JP2011017284A

JP2011017284A - 内燃機関の制御方法及び内燃機関

Info

Publication number: JP2011017284A
Application number: JP2009162392A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Watabe; 由宣渡部
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: JP5549133B2

Abstract

【課題】内燃機関の低温始動時においてコモンレール圧力である実噴射圧を迅速に上昇できて、イグニッションキーをＯＮした内燃機関の始動開始時から、目標とする燃料噴射量を燃料噴射できるようになるまでの時間を短縮できて、内燃機関の始動時間を短縮できる内燃機関の制御方法及び内燃機関を提供する。
【解決手段】コモンレール式燃料噴射システム１のコモンレール１０の内圧である実噴射圧Ｐｍが設定圧力Ｐｔになるまでは、前記実噴射圧Ｐｍの単位時間当たりの圧力上昇率ΔＰｍが予め設定された設定圧力上昇率ΔＰｔを下回る場合には、燃料噴射量を減量し、前記圧力上昇率ΔＰｍが前記設定圧力上昇率ΔＰｔ以上の場合には、前記燃料噴射量の減量を止め、前記実噴射圧Ｐｍが予め設定された前記設定圧力Ｐｔになったら、前記燃料噴射量を減量する制御を行わない。
【選択図】図２

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射システムを備えた内燃機関の制御方法及び内燃機関に関し、より詳細には、内燃機関の低温始動時において、コモンレール圧力を迅速に上昇でき、内燃機関の始動時間を短縮できる内燃機関の制御方法及び内燃機関に関する。

ディーゼルエンジンの燃焼を改良するための一つの手段として、コモンレール式燃料噴射システムがある。図１に示すように、このコモンレールを用いる燃料噴射システム１では、高圧ポンプ（サプライポンプ）１０で発生した高圧の燃料Ｆを、一旦コモンレール（蓄圧室）２０に蓄えて、燃料噴射弁（インジェクタ）３０内の電磁弁（図示しない）を制御して燃料噴射の開始と終了を決める電子制御燃料噴射システムである。

このコモンレール式燃料噴射システム１では、燃料噴射圧がエンジン回転速度に依存しなくなるので、非常に単純な噴射圧制御とノズルリフトの制御により、噴射圧、噴射量、噴射時期をそれぞれ独立に制御でき、通常噴射のみならず、パイロット噴射、多段噴射、ポスト噴射等が可能となる。

このシステム１では、通常はコモンレール２０に取り付けた圧力計２１により実際の燃料噴射圧（実噴射圧）Ｐｍをモニターして、目標の設定圧力（目標噴射圧）Ｐｔを維持するように、高圧ポンプ１０の吐出量を吐出量制御バルブ１１で制御するフィードバック制御を行っている。なお、高圧ポンプ１０には、コモンレール２０から燃料が逆流しないように、逆止弁１２が設けられている。

図５に従来技術のコモンレール圧力の制御状況を示す。この図５では、圧力センサ２１でモニターしている実噴射圧（コモンレール圧力）Ｐｍが、予め設定された目標噴射圧（指示コモンレール圧）Ｐｔになるように、通常ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれるエンジンの制御装置４０で制御している。この図５のエンジン回転は実際の回転数ではなく、制御装置４０が認識しているエンジン回転数を示す。このエンジン回転数は、気筒判別ができるようになるまでは、０（ゼロ）ｒｐｍであると認識される。このエンジン回転数からは、実際にエンジンが回転し始めたタイミングを知ることは難しいが、バッテリー電圧（ＥＣＵ駆動電圧）の電圧の変化により、実際にエンジンが回転し始めたタイミングを知ることができる。

また、図５の下側に示すＰＩ値は高圧ポンプ１０がコモンレール２０に燃料Ｆを圧送する際の吐出量制御バルブ１１への指示値であり、通常は圧力センサ２１の測定値である実噴射圧Ｐｍをフィードバックする。同じく図中のＰ値は燃料を圧送する際のＰＩＤ制御の比例制御で使用するＰ値であり、Ｉ値は積分制御で使用するＩ値である。

図５は、外気温と冷却水温度がマイナス２５℃の場合の低温始動時のデータであり、この時系列を見ると、時刻ｔ１〜ｔ２で示す第１の段階では、イグニッションキーをＯＮにしてスタータースイッチをＯＮにすると（ｔ１）、エンジンが回転を始める。これは、エンジン回転数では分からないが、バッテリー電圧を見ると電圧が落ちていることからスターター駆動でバッテリーに負荷が掛かっていることが分かり、このことから実際にはエンジンが回転して始めていることが分かる。また、エンジンの圧縮上死点を通過すると電圧が落ちるので、エンジンの回転状況も分かる。

つまり、制御装置（ＥＣＵ）が回転数センサの出力で認識するエンジン回転数は０（ゼロ）ｒｐｍを示しているが実際にエンジン回転が始まり、エンジンスピードは上がってきている。そのため、エンジンの回転で駆動される高圧ポンプが回転を始め、実噴射圧が上昇し始める。この第１の段階では、高圧ポンプは、まだ未制御で吐出圧力を制御できていない。

時刻ｔ２〜ｔ３で示す第２の段階では、高圧ポンプの回転数が上昇し、吐出圧力の制御を始める。但し、この段階でも、制御装置はエンジンの回転を認識できないので目標噴射圧は０（ゼロ）ＭＰａのままとなる。そのため、高圧ポンプは、この０（ゼロ）ＭＰａの目標噴射圧になるように、吐出圧力を下げる制御、即ち、負の制御を行う。このように、エンジンの回転を認識する前に制御値が負の値を持っていると、回転を認識した直後も負の値（特にＩ項）を持っているために、その後の吐出圧力に対する上昇要求に対して、実際に必要とされる適正な吐出量の制御値を出力できなくなってしまう。

時刻ｔ２〜ｔ３で示す第３の段階では、制御装置エンジンの回転を認識する。この認識により、目標噴射圧Ｐｔが示されるので、高圧ポンプはこの目標噴射圧Ｐｔになるように圧力を上げるための正の信号を出す。この制御により、実際のコモンレール圧力である実噴射圧は上昇を始める。

時刻ｔ３〜ｔ４で示す第４の段階では、第３の段階で実噴射圧Ｐｍが急激に上昇して目標噴射圧Ｐｔとの差が少なくなるため、ＰＩＤ制御におけるＰ値（比例制御値）が大きく減少してしまう。

時刻ｔ４〜ｔ５で示す第５の段階では、第４の段階でＰ値が減少するため実噴射圧Ｐｍが減少を始める。そのための、その直後から高圧ポンプは圧送量を増やして実噴射圧Ｐｍを上げようとするが、なかなか追従してこない。これはＰＩ値の上昇スピードが低いことと、エンジンが暖機しておらず、燃料温度が低く燃料の粘度が高いので、常温で可能な燃料噴射量を確保できないためである。

上述のように、従来技術における燃料噴射システムの燃料の噴射圧に関する制御では、エンジンが回転を認識できるようになるまでは、噴射圧を制御できないという問題がある。例えば、エンジンの回転認識に０．５ｓｅｃを要し、噴射圧を制御できるようになるまでに約０．４ｓｅｃを要するので、この間は噴射圧の制御ができない。

また、エンジンの始動時においては、噴射圧（コモンレール圧力）の目標値である目標噴射圧と、実際の値である実噴射圧との間の乖離が大きいため、高圧ポンプの制御において、本来は噴射圧を上げる必要があるのに、制御用の初期値に噴射圧を下げる値が残ってしまい噴射圧を下げる制御を行ってしまうという問題がある。

つまり、エンジンの始動開始時では、噴射圧を早く上昇させたいが、一旦、噴射圧が落ちると再び噴射圧が上昇するまでに多くの時間を要するため、噴射圧が目標値に到達するのに多くの時間を要してしまう。そのため、燃料噴射弁（インジェクタ）に必要な最小噴射圧力を確保できない時期が生じ、この期間は、無噴射となってしまう。このことが、エンジンの始動時間が延びる原因の一つとなっている。

更に、低温状態（例えば−２５℃）の燃料の粘度が高い状態においては、噴射圧を上昇させる制御で常温状態と同じような制御を行うことができず、ここでは最低噴射圧を確保できないので始動時に無噴射となり、始動時間が延びるという問題もある。

これに関連して、機関始動開始から、気筒判別が完了して内燃機関の回転位置に基づく燃料吸入弁の閉弁タイミング制御が実行可能となるまでの期間にわたって、燃料吸入弁を制御するためのソレノイドを連続通電する始動時制御手段を備えて、ソレノイドの通電による発熱を回避しつつ、内燃機関の始動直後の高圧ポンプの燃料吐出行程から最大量の燃料圧送を確実に行うことにより、蓄圧室の燃圧を迅速に昇圧して始動時の燃焼状態や排ガスの悪化を防止した内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２２３５２８号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の低温始動時においてコモンレール圧力である実噴射圧を迅速に上昇できて、イグニッションキーをＯＮした内燃機関の始動開始時から、目標とする燃料噴射量を燃料噴射できるようになるまでの時間を短縮できて、内燃機関の始動時間を短縮できる内燃機関の制御方法及び内燃機関を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、コモンレール式燃料噴射システムを備えた内燃機関の制御方法において、内燃機関が始動開始された時に、コモンレールへ燃料を供給する高圧ポンプの駆動を開始すると共に、高圧ポンプの燃料入口側に設けられた吐出量制御バルブを全開とし、圧力センサで検出される実噴射圧が予め設定された設定圧力になるまでは、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行わず、前記実噴射圧が前記設定圧力に到達した後で、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行い、更に、前記実噴射圧が前記設定圧力になるまでは、前記実噴射圧の単位時間当たりの圧力上昇率が予め設定された設定圧力上昇率を下回る場合には、燃料噴射量を減量し、前記圧力上昇率が前記設定圧力上昇率以上の場合には、前記燃料噴射量の減量を止め、前記実噴射圧が予め設定された前記設定圧力になったら、前記燃料噴射量を減量する制御を行わないことを特徴とする方法である。

この方法によれば、内燃機関が始動開始された時に、内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が内燃機関が回転しているか否かの検出結果にかかわらず、内燃機関が始動を開始され、内燃機関が回転し始めると高圧ポンプでコモンレールに燃料を送ることになるので、これにより、高圧ポンプによる燃料圧送開始時期を早めることができる。

また、内燃機関の始動時に、圧力センサで検出される実噴射圧（コモンレール圧力）が予め設定された設定圧力（目標噴射圧）になるまでは、実噴射圧によるフィードバック制御を行わないことにより、昇圧過程における実噴射圧の低下を防止することができるので、これにより、一旦下がった実噴射圧を上げるのに要する時間を節約できる。なお、この昇圧過程における実噴射圧の低下は、フィードバック制御によるポンプ吐出量制御で、実噴射圧が目標噴射圧に近づいたときに、比例制御項（Ｐ項）が下がることにより生じる。

更に、実噴射圧が設定圧力になるまでは、実噴射圧の単位時間当たりの圧力上昇率が予め設定された設定圧力上昇率を下回る場合には、実噴射圧の上昇のために十分な量の燃料が供給されていないと判断して、燃料噴射量を減少するので、実噴射圧の上昇を優先することができ、これにより、実噴射圧の圧力上昇のスピードを早くでき、実噴射圧を早く目標噴射圧にすることができる。

上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関は、コモンレール式燃料噴射システムを備えた内燃機関において、前記コモンレール式燃料噴射システムの制御装置が、内燃機関が始動開始された時に、コモンレールへ燃料を供給する高圧ポンプの駆動を開始すると共に、高圧ポンプの燃料入口側に設けられた吐出量制御バルブを全開とし、圧力センサで検出される実噴射圧が予め設定された設定圧力になるまでは、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行わず、前記実噴射圧が前記設定圧力に到達した後で、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行い、更に、前記実噴射圧が前記設定圧力になるまでは、前記実噴射圧の単位時間当たりの圧力上昇率が予め設定された設定圧力上昇率を下回る場合には、燃料噴射量を減量し、前記圧力上昇率が前記設定圧力上昇率以上の場合には、前記燃料噴射量の減量を止め、前記実噴射圧が予め設定された前記設定圧力になったら、前記燃料噴射量を減量する制御を行わないように構成される。

この内燃機関によれば、上記の内燃機関の制御方法を実施でき、同様な効果を奏することができる。

本発明に係る内燃機関の制御方法及び内燃機関によれば、内燃機関の低温始動時における、コモンレール圧力である実噴射圧の上昇速度を速くすることができ、イグニッションキーをＯＮした内燃機関始動時から、目標とする燃料噴射量の燃料噴射を行えるようになるまでの時間を短縮でき、内燃機関の始動時間を短縮できる。

本発明に係る実施の形態の内燃機関が備えているコモンレール式燃料噴射システムの構成を示した模式図である。本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法のための制御フローの一例を示した図である。本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法におけるポンプ吐出量制御の時系列を示した図である。本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法における燃料噴射制御の時系列を示した図である。従来技術におけるポンプ吐出量制御と実噴射圧等との関係を時系列で示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法及び内燃機関について、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の実施の形態の内燃機関が備えているコモンレール燃料噴射システム１の構成を示す。この燃料噴射システム１は、燃料を昇圧する高圧ポンプ（サプライポンプ）１０と、この高圧ポンプ１０で発生した高圧の燃料Ｆを一時的に貯蔵するコモンレール（蓄圧室）２０と、コモンレール２０から供給される燃料Ｆを、内部の電磁弁（図示しない）の制御によりシリンダ（図示しない）内に噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）３０から構成される。なお、高圧ポンプ１０には、コモンレール２０から燃料が逆流しないように、逆止弁１２が設けられ、コモンレール２０にはコモンレール圧である実噴射圧Ｐｍを測定するための圧力センサ２１が設けられている。更に、エンジンの制御を行うＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれる制御装置４０は、以下の述べるような高圧ポンプ１０の燃料供給制御と燃料噴射弁３０の燃料噴射制御を行うように構成される。

このシステム１では、燃料噴射圧はエンジン回転速度に依存しないので、噴射圧力制御とノズルリフトの制御により、噴射圧、噴射量、噴射時期をそれぞれ独立に制御して、通常噴射のみならず、パイロット噴射、多段噴射、ポスト噴射等を行う。

このシステム１では、制御装置４０で、コモンレール２０に取り付けた圧力計２１により計測された実際の燃料噴射圧（実噴射圧）Ｐｍをモニターして、目標の設定圧力（目標噴射圧）Ｐｔを維持するように、高圧ポンプ１０の吐出量を吐出量制御バルブ１１で制御する。

次に、このコモンレール式燃料噴射システム１を備えた内燃機関の制御方法について図２の制御フローを参照しながら説明する。この制御フローはエンジンの始動時に使用する制御フローであるため、エンジンのイグニッションキーがＯＮされると同時にスタートするように構成してもよいが、この図２の制御フローでは、常時スタートあるいはイグニッションキーをＯＮする前にスタートしていて、特別に制御フローを終了する必要が生じた場合のみ、第２の割り込みにより終了する制御フローとして示してある。

この制御フローがスターとすると、最初にステップＳ１１で、エンジンのイグニッションキーがＯＮされたか否か、言い換えれば、エンジンの始動が指示された否かを判定する。エンジンのイグニッションキーがＯＮされておらず、エンジンの始動が指示されていない場合は（ＮＯ）、所定の時間（イグニッションキーのＯＮ、ＯＦＦをチェックするインターバルに関係する時間）を経過した後に、再度、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１で、エンジンのイグニッションキーがＯＮされて、エンジンの始動が開始された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に行き、高圧ポンプ１０の駆動を開始してコモンレール２０への燃料Ｆの供給を開始すると共に、高圧ポンプ１０の吐出量制御バルブ１１を全開にする指示を出力する。この全開の指示は、予め設定してある、全開に相当する駆動Ｄｕｔｙ（デューティ）比を出力して行う。この段階では、高圧ポンプ１０は、圧力センサ２１で測定される実噴射圧Ｐｍによるフィードバック制御を行わない。このイグニッションキーＯＮの状態で吐出量制御バルブ１１を全開に固定することにより、実噴射圧Ｐｍを早く上げることに焦点を置く。

次に、ステップＳ１３で、イグニッションキーがＯＮされてからの経過時間ｔｐが予め設定された設定時間ｔｃを越えたか否かを判定する。この判定で、経過時間ｔｐが設定時間ｔｃを超えた場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１６の通常のフィードバック制御に行く。これにより、吐出量制御バルブ１１を全開とする通電の時間が設定時間ｔｃを超えないようにして、吐出量制御バルブ１１が加熱状態となることを防止する。

ステップＳ１３で、経過時間ｔｐが設定時間ｔｃを超えていない場合には（ＮＯ）、ステップＳ１４の実噴射圧Ｐｍの単位時間当たりの圧力上昇率ΔＰｍが予め設定された設定圧力上昇率ΔＰｔを下回るか否かを判定する。圧力上昇率ΔＰｍが予め設定された設定圧力上昇率ΔＰｔを下回る場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１５に行き、燃料噴射量を予め設定した量だけ減量し、所定の時間（圧力上昇率ΔＰｍのチェックのインターバルに関係する時間）を経過したら、ステップＳ１６に行く。即ち、一旦、噴射圧を上げてしまえば後の制御が比較的容易となるので、燃料噴射量を減少して噴射圧の上昇を優先する。また、ステップＳ１４の判定で、圧力上昇率ΔＰｍが設定圧力上昇率ΔＰｔ以上になった場合には（ＮＯ）、噴射量の減量をせずに、ステップＳ１６に行く。

ステップＳ１６では、実噴射圧Ｐｍが予め設定された目標噴射圧Ｐｔ以上か否かを判定する。実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔ以上でない場合には（ＮＯ）、所定の時間（実噴射圧Ｐｍのチェックのインターバルに関係する時間）を経過したら、ステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１６で、実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔ以上の場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１７に行き、フィードバック制御に移行する。つまり、通常行っている圧力センサ２１で測定される実噴射圧Ｐｍによるフィードバック制御に移行する。このフィードバック制御では、実噴射圧Ｐｍを目標噴射圧Ｐｔにするために、実噴射圧Ｐｍを制御量にし、高圧ポンプ１０の吐出量制御バルブ１１の弁開度を操作量とする。なお、この移行後のフィードバック値のＩ項（積分制御項）の初期値はあらかじめ設定しておく。このフィードバック制御をエンジンの運転の終了まで、言い換えれば、イグニッションキーがＯＦＦされるまで行う。

図２の制御フローでは、イグニッションキーがＯＦＦされると、第１の割り込みにより、ステップＳ１１に戻る。また、制御フローを終了する必要がある場合には、特別な信号を入力し、第２の割り込みにより制御フローを終了する。

上記の図２の制御フローに従った内燃機関の制御方法によれば、エンジン（内燃機関）が始動開始された時に、コモンレール２０へ燃料Ｆを供給する高圧ポンプ１０の駆動を開始すると共に、高圧ポンプ１０の燃料入口側に設けられた吐出量制御バルブ１１を全開とする（ステップＳ１２）。

また、圧力センサ２１で検出される実噴射圧Ｐｍが予め設定された目標噴射圧（設定圧力）Ｐｔになるまでは、実噴射圧Ｐｍによるフィードバック制御を行わずに、実噴射圧Ｐｍの単位時間当たりの圧力上昇率ΔＰｍが予め設定された設定圧力上昇率ΔＰｔを下回る場合には、燃料噴射量を減量し（ステップＳ１５）、圧力上昇率ΔＰｍが前記設定圧力上昇率ΔＰｔ以上の場合には、燃料噴射量の減量を止める制御を行うことができる。

そして、実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔに到達した後で、実噴射圧Ｐｍによるフィードバック制御を行う（ステップＳ１７）。このフィードバック制御では、燃料噴射量を減量する制御を行わない。

次に、図３に示す高圧ポンプ１０の吐出量制御に関係する時系列について説明する。図３では、イグニッションキーがＯＮされて（ｔａ）から、スターターがスタートする（ｔｂ）までの間は、図３の上側に示す、制御装置（ＥＣＵ）４０への供給電圧、即ち、バッテリー電圧が一定であるが、制御装置４０はエンジンの回転を認識していない。また、図３の中央と下側に示すように、噴射圧（コモンレール圧力）に関して、目標量Ｐｔと実際量Ｐｍはゼロになる。

次に、スターターがスタートして（ｔｂ）から制御装置４０が回転を認識する（ｔｃ）までは、ＥＣＵ電圧はスターターの回転により降下するが、制御装置４０は回転を認識していない。しかし、高圧ポンプ１０が回転しているので、実線で示す実噴射圧Ｐｍは増加する。一方、細い一点鎖線で示す目標燃料圧Ｐｔはゼロのままである。この状態でエンジンの回転速度が増加し、エンジンの上死点とカムの位相確認ができるようになると、気筒判別が完了し、制御装置４０による回転の認識が出来るようになる（ｔｃ）。

制御装置４０が回転を認識して（ｔｃ）から目標噴射圧到達（ｔｄ）までは、制御装置４０が回転を認識すると、目標噴射圧Ｐｔが設定され、高圧ポンプ１０は実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔになるように、可吐出量制御バルブ１１を制御する。この期間の制御は、可吐出量制御バルブ１１を全開とする制御であり、駆動Ｄｕｔｙ比は最大にされ、制御値のＰ項（比例制御項）、Ｉ項（積分制御項）も一定値とされる。

目標噴射圧ΔＰｔに到達した（ｔｄ）後は、実噴射圧Ｐｍを目標噴射圧Ｐｔに維持するように可吐出量制御バルブ１１の弁開度を調整する通常のフィードバック制御が行われる。

次に、図４に示す燃料噴射制御に関係する時系列について説明する。図４では、イグニッションキーがＯＮされて（ｔａ）から、スターターがスタートする（ｔｂ）までの間は、図４の上側に示す、制御装置（ＥＣＵ）４０への供給電圧、即ち、バッテリー電圧が一定であるが、制御装置はエンジンの回転（回転しているか否か）を認識していない。また、図４の中央と下側に示すように、噴射圧（コモンレール圧力）と噴射量に関して、目標量と実際の量はゼロになる。

次に、スターターがスタートして（ｔｂ）から制御装置４０が回転を認識する（ｔｃ）までは、ＥＣＵ電圧はスターターの回転により降下するが、制御装置４０は回転を認識していない。しかし、高圧ポンプ１０が回転しているので、実線で示す実噴射圧Ｐｍは増加するが、細い一点鎖線で示す目標燃料圧Ｐｔはゼロのままである。この状態でエンジンの回転速度が増加し、エンジンの上死点とカムの位相確認ができるようになると、気筒判別が完了し、制御装置４０による回転の認識が出来るようになる。

制御装置４０が回転を認識して（ｔｃ）から目標噴射圧到達（ｔｄ）までは、制御装置４０が回転を認識すると、燃焼噴射が可能となるので、燃料噴射弁３０は燃料噴射を開始する。燃料噴射弁３０が燃料Ｆを噴射すると、コモンレール２０内の圧力である実噴射圧Ｐｍが下がる。そのため、高圧ポンプ１０側からコモンレール２０側への燃料の供給を増加して、実噴射圧Ｐｍを上昇させる制御が行われるが、エンジンの暖機時に噴射される燃料の噴射量は暖機を促進するために常温状態に比べて多く設定されているので、この噴射量に対して高圧ポンプ１０の吐出量が不足してコモンレール２０内の圧力上昇に十分に寄与できない場合がある。その場合、圧力上昇の速度が減少し、単位時間当たりの圧力上昇率ΔＰｍが小さくなる。そのため、図４の中央に示すように、太い実線で示す実噴射圧Ｐｍが点線で示すように下がってしまうことがある。

この現象に対して、本発明では、図４の下側に示すように、時間単位当たりの圧力上昇率ΔＰｍが予め実験等で求められた設定圧力上昇率ΔＰｔよりも少ないと判断された場合は、燃料Ｆの噴射量を減量し、コモンレール２０の実燃料圧Ｐｍの低下を少なくする。つまり、圧力上昇率ΔＰｍが設定圧力上昇率ΔＰｔになるまで噴射量の減量を継続する。そして、圧力上昇率ΔＰｍが設定圧力上昇率ΔＰｔになったら噴射量の減量を止めて、目標噴射圧ΔＰｔになるまで、この噴射量のままで噴射を継続する。

実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧ΔＰｔに到達した（ｔｄ）後は、噴射量の減量を行わずに、目標噴射量で燃料の噴射を行う。つまり、通常の燃料噴射制御で燃料噴射を行う。

本発明では、図３及び図４に示すように、イグニッションキーがＯＮされて（ｔａ）から、実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔに到達する（ｔｄ）までは、高圧ポンプ１０のフィードバック制御をせずに、可吐出量制御バルブ１１を全開とする高圧ポンプの吐出量制御を行う。それと共に、制御装置４０が回転を認識して（ｔｃ）から実噴射圧Ｐｍが目標噴射圧Ｐｔに到達する（ｔｄ）までは、圧力上昇率ΔＰｍをモニターし、圧力上昇率ΔＰｍが設定圧力上昇率ΔＰｔになるまで噴射量の減量を継続して、実噴射圧Ｐｍを噴射量よりも優先して目標噴射圧Ｐｔを早急に上昇させる噴射量制御を行う。

従って、上記の内燃機関の制御方法及び内燃機関によれば、高圧ポンプ１０の吐出量制御と燃料噴射弁３０の噴射量制御との組合せにより、低温始動時における、実噴射圧Ｐｍの上昇速度を速くすることができ、イグニッションキーをＯＮした内燃機関始動時から、目標噴射圧に到達して目標とする燃料噴射量の燃料噴射を行えるようになるまでの時間を短縮でき、内燃機関の始動時間を短縮できる。

本発明の内燃機関の制御方法及び内燃機関は、低温始動時における、コモンレール圧力の上昇速度を速くすることができ、内燃機関の始動時間を短縮できるので、自動車搭載等の内燃機関の制御方法及び内燃機関として利用できる。

１コモンレール式燃料噴射システム
１０高圧ポンプ
１１吐出量制御バルブ
１２逆止弁
２０コモンレール（蓄圧室）
２１圧力計
３０燃料噴射弁（インジェクタ）
４０制御装置
Ｆ燃料
Ｐｍ実噴射圧
Ｐｔ目標噴射圧

Claims

コモンレール式燃料噴射システムを備えた内燃機関の制御方法において、
内燃機関が始動開始された時に、コモンレールへ燃料を供給する高圧ポンプの駆動を開始すると共に、高圧ポンプの燃料入口側に設けられた吐出量制御バルブを全開とし、
圧力センサで検出される実噴射圧が予め設定された設定圧力になるまでは、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行わず、前記実噴射圧が前記設定圧力に到達した後で、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行い、
更に、前記実噴射圧が前記設定圧力になるまでは、前記実噴射圧の単位時間当たりの圧力上昇率が予め設定された設定圧力上昇率を下回る場合には、燃料噴射量を減量し、前記圧力上昇率が前記設定圧力上昇率以上の場合には、前記燃料噴射量の減量を止め、前記実噴射圧が予め設定された前記設定圧力になったら、前記燃料噴射量を減量する制御を行わないことを特徴とする内燃機関の制御方法。
コモンレール式燃料噴射システムを備えた内燃機関において、
前記コモンレール式燃料噴射システムの制御装置が、内燃機関が始動開始された時に、コモンレールへ燃料を供給する高圧ポンプの駆動を開始すると共に、高圧ポンプの燃料入口側に設けられた吐出量制御バルブを全開とし、
圧力センサで検出される実噴射圧が予め設定された設定圧力になるまでは、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行わず、前記実噴射圧が前記設定圧力に到達した後で、前記実噴射圧によるフィードバック制御を行い、
更に、前記実噴射圧が前記設定圧力になるまでは、前記実噴射圧の単位時間当たりの圧力上昇率が予め設定された設定圧力上昇率を下回る場合には、燃料噴射量を減量し、前記圧力上昇率が前記設定圧力上昇率以上の場合には、前記燃料噴射量の減量を止め、前記実噴射圧が予め設定された前記設定圧力になったら、前記燃料噴射量を減量する制御を行わないように構成されたことを特徴とする内燃機関。