(57)【要約】【課題】コストの上昇を招くことなく、内燃機関の始動時の燃圧の収束性及び応答速度を向上できる燃料ポンプの駆動制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプを、燃圧の規範応答モデル値に応じて制御する駆動制御装置において、前記燃料ポンプの駆動を開始するときの前記規範応答モデル値の初期値を、実燃圧とすることを特徴とする。実燃圧を元に規範燃圧を算出することで、予測燃料圧力と実際の圧力とを実質的に一致させることができ、内燃機関を始動するときの燃圧の収束性及び応答速度を向上できる。【選択図】図２
2015021403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプを、燃圧の規範応答モデル値に応じて制御する駆動制御装置において、
前記燃料ポンプの駆動を開始するときの前記規範応答モデル値の初期値を、実燃圧とする、ことを特徴とする燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項２】
前記実燃圧は、イグニッションオンからフィードバック開始までの燃圧である、ことを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項３】
更に、前記実燃圧を測定する燃圧センサが故障した場合に、前記燃圧の規範応答モデル値の初期値を推定燃圧とする、ことを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実燃圧が燃料圧力の目標値（目標燃圧）に近づくように制御を行う可変燃圧制御に係り、例えばマルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）における燃料噴射制御に用いられる燃料ポンプの駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料ポンプから燃料供給配管を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が、機関運転状態に応じた目標燃圧となるように、燃料ポンプの駆動を制御する燃料圧力制御装置が開示されている。この燃料圧力制御装置では、エンジンの負荷、回転速度及び冷却水の水温に応じた目標燃圧を演算すると共に、燃料供給配管における燃圧を目標燃圧とするためのフィードフォワード操作量を演算している。また、目標燃圧に対して燃料ポンプを所定の特性で応答させるための規範燃圧（規範モデル）を演算し、規範燃圧と検出燃圧との偏差を無くすフィードバック操作量を演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イグニッションオン時及びエンジン始動時の燃圧は、プレッシャレギュレータ（Ｐ／Ｒｅｇ）圧を保持しているが、時間が経過して燃圧が低下しているため、特許文献１に記載されているように目標燃圧を元に規範燃圧を算出すると、燃圧の初期値が実燃圧と異なり、予測燃料圧力が実際の圧力とずれてしまう。
【０００５】
これにより、エンジン始動時の燃圧の収束性が悪くなったり応答時間が遅れたりして、排気性能が悪化する可能性がある。また、燃圧センサが故障したときにも、実際の燃圧からずれてしまうため、空燃比（Ａ／Ｆ）が悪化し、エンジン始動時にエンストする可能性がある。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コストの上昇を招くことなく、内燃機関の始動時の燃圧の収束性及び応答速度を向上できる燃料ポンプの駆動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】
本発明の燃料ポンプの駆動制御装置は、内燃機関の燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプを、燃圧の規範応答モデル値に応じて制御する駆動制御装置において、前記燃料ポンプの駆動を開始するときの前記規範応答モデル値の初期値を、実燃圧とする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、燃料ポンプの駆動を開始するときに、実燃圧を初期値にした規範応答モデル値に基づいて駆動するので、予測燃料圧力と実際の圧力とを実質的に一致させることができ、内燃機関を始動するときの燃圧の収束性及び応答速度を向上できる。この燃料ポンプの制御は、制御装置のプログラムの変更によって実現できるので、付加部品などによるコストの上昇を招くことはない。
従って、本発明によれば、コストの上昇を招くことなく、内燃機関の始動時の燃圧の収束性及び応答速度を向上できる燃料ポンプの駆動制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料ポンプの駆動制御装置について説明するためのもので、燃料噴射装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した燃料噴射装置における燃料圧力制御について説明するための機能ブロック図である。
【図３】図２に示した燃料圧力制御におけるエンジン始動時の処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図２に示した燃料圧力制御における通常の機関運転状態の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】規範応答モデル値の初期値と実燃圧が等しい場合の各燃圧の変化、及び燃料ポンプの比例ゲイン分の操作量の変化を示す特性図である。
【図６】規範応答モデル値の初期値と実燃圧が異なる場合の各燃圧の変化、及び燃料ポンプの比例ゲイン分の操作量の変化を示す特性図である。
【図７】燃圧センサが故障した場合の検出燃圧、噴射用燃圧、実燃圧、燃料ポンプの比例ゲイン分操作量及び空燃比の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料ポンプの駆動制御装置について説明するためのもので、ＭＰＩにより燃料噴射を行う車両用内燃機関における燃料噴射装置の要部を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、エンジン（内燃機関、本例では４気筒）１は、その吸気通路（吸気ポート）に燃料噴射弁２を備え、この燃料噴射弁２が開弁することでエンジン１に対する燃料噴射がなされる。燃料噴射弁２は、例えば電磁コイルへの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトして開弁し、燃料を噴射する電磁式の噴射弁である。
【００１２】
上記燃料噴射弁２は、エンジン１の各気筒の吸気ポートに対応して設置され、各吸気ポート内に燃料をそれぞれ噴射供給する。燃料噴射弁２から噴射された燃料は、空気と共に吸気バルブを介して燃焼室内に吸引され、点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。そして、燃焼室内の燃焼ガスは排気バルブを介して排気通路に排出される。
【００１３】
上記エンジン１には、燃料供給装置３から燃料が供給される。この燃料供給装置３は、燃料タンク４、燃料ポンプ（ＦＰ）５、プレッシャレギュレータ（圧力調整弁）６、オリフィス７、燃料供給配管８、燃料ギャラリー配管９、燃料戻し配管１０、ジェットポンプ１１、燃料移送管１２及び逆止弁１３などを含んで構成されている。
上記燃料タンク４には、給油キャップで閉塞される給油口が開口されており、この給油キャップを外して給油口から燃料が補給される（図示せず）。
【００１４】
上記燃料ポンプ５は、例えばモータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク４内に配置されている。燃料ポンプ５の吐出口には燃料供給配管８の一端が接続され、この燃料供給配管８の他端は燃料ギャラリー配管９に接続される。この燃料ギャラリー配管９には、その延設方向に沿って気筒数と同数の噴射弁接続部９Ａが形成されており、各噴射弁接続部９Ａに上記燃料噴射弁２の燃料取入口が接続されている。
【００１５】
また、上記燃料供給配管８には、燃料ポンプ５から燃料ギャラリー配管９へと向かう燃料の流れを通過させ、燃料ギャラリー配管９から燃料ポンプ５へと向かう燃料の流れ（逆流）を阻止する逆止弁１３が配設されている。そして、燃料ポンプ５により、燃料タンク４内の燃料を燃料供給配管８、逆止弁１３、燃料ギャラリー配管９及び噴射弁接続部９Ａを介して燃料噴射弁２に圧送する。
【００１６】
燃料戻し配管１０は、燃料タンク４内で燃料供給配管８から分岐延設され、この燃料戻し配管１０の他端は燃料タンク４内に開口される。この燃料戻し配管１０には、上流側から順に、プレッシャレギュレータ６、オリフィス７及びジェットポンプ１１が介装されている。
上記プレッシャレギュレータ６は、燃料戻し配管１０を開閉する弁体６ａと、該弁体６ａを燃料戻し配管１０の上流側の弁座に向けて押圧するコイルスプリングなどの弾性部材６ｂとから概略構成されている。このプレッシャレギュレータ６は、燃料噴射弁２に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮを超えたときに開弁し、燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮ以下であるときに閉弁する。
【００１７】
前述のように、プレッシャレギュレータ６は、燃料噴射弁２に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮよりも高くなると開弁するが、プレッシャレギュレータ６の下流側に設けられるオリフィス７によって、燃料戻し配管１０を介して燃料タンク４内に戻される燃料流量が絞られるようになっている。このため、燃料ポンプ５からの燃料の吐出量を、戻し流量以上に増やすことで、最小圧力ＦＰＭＩＮを超える圧力にまで燃料圧力を昇圧できる。
【００１８】
換言すれば、プレッシャレギュレータ６で調整される最小圧ＦＰＭＩＮをベースに、燃料ポンプ５の吐出量を制御することで、燃圧を機関運転状態に応じて要求される目標燃圧（目標燃圧≧ＦＰＭＩＮ）にまで昇圧できるようになっている。
なお、燃料ポンプ５の吐出量の制御によって、最小圧ＦＰＭＩＮを超える燃圧にまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管１０によって燃料タンク４内に戻される燃料量（リリーフ流量）が絞られるようになっていれば良い。よって、上記オリフィス７を設けずに、例えばプレッシャレギュレータ６が流量（リリーフ流量）を絞る機能を備える構成であっても良い。
【００１９】
上記ジェットポンプ１１は、プレッシャレギュレータ６、オリフィス７を介して燃料タンク４内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管１２を介して燃料を移送させるものである。燃料タンク４は、本例においては底面の一部が盛り上がって、底部空間を２つの領域４ａ，４ｂに隔てている所謂鞍型の燃料タンクであり、燃料ポンプ５の吸い込み口は領域４ａ内に開口する。このため、領域４ｂ内の燃料を領域４ａ側に移送させないと、領域４ｂ内の燃料が残存することになってしまう。
【００２０】
そこで、ジェットポンプ１１は、プレッシャレギュレータ６及びオリフィス７を介して燃料タンク４の領域４ａ内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管１２内に負圧を作用させ、燃料移送管１２が開口する領域４ｂ内の燃料を、燃料移送管１２を介してジェットポンプ１１まで導き、戻し燃料と共に領域４ａ内に排出させている。
【００２１】
マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）２１は、燃料噴射弁２による燃料噴射、点火プラグによる点火動作、電子制御スロットルの開度などを制御するものである。また、同じくマイクロコンピュータを内蔵したＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）２２は、燃料ポンプ５の駆動信号を出力して燃料ポンプ５を制御する。
【００２２】
上記ＥＣＵ２１とＦＰＣＭ２２とは相互に信号の送受信が可能に構成され、ＥＣＵ２１は、燃料ポンプ５の駆動デューティ・駆動周波数の指示信号である方形波のパルス信号ＰＩＮＳ（駆動指示信号）をＦＰＣＭ２２に向けて送信する。また、ＦＰＣＭ２２は、上記パルス信号ＰＩＮＳの入力異常の有無などの診断を実施し、診断結果を示す診断信号（方形波パルス信号）ＤＩＡＧをＥＣＵ２１に向けて送信する。
【００２３】
上記ＥＣＵ２１には、エンジン１の運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて燃料圧力の目標値（目標燃圧）を演算する。また、このＥＣＵ２１は、算出した目標燃圧と実燃圧とから燃圧の規範応答モデル値を演算する。
上記各種センサとしては、負荷を検出する負荷センサ２３、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ２４、エンジン１の冷却水温度（水温）を検出する水温センサ２５、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ２６、及び燃料ギャラリー配管９における燃料圧力（燃圧）、換言すれば燃料噴射弁２への燃料供給圧を検出する燃圧センサ２７などが設けられている。
【００２４】
ここで、負荷としては、例えば吸気流量、吸気負圧、スロットル開度及び過給圧力など、エンジン１のトルクと密接に関連する状態量を用いることができる。また、空燃比センサ２６に代えて、排気中の酸素濃度に応じてエンジン１の空燃比の理論空燃比（目標空燃比）に対するリッチ・リーンＲＬを検出する酸素センサを設けても良い。
【００２５】
ＥＣＵ２１は、燃圧センサ２７により検出された燃圧値（実燃圧）が目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ５の通電制御デューティ（操作量）をフィードフォワード制御及びフィードバック制御することで、燃料ギャラリー配管９における燃圧を可変制御する。
【００２６】
また、このＥＣＵ２１は、例えば負荷センサ２３、回転速度センサ２４、水温センサ２５、空燃比センサ２６及び燃圧センサ２７からの各出力信号に基づいて、要求燃料量が噴射されるように、目標空燃比の混合気を形成する燃料に見合った噴射パルス幅（噴射時間）を演算する。
そして、このＥＣＵ２１から各燃料噴射弁２に対して、個別に噴射パルス幅に相当する開弁制御パルスを適宜出力することで、燃料噴射弁２による燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。
【００２７】
更に、ＥＣＵ２１は、燃圧センサ２７で検出した燃圧（検出燃圧）及びエンジン１の運転条件に基づいて、燃料ポンプ５の駆動デューティＤＵＴＹ（駆動電圧）及び駆動周波数ｆを決定し、この駆動デューティＤＵＴＹ（％）及び駆動周波数ｆ（Ｈｚ）に対応するデューティ（デューティ比）及び周波数の方形波パルス信号ＰＩＮＳを、燃料ポンプ５の駆動指示信号としてＦＰＣＭ２２に送信する。
【００２８】
ＦＰＣＭ２２は、ＥＣＵ２１から受信したパルス信号ＰＩＮＳに基づいて燃料ポンプ５の駆動信号（駆動デューティＤＵＴＹ及び駆動周波数ｆ）を決定して出力する。すなわち、ＥＣＵ２１とＦＰＣＭ２２とが燃料ポンプの駆動制御装置を構成しており、この駆動制御装置で制御される燃料供給装置３、例えば燃料噴射弁２に燃料を送る燃料ポンプ５や、燃料噴射弁２に送られる燃料を途中から燃料タンクに戻す経路を開閉するプレッシャレギュレータ６などで可変燃圧機構を構成している。
【００２９】
また、上記ＥＣＵ２１は、エンジン１の負荷を示す基本噴射パルス幅やエンジン回転速度などに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、該点火時期において点火プラグによる火花放電がなされるように、点火コイルへの通電を制御する。
更に、このＥＣＵ２１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電子制御スロットルの目標開度を演算し、電子制御スロットルの実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータを駆動制御する。
【００３０】
次に、上記燃料ポンプの駆動制御装置（ＥＣＵ２１及びＦＰＣＭ２２）における制御機能について詳しく説明する。
図２は、図１に示した燃料噴射装置における燃料圧力制御について説明するための機能ブロック図である。ＥＣＵ２１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することで、目標燃圧と規範モデルによる燃料圧力制御を行う。
この際、エンジン１の始動時に目標燃圧を用いてフィードバック制御すると、目標燃圧に対する実燃圧の収束性及び応答性が変化するので、規範応答モデル値の初期値を、実燃圧に設定し、エンジン１の始動後は目標燃圧に切り替えている。
【００３１】
図２に示すように、入力切替部３１には、初期設定時の信号、目標応答及び実燃圧が入力され、初期設定時の信号で燃料ポンプ５の駆動開始時に実燃圧が選択され、エンジン１の始動後の通常の機関運転時には目標応答が選択される。選択された実燃圧または目標応答は、規範モデル演算部３２に入力される。
【００３２】
偏差演算部３３では、上記規範モデル演算部３２で算出された規範燃圧と燃圧センサ２７で検出した燃圧（検出燃圧）との偏差「規範燃圧−検出燃圧」が演算される。また、減算器３４では、上記偏差とプラントモデル演算部３５で算出されたプラントモデルとの差が演算される。そして、この減算器３４の演算結果がフィードバック（Ｆ／Ｂ）補償器３６に供給され、燃圧の目標値と実燃圧との偏差を無くすためのＦ／Ｂ操作量［Ｖ］が演算される。
【００３３】
また、入力切替部３１で選択された実燃圧は、フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）補償器３７に供給され、規範モデルとプラントモデルとの比に基づいてＦ／Ｆ操作量［Ｖ］が演算される。そして、Ｆ／Ｆ補償器３７から出力されるＦ／Ｆ操作量［Ｖ］と上記Ｆ／Ｂ補償器３６から出力されるＦ／Ｂ操作量［Ｖ］とが加算器３８で加算されて操作量［Ｖ］が算出される。この加算器３８で得た操作量［Ｖ］が、プラント（ＦＰＣＳ）３９に供給され、燃料ポンプ５が制御される。燃料ポンプ５から燃料噴射弁２に供給される燃料の燃圧［ｋＰａ］は、燃圧センサ２７で検出される。
【００３４】
本例において、制御対象のプラントは所定の伝達特性を持っており、これをモデル化した場合を示している。
上述したように、イグニッションオン時及び始動時には実燃圧を選択し、規範応答モデル値の初期値を、例えば０ＭＰａに設定することで、規範モデルの燃圧と実燃圧とが実質的に等しい状態で算出した規範燃圧に基づいて燃料圧力制御を行うことができる。また、通常の機関運転のときには目標応答を選択することで、目標燃圧を元に規範燃圧を算出して燃料圧力制御を行う。
【００３５】
図３及び図４はそれぞれ、上記ＥＣＵ２１が所定時間ごとに繰り返し実行する燃料圧力制御における処理の一例を示しており、図３はエンジン始動のとき、図４は通常の機関運転状態のときのフローチャートである。この所定時間としては、例えばエンジン運転状態を検出する各種センサのサンプリング時間とすれば良い。
【００３６】
エンジン１の始動のとき、換言すれば、燃料ポンプ３の駆動を開始するときには、イグニッションスイッチがオンになったことを契機として、図３に示すように初期設定時の信号により入力切替部３１で実燃圧を選択する（ステップＳ１）。この実燃圧には、例えばイグニションオンからフィードバック開始までの期間に燃圧センサ２７で計測した燃圧値を用いる。これによって、規範応答モデル値の初期値が、実燃圧、例えば０ＭＰａに設定される。
【００３７】
このように、規範応答モデル値の初期値を実燃圧に設定することで、燃料ポンプ５の駆動を開始するときに、初期の実燃圧と規範モデルの予測燃圧とが実質的に等しい状態で駆動することができる。
続いて、Ｆ／Ｆ補償器３７で、規範モデルとプラントモデルとの比に基づき、燃料ギャラリー配管９における燃圧が目標燃圧となるように燃料ポンプ５を駆動制御するためのＦ／Ｆ操作量［Ｖ］を演算する（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、入力切替部３１から入力された実燃圧を初期値として、規範モデル演算部３２で、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する（ステップＳ３）。
その後、偏差演算部３３で規範燃圧から燃圧センサ２７で検出した実燃圧を減算することで、規範燃圧と検出燃圧との偏差を演算する（ステップＳ４）。
【００３９】
この算出した偏差から、プラントモデル演算部３５で演算したプラントモデルを減算器３４で減算（ステップＳ５）した後、Ｆ／Ｂ補償器３６で、偏差が無くなるようにするＦ／Ｂ操作量を演算する（ステップＳ６）。
次に、加算器３８でＦ／Ｆ操作量とＦ／Ｂ操作量とを加算して燃料ポンプ５の操作量を演算し（ステップＳ７）、プラント３９に供給する。
プラント３９では、算出した燃料ポンプ５の操作量に基づいて、燃料ポンプ５を駆動制御する（ステップＳ８）。
【００４０】
上記のような燃料ポンプの駆動制御装置によれば、エンジン１の始動時（燃料ポンプの駆動開始時）に、規範応答モデル値の初期値（初期設定燃圧）を実燃圧に設定することで、予測燃料圧力と実際の圧力とを実質的に一致させることができ、内燃機関を始動するときの燃圧の収束性及び応答速度を向上できる。この制御は、ＥＣＵ２１のＲＯＭやフラッシュメモリなどの記憶装置に記憶された制御プログラムを変更することによって実現できるので、付加部品などは不要であり、コストの上昇を招くことはない。
【００４１】
一方、イグニッションオン時やエンジン始動時以外の通常の機関運転状態（燃料ポンプの駆動開始後）においては、図４に示すように各種センサの出力信号、すなわち負荷センサ２３、回転速度センサ２４及び水温センサ２５などから、エンジン運転状態としての負荷、回転速度及び水温をそれぞれ読み込み（ステップＳ１１）、これらセンサの出力信号に基づいて、機関運転状態に応じた目標燃圧を演算する（ステップＳ１２）。ここで、目標燃圧は、例えばエンジン１の負荷、回転速度及び水温に対応した目標燃圧が設定されたマップを参照して演算すれば良い。
【００４２】
そして、初期設定時の信号により、入力切替部３１で目標応答を選択し（ステップＳ１３）、算出した目標燃圧を規範モデル演算部３２に入力して規範応答モデル値の初期値を目標燃圧に設定する。
次に、Ｆ／Ｆ補償器３７で、規範モデルとプラントモデルとの比に基づき、燃料ギャラリー配管９における燃圧が目標燃圧となるように燃料ポンプ５を駆動制御するためのＦ／Ｆ操作量［Ｖ］を演算する（ステップＳ１４）。
【００４３】
その後、目標燃圧に対して、規範モデル演算部３２で、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する（ステップＳ１５）。
次に、偏差演算部３３で規範燃圧から検出燃圧値を減算することで、規範燃圧と検出燃圧値との偏差を演算する（ステップＳ１６）。
【００４４】
この算出した偏差からプラントモデル演算部３５で演算したプラントモデルを減算器３４で減算（ステップＳ１７）した後、Ｆ／Ｂ補償器３６で、偏差が無くなるようにするＦ／Ｂ操作量を演算する（ステップＳ１８）。
次に、加算器３８でＦ／Ｆ操作量とＦ／Ｂ操作量とを加算して燃料ポンプ５の操作量を演算し（ステップＳ１９）、プラント３９に供給する。
プラント３９では、算出した燃料ポンプ５の操作量に基づいて、燃料ポンプ５を駆動制御する（ステップＳ２０）。
【００４５】
このように、負荷、回転速度及び水温に応じた目標燃圧を演算し、燃料ギャラリー配管９における燃圧を目標燃圧とするためのＦ／Ｆ操作量を演算する。また、エンジン１の運転状態に応じた目標燃圧に対して、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算し、規範燃圧と検出燃圧値との偏差を無くすようにするＦ／Ｂ操作量を演算する。
従って、通常の機関運転状態では、燃料ポンプ５から燃料供給配管８を介して燃料噴射弁２に供給される燃圧が、機関運転状態に応じた目標燃圧に基づき、実燃圧がこの目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ５をフィードバック、フィードフォワード制御できる。
【００４６】
図５（ａ）は、エンジン始動時に規範応答モデル値の初期値と実燃圧が等しい場合（本実施形態における始動時）の燃圧変化、図５（ｂ）は、その時の燃料ポンプの比例ゲイン分操作量（Ｐ分操作量）の変化の一例を示している。また、図６（ａ），（ｂ）は比較例であり、図６（ａ）は、エンジン始動時に規範応答モデル値の初期値と実燃圧が異なる場合の燃圧変化、図６（ｂ）は、その時の燃料ポンプ５のＰ分操作量の変化の一例を示している。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は目標燃圧が所定値になっているのに対し、実燃圧はエンジン１の停止から時間が経過して略０ＭＰａである。エンジン１が始動されると（ｔ１）、燃料ポンプ５の駆動が開始される。この時の規範燃圧は、初期値として実燃圧を用いることから、所定値からイグニッションオン（ｔ０）を契機として０ＭＰａに急速に低下した後、所定の傾きを持って上昇し、目標燃圧に到達する。実燃圧は、規範燃圧の上昇から少し遅れて０ＭＰａから立ち上がる。その後は急速に収束を始め、規範燃圧とほぼ同様な燃圧の上昇率になり、比較的短い期間に目標燃圧とほぼ一致する。
【００４８】
また、図５（ｂ）に示すように、燃料ポンプ５のＰ分操作量は、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は０Ｖであり、エンジン１が始動されると（ｔ１）、実燃圧と規範応答モデル値が等しいので、燃料ポンプ５の操作量がプラス側に演算される。そして、エンジン１の始動後（ｔ１以降）に瞬間的に上昇した後、急速に振幅が小さくなり、０Ｖに収束する。
このように、規範モデルの燃圧に対する追従性が良く、且つ短時間で収束させることができる。
【００４９】
これに対し、図６（ａ）に示すように、規範応答モデル値の初期値が実燃圧と異なり、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は目標燃圧が所定値であるのに対し、実燃圧がこの所定値よりも低く、０ＭＰａより高い場合について検討する。エンジン１が始動されると（ｔ１）、燃料ポンプ５の駆動が開始される。この時、規範燃圧は所定値から０ＭＰａに急速に低下した後、所定の傾きを持って上昇を始め、目標燃圧に到達する。実燃圧は、規範燃圧の上昇から遅れて立ち上がり、規範燃圧より高い燃圧が続き、その後、徐々に収束を始め、規範燃圧とほぼ同様な燃圧の上昇率になって目標燃圧と一致する。
【００５０】
また、図６（ｂ）に示すように、燃料ポンプ５のＰ分操作量は、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は０Ｖより少し高い所定値であり、エンジン１が始動されると（ｔ１）、実燃圧に対して規範モデルの燃圧が低いので、燃料ポンプ５の操作量がマイナス側に演算されてマイナスになる。そして、エンジン１の始動後、マイナスからプラスに転じ、再びマイナス側になり、その後、徐々に振幅が小さくなって収束する。
このように、初期の実燃圧と規範モデルの予測燃圧とがずれていると、フィードバックする操作量が過剰になり、且つポンプ操作量がマイナス側に大きく振れてから収束するため、燃圧の立ち上がりが遅くなる。
【００５１】
次に、燃圧センサが故障した場合の制御について説明する。規範燃圧の燃料圧力を元に燃圧センサが故障したときの燃圧を推定する際に、実際の燃料圧力からずれてしまうため、空燃比が悪化し、エンジン始動時にエンストする可能性がある。
図７は、燃圧センサが故障した場合の検出燃圧、噴射用燃圧、実燃圧、燃料ポンプの比例ゲイン分操作量及び空燃比の関係を示すタイミングチャートである。時刻ｔ１１に燃圧センサ２７が故障、例えば配線が断線すると、検出燃圧はこの時刻ｔ１１からロウ（Ｌｏｗ）レベルで固定状態になる。時刻ｔ１２に燃料センサ２７の故障と判定されると、エンジン１の始動時（時刻ｔ１３）にフェイルセーフ動作に移行する。フェイルセーフ動作では、フィードバック制御が禁止されてフィードフォワード制御のみが行われる。
【００５２】
実燃圧と初期値の燃圧がずれていると、その分の誤差が燃料噴射量に影響し、実燃圧が収束して故障時目標燃圧に到達するまで規範応答とずれ続ける（ｔ１３−ｔ１４，ｔ１５間）。すなわち、右下がりの斜線を伏した領域ＰＳだけ、実燃圧と規範応答との間にずれが生じ、規範応答を実現するための燃料ポンプ５の操作量（ΔＰＭで示す）が増大する。この結果、空燃比がΔＬＥで示すようにリーン化し、失火やエンストする可能性がある。
【００５３】
そこで、燃圧センサ２７が故障した場合には、燃圧の規範応答モデル値の初期値を推定燃圧に設定して燃料噴射量を補正する。この推定燃圧は、プレッシャレギュレータ６の設定圧より低く、例えば燃料ポンプ５の駆動を停止してから燃料ポンプ５を駆動するまでの経過時間により算出できる。
このように、燃圧センサ２７が故障した場合には、規範燃圧を元に燃圧を推定する際に、規範応答モデル値の初期値を推定燃圧として燃料噴射量を補正することで、空燃比のずれを抑制して排気性能を向上できると共に、失火やエンストを抑制できる。
【００５４】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項３記載の燃料ポンプの駆動制御装置において、
前記推定燃圧値は、プレッシャレギュレータの設定圧より低い燃圧である、ことを特徴とする燃料ポンプの駆動制御装置。
上記構成によると、初期設定燃圧を実燃圧に近づけることができるので、空燃比のずれを抑制して排気性能及び始動性を向上できる。
【００５５】
（ロ）請求項３記載の燃料ポンプの駆動制御装置において、
前記推定燃圧値は、燃料ポンプの駆動停止時から燃料ポンプを駆動するまでの経過時間より算出する、ことを特徴とする燃料ポンプの駆動制御装置。
上記構成によると、燃料ポンプの駆動を停止してからの経過時間で燃圧を推定できる。
【符号の説明】
【００５６】
１…エンジン（内燃機関）、５…燃料ポンプ、６…プレッシャレギュレータ（圧力調整弁）、２１…ＥＣＵ、２２…ＦＰＣＭ、２７…燃圧センサ、３１…入力切替部、３２…規範モデル演算部、３３…偏差演算部、３５…プラントモデル演算部、３６…Ｆ／Ｂ補償器、３７…Ｆ／Ｆ補償器
【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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