JP2021127760A - 燃料ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実レール圧の脈動増大や収束遅延を抑制しつつ、高速回転時の演算処理負荷を軽減できるようにした、燃料ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】燃料ポンプ制御装置としてのＥＣＵ８０は、演算部８１、制御部８２および判定部８３を備える。制御部８２は、高速回転であるか否かに拘わらず、目標吐出量に従って調量弁６０の作動を制御する。演算部８１は、通常回転時には、カム３０が所定角度回転する都度に目標吐出量を演算（都度演算）する。一方、高速回転時には、カムが所定角度回転する都度のタイミングを間引いて演算（間引き演算）する。制御部８２は、間引かれずに演算を実行する演算タイミングで、演算タイミング直後の吐出および休止タイミング直後の吐出の両方について目標吐出量を演算する。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、プランジャで圧縮吐出する燃料ポンプに適用された、燃料ポンプ制御装置に関する。

特許文献１には、加圧室へ吸入される燃料の量を調整する調量弁と、加圧室へ吸入された燃料を加圧して圧送するプランジャと、を備える燃料ポンプが記載されている。燃料ポンプから圧送された燃料はコモンレールで蓄圧され、内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁へ分配される。

この種の燃料ポンプを制御する制御装置は、調量弁を開閉するタイミングを制御することで、加圧室で加圧される量（吐出量）を調整する。この吐出量は、コモンレール内の燃料圧力（実レール圧）が目標レール圧になるよう、フィードバック制御される。具体的には、上記制御装置は、プランジャの１回往復動による加圧室からの目標吐出量を、上記実レール圧と目標レール圧との偏差等に基づき演算する。

特許第３５１８４１７号公報

さて、上記プランジャはカムで押し動かされ、カムは内燃機関の出力軸で駆動される。したがって、出力軸の回転速度が速い（高速回転である）ほど、プランジャの往復動速度も速くなる。そのため、カムが所定角度回転する毎に目標吐出量を演算すると、高速回転であるほど演算の処理負荷が大きくなる。

この課題に対し、特許文献１に記載の制御装置では、高速回転時には調量弁の閉弁を禁止して吐出を間引くことで、目標吐出量の演算回数を減らしている。しかしながら、このように吐出を間引くと、１回分の吐出量を増やして吐出の間隔を長くすることになるので、実レール圧の脈動が大きくなる。また、目標レール圧が大きく変化する過渡時においては、上述の如く吐出を間引くと、目標レール圧の変化に対する実レール圧の収束が遅くなる。

開示される１つの目的は、実レール圧の脈動増大や収束遅延を抑制しつつ、高速回転時の演算処理負荷を軽減できるようにした、燃料ポンプ制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、開示された１つの手段は、
カム（３０）で押し動かされて往復動するプランジャ（２０）、およびプランジャで加圧される燃料の量を調整する調量弁（６０）を備える燃料ポンプ（１）に適用された、燃料ポンプ制御装置において、
プランジャが１回往復動することによって加圧室（１０ａ）から吐出される１回分の目標吐出量を演算する演算部（８１）と、
目標吐出量に従って、調量弁の作動を制御する制御部（８２）と、
カムの回転速度が所定未満である通常回転および所定以上である高速回転のいずれであるかを判定する判定部（８３）と、
を備え、
制御部は、判定部の判定結果に拘わらず、プランジャが１回往復動する毎に、目標吐出量に従って調量弁の作動を制御し、
演算部は、
通常回転と判定されている通常期間には、カムが所定角度回転する都度、目標吐出量を演算する都度演算を実行し、
高速回転と判定されている高速期間には、カムが所定角度回転する都度のタイミングを、演算を休止するように間引かれた休止タイミングと、間引かれずに演算を実行する演算タイミングとに分別し、
演算タイミングで、演算タイミング直後の吐出および休止タイミング直後の吐出の両方について目標吐出量を演算する間引き演算を実行する燃料ポンプ制御装置である。

ここに開示された燃料ポンプ制御装置によると、高速回転時には、目標吐出量の演算が間引かれるものの、目標吐出量に従った調量弁制御は間引かれずに、プランジャが１回往復動する毎に燃料が吐出される。すなわち、演算を間引いたタイミングでは、直近で演算した目標吐出量にしたがって燃料が吐出される。そのため、演算は間引かれるものの吐出は間引かれないので、実レール圧の脈動増大や収束遅延を抑制しつつ、高速回転時の演算処理負荷を軽減できる。

第１実施形態において、燃料ポンプの構成を模式的に示す図。 第１実施形態において、ポンプ吐出圧の時間変化を示す図。 第１実施形態において、調量弁の閉弁開始時期とポンプ吐出量との関係を示す特性図。 第１実施形態において、都度演算および間引き演算のタイミングと、吐出制御のタイミングとの関係を示す図。 第１実施形態において、都度演算および間引き演算の処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態による効果であって、定常時での効果を表した図。 第１実施形態による効果であって、過渡時での効果を表した図。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１に示す燃料ポンプ１は、車両に搭載されたものであり、燃料タンク２内の燃料を加圧して吐出する高圧ポンプである。燃料ポンプ１から吐出された燃料は、コモンレール３で蓄圧された後、内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁４へ分配され、燃料噴射弁４から高圧で噴射される。噴射された燃料は内燃機関での燃焼に用いられる。燃焼により得られた内燃機関の出力トルクの一部は、燃料ポンプ１の駆動に用いられる。燃料タンク２内に配置された低圧ポンプ２ａは電動モータにより駆動され、低圧状態の燃料を燃料ポンプ１へ供給する。なお、低圧ポンプ２ａは、燃料タンク２の外部に配置されていてもよい。例えば、燃料ポンプ１が低圧ポンプ２ａを内蔵していてもよい。この場合の低圧ポンプ２ａは、電動モータに替えて、内燃機関の出力トルクで駆動される。

燃料ポンプ１は、以下に説明するシリンダ１０、プランジャ２０、カム３０、回転軸４０、従動歯車５０および調量弁６０等を備える。シリンダ１０は、燃料を加圧する加圧室１０ａを形成する。プランジャ２０は、シリンダ１０内を往復移動することで、加圧室１０ａへ燃料を吸入するとともに、吸入した燃料を圧縮して加圧する。

具体的には、プランジャ２０とカム３０の間にはタペット２１が配置されており、カム３０がタペット２１を介してプランジャ２０を押し動かすことで、プランジャ２０は、燃料を圧縮する向きに移動（つまりリフトアップ）する。また、弾性部材２２から付与される弾性力により、プランジャ２０は燃料を吸入する向きに移動（つまりリフトダウン）する。

プランジャ２０がリフトアップする期間を加圧期間と呼び、リフトダウンする期間を吸入期間と呼ぶ。図１に示すように、本実施形態に係るカム３０は２つの山を有する形状であるため、カム３０が１回転するうちにプランジャ２０は２往復する。

回転軸４０には、カム３０および従動歯車５０が固定されており、カム３０および従動歯車５０は回転軸４０と一体となって回転する。従動歯車５０は、図示しない駆動歯車と係合して回転し、回転軸４０を回転させる。つまり、駆動歯車の回転駆動力は、従動歯車５０および回転軸４０を介してカム３０へ伝達され、プランジャ２０をリフトアップさせる駆動力となる。

駆動歯車は、内燃機関の出力トルクを駆動源として回転する。したがって、内燃機関の運転期間中には駆動歯車は常時回転する。また、内燃機関の出力軸の回転速度の変動に応じて駆動歯車の回転速度も変動し、ひいてはカム３０の回転速度も変動する。

調量弁６０は、電子制御装置（ＥＣＵ８０）により開閉作動する電磁式である。吸入期間には調量弁６０を開弁作動させて、加圧室１０ａへ低圧燃料を吸入させる。加圧期間には、所望のタイミングで閉弁作動させることで、実際に燃料が圧縮を開始するタイミングを制御する。

具体的には、加圧期間であっても調量弁６０が開弁作動している期間には、加圧室１０ａの燃料は、プランジャ２０がリフトアップするものの圧縮されず、調量弁６０を通じて燃料タンク２に戻される。その後、調量弁６０が閉弁作動した以降には、加圧室１０ａの燃料は、リフトアップするプランジャ２０により圧縮される。

要するに、加圧期間において実際に燃料が圧縮される期間は、調量弁６０が閉弁作動している期間である。そして、調量弁６０の閉弁作動開始のタイミングである閉弁開始時期ｔｓｔ（図２参照）をＥＣＵ８０が制御することで、加圧室１０ａで圧縮される燃料の量が制御される。その結果、プランジャ２０が１回往復動するによって加圧室１０ａから吐出される、高圧燃料の１回分の吐出量が制御される。

なお、燃料が圧縮されて加圧室１０ａの圧力が設定値を超えて高くなると、逆止弁７１が開弁し、圧縮された高圧燃料はコモンレール３へ供給される。なお、燃料噴射弁４の噴孔が詰まる故障が生じた場合等、高圧通路７３の圧力が異常値を超えて高くなると、リリーフ弁７２が開弁し、高圧通路７３の燃料は燃料タンク２へリリーフされる。

ＥＣＵ８０は、演算処理装置としてのプロセッサ（ＣＰＵ８０ａ）と、記憶装置としてのメモリ８０ｂとを有する。これらのＣＰＵ８０ａおよびメモリ８０ｂはマイクロコンピュータ（マイコン）とも呼ばれる。メモリ８０ｂは、ＣＰＵ８０ａによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。ＥＣＵ８０は、専用ハードウエア論理回路により実現されてもよいし、コンピュータプログラムを実行するプロセッサとハードウエア論理回路との組合せにより実現されてもよい。

ＥＣＵ８０は、コモンレール３に取り付けられた圧力センサ３ａの検出信号を取得する。圧力センサ３ａは、コモンレール３内の燃料の圧力であるレール圧Ｐｃを検出する。以下の説明では、実際のレール圧Ｐｃの値を実レール圧Ｐａｃｔと記載し、レール圧Ｐｃの目標値を目標レール圧Ｐｔｒｇと記載する。

ＥＣＵ８０は、クランク角センサ５０ａの検出信号を取得する。クランク角センサ５０ａは、所定時間当りに出力軸が回転した回数（エンジン回転数ＮＥ）、つまり内燃機関の出力軸の回転速度を検出する。さらにＥＣＵ８０は、アクセルペダル踏込量を検出するセンサ等、運転者が要求するエンジン負荷を各種センサから取得する。

ＥＣＵ８０は、各種センサから取得したエンジン回転数ＮＥおよびエンジン負荷に基づき、燃料噴射弁４から噴射される噴射量の目標値（目標噴射量）を演算する。例えば、高回転数かつ高負荷であるほど、目標噴射量は大きい値に設定される。さらにＥＣＵ８０は、各種センサから取得したエンジン回転数ＮＥおよびエンジン負荷に基づき、目標レール圧Ｐｔｒｇを演算する。例えば、高回転数かつ高負荷であるほど、目標レール圧Ｐｔｒｇは高い値に設定される。

さらにＥＣＵ８０は、マイコンが実行する演算処理によって、以下に詳述する演算部８１、制御部８２および判定部８３としての機能を発揮する。

演算部８１は、プランジャ２０が１回往復動するによって加圧室１０ａから吐出される１回分の吐出量の目標値である、目標吐出量を演算する。図２に示す通電期間Ｔｑは、制御部８２が通電により調量弁６０を閉弁作動させている期間であって、目標吐出量に相当する長さに設定されている。なお、図２の縦軸は、プランジャ２０のリフト量を示し、図２の横軸は経過時間を示す。

通電期間Ｔｑが長いほど、つまり閉弁開始時期ｔｓｔが早いほど、燃料の加圧量が増大し、燃料ポンプ１からの吐出量も増大する。目標吐出量としての通電期間Ｔｑは、以下に説明する噴射補充分Ｔ１、目標偏差分Ｔ２および無効吐出分Ｔ３の３つの項を合算して算出される。

噴射補充分Ｔ１は、燃料噴射弁４から噴射される分だけレール圧Ｐｃの低下が見込まれる分の吐出量に相当する。したがって、噴射補充分Ｔ１の吐出量は、先述した目標噴射量に基づいて演算される。具体的には、目標噴射量が多いほど噴射補充分Ｔ１は大きい値に設定される。

目標偏差分Ｔ２は、目標レール圧Ｐｔｒｇに対する実レール圧Ｐａｃｔの不足分に相当する吐出量である。したがって、目標偏差分Ｔ２は、目標レール圧Ｐｔｒｇに対する実レール圧Ｐａｃｔの差分に基づいて演算される。具体的には、差分が大きいほど目標偏差分Ｔ２は大きい値に設定される。なお、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｒｇより大きい場合には目標偏差分Ｔ２の値はマイナスとなる。

無効吐出分Ｔ３は、通電開始してから調量弁６０が閉じ、加圧室１０ａの圧力が上昇して逆止弁７１が開弁するまでの期間に相当する。要するに、通電開始から吐出開始までの期間が無効吐出分Ｔ３である。無効吐出分Ｔ３には、予め設定された値が用いられる。

図３は、単位時間当たりに燃料ポンプ１から吐出される吐出量Ｑと、閉弁開始時期ｔｓｔとの関係を示す。図示されるように、閉弁開始時期ｔｓｔが早いタイミングであるほど、吐出量Ｑは増大する。また、燃料ポンプ１は内燃機関の出力トルクで駆動されるため、エンジン回転数ＮＥが高回転数であるほど、吐出量Ｑは増大する。

制御部８２は、目標吐出量に従って調量弁６０の作動を制御する。具体的には、演算部８１で演算された目標吐出量に対応する閉弁開始時期ｔｓｔに、調量弁６０を閉弁作動させるように制御する。なお、後述する通常期間においては、前回吐出から次回吐出までの期間に、次回吐出に係る目標吐出量が演算される。

判定部８３は、カム３０の回転速度が所定未満である通常回転、および所定以上である高速回転のいずれであるかを判定する。カム３０の回転速度は、内燃機関の出力軸の回転速度つまりエンジン回転数ＮＥに比例した値である。そのため、判定部８３は、エンジン回転数ＮＥが閾値ＮＥｔｈ未満である場合に通常回転とみなし、エンジン回転数ＮＥが閾値ＮＥｔｈ以上である場合に高速回転とみなす。

そして、制御部８２は、判定部８３の判定結果に拘わらず、プランジャ２０が１回往復動する毎に、先述したように目標吐出量に従って調量弁６０の作動を制御する。これに対し演算部８１は、判定部８３の判定結果に応じて、演算内容と演算頻度を以下のように変更する。

演算部８１は、通常回転と判定されている通常期間には、カム３０が所定角度回転する都度、目標吐出量を演算する。このような通常期間での演算は「都度演算」に相当する。上記「所定角度」は、プランジャ２０が１回往復動するのに要するカム３０の回転角度に設定されている。要するに、制御部８２が調量弁６０の作動を制御して加圧室１０ａから燃料を吐出させる回数と、通常期間において演算部８１が目標吐出量を演算する回数とは一致する（図４参照）。

図４は、経過時間ｔに対する目標レール圧Ｐｔｒｇと実レール圧Ｐａｃｔの変化を示す。図中の左側領域では、エンジン回転数ＮＥが閾値ＮＥｔｈ未満（通常回転）となっており、右側領域では、エンジン回転数ＮＥが閾値ＮＥｔｈ以上（高速回転）となっている。図４中の三角記号は、制御部８２が吐出制御を実行することで加圧室１０ａから燃料が吐出されるタイミングを示す。図４中の矢印Ｃａは、通常期間における都度演算のタイミングを示しており、矢印Ｃａが示すように都度演算は吐出の直前に実行される。先述した通り、図４に示す通常期間では、都度演算の回数と吐出回数とが一致している。

演算部８１は、高速回転と判定されている高速期間には、カム３０が所定角度回転する都度のタイミングを、休止タイミングと演算タイミングとに分別する。休止タイミングは、目標吐出量の演算を休止するように、所定角度毎のタイミングから間引かれたタイミングである。演算タイミングは、所定角度毎のタイミングのうち休止タイミングを除いた残りのタイミングであり、目標吐出量の演算を間引かれずに実行するタイミングである。

演算タイミングでは、演算タイミング直後の吐出および休止タイミング直後の吐出の両方について、目標吐出量を演算する。このような高速期間における演算タイミングでの演算は、「間引き演算」に相当する。

図４中の矢印Ｃｂは、高速期間における間引き演算タイミングを示しており、矢印Ｃｂが示すように、間引き演算についても都度演算と同様にして、吐出の直前に実行される。高速期間における間引き演算の回数は、吐出回数より少なくなっている。図４の例では、４回の吐出に対して間引き演算が１回行われており、４回の吐出に対して３回の演算が間引かれて休止されている。但し、高速期間であっても、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｒｇとの差分が所定以上大きくなっている場合には、休止するタイミングであっても間引き演算が実行される。

図５は、演算部８１、制御部８２および判定部８３として機能する際の、ＥＣＵ８０のマイコンが実行する処理手順を示す。図５に示す処理は、内燃機関の駆動中に、マイコンによって、回転角同期で繰り返し実行される。つまり、カム３０が所定角度回転する都度、図５の処理が実行される。

先ず、図５のステップＳ１０において、現時点でのエンジン回転数ＮＥが閾値ＮＥｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値ＮＥｔｈ未満と否定判定された場合には、通常回転であるとみなして都度演算する（ステップＳ１１）。一方、閾値ＮＥｔｈ以上と肯定判定された場合には、高速回転とみなし、ステップＳ１４、Ｓ１７での条件を満たした場合に間引き演算する（ステップＳ１５）。

より具体的に説明すると、ステップＳ１０にて通常回転とみなされた場合、続くステップＳ１１にて、燃料ポンプ１に対する制御量Ｙを都度演算する。この制御量Ｙは、先述した目標吐出量に相当し、都度演算による目標吐出量（制御量Ｙ）を通常時制御量と呼ぶ。

続くステップＳ１２では、後述する間引き回数カウンタＸをゼロに設定する。続くステップＳ１３では、ステップＳ１１およびステップＳ１５のうち直近で演算された制御量Ｙで燃料ポンプ１を制御する。具体的には、制御量Ｙに対応する閉弁開始時期ｔｓｔで調量弁６０を作動させることで、制御量Ｙの分だけ燃料を加圧室１０ａから吐出させる。

一方、ステップＳ１０にて高速回転とみなされた場合には、続くステップＳ１４において、間引き回数カウンタＸがゼロであるか否かを判定する。Ｘ＝０と判定された場合、続くステップＳ１５にて制御量Ｙ（間引き時制御量）を間引き演算し、間引き回数カウンタＸの値を１つ増加させる（ステップＳ１６）。

間引き演算では、演算タイミング直後の制御量Ｙ１、および休止タイミング直後の制御量Ｙ２の両方を演算する。但し、これらの制御量Ｙ１、Ｙ２は同一の値に設定されるため、実質的に演算されるのは、演算タイミング直後の制御量Ｙ１であり、休止タイミング直後の制御量Ｙ２については、演算休止されていると言える。図４の例では、４回の吐出に対して、実質的な間引き演算は１回行われ、３回の演算は間引かれて休止されていると言える。

都度演算および間引き演算のいずれにおいても、先述した噴射補充分Ｔ１、目標偏差分Ｔ２および無効吐出分Ｔ３に相当する制御量を合算して制御量Ｙが演算される。噴射補充分Ｔ１と無効吐出分Ｔ３に相当する制御量については、都度演算および間引き演算とで同一である。

但し、目標偏差分Ｔ２に相当する制御量については、都度演算と間引き演算とで異なる。すなわち、都度演算では、１回分の制御量Ｙに含まれる目標偏差分Ｔ２で、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｒｇとの差分をゼロにするように制御量Ｙが演算される。間引き演算では、複数回の制御量Ｙ１、Ｙ２つまり図４の例では４回分の制御量Ｙで、上記差分をゼロにするように制御量Ｙが演算される。

また、目標偏差分Ｔ２の演算に関し、都度演算および間引き演算のいずれにおいても、上記差分にフィードバックゲインを乗算して、フィードバック吐出量を演算する。このフィードバック吐出量が、目標偏差分Ｔ２に相当する吐出量として演算される。但し、間引き演算で用いられるフィードバックゲインは、都度演算で用いられるフィードバックゲインより小さく設定されている。間引き演算では４回分の制御量Ｙで上記差分をゼロにしようとするからである。

ステップＳ１４でＸ＝０でないと否定判定された場合には、続くステップＳ１７において、上記差分が所定の閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値Ｐｔｈ以上と肯定判定された場合には、休止タイミングであるもののステップＳ１５にて間引き演算を実行する。

一方、閾値Ｐｔｈ以上でないと否定判定された場合には、続くステップＳ１８において、間引き回数カウンタＸが予め設定された所定値Ｎに達したか否かを判定する。所定値Ｎは、演算タイミング１回に対する休止タイミングの回数つまり演算の間引き回数に相当し、図４の例では間引き回数（所定値Ｎ）が３回に設定されている。

ステップＳ１８でＸ＝Ｎでないと否定判定された場合には、ステップＳ１５による間引き演算を実行することなく、ステップＳ１６にて間引き回数カウンタＸを増加させる。その後のステップＳ１３では、直近で演算された制御量Ｙで燃料ポンプ１を制御する。この場合、ステップＳ１５で演算された制御量Ｙ１と同じ制御量Ｙ２で燃料ポンプ１が制御されることとなる。

一方、ステップＳ１８でＸ＝Ｎであると肯定判定された場合には、ステップＳ１２でＸ＝０に設定される。その後のステップＳ１３では、直近で演算された制御量Ｙ、つまり、ステップＳ１５で演算された制御量Ｙ１と同じ制御量Ｙ２で燃料ポンプ１が制御されることとなる。この場合、高速期間が継続されていれば、ステップＳ１４にて肯定判定されることになるので、ステップＳ１５での間引き演算が実行される。

以下、上述した構成を備えることによる効果について説明する。

燃料ポンプ制御装置としてのＥＣＵ８０は、演算部８１、制御部８２および判定部８３を備える。制御部８２は、高速回転であるか否かに拘わらず、目標吐出量に従って調量弁６０の作動を制御する。演算部８１は、通常回転時には、カム３０が所定角度回転する都度に目標吐出量を演算（都度演算）する。一方、高速回転時には、カムが所定角度回転する都度のタイミングを間引いて演算（間引き演算）する。そして、間引かれずに演算を実行する演算タイミングで、演算タイミング直後の吐出および休止タイミング直後の吐出の両方について目標吐出量を演算する。

これによれば、高速回転時には、目標吐出量の演算を間引くものの、目標吐出量に従った調量弁６０の制御は間引かずに燃料が吐出される。すなわち、演算を間引いた休止タイミングでは、直近に間引き演算された目標吐出量にしたがって燃料が吐出される。そのため、実レール圧Ｐａｃｔの脈動増大や収束遅延を抑制しつつ、高速回転時におけるマイコンの演算処理負荷を軽減できる。

図６は、目標レール圧Ｐｔｒｇが変化していない定常時かつ高速回転時において、上述した脈動増大抑制の効果を説明する図である。なお、図６の横軸は経過時間を示し、縦軸はレール圧Ｐｃを示す。例えばエンジン回転数ＮＥおよびエンジン負荷が変化していない場合には、目標レール圧Ｐｔｒｇが変化しない定常状態となる。

先述した特許文献１に記載の制御装置は、高速回転時に演算を間引くとともに、吐出についても間引く。このように吐出を間引くと、図６中の一点鎖線に示すように、１回分の吐出量を増やして吐出の間隔を長くすることになる。例えば、本実施形態に係る制御装置では、図６中の実線に示すように３回吐出する間に、例えば特許文献１の制御装置では２回吐出することになる。その結果、図６中の矢印に示すようにレール圧Ｐｃの脈動が大きくなる。換言すれば、燃料吐出は間引かずに演算を間引く本実施形態によれば、実レール圧Ｐａｃｔの脈動増大を抑制しつつ、高速回転時でのマイコンの演算処理負荷を軽減できる。

図７は、目標レール圧Ｐｔｒｇが急変した過渡時かつ高速回転時において、上述した収束遅延抑制の効果を説明する図である。なお、図７の横軸は経過時間を示し、縦軸はレール圧Ｐｃを示す。例えばエンジン回転数ＮＥおよびエンジン負荷の少なくとも一方が急激に増大した場合には、目標レール圧Ｐｔｒｇが急激に増大する。その結果、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｒｇに対して大幅に小さくなる過渡状態となる。

特許文献１に記載の制御装置は吐出を間引くので、図７中の一点鎖線に示すように、急増した目標レール圧Ｐｔｒｇへの実レール圧Ｐａｃｔの追従が遅くなる。しかも、１回目の吐出では最大吐出量で吐出しているにも拘わらず、２回目の吐出でも未だ目標レール圧Ｐｔｒｇに達していない。これに対し、燃料吐出は間引かずに演算を間引く本実施形態によれば、１回目の吐出を最大吐出量にしなくても、２回目の吐出で目標レール圧Ｐｔｒｇに達している。このように、本実施形態によれば、過渡時の目標レール圧Ｐｔｒｇに対する実レール圧Ｐａｃｔの収束遅延を抑制しつつ、高速回転時でのマイコンの演算処理負荷を軽減できる。

さらに本実施形態では、演算部８１は、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｒｇとの差分を小さくするように目標吐出量を演算する。そして間引き演算では、演算タイミング直後の吐出および休止タイミング直後の吐出の両方で上記差分をゼロにするように、目標吐出量が演算される。

ここで、上記制御に反して、演算タイミング直後の吐出で上記差分をゼロにするように目標吐出量を演算すると、以下の懸念が生じる。すなわち、両方の目標吐出量を同一にした場合、演算タイミング直後の吐出で差分がゼロになった後、休止タイミング直後の吐出でオーバーシュートする。これに対し本実施形態では、吐出の両方で上記差分をゼロにするので、両方の目標吐出量を同一にしてもオーバーシュートを抑制できる。よって、休止タイミング直後の目標吐出量の演算を簡素にしつつ、目標レール圧Ｐｔｒｇに対する実レール圧Ｐａｃｔの収束遅延を抑制できる。

さらに本実施形態では、休止タイミング直後の吐出に係る目標吐出量は、演算タイミング直後の吐出に係る目標吐出量と同じである。そのため、演算タイミングで両方の目標吐出量を設定するにあたり、片方の目標吐出量を演算するだけで済み、演算処理負荷の軽減を促進できる。

さらに本実施形態では、目標吐出量には、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｒｇとの差分にフィードバックゲインを乗算して得られる吐出量が含まれている。例えば、目標偏差分Ｔ２に相当する吐出量が目標吐出量に含まれている。そして、間引き演算で用いられるフィードバックゲインは、都度演算で用いられるフィードバックゲインより小さく設定されている。

ここで、上記制御に反して、フィードバックゲインを同じに設定すると、以下の懸念が生じる。すなわち、演算タイミング直後の目標吐出量と休止タイミング直後の目標吐出量を同一にした場合、演算タイミング直後の吐出で実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｒｇに近づいた後、休止タイミング直後の吐出でオーバーシュートする。これに対し本実施形態では、間引き演算でのフィードバックゲインを都度演算より小さく設定するので、両方の目標吐出量を同一にしてもオーバーシュートを抑制できる。

さらに本実施形態では、演算部８１は、目標レール圧Ｐｔｒｇの変化に伴い上記差分が所定以上大きくなっている時には、高速期間での休止タイミングであっても、高速期間での演算タイミングと同様に、間引き演算を実行する。例えば、図５のステップＳ１７で上記差分が所定の閾値Ｐｔｈ以上と肯定判定された場合には、間引き回数が所定値Ｎに達していない休止タイミングであるものの、ステップＳ１５にて間引き演算を実行する。

これによれば、目標レール圧Ｐｔｒｇが急変した過渡時において、目標レール圧Ｐｔｒｇに対する実レール圧Ｐａｃｔの収束遅延を抑制できる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態に係る都度制御は、カム３０が所定角度回転する都度に実行される。そして、所定角度は、プランジャ２０の１回往復動する角度に設定されており、プランジャ２０が１回往復動する毎に都度制御が実行されている。これに対し、プランジャ２０が複数回往復動する毎に都度制御が実行されてもよい。また、上記第１実施形態では、プランジャ２０が１つの燃料ポンプ１をＥＣＵ８０の制御対象としているが、プランジャ２０が複数の燃料ポンプ１を制御対象としてもよい。

上記第１実施形態では、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｒｇとの差分に応じて、調量弁６０の作動を制御して燃料ポンプ１の吐出量を制御している。これに対し、調量弁６０に替えて、加圧室１０ａへの吸入通路の絞りの大きさを制御する調量弁を採用してもよい。この場合、絞りの大きさを制御することで吸入量を制御し、その結果、燃料ポンプ１の吐出量を制御することになる。

上記第１実施形態では、ステップＳ１８で用いられる間引き回数（所定値Ｎ）が固定した値に設定されている。これに対し、状況に応じて間引き回数が可変設定されてもよい。例えば、エンジン回転数ＮＥやエンジン負荷に応じて間引き回数が変更されてもよい。或いは、実レール圧Ｐａｃｔや目標レール圧Ｐｔｒｇ、これらの差分等に応じて、間引き回数が変更されてもよい。

１…燃料ポンプ、３…コモンレール、４…燃料噴射弁、１０…シリンダ、１０ａ…加圧室、２０…プランジャ、３０…カム、６０…調量弁、８０…燃料ポンプ制御装置、８１…演算部、８２…制御部、８３…判定部、Ｐａｃｔ…実レール圧、Ｐｔｒｇ…目標レール圧。

Claims (5)

1. カム（３０）で押し動かされて往復動するプランジャ（２０）、および前記プランジャで加圧される燃料の量を調整する調量弁（６０）を備える燃料ポンプ（１）に適用された、燃料ポンプ制御装置において、
   前記プランジャが１回往復動することによって加圧室（１０ａ）から吐出される１回分の目標吐出量を演算する演算部（８１）と、
   前記目標吐出量に従って、前記調量弁の作動を制御する制御部（８２）と、
   前記カムの回転速度が所定未満である通常回転および所定以上である高速回転のいずれであるかを判定する判定部（８３）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記判定部の判定結果に拘わらず、前記プランジャが１回往復動する毎に、前記目標吐出量に従って前記調量弁の作動を制御し、
   前記演算部は、
   前記通常回転と判定されている通常期間には、前記カムが所定角度回転する都度、前記目標吐出量を演算する都度演算を実行し、
   前記高速回転と判定されている高速期間には、前記カムが所定角度回転する都度のタイミングを、演算を休止するように間引かれた休止タイミングと、間引かれずに演算を実行する演算タイミングとに分別し、
   前記演算タイミングでは、前記演算タイミング直後の吐出および前記休止タイミング直後の吐出の両方について前記目標吐出量を演算する間引き演算を実行する燃料ポンプ制御装置。
2. 前記燃料ポンプは、複数の燃料噴射弁（４）へ燃料を分配するコモンレール（３）へ燃料を圧送するものであり、
   前記演算部は、
   前記コモンレール内の燃料の圧力である実レール圧（Ｐａｃｔ）と目標レール圧（Ｐｔｒｇ）との差分を小さくするように前記目標吐出量を演算するとともに、
   前記間引き演算では、前記演算タイミング直後の吐出および前記休止タイミング直後の吐出の両方で前記差分をゼロにするように、前記目標吐出量が演算される、請求項１に記載の燃料ポンプ制御装置。
3. 前記休止タイミング直後の吐出に係る前記目標吐出量は、前記演算タイミング直後の吐出に係る前記目標吐出量と同じである、請求項１または２に記載の燃料ポンプ制御装置。
4. 前記燃料ポンプは、複数の燃料噴射弁（４）へ燃料を分配するコモンレール（３）へ燃料を圧送するものであり、
   前記目標吐出量には、前記コモンレール内の燃料の圧力である実レール圧（Ｐａｃｔ）と目標レール圧（Ｐｔｒｇ）との差分にフィードバックゲインを乗算して得られる吐出量が含まれており、
   前記間引き演算で用いられる前記フィードバックゲインは、前記都度演算で用いられる前記フィードバックゲインより小さく設定されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料ポンプ制御装置。
5. 前記燃料ポンプは、複数の燃料噴射弁（４）へ燃料を分配するコモンレール（３）へ燃料を圧送するものであり、
   前記演算部は、前記コモンレール内の燃料の圧力である実レール圧（Ｐａｃｔ）と目標レール圧（Ｐｔｒｇ）との差分を小さくするように前記目標吐出量を演算し、
   さらに前記演算部は、前記目標レール圧の変化に伴い前記差分が所定以上大きくなっている時には、前記休止タイミングであっても、前記演算タイミングと同様に前記間引き演算を実行する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料ポンプ制御装置。

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