JP2867815B2 - 内燃機関の燃料圧力制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料圧力制御装置

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JP2867815B2 JP4284546A JP28454692A JP2867815B2 JP 2867815 B2 JP2867815 B2 JP 2867815B2 JP 4284546 A JP4284546 A JP 4284546A JP 28454692 A JP28454692 A JP 28454692A JP 2867815 B2 JP2867815 B2 JP 2867815B2
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fuel pressure
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料圧を機関運転状態
に応じて最適に制御するための内燃機関の燃料圧力制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料噴射弁は、通常、一定に加圧された
燃料が常時供給され、機関運転状態により決定される燃
料量を噴射するために、開弁時間が制御されるものであ
る。燃料噴射弁の特性上、どうしても開弁した瞬間に多
量の燃料が噴射されるために、このような開弁時間だけ
の制御では、特に必要燃料が少量となる時に、必要以上
の燃料が噴射され、所望の運転状態が得られないだけで
なく、燃費が悪化する問題を生じていた。
【0003】この問題を解決するために、特開昭62−
645号公報には、燃料噴射弁に供給する燃料圧を機関
運転状態に応じて最適に制御し、燃料噴射弁の開弁時間
と燃料圧とによって、各運転状態における必要燃料量の
噴射を可能とする燃料噴射制御装置が記載されている。
この燃料圧制御は、機関運転状態により決定された目標
圧力と実際の燃料圧との偏差の積分値を基に、燃料加圧
用ポンプの所定時間当たりの加圧時間を帰還制御し、燃
料圧を目標圧力に一致させようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の燃料圧制御にお
いて、目標圧力が実際の燃料圧以上となり、ポンプによ
り燃料圧を上昇させる時には、良好な燃料圧制御となる
が、目標圧力が実際の燃料圧未満となる時、燃料圧を下
げるには燃料の噴射によって対処するしかなく、特に両
者の差圧が比較的大きい場合、及び/又は燃料噴射量が
少ない場合、目標圧力に達するまでに比較的長い時間を
必要とし、この間に積分値が大きくなりすぎ、従って、
ポンプの前述の加圧時間がかなり短くなるために、目標
圧力に達した後、この圧力を維持できずに大きなアンダ
ーシュートを生じる。
【0005】従って、本発明の目的は、機関運転状態に
より決定される目標圧力が実際の燃料圧未満となる時の
燃料圧アンダーシュートを防止することのできる内燃機
関の燃料圧力制御装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の燃料圧力制御装置は、燃料を加圧するためのポン
プを具備し、機関運転状態により決定される目標圧力に
燃料圧力を一致させるように、少なくとも両圧力の偏差
の積分値を基に前記ポンプによる燃料加圧の程度を帰還
制御する内燃機関の燃料圧力制御装置において、前記目
標圧力が現在の燃料圧力より所定圧力以上下回る時、前
記積分値の更新を制限することを特徴とする。
【0007】また、本発明による第二の内燃機関の燃料
圧力制御装置は、燃料を加圧するためのポンプを具備
し、機関運転状態により決定される目標圧力に燃料圧力
を一致させるように、少なくとも両圧力の偏差の積分値
を基に前記ポンプによる燃料加圧の程度を帰還制御する
内燃機関の燃料圧力制御装置において、前記目標圧力が
現在の燃料圧力より低く、燃料噴射量が所定量以下の
時、前記積分値の更新を制限することを特徴とする。
【0008】
【作用】前述の第一の内燃機関の燃料圧力制御装置は、
機関運転状態により決定される目標圧力が現在の燃料圧
力より所定圧力以上下回る時、ポンプによる燃料加圧の
程度の帰還制御に使用される両圧力の偏差の積分値の更
新を制限する。
【0009】前述の第二の内燃機関の燃料圧力制御装置
は、機関運転状態により決定される目標圧力が現在の燃
料圧力より低く、燃料噴射量が所定量以下の時、ポンプ
による燃料加圧の程度の帰還制御に使用される両圧力の
偏差の積分値の更新を制限する。
【0010】
【実施例】図1は本発明による内燃機関の燃料圧力制御
装置の概略図である。同図において、1は各気筒毎に設
けられた燃料噴射弁、2は加圧された燃料により満たさ
れる蓄圧室である。蓄圧室2と各燃料噴射弁1は、各蓄
圧管3によって接続されている。蓄圧室2と燃料タンク
4とを接続する燃料供給通路5には、駆動時において一
定の吐出量を保証するポンプ6が設置されている。この
構造は、ポンプ6が駆動されると蓄圧室2内の燃料圧が
上昇し、燃料噴射が実行されると燃料圧が低下するもの
である。
【0011】本実施例の燃料圧力制御装置は、ポンプ6
の駆動を燃料噴射量を考慮して制御装置7によりデュー
ティ制御することで、蓄圧室2内の燃料圧を各機関運転
状態毎に最適なものとし、燃料噴射弁1の開弁時間制御
と合わせて、各機関運転状態における最適な量の燃料噴
射を可能とするものである。前述の制御装置7には、蓄
圧室2内の燃料圧を検出する圧力センサ8と、機関負荷
としてアクセルペダル踏み込み量を検出するためのアク
セルペダルストロークセンサ(図示せず)と、機関回転
数を検出する回転センサ(図示せず)等が電気的に接続
されている。
【0012】制御装置7によるポンプ6駆動のデューテ
ィ制御は、図2に示すフローチャートに従って行われ
る。このフローチャートは180°クランク角度毎に実
行される。まずステップ101において、アクセルペダ
ルストロークセンサにより現在のアクセルペダル踏み込
み量Lを検出し、また回転センサにより現在の回転数N
を検出する。次にステップ102において、このアクセ
ルペダル踏み込み量L及び回転数Nを基に燃料噴射量Q
を決定し、ステップ103において、この燃料噴射量Q
及び回転数Nを基に蓄圧室2における燃料の目標圧力P
を決定する。
【0013】次にステップ104において、圧力センサ
8から現在の蓄圧室2内の燃料圧P’を検出すると共
に、この燃料圧P’から目標圧力Pを引いて偏差ΔPを
算出し、ステップ105に進む。ステップ105におい
て、現在の回転数Nが0、すなわち機関停止状態かどう
かが判断される。この判断が否定される時、ステップ1
06に進み、燃料噴射量Qが0、すなわちフュエルカッ
トが実行されているかどうかが判断される。ステップ1
05又は106における判断が肯定される時、ステップ
118に進む。
【0014】ステップ106における判断が否定される
時、ステップ107に進み、ステップ104において算
出された偏差ΔPが第1所定圧力DP1以上であるかど
うかが判断される。この判断が肯定される時、ステップ
108においてフラグFを1に設定した後、ステップ1
18に進む。またステップ107における判断が否定さ
れる時、ステップ109に進み、フラグFが1であるか
どうかが判断され、この判断が肯定される時は、第1所
定圧力DP1以上であった偏差ΔPが燃料噴射によりD
P1未満となった状態であり、ステップ110に進み、
偏差ΔPが第2所定圧力DP2以下であるかどうかが判
断される。この判断が否定される時はステップ118に
進むが、この判断が肯定される時は、ステップ111に
おいてフラグFは0に設定され、ステップ112に進
む。一方、ステップ109における判断が否定される
時、すなわち、始めから偏差ΔPが第1所定圧力DP1
未満である時は、ステップ110及び111における処
理を実行することなくステップ112に進む。
【0015】ステップ112において目標圧力P及び回
転数Nを基に基本デューティ比Dbaseを算出し、ス
テップ113においてこの時の燃料噴射量Qを基に噴射
量フィードフォワード項Djを算出し、ステップ114
において偏差ΔPを基に比例フィードバック項Dpを算
出し、ステップ115において積分フィードバック項D
iが偏差ΔPを基に更新され、ステップ116において
デューティ比Dが次式によって計算される。 D=Dbase+Dj−Dp−Di
【0016】次にステップ117において、クランクが
180°回転するのに要する時間Tcにこのデューティ
比Dが掛けられ、ポンプ6の駆動時間Tが計算され、ス
テップ118において次回の処理までにこの時間Tだけ
ポンプ6が駆動されるように、ポンプ駆動カウンタにこ
の時間Tが設定される。前述の式において、目標圧力P
が現在の燃料圧P’より高くなれば、偏差ΔPはマイナ
ス値となり、比例フィードバック項Dp及び積分フィー
ドバック項Diもマイナス値となって、デューティ比D
を増加させるように働く。ステップ112からステップ
117におけるデューティ制御は、一般的に使用されて
いるものであり、燃料圧P’を機関運転状態により決定
される目標圧力Pに良好に一致させることを可能とす
る。
【0017】しかし、図3(A)に示すように、機関運
転状態が変化して第1目標圧力P1から第2目標圧力P
2に低下する時、現在、第1目標圧力P1にほぼ一致す
る燃料圧P’と第2目標圧力P2との偏差ΔPが比較的
大きな第1所定圧力DP1以上であると、燃料噴射によ
り燃料圧P’が第2目標圧力P2に達するまでにかなり
長い時間を必要とするために、この時に前述のデューテ
ィ比Dの更新が実行されると、デューティ比Dは、図3
(B)に点線で示すように、特にプラス値の積分フィー
ドバック項Diが急激に増加するために、それに伴いマ
イナス値まで急激に小さくなる。一方、燃料圧P’は燃
料噴射により第2目標圧力P2に達するが、この時、ポ
ンプ6は停止されているために、この圧力を維持できず
にさらに低下する。それにより、デューティ比Dは徐々
に大きくなるが、ポンプ6の駆動が開始されるプラス値
になるまでに所定時間を必要とし、その間燃料圧P’の
さらなる圧力低下が生じ、図3(A)に点線で示すよう
に、大きなアンダーシュートがもたらされる。
【0018】しかしながら、本フローチャートによれ
ば、第1所定圧力DP1以上の偏差ΔPが生じる時から
この偏差ΔPが燃料噴射により小さくなり第2所定圧力
DP2以下となるまで、ステップ112から117にお
けるデューティ比Dの更新は中止され、この時のデュー
ティ比Dは、図3(B)に実線で示すように、偏差ΔP
が第2所定圧力DP2となるまで、目標圧力が第1目標
圧力P1である時の値に維持され、その後、第2所定圧
力DP2となる偏差ΔPを基に更新されてわずかに減少
するために、燃料圧P’は、図3(A)に実線で示すよ
うに、第2目標圧力P2に達した後、この圧力に維持さ
れる。
【0019】また、目標圧力Pが現在の燃料圧P’より
低い状態で機関が停止すると、燃料噴射も停止されるた
めに、いくら時間が経過しても燃料圧は低下せず、この
時、デューティ比Dの更新が実行されると、やはりデュ
ーティ比Dはマイナスとなり、機関始動時に、ポンプ6
は停止されたまま燃料噴射が開始されるために、燃料圧
P’は目標圧力Pを越え大きくアンダーシュートする。
【0020】逆に、目標圧力Pが現在の燃料圧P’より
高い状態で機関が停止すると、通常ポンプ6は機関と共
に停止するために、いくら時間が経過しても燃料圧は上
昇せず、その間で、特にマイナス値の積分フィードバッ
ク項Diが急激に減少し、デューティ比Dはほぼ1とな
るために、機関始動と共にポンプ6は駆動され続け、燃
料圧P’は目標圧力Pを越え大きくオーバーシュートす
る。
【0021】さらに、目標圧力Pが現在の燃料圧P’よ
り高い状態でフュエルカットが実行される時、デューテ
ィ比Dの更新が実行されると、噴射量フィードフォワー
ド項Djが0となるために、ポンプ6の駆動時間Tはか
なり短くなる。その後フュエルカットが解除され、燃料
噴射が開始されると、この駆動時間では目標圧力Pを維
持できずにやはりアンダーシュートを生じる。また、逆
に目標圧力Pが現在の燃料圧P’より低い状態でフュエ
ルカットが実行される時は、燃料噴射が開始されるまで
燃料圧P’は低下せず、機関停止状態と同様に大きなア
ンダーシュートを生じる。
【0022】しかし、本フローチャートによれば、機関
停止時及びフュエルカット実行時において、ステップ1
12から117におけるデューティ比Dの更新は中止さ
れ、これらの状態となる以前のデューティ比Dにより決
定された駆動時間Tがポンプ駆動カウンタに設定されて
いるために、これらのオーバーシュート及びアンダーシ
ュートを生じることはない。
【0023】本実施例において、燃料圧のオーバーシュ
ート及びアンダーシュートを防止するために、ポンプ駆
動のためのデューティ比の更新を全ての項において中止
するようにしたが、特に悪影響を及ぼす積分フィードバ
ック項Diだけあまり更新されないようにし、他の項は
通常通り更新されるようにすることも可能である。ま
た、積分フィードバック項Diの更新幅を、偏差ΔPが
大きい程小さくするようにしてもよい。
【0024】さらに、フュエルカット時でなくても、燃
料噴射量が少ないと、フュエルカット時と同様なアンダ
ーシュートを生じる可能性があり、この時にもデューテ
ィ比の更新を制限することも可能である。
【0025】本発明による燃料圧力制御は、ポンプによ
る燃料加圧の程度を変えるために、ポンプの駆動時間を
変化させる構造に限定されず、例えば、ポンプを常時駆
動して、このポンプをバイパスする通路に設けられた制
御弁の閉弁時間を変化させるような構造にも適用可能で
ある。
【0026】
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の燃
料圧力制御装置によれば、機関運転状態により決定され
る目標圧力が現在の燃料圧力より所定圧力以上下回る
時、ポンプによる燃料加圧の程度の帰還制御に使用され
る両圧力の偏差の積分値の更新は制限されるために、通
常の更新が実行される時のように、目標圧力に達するま
での比較的長い時間によってポンプによる燃料加圧が停
止されることはなく、目標圧力に達した時に生じる燃料
圧力のアンダーシュートは防止される。また、機関運転
状態により決定される目標圧力が現在の燃料圧力より低
く、燃料噴射量が所定量以下の時に、ポンプよる燃料加
圧の程度の帰還制御に使用される両圧力の偏差の積分値
の更新は制限されるために、同様に通常の更新が実行さ
れる時における燃料圧力のアンダーシュートは防止され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の燃料圧力制御装置の概
略図である。
【図2】燃料圧力制御のためのフローチャートである。
【図3】目標圧力がかなり下げられた時のタイムチャー
トであり、(A)は燃料圧力、(B)はデューティ比を
示す。
【符号の説明】
1…燃料噴射弁 2…蓄圧室 3…蓄圧管 4…燃料タンク 5…燃料供給通路 6…ポンプ 7…制御装置 8…圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 55/02 350 F02M 55/02 350E

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料を加圧するためのポンプを具備し、
    機関運転状態により決定される目標圧力に燃料圧力を一
    致させるように、少なくとも両圧力の偏差の積分値を基
    に前記ポンプによる燃料加圧の程度を帰還制御する内燃
    機関の燃料圧力制御装置において、前記目標圧力が現在
    の燃料圧力より所定圧力以上下回る時、前記積分値の更
    新を制限することを特徴とする内燃機関の燃料圧力制御
    装置。
  2. 【請求項2】 燃料を加圧するためのポンプを具備し、
    機関運転状態により決定される目標圧力に燃料圧力を一
    致させるように、少なくとも両圧力の偏差の積分値を基
    に前記ポンプによる燃料加圧の程度を帰還制御する内燃
    機関の燃料圧力制御装置において、前記目標圧力が現在
    の燃料圧力より低く、燃料噴射量が所定量以下の時、前
    記積分値の更新を制限することを特徴とする内燃機関の
    燃料圧力制御装置。
JP4284546A 1992-10-22 1992-10-22 内燃機関の燃料圧力制御装置 Expired - Lifetime JP2867815B2 (ja)

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