JP2006046169A - 内燃機関の燃料圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２台の高圧燃料ポンプを用いて高圧燃料系統を形成する場合であって必要に応じて高圧燃料ポンプの稼働台数を変化させる場合に良好な燃圧制御特性を実現する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、積分項の算出が必要である場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ポンプ駆動数が２であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ポンプ駆動数２個用の積分項をデューティ算出用に使用し（Ｓ１２０）、算出された積分項をポンプ駆動数２個用としてメモリに記憶するステップ（Ｓ１４０）と、ポンプ駆動数が２でないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、ポンプ駆動数１個用の積分項をデューティ算出用に使用するステップ（Ｓ１３０）と、算出された積分項をポンプ駆動数１個用としてメモリに記憶するステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、筒内に向けて高圧で燃料を噴射する燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）を備えた内燃機関またはこの燃料噴射手段に加えて吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の高圧燃料系統の制御装置に関し、特に、複数の高圧燃料ポンプを備えた高圧燃料系統を制御する技術に関する。

ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）と、吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射弁（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備え、エンジンの回転数や内燃機関の負荷に応じて、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとで燃料を噴き分けるエンジンが公知である。また、ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）のみを備える直墳エンジンも公知である。筒内噴射用インジェクタを含む高圧燃料系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料がデリバリーパイプを介して筒内噴射用インジェクタに供給され、筒内噴射用インジェクタは、内燃機関の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。

また、コモンレール式燃料噴射系統を有するディーゼルエンジンも公知である。このコモンレール式燃料噴射系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料をコモンレールに蓄えておき、電磁弁の開閉によりコモンレールからディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。

このような内燃機関における燃料を高圧状態にするために、内燃機関のクランクシャフトに連結されたドライブシャフトに設けられたカムによりシリンダを駆動する高圧燃料ポンプが用いられている。

特開平１１−４４２７６号公報（特許文献１）は、高圧ポンプの吐出脈動によるコモンレール内での燃圧の変動を低減し、燃料噴射量を安定化させる燃料噴射装置を開示する。この燃料噴射装置は、基端側が燃料タンクに連なる第１，第２の高圧配管と、該第１，第２の高圧配管の途中に設けられ互いに吐出脈動を打消し合うタイミングで駆動される第１，第２の高圧ポンプと、複数の噴射弁を備えた管体として形成され、該第１，第２の高圧ポンプから吐出された燃料をエンジンに噴射するために第１，第２の高圧配管の先端に接続された第１，第２のコモンレールと、第１，第２の高圧ポンプの吐出側と第１，第２のコモンレールとの間に位置して第１，第２の高圧配管の間を連通する連通配管とから構成される。

この燃料噴射装置によると、第１，第２の高圧ポンプによって生じる燃料の吐出脈動は、連通配管を通じて相互に干渉する。このとき、第１，第２の高圧ポンプは互いに吐出脈動を打消し合うタイミングで駆動し、例えば第１の高圧ポンプが吐出行程のときには、第２の高圧ポンプは吸入行程となる。このため、第１の高圧ポンプによる吐出脈動の山と、第２の高圧ポンプによる吐出脈動の谷とが相互に相殺することができ、第１，第２の高圧配管から第１，第２のコモンレールに向けて脈動が低減された燃料を供給できると共に、これら各コモンレール内での燃圧の変動を抑制することができる。

特開２００１−２６３１４４号公報（特許文献２）は、燃料ポンプの燃料吐出量が最大値近傍の値であるとき、積分項が誤って過度に大きくなることに伴って、実際の燃料圧力が目標値を越えて過度に上昇するのを抑制することのできる内燃機関の燃料圧力制御装置を開示する。この内燃機関の燃料圧力制御装置は、燃料配管内に向けて燃料を吐出する燃料ポンプを備え、燃料配管内の実際の燃料圧力が目標値に近づくよう、同実際の燃料圧力とその目標値とに基づき燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する内燃機関の燃料圧力制御装置であって、実際の燃料圧力とその目標値との偏差に応じて更新される積分項に基づき、燃料ポンプの燃料吐出量のフィードバック制御に用いられる制御量を算出する算出手段と、燃料ポンプの燃料吐出量が最大値近傍の値であるときに、同燃料吐出量を多くする側への積分項の更新を禁止する禁止手段とを備える。

この内燃機関の燃料圧力制御装置によると、機関始動時等に燃料ポンプの燃料吐出量が最大値近傍の値であるときには、燃料圧力を目標値まで上昇させるべく積分項を更新しても同燃料圧力が急には上昇しないことから、積分項が誤って過度に燃料吐出量を多くする側に変化してしまうおそれがある。しかし、の構成によれば、燃料ポンプの燃料吐出量が最大値近傍の値であるときには、燃料吐出量を多くする側への積分項の更新が禁止されるため、積分項が誤って過度に燃料吐出量を多くする側に変化することは回避される。従って、燃料ポンプの燃料吐出量が最大値近傍の値であるとき、積分項が過度に燃料吐出量を多くする側に変化することに伴い、実際の燃料圧力が目標値を越えて大きく上昇する、いわゆるオーバーシュートが発生するのを抑制することができる。
特開平１１−４４２７６号公報 特開２００１−２６３１４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された燃料噴射装置は、連通配管により互いに接続された２台の高圧燃料ポンプが開示されているが、それらの高圧燃料ポンプの詳細な制御について開示されていない。特許文献２に開示された内燃機関の燃料圧力制御装置は、１台の高圧燃料ポンプのフィードバック制御しか開示されていない。

２台以上の高圧燃料ポンプを連通配管で接続して１つの高圧燃料系統に高圧燃料を供給するときに、それぞれの高圧燃料ポンプはフィードバック制御される。このとき、所望の燃料圧力になるように、高圧燃料ポンプの制御デューティが変更されて吐出量が制御される。このような場合において、高圧燃料ポンプの稼働台数が変化した場合であっても、フィードバック制御のための制御量（特に積分項）を共通して使用すると、高圧燃料ポンプの個体差により、高圧燃料ポンプの稼働台数が切り換わる前後における燃圧制御性が良好でなくなる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の高圧燃料ポンプを用いて高圧燃料系統を形成する場合であって必要に応じて高圧燃料ポンプの稼動台数を変化させる場合に、良好な燃圧制御特性を実現できる、内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関の燃料圧力制御装置は、燃料配管内に向けて燃料を吐出する２台以上の燃料ポンプを備え、燃料配管内の実際の燃料圧力が目標値に近づくよう、実際の燃料圧力とその目標値とに基づき燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する。この燃料圧力制御装置は、実際の燃料圧力とその目標値との偏差に応じて更新される積分項に基づき、燃料ポンプの燃料吐出量のフィードバック制御に用いられる制御量を算出する算出手段と、燃料ポンプの駆動台数に基づいて、積分項の設定を変更するための変更手段とを含む。

第１の発明によると、実際に駆動される燃料ポンプの台数が異なると、その駆動台数に基づいて、燃料圧力フィードバック制御の積分項を変更するようにした。このため、稼働台数に対応した適切な積分項を選定することができ、燃料ポンプの個体差や漏れなどによるばらつきを抑制して、定常偏差が残らないような良好な制御性を実現できる。その結果、複数の高圧燃料ポンプを用いて高圧燃料系統を形成する場合であって必要に応じて高圧燃料ポンプの稼動台数を変化させる場合に、良好な燃圧制御特性を実現できる、内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る内燃機関の燃料圧力制御装置は、燃料配管内に向けて燃料を吐出する第１の燃料ポンプおよび第２の燃料ポンプを備え、燃料配管内の実際の燃料圧力が目標値に近づくよう、実際の燃料圧力とその目標値とに基づき第１の燃料ポンプの燃料吐出量および第２の燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する。この燃料圧力制御装置は、実際の燃料圧力とその目標値との偏差に応じて更新される積分項に基づき、燃料ポンプの燃料吐出量のフィードバック制御に用いられる制御量を算出する算出手段と、第１の燃料ポンプおよび第２の燃料ポンプのいずれか１台が駆動されているときと、第１および第２の燃料ポンプの両方が駆動されているときとで、積分項の設定を変更するための変更手段とを含む。

第２の発明によると、実際に駆動される燃料ポンプの１台であるか２台であるかにより、その駆動台数に基づいて、燃料圧力フィードバック制御の積分項を変更するようにした。このため、１台の燃料ポンプが稼働しているときに対応した適切な積分項と、２台の燃料ポンプが稼働しているときに対応した適切な積分項とを選定することができ、燃料ポンプの個体差や漏れなどによるばらつきを抑制して、定常偏差が残らないような良好な制御性を実現できる。その結果、２台の高圧燃料ポンプを用いて高圧燃料系統を形成する場合であって必要に応じて高圧燃料ポンプの稼動台数を１台と２台とで切り換える場合に、良好な燃圧制御特性を実現できる、内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンの燃料供給システム１０を示す。このエンジンは、Ｖ型８気筒のガソリンエンジンであって、各気筒の筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ１１０と、各気筒の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを有する。なお、本発明はこのようなエンジンに限定されて適用されるものではなく、他の形式のガソリンエンジンや、コモンレール式ディーゼルエンジンであってもよい。さらに、高圧燃料ポンプは２台に限定されないで、２台以上であればよい。

図１に示すように、この燃料供給システム１０は、燃料タンクに設けられ、低圧（プレッシャーレギュレータ圧力である４００ｋＰａ程度）の吐出圧で燃料を供給するフィードポンプ１００と、第１のカム２１０により駆動される第１の高圧燃料ポンプ２００と、第１のカム２１０とは吐出の位相が異なる第２のカム３１０により駆動される第２の高圧燃料ポンプ３００と、筒内噴射用インジェクタ１１０に高圧燃料を供給するための左右のバンク毎に設けられた高圧デリバリパイプ１１２と、高圧デリバリパイプ１１２に設けられた左右のバンク各４個ずつの筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気通路噴射用インジェクタ１２０に燃料を供給するための左右のバンク毎に設けられた低圧デリバリパイプ１２２と、低圧デリバリパイプ１２２に設けられた左右のバンク各４個ずつの吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを含む。

燃料タンクのフィードポンプ１００の吐出口は、低圧供給パイプ４００に接続され、低圧供給パイプ４００は、第１の低圧デリバリ連通パイプ４１０とポンプ供給パイプ４２０とに分岐する。第１の低圧デリバリ連通パイプ４１０は、Ｖ型バンクの片方のバンクの低圧デリバリパイプ１２２との分岐点より下流側で、第２の低圧デリバリ連通パイプ４３０となり、もう片方のバンクの低圧デリバリパイプ１２２に接続されている。

ポンプ供給パイプ４２０は、第１の高圧燃料ポンプ２００および第２の高圧燃料ポンプ３００の入り口にそれぞれ接続される。第１の高圧燃料ポンプ２００の入り口の手前には、第１のパルセーションダンパー２２０が、第２の高圧燃料ポンプ３００の入り口の手前には、第２のパルセーションダンパー３２０が、それぞれ設けられ、燃料脈動の低減を図っている。

第１の高圧燃料ポンプ２００の吐出口は、第１の高圧デリバリ連通パイプ５００に接続され、第１の高圧デリバリ連通パイプ５００は、Ｖ型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２に接続される。第２の高圧燃料ポンプ３００の吐出口は、第２の高圧デリバリ連通パイプ５１０に接続され、第２の高圧デリバリ連通パイプ５１０は、Ｖ型バンクのもう片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２に接続される。Ｖ型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２ともう片方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２とは、高圧連通パイプ５２０により接続される。

高圧デリバリパイプ１１２に設けられたリリーフバルブ１１４は、高圧デリバリリターンパイプ６１０を介して高圧燃料ポンプリターンパイプ６００に接続される。高圧燃料ポンプ２００および高圧燃料ポンプ３００のリターン口は、高圧燃料ポンプリターンパイプ６００に接続される。高圧燃料ポンプリターンパイプ６００は、リターンパイプ６２０およびリターンパイプ６３０に接続され、燃料タンクに接続される。

図２に、図１の第１の高圧燃料ポンプ２００付近の拡大図を示す。第２の高圧燃料ポンプ３００も同様であるがカムの位相が異なり吐出タイミングの位相をずらして脈動の発生を抑制している。また、第１の高圧燃料ポンプ２００と第２の高圧燃料ポンプ３００の特性は、同じでも異なってもよい。以下の説明では、第１の高圧燃料ポンプ２００の吐出能力および第２の高圧燃料ポンプ３００の吐出能力は、仕様上同じであるが、それぞれの個体差により、制御特性は異なる。

高圧燃料ポンプ２００は、カム２１０で駆動され上下に摺動するポンププランジャ-２０６と、電磁スピル弁２０２とリーク機能付きチェックバルブ２０４とを主な構成部品としている。

カム２１０によりポンププランジャー２０６が下方向に移動しているときであって電磁スピル弁２０２が開いているときに燃料が導入され（吸い込まれ）、カム２１０によりポンププランジャー２０６が上方向に移動しているときに電磁スピル弁２０２を閉じるタイミングを変更して、高圧燃料ポンプ２００から吐出される燃料量を制御する。ポンププランジャー２０６が上方向に移動している加圧行程中における電磁スピル弁２０２を閉じる時期が早いほど多くの燃料が吐出され、遅いほど少ない燃料が吐出される。この最も多く吐出される場合の電磁スピル弁２０２の駆動デューティを１００％とし、この最も少なく吐出される場合の電磁スピル弁２０２の駆動デューティを０％としている。電磁スピル弁２０２の駆動デューティが０％の場合には、電磁スピル弁２０２は閉じることなく開いたままの状態になり、第１のカム２１０が回転している限り（エンジンが回転している限り）ポンププランジャー２０６は上下方向に摺動するが、電磁スピル弁２０２が閉じないので、燃料は加圧されない。

加圧された燃料は、リーク機能付きチェックバルブ２０４（設定圧６０ｋＰａ程度）を押し開けて第１の高圧デリバリ連通パイプ５００を介して高圧デリバリパイプ１１２へ圧送される。このとき、高圧デリバリパイプ１１２に設けられた燃圧センサにより燃圧がフィードバック制御される。また、前述の通り、Ｖ型の一方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２と他方のバンクの高圧デリバリパイプ１１２とは、高圧連通パイプ５２０により連通している。

リーク機能付きチェックバルブ２０４は、通常のチェックバルブ２０４に細孔を設けたものであって、常時その細孔は開いている。このため、第１の高圧デリバリ連通パイプ５００内の燃料の圧力よりも第１の高圧燃料ポンプ２００（ポンププランジャー２０６）側の燃料の圧力が低くなると（たとえば電磁スピル弁２０２が開いたまま、エンジンが停止してカム２１０が停止）、この細孔を通って第１の高圧デリバリ連通パイプ５００内の高圧燃料が高圧燃料ポンプ２００側に戻ってきて高圧デリバリ連通パイプ５００および高圧デリバリパイプ１１２内の燃料の圧力が低下する。これにより、たとえば、エンジン停止時には高圧デリバリパイプ１１２内の燃料が高圧でなくなり、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料漏れを回避できる。

高圧燃料ポンプ２００のフィードバック制御に用いられる制御量は、実際の燃料圧力と目標値との偏差に応じて更新される積分項、および実際の燃料圧力と目標値との偏差を「０」にすべく増減する比例項等から算出される。この制御量が大きくなると高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が増加して燃料圧力が高くなり、逆に制御量が小さくなると高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が低下して燃料圧力が低くなる。

実際の燃料圧力が目標値よりも過度に高くなると、積分項および比例項がともに小さくなって実際の燃料圧力を目標値まで低下させようとする。しかし、燃料圧力を低下させることは時間がかかるため、実際の燃料圧力を目標値まで低下させる間に積分項が過度に小さくなってしまう。このように積分項が小さくなり過ぎると、実際の燃料圧力が目標値に達した後に、燃料圧力を目標値に維持することができず、燃料圧力がさらに低下していわゆるアンダーシュートが生じる。

さらに詳しくは、エンジンＥＣＵは、最終燃料噴射量に基づき筒内噴射用インジェクタ１１０を駆動制御し、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される燃料の量を制御する。こうした筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される燃料の量（燃料噴射量）は、高圧デリバリパイプ１１２内の燃料圧力（燃圧）と燃料噴射時間によって定まるため、燃料噴射量を適正にするためには燃圧を適正な値に維持する必要がある。従って、エンジンＥＣＵは、燃圧センサからの検出信号に基づき求められる燃圧がエンジン運転状態に応じて設定される目標燃圧Ｐ（0）に近づくよう、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量をフィードバック制御して燃圧Ｐを適正値に維持する。なお、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量は、後述するデューティ比ＤＴに基づき電磁スピル弁の閉弁期間（閉弁開始時期）を調整することによってフィードバック制御されることは上述した通りである。

ここで、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量（電磁スピル弁２０２の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるデューティ比ＤＴについて説明する。このデューティ比ＤＴは、０〜１００％という値の間で変化する値であって、電磁スピル弁２０２の閉弁期間に対応するカム２１０のカム角度に関係した値である。すなわち、このカム角度に関して、電磁スピル弁２０２の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）を「θ（0）」とし、同閉弁期間の目標値に対応するカム角度（目標カム角度）を「θ」とすると、デューティ比ＤＴは、最大カム角度θ（0）に対する目標カム角度θの割合を示すものということになる。従って、デューティ比ＤＴは、目標とする電磁スピル弁２０２の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値とされ、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値とされるようになる。

デューティ比ＤＴが１００％に近づくほど、デューティ比ＤＴに基づき調整される電磁スピル弁２０２の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁２０２の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が増加して燃圧Ｐが上昇するようになる。また、デューティ比ＤＴが０％に近づくほど、デューティ比ＤＴに基づき調整される電磁スピル弁２０２の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁２０２の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が減少して燃圧Ｐが低下するようになる。

デューティ比ＤＴの算出手順について説明する。デューティ比ＤＴは、下記の式（１）に基づき算出される。

ＤＴ＝ＦＦ＋ＤＴp＋ＤＴi＋α … （１）
ここで、ＦＦはフィードフォワード項、ＤＴpは比例項、ＤＴiは積分項である。また、αは、リーク機能付きチェックバルブ２０４からのリーク量を考慮するための補正項である。式（１）において、フィードフォワード項ＦＦは、要求される燃料噴射量に見合った量の燃料を予め高圧デリバリパイプ１１２に供給し、エンジン過渡時等においても速やかに燃圧Ｐを目標燃圧Ｐ（0）へと近づけるためのものである。また、式（１）において、比例項ＤＴpは燃圧Ｐを目標燃圧Ｐ（0）に近づけるためのものであって、積分項ＤＴiは燃料漏れや高圧燃料ポンプ２００の個体差等に起因するデューティ比ＤＴのばらつきを抑制するためのものである。

エンジンＥＣＵは、式（１）を用いて算出されるデューティ比ＤＴに基づき、電磁スピル弁２０２における電磁ソレノイドに対する通電開始時期、すなわち電磁スピル弁２０２の閉弁開始時期を制御する。こうして電磁スピル弁２０２の閉弁開始時期が制御されることにより、電磁スピル弁２０２の閉弁期間が変化して高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が調整され、燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（0）に向けて変化するようになる。

最終燃料噴射量およびエンジン回転数ＮＥ等の機関運転状態に基づきフィードフォワード項ＦＦを算出する。このフィードフォワード項ＦＦは、要求される燃料噴射量が多くなるほど大きい値になり、デューティ比ＤＴを１００％側、すなわち高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を多くする側へと変化させる。

実際の燃圧Ｐおよび予め設定される目標燃圧Ｐ（0）等に基づき下記の式（２）を用いて比例項ＤＴpを算出する。

ＤＴp＝Ｋ（1）・（Ｐ（0）−Ｐ） … （２）
ここで、Ｋ（1）は係数、Ｐは実際の燃圧、Ｐ（0）は目標燃圧である。式（２）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（0）よりも小さい値であって両者の差（「Ｐ（0）−Ｐ」）が大きい値になるほど、比例項ＤＴpは大きい値になり、デューティ比ＤＴを１００％側、すなわち高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を多くする側へと変化させる。逆に、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（0）よりも大きい値になり両者の差（「Ｐ（0）−Ｐ」）が小さい値になるほど、比例項ＤＴpは小さい値になり、デューティ比ＤＴを０％側、すなわち高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を少なくする側へと変化させる。

積分項ＤＴiは、たとえば下記の式（３）を用いて、前回の積分項ＤＴi、実際の燃圧Ｐ、および目標燃圧Ｐ（0）に基づき算出される。

ＤＴi＝ＤＴi＋Ｋ（2）・（Ｐ（0）−Ｐ） … （３）
ここで、Ｋ（2）は係数、Ｐは実際の燃圧、Ｐ（0）は目標燃圧である。式（３）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（0）よりも小さい値である間は、両者の差（「Ｐ（0）−Ｐ」）に対応した値が所定周期毎に積分項ＤＴiに加算される。その結果、積分項ＤＴiは、徐々に大きい値へと更新され、デューティ比ＤＴを徐々に１００％側（高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を多くする側）へと変化させる。逆に燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（0）よりも大きい値である間は、両者の差（「Ｐ（0）−Ｐ」）に対応した値が所定周期毎に積分項ＤＴiから減算される。その結果、積分項ＤＴiは、徐々に小さい値に更新され、デューティ比ＤＴを徐々に０％側（高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を少なくする側）へと変化させる。なお、積分項ＤＴiの初期値は０である。

図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵは、フィードバック制御に用いられる積分項の算出が必要であるか否かを判断する。このとき、たとえば、制御デューティが１００％である場合には、積分項を計算する必要がないため積分項の算出が必要ではないと判断される。積分項の算出が必要である場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵは、ポンプ駆動数が２であるか否かを判断する。ポンプ駆動数が２であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１３０へ移される。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵは、ポンプ駆動数２個用の積分項をデューティ算出に使用する。Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵは、ポンプ駆動数１個用の積分項をデューティ算出用に使用する。

Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵは積分項をポンプ駆動数２個用としてエンジンＥＣＵ内のメモリに記憶する。Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵは、積分項をポンプ駆動数１個用としてエンジンＥＣＵ内のメモリに記憶する。

なお、Ｓ１４０およびＳ１５０の処理は、積分項が前回の演算にて算出された積分項に基づいて算出されるため（式（３）参照）、メモリに一時的に繰返し記憶される処理である。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御される高圧燃料配管系の動作について説明する。

積分項を算出する必要があると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ポンプ駆動数が２である場合には（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ポンプ駆動数２個用の積分項をデューティ算出用に使用し（Ｓ１２０）、算出された積分項をポンプ駆動数２個用としてメモリに記憶する（Ｓ１４０）。

一方、ポンプ駆動数が２でないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、ポンプ駆動数が１個であるため、ポンプ駆動数１個用の積分項をデューティ算出用に使用し（Ｓ１３０）、算出された積分項をポンプ駆動数１個用としてメモリに記憶する（Ｓ１５０）。

図４に、積分項を１台用の積分項要求値と２台用の積分項要求値とを別々に設けた本発明の場合と、１台用と２台用とを共用して積分項要求値を設定した従来の方法との相違について説明する。

図４は、横軸を時間軸として、ポンプ駆動数を、１台から２台へ、２台から１台へ変化したときの燃圧の変化を表わす。従来は、ポンプ駆動数にかかわらず、図４の中段の１つの曲線で表わされる共用積分項要求値を設定していた。一方、本発明においては積分項の要求値を１台用積分項要求値と２台用積分項要求値とを別々に設定し、ポンプ駆動数が１台から２台になると１台用積分項要求値から２台用積分項要求値に切り換え、ポンプ駆動数が２台から１台になると２台用積分項要求値から１台用積分項要求値へ切り換えるようにした。

このため、従来は燃圧が１台から２台へ、または２台から１台へ、切り換わったときに燃圧が大きく目標値から外れて徐々に偏差がなくなっていくように制御されていたが、本発明によると燃圧のふらつきはなくなる。このように、定常偏差がなくなり制御特性が格段に向上する。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵに制御される高圧燃料系の燃圧は、ポンプ駆動数が１台であるか２台であるかによって積分項の要求値を変更したため、良好な燃圧制御特性を実現させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置により制御されるガソリンエンジンの燃料供給システムの全体概要図である。 図１の部分拡大図である。 エンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵで実行される結果である制御状態を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料供給システム、１００ フィードポンプ、１１０ 筒内噴射用インジェクタ、１１２ 高圧デリバリパイプ、１１４ リリーフバルブ、１２０ 吸気通路噴射用インジェクタ、１２２ 低圧デリバリパイプ、２００ 第１の高圧燃料ポンプ、２０２ 電磁スピル弁、２０４ リーク機能付きチェックバルブ、２０６ ポンププランジャー、２１０ 第１のカム、２２０ 第１のパルセーションダンパー、３００ 第２の高圧燃料ポンプ、３１０ 第２のカム、３２０ 第２のパルセーションダンパー、４００ 低圧供給パイプ、４１０ 第１の低圧デリバリ連通パイプ、４２０ ポンプ供給パイプ、４３０ 第２の低圧デリバリ連通パイプ、５００ 第１の高圧デリバリ連通パイプ、５１０ 第２の高圧デリバリ連通パイプ、５２０ 高圧連通パイプ、６００ 高圧燃料ポンプリターンパイプ、６１０ 高圧デリバリリターンパイプ、６２０，６３０ リターンパイプ。

Claims (2)

1. 燃料配管内に向けて燃料を吐出する２台以上の燃料ポンプを備え、前記燃料配管内の実際の燃料圧力が目標値に近づくよう、実際の燃料圧力とその目標値とに基づき前記燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
   前記実際の燃料圧力とその目標値との偏差に応じて更新される積分項に基づき、前記燃料ポンプの燃料吐出量のフィードバック制御に用いられる制御量を算出する算出手段と、
   前記燃料ポンプの駆動台数に基づいて、前記積分項の設定を変更するための変更手段とを含む、内燃機関の燃料圧力制御装置。
2. 燃料配管内に向けて燃料を吐出する第１の燃料ポンプおよび第２の燃料ポンプを備え、前記燃料配管内の実際の燃料圧力が目標値に近づくよう、実際の燃料圧力とその目標値とに基づき前記第１の燃料ポンプの燃料吐出量および前記第２の燃料ポンプの燃料吐出量をフィードバック制御する内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
   前記実際の燃料圧力とその目標値との偏差に応じて更新される積分項に基づき、前記燃料ポンプの燃料吐出量のフィードバック制御に用いられる制御量を算出する算出手段と、
   前記第１の燃料ポンプおよび前記第２の燃料ポンプのいずれか１台が駆動されているときと、前記第１および第２の燃料ポンプの両方が駆動されているときとで、前記積分項の設定を変更するための変更手段とを含む、内燃機関の燃料圧力制御装置。

Images