(57)【要約】【課題】コモンレールのレール圧を精度良く低下させる。【解決手段】本発明の燃料噴射制御装置１は、インジェクタ２に供給する燃料を蓄えるコモンレール３と、コモンレール３に燃料を圧送する圧送ポンプ４と、コモンレール３内の燃料を燃料タンクに戻す減圧弁５と、コモンレール３の実レール圧と目標レール圧との偏差に応じてＰＩＤ制御により圧送ポンプ４の燃料圧送量をフィードバック制御するポンプ制御部６と、偏差に応じてＰＩＤ制御により減圧弁５の開度をフィードバック制御する減圧弁制御部７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタに供給する燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、
前記コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻す減圧弁と、
前記コモンレールの実レール圧と目標レール圧との偏差に応じてＰＩＤ制御により前記圧送ポンプの燃料圧送量をフィードバック制御するポンプ制御部と、
前記偏差に応じてＰＩＤ制御により前記減圧弁の開度をフィードバック制御する減圧弁制御部と、を備える
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記減圧弁制御部は、前記偏差が予め設定した閾値を超えたときに、前記フィードバック制御を実行し、前記偏差が予め設定した閾値以下であるとき、前記フィードバック制御を停止する
請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは、各気筒のシリンダ内に燃料を直接噴射するインジェクタと、インジェクタから噴射される燃料を高圧状態で貯留するコモンレールとを備える。
【０００３】
近年、供給された燃料の一部を燃料タンクに戻す静的リーク機構を有しないインジェクタが用いられている。このようなインジェクタを用いる場合、コモンレールに減圧弁を設けて、この減圧弁を開弁することでレール圧を低下させる制御が一般的である。
【０００４】
これに関連する技術としては、例えば、減圧弁及び吸入調節弁を備え、目標レール圧と実レール圧との偏差（差圧）に基づいて、実レール圧を目標レール圧に収束させるためのフィードバック量（フィードバックゲイン）を求めて吸入調整弁の吸入量を制御する燃料噴射システムが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０８０４４３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８１６９号公報
【特許文献３】特開２０１４−０５１９１２号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の燃料噴射制御装置では、コモンレールのレール圧を低下させる際に、減圧弁の開閉動作を繰り返すフィードバック制御を行っていたため、レール圧を精度良く低下させるには不十分であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コモンレールのレール圧を精度良く低下させることができる燃料噴射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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、インジェクタに供給する燃料を蓄えるコモンレールと、前記コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、前記コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻す減圧弁と、前記コモンレールの実レール圧と目標レール圧との偏差に応じてＰＩＤ制御により前記圧送ポンプの燃料圧送量をフィードバック制御するポンプ制御部と、前記偏差に応じてＰＩＤ制御により前記減圧弁の開度をフィードバック制御する減圧弁制御部と、を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置が提供される。
【０００９】
また、前記減圧弁制御部は、前記偏差が予め設定した閾値を超えたときに、前記フィードバック制御を実行し、前記偏差が予め設定した閾値以下であるとき、前記フィードバック制御を停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コモンレールのレール圧を精度良く低下させることが可能な燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の減圧弁制御部の制御フローを示す図である。
【図３】従来の燃料噴射制御装置の制御状況の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に沿って説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、燃料噴射制御装置１は、図示しないディーゼルエンジンの各気筒のシリンダ内に燃料を直接噴射するインジェクタ２と、インジェクタ２に供給する燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール３と、コモンレール３に燃料を圧送する圧送ポンプ４と、コモンレール３内の圧力を低下させる減圧弁５と、圧送ポンプ４の燃料圧送量をフィードバック制御するポンプ制御部６と、減圧弁５の開度をフィードバック制御する減圧弁制御部７とを備えている。ポンプ制御部６及び減圧弁制御部７は、図示しない車両の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）２０に搭載される。
【００１５】
本実施形態では、インジェクタ２としては、供給された燃料の一部を燃料タンク１１に戻す静的リーク機構を有しないものが用いられる。また、コモンレール３には、コモンレール３内の圧力（以下、実レール圧と称する）を検出するためのコモンレール圧センサ１０が設けられる。
【００１６】
圧送ポンプ４は、燃料タンク１１から燃料を汲み上げるフィードポンプ１２と、フィードポンプ１２からの低圧燃料を吸入して高圧燃料を吐出する高圧ポンプ１３と、フィードポンプ１２から吐出されて高圧ポンプ１３に吸入される燃料流量を調整するサクションコントロールバルブ（以下、ＳＣＶと称する）１４とから構成される。高圧ポンプ１３は、ポンプシリンダ内を摺動して高圧の燃料を吐出するプランジャ（不図示）を備える。また、ＳＣＶ１４は、ポンプ制御部６から入力される駆動電流の大きさに応じて、全閉から全開まで連続的に開度変更が可能な電磁弁からなる。
【００１７】
減圧弁５は、コモンレール３に設けられ、開弁時にコモンレール３内の燃料を燃料タンク１１に戻すように構成される。特に、本実施形態の減圧弁５は、単に全閉または全開になるのではなく、減圧弁制御部７から入力される駆動電流の大きさに応じて、全閉から全開まで連続的に開度変更が可能な電磁弁からなる。
【００１８】
ＥＣＵ２０には、コモンレール圧センサ１０、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１５、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサ１６等の各種センサ類が電気的に接続され、実レール圧、アクセル開度、エンジン回転数等の各種情報が入力される。目標レール圧は、これら燃料噴射量やエンジン回転数等を基に、ＥＣＵ２０に搭載された目標レール圧算出部２１にて算出される。
【００１９】
より詳しくは、目標レール圧算出部２１は、アクセル開度センサ１５によって検出される実アクセル開度とエンジン回転数センサ１６によって検出される実エンジン回転数に基づいて目標燃料噴射量を算出し、この目標燃料噴射量と実エンジン回転数に基づいて目標レール圧を算出する。
【００２０】
ポンプ制御部６及び減圧弁制御部７は、実レール圧と目標レール圧との偏差（以下、単に「偏差」ともいう）に応じて、それぞれＳＣＶ１４及び減圧弁５の開度をＰＩＤ制御する。なお、本実施形態での偏差は、実レール圧から目標レール圧を差し引いた差圧を意味する。
【００２１】
具体的には、ポンプ制御部６及び減圧弁制御部７は、下記の式に示すように、実レール圧と目標レール圧との偏差ΔＰ（ｔ）に比例ゲインＫpを乗じた比例項（Ｐ項）と、偏差ΔＰ（ｔ）の時間積分値（累積値）に積分ゲインＫiを乗じた積分項（Ｉ項）と、偏差ΔＰ（ｔ）の時間微分値に微分ゲインＫdを乗じた微分項（Ｄ項）とを足し合わせることによって、それぞれＳＣＶ１４の開度及び減圧弁５の開度を求める。なお、ＳＣＶ１４の開度と減圧弁５の開度を求める上で、Ｐ項、Ｉ項、Ｄ項の値は、それぞれ個別に設定される。
【００２２】
【数１】
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【００２３】
ポンプ制御部６は、求めたＳＣＶ１４の開度に応じた駆動電流をＳＣＶ１４に出力することで、所望のＳＣＶ１４の開度に対応する燃料が高圧ポンプ１３から圧送されるように制御する。また、減圧弁制御部７は、求めた減圧弁５の開度に応じた駆動電流を減圧弁５に出力することで、所望の減圧弁５の開度に対応する燃料をコモンレール３内から燃料タンク１１に戻すように制御する。
【００２４】
ここで、本実施形態の減圧弁制御部７は、実レール圧と目標レール圧との偏差が、十分に小さい値であるとして予め設定した閾値を超えたときに、減圧弁５のＰＩＤ制御によるフィードバック制御を実行し、偏差がこの閾値以下のときには、このフィードバック制御を停止する。
【００２５】
更に、本実施形態の減圧弁制御部７は、実レール圧と目標レール圧との偏差が上記閾値以下のときに、減圧弁５を閉弁させ、偏差がこの閾値を超えたときに、減圧弁５を開弁させるように制御する。偏差がこの閾値以下であるときは、実レール圧が目標レール圧に実質的に等しいため、減圧弁５をフィードバック制御する必要が殆どないからである。また、このときに減圧弁５を開弁すると、コモンレール３から燃料が漏れて実レール圧の上昇を妨げるからである。
【００２６】
次に、燃料噴射制御装置１の減圧弁制御部７の制御フローを説明する。減圧弁制御部７は、例えば、車両のイグニションスイッチ（図示せず）がオンとされている間、図２の制御フローを所定の演算周期（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行するように制御する。
【００２７】
減圧弁制御部７は、図２に示すように、先ず、ステップＳ１０１にて、実レール圧と目標レール圧の偏差が予め設定した閾値を超えたか否かを判断する。ステップＳ１０１において偏差がこの閾値以下であると判断された場合（ＮＯ）、ステップＳ１０２にて減圧弁５のＰＩＤ制御によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）を停止させるとともに減圧弁５を閉弁させて、今回のルーチンを終了させる。
【００２８】
ステップＳ１０１において偏差が予め設定した閾値を超えたと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０３にて減圧弁５のＰＩＤ制御によりフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）を実行させるとともに減圧弁５を開弁させて、今回のルーチンを終了させる。
【００２９】
以上説明した、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１では、従来の燃料噴射制御装置と比較して次のような優れた効果を有する。
【００３０】
図３は、従来の燃料噴射制御装置の制御状況の説明に供する図であり、図中、実線（ａ）は減圧弁開度、実線（ｂ）は実レール圧、点線（ｃ）は目標レール圧、破線（ｄ）はＳＣＶ開度、実線（ｅ）は燃料噴射量を示す。また、図中、ΔＰ１は、減圧弁を開弁させる閾値を示し、ΔＰ２は、減圧弁を閉弁させる閾値を示す。なお、破線（ｄ）のＳＣＶ開度は、上方に向かう程高圧ポンプ１３の燃料圧送量が多くなるような開度である。
【００３１】
図３に示すように、例えば、車両の減速に伴って燃料噴射量が減少すると（時刻ｔ1）、ＥＣＵでは、目標レール圧を低下させる制御を行う。これに対して、実レール圧は、燃料噴射量が減少したことにより、上昇することになる。また、ＥＣＵは、実レール圧と目標レール圧との偏差が大きくなるにつれて、燃料圧送量を少なくするようにＳＣＶの開度を制御する（時刻ｔ1〜ｔ2）。
【００３２】
ここで、従来の燃料噴射制御装置においては、実レール圧と目標レール圧との偏差がΔＰ１を超えると（時刻ｔ2）、減圧弁を開弁（全開）して実レール圧を低下させ、実レール圧が低下して偏差がΔＰ２以下になると（時刻ｔ3）、減圧弁を閉弁（全閉）して実レール圧の低下を抑制させている。
【００３３】
即ち、従来の燃料噴射制御装置においては、減圧弁の動作が全閉（オフ）と全開（オン）のみであるので、全開と全閉の動作を繰り返すことによって、実レール圧が目標レール圧となるようにフィードバック制御している。
【００３４】
しかしながら、このような減圧弁を用いて実レール圧を低下させる場合、減圧弁が全開になると、実レール圧が急激に低下して目標レール圧に接近し、全閉になると、この実レール圧の低下が抑制されて実レール圧が目標レール圧から離れるという動作を繰り返すことから、実レール圧を精度良く低下させるには不十分である。また、このような全開と全閉の開閉動作に伴う作動音が大きいという問題がある。
【００３５】
これに対して、本実施形態における減圧弁５は、単に全閉または全開になるのではなく、減圧弁制御部７から入力される駆動電流の大きさに応じて、全閉から全開まで連続的に開度変更が可能である。
【００３６】
また、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１によれば、実レール圧と目標レール圧との偏差に応じてＰＩＤ制御により減圧弁５の開度がフィードバック制御される。これにより、実レール圧が急激に低下することなく滑らかに目標レール圧に近づきつつ低下することになる。この結果、実レール圧を精度良く低下させることが可能になり、且つ、減圧弁の作動音を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１によれば、減圧弁制御部７は、偏差が予め設定した閾値を超えたときに、減圧弁５を開弁してフィードバック制御を実行し、偏差がこの閾値以下であるときには、減圧弁５を閉弁してフィードバック制御を停止することで、減圧弁５を不必要にフィードバック制御することがなくなり、また、コモンレール３から燃料が漏れて実レール圧の上昇を妨げることを抑制することができる。
【００３８】
以上、本発明の基本実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  燃料噴射制御装置
２  インジェクタ
３  コモンレール
４  圧送ポンプ
５  減圧弁
６  ポンプ制御部
７  減圧弁制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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