JP4475205B2 - コモンレール式燃料噴射システムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料圧フィードバック制御を実施するコモンレール式燃料噴射システムの制御装置に関する。

コモンレール式燃料噴射システムでは、燃料が燃料ポンプによって圧送され、燃料の噴射圧に相当する高圧の燃料がコモンレール内に蓄圧されるとともに、コモンレール内に蓄圧された燃料が燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給される。コモンレールには燃料圧センサが設けられており、燃料圧センサにより燃料の実圧が検出される。そして、検出される実圧がエンジンの運転情報に基づいて求められた目標圧に一致するように、燃料圧フィードバック制御が実施される。燃料圧フィードバック制御では、例えば燃料ポンプの吸入部に設けられた吸入調量弁が駆動制御されることにより、コモンレールに対して圧送される燃料量が調節される（例えば、特許文献１）。

一般に、燃料圧フィードバック制御では、目標圧に対する実圧の圧力偏差に基づいて、燃料ポンプの駆動制御にかかる制御量の比例項、積分項及び微分項が算出される。特に微分項は、圧力偏差の変動傾向に応じて算出される。微分項は、目標圧の変化に対する予測効果を有しており、目標圧が急変する場合における実圧の追従性の向上や、目標圧が周期変動する場合の位相遅れの改善等に有効である。

ところが、制御対象における制御出力に対しての動作遅れや、燃料圧送配管を通じての燃料の輸送遅れなどにより、算出された制御量が燃料ポンプに出力されてから実圧に対して十分に反映されるまでには時間的なずれが生じる。このため、エンジンの運転状況に応じて目標圧の変化傾向が変わる場合には、その変化時に算出される微分項の影響によって、制御量が妥当であるかの信頼性が消失し、実圧が意図しない挙動を示すおそれがある。微分項の影響が他のパラメータである比例項や積分項によって吸収されれば問題にならないが、特に目標圧に応じて圧力偏差が急変化する場合に、微分項の影響が大きくなって他のパラメータがその影響を吸収しきれなくなる。これにより、実圧が意図しない挙動を示す場合には、エンジンに対して目標とする好適な燃料噴射が行われなくなり、排ガス中のＰＭやＮＯｘが増加したり、異音が発生したりするといった問題が生じる。
特開２００２−２７６５００号公報

本発明は、燃料圧フィードバック制御に際して、燃料圧が意図しない挙動を示すことを回避し、ひいては好適な燃料噴射が可能なコモンレール式燃料噴射システムの制御装置を提供することを目的とする。

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説明する。

請求項１に記載の発明では、コモンレール内の燃料圧を検出するとともに、検出した燃料圧の目標圧に対する圧力偏差に基づいて燃料ポンプの制御量の微分項を算出する。そして、燃料圧の減圧中に目標圧の増加に伴って圧力偏差が減少する状態である場合に、制御量に対する微分項の反映を制限する。

コモンレール内の燃料圧を目標圧に一致させる燃料圧フィードバック制御では、燃料ポンプにかかる制御量として圧力偏差に基づく微分項が求められる。この微分項は、圧力偏差の変動傾向を予測する効果を有しており、燃料圧の追従性を向上させるために用いられる。しかしながら、燃料ポンプにおける制御遅れなどにより、制御量が燃料圧に反映されるまでには時間的なずれが生じる。このため、制御量の算出時に予測した圧力偏差の変動傾向が実際に燃料圧に反映される時点で変化した場合には、その変化時に算出された微分項の影響によって燃料圧が意図しない挙動を示すおそれがある。従って、そのような微分項が影響を与えるおそれのある場合として、燃料圧の減圧中であって、目標圧の増加に伴い圧力偏差が変動して微分項が影響を与える場合に、制御量に対する微分項の反映を制限する。

以上により、制御量が燃料圧に反映されるまでに時間的なずれが生じるコモンレール式燃料噴射システムにおいて、燃料圧の減圧中に目標圧が増加する場合に燃料圧が意図せず上昇することが回避される。ひいては、目標とする好適な燃料噴射が可能となり、排ガス中のＰＭやＮＯｘの発生が抑制されるとともに、異音の発生などが防止される。

請求項２に記載の発明では、燃料圧が目標圧より高く、且つ微分項が燃料圧を増圧させる値であることを判定条件として、判定条件が成立している場合に、制御量に対する微分項の反映を制限する。

燃料圧の減圧中に目標圧が増加したものの、燃料圧が依然として目標圧よりも高い場合には、燃料圧の減圧されるように制御量が減圧側の値として求められるべきである。しかしながら、目標圧の増加による圧力偏差の減少に伴い、算出される微分項が燃料圧を増圧する値となるため、制御量が増圧側の値となって燃料圧が上昇するおそれがある。この場合、判定条件に基づき制御量に対する微分項の反映を制限することによって、燃料圧が意図せずに上昇することが回避される。

請求項３及び４に記載の発明では、制御量の演算に際して燃料圧が目標圧より低く、且つその前回の制御量の算出時において燃料圧が目標圧より高いかを判定条件として、判定条件が成立している場合に、制御量に対する微分項の反映を制限する。

燃料圧の減圧中に目標圧が増加し、それに伴い燃料圧が目標圧よりも低くなった場合には、燃料圧が増加するように制御量が増圧側の値として求められる。しかしながら、目標圧の増加による圧力偏差の減少に伴い、算出される微分項が燃料圧を増圧する値として比較的大きな値となるため、結果として燃料圧が過剰に上昇するおそれがある。この場合、判定条件に基づき制御量に対する微分項の反映を制限することによって、燃料圧が過剰に上昇することが回避される。

なお、請求項２に記載の発明において定義する判定条件と、請求項３の本発明において定義する判定条件とは、それぞれ独立した判定条件として定義され、いずれかの判定条件が成立する場合に制御量に対する微分項の反映が制限される。

請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、判定条件の成立時に微分項を一時的に０又はその近傍に設定する。微分項として制御量に影響を及ぼさない値を設定することにより、微分項の影響による燃料圧の意図しない挙動を回避することができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、制御量の演算毎に目標圧の変化量を算出し、算出された変化量が所定値以上であり、且つ判定条件が成立した場合に、制御量に対する微分項の反映を制限する。特に目標圧の変化量が大きいとその変化量に伴う微分項の影響が顕著になり、その際制御量に対する微分項の反映が制限される。

請求項７に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、燃料ポンプはその吸入側にて燃料の調量が可能な吸入調量弁を備え、燃料圧フィードバック制御として吸入調量弁の駆動制御を行う。一般に燃料ポンプでは、吸入側に設けられた吸入調量弁により低圧の燃料に対して調量が行われる。このとき、燃料フィードバック制御の制御遅れの問題が顕著になって燃料圧の意図しない挙動が生じ易くなる。これに対し、上記の発明により制御量に対する微分項の反映が適宜制限されるため、燃料圧の意図しない挙動が回避される。

請求項８に記載の発明では、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、圧力偏差が所定値以下のとき、微分項を０に設定する。判定条件が成立している場合に制御量に対する微分項の反映を制限すると、燃料圧が目標圧に収束する際のブレーキ効果が喪失する。しかしながら、実際のコモンレール式燃料噴射システムでは、圧力偏差が所定値以下の場合に制御量に対して微分項を反映させないようにしており、制御量に対する微分項の反映が過渡応答時のみに限定されている。このため、本発明では、微分項のブレーキ効果の喪失のデメリットは小さいものとして、燃料圧の意図しない挙動を回避することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車両用ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。

図１は、コモンレール式燃料噴射システムの概要を示す構成図である。図１において、４気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１０には、気筒毎に電磁式のインジェクタ１１が配設され、これらのインジェクタ１１は各気筒共通のコモンレール（蓄圧配管）１２に接続されている。コモンレール１２には高圧ポンプ１３が接続されており、高圧ポンプ１３の駆動に伴って、噴射圧に相当する高圧の燃料がコモンレール１２内に蓄圧される。ここで、高圧ポンプ１３の吸入部には電磁駆動式の吸入調量弁（以下、ＳＣＶという）１４が設けられており、ＳＣＶ１４はフィードポンプ１５を介して燃料タンク１６に接続されている。燃料タンク１６内の燃料がフィードポンプ１５によって汲み上げられると、ＳＣＶ１４によって調量されて高圧ポンプ１３に吸入されるとともに、コモンレール１２に圧送されるようになっている。また、コモンレール１２には、燃料圧センサ１７が設けられ、コモンレール１２に蓄圧される燃料圧が検出される。

ＳＣＶ１４は、常閉式の電磁ソレノイド弁にて構成されており、電磁ソレノイドの通電によってニードルが移動する。そして、そのニードルの移動によって弁開度が調節され、高圧ポンプ１３に吸入される燃料の調量が行われる。また、高圧ポンプ１３は、エンジン１０のクランクシャフト（図示略）の回転に伴って駆動され、所定周期（本実施の形態では１８０°ＣＡ周期）毎に燃料の吸入及び吐出の圧送動作を繰り返す。

電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）２０は、周知の通り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することによりエンジンの運転にかかる各種制御を行うものである。ＥＣＵ２０には、燃料圧センサ１７の検出信号やエンジン回転速度及びアクセル操作量などの運転情報が逐次入力される。そして、ＥＣＵ２０は、入力された運転情報に基づいて最適な燃料噴射時期及び噴射量を算出するとともに、インジェクタ１１に対して燃料噴射時期及び噴射量に応じた噴射制御信号を出力する。これにより、各気筒において、インジェクタ１１からエンジン１０への燃料噴射が行われる。

また、ＥＣＵ２０は、算出した燃料噴射量に基づいてコモンレール１２内の燃料の目標圧Ｐｃｔｇを求めるとともに、コモンレール１２内の実際の燃料圧（以下、実圧という）Ｐｃを目標圧Ｐｃｔｇに一致させる燃料圧フィードバック制御を行う。ここで、目標圧Ｐｃｔｇの変化は、実質的に前述のアクセル操作量の変化に対応するものである。本燃料圧フィードバック制御にかかる処理は所定周期毎（本実施の形態では各気筒の燃焼毎として１８０°ＣＡ毎）に行われる。

燃料圧フィードバック制御では、ＳＣＶ１４を駆動制御することにより、高圧ポンプ１３からコモンレール１２に圧送される燃料量が調節される。このＳＣＶ１４の駆動制御では、ＰＩＤ制御が行われ、ＳＣＶ１４の開度に相当する制御量Ｕが算出される。制御量Ｕの算出では、目標圧Ｐｃｔｇに対する実圧Ｐｃの圧力偏差ΔＰ（＝Ｐｃｔｇ−Ｐｃ）に基づいて、比例項Ｕｐ、積分項Ｕｉ、及び微分項Ｕｄが求められる。そして、これらの各項Ｕｐ，Ｕｉ，Ｕｄの和によって制御量Ｕが求められる（Ｕ＝Ｕｐ＋Ｕｉ＋Ｕｄ）。ここで、特に微分項Ｕｄは、都度の圧力偏差ΔＰから、前回の制御量Ｕの算出時における圧力偏差ΔＰを引いたもの、すなわち圧力偏差ΔＰの変化量に微分ゲインＫｄを乗じて求められる。そして、制御量Ｕとして、ＳＣＶ１４に対しその値に応じた制御信号が出力される。

制御量Ｕが正の場合には、ＳＣＶ１４が開弁されるとともに高圧ポンプ１３による燃料の圧送量が行われ、実圧Ｐｃが増加される。このとき、制御量Ｕが大きいほどＳＣＶ１４の弁開度が大きくなり、高圧ポンプ１３による燃料の圧送量が増加してコモンレール１２内の実圧Ｐｃが急速に増加される。一方、制御量Ｕが負の場合には、ＳＣＶ１４が閉弁され、高圧ポンプ１３による燃料圧送が行われなくなる。そして、インジェクタ１１による燃料噴射や、インジェクタ１１の摺動部分を介しての燃料リークにより、実圧Ｐｃが次第に低下する。

さて、ＳＣＶ１４に対して制御量Ｕが出力されてから、実圧Ｐｃに十分に反映されるまでには時間的なずれが生じる。これは、ＳＣＶ１４の制御出力に対する動作遅れや、高圧ポンプ１３の圧送動作の遅れ、燃料圧送配管を通じての燃料の輸送遅れなどによるものである。このため、微分項Ｕｄの算出時と実圧Ｐｃに反映される時とにおいて、圧力偏差ΔＰの変動傾向が変化し、燃料圧フィードバック制御の信頼性が低下するおそれがある。そこで、微分項Ｕｄの算出にあたり、修正処理を行う。

なお、制御量Ｕの算出では、さらに、フィードフォワード制御を適用してＳＣＶ１４の動作遅れに対する補償を行うために目標圧Ｐｃｔｇの変動に基づいて補償項Ｕｆを求め、この補償項Ｕｆを制御量Ｕに反映するようにしても良い（Ｕ＝Ｕｐ＋Ｕｉ＋Ｕｄ＋Ｕｆ）。ただしこの場合、ＳＣＶ１４の動作遅れは改善されるが、高圧ポンプ１３の圧送動作などにより算出された制御量Ｕが実圧Ｐｃに反映されるまでには依然として時間のずれが生じる。

図２は、微分項Ｕｄの算出にかかる微分項算出処理の処理手順を示すフローチャートである。本微分項算出処理では、圧力偏差ΔＰに基づいて微分項Ｕｄを求めるとともに、微分項Ｕｄが外乱要因となる場合に修正を適宜行う。本微分項算出処理は、所定周期毎にＥＣＵ２０により実行される燃料圧フィードバック制御の処理において、制御量Ｕを求める際に実行される。

先ず、図２（ａ）のステップＳ２０１では、圧力偏差ΔＰが所定値（本実施の形態では±４ＭＰａ程度）以上か否かを判定する。所定値以上でなければステップＳ２０２において微分項Ｕｄを０として本微分項算出処理を終了し、所定値以上であればステップＳ２０３に移行する。これにより、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇ付近である場合には制御量Ｕに対して微分項Ｕｄが反映されないようにしている。

続いて、ステップＳ２０３では、圧力偏差ΔＰに基づいて制御量Ｕの微分項Ｕｄを求める。その後、ステップＳ２０４及びＳ２０５において、第１及び第２の修正処理を実行する。そして、第１及び第２の修正処理を実行した後、本微分項算出処理を終了する。

図２（ｂ）の第１の修正処理は、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇが上昇した場合に、実圧Ｐｃが意図せず上昇することを回避するものである。ステップＳ２１１では、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより高い状態にあるか否か、すなわち実圧Ｐｃが減圧中か否かを判定する。減少中であればステップＳ２１２に移行し、減少中でなければ本修正処理を終了する。そして、ステップＳ２１２では、算出した微分項Ｕｄが正であるか否かを判定する。微分項Ｕｄが正である場合には、ステップＳ２１３において微分項Ｕｄを０に設定し、本修正処理を終了する。微分項Ｕｄが正でない場合には、そのまま本修正処理を終了する。

また、図２（ｃ）の第２の修正処理は、前回の制御量Ｕの算出時に実圧Ｐｃが減圧中であり、その後、目標圧Ｐｃｔｇが上昇したことに伴って実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより低い状態になった場合に、実圧Ｐｃが過剰に上昇することを回避するものである。ステップＳ２２１では、前回の演算時における実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより高い状態の減圧中か否かを判定する。減圧中であればステップＳ２２２に移行し、減圧中でなければ本修正処理を終了する。ステップＳ２２２では、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも低い状態か否かを判定する。実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも低い状態であれば，ステップＳ２２３において微分項Ｕｄを０に設定し、本修正処理を終了する。一方で、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも低い状態でなければそのまま本修正処理を終了する。

図２の微分項算出処理を適用した燃料圧フィードバック制御の振る舞いについて図３，４を用いて説明する。図３には図２（ｂ）の第１の修正処理が適用される例を、図４には図３（ｃ）の第２の修正処理が適用される場合の例を示す。

図３では、比較のために図３（ａ）に従来の燃料圧フィードバック制御による実圧Ｐｃの変動の様子を示し、図３（ｂ）に図２の微分項算出処理が適用した場合の実圧Ｐｃの変動の様子を示す。図３の例では、タイミングｔ１１及びｔ２１において運転者によるアクセル操作量が減少してその状態が保持された後、タイミングｔ１２及びｔ２２においてアクセル操作量が増加される。このとき、目標圧Ｐｃｔｇが実圧Ｐｃよりも高くならない程度にアクセル操作量が変化している。

先ず、従来の燃料圧フィードバック制御の場合の図３（ａ）では、タイミングｔ１１においてアクセル操作量の減少に伴い目標圧Ｐｃｔｇが減少する。そして、目標圧Ｐｃｔｇが実圧Ｐｃよりも低くなる。すると、ＳＣＶ１４の制御量Ｕが負となって、高圧ポンプ１３によるコモンレール１２への燃料の圧送が行われなくなり、インジェクタ１１における燃料リークによって実圧Ｐｃが次第に減少する。

その後、タイミングｔ１２においてアクセル操作量が増加すると、その増加に伴って目標圧Ｐｃｔｇが増加する。このとき、圧力偏差ΔＰの変化に伴って微分項Ｕｄが一時的に上昇する。すると、依然として実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも高い状態にも関わらず、微分項Ｕｄの影響により制御量Ｕが正となり、所定の時間（本実施の形態では３６０〜５４０°ＣＡ程度相当の時間）が経過したタイミングで、実圧Ｐｃが一旦上昇する（図３の点線Ｘで囲まれた部分）。

一方で、図２の微分項算出処理を適用した場合の図３（ｂ）では、特にタイミングｔ２２において、アクセル操作量の増加に伴い目標圧Ｐｃｔｇが増加した場合でも、微分項Ｕｄが０になっている。これは、圧力偏差ΔＰの変化により微分項Ｕｄが一旦は求められるものの、第１の修正処理において、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより高く、且つ微分項Ｕｄが正の値という条件が満たされ、微分項Ｕｄが修正されるためである。この結果、実圧Ｐｃは減少を続け、その後目標圧Ｐｃｔｇに収束する。すなわち、実圧Ｐｃの減少中に目標圧Ｐｃｔｇが増加したことによる実圧Ｐｃの意図しない上昇が回避されている。

次に、図４では、図２（ｃ）の第２の修正処理が適用される例を示す。図４では、比較のため図３と同様に図４（ａ）には従来の燃料圧フィードバック制御による実圧Ｐｃの追従の様子を示し、図４（ｂ）には図２の微分項算出処理を適用した場合の実圧Ｐｃの追従の様子を示す。図４の例では、タイミングｔ３１及びｔ４１において運転者によるアクセル操作量が減少してその状態が保持された後、タイミングｔ３２及びｔ４２においてアクセル操作量が増加される。なお、このとき、図３との相違点として、目標圧Ｐｃｔｇが実圧Ｐｃよりも高くなる程度にアクセル操作量が変化している。

まず、従来の燃料圧フィードバック制御の場合の図４（ａ）では、タイミングｔ３１においてアクセル操作量が減少すると、図３の場合と同様に、その減少に応じて目標圧Ｐｃｔｇが減少し、ＳＣＶ１４の制御量Ｕが負になって実圧Ｐｃが次第に減少する。その後、タイミングｔ３２においてアクセル操作量が増加すると、その増加に伴って目標圧Ｐｃｔｇが増加し、圧力偏差ΔＰが変化することにより微分項Ｕｄが一時的に上昇する。このとき、目標圧Ｐｃｔｇが実圧Ｐｃよりも高い状態になるものの、微分項Ｕｄの影響により、所定の時間（本実施の形態では３６０〜５４０°ＣＡ程度相当の時間）が経過したタイミングで、実圧Ｐｃが過剰に上昇している（図４の点線Ｙで囲まれた部分）。

一方で、図２の微分項算出処理を適用した場合の図４（ｂ）では、特にタイミングｔ４２において、アクセル操作量の増加に伴い目標圧Ｐｃｔｇが増加した場合でも、微分項Ｕｄが０になっている。これは、圧力偏差ΔＰの変化により微分項Ｕｄが一旦は大きな正の値として求められるものの、第２の修正処理おいて、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも高く、且つ前回の制御量Ｕの算出時に実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも低いという条件が満たされ、微分項Ｕｄが修正されるためである。この結果、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇの増加に伴い、実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも高い状態になった場合に、目標圧Ｐｃｔｇの上昇に伴う実圧Ｐｃの過剰な上昇が回避されている。

以上、詳述した実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

実圧Ｐｃを目標圧Ｐｃｔｇに一致させる燃料圧フィードバック制御において、圧力偏差ΔＰに基づいて算出した微分項Ｕｄに対し、第１及び第２の修正処理を行ったことにより、実圧Ｐｃの意図しない挙動を回避することができる。

図２（ｂ）の第１の修正処理では、都度の演算時において実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより高く、且つ微分項Ｕｄが燃料を圧送する値である場合に、制御量Ｕに対する微分項Ｕｄの修正が行われる。これにより、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇが上昇した場合に、制御量Ｕに対する微分項Ｕｄの反映が制限され、算出した微分項Ｕｄの影響によって実圧Ｐｃが意図せずに上昇することが回避される。

また、図２（ｃ）の第２の修正処理では、都度の制御量Ｕの算出時に実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより低く、且つその前回の制御量の算出時において実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇより高い場合に、微分項Ｕｄの修正が行われる。これにより、目標圧Ｐｃｔｇの上昇に伴って実圧Ｐｃが目標圧Ｐｃｔｇよりも高い状態から低い状態に変化した場合に、制御量Ｕに対する微分項Ｕｄの反映が制限され、算出した微分項Ｕｄの影響によって実圧Ｐｃが過剰に上昇することが回避される。

以上により、制御量Ｕが実圧Ｐｃに反映されるまでに時間的なずれが生じるコモンレール式燃料噴射システムにおいて、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇが増加する場合に、算出された微分項 Ｕｄの影響による実圧Ｐｃの意図しない挙動が回避される。ひいては目標とする好適な燃料噴射が可能となって、排ガス中のＰＭやＮＯｘの発生が抑制されるとともに、異音の発生などが防止される。

なお、本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施の形態とすることもできる。

上記実施の形態では、高圧ポンプ１３による燃料の圧送量を調節するためにＳＣＶ１４の駆動制御を行ったが、これに限らない。高圧ポンプ１３の圧送動作の制御や、圧送側に設けた電磁駆動式の吐出調量弁により燃料の圧送量を調節しても良い。

上記実施の形態では、図２（ｂ）の第１の修正処理のステップＳ２１３、及び及び図２（ｃ）の第２の修正処理のステップＳ２２３において微分項Ｕｄを０に設定したが、これに限らない。微分項Ｕｄを０の近傍、要は微分項ＵｄがＳＣＶ１４の駆動制御に影響を及ぼさない許容範囲内の値としても、意図しない又は過剰な実圧Ｐｃの上昇を抑制することができる。

上記実施の形態では、図２（ｂ）の第１の修正処理、及び図２（ｃ）の第２の修正処理によって実圧Ｐｃが意図しない挙動を示すおそれのある場合に微分項Ｕｄの修正を適宜行ったが、さらに次のように実施しても良い。ＥＣＵ２０において、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇが変化した際にその変化量を算出し、目標圧Ｐｃｔｇの変化量が所定値以上であって、実圧Ｐｃが意図しない挙動を示すおそれのある場合に、微分項Ｕｄを０又はその近傍値に設定する。これにより、実圧Ｐｃの減圧中に目標圧Ｐｃｔｇが急上昇した場合にのみ微分項Ｕｄの修正が行われ、図２の微分項算出処理によるブレーキ効果の喪失のデメリットが無くなるとともに、実圧Ｐｃの意図しない挙動が回避される。

上記実施の形態では、目標圧Ｐｃｔｇに対して実圧Ｐｃが高いときに、インジェクタ１１による燃料噴射や燃料リークによって実圧Ｐｃの減少させたが、これに限らない。コモンレール１２に電磁駆動式の減圧弁を設け、その減圧弁を駆動制御して実圧Ｐｃを減少させる構成としても良い。

上記実施の形態では、本発明を４気筒ディーゼルエンジンに対して適用したが、これは他の気筒数のエンジンや、ガソリンエンジンであっても良い。ガソリンエンジンの場合には、燃料ポンプによりガソリンが圧送されてコモンレール（デリバリパイプとも呼ばれる）内に蓄圧するとともに、エンジンに噴射供給可能な筒内噴射式ガソリンエンジンに適用可能である。その場合、やはり燃料ポンプにおける制御遅れや、燃料圧送配管を通じての燃料の輸送遅れなどが生じるため、本発明によって微分項の影響による実圧Ｐｃの意図しない挙動を回避することが可能である。

コモンレール式燃料噴射システムの概略を示す構成図である。 微分項算出の処理手順を示すフローチャートである。 燃料圧の減圧中に目標圧が上昇した場合の目標圧に対する実圧の追従の様子を示す図である。 目標圧が上昇して燃料圧が目標圧より低い状態から高い状態に変化した場合の目標圧に対する実圧の追従の様子を示す図である。

符号の説明

１０…エンジン、１１…燃料噴射弁としてのインジェクタ、１２…コモンレール、１３…燃料ポンプとしての高圧ポンプ、１４…ＳＣＶ、１７…検出手段としての燃料圧センサ、２０…算出手段，判定手段，制限手段，変化量算出手段としてのＥＣＵ。

Claims (8)

1. 燃料が燃料ポンプにより圧送されることにより高圧の燃料がコモンレール内に蓄圧されるとともに、該コモンレールに蓄圧された燃料を燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給可能なコモンレール式燃料噴射システムに適用され、
   前記燃料ポンプを駆動制御して前記コモンレール内の燃料圧を目標圧に一致させる燃料圧フィードバック制御を実施する制御装置であって、
   前記コモンレール内の燃料圧を検出する検出手段と、
   該検出手段により検出された燃料圧の前記目標圧に対する圧力偏差に基づき前記燃料ポンプの制御量の微分項を算出する算出手段と、
   前記燃料圧の減圧中に、前記目標圧の増加に伴って前記圧力偏差が減少する状態であることを判定条件とし、該判定条件の成立を判定する判定手段と、
   該判定手段により前記判定条件が成立していると判定された場合に、前記制御量に対する前記微分項の反映を制限する制限手段と、
   を備えたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
2. 燃料が燃料ポンプにより圧送されることにより高圧の燃料がコモンレール内に蓄圧されるとともに、該コモンレールに蓄圧された燃料を燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給可能なコモンレール式燃料噴射システムに適用され、
   前記燃料ポンプを駆動制御して前記コモンレール内の燃料圧を目標圧に一致させる燃料圧フィードバック制御を実施する制御装置であって、
   前記コモンレール内の燃料圧を検出する検出手段と、
   該検出手段により検出された燃料圧の前記目標圧に対する圧力偏差に基づき前記燃料ポンプの制御量の微分項を算出する算出手段と、
   前記燃料圧が前記目標圧より高く、且つ前記微分項が前記燃料圧を増圧させる値であることを判定条件とし、該判定条件の成立を判定する判定手段と、
   該判定手段により前記判定条件が成立していると判定された場合に、前記制御量に対する前記微分項の反映を制限する制限手段と、
   を備えたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
3. 前記判定手段は、前記制御量の演算に際し前記燃料圧が前記目標圧より低く、且つその前回の制御量の演算時において前記燃料圧が前記目標圧より高いことを前記判定条件とし、該判定条件の成立を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
4. 燃料が燃料ポンプにより圧送されることにより高圧の燃料がコモンレール内に蓄圧されるとともに、該コモンレールに蓄圧された燃料を燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給可能なコモンレール式燃料噴射システムに適用され、
   前記燃料ポンプを駆動制御して前記コモンレール内の燃料圧を目標圧に一致させる燃料圧フィードバック制御を実施する制御装置であって、
   前記コモンレール内の燃料圧を検出する検出手段と、
   該検出手段により検出された燃料圧の前記目標圧に対する圧力偏差に基づき前記燃料ポンプの制御量の微分項を算出する算出手段と、
   前記制御量の演算に際し前記燃料圧が前記目標圧より低く、且つその前回の制御量の演算時において前記燃料圧が前記目標圧より高いことを判定条件とし、該判定条件の成立を判定する判定手段と、
   該判定手段により前記判定条件が成立していると判定された場合に、前記制御量に対する前記微分項の反映を制限する制限手段と、
   を備えたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
5. 前記制限手段は、前記判定条件の成立時に、前記算出手段により算出した微分項を一時的に０又はその近傍に設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
6. 前記制御量の演算毎に前記目標圧の変化量を算出する変化量算出手段を備え、前記制限手段は、前記変化量算出手段により算出された前記変化量が所定値以上であり、且つ前記判定条件が成立した場合に前記制御量に対する前記微分項の反映を制限することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
7. 前記燃料ポンプは吸入側にて燃料の調量が可能な吸入調量弁を備え、前記燃料圧フィードバック制御として前記吸入調量弁の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。
8. 前記圧力偏差が所定値以下のとき、前記微分項を０に設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射システムの制御装置。

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