JP4779483B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の出力軸から動力を付与されて燃料を加圧供給する燃料ポンプと、該加圧供給される燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室の燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える燃料噴射装置について、これを操作することで燃料噴射制御を行なう燃料噴射制御装置に関する。

この種の燃料噴射装置としては、例えば特許文献１に見られるように、ディーゼル機関の各気筒の燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する共通の蓄圧室（コモンレール）を備えるものが周知である。このコモンレール式のディーゼル機関によれば、機関運転状態に応じて、コモンレール内の燃圧を自由に制御することができ、ひいては燃料噴射弁に供給される燃圧を自由に制御することができる。

コモンレール内の燃圧は機関始動性にも多大な影響を与えるため、機関始動時においても燃圧を所望に制御することが望まれている。このため、始動時の燃圧制御としては、始めにオープン制御を実施し、機関出力軸の回転角度が検出された後にフィードバック制御に移行する方式が採用されてきた。すなわち、機関駆動式の燃料ポンプを用いた場合、機関出力軸の回転角度を検出することで初めて燃料ポンプからコモンレールに加圧供給される燃料量を正確に制御することができるため、同回転角度の検出のなされるまではオープン制御を行う。このオープン制御は、コモンレールに供給する燃料量を決定する燃料ポンプの備える調量弁について、これを操作する電流を予め設定しておき、この設定された電流に基づき調量弁（燃料ポンプ）を操作することで行なわれる。

ところで、燃料ポンプによる燃料の供給特性は、製造時の個体差や、製造後の経時変化、更には使用する燃料の特性等によってばらつく。このため、上記予め設定される電流によっては必ずしもコモンレール内の燃圧を適切に制御することができない。詳しくは、コモンレールに供給される燃料量が過剰となると、燃圧が過度に上昇し、オープン制御からフィードバック制御への移行時に燃圧が低下することに起因して失火が生じたり、着火性能の悪化をまねいたりするおそれがある。また、コモンレールに供給される燃料が不足すると、燃料噴射弁を介した燃料の噴射を可能とする最低燃圧に到達するまでに要する時間が長期化し、始動遅れが生じるおそれがある。

そこで従来は、例えば特許文献２に見られるように、オープン制御時の燃圧の上昇速度を検出し、この上昇速度が許容範囲内にないときには、次回の始動時において電流量を補正する制御装置も提案されている。これにより、上記製造時の個体差や、製造後の経時変化、更には使用する燃料の特性等が異なったとしても、これに起因する燃料ポンプの燃料の供給特性のばらつきを補償することができる。

ただし、上記制御装置によっても、始動時におけるディーゼル機関の状態によっては、必ずしも適切なオープン制御を行うことができないことが発明者によって見出されている。
特開平６２−２５８１６０号公報 特開２００３−２７８６２０号公報

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、内燃機関の状態にかかわらずより適切に蓄圧室内の燃圧をオープン制御することのできる燃料噴射制御装置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記載の発明は、前記燃料の温度及びその相当値のいずれかである燃温特性値を検出する手段の検出結果、及び前記蓄圧室内の燃圧を検出する手段の検出結果を取り込む手段と、前記検出される燃圧と目標燃圧との差に基づき前記燃料ポンプを操作するフィードバック制御手段と、前記内燃機関の始動時であって且つ前記フィードバック制御手段による制御の行なわれる前に、前記蓄圧室内の燃圧を目標燃圧に上昇制御すべく予め設定された操作量によって前記燃料ポンプを操作するオープン制御手段と、該オープン制御手段よる制御時の前記検出される燃圧の挙動に基づき前記設定された操作量の補正値を算出する算出手段と、該算出される補正値をそのときの前記燃温特性値と対応付けて記憶して且つ、前記オープン制御手段による次回以降の始動制御時において、該制御時における燃温特性値が前記補正値と対応付けられた燃温特性値に相当するとき、当該制御を前記補正値に基づき補正のなされた操作量にて行なわしめる補正手段とを備え、前記算出手段は、前記蓄圧室内の燃圧が目標燃圧に向けて上昇する際の前記燃圧の変化についての基準となる曲線と前記検出される燃圧の変化との差の時間積分値を算出する積分値算出手段と、該算出される積分値に基づき前記補正値を算出する手段とを備えてなることを特徴とする。

上記構成において、燃料の温度が異なると燃料の粘性係数が変化するため、燃料ポンプの操作量が同一であっても、燃料の温度の変動により燃料ポンプから蓄圧室に供給される燃料の供給量が変化する。このため、上記構成では、燃圧の挙動に基づき操作量の補正値を算出した際、該補正値をそのときの燃温特性値と対応付ける。そして、次回以降のオープン制御時において、検出される燃温特性値が前記補正値と対応付けられた燃温特性値に相当するときには、当該補正値に基づき補正のなされた操作量にてオープン制御手段による制御が行われる。このため、オープン制御手段による制御を、同制御時の燃温特性値にとって適切な補正値に基づき補正のなされた操作量にて行なうことができる。このため、上記構成によれば、内燃機関の状態にかかわらずより適切に蓄圧室内の燃圧をオープン制御することができる。

また、上記構成では、機関始動時において、フィードバック制御手段による制御の前にオープン制御手段による制御がなされる。このため、例えば機関出力軸の回転角度の検出が未だなされていない等、フィードバック制御手段による制御を適切に行うことができないときにおいても、蓄圧室内の燃圧を上昇させる制御を行なうことができ、ひいては、始動に要する時間を短縮することができる。

更に、上記構成において、始動時において実際の燃圧を目標燃圧に制御する際には、実際の燃圧を迅速に目標燃圧に近似させるとの要求事項がある。ここで、例えば検出される燃圧の上昇率に基づき補正値を算出する場合、上記要求事項を満足させるためには、上昇率を大きく設定することとなる。しかし、この場合、実際の燃圧が目標燃圧を上回って上昇するオーバーシュートが発生しやすい。また、例えば実際の燃圧と目標燃圧とのずれ量が許容範囲内にないことに基づき補正値を算出する場合、燃圧の上昇率を小さくするとともに、オープン制御を行う時間を長期化する設定となりやすい。この点、上記構成によれば、基準となる曲線からのずれ量の時間積分値に基づき補正値を算出することで、実際の燃圧の変化を基準となる曲線に近似させることができるようになる。このため、例えばこの曲線を目標燃圧付近でその上昇率を低下させるものとするなら、目標燃圧への到達時間を極力短くしつつもオーバーシュートを好適に抑制することが可能となる。更に、基準となる曲線を、様々な要求事項を満たすように設定することで、実際の燃圧の変化を、これら様々な要求事項を満足するものとすることもできる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記積分値算出手段は、前記時間積分値の算出に際しての積分区間の始点を前記検出される燃圧が上昇を開始する時点とすることを特徴とする。

上記構成において、オープン制御手段による制御の開始から燃圧が上昇を開始するまでの時間には、一般にばらつきがある。これは、オープン制御手段による制御の開始時における機関出力軸の回転角度が様々な値をとり得ることによる。すなわち、燃料ポンプによる蓄圧室への燃料の供給開始タイミングは、機関出力軸の回転角度によって定まるため、オープン制御手段による制御の開始時の回転角度が変化すると蓄圧室内の燃圧が上昇を開始するタイミングも変化する。この点、上記構成では、積分区間の始点を燃圧が上昇を開始する時点とすることで、オープン制御手段による制御の開始時の機関出力軸の回転角度に依存して時間積分値が変動することを回避することができる。そして、これにより、燃圧が上昇を開始する時点以降の燃圧の変化を上記基準となる曲線に好適に近似させることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記算出手段は、前記オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧を予め設定された閾値と比較する比較手段と、該比較手段により前記閾値を上回ると判断されるときに前記時間積分値の算出、前記補正値の算出及び前記補正値による操作量の補正のいずれかを無効とする無効化手段とを更に備えてなることを特徴とする。

上記構成において、始動時においては、通常、蓄圧室内の燃圧は十分に低下している。このため、上記基準となる曲線はその初期値が十分に低下した燃圧に対応して設けられることとなる。ただし、実際には、例えば機関停止から再始動時までの期間が短かった場合等には、燃圧が十分に低下していないことがある。この場合に上記時間積分値に基づき補正値を算出すると、この補正値は、蓄圧室内の燃圧が十分に低下している通常の始動時におけるオープン制御にとって適切な値とならない。この点、上記構成では、オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧が閾値を上回るときには、時間積分値の算出や補正値の算出、操作量の補正を無効とすることで、始動時に燃圧が十分に低下していないときの補正値にてオープン制御手段によって用いられる操作量が補正されることを回避することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記補正手段は、前記算出される補正値を、そのときの燃温特性値に加えて、前記オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧、及び前記目標燃圧の少なくとも一方と更に対応付けて記憶して且つ、前記オープン制御手段による次回以降の制御時において、前記燃温特性値と前記開始時に検出される燃圧及び前記目標燃圧の少なくとも一方とが前記補正値と対応付けされたものに相当するとき、当該制御を前記補正値に基づき補正のなされた前記操作量にて行なわしめることを特徴とする。

上記構成において、目標燃圧は、内燃機関の運転状態や運転環境によって変化する。そして、目標燃圧が異なるときには実際の燃圧をこれに追従させるために適切な操作量も異なったものとなることがある。この点、上記構成において、上記少なくとも一方に目標燃圧を含めるなら、各目標燃圧とするために適切な操作量にてオープン制御を行うことができる。

また、上記構成において、開始時に検出される燃圧が異なると、実際の燃圧を目標燃圧に追従させるために適切な操作量も異なったものとなる。この点、上記構成において、上記少なくとも一方に開始時に検出される燃圧を含めるなら、開始時の燃圧が様々な値をとったときであれ、目標燃圧とするために適切な操作量にてオープン制御を行うことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置をコモンレール式のディーゼル機関の燃料噴射制御装置に適用した第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１に、エンジンシステムの全体構成を示す。

図示されるように、燃料タンク２内の燃料は、燃料フィルタ４を介して燃料ポンプ６によって汲み上げられる。この燃料ポンプ６は、ディーゼル機関の出力軸であるクランク軸８から動力を付与されて燃料を加圧供給するものである。詳しくは、燃料ポンプ６は、ＳＣＶ（燃料調量弁１０）を備えており、この燃料調量弁１０が操作されることで、外部に吐出される燃料量が決定される。

燃料ポンプ６からの燃料は、コモンレール１２に加圧供給される。コモンレール１２は、燃料ポンプ６から加圧供給された燃料を高圧状態で蓄え、これを高圧燃料通路１４を介して燃料噴射弁１６に供給する。

上記エンジンシステムは、コモンレール１２内の燃圧を検出する燃圧センサ２０や、燃料ポンプ６内の燃料の温度を検出する燃温センサ２２、クランク軸８の回転角度を検出するクランク角センサ２４等、ディーゼル機関の運転状態や運転環境等を検出する各種センサを備えている。ここで、クランク角センサ２４としては、電磁誘導式のものが想定されている。

電子制御装置（ＥＣＵ３０）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、上記各種センサの検出結果を取り込み、これに基づきディーゼル機関の出力を制御するものである。特に、ＥＣＵ３０は、ＥＣＵ３０の給電の有無にかかわらずデータを保持する不揮発性メモリ３２を備えている。この不揮発性メモリ３２は、例えばＥＣＵ３０に対する給電の有無にかかわらず電力が供給されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらずデータを保持するタイプのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）等によって構成されている。

上記ＥＣＵ３０は、ディーゼル機関の出力制御を適切に行なうべく、燃料噴射制御を行う。そして、この燃料噴射制御に際しては、コモンレール１２内の燃圧を、ディーゼル機関の運転状態や運転環境に応じて設定される目標燃圧にフィードバック制御する。

ただし、ディーゼル機関の始動時には、クランク角センサ２４によるクランク軸８の回転角度の検出が未だなされていない期間が存在する。これは、クランク角センサ２４を電磁誘導式とする場合等には、クランク軸８の回転速度が所定の回転速度以上となることで回転角度の検出が可能となるためである。このため、クランク軸８の回転角度が検出されるまでの間は、ＥＣＵ３０による燃料調量弁１０の操作により燃料ポンプ６の吐出量を正確に制御することができない。これは、燃料ポンプ６による燃料タンク２内の燃料の吸入タイミングや、燃料ポンプ６からの燃料の吐出タイミングがクランク軸８の回転角度によって決まり、燃料調量弁１０は、上記吸入タイミングにおける吸入量又は吐出タイミングにおける吐出量を決定するものであることによる。

このため、本実施形態では、始動時においては、図２に示す処理を行なう。この図２に示す処理は、ＥＣＵ３０により例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、始動時であるか否かを判断する。そして、始動時であると判断されるときには、ステップＳ１２において、クランク軸８の回転角度の検出がなされているか否かを判断する。ここでは、実際にクランク角センサ２４によって回転角度に応じた信号が出力されるか否かのみならず、例えば、クランク角センサ２４の検出結果が信頼性の高いものであるか否かの診断にかかる処理を行なう場合には、この処理が完了しているか否かを判断してもよい。

こうしてクランク軸８の回転角度が検出されていると判断されると、ステップＳ１４において燃圧センサ２０によって検出される燃圧を目標燃圧に追従させるべく、これらの差に基づくフィードバック制御を行う。これに対し、クランク軸の回転角度が未だ検出されていないときには、ステップＳ１６において、予め設定された操作電流値によって燃料ポンプ６（詳しくは、燃料調量弁１０）を操作することで、コモンレール１２内の燃圧を目標燃圧とすべくオープン制御を行う。この操作電流値を、本実施形態では、単位時間当たりに燃料ポンプ６（燃料調量弁１０）に供給される電流とする。そして、ＥＣＵ３０では、上記設定された操作電流値となるＤｕｔｙにてＤｕｔｙ制御を行う。

ここで、オープン制御時の燃料ポンプ６の操作量としての操作電流値は、複数の燃料ポンプ６の燃料供給特性を平均したものである中央特性値に基づき設定されている。すなわち、実際に操作対象となる燃料ポンプ６の特性が中央特性値と一致するなら、コモンレール１２内の実際の燃圧を目標燃圧に適切に制御することができると考えられる値に設定されている。すなわち、クランク軸８の回転角度が検出されるまでに要する時間、換言すればオープン制御からフィードバック制御へと切り替わるまでに要する時間の変動は少ないために、上記要する時間として想定される時間の経過時に実際の燃圧を目標燃圧近傍とするために適切な値に設定される。

ただし、上記予め設定された操作電流値に基づきオープン制御を行ったとしても、燃料ポンプ６の個体差や、経時変化、使用する燃料の種類等により、実際の燃料供給特性が上記中央特性値からずれるときには、目標燃圧に適切に制御することができない。更に、燃料ポンプ６からコモンレール１２へ加圧供給される燃料の温度が変動する場合にも、燃料の粘性係数が変動することに起因して、フィードバック制御への切り替え時にコモンレール１２内の燃圧が目標燃圧に対して変動する。こうした様々な要因により、コモンレール１２内の実際の燃圧を目標燃圧に適切に制御できないと、フィードバック制御への移行を円滑に行なうことができなくなる。

図３に、フィードバック制御からオープン制御への移行に伴うコモンレール１２内の燃圧の推移を例示する。図中、目標燃圧を一点鎖線にて示すとともに、オープン制御からフィードバック制御への切替タイミングを切替時刻ｔｓとして示した。図において、実線は、理想的な制御のなされた場合の燃圧の推移を示している。すなわち、オープン制御からフィードバック制御への切替時刻ｔｓにおいては、燃圧が目標燃圧に近似した値となっているため、フィードバック制御へ移行したときの燃圧の変動量が低減され、切り替えを円滑に行なうことができる。これに対し、図中、２点鎖線にて示すのは、オープン制御時に、燃料ポンプ６からコモンレール１２に供給される燃料量が過大である例と、不足する例とである。これら双方とも、切替時刻ｔｓ以降、フィードバック制御がなされることに起因して、コモンレール１２内の燃圧が大きく変化する。

上記オープン制御からフィードバック制御への移行を円滑に行なうべく、本実施形態では、オープン制御時に検出される燃圧の挙動に基づき、次回以降のオープン制御時に用いる操作電流値を補正する制御を行なう。以下、これについて図４に基づき詳述する。

図４に、上記処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理においては、まずステップＳ２０において、先の図２のステップＳ１６に示したオープン制御時であるか否かを判断する。続くステップＳ２２では、オープン制御の開始時のコモンレール１２内の燃圧が所定値αより大きいか否かを判断する。ここで、所定値αは、通常の始動時においてはコモンレール１２内の燃圧が十分に低下していることに鑑み、この十分に低下した燃圧に基づき設定されている。すなわち、この所定値αは、例えばディーゼル機関の停止から再始動までの時間が極端に短いために燃圧が十分に低下していない状況にあるか否かを判断するものである。

そして、所定値α以下であると判断されると、ステップＳ２４において、上記設定された電流の妥当性を評価する評価関数Ｊの値を演算する。この評価関数Ｊは、実際の燃圧が目標燃圧に向けて上昇する際の燃圧の上昇についての基準となる曲線との近似度合いを定量化する関数である。この基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）は、本実施形態では、図５（ａ）に実線にて示すように、目標燃圧（図中、一点鎖線）までは単調に上昇して且つ目標燃圧となることで上昇を止める曲線としてある。

上記評価関数Ｊは、詳しくは、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）と、オープン制御時に検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）との差「Ｐａｃｔ（ｔ）−Ｐｒｅｆ（ｔ）」の時間積分値とされる。すなわち、図５（ｂ）に示すように、検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）を２点鎖線にて示すものとすると、評価関数Ｊは、実線と２点鎖線とで囲われる面積（図中、斜線にて表記）となる。

上記評価関数Ｊがゼロに近いときには、燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）は基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）に近似していると考えられる。このため、評価関数Ｊの値をゼロに近似させるように操作電流値を設定することで、実際の燃圧を基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）に近似させることができる。この評価関数Ｊの値をゼロに近似させるようにすることは、燃圧を目標燃圧に到達させる時間を短縮するとの要求事項と、オープン制御時からフィードバック制御時への移行時における目標燃圧と実際の燃圧との差を抑制するとの要求事項との両立を図るうえで有効である。

ここで、仮に、検出される燃圧の上昇率に基づき補正値を算出する場合、上記短縮するとの要求事項を満足させるためには、上昇率を大きく設定することとなる。しかし、この場合、実際の燃圧が目標燃圧を上回って上昇するオーバーシュートが発生しやすい。これに対し、本実施形態では、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）から離間すればするほど評価関数Ｊの値が大きな値となるため、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）を燃圧の上昇率を大きくしつつもオーバーシュートを抑制するような設定とすることで、上記２つの要求事項を満たすことができる。

図５（ｂ）に示すように、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）の始点ｔ０は、検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）が上昇を開始する時点とする。これは、オープン制御を開始するタイミング（図中、一点鎖線にて示す目標燃圧がゼロでなくなるタイミング）と、検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）が上昇を開始するタイミングとの間の時間の長さΔｔは、始動時毎に変動し得ることによる。すなわち、燃料ポンプ６によるコモンレール１２への燃料の供給開始タイミングは、クランク軸８の回転角度によって定まるため、オープン制御の開始時の回転角度が異なるとコモンレール１２内の燃圧が上昇を開始するタイミングも異なったものとなる。このため、本実施形態では、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）の始点ｔ０を検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）が上昇を開始する時点とすることで、オープン制御の開始時のクランク軸８の回転角度によって評価関数Ｊの値が変動することを回避する。

先の図４のステップＳ２４において評価関数Ｊの値が演算されると、ステップＳ２６において評価関数Ｊの値の絶対値が所定値Ｊｃを上回るか否かを判断する。ここで、評価関数Ｊの値が小さいときには、検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）は、基準となる燃圧Ｐｒｅｆ（ｔ）に近似していると考えられる。このため、評価関数Ｊの値の絶対値がＪｃを上回るときに、操作電流値を補正するようにする。

上記所定値Ｊｃは、また、評価関数Ｊの値に基づく操作電流値の補正にハンチングが生じることを抑制するために設けられた許容範囲を定義するためのものでもある。そして、評価関数Ｊの値の絶対値が所定値Ｊｃを上回ると判断されると、ステップＳ２８において操作電流値を更新する。すなわち、今回のオープン制御において用いた電流値Ｉｓｔ（ｉ）に、補正値Ｉｃｏｒｒを加算することで次回の電流値Ｉｓｔ（ｉ＋１）を算出する（「Ｉｓｔ（ｉ＋１）＝Ｉｓｔ（ｉ）＋Ｉｃｏｒｒ」）。

ここで、補正値Ｉｃｏｒｒは、評価関数Ｊの値とゲインＣとの積（＝Ｊ×Ｃ）によって定義される。こうして電流値Ｉｓｔ（ｉ＋１）が算出されると、ステップＳ３０において、この電流値Ｉｓｔ（ｉ＋１）を、このオープン制御時に燃温センサ２２によって検出される燃料の温度とともに、不揮発性メモリ３２に記憶する。

この不揮発性メモリ３２は、図６に示すように、燃料の温度と、燃料ポンプ６の操作量としての操作電流値とが一対一に対応付けられた１次元マップの記憶領域を有している。そして、オープン制御時に検出された燃料の温度と対応する操作電流値を更新する。ちなみに、このマップデータは、ＥＣＵ３０の出荷時に、燃料ポンプ６の中央特性値に基づき予め作成されて不揮発性メモリ３２に記憶されている。そして、先の図４の処理により、マップデータが更新されることとなる。

なお、図４の処理時に検出される燃料の温度が図６のマップデータにおいて定義されている燃料の温度と一致しない場合には、最も近い燃料の温度に対応する操作電流値を補正すればよい。また、これに代えて、最も近似する燃料の温度を２つ選択し、これら２つを補正してもよい。この際には、これら２つの燃料の温度と、今回検出される燃料の温度とのずれ量をそれぞれずれ量ａ，ｂとし且つ対応する操作電流値をそれぞれ操作電流値Ｉａ，Ｉｂとするとき、今回の補正値Ｉｃｏｒｒを用いて、「Ｉａ（ｉ＋１）＝Ｉａ（ｉ）＋Ｉｃｏｒｒ×ｂ／（ａ＋ｂ）」、「Ｉｂ（ｉ＋１）＝Ｉｂ（ｉ）＋Ｉｃｏｒｒ×ａ／（ａ＋ｂ）」とする等してもよい。

なお、先の図４のステップＳ２０においてオープン制御時でないと判断されるときや、ステップＳ２２において残圧が所定値αを上回ると判断されるとき、ステップＳ２６において評価関数Ｊの絶対値が所定値Ｊｃ以下と判断されるとき、ステップＳ３０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

図４に示した処理を行なうことで、先の図２のステップＳ１６に示したオープン制御時には、補正された操作電流値にて燃料ポンプ６が操作されることとなる。このステップＳの処理時に用いられる補正された操作電流値は、先の図６に示した操作電流値のうち、ステップＳ１６の処理時における燃料の温度に該当する操作電流値である。ちなみに、ステップＳ１６の処理時における燃料の温度と一致するものが不揮発性メモリ３２に記憶されていないときには、記憶されているもののうち燃料の温度についての条件が最も近似するものをいくつか選択して、これらと対応付けられている操作電流値を補間することで実際に用いる操作電流値を算出してもよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）オープン制御時に、評価関数Ｊに基づき燃料ポンプ６の操作電流値を補正するとともに、該補正された操作電流値を、そのときの燃温の温度とともに記憶した。これにより、次回以降のオープン制御時における燃料の温度が、補正された操作電流値と対応付けられた燃料の温度に相当するときには、当該補正のなされた操作電流値が用いられる。このため、ディーゼル機関の状態にかかわらずより適切にコモンレール１２内の燃圧をオープン制御することができる。

（２）目標燃圧への変化についての基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）と検出される燃圧Ｐａｃｔ（ｔ）との差の時間積分値によって定義される評価関数Ｊの値に基づき操作電流値を補正した。これにより、燃圧を目標燃圧に到達させる時間を短縮しつつも、オープン制御時からフィードバック制御時への移行時における目標燃圧と実際の燃圧との差を抑制することができる。

（３）評価関数Ｊの算出に際しての積分区間の始点を、検出される燃圧が上昇を開始する時点とした。これにより、オープン制御の開始時のクランク軸８の回転角度に依存して評価関数Ｊが変動することを回避することができる。

（４）オープン制御の開始時に検出される燃圧が予め設定された閾値（所定値α）を上回ると判断されるときに、評価関数Ｊの算出を禁止した。これにより、始動時に燃圧が十分に低下していないときに算出される評価関数Ｊに基づき、オープン制御によって用いられる操作量が補正されることを回避することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、燃料の温度と操作電流値との関係を示す曲線についての情報を不揮発性メモリ３２に記憶する。

すなわち、例えば、図７に実線にて示すように、燃料の温度と操作電流値との関係を示す曲線を、予め不揮発性メモリ３２に記憶しておき、先の図４に示した処理により操作電流値が更新される度に、この曲線を補正する。図７では、先の図４に示した処理により燃料の温度Ｔｅｍｐ１のときの操作電流値が電流値Ｉ０から電流値Ｉ０´に更新されることで、上記曲線を実線で示すものから一点鎖線で示すものに補正する例を示している。

ちなみに、この補正は、例えば、予め燃料の温度と操作電流値との関係を示す曲線を表現するために適切な関数ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｉｓｔ）を定義しておき、図４に示す処理によって操作電流値が更新される度に、関数ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｉｓｔ）の係数を補正することで行なうことができる。

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（４）の効果に準じた効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

目標燃圧は、始動時においてもディーゼル機関の運転状態や運転環境等に応じて変化する。例えばディーゼル機関の冷却水の温度が低い冷間始動時と通常の始動時とでは目標燃圧も異なるものに設定される。このように目標燃圧が異なったものであるときには、オープン制御における操作電流値も異なる値とすることが望ましい。すなわち、ディーゼル機関の始動時においてクランク軸８の回転角度が検出されるまでに要する時間、換言すればオープン制御からフィードバック制御へと切り替えられるまでに要する時間は、略一定の時間となるため、この時間の経過時において燃圧を目標燃圧とするための燃料ポンプ６による燃料の吐出量は、目標燃圧によって変化する。このため、上記時間の経過時において燃圧を目標燃圧とするために適切な操作電流値も目標燃圧によって変化する。

そこで、本実施形態では、操作電流値を、燃料の温度のみならず、更に、目標燃圧毎に設定する。図８に、本実施形態において不揮発性メモリ３２に記憶されるデータを示す。図示されるように、操作電流値は、燃料の温度と目標燃圧との２次元マップによって定義されている。詳しくは、図８の例では、「ｎ＋１」個の互いに異なる燃料の温度と、「ｍ＋１」個の互いに異なる目標燃圧とに応じてそれぞれ操作電流値が設定されている。

この２次元マップは、ＥＣＵ３０の出荷時に、燃料ポンプ６の中央特性値に基づき予め作成されて不揮発性メモリ３２に記憶される。そして、先の図４の処理により、マップデータが更新される。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）操作電流値を目標燃圧毎に定めることで、各目標燃圧とするために適切なオープン制御を行うことができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上述したように、始動時には、通常、コモンレール１２内の燃圧は十分に低下しているとはいえ、ディーゼル機関の停止から再始動までの時間が短いとき等には、コモンレール１２内の燃圧が十分に低下していないことがある。そしてこの場合、始動に際してコモンレール１２内の燃圧を目標燃圧とするために適切な操作電流値は、コモンレール１２内の燃圧が十分に低下している場合と比較して異なったものとなる。すなわち、オープン制御からフィードバック制御への切り替えに要する時間の経過時にコモンレール１２内の燃圧を目標燃圧近傍まで上昇させるに際して、燃料ポンプ６の吐出量として適切な値は、オープン制御の開始時のコモンレール１２内の燃圧に依存する。このため、適切な操作電流値もオープン制御の開始時のコモンレール１２内の燃圧に依存することとなる。

そこで、本実施形態では、操作電流値を、燃料の温度のみならず、更に、オープン制御の開始時に検出される燃圧（残圧）毎に設定する。図９に、本実施形態において不揮発性メモリ３２に記憶されるデータを示す。図示されるように、操作電流値は、燃料の温度と残圧との２次元マップによって定義されている。詳しくは、図９の例では、「ｎ＋１」個の互いに異なる燃料の温度と、「ｍ＋１」個の互いに異なる残圧とに応じてそれぞれ操作電流値が設定されている。

この２次元マップは、ＥＣＵ３０の出荷時に、燃料ポンプ６の中央特性値に基づき予め作成されて不揮発性メモリ３２に記憶される。そして、先の図４の処理により、マップデータが更新される。なお、本実施形態では、評価関数Ｊの算出に際し、先の図５（ａ）に示した基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）の始点における値Ｐｒｅｆ（ｔ０）を、残圧Ｐａｃｔ（ｔ０）と等しくする。また、これに代えて、残圧毎に、基準となる曲線を各別に定めてもよい。この際、これら各曲線は、オープン制御からフィードバック制御への切り替えに要する時間の経過時に目標燃圧近傍となるものとする。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）操作電流値を残圧毎に定めることで、残圧の有無にかかわらず、適切なオープン制御を行うことができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記各実施形態では、操作電流値を一定値に設定したが、時間の関数としてもよい。これにより、基準となる曲線Ｐｒｅｆ（ｔ）をその上昇率が時間に応じて変化する曲線とすることで、始動時のコモンレール１２内の燃圧の挙動についての様々な要求事項を満たすオープン制御が可能となる。更に、操作電流値を時間の関数とする場合、例えば一定時間経過後は、操作電流値を略ゼロとするとの設定も可能となり、オープン制御からフィードバック制御への切り替えが何らかの要因で遅れた場合であれ、フィードバック制御への切り替え時に燃圧を目標燃圧の近傍に制御することができる。

・オープン制御からフィードバック制御への切り替えタイミングは、クランク軸８の回転角度が検出されるタイミングとするものに限らない。例えば同検出がなされて且つ予め定められた時間の経過後としてもよい。これによれば、オープン制御開始から切り替えタイミングまでに要する時間の変動を略ゼロとすることができ、ひいては、予め定められた時間の経過後に燃圧が目標燃圧近傍となるように操作電流値を設定することで、オープン制御をより適切に行うことができる。

・上記第１〜第３の実施形態において、残圧が所定値α以上であるときに評価関数Jの算出を禁止したが、これに代えて、例えば電流値の更新を禁止するようにしてもよい。要は、評価関数Jの算出、補正値の算出、補正値による操作量の補正のいずれかを無効とすればよい。

・オープン制御時に検出される燃圧の挙動に基づき操作量の補正値を算出する算出手段としては、評価関数Jの算出に基づき行なうものに限らない。例えば燃圧の上昇率に基づき行なうものとしても、先の第１の実施形態の上記（１）の効果を得ることはできる。

・上記第３及び第４の実施形態の双方の構成を有するように、操作電流値を、燃料の温度と目標燃圧と残圧との３つのパラメータの各値毎に定めてもよい。

・上記各実施形態では、燃料ポンプ６から吐出される燃料の温度を直接検出したが、これに代えて、同吐出される燃料の温度と相関を有する温度（燃料の温度の相当値）であってもよい。

・上記各実施形態では、ディーゼル機関の始動時のオープン制御に際して本発明を適用したがこれに限らず、始動時以外のオープン制御を行うに際し、検出される燃圧の挙動に基づき、燃料の温度毎に定めた操作電流値を補正することも有効である。ただし、始動時は、通常、燃料の温度を始めとするディーゼル機関の運転状態や運転環境が同一となりやすいことに起因して前回の始動時において更新された操作電流値が今回の始動時において用いられる傾向にあるため、操作電流値の更新の効果を十分に発揮することができる。

・その他、内燃機関としてはディーゼル機関に限らない。

第１の実施形態におけるエンジンシステムの全体構成を示す図。 同実施形態における始動時の燃圧制御の処理手順を示すフローチャート。 始動時の燃圧の挙動を例示するタイムチャート。 上記実施形態における始動時のオープン制御の操作電流値を補正する処理の手順を示すフローチャート。 上記操作電流値の補正にかかる処理の態様を説明するタイムチャート。 上記実施形態における操作電流値の記憶の態様を示す図。 第２の実施形態にかかる操作電流値の記憶態様を示す図。 第３の実施形態にかかる操作電流値の記憶態様を示す図。 第４の実施形態にかかる操作電流値の記憶態様を示す図。

符号の説明

６…燃料ポンプ、１０…燃料調量弁、１２…コモンレール、３０…ＥＣＵ（オープン制御手段、フィードバック制御手段、算出手段、補正手段の一実施形態）、３２…不揮発性メモリ。

Claims (5)

1. 内燃機関の出力軸から動力を付与されて燃料を加圧供給する燃料ポンプと、該加圧供給される燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室の燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える燃料噴射装置について、これを操作することで燃料噴射制御を行なう燃料噴射制御装置において、
   前記燃料の温度及びその相当値のいずれかである燃温特性値を検出する手段の検出結果、及び前記蓄圧室内の燃圧を検出する手段の検出結果を取り込む手段と、
   前記検出される燃圧と目標燃圧との差に基づき前記燃料ポンプを操作するフィードバック制御手段と、
   前記内燃機関の始動時であって且つ前記フィードバック制御手段による制御の行なわれる前に、前記蓄圧室内の燃圧を目標燃圧に上昇制御すべく予め設定された操作量によって前記燃料ポンプを操作するオープン制御手段と、
   該オープン制御手段よる制御時の前記検出される燃圧の挙動に基づき前記設定された操作量の補正値を算出する算出手段と、
   該算出される補正値をそのときの前記燃温特性値と対応付けて記憶して且つ、前記オープン制御手段による次回以降の始動制御時において、該制御時における燃温特性値が前記補正値と対応付けられた燃温特性値に相当するとき、当該制御を前記補正値に基づき補正のなされた操作量にて行なわしめる補正手段とを備え、
   前記算出手段は、前記蓄圧室内の燃圧が目標燃圧に向けて上昇する際の前記燃圧の変化についての基準となる曲線と前記検出される燃圧の変化との差の時間積分値を算出する積分値算出手段と、該算出される積分値に基づき前記補正値を算出する手段とを備えてなることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記積分値算出手段は、前記時間積分値の算出に際しての積分区間の始点を前記検出される燃圧が上昇を開始する時点とすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記算出手段は、前記オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧を予め設定された閾値と比較する比較手段と、該比較手段により前記閾値を上回ると判断されるときに前記時間積分値の算出、前記補正値の算出及び前記補正値による操作量の補正のいずれかを無効とする無効化手段とを更に備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記補正手段は、前記算出される補正値を、そのときの燃温特性値に加えて、前記オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧、及び前記目標燃圧の少なくとも一方と更に対応付けて記憶して且つ、前記オープン制御手段による次回以降の制御時において、前記燃温特性値と前記開始時に検出される燃圧及び前記目標燃圧の少なくとも一方とが前記補正値と対応付けされたものに相当するとき、当該制御を前記補正値に基づき補正のなされた前記操作量にて行なわしめることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
5. 内燃機関の出力軸から動力を付与されて燃料を加圧供給する燃料ポンプと、該加圧供給される燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、該蓄圧室の燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える燃料噴射装置について、これを操作することで燃料噴射制御を行なう燃料噴射制御装置において、
   前記燃料の温度及びその相当値のいずれかである燃温特性値を検出する手段の検出結果、及び前記蓄圧室内の燃圧を検出する手段の検出結果を取り込む手段と、
   前記検出される燃圧と目標燃圧との差に基づき前記燃料ポンプを操作するフィードバック制御手段と、
   前記内燃機関の始動時であって且つ前記フィードバック制御手段による制御の行なわれる前に、前記蓄圧室内の燃圧を目標燃圧に上昇制御すべく予め設定された操作量によって前記燃料ポンプを操作するオープン制御手段と、
   該オープン制御手段よる制御時の前記検出される燃圧の挙動に基づき前記設定された操作量の補正値を算出する算出手段と、
   該算出される補正値を、前記オープン制御手段による制御の開始時に検出される燃圧及び前記目標燃圧の少なくとも一方と前記オープン制御手段による制御時の前記燃温特性値とに対応付けて記憶して且つ、前記オープン制御手段による次回以降の制御時において、前記制御の開始時に検出される燃圧及び前記目標燃圧の少なくとも一方と燃温特性値とが前記補正値と対応付けられた値に相当するとき、当該制御を前記補正値に基づき補正のなされた操作量にて行なわしめる補正手段とを備え、
   前記算出手段は、前記蓄圧室内の燃圧が目標燃圧に向けて上昇する際の前記燃圧の変化についての基準となる曲線と前記検出される燃圧の変化との差の時間積分値を算出する積分値算出手段と、該算出される積分値に基づき前記補正値を算出する手段とを備え、
   前記予め設定された操作量は、前記オープン制御の期間にわたって一定値とされることを特徴とする燃料噴射制御装置。

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