(57)【要約】【課題】エンジンの運転状況による燃料圧力の変化量に応じた過渡時の応答性を向上させ、かつ定常時の安定性を確保した燃料供給制御装置を提供する。【解決手段】初めの燃料圧力と目標とする燃料圧力から偏差量を算出する機能を設け、また、コモンレール内の現在の燃料圧力を燃料圧力検出手段によって検出し、算出した偏差量と検出した燃料圧力に応じて第１の燃料制御弁による燃料流量の制御と第２の燃料制御弁による圧力の制御を切り替える。【選択図】図２
2009299492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を吐出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプから吐出された高圧の燃料を蓄えるコモンレールと、前記コモンレールに蓄えられた燃料を内燃機関の燃焼室内に供給する燃料噴射手段と、を備えた燃料供給制御装置において、
前記コモンレールに供給する燃料の流量を制御する第１の燃料制御弁と、
前記コモンレール内の燃料の圧力を制御する第２の燃料制御弁と、
前記コモンレール内の燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
を備え、
前記燃料圧力検出手段によって検出したコモンレール内の燃料圧力が目標とする圧力になる手前で前記第１の燃料制御弁の制御モードを切り替えると共に、目標とする燃料圧力との偏差量に応じて前記第１の燃料制御弁と前記第２の燃料制御弁の駆動を制御する、
ことを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記偏差量が０より大きい時は、
前記第１の燃料制御弁を複数の制御モードにより駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記偏差量が０より小さい時は、
前記第２の燃料制御弁を駆動すると共に、前記第１の燃料制御弁を複数の制御モードにより駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールを用いた内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射装置において、高圧にした燃料をコモンレール（蓄圧室）内に蓄え、コモンレール内の燃料圧力によってコモンレールに接続された燃料噴射弁（インジェクター）からエンジンの燃焼室（シリンダ）内に燃料を直接噴射するコモンレール方式が知られている。
ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量によってエンジンの出力特性が変化するため、コモンレール方式の燃料噴射装置では、燃料噴射弁から噴射する燃料の噴射量、すなわちコモンレール内の燃料圧力を適切に制御する必要がある。
一般的にコモンレール内の燃料圧力の制御は、コモンレールに高圧の燃料を吐出する高圧ポンプの燃料吐出量を制御することによって行われる。
また、コモンレール内の燃料圧力の制御において、エンジンの運転状況に応じて変わる目標の燃料圧力に対して追従性と精度を高めるいくつかの制御方法が開示されている（特許文献１および、特許文献２）。
【特許文献１】特許第３５７７９９１号公報
【特許文献２】特表２００２−５４１３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、コモンレール方式の燃料噴射装置では、コモンレール内に蓄えられた高圧の燃料をエンジンの各気筒に配置された燃料噴射弁から噴射するため、燃料の噴射量によってコモンレール内の燃料圧力が変動する。このため、エンジンの運転状況によって変化する燃料噴射量に応じてコモンレール内の燃料圧力を制御し、コモンレール内の燃料圧力が目標とする圧力となるようにする必要がある。
特許文献１では、コモンレール内の燃料圧力が目標とする燃料圧力に追従しているか否かによってコモンレールに高圧の燃料を吐出する高圧ポンプを制御し、コモンレール内の燃料圧力の変化速度を補正している。
しかしながら、特許文献１におけるコモンレール内の燃料圧力の制御は、コモンレールに高圧の燃料を吐出する高圧ポンプのみで制御しているため、目標とする燃料圧力が急激に変化した場合に、高圧ポンプの制御量を大きく制御するため、実際の燃料圧力が目標の燃料圧力を超えてしまうという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２では、エンジン回転数と負荷の信号を用いてコモンレールに高圧の燃料を吐出する流量制御弁とコモンレール内の燃料圧力を調整する圧力制御弁の切り替えを行い、コモンレール内の燃料圧力を目標とする燃料圧力となるように制御している。
しかしながら、特許文献２におけるコモンレール内の燃料圧力の制御は、流量制御弁と圧力制御弁を切り替える際に乱れが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、エンジンの運転状況によって変化する燃料圧力の変化量に応じて行うコモンレール内の燃料圧力制御において、実際の燃料圧力が目標とする燃料圧力を超えないようにすると共に、燃料圧力変化の過渡時の応答性を向上させ、かつ安定性を確保した燃料供給制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載した発明の燃料供給制御装置（例えば、実施の形態における燃料供給制御装置１０）は、燃料を吐出する高圧ポンプ（例えば、実施の形態における高圧ポンプＰ２）と、前記高圧ポンプから吐出された高圧の燃料を蓄えるコモンレール（例えば、実施の形態におけるコモンレール１３）と、前記コモンレールに蓄えられた燃料を内燃機関（例えば、実施の形態におけるエンジン１）の燃焼室内に供給する燃料噴射手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６−１〜燃料噴射弁６−４）と、を備えた燃料供給制御装置において、前記コモンレールに供給する燃料の流量を制御する第１の燃料制御弁（例えば、実施の形態における電磁流量制御弁２１）と、前記コモンレール内の燃料の圧力を制御する第２の燃料制御弁（例えば、実施の形態における電磁圧力制御弁２３）と、前記コモンレール内の燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段（例えば、実施の形態における燃料圧力センサ３７）と、を備え、前記燃料圧力検出手段によって検出したコモンレール内の燃料圧力が目標とする圧力になる手前で前記第１の燃料制御弁の制御モード（例えば、実施の形態における流量制御Ｍ−ＦＢ１と絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２）を切り替えると共に、目標とする燃料圧力との偏差量に応じて前記第１の燃料制御弁と前記第２の燃料制御弁の駆動を制御する、ことを特徴とする。
このことにより、第１の燃料制御弁を目標とする燃料圧力になる手前まで一の制御モード（例えば、実施の形態における流量制御Ｍ−ＦＢ１）で駆動して目標とする燃料圧力を超えるのを防止し、その後は目標とする燃料圧力に至るまで他の制御モード（例えば、実施の形態における絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２）で駆動し、この間、目標とする燃料圧力とコモンレール内の燃料圧力との偏差量に応じて第１の燃料制御弁と共に第２の燃料制御弁を駆動制御する。
【０００７】
請求項２に記載した発明の燃料供給制御装置は、前記偏差量が０より大きい時は、前記第１の燃料制御弁を複数の制御モードにより駆動する、ことを特徴とする。
このことにより、偏差量に応じて前記第１の燃料制御弁の制御を切り替え、コモンレール内の燃料圧力を増圧させる際の応答性と安定性を確保することができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明の燃料供給制御装置は、前記偏差量が０より小さい時は、前記第２の燃料制御弁を駆動（例えば、実施の形態における圧力変化速度制御Ｐ−ＦＢ１）すると共に、前記第１の燃料制御弁を複数の制御モード（例えば、実施の形態における絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３）により駆動する、ことを特徴とする。
このことにより、偏差量に応じて前記第１の燃料制御弁の制御の切り替えと前記第２の燃料制御弁とを選択的に制御し、コモンレール内の燃料圧力を減圧させる際の応答性と安定性を確保することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、第１の燃料制御弁を目標とする燃料圧力になる手前まで一の制御モードで駆動して目標とする燃料圧力を超えるのを防止し、その後は目標とする燃料圧力に至るまで他の制御モードで駆動し、この間、目標とする燃料圧力とコモンレール内の燃料圧力との偏差量に応じて第１の燃料制御弁と共に第２の燃料制御弁を駆動制御するため、コモンレール内の燃料圧力が目標とする燃料圧力を超えることを防止しつつ、コモンレール内の燃料圧力を減圧させる際の過渡時の応答性を高め、早い時点で定常状態とすることができる。その結果、過渡時の応答性と定常時の安定性を両立することができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、燃料圧力が増圧方向の制御において、第１の燃料制御弁を制御する際に応答性を重視した制御、あるいは安定性を重視した制御に切り替えることができ、コモンレール内の燃料圧力を目標とする燃料圧力に安定して制御することができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、燃料圧力が減圧方向の制御において、応答性を重視した第２の燃料制御弁による制御、あるいは安定性を重視した第１の燃料制御弁による制御に切り替えることで、コモンレール内の燃料圧力を目標とする燃料圧力に安定して制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照し本発明における実施形態の燃料供給制御装置１０について説明する。燃料供給制御装置１０は、図示されない車両に搭載されるディーゼルエンジン（以下、エンジン１という）に適応され、エンジン１の燃焼室に供給される燃料の圧力を制御する。
【００１３】
燃料タンク１１は、エンジン１に供給される燃料が収容される。その燃料タンク１１内には、低圧ポンプＰ１が設けられている。
低圧ポンプＰ１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に接続されているモータＰ１−Ｍが設けられている。低圧ポンプＰ１は、ＥＣＵ２によってモータＰ１−Ｍが制御され、エンジン１の運転中に常時作動する電動ポンプであり、燃料タンク１１内の燃料を所定圧（例えば、５ｂａｒ（バール））まで増圧して吐出する。
低圧ポンプＰ１の吸入側にはフィルタ１７が設けられ、吐出側には燃料供給路１２が接続される。接続される燃料供給路１２には、ＥＣＵ２からの制御によって燃料の温度制御を行うヒータを備えるフィルタ１８と、同じくＥＣＵ２からの制御によって低圧ポンプＰ１から供給される燃料の流量を制御する電磁流量制御弁２１とが順次設けられている。
【００１４】
フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２には、燃料タンク１１に燃料を戻す燃料戻し路１６が分岐接続される。燃料戻し路１６には、燃料供給路１２の圧力制御を行う圧力制御弁２２が介装されている。圧力制御弁２２は、燃料供給路１２の圧力が前述の所定圧を超えたときに開弁して燃料戻し路１６を介して燃料を燃料タンク１１内に戻す。
【００１５】
電磁流量制御弁２１の下流側には、高圧ポンプＰ２が接続され、高圧ポンプＰ２の吐出側には高圧配管１３ａを介してコモンレール１３が接続されている。高圧ポンプＰ２は、低圧ポンプＰ１から供給される燃料をさらに増圧してコモンレール１３に供給する。高圧ポンプＰ２によって吐出される燃料は、電磁流量制御弁２１において流量制御されることにより、その圧力が制御されることとなる。
高圧ポンプＰ２に取り付けられた燃料温度センサ３５は、高圧ポンプＰ２によって加圧された燃料の温度を検出し、検出された温度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００１６】
コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｃが接続され、この高圧配管１３ｃには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｃには、電磁圧力制御弁２３が設けられ、電磁圧力制御弁２３から燃料戻し路１６までは、燃料戻し路１４で接続されている。
この電磁圧力制御弁２３は、機械的に動作する機能と、接続されるＥＣＵ２からの制御によって電気的に動作する機能を有している。機械的な動作では、高圧ポンプＰ２の運転により燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘ（例えば、２０００ｂａｒ（バール））を超えたときに、開弁する。これにより、コモンレール１３内の燃料が燃料タンク１１内に戻され、燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘまで低減される。また、電気的動作では、必要に応じて出力されるＥＣＵ２からの減圧指示にしたがって弁が開放されることにより、コモンレール１３内に蓄圧された燃料を放出し減圧することができる。
【００１７】
また、コモンレール１３は、高圧ポンプＰ２によって加圧され供給される燃料の量と、電磁圧力制御弁２３などで放出され減圧される量とをバランスさせることによって、その内部空間を高圧の状態（例えば、２０００ｂａｒ（バール））で蓄える燃料室となる。コモンレール１３には、燃料圧力センサ３７が取り付けられ、この燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌを検出し、検出された圧力を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
このコモンレール１３には、エンジン１に燃料を噴射する４つの燃料噴射弁６−１〜６−４（以下、まとめて表すときには「燃料噴射弁６」という。）に燃料を供給する高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４が接続されている。
燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２からの信号により開弁してコモンレール１３から供給される燃料をエンジン１の燃焼室内に噴射する。
【００１８】
燃料戻し路１５は、それぞれの燃料噴射弁６からの燃料の戻り路を示し、並列に接続されるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５を介して低圧ポンプＰ１とフィルタ１８との間の燃料供給路１２に接続されている。
この燃料戻し路１５の途中に設けられるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５は、燃料噴射弁６からの排出油の圧力を一定に調整する。圧力制御バルブ２５は、エンジン１の運転開始時には、燃料供給路１２から燃料噴射弁６に至る燃料戻し路１５を燃料供給路１２に接続される低圧ポンプＰ１によって加圧させる働きも有する。
【００１９】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成される。
ＥＣＵ２は、エンジン１に設けられたクランク角センサ３３によって検出されるエンジン１のクランク角度情報から、燃料噴射弁６での燃料噴射タイミングを制御する。また、ＥＣＵ２は、前述した燃料温度センサ３５、燃料圧力センサ３７などの検出信号に応じてエンジン１の運転状態を判断し、電磁流量制御弁２１、電磁圧力制御弁２３、低圧ポンプＰ１を制御することによりコモンレール１３の圧力を制御するとともに、燃料噴射弁６を開閉動作させることにより燃料噴射量制御を実行する。
【００２０】
以上に示した構成により、この燃料供給制御装置１０では、電磁流量制御弁２１により流量制御される高圧ポンプＰ２の運転状態、電磁圧力制御弁２３の開閉状態、および燃料噴射弁６の開閉状態により、コモンレール１３の燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定値Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘを上限とする範囲内で制御される。
なお、図１で示される実線での接続は、燃料系の配管を示し、一点鎖線での接続は、電気信号による制御線での接続を示すものとする。また、燃料タンク１１内に低圧ポンプＰ１が設けられていることとしたが、低圧ポンプＰ１を燃料タンク１１の外に配置したものでも良い。
【００２１】
ここで、本実施形態の燃料供給制御装置１０において行われる燃料供給制御について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ２が燃料圧力センサ３７の検出したコモンレール１３内の燃料圧力に基づき、電磁流量制御弁２１を増圧方向の制御に用い、電磁圧力制御弁２３を減圧方向の制御に用いることで燃料供給制御を行う。
【００２２】
電磁流量制御弁２１を増圧方向、電磁圧力制御弁２３を減圧方向として圧力の制御方向を指定して用いる理由は、以下の通りである。
まず、電磁圧力制御弁２３については、弁の開閉を行う構成のみを有していることから、そもそも増圧方向に用いることができないため、減圧方向の制御にのみ用いることとしている。
一方、電磁流量制御弁２１については、増圧方向だけでなく、減圧方向にも利用することができるが、減圧方向の制御に用いた場合、燃料噴射弁６により継続してエンジン１の燃焼室内へ噴射が行われていることから、この噴射によりコモンレール１３において燃料圧力が減少するため、電磁流量制御弁２１の流量制限のみで減圧する値が決まるわけではなく、減圧制御が困難になるため、増圧方向の制御のみ用いることとした。
なお、電磁圧力制御弁２３による減圧制御においては、燃料噴射弁６の噴射によって燃料圧力が減少する影響を相殺するため、電磁圧力制御弁２３の開閉制御と併せて電磁流量制御弁２１による増圧制御を行うことにより、燃料噴射弁６による減圧分の補填を行う。
【００２３】
次に、本実施形態の燃料供給制御装置１０において、燃料圧力の増圧制御について説明する。図２は、コモンレール１３内の燃料圧力を増圧方向に制御する場合を横軸は時間（ｔ）、縦軸は圧力（Ｐ）として示したグラフであり、コモンレール１３内の燃料圧力を、初めの燃料圧力Ｐａから目標とする燃料圧力Ｐｂに増圧する場合、すなわちコモンレール１３内の燃料圧力と、目標とする燃料圧力との偏差量が０より大きい場合を示す。
図２において、波形Ａ１は、従来方式による増圧制御の燃料圧力変化を示し、波形Ｂ１は、本実施形態による増圧制御の燃料圧力変化を示す。
【００２４】
図２において、波形Ａ１に示される制御を行っていない従来方式の増圧制御では、目標とする燃料圧力に向けて電磁流量制御弁２１の制御による燃料流量が多くなるため、実際の燃料圧力が目標の燃料圧力Ｐｂを超えてしまい、また、定常状態に収束するには安定ポイントＡ１Ｐまでの時間（ｔ２）を要する。
一方、本実施形態による燃料供給制御を行うことにより、波形Ｂ１に示されるように燃料圧力の偏差に対して過渡時の応答性を確保しながら、実際の燃料圧力が目標の燃料圧力を超えることなく短い時間、すなわち、安定ポイントＡ１Ｐよりも早い時点の安定ポイントＢ１Ｐ(時間ｔ１（＜ｔ２）)において定常状態となる。
【００２５】
波形Ｂ１に示される本実施形態における燃料供給制御において、電磁流量制御弁２１による応答性を重視した流量制御と、安定性を重視した絶対圧力制御の切り替えは、燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値が、目標とする燃料圧力と後述する燃料圧力変化量ｄＰ／ｄｔ（以下、燃料圧力変化量ＦＢ１という）を基にテーブルを参照して選択された目標とする燃料圧力の手前の制御モード切り替えポイントＣＰ１（例えば、ＣＰ１は目標とする燃料圧力に対して８０［％］の位置）を超えた場合に行われる。
ここで、テーブルとは例えば、燃料圧力変化量ＦＢ１と制御モード切り替えポイントＣＰ１を対応付けて記憶しているテーブルである。
【００２６】
図２の電磁流量制御弁２１による流量制御Ｍ−ＦＢ１による燃料供給制御は、まず、ＥＣＵ２が燃料圧力Ｐの単位時間における燃料圧力変化量ＦＢ１を下式（１）によって算出する。
その後、ＥＣＵ２が算出された燃料圧力変化量ＦＢ１を基に電磁流量制御弁２１の流量を設定し、燃料圧力を増圧させる。
【００２７】
ｄＰ／ｄｔ＝Ｋ／Ｖ×（Ｑｆｃｖ−Ｑｉｎｊ−Ｑｐｃｖ）・・・・・（１）
【００２８】
上式（１）において、Ｋは液体の弾性係数、Ｖはコモンレール１３の容積、Ｑｆｃｖは電磁流量制御弁２１から供給する燃料の流量（以下、燃料供給流量Ｑｆｃｖという）、Ｑｉｎｊは燃料噴射弁６から噴射する燃料噴射量（以下、燃料噴射量Ｑｉｎｊという）、Ｑｐｃｖは電磁圧力制御弁２３を介して燃料戻し路１４に放出される燃料の流量（以下、燃料放出流量Ｑｐｃｖという）を示す。燃料供給流量Ｑｆｃｖは、ＥＣＵ２から電磁流量制御弁２１に設定される設定値により決まる値である。燃料噴射量Ｑｉｎｊは、エンジン１の出力特性や運転状況によって決まる値である。燃料放出流量Ｑｐｃｖは、ＥＣＵ２から制御する電磁圧力制御弁２３の開閉状態の設定値により決まる値である。
【００２９】
増圧方向の燃料供給制御において、電磁圧力制御弁２３は、弁を閉じた状態に制御されるため、燃料圧力に影響を与えることがなく、燃料供給流量Ｑｆｃｖを制御することにより、高い精度で燃料圧力変化量ＦＢ１の制御を行うことができる。
その理由として、燃料噴射量Ｑｉｎｊは、エンジン１が運転状態を保っている間は常に燃料噴射弁６からエンジン１燃焼室内に噴射が行われているため、エンジンの状況によって一定の値である。
また、燃料放出流量Ｑｐｃｖは、“０”である。その理由は、モンレール１３内の燃料圧力に影響を受ける燃料噴射弁６の燃料噴射を効率的に行うため、コモンレール１３内の燃料圧力を逃さないように電磁圧力制御弁２３を閉じた状態として、燃料の放出（損失）がないためである。
【００３０】
また、ＥＣＵ２は、制御モード切り替えポイントＣＰ１を選択した後の流量制御期間Ｂ１−１の期間中は、燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値から下式（２）に基づいて圧力監視率ＰＳＲ（Pressure state rate）を算出し、目標とする燃料圧力に対する現在の位置（以下、現在ポイントという）を特定する。
その後、ＥＣＵ２は、燃料圧力センサ３７が現在のコモンレール１３内の燃料圧力値を検出する毎に、現在ポイントを特定し、選択された制御モード切り替えポイントＣＰ１との比較を行う。
【００３１】
ＰＳＲ＝（Ｐｘ−Ｐａ）／（Ｐｂ−Ｐａ）×１００［％］・・・・・（２）
【００３２】
上式（２）において、Ｐｘは燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力、Ｐａは初めの燃料圧力、Ｐｂは目標とする燃料圧力を示す。
【００３３】
ＥＣＵ２が、流量制御Ｍ−ＦＢ１を行い、また、圧力監視率ＰＳＲの算出、および制御モード切り替えポイントＣＰ１と現在ポイントの比較を繰り返し行うことにより、過渡時の応答性を確保することができる。
その後、ＥＣＵ２は、現在の圧力監視率ＰＳＲを算出した結果が制御モード切り替えポイントＣＰ１を超えた場合に燃料供給制御のモードを、流量制御Ｍ−ＦＢ１から電磁流量制御弁２１による絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２に切り替える。
【００３４】
絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２に切り替わった後の絶対圧力制御期間Ｂ１−２における燃料供給制御は、ＥＣＵ２が燃料圧力変化量ｄＰ／ｄｔ（以下、燃料圧力変化量ＦＢ２という）を算出し、算出された燃料圧力変化量ＦＢ２を基に電磁流量制御弁２１の流量を設定し、燃料圧力を増圧させる。
燃料圧力変化量ＦＢ２は、燃料圧力センサ３７がコモンレール１３内の燃料圧力値を検出する毎に算出され、その都度ＥＣＵ２が電磁流量制御弁２１の流量を設定して燃料圧力の増圧を制御する。
【００３５】
ｄＰ／ｄｔ＝Ｐ−Ｐ０・・・・・（３）
【００３６】
上式（３）において、Ｐは燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値、Ｐ０は目標とする燃料圧力値を示す。なお、燃料圧力変化量ＦＢ２もエンジン１が運転状態を保っている間の制御であり、燃料噴射弁６からエンジン１燃焼室内に噴射が行われており、また、燃料噴射弁６の燃料噴射を効率的に行うために、電磁圧力制御弁２３を閉じた状態であるため、上式（１）と同じく燃料流量Ｑ（Ｑｆｃｖ−Ｑｉｎｊ−Ｑｐｃｖ）に比例する。
【００３７】
ＥＣＵ２が燃料圧力センサ３７の検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値に対する燃料圧力変化量ＦＢ２に応じて絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２を行うことにより、安定した燃料圧力制御を行うことができる。
なお、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２は、新たに目標とする燃料圧力が変更されるまで継続して行われる。
【００３８】
次に、本実施形態の燃料供給制御装置１０において、燃料圧力の増圧制御を行う処理手順について説明する。図３は、燃料圧力の増圧制御における処理手順を示したフローチャートである。
【００３９】
まず、ＥＣＵ２は、目標とする燃料圧力が設定されるとステップＳ１において、上式（１）によって燃料圧力変化量ＦＢ１を算出し、ステップＳ２において、設定された目標とする燃料圧力とステップ１において算出した燃料圧力変化量ＦＢ１から制御モード切り替えポイントＣＰ１を選択する。
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ３において、流量制御Ｍ−ＦＢ１を行うために電磁圧力制御弁２３を閉じ、電磁流量制御弁２１に流量を設定する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ４において、燃料圧力センサ３７が検出したコモンレール１３内の燃料圧力値における圧力監視率ＰＳＲを上式（２）によって算出する。
次に、ステップＳ５において、算出した圧力監視率ＰＳＲにおける現在ポイントが制御切り替えポイントＣＰ１を超えたか否かを比較し、制御切り替えポイントＣＰ１を超えた場合は、ステップＳ６において、増圧制御のモードを絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２に切り替える。制御切り替えポイントＣＰ１を超えていない場合は、ステップＳ４に戻る。
【００４１】
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ７において、燃料圧力センサ３７が検出したコモンレール１３内の燃料圧力値における燃料圧力変化量ＦＢ２を上式（３）によって算出し、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２を行うための流量を電磁流量制御弁２１に設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ８において、目標とする燃料圧力が変更されたか否かを判断し、目標とする燃料圧力が変更された場合は、今回の処理を完了し、変更された目標とする燃料圧力に対する増圧制御を最初から行う。目標とする燃料圧力が変更されていない場合は、ステップＳ７に戻り、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２を繰り返す。
【００４３】
次に、本実施形態の燃料供給制御装置１０において、燃料圧力の減圧制御について説明する。図４は、コモンレール１３内の燃料圧力を減圧方向の制御する場合を横軸は時間（ｔ）、縦軸は圧力（Ｐ）として示したグラフであり、コモンレール１３内の燃料圧力を、初めの燃料圧力Ｐｃから目標とする燃料圧力Ｐｄに減圧する場合、すなわちコモンレール１３内の燃料圧力と、目標とする燃料圧力との偏差量が０より小さい場合を示す。
図４において、波形Ａ１は、従来方式による減圧制御の燃料圧力変化を示し、波形Ｂ１は、本実施形態による減圧制御の燃料圧力変化を示す。
【００４４】
図４において、波形Ａ２に示される制御を行っていない従来方式の減圧制御では、燃料噴射弁６から噴射することで減圧されるのみであるため、定常状態に収束するには安定ポイントＡ２Ｐまでの時間（ｔ４）を要する。
一方、本実施形態による燃料供給制御を行うことにより、波形Ｂ２に示されるように燃料圧力の偏差に対して過渡時の応答性を確保することができ、短い時間、すなわち、安定ポイントＡ２Ｐよりも早い時点の安定ポイントＢ２Ｐ(時間ｔ３（＜ｔ４）)において定常状態となる。
【００４５】
波形Ｂ２に示される本実施形態における燃料供給制御において、電磁圧力制御弁２３による応答性を重視した圧力変化速度制御と、電磁流量制御弁２１による安定性を重視した絶対圧力制御の切り替えは、燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値が、目標とする燃料圧力と上式（１）と同様に算出した燃料圧力変化量ＦＢ１を基にテーブルを参照して選択された目標とする燃料圧力の手前の制御モード切り替えポイントＣＰ２（例えば、ＣＰ２は目標とする燃料圧力に対して８０［％］の位置）を超えた場合に行われる。
ここで、テーブルとは例えば、増圧制御で用いたテーブルである。
【００４６】
図４の電磁圧力制御弁２３による圧力変化速度制御Ｐ−ＦＢ１による燃料供給制御は、まず、ＥＣＵ２が燃料圧力Ｐの単位時間における燃料圧力変化量ＦＢ１を上式（１）によって算出する。ただし、減圧方向の制御における燃料放出流量Ｑｐｃｖは、燃料噴射弁６によってモンレール１３内の燃料圧力が影響を受けるため、燃料噴射量Ｑｉｎｊの関数となる。
その後、ＥＣＵ２が算出された燃料圧力変化量ＦＢ１を基に電磁圧力制御弁２３の開閉によりコモンレール１３内の燃料圧力の減圧速度を制御して、燃料圧力を減圧させる。
なお、減圧方向の燃料供給制御においては、エンジン１が運転状態を保っている間に常に行われている燃料噴射弁６からエンジン１燃焼室内に噴射による減圧分も制御している減圧分に含まれてしまう。ＥＣＵ２は、前述のように、この燃料噴射弁６の噴射による減圧分の影響を相殺するために、電磁圧力制御弁２３の開閉制御と併せて、電磁流量制御弁２１の流量制御を行い、燃料噴射弁６による減圧分の補填を行う。
【００４７】
また、ＥＣＵ２は、制御モード切り替えポイントＣＰ２を選択した後の圧力変化速度制御期間Ｂ２−１の期間中は、燃料圧力センサ３７が検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値から上式（２）に示した方法と同様に圧力監視率ＰＳＲを算出し、目標とする燃料圧力に対する現在ポイントを特定する。
その後、ＥＣＵ２は、燃料圧力センサ３７が現在のコモンレール１３内の燃料圧力値を検出する毎に、現在ポイントを特定し、選択された制御モード切り替えポイントＣＰ２との比較を行う。
【００４８】
ＥＣＵ２が、圧力変化速度制御Ｐ−ＦＢ１を行い、また、圧力監視率ＰＳＲの算出、および制御モード切り替え切換ポイントＣＰ２と現在ポイントの比較を繰り返し行うことにより、過渡時の応答性を確保することができる。
その後、ＥＣＵ２は、現在の圧力監視率ＰＳＲを算出した結果が制御モード切り替えポイントＣＰ２（例えば、ＣＰ２はＰＳＲが８０［％］の位置）を超えた場合に燃料供給制御のモードを、圧力変化速度制御Ｐ−ＦＢ１から電磁流量制御弁２１による絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３に切り替える。
また、この時ＥＣＵ２は、上記制御の切り替えに伴い、電磁圧力制御弁２３を閉じた状態にして絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３の効率を高める。
【００４９】
絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３に切り替わった後の絶対圧力制御期間Ｂ２−２における燃料供給制御は、図２の増圧方向の絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２と同様にＥＣＵ２が燃料圧力変化量ＦＢ２を算出し、算出された燃料圧力変化量ＦＢ２を基に電磁流量制御弁２１の流量を設定し、燃料圧力を減圧させる。このとき、前述のように、エンジン１が運転状態を保っている間に常に行われている燃料噴射弁６からエンジン１燃焼室内に噴射による減圧分があるため、ＥＣＵ２が行う電磁流量制御弁２１の流量制御は、燃料噴射弁６の噴射による減圧分の補填を考慮して電磁流量制御弁２１の制御量を調整する。
【００５０】
ＥＣＵ２が燃料圧力センサ３７の検出した現在のコモンレール１３内の燃料圧力値に対する燃料圧力変化量ＦＢ２に応じて絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３を行うことにより、安定した燃料圧力制御を行うことができる。
なお、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３は、新たに目標とする燃料圧力が変更されるまで継続して行われる。
【００５１】
次に、本実施形態の燃料供給制御装置１０において、燃料圧力の減圧制御を行う処理手順について説明する。図５は、燃料圧力の減圧制御における処理手順を示したフローチャートである。
【００５２】
まず、ＥＣＵ２は、目標とする燃料圧力が設定されるとステップＳ１において、図３のフローチャート（ステップＳ２〜ステップＳ２）と同様の処理手順で燃料圧力変化量ＦＢ１を算出し、算出した燃料圧力変化量ＦＢ１から制御モード切り替えポイントＣＰ２を選択する。
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ３において、圧力変化速度制御Ｐ−ＦＢ１を行うために燃料噴射弁６の噴射による減圧分を補填するための流量を電磁流量制御弁２１に設定し、電磁圧力制御弁２３の開閉制御を行う。
【００５３】
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ４〜ステップＳ５において、図３のフローチャート（ステップＳ４〜ステップＳ５）と同様の処理手順で圧力監視率ＰＳＲを算出し、算出した圧力監視率ＰＳＲにおける現在ポイントが制御切り替えポイントＣＰ２を超えた場合は、ステップＳ６において、減圧制御のモードを絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３に切り替えるため、電磁圧力制御弁２３を閉鎖する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ２は、ステップＳ７において、燃料圧力センサ３７が検出したコモンレール１３内の燃料圧力値における燃料圧力変化量ＦＢ２を上式（３）によって算出し、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３を行うために燃料噴射弁６の噴射による減圧分を補填を考慮した流量を電磁流量制御弁２１に設定する。
【００５５】
次に、ステップＳ８において、図３のフローチャート（ステップＳ８）と同様の処理手順で目標とする燃料圧力に対する判断を行う。
【００５６】
上記に述べたとおり、本実施形態によれば、エンジンの運転状況によってコモンレール１３内の燃料圧力制御のモードを電磁流量制御弁２１による制御、または電磁圧力制御弁２３による制御に切り替えることができるため、コモンレール１３内の燃料圧力が目標とする燃料圧力を超えるのを防止する。
その後は目標とする燃料圧力に至るまで他の制御モードで駆動し、この間、目標とする燃料圧力とコモンレール１３内の燃料圧力との偏差量に応じて電磁流量制御弁２１と共に電磁圧力制御弁２３を駆動制御するため、コモンレール１３内の実際の燃料圧力が目標とする燃料圧力を超えることを防止しつつ、コモンレール１３内の燃料圧力を減圧させる際の過渡時の応答性を高め、早い時点で定常状態とすることが可能となる。
その結果、コモンレール１３内の燃料圧力を目標とする燃料圧力に制御する際に過渡時の応答性と定常時の安定性を両立した燃料供給制御装置を提供することが可能となる。
【００５７】
また、本発明の燃料供給制御を行うことにより、従来の制御方法に比べてコモンレール１３内の燃料圧力が目標とする燃料圧力に安定するまでの時間（安定ポイント）を短くすることが可能となる。
【００５８】
なお、上記では、制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２は、燃料供給制御の初期の段階で目標とする燃料圧力と燃料圧力変化量ＦＢ１を基にテーブルを参照して選択する形態としたが、ＥＣＵ２の演算により制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２を算出する形態とすることも可能である。
【００５９】
なお、上記では、制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２は、燃料供給制御の初期の段階で目標とする燃料圧力と燃料圧力変化量ＦＢ１を基に選択して、例えば、ＣＰ１およびＣＰ２は目標とする燃料圧力に対して８０［％］の位置としたが、制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２を変更することも可能である。
例えば、エンジンの運転状況が途中で変わったことにより、目標とする燃料圧力が変更された場合は、再度、燃料圧力変化量ＦＢ１を算出し、新たな目標とする燃料圧力と再度算出された燃料圧力変化量ＦＢ１を基に制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２を変更する。
また、エンジンの運転状況が変わらず、目標とする燃料圧力が変更されない場合でも再度、燃料圧力変化量ＦＢ１を算出して制御モード切り替えポイントＣＰ１およびＣＰ２を変更することも可能である。
【００６０】
また、燃料供給制御の初期、例えば、流量制御期間Ｂ１−１または圧力変化速度制御期間Ｂ２−１の最初で選択した制御モード切り替えポイントＣＰ１またはＣＰ２を燃料供給制御の途中の段階で再度、制御モード切り替えポイントＣＰ１またはＣＰ２を変更することも可能である。
例えば、現在の圧力監視率ＰＳＲが初めの燃料圧力ＰａまたはＰｃに対して２０％以上となった場合に制御モード切り替えポイントＣＰ１またはＣＰ２を変更する。
また、制御モード切り替えポイントＣＰ１またはＣＰ２の変更は、エンジンの運転状況の変化や燃料供給制御の段階により、複数回行うことも可能である。
【００６１】
また、初めの燃料圧力と目標とする燃料圧力の差が少なく、本発明の燃料供給制御による制御モードの切換を必要としないと判断される場合（例えば、初期の段階から絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２または絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３で制御可能と判断される場合）は、制御モードの切換を実施せず、絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ２または絶対圧力制御Ｍ−ＦＢ３のみを行うことも可能である。
【００６２】
なお、本実施形態では、燃料噴射弁６の数を４個、コモンレール１３の数を１個として説明しているが、それぞれ４個と１個に制限されるものではなく、エンジン１の構成によってその数量は任意に設定することができる。
なお、エンジン１はディーゼルエンジンであることとして説明したが、この燃料供給制御装置１０はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
【００６３】
なお、本発明は、船外機のような船舶推進機用の内燃機関を含む、様々な産業用の内燃機関に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態による燃料供給制御装置を含む燃料供給制御装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態における増圧方向の制御を行う場合のコモンレール内の燃料圧力を示したグラフである。
【図３】本実施形態における増圧方向の制御を行う場合の処理手順を示したフローチャートである。
【図４】本実施形態における減圧方向の制御を行う場合のコモンレール内の燃料圧力を示したグラフである。
【図５】本実施形態における減圧方向の制御を行う場合の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン（内燃機関）
６，６−１，６−２，６−３，６−４  燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１０  燃料供給制御装置
１３  コモンレール
３７  燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）
Ｐ２  高圧ポンプ
２１  電磁流量制御弁（第１の燃料制御弁）
２３  電磁圧力制御弁（第２の燃料制御弁）
Ｍ−ＦＢ１  流量制御（一の制御モード）
Ｍ−ＦＢ２  絶対圧力制御（他の制御モード）
Ｐ−ＦＢ１  圧力変化速度制御
Ｍ−ＦＢ３  絶対圧力制御
【図１】
2009299492.tif 000003
【図２】
2009299492.tif 000004
【図３】
2009299492.tif 000005
【図４】
2009299492.tif 000006
【図５】
2009299492.tif 000007