(57)【要約】【課題】目標噴射圧力に対する実燃料圧力の制御応答性および追従性を向上することのできるリニアアクチュエータ制御装置を提供する。【解決手段】吸入調量弁５の高リフト領域、つまり吸入調量弁５のリニアソレノイドに印加する駆動ベースＤＵＴＹの高ＤＵＴＹ領域（高リフト（ＤＵＴＹ）領域）では、２次元マップに示したように、比例ゲインまたは積分ゲインまたは微分ゲインの少なくとも１つ以上のフィードバックゲインを、高リフト（ＤＵＴＹ）領域と低リフト（ＤＵＴＹ）領域との中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくとることにより、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対する実燃料圧力（ＰＣ）の制御応答性および追従性が改善され、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）のばらつきが小さくなる。それによって、例えば加速時等の過渡時の制御応答性および追従性も向上することができる。【選択図】　　　　図２
2004005446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアソレノイドに印加される駆動信号に応じてリフト量が増減するリニアアクチュエータと、
このリニアアクチュエータのリフト量に関連する物理量を検出する物理量検出手段と、
前記リニアアクチュエータのリフト量に関連する目標物理量を算出する目標物理量決定手段と、
比例積分制御または比例微分制御または比例積分微分制御を用いて、前記物理量検出手段によって検出される実物理量と前記目標物理量決定手段によって設定された目標物理量との偏差から、前記目標物理量に対して必要となるフィードバック量を算出するフィードバック量決定手段と
を備え、
前記駆動信号を、前記リニアアクチュエータに印加して、前記リニアアクチュエータをフィードバック制御するリニアアクチュエータ制御装置であって、
前記フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、
前記実物理量と前記目標物理量との偏差と前記実物理量または前記実物理量を決定する駆動信号とによって定義することを特徴とするリニアアクチュエータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアアクチュエータ制御装置において、
前記リフト量に関連する物理量は、実リフト量そのものであることを特徴とするリニアアクチュエータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のリニアアクチュエータ制御装置において、
前記リフト量に関連する物理量は、流体回路における負荷側の圧力、流量、位置であることを特徴とするリニアアクチュエータ制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のリニアアクチュエータ制御装置において、
前記フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、前記高リフト領域と低リフト領域との中間のリフト領域と比べて大きくすることを特徴とするリニアアクチュエータ制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のリニアアクチュエータ制御装置において、
前記フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、前記低リフト領域と高リフト領域との中間のリフト領域と比べて小さくすることを特徴とするリニアアクチュエータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばリニアソレノイドに印加される駆動電圧または駆動電流または駆動デューティ等の駆動信号の大きさに比例して制御対象のリフト量を調整するリニアアクチュエータを電気的に制御するリニアアクチュエータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蓄圧容器としてのコモンレールに高圧燃料を蓄圧し、コモンレールより分岐した燃料配管の下流端に接続された電磁式燃料噴射弁から所定のタイミングで内燃機関の各気筒に燃料を噴射供給するように構成された蓄圧式燃料噴射装置がある。コモンレールには、燃料噴射圧力に相当する燃料圧力を常時蓄圧する必要があるため、吸入調量型の燃料供給ポンプから燃料配管を経て高圧燃料が圧送され、この圧送量（以下ポンプ圧送量、ポンプ吐出量とも言う）を制御することにより、コモンレール内の燃料圧力が目標噴射圧力と略一致するようにフィードバック制御している。
【０００３】
これは、内燃機関の運転条件または運転状態によって設定される指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出し、次にエンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）によって設定される目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、次にコモンレールに設置された燃料圧力センサによって検出された実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ＝ＰＣ−ＰＦＩＮ）に応じて、吸入調量型の燃料供給ポンプに内蔵された吸入調量弁のリニアソレノイドに印加する駆動電流値をフィードバック制御することで実行される。
【０００４】
ここで、吸入調量弁のリニアソレノイドに印加する駆動電流値（＝ＳＣＶ通電値∝駆動ＤＵＴＹ）を、公知のＰＩＤ（比例積分微分）制御を用いて算出する方法を、図７の制御ロジックに示す。これは、指令噴射量（ＱＦＩＮ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）と駆動ベースＤＵＴＹマップとから駆動ベースデューティ（％）を算出し、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ＝ＰＣ−ＰＦＩＮ）からフィードバックゲイン（比例項のゲインＫｐ、積分項のゲインＫｉ、微分項のゲインＫｄ）を算出する。
【０００５】
そして、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）を算出し、更に、駆動ベースデューティ値（駆動ベースＤＵＴＹ）とフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）とを加算して最終的な駆動ベースデューティ（％）を算出し、この駆動ベースデューティを所定の変換係数を用いて制御パルス信号に変換して、吸入調量弁のリニアソレノイドに印加する。これにより、吸入調量弁のリフト量が調整され、燃料供給ポンプからコモンレールへ加圧圧送されるポンプ圧送量、ポンプ吐出量が制御され、コモンレール内の燃料圧力が目標噴射圧力と略一致するようにフィードバック制御される（特許文献なし）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のＰＩＤ制御においては、図８のＩ−Ｑ特性図に示したように、吸入調量弁のリニアソレノイドに印加する駆動電流値（∝駆動ＤＵＴＹ）の増大化に比例して吸入調量弁のリフト量が全てのリフト（ＤＵＴＹ）領域で増加することはできない。例えば高リフト（ＤＵＴＹ）領域では磁束の飽和等により非線形になっている。
【０００７】
これは、従来のＰＩＤ制御によるフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出方法が、比例項のゲイン（Ｋｐ）、積分項のゲイン（Ｋｉ）、微分項のゲイン（Ｋｄ）のいずれも、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に基づく１次元テーブルで定義されており、低リフト（ＤＵＴＹ）領域でも高リフト（ＤＵＴＹ）領域でも、同じ大きさのゲインでフィードバック制御されているからである。このため、高リフト（ＤＵＴＹ）領域では、低リフト（ＤＵＴＹ）領域の時と比較して、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対する実燃料圧力（ＰＣ）の制御応答性および追従性が悪いという課題がある。
【０００８】
ここで、従来のＰＩＤ制御によるフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出方法では、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）が変化する加速時または減速時等の過渡時において、例えば高リフト（ＤＵＴＹ）領域の時に、比例項のゲイン（Ｋｐ）または積分項のゲイン（Ｋｉ）または微分項のゲイン（Ｋｄ）を、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて小さくとると、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対する実燃料圧力（ＰＣ）の制御応答性および追従性が悪くなり、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）のばらつきが大きくなってしまうという問題がある。また、例えば低リフト（ＤＵＴＹ）領域の時に、比例項のゲイン（Ｋｐ）または積分項のゲイン（Ｋｉ）または微分項のゲイン（Ｋｄ）を、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくとると、オーバーシュート量が大きくなり、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対して実燃料圧力（ＰＣ）がハンチングするという問題がある。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、リニアアクチュエータの高リフト領域において、リフト量に関連する物理量の制御応答性および追従性を向上することのできるリニアアクチュエータ制御装置を提供することにある。また、リニアアクチュエータの低リフト領域において、オーバーシュート量を抑えることのできるリニアアクチュエータ制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、比例積分制御または比例微分制御または比例積分微分制御を用いて、実物理量と目標物理量との偏差から、目標物理量に対して必要となるフィードバック量を算出するフィードバック量決定手段を備えたリニアアクチュエータ制御装置において、フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、実物理量と目標物理量との偏差と実物理量または実物理量を決定する駆動信号とによって定義することにより、リニアアクチュエータの高リフト領域においても、目標物理量に対する実物理量の制御応答性および追従性を向上することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、リフト量に関連する物理量は、実リフト量そのものであり、目標リフト量に対する実リフト量の制御応答性および追従性をダイレクトに向上できる。また、請求項３に記載の発明によれば、リフト量に関連する物理量は、流体回路における負荷側の圧力、流量、位置であり、流体回路の制御応答性および追従性を向上できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、リニアアクチュエータの高リフト領域では、フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、高リフト領域と低リフト領域との中間のリフト領域と比べて大きくすることにより、目標物理量（目標リフト量）に対する実物理量（実リフト量）の制御応答性および追従性が改善され、リニアアクチュエータの実物理量（実リフト量）と目標物理量（目標リフト量）との偏差のばらつきが小さくなる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、リニアアクチュエータの低リフト領域では、フィードバック量の算出に用いる比例項のフィードバック量または積分項のフィードバック量または微分項のフィードバック量のうちの少なくとも１つのフィードバック量を、低リフト領域と高リフト領域との中間のリフト領域と比べて小さくすることにより、オーバーシュート量が小さくなり、目標物理量（目標リフト量）に対してリニアアクチュエータの実物理量（実リフト量）がハンチングし難くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
［第１実施例の構成］
図１ないし図３は本発明の第１実施例を示したもので、図１は蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図２はＥＣＵの制御ロジックを示した図で、図３はＥＣＵの制御ロジックおよび電磁弁駆動回路を示した図である。
【００１５】
本実施例の蓄圧式燃料噴射システムは、例えば自動車等の車両に搭載された４気筒のディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）１の各気筒に噴射供給する燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール２と、このコモンレール２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数個のインジェクタ３と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内に圧送する燃料供給ポンプ（以下サプライポンプと呼ぶ）４と、複数個のインジェクタ３およびサプライポンプ４を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００１６】
エンジン１の各気筒内には、連接棒を介してクランク軸１１に連結されたピストン１２が摺動自在に配設されている。コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管１３を介してサプライポンプ４から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンク１４へ燃料をリリーフするリリーフ配管１５には、コモンレール圧が限界設定圧を越えることがないように、圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ１６が取り付けられている。
【００１７】
複数個のインジェクタ３は、エンジン１のシリンダブロックに各気筒に個別に対応して取り付けられ、各気筒毎の燃焼室内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ（ニードル駆動手段）、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等から構成された電磁式燃料噴射弁である。
【００１８】
これらのインジェクタ３からエンジン１の各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルに連結したコマンドピストンの背圧制御室内の圧力を制御する電磁式アクチュエータとしての電磁弁への通電および通電停止により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ３の電磁弁が開弁している間、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給される。ここで、インジェクタ３からのリーク燃料または背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）は、燃料還流路１７から燃料還流路１９を経て燃料タンク１４にリターンされる。
【００１９】
サプライポンプ４は、エンジン１のクランク軸１１の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク１４から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムに駆動される複数個のプランジャ（図示せず）と、これらのプランジャがシリンダ内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧する複数個の加圧室（プランジャ室：図示せず）と、これらの加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する吐出弁（図示せず）とを有している。
【００２０】
そして、サプライポンプ４は、フィードポンプにより燃料タンク１４からフィルタ２０を介して吸入される低圧燃料を高圧に加圧して蓄圧容器としてのコモンレール２へ圧送する吸入調量型の高圧供給ポンプである。また、サプライポンプ４には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ４からのリーク燃料は、燃料還流路１８から燃料還流路１９を経て燃料タンク１４にリターンされる。
【００２１】
このサプライポンプ４内に形成される燃料流路、つまりフィードポンプから加圧室に至る燃料流路（流体回路）には、その燃料流路の開口度合（リフト量に関連する物理量：弁開度）を調整することで、サプライポンプ４からコモンレ−ル２への燃料の吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更するリニアソレノイドアクチュエータとして吸入調量型の電磁弁（ＳＣＶ：以下吸入調量弁と呼ぶ）５が取り付けられている。
【００２２】
吸入調量弁５は、図２および図３に示したように、電磁弁駆動回路６を介してＥＣＵ１０からのパルス状のポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値∝駆動ベースＤＵＴＹ）によって電子制御されることにより、サプライポンプ４の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁で、この吸入調量弁５は、サプライポンプ４の加圧室へ燃料を送るための燃料流路の開度を調整するバルブ（図示せず）、印加されるポンプ駆動信号が大きくなる程、バルブを閉弁方向に駆動するリニアソレノイド２１、およびバルブを開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有している。
【００２３】
吸入調量弁５は、電磁弁駆動回路６を介してリニアソレノイド２１に印加されるポンプ駆動信号の大きさに比例して、サプライポンプ４の加圧室から、コモンレール２へ吐出される高圧燃料の圧送量を調整して、各インジェクタ３からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧を変更する。なお、本実施例の吸入調量弁５は、リニアソレノイド２１への通電が停止されるとバルブのリフト量が最小、弁孔の開口面積が最大、つまり弁開度が全開状態となるノーマリオープンタイプのポンプ流量制御弁である。ここで、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１は、図３に示したようなバッテリ電圧を直接印加するような簡単な構成、且つ安価な電磁弁駆動回路６によって駆動される。
【００２４】
ここで、エンジン１の運転中に、各気筒の燃焼室内で燃焼した排気ガスは、排気管２２を通り、バリアブルノズルターボ（ＶＮＴ）２３のタービンの駆動源となった後に、触媒（図示せず）、マフラー（図示せず）を経て排出される。上記のバリアブルノズルターボ２３の制御は、吸気圧センサ３６の信号とＶＮＴ駆動量センサ３７の信号とに基づいて行われる。過給された吸入空気は、吸気管２４を経て各気筒内へ導入される。そして、吸気管２４の途中には、絞り弁（スロットルバルブ）２５が配設され、このスロットルバルブ２５の開度は、ＥＣＵ１０からの駆動信号により作動するリニアアクチュエータ２６によって調節される。
【００２５】
また、本実施例の吸気管２４には、排気管２２を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気管２４へ導く排気ガス還流路２７が接続されている。そして、排気ガス還流路２７と吸気管２４との接続口には、ＥＧＲバルブ７が設置され、排気ガス還流路２７の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガスクーラ２８が設置されている。
【００２６】
ＥＧＲバルブ７は、エンジン１の排気ガスの一部を吸気側に戻すための排気ガス還流路２７の開度を調整するバルブ３１、印加されるＥＧＲバルブ駆動信号が大きくなる程、バルブ３１を開弁方向に駆動するリニアソレノイド３２、およびバルブ３１を閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有し、ＥＧＲバルブ駆動信号の大きさに比例して、エンジン１の排気側から吸気管２４へ戻るＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調整する排気ガス再循環装置用電磁弁である。
【００２７】
なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸気量センサ３３と吸気温センサ３４とＥＧＲバルブ用リフトセンサ（物理量検出手段）３５からの信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御している。したがって、エンジン１の各気筒内に吸い込まれて吸気管２４を通過する吸入空気は、エミッションを低減するために運転状態毎に設定されたＥＧＲ量になるようにＥＧＲバルブ７のバルブ３１の弁開度がリニアに制御され、排気管２２からの排気ガスとミキシングされることになる。
【００２８】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００２９】
ＥＣＵ１０は、クランク角度検出手段およびカム角度検出手段からの回転角度信号を入力するように構成されている。クランク角度検出手段は、エンジン１のクランク軸１１に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランク軸１１が１回転する間に１回転する回転体）３８と、このシグナルロータ３８の外周に多数形成されたクランク角度検出用の歯と、これらの歯の接近と離間によってＮＥ信号パルスを発生する電磁ピックアップコイルよりなるクランク角度センサ４１とから構成されている。このクランク角度センサ４１は、シグナルロータ３８が１回転（クランク軸１１が１回転）する間に複数のＮＥ信号パルスを出力する。そして、ＥＣＵ１０は、ＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転数を検出する。
【００３０】
カム角度検出手段は、エンジン１の動弁系またはサプライポンプ４のカム軸２９に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランク軸１１が２回転する間に１回転する回転体）３９と、このシグナルロータ３９の外周に多数形成されたカム角度検出用の歯と、これらの歯の接近と離間によってＧ信号パルスを発生する電磁ピックアップコイルよりなるカム角度センサ４２とから構成されている。このカム角度センサ４２は、シグナルロータ３９が１回転（カム軸２９が１回転）する間に複数のＧ信号パルスを出力する。
【００３１】
また、ＥＣＵ１０は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ４３、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ４４、およびコモンレール２内の燃料圧力（所謂コモンレール圧）を検出する燃料圧力センサ（物理量検出手段）４５等からセンサ信号を入力するように構成されている。なお、ＥＣＵ１０は、車両の走行速度（車速）を測定するための車速センサ４６から車速信号を入力するように構成されている。ここで、燃料還流路１７には、燃料温度を測定する燃料温度センサ４７が搭載されている。この燃料温度センサ４７は、検出精度を上げるために各インジェクタ３の燃料還流路１７の集合部分にできるだけ近い位置に搭載するのが望ましい。なお、４８はフューエルレベルインジケータ用のサーミスタである。
【００３２】
そして、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ４１からのＮＥ信号パルスより検出したエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度センサ４３によって検出したアクセル開度（ＡＣＣＰ）と冷却水温センサ４４によって検出した冷却水温とから指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する噴射量決定手段と、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とから指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、指令噴射量（ＱＦＩＮ）と燃料圧力センサ４５によって検出された実燃料圧力（＝コモンレール圧：ＰＣ）とから指令噴射パルス時間（ＴＱ）を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ３の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（噴射指令パルス）を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
【００３３】
そして、ＥＣＵ１０は、多気筒エンジン１の運転条件または運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力を演算し、電磁弁駆動回路６を介してサプライポンプ４の吸入調量弁５のリニアソレノイド２１を駆動する吐出量制御手段（ＳＣＶ制御手段）を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ４１からのＮＥ信号パルスより検出したエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度センサ４３によって検出したアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、この目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ４の吸入調量弁５のリニアソレノイド２１に印加するポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値または制御パルス信号）を調整して、サプライポンプ４より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を制御するように構成されている。
【００３４】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ４５によって検出される実燃料圧力（ＰＣ）がエンジン運転情報によって決定される目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、ＰＩＤ（比例積分微分）制御によって、サプライポンプ４の吸入調量弁５のリニアソレノイド２１へのポンプ駆動信号をフィードバック制御することが望ましい。なお、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１へのポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値または制御パルス信号）の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行なうことが望ましい。すなわち、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、吸入調量弁５の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００３５】
［第１実施例の制御方法］
次に、本実施例の吸入調量弁５のリニアソレノイド２１へのポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値または制御パルス信号）の制御方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００３６】
ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ４１からのＮＥ信号パルスより検出されるエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度センサ４３によって検出されるアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって設定された基本噴射量に、冷却水温センサ４４によって検出される冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度センサ４７によって検出される燃料温度（ＴＨＦ）等の噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する。また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）を算出する。
【００３７】
ここで、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１に印加する駆動電流値（∝駆動ＤＵＴＹ）を、公知のＰＩＤ（比例積分微分）制御を用いて算出する方法を、図２および図３の制御ロジックに示す。
【００３８】
ＥＣＵ１０は、指令噴射量（ＱＦＩＮ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）と駆動ベースデューティ（ＤＵＴＹ）（％）との関係を予め実験等により測定して作成した駆動ベースＤＵＴＹマップに基づいて、駆動ベースＤＵＴＹ（％）を算出する（目標物理量決定手段）。また、ＥＣＵ１０は、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ＝ＰＣ−ＰＦＩＮ）とフィードバックゲイン（比例項のゲインＫｐ、積分項のゲインＫｉ、微分項のゲインＫｄ）との関係を予め実験等により測定して作成したフィードバックゲインマップに基づいて、フィードバックゲイン（比例項のゲインＫｐ、積分項のゲインＫｉ、微分項のゲインＫｄ）を算出する。
【００３９】
そして、下記の数１の演算式に基づいてフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）を算出する（フィードバック量決定手段）。
【数１】
2004005446.tif 000003
【００４０】
但し、Ｋｐは比例項のゲイン（比例ゲインとも言う）で、Ｋｉは積分項のゲイン（積分ゲインとも言う）で、Ｋｄは微分項のゲイン（微分ゲインとも言う）である。また、ΔＰは実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ＰＣ−ＰＦＩＮ）である。
【００４１】
なお、本実施例では、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例ゲインＫｐまたは積分ゲインＫｉまたは微分ゲインＫｄのうちの少なくとも１つ以上のフィードバックゲインを、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）と駆動ベースＤＵＴＹ（％）との２次元マップによって定義している。具体的には、吸入調量弁５の高リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、上記のフィードバックゲインを、高リフト（ＤＵＴＹ）領域と低リフト（ＤＵＴＹ）領域との中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくしている。また、吸入調量弁５の低リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、上記のフィードバックゲインを、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて小さくしている。
【００４２】
そして、ＥＣＵ１０は、下記の数２の演算式に基づいて、駆動ベースデューティ（駆動ベースＤＵＴＹ）とフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）とを加算して最終的な駆動ベースＤＵＴＹ（％）を算出する。
【数２】
2004005446.tif 000004
【００４３】
そして、ＥＣＵ１０は、この駆動ベースＤＵＴＹをＤＵＴＹ発生回路９にて所定の変換係数を用いてパルス状のポンプ駆動信号に変換する。そして、ＥＣＵ１０は、駆動ベースＤＵＴＹ（％）を所定の変換係数を用いて変換したパルス状のポンプ駆動信号を、電磁弁駆動回路６を介して吸入調量弁５のリニアソレノイド２１に印加する。これにより、吸入調量弁５のバルブのリフト量が調整され、サプライポンプ４からコモンレール２へ加圧圧送される高圧燃料の圧送量が制御され、コモンレール２内の燃料圧力が目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するようにフィードバック制御される。
【００４４】
［第１実施例の効果］
以上のように、本実施例の蓄圧式燃料噴射システムにおいては、吸入調量弁５の高リフト領域（弁開度小＝ポンプ吐出量小）、すなわち、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１に印加する駆動ベースＤＵＴＹの高ＤＵＴＹ領域（以下高リフト（ＤＵＴＹ）領域と呼ぶ）では、図２のフィードバックゲインマップ（２次元マップ）に示したように、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例ゲインＫｐまたは積分ゲインＫｉまたは微分ゲインＫｄのうちの少なくとも１つ以上のフィードバックゲインを、高リフト（ＤＵＴＹ）領域と低リフト（ＤＵＴＹ）領域との中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくとることにより、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対する実燃料圧力（ＰＣ）の制御応答性および追従性が改善され、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）のばらつきが小さくなる。
【００４５】
それによって、例えば加速時等の過渡時の制御応答性および追従性も向上することができる。また、吸入調量弁５の低リフト領域（弁開度大＝ポンプ吐出量大）、すなわち、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１に印加する駆動ベースＤＵＴＹの低ＤＵＴＹ領域（以下低リフト（ＤＵＴＹ）領域と呼ぶ）では、図２のフィードバックゲインマップ（２次元マップ）に示したように、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例ゲインＫｐまたは積分ゲインＫｉまたは微分ゲインＫｄのうちの少なくとも１つ以上のフィードバックゲインを、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて小さくとることにより、オーバーシュート量が小さくなり、目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）に対して実燃料圧力（ＰＣ）がハンチングし難くなる。
【００４６】
［第２実施例］
図４は本発明の第２実施例を示したもので、図４はＥＣＵの制御ロジックを示した図である。
【００４７】
本実施例では、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例項のフィードバック量（ＫＴｐ＝Ｋｐ×ΔＰ）または積分項のフィードバック量（ＫＴｉ＝Ｋｉ×∫ΔＰ）または微分項のフィードバック量（ＫＴｄ＝Ｋｄ×ｄ／ｄｔΔＰ）のうちの少なくとも１つ以上のフィードバック量そのものを、実燃料圧力（ＰＣ）と目標噴射圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）と駆動ベースＤＵＴＹ（％）との２次元マップ（図４に示すフィードバック量マップ）によって定義している。
【００４８】
具体的には、吸入調量弁５の高リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、上記のフィードバック量を、高リフト（ＤＵＴＹ）領域と低リフト（ＤＵＴＹ）領域との中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくしている。また、吸入調量弁５の低リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、上記のフィードバック量を、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて小さくしている。この場合には、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）は、第１実施例のようなΣ｛フィードバックゲイン×偏差（ΔＰ）｝ではなく、Σ｛フィードバック量｝で演算される。
【００４９】
［第３実施例］
図５および図６は本発明の第３実施例を示したもので、図５はＥＣＵの制御ロジックを示した図で、図６はＥＣＵの制御ロジックおよび電磁弁駆動回路を示した図である。
【００５０】
従来より、図１に示したように、ディーゼルエンジン１の排気ガスの一部を吸入空気中に混入させることにより、最高燃焼温度を低下させ、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減を図る排気ガス再循環装置が搭載されている。しかし、排気ガス再循環は、エンジン１の出力低下およびエンジン１の運転性低下を伴うので、吸気管２４に還流させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を調節する必要がある。そこで、従来より、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路２７の開度を調節するＥＧＲバルブ７が設けられている。なお、ＥＧＲバルブ７のリニアソレノイド３２は、図６に示したようなバッテリ電圧を直接印加するような簡単な構成、且つ安価な電磁弁駆動回路８によって駆動される。
【００５１】
ここで、ＥＧＲバルブ７のリニアソレノイド３２に印加する駆動電流値（∝駆動ＤＵＴＹ）を、公知のＰＩ（比例積分）制御を用いて算出する方法を、図９の制御ロジックに示す。先ず、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した２次元マップとから目標リフト量を算出し、この目標リフト量から駆動デューティ（駆動ＤＵＴＹ）を１次元テーブルで定義し、また、フィードバックゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ）を、ＥＧＲバルブ用リフトセンサ（物理量検出手段、リフト量検出手段）３５によって検出された実リフト量とエンジン１の運転状態に応じて設定された目標リフト量との偏差に基づく１次元テーブルで定義する。
【００５２】
そして、ＥＣＵ１０は、駆動ＤＵＴＹとＰＩ（比例積分）制御によって算出されるフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）とを加算して最終的な駆動ＤＵＴＹを算出し、この駆動ＤＵＴＹをＤＵＴＹ発生回路９にて所定の変換係数を用いて制御パルス信号に変換する。そして、ＥＣＵ１０は、駆動ＤＵＴＹを所定の変換係数を用いて変換した制御パルス信号を、電磁弁駆動回路８を介してＥＧＲバルブ７のリニアソレノイド３２に印加する。これにより、ＥＧＲバルブ７のリフト量が調整され、吸気管２４に還流させるＥＧＲガスのＥＧＲ量がフィードバック制御される。
【００５３】
ところが、従来のＰＩ制御においては、図９のＤ−Ｖ特性図に示したように、ＥＧＲバルブ７のリニアソレノイド３２に印加する駆動電流値（∝駆動ＤＵＴＹ）の増大化に比例してＥＧＲバルブ７のリフト量が全てのリフト（ＤＵＴＹ）領域で増加することはできない。これは、従来のＰＩ制御によるフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出方法が、比例ゲイン（Ｋｐ）、積分ゲイン（Ｋｉ）のいずれも、実リフト量と目標リフト量との偏差に基づく１次元テーブルで定義されており、低リフト（ＤＵＴＹ）領域でも高リフト（ＤＵＴＹ）領域でも、同じ大きさのゲインでフィードバック制御されているからである。このため、高リフト（ＤＵＴＹ）領域では、低リフト（ＤＵＴＹ）領域の時と比較して、目標リフト量に対する実リフト量の制御応答性および追従性が悪いという課題がある。
【００５４】
そこで、本実施例のＥＣＵ１０においては、図５の制御ロジックに示したように、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いるフィードバックゲイン（比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉ）を、実リフト量と目標リフト量との偏差と駆動ＤＵＴＹ（％）との２次元マップによって定義している。具体的には、ＥＧＲバルブ７の高リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、フィードバックゲインを、高リフト（ＤＵＴＹ）領域と低リフト（ＤＵＴＹ）領域との中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて大きくとることにより、目標リフト量に対する実リフト量の制御応答性および追従性を向上できる。また、ＥＧＲバルブ７の低リフト（ＤＵＴＹ）領域では、２次元マップに示したように、フィードバックゲインを、中間のリフト（ＤＵＴＹ）領域と比べて小さくとることにより、オーバーシュート量が小さくなり、目標リフト量に対して実リフト量がハンチングし難くなる。
【００５５】
［変形例］
本実施例では、本発明を、ＰＩＤ（比例積分微分）制御によって吸入調量型のサプライポンプ４に内蔵される吸入調量弁５の燃料流路の開度（ポンプ圧送量、ポンプ吐出量）をフィードバック制御する方法に適用したが、本発明を、ＰＩ（比例積分）制御またはＰＤ（比例微分）制御によって吸入調量弁５の燃料流路の開度（ポンプ圧送量、ポンプ吐出量）をフィードバック制御するようにしても良い。また、本実施例では、本発明を、ＰＩ（比例積分）制御によって排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ７の排気ガス還流路２７の開度（ＥＧＲ量）をフィードバック制御する方法に適用したが、本発明を、ＰＩＤ（比例積分微分）制御またはＰＤ（比例微分）制御によってＥＧＲバルブ７の排気ガス還流路２７の開度（ＥＧＲ量）をフィードバック制御するようにしても良い。
【００５６】
また、本発明を、エンジン１の吸気管２４に設置されるスワールコントロールバルブ（図示せず）の制御量（リフト量）をＰＩ制御またはＰＤ制御またはＰＩＤ制御によってフィードバック制御する方法に適用しても良い。また、本発明を、吸気管２４に設置される絞り弁（スロットルバルブ）２５の開度、制御量（リフト量）をＰＩ制御またはＰＤ制御またはＰＩＤ制御によってフィードバック制御する方法に適用しても良い。また、本発明を、バリアブルノズルターボ２３の駆動量、制御量（リフト量）をＰＩ制御またはＰＤ制御またはＰＩＤ制御によってフィードバック制御する方法に適用しても良い。
【００５７】
本実施例では、リニアアクチュエータのリフト量に関連する物理量を検出する物理量検出手段として、吸入調量型のサプライポンプ４に内蔵される吸入調量弁５の弁開度に対応した実燃料圧力（＝コモンレール圧）を検出する燃料圧力センサ４５を用いた例を説明したが、吸入調量弁５のバルブリフトを直接検出するバルブリフトセンサ（リフト量検出手段）を用いても良く、また、吸入調量弁５のリニアソレノイド２１を駆動する駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値∝駆動ＤＵＴＹ）の大きさを検出する駆動信号検出手段をＥＣＵ１０内に設け、その駆動信号検出手段を物理量検出手段として使用しても良い。これは、上記のＥＧＲバルブ（リニアアクチュエータ）７、スワールコントロールバルブを駆動するリニアアクチュエータ（図示せず）、絞り弁（スロットルバルブ）２５を駆動するリニアアクチュエータ２６、バリアブルノズルターボ２３を駆動するリニアアクチュエータ（図示せず）についても同様に、各リニアアクチュエータのリニアソレノイドを駆動する駆動信号の大きさを検出する駆動信号検出手段を物理量検出手段として使用しても良い。
【００５８】
本実施例では、フィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例ゲインＫｐまたは積分ゲインＫｉまたは微分ゲインＫｄのうちの少なくとも１つ以上のフィードバックゲイン、あるいはフィードバック量（ＦＢＤＵＴＹ）の算出に用いる比例項のフィードバック量（ＫＴｐ＝Ｋｐ×ΔＰ）または積分項のフィードバック量（ＫＴｉ＝Ｋｉ×∫ΔＰ）または微分項のフィードバック量（ＫＴｄ＝Ｋｄ×ｄ／ｄｔΔＰ）のうちの少なくとも１つ以上のフィードバック量を２次元マップによって定義しているが、１次元マップを複数用いたものでも同様な効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である（第１実施例）。
【図２】ＥＣＵの制御ロジックを示したブロック図である（第１実施例）。
【図３】ＥＣＵの制御ロジックおよび電磁弁駆動回路を示した回路図である（第１実施例）。
【図４】ＥＣＵの制御ロジックを示したブロック図である（第２実施例）。
【図５】ＥＣＵの制御ロジックを示したブロック図である（第３実施例）。
【図６】ＥＣＵの制御ロジックおよび電磁弁駆動回路を示した回路図である（第３実施例）。
【図７】ＥＣＵの制御ロジックを示したブロック図である（従来の技術）。
【図８】駆動電流値および駆動ベースＤＵＴＹに対する吸入調量弁のリフト量の特性を示した特性図である（従来の技術）。
【図９】ＥＣＵの制御ロジックを示したブロック図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
２　コモンレール（蓄圧容器）
３　インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）
４　サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
５　吸入調量弁（リニアアクチュエータ）
６　電磁弁駆動回路
７　ＥＧＲバルブ（リニアアクチュエータ）
８　電磁弁駆動回路
１０　ＥＣＵ（目標物理量決定手段、フィードバック量決定手段）
２１　リニアソレノイド
２６　リニアアクチュエータ
３２　リニアソレノイド
３５　ＥＧＲバルブ用リフトセンサ（物理量検出手段）
４５　燃料圧力センサ（物理量検出手段）
【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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