(57)【要約】【課題】部品点数の増加を抑制しつつも蓄圧室内の燃圧を好適に制御することができる燃圧制御装置を提供する。【解決手段】コモンレール２６内の燃圧を目標燃圧にフィードバック制御すべく、燃圧センサ４８によって検出される実燃圧と、上記目標燃圧との偏差の比例積分微分演算によって燃料ポンプ２８の操作量を設定する燃圧制御装置において、上記目標燃圧が急上昇したと判断されて且つ上記実燃圧が「上記目標燃圧＋所定値α」以上となった場合、上記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧状態で燃料を蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室内から供給される前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の燃圧を検出する検出手段とを備える内燃機関の燃料噴射装置に適用され、
前記内燃機関の運転状態に基づき設定される前記蓄圧室内の燃圧の目標値と前記検出される燃圧との差の積分演算値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御すべく前記燃料ポンプを操作する燃圧制御装置において、
前記目標値が急変するか否かを判断する急変判断手段と、
前記急変判断手段により急変すると判断されて且つ前記検出される燃圧が前記目標値よりも前記急変した方向に所定量だけずれた値又は前記目標値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大する増大手段とを備えることを特徴とする燃圧制御装置。
【請求項２】
前記検出される燃圧に基づき前記増大手段による前記増大を解除する解除手段を備えることを特徴とする請求項１記載の燃圧制御装置。
【請求項３】
前記増大手段は、前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大するものであり、
前記解除手段は、前記検出される燃圧が、前記目標値よりも前記急変した方向に前記所定量よりも小さい値に設定される第２の所定量だけずれた値まで変化した場合、前記増大を解除することを特徴とする請求項１又は２記載の燃圧制御装置。
【請求項４】
前記積分ゲインを前記検出される燃圧と前記目標値との偏差が大きいほど小さい値に設定する設定手段を備え、
前記増大手段は、前記設定手段により設定される前記積分ゲインに１より大きい所定の係数を乗算することで前記積分ゲインを強制的に増大することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃圧制御装置。
【請求項５】
前記増大手段は、前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大するものであって且つ、前記急変判断手段により急変すると判断されることで、前記所定量だけずれた値となるのを待機する手段を備え、前記急変判断手段により急変すると判断されて且つ前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値となることなく前記目標値に追従すると判断された場合、前記待機を解除することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃圧制御装置。
【請求項６】
前記目標値の急激な変化を緩和する緩和手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃圧制御装置。
【請求項７】
当該燃圧制御装置は、前記燃料噴射弁による燃料噴射によって前記蓄圧室から流出すると想定される燃料量の少なくとも一部を補充するための前記燃料ポンプの操作量を前記フィードバック制御により設定するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧状態で燃料を蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室内から供給される前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の燃圧を検出する検出手段とを備える内燃機関の燃料噴射装置に適用され、前記内燃機関の運転状態に基づき設定される前記蓄圧室内の燃圧の目標値と前記検出される燃圧との差の積算値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御すべく前記燃料ポンプを操作する燃圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃圧制御装置としては、ディーゼル機関の各気筒の燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する共通の蓄圧室を有する蓄圧式燃料噴射装置に適用されるものが知られている。燃圧制御装置は、燃圧センサによって検出される蓄圧室内の燃圧（実燃圧）を目標値（目標燃圧）にフィードバック制御すべく、燃料タンクから汲み上げられる燃料を蓄圧室へ圧送する燃料ポンプを操作している。ここでは通常、実燃圧と目標燃圧との偏差に基づく比例項、積分項等を算出することで、燃料ポンプに対する要求吐出量を算出し、これに基づいて燃料ポンプを操作する。これにより、目標燃圧を機関運転状態毎に設定することで、実燃圧を機関運転状態に応じた最適な値に制御することができる。
【０００３】
ところで、目標燃圧は、ドライバがアクセルペダルを急に踏み込む急加速時において、急激に上昇する場合がある。このような状況下では、実燃圧と目標燃圧との偏差が大きくなり、これに基づく積分項が過度に増大し、いわゆる過積分が発生するおそれがある。この場合には、実燃圧が目標燃圧に達しても、実燃圧を目標燃圧に維持することができず、実燃圧が更に上昇を続けるいわゆるオーバーシュートが発生する。これにより、実燃圧が過度に増大し、蓄圧室の信頼性が低下するおそれがある。また、ドライバがアクセルペダルの踏み込みを急に解除する急減速時において、目標燃圧が急激に下降する場合がある。このような状況下でも、実燃圧と目標燃圧との偏差が大きくなり、これに基づく積分項が過度に減少し、いわゆる過積分が発生するおそれがある。この場合には、実燃圧が目標燃圧に達しても、実燃圧を目標燃圧に維持することができず、実燃圧が更に下降を続けるいわゆるアンダーシュートが発生する。これにより、実燃圧が過度に減少し、燃料噴射弁の作動信頼性が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで従来技術は、オーバーシュート量やアンダーシュート量の増大を回避するため、比例項、積分項等を算出する際に用いる比例ゲイン、積分ゲイン等を変更することも実用化されていた。また、従来は、オーバーシュート量を見込んで目標燃圧を下げたり、燃圧調整機能を有する減圧弁を蓄圧室に設けたりすることも提案されている。なお、従来技術としては、上記の他、例えば下記特許文献１に見られるものもある。
【特許文献１】特開２００３−３０７１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、比例ゲイン、積分ゲイン等の変更は、実燃圧の応答性を悪化させるおそれがある。また、目標燃圧を下げると、燃料噴射弁の適正噴射圧を維持できず、機関出力が低下するおそれがある。更に、減圧弁を蓄圧室に設けると、部品点数増加によってコスト増となる不都合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数の増加を抑制しつつも蓄圧室内の燃圧を好適に制御することができる燃圧制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
請求項１記載の発明は、高圧状態で燃料を蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室内から供給される前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧室内に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧室内の燃圧を検出する検出手段とを備える内燃機関の燃料噴射装置に適用され、前記内燃機関の運転状態に基づき設定される前記蓄圧室内の燃圧の目標値と前記検出される燃圧との差の積分演算値に基づき、前記検出される燃圧を前記目標値にフィードバック制御すべく前記燃料ポンプを操作する燃圧制御装置において、前記目標値が急変するか否かを判断する急変判断手段と、前記急変判断手段により急変すると判断されて且つ前記検出される燃圧が前記目標値よりも前記急変した方向に所定量だけずれた値又は前記目標値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大する増大手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
目標値が急変する場合、積分項の過積分が発生するおそれがある。このため、検出される燃圧が目標値に達した後、検出される燃圧が上記急変した方向へと更に変化し、オーバーシュートやアンダーシュートが発生するおそれがある。この点、上記発明では、急変判断手段と、増大手段とを備えることで、目標値が急変すると判断されて且つ、検出される燃圧が、上記所定量だけずれた値又は上記目標値まで変化した場合、過積分を解消すべくフィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大する。これにより、過積分の解消速度を増大させることができ、ひいては検出される燃圧のオーバーシュート量又はアンダーシュート量を好適に抑制することができる。このため、検出される燃圧を好適に制御することができ、ひいては燃料噴射装置の信頼性の低下を回避することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記検出される燃圧に基づき前記増大手段による前記増大を解除する解除手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
積分項の過積分の解消後、検出される燃圧が上記目標値付近にある場合、積分ゲインが増大手段により増大されたままであると、検出される燃圧が上記目標値付近で変動し、燃圧の制御性の低下を招くおそれがある。この点、上記発明では、解除手段を備えることで、特定の期間のみ上記増大手段によって積分ゲインを増大することができ、ひいては過積分解消後の積分項の変動を好適に抑制することができる。これにより、検出される燃圧の制御性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記増大手段は、前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大するものであり、前記解除手段は、前記検出される燃圧が、前記目標値よりも前記急変した方向に前記所定量よりも小さい値に設定される第２の所定量だけずれた値まで変化した場合、前記増大を解除することを特徴とする。
【００１３】
速やかに過積分を解消するためには、検出される燃圧が上記所定量だけずれた値に達した後、増大手段により積分ゲインを増大する期間を極力長くすることが望まれる。しかし、この期間が長すぎると、検出される燃圧が目標値付近で変動し、検出される燃圧の追従性が低下するおそれがある。この点、上記発明では、こうした事態を好適に抑制することができる。
【００１４】
なお、上記第２の所定量は、過積分を速やかに解消して且つ、検出される燃圧の追従性の低下を招かないとの条件の下に設定されるのが望ましい。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記積分ゲインを前記検出される燃圧と前記目標値との偏差が大きいほど小さい値に設定する設定手段を備え、前記増大手段は、前記設定手段により設定される前記積分ゲインに１より大きい所定の係数を乗算することで前記積分ゲインを強制的に増大することを特徴とする。
【００１６】
検出される燃圧が目標値に対して大きく変動する事態を回避する上では、積分ゲインは、検出される燃圧と目標値との偏差が大きいほど小さくすることが望ましい。上記発明では、この点に鑑み、設定手段を備えることで、検出される燃圧の変動を好適に抑制することができる。しかも、目標値が急変して且つ、検出される燃圧が目標値よりも上記急変した方向に所定量だけずれた値又は上記目標値まで変化する場合には、上記設定手段によって設定される積分ゲインに１より大きい所定の係数を乗算することで、積分ゲインを増大する設定を簡易に行うことができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記増大手段は、前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値まで変化した場合、前記フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大するものであって且つ、前記急変判断手段により急変すると判断されることで、前記所定量だけずれた値となるのを待機する手段を備え、前記急変判断手段により急変すると判断されて且つ前記検出される燃圧が前記所定量だけずれた値となることなく前記目標値に追従すると判断された場合、前記待機を解除することを特徴とする。
【００１８】
急変判断手段により目標値が急変すると判断されても、検出される燃圧の挙動によっては、検出される燃圧が上記所定量だけずれた値まで変化することなく目標値に追従することもあり得る。このような状況下、検出された燃圧が上記所定量だけずれた値となるのを待機する場合には、検出される燃圧が、目標値に追従した後、何らかの要因で上記所定量だけずれた値となることで、積分ゲインが強制的に増大されるおそれがある。この点、上記発明では、検出される燃圧が上記所定量だけずれた値となることなく上記目標値に追従すると判断された場合、上記待機を解除することで、こうした事態を回避することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記目標値の急激な変化を緩和する緩和手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
目標値の急激な変化は、過積分による燃圧の追従性の低下を招くとともに、排気特性の悪化や燃焼音の増大を招くおそれがある。この点、上記発明では、緩和手段を備えることで、過積分を抑制して検出される燃圧の追従性を向上させたり、排気特性の悪化や燃焼音の増大を好適に回避したりすることができる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、当該燃圧制御装置は、前記燃料噴射弁による燃料噴射によって前記蓄圧室から流出すると想定される燃料量の少なくとも一部を補充するための前記燃料ポンプの操作量を前記フィードバック制御により設定するものであることを特徴とする。
【００２２】
上記目標値が急変する状況下にあっては、一般に燃料噴射弁から噴射される燃料量の目標値が急変し、燃料噴射弁による燃料噴射によって蓄圧室から流出する燃料量が急変する傾向にある。ここで、上記発明では、上記少なくとも一部を補充するための燃料ポンプの操作量をフィードバック制御によって設定している。このため、上記検出される燃圧が、上記急変する方向と逆方向に変化することで、上記検出される燃圧と上記目標値との偏差が増大するおそれがある。そして、上記偏差の増大によって初めてフィードバック操作量が変更されるため、過積分が発生し、上記検出される燃圧のオーバーシュート又はアンダーシュートが発生するおそれがある。ここで、過積分を抑制すべく積分ゲインを予め小さく設定する場合には、実際に燃料噴射弁から噴射される燃料量を目標値とする上で、蓄圧室に圧送すべき燃料量を積分項によって学習するのに要する時間が長期化する。この点、上記発明では、上記増大手段を備えることで、上記少なくとも一部を補充するために要求されるフィードバック操作量を積分項が学習するのに要する時間が長期化するのを好適に抑制しつつも上記検出される燃圧のオーバーシュート又はアンダーシュートの発生を好適に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明にかかる燃圧制御装置をコモンレール式燃料噴射装置が備えられる多気筒ディーゼルエンジン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。
【００２４】
図１に本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。図示されるように、ディーゼルエンジン１０の吸気通路１２は、吸気バルブ１４の開動作によって、シリンダブロック１６及びピストン１８にて区画される燃焼室２０と連通される。燃焼室２０には、燃料噴射弁２２の先端部が突出して配置されている。これにより、燃焼室２０に燃料の噴射供給が可能となっている。
【００２５】
燃料噴射弁２２によって、燃焼室２０に燃料が噴射されると、燃焼室２０の圧縮によって燃料が自己着火し、燃焼によってエネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１８を介して、ディーゼルエンジン１０の出力軸（クランク軸２８）の回転エネルギとして取り出される。燃焼に供された気体は、排気バルブ３０の開動作によって、排気通路３２に排気として排出される。
【００２６】
燃料噴射弁２２には、高圧燃料通路２４を介して、コモンレール２６から燃料が供給されている。コモンレール２６は、燃料ポンプ２８によって圧送される燃料を高圧状態で蓄えて且つ各気筒の燃料噴射弁２２に供給する共通の蓄圧室となっている。燃料ポンプ２８は、ディーゼルエンジン１０のクランク軸２８から動力を付与されることで、燃料フィルタ３６を介して燃料タンク３８から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料をコモンレール２６に圧送する。詳しくは、燃料ポンプ２８には、吸入調量弁（以下、ＳＣＶ４０）が設けられている。ＳＣＶ４０は、燃料ポンプ２８に吸入される燃料量を調節することで、燃料ポンプ２８によって吐出される燃料量を調節する。すなわち、ＳＣＶ４０が操作されることで、コモンレール２６に圧送される燃料量が調節される。このため、コモンレール２６内の燃圧は、燃料ポンプ２８の吐出量によって制御可能となっている。
【００２７】
コモンレール２６には、その内部の燃圧が異常高圧になるのを防止すべく、燃料をコモンレール２６外へ放出するプレッシャリミッタ４２が設けられる。プレッシャリミッタ４２により放出される燃料や、燃料噴射弁２２から流出するリーク燃料、及び燃料ポンプ２８の余剰燃料は、燃料還流通路４４を介して燃料タンク３８に戻されている。
【００２８】
ディーゼルエンジン１０には、クランク軸２８近傍でクランク軸２８の回転角度を検出するクランク角センサ４６や、コモンレール２６内の燃圧（実燃圧）を検出する燃圧センサ４８、燃料ポンプ２８内の燃料の温度を検出する燃温センサ４９が設けられている。ディーゼルエンジン１０の運転状態を検出するこれらの各種センサや、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５０からの出力信号は、電子制御装置（以下、ＥＣＵ５２）に入力される。
【００２９】
ＥＣＵ５２は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５２は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じた各種制御を実施する。ＥＣＵ５２は、これらの入力信号に基づいて燃料噴射制御や、点火制御を行うと共に、実燃圧を目標値（目標燃圧）に制御すべく、ＳＣＶ４０を操作する。
【００３０】
図２に、ＥＣＵ５２の行う処理のうち、本実施形態における上記燃圧制御に関する処理の機能ブロック図を示す。
【００３１】
噴射量算出部Ｂ２は、クランク角度センサ４６の検出値に基づくエンジン回転速度と、アクセルセンサ５０の検出値に基づくアクセル操作量とに基づいて、燃料噴射弁２２に対する噴射量の指令値（指令噴射量）を算出する。ここで、指令噴射量は、アクセル操作量が大きいほど大きい値に設定される。
【００３２】
目標燃圧算出部Ｂ４は、噴射量算出部Ｂ２で算出される指令噴射量と、エンジン回転速度とに基づいて、コモンレール２６内の目標燃圧を算出する。ここで、目標燃圧は一般的には、指令噴射量が大きいほど高い値に設定される。
【００３３】
フィルタ処理部Ｂ６は、上記目標燃圧の変化度合いが緩和された値を算出する。このフィルタ処理の演算手法は、例えば、目標燃圧の前回のサンプリング値と今回のサンプリング値との加重平均処理や、移動平均処理によって行えばよい。
【００３４】
フィルタ処理部Ｂ６で算出される上記緩和された目標燃圧と、燃圧センサ４８によって検出される実燃圧とは、差圧算出部Ｂ８や、比例項算出部Ｂ１０、微分項算出部Ｂ１２、積分項算出部Ｂ１４、及び係数演算部Ｂ１６とを備えて構成されるフィードバック制御部に取り込まれる。差圧算出部Ｂ８は、上記緩和された目標燃圧と、実燃圧との差圧を算出する。この差圧は、比例項算出部Ｂ１０や、微分項算出部Ｂ１２、及び積分項算出部Ｂ１４に取り込まれる。ここで、比例項算出部Ｂ１０では、上記差圧に比例ゲインを乗算することで比例項を算出する。また、微分項算出部Ｂ１２は、上記差圧の時間微分値に微分ゲインを乗算することで微分項を算出する。更に、積分項算出部Ｂ１４は、上記差圧に積分ゲインを乗算したものの累積値を算出する（差圧の積分演算）ことで積分項を算出する。なお、積分ゲインは、上記差圧が大きいほど小さい値に設定される。これは、実燃圧が目標燃圧に対して大きく変動する事態を回避するためである。
【００３５】
加算部Ｂ１７は、上記比例項や、微分項、及び積分項を加算する。この加算部Ｂ１７の出力は、フィードバック制御の要求する吐出量であり、ＳＣＶ４０に対するフィードバック操作量となる。
【００３６】
燃料噴射弁リーク燃料算出部Ｂ１８は、エンジン回転速度と、実燃圧と、燃温センサ４９によって検出される燃料温度とに基づいて、燃料噴射弁２２を介してコモンレール２６から燃料還流通路４４へ流出するリーク量を算出する。
【００３７】
目標燃圧変化算出部Ｂ２０は、目標燃圧の変化量を算出する。そして、燃料換算部Ｂ２２は、実燃圧を上記目標燃圧の変化量だけ変化させるために要する燃料量を算出すべく、上記目標燃圧の変化量に対応する燃料量に換算する。この換算は、燃料ポンプ２８からコモンレール２６までの間の燃料通路の容積と、コモンレール２６の容積との和Ｖで、燃料の体積膨張係数Ｅを除算した値「Ｅ／Ｖ」を、上記目標燃圧の変化量に乗算することで行う。
【００３８】
フィードフォワード制御部Ｂ２４は、上記燃料噴射弁リーク燃料算出部Ｂ１８で算出されるリーク量と、上記燃料換算部Ｂ２２で換算される燃料量と、上記噴射量算出部Ｂ２で算出される指令噴射量との和として、ＳＣＶ４０のフィードフォワード操作量を算出する。
【００３９】
フィードフォワード制御部Ｂ２４によって算出されるフィードフォワード操作量は、フィードフォワード寄与率乗算部Ｂ２６に取り込まれる。ここでは、上記フィードフォワード操作量に所定の係数Ａ（０＜Ａ＜１）を乗算することで、ＳＣＶ４０を操作する実質的なフィードフォワード操作量を算出する。上記所定の係数Ａは、実燃圧の制御におけるフィードフォワード制御の寄与率を決定するものであり、この処理は、実燃圧の応答性と追従性との双方を向上させるためになされるものである。すなわち、フィードバック制御のみでは、実燃圧と、目標燃圧との偏差が生じて初めてフィードバック操作量が変更されるため、実燃圧の追従性が低下するおそれがある。一方、フィードフォワード制御では、実燃圧と目標燃圧との偏差が生じる前に、実燃圧を目標燃圧に制御する上で想定される要求吐出量を燃料ポンプ２８の実際の吐出量とすることができるため、実燃圧の応答性を向上させることができる。但し、燃料噴射弁２２やコモンレール２６、更には燃料ポンプ２８の個体差に起因して上記想定される要求吐出量が実際の要求吐出量からずれる場合には、実燃圧の追従性が低下するおそれがある。このため、フィードフォワード制御の寄与率が大きい場合には、フィードバック補正を加えたとしても、実燃圧の追従性を向上させることが困難となるおそれがある。本実施形態では、この点に鑑み、上記所定の係数Ａを、実燃圧の応答性と追従性との双方の向上を図ることができる最適値に設定する。
【００４０】
加算部Ｂ２８は、上記加算部Ｂ１７の出力する最終的なフィードバック操作量と、上記フィードフォワード寄与率乗算部Ｂ２６の出力する最終的なフィードフォワード操作量とを加算する。この加算部Ｂ２８の出力が燃料ポンプ２８に対する吐出量の指令値（指令吐出量）となる。そして、駆動電流換算部Ｂ３０は、上記指令吐出量を、燃料ポンプ２８から吐出するために要求されるＳＣＶ４０の駆動電流値に換算する。この駆動電流換算部Ｂ３０によって換算される駆動電流値に基づき、ＳＣＶ４０が操作される。ちなみに、燃料ポンプ２８は、非通電時はＳＣＶ４０が閉弁状態となって燃料の吐出を行わないノーマリクローズ型のものである。
【００４１】
ところで、目標燃圧が急変する状況下においては、積分項の過積分が発生し、オーバーシュート又はアンダーシュートが発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、判断処理部Ｂ３２を備え、ディーゼルエンジン１０の運転状態に応じて、フィードバック制御の演算に用いる積分ゲインを強制的に増大すべく係数演算部Ｂ１６を操作する。
【００４２】
図３及び図４に、上記積分ゲインの強制的な増大処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５２によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００４３】
図３は、目標燃圧が急激に上昇する場合の処理の手順を示す。この一連の処理では、まずステップＳ１０において、加速判定があるか否かを判断する。この処理は、目標燃圧の時間当たりの変化量（変化率）が所定の閾値以上であるか否かを判断するものである。本実施形態では、目標燃圧と相関を有するアクセル操作量を用い、アクセル操作量の変化率が所定の閾値以上であるか否かに基づいて上記判断を間接的に行う。ステップＳ１０において加速判定ありと判断される場合には、ステップＳ１２へ移行する。
【００４４】
ステップＳ１２では、実燃圧が、「目標燃圧＋所定値α（α＞０）」以上であるか否かを判断する。ここで、上記所定値αは、目標燃圧がその最大値まで急激に上昇した場合であっても、実燃圧が信頼性の低下（例えば、コモンレール２６や、コモンレール２６及び燃料噴射弁２２と高圧燃料通路２４との接続部からの燃料漏れ）を招く値までオーバーシュートしない値に設定されている。ステップＳ１２において肯定判断された場合には、ステップＳ１４へ移行する。
【００４５】
ステップＳ１４では、先の図２に示す係数演算部Ｂ１６の出力する積分ゲイン増大係数ａを１から１より大きい値に変更する。そして、積分ゲイン増大係数ａを、実燃圧と目標燃圧との差圧に応じて可変設定される積分ゲインに乗算することで、積分ゲインを強制的に増大する。なお、上記積分ゲイン増大係数ａは、予め実験等で決定されるのが望ましい。本ステップの処理の終了後、ステップＳ１６へ移行する。
【００４６】
ステップＳ１６では、実燃圧が、「目標燃圧＋所定値β（α＞β＞０）」以下であるか否かを判断する。この処理は、積分ゲインの強制的な増大を解除するか否かを判断するためのものである。したがって、上記所定値βは、過積分を速やかに解消して且つ、実燃圧の追従性の低下を招かないとの条件の下に設定される最適値とするのが望ましい。これは、過積分を速やかに解消すべく積分ゲインを増大する期間を長くするため、上記所定値βを過度に小さい値に設定すると、実燃圧が目標燃圧付近で変動し、実燃圧の追従性が低下するおそれがあるためである。
【００４７】
ステップＳ１６で肯定判断された場合には、ステップＳ１８へ進み、上記係数演算部Ｂ１６の出力する積分ゲイン増大係数ａを、１より大きい値から１に変更することで、積分ゲインの強制的な増大を解除する。これに対し、ステップＳ１６で否定判断される場合には、ステップＳ１４に戻る。
【００４８】
一方、上記ステップＳ１２で否定判断される場合には、ステップＳ２０へ進み、実燃圧が、所定期間（Ｎ１秒間）継続して減少しているか否かを判断する。この処理は、実燃圧のオーバーシュートが発生するおそれがなくなったか否かを判断するためのものである。ここで、上記所定期間は、積分ゲインに基づいて予め実験等で決定される期間とするのが望ましい。ステップＳ２０で否定判断された場合には、ステップＳ１２へ戻る。
【００４９】
なお、上記ステップＳ１０において否定判断される場合や、ステップＳ１８の処理が完了する場合、更には、上記ステップＳ２０において肯定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００５０】
図４は、目標燃圧が急激に下降する場合の処理の手順を示す。この一連の処理では、まずステップＳ３０において、減速判定があるか否かを判断する。この処理は、目標燃圧の時間当たりの変化量（変化率）が所定の閾値以下であるか否かを判断するものである。本実施形態では、先の図３に示すステップＳ１０の場合と同様に、アクセル操作量の変化率が所定の閾値以下であるか否かに基づいて上記判断を間接的に行う。ステップＳ３０において減速判定ありと判断される場合には、ステップＳ３２へ移行する。
【００５１】
ステップＳ３２では、実燃圧が、「目標燃圧−所定値γ（γ＞０）」以下であるか否かを判断する。ここで、上記所定値γは、目標燃圧がその最小値まで急激に下降した場合であっても、実燃圧が燃料噴射弁２２の適正噴射圧の下限値を下回るまでアンダーシュートしない値に設定されている。ステップＳ３２において肯定判断された場合には、ステップＳ３４へ移行する。
【００５２】
ステップＳ３４では、先の図３に示したステップＳ１４の処理と同様に、上記係数演算部Ｂ１６の出力する積分ゲイン増大係数ａを１から１より大きい値に変更する。そして、ステップＳ３６へ移行する。ステップＳ３６では、実燃圧が、「目標燃圧−所定値δ（γ＞δ＞０）」以上であるか否かを判断する。ここで、上記所定値δは、先の図３に示したステップＳ１６と同様に、積分項の過積分を速やかに解消して且つ、実燃圧の追従性の低下を招かないとの条件の下に設定される最適値とするのが望ましい。
【００５３】
ステップＳ３６で肯定判断された場合には、ステップＳ３８へ進み、上記係数演算部Ｂ１６の出力する積分ゲイン増大係数ａを、１より大きい値から１に変更することで、積分ゲインの強制的な増大を解除する。これに対し、ステップＳ３６で否定判断される場合には、ステップＳ３４に戻る。
【００５４】
一方、上記ステップＳ３２で否定判断される場合には、ステップＳ４０へ進み、実燃圧が、所定期間（Ｎ２秒間）継続して増大しているか否かを判断する。この処理は、先の図３に示したステップＳ２０の処理に対応するものである。ここで、上記所定期間は、先の図３に示したステップＳ２０と同様に、積分ゲインに基づいて予め実験等で決定される期間とするのが望ましい。ステップＳ４０で否定判断された場合には、ステップＳ３２へ戻る。
【００５５】
なお、上記ステップＳ３０において否定判断される場合や、ステップＳ３８の処理が完了する場合、更には、上記ステップＳ４０において肯定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００５６】
図５に、上記処理による積分ゲインの強制的な増大処理がある場合の燃圧制御の一例を示す。詳しくは、図５（ａ）に、加速判定フラグの状態の推移を示し、図５（ｂ）に、減速判定フラグの状態の推移を示し、図５（ｃ）に、実燃圧ＮＰＣの推移を示し、図５（ｄ）に、加速判定時における積分ゲイン変更フラグの状態の推移を示し、図５（ｅ）に、減速判定時における積分ゲイン変更フラグの状態の推移を示し、図５（ｆ）に、積分ゲイン増大係数ａの推移を示し、図５（ｇ）に、積分項の推移を示す。
【００５７】
図示されるように、時刻ｔ１において図５（ａ）に示すように、加速判定フラグがオン状態とされた後、時刻ｔ２において図５（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値αだけ大きい値に達したことで、図５（ｄ）に示すように、積分ゲイン変更フラグがオン状態とされ、図５（ｆ）の実線に示すように、積分ゲイン増大係数ａが１から１より大きい値に変更される。そして、時刻ｔ３において図５（ｃ）の実線にて示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値βだけ大きい値に達したことで、図５（ｄ）に示すように、積分ゲイン変更フラグがオフ状態とされ、図５（ｆ）の実線に示すように、積分ゲイン増大係数ａが１より大きい値から１に変更される。このため、時刻ｔ５において、図５（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが、目標燃圧ＰＦＩＮに速やかに収束する。
【００５８】
一方、時刻ｔ６において図５（ｂ）に示すように、減速判定フラグがオン状態とされた後、時刻ｔ７において図５（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値γだけ小さい値に達したことで、図５（ｅ）に示すように、積分ゲイン変更フラグがオン状態とされ、図５（ｆ）の実線に示すように、積分ゲイン増大係数ａが１から１より大きい値に変更される。そして、時刻ｔ８において図５（ｃ）の実線にて示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値δだけ小さい値に達したことで、図５（ｅ）に示すように、積分ゲイン変更フラグがオフ状態とされ、図５（ｆ）の実線に示すように、積分ゲイン増大係数ａが１より大きい値から１に変更される。このため、時刻ｔ９において、図５（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが、目標燃圧ＰＦＩＮに速やかに収束する。
【００５９】
これに対し、積分ゲインを強制的に増大しない場合には、図５（ｃ）の点線にて示すように、時刻ｔ４よりも遅い時刻ｔ５や、時刻ｔ９よりも遅いｔ１０において、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮに収束する。このように、本実施形態では、積分項の過積分を好適に抑制することができる。
【００６０】
図６に、ＳＣＶ４０の駆動電流のうち積分項によるものと、燃料ポンプ２８の吐出量との関係を示す。詳しくは、図６（ａ）には加速時の上記関係を示し、図６（ｂ）には減速時における上記関係を示す。図６における点（Ａ）〜点（Ｈ）や、点（Ｃ’）、（Ｄ’）、（Ｇ’）、及び点（Ｈ’）は、先の図５に示した点（Ａ）〜点（Ｈ）や、点（Ｃ’）、（Ｄ’）、（Ｇ’）及び点（Ｈ’）に対応している。過積分の解消によって、加速時におけるＳＣＶ４０の駆動電流のうち積分項によるものが低減され、減速時におけるＳＣＶ４０の駆動電流のうち積分項によるものが増大されていることが確認できる。
【００６１】
図７に、上記処理による積分ゲインの強制的な増大処理がない場合の燃圧制御の一例を示す。詳しくは、図７（ａ）〜図７（ｆ）は、先の図５（ａ）〜図５（ｆ）に対応している。
【００６２】
図示されるように、時刻ｔ１において図７（ａ）に示すように、加速判定フラグがオン状態とされた後、時刻ｔ２からｔ３において図７（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値αだけ大きい値に達することなくＮ１秒間継続して減少するため、積分ゲインの増大処理はなされない。また、時刻ｔ４において図７（ｂ）に示すように、減速判定フラグがオン状態とされた後、時刻ｔ５からｔ６において図７（ｃ）の実線に示すように、実燃圧ＮＰＣが目標燃圧ＰＦＩＮより所定値γだけ小さい値に達することなくＮ２秒間継続して減少するため、積分ゲインの増大処理はなされない。
【００６３】
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。
【００６４】
（１）加速判定ありと判断されて且つ、実燃圧が、上記「目標燃圧＋所定値α」以上である場合、積分ゲイン増大係数ａを１から１より大きい値に増大することで、積分ゲインを強制的に増大した。これにより、積分項の過積分の解消速度を増大させることができ、ひいては実燃圧のオーバーシュート量を好適に抑制することができる。
【００６５】
（２）減速判定ありと判断されて且つ、実燃圧が、上記「目標燃圧−所定値γ」以下である場合、積分ゲイン増大係数ａを１から１より大きい値に増大することで、積分ゲインを強制的に増大した。これにより、積分項の過積分の解消速度を増大させることができ、ひいては実燃圧のアンダーシュート量を好適に抑制することができる。
【００６６】
（３）上記積分ゲインを強制的に増大させた後、実燃圧が、上記「目標燃圧＋所定値β」以下又は上記「目標燃圧−所定値δ」以上となる場合、積分ゲイン増大係数ａを１より大きい値から１に変更することで、積分ゲインの強制的な増大を解除した。これにより、過積分の解消後、実燃圧が目標燃圧付近で変動し、実燃圧の追従性が低下するのを好適に抑制することができる。
【００６７】
（４）加速又は減速判定されて且つ、実燃圧が、上記「目標燃圧＋所定値α」又は上記「目標燃圧−所定値γ」となることなく上記所定期間継続して減少又は増大していると判断された場合、上記積分ゲインの強制的な増大をしないこととした。これにより、実燃圧のオーバーシュート又はアンダーシュートが発生するおそれがなくなった場合には、積分ゲインが強制的に増大される事態を回避することができる。
【００６８】
（５）目標燃圧の急激な変化を緩和するフィルタ処理部Ｂ６を設けた。これにより、実燃圧の追従性を向上させたり、排気特性の悪化や燃焼音の増大を好適に回避したりすることができる。
【００６９】
（６）フィードフォワード寄与率乗算部Ｂ２６の所定の係数Ａを０＜Ａ＜１とした。このため、目標燃圧の急変時には過積分が必ず発生するため、積分ゲインを強制的に増大させる処理の利用価値が高い。
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、フィードバック制御とともに、フィードフォワード制御を寄与させたがこれに限らず、フィードバック制御のみで構成しても良い。この場合、目標燃圧が急変することで、積分項の過積分が特に顕著に発生するため、本発明の利用価値が最も高い。もっとも、先の図２に示すフィードフォワード寄与率乗算部Ｂ２６おいて、上記所定の係数をＡ＝１とすることで基本的にはフィードフォワード制御によって実燃圧を制御し、フィードフォワード制御の誤差をフィードバック補正する場合であっても、目標燃圧の急上昇時等にあっては、フィードバック制御の積分項に過積分が発生するおそれがあるため、本発明の適用は有効である。すなわち、例えば燃料ポンプ２８によって燃料タンク３８から燃料が汲み上げられる際、燃料が燃料フィルタ３６を通過する時に圧力損失が発生し、燃料フィルタ３６の下流側の圧力が低下する。特に、目標燃圧が急激に上昇する場合、燃料ポンプ２８による燃料タンク３８からの燃料吸入量が多くなり、上記圧力損失が大きくなる。これにより、燃料フィルタ３６の下流側で燃料中のエアが分離して気泡が発生するおそれがある。この場合、燃料ポンプ２８によって汲み上げられる燃料量が気泡の体積分だけ減少し、燃料ポンプ２８からコモンレール２６内に圧送される燃料量が気泡の体積分だけ減少することとなる。このため、燃料ポンプ２８の実際の吐出量が要求吐出量よりも少なくなり、実燃圧と目標燃圧との偏差が大きくなることで、過積分が発生するおそれがある。このような場合であっても、本発明の適用は有効である。
【００７１】
・上記実施形態では、アクセル操作量の検出値に基づき目標燃圧が急変するか否かを間接的に判断したが、ディーゼルエンジン１０の運転状態を示すパラメータに基づき目標燃圧が急変するか否かを判断する処理としては、これに限らない。例えば先の図２に示した噴射量算出部Ｂ２で算出される燃料噴射弁２２に対する指令噴射量の変化率から判断してもよい。また、間接的に判断するものにも限らず、例えば先の図２に示した目標燃圧算出部Ｂ４で算出される目標燃圧から直接判断してもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、目標燃圧が急変する場合、積分ゲインを強制的に増大させるトリガとなる閾値を上記目標燃圧よりも上記急変する方向に所定量（α＞０又はγ＞０）だけずれた値としたがこれに限らない。この閾値を目標燃圧（α＝０又はγ＝０）に設定してもよい。この場合でも、上記実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【００７３】
・上記実施形態では、基本となる積分ゲインと積分ゲイン増大係数ａとを乗算することで、積分ゲインを強制的に増大したがこれに限らない。例えば実燃圧と目標燃圧との偏差が大きい場合、通常時の積分ゲインからこれよりも大きい積分ゲインに強制的に切り替えてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、先の図３に示すステップＳ２０又は図４に示すステップＳ４０において否定判断された場合、図３に示すステップＳ１２又は図４に示すステップＳ３２に戻ったがこれに限らない。例えば所定時間経過しても、実燃圧が、上記積分ゲインを強制的に増大させるトリガとなる閾値である上記目標燃圧よりも上記急変する方向に所定量（α＞０又はγ＞０）だけずれた値とならない場合、一連の処理を一旦終了してもよい。
【００７５】
・フィードバック操作量を算出する手段としては、実燃圧と目標燃圧との偏差の比例積分微分演算によるものに限らない。例えば比例積分演算のみによってフィードバック操作量を算出するものであってもよい。燃圧の応答性を向上させることができる微分演算がない場合、過積分の度合いが大きくなるおそれがあるため、本発明の適用が特に有効である。
【００７６】
・上記実施形態では、目標燃圧が急激に上昇する場合及び下降する場合の双方において積分ゲインを強制的に増大したがこれに限らない。例えば実燃圧が過度に上昇する状況下に限って上記積分ゲインを強制的に増大させる処理を行う等、これらのうち少なくとも一方で積分ゲインを増大する処理を行ってもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、燃料ポンプ２８をノーマリクローズ型のものとしたがこれに限らない。燃料ポンプ２８を、非通電時はＳＣＶ４０が開弁状態となって燃料の吐出を行うノーマリオープン型のものとしてもよい。
【００７８】
・上記実施形態では、コモンレール２６内の燃圧を制御すべく燃料ポンプ２８に吸入調量弁が設けられていたがこれに限らない。燃料ポンプ２８から吐出される燃料量を調節することで、コモンレール２６内の燃圧を制御する吐出調量弁が設けられるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】一実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかるコモンレール内の燃圧制御に関する処理を示すブロック図。
【図３】同実施形態にかかる目標燃圧の急上昇時における積分ゲインの強制的な増大処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態にかかる目標燃圧の急下降時における積分ゲインの強制的な増大処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態にかかる燃圧制御処理（積分ゲインの強制的な増大処理がある場合）の態様を示すタイムチャート。
【図６】上記燃圧制御処理に伴う積分項の推移を示す図。
【図７】同実施形態にかかる燃圧制御処理（積分ゲインの強制的な増大処理がない場合）の態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００８０】
１０…ディーゼルエンジン、２２…燃料噴射弁、２４…高圧燃料通路、２６…コモンレール、２８…燃料ポンプ、２８…クランク軸、３６…燃料フィルタ、３８…燃料タンク、４０…吸入調量弁（ＳＣＶ）、５２…ＥＣＵ（燃圧制御装置の一実施形態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010031656.tif 000007
【図６】
2010031656.tif 000008
【図７】
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