JP2003106208A

JP2003106208A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2003106208A
Application number: JP2001300115A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okamoto; 多加志岡本; Hidefumi Iwaki; 秀文岩城; Yoshiyuki Yoshida; 義幸吉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP3984446B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料供給系統のコモンレール内の脈動振幅の
大きさの原因となる燃料噴射量に着目することによっ
て、実燃料圧力の脈動の影響を排除して、該燃料圧力お
よび燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度よく制御する内
燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】噴射燃料を圧力供給する往復動式の燃料
ポンプと、燃料圧力を検出する燃圧センサと、燃料を噴
射する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関の制御装置であ
って、前記燃料ポンプは、コモンレールを介して燃料を
前記燃料噴射弁に供給するものであり、前記燃圧センサ
は、前記コモンレール内の燃料圧力を検出するものであ
り、該制御装置は、前記検出した燃料圧力を前記燃料噴
射弁から噴射される燃料噴射量に応じた重みで平滑化処
理を行う燃圧入力平滑化処理手段を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる内燃機関の制御装置に係り、特に、インジェクタに
燃料を圧送する燃料供給ポンプを備えた内燃機関の制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガソリン等の燃料を使用する火花
点火式内燃機関においては、燃料をポンプにより圧送す
ると共に燃焼室内に直接噴射して、点火プラグ近傍に可
燃混合気を層状に生成することで成層燃焼をさせる技術
が開発されている。この成層燃焼により空燃比を大幅に
リーンとした燃焼を可能としたことで、内燃機関の燃費
・排出ガス性能を大きく改善することができる。

【０００３】前記成層燃焼を行う内燃機関においては、
成層燃焼と均質燃焼を切換える場合あるいは内燃機関の
運転条件に応じて、所望の燃料噴射圧力に制御すること
が必要である。この要求に対しては、特開平１１−３２
４７５７号公報に記載の技術が提案されている。該技術
は、インジェクタからの燃料噴射量に基づいて設定され
たフィードフォワード制御量と、燃圧センサで検出され
る燃料蓄圧室（以下コモンレールと云う）内の燃圧が目
標圧力に一致するようなフィードバック制御量とに基づ
いて、燃料ポンプの吐出量を制御し、結果として燃圧を
制御する構成となっている。

【０００４】しかし、前記コモンレール内の燃圧は、脈
動するものであるため、特開平２０００−３２４７５７
号公報に記載の技術は、定常状態における実燃圧の目標
に対するオフセットおよび実燃圧の長い周期での変動を
回避しつつ、実燃圧の検出応答性を確保することを目的
として、内燃機関の回転速度に応じて加重平均処理にお
ける重みを設定する構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１３は、
前記燃圧の脈動発生メカニズムについて示したものであ
る。燃圧脈動は、ポンプ非吐出期間においてインジェク
タから燃料が噴射され、燃圧が低下することによって発
生する。このため、燃料噴射量が多くなるほど燃圧の低
下量が大きくなり、即ち、燃圧脈動の振幅が大きくな
る。

【０００６】前記特開平２０００−３２４７５７号公報
に記載されている前記技術においては、前記コモンレー
ル内の燃圧脈動の大きさの原因である燃料噴射量につい
て考慮されていないために、内燃機関の負荷変化等によ
り燃料噴射量が変化した場合、実燃圧の脈動の影響を受
けてしまい、燃圧およびインジェクタからの燃料噴射量
を精度良く制御することができない。

【０００７】前記の如く、燃圧及びインジェクタからの
燃料噴射量を精度良く制御できない場合には、インジェ
クタからの噴射燃料の粒径が大きくなることで、空燃比
がばらつく等により安定した燃焼を得ることができず、
燃費および排出ガス性能の悪化を招くことになる。

【０００８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、燃料供給系統のコ
モンレール内の脈動振幅の大きさの原因となる燃料噴射
量に着目することによって、実燃料圧力の脈動の影響を
排除して、該燃料圧力および燃料噴射弁からの燃料噴射
量を精度よく制御する内燃機関の制御装置を提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る内燃機関の制御装置は、噴射燃料を圧力供
給する往復動式の燃料ポンプと、燃料圧力を検出する燃
圧センサと、燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えると共
に、前記検出した燃料圧力を前記燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料噴射量に応じた重みで平滑化処理を行う燃圧入
力平滑化処理手段を備え、前記燃料ポンプは、コモンレ
ールを介して燃料を前記燃料噴射弁に供給するものであ
り、前記燃圧センサは、前記コモンレール内の燃料圧力
を検出するものであり、前記燃料ポンプは、前記内燃機
関によって駆動されるものであることを特徴としてい
る。

【００１０】本発明の内燃機関の制御装置は、前記構成
により、コモンレール内の実燃料圧力（実燃圧）の脈動
の影響を排除して、該実燃圧及び燃料噴射弁（インジェ
クタ）からの燃料噴射量を精度よく制御するものであ
り、このことにより、安定した燃焼と排出ガス性能の改
善ができるものである。

【００１１】また、本発明の内燃機関の制御装置の具体
的な態様としては、前記燃圧入力平滑化処理手段は、前
記燃料噴射量が多いときほど、過去の検出値に対する重
みを大きくすることを特徴とし、前記燃圧入力平滑化処
理手段は、前記燃料噴射量に対応して重みを設定記憶し
たテーブルを備え、該テーブルからそのときの燃料噴射
量に対応する重みを検索することを特徴とし、前記テー
ブルは、各制御対象によって異なるものを設定記憶して
いることを特徴としている。

【００１２】更に、本発明の内燃機関の制御装置の他の
具体的な態様としては、燃料噴射量の算出に当たって
は、吸入空気量もしくは前記燃料ポンプの吐出量を前記
燃料噴射量相当として用いることを特徴としている。

【００１３】更にまた、本発明の内燃機関の制御装置の
他の態様としては、前記制御装置は、前記平滑化処理さ
れた燃料圧力と内燃機関の運転状態に基づいて算出され
た目標燃圧とを比較して、前記燃料ポンプの吐出行程毎
に前記吐出量をフィードバック制御することを特徴と
し、前記平滑化処理された燃料圧力により前記燃料噴射
弁の制御信号を補正することを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の燃料
供給ポンプを備えた内燃機関の制御装置の一実施形態に
ついて詳細に説明する。

【００１５】図１は、本実施形態の内燃機関５０７の制
御システムにおける全体構成を示したものである。前記
システムは、高圧燃料ポンプ１を備えた筒内噴射内燃機
関で４気筒から成り、シリンダ５０７ｂに導入される吸
入空気は、エアクリーナ５０２の入口部５０２ａから取
り入れられ、内燃機関５０７の運転状態計測手段の一つ
である空気流量計（エアフロセンサ）５０３を通り、吸
気流量を制御する電制スロットル弁５０５ａが収容され
たスロットルボディ５０５を通ってコレクタ５０６に入
る。前記エアフロセンサ５０３からは、前記吸気流量を
示す信号が内燃機関制御装置であるコントロールユニッ
ト５１５に出力されている。

【００１６】また、前記スロットルボディ５０５には、
電制スロットル弁５０５ａの開度を検出する内燃機関の
運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ５０４
が取り付けられており、その信号もコントロールユニッ
ト５１５に出力されるようになっている。前記コレクタ
５０６に吸入された空気は、内燃機関５０７の各シリン
ダ５０７ｂに接続された各吸気管５０１に分配された
後、前記シリンダ５０７ｂの燃焼室５０７ｃに導かれ
る。

【００１７】一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク５
０から燃料ポンプ５１により一次加圧されて燃圧レギュ
レータ５２により一定の圧力（例えば３kg/cm２）に調
圧されるとともに、高圧燃料ポンプ１でより高い圧力に
二次加圧(例えば５０ｋｇ/cm２)されてコモンレール５
３へ圧送される。前記高圧燃料は、各シリンダ５０７ｂ
に設けられているインジェクタ５４から燃焼室５０７ｃ
に噴射される。前記燃焼室５０７ｃに噴射された燃料
は、点火コイル５２２で高電圧化された点火信号により
点火プラグ５０８で着火される。

【００１８】また、排気弁５２６のカムシャフトに取り
付けられたカム角センサ５１１は、カムシャフトの位相
を検出するための信号をコントロールユニット５１５に
出力する。ここで、カム角センサ５１１は、吸気弁５１
４側のカムシャフトに取り付けてもよい。また、内燃機
関５０７のクランクシャフト５０７ｄの回転と位相を検
出するために、クランク角センサ５１６をクランクシャ
フト５０７ｄの軸上に設け、その出力をコントロールユ
ニット５１５に入力する。さらに、排気管５１９中の触
媒５２０の上流に設けられたＡ／Ｆセンサ５１８は、排
気ガスを検出し、その検出信号がコントロールユニット
５１５に出力する。

【００１９】前記コントロールユニット５１５の主要部
は、図２に示すように、ＭＰＵ６０３、ＲＯＭ６０２、
ＲＡＭ６０４及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ６０
１等で構成され、内燃機関５０７の運転状態を計測（検
出）する手段の一つであるエアフロセンサ５０３、燃圧
センサ５６、クランク角センサ５１６、カム角センサ５
１１、スロットルセンサ５０４、空燃比センサ５１８を
含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、
所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定され
た各種の制御信号を出力し、制御対象である前記各イン
ジェクタ５４、点火コイル５２２、低圧燃料ポンプ５１
０、高圧燃料ポンプ１等に所定の制御信号を供給して燃
料供給量制御、点火時期制御及び燃料供給ポンプによる
燃圧制御を実行するものである。

【００２０】図３及び図４は、前記高圧燃料ポンプ１に
ついて示しており、図３は、該高圧燃料ポンプ１を備え
た燃料系システムの全体構成図を示し、図４は、該高圧
燃料ポンプ１の縦断面図を示している。前記高圧ポンプ
１は、燃料タンク５０からの燃料を加圧してコモンレー
ル５３に高圧の燃料を圧送するものであり、シリンダ室
７と、ポンプ室８と、ソレノイド室９とからなり、前記
シリンダ室７は前記ポンプ室８の下方に配置され、前記
ソレノイド室９は前記ポンプ室８の右方に配置されてい
る。

【００２１】高圧燃料ポンプ１には、燃料吸入通路１
０、吐出通路１１、加圧室１２が形成されている。加圧
室１２には、プランジャ２が摺動可能に保持されてい
る。吸入通路１０及び吐出通路１１には、吸入弁５、吐
出弁６が設けられており、それぞればね５a、６aにて一
方向に保持され、燃料の流通方向を制限する逆止弁とな
っている。また、ソレノイド室９がポンプ室８に保持さ
れており、該ソレノイド室９のソレノイド２００には、
係合部材２０１、ばね２０２が配されている。係合部材
２０１は、ソレノイド２００の通電がＯＦＦ時は、ばね
２０２によって、吸入弁５を開弁する方向に付勢力がか
けられている。ばね２０２の付勢力は、吸入弁ばね５a
の付勢力より大きくなっているため、ソレノイド２００
の通電がＯＦＦ時は、吸入弁５は開弁状態となってい
る。

【００２２】燃料は、タンク５０から低圧ポンプ５１に
て高圧燃料ポンプ１の燃料導入口へと、プレッシャレギ
ュレータ５２にて一定の圧力の調圧されて、導かれてい
る。その後、燃料は、高圧燃料ポンプ１にて加圧され、
燃料吐出通路１１を経てコモンレール５３内に圧送され
る。コモンレール５３には、インジェクタ５４、リリー
フ弁５５、圧力センサ５６が装着されている。インジェ
クタ５４は、内燃機関５０７の気筒数にあわせてその数
だけ装着されており、内燃機関５０７のコントロールユ
ニット５１５の信号にて燃料噴射の制御が行われてい
る。また、リリーフ弁５５は、コモンレール５３内の圧
力が所定値を超えた際に開弁し、配管系の破損を防止す
る。

【００２３】次に、前記構成の高圧燃料ポンプ１の動作
について説明する。高圧燃料ポンプ１のプランジャ２の
下端に設けられたリフタ３は、ばね４にてカム１００に
圧接されている。プランジャ２は、内燃機関５０７の吸
気弁５１４または排気弁５２６のカムシャフト等により
回転されるカム１００により、往復運動して加圧室１２
内の容積を変化させる。プランジャ２の圧縮工程中に吸
入弁５が閉弁すると、加圧室１２内圧力が上昇し、これ
により吐出弁６が自動的に開弁し、燃料をコモンレール
５３内に圧送する。

【００２４】吸入弁５は、加圧室１２の圧力が燃料導入
口より低くなると自動的に開弁するが、閉弁に関して
は、ソレノイド２００の動作により決定される。ソレノ
イド２００がＯＮ（通電）状態を保持した際は、ばね２
０２の付勢力以上の電磁力を発生させ、係合部材２０１
をソレノイド２０２側に引き寄せるため、係合部材２０
１と吸入弁５は分離される。この状態であれば、吸入弁
５はプランジャ２の往復運動に同期して開閉する自動弁
となる。従って、圧縮工程中は、吸入弁５は閉塞し、加
圧室１２の容積減少分の燃料は、吐出弁６を押し開きコ
モンレール５３内へ圧送される。よって、ソレノイド２
００の応答性に関係せずに、高圧燃料ポンプ１の最大吐
出を行うこととなる。

【００２５】これに対し、ソレノイド２００がＯＦＦ
（無通電）を保持した際は、ばね２０２の付勢力によ
り、係合部材２０１は、吸入弁５に係合し、吸入弁５を
開弁状態に保持する。従って、圧縮工程時においても、
加圧室１２の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態
を保つため、吐出弁６を開弁することができず、加圧室
１２の容積減少分の燃料は、吸入弁５を通り燃料導入口
側へ戻される。よって、高圧燃料ポンプ１の吐出量を０
とすることができる。

【００２６】また、圧縮工程の途中で、ソレノイド２０
０をＯＮ状態とすれば、このときから、コモンレール５
３内へ燃料圧送される。また、一度圧送が始まれば、加
圧室１２内の圧力は上昇するため、その後、ソレノイド
２００をＯＦＦ状態にしても、吸入弁５は閉塞状態を維
持し、吸入工程の始まりと同期して自動開弁する。よっ
て、ソレノイド２００のＯＮタイミングにより、吐出量
を調節することができる。

【００２７】本実施形態の高圧燃料ポンプ１は、以上の
ように、圧縮工程におけるソレノイド２００のＯＮ時間
又はＯＮタイミングをコントロールすることにより、コ
モンレール５３内への吐出量を可変制御することができ
る。また、圧力センサ５６の信号に基づき、コントロー
ルユニット５１５にて適切な吐出タイミングを演算し、
ソレノイド２００をコントロールすることにより、コモ
ンレール５３内の圧力を目標燃圧にフィードバック制御
することが可能となる。

【００２８】図５は、前記高圧燃料ポンプ１の動作タイ
ミングチャートを示している。なお、ポンプ駆動カム１
００で駆動するプランジャ２の実際のストローク（実位
置）は、図６に示すような曲線になるが、上死点と下死
点との位置を分かり易くするために、以下、プランジャ
２のストロークを直線的に表すこととする。

【００２９】図７は、高圧燃料ポンプ１の制御に関し
て、コントロールユニット５１５のＭＰＵ６０３が行う
内燃機関の制御装置の燃料供給制御の制御ブロック図で
ある。内燃機関の制御装置は、基本角度算出手段７０
１、目標燃圧算出手段７０２、燃圧入力平滑化処理手段
７０３、燃圧差既定値算出手段１５０１、前記ソレノイ
ド２００の駆動信号を算出する手段の一態様であるポン
プ制御信号算出手段１５０２を備えている。

【００３０】基本角度算出手段７０１は、運転状態に基
づきソレノイド２００をＯＮ状態にするソレノイド信号
の基本角度を演算し、目標燃圧算出手段７０２は、同じ
く運転状態に基づき、その動作点に最適な目標燃圧を算
出する。また、燃圧入力平滑化処理手段７０３は、燃圧
センサ５６の信号を燃料噴射量に応じた可変の重みを持
つように、加重平均処理を施す。更に、圧力差既定値算
出手段１５０１は、高圧燃料ポンプ１の運転を判定する
ために運転状態に応じて既定圧力差を演算する。そし
て、ポンプ制御信号算出手段１５０２は、前記各手段に
より演算された各信号に基づいてポンプ制御信号を演算
出力して、ソレノイド駆動手段１５０３に出力してソレ
ノイドを駆動させる。

【００３１】図８は、ポンプ制御信号算出手段１５０２
の基本処理を示したブロック図である。ポンプ制御信号
算出手段１５０２は、ソレノイド２００のＯＮ信号のタ
イミングを演算する基準角度演算手段７０４と、そのＯ
Ｎ信号の幅を算出するポンプ信号通電時間算出手段７０
６とを基本的な構成とし、基準角度演算手段７０４は、
基本角度算出手段７０１の基本角度に、目標燃料圧力算
出手段７０２の目標燃圧と燃圧入力平滑化処理手段７０
３の平滑化燃圧との偏差により平滑化燃圧を目標燃圧に
追従させるよう変化するフィードバック制御量を加え
た、基準角度を演算する。該基準角度にソレノイド作動
遅れ補正分を加えて最終角度を計算し、ソレノイド駆動
手段１５０３へと入力し、ポンプ信号通電時間算出手段
７０６で演算された時間、ソレノイド２００の駆動を行
う。

【００３２】図９は、本実施形態の４気筒の内燃機関５
０７における各信号のタイミングチャートの一例を示し
たものである。もともと、内燃機関５０７のコントロー
ルユニット５１５はカム角センサ５１１からの信号（CA
M信号）とクランク角センサ５１６からの信号(CRANK信
号)を基に、各シリンダ５０７ｂの上死点位置を検出
し、燃料噴射、点火時期制御を行っているものであり、
高圧燃料ポンプ１のソレノイド制御も、同様に、２つの
信号の組み合わせでプランジャストロークを検出し、ソ
レノイド制御信号を出力する。

【００３３】図９に点線で示したCRANK信号の基準位置
となる信号が欠けた部分はCYL#1の上死点またはCYL#4の
上死点と所定位相ずれた位置にあり、内燃機関のコント
ロールユニット５１５では、CRANK信号の信号が欠けた
時にCAM信号がHiかLoかで、CYL#1側かCYL#4側かを判別
する。

【００３４】更に、図示したREF信号は、CRANK信号とCA
M信号に基づいて生成され、点火、燃料噴射、ソレノイ
ド制御のための基準信号として用いられるものである。
図９中には、プランジャストロークが示されているが、
この位相を基準にソレノイド制御を行う。また、図９に
示したソレノイド制御信号は、ソレノイド作動遅れ分を
含んでいるので、ソレノイド制御信号の立ち上りからあ
る時間遅れの後、高圧燃料ポンプ１からの吐き出しが開
始され、ソレノイド制御信号が立ち下がってからも、高
圧燃料ポンプ１のポンプ室１２の圧力によって吸入弁５
が押されているので高圧燃料ポンプ１からの吐出プラン
ジャストロークが上死点に来るまで続けられる。

【００３５】図１０は、コントロールユニット５１５に
よる圧力制御中のソレノイド信号の出力開始角度とその
通電時間等の各パラメータを示したものであり、図９の
動作タイミングをより詳細に示したものである。出力開
始角度STANGは、次の式（１）のように表すことができ
る。

【００３６】

【数１】 STANG = REFANG − PUMRE （１）ここで、REFANGは、基準角度であり、図７の基本角度算
出手段７０１で運転状態に基づいて算出する。PUMRE
は、ポンプ遅れ角度であり、ソレノイド通電開始からロ
ッド２０１の作動遅れ分を表し、図８のソレノイド作動
遅れ補正手段７０５により演算する。

【００３７】また、ポンプ位相制御信号通電時間TPUMKE
は、図８のポンプ位相制御信号通電時間算出手段７０６
で運転状態に基づいて算出する。ポンプ位相制御信号を
運転状態に基づいて算出された規定時間通電する目的
は、ソレノイド２００の電磁力が切れてロッド２０１が
吸入弁５に係合しても、加圧室２の圧力で吸入弁５を閉
じられるようになるまでロッドを保持しておくためであ
る。

【００３８】図１１は、本実施形態の内燃機関の制御装
置の燃圧入力平滑化処理手段７０３の制御フローチャー
トである。この燃圧入力平滑化処理手段７０３での処理
は、所定時間毎に実行される。ステップ１１０２ではコ
ントロールユニット５１５に燃圧センサ５６の検出信号
をＡ／Ｄ変換して読み込む。ステップ１１０３では、そ
の時の燃料噴射量を読み込む。図１４には、インジェク
タ制御信号パルス幅と燃料噴射量の関係が示されてお
り、該図１４のインジェクタ制御信号パルス幅から燃料
噴射量を算出することが可能である。

【００３９】ここでの燃料噴射量は、思想的には燃料噴
射量相当を意味しており、ポンプ吐出量、もしくは、内
燃機関実負荷相当パラメータに置き換えても良い。ま
た、吸入空気量と空燃比により燃料噴射量を算出する方
法もある。ステップ１１０４では、前記読み込んだ燃料
噴射量に基づいて前記燃圧検出値の加重平均における重
みを設定する。一般に加重平均は、次の式（２）で表さ
れる。

【００４０】

【数２】Ｙ＝（１−α）・Ｘ＋α・Ｙ（−１）（２）過去の検出値（Ｙ（−１））に対する重み（α）が大き
くなるほど、入力値Ｘは平滑化され、加重平均Ｙとして
出力される。

【００４１】前記重みの設定の方法は、数式で演算する
方法、テーブルで演算する方法、内燃機関回転数とのマ
ップにする方法等がある。前記燃料噴射量に応じて設定
される重みは、脈動の影響を排除するため燃料噴射量が
多いほど過去の検出値に対する重み付けが大きくなるよ
うに設定する。ステップ１１０５では、前記燃料噴射量
に応じて設定された重みを用いて、前記燃圧センサ５６
の検出値を加重平均する。ここでの思想は検出値を平滑
化することであり、加重平均に限定されるものではな
い。

【００４２】図１２は、前記のように平滑化された燃圧
を、インジェクタの燃料噴射の制御パルス幅の算出に用
いる場合の制御フローチャートを示したものである。こ
こでの処理は、所定時間毎に実行される。

【００４３】ステップ１２０２においては、内燃機関の
運転状態に応じた燃料噴射量が算出される。ステップ１
２０３では、図１４に示されるインジェクタの特性によ
り基本インジェクタ制御信号パルス幅が算出される。噴
射燃圧に応じて、前記基本パルス幅に対応する燃料噴射
量が異なるため、前記基本パルス幅は、固定の燃圧にお
けるインジェクタ制御信号パルス幅となる。ステップ１
２０５では、ステップ１２０４で読み込まれた平滑化さ
れた燃圧に応じて設定された燃圧補正係数を算出する。
燃圧補正係数は、噴射燃圧にかかわらず要求された燃料
噴射量になるように設定される。ステップ１２０６で
は、前記燃圧補正係数を用いてインジェクタ制御信号パ
ルス幅を算出する。ステップ１２０４で読み込まれた平
滑化された燃圧は、図１３のステップ１１０４で設定さ
れた重みと異なる重みで算出することも可能にしてお
く。これは、個別の重みテーブルをもつことで実現さ
れ、ポンプ制御に使用する燃圧とインジェクタ制御パル
ス幅算出に使用する燃圧の脈動の影響に対する要求値が
異なり、より精度よく制御するためである。

【００４４】図１５及び図１６は、高圧燃料ポンプを備
えた内燃機関の制御装置の制御における燃料圧力（燃
圧）の変動に伴うポンプ制御量、ポンプ燃料吐出量、噴
射燃料の燃圧補正量、及び、燃料噴射量の状態を示した
ものであり、図１５は従来の高圧燃料ポンプを備えた内
燃機関の制御装置の制御の状態を示したものであり、図
１６は、本実施形態の高圧燃料ポンプを備えた内燃機関
の制御装置の制御の状態を示したものである。

【００４５】図１５及び図１６から理解されるように、
両者共に、脈動の影響を大きく受けた場合、ポンプ吐出
量と燃料噴射量は変動するものであるが、本実施形態の
高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の制御装置は、従来の
制御装置に比べて、燃圧の変動が小さいので、ポンプＦ
／Ｂ制御量を小さくすることができることで、ポンプ吐
出量の変動幅を小さくすることができる。また、噴射燃
料の燃圧補正量の変動を小さくできるので、燃料噴射量
の変動幅を小さくすることができる。

【００４６】このように、本実施形態の内燃機関の制御
装置は、高圧ポンプ吐出量と燃料噴射量の燃圧脈動によ
る影響を低減し、燃圧およびインジェクタからの燃料噴
射量を精度よく制御する事ができ、これにより、安定し
た燃焼と排出ガス性能改善に貢献することができる。以
上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明
は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載した本発明の精神を逸脱することなく、設
計において種々の変更ができるものである。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の内燃機関の制御装置は、燃圧およびインジェクタか
らの燃料噴射量を精度よく制御することができ、これに
より、安定した燃焼が確保されると共に、排出ガスの性
能が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の内燃機関の制御装置であ
って、高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の制御システム
の全体構成図。

【図２】図１の制御装置の内部構成図。

【図３】図１の高圧燃料ポンプの燃料系システムの全体
構成図。

【図４】図４の高圧燃料ポンプの縦断面図。

【図５】図４の高圧燃料ポンプの作動タイミングチャー
ト。

【図６】図５の高圧燃料ポンプの作動タイミングチャー
トの補足説明図。

【図７】図１の内燃機関の制御装置の基本制御ブロック
図。

【図８】図７の内燃機関の制御装置の詳細の制御ブロッ
ク図。

【図９】図１の内燃機関の制御装置が４気筒の内燃機関
である場合の各出力信号と高圧燃料ポンプの作動とのタ
イミングチャート

【図１０】図１の内燃機関の制御装置による燃料圧力制
御中の高圧燃料ポンプのソレノイド信号の出力開始角度
とその通電時間等のタイミングタャート。

【図１１】図１の内燃機関の制御装置の燃圧入力平滑化
処理手段の制御フローチャート。

【図１２】図１の内燃機関の制御装置のインジェクタの
燃料噴射の制御パルス幅の算出に用いる場合の制御フロ
ーチャート。

【図１３】内燃機関の高圧燃料ポンプの燃圧脈動の発生
原因の説明図。

【図１４】内燃機関の制御装置のインジェクタ制御パル
ス幅と燃料噴射量の関係を示す図。

【図１５】従来の高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の制
御装置の制御における燃料圧力（燃圧）の変動に伴うポ
ンプ制御量、ポンプ燃料吐出量、噴射燃料の燃圧補正
量、及び、燃料噴射量の状態を示した図。

【図１６】図１の高圧燃料ポンプを備えた内燃機関の制
御装置の制御における燃料圧力（燃圧）の変動に伴うポ
ンプ制御量、ポンプ燃料吐出量、噴射燃料の燃圧補正
量、及び、燃料噴射量の状態を示した図。

【符号の説明】

１・・・高圧燃料ポンプ２・・・プランジャ３・・・リフタ５・・・吸入弁６・・・吐出弁７・・・シリンダ室８・・・ポンプ室９・・・ソレノイド室１２・・・加圧室５６・・・燃圧センサ１００・・・カム２００・・・燃料供給ポンプソレノイド２０１・・・係合部材５０７・・・内燃機関５１５・・・コントロールユニット（制御装置）７０１・・・基本角度算出手段７０２・・・目標燃圧算出手段７０３・・・燃圧入力平滑化処理手段７０４・・・基準角度演算手段７０５・・・ソレノイド作動遅れ補正手段７０６・・・ポンプ信号通電時間算出手段１５０１・・圧力差既定値算出手段１５０２・・ポンプ制御信号算出手段１５０３・・ソレノイド駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｅ 59/34 59/34 (72)発明者吉田義幸茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA12 CA01S CA04U CA08 CA09 CB01 CB12 CD03 CD26 CE02 CE22 DC04 DC05 DC09 DC11 DC18 DC24 3G084 BA05 BA13 DA02 DA10 EB08 EB12 EB25 FA07 FA10 FA13 FA29 FA38 3G301 HA01 JA02 JA21 LA03 LB01 LB06 LB07 LC01 NA01 NA02 NA08 NC02 ND01 PA01Z PA11Z PB03Z PB08A PB08Z PD03Z PE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射燃料を圧力供給する往復動式の燃料
ポンプと、燃料圧力を検出する燃圧センサと、燃料を噴
射する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関の制御装置であ
って、該制御装置は、前記検出した燃料圧力を前記燃料噴射弁
から噴射される燃料噴射量に応じた重みで平滑化処理を
行う燃圧入力平滑化処理手段を備えていることを特徴と
する内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記燃料ポンプは、コモンレールを介し
て燃料を前記燃料噴射弁に供給するものであり、前記燃
圧センサは、前記コモンレール内の燃料圧力を検出する
ものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の制御装置。
【請求項３】前記往復動式燃料ポンプは、前記内燃機
関によって駆動されるものであることを特徴とする請求
項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記燃圧入力平滑化処理手段は、前記燃
料噴射量が多いときほど、過去の検出値に対する重みを
大きくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記燃圧入力平滑化処理手段は、前記燃
料噴射量に対応して重みを設定記憶したテーブルを備
え、該テーブルからそのときの燃料噴射量に対応する重
みを検索することを特徴とする請求項４に記載の内燃機
関の制御装置。
【請求項６】前記テーブルは、各制御対象によって異
なるものを設定記憶していることを特徴とする請求項５
に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】前記燃料噴射量の算出に当たっては、吸
入空気量を前記燃料噴射量相当として用いることを特徴
とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関
の制御装置。
【請求項８】前記燃料噴射量の算出に当たっては、前
記燃料ポンプの吐出量を前記燃料噴射量相当として用い
ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記
載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】前記制御装置は、前記平滑化処理された
燃料圧力と内燃機関の運転状態に基づいて算出された目
標燃圧とを比較して、前記燃料ポンプの吐出行程毎に前
記吐出量をフィードバック制御することを特徴とする請
求項１乃至８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項１０】前記平滑化処理された燃料圧力により
前記燃料噴射弁の制御信号を補正することを特徴とする
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御
装置。