WO2022097429A1 - 燃圧制御システム - Google Patents

Abstract

エンジン（９０）のインジェクタ（３５）に燃料を供給する燃料供給系（９０ｆ）に適用される燃圧制御システム（９１）であって、高圧系燃圧（ＰＨ）を上昇させる昇圧ポンプ（２９）と、高圧系燃圧を減少させるための減圧弁（３８）と、昇圧ポンプ及び減圧弁を制御する制御装置（５０）と、を有し、制御装置は、減圧弁の開弁の要否を判定する開弁要否判定部（７１）を有し、開弁要と判定したことを条件に、減圧弁を開弁して高圧系燃圧を高圧系の外部に逃がす開弁制御（Ｖ）を実行する、燃圧制御システムにおいて、制御装置は、開弁制御における高圧系燃圧の逃がし先（２０）としての又は逃がす経路（３９）としての対象部に、所定の対象部閾圧（ＰＬｘ）を超える圧力が加わらないように、減圧弁の開弁度を制限しつつ当該減圧弁を開弁する開弁制限制御（Ｖｒ）を、開弁制御において実行する制限実行部（７３，７５）を有する。

Description

燃圧制御システム 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２０年１１月４日に出願された日本出願番号２０２０－１８４７３９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、エンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料供給系に適用される燃圧制御システムに関する。

　燃圧制御システムの中には、燃料供給系の一部としての高圧系の燃圧を上昇させる昇圧ポンプと、高圧系の燃圧を減少させるための減圧弁と、それら昇圧ポンプ及び減圧弁を制御する制御装置と、を有するものがある。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

特開２０１０－１９０１４７号公報

　このような燃圧制御システムにおいて、例えば、高圧系の燃圧が高い状態の時に減圧弁を一気に開弁して高圧系の燃圧を外部に逃がすと、逃がした燃料による水撃や、逃がした燃料が蒸発することにより、逃がし先としての又は逃がす経路としての対象部に、一時的に高い圧力が加わるおそれがある。そのため、対象部に対する耐圧要求が大きくなってしまう。

　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高圧系の燃圧の逃がし先としての又は逃がす経路としての対象部の耐圧要求を抑えることを目的とする。

　本開示の燃圧制御システムは、エンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料供給系に適用される。前記燃圧制御システムは、前記燃料供給系の一部としての高圧系に燃料を吐出することにより、当該高圧系の燃圧としての高圧系燃圧を上昇させる昇圧ポンプと、前記高圧系燃圧を減少させるための減圧弁と、前記昇圧ポンプ及び前記減圧弁を制御する制御装置と、を有する。

　前記制御装置は、前記減圧弁の開弁の要否を判定する開弁要否判定部を有する。そして、前記開弁要否判定部により開弁要と判定したことを条件に、前記減圧弁を開弁して前記高圧系燃圧を前記高圧系の外部に逃がす開弁制御を実行する。

　前記制御装置は、前記開弁制御における前記高圧系燃圧の逃がし先としての又は逃がす経路としての対象部に、所定の対象部閾圧を超える圧力が加わらないように、前記減圧弁の開弁度を制限しつつ当該減圧弁を開弁する開弁制限制御を、前記開弁制御において実行する制限実行部を有する。

　本開示によれば、開弁制限制御を実行して減圧弁の開弁度を制限することにより、対象部に対象部閾圧を超える圧力が加わらないようにする。そのため、対象部の耐圧要求を当該対象部閾圧にまで抑えることができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態の燃圧制御システム及びその周辺を示す概略図であり、 図２は、制御装置による開弁制御等を示すフローチャートであり、 図３は、所定状況での開弁制限制御における各値の推移を示すグラフであり、 図４は、図３とは別の状況での開弁制限制御における各値の推移を示すグラフである。

　次に本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本開示は実施形態に限定されるものではなく、開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

　［第１実施形態］
　まずは、本実施形態の要点について説明する。図１に示すように、燃圧制御システム９１は、エンジン９０のインジェクタ３５に燃料を供給する燃料供給系９０ｆに対して適用されるシステムであって、昇圧ポンプ２９と減圧弁３８と制御装置５０とを有する。

　昇圧ポンプ２９は、燃料供給系９０ｆの一部としての高圧系３０に燃料を吐出することにより、当該高圧系３０の燃圧を上昇させる。以下では、その高圧系３０の燃圧を「高圧系燃圧ＰＨ」という。他方、減圧弁３８は、高圧系燃圧ＰＨを所定の第２低圧系２０に逃がして高圧系燃圧ＰＨを減少させるための弁である。以下では、その逃がし先の第２低圧系２０の燃圧を「第２低圧系燃圧ＰＬ」という。

　制御装置５０は、昇圧ポンプ２９及び減圧弁３８を制御する。具体的には、制御装置５０は、所定の高圧系目標燃圧ＰＨｔを算出する目標燃圧算出部６２を有し、高圧系目標燃圧ＰＨｔに高圧系燃圧ＰＨを近づけるように制御する。また、制御装置５０は、減圧弁３８の開弁の要否を判定する開弁要否判定部７１を有し、開弁要否判定部７１により開弁要と判定したことを条件に、減圧弁３８を開弁する開弁制御Ｖを実行する。その開弁制御Ｖでは、制御装置５０が、所定の開弁度算出部７３により目標開弁度Ｏｔを算出すると共に、その算出した目標開弁度Ｏｔに減圧弁３８の開弁度を近づけるように制御する。

　また、制御装置５０は、その開弁制御Ｖを実行する前に、所定の要保護状態であるか否かを判定する保護要否判定部７２を有する。その要保護状態は、例えば図３（ｃ）に破線で示す比較例の状態、すなわち、開弁制御Ｖにおいて所定の開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、当該開弁制御Ｖにより逃がした燃料による水撃により第２低圧系２０に所定の第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがある状態である。

　図１に示す制御装置５０は、開弁要否判定部７１により開弁要と判定し、且つ保護要否判定部７２により要保護状態ではないと判定した場合には、開弁制御Ｖにおいて、開弁制限制御Ｖｒを実行しない通常開弁制御Ｖｎを実行する。他方、開弁要否判定部７１により開弁要と判定し、且つ保護要否判定部７２により要保護状態であると判定した場合には、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行することにより、当該開弁制限制御Ｖｒを実行しない場合に比べて減圧弁３８の開弁度を制限する。

　具体的には、開弁制限制御Ｖｒでは、例えば図３（ａ）に太線の実線で示すように、開弁当初は目標開弁度Ｏｔを所定値（例えば１００％）よりも小さい値（例えば２０％）に設定し、その後に目標開弁度Ｏｔを上記の所定値（例えば１００％）まで徐々に上昇させる。それにより、図３（ａ）に太線の破線で示す比較例の場合、すなわち、目標開弁度Ｏｔを開弁当初から上記の所定値（例えば１００％）に設定する場合に比べて、図３（ｃ）に示すように、開弁により第２低圧系２０に加わる圧力を軽減して、第２低圧系燃圧ＰＬが第２低圧系閾圧ＰＬｘを超えないようにする。

　より具体的には、開弁制限制御Ｖｒでは、開弁度算出部７３により、例えば図４（ａ）に示すように、所定の希望開弁度Ｏｔ１と所定の許容開弁度Ｏｔ２との両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２を算出する。希望開弁度Ｏｔ１は、第２低圧系２０の保護を考えなかった場合における最適の開弁度である。許容開弁度Ｏｔ２は、第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがない範囲内における上限以下の減圧弁３８の開弁度であり、具体的には、当該上限よりも所定のマージンだけ小さい開弁度である。

　そして、開弁制限制御Ｖｒでは、両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２のうちの小さい方を常に、目標開弁度Ｏｔとして採用する。なお、両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２が同じ値の場合には、どちらを目標開弁度Ｏｔとして採用してもよい。以上により、図４（ａ）に太線の破線で示す比較例の場合、すなわち、希望開弁度Ｏｔ１を常に目標開弁度Ｏｔとして採用する場合、に比べて、本実施形態では、図４（ａ）に太線の実線で示すように、開弁当初からしばらくの間、減圧弁３８の目標開弁度Ｏｔを制限する。

　以下では、図３（ｂ）に実線で示すように、高圧系燃圧ＰＨが高圧系閾圧ＰＨｘを超えず、且つ図３（ｃ）に実線で示すように、第２低圧系燃圧ＰＬが第２低圧系閾圧ＰＬｘを超えないように行う減圧弁３８の開弁を、「両立開弁」という。図１に示す制御装置５０は、仮に高圧系燃圧ＰＨに所定の異常上昇が発生すると、開弁制限制御Ｖｒにおいて上記の両立開弁を実行することが不可能になり得る状態としての要警戒状態であるか否かを判定する状態判定部６１を有する。その異常上昇は、例えば、昇圧ポンプ２９の吐出流量が当該昇圧ポンプ２９により吐出可能な吐出流量の最大値になるフル吐出異常による燃圧上昇を含む。

　制御装置５０は、状態判定部６１により要警戒状態であると判定したことを条件に、目標燃圧算出部６２により所定の燃圧制限制御を開始して、当該燃圧制限制御を実行しない場合に比べて高圧系目標燃圧ＰＨｔを低く設定する。それにより、たとえ高圧系燃圧ＰＨに上記の異常上昇が発生しても上記の両立開弁を実行できるようにする。そして、実際に両立開弁を実行する。

　次に、以上に示した本実施形態の要旨を補足する形で、本実施形態の詳細について説明する。

　図１は、本実施形態の燃圧制御システム９１及びその周辺を示す概略図である。燃料供給系９０ｆは、第１低圧系１０と上記の第２低圧系２０と上記の高圧系３０とを有する。そして、第１低圧系１０と第２低圧系２０との間には、第１低圧系１０の燃料を第２低圧系２０に供給するためのフィードポンプ１９が設置され、第２低圧系２０と高圧系３０との間には、第２低圧系２０の燃料を昇圧して高圧系３０に供給するための上記の昇圧ポンプ２９が設置されている。

　第１低圧系１０は、燃料を蓄える燃料タンク１１と、その燃料タンク１１の燃料をフィードポンプ１９に吸い上げるための第１配管１２とを有する。第２低圧系２０は、フィードポンプ１９と昇圧ポンプ２９とを互いに接続している第２配管２２を有する。

　高圧系３０は、第３配管３２と蓄圧室３３と第４配管３４とインジェクタ３５とを有する。第３配管３２は、昇圧ポンプ２９と蓄圧室３３とを互いに接続している。第４配管３４は、蓄圧室３３とインジェクタ３５とを互いに接続している。そして、高圧系３０に対しては、高圧系燃圧ＰＨを減少させるための減圧機構３７が設けられている。

　減圧機構３７は、蓄圧室３３と第２配管２２とを互いに接続するリターン配管３９と、そのリターン配管３９を開閉する上記の減圧弁３８とを有する。その減圧弁３８は、例えば蓄圧室３３におけるリターン配管３９との接続部分や、リターン配管３９等に設けられている。減圧弁３８は、例えばソレノイド弁であってもよいし、バタフライ弁であってもよい。

　減圧弁３８は、ソレノイド弁である場合、通電されると電磁ソレノイド（図示略）により弁体（図示略）を引き寄せることにより開弁し、通電が停止されると当該引き寄せを解除することにより閉弁する。また、減圧弁３８は、バタフライ弁である場合、リターン配管３９内等に設けられたディスク（図示略）が回動調節されることにより、開弁量が調節される。

　そして、エンジン９０に対しては、第２低圧系燃圧ＰＬを検出するための燃圧センサ４２や、高圧系燃圧ＰＨを検出するための燃圧センサ４３や、その他の各種センサ４０が設置されている。それらの各種センサ４０としては、例えば、クランク角センサ、流量センサ（エアフローメータ）、各種圧力センサ、各種温度センサ、空燃比センサ、アクセル開度センサ等が挙げられる。

　より具体的には、各種圧力センサとしては、吸気圧を検出する吸気圧センサ、排気圧を検出する排気圧センサ、燃焼室内の圧力を検出する内圧センサ等が挙げられる。また、各種温度センサとしては、冷却水の温度を検出する水温センサ、燃料の温度を検出する燃温センサ、潤滑油の温度を検出する油温センサ、吸気される気体の温度を検出する吸気温センサ、排気される気体の温度を検出する排気温センサ、外気の温度を検出する外気温センサ等が挙げられる。

　制御装置５０は、これら各センサ４０，４２，４３から入力される情報に基づいて、インジェクタ３５、昇圧ポンプ２９、減圧弁３８等を制御する。

　制御装置５０は、インジェクタ３５を制御するための部位として、吸気量算出部５１と目標空燃比算出部５２と噴射量算出部５３と噴射制御部５５とを有する。吸気量算出部５１は、吸気圧やエンジン９０の回転速度等に基づいて、吸気量を算出する。その算出された吸気量やアクセル開度やエンジン９０の回転速度等に基づいて、目標空燃比算出部５２が目標空燃比を算出する。それら算出された吸気量や目標空燃比等に基づいて、噴射量算出部５３が一燃焼サイクルあたりの噴射量の目標値である目標噴射量を算出する。その算出された目標噴射量等に基づいて、噴射制御部５５がインジェクタ３５による燃料噴射を制御する。

　制御装置５０は、昇圧ポンプ２９を制御するための部位として、上記の状態判定部６１と上記の目標燃圧算出部６２と吐出量算出部６４とポンプ制御部６５とを有する。

　目標燃圧算出部６２は、吸気量やエンジン９０の回転速度やアクセル開度等に基づいて、高圧系目標燃圧ＰＨｔを算出する。ただし、状態判定部６１が要警戒状態であると判定した場合には、上記の燃圧制限制御として、目標燃圧算出部６２は高圧系目標燃圧ＰＨｔを下方修正する。それら状態判定部６１による要警戒状態であるか否かの判定や目標燃圧算出部６２による下方修正の詳細については後述する。

　以上のようにして目標燃圧算出部６２により設定された高圧系目標燃圧ＰＨｔや、現在の高圧系燃圧ＰＨや、エンジン９０の回転速度等に基づいて、吐出量算出部６４が、昇圧ポンプ２９による一燃焼サイクルあたりの吐出量の目標値である目標吐出量を算出する。その算出された目標吐出量に基づいて、ポンプ制御部６５が昇圧ポンプ２９を制御する。

　制御装置５０は、減圧弁３８を制御するための部位として、上記の開弁要否判定部７１と上記の保護要否判定部７２と開弁度算出部７３と弁制御部７５とを有する。開弁要否判定部７１により開弁要と判定されたことを条件に、保護要否判定部７２が、要保護状態であるか否かの判定を行う。それら開弁要否判定部７１による開弁要否の判定や保護要否判定部７２による要保護状態であるか否かの判定の詳細については後述する。

　開弁要否判定部７１により開弁要と判定され、且つ保護要否判定部７２により要保護状態ではないと判定された場合には、開弁度算出部７３は、希望開弁度Ｏｔ１と許容開弁度Ｏｔ２との両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２のうち、希望開弁度Ｏｔ１のみを算出する。そして、その希望開弁度Ｏｔ１を目標開弁度Ｏｔとして採用する。

　その希望開弁度Ｏｔ１は、例えば、高圧系燃圧ＰＨや高圧系目標燃圧ＰＨｔやエンジン９０の回転速度等の各パラメータに基づいて算出することができる。その希望開弁度Ｏｔ１の算出は、それらの各パラメータと希望開弁度Ｏｔ１との関係を示すマップを用いて行ってもよいし、当該関係を示す数式を用いて行ってもよい。

　他方、開弁要否判定部７１により開弁要と判定され、且つ保護要否判定部７２により要保護状態であると判定された場合には、前述の通り、開弁度算出部７３は、希望開弁度Ｏｔ１と許容開弁度Ｏｔ２との両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２を算出して、それらうちの小さい方を、目標開弁度Ｏｔとして採用する。その許容開弁度Ｏｔ２の算出の詳細については後述する。

　以下では、上記の希望開弁度Ｏｔ１及び許容開弁度Ｏｔ２並びに目標開弁度Ｏｔを、「目標開弁度等Ｏｔ１，Ｏｔ２，Ｏｔ」という。目標開弁度等Ｏｔ１，Ｏｔ２，Ｏｔは、それぞれ、目標開弁デューティであってもよいし、目標開弁量であってもよい。具体的には、例えば、減圧弁３８がソレノイド弁等の開弁か閉弁かの２択で制御されるものである場合、開弁度算出部７３は、目標開弁度等Ｏｔ１，Ｏｔ２，Ｏｔとして、単位時間内において減圧弁３８を開弁すべき時間の割合としての目標開弁デューティを算出する。また例えば、減圧弁３８がバタフライ弁等の開弁量を調節可能なものである場合、開弁度算出部７３は、目標開弁度等Ｏｔ１，Ｏｔ２，Ｏｔとして、減圧弁３８を開くべき量としての目標開弁量を算出する。

　そして、開弁度算出部７３により算出された目標開弁度Ｏｔに基づいて、弁制御部７５が減圧弁３８を制御する。以上の通り、通常開弁制御Ｖｎや開弁制限制御Ｖｒを含む開弁制御Ｖは、開弁度算出部７３及び弁制御部７５により実行される。よって、本開示でいう「制限実行部」は、開弁度算出部７３及び弁制御部７５により構成されている。

　次に、開弁要否判定部７１による開弁要否の判定の詳細について説明する。開弁要否判定部７１は、例えば、次に示す開弁圧超過状態や減圧モードや実圧乖離状態の場合には、開弁要と判定する。

　開弁圧超過状態は、高圧系燃圧ＰＨが上記の高圧系閾圧ＰＨｘ未満の所定の開弁圧ＰＨｏを超えた状態である。その開弁圧ＰＨｏは、高圧系燃圧ＰＨが上昇し過ぎたため、すなわち高圧系燃圧ＰＨが高圧系閾圧ＰＨｘに近づき過ぎたため、減圧弁３８を開弁する必要があると認められる圧力である。具体的には、例えば、高圧系閾圧ＰＨｘよりも数％～十数％程度低い圧力（若干低い圧力）である。

　この開弁圧ＰＨｏは、例えば、定数であってもよいし、エンジン９０の回転速度や燃料の温度等により変化する変数であってもよい。具体的には、変数とする場合、例えば、エンジン９０の回転速度が大きいほど、開弁圧ＰＨｏをより小さく設定するとよい。エンジン９０の回転速度が大きいほど、昇圧ポンプ２９の増加可能吐出流量が大きくなり、仮にフル吐出異常等が発生した場合には、高圧系燃圧ＰＨが開弁圧ＰＨｏを超えてから高圧系閾圧ＰＨｘを超えるまでの猶予が短くなるからである。その増加可能吐出流量は、昇圧ポンプ２９による現在の吐出流量と、昇圧ポンプ２９に上記のフル吐出異常が発生した場合における昇圧ポンプ２９の吐出流量との差である。

　また例えば、燃料の温度が低いほど、開弁圧ＰＨｏをより小さく設定するとよい。燃料の温度が低いほど、燃料の体積弾性率が高くなり吐出の際の水撃が大きくなることにより、仮にフル吐出異常等が発生した場合には、高圧系燃圧ＰＨが開弁圧ＰＨｏを超えてから高圧系閾圧ＰＨｘを超えるまでの猶予が短くなるからである。

　減圧モードは、この燃圧制御システム９１が搭載されている車両が駐車される直前の状態等の、高圧系燃圧ＰＨを下げる必要がある状態である。

　実圧乖離状態は、高圧系燃圧ＰＨが、高圧系目標燃圧ＰＨｔよりもかなり高く、インジェクタ３５による燃料噴射のみでは、なかなか高圧系燃圧ＰＨが高圧系目標燃圧ＰＨｔにまで下がらないと想定される状態である。具体的には、例えば、高圧系燃圧ＰＨと高圧系目標燃圧ＰＨｔとの差である乖離圧ΔＰが、所定の乖離閾圧ΔＰｏを超えたことを条件に、実圧乖離状態であると判定される。その乖離閾圧ΔＰｏは、定数であってもよいし、エンジン９０の回転速度や吸気量やエンジン負荷や各種温度や燃料性状等により変化する変数であってもよい。具体的には、変数とする場合、例えば、乖離圧ΔＰが必然的に大きくなり易い環境下や、たとえ大きくなっても高圧系燃圧ＰＨが高圧系目標燃圧ＰＨｔに戻り易い状況下では、乖離閾圧ΔＰｏを相対的に大きく設定し、そうでない状況下では、乖離閾圧ΔＰｏを相対的に小さく設定するとよい。

　次に保護要否判定部７２による要保護状態であるか否かの判定及び開弁度算出部７３による許容開弁度Ｏｔ２の算出の詳細について説明する。これら要保護状態であるか否かの判定や、許容開弁度Ｏｔ２の算出は、例えば、高圧系燃圧ＰＨと第２低圧系燃圧ＰＬとの差である系間燃圧差（ＰＨ－ＰＬ）や、第２低圧系燃圧ＰＬと第２低圧系閾圧ＰＬｘとの差である第２低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）や、燃料の温度等の各パラメータに基づいて行うことができる。

　具体的には、例えば、系間燃圧差（ＰＨ－ＰＬ）が大きいほど、要保護状態であると判定し易くしたり、許容開弁度Ｏｔ２をより小さく設定したりするとよい。系間燃圧差（ＰＨ－ＰＬ）が大きいほど、減圧弁３８を開弁した際に第２低圧系燃圧ＰＬがより上昇し易くなるからである。

　また例えば、第２低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）が小さいほど、要保護状態であると判定し易くしたり、許容開弁度Ｏｔ２をより小さく設定したりするとよい。第２低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）が小さいほど、減圧弁３８を開弁した際に第２低圧系燃圧ＰＬがより第２低圧系閾圧ＰＬｘを超え易くなるからである。

　また例えば、燃料の温度が低いほど、要保護状態であると判定し易くしたり、許容開弁度Ｏｔ２を小さく設定したりするとよい。燃料の温度が低いほど、燃料の体積弾性率が高くなり、減圧弁３８の開弁直後の水撃による第２低圧系２０の瞬間的な燃圧上昇が大きくなり易くなるからである。

　なお、希望開弁度Ｏｔ１の算出は、上記の各パラメータと希望開弁度Ｏｔ１との関係を示すマップを用いて行ってもよいし、当該関係を示す数式を用いて行ってもよい。

　次に、状態判定部６１による要警戒状態であるか否かの判定、及び目標燃圧算出部６２による高圧系目標燃圧ＰＨｔの下方修正の詳細について説明する。これら要警戒状態であるか否かの判定や、高圧系目標燃圧ＰＨｔの下方修正は、例えば、上記の昇圧ポンプ２９の増加可能吐出流量や、高圧系燃圧ＰＨと高圧系閾圧ＰＨｘとの差である高圧系燃圧マージン（ＰＨｘ－ＰＨ）や、上記の低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）等の各パラメータに基づいて行うことができる。

　具体的には、例えば、昇圧ポンプ２９の増加可能吐出流量が大きいほど、より要警戒状態であると判定し易くしたり、高圧系目標燃圧ＰＨｔをより小さい目標燃圧に下方修正したりするようにするとよい。この増加可能吐出流量が大きいほど、フル吐出異常等が発生した際に高圧系燃圧ＰＨがより上昇し易くなるからである。

　また例えば、高圧系燃圧マージン（ＰＨｘ－ＰＨ）が小さいほど、より要警戒状態であると判定し易くしたり、高圧系目標燃圧ＰＨｔをより小さい目標燃圧に下方修正したりするようにするとよい。この高圧系燃圧マージン（ＰＨｘ－ＰＨ）が小さいほど、高圧系燃圧ＰＨがより高圧系閾圧ＰＨｘを超え易くなるからである。

　また例えば、第２低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）が小さいほど、より要警戒状態であると判定し易くしたり、高圧系目標燃圧ＰＨｔをより小さい目標燃圧に下方修正したりするようにするとよい。この第２低圧系燃圧マージン（ＰＬｘ－ＰＬ）が小さいほど、減圧弁３８を開弁した際に第２低圧系燃圧ＰＬがより第２低圧系閾圧ＰＬｘを超え易くなるからである。

　なお、高圧系目標燃圧ＰＨｔの下方修正は、以上に示した各パラメータの大きさと修正量との関係を示すマップを用いて行ってもよいし、当該関係を示す数式を用いて行ってもよい。

　図２は、制御装置５０による開弁制御Ｖ等を示すフローチャートである。このフローは、例えば所定時間間隔毎に繰り返し行われる。このフローでは、まず、燃圧制御システム９１が正常であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。具体的には、減圧弁３８に開固着故障や閉固着故障が認められる場合や、第２低圧系２０の燃圧センサ４２や高圧系３０の燃圧センサ４３に故障が認められる場合や、フィードポンプ１９に故障が認められる場合等には、制御装置５０は、燃圧制御システム９１に故障がある（Ｓ１０１：ＮＯ）と判定する。

　そのＳ１０１において故障があると判定した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、そのまま所定のフェイルセイフ制御を実行して（Ｓ１３４）、フローを終了する。他方、Ｓ１０１で正常であると判定した場合、状態判定部６１が、要警戒状態であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。要警戒状態ではないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、そのままＳ１１１に進む。他方、Ｓ１０２で要警戒状態であると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、高圧系目標燃圧ＰＨｔを下方修正してから（Ｓ１０３）、Ｓ１１１に進む。

　そして、Ｓ１１１に進んだ場合、Ｓ１１１～Ｓ１１３において、開弁要否判定部７１が開弁の要否を判定する。具体的には、まず、上記の開弁圧超過状態であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。開弁圧超過状態であると判定した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２１に進む。他方、Ｓ１１１で開弁圧超過状態では無いと判定した場合、上記の減圧モードであるか否かを判定する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２で、減圧モードであると判定した場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、Ｓ１２１に進む。他方、Ｓ１１２で減圧モードではないと判定した場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、上記の実圧乖離状態であるか否かを判定する（Ｓ１１３）。実圧乖離状態であると判定した場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、Ｓ１２１に進む。他方、Ｓ１１３で実圧乖離状態ではないと判定した場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、開弁要否判定部７１は、開弁不要と判定して（Ｓ１３３）、そのままフローを終了する。

　他方、Ｓ１２１に進んだ場合、開弁度算出部７３が、まず希望開弁度Ｏｔ１を算出する（Ｓ１２１）。次に、保護要否判定部７２が要保護状態であるか否かを判定する（Ｓ１２２）。要保護状態ではないと判定した場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、そのまま、希望開弁度Ｏｔ１を目標開弁度Ｏｔとする通常開弁制御Ｖｎを実行して（Ｓ１３１）、フローを終了する。他方、Ｓ１２２で要保護状態であると判定した場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、開弁度算出部７３はさらに許容開弁度Ｏｔ２を算出する（Ｓ１２３）。そして、希望開弁度Ｏｔ１及び許容開弁度Ｏｔ２のうちの小さい方を目標開弁度Ｏｔとして採用する開弁制限制御Ｖｒを実行して（Ｓ１３２）、フローを終了する。

　図３は、開弁圧超過状態により開弁制限制御Ｖｒが実行された場合における各値の推移を示すグラフである。具体的には、ここでは、昇圧ポンプ２９にフル吐出異常が発生することにより、図３（ｂ）に示すように高圧系燃圧ＰＨが開弁圧ＰＨｏを超えて開弁圧超過状態になり開弁要と判定されると共に、要保護状態と判定され、開弁制限制御Ｖｒが実行されたものとする。

　なお、ここでは、希望開弁度Ｏｔ１と許容開弁度Ｏｔ２とが同じ値である場合、希望開弁度Ｏｔ１が目標開弁度Ｏｔとして採用されるものとする。図３（ａ）～（ｃ）に示す破線は、開弁制御Ｖにおいて仮に開弁制限制御Ｖｒが行われずに通常開弁制御Ｖｎが行われた場合、すなわち、希望開弁度Ｏｔ１が常に目標開弁度Ｏｔとして採用された場合の比較例を示している。

　希望開弁度Ｏｔ１は、前述の通り、第２低圧系２０の保護を考えなかった場合における最適の開弁度である。そのため、希望開弁度Ｏｔ１は、開弁直後に一気に所定値（例えば１００％）まで上がる。高圧系燃圧ＰＨは、開弁圧超過状態になった場合、速やかに低下させることが好ましいからである。そして、当該一気に大きくなった後は、昇圧ポンプ２９のフル吐出異常による燃圧上昇を抑え続けるために、当該一気に大きくなった状態の希望開弁度Ｏｔ１を維持する。ただし、当該開弁制御Ｖにより高圧系燃圧ＰＨを高圧系目標燃圧ＰＨｔにまで減少させることができた場合等には、希望開弁度Ｏｔ１は適宜減少する。

　他方、許容開弁度Ｏｔ２は、前述の通り、第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがない範囲内における上限以下の減圧弁３８の開弁度である。そのため、許容開弁度Ｏｔ２は、開弁直後は小さい値（例えば２０％）からスタートして徐々に所定値（例えば１００％）まで単調増加で大きくなる。一気に開弁度を大きくした場合、高圧系３０から第２低圧系２０に燃料が一気に流入し始めることによる水撃により、第２低圧系燃圧ＰＬが瞬間的に大きくなるおそれがあるからである。

　以上より、図３（ａ）のように、開弁直後は、希望開弁度Ｏｔ１よりも許容開弁度Ｏｔ２の方が低い。その間は、許容開弁度Ｏｔ２が目標開弁度Ｏｔとして採用される。その後、許容開弁度Ｏｔ２が希望開弁度Ｏｔ１に達すると、希望開弁度Ｏｔ１が目標開弁度Ｏｔとして採用される。

　以上により、図３（ｂ）に実線で示すように、高圧系燃圧ＰＨが、図３（ｂ）に破線で示す比較例に比べて、ゆっくりと増加から減少に転じて、当該減少が遅くなってしまう。しかしその反面、図３（ｃ）に実線で示すように、開弁直後における第２低圧系燃圧ＰＬの一時的な増加（水撃）が、図３（ｃ）に破線で示す比較例に比べて、抑えられるといった利点が得られる。それにより、第２低圧系燃圧ＰＬが第２低圧系閾圧ＰＬｘを超えるのが防止される。

　そして、前述のとおり、開弁制御Ｖを行う前において要警戒状態と判定された場合には、高圧系目標燃圧ＰＨｔが予め下方修正される。そのため、図３（ｂ）に示すように、高圧系燃圧ＰＨについても高圧系閾圧ＰＨｘを超えないように調整される。

　図４は、実圧乖離状態により開弁制限制御Ｖｒが実行された場合における各値の推移を示すグラフである。具体的には、ここでは、図４（ｂ）に示すように、高圧系目標燃圧ＰＨｔが急激に減少することにより、高圧系燃圧ＰＨと高圧系目標燃圧ＰＨｔとの差である乖離圧ΔＰが乖離閾圧ΔＰｏを超えて実圧乖離状態になり開弁要と判定されると共に、要保護状態と判定され、開弁制限制御Ｖｒが実行されたものとする。

　図４（ａ）～（ｃ）に示す破線は、開弁制御Ｖにおいて仮に開弁制限制御Ｖｒが行われずに通常開弁制御Ｖｎが行われた場合、すなわち、希望開弁度Ｏｔ１が常に目標開弁度Ｏｔとして採用された場合の比較例を示している。

　ここでも、希望開弁度Ｏｔ１は、開弁直後に一気に所定値（例えば６０％）まで上がる。高圧系燃圧ＰＨは、実圧乖離状態になった場合、速やかに高圧系目標燃圧ＰＨｔにまで減少させることが好ましいからである。そして、高圧系燃圧ＰＨが高圧系目標燃圧ＰＨｔにまで減少した後は、希望開弁度Ｏｔ１は、ゼロになる。

　他方、許容開弁度Ｏｔ２は、ここでも、開弁直後は小さい値（例えば２０％）からスタートして徐々に所定値（例えば１００％）まで単調増加で大きくなる。一気に開弁度を大きくした場合、高圧系３０から第２低圧系２０に燃料が一気に流入し始めることによる水撃により、第２低圧系燃圧ＰＬが瞬間的に大きくなるおそれがあるからである。

　そのため、ここでも、図４（ａ）の場合のように、開弁直後は、希望開弁度Ｏｔ１よりも許容開弁度Ｏｔ２の方が低い。その間は、許容開弁度Ｏｔ２が目標開弁度Ｏｔとして採用される。その後、希望開弁度Ｏｔ１よりも許容開弁度Ｏｔ２の方が高くなると、希望開弁度Ｏｔ１が目標開弁度Ｏｔとして採用される。そして、本実施形態では、このように開弁直後は許容開弁度Ｏｔ２が目標開弁度Ｏｔとして採用されることにより、開弁直後から希望開弁度Ｏｔ１が目標開弁度Ｏｔとして採用される比較例に比べて、希望開弁度Ｏｔ１が減少してゼロになるタイミングが遅くなる。

　以上より、ここでも、図４（ｂ）に実線で示すように、高圧系燃圧ＰＨが、図４（ｂ）に破線で示す比較例に比べて、ゆっくりと減少して、当該減少が遅くなってしまう。しかしその反面、図４（ｃ）に実線で示すように、開弁直後における第２低圧系燃圧ＰＬの一時的な増加（水撃）が、図４（ｃ）に破線で示す比較例に比べて、抑えられるといった利点が得られる。それにより、第２低圧系燃圧ＰＬが第２低圧系閾圧ＰＬｘを超えるのが防止される。

　なお、減圧モードにより開弁制限制御Ｖｒが実行された場合における各値の推移を示すグラフ及びその説明については、省略するが、図４の場合と比べて、乖離圧ΔＰに関係なく意図的に開弁を開始するように変更して、当該図４の場合と略同様である。

　本実施形態によれば、次の第１～第３及び第５～第９の効果が得られる。

　本実施形態では、開弁制限制御Ｖｒを実行して減圧弁３８の開弁度を制限することにより、例えば図３（ｃ）に示すように、第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わらないようにする。そのため、第２低圧系２０の耐圧要求を当該第２低圧系閾圧ＰＬｘにまで抑えることができる（第１の効果）。

　また、図１に示す制御装置５０は、保護要否判定部７２により要保護状態ではないと判定した場合には、開弁制御Ｖにおいて、開弁制限制御Ｖｒを実行しない通常開弁制御Ｖｎを実行する。他方、保護要否判定部７２により要保護状態であると判定した場合には、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行することにより、減圧弁３８の開弁度を制限する。そのため、要保護状態の時にだけ、開弁制限制御Ｖｒを実行して当該開弁度を制限することができ、不要な開弁制限を回避できる（第２の効果）。

　また、要保護状態は、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、開弁制御Ｖにより逃がした燃料による水撃により第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがある状態を含む。そのため、当該水撃により第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるのを防止できる（第３の効果）。

　また、開弁制限制御Ｖｒでは、例えば図３（ａ）に示すように、開弁当初は目標開弁度Ｏｔを所定値（例えば１００％）よりも小さい値（例えば２０％）に設定し、その後に目標開弁度Ｏｔを上記の所定値（例えば１００％）まで徐々に上昇させる。それにより、目標開弁度Ｏｔを開弁当初に上記の所定値（例えば１００％）に設定する比較例に比べて、例えば図３（ｃ）に示すように、開弁により第２低圧系２０に加わる圧力を軽減することができる（第５の効果）。

　また、例えば図４（ａ）に示すように、開弁制限制御Ｖｒでは、希望開弁度Ｏｔ１と許容開弁度Ｏｔ２との両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２を算出し、両開弁度Ｏｔ１，Ｏｔ２のうちの小さい方を、目標開弁度Ｏｔとして採用する。そのため、開弁制限制御Ｖｒを実行する際にも、極力、希望開弁度Ｏｔ１を採用できる（第６の効果）。

　また、制御装置５０は、開弁制限制御Ｖｒにおいて、例えば図３（ｂ）に示すように、高圧系燃圧ＰＨが所定の高圧系閾圧ＰＨｘを超えず、且つ例えば図３（ｃ）に示すように、第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わらないように減圧弁３８を開弁する両立開弁を実行する。そのため、高圧系３０の保護と第２低圧系２０の保護との両立を図ることができる（第７の効果）。

　また、図１に示す状態判定部６１は、仮に高圧系燃圧ＰＨに所定の異常上昇が発生すると、開弁制限制御Ｖｒにおいて上記の両立開弁を実行することが不可能になり得る状態としての要警戒状態であるか否かを判定する。そして、状態判定部６１により要警戒状態であると判定されたことを条件に、目標燃圧算出部６２は、高圧系目標燃圧ＰＨｔを下方修正する。それにより、たとえ高圧系燃圧ＰＨに所定の異常上昇が発生しても上記の両立開弁を実行できるようにする。そのため、両立開弁を確実に実行できる（第８の効果）。

　また、上記の所定の異常上昇は、昇圧ポンプ２９の吐出流量が、当該昇圧ポンプ２９により吐出可能な吐出流量の最大値になる、フル吐出異常による燃圧上昇を含む。そのため、フル吐出異常が発生した場合にも、両立開弁を実行できる（第９の効果）。

　［他の実施形態］
　以上の実施形態は、例えば次のように変更して実施することもできる。例えば、図１等に示すように、各実施形態では、リターン配管３９の基端（すなわち、戻し元側の端）は、蓄圧室３３に接続されているが、これに代えて、リターン配管３９の基端を第３配管３２に接続してもよい。そして、そのリターン配管３９における第３配管３２との接続部分やリターン配管３９に減圧弁３８を設けてもよい。

　また例えば、各実施形態では、リターン配管３９の先端（すなわち、戻し先側の端）は、第２低圧系２０における第２配管２２に接続されているが、第２低圧系２０におけるその他の部位や、第１低圧系１０に接続してもよい。具体的には、例えば、リターン配管３９の先端は、昇圧ポンプ２９やフィードポンプ１９や第１配管１２や燃料タンク１１に接続してもよい。また例えば、蓄圧室３３における第３配管３２との接続部や第３配管３２等に逆止弁が設けられている場合において、リターン配管３９の先端を、第３配管３２における逆止弁よりも昇圧ポンプ２９側に接続してもよい。

　また例えば、第１実施形態では、要保護状態は、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、例えば図３（ｃ）に破線で示すように、第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがある状態である。これに代えて、要保護状態は、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、リターン配管３９に所定のリターン配管閾圧を超える圧力が加わるおそれがある状態であってもよい。そして、開弁制限制御Ｖｒは、リターン配管３９にリターン配管閾圧を超える圧力が加わらないように、減圧弁３８の開弁度を制限しつつ減圧弁３８を開弁する制御であってもよい。

　また例えば、第１実施形態では、要保護状態は、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、例えば図３（ｃ）に破線で示すように、開弁制御Ｖにより逃がした燃料による水撃により第２低圧系２０に第２低圧系閾圧ＰＬｘを超える圧力が加わるおそれがある状態である。これに代えて、要保護状態は、開弁制御Ｖにおいて開弁制限制御Ｖｒを実行しないと、開弁制御Ｖにより逃がした燃料の蒸発による圧力上昇により、逃がし先や逃がす経路に所定の閾圧を超える圧力が加わるおそれがある状態であってもよい。この場合には、当該蒸発により逃がし先や逃がす経路に所定の閾圧を超える圧力が加わるのを、防止することができる（第４の効果）。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、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、それらに一要素のみ、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、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

1. 　エンジン（９０）のインジェクタ（３５）に燃料を供給する燃料供給系（９０ｆ）に適用される燃圧制御システム（９１）であって、
   　前記燃料供給系の一部としての高圧系（３０）に燃料を吐出することにより、当該高圧系の燃圧としての高圧系燃圧（ＰＨ）を上昇させる昇圧ポンプ（２９）と、前記高圧系燃圧を減少させるための減圧弁（３８）と、前記昇圧ポンプ及び前記減圧弁を制御する制御装置（５０）と、を有し、
   　前記制御装置は、前記減圧弁の開弁の要否を判定する開弁要否判定部（７１）を有し、前記開弁要否判定部により開弁要と判定したことを条件に、前記減圧弁を開弁して前記高圧系燃圧を前記高圧系の外部に逃がす開弁制御（Ｖ）を実行する、燃圧制御システムにおいて、
   　前記制御装置は、前記開弁制御における前記高圧系燃圧の逃がし先（２０）としての又は逃がす経路（３９）としての対象部に、所定の対象部閾圧（ＰＬｘ）を超える圧力が加わらないように、前記減圧弁の開弁度を制限しつつ当該減圧弁を開弁する開弁制限制御（Ｖｒ）を、前記開弁制御において実行する制限実行部（７３，７５）を有する、燃圧制御システム。
2. 　前記制御装置は、前記開弁制御において前記開弁制限制御を実行しないと、前記対象部に前記対象部閾圧を超える圧力が加わるおそれがある所定の状態としての要保護状態であるか否かを判定する保護要否判定部（７２）を有し、
   　前記制御装置は、
   　前記開弁要否判定部により前記開弁要と判定し、且つ前記保護要否判定部により前記要保護状態ではないと判定した場合には、前記開弁制御において、前記開弁制限制御を実行しない通常開弁制御（Ｖｎ）を実行し、
   　前記開弁要否判定部により前記開弁要と判定し、且つ前記保護要否判定部により前記要保護状態であると判定した場合には、前記制限実行部により前記開弁制限制御を実行することにより、当該開弁制限制御を実行しない場合に比べて前記減圧弁の開弁度を制限する、
   　請求項１に記載の燃圧制御システム。
3. 　前記要保護状態は、前記開弁制御において前記開弁制限制御を実行しないと、前記開弁制御により逃がした燃料による水撃により前記対象部に前記対象部閾圧を超える圧力が加わるおそれがある状態を含む、請求項２に記載の燃圧制御システム。
4. 　前記要保護状態は、前記開弁制御において前記開弁制限制御を実行しないと、前記開弁制御により逃がした燃料の蒸発による圧力上昇により前記対象部に前記対象部閾圧を超える圧力が加わるおそれがある状態を含む、請求項２又は３に記載の燃圧制御システム。
5. 　前記制御装置は、前記開弁要否判定部により前記開弁要と判定した場合に、目標開弁度（Ｏｔ）を算出する開弁度算出部（７３）を有し、算出した前記目標開弁度に前記減圧弁の開弁度を近づけるように制御するものであり、
   　前記制限実行部による前記開弁制限制御では、開弁当初は前記目標開弁度を所定値よりも小さい値に設定し、その後に前記目標開弁度を前記所定値まで徐々に上昇させることにより、前記目標開弁度を前記開弁当初に前記所定値に設定する場合に比べて、前記開弁により前記対象部に加わる圧力を軽減する、請求項１～４のいずれか１項に記載の燃圧制御システム。
6. 　前記制御装置は、前記開弁要否判定部により前記開弁要と判定した場合に、目標開弁度（Ｏｔ）を算出する開弁度算出部（７３）を有し、算出した前記目標開弁度に前記減圧弁の開弁度を近づけるように制御するものであり、
   　前記開弁制限制御では、前記開弁度算出部により所定の希望開弁度（Ｏｔ１）と、前記対象部に前記対象部閾圧を超える圧力が加わるおそれがない範囲内における上限以下の前記減圧弁の開弁度としての許容開弁度（Ｏｔ２）との両開弁度を算出し、前記両開弁度のうちの小さい方を、前記目標開弁度として採用する、請求項１～５のいずれか１項に記載の燃圧制御システム。
7. 　前記開弁制限制御では、前記高圧系燃圧が所定の高圧系閾圧（ＰＨｘ）を超えず、且つ前記対象部に前記対象部閾圧を超える圧力が加わらないように前記減圧弁を開弁する両立開弁を実行する、請求項１～６のいずれか１項に記載の燃圧制御システム。
8. 　前記制御装置は、所定の高圧系目標燃圧（ＰＨｔ）を算出する目標燃圧算出部（６２）を有し、算出した前記高圧系目標燃圧に前記高圧系燃圧を近づけるように制御するものであり、
   　前記制御装置は、仮に前記高圧系燃圧に所定の異常上昇が発生すると、前記開弁制限制御において前記両立開弁を実行することが不可能になり得る状態としての要警戒状態であるか否かを判定する状態判定部（６１）を有し、前記状態判定部により前記要警戒状態であると判定したことを条件に、所定の燃圧制限制御を開始して、当該燃圧制限制御を行わない場合に比べて前記高圧系目標燃圧を低く設定することにより、たとえ前記所定の異常上昇が発生しても前記両立開弁を実行できるようにする、請求項７に記載の燃圧制御システム。
9. 　前記所定の異常上昇は、前記昇圧ポンプの吐出流量が当該昇圧ポンプにより吐出可能な吐出流量の最大値になるフル吐出異常による燃圧上昇を含む、請求項８に記載の燃圧制御システム。

Images