JP2013147943A - 内燃機関の燃料噴射制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ、高圧デリバリパイプ、低圧デリバリパイプの順に配置された内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、低圧デリバリパイプの燃料圧力を目標燃料圧力で安定させることを課題とする。
【解決手段】本発明は、高圧デリバリパイプと低圧デリバリパイプとの間に機械式の圧力調整弁を配置し、低圧デリバリパイプの燃料圧力を増加させる場合は圧力調整弁の１次室に作用する燃料圧力を減少させ、低圧デリバリパイプの燃料圧力を減少させる場合は前記１次室に作用する燃料圧力を増加させるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。

燃料タンクから燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）と、低圧燃料ポンプから吐出された燃料を昇圧させる高圧燃料ポンプ（サプライポンプ）と、気筒内へ燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気通路内へ燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、燃料を各気筒の第１燃料噴射弁へ分配するための高圧デリバリパイプと、燃料を各気筒の第２燃料噴射弁へ分配するための低圧デリバリパイプと、を備え、それらを低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ、高圧デリバリパイプ、低圧デリバリパイプの順に直列に配置した構成が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２００６−１４４６６６号公報 特開２００６−０１６９８９号公報 特開２００３−０７４４４１号公報

ところで、上記した従来の技術において、低圧デリバリパイプの燃料圧力を圧力調整弁により調整する場合に、圧力調整弁の２次側の圧力が１次側の圧力や第２燃料噴射弁の燃料噴射量によって変化するため、低圧デリバリパイプの燃料圧力を所望の圧力で安定させることが困難となる。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ、高圧デリバリパイプ、低圧デリバリパイプの順に配置された内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、低圧デリバリパイプの燃料圧力を所望の圧力で安定させることができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、
気筒毎に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、
気筒毎に設けられ、吸気通路内へ燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、
燃料タンクから燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧して吐出する高圧燃料ポンプと、
前記高圧燃料ポンプより下流に設けられ、該高圧燃料ポンプから吐出される燃料を各気筒の第１燃料噴射弁へ分配する高圧デリバリパイプと、
前記高圧デリバリパイプより下流に設けられ、燃料の圧力を設定圧力に減圧する減圧装置と、
前記減圧装置より下流に設けられ、該減圧装置により減圧された燃料を各気筒の第２燃料噴射弁へ分配する低圧デリバリパイプと、
を備え、
前記減圧装置は、前記高圧デリバリパイプから流出した燃料の圧力が印加される１次室と、前記低圧デリバリパイプへ流入する燃料の圧力が印加される２次室と、前記１次室と前記２次室を連通する連通路と、前記連通路の通路断面積を変更する弁と、前記弁を開弁
方向へ付勢する第１バネと、前記弁を閉弁方向へ付勢する第２バネと、前記２次室の圧力を前記弁の閉弁方向へ作用させるためのダイヤフラムと、を備えた圧力調整弁であり、
前記低圧デリバリパイプの燃料圧力を増加させる場合は前記１次室に作用する燃料圧力を減少させ、前記低圧デリバリパイプの燃料圧力を減少させる場合は前記１次室に作用する燃料圧力を増加させる制御手段を更に備えるようにした。

圧力調整弁の１次室に印加される燃料圧力と２次室に印加される燃料圧力は、相反（反比例）する特性がある。また、２次室に印加される燃料圧力は、低圧デリバリパイプの燃料圧力と同等である。よって、１次室に印加される燃料圧力が減少された場合は低圧デリバリパイプの燃料圧力が増加し、１次室に印加される燃料圧力が増加された場合は低圧デリバリパイプの燃料圧力が減少することになる。その結果、低圧デリバリパイプの燃料圧力の増加要求や減少要求に応じて１次室の燃料圧力が増減されれば、低圧デリバリパイプの燃料圧力を所望の燃料圧力で安定させることができる。

ここで、１次室に印加される燃料圧力を増減させる方法としては、高圧燃料ポンプの吐出圧力を増減させる方法を用いることができる。１次室に作用する燃料圧力は、高圧デリバリパイプの燃料圧力、及び高圧燃料ポンプの吐出圧力と同等である。よって、高圧燃料ポンプの吐出圧力が増減されると、１次室に作用する燃料圧力を増減させることができる。

なお、第１燃料噴射弁から燃料噴射が実施されているときに、低圧デリバリパイプの燃料圧力を増減させるために高圧デリバリパイプの燃料圧力が調整されると、第１燃料噴射弁の噴射特性が変化してしまうため、第１燃料噴射弁から燃料噴射が行われていないとき（第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われているとき）に限り、１次室に作用する燃料圧力が増減されるようにしてもよい。

低圧デリバリパイプの燃料圧力を増加させるのに好適な場合としては、内燃機関の冷間時であって、且つ第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が実施される場合が考えられる。内燃機関の冷間時において低圧デリバリパイプの燃料圧力が高められると、第２燃料噴射弁の燃料噴射圧力が高くなる。第２燃料噴射弁の燃料噴射圧力が高められると、該第２燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化を促進させることができる。その結果、吸気通路の壁面等に付着する燃料が減少するとともに、吸気と燃料の均質混合が促進される。よって、冷間時における内燃機関の運転を安定させたり、内燃機関の始動性を向上させたり、燃料噴射量の増量補正を少なく抑えたりすることが可能になる。

そこで、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、制御手段は、内燃機関が冷間状態にあり、且つ第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるときに、前記１次室に作用する燃料圧力を減少させるようにしてもよい。

また、低圧デリバリパイプの燃料圧力を減少させるのに適した場合としては、内燃機関がアイドル運転状態にあり、且つ前記第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われる場合が考えられる。内燃機関がアイドル運転状態にあるときに低圧デリバリパイプの燃料圧力が低められると、第２燃料噴射弁から噴射させることができる最少の燃料量を減少させることができる。その結果、蒸発燃料が吸気通路へ導入されるときの空燃比の制御性が向上する。

そこで、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、制御手段は、内燃機関がアイドル運転状態にあり、且つ前記第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるときに、１次室に作用する燃料圧力を増加させるようにしてもよい。

本発明によれば、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ、高圧デリバリパイプ、低圧デリバリパイプの順に直列に配置された内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、低圧デリバリパイプの燃料圧力を所望の圧力で安定させることができる。

本発明を適用する内燃機関の燃料噴射系の概略構成を示す図である。 圧力調整弁の概略構成を示す図である。 １次室の燃料圧力と２次室の燃料圧力との相関関係を示す図である。 低圧デリバリパイプの燃料圧力を調整するときにＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムの概略構成を示す図である。図１に示す燃料噴射制御システムは、直列４気筒の内燃機関に適用される燃料噴射制御システムであり、低圧燃料ポンプ１と、高圧燃料ポンプ２とを備えている。なお、内燃機関の気筒数は、４つに限られず、５つ以上であってもよく、或いは３つ以下であってもよい。

低圧燃料ポンプ１は、燃料タンク３内に設けられている。低圧燃料ポンプ１は、燃料タンク３に貯留されている燃料を汲み上げるためのポンプであり、電力により駆動されるタービン式ポンプ（ウェスコ式ポンプ）である。低圧燃料ポンプ１には、低圧燃料通路４の一端が接続されており、該低圧燃料通路４の他端は高圧燃料ポンプ２に接続されている。低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料は、低圧燃料通路４によって高圧燃料ポンプ２の吸入口へ導かれる。

高圧燃料ポンプ２は、低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料を昇圧するためのポンプであり、内燃機関の動力（例えば、カムシャフトの回転力）により駆動される往復式のポンプ（プランジャー式ポンプ）である。高圧燃料ポンプ２の吐出口には、高圧燃料通路５の一端が接続されている。高圧燃料通路５の他端は、高圧デリバリパイプ６に接続されている。

高圧デリバリパイプ６には、４つの第１燃料噴射弁７が接続されている。第１燃料噴射弁７は、内燃機関の気筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁である。高圧デリバリパイプ６は、高圧燃料ポンプ２から高圧燃料通路５を介して該高圧デリバリパイプ６へ圧送された燃料を各第１燃料噴射弁７に分配する。

高圧デリバリパイプ６には、高圧燃料排出通路８の一端が接続されている。高圧燃料排出通路８の他端は、減圧装置９の流入口に接続されている。減圧装置９の流出口には、減圧燃料通路１０の一端が接続されている。減圧装置９は、前記流入口に流入した燃料の圧力を設定圧力まで減圧させた後に、前記流出口から流出させる装置である。なお、減圧装置９の構成については後述する。

前記減圧燃料通路１０の他端は、低圧デリバリパイプ１１に接続されている。低圧デリバリパイプ１１には、４つの第２燃料噴射弁１２が接続されている。第２燃料噴射弁１２は、内燃機関の各気筒の吸気ポート（吸気通路）内へ燃料を噴射する燃料噴射弁である。
低圧デリバリパイプ１１は、減圧装置９から減圧燃料通路１０を介して該低圧デリバリパイプ１１に圧送された燃料を各第２燃料噴射弁１２に分配する。

また、前記低圧燃料通路４の途中には、低圧リターン通路１３の一端が接続されている。低圧リターン通路１３の他端は、燃料タンク３に接続されている。なお、低圧燃料ポンプ１よりも上流側に燃料通路が備わる場合には、低圧リターン通路１３の他端を、低圧燃料ポンプ１よりも上流側の燃料通路に接続させてもよい。低圧リターン通路１３の途中には、低圧安全弁１４が設けられている。低圧安全弁１４は、低圧燃料通路４内の圧力（フィード圧）が所定圧力を超えたときに開弁する。これにより、低圧燃料通路４内の余剰の燃料が低圧リターン通路１３を介して燃料タンク３へ戻される。

前記高圧燃料排出通路８の途中には、高圧リターン通路１５の一端が接続されている。高圧リターン通路１５の他端は、低圧燃料通路４の途中に接続されている。高圧リターン通路１５の途中には、高圧安全弁１６が設けられている。高圧安全弁１６は、高圧燃料排出通路８側から低圧燃料通路４側へ向かう流れを許容し、逆方向の流れを遮断する。高圧安全弁１６は、高圧燃料排出通路８内の圧力（高圧燃料圧力）が所定値を超えたときに開弁する。これにより、高圧燃料排出通路８内の余剰の燃料が高圧リターン通路１５を介して低圧燃料通路４へ戻される。

前記減圧燃料通路１０の途中には、リーク絞り通路１７の一端が接続されている。リーク絞り通路１７の他端は、高圧リターン通路１５における高圧安全弁１６より下流の部位に接続されている。リーク絞り通路１７の途中には、燃料を極少量流通させる絞り（たとえば、オリフィス）１８が設けられている。

次に、減圧装置９の構成について図２に基づいて説明する。図２は、減圧装置９の概略構成を示す断面図である。減圧装置９は、中空のハウジング９０を備えている。ハウジング９０には、２つの部屋９１，９２が形成されている。２つの部屋９１，９２は、連通路９３により相互に連通されている。

２つの部屋９１，９２のうち、一方の部屋９１は、流入口９４と連通している。流入口９４は、高圧燃料排出通路８と接続されている。また、２つの部屋９１，９２のうち、他方の部屋９２は、ダイヤフラム９５により更に２つの部屋９２ａ，９２ｂに区画されている。２つの部屋９２ａ，９２ｂのうち、一方の部屋９２ａは、流出口９６と連通している。流出口９６は、減圧燃料通路１０と接続されている。２つの部屋９２ａ，９２ｂのうち、他方の部屋９２ｂは、大気中と連通している。なお、以下では、前記部屋９１を１次室９１と称し、前記部屋９２ａを２次室と称し、前記部屋９２ｂを大気室９２ｂと称する。

前記連通路９３には、該連通路９３を開閉するポペット型のバルブ９７が収容されている。バルブ９７の先端側は１次室９１に突出し、その端部には円板状のバルブボディが形成されている。一方、バルブ９７の基端側は２次室９２ａに突出し、その端部はダイヤフラム９５の中央部に設けられた円板状のホルダ９５ａと連結されている。

前記ホルダ９５ａの大気室９２ｂ側の面には、第１バネ９８の先端が当接している。第１バネ９８の基端は、ハウジング９０に螺合されるアジャストボルト９９と当接している。前記第１バネ９８は、ダイヤフラム９５及びバルブ９７を開弁方向へ付勢するためのコイルスプリングである。前記アジャストボルト９９は、第１バネ９８の荷重を調整するためのボルトである。

また、前記バルブ９７の１次室９１側の面には、第２バネ１００の基端が当接している。第２バネ１００の先端は１次室９１の底面と当接している。第２バネ１００は、バルブ
９７を閉弁方向へ付勢するバネであり、該第２バネ１００のバネ定数は前記第１バネ９８のバネ定数より小さくなっている。

このように構成された減圧装置９によれば、２次室９２ａの圧力と第２バネ１００の付勢力の和が第１バネ９８の付勢力より小さいときは、ダイヤフラム９５及びバルブ９７が第１バネ９８の付勢力を受けて開弁方向に変位する。その場合、バルブ９７が弁座から離座（開弁）するため、連通路９３が導通状態になる。その結果、高圧燃料排出通路８から流入口９４を介して１次室９１へ流入した高圧の燃料は、連通路９３を通って２次室９２ａへ流入する。

２次室９２ａへ流入した燃料は、流出口９６を介して減圧燃料通路１０へ排出され、減圧燃料通路１０を通って低圧デリバリパイプ１１へ到達する。１次室９１から２次室９２ａへ高圧の燃料が流れ続けると、２次室９２ａの圧力が上昇する。２次室９２ａの圧力と第２バネ１００の付勢力の和が第１バネ９８の付勢力を上回った場合は、ダイヤフラム９５及びバルブ９７が閉弁方向に変位する。そして、バルブ９７が弁座に着座（閉弁）すると、連通路９３が遮断される。その結果、２次室９２ａ（低圧デリバリパイプ１１）の圧力は、予め定められた設定圧力に維持される。

バルブ９７が閉弁しているときに、第２燃料噴射弁１２から燃料が噴射されると、低圧デリバリパイプ１１及び２次室９２ａの圧力が低下する。そして、２次室９２ａの圧力と第２バネ１００の付勢力の和が第１バネ９８の付勢力を下回ると、バルブ９７が再び開弁するため、１次室９１から２次室９２ａへ燃料が供給される。

このようにバルブ９７が開弁動作と閉弁動作を繰り返すことにより、２次室９２ａ及び低圧デリバリパイプ１１の圧力が高圧デリバリパイプ６の圧力より低い設定圧力に調整される。

ここで図１に戻り、上記したように構成された燃料噴射系には、各機器を制御するためのＥＣＵ２０を備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどを備えた電子制御装置である。ＥＣＵ２０は、第１燃圧センサ２１、第２燃圧センサ２２、アクセルポジションセンサ２３、クランクポジションセンサ２４、水温センサ２５などの各種センサと電気的に接続されている。

第１燃圧センサ２１は、高圧デリバリパイプ６に取り付けられ、該高圧デリバリパイプ６内の燃料圧力に相関した電気信号を出力するセンサである。第１燃圧センサ２１によれば、第１燃料噴射弁７から噴射される燃料の圧力を検出できる。第２燃圧センサ２２は、低圧デリバリパイプ１１に取り付けられ、該低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力に相関した電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ２３は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ２３の出力信号により、内燃機関の負荷が検出される。クランクポジションセンサ２４は、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ２４の出力信号により、内燃機関の回転数が演算される。水温センサ２５は、内燃機関を循環する冷却水の温度に相関した電気信号を出力するセンサである。水温センサ２５の出力信号により、内燃機関の温度が検出される。

ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、低圧燃料ポンプ１や高圧燃料ポンプ２を制御する。

たとえば、ＥＣＵ２０は、第１燃圧センサ２１の出力信号（高圧デリバリパイプ６の実燃料圧力）が目標燃料圧力に収束するように、高圧燃料ポンプ２の吐出圧力を調整する。
詳細には、ＥＣＵ２０は、高圧燃料ポンプ２の吸入口に設けられた吸入弁の開弁時間と閉弁時間の比率を調整することにより、高圧燃料ポンプ２から単位時間あたりに吐出される燃料量を調整する。すなわち、ＥＣＵ２０は、高圧デリバリパイプ６の実燃料圧力と目標燃料圧力との差に基づいて、吸入弁のソレノイドに印加される駆動デューティ（ソレノイドの通電時間と非通電時間との比）の比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。

その際、ＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁７の目標燃料噴射量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）Ｔｆｆと、高圧デリバリパイプ６の実燃料圧力Ｐｈと目標燃料圧力Ｐｈｔｒｇとの差ΔＰｈの大きさに応じて定まる制御量（比例項）Ｔｐと、前記ΔＰｈの一部（たとえば、比例制御の残留偏差）を積算した制御量（積分項）Ｔｉと、を加算することにより、吸入弁の駆動デューティＤｈを演算する。

なお、前記目標燃料噴射量とフィードフォワード項Ｔｆｆとの関係、及び、前記差ΔＰｈと比例項Ｔｐとの関係は、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。また、前記差ΔＰｈのうち、積分項Ｔｉに加算される量の割合についても、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。

ＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁１２の通電時間（開弁時間）を制御することにより、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量を制御する。さらに、ＥＣＵ２０は、第２燃料噴射弁１２から燃料を噴射するときに、第２燃圧センサ２２の出力信号（低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力）が目標範囲内に収束するように、前記吸入弁の駆動デューティを補正してもよい。

また、ＥＣＵ２０は、低圧燃料ポンプ１の消費電力を可及的に低減するために、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌを低下させる処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、以下の式（１）にしたがって、低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算する。なお、ここでいう駆動信号Ｄｌは、低圧燃料ポンプ１の吐出圧力（フィード圧）Ｐｌに比例する電流値である。
Ｄｌ＝Ｄ１ｏｌｄ＋ΔＴｉ＊Ｆ−Ｃｄｗｎ・・・（１）
式（１）中のＤ１ｏｌｄは、駆動信号Ｄｌの前回の計算値である。式（１）中のΔＴｉは、前記比例積分制御に用いられる積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉ（たとえば、駆動デューティＤｈの前回の演算に用いられた積分項Ｔｉｏｌｄと今回の演算に用いられた積分項Ｔｉとの差（Ｔｉ−Ｔｉｏｌｄ））である。式（１）中のＦは、補正係数である。なお、補正係数Ｆとしては、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが正値であるときは１以上の増加係数Ｆｉが使用され、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが負値であるときは１未満の減少係数Ｆｄが使用される。また、式（１）中のＣｄｗｎは、低下定数である。

上記した式（１）にしたがって低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが増加（フィード圧Ｐｌが上昇）され、前記積分項Ｔｉが減少傾向又は一定値を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが減少（フィード圧Ｐｌが低下）することになる。

ここで、前記積分項Ｔｉは、フィード圧Ｐｌが燃料の飽和蒸気圧以上であるときは低下傾向又は一定値を示し、フィード圧Ｐｌが燃料の飽和蒸気圧より低いときは増加傾向を示す。そのため、上記した式（１）により低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１のフィード圧Ｐｌが上昇され、前記積分項Ｔｉが一定又は減少傾向を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１のフィード圧Ｐｌが低下されることになる。その結果、ベーパの発生に起因した高圧燃料ポンプ２の吸引不良や吐出不良を抑制しつつ、低圧燃料ポンプ１のフィード圧
Ｐｌを低下させることができる。

次に、本発明の要旨となる低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力調整について述べる。減圧装置９が図２に示すような機械式の圧力調整弁である場合は、１次室９１と２次室９２ａは、図３に示すような圧力特性を有する。図３は、第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量が一定量であるときの１次室９１の圧力と２次室９２ａの圧力との関係を示す図である。図３において、２次室９２ａの燃料圧力は、１次室９１の燃料圧力が高くなるほど低くなる。言い換えると、１次室９１の燃料圧力は、２次室９２ａの燃料圧力が低くなるほど高くなる。これは、第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量が一定量であるときは、以下のような式（１）が成立するからである。

ΔＰ２／ΔＰ１＝−１／（（Ｓ１／Ｓ２）−１）・・・（１）
式（１）中のΔＰ１は、１次室９１の燃料圧力の変化量を示す。ΔＰ２は、２次室９２ａの燃料圧力の変化量を示す。Ｓ１は、ダイヤフラム９５の受圧面積を示す。Ｓ２は、弁体の受圧面積を示す。

したがって、１次室９１の燃料圧力を調整することにより、２次室９２ａの燃料圧力を所望の燃料圧力で安定させることができる。なお、１次室９１の燃料圧力は高圧デリバリパイプ６の燃料圧力と同等であり、２次室９２ａの燃料圧力は低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力と同等である。そのため、高圧デリバリパイプ６の燃料圧力を調整することにより、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力を所望の燃料圧力にすることができる。

高圧デリバリパイプ６の燃料圧力を増減させる方法としては、高圧燃料ポンプ２の吐出圧力を増減させる方法や、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量を増減させる方法などが考えられるが、本実施例では高圧燃料ポンプ２の吐出圧力を増減させることにより、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力を増減させる例について述べる。

以下、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力を増減させる手順について図４に沿って説明する。図４は、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力を調整する際にＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図４に示す処理ルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ２０によって周期的に実行される。

図４のルーチンでは、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０１において、内燃機関の運転状態が第２燃料噴射弁１２のみから燃料噴射を行う領域（ポート噴射領域）にあるか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２において、水温センサ２５の出力信号（冷却水温度）ｔｈｗを読み込み、該冷却水温度ｔｈｗが下限温度ｔｈｗｌより低いか否かを判別する。ここで、下限温度ｔｈｗｌは、たとえば、第２燃料噴射弁１２から噴射された燃料が気化及び霧化し難い最高の温度、又は吸気ポートの壁面等に付着する燃料量が多くなる最高の温度にマージンを加算した温度である。

前記Ｓ１０２において肯定判定された場合（ｔｈｗ＜ｔｈｗｌ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３において、高圧燃料ポンプ２の吐出圧力を減少させる。詳細には、ＥＣＵ２０は、高圧燃料ポンプ２の吸入弁に印加される駆動デューティＤｈを減少させる。

高圧燃料ポンプ２の吐出圧力が減少されると、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が高くなる。低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が高くなると、第２燃料噴射弁１２の燃料噴射圧力が高くなるため、該第２燃料噴射弁１２から噴射される燃料の微粒化或いは霧化が
促進される。よって、内燃機関が冷間状態にあり、且つ第２燃料噴射弁１２のみから燃料が噴射されるときに、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が高められると、第１燃料噴射弁７の噴射特性に影響を与えることなく、吸気通路の壁面付着燃料量を減少させることができるとともに吸気と燃料の均質混合を促進させることができる。その結果、冷間時における内燃機関の運転が安定したり、燃料噴射量の増量補正を少なく抑えたりすることが可能になる。特に、内燃機関が冷間始動されるときに低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が高められると、内燃機関の始動性を高めることができるとともに、未燃燃料成分の排出量を減少させることができる。

また、前記Ｓ１０２において否定判定された場合（ｔｈｗ≧ｔｈｗｌ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４において、内燃機関がアイドル運転状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

前記Ｓ１０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５において、高圧燃料ポンプ２の吐出圧力を増加させる。詳細には、ＥＣＵ２０は、高圧燃料ポンプ２の吸入弁に印加される駆動デューティＤｈを増加させる。

高圧燃料ポンプ２の吐出圧力が増加されると、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が低くなる。低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が低くなると、第２燃料噴射弁１２の燃料噴射圧力が低くなるため、該第２燃料噴射弁１２から噴射することができる最少の燃料量が少なくなる。よって、内燃機関がアイドル運転状態にあり、且つ第２燃料噴射弁１２のみから燃料が噴射されるときに、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力が低められると、第１燃料噴射弁７の噴射特性に影響を与えることなく、蒸発燃料が吸気通路へ導入される際の空燃比の制御性を高めることができる。

このように、ＥＣＵ２０が図４の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。その結果、低圧デリバリパイプ１１の燃料圧力を所望の圧力で安定させることができるとともに、第２燃料噴射弁１２の噴射特性を内燃機関の運転状態に適したものにすることができる。

１ 低圧燃料ポンプ
２ 高圧燃料ポンプ
３ 燃料タンク
４ 低圧燃料通路
５ 高圧燃料通路
６ 高圧デリバリパイプ
７ 第１燃料噴射弁
８ 高圧燃料排出通路
９ 減圧装置
１０ 減圧燃料通路
１１ 低圧デリバリパイプ
１２ 第２燃料噴射弁
１３ 低圧リターン通路
１４ 低圧安全弁
１５ 高圧リターン通路
１６ 高圧安全弁
１７ リーク絞り通路
２０ ＥＣＵ
２１ 第１燃圧センサ
２２ 第２燃圧センサ
９０ ハウジング
９１ １次室
９２ａ ２次室
９２ｂ 大気室
９３ 連通路
９４ 流入口
９５ ダイヤフラム
９５ａ ホルダ
９６ 流出口
９７ バルブ
９８ 第１バネ
９９ アジャストボルト
１００ 第２バネ

Claims (5)

1. 気筒毎に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、
   気筒毎に設けられ、吸気通路内へ燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、
   燃料タンクから燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプと、
   前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧して吐出する高圧燃料ポンプと、
   前記高圧燃料ポンプより下流に設けられ、該高圧燃料ポンプから吐出される燃料を各気筒の第１燃料噴射弁へ分配する高圧デリバリパイプと、
   前記高圧デリバリパイプより下流に設けられ、燃料の圧力を設定圧力に減圧する減圧装置と、
   前記減圧装置より下流に設けられ、該減圧装置により減圧された燃料を各気筒の第２燃料噴射弁へ分配する低圧デリバリパイプと、
   を備え、
   前記減圧装置は、前記高圧デリバリパイプから流出した燃料の圧力が印加される１次室と、前記低圧デリバリパイプへ流入する燃料の圧力が印加される２次室と、前記１次室と前記２次室を連通する連通路と、前記連通路の通路断面積を変更する弁と、前記弁を開弁方向へ付勢する第１バネと、前記弁を閉弁方向へ付勢する第２バネと、前記２次室の圧力を前記弁の閉弁方向へ作用させるためのダイヤフラムと、を備えた圧力調整弁であり、
   前記低圧デリバリパイプの燃料圧力を増加させる場合は前記１次室に作用する燃料圧力を減少させ、前記低圧デリバリパイプの燃料圧力を減少させる場合は前記１次室に作用する燃料圧力を増加させる制御手段を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
2. 請求項１において、前記制御手段は、前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を調整することにより、前記１次室に作用する燃料圧力を増減させる内燃機関の燃料噴射制御システム。
3. 請求項１又は２において、前記制御手段は、前記第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるときに、前記１次室に作用する燃料圧力を増減させる内燃機関の燃料噴射制御システム。
4. 請求項３において、前記制御手段は、内燃機関が冷間状態にあり、且つ前記第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるときに、前記１次室に作用する燃料圧力を減少させる内燃機関の燃料噴射制御システム。
5. 請求項３又は４において、前記制御手段は、内燃機関がアイドル運転状態にあり、且つ前記第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるときに、前記１次室に作用する燃料圧力を増加させる内燃機関の燃料噴射制御システム。

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