(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプにより吐出された燃料を蓄圧する蓄圧室と、該蓄圧室内の燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、を備え、前記高圧燃料ポンプは、燃料を加圧する加圧室、該加圧室内へ吸入される燃料吸入量及び／又は該高圧燃料ポンプから吐出される燃料吐出量を調整するための電磁弁、前記加圧室内に往復動可能に配在され、前記加圧室内に燃料を吸入する吸入行程と該吸入した燃料を加圧する圧縮行程とをとる加圧部材、及び該加圧部材を往復動させるポンプ駆動カムを有しているエンジンの制御装置であって、
前記高圧燃料ポンプから吐出される燃料吐出量を制御すべく、前記電磁弁に対するフィードフォワード制御量を設定する第１の制御手段と、前記電磁弁に対するフィードバック制御量を設定する第２の制御手段と、を備え、
前記第１の制御手段は、前記フィードフォワード制御量を、前記高圧燃料ポンプの圧縮行程毎に個別に設定すると共に、前記高圧燃料ポンプの圧縮行程開始時点から次の圧縮行程開始時点までにおいて前記燃料噴射弁から噴射すべき目標噴射量に基づいて設定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記第２の制御手段は、前記フィードバック制御量を、前記高圧燃料ポンプの吸入行程から圧縮行程への切替タイミングで更新することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記畜圧室内の燃圧を検出する燃圧検出手段を備え、該燃圧検出手段の検出燃圧の更新を、前記高圧燃料ポンプの圧縮行程開始時点で行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ポンプ駆動カムの葉数が、前記エンジンの気筒数とは異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン（内燃機関）の制御装置に係り、主として燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料ポンプの制御を行なうエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジン（内燃機関）、特に車載用筒内噴射式エンジンにおいては、燃焼性や燃費等の向上させる上で、燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくすることが好ましく、そのため、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（以下、単に燃圧と呼ぶことがある）の高圧化を図ることが要望されている。
【０００３】
一方で、高圧燃料供給系における配管などの耐圧限界や、燃料噴射弁の作動限界圧を考慮すると、燃圧は高ければ良いという訳ではなく、システム構成に依存する上限が存在する。また、燃料噴射弁から実際に噴射される燃料噴射量は燃圧に応じて変化するため、要求される噴射量を精度良く噴射するためには、実燃圧が目標となる燃圧にできるだけ近いことが望ましい。
【０００４】
このような要望に応えるべく、本願の出願人は、先に、例えば図１４に示される如くの、高圧燃料ポンプ６０を備えた燃料供給システムを提案している。以下、この燃料供給システムを簡単に説明する（詳細は下記特許文献１や本発明の実施例（図１及び図４）を参照されたい）。
【０００５】
図示例の高圧燃料供給システムは、燃料を燃料タンク５０から吸入するとともに加圧して吐出する高圧燃料ポンプ６０、該高圧燃料ポンプ６０の吐出量を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００、高圧燃料ポンプ６０が吐出した高圧燃料を蓄圧して保持するコモンレール（蓄圧室）５３を有し、コモンレール５３から各気筒の燃料噴射弁３０に燃料が圧送されるようになっている。
【０００６】
高圧燃料ポンプ６０は、その一端側（左側）に、電磁弁７０が設けられるとともに、吸入通路６３が設けられ、他端側（右側）に、加圧室（ポンプ室）６４を有する加圧用ポンプ機構６２が設けられている。
【０００７】
前記電磁弁７０は、加圧室６４内へ吸入される燃料量を調整するものであり、電磁弁７０のソレノイド７２に駆動電流が流されると、吸引子７３が励磁されて磁気吸引力を発生し、アンカ７４が吸引子７３（右側）に引き寄せられてこれに接当係止されるとともに、アンカ７４と一体の弁体７５が右行して弁口７６が開かれる（開弁する）。これにより、吸入通路６３と加圧室６４とが弁口７６を介して連通する。 
【０００８】
上記開弁状態において、ソレノイド７２に駆動電流が流されなくなると、閉弁ばね７８の付勢力により、弁体７５が左行して弁口７６を閉じる（閉弁する）。これにより、吸入通路６３と加圧室６４との間の流通が遮断される。
【０００９】
一方、前記加圧用ポンプ機構６２は、前記加圧室（ポンプ室）６４に摺動自在に嵌挿されたプランジャ６５、前記加圧室６４に連なる吐出通路６６、該吐出通路６６に設けられた吐出弁６７、エンジン１０の排気カム軸４９に設けられたポンプ駆動カム８０（図示例は葉数が４の４葉カム８４）上に乗せられた有底円筒状のリフタ６８、及び、前記プランジャ６５とリフタ６８とを一体的に前記ポンプ駆動カム８０のカム面に押し付ける方向（下方）に付勢する圧縮コイルばねからなる復帰ばね６９を備えている。
【００１０】
上記構成の高圧燃料ポンプ６０では、ポンプ駆動カム８０の回転に伴ってプランジャ６５が往復動（昇降動）し、加圧室６４の容積を変化させる。以下、プランジャ６５が下降する行程をポンプ吸入行程と称し、プランジャ６５が上昇する行程をポンプ圧縮行程と称す。
【００１１】
ポンプ圧縮行程中に電磁弁７０（の弁体７５）が閉じれば、ポンプ吸入行程中に加圧室６４に吸入された燃料は加圧され、コモンレール５３側へ吐出される。もし圧縮行程中に電磁弁７０が開弁していれば、その間、燃料は吸入通路６３側へ押し戻され、加圧室６４内の燃料はコモンレール５３側へは吐出されない。このように、高圧燃料ポンプ６０の燃料吐出量（燃料噴射弁３０に供給される燃料の燃圧）は電磁弁７０（の弁体７５）の開閉によって調整され、電磁弁７０（の弁体７５）の開閉タイミングは、ＥＣＵ１００から電磁弁７０に供給される駆動信号のＯＮ（通電）−ＯＦＦ（停止）によって制御される（詳細は、後述の実施例にて説明する）。
【００１２】
なお、カム軸４９はクランク軸２回転当たり１回転するので、クランク軸２回転当たり、カム葉数だけプランジャ６５が往復運動し、カム葉数と同じ回数だけ高圧燃料ポンプ６０から燃料が吐出される。
【００１３】
前述の高圧燃料ポンプ６０の燃料吐出量制御としては、運転者の加減速要求などに伴う目標燃圧の変化に対する応答性と、外乱に対するロバスト性の両面を考慮して、制御量が運転状態等に応じて前もって定められるフィードフォワード制御と、実燃圧を目標燃圧に収束させるべく、目標燃圧と実燃圧との差圧に基づいて制御量を設定するフィードバック制御（ＰＩ制御、ＰＩＤ制御等）とを併用することが望ましい。
【００１４】
図１５は、高圧燃料ポンプ駆動用カム８０として４葉カム８４が用いられ、燃料噴射を各気筒の吸気行程毎に１回だけ行なう直列４気筒エンジン（点火順序は＃１→＃３→＃４→＃２）における、（Ａ）プランジャのストローク（位置）、（Ｂ）エンジンの各気筒の燃焼サイクル（吸気、圧縮、膨張、排気の４行程）・燃料噴射時期（燃料噴射期間・パルス幅）、（Ｃ）フィードフォワード制御量、（Ｄ）フィードバック制御量、（Ｅ）燃料収支（燃圧挙動）の変化を示すタイムチャートである。ポンプ駆動カムの葉数が４葉であると、クランク軸２回転当たり、ポンプ吐出が４回行われる。
【００１５】
この図１５に示されるタイムチャートの前提条件であるが、フィードフォワード制御量として、４気筒分の燃料噴射弁の噴射量（目標噴射量）を、４回の吐出のそれぞれに均等に分配し、フィードバック制御量として、目標燃圧と実燃圧との差圧に基づいて設定される比例分（Ｐ分）＋積分分（Ｉ分）が用いられている。フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを足し合わせたものがポンプ制御の目標吐出量に相当する。ポンプ吐出量の算出と実燃圧検出は、前記ポンプ圧縮行程の開始時点（時点ｔ１、ｔ４、ｔ７、ｔ１０、・・・）である。
【００１６】
また、説明を容易とするための前述以外の前提事項であるが、プランジャストロークは実際には曲線となるが、ここでは直線的に描かれている。ポンプ吐出量は実際にはプランジャの各行程で異なるが一定として記載する。燃料収支と同じチャートを用いて実燃圧の挙動を示す。燃料収支チャート中の一点鎖線は目標燃圧を示す（後述の図１１、図１２、図１６、図１７も同じ）。実際には、空気の存在等による燃料圧縮性や、コモンレールからの燃料リークや、コモンレール内のポンプ吐出位置、噴射位置と燃圧検出位置とに距離があること、燃料噴射弁の燃料噴射時に生じる油撃の影響などのため、燃料収支と実燃圧の挙動とは必ずしも等しくならない。また、制御に用いる燃圧の検出値（以下、検出燃圧）は、ノイズや脈動の影響を避けるためフィルタをかけて用いるので、検出燃圧は実燃圧挙動に対しフィルタ分の遅れが存在するが、検出燃圧は実燃圧と位相が等しいとして記載した。また、燃料収支については、燃料噴射弁の目標噴射量と実噴射量の誤差や、ポンプ目標吐出量に対する実吐出量の誤差が存在するので、必ずしも目標通りの燃料収支とはならないが、これらの影響は省略してある。以上の前提は、後述する図１１、図１２、図１６、図１７に示される例（高圧燃料ポンプ駆動用カム８０が３葉の場合）でも同様である。
【００１７】
図１５のタイムチャート上の時点ｔ０では、目標燃圧と実燃圧とは等しいものとする。
時点ｔ０〜ｔ１間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射弁による燃料噴射が行なわれないため、時点ｔ０と時点ｔ１での燃圧は等しく、つまり目標燃圧と実燃圧とが等しい。
【００１８】
時点ｔ１で、プランジャ６５の上昇に伴いポンプ圧縮行程が開始されるとともに、＃１気筒の燃料噴射が開始される。
【００１９】
時点ｔ１で演算されるフィードフォワード制御量は、前述の通り、４気筒分の燃料噴射弁の噴射量をポンプ４回吐出に均等に分配するので、燃料噴射弁１回噴射分に相当する。時点ｔ１で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ１での目標燃圧と検出燃圧とが等しいため０（ゼロ）となる。よってポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。
【００２０】
時点ｔ１〜ｔ２における＃１気筒の噴射量と、時点ｔ１〜ｔ２におけるポンプ圧縮行程でのポンプ吐出量とは等しいので、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が終了した時点ｔ２での燃料収支は０となる。そのため、時点ｔ１からｔ２まで検出燃圧（実燃圧）はほとんど変化しない。
【００２１】
時点ｔ２〜ｔ４間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行われないため、時点ｔ２と時点ｔ４での燃圧は等しく、つまり目標燃圧と実燃圧とが等しい。時点ｔ４でポンプ圧縮行程が開始されるとともに、＃３気筒の燃料噴射が開始される。
【００２２】
時点ｔ４で演算されるフィードフォワード制御量は、燃料噴射弁１回噴射分である。時点ｔ４で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ４での目標燃圧と検出燃圧とが等しいため０となる。よってポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。
【００２３】
時点ｔ４〜ｔ５における＃３気筒の噴射量と、時点ｔ４〜ｔ５におけるポンプ圧縮行程のポンプ吐出量とが等しいので、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が終了した時点ｔ５時点での燃料収支は０となる。そのため、時点ｔ４からの燃圧変化も０となる。時点ｔ５以降は上記と同様となる。
【００２４】
このように、燃料噴射弁の噴射回数とポンプ吐出回数（ポンプ駆動カム葉数）とが合っている場合で、フィードフォワード制御量を燃料噴射弁１回噴射量とすれば、ポンプ圧縮行程と燃料噴射終了後の燃料収支は０となるので、実燃圧は目標燃圧（範囲）に収まり、燃圧脈動もほとんど生じない。
【００２５】
上記と同様の効果をねらいとして、下記特許文献１には、高圧燃料ポンプから吐出される燃料の吐出期間に、燃料噴射弁から噴射される噴射期間を時期的に重ねるように、燃料噴射弁の制御を行うことを特徴とするエンジンの制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００９−５７８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかし、例えば、ポンプ駆動カム葉数とエンジンの気筒数が異なる場合で、高圧燃料ポンプの吐出回数と噴射回数とが整数倍の関係になっておらず、ポンプ圧縮行程と燃料噴射期間とを重ねることができない場合がある。
【００２８】
図１６に、ポンプ圧縮行程と燃料噴射期間とを重ねることができない場合の一例を示す。図１６は、ポンプ駆動カムが３葉（後述する実施例のものを示す図３、図４を参照）で、燃料噴射を各気筒の吸気行程に１回だけ行なう直列４気筒エンジンにおけるタイムチャートである。ポンプ駆動カム葉数が３葉であると、クランク軸２回転当たり、ポンプ吐出が３回行われる。チャートの各項目は、図１５と同じである。
【００２９】
チャートの前提条件であるが、フィードフォワード制御量は、４気筒分の燃料噴射弁の噴射量をポンプ３回吐出に均等に分配したものであり、フィードバック制御量は、目標燃圧と実燃圧との差圧に基づいて設定される比例分（Ｐ分）＋積分分（Ｉ分）である。フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを足し合わせたものがポンプ制御の目標吐出量に相当する。その他条件は、図１５の場合と同様である。
【００３０】
図１６に示されるチャート上の時点ｔ０で、目標燃圧と実燃圧とが等しいものとする。時点ｔ０〜ｔ１間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行われないため、時点ｔ０と時点ｔ１での燃圧は等しく、つまり目標燃圧と実燃圧とが等しい。
【００３１】
時点ｔ１で、プランジャの上昇に伴いポンプ吐出が開始され、＃１気筒の燃料噴射が開始される。時点ｔ１で演算されるフィードフォワード制御量は、前述の通り、４気筒分の燃料噴射弁の噴射量をポンプの３回の吐出に均等に分配したもの、つまり燃料噴射弁の４／３噴射分である。時点ｔ１で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ１での目標燃圧と検出燃圧とが等しいため０となる。よってポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。
【００３２】
時点ｔ１〜ｔ２における＃１気筒の噴射量と、時点ｔ１〜ｔ３におけるポンプ圧縮行程でのポンプ吐出量とは不等で、ポンプ吐出量の方が多いので、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が終了した時点ｔ３時点での燃料収支は正の値となる。そのため、時点ｔ３の実燃圧は、目標燃圧よりも大きな値となる。
【００３３】
時点ｔ３〜ｔ５間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行なわれないため、時点ｔ３と時点ｔ５での実燃圧は等しく、時点ｔ３の目標燃圧よりも大きな値のままとなる。
【００３４】
時点ｔ５〜ｔ７間では、＃３気筒の燃料噴射が行なわれ、燃料収支及び実燃圧は減少する。この場合、時点ｔ６では、実燃圧は目標燃圧よりも小さな値となっている。
【００３５】
時点ｔ６〜ｔ９の間は、ポンプ圧縮行程が行なわれる。時点ｔ６で演算されるフィードフォワード制御量は、燃料噴射弁４／３噴射分である。時点ｔ６で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ６での検出燃圧が目標燃圧より小であるため、正の値となる。よって、ポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量＋フィードバック制御量となる。時点ｔ６〜ｔ７の間は燃料噴射期間とポンプ圧縮行程とがオーバーラップしており、燃料収支及び燃圧挙動は、この間は収支分の傾きとなり、その後の時点ｔ７〜ｔ９の間は上昇する。
【００３６】
時点ｔ９〜ｔ１０間は、＃４気筒の燃料噴射が行なわれ、燃料収支と燃圧は減少し、実燃圧は目標燃圧と等しくなる。
【００３７】
時点ｔ１０〜ｔ１１間は、ポンプ圧縮行程と燃料噴射は行なわれないので、時点ｔ１０と時点ｔ１１での実燃圧は等しい。
【００３８】
時点ｔ１１〜ｔ１４の間は、ポンプ圧縮行程が行なわれる。時点ｔ１１で演算されるフィードフォワード制御量は、燃料噴射弁４／３噴射分である。時点ｔ１１で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ１１での検出燃圧が目標燃圧と等しいため０となる。よって、ポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。時点ｔ１３〜ｔ１４の間は燃料噴射期間とポンプ圧縮行程とがオーバーラップしており、燃料収支及び燃圧挙動は、この間はフラットとなり、その後のｔ１４〜ｔ１５で減少し、燃料収支は正の値となり、実燃圧は目標燃圧より大きくなる。
【００３９】
時点ｔ１５〜ｔ１７間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行なわれないため、時点ｔ１５とｔ１７での燃圧は等しく、目標燃圧より大きいままである。
時点ｔ１７以降は、時点ｔ１７以前と同様であるので省略する。
【００４０】
ここでのポイントは、ポンプ圧縮行程開始時点ｔ６で、燃料収支が０となっていないため、そのためフィードバック制御量が演算され（０とはならず）、そのために却って目標燃圧と実燃圧との差圧が大きくなってしまうことである。つまり、外乱が無いにも関わらず燃料収支によって、フィードバック制御量が演算され、そのために目標燃圧と実燃圧との差圧が大きくなるという問題がある。
【００４１】
このフィードバック制御量による悪影響を避けるには、検出燃圧を求める際のフィルタ時定数を大きく設定するか、検出燃圧の更新頻度を高めるか、フィードバック制御ゲインを小さく設定するか、フィードフォワード制御量を予め小さく設定する方法などが考えられるが、演算負荷の増加や、外乱に対するロバスト性や応答性が低下してしまうという問題がある
次に、図１７に、ポンプ圧縮行程と燃料噴射期間とを重ねることができない場合の他の例を示す。図１７は、ポンプ駆動カムの葉数が３葉で、燃料噴射は各気筒の吸気行程と圧縮行程に１回ずつ行なう直列４気筒エンジンにおけるタイムチャートである。チャートの各項目は図１５、図１６と同じである。
【００４２】
フィードフォワード制御量は、４気筒分の燃料噴射弁の（吸気行程と圧縮行程の２回の）噴射量を、ポンプの３回の吐出に均等に分配ししたものであり、フィードバック制御量は、目標燃圧と実燃圧との差圧に基づいて設定される比例分（Ｐ分）＋積分分（Ｉ分）である。フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを足し合わせたものがポンプ制御の目標吐出量に相当する。その他条件は、図１６の場合と同様である。
【００４３】
ここでのポイントは、噴射形態が異なる（吸気行程１回噴射→吸気行程＋圧縮行程の２回噴射）と、図１６と同じ４気筒、３葉カムの場合であっても、フィードバック制御量が異なり、図１６に示される場合より、さらに目標燃圧と実燃圧との差圧が大きくなってしまうということである。
【００４４】
なお、図示説明は省略するが、噴射量・噴射時期の違いがある場合にも、燃料収支によるフィードバック補正量の影響が生じる場合がある。
【００４５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、例えば、ポンプカム葉数とエンジンの気筒数が異なる場合で、高圧燃料ポンプの吐出回数と燃料噴射回数とが整数倍の関係になっておらず、ポンプ圧縮行程と燃料噴射期間とを重ねることができない場合等においても、燃料噴射弁に供給される燃料の実燃圧を所望の目標燃圧（範囲）に収めることができて燃圧脈動を抑制することができ、演算負荷を増大させることなく、目標燃圧の変化に対する応答性や外乱に対するロバスト性を向上させることのできるエンジンの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】
【００４６】
上記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、基本的には、燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプにより吐出された燃料を蓄圧する蓄圧室と、該蓄圧室内の燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、を備え、前記高圧燃料ポンプは、燃料を加圧する加圧室、該加圧室内へ吸入される燃料吸入量及び／又は該ポンプから吐出される燃料吐出量を調整するための電磁弁、前記加圧室内に往復動可能に配在され、前記加圧室内に燃料を吸入する吸入行程と該吸入した燃料を加圧する圧縮行程とをとる加圧部材、及び該加圧部材を往復動させるポンプ駆動カムを有しているものにおいて、前記ポンプから吐出される燃料吐出量を制御すべく、前記電磁弁に対するフィードフォワード制御量を設定する第１の制御手段と、前記電磁弁に対するフィードバック制御量を設定する第２の制御手段と、を備え。前記第１の制御手段は、前記フィードフォワード制御量を、前記ポンプの吸入行程毎あるいは圧縮行程毎に個別に設定するようにされる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係るエンジンの制御装置では、高圧燃料ポンプの吐出量を制御するための制御量を演算するタイミング、例えばポンプ圧縮行程開始時点で、ポンプ吐出量と燃料噴射量との収支を合わせることができ、燃料収支の影響で演算される不要なフィードバック制御量を低減することができるので、前記フィードバック制御量の影響で生じる目標燃圧と実燃圧との差圧を低減できて燃圧脈動幅を可及的に小さくすることが可能となり、また、前記フィードバック制御量の影響を低減するための、燃圧検出値のなまし処理、ポンプ吐出量の計算頻度、フィードバック制御量、フィードフォワード制御量などにおける制限を軽減することが可能なため、演算負荷を増大させることなく、目標燃圧の変化に対する応答性と外乱に対するロバスト性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用された車載用筒内噴射式エンジンの一例と共に示す全体構成図。
【図２】図１に示される制御装置の主要部を構成するコントロールユニットの内部構成とその入出力の説明に供される図。
【図３】図１に示されるエンジンの燃料供給システムを詳細に示す図。
【図４】図３に示される高圧燃料ポンプの拡大断面図。
【図５】図３に示される高圧燃料ポンプの各部の動作及び操作量の変化を示すタイミングチャート。
【図６】図５に示されるタイミングチャートの補足説明図。
【図７】燃圧制御のメインルーチンの一例を示すフローチャート。
【図８】フィードフォワード制御量算出ルーチンの一例を示すフローチャート
【図９】図８のステップ１１０３、１１０５、１１０６に示される補正量ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の算出手法の説明に供される図。
【図１０】フィードバック制御量算出ルーチンの一例を示すフローチャート
【図１１】図３に示される如くの、ポンプ駆動用カムが３葉で、燃料噴射を各気筒の吸気行程に１回だけ行なう直列４気筒のエンジンにおける各部の動作及び操作量の変化を示すタイムチャート。
【図１２】図３に示される如くの、ポンプ駆動カムの葉数が３葉で、燃料噴射は各気筒の吸気行程と圧縮行程に１回ずつ行なう直列４気筒エンジンにおける各部の動作及び操作量の変化を示すタイムチャート。
【図１３】図３、図４に示されるものとは異なる構成の高圧燃料ポンプが使用された場合の各部の動作及び操作量の変化を示すタイミングチャート。
【図１４】高圧燃料ポンプを備えた燃料供給システムの一例を示す図。
【図１５】ポンプ駆動用カムが４葉で、燃料噴射を各気筒の吸気行程に１回だけ行なう直列４気筒エンジンにおける各部の動作及び操作量の変化を示すタイムチャート。
【図１６】ポンプ駆動用カムが３葉で、燃料噴射を各気筒の吸気行程に１回だけ行なう直列４気筒のエンジンにおける各部の動作及び操作量の変化を示すタイムチャート。
【図１７】ポンプ駆動カムの葉数が３葉で、燃料噴射を各気筒の吸気行程と圧縮行程に１回ずつ行なう直列４気筒エンジンにおける各部の動作及び操作量の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用された車載用筒内噴射式エンジンの一例と共に示す全体構成図である。
【００５０】
図示例の筒内噴射式エンジン１０は、例えば４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４を有する直列４気筒エンジンであって、シリンダヘッド１１と、シリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５とを有し、該ピストン１５上方には所定形状の燃焼室（天井部）を有する燃焼作動室１７が画成される。燃焼作動室１７には、点火コイル３４から高電圧が印加される点火プラグ３５及び燃焼作動室１７内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３０が臨設されている。なお、図において、点火プラグ３５及び燃料噴射弁３０は、便宜上、燃焼作動室１７の天井部の左右に並設されているように描かれているが、それらの配設位置、取付姿勢等は適宜に設定可能である。
【００５１】
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０の始端部に設けられたエアクリーナ２１の入口部２１ａから取り入れられ、エアフローセンサ２４を通り、電制スロットル弁２５が収容されたスロットルボディ２６を通ってコレクタ２７に入り、このコレクタ２７から多岐管２２、吸気ポート２０ａを通って、吸気カム軸２９により開閉駆動される吸気弁２８を介して各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼作動室１７に吸入される。
【００５２】
燃焼作動室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５により点火されて爆発燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス（排ガス）は、排気カム軸４９により開閉駆動される排気弁４８を介して排気通路４０に排出され、排気通路４０に配備された触媒コンバータ４６で浄化された後、外部に排出される。
【００５３】
一方、図１に加えて図３を参照すればよくわかるように、燃料噴射弁３０から噴射されるガソリン等の燃料は、燃料タンク５０から低圧燃料ポンプ５１により一次加圧されて燃圧レギュレータ５２により一定の圧力（例えば３ｋｇ／ｃｍ２）に調圧されるとともに、排気カム軸４９に設けられたポンプ駆動カム８０（本例では、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３つの葉を持つおむすび形の３葉カム８３）により駆動される高圧燃料ポンプ６０において、より高い圧力に二次加圧（例えば５０ｋｇ／ｃｍ２）されて蓄圧室（コモンレール）５３へ圧送され、このコモンレール５３から燃料が気筒＃１、＃２、＃３、＃４毎に設けられた燃料噴射弁３０に供給される。燃料噴射弁３０に供給される燃料の圧力（燃圧）は燃圧センサ５６により検出されるようになっている。また、コモンレール５３には、高圧配管系の破損を防止するため、コモンレール５３内の燃圧が所定値を超えた際に開弁するリリーフ弁５５が配備されている。
【００５４】
そして、本実施形態の制御装置１においては、高圧燃料ポンプ６０を含むエンジン１０の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００が備えられている。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、基本的には、図２に示される如くに、ＭＰＵ１０１、ＥＰ−ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、Ａ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ１０４等で構成され、入力信号として、エアフローセンサ２４により検出される吸入空気量に応じた信号、燃圧センサ５６により検出される燃圧に応じた信号、スロットルセンサ２３により検出されるスロットル弁２５の開度に応じた信号、排気カム軸４９に添設されたカム角センサ（フェーズセンサ）３６からの排気カム軸４９の位相（回転位置）を検出するための信号、クランク軸１８に添設されたクランク角センサ（ポジションセンサ）３７からのクランク軸１８の回転速度（＝エンジン回転数）・位相（回転位置）を検出するための信号、シリンダブロック１２に配設された水温センサ１９により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号の他、図１には図示されていないが、排気通路４０における触媒４６より上流側に配設された空燃比センサ４４により検出される排ガス中の例えば酸素濃度に応じた信号、アクセルセンサ４３により検出されるアクセルペダルの踏込み量に応じた信号、イグニッションスイッチ４２からの始動開始（クランキング開始）等を示す信号等が供給される。
【００５６】
ＥＣＵ１００は、前記各信号を所定の周期をもって取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された制御信号を、高圧燃料ポンプ６０、低圧燃料ポンプ５１、各燃料噴射弁３０、点火コイル３４、電制スロットル弁２５、等に供給して、高圧燃料ポンプ制御（燃圧制御）、低圧燃料ポンプ制御、燃料噴射（噴射量、噴射時期）制御、点火時期制御、スロットル開度制御等を実行する。
【００５７】
次に、図３、図４を参照しながら前記高圧燃料ポンプ６０の詳細構成を説明する。
高圧燃料ポンプ６０は、断面逆Ｌ形状ないしＴ形状のハウジング６１を有している。ハウジング６１の一端側（左側）には、電磁弁７０が設けられるとともに、吸入通路６３が設けられ、他端側（右側）には、加圧室（ポンプ室）６４を有する加圧用ポンプ機構６２が設けられている。
【００５８】
前記電磁弁７０は、加圧室６４内へ吸入される燃料量を調整するものであり、ソレノイド（コイル）７２、吸引子（固定鉄心）７３、一端部（左端部）にアンカ（可動鉄心兼ストッパ）７４が固着されたポペット型（断面Ｔ形）の弁体７５、前記吸入通路６３と加圧室６４との間に配在された弁口７６を有する弁座７７、及び弁体７５を常時閉弁方向（弁口７６を閉じる方向＝左方向）に付勢する閉弁ばね（圧縮コイルばね）７８を備えた常閉タイプのＯＮ（開）−ＯＦＦ（閉）弁である。なお、弁体７５の右端部（弁口開閉部）は、弁座７７より右側（加圧室６３側）に配在されており、電磁弁７０は、吸入通路６３側の圧力より加圧室６４側の圧力が高いときには逆止弁として機能する。
【００５９】
電磁弁７０のソレノイド７２に駆動信号（電流）が供給されると、吸引子７３が励磁されて磁気吸引力を発生し、アンカ７４が吸引子７３（右側）に引き寄せられてこれに接当係止されるとともに、アンカ７４と一体の弁体７５が右行して弁口７６が開かれる（開弁する）。これにより、吸入通路６３と加圧室６４とが弁口７６を介して連通する。
【００６０】
上記開弁状態において、ソレノイド７２への駆動電流供給が停止されると、閉弁ばね７８の付勢力により、弁体７５が左行して弁口７６を閉じる（閉弁する）。これにより、吸入通路６３と加圧室６４との間の流通が遮断される。
【００６１】
一方、前記加圧用ポンプ機構６２は、前記加圧室（ポンプ室）６４に摺動自在に嵌挿されたプランジャ６５、前記加圧室６４に連なる吐出通路６６、前記加圧室６４の燃圧が所定圧以上となるまでは吐出通路６６を閉じ、かつ、下流側の高圧燃料が加圧室６４に逆流しないようにするために吐出通路６６に設けられた吐出弁６７、エンジン１０の排気カム軸４９に設けられたポンプ駆動カム８０（本例では、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３つの葉を持つおむすび形の３葉カム８３）上に乗せられた有底円筒状のリフタ６８、該リフタ６８が摺動自在に嵌挿される筒状ガイド部６１Ｇ、及び、前記プランジャ６５とリフタ６８とを一体的に前記ポンプ駆動カム８０のカム面に押し付ける方向（下方）に付勢する圧縮コイルばねからなる復帰ばね６９を備えている。
【００６２】
上記構成の電磁弁７０及び加圧用ポンプ機構６２を備えた高圧燃料ポンプ６０では、ポンプ駆動カム８０の回転に伴ってプランジャ６５が往復動（昇降動）し、加圧室６４の容積を変化させる。プランジャ６５が上死点から下死点に向けてある程度まで下降して加圧室６４の容積が拡大すると、ＥＣＵ１００から電磁弁７０（のソレノイド７２）に駆動信号（駆動電流）が供給され、これにより電磁弁７０が開弁し、吸入通路６３から加圧室６４に燃料が流入する。以下、プランジャ６５が下降する行程をポンプ吸入行程と称す。プランジャ６５が下死点から上死点に向けてある程度まで上昇して加圧室６４の容積が縮小すると、上記電磁弁７０への駆動信号（駆動電流）供給が停止され、これにより電磁弁７０が閉弁し、加圧室６４内の燃料は昇圧され、吐出弁６７が開き、昇圧された燃料が吐出通路６６を介してコモンレール５３へ圧送される。以下、プランジャ６５が上昇する行程をポンプ圧縮行程と称す。
【００６３】
図５は、前記高圧燃料ポンプ６０の各部の動作及び操作量、詳しくは、（Ａ）プランジャ６５のストローク（位置）、（Ｂ）電磁弁駆動信号、（Ｃ）電磁弁駆動電流、（Ｄ）電磁弁７０の弁体７５の位置、のそれぞれの変化を示すタイミングチャートである。なお、ポンプ駆動カム４９の回転に伴って往復動するプランジャ６２の実際のストローク（実位置）は、図６（Ｂ）に示される如くの曲線となるが、上死点と下死点の位置を分かり易くするため、図６（Ｂ）以外のプランジャ６５のストロークが示されている図（図５、図１１、図１３等）においては、プランジャ６５のストロークは図６（Ａ）のように直線的に描かれている。
【００６４】
ポンプ圧縮行程中に電磁弁７０（の弁体７５）が閉じれば、ポンプ吸入行程中に加圧室６４に吸入された燃料は加圧され、コモンレール５３側へ吐出される。もし圧縮行程中に電磁弁７０が開弁していれば、その間、燃料は吸入通路６３側へ押し戻され、加圧室６４内の燃料はコモンレール５３側へは吐出されない。このように、高圧燃料ポンプ６０の燃料吐出量（燃料噴射弁３０に供給される燃料の燃圧）は電磁弁７０（の弁体７５）の開閉によって調整され、電磁弁７０（の弁体７５）の開閉タイミングは、ＥＣＵ１００から電磁弁７０に供給される、所定のデューティ［ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）］を持つ駆動信号のＯＮ（通電）及びＯＦＦ（停止）によって制御される。
【００６５】
なお、電磁弁７０（のソレノイド７２）に図５（Ｂ）に示される如くに上記駆動信号が供給されると、電磁弁駆動電流は図５（Ｃ）に示される如くに変化する。この場合、駆動電流値が図示の開弁可能電流値以上のとき、電磁弁７０が閉弁ばね７８の付勢力に打ち勝って開弁可能とされる。また、駆動信号がＯＦＦ（停止）されてから電磁弁７０（の弁体７５）が閉じるまでには、図５（Ｄ）に示される如くに、ある程度の応答遅れ（閉弁応答時間）が存在する。
【００６６】
上記電磁弁７０の開閉タイミングの制御を、さらに詳細に説明すると、ポンプ吸入行程中は、加圧室６４の圧力が吸入通路６３の圧力よりも低くなり、その圧力差によって弁体７５が開弁し、燃料が加圧室６４に吸入される。このとき、閉弁ばね７８は弁体７５を閉弁方向に付勢するが、圧力差による開弁力の方が大きくなるように設定されているため、弁体７５は開弁する。ここで、もしソレノイド７２に駆動電流が流れていれば、磁気吸引力が開弁方向へ作用して、弁体７５は更に開弁しやすくなる。
【００６７】
一方、ポンプ圧縮行程中は、加圧室６４の圧力の方が吸入通路６３よりも高くなるため、弁体７５を開弁させる差圧は発生しない。ここで、ソレノイド７２に駆動電流が流れていなければ、弁体７５を閉弁方向に付勢するばね力などにより、弁体７５は閉弁する。一方、ソレノイド７２に駆動電流が流れ、十分な磁気吸引力が発生していれば、磁気吸引力により弁体７５は開弁方向に付勢される。
【００６８】
よって、ポンプ吸入行程中に電磁弁７０のソレノイド７２に駆動電流を与え始め、ポンプ圧縮行程中も与え続けると、弁体７５は開弁保持される。その間、加圧室６４内の燃料は吸入通路６３に逆流するため、燃料はコモンレール５３内へ圧送されない。一方、ポンプ圧縮行程中に、あるタイミングで駆動電流を与えるのを止めると、弁体７５は閉弁し、加圧室６４内の燃料が加圧され、吐出通路６６側へ吐出される。駆動電流を与えるのを止めるタイミングが早いと、加圧される燃料の容量が大きく、タイミングが遅いと、加圧される燃料の容量が小さくなる。よって、ＥＣＵ１００は弁体７５が閉じるタイミングを制御することにより、高圧燃料ポンプ６０の吐出量を制御することができる。
【００６９】
したがって、圧力センサ５６からの検出信号に基づき、ＥＣＵ１００により適切な通電ＯＦＦタイミングを演算し、ソレノイド７２に対する通電開始（ＯＮ）及び通電終了（ＯＦＦ）タイミングを制御することにより、コモンレール５３内の燃圧を迅速に目標燃圧に収束させることができる。
【００７０】
かかる構成の高圧燃料ポンプ６０を備えた燃料供給システムにおいて、まず燃料を無吐出状態に制御したい場合は、ポンプ圧縮行程全域においてソレノイド７２に通電し、圧縮行程全域において加圧室６４内の燃料を吸入通路６３に逆流させることにより実現できる。ここで、ソレノイド７２への通電開始時及び通電終了時には、電気信号の切り換え（ＯＮ／ＯＦＦ）から、実電流値の応答、機械的な電磁弁の応答の間に時間遅れがあるため、その分をポンプ吸入行程中に確保しつつソレノイド７２の通電開始、終了タイミングを制御することとなる。しかし、エンジン回転数が高く、吸入、圧縮行程の時間が短い場合には、ポンプ吸入行程中に実電流値の応答、機械的な電磁弁の応答の遅れ時間を確保することが不可能となる。よって、エンジン高回転中に燃料を無吐出状態に制御したい場合には、機械的に電磁弁を開状態に保持するように、吸入、圧縮行程中のソレノイド通電時間比［ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）］を高くすればよい。言い換えれば、ソレノイド７２に供給される駆動信号のデューティ（％）を大きくすればよい。
【００７１】
次に、本実施例の燃圧制御を図７〜図１０を用いて説明する。
図７は、燃圧制御のメインルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００７２】
ステップ１００１では、ポンプ駆動周波数ＨＰＤを算出しステップ１００２に進む。ポンプ駆動周波数は、バッテリ電圧とエンジン回転数のマップから算出する。
【００７３】
ステップ１００２では、目標燃圧ＴＨＰを算出しステップ１００３に進む。目標燃圧はエンジン回転数とエンジン負荷のマップから算出する。
【００７４】
ステップ１００３では、燃圧センサ５６からの信号に基づき検出燃圧を算出し、ステップ１００４に進む。
【００７５】
ステップ１００４では、フィードフォワード制御量ＴＨＰＦＦを算出し、ステップ１００５に進む。（フィードフォワード制御量算出の詳細は後述）
【００７６】
ステップ１００５では、フィードバック制御量ＴＨＰＦＢを算出し、ステップ１００６に進む。（フィードバック制御量算出の詳細は後述）
【００７７】
ステップ１００６では、ステップ１００４で算出したフィードフォワード制御量ＴＨＰＦＦと、ステップ１００５で算出したフィードバック制御量ＴＨＰＦＢとを加算して総制御量（目標吐出量に相当する）ＴＨＰＦを算出し、ステップ１００７に進む。
【００７８】
ステップ１００７では、駆動信号の出力終了角度ＨＰＯＦＡを算出し終了する。出力終了角度ＨＰＯＦＡは、電磁弁７０への通電終了タイミングとなるクランク（カム）角度であり（図５参照）、ステップ１００６で算出した総制御量ＴＨＰＦと、エンジン回転数のマップに基づき算出する。
【００７９】
図８は、図７のステップ１００４に示されるフィードフォワード制御量算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００８０】
ステップ１１０１では、基本吐出量ＨＰＢＦを算出し、ステップ１１０２に進む。基本吐出量はエンジン回転数とエンジン負荷のマップに基づき算出する。
【００８１】
ステップ１１０２では、ポンプ圧縮行程がポンプカムＬ１葉を使ったものか否かを判断し、Ｌ１葉と判断された場合にはステップ１１０３に進む。Ｌ１葉ではないと判断された場合にはステップ１１０４に進む。Ｌ１葉か否かの判断は、クランク角センサ３７からの信号とカム角センサ３６からの信号に基づいて気筒判定（各気筒＃１、＃２、＃３、＃４が吸気、圧縮、膨張、排気のいずれの行程にあるかの判定）を行なうことによりなされる。Ｌ１葉は＃１気筒の吸気行程にプランジャ６５の上昇を開始させるポンプカム葉である。
【００８２】
ステップ１１０３では、補正量ＣＨＰＢＦを算出し、ステップ１１０７に進む。補正量は、ポンプ圧縮行程がＬ１葉の場合の補正量ＣＬ１を代入して求める（補正量ＣＬ１算出の詳細は後述）
【００８３】
ステップ１１０４では、ポンプ吐出がポンプカムＬ２葉を使ったものか否かを判断し、Ｌ２葉と判断された場合にはステップ１１０５に進む。Ｌ２葉ではないとされた場合にはステップ１１０６に進む。Ｌ２葉か否かの判断は、上記Ｌ１葉か否かの判断と同様にして行なう。Ｌ２葉は＃３気筒の吸気行程にプランジャ６５の上昇を開始させるポンプカム葉である。
【００８４】
ステップ１１０５では、補正量ＣＨＰＢＦを算出し、ステップ１１０７に進む。補正量は、ポンプ吐出がＬ２葉の場合の補正量ＣＬ２を代入して求める（補正量ＣＬ２算出の詳細は後述）。
【００８５】
ステップ１１０６では、補正量ＣＨＰＢＦを算出し、ステップ１１０７に進む。補正量は、ポンプ圧縮行程がＬ３葉を使った場合の補正量ＣＬ３を代入して求める（補正量ＣＬ３算出の詳細は後述）。Ｌ３葉は＃４気筒の吸気行程にプランジャ６５の上昇を開始させるポンプカム葉である。
【００８６】
ステップ１１０７では、フィードフォワード制御量ＴＨＰＦＦを算出し、終了する。フィードフォワード制御量は、ステップ１１０１で求めた基本吐出量ＨＰＢＦと、ステップ１１０３、１１０５、１１０６のいずれかで求めた補正量ＣＨＰＢＦとを乗算して求める。
【００８７】
次に、図９を用いて、図８のステップ１１０３、１１０５、１１０６に示される補正量ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の算出手法を説明する。各補正量は、それぞれエンジン回転数及びエンジン負荷マップに基づき算出する。図９では燃圧脈動への要求が厳しい高負荷領域に限定して補正を行なう例が挙げられているが、当然、全域で補正を行なうようにしてもよい。また、ポンプカム進角量に基づく補正項を追加しても良いし、燃料噴射時期毎の補正項を追加しても良いし、噴射形態（吸気行程１回噴き、吸気・圧縮行程２回噴き等）毎に別マップを持っても良い。またここでは各補正量をマップに基づき求めているが、例えば燃料噴射開始時期とパルス幅（噴射開弁時間）等に基づき自動計算する方法でも良い。
【００８８】
図１０は、図７のステップ１００５に示されるフィードバック制御量算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００８９】
ステップ１３０１では、差圧ＤＨＰＰを算出し、ステップ１３０２に進む。差圧は、目標燃圧ＴＨＰから検出燃圧ＲＨＰを減算して算出する。
【００９０】
ステップ１３０２では、差燃料量ＤＨＰＦを算出する。差燃料量ＤＨＰＦはステップ１３０１で算出した差圧ＤＨＰＰに、燃料の弾性係数ＫＥを乗算したものを、コモンレール容積ＣＭＶで除算して算出する。
【００９１】
ステップ１３０３では、フィードバック制御（ＰＩ制御）の比例分（Ｐ分）ＨＰＣＰを算出する。比例分ＨＰＣＰはステップ１３０２で算出した差燃料量ＤＨＰＦに、比例補正係数を乗算して算出する。
【００９２】
ステップ１３０４では、フィードバック制御（ＰＩ制御）の積分分（Ｉ分）ＨＰＣＩを算出する。積分分ＨＰＣＩはステップ１３０２で算出した差燃料量ＤＨＰＦに係数を乗算した後、加算して求める積分値に対して、積分補正係数を乗算して算出する。
【００９３】
ステップ１３０５では、フィードバック制御量ＴＨＰＦＢを算出する。フィードバック制御量ＴＨＰＦＢは、ステップ１３０３で算出した比例分ＨＰＣＰと、ステップ１３０４で算出した積分分ＨＰＣＩとを加算して算出する。
【００９４】
図１１は、ポンプ駆動カム８０が３葉カム８３で、燃料噴射を各気筒の吸気行程で１回だけ行なう直列４気筒エンジン（点火順序は＃１→＃３→＃２→＃４）において、図７から図１０を用いて説明した燃圧制御を行なった場合の、（Ａ）プランジャのストローク（位置）、（Ｂ）エンジンの各気筒の燃焼サイクル（吸気、圧縮、膨張、排気の４行程）・燃料噴射時期（パルス幅）、（Ｃ）フィードフォワード制御量、（Ｄ）フィードバック制御量、（Ｅ）燃料収支（燃圧挙動）の変化を示すタイムチャートである。
【００９５】
カム葉数が３葉であると、クランク軸２回転当たり、ポンプ吐出が３回行われる。ポンプ制御以外の条件と、チャートの各項目は、前述した図１５と同様であるが、（Ａ）のプランジャストロークを表すチャートの上部に、いずれのカム葉Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が使用されているかが追記されている。
【００９６】
チャート記載上の前提条件としては、フィードフォワード制御量として、４気筒分の燃料噴射弁の噴射量を、ポンプ３回吐出に不均等に分配する。その他条件としては、図１５の場合と同様である。
【００９７】
チャート上の時点ｔ０では、目標燃圧と実燃圧（検出燃圧）とが等しいものとする。
時点ｔ０〜ｔ１間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行われないため、時点ｔ０と時点ｔ１での燃圧は等しく、つまり目標燃圧と実燃圧とが等しい。
【００９８】
時点ｔ１で、プランジャ６５の上昇に伴いポンプ圧縮行程が開始され、＃１気筒の燃料噴射が開始される。時点ｔ１で演算されるフィードフォワード制御量は、時点ｔ１〜時点ｔ２間の噴射分（＃１気筒噴射分全部）と、時点ｔ５〜時点ｔ６間の噴射分（＃３気筒噴射分の一部［２／３程度］）とを加算した量、言い換えれば、ポンプ圧縮行程開始時点ｔ１から次の圧縮行程開始時点ｔ６までにおいて燃料噴射弁から噴射すべき目標噴射量に相当する。時点ｔ１で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ１での目標燃圧と実燃圧とが等しいため、フィードバック制御量は０となる。よってポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。
【００９９】
時点ｔ１〜ｔ２の＃１気筒の燃料噴射量と、時点ｔ１〜ｔ３のポンプ圧縮行程でのポンプ吐出量とは不等で、ポンプ吐出量の方が多いので、ポンプ吐出と燃料噴射が終了した時点ｔ３での燃料収支は正の値となる。そのため、時点ｔ３の実燃圧は、目標燃圧よりも大きな値となる。
【０１００】
時点ｔ３〜ｔ５間では、ポンプ圧縮行程と燃料噴射がないため、時点ｔ３と時点ｔ５での燃圧は等しく、時点ｔ３での目標燃圧よりも大きな値のままとなる。
【０１０１】
時点ｔ５〜ｔ７間では、＃３気筒の燃料噴射が行なわれ、燃料収支及び燃圧は減少する。この場合、時点ｔ６では、目標燃圧と等しい値となっている。これは時点ｔ１〜ｔ６間の高圧燃料ポンプ６０の１サイクル（吸入行程→吐出行程）の吐出量と燃料噴射量とを等しくしているためである。同じ３葉カム８３が用いられている図１６に示される場合との違いは、図１６に示される場合はこの時点ｔ６における実燃圧が目標燃圧と異なることである。
【０１０２】
時点ｔ６〜ｔ９の間は、ポンプ圧縮行程が行なわれる。時点ｔ６で演算されるフィードフォワード制御量は、時点ｔ６〜ｔ７間の燃料噴射分（＃３気筒噴射分の一部［１／３程度］）と、時点ｔ９〜ｔ１０間の燃料噴射分（＃４気筒噴射分全部）との和に相当する量、言い換えれば、ポンプ圧縮行程開始時点ｔ６から次の圧縮行程開始時点ｔ１１までにおいて燃料噴射弁から噴射すべき目標噴射量に相当する。
【０１０３】
また、時点ｔ６、すなわち、ポンプ吸入行程から圧縮行程への切替タイミングで演算（更新）されるフィードバック制御量は、時点ｔ６での燃圧が目標燃圧と等しいため０となる。よって、ポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。時点ｔ６〜ｔ７の間は燃料噴射期間とポンプ圧縮行程とがオーバーラップしており、燃料収支及び燃圧挙動は、この間はフラットとなり、その後の時点ｔ７〜ｔ９の間は上昇する。
【０１０４】
時点ｔ９〜ｔ１０間は、＃４気筒の燃料噴射が行なわれ、燃料収支と燃圧は減少し、燃圧は目標燃圧と等しくなる。
【０１０５】
時点ｔ１０〜ｔ１１間は、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行なわれないため、時点ｔ１０と時点ｔ１１での燃圧は等しい。
【０１０６】
時点ｔ１１〜ｔ１４の間は、ポンプ圧縮行程が行なわれる。時点ｔ１１で演算されるフィードフォワード制御量は、時点ｔ１３〜ｔ１５間の燃料噴射分（＃２気筒噴射分全部）に相当する量、言い換えれば、ポンプ圧縮行程開始時点ｔ１１から次の圧縮行程開始時点ｔ１７までにおいて燃料噴射弁から噴射すべき目標噴射量に相当する。時点ｔ１１で演算されるフィードバック制御量は、時点ｔ１１での燃圧が目標燃圧と等しいため０となる。よって、ポンプ制御の目標吐出量はフィードフォワード制御量に相当するものとなる。時点ｔ１３〜ｔ１４の間は燃料噴射期間とポンプ圧縮行程とがオーバーラップしており、燃料収支及び燃圧挙動は、燃料噴射とポンプ圧縮行程の収支に応じた傾きとなり、その後のｔ１４〜ｔ１５で減少し、燃料収支は０となり、燃圧は目標燃圧と等しくなる。
【０１０７】
時点ｔ１５〜ｔ１７間は、ポンプ圧縮行程と燃料噴射が行なわれない、時点ｔ１５と時点ｔ１７での燃圧は等しく。目標燃圧と等しいままである。
時点ｔ１７以降の動作については、時点ｔ１７以前と同様であるので省略する。
【０１０８】
同じ３葉カム８３が用いられている図１６に示される場合との違いは、図１１に示される燃圧脈動幅α（時点ｔ９での実燃圧のピークと目標燃圧との差分）が、図１６に示される燃圧脈動幅α（時点ｔ９でのピークと時点ｔ６でのボトムとの差分）より小さいことである。
【０１０９】
図１２は、ポンプ駆動カムとして上記と同じ３葉カム８３が用いられているが、燃料噴射は各気筒の吸気行程と圧縮行程に１回ずつ合計２回行なう直列４気筒エンジンにおけるタイムチャートである。チャートの各項目は、図１１と同じである。
【０１１０】
この場合も、フィードフォワード制御量として、４気筒分の吸気行程と圧縮行程の燃料噴射弁の噴射量を、ポンプ３回吐出にそれぞれに不均等に分配する。
フィードバック制御量は、目標燃圧と実燃圧との差圧に基づいて設定する。
【０１１１】
ここでのポイントは、噴射形態が異なり（吸気行程１回噴射→吸気行程＋圧縮行程の２回噴射）噴射量が増えても、図１１に示される場合と同様にフィードバック制御量が同じ０になり、同じ噴射形態をとる図１７に示される場合と比較して、目標燃圧と実燃圧との燃圧脈動幅αが小さくなっていることである。
【０１１２】
以上説明したように、本実施例では、フィードフォワード制御量を、ポンプ圧縮行程毎に個別に設定するようにされるとともに、ポンプ圧縮行程開始時点から次の圧縮行程開始時点までにおいて燃料噴射弁から噴射すべき目標噴射量に基づいて設定するようにされ、かつ、フィードバック制御量を、ポンプ吸入行程から圧縮行程への切替タイミングで更新するようにされるので、例えポンプ駆動カムの葉数とエンジンの気筒数が異なって、高圧燃料ポンプの吐出回数と燃料噴射回数とが整数倍の関係になっておらず、ポンプ圧縮行程と燃料噴射期間とを重ねることができない場合等においても、燃料噴射弁に供給される燃料の実燃圧を所望の目標燃圧（範囲）に収めることができて燃圧脈動幅αを可及的に小さくすることができ、演算負荷を増大させることなく、目標燃圧の変化に対する応答性と外乱に対するロバスト性を向上させることができる。
【０１１３】
なお、以上の説明では、ポンプ圧縮行程で電磁弁７０（のソレノイド７２）への駆動信号をＯＦＦにして弁体７５を閉とすることにより当該高圧燃料ポンプからの燃料吐出を可能とする構造の高圧燃料ポンプ７０使用されている。しかしこの他にも、ソレノイド駆動信号のＯＮ、ＯＦＦと弁体の開閉の関係が前述と逆で、ポンプ駆動カムの圧縮行程でソレノイド駆動信号をＯＮし、もって弁体を閉とすることにより高圧燃料ポンプからの燃料吐出を可能とする構造の高圧燃料ポンプも存在する。かかる場合も本発明が上記実施例と同様に適用できることは勿論である。
【０１１４】
また、図１３に示される如くに、ポンプ吸入行程中に、ソレノイド駆動信号をＯＮし、もって弁体を開とすることにより高圧燃料ポンプ内への燃料吸入を可能とし、ポンプ圧縮行程で吸入した燃料を吐出させる構成の高圧燃料ポンプも存在するが、この場合も同様である。
【０１１５】
また、上記実施例では、高圧燃料ポンプの駆動をカム軸にて行うものについて説明したが、その他の動力源、例えば電動モータにより駆動することも可能である。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。
【符号の説明】
【０１１７】
１      制御装置
１０    エンジン
３０    燃料噴射弁
３７    クランク角センサ
３６    カム角センサ
４９    カム軸
５１    低圧燃料ポンプ
５３    コモンレール
５６    燃圧センサ
６０    高圧燃料ポンプ
６３    吸入通路
６４    加圧室
６５    プランジャ
６８    リフタ
６９    復帰ばね
７０    電磁弁
７２    ソレノイド
７５    弁体
８０    ポンプ駆動カム
８３    ３葉カム
８４    ４葉カム
１００  ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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