JP4591490B2 - 燃圧制御装置及び燃圧制御システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄圧室内の燃料圧力を制御する燃圧制御装置、及びその装置を備えた燃圧制御システムに関する。

従来より、内燃機関の燃焼に用いる燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、蓄圧室に蓄えられた燃料を噴射する燃料噴射弁と、蓄圧室内の燃料圧力（以下、レール圧力と呼ぶ）を検出する検出手段とを備える燃料噴射装置が知られている。そして、検出手段により検出されたレール圧力が目標値に近づくように燃料ポンプの作動をフィードバック制御している（特許文献１参照）。
特開平５−１０６４９５号公報

ここで、レール圧力は微視的に見ると以下の各種要因により変動している。すなわち、燃料ポンプにより蓄圧室に燃料が加圧供給されている時には、前記加圧供給がレール圧力上昇の要因となる。また、燃料噴射弁により燃料を噴射している時には、前記噴射がレール圧力下降の要因となる。また、燃料ポンプ及び燃料噴射弁の摺動部分等にて生じる燃料リークがレール圧力下降の要因となる。

図１０（ａ）（ｂ）には燃料ポンプによる燃料の吸入、供給態様の推移を表しており、図１０（ｃ）には燃料噴射弁による噴射タイミングを、図１０（ｄ）には実際のレール圧力の変化を表している。そして、このリーク量は摺動部分等の経時変化により時間経過とともに増大するため、レール圧力の変動は、図１０（ｄ）中の実線から点線へと変化する。

このように、レール圧力は微視的に見ると変動するものであるため、レール圧力を検出したタイミングによっては、その検出値はレール圧力変動の最大値であったり最小値であったりする。そして、レール圧力は各種部品の耐圧を超えないように制御する必要があるため、耐圧を超えないように余裕をみてレール圧力を制御することが考えられるが、このように余裕をみると、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができず、本来備える耐圧能力を最大限に活かしきれていない状態となる。よって、最大になると予測したタイミング（例えば図１０中の符号Ｓに示すタイミング）で検出された値を用いてレール圧力を制御することが望ましい。

しかしながら実際には、レール圧力が最大になるタイミングは以下に例示する各種要因により変化するため、正確に予測することは困難である。

（例１）噴射のタイミングは内燃機関の運転状態によって異なる。例えば、エンジン回転速度が高いほど噴射開始タイミングを早くするのが一般的である。そして、上述の如く噴射はレール圧力下降要因であるため、噴射のタイミングが変化すればレール圧力の変動状態も変化し、レール圧力が最大になるタイミングも変化する。

（例２）図１０では、燃料ポンプにより加圧供給している最中に燃料噴射弁による噴射を開始しているため高い噴射圧力を得ることができており、この点では望ましい状態であると言える。しかし、内燃機関の出力軸により駆動される各種補機（例えば燃料ポンプ、空調装置のコンプレッサ及びオルタネータ等）の負荷が前記出力軸に同じタイミングで集中しないようにするためには、例えば図１１に示すように、噴射の後に加圧供給を開始するように燃料ポンプを駆動させることが、出力軸への負荷分散の点で望ましい場合がある。そして、上述の如く加圧供給はレール圧力上昇要因であるため、加圧供給のタイミングが変化すればレール圧力の変動状態も変化し、レール圧力が最大になるタイミングも変化する。

（例３）図１０及び図１１では、燃料ポンプのプランジャによる加圧供給１回に対し、燃料噴射弁による噴射が１回行われている。よって、加圧供給によるレール圧力の上昇変動周期と、噴射によるレール圧力の下降変動周期とは同じ周期となる。しかしながら、燃料ポンプのポンプ回転数によっては、例えば図１２に示すように、加圧供給３回に対し噴射が４回行われるといった状態になる。すると、加圧供給によるレール圧力上昇変動周期と噴射による下降変動周期とが異なる周期となるため、加圧供給の１回毎にレール圧力は異なる態様で変動する。つまり、加圧供給の１回毎にレール圧力が最大になるタイミングが変化する。

以上に説明した各種要因によりレール圧力が最大になるタイミングが変化し、しかも、上述の如く燃料リークによりレール圧力変動の状態が経時変化すると、レール圧力が最大になるタイミングを正確に予測することは極めて困難となる。

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、蓄圧室内の燃料圧力（レール圧力）を制御するにあたり、レール圧力最大値の正確な値を取得して、本来備える耐圧能力を十分に発揮できる燃圧制御装置及び燃圧制御システム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記載の発明では、内燃機関の燃焼に用いる燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する検出手段とを備える燃料噴射装置に適用され、前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する燃圧制御装置において、前記検出手段により検出された複数のサンプリング値を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された複数のサンプリング値の最大値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された最大値に応じて前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

これによれば、蓄圧室内の燃料圧力（レール圧力）の検出値であるサンプリング値を複数取得し、取得した複数のサンプリング値の最大値を算出する。よって、このように算出された最大値は、上述の（例１）〜（例３）の如くレール圧力が最大になるタイミングが変化する場合であっても、最大になると予測したタイミングで検出された１つの値に比べて正確な値となる。したがって、このように正確性を増した値である最大値に応じてレール圧力を制御する本発明によれば、本来備える耐圧能力を十分に発揮でき、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。

さらに、請求項１記載の発明では、前記取得手段は、予め設定されたサンプリング期間に、前記検出手段により検出されたサンプリング値を取得することを特徴とする。よって、レール圧力が最大になると予測されるタイミングを含む期間に上記サンプリング期間を設定して、最大値の検出精度を向上させることができる。また、サンプリング期間のみについてサンプリング値を取得するようにすれば、常時サンプリング値を取得する場合に比べて、サンプリング値をアナログからデジタルに変換する処理や、最大値を算出する処理等、燃圧制御装置の処理負担を軽減できる。

因みに、上記サンプリング期間の設定例としては、燃料ポンプによる加圧供給開始タイミングを含む範囲、或いは、燃料噴射弁による噴射開始タイミングを含む範囲に設定することが挙げられる。そして、図１０中の符号Ｔ１に例示されるように、到来する加圧供給開始タイミング毎に、或いは、到来する噴射開始タイミング毎に上記サンプリング期間Ｔ１を設定するようにして好適である。

また、請求項１記載の発明では、前記燃料ポンプによる加圧供給開始タイミングと前記燃料噴射弁による噴射開始タイミングとが同期していない場合において、前記算出手段は、前記噴射開始タイミングを含む第１期間に取得された前記サンプリング値の最大値を算出し、前記第１期間を複数含むグループ期間にて取得された複数の前記最大値のうちの最大値であるグループ内最大値を算出し、前記制御手段は、前記グループ内最大値に応じて前記蓄圧室内の燃料圧力を制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明では、前記制御手段は、前記内燃機関に要求される出力が所定値以上である高負荷運転時に、前記最大値に応じた前記蓄圧室内の燃料圧力の制御を実行することを特徴とする。よって、レール圧力が耐圧を超えることが危惧される高負荷運転時において、正確性を増した値である最大値に応じてレール圧力を制御するので、本来備える耐圧能力を十分に発揮できるといった上述の効果が好適に発揮される。また、高負荷運転時以外の時には最大値に応じた制御を実行しないようにすれば、常時最大値に応じた制御を実行する場合に比べて、サンプリング値をアナログからデジタルに変換する処理や、最大値を算出する処理等、燃圧制御装置の処理負担を軽減できる。

請求項３記載の発明では、前記制御手段は、前記燃料ポンプの回転速度が所定値以下である低速運転時に、前記最大値に応じた前記蓄圧室内の燃料圧力の制御を実行することを特徴とする。ところで、内燃機関の出力軸により燃料ポンプを駆動させるにあたり、内燃機関の低速運転時には燃料ポンプの回転速度も低速となる。すると、燃料ポンプの摺動部への潤滑油供給量が減少するため、燃料ポンプの焼き付きが生じ易くなる。よって、本発明の如く、低速運転時に最大値に応じた蓄圧室内の燃料圧力の制御を実行すれば、燃料ポンプの負荷が適正値を超えてしまうことを精度良く抑制できるので、上記焼き付きの防止を図ることができる。

請求項４記載の発明では、前記算出手段は、複数のサンプリング値をグループ分けしてグループ毎にサンプリング値の平均値を算出し、前記複数の平均値の最大値を、前記取得手段により取得された複数のサンプリング値の最大値とすることを特徴とする。これによれば、ノイズ等によりサンプリング値が異常な値であったとしても、その異常サンプリング値は他の正常なサンプリング値との平均値としてなまし処理されることとなる。例えば、図７中の符号ｇ１，ｇ２，ｇ３に示すようにサンプリング期間内に取得したサンプリング値を３つのグループｇ１，ｇ２，ｇ３に分けて平均値を算出して用いれば、算出される最大値に異常サンプリング値が及ぼす影響を小さくできる。

最大値に応じてレール圧力を制御する具体的な手段として、請求項５記載の発明では、前記制御手段は、前記最大値が目標値となるように前記燃料ポンプの作動をフィードバック制御することを特徴とする。

これによれば、最大値が耐圧を超えないようにフィードバック制御すれば、レール圧力を耐圧に近い値に制御することを精度良くできるので、本来備える耐圧能力を十分に発揮でき、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。

また、最大値に応じてレール圧力を制御する具体的な手段として、請求項６記載の発明では、前記制御手段は、予め設定された耐圧を前記最大値が超えることを抑制するよう前記燃料ポンプの作動を制御することを特徴とする。より具体的には、通常時には、最大値以外のサンプリング値が目標値となるように燃料ポンプの作動をフィードバック制御し、予め設定された耐圧を最大値が超える時には、目標値を強制的に小さくして燃料ポンプの作動を制御することが挙げられる。

これによれば、レール圧力を耐圧に近い値に制御することを精度良くできるので、本来備える耐圧能力を十分に発揮でき、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。

請求項７記載の発明は、上記燃圧制御装置と、蓄圧室、該蓄圧室に燃料を加圧供給する燃料ポンプ、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を噴射する燃料噴射弁、及び前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する検出手段の少なくとも１つと、を備えることを特徴とする燃圧制御システムである。この内燃機関制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である構成には、図中、同一符号を付してある。

（第１の実施形態）
本実施形態に係る燃圧制御装置は、ディーゼルエンジン（内燃機関）に対して燃料を噴射する燃料噴射装置に適用されたものである。先ず、図１を用いて上記燃料噴射制御装置等の構成を説明する。

図示されるように、燃料を貯蔵する燃料タンク２の燃料は、燃料ポンプ１０によって汲み上げられ、供給通路２１を介してコモンレール３０（蓄圧室）に供給される。ここで、燃料ポンプ１０は、燃料タンク２の燃料を汲み上げる低圧ポンプ１１と、低圧ポンプ１１とその下流側とを連通及び遮断する調量制御弁１２と、調量制御弁１２を介して低圧ポンプ１１から送られてくる燃料を外部へと供給する高圧ポンプ１５とを備えている。ここで、高圧ポンプ１５は、調量制御弁１２の下流側において２つに分岐した燃料通路である第１通路１３及び第２通路１４に対応して、これら各通路の燃料を吸入する第１プランジャ１６及び第２プランジャ１７の設けられたプランジャ部１８を備えている。このプランジャ部１８の内部の空洞部１９には、ディーゼルエンジンの出力軸と連結された回転体２０が設けられている。そして、回転体２０の回転により、第１プランジャ１６と第２プランジャ１７とが交互に上死点から下死点へ向けて変位することで、第１通路１３と第２通路１４との燃料が交互に高圧ポンプ１５に吸入される。

すなわち、図２（ａ）に示すように、第２プランジャ１７が下死点へと変位する時には、第２通路１４の燃料が、第２プランジャ１７の変位に伴って吸引される。一方、この時には、第１プランジャ１６は上死点に向けて変位するために、第１通路１３を介して燃料が外部へと加圧供給される。そして、図２（ｂ）に示すように、第１プランジャ１６が下死点へと変位する時には、第１通路１３を介して燃料が吸入される。一方、この時には、第２プランジャ１７は上死点に向けて変位するために、第２通路１４を介して燃料が外部へと加圧供給される。

なお、図１に示すように、第１通路１３、第２通路１４はその下流で合流して上記供給通路２１に接続されている。また、第１通路１３、第２通路１４の上流側には、それぞれ逆止弁２２、２３が備えられている。そしてこれにより、第１プランジャ１６や第２プランジャ１７が変位する際の燃料の逆流を回避している。

この燃料ポンプ１０により供給される燃料は、燃料ポンプ１０に吸入される燃料量（より正確には、高圧ポンプ１５に吸入される燃料量）によって決定される。すなわち、第１プランジャ１６又は第２プランジャ１７が下死点へ向けて変位する時に調量制御弁１２を開弁させることで、高圧ポンプ１５に燃料が吸入される。そして、この吸入量は、調量制御弁１２の閉弁タイミングによって決定される。換言すれば、調量制御弁１２の閉弁タイミングによって、燃料ポンプ１０から外部に供給される燃料量が決定される。因みに、高圧ポンプ１５とともに低圧ポンプ１１も、ディーゼルエンジンの出力軸により駆動されている。

高圧ポンプ１５からコモンレール３０に供給された燃料は、高圧燃料通路３２を介して、各気筒（ここでは、４気筒を例示）の燃料噴射弁４０に供給される。燃料噴射弁４０は、燃料を噴射する噴孔を開閉するノズルニードル４４及び電磁ソレノイド５８を備えている。

そして、電磁ソレノイド５８への通電をオンにすると、電磁ソレノイド５８にて発生する電磁力によりノズルニードル４４が噴孔を開くように作動し、燃料が噴射される。一方、電磁ソレノイド５８への通電をオフにすると、図示しないスプリングの弾性力によりノズルニードル４４が噴孔を閉じるように作動し、燃料の噴射は停止される。なお、燃料噴射弁４０からリークする燃料は、低圧燃料通路３４を介して燃料タンク２に戻される。

先の図１に示すように、コモンレール３０には、その内部と低圧燃料通路３４とを連通及び遮断させる減圧弁３６が備えられている。また、コモンレール３０には、その内部の燃圧を検出する燃圧センサ３８（検出手段）が設けられている。

燃圧センサ３８の検出値や、アクセルペダル６２の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルセンサ６４の検出値等、各種センサの検出値は、電子制御装置６０に取り込まれる。この電子制御装置６０は、中央処理装置や適宜のメモリを備えて構成されており、各種センサの検出値に基づき、調量制御弁１２や、減圧弁３６、電磁ソレノイド５８等の各種アクチュエータを操作する。

次に、電子制御装置６０（燃圧制御装置）による調量制御弁１２の作動の制御（レール圧力の制御）について、図３を用いて詳細に説明する。なお、図３は、噴射制御及びレール圧制御に係る機能ブロック図であり、図中実線のブロックは電子制御装置６０の内部を示し、また、破線のブロックは電子制御装置６０の外部を示す。

噴射量指令値演算部Ｍ１は、ユーザによるアクセルペダル６２の踏み込み量（アクセル操作量）と、ディーゼルエンジンの出力軸の回転速度とに基づき、燃料噴射弁４０を介して１燃焼サイクルあたりに噴射される燃料量の指令値（指令噴射量）を算出する。ここで算出される指令噴射量は、通電時間演算部Ｍ２において、燃料噴射弁４０（詳しくは、電磁ソレノイド５８）の通電時間に変換される。そして、ここで算出される通電時間に従って、駆動回路Ｍ３により燃料噴射弁４０の通電がなされる。

一方、目標圧力演算部Ｍ４は、指令噴射量と回転速度とに基づき、コモンレール３０内の燃料圧力（レール圧力）の目標値（目標燃圧Ｐtrg）を設定する。因みに、目標燃圧Ｐtrgは、アイドル時において低く、中高速回転に移行するにつれて高圧となる。そして、コモンレール３０内の燃圧の検出値が目標値Ｐtrgに追従するように、ＰＩＤ制御がなされる。詳しくは、ＰＩＤ制御によって算出される操作量は、燃料ポンプ１０の調量制御弁１２のデューティ比Dutyとして算出される。

そして、このデューティ比Duty及びバッテリ電圧に基づき駆動回路Ｍ５は制御電流ｉを設定し、駆動回路Ｍ５による制御電流ｉが調量制御弁１２に出力されることで、ＰＩＤ制御によって算出される操作量に応じて調量制御弁１２が作動する。つまり、レール圧力が目標燃圧Ｐtrgに近づくようにフィードバック制御されることとなる。

次に、電子制御装置６０が有するマイクロコンピュータによるレール圧制御の処理手順を、図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。この処理は、前記マイクロコンピュータにより例えば所定周期（例えば１０ｍｓ）で繰り返し実行される。なお、図４及び図５の処理は別々に実行されるため、各々異なる所定周期で実行させてもよい。

図４に示す一連の処理では、先ずステップＳ１００において、レール圧力の目標値Ｐtrgを、指令噴射量Ｑと回転速度ＮＥとに基づき算出する。次に、ステップＳ２００において、燃圧センサ３８により検出された検出値Ｐactと目標値Ｐtrgとの偏差ΔＰを算出する。なお、検出値Ｐactについては図５の処理により決定された値であり、その決定手順については後に詳述する。

次に、ステップＳ３００において、前記偏差ΔＰに対してＰＩＤ制御によって算出される調量制御弁１２の操作量ｗを演算する。次に、ステップＳ４００において、前記操作量ｗを、調量制御弁１２に印加する電流値に対応したデューティ比Dutyに変換する。次に、ステップＳ５００において、調量制御弁１２に印加する通電指令値としての前記デューティ比Dutyの信号を駆動回路Ｍ５に出力し、図４に示す一連の処理を終了する。なお、駆動回路Ｍ５は、前記デューティ比Dutyの信号及びバッテリ電圧に基づき設定された制御電流ｉを調量制御弁１２に印加する。

図５に示す一連の処理は、ステップＳ２００で用いる検出値Ｐactを決定するための処理である。この処理では、予め設定されたサンプリング期間に、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値を複数取得する。そして、取得した複数のサンプリング値の最大値を算出し、算出した最大値を検出値Ｐactとして決定している。

より具体的に説明すると、先ずステップＳ１１０において、現在のクランク角度が予め設定されたサンプリング範囲であるか否かを判定する。つまり、本実施形態ではサンプリング期間をクランク角度（サンプリング範囲）により特定している。

ここで、前記サンプリング範囲について、図６及び図１０を用いて詳細に説明する。

図６は図１０の一部分を示すタイムチャートであり、図６（ａ）及び図１０（ｃ）に、燃料噴射弁４０による１番気筒から４番気筒の噴射タイミングを示す。また、図６（ｂ）及び図１０（ｄ）に、実際のレール圧力の変化を示す。また、図６（ｃ）に、出力軸の回転角度を表すクランク角パルス信号を示す。また、図１０（ａ）に、第１プランジャ１６による燃料の吸入、供給態様の推移を、図１０（ｂ）に、第２プランジャ１７による燃料の吸入、供給態様の推移をそれぞれ示す。

図中の符号Ｔ１は、本実施形態に係るサンプリング範囲を示している。そして、図１０に示すように、サンプリング範囲Ｔ１は、第１及び第２プランジャ１６，１７による加圧供給が開始される時のクランク角度を中心に、その前後所定範囲（例えば約１３０℃Ａ）のクランク角度に設定されている。そして、図６及び図１０中の符号Ｓを付した黒丸は、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値を示しており、本実施形態では図６に示すようにサンプリング範囲Ｔ１内で複数のサンプリング値を取得している。

図５に示す上記ステップＳ１１０において、現在のクランク角度が予め設定されたサンプリング範囲であると判定（Ｓ１１０：ＹＥＳ）された場合には、ステップＳ１２０に進み、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値Ｓを取得してＰ(i)に格納して記憶させる。次に、ステップＳ１３０において、取得したサンプリング値の前回値Ｐ(i-1)と今回値Ｐ(i)とを比較して、大きい方の値を最大値Ｐmaxに格納して記憶させる。

次に、ステップＳ１４０において、現在のクランク角度がサンプリング範囲を超えて終了角度となっているか否かを判定する。終了角度であると判定（Ｓ１４０：ＹＥＳ）されれば処理はステップＳ１５０に進み、ステップＳ１３０にて算出した最大値Ｐmaxを、実レール圧力としての検出値Ｐactに格納して記憶させる。なお、ステップＳ１４０にて終了角度でないと判定（Ｓ１４０：ＮＯ）された場合、及びステップＳ１１０にて現在のクランク角度がサンプリング範囲でないと判定（Ｓ１１０：ＮＯ）された場合には、図５の処理を終了する。

以上に説明した図５の処理によれば、クランク角度がサンプリング範囲にある期間中、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値Ｓが取得される。そして、クランク角度がサンプリング範囲を超えるとサンプリング値Ｓの取得を終了し、サンプリング範囲期間中に取得した複数のサンプリング値Ｓの最大値Ｐmaxが、実レール圧力としての検出値Ｐactとして決定される。

因みに、第１及び第２プランジャ１６，１７のいずれかが上死点から下死点へ向けて変位し始めた時に、燃料ポンプ１０による吐出量が算出される。これにより、プランジャ１６，１７が下死点へ向けて変位している時の調量制御弁１２の操作態様により吸入量が決定されることとなる。また、図１０に示す例では、第１プランジャ１６からコモンレール３０に燃料が供給される時と対応して１番気筒又は３番気筒に対応する燃料噴射弁４０を介して燃料が噴射される。また、第２プランジャ１７からコモンレール３０に燃料が供給される時と対応して４番気筒又は２番気筒に対応する燃料噴射弁４０を介して燃料が噴射される。このように、図１０に示す例では、燃料ポンプ１０によるコモンレール３０への燃料の供給のタイミングと、燃料噴射弁４０を介した燃料の噴射のタイミングとが１対１に対応している。

ところで、図１０に示す例では、燃料噴射弁４０による噴射開始タイミングをＴＤＣ（Top Dead Center）近傍に制御されている。そして、燃料ポンプ１０により加圧供給している最中に前記燃料噴射開始タイミングが到来するため、高い噴射圧力を得ることができており、この点では望ましい状態であると言える。一方、図１１に示す例では、前述の如く出力軸への負荷分散を図るべく、燃料ポンプ１０による加圧供給を前記燃料噴射開始タイミングの後に開始させている。換言すれば、加圧供給開始の前に燃料噴射開始タイミングが到来する。

本実施形態に係る上記サンプリング範囲Ｔ１は、燃料ポンプ１０の加圧供給開始タイミングが図１０のように設定されている場合には、上述の如く加圧供給開始時のクランク角度を中心に、その前後所定範囲（例えば約１３０℃Ａ）のクランク角度に設定されている。これに対し、加圧供給開始タイミングが図１１のように設定されている場合には、予めレール圧力が最大になるタイミングを予測しておき、その予測したタイミングの前後所定範囲（例えば約１３０℃Ａ）のクランク角度にサンプリング範囲を設定しておくことが望ましい。

以上により、本実施形態によれば、予め設定されたサンプリング期間Ｔ１に、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値Ｓを複数取得する（Ｓ１２０）。そして、取得した複数のサンプリング値Ｓの最大値Ｐmaxを算出し（Ｓ１３０）、算出した最大値Ｐmaxを実レール圧力としての検出値Ｐactとして用いる（Ｓ１５０）。そして、検出値Ｐactが目標燃圧Ｐtrgに近づくように調量制御弁１２をフィードバック制御する。

そのため、このように算出された最大値Ｐmaxは、レール圧力が最大になるタイミングが種々の要因により変化する場合であっても、最大になると予測したタイミングで検出された１つの値に比べて正確な値となる。したがって、このように正確性を増した値である最大値Ｐmax（検出値Ｐact）に基づきレール圧力をフィードバック制御するので、本来備える耐圧能力を十分に発揮できる。すなわち、耐圧を超えないように余裕をみてレール圧力を制御するにあたり、その余裕分を少なくできる。換言すれば、フィードバック制御で用いる目標燃圧Ｐtrgを耐圧により一層近づけることができる。以上により、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。 また、本実施形態によれば、クランク角度が予め設定されたサンプリング範囲Ｔ１に位置する時に限り、サンプリング値Ｓを取得する。そのため、常時サンプリング値Ｓを取得する場合に比べて、サンプリング値Ｓをアナログからデジタルに変換する処理や、最大値Ｐmaxを算出する処理等、電子制御装置６０の処理負担を軽減できる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、ノイズ等によりサンプリング値Ｓが異常な値となった場合（図７参照）の対策を行っている。すなわち、複数のサンプリング値Ｓをグループ分けしてグループ毎にサンプリング値Ｓの平均値Ｐaveを算出し、複数の平均値Ｐaveの中から最大値Ｐmaxを選び出し、選び出した最大値Ｐmaxを実レール圧力としての検出値Ｐactとして決定する。

なお、図７中の符号ｇ１，ｇ２，ｇ３は上述の如く分けられたグループを示しており、当該図７に示すように、グループ分けされる複数のサンプリング値Ｓは、１つのサンプリング範囲Ｔ１に存在する値である。換言すれば、１つのサンプリング範囲Ｔ１に存在する複数のサンプリング値Ｓを上述の如く複数にグループ分けしている。 図８を用いてより具体的に説明すると、先ず、先ずステップＳ１１０において、現在のクランク角度が予め設定されたサンプリング範囲Ｔ１であるか否かを判定する。現在のクランク角度がサンプリング範囲であると判定（Ｓ１１０：ＹＥＳ）された場合には、ステップＳ１２０に進み、燃圧センサ３８により検出されたサンプリング値Ｓを取得してＰ(i)に格納して記憶させる。次に、ステップＳ１２１において、ｎ個のサンプリング値Ｓの平均値Ｐave(i)を算出する。次に、ステップＳ１３１において、前回の平均値Ｐave(i-1)と今回の平均値Ｐave(i)とを比較して、大きい方の値を最大値Ｐmaxに格納して記憶させる。

次に、ステップＳ１４０にて、現在のクランク角度がサンプリング範囲を超えて終了角度となっていると判定（Ｓ１４０：ＹＥＳ）されれば処理はステップＳ１５０に進み、ステップＳ１３１にて算出した最大値Ｐmaxを、実レール圧力としての検出値Ｐactに格納して記憶させる。なお、ステップＳ１４０にて終了角度でないと判定（Ｓ１４０：ＮＯ）された場合、及びステップＳ１１０にて現在のクランク角度がサンプリング範囲でないと判定（Ｓ１１０：ＮＯ）された場合には、図５の処理を終了する。

以上により、本実施形態によれば、ノイズ等によりサンプリング値Ｓが異常な値であったとしても、その異常サンプリング値Ｓは他の正常なサンプリング値Ｓとの平均値Ｐave(i)としてなまし処理されることとなるので、算出される最大値Ｐmaxに異常サンプリング値Ｓが及ぼす影響を小さくできる。

（第３の実施形態）
上記第１の実施形態では、最大値Ｐmax（検出値Ｐact）が目標燃圧Ｐtrgに近づくように調量制御弁１２をフィードバック制御している。これに対し、本実施形態では、検出値Ｐactが耐圧Ｐlimを超えない通常時には、サンプリング値Ｓを実レール圧力としての検出値Ｐactとしてそのまま用い、サンプリング値Ｓ（検出値Ｐact）が目標燃圧Ｐtrgに近づくように調量制御弁１２をフィードバック制御する。そして、最大値Ｐmaxが耐圧Ｐlim以上である過圧検出時には、目標燃圧Ｐtrgを強制的に減少させる。

図９を用いてより具体的に説明すると、先ずステップＳ１１０〜Ｓ１４０において、図５と同様の処理により最大値Ｐmaxを算出する。次に、現在のクランク角度がサンプリング範囲を超えて終了角度となっていると判定（Ｓ１４０：ＹＥＳ）されれば、処理はステップＳ１４１に進み、算出した最大値Ｐmaxが予め記憶された耐圧Ｐlim以上であるか否かを判定する。最大値Ｐmax≧耐圧Ｐlimであると判定（Ｓ１４１：ＹＥＳ）されれば、続くステップＳ１４２，Ｓ１４３にて目標燃圧Ｐtrgを強制的に減少させる。

すなわち、ステップＳ１４２において強制的に減少させる量（減量値）を算出する。具体的には、最大値Ｐmaxと耐圧Ｐlimとの差を減量値として算出する。続くステップＳ１４３では、前回の目標燃圧Ｐtrgから減量積分値αを強制的に減少させて、今回の目標燃圧Ｐtrgとして算出する。なお、前記減量積分値αは、ステップＳ１４２にて算出した減量値の積算値である。すなわち、ステップＳ１４１にて最大値Ｐmax≧耐圧Ｐlimであると続けて判定された場合には、ステップＳ１４２にて算出した減量値は減量積分値αに加算される。

以上により、本実施形態によっても、最大値Ｐmaxは、最大になると予測したタイミングで検出された１つの値に比べて正確な値となる。したがって、このように正確性を増した値である最大値Ｐmaxを実レール圧力として用いて、実レール圧力（最大値Ｐmax）が耐圧Ｐlim以上となった場合には目標燃圧Ｐtrgを強制的に減少させるので、本来備える耐圧能力を十分に発揮でき、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。

（第４の実施形態）
図１０及び図１１に示す例では、１燃焼サイクルあたりに実行される燃料ポンプ１０による燃料加圧供給の回数（４回）と、燃料噴射弁４０による燃料噴射の回数（４回）とが同じである。そのため、燃料ポンプ１０による加圧供給開始タイミングと燃料噴射弁４０による噴射開始タイミングとは同期する。そして、上記各実施形態では、このように燃料加圧供給と燃料噴射とが同期するよう設定された燃料噴射装置に適用している。

これに対し、本実施形態が適用する燃料噴射装置は、図１２に示すように、１燃焼サイクルあたりに実行される燃料ポンプ１０による燃料加圧供給の回数は、燃料噴射弁４０による燃料噴射の回数と異なり、噴射４回に対して加圧供給３回であるため、燃料ポンプ１０による加圧供給開始タイミングと燃料噴射弁４０による噴射開始タイミングとは同期しない。

このような非同期の燃料噴射装置を適用するにあたり、本実施形態では、図１２に示すように複数のサンプリング範囲Ｔ１（第１期間）を１つのグループ期間Ｔ２にグループ化している。そして、サンプリング範囲Ｔ１毎に最大値Ｐmaxを算出し、グループ期間Ｔ２にて取得された複数の最大値Ｐmaxのうちの最大値であるグループ内最大値ＰmaxGを算出し、このグループ内最大値ＰmaxGを実レール圧力としての検出値Ｐactとして決定している。

なお、本実施形態に係るサンプリング範囲Ｔ１は、燃料噴射開始時のクランク角度を中心に、その前後所定範囲（例えば約１３０℃Ａ）のクランク角度に設定されている。また、グループ期間Ｔ２は１燃焼サイクル（例えば７２０℃Ａ）に設定されている。

以上により、本実施形態によれば、１燃焼サイクルを１周期としてレール圧力が変動するような非同期の燃料噴射装置にも対処できる。すなわち、１燃焼サイクル中のレール圧力の最大値をグループ内最大値ＰmaxGとして算出するので、このグループ内最大値ＰmaxGは、最大になると予測したタイミングで検出された１つの値に比べて正確な値となる。したがって、このように正確性を増した値であるグループ内最大値ＰmaxG（検出値Ｐact）に基づきレール圧力をフィードバック制御するので、本来備える耐圧能力を十分に発揮でき、燃料噴射の高圧化を十分に図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第４の実施形態の変形例として、グループ期間Ｔ２中の複数のサンプリング範囲Ｔ１のうち、グループ内最大値ＰmaxGが出現するサンプリング範囲Ｔ１を予め予測し、予測したサンプリング範囲Ｔ１に限りサンプリング値Ｓを取得するようにしてもよい。これによれば、電子制御装置６０の処理負担を軽減できる。或いは、一旦グループ内最大値ＰmaxGを算出した以後には、グループ内最大値ＰmaxGが出現したサンプリング範囲Ｔ１に限りサンプリング値Ｓを取得するようにしてもよい。

同様に、上記第２の実施形態の変形例として、複数の平均値Ｐaveの中から最大値Ｐmaxが出現するサンプリング範囲を予め予測し、予測したサンプリング範囲に限りサンプリング値Ｓを取得して平均値Ｐaveを算出し、該平均値Ｐaveを実レール圧力としての検出値Ｐactとして決定してもよい。これによれば、電子制御装置６０の処理負担を軽減できる。或いは、一旦複数の平均値Ｐaveの中から最大値Ｐmaxを選び出した以後には、その最大値Ｐmaxが出現したサンプリング範囲に限りサンプリング値Ｓを取得するようにしてもよい。

・ディーゼルエンジンに要求される出力が所定値以上である高負荷運転時にのみ、図５の処理を実行して最大値Ｐmaxを算出し、その最大値Ｐmaxを実レール圧力としての検出値Ｐactとして用いるようにしてもよい。これによれば、レール圧力が耐圧耐圧Ｐlimを超えることが危惧される高負荷運転時において、正確性を増した値である最大値Ｐmaxに応じてレール圧力を制御するので、本来備える耐圧能力を十分に発揮できるといった上述の効果が好適に発揮される。しかも、常時図５の処理を実行する場合に比べて、電子制御装置６０の処理負担を軽減できる。

・燃料ポンプ１０が有する高圧ポンプ１５の回転速度が所定値以下である低速運転時に、図５の処理を実行して最大値Ｐmaxを算出し、その最大値Ｐmaxを実レール圧力としての検出値Ｐactとして用いるようにしてもよい。これによれば、燃料ポンプの焼き付きが生じ易くなる低速運転時において、燃料噴射の高圧化といった上述の効果を好適に発揮でき、高圧ポンプ１５の焼き付き防止を図ることができる。

・上記各実施形態では、サンプリング期間Ｔ１及びグループ期間Ｔ２をクランク角度により特定しているが、時間で特定してもよい。例えば、サンプリング期間Ｔ１を設定するにあたり、プランジャ１６，１７による加圧供給が開始される時点を中心に、その前後所定範囲（例えば約１００ｍｓ）の時間範囲に設定してもよい。

・上記各実施形態では、マイクロコンピュータによる処理周期（例えば１０ｍｓ）でサンプリング値Ｓが取得されているが、所定角度（例えば１８℃Ａ、９℃Ａ又は６℃Ａ）毎にサンプリング値Ｓを取得するようにしてもよい。

第１の実施形態に係る燃圧制御装置及び燃料噴射装置の構成を示す図。 図１の燃料ポンプの動作を説明する断面図。 図１の燃圧制御装置による燃圧制御の機能ブロック図。 図３の燃圧制御に係る処理手順を示すフローチャート。 図３の処理で用いる検出値Ｐactを決定するための処理手順を示すフローチャート。 サンプリング値を取得する一態様を示すタイムチャート。 第２の実施形態において、サンプリング値を取得する一態様を示すタイムチャート。 第２の実施形態において、検出値Ｐactを決定するための処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態において、燃圧制御に係る処理手順を示すフローチャート。 レール圧力変化の一態様を示すタイムチャート。 燃料ポンプによる加圧供給開始を燃料噴射開始後に実行する場合において、レール圧力変化の一態様を示すタイムチャート。 非同期の燃料噴射装置を適用する場合において、レール圧力変化の一態様を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…燃料ポンプ、３０…コモンレール（蓄圧室）、３８…燃圧センサ（検出手段）、４０…燃料噴射弁、６０…電子制御装置（燃圧制御装置）、Ｐmax…サンプリング値の最大値、Ｐtrg…目標燃圧、Ｓ…サンプリング値、Ｓ１２０…取得手段、Ｓ１３０…算出手段、Ｓ１５０，Ｓ１００〜Ｓ５００…制御手段。

Claims (7)

1. 内燃機関の燃焼に用いる燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室に燃料を加圧供給する燃料ポンプと、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する検出手段とを備える燃料噴射装置に適用され、前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する燃圧制御装置において、
   前記検出手段により検出された複数のサンプリング値を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された複数のサンプリング値の最大値を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された最大値に応じて前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する制御手段と、を備え、
   前記取得手段は、予め設定されたサンプリング期間に、前記検出手段により検出されたサンプリング値を取得し、
   前記燃料ポンプによる加圧供給開始タイミングと前記燃料噴射弁による噴射開始タイミングとが同期していない場合において、
   前記算出手段は、前記噴射開始タイミングを含む第１期間に取得された前記サンプリング値の最大値を算出し、前記第１期間を複数含むグループ期間にて取得された複数の前記最大値のうちの最大値であるグループ内最大値を算出し、
   前記制御手段は、前記グループ内最大値に応じて前記蓄圧室内の燃料圧力を制御することを特徴とする燃圧制御装置。
2. 前記制御手段は、前記内燃機関に要求される出力が所定値以上である高負荷運転時に、前記最大値に応じた前記蓄圧室内の燃料圧力の制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の燃圧制御装置。
3. 前記制御手段は、前記燃料ポンプの回転速度が所定値以下である低速運転時に、前記最大値に応じた前記蓄圧室内の燃料圧力の制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃圧制御装置。
4. 前記算出手段は、複数のサンプリング値をグループ分けしてグループ毎にサンプリング値の平均値を算出し、前記複数の平均値の最大値を、前記取得手段により取得された複数のサンプリング値の最大値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃圧制御装置。
5. 前記制御手段は、前記最大値が目標値となるように前記燃料ポンプの作動をフィードバック制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃圧制御装置。
6. 前記制御手段は、予め設定された耐圧を前記最大値が超えることを抑制するよう前記燃料ポンプの作動を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃圧制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃圧制御装置と、
   蓄圧室、該蓄圧室に燃料を加圧供給する燃料ポンプ、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を噴射する燃料噴射弁、及び前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する検出手段の少なくとも１つと、
   を備えることを特徴とする燃圧制御システム。

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