JP2011163220A - 燃料供給システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の噴射が行われていない状況で供給通路部の燃圧が減圧され得る構成であっても燃料噴射制御を適切に実施する。
【解決手段】最終制御量算出部Ｍ１０では、高圧ポンプからの燃料の吐出量に対応した制御量である最終制御量Ｃｔを算出する。この算出に際しては、不可制御量算出部Ｍ１において算出される不可制御量Ｃｎ、有効制御量算出部Ｍ２において算出される有効制御量Ｃｐ、ＦＦ制御量算出部Ｍ３において算出されるＦＦ制御量Ｃｆｆ、ＦＢ制御量算出部Ｍ５で算出されるＦＢ制御量Ｃｆｂ、減圧ベース算出部Ｍ６で算出されるベース補正量Ｃｓｂ、及び学習値算出部Ｍ７で算出される学習値Ｃｓｐが利用される。これら各制御量のうち、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐは、高圧ポンプに設けられた減圧機構によるデリバリパイプ内の燃料の戻し分を補うための補正量である。
【選択図】図７

Description

本発明は、燃料供給システムの制御装置に関するものである。

従来、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関が知られている。このシステムでは、燃料ポンプから圧送された燃料が、供給通路部により高圧状態で蓄圧される。そして、その蓄圧された高圧燃料が、気筒ごとに設けられた配管を通じて、各気筒の燃料噴射弁にそれぞれ供給される。

この種のシステムでは、例えば特許文献１で示すように、燃圧センサにより蓄圧された燃料の圧力（燃圧）を燃圧センサにより検出し、その検出結果に基づき算出した噴射量の燃料を燃料噴射弁から噴射する構成が知られている。このように燃料噴射量を制御することで、空燃比を適切に制御することが可能となる。

また、圧送した燃料の逆流を防止する逆止弁を燃料ポンプに設けることで供給通路部内の燃圧を高圧に維持するようにしているが、当該燃圧をエンジン停止後などにおいて意図的に低下させるために減圧機能を設けた構成も知られている。例えば特許文献２では、上記逆止弁として減圧機能用の細孔付きのものを設け、エンジン停止後に、その細孔を通して燃料ポンプ側に戻すことで、供給通路部の燃圧を低下させるようにしている。

特開２００１−３３６４３６号公報 特開２００９−７９５６４号公報

ここで、燃料噴射量を適切に制御するためには供給通路部内の燃圧を適切に制御する必要がある。しかしながら、燃料のリークなどを原因として燃料の噴射が行われていない状況であっても供給通路部内の燃圧が減圧されることが考えられ、特に上記特許文献２のように減圧機能が積極的に設けられていると減圧量は多くなる。このような場合、減圧の影響で燃料噴射制御を適切に実施することができないことが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、燃料の噴射が行われていない状況で供給通路部の燃圧が減圧され得る構成であっても燃料噴射制御を適切に実施することができる燃料供給システムの制御装置を提供することを主たる目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及び作用効果について記載する。

本発明は、燃料を吐出する燃料ポンプと、当該燃料ポンプから吐出された燃料を蓄えるとともにその蓄えた燃料を燃料噴射弁に供給する供給通路部と、を備える内燃機関の燃料供給システムに適用され、前記供給通路部内の燃料の圧力である燃圧が目標燃圧となるように前記燃料ポンプの操作量を制御する燃料供給システムの制御装置に関するものである。そして、請求項１に記載の発明は、前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量を導出する導出手段と、当該導出手段が導出した前記補正量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するポンプ制御手段と、を備えていることを特徴とする。

本構成によれば、供給通路部の燃圧の減圧分を補うための補正量が積極的に導出されるとともに、その導出された補正量を考慮して燃料ポンプの操作量が制御されるため、燃料噴射弁からの噴射分以外に供給通路部の燃圧の減圧が生じていたとしても、供給通路部内の燃圧を目標燃圧に良好に近付けることができるとともに、供給通路部内の燃圧を目標燃圧に維持させ易くなる。よって、燃料噴射制御を適切に実施することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導出手段は、前記内燃機関の運転中に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態において、前記供給通路部内の前記燃圧に基づき、前記補正量を算出するものであることを特徴とする。本構成によれば、供給通路部及びそれに付随した構成に固体差が生じている場合だけでなく経時的な誤差が生じている場合であっても、減圧分に対応した適切な補正量を得ることが可能となる。特に、補正量の算出は燃料カットの状態において行われるため、当該算出に際して燃料噴射弁からの噴射分を考慮する必要がない。よって、複雑な演算を行わなくても適切な補正量を得ることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記供給通路部内の前記燃圧を検出する燃圧検出部から実燃圧を取得する取得手段と、当該取得手段が取得した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づきフィードバック操作量を算出するフィードバック制御手段と、を備え、前記ポンプ制御手段は、前記導出手段が導出した前記補正量及び前記フィードバック制御手段が算出した前記フィードバック操作量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するものであり、前記導出手段は、前記燃料カットの状態において前記フィードバック制御手段により算出された前記フィードバック操作量を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする。これにより、燃料カットが行われていない状態において実燃圧を目標燃圧とするために実行されるフィードバック制御を燃料カット中においても継続するだけで補正量を算出することができるため、当該算出を行うための構成の簡素化が図られる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記フィードバック制御手段は、前記フィードバック操作量の一部として、前記偏差の積分項を算出するものであり、前記導出手段は、前記フィードバック操作量のうち前記積分項を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする。本構成によれば、補正量を算出していく過程での値の変動を抑えることができ、適切な値から大きく外れた状態で当該算出が完了してしまうといった不都合の発生が抑えられる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記燃料カットの状態となったタイミング以降に前記積分項をクリアするクリア実行手段を備え、前記導出手段は、前記クリア実行手段により前記積分項のクリアが実行された後の前記積分項を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする。これにより、燃料カットの状態となる直前における実燃圧の挙動の影響を無効化させることができるため、積分項を利用して補正量を算出する場合において当該算出を早期に完了することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１に記載の発明において、前記供給通路部内の燃料を当該燃料自身の燃圧の作用に基づき前記燃料噴射弁側とは異なる側に流出させて前記供給通路部内を減圧させる減圧手段を有する燃料供給システムに適用され、前記導出手段は、前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量として、前記減圧手段における前記燃料の流出分を補うための補正量を導出するものであることを特徴とする。

減圧手段を有する燃料供給システムの場合、燃料カットの状態であっても供給通路部の燃圧を減圧させることが可能となるため、燃料カットの状態からの復帰時における燃料噴射制御を良好に行うことが可能となる。また、燃料自身の燃圧の作用に基づき減圧手段による減圧が行われるため、構成の簡素化が図られる。但し、このような構成においては、燃料カットではない状態においても減圧が発生してしまい、燃料カットではない状態において目標燃圧と実燃圧との乖離が生じ易くなってしまうことが懸念される。これに対して、本発明によれば、このような欠点を解消することが可能となり、減圧手段が適用されたことによる効果を十分に発揮させることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記供給通路部内の燃料を当該燃料自身の燃圧の作用に基づき前記燃料噴射弁側とは異なる側に流出させて前記供給通路部内を減圧させるとともに、前記内燃機関の運転中に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態となった場合に前記供給通路部内の前記燃圧を所定の目標燃圧に低下させることを可能とする減圧手段を有する燃料供給システムに適用され、前記供給通路部内の前記燃圧を検出する燃圧検出部から実燃圧を取得する取得手段と、当該取得手段が取得した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づきフィードバック操作量を算出するフィードバック制御手段と、を備え、前記ポンプ制御手段は、前記導出手段が導出した前記補正量及び前記フィードバック制御手段が算出した前記フィードバック操作量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するものであり、前記導出手段は、前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量として、前記減圧手段における前記燃料の流出分を補うための補正量を導出するものであり、さらにその導出するための補正量を、前記燃料カットの状態となった後であって前記偏差が所定値の範囲内となった場合の前記フィードバック操作量を利用して算出するものであることを特徴とする。

本構成によれば、請求項１〜請求項３及び請求項６に記載の発明において説明した作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。つまり、燃料カットの状態となった場合には当該状態からの復帰タイミングが早期に訪れたとしてもその際の燃料噴射制御を良好に行えるようにすることを優先しながら、補正量を算出していく過程での値の変動を抑えることができ、適切な値から大きく外れた状態で当該算出が完了してしまうといった不都合の発生が抑えられる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記操作量は、所定の吐出可能期間内において前記燃料ポンプからの燃料吐出の開始タイミングを決定付ける量であるとともに、前記減圧手段は、前記燃料の吐出を行うために前記燃料ポンプ内が加圧されていない状況では前記供給通路部からの燃料の流出を行わせる一方、前記燃料の吐出を行うために前記燃料ポンプ内が加圧されることに基づき前記供給通路部からの燃料の流出を阻止するものであり、前記導出手段は、前記操作量のうち前記補正量を除いた分に対応した開始タイミングが遅いタイミングほど当該開始タイミングを進角させる前記補正量を導出するものであることを特徴とする。必要に応じて減圧が行われる期間を長くすることができるようにすることで、燃料カットの状態となった場合の減圧機能を高めることができる反面、燃料カットではない状態では減圧量が開始タイミングに依存して変動することとなる。これに対して、補正量を導出する際には上記開始タイミングに応じた補正量が導出されるため、減圧分の補正を適切に行うことができる。

エンジン制御システムの全体概略を示す構成図。 高圧ポンプの構成を説明するための概略図。 減圧機構の一部を拡大して示す断面図。 高圧ポンプの動作を説明するための図。 定残圧弁を設けたことによる作用効果を説明するためのタイムチャート。 （ａ）燃料供給中において決定される通電開始タイミングを説明するためのタイムチャート、（ｂ）燃料カット中においてデリバリパイプ内の燃料の圧力を維持するために決定される通電開始タイミングを説明するためのタイムチャート。 通電開始タイミングを決定するための制御機能を示す機能ブロック図。 制御量算出処理を示すフローチャート。 学習が実行される場合の様子の一例を示すタイムチャート。 別の制御量算出処理を示すフローチャート。 学習が実行される場合の様子の一例を示すタイムチャート。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、内燃機関である筒内噴射式の車載多気筒４サイクルガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として各種制御を実施する。このエンジン制御システムの全体概略構成図を図１に示す。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１５が設けられ、このサージタンク１５には、吸気管内圧力を検出するための吸気管圧力センサ（図示略）が設けられている。また、サージタンク１５には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１６が接続されており、吸気マニホールド１６に各気筒の吸気ポートが接続されている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ１７及び排気バルブ１８が設けられている。この吸気バルブ１７の開動作によりサージタンク１５内の空気が燃焼室２１内に導入され、排気バルブ１８の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２２に排出される。

エンジンの各気筒の上部には、燃焼室２１内に燃料を直接供給する燃料噴射弁２３が取り付けられている。燃料噴射弁２３には、図示しない燃料タンク内の燃料が供給される。具体的には、燃料タンク内の燃料は、図示しない電磁駆動式の低圧ポンプ（フィードポンプ）により汲み上げられた後、燃料ポンプとして設けられた機械駆動式の高圧ポンプ２４により加圧される。この高圧燃料は、高圧ポンプ２４からデリバリパイプ２５に圧送される。供給通路部として設けられたデリバリパイプ２５では圧送された燃料を高圧の状態で蓄える（例えば、耐圧は３０ＭＰａ）。そして、その高圧燃料が各燃料配管２６を介して各気筒の燃料噴射弁２３に供給された後、その供給先の燃料噴射弁２３により燃焼室２１内に噴射される。ちなみに、デリバリパイプ２５には、当該パイプ２５内の燃料の圧力（以下、燃圧という）を検出する燃圧センサ２７が取り付けられている。

燃焼室２１の天井側を構成するシリンダヘッドには点火プラグ２８が取り付けられている。点火プラグ２８には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２８の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２１内の混合気が着火され燃焼に供される。

その他、エンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３１や、エンジンの所定クランク角毎に（例えば１０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３２などが取り付けられている。また、車両には、ドライバによるアクセル操作を検出するアクセル検出センサ３３が取り付けられている。

ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップエリア４２等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）４１を主体として構成されている。ＥＣＵ４０には、燃圧センサ２７、冷却水温センサ３１、クランク角度センサ３２及びアクセル検出センサ３３など、エンジン１０の状態を検出するための各種センサが接続されている。ＥＣＵ４０は、上記の各種センサ等の検出信号に基づいて、燃料噴射弁２３による燃料噴射量の制御、及び点火装置による点火時期の制御等を実行するとともに、高圧ポンプ２４による燃料吐出量の制御を実施する。なお、デリバリパイプ２５内の燃圧を実測する構成に限定されることはなく、他の検出結果に基づき推測する構成としてもよい。

燃料噴射量の制御について補足すると、マイコン４１は、エンジン運転状態（例えば、吸入空気量やエンジン回転速度）に基づいて基本噴射量を算出し、その算出した基本噴射量に対してデリバリパイプ２５内の燃料圧力（噴射圧力）に基づく燃圧補正を実施する。その後、燃料噴射量を噴射時間に換算し、その噴射時間だけ燃料噴射弁２３を開弁する。

次に、高圧ポンプ２４について説明する。図２は、高圧ポンプ２４の構成を説明するための概略図である。

高圧ポンプ２４は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸に接続されており、クランク軸の回転により、所定の回転角度周期で燃料の吸入及び吐出が実施されるものである。なお、本システムでは、高圧ポンプ２４の燃料吐出周期が燃料噴射弁２３の燃料噴射周期と同一になっており、具体的にはポンプ吐出１回に対し燃料噴射を１回行う１圧送１噴射となっている。

高圧ポンプ２４の構成について具体的には、図２に示すように、高圧ポンプ２４には、ポンプ本体にシリンダ５１が設けられており、シリンダ５１内においてプランジャ５２が往復動自在に挿入されている。プランジャ５２の一端は、図示しないスプリングの付勢力によりカム５３に当接されている。カム５３は、クランク軸に接続されたカム軸５４に固定されており、エンジン駆動に伴うクランク軸の回転により回転駆動する。このカム５３の回転によりプランジャ５２がシリンダ５１内を上死点と下死点との間で往復動する。

シリンダ５１内にはプランジャ５２に隣接して加圧室５５が設けられており、当該加圧室５５はプランジャ５２の動きに合わせて内部の容積が変更される。加圧室５５は図示しない燃料タンクから続く低圧通路部５６と連通されており、プランジャ５２が下死点に向けて移動することに伴い加圧室５５の容積が増加するのに合わせて低圧通路部５６内の燃料が吸入される。

シリンダ５１には、加圧室５５と低圧通路部５６との間を連通状態と遮断状態との間で切り替える電磁弁６１が設けられている。電磁弁６１は、バネ６２の付勢力により常開式となるように設けられた吸入側弁体６３と、通電時に吸入側弁体６３を閉弁状態にする駆動手段としてのコイル６４と、を有している。

吸入側弁体６３が開弁状態である状況では、プランジャ５２が下死点に向けて移動した場合、既に説明したとおり加圧室５５内に燃料が吸入されるとともに、プランジャ５２が上死点に向けて移動した場合、加圧室５５内の燃料が低圧通路部５６側に戻される。ちなみに、このように燃料が低圧通路部５６側に戻されるため、吸入側弁体６３が開弁状態である状況でプランジャ５２が上死点に向けて移動したとしても加圧室５５内は加圧されない又は加圧されたとしてもわずかであり、加圧室５５内の圧力は例えば０．４ＭＰａ程度（フィードポンプの吐出圧）の状態で維持される。

一方、吸入側弁体６３が閉弁状態である状況でプランジャ５２が上死点に向けて移動することで、加圧室５５内の燃料が加圧される。この加圧された燃料は、吐出側弁体としてシリンダ５１に設けられたチェック弁体６５が開弁状態となることで、デリバリパイプ２５へと通じる高圧通路部６６に吐出される。チェック弁体６５は、バネ６７の付勢力により加圧室５５側に付勢されていることで常閉式となっており、加圧室５５内の燃圧が高圧通路部６６内の燃圧を上回るとともにチェック弁体６５を押す力が付勢力を上回ることで開弁し、その開弁状態において加圧室５５と高圧通路部６６とを連通状態にする。

高圧通路部６６内及びデリバリパイプ２５内の燃料は、加圧室５５から燃料が吐出されることにより加圧される。その一方、燃料噴射弁２３から燃料が噴射されることにより、高圧通路部６６及びデリバリパイプ２５内の燃圧は減圧される。また、本高圧ポンプ２４には、燃料噴射弁２３から燃料を噴射していない状況であっても高圧通路部６６及びデリバリパイプ２５内の燃圧を減圧するために減圧機構７０が設けられている。

減圧機構７０について、図２に加え、図３を参照しながら説明する。図３は、減圧機構７０の一部を拡大して示す断面図である。

図２に示すように、減圧機構７０は、高圧通路部６６においてチェック弁体６５よりも下流側の領域を加圧室５５に連通させ、高圧通路部６６内の燃料を加圧室５５に戻すリターン通路部７１を備えている。また、減圧機構７０は、リターン通路部７１を通じた燃料の戻りを阻止又は許容する圧力調整部８０を備えている。

圧力調整部８０は、機械式のリリーフ弁８１と、機械式の定残圧弁９１と、を備えている。リリーフ弁８１は、図３に示すように、リターン通路部７１において加圧室５５側から高圧通路部６６側に向けて段階的に縮径される領域に設けられている。リリーフ弁８１は、リリーフ弁体８２と、当該リリーフ弁体８２を高圧通路部６６側に向けて常時付勢するリリーフ用のバネ８３と、を備えている。当該バネ８３の付勢力に抗する力がリリーフ弁体８２に作用していない状況では、リリーフ弁体８２の先端部がリターン通路部７１における小径部側の段差（弁座部）と当接することで閉弁状態となり、リリーフ弁体８２の周面とリターン通路部７１の壁面との間の空間を介した燃料の戻りが阻止される。一方、高圧通路部６６内の燃圧が加圧室５５内の燃圧よりも大きくなり、リリーフ用のバネ８３の付勢力を超える力がリリーフ弁体８２に作用することで開弁状態となり、上記空間を介した燃料の戻りが許容される。当該リリーフ弁８１は、燃圧の異常時などにおける高圧通路部６６内の上限圧を定めるために設けられており、例えば高圧通路部６６内の燃圧が加圧室５５よりも２５ＭＰａ〜３０ＭＰａ上回った場合に開弁状態となる。

リリーフ弁体８２は、筒状をなしており、高圧通路部６６側から加圧室５５側へと通じる燃料通路８４が内部に形成されている。燃料通路８４は、高圧通路部６６側から加圧室５５側に向けて通路断面積が段階的に大きくなるように形成されている。具体的には、高圧通路部６６側の端部から続くとともに通路断面積が最も小さく且つオリフィスとして機能する小径領域８５と、小径領域８５から加圧室５５側へと延び当該小径領域８５よりも通路断面積が大きい中径領域８６と、段差部８７を介して中径領域８６よりも拡径され加圧室５５側の端部へ続く大径領域８８と、を備えている。この大径領域８８に定残圧弁９１が設けられている。

定残圧弁９１は、中径領域８６から大径領域８８に向けた燃料の流れを阻止又は許容する球状の定残圧弁体９２と、定残圧弁体９２よりも加圧室５５側に設けられているとともに定残圧用のバネ９３により定残圧弁体９２に向けて常時付勢されている押圧体９４と、を備えている。定残圧用のバネ９３の付勢力に抗する力が定残圧弁体９２に作用していない状況では、定残圧弁体９２が燃料通路８４の上記段差部８７と当接することで閉弁状態となり、押圧体９４の周面とリリーフ弁体８２の内周面との間の空間を介した燃料の戻りが阻止される。一方、高圧通路部６６内の燃圧が加圧室５５内の燃圧よりも大きくなり、定残圧用のバネ９３の付勢力を超える力が定残圧弁体９２に作用することで開弁状態となり、上記空間を介した燃料の戻りが許容される。

定残圧弁９１は、電磁弁６１が開弁状態である状況で高圧通路部６６内の燃料を加圧室５５に戻すことで当該高圧通路部６６内を減圧するために設けられているとともに、減圧後における高圧通路部６６内の燃力（すなわち残圧）が所定の下限圧を下回らないようにするために設けられている。例えば、高圧通路部６６内の燃圧が加圧室５５よりも３ＭＰａ上回った場合に開弁状態となる。

次に、高圧ポンプ２４の動作について図４を参照しながら説明する。図４は、高圧ポンプ２４の動作を説明するための図である。なお、図４（ａ），（ｂ）では、理解を容易なものとするためにリリーフ弁８１を省略する。また、以下の説明では、リリーフ弁８１が閉弁状態に維持されることを前提とする。

カム５３の回転に伴い、プランジャ５２が加圧室５５の容積を増加させる側に移動するときには、図４（ａ）に示すように、電磁弁６１のコイル６４を非通電にして吸入側弁体６３を開弁状態にする。これにより、加圧室５５と低圧通路部５６とが連通状態になり、加圧室５５内に低圧燃料が導入される（吸入行程）。

また、当該吸入行程において高圧通路部６６内の燃圧が加圧室５５内の燃圧よりも十分に大きいと、定残圧弁９１は開弁状態となっている。したがって、高圧通路部６６内の燃料がリターン通路部７１及び燃料通路８４を通じて加圧室５５へと戻り、高圧通路部６６内（すなわち、デリバリパイプ２５内）が減圧される。但し、上記のとおり燃料通路８４の小径領域８５（図３参照）はオリフィスとして機能するため、噴流を発生させながら少しずつ燃料が戻される。

ｔ１のタイミングでプランジャ５２が下死点に達し、当該プランジャ５２が加圧室５５の容積を減少させる側に移動する際、コイル６４が非通電の場合には、既に説明したとおり吸入側弁体６３が開弁状態を保つことにより、加圧室５５内の燃料が低圧通路部５６側に戻される。また、この状況では定残圧弁９１も開弁状態に維持され、高圧通路部６６側から加圧室５５側に向けた燃料の戻りが継続される。

その後、ｔ２のタイミングでコイル６４が通電されると、それに対して若干遅れたタイミングで吸入側弁体６３が閉弁される。これにより、加圧室５５内の燃料の圧力が上昇し、その圧力上昇により高圧化された高圧燃料が高圧通路部６６側、すなわちデリバリパイプ２５側へ吐出される（吐出行程）。つまり、高圧ポンプ２４では、コイル６４の通電開始タイミング（閉弁タイミング）を早くする（進角側にする）ことによりポンプ吐出量が多くなり、通電開始タイミングを遅くする（遅角側にする）ことによりポンプ吐出量が少なくなる。

また、ｔ２のタイミング以降であって高圧通路部６６側へ高圧燃料が吐出されるよりも前のタイミングであるｔ３のタイミングで、加圧室５５内の燃料の圧力と高圧通路部６６内の燃料の圧力との差が定残圧用のバネ９３による付勢力分未満となる。そうすると、定残圧弁体９２の閉弁状態への移行が開始され、最終的に閉弁状態となる。これにより、高圧通路部６６側から加圧室５５側に向けた燃料の戻りが阻止される。高圧燃料が高圧通路部６６側へ吐出されるタイミングでは定残圧弁体９２が閉弁状態となっているようにすることで、高圧燃料を吐出した際の加圧分を考慮する上で、その加圧に対する燃料の戻り分を考慮する必要がなくなる。

図４では、電磁弁６１の閉弁状態への切り替え後のタイミングであるｔ４のタイミングでコイル６４を非通電状態に切り替えているが、当該ｔ４のタイミング以降では、加圧室５５内の燃圧により非通電状態において電磁弁６１が閉弁状態に維持される。

その後、ｔ５のタイミングでプランジャ５２が上死点に達し、当該プランジャ５２が加圧室５５の容積を増加させる側に移動することで、加圧室５５内の燃料の圧力が低下する。これに伴って、加圧室５５内の燃料の圧力が高圧通路部６６内の燃料の圧力よりも小さくなり、その圧力差及び定残圧用のバネ９３の付勢力により吸入行程の間において定残圧弁体９２が開弁状態に切り替わる。また、吸入側弁体６３も開弁状態に切り替わる。なお、両弁体６３，９２が開弁状態となるタイミングは同一であってもよく、異なっていてもよい。

図５は、定残圧弁９１を設けたことによる作用効果を説明するためのタイムチャートである。図５（ａ）はデリバリパイプ２５内の燃料の実燃圧を示し、図５（ｂ）は燃料噴射弁２３の通電可能なパルス幅を示す。また、図５（ａ），（ｂ）において、定残圧弁９１を備えた高圧ポンプ２４の場合を実線で示し、定残圧弁９１といった減圧機構を備えていない従来の高圧ポンプの場合を二点鎖線で示す。

また、図５（ａ），（ｂ）において燃料カット中とは、運転中にアクセルペダルの踏み込みがなくなる等、アクセル開度が所定値以下となるとともに、エンジン回転速度が所定値以上であり、エンジン１０の運転中に燃料噴射が停止される期間のことをいう。さらに言うと、クランク軸のトルクを生成する燃料噴射を停止させる期間のことをいう。

図５（ａ）において二点鎖線で示すように、減圧機構を備えていない従来の高圧ポンプでは、燃料カット中はデリバリパイプ２５内の燃圧が燃料カット前の状態で概ね維持される。また、エンジン温度などとの関係で燃料カット前の状態よりも燃圧が上昇することも起こり得る。この場合、例えばアイドル運転へ切り替わる等、クランク軸のトルクを生成する必要が生じた復帰時において空燃比を良好に制御するために最小噴射量で燃料の噴射を行おうとしても、デリバリパイプ２５内の燃圧が必要以上に高く、図５（ｂ）において二点鎖線で示すように、燃料噴射弁２３の通電可能なパルス幅が小さくなる。そして、このパルス幅では、燃料を実質的に噴射できないという問題が生じる。

これに対して、図５（ａ）において実線で示すように、定残圧弁９１を備えている場合には燃料カット中であっても減圧を行うことができるため、燃料カット中であってもデリバリパイプ２５内の燃圧を所望のものにすることが可能となる。これにより、図５（ｂ）において実線で示すように、復帰時における燃料噴射弁２３の通電可能なパルス幅を十分に確保することが可能となり、上記のような不都合の発生を抑制できる。

但し、上記のように電磁弁６１が開弁状態である状況では定残圧弁９１が開弁状態に自ずと維持される構成においては、燃料カットが行われている状況であるか否かに関係なく加圧室５５に向けた燃料の戻りが発生し、デリバリパイプ２５内の燃圧が減圧される。そうすると、高圧ポンプ２４による燃料の吐出が１回行われた場合におけるデリバリパイプ２５内の燃料の増加量は、電磁弁６１の通電開始タイミングが同一である場合で比較して、減圧機構を備えていない従来の高圧ポンプよりも少なくなる。したがって、本システムでは、燃料の戻り分を考慮して電磁弁６１の通電開始タイミングが決定される。また、燃料カット中においてデリバリパイプ２５内の燃圧を所定の目標燃圧で維持する場合であっても、戻り分に対応した燃料を吐出する必要がある。

以下、ＥＣＵ４０における燃料吐出量の制御を実施するための制御機能について説明する。図６（ａ）は燃料供給中において決定される通電開始タイミング［°ＣＡ］を説明するためのタイムチャートであり、図６（ｂ）は燃料カット中においてデリバリパイプ２５内の燃料の圧力を維持するために決定される通電開始タイミング［°ＣＡ］を説明するためのタイムチャートである。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）のタイムチャートにおいて、縦軸はプランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した場合に増量させるデリバリパイプ２５内の燃料量を示し、横軸は電磁弁６１の通電開始タイミング［°ＣＡ］を示す。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ＥＣＵ４０は、電磁弁６１の通電開始タイミングを決定するために、不可制御量Ｃｎと、有効制御量Ｃｐと、フィード制御量Ｃｆと、補正制御量Ｃｓとを利用する。

不可制御量Ｃｎは、電磁弁６１の通電を開始したとしても燃料を吐出することができない上死点側からの期間に対応した制御量である。有効制御量Ｃｐは、通電開始タイミングに応じてポンプ吐出量を制御できる期間に対応した制御量である。フィード制御量Ｃｆは、デリバリパイプ２５内の燃圧を目標燃圧とするために必要なポンプ吐出量に対応した制御量である。補正制御量Ｃｓは、定残圧弁９１を通じた燃料の戻り分を補うために必要な制御量であり、フィード制御量Ｃｆのみに頼るのではなく当該補正制御量Ｃｓを利用することで、目標燃圧に対する実燃圧の追従を行い易くしている。

燃料供給中においては、図６（ａ）に示すように、プランジャ５２の上死点に対する不可制御量Ｃｎ、フィード制御量Ｃｆ及び補正制御量Ｃｓの進角分として通電開始タイミングが決定される。一方、燃料カット中においてデリバリパイプ２５内の燃圧を目標燃圧に維持する場合には、図６（ｂ）に示すように、プランジャ５２の上死点に対する不可制御量Ｃｎ及び補正制御量Ｃｓの進角分として通電開始タイミングが決定される。また、燃料カット中において補正制御量Ｃｓの値が適切な値ではない場合や、適切な値であっても目標燃圧と実燃圧との偏差が発生している場合には、フィード制御量Ｃｆの一部も考慮して通電開始タイミングが決定される。

なお、有効制御量Ｃｐは、後に詳細に説明するように、燃料供給中及び燃料カット中のいずれにおいても補正制御量Ｃｓを通電開始タイミングの決定のために用いる際に利用される。

ここで、補正制御量Ｃｓの全てを設計段階で予め定めておくことも可能であるが、燃料の戻り分は定残圧弁９１の固体差の誤差に依存し、さらに繰り返し使用されることによる経時的な誤差にも依存する。そこで、適切な補正制御量Ｃｓを得るために、予め設定されたベース補正量Ｃｓｂと、そのベース補正量Ｃｓｂの実際の戻り分に対するずれ量を補正するための学習値Ｃｓｐとに区別されている。そして、その学習の実行は燃料カット中に行われる。

以下、図７の機能ブロック図を利用して、通電開始タイミング（すなわちポンプ吐出量）を決定するための制御機能を説明しながら、学習値Ｃｓｐを利用するための制御機能を説明する。

図７において、不可制御量算出部Ｍ１では、不可期間算出テーブルを用いることにより不可制御量Ｃｎを算出する。不可期間算出テーブルには不可制御量Ｃｎがクランク角度センサ３２で検出されるエンジン回転速度ＮＥに対応づけて登録されており、都度のエンジン回転速度ＮＥに基づいて不可制御量Ｃｎが算出される。

有効制御量算出部Ｍ２では、有効期間算出テーブルを用いることにより有効制御量Ｃｐを算出する。有効期間算出テーブルには有効制御量Ｃｐがエンジン回転速度ＮＥに対応づけて登録されており、都度のエンジン回転速度ＮＥに基づいて有効制御量Ｃｐが算出される。

ＦＦ制御量算出部Ｍ３では、上記フィード制御量Ｃｆのうち、フィードフォワード制御量（ＦＦ制御量）Ｃｆｆを算出する。具体的には、ＦＦ制御量算出部Ｍ３では、ＦＦ制御量算出マップを用いることにより、燃料噴射に伴う燃圧低下を補うためのポンプ吐出量である噴射分吐出量Ｑｆｆ（すなわちポンプ吐出直前の噴射タイミングでの燃料噴射量ｑ）とエンジン回転速度ＮＥとをパラメータとしてＦＦ制御量Ｃｆｆを算出する。ＦＦ制御量算出マップには、噴射分吐出量Ｑｆｆに対応付けてＦＦ制御量Ｃｆｆがエンジン回転速度ＮＥごとにマップ値として登録されており、都度の噴射分吐出量Ｑｆｆ（すなわち燃料噴射量ｑ）及びエンジン回転速度ＮＥに基づいてＦＦ制御量Ｃｆｆが算出される。ＦＦ制御量Ｃｆｆは、上記不可制御量Ｃｎに基づき設定した通電開始タイミング［°ＣＡ］に対する進角量として表される。

目標燃圧算出部Ｍ４では、クランク角度センサ３２で検出されるエンジン回転速度ＮＥと、エンジン負荷（例えばエアフロメータ１２で検出される吸入空気量）と、をパラメータとしてデリバリパイプ２５内の目標燃圧Ｐｔｇが算出される。

ＦＢ制御量算出部Ｍ５では、上記フィード制御量Ｃｆのうち、フィードバック制御量（ＦＢ制御量）Ｃｆｂを算出する。具体的には、ＦＢ制御量算出部Ｍ５では、目標燃圧算出部Ｍ４からの目標燃圧Ｐｔｇと、燃圧センサ２７で検出される実燃圧Ｐａｃとに基づいて、燃圧過渡時においてフィードバック制御により実燃圧Ｐａｃを目標燃圧Ｐｔｇとするための都度のポンプ吐出量である不足分吐出量に対応したＦＢ制御量Ｃｆｂを算出する。本システムでは、フィードバック制御として比例項（Ｐ項）Ｃｆｂｐと、積分項（Ｉ項）Ｃｆｂｉとを算出するＰＩ制御を用いており、これら比例項Ｃｆｂｐと積分項Ｃｆｂｉとを加算した値がＦＢ制御量Ｃｆｂとなる。

比例項Ｃｆｂｐは、目標燃圧Ｐｔｇと実燃圧Ｐａｃとの偏差（すなわち、Ｐｔｇ−Ｐａｃ）に比例した値であり、当該偏差に比例ゲインを乗算することで演算される。この場合、上記偏差の値が正の値（Ｐｔｇ＞Ｐａｃ）である場合には比例項Ｃｆｂｐは正の値となり、上記偏差の値が負の値（Ｐｔｇ＜Ｐａｃ）である場合には比例項Ｃｆｂｐは負の値となる。

一方、積分項Ｃｆｂｉは、上記偏差が残っている限りこれを加算していった値に対応した値であり、上記偏差の時間積分値（累積値）に積分ゲインの逆数を乗算することで演算される。この場合に、上記時間積分値の算出を行う上で上記偏差を加算する際には、絶対値を加算するのではなく、その偏差の正負の符号を反映させながら加算を行う。

これら比例項Ｃｆｂｐ及び積分項Ｃｆｂｉは、上記偏差に対応した電磁弁６１の通電開始タイミング［°ＣＡ］の進角量（但し、負の値の場合には遅角量）として表される。具体的には、燃料供給中においては上記ＦＦ制御量Ｃｆｆに基づき設定した通電開始タイミング［°ＣＡ］に対する進角量として表される。一方、燃料カット中においては補正制御量Ｃｓだけではデリバリパイプ２５内の燃料の過不足が発生してしまう場合における通電開始タイミング［°ＣＡ］の進角量又は遅角量として表される。

なお、ＦＢ制御量算出部Ｍ５において実燃圧Ｐａｃを取得する機能が本制御装置の取得手段に相当する。また、ＦＢ制御量算出部Ｍ５において比例項Ｃｆｂｐ及び積分項Ｃｆｂｉを算出する機能がフィードバック制御手段に相当する。

減圧ベース算出部Ｍ６では、ベース補正量算出マップを用いることにより、補正制御量Ｃｓのうちベース補正量Ｃｓｂを算出する。ベース補正量算出マップにはエンジン回転速度ＮＥに対応付けてベース補正量Ｃｓｂが実燃圧Ｐａｃごとにマップ値として登録されており、都度のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに基づいてベース補正量Ｃｓｂが算出される。ベース補正量Ｃｓｂは、燃料の戻り分に対応した通電開始タイミング［°ＣＡ］の進角量であって、プランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した際にデリバリパイプ２５内の燃料の増減量が「０」となる場合に対応させた進角量として表される。

学習値算出部Ｍ７では、定残圧弁９１を通じた実際の燃料の戻り分に対するベース補正量Ｃｓｂのずれ量を学習するとともに、その学習値Ｃｓｐを都度のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに応じて読み出す。

具体的には、前者の機能を果たす学習実行部Ｍ８では、燃料カット時にＦＢ制御量算出部Ｍ５が算出した積分項Ｃｆｂｉに基づいて、上記ずれ量に相当する学習値Ｃｓｐを算出する。そして、当該学習値Ｃｓｐを、その算出が完了したタイミングにおけるエンジン回転速度ＮＥと実燃圧Ｐａｃとに対応付けてバックアップエリア４２に記憶させる。この場合、エンジン回転速度ＮＥの所定範囲と実燃圧Ｐａｃの所定範囲とに対応付けてバックアップエリア４２に記憶させる。また、該当する各所定範囲に対応した学習値Ｃｓｐが既に記憶されていたとしても、新たに算出した学習値Ｃｓｐを上書きする。学習値Ｃｓｐは、ベース補正量Ｃｓｂのずれ量に対応した通電開始タイミング［°ＣＡ］の進角量（但し、負の値の場合には遅角量）であって、プランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した際にデリバリパイプ２５内の燃料の増減量が「０」となる場合に対応させた進角量として表される。

後者の機能を果たす学習値読み出し部Ｍ９では、都度のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに対応した学習値Ｃｓｐをバックアップエリア４２から読み出す。この場合に、都度のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃが学習対象として設定された範囲に含まれるのであれば、その範囲に対応した学習値Ｃｓｐを読み出すが、既に説明したとおり、学習は燃料カット時に行われるため、学習対象として設定された範囲に含まれないことが起こり得る。これに対して、学習対象として設定された範囲に含まれない場合には、最も近い範囲に対応した学習値Ｃｓｐを読み出すとともに、その学習値Ｃｓｐに対してエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに応じた補正係数を積算し、その積算結果を今回の学習値Ｃｓｐとする。

なお、減圧ベース算出部Ｍ６及び学習値算出部Ｍ７が本制御装置における導出手段に相当する。

最終制御量算出部Ｍ１０では、不可制御量算出部Ｍ１で算出した不可制御量Ｃｎと、有効制御量算出部Ｍ２で算出した有効制御量Ｃｐと、ＦＦ制御量算出部Ｍ３で算出したＦＦ制御量Ｃｆｆと、ＦＢ制御量算出部Ｍ５で算出したＦＢ制御量Ｃｆｂと、減圧ベース算出部Ｍ６で算出したベース補正量Ｃｓｂと、学習値算出部Ｍ７から提供される学習値Ｃｓｐとに基づいて、最終制御量Ｃｔが算出される。この最終制御量Ｃｔは、電磁弁６１の通電開始タイミング［°ＣＡ］として表される。

以下、上記各機能を利用して通電開始タイミングを算出するとともに学習値Ｃｓｐを取得するための制御量算出処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。なお、制御量算出処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１によりプランジャ５２が下死点に達したタイミングで実行されるが、通電開始タイミングを良好に算出することができ且つ学習値Ｃｓｐを良好に取得することができるのであれば実行タイミングは任意である。

先ずステップＳ１１にて燃料カット中であるか否かを判定し、燃料カット中ではない場合にはステップＳ１２にて各種制御量の算出及び読み出しを実行する。具体的には、不可制御量Ｃｎ、有効制御量Ｃｐ、ＦＦ制御量Ｃｆｆ、ＦＢ制御量Ｃｆｂ及びベース補正量Ｃｓｂを算出する。また、学習値Ｃｓｐをバックアップエリア４２から読み出すとともに、必要に応じて補正係数を積算する。なお、対応する学習値Ｃｓｐが未学習の場合には、学習値Ｃｓｐ＝０となることは言うまでもない。これは後述するステップＳ１４においても同様である。

続くステップＳ１３では、燃料供給中の最終制御量Ｃｔの算出処理を実行する。具体的には、下記式（１）により、最終制御量Ｃｔを算出する。

Ｃｔ＝１８０−（Ｃｎ＋（Ｃｆｆ＋Ｃｆｂ）＋Ｋ（Ｃｓｐ＋Ｃｓｂ））・・（１）
ここで、Ｋは、１８０−（Ｃｎ＋（Ｃｆｆ＋Ｃｆｂ））の算出値と有効制御量Ｃｐの値との比率、及び実燃圧Ｐａｃをパラメータとして決定される補正係数である。既に説明したとおり、定残圧弁９１を通じた燃料の戻り分は吸入行程が開始されてから加圧室５５内の燃料の加圧が開始されるまでは継続されるため、燃料の戻り分は電磁弁６１の通電開始タイミングに依存して変動し、具体的には通電開始タイミングが遅いほど多くなる。そうすると、燃料の戻り分を補うために必要な通電開始タイミングの進角量は、上記算出値に依存して変動する。これに対して、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐは、既に説明したとおり、プランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した際のデリバリパイプ２５内の燃料の増減量が「０」となる場合に対応した値である。さらにまた、燃料の戻り分は、同じ通電開始タイミングで比較した場合であってもエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに依存して変動する。したがって、上記のように補正係数Ｋを決定するとともに、その補正係数Ｋを積算した状態で補正分を加算する。換言すれば、補正係数Ｋは、燃料の戻り分について吐出タイミングに対する燃圧下降速度分を補正するための係数である。これは後述する補正係数Ｋ’についても同様である。

なお、補正係数Ｋを決定するための具体的な方法は任意であり、上記各パラメータに対応させて予め用意されたマップを利用する構成としてもよく、上記各パラメータを利用して所定の演算を行うことにより算出する構成としてもよい。

ステップＳ１３の処理の実行後に本制御量算出処理を終了する。これにより、ステップＳ１３で決定された最終制御量Ｃｔに対応する通電開始タイミングで電磁弁６１が通電される。

一方、燃料カット中である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ステップＳ１４にて各種制御量の算出及び読み出しを実行する。具体的には、不可制御量Ｃｎ、有効制御量Ｃｐ、ＦＢ制御量Ｃｆｂ及びベース補正量Ｃｓｂを算出する。また、学習値Ｃｓｐをバックアップエリア４２から読み出すとともに、必要に応じて補正係数を積算する。

続くステップＳ１５では、燃料カット中の最終制御量Ｃｔの算出処理を実行する。具体的には、下記式（２）により、最終制御量Ｃｔを算出する。

Ｃｔ＝１８０−（Ｃｎ＋Ｃｆｂ＋Ｋ’（Ｃｓｐ＋Ｃｓｂ））・・（２）
ここで、燃料カット中においては燃料噴射弁２３からの燃料の噴射は行われないため当該噴射量を考慮する必要はなく、最終制御量Ｃｔの算出に際してＦＦ制御量Ｃｆｆは利用されない。また、ベース補正量Ｃｓｂと学習値Ｃｓｐとの和が燃料の戻し分に対応した適切な値であれば、Ｃｆｂ＝０のとき、プランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した際のデリバリパイプ２５内の燃料の増減量が「０」となる。一方、ベース補正量Ｃｓｂと学習値Ｃｓｐとの和が燃料の戻し分に対応した適切な値ではない場合や、適切な値であっても目標燃圧と実燃圧との偏差が発生している場合には、Ｃｆｂ≠０となる。

さらにまた、Ｋ’は、Ｃｆｂ＝０のとき、Ｋ’＝１となる補正係数であるとともに、Ｃｆｂ≠０のときは、１８０−（Ｃｎ＋Ｃｆｂ）の算出値と有効制御量Ｃｐの値との比率、及び実燃圧Ｐａｃをパラメータとして決定される補正係数である。このように燃料カット中の補正係数Ｋ’を扱う理由は、燃料供給中の補正係数Ｋの場合と同様である。

なお、補正係数Ｋ’を決定するための具体的な方法は任意であり、上記各パラメータに対応させて予め用意されたマップを利用する構成としてもよく、上記各パラメータを利用して所定の演算を行うことにより算出する構成としてもよい。

ステップＳ１５の処理が実行されることにより、当該処理にて算出された最終制御量Ｃｔに対応する通電開始タイミングで電磁弁６１が通電される。その後、ステップＳ１６及びステップＳ１７では、燃料の戻し分に対するベース補正量Ｃｓｂのずれ量を学習するための条件が成立しているか否かを判定する。当該学習条件について、図９も合わせて参照しつつ説明する。図９は学習が実行される場合の様子の一例を示すタイムチャートである。なお、図９において実線が実燃圧を示し、一点鎖線が目標燃圧を示す。

図９に示すように燃料カット中となった場合には目標燃圧が最終的にアイドル状態の目標燃圧（例えば８ＭＰａ）に設定される。したがって、燃料カット開始時からデリバリパイプ２５内の燃圧は下がり続ける。その後、ｔ１のタイミングで実燃圧が目標燃圧を下回り、さらにｔ２のタイミングで目標燃圧と実燃圧との偏差の絶対値が所定値以下となる。

図８の説明に戻り学習条件について説明すると、先ずステップＳ１６では燃料カットが開始されてから所定時間が経過しているか否かを判定する。この所定時間は、燃料カット開始直後に学習が開始されないようにするために設定されている。続くステップＳ１７では燃圧の偏差の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する。したがって、図９の例においてｔ２のタイミングよりも前ではステップＳ１６及びステップＳ１７の一方にて否定判定をすることとなり、学習は実行されない。一方、図９の例においてｔ２のタイミングとなった場合には学習条件が成立したこととなる。この場合、ステップＳ１６及びステップＳ１７の両方にて肯定判定をしてステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、学習処理を実行する。具体的には、下記式（３）により学習値Ｃｓｐを算出する。

Ｃｓｐ＝Ｃｓｐ＋Ｃｆｂｉ／Ｋ’・・（３）
燃料カット中において学習処理が１度実行された場合には、当該燃料カットが継続している場合であって積分項Ｃｆｂｉ＝０となるまで、制御量算出処理が起動される毎に学習処理が実行される。ちなみに、学習処理が実行される毎に、それにより算出された学習値Ｃｓｐがその時点のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに対応させてバックアップエリア４２に保存される。

図９の例に再度戻って説明すると、ｔ２のタイミングで学習条件が成立することで学習処理の定期的な実行が開始され、ｔ３のタイミングで積分項Ｃｆｂｉ＝０となることで学習処理の定期的な実行が終了される。この場合、ＦＢ制御量Ｃｆｂの全体ではなく積分項Ｃｆｂｉを用いて学習を行うことにより、学習途中の学習値Ｃｓｐの変動量を抑えながら、当該学習値Ｃｓｐを取得することが可能となる。その後、ｔ４のタイミングで燃料カットから復帰する。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果を奏する。

燃料ポンプの操作量に相当する電磁弁６１の通電開始タイミングの制御量を、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐを利用して補正するようにしたことにより、減圧機構７０を備える燃料供給システムであってもその減圧機構７０による減圧分を適切に補充することができる。これにより、デリバリパイプ２５内の燃圧を目標燃圧に良好に近付けることができるとともに、デリバリパイプ２５内の燃圧を目標燃圧に維持させ易くなる。よって、燃料噴射制御を適切に実施することが可能となる。

エンジン１０の運転中に学習値Ｃｓｐを算出するとともに、それを利用して減圧機構７０による減圧分に対するベース補正量Ｃｓｂのずれ量を補う構成とした。これにより、減圧機構７０に固体差が生じている場合だけでなく経時的な誤差が生じている場合であっても、減圧分に対応した適切な補正量を得ることが可能となる。特に、学習値Ｃｓｐの算出は燃料カットの状態において行われるため、当該算出に際して燃料噴射弁２３からの噴射分を考慮する必要がない。よって、複雑な演算を行わなくても適切な補正量を得ることが可能となる。

学習値Ｃｓｐの算出に際してはＦＢ制御量Ｃｆｂを利用するようにした。これにより、目標燃圧が変動した際に実燃圧をその目標燃圧とするためのＦＢ制御に係る構成を利用して、学習値Ｃｓｐの算出を行うことができる。よって、当該算出を行うための構成の簡素化が図られる。また、ＦＢ制御量Ｃｆｂのうち積分項Ｃｆｂｉを利用して学習値Ｃｓｐの算出を行う構成であるため、学習値Ｃｓｐを算出していく過程での値の変動を抑えることができ、適切な値から大きく外れ状態で当該算出が完了してしまうといった不都合の発生が抑えられる。

燃料カットの状態となった場合には目標燃圧をアイドル状態の目標燃圧に設定することで、燃料カットの状態からの復帰タイミングが早期に訪れたとしてもその際の燃料噴射制御を良好に行えるようにすることを優先することができる。この場合に、学習値Ｃｓｐの算出は目標燃圧と実燃圧との偏差の絶対値が所定値以下となった場合に開始されるため、当該算出を行う過程での値の変動を抑えることができ、適切な値から大きく外れた状態で当該算出が完了してしまうといった不都合の発生が抑えられる。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、学習の手順が上記第１の実施の形態と異なっている。以下、この相違点について図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、本実施の形態における制御量算出処理を示すフローチャートであり、図１１は学習が実行される場合の様子の一例を示すタイムチャートである。

先ずステップＳ２１にて燃料カット中であるか否かを判定し、燃料カット中である場合にはステップＳ２２及びステップＳ２３にて学習を行う上での初期設定の実行条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ２２にて学習開始フラグに「１」がセットされているか否かを判定するとともに、ステップＳ２３にて燃圧の偏差の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する。ステップＳ２２にて否定判定をするとともにステップＳ２３にて肯定判定をした場合には初期設定の実行条件が成立したとして、ステップＳ２４及びステップＳ２５の初期設定を行う。つまり、ステップＳ２４にて学習開始フラグに「１」をセットするとともにステップＳ２５にて積分項Ｃｆｂｉをクリアする。なお、このステップＳ２５の処理を実行する機能が、本制御装置のクリア実行手段に相当する。

初期設定の実行条件が成立していない場合や初期設定の実行後は、ステップＳ２６にて各種制御量の算出及び読み出しを実行するとともに、ステップＳ２７にて燃料カット中の最終制御量Ｃｔの算出処理を実行する。これらの処理は、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１４及びステップＳ１５と同様である。

一方、燃料カット中ではないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、ステップＳ２８にて学習開始フラグに「１」がセットされているか否かを判定することで学習値Ｃｓｐの保存条件が成立しているか否かを判定し、成立している場合にはステップＳ２９にて学習値の保存処理を実行する。この保存処理では、直前の燃料カット中において得られた積分項Ｃｆｂｉの値をそのまま学習値Ｃｓｐとしてバックアップエリア４２に保存する。この場合、その時点のエンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃに対応させて学習値Ｃｓｐを保存する。続くステップＳ３０では学習開始フラグをクリアする。

学習値Ｃｓｐの保存条件が成立していない場合や上記保存処理の実行後は、ステップＳ３１にて各種制御量の算出及び読み出しを実行するとともに、ステップＳ３２にて燃料供給中の最終制御量Ｃｔの算出処理を実行する。これらの処理は、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１２及びステップＳ１３と同様である。

つまり、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に積分項Ｃｆｂｉを利用して学習を実行するが、積分項Ｃｆｂｉを学習値Ｃｓｐとして保存するタイミングは燃料カットからの復帰時である。また、ステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を実行することで、図１１におけるｔ１のタイミングで示すように、燃圧の偏差の絶対値が所定値以下となった場合に積分項Ｃｆｂｉをクリアしている。これにより、減圧の過渡期から定常状態へと近付いたタイミングで、過渡期における積分項Ｃｆｂｉの変動を無効化させることができ、学習値Ｃｓｐを取得するための積分項Ｃｆｂｉの演算を偏差の変動が小さい範囲において早期に行うことが可能となる。

また、図１１におけるｔ２のタイミングで示すように、燃料カット中からの復帰時において積分項Ｃｆｂｉの数値から学習値Ｃｓｐが取得されるため、当該復帰時においては目標燃圧に対する実燃圧の追従性を高めることができる。

＜他の実施の形態＞
本発明は上記各実施の形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施しても良い。

・燃料カット中において実燃圧が目標燃圧よりも高く、且つ両者の偏差が基準値以上である場合には、補正制御量Ｃｓを利用した高圧ポンプ２４の操作量の進角を行わない、つまり高圧ポンプ２４からの燃料吐出を行わない構成としてもよい。この場合、燃料供給中においては定残圧弁９１による燃料の戻り分（すなわち、減圧分）を適切に補正できるようにしながら、燃料カットが開始された場合には早期に目標燃圧まで実燃圧を減圧させることが可能となる。当該構成において、学習値Ｃｓｐの算出を良好に行うためには、上記基準値を、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１７の「所定値」や上記第２の実施の形態におけるステップＳ２３の「所定値」、すなわち学習値Ｃｓｐの算出の開始条件として設定された値と同一又はそれよりも大きな値とするとよい。特に、後者の値とすることにより、学習値Ｃｓｐの算出を良好に行えるだけでなく、目標燃圧に対する実燃圧のオーバーシュート量を低減することが可能となる。

・燃料カットが開始された場合に目標燃圧を学習値Ｃｓｐの算出を可能とする範囲において段階的に減少させていくようにしてもよい。この場合、実燃圧の減圧が完了するタイミングは遅くなるものの、学習値Ｃｓｐの取得を早期に行うことが可能となる。また、学習値Ｃｓｐの取得を早期に行うことのみに着目すれば、燃料カット時においてその時点の目標燃圧を学習値Ｃｓｐの算出を可能とする期間分維持し、その期間において学習値Ｃｓｐの算出を行う構成としてもよい。ちなみに、これらの構成において積分項を利用して学習値Ｃｓｐを算出する場合には、燃料カットが開始されたタイミングで積分項をクリアするとよい。

・電磁弁６１の通電開始タイミングに依存して定残圧弁９１からの燃料の戻り分が変動することを考慮することなくベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐを利用するようにしてもよい。この場合、燃料供給中や燃料カット中における最終制御量Ｃｔの算出に際して補正係数Ｋや補正係数Ｋ’を利用する必要がなくなる。つまり、式（１）は、Ｃｔ＝１８０−（Ｃｎ＋（Ｃｆｆ＋Ｃｆｂ）＋（Ｃｓｐ＋Ｃｓｂ））となり、式（２）は、Ｃｔ＝１８０−（Ｃｎ＋Ｃｆｂ＋（Ｃｓｐ＋Ｃｓｂ））となり、式（３）は、Ｃｓｐ＝Ｃｓｐ＋Ｃｆｂｉとなる。本構成によれば、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐの算出に係る処理の処理負荷が低減される。ちなみに、この場合であっても、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐでは補えない分は、最終的にＦＢ制御量Ｃｆｂにて補うことが可能である。

・燃料カット中に学習値Ｃｓｐを算出する場合に、積分項Ｃｆｂｉのみを利用するのではなく、比例項Ｃｆｂｐも合わせて利用する構成としてもよい。また、フィードバック制御はＰＩ制御に限定されることはなくＰＩＤ制御であってもよく、この場合であっても積分項Ｃｆｂｉのみ又は比例項Ｃｆｂｐと積分項Ｃｆｂｉとを学習値Ｃｓｐの算出のために利用する構成としてもよい。さらにまた、プランジャ５２が上死点と下死点との間を１回往復した際の実燃圧Ｐａｃの変動量をサンプリングするなどして、ＦＢ制御量Ｃｆｂとは別の制御量に基づき学習値Ｃｓｐを算出するようにしてもよい。

・ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐを利用する場合のパラメータとして、エンジン回転速度ＮＥ及び実燃圧Ｐａｃを利用する構成に代えて又は加えて、燃料の温度やエンジン負荷を利用する構成としてもよい。この場合、燃料の温度は、冷却水温センサ３１により検出されたエンジン水温から推測するようにしてもよく、実測してもよい。また、エンジン負荷は、例えばバッテリ電圧に基づき決定されるようにしてもよい。

・補正制御量Ｃｓとして、ベース補正量Ｃｓｂ及び学習値Ｃｓｐの両方を有する構成に限定されることはなく、いずれか一方であってもよい。例えば学習値Ｃｓｐのみを有する構成においては、補正制御量Ｃｓの全部がエンジン１０の運転中に算出されて保存されることとなる。また、当該構成や上記各実施の形態において、学習値Ｃｓｐがバックアップエリア４２に保存されるのではなく、例えばイグニッションＯＦＦに基づきそれまでの学習値Ｃｓｐが消去される構成としてもよい。つまり、補正制御量Ｃｓのずれ量を補うために算出される値は学習値である必要がない。

・燃料供給中の最終制御量Ｃｔの算出処理（ステップＳ１３及びステップＳ３２）は、上記各実施の形態における構成に限定されることはなく、例えば、フィード制御量Ｃｆを不可制御量Ｃｎに基づき設定された通電開始タイミングの進角量として扱うのではなく、不可制御量Ｃｎ及び有効制御量Ｃｐに基づき設定された通電開始タイミングの遅角量として扱うようにしてもよい。この場合において、積分項Ｃｆｂｉを利用して燃料カット中に学習値Ｃｓｐを算出するためには、燃料カット中において最終制御量Ｃｔを算出する場合におけるＦＢ制御量Ｃｆｂの扱いをそれに合わせて変更する必要がある。

・本発明に係る燃料供給システムの制御装置を適用する対象は、高圧ポンプ２４がクランク軸の回転に連動した機械駆動式である燃料供給システムに限定されることはなく、高圧ポンプが電動式である燃料供給システムであってもよい。また、高圧ポンプが電動式である燃料供給システムであれば、本発明に係る制御装置を適用する対象は、アイドリングストップ車両やハイブリッド車両であってもよい。また、チェック弁体６５にオリフィスが設けられた高圧ポンプを有する燃料供給システムに、本発明に係る制御装置を適用してもよい。

・本発明に係る燃料供給システムの制御装置を適用する対象は、内燃機関としてディーゼルエンジンを用いるものであってもよい。つまり、本発明を、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料供給システムの制御装置にて具体化してもよい。また、電磁弁６１として常開式を用いるものではなく常閉式を用いる高圧ポンプ２４に対して、本発明に係る制御装置を適用してもよい。この場合、電磁弁６１の開弁時期を制御することにより高圧ポンプ２４の吐出量が制御される。

・デリバリパイプ２５からの燃料を加圧室５５に戻すのではなく、低圧通路部５６などといった加圧室５５よりも上流側に戻す減圧機構を利用する燃料供給システムに対して、本発明に係る制御装置を適用してもよい。また、デリバリパイプ２５からの燃料を加圧室５５に戻すものの、当該燃料を戻すための通路が常に開状態である減圧機構を利用する燃料供給システムに対して、本発明に係る制御装置を適用してもよい。この場合、高圧ポンプ２４からの燃料の吐出が行われている状況であってもデリバリパイプ２５からの燃料の戻りが発生するため、この戻り分も考慮して補正制御量Ｃｓが算出される構成とすることが好ましい。また、減圧機構を有していない燃料供給システムに対して、本発明に係る制御装置を適用してもよい。この場合であっても、例えばデリバリパイプ２５の構造に起因した燃料の漏れ分を考慮して燃料の吐出量を制御することが可能となる。

１０…エンジン、２３…燃料噴射弁、２４…高圧ポンプ、２５…デリバリパイプ、２７…燃圧センサ、３３…アクセル検出センサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイコン、５５…加圧室、６１…電磁弁、６５…チェック弁体、７０…減圧機構、７１…リターン通路部、８４…燃料通路、９１…定残圧弁、Ｍ５…ＦＢ制御量算出部、Ｍ６…減圧ベース算出部、Ｍ７…学習値算出部、Ｍ１０…最終制御量算出部。

Claims (8)

1. 燃料を吐出する燃料ポンプと、当該燃料ポンプから吐出された燃料を蓄えるとともにその蓄えた燃料を燃料噴射弁に供給する供給通路部と、を備える内燃機関の燃料供給システムに適用され、
   前記供給通路部内の燃料の圧力である燃圧が目標燃圧となるように前記燃料ポンプの操作量を制御する燃料供給システムの制御装置において、
   前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量を導出する導出手段と、
   当該導出手段が導出した前記補正量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するポンプ制御手段と、
   を備えていることを特徴とする燃料供給システムの制御装置。
2. 前記導出手段は、前記内燃機関の運転中に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態において、前記供給通路部内の前記燃圧に基づき、前記補正量を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システムの制御装置。
3. 前記供給通路部内の前記燃圧を検出する燃圧検出部から実燃圧を取得する取得手段と、
   当該取得手段が取得した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づきフィードバック操作量を算出するフィードバック制御手段と、
   を備え、
   前記ポンプ制御手段は、前記導出手段が導出した前記補正量及び前記フィードバック制御手段が算出した前記フィードバック操作量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するものであり、
   前記導出手段は、前記燃料カットの状態において前記フィードバック制御手段により算出された前記フィードバック操作量を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給システムの制御装置。
4. 前記フィードバック制御手段は、前記フィードバック操作量の一部として、前記偏差の積分項を算出するものであり、
   前記導出手段は、前記フィードバック操作量のうち前記積分項を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給システムの制御装置。
5. 前記燃料カットの状態となったタイミング以降に前記積分項をクリアするクリア実行手段を備え、
   前記導出手段は、前記クリア実行手段により前記積分項のクリアが実行された後の前記積分項を利用して、前記補正量を算出するものであることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給システムの制御装置。
6. 前記供給通路部内の燃料を当該燃料自身の燃圧の作用に基づき前記燃料噴射弁側とは異なる側に流出させて前記供給通路部内を減圧させる減圧手段を有する燃料供給システムに適用され、
   前記導出手段は、前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量として、前記減圧手段における前記燃料の流出分を補うための補正量を導出するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の燃料供給システムの制御装置。
7. 前記供給通路部内の燃料を当該燃料自身の燃圧の作用に基づき前記燃料噴射弁側とは異なる側に流出させて前記供給通路部内を減圧させるとともに、前記内燃機関の運転中に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態となった場合に前記供給通路部内の前記燃圧を所定の目標燃圧に低下させることを可能とする減圧手段を有する燃料供給システムに適用され、
   前記供給通路部内の前記燃圧を検出する燃圧検出部から実燃圧を取得する取得手段と、
   当該取得手段が取得した実燃圧と目標燃圧との偏差に基づきフィードバック操作量を算出するフィードバック制御手段と、
   を備え、
   前記ポンプ制御手段は、前記導出手段が導出した前記補正量及び前記フィードバック制御手段が算出した前記フィードバック操作量に応じた分の燃料が吐出されるように前記燃料ポンプの前記操作量を制御するものであり、
   前記導出手段は、前記燃料噴射弁からの噴射分を除く前記燃圧の減圧分を補うための補正量として、前記減圧手段における前記燃料の流出分を補うための補正量を導出するものであり、さらにその導出するための補正量を、前記燃料カットの状態となった後であって前記偏差が所定値の範囲内となった場合の前記フィードバック操作量を利用して算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システムの制御装置。
8. 前記操作量は、所定の吐出可能期間内において前記燃料ポンプからの燃料吐出の開始タイミングを決定付ける量であるとともに、
   前記減圧手段は、前記燃料の吐出を行うために前記燃料ポンプ内が加圧されていない状況では前記供給通路部からの燃料の流出を行わせる一方、前記燃料の吐出を行うために前記燃料ポンプ内が加圧されることに基づき前記供給通路部からの燃料の流出を阻止するものであり、
   前記導出手段は、前記操作量のうち前記補正量を除いた分に対応した開始タイミングが遅いタイミングほど当該開始タイミングを進角させる前記補正量を導出するものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料供給システムの制御装置。

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