JP5884744B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器を介して内燃機関に燃料を供給する蓄圧式の燃料供給装置に関する。

従来から、蓄圧式の燃料供給装置は、ディーゼルエンジン等の直噴型内燃機関の燃焼室に燃料を噴射供給するために採用されており、以下のようなポンプ装置、制御特性および電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備える。
すなわち、ポンプ装置は、燃料を吸入するとともに高圧化して蓄圧容器に吐出する高圧ポンプ、および、通電されて動作することで高圧ポンプに吸入される燃料を調量する調量手段を有する。そして、調量手段は、通電量に応じて、高圧ポンプによる燃料の吸入量を増減して高圧ポンプによる燃料の吐出量を調節する。

また、制御特性は、調量手段の動作特性であってＥＣＵに記憶されて通電量の操作に利用されるものであり、調量手段の通電量と高圧ポンプの吐出量（調量手段による燃料の吸入量、つまり、ポンプ装置の吐出量）との相関を示す。そして、ＥＣＵは、調量手段の通電量を操作することにより、燃焼室への燃料の噴射圧力に相当する蓄圧容器内の燃料圧をフィードバック制御する。より具体的に、ＥＣＵは、蓄圧容器内の燃料圧を目標値に略一致させるために吐出量として必要とされる要求値を算出するとともに、要求値を制御特性に当てはめることで通電量の目標値を算出し、算出した目標値に基づき通電量を操作する（例えば、特許文献１参照。）。

なお、蓄圧容器から燃焼室への燃料の噴射は、内燃機関の気筒ごとに搭載された燃料噴射弁（インジェクタ）により実行される。そして、インジェクタは、ＥＣＵにより噴射時期（開弁開始時期）や噴射期間（開弁時間）が制御されて、目標とする噴射量の燃料を燃焼室に噴射する。

ところで、蓄圧式の燃料供給装置では、内燃機関の始動時に、確実に蓄圧容器内に燃料を充填して蓄圧させ、さらに内燃機関の始動に必要な噴射量の燃料を燃焼室に噴射供給する必要がある。そこで、例えば、ポンプ装置の品種ごとに設定された品種固有の制御特性（以下、マスター特性と呼ぶ。）を始動用に修正したものをＥＣＵに記憶させる。例えば、燃料供給装置を車両に組み付ける際に、内燃機関の回転数、蓄圧容器内の燃料圧、およびインジェクタの噴射量等が始動時の条件を満たすように実機にて試験を行う。そして、この試験結果に基づいてマスター特性を修正するとともに、修正して得られた制御特性を個体固有の始動特性としてＥＣＵに記憶させる。

しかし、始動特性の取得および記憶はポンプ装置の個体ごとに行う必要があり、工場でのタクトタイムが大きくなってしまう。また、市場においても、ポンプ装置の交換時に始動特性を再取得して記憶し直す必要があり、これらの変更作業を忘れると始動不良になる虞がある。
そこで、蓄圧式の燃料供給装置において、ポンプ装置の個体ごとに始動特性を取得しなくても、内燃機関を確実に始動することができるようにする要請が高まっている。

特開２００１−０８２２３０号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄圧式の燃料供給装置において、ポンプ装置の個体ごとに始動特性を取得しなくても、内燃機関を確実に始動することができるように対策を施すことにある。

本願の第１発明によれば、燃料供給装置は、燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器を介して内燃機関に燃料を供給する蓄圧式である。そして、燃料供給装置は、以下に説明するポンプ装置、制御特性、制御手段、始動モードおよび共通補正値を備える。
まず、ポンプ装置は、燃料を吸入するとともに高圧化して蓄圧容器に吐出する高圧ポンプ、および、通電されて動作することで高圧ポンプに吸入される燃料を調量する調量手段を有する。そして、調量手段は、通電量に応じて、高圧ポンプによる燃料の吸入量を増減して高圧ポンプによる燃料の吐出量を調節する。

また、制御特性は、調量手段の動作特性であって通電量の操作に利用されるものであり、通電量と吐出量との相関を示す。
また、制御手段は、蓄圧容器内の燃料圧を目標値に略一致させるために吐出量として必要とされる要求値を算出するとともに、要求値を制御特性に当てはめることで通電量の目標値を算出し、算出した目標値に基づき通電量を操作する。

また、始動モードは、制御手段によって内燃機関の始動時に実行される制御モードである。そして、始動モードは、要求値を算出するとともに、さらに、吐出量の現実値が増えるように、要求値を制御特性に当てはめることで得られる通電量の正規の目標値よりも大きいまたは小さい目標値を最終の目標値として算出する。

さらに、共通補正値は、始動モードにより最終の目標値を算出する際に利用される補正量の値であり、補正量は、要求値に加算する加算幅、正規の目標値から減算する減算幅、または正規の目標値に加算する加算幅の内の少なくとも１つである。そして、共通補正値は、ポンプ装置の同一品種個体間の吐出量のばらつきの下限を示す個体でも、内燃機関の始動時に吐出量の現実値を増やして蓄圧容器内の燃料圧を目標値に略一致させることができる値として設定され、個体間で共有される。

これにより、ポンプ装置に関し、同一品種個体間の吐出量のばらつきが下限を示す個体（以下、吐出量下限品と呼ぶ。）でも、内燃機関の始動時に、確実に蓄圧容器内に燃料を充填して蓄圧させ蓄圧容器内の燃料圧（以下、レール圧と呼ぶ。）を目標値に略一致させることができる。このため、ポンプ装置が吐出量下限品であっても、内燃機関の始動に必要な噴射量の燃料を確実に燃焼室に噴射供給することができる。
以上により、蓄圧式の燃料供給装置において、ポンプ装置の個体ごとに始動特性を取得しなくても、内燃機関を確実に始動することができる。

また、燃料供給装置は、開度に応じた流量により蓄圧容器から燃料を逃す逃し弁を備える。そして、始動モードは、逃し弁の動作の制御に関し、逃し弁の開度を操作して蓄圧容器内の燃料圧（レール圧）を目標値に略一致させる制御を行う。
これにより、ポンプ装置が吐出量下限品ではなく、共通補正値を用いることで内燃機関の始動時に吐出量の現実値が過大になるときでも、蓄圧容器内に燃料が過剰に充填されるのを阻止することができるとともに、安定的にレール圧を目標値に略一致させることができる。

さらに、始動モードは、正規の目標値を算出する過程で、ポンプ装置による燃料の吐出によって蓄圧容器内の燃料圧（レール圧）を目標値に略一致させるためのＰ項を算出する。そして、始動モードは、内燃機関の始動後、さらに、Ｐ項がゼロに略一致した後に、補正量を共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始する。

内燃機関の始動後は、ポンプ装置による燃料の吐出に要するエネルギーの消費量を減らすため、逃し弁を閉弁側に移行させてポンプ装置の吐出量の現実値を低減するのが好ましい。
そこで、内燃機関の始動後、さらに、ポンプ装置の動作の制御に関するＰ項がゼロに略一致した後、補正量を共通補正値からゼロに向けて減らしていき、逃し弁を閉弁側に移行させる。これにより、レール圧の制御が安定したことを確認した上で、逃し弁を閉弁側に移行させてポンプ装置の吐出量の現実値を低減し、ポンプ装置におけるエネルギーの消費量を減らすことができる。

本願の第２発明によれば、始動モードは、正規の目標値を算出する過程で、ポンプ装置による燃料の吐出によって蓄圧容器内の燃料圧（レール圧）を目標値に略一致させるためのＩ項を算出する。そして、始動モードは、内燃機関の始動後、補正量を共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始し、さらに、逓減操作の開始後、Ｉ項の絶対値が所定の閾値よりも大きくなったか否かを監視する。そして、始動モードは、Ｉ項の絶対値が閾値よりも大きくなったら、逓減操作を停止するとともに、補正量を逓減操作の停止時の値に固定する。

内燃機関の始動後、ポンプ装置の動作の制御に関するＩ項が過剰に蓄積されている状態で、補正量を減らし続けて逃し弁を閉弁側に移行させていくと、ポンプ装置によるレール圧の制御が不安定になる虞がある。
そこで、内燃機関の始動後、Ｉ項が過剰に蓄積されているか否かを監視する。そして、Ｉ項が過剰に蓄積されていると判定した場合、補正量を逓減操作の停止時の値に固定して逃し弁の閉弁側への移行を停止する。これにより、Ｉ項の過剰蓄積に起因してポンプ装置によるレール圧の制御が不安定になる事態を回避することができる。

本願の第３発明によれば、始動モードは、内燃機関の始動後、Ｉ項の絶対値が所定の閾値よりも大きくならないように逃し弁の開度を操作する。
これにより、ポンプ装置の動作の制御に関するＩ項の過剰蓄積を阻止することができるので、Ｉ項の過剰蓄積に起因してポンプ装置によるレール圧の制御が不安定になる事態を回避することができる。

燃料供給装置の全体構成図である。 逃し弁の構成図である。 吸入調量弁の構成図である。 サプライポンプによるレール圧の制御を示すブロックフロー図である。 ＳＣＶ特性を示す特性図である。 始動モードによる制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）はレール圧の時間推移を示すタイムチャートであり、（ｂ）は吸入調量弁への通電量の時間推移を示すタイムチャートであり、（ｃ）は吸入調量弁への通電量の減算幅の時間推移を示すタイムチャートであり、（ｄ）は逃し弁による逃し量の時間推移を示すタイムチャートである。

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。

〔実施例の構成〕
実施例の燃料供給装置１の全体構成を、図面を用いて説明する。
燃料供給装置１は、燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器（以下、コモンレールと呼ぶ。）２を介して内燃機関（図示せず。）に燃料を供給するものであり、例えば、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射供給するために好適に利用することができる。

まず、燃料供給装置１の全体構成を、図１〜図３を用いて説明する。
燃料供給装置１は、以下に説明するコモンレール２、燃料噴射弁（インジェクタ）３、ポンプ装置（以下、サプライポンプと呼ぶ。）４および電子制御ユニット（ＥＣＵ）５等を備える。

コモンレール２は、サプライポンプ４から吐出された高圧の燃料を高圧状態で蓄圧する。また、コモンレール２は、高圧の燃料をインジェクタ３に分配するものであり、コモンレール２内の燃料圧（レール圧）はインジェクタ３による燃料の噴射圧に相当する。そして、レール圧は、レール圧センサ６により検出されてＥＣＵ５に出力され、ＥＣＵ５にて各種制御に利用される。また、コモンレール２には燃料の逃し弁７が装着されている。そして、逃し弁７は、ＥＣＵ５により動作を制御され、レール圧を迅速に低減する必要があるとき等に開弁してコモンレール２内から燃料を逃す。

逃し弁７は、開度に応じた流量によりコモンレール２から燃料を逃すものであり、図２に示すように、主に弁部９とソレノイド部１０とから構成されている。
弁部９は、ソレノイド部１０から出力される推力により駆動される球状の弁体１１と、弁体１１を収容するとともに弁体１１により開閉される流路１２を形成するハウジング１３とを有する。ここで、弁体１１は、コモンレール２から流路１２に流入したレール圧相当の燃料により流路１２を開く方向（開側）に付勢されており、ソレノイド部１０の推力は、レール圧相当の燃料圧に抗して弁体１１を閉側に駆動する。

ソレノイド部１０は、通電により磁束を発生するコイル１４、コイル１４が発生する磁束により閉側に駆動される可動鉄心１５、および、可動鉄心１５と一体化されて弁体１１に当接する出力軸１６等を有する。そして、コイル１４への通電量に応じて可動鉄心１５が閉側に吸引されて移動することで、弁体１１が閉側に駆動される。

これにより、逃し弁７は、通電量の増加に伴い、流路１２を通過する燃料の流量（コモンレール２からの逃し量）を減らす常開型の弁装置として機能する。すなわち、コイル１４への通電量がゼロのときに逃し量が最大となり、通電量の増加に応じて逃し量が低減する。また、コイル１４への通電量はＥＣＵ５により操作される。

インジェクタ３は、内燃機関の気筒ごとに搭載されてそれぞれの燃焼室へ個別に燃料を噴射供給する。また、インジェクタ３は、ＥＣＵ５により噴射時期（開弁開始時期）や噴射期間（開弁時間）が制御されて、目標とする噴射量の燃料を燃焼室に噴射する。

サプライポンプ４は、フィードポンプ１８により燃料タンク１９から汲み上げられた燃料を高圧化してコモンレール２に吐出するものであり、以下に説明する高圧ポンプ２０、調量手段２１、駆動部２２および圧力調整弁２３等を有する。なお、フィードポンプ１８は、周知の電動式ポンプであり、ＥＣＵ５により動作を制御される。また、サプライポンプ４とフィードポンプ１８との間には、燃料フィルタ２４が設けられている。

高圧ポンプ２０は、燃料を吸入するとともに高圧化してコモンレール２に吐出するものである。すなわち、高圧ポンプ２０は、プランジャ２６により燃料の加圧室２７を形成し、プランジャ２６の往復動により加圧室２７を拡大縮小して加圧室２７に燃料を吸入したり、加圧室２７で燃料を高圧化して吐出したりする。なお、加圧室２７の吸入側、吐出側にはそれぞれ逆止弁２８ａ、２８ｂが設けられている。

調量手段２１は、通電されて動作することで高圧ポンプ２０に吸入される燃料を調量する弁装置であり、通電量に応じて、高圧ポンプ２０による燃料の吸入量を増減して高圧ポンプ２０による燃料の吐出量（サプライポンプ４の吐出量）を調節する（以下、調量手段２１を吸入調量弁２１と呼ぶ。）。
吸入調量弁２１は、高圧ポンプ２０と燃料フィルタ２４との間に設けられ、図３に示すように、主に、弁部３０とソレノイド部３１とから構成されている。

弁部３０は、ソレノイド部３１から出力される推力により軸方向一端側に駆動される弁体３２と、弁体３２を軸方向他端側に付勢する付勢手段３３と、弁体３２および付勢手段３３等を収容するハウジング３４とを有する。そして、弁体３２に設けられた流路３５の開口３５ａと、ハウジング３４に設けられた流路３６の開口３６ａとの重なりに応じて、弁部３０を通過する燃料の流量が定まる。つまり、ソレノイド部３１の推力と付勢手段３３の付勢力とが拮抗して弁体３２の位置が定まることで、吸入調量弁２１を通過して高圧ポンプ２０に向かう燃料の流量が定まり、結果的に高圧ポンプ２０による吸入量が定まり、さらにサプライポンプ４の吐出量が定まる。

ソレノイド部３１は、通電により磁束を発生するコイル３８、コイル３８が発生する磁束により軸方向一端側に駆動される可動鉄心３９、および、可動鉄心３９と一体化されて弁体３２に軸方向に当接する出力軸４０等を有する。そして、コイル３８への通電量に応じて可動鉄心３９が軸方向一端側に吸引されて移動することで、弁体３２が軸方向一端側に駆動される。

ここで、弁部３０における開口３５ａ、３６ａの重なりは、コイル３８への通電量がゼロのときに最大となり、通電量の増加に応じて開口３５ａ、３６ａの重なりが低減する。つまり、吸入調量弁２１は、通電量の増加に伴い、通過する燃料の流量（高圧ポンプ２０による吸入量、すなわちサプライポンプ４の吐出量）を減らす常開型の弁装置である。そして、コイル３８への通電量はＥＣＵ５により操作される。

駆動部２２は、例えば、内燃機関により回転駆動される駆動軸４２、駆動軸４２に一体化されて加圧室２７を縮小する方向にプランジャ２６を駆動するカム４３、およびカム４３による駆動方向と逆方向にプランジャ２６を付勢する付勢手段４４等により構成されている。また、カム４３等を収容するカム室４５には、フィードポンプ１８から吐出された燃料が潤滑油として供給される。
圧力調整弁２３は、フィードポンプ１８による吐出圧を所定の規制値に規制するものである。

ＥＣＵ５は、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を有するマイコン（図示せず。）を有し、レール圧センサ６等の各種センサから検出信号の入力を受けて制御演算処理を実行するとともに、逃し弁７や吸入調量弁２１等に通電するための指令信号を出力する。

〔実施例の特徴〕
次に、実施例の燃料供給装置１の特徴的構成を、図面を用いて説明する。
燃料供給装置１は、特徴的構成として、上記の逃し弁７、サプライポンプ４およびＥＣＵ５、ならびに、吸入調量弁２１の動作特性であってコイル３８への通電量の操作に利用される制御特性（以下、ＳＣＶ特性と呼ぶ。）、ＥＣＵ５によって内燃機関の始動時に実行される制御モードである始動モード、始動モードにおいて利用される共通補正値を備える。

ＳＣＶ特性は、図４に示すように、コイル３８への通電量ｉとサプライポンプ４による吐出量ｑとの相関を示すものである。ここで、ＳＣＶ特性は、吸入調量弁２１が常開型であることから、通電量ｉの増加に対し吐出量ｑが直線的に減少するリニア特性を示す。また、ＳＣＶ特性は、例えば、サプライポンプ４の品種ごとに設定された品種固有の特性（マスター特性）としてＥＣＵ５に記憶されて利用される。このため、同一品種のサプライポンプ４では、個体間で異ならない同一のＳＣＶ特性に基づき吐出量が調節される。

ＥＣＵ５は、通電量ｉを操作することにより、レール圧をフィードバック制御する。より具体的に、ＥＣＵ５は、図５に示すように、レール圧を目標値に略一致させるために吐出量ｑとして必要とされる要求値を算出するとともに、吐出量ｑの要求値をＳＣＶ特性に当てはめることで通電量ｉの目標値を算出し、算出した目標値に基づき通電量ｉを操作する。

このとき、ＥＣＵ５は、例えば、レール圧における検出値と目標値との偏差に基づき一義的に定まる基本量ｑＢａｓｅと、偏差に対してＰＩＤの各動作を施すことで求まるフィードバック量ｑＦＢとの和として要求値を算出する。また、ＥＣＵ５は、例えば、通電量ｉの目標値に基づき、コイル３８への通電をオンオフする時間的比率（デューティ比）を求め、求めたデューティ比に従ってコイル３８へ電流を供給することで、通電量を目標値に略一致させる。

始動モードは、内燃機関の始動時に、確実にコモンレール２内に燃料を充填して蓄圧させ、さらに内燃機関の始動に必要な噴射量の燃料を燃焼室に噴射供給するために設定されている。そこで、始動モードは、吐出量ｑの現実値が増えるように、吐出量ｑの要求値をＳＣＶ特性に当てはめることで得られる通電量ｉの正規の目標値よりも小さい目標値を最終の目標値として算出する。このため、始動モードは、通電量ｉの正規の目標値を補正することにより最終の目標値を算出する。

共通補正値は、始動モードにより最終の目標値を算出する際に利用される補正量の値であり、補正量は、例えば、正規の目標値から減算する減算幅Δｉである。そして、共通補正値は、サプライポンプ４の同一品種個体間の吐出量ｑのばらつきの下限を示す個体（吐出量下限品）でも、内燃機関の始動時に吐出量ｑの現実値を増やしてレール圧を目標値に略一致させることができる減算幅Δｉの値として設定されている。また、共通補正値は、個体間で共有され、サプライポンプ４の同一品種の個体であれば、全ての個体で同一の数値として車両ごとにＥＣＵ５に記憶されている。

そして、始動モードは、次のようにして通電量ｉの最終の目標値を算出する。例えば、図４に示すように、吐出量ｑの要求値をｑ＊として算出した場合、マスター特性にｑ＊を当てはめることで、通電量ｉの正規の目標値としてｉ＊を算出する。引き続き、ｉ＊から減算幅Δｉを減算することで、通電量ｉの最終の目標値としてｉ＊−Δｉを算出する。この結果、マスター特性において減算幅Δｉに対応する吐出量ｑの加算幅Δｑだけ、吐出量ｑの要求値が実質的に嵩上げされ、ＥＣＵ５は、通電量ｉの目標値をｉ＊−Δｉとして通電量ｉを操作する。

また、始動モードは、逃し弁７の動作の制御に関し、逃し弁７の開度を操作してレール圧を目標値に略一致させるフィードバック制御を行う。つまり、始動モードによれば、レール圧は、サプライポンプ４の吐出量ｑおよび逃し弁７の逃し量の両方を調節することにより制御される。実質的には、サプライポンプ４の吐出量ｑがレール圧の偏差に基づく数値よりも増やされ、吐出量ｑの増加に基づくレール圧の増加を抑制するように、逃し量がレール圧の偏差に基づき調節される。

また、始動モードは、通電量ｉの正規の目標値を算出する過程で、フィードバック量ｑＦＢを算出しており、フィードバック量ｑＦＢを算出する際に、レール圧に関する偏差に対してＰＩＤの各動作を施すことで、それぞれＰ項、Ｉ項およびＤ項を算出している。そして、始動モードは、内燃機関の始動後、運転モードに移行するため、フィードバック量ｑＦＢの算出過程で求められるＰ項およびＩ項を用いて、各種の判定や監視を行う。

具体的に、始動モードは、内燃機関の始動後、さらに、Ｐ項がゼロに略一致した後に、減算幅Δｉを共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始する。この逓減操作は、 内燃機関の始動後、サプライポンプ４による燃料の吐出に要するエネルギーの消費量を減らすことを主目的とするものであり、より具体的には、逃し弁７を閉弁側に移行させてサプライポンプ４の吐出量ｑの現実値を低減することを主目的とする。また、Ｐ項がゼロに略一致したか否かを逓減操作開始の基準とする主目的は、内燃機関の始動後、サプライポンプ４の動作が安定したか否かを判断することにある。

また、始動モードは、逓減操作の開始後、Ｉ項の絶対値が所定の閾値εよりも大きくなったか否かを監視する。そして、始動モードは、Ｉ項の絶対値が閾値εよりも大きくなったら、逓減操作を停止するとともに、減算幅Δｉを逓減操作停止時の値に固定する。このＩ項に対する監視は、Ｉ項の過剰蓄積に起因してサプライポンプ４によるレール圧の制御が不安定になる事態を回避することにある。

つまり、内燃機関の始動後、サプライポンプ４の制御に関するＩ項が過剰に蓄積されている状態で、減算幅Δｉを減らし続けて逃し弁７を閉弁側に移行させていくと、サプライポンプ４によるレール圧の制御が不安定になる虞がある。そこで、内燃機関の始動後、Ｉ項が過剰に蓄積されているか否かを監視する。そして、Ｉ項が過剰に蓄積されている場合、減算幅Δｉを逓減操作停止時の値に固定して逃し弁７の閉弁側への移行を停止する。これにより、Ｉ項の過剰蓄積に起因してポンプ装置によるレール圧の制御が不安定になる事態を回避する。

〔実施例１の動作〕
実施例の燃料供給装置１の動作を、図６のフローチャートおよび図７のタイムチャートを用いて説明する。
まず、乗員によるイグニッションオン操作等により内燃機関を始動する要求が発生すると、ＥＣＵ５は始動モードを実行する。すなわち、ＥＣＵ５は、サプライポンプ４による燃料の吐出量ｑの現実値が増えるように、吸入調量弁２１の通電量ｉの目標値としてｉ＊−Δｉを算出する。なお、Δｉの当初の値は共通補正値である。同時に、ＥＣＵ５は、逃し弁７の開度を操作してレール圧を目標値に略一致させるフィードバック制御を行う。

これにより、コモンレール２内に燃料が充填されて蓄圧され、内燃機関の始動に必要な噴射量の燃料がインジェクタ３により燃焼室に供給される。また、吐出量ｑの現実値の増加に基づくレール圧の増加が、逃し弁７の動作により抑制される。
そして、始動モードは、通電量ｉの目標値としてｉ＊−Δｉを算出する制御、および、逃し弁７によるレール圧のフィードバック制御の開始に合わせて、図６のフローチャートに示す制御処理を実行する。この制御処理は、始動モードから後記する運転モードα、βのいずれか一方に移行するために実行される。

図６のフローチャートによれば、まず、ステップＳ１で、内燃機関が始動したか否かを判定する。この判定は、例えば、内燃機関の回転数がアイドル運転の回転数に達したか否かにより行うことができる。そして、ステップＳ１で内燃機関が始動したと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２に移行し、内燃機関が始動していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１で待機する。

次に、ステップＳ２で、フィードバック量ｑＦＢの算出過程で求められるＰ項がゼロに略一致したか否かを判定する。これにより、内燃機関の始動後、サプライポンプ４の動作が安定したか否かを判断する。そして、Ｐ項がゼロに略一致してサプライポンプ４の動作が安定したと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、Ｐ項がゼロに略一致せずサプライポンプ４の動作が安定していないと判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ２で待機する。

ステップＳ３では、減算幅Δｉを共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始する（図７の時間ｔ１参照。）。これにより、通電量ｉは増加を開始し、これに伴って、逃し弁７は閉弁側に移行を開始し、吐出量ｑの現実値は低減を開始する。なお、レール圧は、逓減操作の開始前後で変化しない。また、逓減操作による減算幅Δｉの逓減パターンは、例えば、時間の経過に対して減算幅Δｉを一次関数的にゼロまで減らすものである。

そして、ステップＳ４で、Ｉ項の絶対値が所定の閾値εよりも小さいか否かを判定する。これにより、逓減操作の開始後にＩ項の過剰蓄積が発生しているかを判断する。そして、Ｉ項の絶対値が閾値εよりも小さく、Ｉ項の過剰蓄積が発生していないと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、Ｉ項の絶対値が閾値ε以上であり、Ｉ項の過剰蓄積が発生していると判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５では、減算幅Δｉがゼロに達したか否かを判定する。これにより、逓減操作が完了したか否かを判断する。そして、減算幅Δｉがゼロに達して逓減操作が完了していると判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、減算幅Δｉがゼロに達しておらず逓減操作が完了していないと判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ４に戻る。

ステップＳ６では、減算幅Δｉを固定する（図７の時間ｔ２参照。）。これにより、逓減操作が停止されて減算幅Δｉは、共通補正値よりも小さく、かつ、ゼロよりも大きい値に固定され、通電量ｉは増加を停止する。これに伴って、逃し弁７は閉弁側に移行を停止し、吐出量ｑの現実値は低減を停止する。なお、レール圧は、逓減操作の停止前後で変化しない。そして、ステップＳ６では、減算幅Δｉを固定した後、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ７では、運転モードαに移行する。これにより、ＥＣＵ５は、始動モードに基づく制御から運転モードαに基づく制御に切り替える。
ここで、運転モードαは、逃し弁７の開度をゼロに保ちながら、通電量ｉを操作してレール圧をフィードバック制御するものであり、通電量ｉの目標値は、正規の目標値としてのｉ＊である。このため、運転モードαによれば、レール圧は、吐出量ｑを嵩上げすることなく、通電量ｉの操作によりフィードバック制御される。

ステップＳ８では、運転モードβに移行する。これにより、ＥＣＵ５は、始動モードに基づく制御から運転モードβに基づく制御に切り替える。
ここで、運転モードβは、通電量ｉおよび逃し弁７の開度（逃し弁７への通電量）を操作してレール圧をフィードバック制御するものであり、通電量ｉの目標値はｉ＊−Δｉであって、減算幅Δｉの値は逓減操作を停止したときの値であり共通補正値よりも小さい。このため、運転モードβによれば、吐出量ｑを嵩上げした状態が維持され（ただし、嵩上げ幅は、始動モード実行時よりも小さい。）、吐出量ｑの嵩上げによるレール圧の増加を抑制するように逃し量が操作される。

〔実施例の効果〕
実施例の燃料供給装置１によれば、始動モードは、吸入調量弁２１に与えられる通電量ｉの最終の目標値として、ＳＣＶ特性から得られる正規の目標値から減算幅Δｉだけ減算したものを算出し、通電量ｉを操作する。さらに、減算幅Δｉの値として採用される共通補正値は、サプライポンプ４の同一品種個体間の吐出量ｑのばらつきの下限を示す個体でも、内燃機関の始動時に吐出量ｑの現実値を増やしてレール圧を目標値に略一致させることができる値として設定され、個体間で共有される。

これにより、サプライポンプ４が吐出量下限品であっても、内燃機関の始動時に、確実にコモンレール２内に燃料を充填して蓄圧させレール圧を目標値に略一致させることができる。このため、サプライポンプ４が吐出量下限品であっても、内燃機関の始動に必要な噴射量の燃料を確実に燃焼室に噴射供給することができる。
以上により、蓄圧式の燃料供給装置１において、サプライポンプ４の個体ごとに始動特性を取得しなくても、内燃機関を確実に始動することができる。

また、燃料供給装置１は、開度に応じた流量によりコモンレール２から燃料を逃す逃し弁７を備える。そして、始動モードは、逃し弁７の動作の制御に関し、逃し弁７の開度を操作してレール圧を目標値に略一致させるフィードバック制御を行う。
これにより、サプライポンプ４が吐出量下限品ではなく、共通補正値を用いることで内燃機関の始動時に吐出量ｑの現実値が過大になるときでも、コモンレール２内に燃料が過剰に充填されるのを阻止することができるとともに、安定的にレール圧を目標値に略一致させることができる。

また、始動モードは、通電量ｉの正規の目標値を算出する過程で、サプライポンプ４による燃料の吐出によってレール圧を目標値に略一致させるためのＰ項を算出する。そして、始動モードは、内燃機関の始動後、さらに、Ｐ項がゼロに略一致した後に、減算幅Δｉを共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始する。
これにより、内燃機関の始動後、レール圧の制御が安定したことを確認した上で、逃し弁７を閉弁側に移行させてサプライポンプ４の吐出量ｑの現実値を低減し、サプライポンプ４におけるエネルギーの消費量を減らすことができる。

また、始動モードは、通電量ｉの正規の目標値を算出する過程で、サプライポンプ４による燃料の吐出によってレール圧を目標値に略一致させるためのＩ項を算出する。そして、始動モードは、逓減操作の開始後、Ｉ項の絶対値が閾値εよりも大きくなったか否かを監視する。そして、始動モードは、Ｉ項の絶対値が閾値εよりも大きくなったら、逓減操作を停止するとともに、減算幅Δｉを逓減操作停止時の値に固定する。
これにより、内燃機関の始動後、Ｉ項の過剰蓄積に起因してサプライポンプ４によるレール圧の制御が不安定になる事態を回避することができる。

〔変形例〕
燃料供給装置１の態様は実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の燃料供給装置１によれば、始動モードにおいて通電量ｉの最終の目標値を求める際に用いる補正量は、正規の目標値から減算する減算幅Δｉであったが、吐出量ｑの要求値に加算する加算幅を補正量として採用してもよい。

また、実施例の燃料供給装置１によれば、吸入調量弁２１は常開型の弁装置であったが、吸入調量弁２１として常閉型の弁装置を採用してもよい。この場合、始動モードにおける通電量ｉの最終の目標値は、正規の目標値よりも大きくなるように求められ、補正量は、正規の目標値に加算する加算幅である。

さらに、実施例の燃料供給装置１によれば、始動モードは、サプライポンプ４による燃料の吐出によってレール圧を目標値に略一致させるためのＩ項を算出し、Ｉ項の絶対値に対して閾値εを設定してＩ項の過剰蓄積が発生した場合に減算幅Δｉの逓減操作を停止するようにしていたが、内燃機関の始動後、Ｉ項の絶対値が閾値εよりも大きくならないように逃し弁７の開度を操作するものとして始動モードを設定してもよい。すなわち、逃し弁７の開度を操作することによりＩ項の絶対値をフィードバック制御するように、始動モードを設定してもよい。

１ 燃料供給装置 ２ コモンレール（蓄圧容器） ４ サプライポンプ（ポンプ装置） ５ ＥＣＵ（制御手段） ２０ 高圧ポンプ ２１ 調量手段 ｉ 通電量 ｑ 吐出量 Δｉ 減算幅

Claims (4)

1. 燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器（２）を介して内燃機関に燃料を供給する蓄圧式の燃料供給装置（１）において、
   燃料を吸入するとともに高圧化して前記蓄圧容器（２）に吐出する高圧ポンプ（２０）、および、通電されて動作することで前記高圧ポンプ（２０）に吸入される燃料を調量するものであり、通電量（ｉ）に応じて、前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吸入量を増減して前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吐出量（ｑ）を調節する調量手段（２１）を有するポンプ装置（４）と、
   前記調量手段（２１）の動作特性であって前記通電量（ｉ）の操作に利用されるものであり、前記通電量（ｉ）と前記吐出量（ｑ）との相関を示す制御特性と、
   前記蓄圧容器（２）内の燃料圧をフィードバック制御により目標値に略一致させるために前記吐出量（ｑ）として必要とされる要求値を算出するとともに、この要求値を前記制御特性に当てはめることで前記通電量（ｉ）の目標値を算出し、算出した目標値に基づき前記通電量（ｉ）を操作する制御手段（５）と、
   この制御手段（５）によって前記内燃機関の始動時に実行される制御モードであり、前記要求値を算出するとともに、さらに、前記吐出量（ｑ）の現実値が増えるように、前記要求値を前記制御特性に当てはめることで得られる前記通電量（ｉ）の正規の目標値よりも大きいまたは小さい目標値を最終の目標値として算出する始動モードと、
   この始動モードにより前記最終の目標値を算出する際に利用される補正量の値であり、この補正量は、前記要求値に加算する加算幅、前記正規の目標値から減算する減算幅（Δｉ）、または前記正規の目標値に加算する加算幅の内の少なくとも１つであって、前記ポンプ装置（４）の同一品種個体間の前記吐出量（ｑ）のばらつきの下限を示す個体でも、前記内燃機関の始動時に前記吐出量（ｑ）の現実値を増やして前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させることができる値として設定され、個体間で共有される共通補正値と、
   開度に応じた流量により前記蓄圧容器（２）から燃料を逃す逃し弁（７）とを備え、
   前記始動モードは、
   前記逃し弁（７）の動作の制御に関し、前記逃し弁（７）の開度を操作して前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させる制御を行い、
   前記正規の目標値を算出する過程で、前記ポンプ装置（４）による燃料の吐出によって前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させるためのＰ項を算出し、
   前記内燃機関の始動後、さらに、前記Ｐ項がゼロに略一致した後に、前記補正量を前記共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始することを特徴とする燃料供給装置（１）。
2. 燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器（２）を介して内燃機関に燃料を供給する蓄圧式の燃料供給装置（１）において、
   燃料を吸入するとともに高圧化して前記蓄圧容器（２）に吐出する高圧ポンプ（２０）、および、通電されて動作することで前記高圧ポンプ（２０）に吸入される燃料を調量するものであり、通電量（ｉ）に応じて、前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吸入量を増減して前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吐出量（ｑ）を調節する調量手段（２１）を有するポンプ装置（４）と、
   前記調量手段（２１）の動作特性であって前記通電量（ｉ）の操作に利用されるものであり、前記通電量（ｉ）と前記吐出量（ｑ）との相関を示す制御特性と、
   前記蓄圧容器（２）内の燃料圧をフィードバック制御により目標値に略一致させるために前記吐出量（ｑ）として必要とされる要求値を算出するとともに、この要求値を前記制御特性に当てはめることで前記通電量（ｉ）の目標値を算出し、算出した目標値に基づき前記通電量（ｉ）を操作する制御手段（５）と、
   この制御手段（５）によって前記内燃機関の始動時に実行される制御モードであり、前記要求値を算出するとともに、さらに、前記吐出量（ｑ）の現実値が増えるように、前記要求値を前記制御特性に当てはめることで得られる前記通電量（ｉ）の正規の目標値よりも大きいまたは小さい目標値を最終の目標値として算出する始動モードと、
   この始動モードにより前記最終の目標値を算出する際に利用される補正量の値であり、この補正量は、前記要求値に加算する加算幅、前記正規の目標値から減算する減算幅（Δｉ）、または前記正規の目標値に加算する加算幅の内の少なくとも１つであって、前記ポンプ装置（４）の同一品種個体間の前記吐出量（ｑ）のばらつきの下限を示す個体でも、前記内燃機関の始動時に前記吐出量（ｑ）の現実値を増やして前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させることができる値として設定され、個体間で共有される共通補正値と、
   開度に応じた流量により前記蓄圧容器（２）から燃料を逃す逃し弁（７）とを備え、
   前記始動モードは、
   前記逃し弁（７）の動作の制御に関し、前記逃し弁（７）の開度を操作して前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させる制御を行い、
   前記正規の目標値を算出する過程で、前記ポンプ装置（４）による燃料の吐出によって前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させるためのＩ項を算出し、
   前記内燃機関の始動後、前記補正量を前記共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始し、
   さらに、前記逓減操作の開始後、前記Ｉ項の絶対値が所定の閾値（ε）よりも大きくなったか否かを監視し、
   前記Ｉ項の絶対値が前記閾値（ε）よりも大きくなったら、前記逓減操作を停止するとともに、前記補正量を前記逓減操作の停止時の値に固定することを特徴とする燃料供給装置（１）。
3. 燃料を高圧で蓄圧する蓄圧容器（２）を介して内燃機関に燃料を供給する蓄圧式の燃料供給装置（１）において、
   燃料を吸入するとともに高圧化して前記蓄圧容器（２）に吐出する高圧ポンプ（２０）、および、通電されて動作することで前記高圧ポンプ（２０）に吸入される燃料を調量するものであり、通電量（ｉ）に応じて、前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吸入量を増減して前記高圧ポンプ（２０）による燃料の吐出量（ｑ）を調節する調量手段（２１）を有するポンプ装置（４）と、
   前記調量手段（２１）の動作特性であって前記通電量（ｉ）の操作に利用されるものであり、前記通電量（ｉ）と前記吐出量（ｑ）との相関を示す制御特性と、
   前記蓄圧容器（２）内の燃料圧をフィードバック制御により目標値に略一致させるために前記吐出量（ｑ）として必要とされる要求値を算出するとともに、この要求値を前記制御特性に当てはめることで前記通電量（ｉ）の目標値を算出し、算出した目標値に基づき前記通電量（ｉ）を操作する制御手段（５）と、
   この制御手段（５）によって前記内燃機関の始動時に実行される制御モードであり、前記要求値を算出するとともに、さらに、前記吐出量（ｑ）の現実値が増えるように、前記要求値を前記制御特性に当てはめることで得られる前記通電量（ｉ）の正規の目標値よりも大きいまたは小さい目標値を最終の目標値として算出する始動モードと、
   この始動モードにより前記最終の目標値を算出する際に利用される補正量の値であり、この補正量は、前記要求値に加算する加算幅、前記正規の目標値から減算する減算幅（Δｉ）、または前記正規の目標値に加算する加算幅の内の少なくとも１つであって、前記ポンプ装置（４）の同一品種個体間の前記吐出量（ｑ）のばらつきの下限を示す個体でも、前記内燃機関の始動時に前記吐出量（ｑ）の現実値を増やして前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させることができる値として設定され、個体間で共有される共通補正値と、
   開度に応じた流量により前記蓄圧容器（２）から燃料を逃す逃し弁（７）とを備え、
   前記始動モードは、
   前記逃し弁（７）の動作の制御に関し、前記逃し弁（７）の開度を操作して前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させる制御を行い、
   前記始動モードは、
   前記正規の目標値を算出する過程で、前記ポンプ装置（４）による燃料の吐出によって前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させるためのＩ項を算出し、
   前記内燃機関の始動後、前記Ｉ項の絶対値が所定の閾値（ε）よりも大きくならないように前記逃し弁（７）の開度を操作することを特徴とする燃料供給装置（１）。
4. 請求項２または請求項３に記載の燃料供給装置（１）において、
   前記始動モードは、
   前記正規の目標値を算出する過程で、前記ポンプ装置（４）による燃料の吐出によって前記蓄圧容器（２）内の燃料圧を目標値に略一致させるためのＰ項を算出し、
   前記内燃機関の始動後、さらに、前記Ｐ項がゼロに略一致した後に、前記補正量を前記共通補正値からゼロに向けて減らす逓減操作を開始することを特徴とする燃料供給装置（１）。

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