰＵ２０５に送られ、ＣＰＵ２０５が必要な演算、診断及び制御等を実行する。

＜高圧燃料ポンプの構成＞
次に、本実施形態に係る燃料系システムの構成について、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、本実施形態に係る燃料系システム１５０の全体構成図である。
図４は、高圧燃料ポンプ１２５の縦断面図である。

図３に示すように、高圧燃料ポンプ１２５は、燃料タンク１２３から供給された燃料を加圧して、コモンレール１２９に圧送する。燃料は、燃料タンク１２３の低圧燃料ポンプ１２４から高圧燃料ポンプ１２５の燃料導入口に導かれる。このとき、燃料は、プレッシャレギュレータ５２によって一定の圧力に調圧される。

コモンレール１２９には、複数の燃料噴射弁１０５と、燃料圧力センサ１２６と、圧力調整弁５５とが装着されている。圧力調整弁５５は、コモンレール１２９内の燃料圧力が所定値を超えた際に開弁し、配管の破損を防止する。複数の燃料噴射弁１０５は、気筒（燃焼室１２１）数に合わせて装着されており、ＥＣＵ１０９から出力される駆動電流（電磁弁駆動信号）に従って燃焼室１２１内に燃料を噴射する。

燃料圧力センサ１２６は、コモンレール１２９内の燃圧を検出してＥＣＵ１０９に圧力データを出力する。ＥＣＵ１０９は、各種センサから得られるエンジン状態量（例えばクランク回転角、スロットル開度、エンジン回転数、燃料圧力等）に基づいて適切な噴射燃料量（目標噴射燃料長）や適切な目標燃料圧力（以下、「目標燃圧」という）等を演算する。

図４に示すように、高圧燃料ポンプ１２５は、吸入通路１０と、吐出通路１１と、加圧室１２とを有している。吸入通路１０には、燃料の吸入を制御する電磁弁８が設けられている。電磁弁８は、ノーマルクローズ型の電磁弁であり、非通電時に閉弁方向に力が作用し、通電時には開弁方向に力が作用する。この電磁弁（電磁弁８）は、加圧室（加圧室１２）へ吸入される燃料の燃料量を調整する。

吸入通路１０は、電磁弁８を介して加圧室１２に連通している。加圧室１２には、加圧部材であるプランジャ２が摺動可能に保持されている。そして、加圧室１２は、吐出通路１１に連通している。吐出通路１１には、下流側（コモンレール１２９側）の高圧燃料を加圧室１２側に逆流させないための吐出弁６が設けられている。

プランジャ２には、リフタ３が係合しており、リフタ３は、ポンプ駆動カム１５に圧接されている。また、プランジャ２は、ばね４によってポンプ駆動カム１５側（図４中の下方）へ付勢されている。ポンプ駆動カム１５は、エンジン１０１における排気カム１２８（図１参照）の回転に伴って回転する。リフタ３は、ポンプ駆動カム１５の回転に伴って往復動する。このため、ポンプ駆動カム（ポンプ駆動カム１５）は、加圧部材（プランジャ２）を往復動させる。リフタ３と一緒に往復動するプランジャ２は、加圧室１２の容積を変化させる。

図４において、加圧部材（プランジャ２）は、加圧室（加圧室１２）の内部を往復動することにより、加圧室（加圧室１２）に燃料を吸入し、吸入した燃料を加圧してコモンレール（コモンレール１２９）に燃料を吐出させる。例えば、プランジャ２が下降すると、加圧室１２の容積が拡大し、プランジャ２が上昇すると、加圧室１２の容積が減少する。すなわち、プランジャ２は、加圧室１２の容積を拡大及び縮小させる方向に往復動するように配置されている。加圧室（加圧室１２）内の燃料は、加圧室１２の容積が縮小されることで加圧される。

プランジャ２が下降する際に、電磁弁８が開弁していると、吸入通路１０から加圧室１２に燃料が流入する。以下、プランジャ２が下降する行程を吸入行程と称する。一方、プランジャ２が上昇した場合に、電磁弁８が閉弁していると、加圧室１２内の燃料は昇圧され、吐出弁６を通過してコモンレール１２９（図３参照）へ圧送される。以下、プランジャ２が上昇する行程を圧縮行程と称する。

圧縮行程中に電磁弁８が閉弁すれば、吸入行程中に加圧室１２に吸入された燃料が加圧され、コモンレール１２９側へ吐出される。一方、圧縮行程中に電磁弁８が開弁していれば、加圧室１２内の燃料は吸入通路１０側へ押し戻され、コモンレール１２９側へ吐出されない。このように、高圧燃料ポンプ１２５による燃料の吐出は、電磁弁８の開閉によって操作される。そして、電磁弁８の開閉は、エンジン制御部１２７によって制御される。なお、電磁弁８の開閉は、ＥＣＵ１０９によって制御されるようにしてもよい。

電磁弁８は、弁体２１と、弁体２１を閉弁方向に付勢するばね２２と、ソレノイド２３と、アンカ２４とを有している。弁体２１は、略棒状に形成されており、軸方向の一端部にアンカ２４が設けられている。また、弁体２１の他端部には、当接片２１ａが形成されている。当接片２１ａは、閉弁時において、吸入通路１０に設けられた弁当接部２６に当接し、吸入通路１０と加圧室１２との連通部を閉鎖する。

アンカ２４は、弁体２１と一体に形成されており、ソレノイド２３の内側に配置されている。すなわち、ソレノイド２３は、アンカ２４の周りを一周するように配置されている。ソレノイド２３に電流が流れていない場合は、ばね２２の付勢力により弁体２１が一端側を先頭に移動する方向（図４中の左側）である閉弁方向へ移動する。これにより、弁体２１の当接片２１ａが弁当接部２６に当接し、電磁弁８が閉弁する。

ソレノイド２３に電流が流れると、アンカ２４に電磁力が発生して、アンカ２４がばね２２の付勢に抗する方向（図４中の右側）である開弁方向に引き寄せられ、弁体２１がアンカ２４と一緒に移動する。これにより、弁体２１の当接片２１ａが弁当接部２６から離れ、電磁弁８が開弁する。

図５は、エンジン制御部１２７の内部構成例を示すブロック図である。

上述したようにエンジン制御部１２７は、ＥＣＵ１０９による演算結果に基づいて、高圧燃料ポンプ１２５や複数の燃料噴射弁１０５の駆動を制御する。本実施の形態に係るエンジン制御部１２７は、ポンプ制御部１４１、記憶部１４２及び噴射弁制御部１４３を備える。

ポンプ制御部１４１は、燃料噴射弁１０５が接続されたコモンレール１２９に対応して設けた高圧燃料ポンプ１２５からコモンレール１２９に燃料を吐出させる。そこで、ポンプ制御部１４１には、燃料圧力センサ１２６から実燃圧の情報が入力される。

ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、燃料圧力センサ（燃料圧力センサ１２６）が計測した燃料の実燃料圧力と、エンジン（エンジン１０１）の状態量に合わせて設定される目標燃料圧力との燃料圧力差（燃圧差）に応じて、実燃料圧力（実燃圧）を目標燃料圧力に追従させるように燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）の駆動数を変えて燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）の駆動を制御する（以下、「高圧燃料ポンプ制御」という）。

そして、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、電磁弁（電磁弁８）を開弁して加圧室（加圧室１２）にある燃料の圧力を下げることにより、加圧部材（プランジャ２）が往復動しても燃料が吐出されない無吐出状態とする。この時、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、電磁弁（電磁弁８）を閉弁して加圧室（加圧室１２）の燃料の圧力が下がらないようにして、加圧部材（プランジャ２）の往復動による燃料の吐出を実行させる。このようにポンプ制御部１４１が駆動数を変えて一つ又は複数の高圧燃料ポンプ１２５の駆動を制御することで、実燃圧の応答性を向上することが可能となる。

噴射弁制御部１４３には、酸素センサ１１３から酸素濃度の情報が入力される。噴射弁制御部１４３は、入力した酸素濃度の情報と、記憶部１４２から読み出した燃料の目標噴射量の情報とに基づいて、燃料噴射弁１０５の動作を制御し、燃料噴射弁１０５に燃料噴射を行わせる。

＜高圧燃料ポンプの動作＞
次に、高圧燃料ポンプ１２５の動作例について、図６と図７を用いて説明する。
図６は、高圧燃料ポンプ１２５の動作タイミングチャートである。
図７は、図６に示す動作タイミングチャートの補足説明に用いられる図である。

図６に示すように、圧縮行程では、プランジャ２が徐々に上昇し、吸入行程では、プランジャ２が徐々に下降する。なお、ポンプ駆動カム１５で駆動するプランジャ２の実際のストローク（実位置）は、図７の下側に示すような曲線で表される。しかし、プランジャ２の上死点と下死点の位置を分かり易くするために、図６等においては、図７の上側に示すようにプランジャ２のストロークを直線的に表す。

吸入行程中は、加圧室１２の圧力が吸入通路１０の圧力よりも低くなり、その圧力差によって弁体２１が開弁方向へ移動する。このとき、ばね２２が弁体２１を閉弁方向に付勢するが、ばね２２の付勢力よりも、圧力差による弁体２１を開弁方向へ移動させる力が大きくなるように設定されている。そのため、吸入行程が開始されると、弁体２１が開弁方向へ移動し、電磁弁８が開弁し始め、吸入通路１０内の燃料が加圧室１２に吸入される。

なお、本実施形態では、吸入行程の途中からポンプ制御部１４１がソレノイド２３に駆動電流を流す。これにより、ソレノイド２３により発生する磁気吸引力がアンカ２４及び弁体２１に作用して、弁体２１を開弁方向へ移動させる。その結果、弁体２１の移動速度が増して、電磁弁８の開弁が完了するまでの時間が短くなり、燃料が加圧室１２に吸入されやすくなる。

一方で圧縮行程中は、加圧室１２の圧力が吸入通路１０の圧力よりも高くなるため、弁体２１を開弁方向へ移動させる力が発生しない。そこで、ポンプ制御部１４１は、圧縮行程中のあるタイミングでソレノイド２３に駆動電流を流すことを止めると、弁体２１を開弁方向へ移動させる磁気吸引力が無くなる。その結果、弁体２１は、ばね２２の付勢力により閉弁方向に移動し、電磁弁８が閉弁する。

電磁弁８が閉弁すると、プランジャ２によって加圧室１２内の燃料が昇圧され、吐出弁６を通過してコモンレール１２９（図３参照）へ吐出される。ソレノイド２３に駆動電流を流すことを止めるタイミングが早いと、加圧される燃料量が多くなり、タイミングが遅いと、加圧される燃料量が少なくなる。したがって、ポンプ制御部１４１は、ソレノイド２３に駆動電流を流すことを止めるタイミングを制御して、電磁弁８の閉弁のタイミングを制御することにより、高圧燃料ポンプ１２５の吐出流量を制御することが可能である。

また、ポンプ制御部１４１は、燃料圧力センサ１２６から供給される信号に基づいて、ソレノイド２３に対する適切な通電オフタイミングを演算し、ソレノイド２３のオン又はオフを制御する。ポンプ制御部１４１が、ソレノイド２３の動作を制御することで、コモンレール１２９内の実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。

また、ソレノイド２３に駆動電流が流れていて、十分な磁気吸引力が発生している場合は、弁体２１が開弁方向に移動し、電磁弁８が開弁する。したがって、吸入行程中にソレノイド２３に駆動電流を流し始め、圧縮行程中も駆動電流を流し続けると、電磁弁８は開弁した状態に保持される。その結果、加圧室１２内の燃料は、吸入通路１０に逆流して、燃料がコモンレール１２９内へ吐出されない。

すなわち、高圧燃料ポンプ１２５において、燃料をコモンレール１２９へ吐出しない無吐出状態に制御したい場合は、圧縮行程全域においてソレノイド２３に通電して、加圧室１２内の燃料を吸入通路１０に逆流させる。なお、ソレノイド２３への通電開始及び通電終了時には、電気信号の切り替わりから、実電流値の応答と、機械的な電磁弁８の応答との間に時間遅れがある。このため、ポンプ制御部１４１は、吸入行程中に時間遅れ分を確保できるように、ソレノイド２３の通電開始及び通電終了のタイミングを制御する。

＜高圧燃料ポンプの配管構成＞
次に、本実施形態に係る高圧燃料ポンプ１２５を含む燃料噴射システムの配管構成について、図８を用いて説明する。
図８は、燃料噴射システムの配管構成図である。図８は、燃料噴射システムを水平対向４気筒エンジンに適用した場合の例を示している。

エンジン（エンジン１０１）は、燃料を加圧して吐出する複数の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂ）と、複数の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂ）に対応して設けられ、複数の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂ）により吐出された燃料を蓄圧する複数のコモンレール（コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ）と、を有する。また、エンジン（エンジン１０１）は、複数のコモンレール（コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ）にそれぞれ接続され、複数のコモンレール（コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ）で蓄圧された燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄ）と、を有する。なお、図８に示す高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂは、図３に示した高圧燃料ポンプ１２５と同じものであり、コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂについても、図３に示した高圧燃料ポンプ１２９と同じものである。

コモンレール（コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ）には、一以上の燃料噴射弁（燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄ）が接続されている。例えば、コモンレール１２９Ａには、燃料噴射弁１０５Ａ，１０５Ｃが接続され、コモンレール１２９Ｂには、燃料噴射弁１０５Ｂ，１０５Ｄが接続される。そして、コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂは連通管１３０により接続されている。なお、図８に示す燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄは、図１に示した燃料噴射弁１０５と同じものである。

高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂは、燃料を加圧して吐出する。コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂは、高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂに対応して設けられ、高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂにより吐出された燃料を蓄圧する。燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄは、コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂにそれぞれ接続され、コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ内の燃料を第１気筒内〜第４気筒内に噴射する。

高圧燃料ポンプ１２５Ａによって昇圧された燃料は、コモンレール１２９Ａに吐出される。そして、コモンレール１２９Ａ内で蓄圧された燃料は、燃料噴射弁１０５Ａを開弁することにより第１気筒の燃焼室１２１（図１参照）内に噴射され、燃料噴射弁１０５Ｃを開弁することにより第３気筒の燃焼室１２１内に噴射される。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５Ａ及びコモンレール１２９Ａには、第１気筒と第３気筒に供給する燃料が収容されている。また、コモンレール１２９Ａには、コモンレール１２９Ａ内の燃料圧力を計測する燃料圧力センサ１２６が取り付けられている。

高圧燃料ポンプ１２５Ｂによって昇圧された燃料は、コモンレール１２９Ｂに吐出される。そして、コモンレール１２９Ｂ内で蓄圧された燃料は、燃料噴射弁１０５Ｂを開弁することにより第２気筒の燃焼室１２１内に噴射され、燃料噴射弁１０５Ｄを開弁することにより第４気筒の燃焼室１２１内に噴射される。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５Ｂ及びコモンレール１２９Ｂには、第２気筒と第４気筒に供給する燃料が収容されている。

＜高圧燃料ポンプの駆動と燃料圧力＞
次に、従来の高圧燃料ポンプ制御による、高圧燃料ポンプ１２５Ａ、１２５Ｂの動作について図９と図１０を用いて説明した後、本実施の形態に係る高圧燃料ポンプ制御による、高圧燃料ポンプ１２５Ａ、１２５Ｂの動作について図１１を用いて説明する。

図９〜図１１では、２個の高圧燃料ポンプで動作するシステムを例に挙げる。なお、「片方」とは、コモンレール１２９に組み付いている高圧燃料ポンプ１２５Ａ、１２５Ｂのいずれかを指す。また、「両方」とは、コモンレール１２９に組み付いている高圧燃料ポンプ１２５Ａ、１２５Ｂの全部を指す。

そして、図９〜図１１の上から１段目と２段目が、コモンレール１２９に組付いている高圧燃料ポンプ１２５Ａ（図中ではＨＰＰ（High Pressure Pump）１２５Ａと記載）、１２５Ｂ（図中ではＨＰＰ１２５Ｂと記載）の電磁弁駆動信号を表す。３段目に示す破線の波形は、１段目及び２段目と同じタイミングでの要求燃料圧力（「目標燃圧」）を表し、実線の波形は、実際に燃料圧力センサ１２６で読み取られた燃料圧力（「実燃圧」）を表す。

図９は、従来のポンプ制御部の制御により、片方の高圧燃料ポンプ１２５だけを動作させた場合における、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、複数の高圧燃料ポンプ１２５の駆動信号の例を示すタイムチャートである。図９では、高圧燃料ポンプの駆動音を低減する等の理由から、低回転時において片方の高圧燃料ポンプ１２５Ａのみを動作させている。

自動車の加速等によりエンジン１０１の要求回転数が増加し、目標燃圧が変動した場合、実燃圧は目標燃圧に追従する挙動をとるが、変動後の目標燃圧が大きいほど、実燃圧が追従する時間も増加する。例えば、目標燃圧の立ち上がりタイミングで電磁弁駆動信号がオフされると、プランジャ２の上昇に伴い、高圧燃料ポンプ１２５Ａの加圧室１２内の燃圧が高まる。しかし、コモンレール１２９で接続された高圧燃料ポンプ１２５Ｂが駆動していないため、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの加圧室１２内には燃料が吸入されていない。このため、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの加圧室１２の燃圧はあまり高くない。

このように高圧燃料ポンプ１２５Ａだけが駆動すると、目標燃圧が変動しても、燃圧が高まるのは片方の高圧燃料ポンプ１２５のみ（例えば、高圧燃料ポンプ１２５Ａのみ）であるため、実燃圧が目標燃圧に到達するまで時間がかかっていた（時間ｔ１０１）。

図１０は、従来のポンプ制御部の制御による、両方の高圧燃料ポンプ１２５を動作させた場合における、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、両方の高圧燃料ポンプ１２５の駆動信号の例を示すタイムチャートである。図１０は、高回転時において両方の高圧燃料ポンプ１２５Ａ、１２５Ｂを動作させている状態とする。

両方の高圧燃料ポンプ１２５を同時に動作させると、両方の高圧燃料ポンプ１２５の加圧室１２に燃料が吸入される。そして、目標燃圧の立ち上がりタイミングで両方の高圧燃料ポンプ１２５の電磁弁駆動信号がオフされると、プランジャ２の上昇に伴い、両方の高圧燃料ポンプ１２５の加圧室１２内の燃圧が高まる。このため、コモンレール１２９内の燃料が過剰に加圧され、実燃圧が急激に高まるので、目標燃圧に実燃圧が達するまでに要する時間が短くなる（時間ｔ１０２）。

しかし、両方の高圧燃料ポンプ１２５を同時に動作することで、実燃圧が目標燃圧に到達した後にオーバーシュートが発生し、実燃圧の変動が収束するまでに時間がかかる。すなわち、実燃圧が目標燃圧に追従するまでに時間がかかってしまう。このため、実燃圧のオーバーシュートの影響を低減する必要がある。しかし、従来は、実燃圧が目標燃圧に到達した後に行える制御として、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を少なくする対応か、停止させる対応しか行えなかった。

図９と図１０に示したように、従来の制御では、目標燃圧に対しての実燃圧の完全な追従は難しく、目標燃圧と実燃圧に乖離が発生することで、要求噴射量に対して適切な実燃圧が実現できなかった。このように実際にシリンダ内に噴射される燃料の燃料噴射量が要求噴射量と異なると、エンジン１０１の実際の出力が要求出力と異なってしまうという問題が生じていた。

＜高圧燃料ポンプ制御＞
次に、本実施の形態に係る高圧燃料ポンプ制御について、図１１を用いて説明する。
図１１は、ポンプ制御部１４１の制御による、目標燃圧及び実燃圧の挙動と、両方の高圧燃料ポンプ１２５の駆動信号の例を示すタイムチャートである。

本実施の形態に係るポンプ制御部１４１は、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を、燃圧差と閾値（第１閾値及び第２閾値）との比較によって決定する。例えば、高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂを駆動する場合は、駆動数を“２”とする。そして、ポンプ制御部１４１は、第１閾値以上の燃圧差が生じた際に、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を増加させ、コモンレール１２９内の燃圧を減圧することで、オーバーシュートを抑制しつつ、目標燃圧への追従性を高め、実燃圧との乖離が最小限となるよう制御する。

図１１の１段目に示すように、目標燃圧が立ち上がるタイミングまで、高圧燃料ポンプ１２５Ａの電磁弁駆動信号はオン又はオフのスイッチング動作を行う。このため、高圧燃料ポンプ１２５Ａの吸入通路１０は、吸入行程から圧縮行程にかけて開いた状態である。
また、図１１の２段目に示すように、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの電磁弁駆動信号についても目標燃圧が立ち上がるタイミングまで、高圧燃料ポンプ１２５Ａの電磁弁駆動信号はオン又はオフのスイッチング動作を行う。

そして、目標燃圧が立ち上がるタイミングｔ１で高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂの電磁弁駆動信号が共にオフされ、閉弁される。
その後、ポンプ制御部１４１は、目標燃圧から実燃圧を減じて算出した燃圧差が、第１閾値以上であれば、目標燃圧に対する実燃圧の追従性が低下したと判断する。ポンプ制御部１４１が燃圧差を算出するタイミングｔ２は、目標燃圧が立ち上がるタイミングｔ１より後である。

そして、ポンプ制御部１４１は、実燃圧が目標燃圧に追従するまでに要する所定期間だけ、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの電磁弁駆動信号をオンする。高圧燃料ポンプ１２５Ｂの電磁弁駆動信号をオンするタイミングｔ３は、燃圧差を算出したタイミングｔ２より後である。このとき、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの吸入通路１０が開き、加圧室１２内で加圧されていた燃料が吸入通路１０を通じて燃料導入口に押し出される。つまり、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの加圧室１２内の燃圧が低下するので、結果として、コモンレール１２９内の燃圧も低下し、実燃圧のオーバーシュートが抑えられる。

ポンプ制御部１４１は、実燃圧が目標燃圧に追従したと判断すると、タイミングｔ４で高圧燃料ポンプ１２５Ｂの電磁弁駆動信号をオフする。このため、高圧燃料ポンプ１２５Ｂの吸入通路１０が閉じ、加圧室１２内が再び加圧される。そして、コモンレール１２９内の燃圧も高まるので、実燃圧の変動が抑制される。

このように高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂが閉弁した状態で加圧室１２が加圧されるのでコモンレール１２９内の燃圧も高まるが、実燃圧がオーバーシュートする前に高圧燃料ポンプ１２５Ｂが開弁する。つまり、ポンプ制御部１４１は、実燃圧が目標燃圧に到達する直前で高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を制御し、実燃圧を減少させる。このため、ポンプ制御部１４１は、実燃圧が目標燃圧に到達後に発生するオーバーシュートを抑制し、実燃圧が目標燃圧に滑らかに追従させることが可能となる。

また、高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂが同時に動作することで、実燃圧が目標燃圧に到達するまでに要する時間ｔ１１は、１つの高圧燃料ポンプ１２５Ａだけを用いた場合に要する時間ｔ１０１より短くなる。このように本実施の形態に係るポンプ制御部１４１が高圧燃料ポンプ制御を行うことで、図９と比較して目標燃圧への到達時間が早まり、目標燃圧に追従した実燃圧を実現できる。

このように本実施の形態に係るポンプ制御部１４１が高圧燃料ポンプ制御を行い、実燃圧が目標燃圧に到達する際に発生するオーバーシュートを抑制するために、実燃圧と目標燃圧との燃圧差から高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を判断するための閾値を用いる。なお、実燃圧が目標燃圧に到達する際に発生するオーバーシュートの大きさは、自動車の運転状態によって大きく変動する。そこで、ポンプ制御部１４１は、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数切り替え時の閾値を、自動車の運転状態によって切り替える。以下に、本実施の形態に係る高圧燃料ポンプ制御の具体的な処理について、図１２と図１３を用いて説明する。

本実施の形態に係るポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、駆動数を少なくとも一つとした燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）が駆動している時に算出した燃料圧力差が第１閾値未満であれば駆動数を維持して燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）を駆動する制御を継続し、燃料圧力差が第１閾値以上であれば駆動数を増やして複数の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）を駆動する。また、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、複数の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）が駆動している時に算出した燃料圧力差が第２閾値より大きければ駆動数を複数とした燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）を駆動する制御を継続し、燃料圧力差が第２閾値以下であれば駆動数を減らして燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）を駆動する。

図１２は、ポンプ制御部１４１により実施される高圧燃料ポンプ制御のメインルーチンを示すフローチャートである。

始めに、ＨＰＰ（High Pressure Pump）駆動モードを選択する（Ｓ１）。ＨＰＰ駆動モードは、ポンプ制御部１４１が高圧燃料ポンプ制御を実行するモードである。ポンプ制御部１４１は、低回転時における片方のみの高圧燃料ポンプ１２５（例えば、高圧燃料ポンプ１２５Ａ）を駆動する駆動モードとなる（Ｓ２）。

その後、ポンプ制御部１４１は、目標燃圧と実燃圧との燃圧差に基づいて高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を決定していく。そこで、ポンプ制御部１４１は、目標燃圧と実燃圧との燃圧差が第１閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。燃圧差が第１閾値よりも小さい値であれば（Ｓ３のＮＯ）、実燃圧が目標燃圧に追従している。このため、ポンプ制御部１４１は、再度ステップＳ２を実行する。

一方、燃圧差が第１閾値以上であれば（Ｓ３のＹＥＳ）、実燃圧と目標燃圧とが乖離している。このため、ポンプ制御部１４１は、第２閾値を選択する処理（Ｓ４）を行った後（Ｓ４）、両方の高圧燃料ポンプ１２５（高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂ）を駆動する（Ｓ５）。両方の高圧燃料ポンプ１２５が駆動されると、図１１に示したように、目標燃圧の変化に対して、実燃圧の立ち上がりが早くなる。

次に、ポンプ制御部１４１は、両方の高圧燃料ポンプ１２５の駆動した後、燃圧差の絶対値が第２閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。第２閾値とは、ポンプ制御部１４１が目標燃圧に対する実燃圧のオーバーシュートを改善するために設定される値である。

燃圧差の絶対値が第２閾値より大きい場合（Ｓ６のＮＯ）、ポンプ制御部１４１は、再度ステップＳ５を実行する。燃圧差の絶対値が第２閾値以下である場合（Ｓ６のＹＥＳ）、ポンプ制御部１４１は、ステップＳ２に戻り、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を減少させる。

このようにポンプ制御部１４１が、燃圧差と第１閾値又は第２閾値とを比較して、高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を変更することが可能である。ここで、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５）の駆動数を、気筒の燃焼サイクルの行程が切り替わるタイミングで更新するものとする。

上述したように、ステップＳ４にて行われる、ポンプ制御部１４１が第２閾値を選択する処理は、エンジン１０１の回転数と、運転状態の負荷とに基づいて行われる。そして、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、エンジン（エンジン１０１）の回転数が低く、かつ運転状態が低負荷であれば第２閾値を最も低い値に設定する。また、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、エンジン（エンジン１０１）の回転数が高く、かつ運転状態が高負荷であれば第２閾値を最も高い値に設定する。また、ポンプ制御部（ポンプ制御部１４１）は、エンジン（エンジン１０１）の回転数が低く、かつ運転状態が高負荷である場合、又はエンジン（エンジン１０１）の回転数が高く、かつ運転状態が低負荷である場合に第２閾値を中間の値に設定する。そこで、図１２のステップＳ４に示した、第２閾値の設定処理の例について、図１３を用いて説明する。

図１３は、ポンプ制御部１４１が第２閾値を設定するサブルーチンを示すフローチャートである。以下の説明で用いる閾値Ａ〜Ｃは、閾値Ｂ＞閾値Ｃ＞閾値Ａの関係をもつ。

始めに、ポンプ制御部１４１は、エンジン回転数が低回転領域にあり、かつ運転状態が低負荷であるか否かを判断する（Ｓ１１）。例えば、アクセル開度センサ１２２により計測されるアクセルの開度が小さいとき、運転状態が低負荷である。エンジン回転数が低回転領域にあり、かつ運転状態が低負荷であれば（Ｓ１１のＹＥＳ）、ポンプ制御部１４１は、第２閾値に対して最も低い閾値Ａを代入し（Ｓ１５）、図１２のステップＳ５に戻る。

一方、ポンプ制御部１４１は、エンジン回転数が低回転領域でない、又は運転状態が低負荷でないと判断した場合（Ｓ１１のＮＯ）、エンジン回転数が高回転領域にあり、かつ運転状態が高負荷であるか否かを判断する（Ｓ１２）。例えば、アクセル開度センサ１２２により計測されるアクセルの開度が大きいとき、運転状態が高負荷である。

エンジン回転数が高回転領域にあり、かつ運転状態が高負荷であれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、ポンプ制御部１４１は、第２閾値に対して最も高い閾値Ｂを代入し（Ｓ１４）、図１２のステップＳ５に戻る。

一方、ポンプ制御部１４１は、エンジン回転数が高回転領域でない、又は運転状態が高負荷でないと判断した場合（Ｓ１２のＮＯ）、第２閾値に対して中間の閾値Ｃを代入し（Ｓ１３）、図１２のステップＳ５に戻る。なお、ステップＳ１２のＮＯ判定には、エンジン（エンジン１０１）の回転数が低く、かつ運転状態が高負荷である場合、又はエンジン（エンジン１０１）の回転数が高く、かつ運転状態が低負荷である場合が含まれる。

図１３に示したように、ポンプ制御部１４１は、運転状態によって第２閾値の値を変更する。このため、ポンプ制御部１４１は、実燃圧が目標燃圧に到達する直前で高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を減少させ、高圧燃料ポンプ１２５からの吐出量を制御し、実燃圧のオーバーシュートを抑制することが可能となる。

［まとめ］
以上説明した上述した一実施の形態に係るエンジン制御部（エンジン制御部１２７）は、複数の高圧燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂ）と、複数のコモンレール（コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂ）と、燃料噴射弁（燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄ）とを有するエンジン１０１を制御する。複数の高圧燃料ポンプは、複数のコモンレールに加圧した燃料を吐出する。複数のコモンレールは、複数の高圧燃料ポンプに対応して設けられ、複数の高圧燃料ポンプにより吐出された燃料を蓄圧する。

燃料噴射弁１０５は、複数のコモンレール１２９にそれぞれ接続され、複数のコモンレール１２９内の燃料を気筒内に噴射する。そして、エンジン制御部は、エンジン回転数及び負荷に応じた閾値を設定することで、コモンレール１２９に設けられた燃料圧力センサ１２６の読み取り値である実燃圧と、目標燃圧との燃圧差と閾値とを比較して、高圧燃料ポンプ１２５の吐出を制御するポンプ制御部１４１を有する。このポンプ制御部１４１は、
燃圧差に置応じて実燃圧を目標燃圧に追従させるように高圧燃料ポンプ１２５の駆動数を変えて高圧燃料ポンプ１２５の駆動を制御する。このため、高圧燃料ポンプ１２５の目標燃圧に対する実燃圧の応答性が向上し、かつ目標燃圧が実燃圧に到達した際に発生するオーバーシュートを抑制することが可能となる。

また、ポンプ制御部１４１は、燃圧差が第１閾値未満であれば、片方の高圧燃料ポンプ１２５だけを駆動し、燃圧差が第２閾値より大きければ両方の高圧燃料ポンプ１２５を駆動する。この制御により、実燃圧が目標燃圧に到達する追従性が増し、実燃圧が目標燃圧に達するまでの時間が速くなる。

このようにポンプ制御部１４１が目標燃圧に対する実燃圧の乖離を抑制したことで、燃料噴射弁１０５への要求噴射量に対して適切な燃圧とすることができる。そして、実際にシリンダ内に噴射される燃料の噴射量が要求噴射量に一致するので、エンジン１００の実際の出力が要求出力に合うようになる。

［変形例］
以上、一実施の形態に係るＥＣＵ１０９の実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、ＥＣＵ１０９は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した実施形態では、電磁弁８を開弁し続けることにより、高圧燃料ポンプ１２５を無吐出状態にした。しかし、ポンプ制御部１４１は、電磁弁８を閉弁したままとして加圧室１２へ燃料が吸入されないようにすることで、加圧部材（プランジャ２）が往復動しても高圧燃料ポンプ１２５が燃料を吐出しない無吐出状態にしてもよい。このようにポンプ制御部１４１が高圧燃料ポンプ１２５を制御することで、ポンプ駆動カム１５及び加圧部材（プランジャ２）を停止させることなく、高圧燃料ポンプ１２５を無吐出状態にすることができる。

また、ポンプ制御部１４１は、電磁弁８を閉弁したままとすることで、他の可動部材（例えば、排気カム１２８）の動力を用いてポンプ駆動カム１５を駆動させる場合であっても、他の可動部材を停止させることなく、高圧燃料ポンプ１２５を無吐出状態にすることができる。

また、本実施の形態に係るポンプ制御部１４１としては、排気カム１２８の排気カム軸（不図示）からポンプ駆動カム１５を切り離すことで、加圧部材（プランジャ２）の往復動を停止させて、燃料が吐出されない無吐出状態にしてもよい。

上述した一実施の形態に係る内燃機関システム１は、高圧燃料ポンプ１２５Ａ，１２５Ｂと、コモンレール１２９Ａ，１２９Ｂと、燃料噴射弁１０５Ａ〜１０５Ｄとを有する構成とした。しかし、他の実施の形態に係る内燃機関システムとしては、２つの高圧燃料ポンプ１２５と、２つのコモンレール１２９とを有することに限定されず、３つ以上の高圧燃料ポンプ１２５や、３つ以上のコモンレール１２９を設ける構成としてもよい。この場合、図１２のステップＳ２に示した「片方のポンプ駆動」は、１又は２以上の高圧燃料ポンプ１２５の駆動としてよく、ステップＳ５に示した「両方のポンプ駆動」は、「片方のポンプ駆動」での駆動数より多い数の高圧燃料ポンプ１２５の駆動としてよい。

また、内燃機関システムとしては、高圧燃料ポンプ１２５とコモンレール１２９とが一対一で設けられることに限定されず、コモンレール１２９の数が高圧燃料ポンプ１２５の数よりも多い構成としてもよい。さらに、本実施の形態に係る内燃機関システムとしては、１つのコモンレール１２９に少なくとも１つの燃料噴射弁１０５が接続されていればよい。また、コモンレール１２９に接続される燃料噴射弁１０５の数は、コモンレール１２９ごとに異なっていてもよい。

また、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために内燃機関システムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０…吸入通路、１２…加圧室、１４…ポンプ制御部、２１…弁体、２３…ソレノイド、１０１…内燃機関、１０３…吸気弁、１０４…排気弁、１０５…燃料噴射弁、１０９…ＥＣＵ、１２４…低圧燃料ポンプ、１２５…高圧燃料ポンプ、１２６…燃料圧力センサ、１２７…エンジン制御部、１２９…コモンレール、１３０…連通管、１４１…ポンプ制御部、１４２…記憶部、１４３…噴射弁制御部

Claims (6)

1. 燃料を加圧して吐出する複数の燃料ポンプと、
   複数の前記燃料ポンプに対応して設けられ、複数の前記燃料ポンプにより吐出された前記燃料を蓄圧する複数のコモンレールと、
   複数の前記コモンレールにそれぞれ接続され、複数の前記コモンレールで蓄圧された前記燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
   前記燃料が移動可能に接続された複数の前記コモンレールに設けられる燃料圧力センサが計測した前記燃料の実燃料圧力と、前記エンジンの状態量に合わせて設定される目標燃料圧力との燃料圧力差に応じて、前記実燃料圧力を前記目標燃料圧力に追従させるように前記燃料ポンプの駆動数を変えて前記燃料ポンプの駆動を制御するポンプ制御部を備える
   エンジン制御装置。
2. 前記ポンプ制御部は、駆動数を少なくとも一つとした前記燃料ポンプが駆動している時に算出した前記燃料圧力差が第１閾値未満であれば前記駆動数を維持して前記燃料ポンプを駆動する制御を継続し、前記燃料圧力差が前記第１閾値以上であれば前記駆動数を増やして複数の前記燃料ポンプを駆動する
   請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記ポンプ制御部は、複数の前記燃料ポンプが駆動している時に算出した前記燃料圧力差が第２閾値より大きければ前記駆動数を複数とした前記燃料ポンプを駆動する制御を継続し、前記燃料圧力差が前記第２閾値以下であれば前記駆動数を減らして前記燃料ポンプを駆動する
   請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記ポンプ制御部は、前記エンジンの回転数が低く、かつ運転状態が低負荷であれば前記第２閾値を最も低い値に設定し、前記エンジンの回転数が高く、かつ運転状態が高負荷であれば前記第２閾値を最も高い値に設定し、前記エンジンの回転数が低く、かつ運転状態が高負荷である場合、又は前記エンジンの回転数が高く、かつ運転状態が低負荷である場合に前記第２閾値を中間の値に設定する
   請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記ポンプ制御部は、前記駆動数を、前記気筒の燃焼サイクルの行程が切り替わるタイミングで更新する
   請求項４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記燃料ポンプは、
   前記燃料が加圧される加圧室と、
   前記加圧室へ吸入される前記燃料の燃料量を調整する電磁弁と、
   前記加圧室の内部を往復動することにより、前記加圧室に前記燃料を吸入し、吸入した前記燃料を加圧して前記コモンレールに前記燃料を吐出させる加圧部材と、
   前記加圧部材を往復動させるポンプ駆動カムと、を有し、
   前記ポンプ制御部は、前記電磁弁を開弁して前記加圧室にある前記燃料の圧力を下げることにより、前記加圧部材が往復動しても前記燃料が吐出されない無吐出状態とし、前記電磁弁を閉弁して前記加圧室の前記燃料の圧力が下がらないようにして、前記加圧部材の往復動による前記燃料の吐出を実行させる
   請求項１に記載のエンジン制御装置。

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