(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプからエンジンの燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段と、
前記燃料圧検出手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
前記エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量、及び前記アナログ／デジタル変換手段によりデジタル信号に変換された噴射量制御用の燃料圧に基づき噴射期間を求め、その噴射期間にわたり燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁を制御する噴射量制御手段と、
前記アナログ／デジタル変換手段によりデジタル信号に変換された噴射圧制御用の燃料圧が、前記エンジンの運転状態に応じた目標圧に収束するように前記燃料ポンプを制御する噴射圧制御手段とを備える燃料噴射制御装置において、
前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換と、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換とを異なる時期に行なうものであり、
前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を、前記燃料噴射弁からの燃料噴射の駆動信号の開始時期に同期して行ない、前記噴射量制御手段は、デジタル信号に変換された噴射量制御用の燃料圧に基づき、同期した前記駆動信号の出力停止時期を算出するものであり、
前記燃料ポンプは、エンジンの出力軸に駆動連結されており、その出力軸の回転にともない作動して燃料を加圧及び圧送するものであり、前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を、前記出力軸の回転角度に同期して行なうものであることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記出力軸の回転をパルス信号として検出する回転速度センサを備え、
前記アナログ／デジタル変換手段は、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への燃料の圧送終了直後のパルスに同期して、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行うものである請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射量制御手段及び前記噴射圧制御手段は電子制御装置に内蔵されたマイクロコンピュータにより構成され、前記アナログ／デジタル変換手段のうち、少なくとも前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行なう部分は、前記マイクロコンピュータに内蔵されたアナログ／デジタル変換器により構成されている請求項１又は請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプからエンジンの燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力を検出し、その検出値に基づき燃料の噴射量及び噴射圧を制御するようにした燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、畜圧式と呼ばれるタイプのディーゼルエンジンでは、燃料をサプライポンプによって加圧してコモンレール（燃料分配管）に圧送し、気筒毎の電磁式インジェクタに分配するとともに、インジェクタの開弁により前記燃料を噴射させるようにしている。
【０００３】
このエンジンの燃料噴射制御装置は、コモンレール内の燃料の圧力（コモンレール圧）をレール圧センサによって検出するとともに、その検出したコモンレール圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）し、変換後のコモンレール圧（デジタル信号）に基づき燃料の噴射量及び噴射圧を制御している。なお、Ａ／Ｄ変換前のコモンレール圧と、変換後のコモンレール圧とを区別するために、本明細書では、後者を単にレール圧というものとする。噴射量制御では、レール圧と、そのときのエンジンの運転状態に応じた噴射量指令値とに基づき通電時間（噴射期間）を求め、その時間にわたって電磁弁に通電することによってインジェクタを開弁させ、前記噴射量指令値に対応する量の燃料を噴射させるようにしている。
【０００４】
また、噴射圧制御では、エンジンの運転状態に応じた目標圧を算出し、レール圧がこの目標圧に収束するように圧力制御弁に通電するようにしている。この通電により、サプライポンプからコモンレールへの燃料の圧送量（吐出量）が調整されて、コモンレール圧が最適となり、インジェクタの燃料噴射に必要な燃料圧が確保される。
【０００５】
そして、上記燃料噴射制御装置におけるＡ／Ｄ変換の時期に関する技術として、例えば特許第３０７７２９８号公報には、噴射量制御用のレール圧算出のためのＡ／Ｄ変換、及び噴射圧制御用のレール圧算出のためのＡ／Ｄ変換をともに燃料噴射、すなわちインジェクタの開弁に同期して行なうことが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公報記載の燃料噴射制御装置において、燃料の噴射期間は、噴射量制御用のレール圧算出のためのＡ／Ｄ変換時期として望ましい。これは、噴射しているときのコモンレール圧を読込んでＡ／Ｄ変換するため、そのレール圧を噴射量制御に用いることで、制御の精度が高められるからである。
【０００７】
これに対し、燃料の噴射期間は、噴射圧制御用のレール圧算出のためのＡ／Ｄ変換時期としては必ずも適切とはいえず、むしろ噴射圧の制御上好ましくない場合がある。噴射圧、すなわちサプライポンプによる燃料の圧送量を制御するには、圧送を終えてコモンレール圧が安定したときに、Ａ／Ｄ変換することが望ましい。しかし、噴射に同期してＡ／Ｄ変換する場合、コモンレール圧が安定したときに噴射が行なわれるとは限らない。圧送途中のコモンレール圧が変化しているときに噴射が行なわれる場合もあり得る。このように変動しているときのコモンレール圧をＡ／Ｄ変換し、その値を噴射圧制御に用いると、制御性が低下する。
【０００８】
また、コモンレール圧のＡ／Ｄ変換を噴射に同期して行なう場合、インジェクタを開弁させるための駆動信号の出力を開始してから停止するまでの間に、「駆動信号の出力開始」→「コモンレール圧のＡ／Ｄ変換」→「レール圧と噴射量指令値とに基づきインジェクタの閉弁時刻（噴射終了時刻）算出」→「駆動信号の出力停止」といった、多くの演算を行なう必要がある。特に、Ａ／Ｄ変換器が、噴射量制御や噴射圧制御を司るマイクロコンピュータを内蔵した電子制御装置とは別に設けられている場合、Ａ／Ｄ変換器とマイクロコンピュータとの通信に要する時間が長く、駆動信号の出力期間に占める割合が大きい。従って、上記の多くの演算を確実に行なうには、インジェクタの駆動信号の幅（出力期間）をある程度長くする必要がある。別の表現をすれば、駆動信号の出力期間が短い場合には、前記各種演算を行なうことが難しい。
【０００９】
さらに、駆動信号の出力開始から、実際にインジェクタが開弁するまでには少なからず遅れをともなうが、この遅れの期間は、応答性のよいインジェクタでは短い。これにともない、駆動信号の出力が停止されるタイミングも早い。従って、応答性のよいインジェクタから少量の燃料を噴射する場合には、駆動信号の出力期間がもともと短いため、前記の多くの演算処理を行なうことが事実上できないおそれがある。
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料の噴射量制御について良好な制御性を維持しつつ、噴射圧制御の制御性も高めることのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記の目的に加え、コモンレール圧を噴射に同期してＡ／Ｄ変換する場合において、インジェクタへの駆動信号の出力期間が短い場合や、応答性に優れたインジェクタから少量の燃料を噴射する場合にも、確実にコモンレール圧をＡ／Ｄ変換することのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明では、燃料ポンプからエンジンの燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段と、前記燃料圧検出手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、前記エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量、及び前記アナログ／デジタル変換手段によりデジタル信号に変換された噴射量制御用の燃料圧に基づき噴射期間を求め、その噴射期間にわたり燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁を制御する噴射量制御手段と、前記アナログ／デジタル変換手段によりデジタル信号に変換された噴射圧制御用の燃料圧が、前記エンジンの運転状態に応じた目標圧に収束するように前記燃料ポンプを制御する噴射圧制御手段とを備える燃料噴射制御装置において、前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換と、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換とを異なる時期に行なうものである。
そして、前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を、前記燃料噴射弁からの燃料噴射の駆動信号の開始時期に同期して行ない、前記噴射量制御手段は、デジタル信号に変換された噴射量制御用の燃料圧に基づき、同期した前記駆動信号の出力停止時期を算出するものであり、前記燃料ポンプは、エンジンの出力軸に駆動連結されており、その出力軸の回転にともない作動して燃料を加圧及び圧送するものであり、前記アナログ／デジタル変換手段は、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を、前記出力軸の回転角度に同期して行なうものであるとする。
【００１２】
上記の構成によれば、噴射量制御手段では、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量と、燃料の圧力（燃料圧）とに基づき噴射期間が求められ、その噴射期間にわたって燃料が噴射されるように燃料噴射弁が制御される。この制御での燃料圧としては、燃料圧検出手段によって検出され、かつアナログ／デジタル変換手段によってデジタル信号に変換された噴射量制御用の燃料圧が用いられる。このように燃料圧を用いて制御を行なう噴射量制御においては、その燃料圧を算出（アナログ／デジタル変換）する時期が、制御性に大きな影響を及ぼす。
【００１３】
また、噴射圧制御手段では、燃料圧が、エンジンの運転状態に応じた目標圧に収束するように燃料ポンプが制御される。この制御での燃料圧としては、燃料圧検出手段によって検出され、かつアナログ／デジタル変換手段によってデジタル信号に変換された噴射圧制御用の燃料圧が用いられる。このように燃料圧を用いて制御を行なう噴射圧制御においてもまた、その燃料圧を算出する時期が、制御性に大きな影響を及ぼす。
【００１４】
ところで、前述した噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換は、噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換とは異なる時期に行なわれる。従って、制御性を高めるうえで、燃料圧をアナログ／デジタル変換する最適な時期が、噴射量制御と噴射圧制御とでそれぞれ異なっていても、前記のように各アナログ／デジタル変換を、他方のアナログ／デジタル変換とは別に、制御毎に最適な時期に行なうことが可能となる。その結果、燃料の噴射量制御について良好な制御性を維持しつつ、噴射圧制御の制御性も高めることができるようになる。
【００１６】
また、噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換は、燃料噴射弁の開弁にともなう燃料噴射の駆動信号の開始に同期して行なわれる。すなわち、燃料圧は、燃料ポンプの圧送のタイミング及び燃料噴射のタイミングに応じて刻々と変化するが、噴射期間中の実際の噴射圧に略等しい燃料圧がアナログ／デジタル変換されることとなり、燃料の噴射量制御の制御性が良好に維持される。
【００１７】
また、噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換は、エンジンの出力軸の回転角度に同期して行なわれる。燃料圧は、燃料ポンプの圧送のタイミング、すなわち出力軸の回転角度にともなって変化し、通常、圧送を終えた後に安定する。従って、このように安定した燃料圧がアナログ／デジタル変換されることにより、他のパラメータに同期してアナログ／デジタル変換される場合に比べ、精度の高い変換が行なわれる。
【００１８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記出力軸の回転をパルス信号として検出する回転速度センサを備え、前記アナログ／デジタル変換手段は、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への燃料の圧送終了直後のパルスに同期して、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行うものであるとする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記噴射量制御手段及び前記噴射圧制御手段は電子制御装置に内蔵されたマイクロコンピュータにより構成され、前記アナログ／デジタル変換手段のうち、少なくとも前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行なう部分は、前記マイクロコンピュータに内蔵されたアナログ／デジタル変換器により構成されているとする。
【００１９】
上記の構成によれば、噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換が、燃料噴射に同期して行なわれる場合、燃料噴射弁を開弁させるための駆動信号の出力が開始されてから停止されるまでの期間に、アナログ／デジタル変換を含む多くの演算処理が行なわれる。
【００２０】
ここで、アナログ／デジタル変換器がマイクロコンピュータに内蔵されているため、そのアナログ／デジタル変換器とマイクロコンピュータ内の演算手段（例えば中央処理装置）との間における通信に要する時間は、アナログ／デジタル変換器が電子制御装置の外部に設けられている場合や、電子制御装置内であるがマイクロコンピュータとは別に設けられている場合に比べて非常に短くなる。従って、前記のような多くの演算処理が行なわれても、その演算時間が燃料噴射弁の駆動時間を上回ることが少なくなる。また、応答性に優れた燃料噴射弁から少量の燃料が噴射される場合でも、前記各種算を燃料噴射弁の駆動期間内に支障なく行なうことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料噴射制御装置を具体化した一実施形態を、図面に従って説明する。
【００２２】
車両には、図１に示すように、畜圧式ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、シリンダヘッド１２と、複数の気筒（例えば４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４）を有するシリンダブロック１３とを備えている。各気筒♯１〜♯４内にはピストン１４が往復動可能に収容されている。各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介し、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１６に連結されている。各ピストン１４の往復運動は、コネクティングロッド１５によって回転運動に変換された後、クランク軸１６に伝達される。なお、図１では、説明の便宜上、クランク軸１６がシリンダブロック１３から離れた箇所に示されている。
【００２３】
気筒♯１〜♯４毎の燃焼室には吸気通路１７が接続されており、エンジン１１の外部の空気が吸気通路１７を通って燃焼室に取込まれる。また、燃焼室には排気通路１８が接続されている。シリンダヘッド１２には、カム軸４８と、気筒♯１〜♯４毎の吸気弁２１及び排気弁２２とが設けられている。カム軸４８は、周知のように、ベルト、チェーン等によってクランク軸１６に駆動連結されており、クランク軸１６が２回転する間に１回転する。吸・排気弁２１，２２は、カム軸４８によって往復動され、吸・排気通路１７，１８と燃焼室との接続部分を開閉する。なお、図１では、説明の便宜上、カム軸４８がシリンダヘッド１２から離れた箇所に示されている。
【００２４】
シリンダヘッド１２には、各気筒♯１〜♯４の燃焼室に燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）２３が取付けられている。各インジェクタ２３から燃焼室への燃料噴射は、電磁弁２４により制御される。燃料の噴射形態としては、エンジン出力の発生にかかる主たる量の燃料を噴射する「メイン噴射」と、そのメイン噴射に先立ち、着火性向上を目的として少量の燃料を噴射する「パイロット噴射」とがある。
【００２５】
インジェクタ２３は、燃料分配管であるコモンレール２５に接続されており、電磁弁２４が開いている間、コモンレール２５内の燃料がインジェクタ２３から燃焼室に噴射される。コモンレール２５には、燃料噴射圧に相当する比較的高い圧力が蓄積されている。この畜圧を実現するために、コモンレール２５は、供給配管２６を介してサプライポンプ２７の吐出ポート２８に接続されている。
【００２６】
サプライポンプ２７の吸入ポート３１は、フィルタ３２を介して燃料タンク３３に接続されており、燃料タンク３３内の燃料がフィルタ３２を経てサプライポンプ２７に吸入される。サプライポンプ２７は、クランク軸１６の回転に同期するカム（図示略）と、そのカムにより往復動される一対のプランジャ（図示略）とを備えている。サプライポンプ２７は、プランジャの往復動によって加圧室（図示略）内の燃料を加圧した後、同燃料を吐出ポート２８から吐出し、供給配管２６を通じてコモンレール２５に圧送する。このサプライポンプ２７から吐出される燃料の圧力、ひいては吐出量（燃料圧送量）は、吐出ポート２８の近傍に設けられた圧力制御弁３４の開閉動作によって調節される。
【００２７】
各プランジャのリフト動作にともなう燃料の圧送は、クランク角（°ＣＡ、なお、ＣＡはcrank angle の略称である）について、位相が３６０°ＣＡずれた状態で交互に行なわれる（図６参照）。
【００２８】
サプライポンプ２７のリターンポート３５及び電磁弁２４のリターンポート３６は、いずれもリターン配管３７によって燃料タンク３３に接続されている。サプライポンプ２７及びインジェクタ２３の余剰燃料が、これらのリターン配管３７を経て燃料タンク３３に戻される。
【００２９】
そして、吸気通路１７を通って各気筒♯１〜♯４内に導入され、かつピストン１４により圧縮された高温かつ高圧の吸入空気に、前記インジェクタ２３から燃料が噴射される。この噴射燃料は自己着火して燃焼する。このときに生じた燃焼ガスによりピストン１４が往復動されて、クランク軸１６が回転する。このようにして、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼ガスは、排気通路１８を通ってエンジン１１の外部へ排出される。
【００３０】
エンジン１１の運転状態を検出するために、水温センサ４１、アクセルセンサ４２、レール圧センサ４３、回転速度センサ４４、気筒判別センサ４５等の各種センサが用いられている。水温センサ４１はシリンダブロック１３に取付けられており、ウォータジャケット１３ａ内を流れる冷却水の温度（冷却水温）を検出する。アクセルセンサ４２は、運転者によるアクセルペダル３９の踏込み量であるアクセル開度を検出する。レール圧センサ４３はコモンレール２５に取付けられており、そのコモンレール２５内に蓄えられている燃料の圧力であるコモンレール圧を検出する。
【００３１】
回転速度センサ４４は、例えば、クランク軸１６に装着されたロータ４６と、その近傍に配設された電磁ピックアップ４７とを備えている。ロータ４６の外周の略全体には、多数の突起４６ａが等角度毎に形成されている。ロータ４６における突起４６ａの２つは欠落されており、この欠落部分は、他の箇所の隣り合う突起４６ａの間隔よりも広く設定されている。電磁ピックアップ４７は、クランク軸１６の回転にともないロータ４６が回転して、突起４６ａがその電磁ピックアップ４７の前方を通過する毎にパルス信号（ＮＥパルス）を出力する。本実施形態では、電磁ピックアップ４７は、クランク軸１６が１回転する間に３４個のパルス信号を出力する（図６参照）。
【００３２】
また、本実施形態では、各パルス信号に順に番号（パルス番号）を付すことによって、これらのパルス信号を識別している。詳しくは、突起４６ａの欠落部分が電磁ピックアップ４７の前方を通過したときを基準とし、その直後の突起４６ａに対応するパルス信号の番号（パルス番号）を、図６に示すように「０」としている。ロータ４６が１／２回転するまで、パルス信号が出力される毎にパルス番号が１ずつ増えてゆく。ロータ４６が１／２回転したところで、パルス番号が「０」に戻り、再び突起４６ａの欠落部分が電磁ピックアップ４７の前方を通過するまで、パルス信号が出力される毎にパルス番号が１ずつ増えてゆく。これらの処理は、パルス信号の数をカウントし、回転速度センサ４４の突起４６ａに対応して「０」〜「１７」の値を順に記憶するカウンタを用いることによって実現可能である。
【００３３】
図１に示すように、気筒判別センサ４５は、例えばカム軸４８に装着されたロータ４９と、その近傍に配設された電磁ピックアップ５１とを備えている。ロータ４９の外周には複数の突起４９ａが等角度毎に形成され、そのうちの所定の１つの突起４９ａの近傍にさらに１つの突起４９ｂが形成されている。電磁ピックアップ５１は、カム軸４８の回転にともないロータ４９が回転して、突起４９ａ，４９ｂがその電磁ピックアップ５１の前方を通過する毎にパルス信号を出力する。本実施形態では、カム軸４８が１回転する間に、すなわちクランク軸１６が２回転する間に気筒判別センサ４５から５個のパルス信号が出力される。
【００３４】
そして、回転速度センサ４４及び気筒判別センサ４５からそれぞれ出力されるパルス信号は、クランク角（°ＣＡ）の算出、エンジン回転速度の算出、及び各気筒♯１〜♯４におけるピストン１４の上死点の算出（気筒判別）に用いられる。例えば、単位時間当たりのクランク軸１６の回転数であるエンジン回転速度は、単位時間当たりに回転速度センサ４４から出力されるパルス信号の数に基づき求められる。
【００３５】
前記センサ４１〜４５の検出値に基づき、エンジン各部のアクチュエータ、例えばサプライポンプ２７の圧力制御弁３４、インジェクタ２３の電磁弁２４等を制御するために、車両には電子制御装置（Electronic Control Unit ：ＥＣＵ）５２が設けられている。ＥＣＵ５２は、外部アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５３及びマイクロコンピュータ５４を内蔵している。両者５３，５４は相互にシリアル通信可能に接続されている。外部Ａ／Ｄ変換器５３は、センサ４１〜４５のうち、検出値をアナログ信号で出力するもの、例えばレール圧センサ４３、水温センサ４１等について、そのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３６】
マイクロコンピュータ５４はＥＣＵ５２の中枢をなすもので、内部Ａ／Ｄ変換器５５、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５６、中央処理装置（ＣＰＵ）５７、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５８及び入／出力回路５９と、これら各部５５〜５９を相互に接続するバス６０とを備えている。内部Ａ／Ｄ変換器５５は、検出値をアナログ信号で出力するセンサ４１〜４５のうち、ＣＰＵ５７との間で高速通信が要求されるセンサ（ここではレール圧センサ４３）について、そのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３７】
ＲＯＭ５６は、所定の制御プログラムや初期データを予め記憶している。ＣＰＵ５７は、ＲＯＭ５６に記憶された制御プログラム及び初期データに従って各種の演算処理を実行し、例えば燃料の噴射量及び噴射圧を制御する。また、ＣＰＵ５７は、レール圧センサ４３等の実測値をＡ／Ｄ変換させるための指令を内外両Ａ／Ｄ変換器５５，５３に出力するとともに、Ａ／Ｄ変換後の値を取込む。ＲＡＭ５８は、ＣＰＵ５７による演算結果を一時的に記憶する。入／出力回路５９は、ＣＰＵ５７と、前記センサ４１〜４５、外部Ａ／Ｄ変換器５３及びアクチュエータとの間で行なわれる送受信を制御する。
【００３８】
次に、ＥＣＵ５２によって実行される噴射量制御ルーチンについて説明する。図２は、噴射量制御ルーチンのうち、噴射終了時刻を算出するためのルーチンを示しており、インジェクタ開弁のための駆動信号が電磁弁２４に出力される毎に、すなわち噴射の開始時期に同期して実行される。噴射開始時期は、別途用意されたルーチンにおいて、回転速度センサ４４によるエンジン回転速度、アクセルセンサ４２によるアクセル開度等のエンジン運転状態に基づき算出された燃料の噴射時期を、ＮＥパルスを用いて時間に換算することにより求められる。
【００３９】
ＥＣＵ５２は、まずステップ１０１において、レール圧センサ４３によって検出されたコモンレール圧（アナログ信号）を取込む。ステップ１０２において、前記コモンレール圧をデジタル信号に変換することによって、噴射量制御用のレール圧epcrinj を算出する。詳しくは、ＥＣＵ５２内部のマイクロコンピュータ５４では、ＣＰＵ５７から内部Ａ／Ｄ変換器５５に対しＡ／Ｄ変換指令が出される。この指令に応答して、内部Ａ／Ｄ変換器５５によってコモンレール圧がデジタル信号に変換される。そして、変換値がレール圧epcrinj としてＣＰＵ５７に取込まれる。
【００４０】
ステップ１０３において、噴射量指令値と前記レール圧epcrinj とに基づき噴射期間τを算出する。ここで、噴射量指令値は、別途用意された噴射量算出ルーチンにおいて、エンジン１１の運転状態に基づき算出されたものである。この噴射量算出ルーチンでは、例えば、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づき基本噴射量を規定した所定の制御マップが参照され、そのときのエンジン回転速度及びアクセル開度に対応する基本噴射量（基本噴射時間）が求められる。冷却水温等に基づき基本噴射量が補正されることにより、噴射量指令値が決定される。
【００４１】
また、噴射期間τの算出に際しては、例えば、図３に示すように、噴射量指令値及びレール圧に基づき噴射期間τを規定した制御マップが参照される。この制御マップでは、噴射量指令値を一定とした場合、レール圧が高くなるほど噴射期間τが短くなる。また、レール圧を一定とした場合、噴射量指令値が多くなるほど噴射期間τが長くなる。そして、前記ステップ１０３では、前記噴射量指令値と前記レール圧epcrinj とに対応する噴射期間τを前記制御マップから読出す。
【００４２】
次に、ステップ１０４において、前記インジェクタ開弁のための駆動信号の出力開始時刻（噴射開始時刻）と前記噴射期間τとに基づき、同噴射開始時刻から噴射期間τが経過した場合の時刻である噴射終了時刻を算出し、その後、この算出ルーチンを終了する。このようにして、噴射量制御用のレール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換が燃料の噴射開始時期に同期して行なわれる。
【００４３】
なお、算出された噴射終了時刻は、別のルーチンにおいて、電磁弁２４を通電制御する際に、その通電終了時刻として用いられる。通電終了時刻が到来したときに電磁弁２４への通電が停止され、その結果、インジェクタ２３からの燃料噴射が停止する。このように、噴射期間τにわたりインジェクタ２３が開弁されて、所望の量の燃料が噴射される。
【００４４】
次に、ＥＣＵ５２によって実行される噴射圧制御ルーチンについて説明する。図４は、噴射圧制御ルーチンのうち、その噴射圧制御用のレール圧epcrpumpを算出するためのルーチンを示している。
【００４５】
ＥＣＵ５２は、まずステップ２０１，２０２において、レール圧epcrpumpを算出すべきタイミングであるかどうかを判定する。ステップ２０１では、回転速度センサ４４から出力されたパルス信号（ＮＥパルス）のパルス番号が所定値αであるか否かを判定する。所定値αは、サプライポンプ２７の一方のプランジャによる燃料圧送が終了した直後、すなわち、コモンレール圧の上昇が止まって略一定の値に安定したとき、に出力されるパルス信号の番号であり、ここでは「３」が設定されている。また、ステップ２０２では、気筒判別センサ４５から出力されたパルス信号に基づき、圧送終了時期が到来する予定の気筒（ここでは♯１又は♯４）であるか否かを判定する。なお、ステップ２０１でのパルス番号（「３」）と、ステップ２０２での気筒（「♯１」，「♯４」）は一例に過ぎず、エンジン１１の種類等に応じて適宜に変更可能である。
【００４６】
前記ステップ２０１，２０２の判定条件がともに満たされていると、ステップ２０３において、レール圧センサ４３によって検出されたコモンレール圧（アナログ信号）を取込む。ステップ２０４において、前記コモンレール圧をデジタル信号に変換することによってレール圧epcrpumpを算出する。詳しくは、ＥＣＵ５２の内部では、マイクロコンピュータ５４から外部Ａ／Ｄ変換器５３に対しＡ／Ｄ変換指令が出される。この指令に応答して、外部Ａ／Ｄ変換器５３によってコモンレール圧がデジタル信号に変換される。そして、変換値がレール圧epcrpumpとしてマイクロコンピュータ５４に取込まれる。レール圧epcrpumpの算出後、この算出ルーチンを終了する。
【００４７】
ステップ２０１の判定条件が満たされていない場合、及びステップ２０１の判定条件は満たされているもののステップ２０２の判定条件が満たされていない場合には、前述したステップ２０３，２０４の処理を行なうことなく、この算出ルーチンを終了する。このように、レール圧算出ルーチンでは、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換が所定のパルス信号に同期して行なわれる。
【００４８】
図５は、噴射圧制御ルーチンのうち、前記レール圧epcrpumpを用いてサプライポンプ２７の圧力制御弁３４を制御するためのルーチンを示している。
ＥＣＵ５２はまずステップ３０１において、前記噴射量指令値に、リーク量と目標圧変化見込み量とを加算し、その加算結果をサプライポンプ２７の見込み吐出量qbase として設定する。ここで、噴射量指令値は、前記噴射終了時刻算出ルーチンのステップ１０３で用いたものと同じであり、リーク量はインジェクタ２３等から漏れ出る燃料の量である。噴射量指令値にリーク量を加えた値は、コモンレール圧を所定の値に維持するために要求される燃料量となる。また、目標圧変化見込み量は、エンジン１１の運転状態に応じたコモンレール圧の目標値である目標圧epcrtrg が変化した場合に、コモンレール圧をその目標圧epcrtrg に一致させるために要求される見込みの燃料量である。
【００４９】
次に、ステップ３０２において、前記レール圧算出ルーチンで求めたレール圧epcrpumpを前記目標圧epcrtrg から減算し、その減算結果を圧力偏差epcrdlとして設定する。この圧力偏差epcrdlに基づき、ステップ３０３，３０４において、フィードバック（Ｆ／Ｂ）比例項qfbp及びＦ／Ｂ積分項qfbiを求める。詳しくは、ステップ３０３では、前記圧力偏差epcrdlに所定の係数Ｋを乗算し、その乗算結果をＦ／Ｂ比例項qfbpとして設定する。ステップ３０４では、前記圧力偏差epcrdlと所定の係数Ｍとの積を、前回制御周期でのＦ／Ｂ積分項qfbiに加算し、その加算結果を新たなＦ／Ｂ積分項qfbiとして設定する。
【００５０】
ステップ３０５において、前記見込み吐出量qbase に、前記Ｆ／Ｂ比例項qfbpと前記Ｆ／Ｂ積分項qfbiとを加算し、その加算結果を最終吐出量qpf として設定する。ステップ３０６において、前記最終吐出量qpf とエンジン回転速度とに基づき、所定の制御マップ又は所定の演算式に従ってポンプ通電電流を求める。ステップ３０７において、前記ポンプ通電電流にてサプライポンプ２７の圧力制御弁３４を通電制御し、この制御ルーチンを終了する。このように、ポンプ制御ルーチンでは、レール圧epcrpumpが、エンジン１１の運転状態に応じた目標圧epcrtrg に収束するようにサプライポンプ２７が制御される。
【００５１】
図６は、上述した噴射量制御ルーチン及び噴射圧制御ルーチンに従って各処理が行なわれた場合の、ＮＥパルス、プランジャのリフト量、コモンレール圧、電磁弁２４への駆動信号等の変化を示している。なお、同図中・が付された箇所は、サプライポンプ２７により燃料が圧送されることを示している。
【００５２】
気筒♯１又は♯４が噴射の対象気筒である場合、クランク軸１６の回転にともない、一方のプランジャのリフト量（図６の二点鎖線参照）が増大して、燃料がコモンレール２５に圧送される。他方のプランジャのリフト量（図６の実線参照）は減少する。前記圧送により、コモンレール圧が時間の経過に従って上昇する。一方のプランジャのリフト量の増加が止まって燃料の圧送が終了し、そのリフト量が増加から減少に転ずる。また、他方のプランジャのリフト量の減少が止まって、そのリフト量が減少から増加に転ずる。コモンレール圧は略一定の値となる。このようにコモンレール圧が安定し始めたタイミングｔ１（パルス番号＝「３」）に、レール圧epcrpump算出のためにレール圧センサ４３によるコモンレール圧がＡ／Ｄ変換される。
【００５３】
タイミングｔ２において、パイロット噴射用駆動信号の出力が開始（駆動信号：オン）されると、インジェクタ２３が開弁されて燃料の噴射が開始される。また、タイミングｔ２では、レール圧epcrinj 算出のために、レール圧センサ４３によるコモンレール圧がＡ／Ｄ変換される。変換後のレール圧epcrinj はパイロット噴射用噴射期間τの算出に用いられる。このときには、燃料の圧送が終わっているため、前記パイロット噴射によりコモンレール圧が下降する。タイミングｔ３で前記駆動信号の出力が停止（駆動信号：オフ）されると、パイロット噴射が終わる。依然として燃料の圧送が行なわれないことから、タイミングｔ３以降、コモンレール圧は略一定の値になる。
【００５４】
前記パイロット噴射に引き続き、タイミングｔ４において、メイン噴射用駆動信号の出力が開始されると、前述したタイミングｔ２〜ｔ３の場合と同様に、インジェクタ２３が開弁されて燃料の噴射が開始される。また、タイミングｔ４では、レール圧epcrinj 算出のためにコモンレール圧のＡ／Ｄ変換が行なわれる。変換後のレール圧epcrinj はメイン噴射用噴射期間τの算出に用いられる。このときには、燃料の圧送が行なわれないため、タイミングｔ４以降は前記メイン噴射によりコモンレール圧がさらに下降する。タイミングｔ５で前記駆動信号の出力が停止されると、メイン噴射が終わる。タイミングｔ５以降、コモンレール圧は略一定の値になる。
【００５５】
前記のようにして気筒♯１又は♯４について燃料が噴射されると、噴射の対象気筒が♯３又は♯２に切替わる。この場合には、クランク軸１６の回転にともない他方のプランジャのリフト量（図６の実線参照）が増加して、燃料がコモンレール２５に圧送される。この圧送により、コモンレ−ル圧が時間の経過に従って上昇する。
【００５６】
コモンレール圧が上昇している途中のタイミングｔ６で、パイロット噴射用駆動信号の出力が開始されると、インジェクタ２３が開弁されて燃料の噴射が開始される。また、タイミングｔ６では、レール圧epcrinj 算出のためにレール圧センサ４３によるコモンレール圧がＡ／Ｄ変換される。得られたレール圧epcrinj は、パイロット噴射用噴射期間τの算出に用いられる。前記パイロット噴射によりコモンレール圧が一旦下降する。タイミングｔ７で前記駆動信号の出力が停止されると、パイロット噴射が終わる。他方のプランジャによる燃料の圧送が続いていることから、タイミングｔ７以降、コモンレール圧が再び上昇する。
【００５７】
前記パイロット噴射に引き続き、タイミングｔ８において、メイン噴射用駆動信号の出力が開始されると、前記タイミングｔ４〜ｔ５の場合と同様に、インジェクタ２３が開弁されてメイン噴射が開始される。また、タイミングｔ８では、レール圧センサ４３によるコモンレール圧がＡ／Ｄ変換され、変換後のレール圧epcrinj がメイン噴射用噴射期間τの算出に用いられる。このときには、前記メイン噴射によりコモンレール圧が一旦下降する。しかし、燃料の圧送が続いているため、タイミングｔ９で前記駆動信号の出力が停止されると、その後はコモンレール圧が再び上昇する。
【００５８】
前記のようにして気筒♯３又は♯２について燃料が噴射されると、噴射の対象気筒が再び♯１又は♯４に切替わる。タイミングｔ１１において、前記タイミングｔ１と同様にして、レール圧センサ４３によるコモンレール圧がＡ／Ｄ変換されることによりレール圧epcrpumpが求められる。パイロット噴射用駆動信号の出力が開始されるタイミングｔ１２において、前記タイミングｔ２，ｔ６と同様にして、Ａ／Ｄ変換によりレール圧epcrinj が求められる。メイン噴射用駆動信号の出力が開始されるタイミングｔ１４において、前記タイミングｔ４，ｔ８と同様にして、Ａ／Ｄ変換によりレール圧epcrinj が求められる。
【００５９】
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。
（１）噴射量制御及び噴射圧制御においては、レール圧epcrinj ，epcrpumpを算出（Ａ／Ｄ変換）する時期が、いずれも制御性に大きな影響を及ぼす。本実施形態では、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換を、レール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換とは異なる時期に行なうようにしている。従って、制御性を高めるうえで、コモンレール圧をＡ／Ｄ変換する最適な時期が、噴射量制御と噴射圧制御とでそれぞれ異なっているが、前記のように一方のＡ／Ｄ変換を、他方のＡ／Ｄ変換とは別に、制御毎に最適な時期に行なうことが可能となる。その結果、燃料の噴射量制御について、従来と同様に良好な制御性を維持しつつ、噴射圧制御の制御性も高めることができるようになる。
【００６０】
（２）レール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換を、インジェクタ２３の開弁にともなう燃料噴射に同期して行なうようにしている。従って、コモンレール圧は、サプライポンプ２７の圧送のタイミング及び燃料噴射のタイミング（進角・遅角）によって刻々と変化するが、噴射期間中の実際の噴射圧に略等しいコモンレール圧をＡ／Ｄ変換することができ、燃料の噴射量制御の制御性を良好に維持することができる。
【００６１】
また、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換を、クランク軸１６の回転角度に同期して行なうようにしている。従って、コモンレール圧は、サプライポンプ２７による燃料圧送のタイミング、すなわちクランク軸１６の回転にともなって変化し、圧送が終了した後に略一定となって安定するが、この安定したコモンレール圧をＡ／Ｄ変換することにより、他のパラメータに同期してＡ／Ｄ変換する場合に比べ、精度の高いレール圧epcrpumpを求め、噴射圧制御の制御性を高めることができる。
【００６２】
（３）レール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換を、インジェクタ２３を開弁させるための駆動信号の出力開始と略同時に行なうようにしている。このように、燃料の噴射期間の始期にＡ／Ｄ変換を行なうことにより、短い噴射期間を有効に使って多くの演算処理を確実に行なうことができるようになる。
【００６３】
（４）コモンレール圧のＡ／Ｄ変換としては、従来技術のほかに、ＮＥパルスのみに同期（角度同期）して行なうことが考えられる。この場合には、コモンレール圧が安定したときにＡ／Ｄ変換することが要求される。この要求を満たそうとすると、サプライポンプを、コモンレール圧の変動の起きにくい構造とする必要があるが、反面、同構造が複雑となる。詳しくは、サプライポンプにおいてコモンレール圧が安定するのは、プランジャによる燃料の圧送が終了した直後である。このことから、プランジャの１回のリフト動作に対して１回のＡ／Ｄ変換しか行なうことができない。従って、全気筒での燃料噴射のためには多くのプランジャが必要となり、サプライポンプの部品点数が多くなって構造も複雑となってしまう。
【００６４】
これに対し、本実施形態では、ＮＥパルスに同期したＡ／Ｄ変換だけでなく、噴射に同期したＡ／Ｄ変換も行なうようにしている。噴射同期でＡ／Ｄ変換を行なう場合には、ＮＥパルスに同期してＡ／Ｄ変換を行なう場合とは異なり、サプライポンプ２７の圧送等によるコモンレール圧の変動があっても、安定した噴射量制御を行なうことが可能である。各プランジャによる１回の圧送について２度のＡ／Ｄ変換、すなわち、圧送途中（コモンレール圧が変動しているとき）と、圧送直後（コモンレール圧が安定しているとき）とで、それぞれＡ／Ｄ変換を行なうことが可能となる。その結果、プランジャを含む各種部品の数が少なくてすみ、サプライポンプの構造を簡素化してコスト低減を図ることができる。
【００６５】
（５）従来技術のように、コモンレール圧の全てのＡ／Ｄ変換を燃料噴射に同期して行なうシステムにおいては、もともと短い噴射期間内にＡ／Ｄ変換や噴射終了時刻の算出など、多くの処理を行なわなければならない。レール圧センサ４３の異常を検出する等の、他の処理を行なうだけの時間的余裕はほとんどない。従って、他の処理のためのプログラムを織り込むことは困難である。
【００６６】
これに対し、本実施形態では、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換をＮＥパルスに同期して行なうようにしている。この場合には、上記噴射同期のような短い期間でほかの処理を行なわなければならないといった制限がない。従って、レール圧センサ４３の異常検出をはじめとする各種演算処理のためのプログラムを織り込むことが可能となる。
【００６７】
（６）仮に、ＮＥパルスに同期してＡ／Ｄ変換したコモンレール圧を用いて噴射量制御の精度を高めようとすると、噴射時点でのコモンレール圧を予測する等の手段が必要となる。しかし、本実施形態のように噴射に同期してＡ／Ｄ変換を行なう場合には、このような手段は不要となり、簡素なプログラムですむ。
【００６８】
（７）マイクロコンピュータ５４に内蔵された内部Ａ／Ｄ変換器５５がバス６０によってＣＰＵ５７に接続されているため、それらのＣＰＵ５７及び内部Ａ／Ｄ変換器５５間での通信を高速に行なうことができる。ＣＰＵ５７は、内部Ａ／Ｄ変換器５５によるＡ／Ｄ変換後のデータを高速で取込むことができる。このため、Ａ／Ｄ変換器がＥＣＵ５２の外部に設けられている場合や、Ａ／Ｄ変換器がＥＣＵ５２内に設けられ、かつマイクロコンピュータ５４に対しシリアル通信可能に接続されている場合（外部Ａ／Ｄ変換器５３に相当）に比べ、内部Ａ／Ｄ変換器５５及びＣＰＵ５７間での通信に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００６９】
従って、レール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換を、燃料噴射に同期して行なう場合、インジェクタ２３を開弁させるための駆動信号の出力を開始してから停止するまでの期間に、「駆動信号の出力開始」→「コモンレール圧のＡ／Ｄ変換」→「レール圧epcrinj 及び噴射量指令値に基づきインジェクタ２３の閉弁時刻（噴射終了時刻）算出」→「駆動信号の出力停止」といった、多くの演算処理が行なわれるが、その演算時間がインジェクタ２３の駆動時間を上回ることが少なくなる。応答性に優れたインジェクタ２３から少量の燃料が噴射される場合には、駆動信号の出力開始から実際にインジェクタ２３が開弁するまでの期間が短く、同信号の出力期間が短いが、前記Ａ／Ｄ変換を含む多くの演算処理を、インジェクタ２３の駆動期間内に支障なく行なうことができる。
【００７０】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・レール圧epcrinj 算出のためのＡ／Ｄ変換に加え、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換も、内部Ａ／Ｄ変換器５５によって行なってもよい。すなわち、時間的制約のある噴射同期でのＡ／Ｄ変換には、できるだけＡ／Ｄ変換に要する時間を短くするために、内部Ａ／Ｄ変換器５５を使用する必要がある。しかし、このような時間的制約があまりない角度同期でのＡ／Ｄ変換については、外部Ａ／Ｄ変換器５３によって行なっても内部Ａ／Ｄ変換器５５によって行なってもよい。また、ＥＣＵ５２とは別にＡ／Ｄ変換器を設け、レール圧epcrpump算出のためのＡ／Ｄ変換を、このＡ／Ｄ変換器によって行なってもよい。
【００７１】
・本発明は、ディーゼルエンジンに限らず、燃料圧に基づき、燃料の噴射量や噴射圧を制御するようにしたエンジン、例えば燃焼室内に燃料を直接噴射する直接噴射式のガソリンエンジンにも適用可能である。また、本発明は、パイロット噴射を行なわないディーゼルエンジンにも適用可能である。
【００７２】
・噴射同期でＡ／Ｄ変換する場合において、インジェクタ２３を開弁させるための駆動信号の出力開始から若干遅れて（所定時間経過後に）Ａ／Ｄ変換を行なってもよい。
【００７３】
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
（Ａ）前記アナログ／デジタル変換手段は、前記燃料噴射弁を開弁させるための駆動信号の出力開始と略同時に、前記噴射量制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行なうものである。
【００７４】
上記の構成によれば、燃料の噴射期間の始期にアナログ・デジタル変換が行なわれるため、短い噴射期間を有効に使って多くの演算処理を確実に行なうことができる。
【００７５】
（Ｂ）前記アナログ／デジタル変換手段は、前記燃料ポンプによる燃料の圧送終了直後に、前記噴射圧制御用の燃料圧算出のためのアナログ／デジタル変換を行なうものである。
【００７６】
上記の構成によれば、燃料ポンプの圧送が終了した後に燃料圧が略一定となって安定することを利用し、その圧送終了直後にアナログ・デジタル変換するため、燃料圧を高い精度で噴射圧制御用の燃料圧に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射制御装置を畜圧式ディーゼルエンジンに具体化した一実施形態についてその構成を示す略図。
【図２】噴射終了時刻を算出する手順を示すフローチャート。
【図３】噴射期間の算出に用いられる制御マップのマップ構造を示す略図。
【図４】噴射圧制御用のレール圧を算出する手順を示すフローチャート。
【図５】噴射圧制御においてサプライポンプを制御する手順を示すフローチャート。
【図６】燃料噴射制御装置によるＡ／Ｄ変換処理の具体的な態様を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１６…クランク軸、２３…インジェクタ、２７…サプライポンプ、４３…レール圧センサ、５２…ＥＣＵ（電子制御装置）、５３…外部Ａ／Ｄ変換器、５４…マイクロコンピュータ、５５…内部Ａ／Ｄ変換器。
【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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