JP5913958B2 - 蓄圧式燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒への燃料噴射を行うための蓄圧式燃料噴射制御装置に関する。特に、燃料噴射量が急激に変化したときに燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせる制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関の気筒への燃料噴射を行う装置として、コモンレール（蓄圧器）を備えた蓄圧式燃料噴射制御装置が広く知られている。この蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料を加圧して圧送する高圧ポンプ部と、高圧ポンプ部により圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに接続されて内燃機関の気筒に高圧の燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、燃料噴射弁や圧力制御に用いる弁等の電子制御要素の制御を行うための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備えている。

このような蓄圧式燃料噴射制御装置において、高圧ポンプ部の吐出流量を調節するために設けられた流量制御弁を制御することにより、高圧ポンプ部からコモンレールに供給する燃料の流量を調節し、コモンレール内の圧力（以下、「レール圧」と称する。）を制御する場合がある。通常、流量制御弁の制御量は、コモンレールに設けられた圧力センサによって検出されるレール圧（以下、「検出圧力」と称する。）とレール圧の指示値（以下、「指示レール圧」と称する。）との差分に基づいて、閉ループで制御されるようになっている。

ところが、流量制御弁は高圧ポンプ部に設けられるものであることから、流量制御弁の制御量の変化がレール圧の変化となって現れるまでに時間の遅れが生じ、いわゆる応答遅れが発生することが一般的に知られている。そのため、例えば、アクセル操作量がゼロから所定量以上に変化し、指示レール圧及び指示燃料噴射量が急激に増加したときに、燃料噴射によって生じるコモンレールからの流出量の増加に、コモンレールへの供給量の増加が追従できず、レール圧が一時的に低下するアンダーシュートを生じるおそれがある。

同様に、例えば、アクセル操作量が所定量以上からゼロに変化し、指示レール圧及び指示燃料噴射量が急激に減少したときに、燃料噴射によって生じるコモンレールからの流出量の減少に、コモンレールへの供給量の減少が追従できず、レール圧が一時的に上昇するオーバーシュートを生じるおそれがある。特に、レール圧のオーバーシュートを生じると、レール圧が許容耐圧を越えて、各部品が破損するおそれがある。

そこで、高圧ポンプ部によりコモンレールへの燃料の供給をするにあたり、レール圧の過度の上昇を抑制する制御が実行されるようになっている。例えば、燃料噴射弁による燃料噴射に際してコモンレールからの流出量よりも、コモンレールへの供給量が所定以上多くなると予測されたときに、減圧弁や燃料噴射弁の制御によってコモンレールからの流出量を強制的に増大させるようにした蓄圧式燃料噴射制御装置が開示されている（特許文献１を参照）。

特開２００７−２３８１２号公報

特許文献１に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置は、レール圧のオーバーシュートが生じ得る場合において、高圧ポンプ部の吸入量と指示噴射量とリーク量とに基づき強制的な逃し量を演算により求め、この逃し量の燃料をコモンレールから流出すべく、減圧弁や燃料噴射弁を操作することとしている。

しかしながら、燃料は、温度によって粘度が異なるという特性を有しており、オーバーシュートを生じる際のレール圧のピーク値が燃料温度によって異なるために、上記特許文献１に記載されたように減圧弁や燃料噴射弁の操作を行った場合であっても、オーバーシュートを完全に防ぎきれないおそれがあった。

本発明の発明者らは、このような問題にかんがみて、燃料噴射量が急激に変化する場合において、燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせることによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、燃料温度にかかわらずレール圧のオーバーシュートやアンダーシュートを低減することができる蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。

本発明によれば、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに燃料を供給する高圧ポンプと、前記コモンレールに供給する燃料の流量を調節するための流量制御弁と、前記燃料噴射弁及び前記流量制御弁の駆動制御を実行する電子制御ユニットと、を備え、前記電子制御ユニットが、前記燃料噴射弁による燃料噴射量の変化が所定以上となると予測したときに、前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるための補正制御部を有する蓄圧式燃料噴射制御装置において、前記補正制御部が前記燃料噴射量を変化させるタイミングを、燃料温度に応じて異ならせ、前記燃料噴射量の変化が所定以上となることの予測は、指示燃料噴射量がゼロから所定量以上に変化したとき、あるいは、指示燃料噴射量が所定量以上からゼロに変化したときに検知され、前記補正制御部は、前記指示燃料噴射量がゼロから所定量以上に変化した場合に、強制的に燃料噴射の実行開始を遅らせることによって前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるものであるとともに、前記燃料噴射の実行開始時期を前記燃料温度に応じて異ならせることを特徴とする蓄圧式燃料噴射制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。

すなわち、本発明の蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料噴射量が急激に変化する際に、燃料噴射量を変化させるタイミングを燃料温度に応じて異ならせることとしているために、燃料温度に応じてコモンレールからの流出量が異なることとなる。その結果、オーバーシュートやアンダーシュートによるレール圧のピーク値を燃料温度に応じて適切に低減することができる。
また、燃料噴射量の急激な変化を検知することにより、アクセルを急激に離したとき、あるいは、アクセルを急激に踏み込んだときに生じ得るレール圧のオーバーシュート又はアンダーシュートを低減することができる。
また、燃料噴射量を開始するタイミングを異ならせることにより、具体的な流出量を演算により求めなくても、燃料温度に応じて適切にレール圧のアンダーシュートを低減することができる。

また、本発明の蓄圧式燃料噴射制御装置において、前記補正制御部は、前記指示燃料噴射量が所定量以上からゼロに変化した場合に、強制的に燃料噴射を実行することによって前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるものであるとともに、前記燃料噴射の実行回数を前記燃料温度に応じて異ならせることが好ましい。
このように燃料噴射量を停止させるタイミングを異ならせることにより、具体的な流出量を演算により求めなくても、燃料温度に応じて適切にレール圧のオーバーシュートを低減することができる。

また、本発明の蓄圧式燃料噴射制御装置において、前記補正制御部は、前記燃料噴射量を変化させるタイミングをさらに前記内燃機関の回転数に応じて異ならせることが好ましい。
このように、さらに内燃機関の回転数に応じて燃料噴射量を変化させるタイミングを異ならせることにより、レール圧のオーバーシュートやアンダーシュートをより低減することができる。

第１の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置の全体的構成を示す概略図である。 第１の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置に備えられた電子制御ユニットの構成を示すブロック図である。 補正制御について説明するために示す図である。 燃料噴射量を変化させるタイミングを決定するためのマトリクス表の例である。 補正制御のメインルーチンのフローチャート図である。 補正制御のサブルーチンのフローチャート図である。 第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置に備えられた電子制御ユニットの構成を示すブロック図である。 燃料噴射量を変化させるタイミングを決定するためのマトリクス表の例である。 補正制御のサブルーチンのフローチャート図である。

以下、本発明の蓄圧式燃料噴射制御装置に関する実施の形態について、適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において、同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。

［第１の実施の形態］
１．蓄圧式燃料噴射制御装置の全体的構成
図１は、本発明の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０の全体的構成を概略的に示す図である。
本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に対して燃料を噴射するための装置として構成されている。この蓄圧式燃料噴射制御装置１０は、燃料タンク１１内の燃料を高圧ポンプ部２０へ供給する低圧ポンプ部１３と、低圧ポンプ部１３により供給された燃料を加圧して圧送する高圧ポンプ部２０と、高圧ポンプ部２０の吐出流量を調節する電磁式流量制御弁１５と、高圧ポンプ部２０により圧送された燃料を蓄積するコモンレール１７と、コモンレール１７から供給された燃料を図示しない内燃機関の気筒に向けて噴射する複数の燃料噴射弁３０と、燃料噴射弁３０や電磁式流量制御弁１５等の電子制御要素の制御を実行する電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ」と称する。）５０とを備えている。

このうち低圧ポンプ部１３は、通電制御によって出力を調節可能に構成された電動ポンプや、内燃機関の駆動力を利用して機械的に駆動するギアポンプなど、従来公知の構成の低圧ポンプを適宜用いることができる。また、高圧ポンプ部２０は、内燃機関のクランクシャフトに連結されたカムシャフトの回転に伴いプランジャが上下動するように構成されたものであって、内燃機関の駆動力を利用して加圧室内の燃料を加圧して圧送するポンプとして構成されている。

低圧ポンプ部１３と高圧ポンプ部２０の加圧室２１とを結ぶ燃料通路３１の途中には電磁式流量制御弁１５が備えられている。この電磁式流量制御弁１５は、ＥＣＵ５０によって通電制御が行われ、電流値に応じて燃料通過面積が比例的に変化する電磁比例制御弁として構成されている。電磁式流量制御弁１５に供給する電流値を制御することにより、加圧室に導入する燃料の流量が調節され、ひいては高圧ポンプ部２０の吐出流量が調節される。本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０において、電磁式流量制御弁１５は、非通電時に燃料通過面積が最大となる、いわゆるノーマルオープン型の構造を有している。ただし、ノーマルクローズ型の構造を有する電磁式流量制御弁１５であってもよい。

また、燃料通路３１には、電磁式流量制御弁１５よりも上流側において、オーバーフローバルブ２７を備えたリターン通路３５が接続されている。このオーバーフローバルブ２７によって、高圧ポンプ部２０に供給される燃料の圧力が所定のフィード圧に調節される。さらに、本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０においては、燃料通路３１に、燃料温度センサ１６が設けられている。燃料温度センサ１６の取り付け位置については、特に限定されるものではない。

コモンレール１７は、適宜の容量を有する蓄圧器であって、コモンレール１７には各気筒に燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁３０が接続されている。したがって、ほぼ均等な圧力の燃料が各燃料噴射弁３０に供給される。このコモンレール１７には、圧力センサ１８が設けられている。圧力センサ１８は、レール圧を検出するために用いられるセンサであって、センサ信号はＥＣＵ５０によって読み取り可能に構成されている。

燃料噴射弁３０は、アクチュエータとして電磁ソレノイドを備えた燃料噴射弁が用いられている。この燃料噴射弁３０は、ＥＣＵ５０の通電制御により、開弁時期や開弁時間等が制御されるようになっている。この燃料噴射弁３０からリークする燃料は、リターン通路３７を介して燃料タンク１１へと戻される。電磁ソレノイドを備えた燃料噴射弁３０の代わりに、ピエゾ素子を備えた燃料噴射弁とすることもできる。

２．ＥＣＵ（電子制御ユニット）
図２は、本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０に備えられたＥＣＵ５０の構成のうち、レール圧の制御に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。

このＥＣＵ５０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、指示燃料噴射量設定部５５と、指示圧力設定部５３と、流量制御弁制御部５７と、流量制御弁駆動回路５９と、燃料噴射弁制御部６１と、燃料噴射弁駆動回路６３と、補正制御部６７とを主たる構成要素として備えている。具体的に、指示燃料噴射量設定部５５、流量制御弁制御部５７、燃料噴射弁制御部６１、補正制御部６７は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。

また、ＥＣＵ５０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる図示しない記憶部を備えている。記憶部には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されるとともに、上記した各部による演算結果等が書き込まれるようになっている。さらに、ＥＣＵ５０には、圧力センサ１８や燃料温度センサ１６、内燃機関の回転数を検出するための回転数センサをはじめとする種々のセンサのセンサ信号が入力されるようになっている。

指示燃料噴射量設定部５５は、内燃機関に噴射する指示燃料噴射量Ｑｔｇｔを演算により求める部分として構成されている。具体的に、指示燃料噴射量設定部５５は、機関回転数Ｎｅ及びアクセル操作量Ａｃｃに基づき、噴射量マップ等を用いて指示燃料噴射量Ｑｔｇｔを求めるようになっている。燃料温度Ｔｆ等による補正を行うようにすることもできる。

指示圧力設定部５３は、指示燃料噴射量設定部５５で設定される指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ及び機関回転数Ｎｅに基づき、圧力マップ等を用いて指示レール圧Ｐｔｇｔを設定する部分として構成されている。

流量制御弁制御部５７は、電磁式流量制御弁１５の通電量Ｉｍｕを、圧力センサ１８によって検出される検出圧力Ｐｄｅｔと指示レール圧Ｐｔｇｔとの差分ΔＰに基づいて閉ループ制御する部分として構成されている。これにより、高圧ポンプ部２０の吐出流量が調節されて、レール圧が制御される。

具体的に、本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０において、流量制御弁制御部５７は、まず、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔと燃料噴射弁３０からの燃料リーク量との和からなる基本充填量に対して、検出圧力Ｐｄｅｔと指示レール圧Ｐｔｇｔとの差分ΔＰに基づくフィードバック制御量を加減算することにより、高圧ポンプ部２０からの目標吐出流量を決定する。次いで、流量制御弁制御部５７は、目標吐出流量に基づき、流量−電流値マップ等を用いて、電磁式流量制御弁１５の通電量の指示値Ｉｍｕ＿ｔｇｔを決定する。このとき、燃料温度Ｔｆによって目標吐出流量を補正するようにしてもよい。ただし、閉ループ制御の具体的な演算ロジックはこの例に限定されない。

流量制御弁制御部５７によって求められた電磁式流量制御弁１５の通電量の指示値Ｉｍｕ＿ｔｇｔは流量制御弁駆動回路５９に送られ、さらに流量制御弁駆動回路５９は、通電量の指示値Ｉｍｕ＿ｔｇｔにしたがって電磁式流量制御弁１５に対して通電を行う。これによって、高圧ポンプ部２０の吐出流量が変更され、レール圧が調節される。

燃料噴射弁制御部６１は、検出圧力Ｐｄｅｔと指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとに基づいて燃料噴射弁３０の操作量として通電時間Ｔｉｎｊを決定して、燃料噴射弁駆動回路６３に対して通電指示を行う部分として構成されている。燃料噴射弁制御部６１は、圧力センサ１８を用いて検出される検出圧力Ｐｄｅｔと指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとに基づき、噴射量マップ等を用いて、燃料噴射弁３０の通電時間Ｔｉｎｊを決定する。

燃料噴射弁駆動回路６３は、燃料噴射弁制御部６１から送られる通電指示にしたがって燃料噴射弁３０に対して通電を行う。これによって、内燃機関の気筒に対して所定の噴射量の燃料噴射が行われる。

補正制御部６７は、燃料噴射量の変化が所定以上になると予測したときに、燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせる制御（以下、単に「補正制御」と称する。）を実行する部分として構成されている。
補正制御の基本的な考え方を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、補正制御を実行しない場合のレール圧Ｐｒの変化を示したものであり、図３（ｂ）は、補正制御を実行した場合のレール圧Ｐｒの変化を示したものである。

図３（ａ）に示すように、補正制御を実行しない場合、例えば、アクセルが踏まれていない走行状態から、ｔ１の時点で急激にアクセルが踏まれたとすると、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが増大するとともに指示レール圧Ｐｔｇｔが上昇する。このとき、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔは速やかに増加するものの、電磁式流量制御弁１５を駆動制御してから高圧ポンプ部２０の吐出量Ｆｐが増加するまでに遅れが生じることとなる。すなわち、高圧ポンプ部２０の吐出量Ｆｐは、ｔ１の時点から遅れたｔ２の時点から増加し始める。この応答遅れによって、ｔ１の時点からｔ２の時点までの間、レール圧Ｐｒが一時的に低下するアンダーシュートが発生している。

また、アクセルが踏まれた状態から、ｔ３の時点で急激にアクセルがゼロに戻されたとすると、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが減少するとともに指示レール圧Ｐｔｇｔが下降する。このとき、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔは速やかにゼロになるものの、電磁式流量制御弁１５を駆動制御してから高圧ポンプ部２０の吐出量Ｆｐが低下するまでに遅れが生じることとなる。すなわち、高圧ポンプ部２０の吐出量Ｆｐは、ｔ３の時点から遅れたｔ４の時点から低下し始める。この応答遅れによって、ｔ３の時点からｔ４の時点までの間、レール圧Ｐｒが一時的に上昇するオーバーシュートが発生している。

これに対し、図３（ｂ）に示すように、補正制御を実行する場合、アクセル操作量が急激に変化した時点ですぐに実際の燃料噴射量Ｑａｃｔを変化させるのではなく、時間をおいて変化させることとしている。すなわち、ｔ１又はｔ３の時点でアクセル操作量が急激に変化したとしても、ｔ１からｔ２までのまでの期間、及び、ｔ３からｔ４までの期間は、それまでの指示燃料噴射量Ｑｔｇｔを維持することとしている。その結果、高圧ポンプ部２０の吐出量Ｆｐが変化するまでの間に実際の燃料噴射量Ｑａｃｔは変化しないこととなり、レール圧Ｐｒのアンダーシュートあるいはオーバーシュートを生じさせないようにすることができる。

ここで、燃料温度Ｔｆによって燃料の粘度が異なり、レール圧Ｐｒの変化の特性が異なることから、本実施の形態において、補正制御部６７は、アクセル操作量が急激に変化した後、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔを変化させるタイミングを、燃料温度Ｔｆに応じて異ならせることとしている。

具体的に、本実施の形態において、補正制御部６７は、今回の指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの値Ｑｔｇｔ_(n)と前回の指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの値Ｑｔｇｔ_(n-1)との差の絶対値｜ΔＱ｜から、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが急激に変化したか否かを判断する。そして、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが急激に変化した場合には、今回の指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの値Ｑｔｇｔ_(n)を用いて指示レール圧Ｐｔｇｔを求める一方、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いて燃料噴射弁３０の操作量を求めることで実際の燃料噴射量Ｐａｃｔを変化させるタイミングを遅らせるようになっている。すなわち、燃料無噴射状態から指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが急激に増加した場合には燃料無噴射状態を維持し、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが急激にゼロになった場合には燃料噴射を継続するようになっている。

そして、補正制御部６７は、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして、変化前の指示燃料噴射量（前回値）Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を異ならせることによって、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔを変化させるタイミングを異ならせるようにしている。

図４は、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして、前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を燃料温度Ｔｆごとに設定したマトリクス表の一例を示している。図４の例では、燃料温度センサ１６によって検出される燃料温度Ｔｆが−２０℃未満の場合には３回、−２０℃以上０℃未満の場合には２回、０℃以上４０℃未満の場合には１回の噴射サイクル分、前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いて燃料噴射弁３０の操作量を求めるように制御される。一方、燃料温度Ｔｆが８０℃以上の場合には、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔの変化を遅らせることなく、アクセル操作量Ａｃｃから求められる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)での燃料噴射弁３０の操作量の演算を継続するように制御される。

どの温度領域で、噴射サイクル何回分、燃料噴射量の変化を遅らせるかは、あらかじめ行う実験やシミュレーション等に基づいて設定することができるものであり、図４に示す例に限られるものではない。また、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔが急激に増加した場合と減少した場合とで、これらの温度領域や、噴射サイクルの回数の設定が異なっていてもよい。

３．制御方法のフローチャート
次に、本実施の形態にかかるＥＣＵ５０によって実行されるレール圧の制御方法について、図５及び図６のフローチャート図に基づき具体的に説明する。
図５は、レール圧の制御方法のメインルーチンのフローチャートを示し、図６は、サブルーチンのフローチャートを示している。

まず、図５のステップＳ１において、ＥＣＵ５０は、アクセル操作量Ａｃｃ、機関回転数Ｎｅ及び燃料温度Ｔｆ等の情報を読み込む。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２において、アクセル操作量Ａｃｃ及び機関回転数Ｎｅに基づき指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)を演算により求める。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３において、補正制御の実行の要否を判別する。

ステップＳ３における補正制御の実行の要否の判別は、図６に示すサブルーチンのフローチャートの例に沿って実行される。図６に示す例では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において、機関回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎｅ０以上であるか否かを判別する。機関回転数Ｎｅが閾値Ｎｅ０以上であるか否かを見るのは、機関回転数Ｎｅが小さい場合には、電磁式流量制御弁１５の制御量を変更してからレール圧Ｐｒが変化するまでの応答遅れの影響が小さく、レール圧Ｐｒのオーバーシュートあるいはアンダーシュートを生じるおそれが少ないからである。このときの閾値Ｎｅ０は、あらかじめ実験やシミュレーション等によって求めることができる値である。

すなわち、ステップＳ１１で機関回転数Ｎｅが閾値Ｎｅ０未満の場合（Ｎｏ判定の場合）には、補正制御を実行する必要が無いことから、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１５に進み、補正制御を実行しないものと決定して、サブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１１で機関回転数Ｎｅが閾値Ｎｅ０以上の場合（Ｙｅｓ判定の場合）には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２に進み、ステップＳ２で算出された指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)から、前回のルーチンで算出された指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を減算して求められる差の絶対値｜ΔＱ｜が、所定の閾値Ｘ以上であるか否かを判別する。この絶対値｜ΔＱ｜が閾値Ｘ未満の場合には、燃料噴射によるレール圧Ｐｒの変化が小さく、レール圧Ｐｒのオーバーシュートあるいはアンダーシュートを生じるおそれが少ないということができる。そのため、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１５に進み、補正制御を実行しないものと決定して、サブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１２において、指示燃料噴射量の差の絶対値｜ΔＱ｜が閾値Ｘ以上となっている場合には、燃料噴射によるレール圧Ｐｒの変化が大きく、レール圧Ｐｒのオーバーシュートあるいはアンダーシュートを生じるおそれがある。そのため、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３に進み、補正制御を実行するものと決定してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ＥＣＵ５０は、図４に示すようなマトリクス表等を参照して、燃料噴射弁３０の操作量の計算に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆに基づいて決定する。これによりサブルーチンを終了する。

図５に戻り、ステップＳ３において補正制御の実行要否の決定がされた後、ＥＣＵ５０は、補正制御を実行しないことが決定されている場合（ステップＳ４でＮｏ判定の場合）には、ステップＳ７に進み、今回のルーチンで求められた指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)を用いて燃料噴射弁３０の駆動制御を実行した後、本ルーチンを終了してスタートに戻る。

一方、補正制御の実行が決定されている場合（ステップＳ４でＹｅｓ判定の場合）には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５に進み、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いて燃料噴射弁３０の駆動制御を実行する。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ６において、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いて燃料噴射を行った回数が、ステップＳ１４で決定された回数に到達したか否かを判別する。ステップＳ６で、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いて燃料噴射を行った回数が、決定された回数に到達するまで、ステップＳ５及びステップＳ６が繰り返し行われ、ステップＳ６でＹｅｓ判定となった場合に、本ルーチンを終了してスタートに戻る。

４．本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置で得られる効果
以上説明した本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０によれば、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)が前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)から急激に変化した場合に、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持することとしているために、燃料噴射弁３０からの実際の燃料噴射量Ｑａｃｔが変化するタイミングが遅らせされ、電磁式流量制御弁１５によるレール圧Ｐｒの制御の応答遅れに起因する、レール圧Ｐｒのアンダーシュートやオーバーシュートを低減することができる。このとき、ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を用いる噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆに応じて異ならせることとしているために、そのときの燃料温度Ｔｆに応じてコモンレール１７からの燃料の流出量が異なることとなる。その結果、オーバーシュートやアンダーシュートによるレール圧Ｐｒのピーク値を燃料温度Ｔｆに応じて適切に低減することができる。

また、本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０は、内燃機関のアクセルを急激に離したとき、あるいは、アクセルを急激に踏み込んだときに、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)が維持されることとなるために、アンダーシュートやオーバーシュートを効果的に低減することができる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁３０の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆだけでなく、機関回転数Ｎｅにも応じて異ならせるようにしたものである。本実施の形態の蓄圧式燃料噴射制御装置は、ＥＣＵによる制御内容のみが第１の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置１０と異なっており、以下、異なる点を中心に説明する。

図７は、本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置に備えられたＥＣＵの構成のうち、レール圧の制御に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。このＥＣＵの基本的な構成は、第１の実施の形態で説明したＥＣＵ５０と同様に構成されたものとなっている。

本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置において、ＥＣＵの補正制御部８１は、アクセル操作量が急激に変化した後、実際の燃料噴射量Ｑａｃｔを変化させるタイミングを、燃料温度Ｔｆ及び機関回転数Ｎｅに応じて異ならせることとしている。これは、電磁式流量制御弁の制御量を変更してからレール圧Ｐｒが変化するまでの時間が機関回転数Ｎｅによっても異なるからである。

より具体的には、高圧ポンプ部のカムシャフトは内燃機関のドライブシャフトに連結されているために、高圧ポンプ部による高圧燃料の圧送周期は機関回転数に比例する。そして、図３（ａ）のｔ１の時点において燃料噴射を開始する際や、図３（ａ）のｔ３の時点において燃料噴射を停止する際には、機関回転数Ｎｅが高いほど、コモンレールに供給される燃料流量が変化する以前に実際の燃料噴射量Ｑａｃｔが増加あるいは減少して、オーバーシュートが発生しやすくなる。

そのため、補正制御部８１は、燃料噴射弁の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして変化前の指示燃料噴射量（前回値）Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆ及び機関回転数Ｎｅに応じて異ならせるようになっている。

図８は、燃料噴射弁の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして、前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆ及び機関回転数Ｎｅに応じて設定したマトリクス表の一例を示している。補正制御部８１は、このようなマトリクス表を参照して、燃料温度Ｔｆ及び機関回転数Ｎｅに基づいて、前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を決定する。

図９は、本実施の形態にかかるＥＣＵによって実行されるレール圧の制御方法のサブルーチンのフローチャートを示している。本実施の形態によるレール圧の制御方法のメインルーチンは、第１の実施の形態において説明したフローチャート（図５を参照。）と同様に行われ、補正制御の実行可否を決定するサブルーチンが第１の実施の形態とは異なっている。

図９に示す例では、ＥＣＵは、ステップＳ２１において、図６のステップＳ１１と同様に、機関回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎｅ０以上であるか否かを判別する。ステップＳ２１で機関回転数Ｎｅが閾値Ｎｅ０未満の場合（Ｎｏ判定の場合）には、補正制御を実行する必要が無いことから、ＥＣＵは、ステップＳ２６に進み、補正制御を実行しないものと決定して、サブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２１で機関回転数Ｎｅが閾値Ｎｅ０以上の場合（Ｙｅｓ判定の場合）には、ＥＣＵは、ステップＳ２２に進み、図５のステップＳ２で算出された指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)から、前回のルーチンで算出された指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を減算して求められる差の値が、所定の閾値Ｘ以上であるか否かを判別する。この値が閾値Ｘ以上の場合（Ｙｅｓ判定の場合）には、燃料噴射によるレール圧Ｐｒの低下度合いが大きく、レール圧Ｐｒのアンダーシュートを生じるおそれがある。そのため、ＥＣＵは、ステップＳ２４に進み、補正制御を実行するものと決定する。

一方、ステップＳ２２において、指示燃料噴射量の差の値が閾値未満である場合（Ｎｏ判定の場合）には、ステップＳ２３に進み、ＥＣＵは、図５のステップＳ２で算出された指示燃料噴射量Ｑｔｇｔ_(n)を、前回のルーチンで算出された指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)から減算して求められる差の値が、所定の閾値Ｙ以上であるか否かを判別する。この値が閾値Ｙ以上の場合（Ｙｅｓ判定の場合）には、燃料噴射の停止によるレール圧Ｐｒの上昇度合いが大きく、レール圧Ｐｒのオーバーシュートを生じるおそれがある。そのため、ＥＣＵは、ステップＳ２４に進み、補正制御を実行するものと決定する。

ステップＳ２４において補正制御の実行が決定されると、ＥＣＵは、ステップＳ２５に進み、図８に示すようなマトリクス表等を参照して、燃料噴射弁の操作量の計算に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして、指示燃料噴射量の前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を維持する噴射サイクルの回数を、燃料温度Ｔｆ及び機関回転数Ｎｅに基づいて決定する。これによりサブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２２及びステップＳ２３のいずれのステップにおいてもＮｏ判定の場合には、レール圧Ｐｒのオーバーシュートあるいはアンダーシュートを生じるおそれが少ないことから、ＥＣＵは、ステップＳ２６に進み、補正制御を実行しないものと決定して、サブルーチンを終了する。

以上説明した本実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料温度Ｔｆだけでなく機関回転数Ｎｅも考慮に入れて、燃料噴射弁の操作量を求める際に用いる指示燃料噴射量Ｑｔｇｔとして前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)を継続して用いる噴射サイクルの回数を決定することとしている。したがって、オーバーシュートやアンダーシュートによるレール圧Ｐｒのピーク値をさらに適切に低減することができる。

［他の実施の形態］
以上説明した第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、それぞれの実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置は、例えば、以下のように変更することができる。

（１）上述した第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置において説明した各構成要素や、設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。例えば、電磁式流量制御弁以外に、コモンレールに接続される電磁式圧力制御弁を備えた蓄圧式燃料噴射制御装置であっても、電磁式流量制御弁によるレール圧の制御を実行している場合に本発明を適用することができる。

（２）上述した第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置においては、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの変化量（ΔＱ）に基づき、補正制御の実行の可否、及び、燃料噴射量Ｑａｃｔを変化させる噴射サイクルの回数を求めているが、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの変化量の代わりに変化割合を用いてもよい。あるいは、指示燃料噴射量Ｑｔｇｔの変化量の代わりに、指示レール圧Ｐｔｇｔの変化量あるいは変化割合を用いることもできる。

（３）上述した第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置においては、所定回数分の噴射サイクルにおける指示燃料噴射量Ｑｔｇｔを前回値Ｑｔｇｔ_(n-1)のままで維持することで、燃料噴射量Ｑａｃｔの変化を遅らせるようにしていたが、燃料噴射量Ｑａｃｔを減らすタイミングを遅らせる場合においては、噴射サイクルに一致させることなく所定回数の燃料噴射を実施した後に、燃料噴射量Ｑａｃｔを減らすようにしてもよい。

（４）上述した第１及び第２の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射制御装置においては、燃料噴射量が急激に増加しそうなとき、及び、減少しそうなときの両方で補正制御を実行することとしているが、いずれか一方の場面でのみ補正制御を実行するようになっていてもよい。

１０：蓄圧式燃料噴射制御装置、１１：燃料タンク、１３：低圧ポンプ部、１５：電磁式流量制御弁、１６：燃料温度センサ、１７：コモンレール、１８：圧力センサ、２０：高圧ポンプ部、２７：オーバーフローバルブ、３０：燃料噴射弁、３１：燃料通路、３５：リターン通路、５０：電子制御ユニット（ＥＣＵ）、５３：指示圧力設定部、５５：指示燃料噴射量設定部、５７：流量制御弁制御部、５９：流量制御弁駆動回路、６１：燃料噴射弁制御部、６３：燃料噴射弁駆動回路、６７：補正制御部

Claims (3)

1. 複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに燃料を供給する高圧ポンプと、前記コモンレールに供給する燃料の流量を調節するための流量制御弁と、前記燃料噴射弁及び前記流量制御弁の駆動制御を実行する電子制御ユニットと、を備え、
   前記電子制御ユニットが、前記燃料噴射弁による燃料噴射量の変化が所定以上となると予測したときに、前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるための補正制御部を有する蓄圧式燃料噴射制御装置において、
   前記補正制御部が前記燃料噴射量を変化させるタイミングを、燃料温度に応じて異ならせ、
   前記燃料噴射量の変化が所定以上となることの予測は、指示燃料噴射量がゼロから所定量以上に変化したとき、あるいは、指示燃料噴射量が所定量以上からゼロに変化したときに検知され、
   前記補正制御部は、前記指示燃料噴射量がゼロから所定量以上に変化した場合に、強制的に燃料噴射の実行開始を遅らせることによって前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるものであるとともに、前記燃料噴射の実行開始時期を前記燃料温度に応じて異ならせることを特徴とする蓄圧式燃料噴射制御装置。
2. 前記補正制御部は、前記指示燃料噴射量が所定量以上からゼロに変化した場合に、強制的に燃料噴射を実行することによって前記燃料噴射量を変化させるタイミングを遅らせるものであるとともに、前記燃料噴射の実行回数を前記燃料温度に応じて異ならせることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。
3. 前記補正制御部は、前記燃料噴射量を変化させるタイミングをさらに前記内燃機関の回転数に応じて異ならせることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。

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