JP5229256B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を蓄圧容器へ圧送するプランジャポンプと、蓄圧容器に蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用された、燃料噴射制御装置に関する。

従来より、プランジャポンプで圧送した燃料をコモンレール（蓄圧容器）に蓄圧させて燃料噴射弁から噴射させるコモンレール式のディーゼル機関では、次のように燃料噴射量を制御している。

先ず、機関回転速度や機関負荷等の運転条件に応じて燃料の目標噴射量を算出する。次に、目標噴射量となるような燃料噴射弁の開弁時間（指令噴射期間）を算出する。ここで、噴射開始時点でのコモンレール内の燃圧（噴射開始時レール圧）が異なれば、開弁時間が同じであっても実際の噴射量は異なってくる。そのため、目標噴射量に基づき指令噴射期間を算出するにあたり、噴射開始時レール圧に応じて算出する。

ここで、レール圧センサの検出値は所定クランク角毎に取得するのが一般的であるため、実際には、噴射直前に検出されたレール圧（噴射直前レール圧）を噴射開始時レール圧とみなして指令噴射期間を算出する。しかし、プランジャポンプの圧送期間と燃料噴射弁の噴射期間とが重複する場合には、噴射直前レール圧は噴射開始時までに上昇していく。

そこで従来では、圧送期間と噴射期間とが重複する時間を加味して、噴射直前レール圧に基づき噴射開始時レール圧を推定している。そして、推定した噴射開始時レール圧及び目標噴射量に基づき指令噴射期間を算出する（特許文献１等参照）。

特開２００９−２７０５２０号公報

しかしながら、圧送期間と噴射期間とが重複する場合において、プランジャの変位速度が速いほど、プランジャから吐出された燃料は慣性でコモンレール内に流入しやすくなるので、レール圧の上昇が促進される。つまり、噴射直前レール圧及び重複期間が同じであっても、その時のプランジャ速度に応じて噴射開始時レール圧は異なってくる。そのため、特許文献１に記載された指令噴射期間の算出手法では、実際のレール圧を十分に加味して指令噴射期間を算出しているとは言えず、改良の余地が有る。

以上の点を鑑み、本発明の目的は、指令噴射期間の算出手法を改良することで、高精度な噴射量制御を実現可能にした燃料噴射制御装置を提供することにある。また、高精度な噴射時期制御を実現可能にした燃料噴射制御装置を提供することを他の目的とする。

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記載する。

請求項１記載の発明では、燃料を蓄圧容器へ圧送するプランジャポンプと、前記蓄圧容器に蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、前記内燃機関の運転条件に応じて燃料の目標噴射量を算出する目標噴射量算出手段と、噴射直前の前記蓄圧容器内の燃圧である噴射直前燃圧を取得する燃圧取得手段と、前記目標噴射量及び前記噴射直前燃圧に基づき前記燃料噴射弁に対する指令噴射期間を算出する指令噴射期間算出手段と、を備え、前記指令噴射期間算出手段は、前記プランジャポンプの圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得した後の前記プランジャポンプのプランジャ速度変化を加味して、前記目標噴射量及び前記噴射直前燃圧に基づき前記指令噴射期間を算出することを特徴とする。

本発明は、「プランジャの変位速度が速いほど、プランジャから吐出された燃料は慣性で蓄圧容器内へ流入しやすくなるので、蓄圧容器内の燃圧の上昇が促進される」といった上述の知見に基づき為されたものである。この知見を鑑みた本発明では、目標噴射量及び噴射直前燃圧に基づき指令噴射期間を算出するにあたり、圧送期間と噴射期間とが重複する場合にはプランジャ速度変化を加味して算出するので、蓄圧容器内の実際の燃圧挙動を十分に加味して指令噴射期間を算出することができ、ひいては高精度な噴射量制御を実現できる。

請求項２記載の発明では、前記指令噴射期間算出手段は、噴射開始時点での前記蓄圧容器内の燃圧である噴射開始時燃圧を、前記噴射直前燃圧に基づき推定する推定手段と、推定した前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出する算出手段と、を有し、前記推定手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおける前記プランジャ速度変化を加味して、前記噴射直前燃圧に基づき前記噴射開始時燃圧を推定することを特徴とする。

これによれば、噴射直前燃圧に基づき噴射開始時燃圧を推定するにあたり、圧送期間と噴射期間とが重複する場合には、噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおけるプランジャ速度変化を加味して推定するので、噴射開始までの実際の燃圧挙動を十分に加味してその推定精度を向上できる。そして、このように推定した噴射開始時燃圧を用いて指令噴射期間を算出するので、高精度な噴射量制御を実現できる。

請求項３記載の発明では、前記推定手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までに変位したプランジャ変位量をも加味して、前記噴射開始時燃圧を推定することを特徴とする。

プランジャ変位量（ストローク量）が多いほどポンプ吐出量は多くなるので、噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおけるプランジャ変位量が多いほど、噴射開始時燃圧は高くなる。この点を鑑みた上記発明によれば、プランジャ速度変化に加え噴射開始までのプランジャ変位量をも加味して噴射開始時燃圧を推定するので、その推定精度をより一層向上できる。

請求項４記載の発明では、前記指令噴射期間算出手段は、前記噴射開始時点での前記蓄圧容器内の燃圧である噴射開始時燃圧を、前記噴射直前燃圧に基づき推定する推定手段と、推定した前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出する算出手段と、を有し、前記算出手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、噴射開始から噴射終了までにおける前記プランジャ速度変化を加味して、前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出することを特徴とする。

これによれば、噴射開始時燃圧及び目標噴射量に基づき指令噴射期間を算出するにあたり、圧送期間と噴射期間とが重複する場合には、噴射開始から噴射終了までにおけるプランジャ速度変化を加味して算出するので、噴射期間中における蓄圧容器内の実際の燃圧挙動を十分に加味して指令噴射期間を算出することができ、ひいては高精度な噴射量制御を実現できる。

請求項５記載の発明では、前記算出手段は、噴射開始から噴射終了までに変位したプランジャ変位量をも加味して、前記指令噴射期間を算出することを特徴とする。

プランジャ変位量（ストローク量）が多いほどポンプ吐出量は多くなるので、噴射期間中に変位したプランジャ変位量が多いほど、噴射開始時燃圧は高くなる。この点を鑑みた上記発明によれば、プランジャ速度変化に加え噴射期間におけるプランジャ変位量をも加味して指令噴射期間を推定するので、その推定精度をより一層向上できる。

請求項６，７記載の発明では、燃料を蓄圧容器へ圧送するプランジャポンプと、前記蓄圧容器に蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、噴射直前の前記蓄圧容器内の燃圧である噴射直前燃圧を取得する燃圧取得手段と、前記燃料噴射弁へ噴射開始を指令する信号を出力してから実際に噴射が開始されるまでの無効噴射期間を、前記噴射直前燃圧に基づき算出する無効噴射期間算出手段と、を備え、前記無効噴射期間算出手段は、前記プランジャポンプの圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおける前記プランジャポンプのプランジャ速度変化を加味して、前記噴射直前燃圧に基づき前記無効噴射期間を算出することを特徴とする。

本発明は、「プランジャの変位速度が速いほど、プランジャから吐出された燃料は慣性で蓄圧容器内へ流入しやすくなるので、蓄圧容器内の燃圧の上昇が促進される」といった上述の知見に基づき為されたものである。そして、燃圧が高いほど無効噴射期間は短くなる。そこで本発明では、噴射直前燃圧に基づき無効噴射期間を算出するにあたり、圧送期間と噴射期間とが重複する場合にはプランジャ速度変化を加味して算出するので、蓄圧容器内の実際の燃圧挙動を十分に加味して無効噴射期間を算出することができ、ひいては噴射開始時期を高精度で制御できる。

本発明の一実施形態にかかる燃料噴射システムの構成図。 図１中の燃料ポンプの構成を示す断面図。 同実施形態にかかる燃料噴射制御に関する処理を示すブロック図。 重複期間Ｔｃにて噴射量が増大する量は、プランジャ変位速度が速いほど多くなることを表す試験結果。 同実施形態において、指令噴射期間ＴＦＩＮ及び無効噴射期間Ｔｄを算出する手順を示すフローチャート。 噴射期間Ｔｂと圧送期間Ｔａとが重複する場合の一態様を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかる燃圧制御装置を車両用ディーゼル機関の燃圧制御装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、燃料タンク１０内の燃料（軽油）は、クランク軸１２の回転に伴って駆動される機関駆動式の燃料ポンプ１４によって汲み上げられる。燃料ポンプ１４から吐出される燃料は、コモンレール１６に加圧供給（圧送）される。コモンレール１６は、燃料ポンプ１４から圧送された燃料を高圧状態で蓄え、これを高圧燃料通路１８を介して各気筒の燃料噴射弁２０に供給するための気筒間で共有される蓄圧容器である。

燃料噴射弁２０は、その噴射口２２がディーゼル機関の燃焼室に突出するようにして配置されている。そして、燃料噴射弁２０は、噴射口２２を開閉するニードル２１を備えている。ニードル２１には、コモンレール１６から高圧燃料通路１８を介して供給される高圧燃料の燃圧が印加される。詳しくは、ニードル２１には、噴射口２２の開閉のそれぞれに対応した変位方向の双方に対して燃圧が印加される。ここで、ニードル２１を閉弁させる側に圧力を印加する燃料を充填する背圧室２３は、電磁ソレノイド２４によって駆動されるバルブ２５の開弁によって、低圧系(低圧燃料通路１９、燃料タンク１０側)に連通される。こうした構成によれば、バルブ２５の開閉によって、ニードル２１の変位方向のそれぞれに燃料が加える力の相対的な大小関係を調節することで、燃料噴射弁２０を開閉させることができる。

図２に、燃料ポンプ１４の構成を示す。

この燃料ポンプ１４は、基本的には、フィードポンプ４０によって上記燃料タンク１０から汲み上げられた燃料をプランジャポンプ５０にて加圧して吐出するものであり、且つプランジャポンプ５０に吸入される燃料量が調量弁６０により調節されるものである。

フィードポンプ４０は、駆動軸４１の回転により駆動されるトロコイドポンプであり、上記燃料タンク１０の燃料を入口４２から吸引してプランジャポンプ５０へ送る低圧供給ポンプとして機能する。なお、駆動軸４１は、ディーゼル機関の上記クランク軸１２の回転に伴い回転駆動される。

レギュレータバルブ４３は、フィードポンプ４０の吐出圧が所定圧以上となるときにフィードポンプ４０の吐出側と供給側とを連通させるものであり、これにより、フィードポンプ４０の吐出圧が所定圧以下に制限される。

調量弁６０は、燃料通路４４を介してフィードポンプ４０からプランジャポンプ５０へ吸入される燃料量を調節する。詳細には、調量弁６０は、スプール６２及びスプリング６６をシリンダ６１内に収容して構成されており、電子制御装置（ＥＣＵ３０）によりソレノイド６８が通電されると、ソレノイド６８に生じる磁界によりスプリング６６の弾性力に抗してスプール６２は吸引され、スプール６２及びシリンダ６１により形成される連通路の開度（調量弁６０の開度）が増大する。したがって、この調量弁６０の開度は、ソレノイド６８に対する指令電流に応じて調節され、指令電流が大きいほど開度が増大し、プランジャポンプ５０へ吸入される燃料量が増大する。

プランジャポンプ５０は、調量弁６０によって調量された燃料を加圧して外部へ吐出（圧送）するプランジャポンプである。このプランジャポンプ５０は、駆動軸４１によって往復駆動されるプランジャ５１と、このプランジャ５１の往復動によって容積が変化する加圧室５２と、加圧室５２とフィードポンプ４０側とを連通及び遮断する吸入弁５３と、加圧室５２と上記コモンレール１６側とを連通及び遮断する吐出弁５４とを備える。

プランジャ５１は、駆動軸４１のエキセンカム５５の周囲に装着されたカムリング５６にスプリング５７によって押し付けられており、駆動軸４１が回転するとカムリング５６の偏心動作に伴ってプランジャ５１が圧送上死点と圧送下死点との間を往復動する。ここで、プランジャ５１の下降により加圧室５２内の圧力が低下すると、吐出弁５４が閉弁するとともに吸入弁５３が開弁する。これにより、調量弁６０を介してフィードポンプ４０から加圧室５２内に燃料が吸入される。逆に、プランジャ５１の上昇により加圧室５２内の圧力が上昇すると、吸入弁５３が閉弁する。そして、加圧室５２内の圧力が所定圧力に達すると吐出弁５４が開弁して加圧室５２内で加圧された高圧燃料が上記コモンレール１６へ向けて吐出（圧送）される。

ＥＣＵ３０は、ディーゼル機関を制御対象とする制御装置である。図１に示すように、ＥＣＵ３０は、コモンレール１６内の燃圧を検出する燃圧センサ３２や、クランク軸１２の回転角度を検出するクランク角センサ３４、燃料ポンプ１４内の燃料の温度を検出する温度センサ３６等、エンジンシステムの各種状態を検出するセンサの検出値を取り込む。更に、ＥＣＵ３０は、ユーザによるアクセル操作部材（アクセルペダル）の操作量を検出するアクセルセンサ３８の出力信号を取り込む。

上記ＥＣＵ３０では、上記各種入力信号に基づき、ディーゼル機関の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関の燃料噴射制御を行う。図３に、ＥＣＵ３０の行う処理のうち、上記燃料噴射制御に関する処理を示す。

指令噴射量算出部Ｂ２（目標噴射量算出手段）は、ディーゼル機関の運転状態を示すパラメータに基づき、燃料噴射弁２０に対する噴射量の指令値（指令噴射量ＱＦＩＮ）を算出する。詳しくは、上記パラメータとして、ディーゼル機関の負荷を示すパラメータと回転速度ＮＥとを用いる。特に本実施形態では、負荷を示すパラメータとしてアクセル操作量ＡＣＣＰを用いている。なお、指令噴射量ＱＦＩＮは、負荷が大きいほど大きい値に設定する。

指令噴射期間算出部Ｂ４（指令噴射期間算出手段）は、上記指令噴射量ＱＦＩＮ（目標噴射量に相当）に基づき、燃料噴射弁２０に対する噴射期間の指令値（指令噴射期間ＴＦＩＮ）を算出する。詳しくは、コモンレール１６内の燃圧の検出値（実レール圧ＮＰＣ）と指令噴射量ＱＦＩＮとに基づき、指令噴射期間ＴＦＩＮを算出する。これにより、燃料噴射弁２０の開弁期間が操作される。なお、プランジャ５１による燃料の圧送期間Ｔａ（図６参照）と、燃料噴射弁２０による燃料の噴射期間Ｔｂ（図６参照）とが重複する場合には、実レール圧ＮＰＣを増大させるよう補正する。また、圧送期間Ｔａと噴射期間Ｔｂとが重複する場合には、補正部Ｂ５（指令噴射期間算出手段）により指令噴射期間ＴＦＩＮを短くするよう補正する。これらの補正内容については後に詳述する。

目標燃圧設定部Ｂ６は、ディーゼル機関の運転状態を示すパラメータに基づき、コモンレール１６内の燃圧の目標値（目標圧力ＰＦＩＮ）を設定する。詳しくは、上記パラメータとして、ディーゼル機関の負荷を示すパラメータと回転速度ＮＥとを用いる。特に本実施形態では、負荷を示すパラメータとして、指令噴射量ＱＦＩＮを用いている。なお、目標圧力ＰＦＩＮは、負荷が大きいほど高い値に設定する。

偏差算出部Ｂ８では、実レール圧ＮＰＣに対する目標圧力ＰＦＩＮの偏差ΔＰを算出する。フィードバック制御部Ｂ１０では、実レール圧ＮＰＣを目標圧力ＰＦＩＮにフィードバック制御するための操作量を算出する。ここで、操作量として、調量弁６０に対する燃料の調量量の指令値（指令調量量）を設定する。この処理は、本実施形態では、偏差ΔＰの比例積分微分演算にて行われる。操作部Ｂ１２では、指令調量量を、調量弁６０に対する通電量の指令電流に変換し、調量弁６０を通電操作する。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、プランジャ５１の変位量の変化、プランジャ５１の変位速度の変化、燃料噴射弁２０からの噴射量の変化をそれぞれ表す試験データである。図４の態様では、噴射期間Ｔｂ中にプランジャ５１による燃料の圧送が為された場合であり、噴射期間Ｔｂと圧送期間Ｔａとが重複する重複期間Ｔｃでは、噴射量が一時的に増大している。この増大分を加味して、補正部Ｂ５では指令噴射期間ＴＦＩＮを短くするよう補正する。

そして、図４の試験結果により次のことが明らかとなった。すなわち、重複期間Ｔｃにて噴射量が増大する量は、プランジャ変位速度が速いほど多くなる。図４の例では、圧送開始のｔ２時点で噴射量の増大分が最大となっており、その後変位速度の低下に伴って噴射量増大分も低下している。この事実は、プランジャ５１の変位速度が速いほど、プランジャ５１から圧送された燃料は慣性でコモンレール１６内に流入しやすくなり、レール圧ＮＰＣの上昇が促進されることに起因する。

また、図４では噴射が開始されるｔ３時点の後に、プランジャ５１による圧送がｔ２時点で開始されている。これに対し、図６に例示されるように、噴射開始（ｔ３）の前に圧送が開始（ｔ２）する場合においては、噴射開始時点ｔ３でのレール圧ＮＰＣは、噴射開始直前における圧送により上昇する。この上昇分を加味して、指令噴射期間算出部Ｂ４で用いるレール圧ＮＰＣを増大するよう補正する。このようなレール圧ＮＰＣの上昇量も、プランジャ変位速度が速いほど多くなる。

図５は、噴射期間Ｔｂと圧送期間Ｔａとが重複する場合において、上述した補正部Ｂ５による補正、及び指令噴射期間算出部Ｂ４で用いるレール圧ＮＰＣの補正を実施して指令噴射期間ＴＦＩＮを算出する手順を示すフローチャートである。なお、図５の算出処理は、ＥＣＵ３０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。また、図６（ａ）〜（ｇ）は、燃料噴射弁２０へ出力する駆動指令信号、燃料噴射弁２０の電磁ソレノイド２４を流れる駆動電流、ニードル２１のリフト量、実噴射率、実レール圧、ポンプ吐出量、及びプランジャ変位速度をそれぞれ示す。そして、図６を参酌しつつ、図５の処理手順について以下に説明する。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、現時点でのクランク角が燃料噴射直前のクランク角（基準クランク角）であるか否かを判定する。なお、燃圧センサ３２の検出値は、所定クランク角毎に取得して実レール圧ＮＰＣを算出可能である。基準クランク角でないと判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）には図５の処理を一旦終了する。基準クランク角であると判定されれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１（燃圧取得手段）に進み、燃圧センサ３２の検出値を取得して噴射直前の燃圧Ｐ１（図６参照）を算出する。

続くステップＳ１２では、以下に説明する如く圧送期間Ｔａ及び噴射期間Ｔｂを算出する。そして、算出した圧送期間Ｔａと噴射期間Ｔｂとが重複するか否かを判定する。

すなわち、ディーゼル機関の負荷を示すパラメータ（例えばアクセル操作量ＡＣＣＰ）、機関回転速度ＮＥ等に基づき、噴射開始時期ｔ３（図６参照）を設定する。そして、指令噴射期間算出部Ｂ４により算出された指令噴射期間ＴＦＩＮ（補正部Ｂ５による補正前の指令値）に基づき、噴射開始時期ｔ３から噴射終了時期ｔ５（図６参照）までの噴射期間Ｔｂを算出する。

また、操作部Ｂ１２で算出した、調量弁６０に対する通電量の指令電流に基づき、加圧室５２内の圧力が所定圧力に達して吐出弁５４が開弁する圧送開始時期ｔ２（図６参照）を推定する。また、圧送終了時期ｔ４（図６参照）はプランジャ５１が上死点となる時期であり、プランジャの位置はクランク角により特定されるので、クランク角に基づき圧送終了時期ｔ４を算出することができる。以上により、圧送開始時期ｔ２及び圧送終了時期ｔ４を取得することができ、ひいては圧送期間Ｔａを取得できる。

圧送重複がないと判定されれば（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１９に進み、指令噴射量算出部Ｂ２で算出した指令噴射量ＱＦＩＮ及びステップＳ１１で取得した噴射直前燃圧Ｐ１に基づき、指令噴射期間ＴＦＩＮを算出する。換言すれば、指令噴射期間算出部Ｂ４の算出で用いる実レール圧ＮＰＣとして、噴射直前燃圧Ｐ１を用いる。なお、厳密には、燃料噴射弁２０内部等で燃料のリークが生じることにより、噴射開始時燃圧は噴射直前燃圧Ｐ１よりも低下する筈である。よって、上記リークを考慮して噴射直前燃圧Ｐ１を低下させるよう補正した値を、指令噴射期間算出部Ｂ４の算出で用いる実レール圧ＮＰＣとして用いるようにしてもよい。

圧送重複があると判定されれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進み、プランジャストローク量に基づく燃料の吐出量Ｑを算出する。詳細には、噴射直前燃圧Ｐ１を取得した時点ｔ１以降のうち、吐出弁５４が開弁して吐出が開始される時点ｔ２を推定する。また、プランジャ５１が上死点に達して吐出が終了する時点ｔ４及び燃料噴射弁２０からの噴射が終了する時点ｔ５のうち、早い時点（図６の例では圧送終了時点ｔ４）を推定する。そして、吐出開始時点ｔ２から圧送終了時点ｔ４までのプランジャストローク量（ストローク量の積算値）に基づき、ストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑ（図６（ｆ）中の網点面積に相当）を算出する。つまり、吐出開始時点ｔ２から圧送終了時点ｔ４までにプランジャ５１が変位した量（ストローク量）が大きいほど、ポンプ吐出量Ｑは多くなる。

続くステップＳ１４では、吐出開始時点ｔ２から圧送終了時点ｔ４までのプランジャ変位速度（変位速度の積算値）に基づき、その変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒ（図６（ｆ）中の斜線面積に相当）を算出する。つまり、吐出開始時点ｔ２から圧送終了時点ｔ４までにおいてプランジャ変位速度を加算した値が大きいほど、ポンプ吐出量Ｒは多くなる。なお、プランジャ変位速度は、プランジャ５１が上死点及び下死点の中間に位置する時に最も速くなる。一方、上死点及び下死点に位置する時にはプランジャ変位速度はゼロとなる。したがって、上記ストローク量が同じであっても、上記中間の位置を通過する場合の吐出量（レール圧増大量）の方が、中間の位置を通過しない場合の吐出量よりも多くなる。

したがって、ステップＳ１３で算出したストローク量に起因する吐出量Ｑと、Ｓ１４で算出した変位速度に起因する吐出量Ｒとの合計が、プランジャポンプ５０からコモンレール１６へ圧送される吐出量に相当する。

ここで、ディーゼル機関の負荷を示すパラメータ（例えばアクセル操作量ＡＣＣＰ）、機関回転速度ＮＥ等に基づき目標噴射開始時期を算出し、その目標噴射開始時期となるよう、燃料噴射弁２０へ駆動指令信号を出力するタイミングを制御しているが、駆動指令信号を出力してから実際に噴射が開始されるまでには応答遅れ（無効噴射期間Ｔｄ）が生じる。例えば、電磁ソレノイド２４の吸引力によりバルブ２５が開弁してから、背圧室２３の燃圧が低下してニードル２１が開弁作動するまでの時間が、無効噴射期間Ｔｄに相当する。

そして、無効噴射期間Ｔｄはその時のレール圧が高いほど短くなるので、吐出開始時点ｔ２から噴射開始時点ｔ３までの期間のレール圧に応じて算出される。そこで、次のステップＳ１５（無効噴射期間算出手段）では、ステップＳ１３，Ｓ１４で算出した吐出量Ｑ，Ｒのうち、吐出開始時点ｔ２から噴射開始時点ｔ３までの吐出量Ｑａ，Ｒａに基づき、無効噴射期間Ｔdを補正する。すなわち、この吐出量Ｑａ，Ｒａが多いほど、吐出開始時点ｔ２から噴射開始時点ｔ３までの期間のレール圧は上昇して高くなるので、無効噴射期間Ｔｄを短くするよう補正する。

続くステップＳ１６（推定手段）では、ステップＳ１１で取得した噴射直前燃圧Ｐ１、及び吐出開始時点ｔ２から噴射開始時点ｔ３までの吐出量Ｑａ，Ｒａに基づき、噴射開始時燃圧Ｐ３を算出する。すなわち、この吐出量Ｑａ，Ｒａが多いほど、レール圧は、ｔ１時点から噴射開始時点ｔ３までに上昇して高くなるので、その上昇量ΔＰを高く設定する。そして、設定した上昇量ΔＰを噴射直前燃圧Ｐ１に加算して噴射開始時燃圧Ｐ３を算出（推定）する。

続くステップＳ１７（指令噴射期間算出手段、算出手段）では、指令噴射量算出部Ｂ２で算出した指令噴射量ＱＦＩＮ及びステップＳ１６で推定した噴射開始時燃圧Ｐ３に基づき、指令噴射期間ＴＦＩＮを算出する。換言すれば、指令噴射期間算出部Ｂ４の算出で用いる実レール圧ＮＰＣとして、噴射開始時燃圧Ｐ３を用いる。なお、厳密には、燃料噴射弁２０内部等で燃料のリークが生じることにより、圧送開始時点ｔ２での燃圧Ｐ２は噴射直前燃圧Ｐ１よりも低下する。そのため、実際の噴射開始時燃圧は、噴射直前燃圧Ｐ１に上昇量ΔＰを加算した値よりも前記リーク分だけ低くなる筈である。よって、上記リークを考慮して噴射開始時燃圧Ｐ３を低下させるよう補正した値を、指令噴射期間算出部Ｂ４の算出で用いる実レール圧ＮＰＣとして用いるようにしてもよい。

続くステップＳ１８（指令噴射期間算出手段）では、ステップＳ１３，Ｓ１４で算出した吐出量Ｑ，Ｒのうち、噴射開始時点ｔ３から圧送終了時点ｔ４までの吐出量Ｑｂ，Ｒｂ（要するに噴射期間中における吐出量Ｑｂ，Ｒｂ）を算出する。そして、当該吐出量Ｑｂ，Ｒｂに基づき、ステップＳ１７で算出した指令噴射期間ＴＦＩＮを補正する。すなわち、この吐出量Ｑｂ，Ｒｂが多いほど、噴射期間中のレール圧の下降は抑制されて噴射量が増大するので、その増大分だけ指令噴射期間ＴＦＩＮを短くするよう補正する。

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）圧送重複する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、指令噴射量ＱＦＩＮ及び噴射直前燃圧Ｐ１に基づき算出した指令噴射期間ＴＦＩＮを、プランジャ５１の変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒｂが多いほど短くするよう補正する（Ｓ１８）ので、圧送重複時におけるプランジャ変位速度が大きいことに起因して噴射量が増大してしまうことの回避を促進できる。

さらに、プランジャ５１のストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑｂが多いほど、指令噴射期間ＴＦＩＮを短くするよう補正する（Ｓ１８）ので、圧送重複時におけるプランジャストローク変位量が多いことに起因して噴射量が増大してしまうことを高精度で回避できる。

（２）圧送重複する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、指令噴射期間ＴＦＩＮの算出に用いるレール圧ＮＰＣ（噴射直前燃圧Ｐ１）を、プランジャ５１の変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒａが多いほど高くするよう補正する（Ｓ１６）ので、圧送重複時におけるプランジャ変位速度が大きいことに起因して噴射量が増大してしまうことを回避できる。

さらに、プランジャ５１のストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑａが多いほど、指令噴射期間ＴＦＩＮの算出に用いるレール圧ＮＰＣ（噴射直前燃圧Ｐ１）を高くするよう補正する（Ｓ１６）ので、圧送重複時におけるプランジャストローク変位量が多いことに起因して噴射量が増大してしまうことを高精度で回避できる。

（３）圧送重複する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、噴射開始時期の制御に用いる無効噴射期間Ｔｄを、プランジャ５１の変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒａが多いほど短くするよう補正する（Ｓ１５）ので、圧送重複時におけるプランジャ変位速度が大きいことに起因して噴射開始時期が早くなってしまうことを回避できる。

さらに、プランジャ５１のストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑａが多いほど、無効噴射期間Ｔｄを短くするよう補正する（Ｓ１５）ので、圧送重複時におけるプランジャストローク変位量が多いことに起因して噴射開始時期が早くなってしまうことを高精度で回避できる。

（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、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、プランジャ変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒｂ及びプランジャストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑｂに基づき指令噴射期間ＴＦＩＮを補正しているが、これらの吐出量Ｒｂ，Ｑｂのうち変位速度に起因した吐出量Ｒｂの方が噴射量増大への影響が大きいので、少なくとも変位速度に起因した吐出量Ｒｂに基づき指令噴射期間ＴＦＩＮを補正すればよい。

・上記実施形態では、プランジャ変位速度に起因したポンプ吐出量Ｒａ及びプランジャストローク量に起因したポンプ吐出量Ｑａに基づき噴射開始時燃圧Ｐ３を推定しているが、これらの吐出量Ｒａ，Ｑａのうち変位速度に起因した吐出量Ｒａの方が噴射直前燃圧Ｐ１から噴射開始時までの燃圧上昇量ΔＰへの影響が大きいので、少なくとも変位速度に起因した吐出量Ｒａに基づき噴射開始時燃圧Ｐ３を推定すればよい。

・内燃機関としては、ディーゼル機関に限らず、例えば筒内噴射式ガソリン機関であってもよい。こうした場合であっても、筒内噴射式内燃機関であるなら、蓄圧容器に高圧燃料を蓄える構成となりやすいため、本発明の適用が有効である。

１６…コモンレール（蓄圧容器）、２０…燃料噴射弁、５０…プランジャポンプ、Ｂ２…目標噴射量算出手段、Ｂ４，Ｂ５，Ｓ１７，Ｓ１８…指令噴射期間算出手段、Ｓ１１…燃圧取得手段、Ｓ１５…無効噴射期間算出手段、Ｓ１６…推定手段、Ｓ１７…算出手段。

Claims (7)

1. 燃料を蓄圧容器へ圧送するプランジャポンプと、前記蓄圧容器に蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、
   前記内燃機関の運転条件に応じて燃料の目標噴射量を算出する目標噴射量算出手段と、
   噴射直前の前記蓄圧容器内の燃圧である噴射直前燃圧を取得する燃圧取得手段と、
   前記目標噴射量及び前記噴射直前燃圧に基づき前記燃料噴射弁に対する指令噴射期間を算出する指令噴射期間算出手段と、
   を備え、
   前記指令噴射期間算出手段は、前記プランジャポンプの圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得した後の前記プランジャポンプのプランジャ速度変化を加味して、前記目標噴射量及び前記噴射直前燃圧に基づき前記指令噴射期間を算出することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記指令噴射期間算出手段は、
   噴射開始時点での前記蓄圧容器内の燃圧である噴射開始時燃圧を、前記噴射直前燃圧に基づき推定する推定手段と、
   推定した前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出する算出手段と、
   を有し、
   前記推定手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおける前記プランジャ速度変化を加味して、前記噴射直前燃圧に基づき前記噴射開始時燃圧を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記推定手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までに変位したプランジャ変位量をも加味して、前記噴射開始時燃圧を推定することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記指令噴射期間算出手段は、
   前記噴射開始時点での前記蓄圧容器内の燃圧である噴射開始時燃圧を、前記噴射直前燃圧に基づき推定する推定手段と、
   推定した前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出する算出手段と、
   を有し、
   前記算出手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、噴射開始から噴射終了までにおける前記プランジャ速度変化を加味して、前記噴射開始時燃圧及び前記目標噴射量に基づき前記指令噴射期間を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記算出手段は、噴射開始から噴射終了までに変位したプランジャ変位量をも加味して、前記指令噴射期間を算出することを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記燃料噴射弁へ噴射開始を指令する信号を出力してから実際に噴射が開始されるまでの無効噴射期間を、前記噴射直前燃圧に基づき算出する無効噴射期間算出手段を備え、
   前記無効噴射期間算出手段は、前記圧送期間と前記噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおける前記プランジャ速度変化を加味して、前記噴射直前燃圧に基づき前記無効噴射期間を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
7. 燃料を蓄圧容器へ圧送するプランジャポンプと、前記蓄圧容器に蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、
   噴射直前の前記蓄圧容器内の燃圧である噴射直前燃圧を取得する燃圧取得手段と、
   前記燃料噴射弁へ噴射開始を指令する信号を出力してから実際に噴射が開始されるまでの無効噴射期間を、前記噴射直前燃圧に基づき算出する無効噴射期間算出手段と、
   を備え、
   前記無効噴射期間算出手段は、前記プランジャポンプの圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する場合には、前記噴射直前燃圧を取得してから噴射開始までにおける前記プランジャポンプのプランジャ速度変化を加味して、前記噴射直前燃圧に基づき前記無効噴射期間を算出することを特徴とする燃料噴射制御装置。

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