JP6992484B2 - 燃料ポンプ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプ制御装置に関する。

従来、車両システムの燃料ポンプは、燃料が蓄積された燃料タンクから燃料を吸い出し、必要に応じてコモンレール用の高圧燃料ポンプを介して燃料噴射弁に燃料を送出している。この種の燃料ポンプは燃料を必要とするときに動作オン指令を受けて動作することで燃料を高圧燃料ポンプ又は燃料噴射弁に送出していた。

特開２００８－６４０５３号公報

近年では、燃費の改善のため、燃料ポンプ制御装置は、内燃機関の必要とする燃料量に応じて吐出量を自律的に変更可能にする方式によりポンプを制御することが望まれている。この種の燃料ポンプ制御装置は、外部のエンジンＥＣＵ等から入力される目標燃料圧力（以下、目標燃圧）を用いてフィードバック制御するように検討されているが、この制御に係るゲインは、従来より必要な燃料量及び環境温度から定められていた。このため、他の車両内環境が変化したとしても当該ゲインは一定となってしまい好ましくない。
本発明の目的は、フィードバック制御に係るゲインを適切に設定できるようにした燃料ポンプの制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、車両の内燃機関に燃料を供給するための燃料ポンプ制御装置を対象としている。制御部は、外部から入力される指令目標燃圧に応じて燃料ポンプの実燃料圧力をフィードバック制御するが、この制御部は、内燃機関を用いて加速するための加速指令情報を入力すると、制御部による実燃料圧力のフィードバック制御に用いられるゲインを少なくとも最小値よりも大きく変更する。また、車両の速度を表す車速情報又は内燃機関のエンジン回転数情報に応じて内燃機関が停止していると判定されたときに、ゲイン変更部はゲインを最小値より大きく設定するようにしている。
また、請求項２記載の発明によれば、ゲイン変更部は、内燃機関がフューエルカット中であると判定されると、ゲインを最小値より大きくするようにしている。このためフィードバック制御に係るゲインを適切に設定できる。

第１実施形態に係る燃料噴射システムのブロック構成図 動作を説明するフローチャート 動作を説明するタイミングチャート 比較例を図３に対応して示すタイミングチャートのその１ 比較例を図３に対応して示すタイミングチャートのその２ 第２実施形態に係る車両制御システムのブロック構成図 動作を説明するフローチャート 動作を説明するタイミングチャート

以下、本発明の燃料ポンプ制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１から図５は、第１実施形態の説明図を示している。
＜燃料噴射システム１の全体の基本的構成＞
図１は、非ハイブリッド車両、所謂コンベンショナル車両に用いられる燃料噴射システム１のブロック構成例を示している。この燃料噴射システム１は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、及びＦＰＣ（Fuel Pump Controller）３を制御主体として構成され、その他、コモンレール４、燃料タンク５、フィードポンプ６、高圧燃料ポンプ７、燃圧センサ８、各種センサ９～１２、内燃機関（エンジンとも称す）１３、及び、内燃機関１３の各気筒に設置された燃料噴射弁１４～１７を組み合わせて構成されている。フィードポンプ６は、高圧燃料ポンプ７よりも低圧条件により燃料１８を送出する低圧燃料ポンプとして電動ＤＣポンプにより構成されている。

車両内には、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）によるネットワークＮが構成されており、このネットワークＮには、前述のエンジンＥＣＵ２、ＦＰＣ３の他、各種のセンサ９～１２が接続されている。これらのセンサ９～１２は、コモンレール４に設置された燃圧センサ９、内燃機関１３内のクランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１０、車両内に設置されたアクセルペダルセンサ１１、などであり、その他にも、燃料タンク５内に設置されるタンク内圧センサ（図示せず）、車両内に設置された車速センサ１２、などを挙げることができる。内燃機関１３の動作状態を検出するためのセンサとしては、クランク角センサ１０、アクセルペダルセンサ１１、などが設置されている。

クランク角センサ１０は、内燃機関１３内のクランク軸が所定角度回転する度にクランク角信号を出力する。エンジンＥＣＵ２は、ネットワークＮからクランク角センサ１０のクランク角信号を受信することに応じてエンジン回転数を算出可能になっている。車両の制御主体（例えば、エンジンＥＣＵ２）は、内燃機関１３の各種の変化に伴いクランク軸を回転させるトルクを変更する。
ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２からこのエンジン回転数の情報を取得したり、またはネットワークＮを通じてクランク角信号を取得することでエンジン回転数を算出できる。アクセルペダルセンサ１１は、運転者によるアクセルペダルの踏込量に対応したアクセルセンサ信号を出力するものであり、エンジンＥＣＵ２及びＦＰＣ３は、このアクセルセンサ信号によりアクセルペダルの踏込量、アクセル開度の情報を取得できる。

エンジンＥＣＵ２は、図示しないがマイコン及び制御ＩＣを備えて構成され、各種センサ９～１２のセンサ信号を入力し、このセンサ信号に基づいて、燃料噴射弁１４～１７の噴射制御及び高圧燃料ポンプ７のポンプ制御処理を実行する。

燃料タンク５は、燃料１８を蓄積している。フィードポンプ６は、ＦＰＣ３による制御に基づいて燃料タンク５からフィルタ６ａを通じて燃料１８を吸入し低圧配管１９に供給する。この低圧配管１９は、燃料タンク５から燃圧センサ８を通じて高圧燃料ポンプ７に接続されている。高圧燃料ポンプ７は、低圧配管１９を通じて供給された燃料１８を吸入し高圧配管２０を通じてコモンレール４に供給する。コモンレール４は、高圧燃料ポンプ７により供給された燃料１８を蓄圧して保持する。またコモンレール４には減圧弁（図示せず）が設置されており、この減圧弁が、エンジンＥＣＵ２の制御により開弁されることによりコモンレール４の内部の燃料１８をリターン配管（図示せず）を通じて燃料タンク５に戻してコモンレール４の内部圧力を低下制御できる。

このコモンレール４には、当該コモンレール４の内部の燃料圧力、すなわち実圧力を検出するための燃圧センサ９が設置されている。各気筒の燃料噴射弁１４～１７は、内燃機関１３に設置され、コモンレール４に並列して接続されている。エンジンＥＣＵ２は、コモンレール４の内部に蓄積されている燃料１８を燃料噴射弁１４～１７を通じて内燃機関１３の各気筒に噴射制御する。燃料噴射弁１４～１７は、公知な電磁駆動式又はピエゾ駆動式のものである。

＜ＦＰＣ３の基本的構成＞
ＦＰＣ３は、制御部としてのＣＰＵ３ａ及びメモリ３ｂを備える制御ロジックを主として構成され、ＣＰＵ３ａが非遷移的実体的記録媒体としてのメモリ３ｂに記憶されたプログラムに基づいて各種制御を実行するように構成される。ＣＰＵ３ａは、メモリ３ｂに記憶されたプログラムを実行することで、ゲイン変更部としての機能を実現している。
このＦＰＣ３は、フィードポンプ６のポンプＤＣモータの駆動制御及びその保護処理並びにダイアグノーシス機能を実行する。ＦＰＣ３は、ネットワークＮを介してエンジンＥＣＵ２との間で通信可能になっており、エンジンＥＣＵ２からネットワークＮ経由で入力される指令目標燃圧に基づいて、燃料１８を自律的に燃料タンク５から吸い出して圧力を印加し、低圧配管１９を通じて高圧燃料ポンプ７に燃料１８を送出する。
このＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２から指令目標燃圧を入力すると、この指令目標燃圧に応じてフィードポンプ６により送出される燃料１８の実燃料圧力をフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御、ＰＩ制御又はＰ制御）する。このときＦＰＣ３は、フィードバックゲイン（例えばＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン）をパラメータとしてフィードバック制御するように構成されている。

他方、高圧燃料ポンプ７は、エンジンＥＣＵ２による高圧燃料ポンプ７の周期的制御に応じて、クランクシャフトの回転に同期したクランク角１８０°ＣＡ毎に０又は１回燃料を圧送する。

＜フィードポンプ６の制御処理の説明＞
以下、前述した基本的構成、機能に応じた特徴的な作用、動作について、図２以降の図面を参照しながら説明する。エンジンＥＣＵ２は、各種のセンサ９～１２からセンサ情報を入力し、内燃機関１３の運転状態、動作状態を取得し、コモンレール３の目標燃圧を設定し、燃圧センサ９により検出されたコモンレール４の実際の燃圧を目標燃圧にフィードバック制御する。

この際、エンジンＥＣＵ２は、ＦＰＣ３に指令目標燃圧を定期的、周期的に出力する。ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ３から定期的、周期的に入力された指令目標燃圧に応じてフィードポンプ６をＰＩＤ制御、ＰＩ制御又はＰ制御によりフィードバック制御する。ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２からの指令目標燃圧を可能な限り素早く実現するが、指令目標燃圧を一時的に上回ったりオーバーシュートを許容しつつアンダーシュートを許容しないように制御する。ＦＰＣ３は、比例ゲイン、いわゆるＰゲインのパラメータをフィードバックゲインのパラメータとして燃料圧力をフィードバック制御する。

図２は、ＦＰＣ３がフィードバック制御処理を実行するときに定期的、周期的に行われるＰゲインのパラメータの算出処理をフローチャートにより概略的に示している。この図２に示すように、ＦＰＣ３は、Ｓ１において車速センサ１２から現在の車速情報を取得すると共に、アクセルペダルセンサ１１からアクセルセンサ信号を入力して踏込量の情報を取得したり、エンジンＥＣＵ２からアクセルペダルの踏込量の情報を取得する。そしてＦＰＣ３は、定期的に取得しているアクセルペダルの踏込量の差分を算出することで、Ｓ２において前回と今回との差分をアクセルペダル操作量として算出する。

そしてＦＰＣ３は、各種センサ９～１２の情報により内燃機関１３の状態を検出し、この情報と共にイグニッションキースイッチの状態情報などによりシステムの動作状態を検出する。このときＦＰＣ３は、フューエルカット中であるか否か、また、エンジンストップしているか否かを判定し、フューエルカット中又はエンジンストップ中であるときにはＳ３にてＹＥＳと判定し、Ｓ９においてＰゲインを３段階のうちの３段階目の大ゲイン定数に設定して算出処理を終了する。このＳ９の処理において、ＦＰＣ３はＰゲインを設定するだけであり、実際のフィードバック制御処理については後に実行する。

ＦＰＣ３は、フューエルカット中又はエンジンストップ中ではないと判定したときには、Ｓ４～Ｓ８において車速情報及びアクセルペダル操作量に応じてＰゲインを大中小ゲイン定数の３段階のうち何れかの段階のゲイン定数に設定する。

これらの大ゲイン定数、中ゲイン定数、小ゲイン定数は、一連の車両制御に係るシステムの動作状態（後述の図３に示すように、エンジン停止状態、エンジン始動状態、アイドル状態、発進加速状態、定速走行状態、フューエルカット中の減速状態、フューエルカット解除した後の減速状態、アイドル状態）にて設定される所定のゲイン範囲のうち、それぞれ、中間的な標準値（例えば中央値）、この標準値に比較して大きな値（例えば最大値）、標準値に比較して小さな値（例えば最小値）に段階的に予め設定されている所定値である。以下では、３段階に分けて説明するが、４段階以上に分けても良いし、２段階に分けても良いし、無段階であっても良い。

詳細には、ＦＰＣ３は、車速情報をアイドル判定車速の上限値以上と取得しているときには、Ｓ６においてＰゲインを走行用の中ゲイン定数に設定する。この中ゲイン定数は、車両がアイドル状態ではなく、定速走行している場合に用いられる定数である。また、アクセルペダル操作量が予め設定されている判定閾値以上であるときには、ＦＰＣ３は、Ｓ５においてＮＯと判定してＳ７においてＰゲインを大ゲイン定数とする。逆に、アクセルペダル操作量が予め設定されている判定閾値よりも小さいときには、ＦＰＣ３は、Ｓ５においてＹＥＳと判定してＳ８においてＰゲインを小ゲイン定数とする。

＜コンベンショナル車両におけるフィードポンプ６の実制御動作例＞
図３はフィードポンプ６の実制御動作をタイミングチャートを用いて示している。イグニッションスイッチがＡＣＣオンされると、バッテリ電源がエンジンＥＣＵ２及びＦＰＣ３などの各種電子制御装置に供給される。これにより、エンジンＥＣＵ２及びＦＰＣ３は起動する。エンジンＥＣＵ２は内燃機関１３の制御及び燃料噴射弁１４～１７の噴射制御を実行すると共に、ＦＰＣ３はエンジンＥＣＵ２から送信される指令目標燃圧に応じてフィードポンプ６を制御する。このとき、まずＦＰＣ３はフィードポンプ６のフィードバック制御処理に必要なパラメータを設定する。

電源投入後に、ＦＰＣ３は、図２のＳ１において車両の速度を表す車速情報を取得すると共に、内燃機関１３のエンジン回転数情報を取得し、これらの車速又はエンジン回転数の何れかが０又は所定以下となっており内燃機関１３が停止していると判定されると、この間、ＦＰＣ３は、図２のＳ３にてＮＯと判定しＳ９においてＰゲインを大ゲイン定数に設定し内燃機関１３の始動を待機する。
イグニッションスイッチがＩＧオンされると内燃機関１３が始動する。このとき、エンジンＥＣＵ２は、コモンレール４の内部燃圧を上昇させるため高圧燃料ポンプ７から燃料１８をコモンレール４に供給させると共に、図３のｔ１においてＦＰＣ３に指令目標燃圧を出力する。

そしてエンジン始動時において、エンジンＥＣＵ２は、図３のｔ２においてエンジン回転数が所定範囲のアイドル回転数になるように内燃機関１３を制御すると共に燃料噴射弁１４～１７から燃料１８を噴射させる。燃料１８が燃料噴射弁１４～１７から内燃機関１３に噴射されるとコモンレール４の内部燃圧が低下する。エンジンＥＣＵ２が高圧燃料ポンプ７を制御するが、このときＦＰＣ３はエンジンＥＣＵ２から指令目標燃圧を入力すると、燃圧センサ８の検出結果に応じてフィードポンプ６の実燃圧をこの指令目標燃圧となるようにフィードバック制御する。このエンジン始動時においては、Ｐゲインが大ゲイン定数に設定されているため、実噴射量が急激に増加したとしても、この噴射量に合わせて、フィードポンプ６の実燃圧も早急に追従して増加する。図３に示す増加勾配Ｋ１参照。

その後、内燃機関１３の動作状態がアイドル状態になると、ＦＰＣ３は、内燃機関１３の動作状態をアイドル状態と検知し、図２のＳ３にてＮＯ、Ｓ４にてＹＥＳ、Ｓ５にてＹＥＳと判定することで、Ｓ８にてＰゲインを小ゲイン定数に設定する。その後、エンジンＥＣＵ２は、フィードポンプ６の指令目標燃圧を低下させるようにＦＰＣ３に指令する。図３のタイミングｔ３、ｔ４参照。

このとき、ＦＰＣ３は、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧に合わせるようにフィードバック制御する。このアイドル状態においては、ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２から指令目標燃圧の低下指令を受ける前に、Ｓ８においてＰゲインを小ゲイン定数に設定しているため、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に制御することはない。図３に示す減少勾配Ｋ２参照。

なお、フィードポンプ６の後段には高圧燃料ポンプ７が配置されているが、高圧燃料ポンプ７が、コモンレール４に燃料１８を圧送するときには、クランクシャフトの回転に連動して図示しない加圧室内の圧力を高低に調整することで低圧配管１９から燃料を吸入し、高圧配管２０を通じてコモンレール４に燃料１８を圧送する。このとき、フィードポンプ６と高圧燃料ポンプ７とを接続する低圧配管１９に蓄積された燃料圧力が変動し脈動を生じる。しかし、このアイドル状態においては、ＦＰＣ３は、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に制御することがないため、低圧配管１９の内部の燃圧変動の影響を緩和できる。この結果、脈動の影響を緩和できるようになり、ドライブフィーリングを向上できる。

その後、運転者は、アイドル状態において車両を発進させるため、アクセルペダルを踏み込むが、アクセルペダルが踏み込まれると、このアクセルペダル操作量が急増する。このため、図２のＳ５においてアクセルペダル操作量が所定の判定閾値を超える。このとき、アクセルペダル操作量が所定の判定閾値を超えたことを示す情報が加速指令情報としてエンジンＥＣＵ２及びＦＰＣ３に入力される。するとＦＰＣ３の側では、Ｓ５でＹＥＳと判定しＳ７においてＰゲインを大ゲイン定数に設定する。図３のタイミングｔ５参照。

他方、エンジンＥＣＵ２は、アクセルペダルセンサ１１のアクセルセンサ信号によりアクセルペダル操作量の情報に応じて内燃機関１３のエンジン回転数を増加させながら、単位時間当たりの燃料噴射量を増加させるように、燃料噴射弁１４～１７から燃料１８を噴射させる。
エンジンＥＣＵ２は、燃料１８の実噴射量を増加させることでコモンレール４の燃圧が低下するため高圧燃料ポンプ７を動作させると共にフィードポンプ６に指令目標燃圧を上昇させるように指令する。図３のタイミングｔ６参照。ＦＰＣ３は、このタイミングｔ６の前のタイミングｔ５においてＰゲインを大ゲイン定数に設定しているため、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に追従性良く制御できるようになり、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧以上の大きな燃圧に素早く制御できる。
したがって、エンジン回転数が大きな回転数増加勾配Ａ１（図３参照）に対応して大幅に増加したとしても、この回転数増加勾配Ａ１に対応したエンジン回転数に追従するようにフィードポンプ６の実燃圧を素早く制御できる。図３に示す増加勾配Ｋ３参照。

このようにして、動作状態が発進加速状態に至る。発進加速状態に移行することで、消費燃料が大幅に増加したとしても、フィードポンプ６は、この消費燃料の増加に追従して、低圧配管１９を通じて燃料１８を高圧燃料ポンプ７に供給できる。
その後、車速が増加すると運転者がアクセルペダルの踏込量を少なくする。図３のタイミングｔ７において、運転者がアクセルペダルの踏込量を一定量に保ち車両を定速走行させると、エンジン回転数は加速時の回転数より少なくなる。図３のタイミングｔ８参照。。この定速走行状態では、ＦＰＣ３は、図３のＳ３にてＮＯ、Ｓ４にてＮＯと判定し、Ｐゲインを中ゲイン定数に設定する。

その後、運転者が、図３のタイミングｔ９においてアクセルペダルの踏込量を０にすると、図３のタイミングｔ９～ｔ１０において、エンジンＥＣＵ２は、燃料噴射弁１４～１７への燃料供給を絶つフューエルカット制御を行うことで燃料噴射弁１４～１７から噴射させる実噴射量を実質的に０に低下させる。これにより、いわゆるエンジンブレーキがかけられることになり、車両は減速し、エンジン回転数が所定の回転数（例えば、アイドル状態において定められる所定の回転数）まで低下する。
この間、エンジンＥＣＵ２は、タイミングｔ９において指令目標燃圧を低くするようにＦＰＣ３に指令する。他方、ＦＰＣ３は、図２のＳ３にてＹＥＳと判定することでＰゲインを大ゲイン定数に設定し、そして目標燃圧を低くしてフィードポンプ６の実燃圧をフィードバック制御する。

ここで、Ｐゲインを大ゲイン定数に設定している理由は、その後のフューエルカット解除時の内燃機関１３の再始動に係る急な噴射量の増加、又は、その後の急な発進加速に係る加速指令情報の入力に備えるためである。
エンジンＥＣＵ２は、フューエルカット制御を解除したときには、内燃機関１３を再始動し燃料噴射弁１４～１７から燃料１８を噴射開始することになる。このとき、燃料１８がコモンレール４から燃料噴射弁１４～１７に急激に供給されると、燃料１８の消費量が急増する。するとコモンレール４の内部の圧力低下に伴い、エンジンＥＣＵ２は、ＦＰＣ３に指令目標燃圧を増加指令することになる。また、運転者がアクセルペダルを踏込み急加速した場合、エンジンＥＣＵ２がこの急発進に対応するため、高圧燃料ポンプ７からコモンレール４を通じて燃料噴射弁１４～１７に燃料供給すると共に、ＦＰＣ３に指令目標燃圧を急増指令することになる。

このようなとき、ＦＰＣ３が、エンジンＥＣＵ２の急発進に係る指令目標燃圧の急増に対する制御処理を遅らせてしまうと、エンジンＥＣＵ２が、内燃機関１３のエンジン回転数を素早く上昇できなくなるため好ましくない。このため、ＦＰＣ３は、フューエルカット中であると判定すると、タイミングｔ９においてＰゲインを大ゲイン定数に設定することで、その後のフューエルカット解除時の制御処理、及び、急発進時の制御処理に予め対応できるようにしている。この図３のタイミングｔ９～ｔ１０に示されるフューエルカット中において、ＦＰＣ３は、Ｐゲインを大ゲイン定数に設定しているため、燃圧センサ８で検出される実燃圧の変動に対し敏感に制御できる。

その後、エンジンＥＣＵ２は、所定の条件（例えば、エンジン回転数が所定の回転数まで低下する条件）を満たすと、図３のタイミングｔ１０においてフューエルカットを終了する。エンジンＥＣＵ２は、フューエルカット制御を終了すると、ＦＰＣ３に指令目標燃圧を上昇指令するため、ＦＰＣ３は、この指令目標燃圧に合わせるように実燃圧をフィードバック制御する。その後、エンジンＥＣＵ２は、図３のタイミングｔ１１において燃料噴射弁１４～１７への通電を再開し、内燃機関１３への噴射処理を開始する。これにより、燃料１８の実噴射量が上昇することになり、この実噴射量の急上昇に対応して、ＦＰＣ３は、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対し敏感に制御できる。

その後においても、運転者がアクセルペダルを再度踏み込まなければ、エンジン回転数が保持されることになるため、図３のタイミングｔ１２において動作状態はアイドル状態に移行する。エンジンＥＣＵ２はアイドル状態に移行すると、ＦＰＣ３に指令目標燃圧を低下させるように指令する。他方、ＦＰＣ３は、図２のＳ３にてＮＯ、Ｓ４及びＳ５でＹＥＳと判断し、Ｐゲインを小ゲイン定数に設定し、指令目標燃圧に合わせるように実燃圧をフィードバック制御する。このようにして一連の制御処理を実行できる。

＜比較例＞
＜全動作状態にてＰゲインを大ゲイン定数に設定＞
図４は、例えばＦＰＣ３と同様の構成がＰゲインを大ゲイン定数に設定したまま前述の一連の車両制御処理を実行した場合の各値の変化を比較例として示している。このときの「大ゲイン定数」は、例えば燃料１８の代表的な温度により決定される定数である。
図４の領域Ｒａ１、Ｒａ３には、動作状態がアイドル状態のときの動作を示している。これらの領域Ｒａ１又はＲａ３に示すように、特に動作状態がアイドル状態であるときには、ＦＰＣ３がＰゲインを大ゲイン定数に設定していると、フィードポンプ６の実燃圧がエンジンＥＣＵ２の指令目標燃圧を中心として上下に大きく変動する。すると、このフィードポンプ６の実燃圧に応じて、燃料噴射弁１４～１７の実噴射量が上下に変動するため、エンジン回転数も上下に大きく変動する。すると、車両の動作安定性が損なわれる。
図４の領域Ｒａ２には、動作状態が定速走行状態のときの動作を示している。この領域Ｒａ２に示すように、動作状態が定速走行状態であるときには、領域Ｒａ２に示すように、ＦＰＣ３がＰゲインを大ゲイン定数に設定していると、フィードポンプ６の実燃圧が指令目標燃圧を中心として上下に大きく変動し、アイドル状態と同様に、実噴射量、エンジン回転数も大きく変動することになり、動作安定性が損なわれてしまう。

＜全動作状態にてＰゲインを小ゲイン定数に設定＞
他方、図５は、ＦＰＣ３がＰゲインを「小ゲイン定数」に設定したまま一連の車両制御処理を実行した場合の各値の変化を示している。
この図５の領域Ｒｂ１には、動作状態がエンジン始動時のときの動作を示している。この領域Ｒｂ１において、ＦＰＣ３がＰゲインを小ゲインに設定していると、フィードポンプ６の実燃圧がエンジンＥＣＵ２の指令目標燃圧に対し早急に追従できなくなる。比較例の初期勾配Ｋ１ａ参照。するとエンジンＥＣＵ２は、内燃機関１３の始動に必要以上に時間を要することがある。また図５の領域Ｒｂ２には、動作状態が発進加速状態のときの動作を示している。動作状態が発進加速状態のときには、燃料消費が大きく増加すると共に噴射量が大幅に増加する。このときフィードポンプ６の実燃圧がエンジンＥＣＵ２の指令目標燃圧に早急に追従できないと、領域Ｒｂ２ａに示すように、発進加速状態の初期段階において、燃料の実噴射量が大きく低下することになり、エンジン回転数の上昇度も低くなる。エンジン回転数の初期勾配Ａ１ａ参照。
また図５の領域Ｒｂ３には、動作状態がフューエルカットからフューエルカット解除に至る際の動作を示している。このフューエルカット解除タイミングｔ１０～ｔ１１ａにおいても、ＦＰＣ３がＰゲインを小ゲインに設定していると、フィードポンプ６の実燃圧がエンジンＥＣＵ２の指令目標燃圧に対し早急に追従できないと、燃料噴射を実質的に開始するタイミングが遅れてしまうことになる。図５の領域Ｒｂ３のタイミングｔ１１ａ参照。このような場合に備え、前述したように、Ｐゲインをアクティブに変化させることが望ましい。

＜本実施形態の概念的なまとめ、効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ＦＰＣ３は、外部のエンジンＥＣＵ２から入力される指令目標燃圧に応じてフィードポンプ６の実燃圧をフィードバック制御しているが、ＦＰＣ３は加速指令情報を入力したときに、図２のＳ４でＹＥＳ、Ｓ５でＮＯと判定し、Ｐゲインを例えば大ゲイン定数に大きく変更している。このため、加速指令情報に応じて適切なＰゲインに設定できるようになる。

またＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２による指令目標燃圧の上昇指令を図３のタイミングｔ６にて入力する前に、図３のタイミングｔ５にて加速指令情報を入力したときに、図２のＳ４でＹＥＳ、Ｓ５でＮＯと判定し、Ｐゲインを例えば大ゲイン定数に大きく変更している。このためＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２による指令目標燃圧が変更されることを見越してＰゲインを予め大きく変更でき、その後の図３のタイミングｔ６において、ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２から指令目標燃圧の上昇指令を入力したとしても、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に追従性良く制御できるようになり、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧より大きな燃圧に素早く制御できる。

ＦＰＣ３は、車速センサ１２から得られる車速情報、又は、内燃機関１３のエンジン回転数情報により内燃機関１３が停止していると判定されると、そのタイミングｔ０においてＰゲインを大ゲイン定数に設定している。このためＦＰＣ３は、その後の指令目標燃圧の上昇指令を見越してＰゲインを予め大きく変更でき、その後の図３のタイミングｔ１において、ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２から指令目標燃圧の上昇指令を入力したとしても、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に追従性良く制御できるようになり、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧より大きな燃圧に素早く制御できる。

動作状態がフューエルカット中であると判定したときには、ＦＰＣ３はＰゲインを大きく変更しているため、その後の内燃機関１３の再始動に伴う噴射量の増加又はその後の急な発進加速に係る加速指令情報を入力したとしても、極力短い時間で素早く迅速に対応できるようになり、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧より大きな燃圧に敏感に素早く制御できる。

動作状態が定速状態であると、内燃機関１３はアイドル状態を超える程度の一定トルクでクランク軸を回転させることになるが、この中程度の一定トルクを保持するために、ＦＰＣ３は、Ｐゲインを中ゲイン定数に設定している。このため、フィードポンプ６の実燃圧の変動に対して適度な応答を保つことができる。アイドル状態では、内燃機関１３は比較的小さな一定のトルクでクランク軸を回転させることになるが、ＦＰＣ３は、アイドル状態において、Ｐゲインを小ゲイン定数に設定しているため、フィードポンプ６の実燃圧の変動に対する適度な応答を保持でき、フィードポンプ６の実燃圧が大きく振動しないように制御できる。

（第２実施形態）
図６から図８は、第２実施形態の追加説明図を示している。図６は、図１の燃料噴射システム１に代わる車両制御システム２０１の構成の具体例を示している。この車両制御システム２０１は、第１実施形態で説明した燃料噴射システム１に加えて、ハイブリッド車両制御に係る構成を備える。

図６に示すように、ネットワークＮにはハイブリッドＥＣＵ（以下、ＨＶＥＣＵと称す）２１が接続されている。このハイブリッドＥＣＵ２１は、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイコン（図示せず）などを制御主体として備えたハイブリッド制御用のＥＣＵであり、ネットワークＮに流れる各種情報（例えばエンジンＥＣＵ２及びＦＰＣ３の出力情報、アクセルペダルセンサ１１、車速センサ１２等のセンサ情報）を入力し、これらの情報に基づいて車輪駆動モータ２２を制御するように構成される。
これらのＨＶＥＣＵ２１及びエンジンＥＣＵ２が、それぞれ、車輪駆動モータ２２及び内燃機関１３を制御するときには、当該ＥＣＵ２１及び２同士が各種情報を授受して協働しながら制御する。ＨＶＥＣＵ２１は、車輪駆動モータ２２の回転駆動用のトルクと、エンジンＥＣＵ２への内燃機関１３による要求トルクとを合算し、これらのトルクを目標トルクとなるように統合的に制御する。このとき必要なトルクが、車輪駆動モータ２２の回転駆動用のトルクを上回ると、要求トルク情報を含むエンジン駆動要求信号をエンジンＥＣＵ２に加速指令情報として送信する。

エンジンＥＣＵ２は、このエンジン駆動要求信号を受け付けると、このエンジン駆動要求信号に含まれる要求トルク情報を用いて内燃機関１３を制御する。本実施形態において、ＦＰＣ３は、このＨＶＥＣＵ２１からエンジンＥＣＵ２に出力されたエンジン駆動要求信号をネットワークＮから同報受信し、このエンジン駆動要求信号を用いてＰゲインを制御する。

以下では、この具体例を説明する。第１実施形態でも示したが、エンジンＥＣＵ２は、各種のセンサ９～１２からセンサ情報を入力し、内燃機関１３の運転状態、動作状態を用いて、コモンレール４の目標燃圧を設定し、燃圧センサ８により検出されたコモンレール４の実際の燃圧を目標燃圧にフィードバック制御する。この際、エンジンＥＣＵ２はＦＰＣ３に指令目標燃圧を周期的に出力する。ＦＰＣ３は、エンジンＥＣＵ２からの指令目標燃圧を可能な限り素早く実現するようにフィードポンプ６の実燃圧をフィードバック制御する。

図７は、フィードバック制御処理を実行するときに定期的に行われるＰゲインのパラメータの算出処理をフローチャートにより概略的に示している。
ＦＰＣ３は、Ｓ１ａにおいて車速センサ１２から現在の車速情報を取得すると共に、ＨＶＥＣＵ２１からエンジン駆動要求信号を取得し、このエンジン駆動要求信号に含まれる要求トルク情報を取得する。そしてＦＰＣ３は、定期的に取得している要求トルクの差分を算出することで、Ｓ２ａにおいて前回と今回との差分を差分要求トルクとして算出する。

そしてＦＰＣ３は、各種センサ９～１２の情報を用いて内燃機関１３の動作状態を検出し、Ｓ３ａにおいてエンジンストップしているか否かを判定し、エンジンストップ中であるときにはＳ３ａにてＹＥＳと判定し、Ｓ９においてＰゲインを３段階のうちの３段階目の大ゲイン定数に設定して算出処理を終了する。このときのＳ９の処理においてはＰゲインを設定するだけであり、実際のフィードバック制御処理は後に実行される。

ＦＰＣ３は、Ｓ３ａにおいてエンジンストップ中ではないと判定したときには、Ｓ４～Ｓ８において車速情報及び差分要求トルクの値に応じて、Ｐゲインを大中小ゲイン定数の３段階のうち何れかの段階のゲイン定数に設定すると良い。このＰゲインは前述実施形態と同様に２段階でも４段階以上でも無段階に設定しても良い。

詳細には、ＦＰＣ３は、車速センサ１２による車速情報を車速閾値の上限値以上と取得しているとき、Ｓ６においてＰゲインを走行用の中ゲイン定数に設定する。この中ゲイン定数は、車両が燃料１８を用いて内燃機関１３を駆動しながら定速走行している場合に用いられる定数である。
また、差分要求トルクが予め設定されている差分トルク閾値以上であるときには、ＦＰＣ３は、Ｓ５ａにおいてＮＯと判定してＳ７においてＰゲインを大ゲイン定数とする。逆に、差分要求トルクが予め設定されている差分トルク閾値よりも小さいときには、ＦＰＣ３は、Ｓ５においてＹＥＳと判定し、Ｓ８においてＰゲインを小ゲイン定数とする。すなわち、Ｓ５ａにおいて、ＨＶＥＣＵ２１からエンジンＥＣＵ２に要求される要求トルクが所定以上の変動量となれば、Ｓ７においてＰゲインを大ゲイン定数とし、それ以外の場合にはＳ８において小ゲイン定数に設定する。

＜ハイブリッド車両におけるフィードポンプの実制御動作例＞
図８は、図３に代わるタイミングチャートを示している。詳細な動作説明は、第１実施形態の「アクセルペダル操作量」を「差分要求トルク」に読み替えた場合と概ね同様となる。このため、必要に応じてその詳細動作説明を省略する。
ＨＶＥＣＵ２１が、車輪駆動モータ２２を駆動することで車両がモータ走行しているときには、ＨＶＥＣＵ２１はエンジンＥＣＵ２への要求トルクを０又は一定範囲に制御している。このため、車両がモータ走行しているときには、図７のＳ２ａにて算出される差分要求トルクは概ね０となり、このときＦＰＣ３は、Ｓ３ａにてエンジンストップ中であると判定することでＳ３ａにてＹＥＳと判定し、Ｓ９にてＰゲインを大ゲイン定数に設定する。このモータ走行状態では、ＦＰＣ３は、Ｐゲインを大ゲイン定数に設定しているため、この後の急加速に事前に備えることができる。図８のタイミングｔ５ａ参照。この後、例えば、動作状態が発進加速状態に移行し、ＨＶＥＣＵ２１がエンジンＥＣＵ２への要求トルクを急増させると、図７のＳ５ａにて差分要求トルクが所定の差分トルク閾値を超える。

他方、エンジンＥＣＵ２は、エンジン駆動要求信号に含まれる要求トルク情報に応じて内燃機関１３のエンジン回転数を増加させながら、時間当たりの燃料噴射量を増加させるように燃料噴射弁１４～１７から燃料を噴射させる。エンジンＥＣＵ２は、燃料１８の実噴射量を増加させる。このときコモンレール４の燃圧が低下するため、エンジンＥＣＵ２は高圧燃料ポンプ７を動作させると共に、フィードポンプ６に指令目標燃圧を上昇させるように指令する。図８のタイミングｔ６ａ参照。
ＦＰＣ３は、このタイミングｔ６ａの前のタイミングｔ５ａにおいてＰゲインを大ゲイン定数に設定しているため、燃圧センサ８により検出される実燃圧の変動に対して敏感に追従性良く制御できるようになり、フィードポンプ６の実燃圧を指令目標燃圧より大きな燃圧に素早く制御できる。このようにして、動作状態が発進加速状態に至る。動作状態が発進加速状態に移行することで、消費燃料が大幅に増加したとしても、フィードポンプ６は、この消費燃料の増加に追従して、燃料１８を低圧配管１９ひいては高圧燃料ポンプ７に供給できる。
この後、タイミングｔ８以降における定速走行状態において、ＦＰＣ３は、図８のＳ３ａにてＮＯ、Ｓ４ａにてＮＯと判定し、Ｐゲインを中ゲイン定数に設定する。この後の動作は、前述実施形態と概ね同様であるためその詳細説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＦＰＣ３はエンジン駆動要求信号による加速指令情報を入力するとＰゲインを例えば大ゲイン定数に大きく変更している。このため、エンジン駆動要求信号による加速指令情報に応じて適切なＰゲインを設定できるようになる。その他についても前述実施形態と概ね同様の作用効果を奏する。

（他の実施形態）
本発明は前述実施形態に限定されるものではなく例えば以下に示す変形または拡張が可能である。
燃料１８が燃料タンク５からフィードポンプ６及び高圧燃料ポンプ７を通じてコモンレール４に供給され、このコモンレール４から燃料噴射弁１４～１７に供給される形態を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、燃料１８が一つのポンプ６を通じて燃料噴射弁１４～１７に直接供給される形態にも適用できる。また前述実施形態では、フィードポンプ６の制御に特徴的な処理を施す形態を示したが、これに限定されるものではなく、前述実施形態の構成を採用したときに、高圧燃料ポンプ７の制御に特徴的な処理を施すようにしても良い。

Ｐゲインのパラメータをフィードバックゲインのパラメータとして制御する形態を示したが、積分ゲイン、すなわちＩゲインのパラメータを用いて制御する形態であっても良いし、微分ゲイン、すなわちＤゲインのパラメータを用いて制御する形態であっても良いし、これらのＰ、Ｉ、Ｄ制御の組合せを行っても良い。またその他のフィードバック制御を用いた場合には、そのゲインパラメータを用いてフィードバック制御するようにしても良い。

また、Ｐゲインのパラメータをフィードバックゲインのパラメータとして制御する形態を示したが、当該Ｐゲインのパラメータにゲイン補正係数を演算（例えば乗算）し、Ｐゲインのパラメータとして算出するようにしても良い。このときのゲイン補正係数は、アクセルペダルの操作量、車速、アクセルペダルの踏込量、の少なくとも何れか一つのパラメータを演算して求めるようにしても良い。
このとき、アクセルペダルの操作量、車速、アクセルペダルの踏込量、の各変化に対応したゲイン補正係数のマップをＦＰＣ３のメモリ３ｂに記憶させておき、当該アクセルペダルの操作量、車速、アクセルペダルの踏込量の各変化に対応したゲイン補正係数をこのマップから算出し、このゲイン補正係数を演算してＰゲインのパラメータとして算出することが望ましい。

一連の車両制御（すなわちエンジン停止状態、エンジン始動状態、アイドル状態、発進加速状態、定速走行状態、フューエルカット中の減速状態、フューエルカット解除した後の減速状態、アイドル状態）の中で、ＦＰＣ３によるフィードバック制御に係るＰゲインを３段階の大中小にゲイン変更する形態を示したが、これに限定されるものではなく、無段階に大小制御する形態にも適用できる。

例えば、大中小に３段階にゲイン変更するときには、特に図２又は図７中のＳ６の中ゲイン定数に代えて大ゲイン定数に設定しても良い。また、フューエルカット中であると判定したときには、Ｐゲインを大ゲイン定数に代えて中ゲイン定数に設定しても良い。アイドル状態においては、小ゲイン定数に設定した形態を示したが中ゲイン定数に設定しても良い。要は、最小値（ここでは小ゲイン定数）よりも大きく設定すれば良い。

ＦＰＣ３とエンジンＥＣＵ２とＨＶＥＣＵ２１とはその２以上の装置を一体に構成しても別体に構成しても良く、各電子制御装置３、２、２１に搭載された機能を分担しても同一の電子制御装置に構成しても良い。ディーゼルエンジンによる内燃機関１３に適用した形態を示したが、これに限定されず、ガソリンエンジンによる内燃機関に適用しても良い。

前述実施形態の構成、処理内容を組み合わせて構成しても良い。また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。

また本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

図面中、３はＦＰＣ（燃料ポンプ制御装置）、３ａは制御部、６はフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）、７は高圧燃料ポンプ、１３は内燃機関、を示す。

Claims (9)

1. 車両の内燃機関（１３）に燃料を供給するための燃料ポンプ制御装置（３）であって、
   外部から入力される指令目標燃圧に応じて燃料ポンプの実燃料圧力をフィードバック制御する制御部（３ａ）を備え、
   前記制御部は、前記内燃機関を用いて加速するための加速指令情報を入力すると前記制御部による実燃料圧力のフィードバック制御に用いられるゲインを少なくとも最小値よりも大きく変更するゲイン変更部（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７；Ｓ４ａ、Ｓ５ａ、Ｓ７）を備え、
   前記車両の速度を表す車速情報又は前記内燃機関のエンジン回転数情報に応じて前記内燃機関が停止していると判定されたとき（ｔ５ａ～ｔ８）に、前記ゲイン変更部は前記ゲインを前記最小値より大きく設定する燃料ポンプ制御装置。
2. 車両の内燃機関（１３）に燃料を供給するための燃料ポンプ制御装置（３）であって、
   外部から入力される指令目標燃圧に応じて燃料ポンプの実燃料圧力をフィードバック制御する制御部（３ａ）を備え、
   前記制御部は、前記内燃機関を用いて加速するための加速指令情報を入力すると前記制御部による実燃料圧力のフィードバック制御に用いられるゲインを少なくとも最小値よりも大きく変更するゲイン変更部（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７；Ｓ４ａ、Ｓ５ａ、Ｓ７）を備え、
   前記ゲイン変更部は、前記内燃機関がフューエルカット中であると判定される（Ｓ３、ｔ９～ｔ１０）と、前記ゲインを前記最小値より大きくする（Ｓ９）燃料ポンプ制御装置。
3. 前記ゲイン変更部は、外部から指令目標燃圧の上昇指令を入力するタイミング（ｔ６）の前に前記加速指令情報を入力したとき（ｔ５）に、前記ゲインを前記最小値より大きく設定する請求項１又は２記載の燃料ポンプ制御装置。
4. 前記内燃機関の動作状態としてアイドル状態を超える一定トルクを保持する状態であると判定されたときに（ｔ８～ｔ９）は、前記ゲイン変更部は、前記ゲインを前記最小値より大きくする（Ｓ６）請求項１から３の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
5. 前記内燃機関の動作状態としてアイドル状態（ｔ３～ｔ５）であると判定され、当該アイドル状態に応じたトルクを保持するときには、前記ゲイン変更部は、前記ゲインを直前の値より小さくする（Ｓ８）請求項１から４の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
6. 前記指令目標燃圧はエンジンＥＣＵ（２）から入力され、
   前記ゲイン変更部が、前記ゲインを変更するときには、前記エンジンＥＣＵが前記内燃機関を制御するために用いるセンサ信号と同じセンサ信号を入力しこのセンサ信号に応じて前記加速指令情報を入力する請求項１から５の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
7. 前記ゲイン変更部は、前記加速指令情報についてアクセルセンサ信号を用いて判定する請求項１から６の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
8. 前記ゲイン変更部は、前記加速指令情報についてエンジン駆動要求信号を用いて判定する請求項１から６の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。
9. 高圧燃料ポンプ（７）が燃料を燃料噴射弁（１４～１７）に供給するように構成され、
   前記燃料ポンプは、燃料タンクに蓄積された燃料に圧力を印加することで低圧配管を通じて前記高圧燃料ポンプに前記燃料を供給する低圧燃料ポンプ（６）である請求項１から８の何れか一項に記載の燃料ポンプ制御装置。

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