JP3391563B2 - 高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法 - Google Patents
高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法Info
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- 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、運転条件に応じて高圧
用プレッシャレギュレータの弁開度を制御して、燃料ラ
インの圧力を保持する高圧噴射式エンジンの燃料圧力制
御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、燃料を燃焼室へ直接噴射させる
高圧噴射式エンジンでは、燃焼室内の圧力（いわゆる筒
内圧）に抗し得る圧力で燃料を噴射させる必要がある。
このように、燃料を高圧状態で噴射させるシステムとし
ては、いわゆる、ライン圧力保持型の高圧噴射システム
がある。 【０００３】このライン圧力保持型の高圧噴射システム
は、例えば特開平４−３３９１４３号公報に開示されて
おり、燃料ラインの圧力をエンジン運転状態に応じて所
定の高圧状態に保持し、燃料噴射量及び噴射時期はイン
ジェクタに設けた電磁ソレノイド等のＯＮ／ＯＦＦタイ
ミングで制御するものである。具体的に説明すれば、燃
料高圧ラインの上流側に高圧用燃料ポンプを介装し、下
流側に高圧用プレッシャレギュレータを介装し、その両
者間に上記インジェクタを連通させ、上記高圧ラインの
燃料圧力を所定の高圧状態に維持し、この燃料圧力で上
記インジェクタから上記燃焼室へ燃料を噴射させるとと
もに、上記燃料圧力を上記高圧用プレッシャレギュレー
タのリリーフ流量で制御している。 【０００４】上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量は、上
記インジェクタからの燃料噴射量と上記高圧用プレッシ
ャレギュレータのリリーフ流量との和に等しく、また、
上記高圧用燃料ポンプがエンジン駆動式であれば、上記
ポンプ流量はエンジン回転数に比例して変動し、一方、
上記インジェクタからの燃料噴射量はエンジン負荷に応
じて変化する。 【０００５】従って、図６に示すように、縦軸にポンプ
流量（ＱP）、横軸にエンジン回転数（Ｎ）を取ると、
例えば高圧ラインの燃料圧力を筒内圧に対して相対的に
一定状態に保持するためには、上記高圧用プレッシャレ
ギュレータのリリーフ流量を、運転条件に応じて変化さ
せなければならないことになる。 【０００６】図７に、比例ソレノイド型の高圧用プレッ
シャレギュレータ６０を示す。この高圧用プレッシャレ
ギュレータ６０は常開式であり、ソレノイドコイル６１
に対する制御電流を可変させることで、ニードル型のリ
リーフ弁６２の弁開度を設定し、燃料のリリーフ流量Ｑ
Rを可変設定することで、上流側の燃料圧力ＰFを制御す
る。 【０００７】また、エンジン駆動式の上記高圧用燃料ポ
ンプでは、ポンプ流量ＱPがエンジン回転数Ｎに比例し
て変動するため、上記高圧用プレッシャレギュレータの
リリーフ弁６２の弁開度が一定の状態に保持されている
場合でも、図８に示すように、例えば、エンジン高回転
の場合には、傾斜直線(a)で示すように、上記高圧用燃
料ポンプからのポンプ流量ＱPに対してリリーフ流量ＱR
は相対的に小さくなり、その分、燃料圧力ＰFの上昇が
大きくなる。一方、エンジン低回転では、同図の傾斜直
線(b)に示すように、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流
量ＱPが少なくなるため、その分、燃料圧力ＰFの上昇は
緩やかなる。 【０００８】このように、上記高圧用プレッシャギュレ
ータ６０では、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量ＱP
がエンジン回転数に比例して変動するため、リリーフ弁
６２の開度が一定であっても、運転条件ごとにリリーフ
流量ＱRが変動し、従って、燃料圧力特性は上記リリー
フ流量ＱRによって変化する。 【０００９】そのため、例えば、上記燃料圧力ＰFを筒
内圧との関係で相対的に一定に保つためには、少なくと
も上記燃料圧力ＰFを検出して上記高圧用プレッシャレ
ギュレータ６０のソレノイドコイル６１に対する制御電
流ＩRをフィードバック制御する必要がある。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジン回転
数は変動幅が大きく、特に過渡時では急激な変動とな
る。その結果、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量ＱP
も大きく変動することになり、フィードバック制御では
充分な追従性能を得ることができないばかりか、追従性
能を向上させようとすれば、制御ハンチングが生じるば
かりでなく、制御装置を構成するコンピュータの負担増
となる。 【００１１】従って、燃料圧力を高精度にフィードバッ
ク制御しようとすれば、過渡時は勿論のこと、定常的な
運転領域においても燃料圧力が不安定化してしまう。 【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高圧用プレッシャレギュレータの弁開度を設定する
際のフィードバック制御の負担を軽減するとともに、正
常時は勿論、過渡時においても燃料圧力を高精度に制御
することのできる高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方
法を提供することを目的としている。 【００１３】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法
は、燃料ラインにエンジンに連動して駆動する高圧用燃
料ポンプを介装するとともに、この高圧用燃料ポンプの
下流側に高圧用プレッシャレギュレータを介装して、こ
の高圧用燃料ポンプと上記高圧用プレッシャレギュレー
タとの間に高圧ラインを形成し、この高圧ラインに、燃
焼室へ燃料を直接噴射するインジェクタを連通した高圧
噴射式エンジンにおいて、前記高圧用燃料ポンプのポン
プ流量をエンジン回転数と上記高圧ラインの燃料圧力と
から求め、この高圧用燃料ポンプのポンプ流量と上記イ
ンジェクタの燃料噴射量との差により上記高圧用プレッ
シャレギュレータからの燃料リリーフ流量を求め、一方
エンジン回転数をパラメータとして上記高圧ラインの目
標燃料圧力を設定し、この目標燃料圧力と上記燃料リリ
ーフ流量とに基づいて上記高圧用プレッシャレギュレー
タの弁開度を設定することを特徴とする。 【００１４】 【作 用】本発明では、エンジンが回転すると燃料ライ
ンに介装した高圧用燃料ポンプが上記エンジンに連動し
て駆動し、燃料を高圧ラインへ供給する。一方、この高
圧ラインの燃料圧力は、その下流に介装した高圧用プレ
ッシャレギュレータにより制御されており、この制御さ
れた高圧の燃料がインジェクタから燃料室へ直接噴射さ
れる。 【００１５】上記高圧用燃料ポンプはエンジン駆動式で
あるため、ポンプ流量はエンジン回転数と高圧ラインの
燃料圧力とから関数式あるいはテーブルを参照して求め
ることができる。また上記高圧用プレッシャレギュレー
タの燃料リリーフ流量は、高圧ライン中の燃料の入出力
関係により上記ポンプ流量からインジェクタの燃料噴射
量を引いた値に等しい。 【００１６】従って、上記高圧ラインの燃料圧力を目標
燃料圧力に近づける制御を上記高圧用プレッシャレギュ
レータの弁開度の可変設定で行うには、この弁開度を上
記目標燃料圧力と上記高圧用プレッシャレギュレータの
燃料リリーフ流量とに基づいて設定すれば良い。 【００１７】 【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。 【００１８】図５には高圧噴射式エンジンの燃料ライン
を中心とする全体的な概略が示されている。 【００１９】本実施例に示す高圧噴射式エンジン（以
下、単に「エンジン」と称する）１は、２サイクル直噴
式４気筒ガソリンエンジンであり、このエンジン１のシ
リンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４とで
形成される燃焼室５に、点火コイル６ａの二次側に接続
された点火プラグ７と気筒内燃料噴射用のインジェクタ
８とが臨まされ、上記点火コイル６ａの一次側に、イグ
ナイタ６ｂが接続されている。 【００２０】また、上記シリンダブロック３に、掃気ポ
ート３ａと排気ポート３ｂとが形成され、上記シリンダ
ブロック３に形成した冷却水通路３ｃに、水温センサ９
が臨まされている。上記掃気ポート３ａには給気管１０
が連通され、この給気管１０には、上流側にエアクリー
ナ１１が取付けられるとともに、中途にクランクシャフ
ト１ａの回転によって駆動される掃気ポンプ１２が介装
されており、この掃気ポンプ１２によって上記燃焼室５
に新気を強制的に供給すると共に、この燃焼室５内を掃
気する。 【００２１】また、上記給気管１０の上記エアークリー
ナ１１の下流で上記掃気ポンプ１２の上流に、アクセル
ペダル１４に連動するスロットル弁１５ａが介装されて
いる。さらに、上記アクセルペダル１４にアクセル開度
センサ１６が連設されている。 【００２２】一方、上記掃気ポンプ１２をバイパスする
バイパス通路１３に、上記掃気ポンプ１２の掃気圧を制
御するバイパス制御弁１５ｂが介装されている。 【００２３】また、上記排気ポート３ｂには、上記クラ
ンクシャフト１ａの回転に同期して開閉する排気ロータ
リ弁１７が設けられ、この排気ロータリ弁１７を介して
排気管１８が連通されている。さらに、この排気管１８
に触媒コンバータ１９が介装されているとともに、下流
端にマフラ２０が接続されている。 【００２４】また、上記クランクシャフト１ａにクラン
クロータ２１が軸着され、このクランクロータ２１の外
周に、電磁ピックアップなどからなるクランク角センサ
２２が対設されている。 【００２５】一方、符号２３は燃料ラインで、この燃料
ライン２３の中途に高圧用燃料ポンプ２８が介装され、
さらに、この高圧用燃料ポンプ２８の下流側に高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３が介装され
ている。また、この燃料ライン２３の上記高圧用燃料ポ
ンプ２８の上流側が、燃料タンク２４から燃料を送出す
る低圧デリバリライン２３ａを構成し、この高圧用燃料
ポンプ２８の下流側と上記高圧用比例ソレノイド式プレ
ッシャレギュレータ３３との間が上記低圧デリバリライ
ン２３ａからの燃料を昇圧してインジェクタ８に供給す
る高圧ライン２３ｂを構成し、さらに、この高圧用比例
ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から下流側が
低圧リターンライン２３ｃを構成している。 【００２６】上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレ
ギュレータ３３は常開式で、構造は前述の図７とほぼ同
じであり、ソレノイドコイルSOL.に通電する制御電流Ｉ
Rが高くなるに従って、リリーフ弁を絞る方向へ制御動
作する。この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュ
レータ３３の弁開度が絞り込まれると、上記高圧ライン
２３ｂの燃料圧力ＰFが次第に上昇する。 【００２７】また、上記低圧デリバリライン２３ａと上
記低圧リターンライン２３ｃとが燃料バイパス通路２３
ｄを介して連通され、この燃料バイパス通路２３ｄに、
上記低圧デリバリライン２３ａの燃料圧力を調圧する低
圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２７が介装
されている。 【００２８】上記低圧デリバリライン２３ａでは、上記
燃料タンク２４内の燃料を、フィードポンプ２５により
送出し、燃料フィルタ２６を経て上記低圧用ダイヤフラ
ム式プレッシャレギュレータ２７により調圧された状態
で上記高圧用燃料ポンプ２８へ供給する。 【００２９】上記高圧ライン２３ｂでは、上記低圧デリ
バリライン２３ａから供給される燃料を上記高圧用燃料
ポンプ２８によって加圧し、上記高圧用比例ソレノイド
式プレッシャレギュレータ３３で調圧した所定の高圧燃
料を、高圧燃料フィルタ３０、脈動圧を緩衝するアキュ
ムレータ３１、燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３２
を併設する燃料供給路を経て各気筒のインジェクタ８に
供給する、いわゆるライン圧力保持型高圧噴射システム
を構成する。 【００３０】上記高圧用燃料ポンプ２８はエンジン駆動
式のプランジャポンプであり、吸入口及び吐出口に、そ
れぞれ逆止弁が設けられ、エンジン停止時には、低圧デ
リバリライン２３ａからの燃料が通過可能になる。 【００３１】一方、図４には制御装置４０が示されてい
る。この制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、Ｒ
ＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、及びＩ／Ｏインタ
ーフェース４５がバスライン４６を介して互いに接続さ
れるマイクロコンピュータを中心として構成されてい
る。 【００３２】また、上記制御装置４０には定電圧回路４
７が内蔵されており、この定電圧回路４７は、ＥＣＵリ
レー４８のリレー接点を介してバッテリ４９に接続され
ており、ＥＣＵリレー４８のリレーコイルがイグニッシ
ョンスイッチ５０を介してバッテリ４９に接続されてい
る。上記定電圧回路４７は、上記イグニッションスイッ
チ５０がＯＮされ、上記ＥＣＵリレー４８の接点が閉と
なったとき、上記バッテリ４９の電圧を安定化して制御
装置４０の各部に供給する。また、上記バックアップＲ
ＡＭ４４には、バッテリ４９が上記定電圧回路４７を介
して直接接続されており、上記イグニッションスイッチ
５０のＯＮ，ＯＦＦに拘らず常時バックアップ用電源が
供給される。 【００３３】また、上記バッテリ４９にはフィードポン
プ２５がフィードポンプリレー５４のリレー接点を介し
て接続されている。 【００３４】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
入力ポートには、バッテリ４９が接続されて、バッテリ
電圧がモニタされるとともに、クランク角センサ２２、
アクセル開度センサ１６、水温センサ９、燃料圧力セン
サ３２が接続されている。 【００３５】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
出力ポートには、点火コイル６ａを駆動するイグナイタ
６ｂが接続され、さらに、駆動回路５５を介して、上記
バッテリ４９から電源が供給されるフィードポンプリレ
ー５４のリレーコイルＲＹFE、インジェクタ８のソレノ
イドコイル、及び高圧用比例ソレノイド式プレッシャレ
ギュレータ３３のソレノイドコイルSOL.（図５参照）が
接続されている。 【００３６】次に、上記制御装置４０による燃料噴射量
設定ルーチンについて図３のフローチャートに従って説
明し、続いて、燃料供給系制御ルーチンについて図１、
図２のフローチャートに従って説明する。 【００３７】燃料噴射量設定ルーチンは、イグニッショ
ンスイッチをＯＮした後、エンジンが起動されて、クラ
ンク角センサ２２からの信号が入力されたときから、所
定回転周期毎或は所定噴射タイミング毎に実行される。 【００３８】まず、ステップＳ１でアクセル開度センサ
１６で検出したアクセル開度αと、上記クランク角セン
サ２２で検出したクランクパルス間隔時間に基づいて算
出したエンジン回転数Ｎとを読込む。上記アクセル開度
センサ１６が連設するアクセルペダル１４には、スロッ
トル弁１５ａが連設されているため、上記アクセル開度
センサ１６の検出値によりスロットル開度が検出され
る。 【００３９】次いで、ステップＳ２で、上記アクセル開
度αと上記エンジン回転数Ｎに基づきテーブルを補間計
算付で参照して基本燃料噴射量Ｇf[g]を設定し、ステッ
プＳ３で始動補正、水温増量、加速増量等の各種増量補
正係数ＣＯＥＦを、冷却水温、スロットル開度変化等に
基づいて設定する。 【００４０】その後、ステップＳ４で燃料ライン２３の
高圧ライン２３ｂに臨まされている燃料圧力センサ３２
で検出した燃料圧力ＰFに基づきテーブルを補間計算付
で参照して燃料圧力係数Ｋ及び無効噴射時間ＴS[msec]
を設定する。 【００４１】この燃料圧力係数Ｋ及び無効噴射時間ＴS
は、インジェクタ８から燃焼室５へ設定通りの燃料量が
供給されるようにするための補正係数であり、予め実験
などから求めてテーブル化してＲＯＭ４２の一連のアド
レスに格納したもので、上記ステップＳ４中に特性の一
例を示す。このテーブルでは、燃料圧力ＰFの上昇に従
い、燃料圧力係数Ｋは小さくなり、逆に、上記無効噴射
時間ＴSは大きくなるように設定されている。燃料圧力
ＰFが低ければ単位時間当りの噴射流量が少なくなるた
めパルス幅を上記燃料圧力係数Ｋで補正して燃料量を相
対的に増加させる必要があるからで、また、無効噴射時
間ＴSは、実際にインジェクタ８から燃料が噴射される
までのいわゆる無駄時間を補正するもので、燃料圧力Ｐ
Fが高くなるに従って、燃料圧力ＰFに抗しインジェクタ
８が開弁して燃料が実際に噴射されるまでの遅延時間が
長くなるからである。 【００４２】そして、ステップＳ５で、上記基本燃料噴
射量Ｇfを各種増量補正係数ＣＯＥＦで補正するととも
に上記燃料圧力係数Ｋを乗算して有効噴射パルス幅を算
出し、この有効噴射パルス幅に上記無効噴射時間ＴSを
加算して、燃料噴射パルス幅Ｔi[msec]を設定し、ステ
ップＳ６で、この燃料噴射パルス幅Ｔiをタイマにセッ
トしてルーチンを抜ける。 【００４３】上記ステップＳ６でタイマセットされた燃
料噴射パルス幅Ｔi[msec]は、所定のタイミングで駆動
回路５５（図４参照）から該当気筒のインジェクタ８へ
出力される。 【００４４】ところで、上記インジェクタ８での一回当
りの総燃料噴射量は、Ｔi×ＱINJ[g]（或は、有効噴射
パルス幅×ＱINJ[g]）で決定される。このＱINJは単位
時間当りの燃料噴射量[g/msec]であり、上記インジェク
タ８により正確に計量されて噴射される必要がある。図
１、図２に示す燃料供給系制御ルーチンでは、上記イン
ジェクタ８から単位時間当りの燃料噴射量ＱINJが正確
に計量されるように、燃料ライン２３の高圧ライン２３
ｂの燃料圧力ＰFを筒内圧との関係で相対的にほぼ一定
になるように制御している。 【００４５】以下、この燃料供給系制御ルーチンによる
燃料圧力ＰFの制御手順について、上記図１、図２に示
すフローチャートに従って説明する。 【００４６】尚、イグニッションスイッチ５０がＯＮさ
れて制御装置４０に電源が投入されたとき、システムが
イニシャライズ（各フラグがクリア）される。 【００４７】このフローチャートは、システムイニシャ
ライズ後、所定時間毎に実行される。システムがイニシ
ャライズされた後の初回ルーチンでは、まず、ステップ
Ｓ１１で通常制御移行フラグＦ2 の値を参照する。この
通常制御移行フラグＦ2 のイニシャル値は０であり、従
って、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、初期
設定完了フラグＦ1 の値を参照する。この初期設定完了
フラグＦ1 もイニシャル値が０であるため、このステッ
プＳ１２からステップＳ１３へ進む。 【００４８】そして、ステップＳ１３以下で、初期設定
ルーチンが実行される。 【００４９】すなわち、ステップＳ１３では、フィード
ポンプリレー５４のリレーコイルＲＹFEに対し通電し、
このフィードポンプリレー５４をＯＮにすることで、フ
ィードポンプ２５を駆動させる。このフィードポンプ２
５が駆動すると、高圧用燃料ポンプ２８に対する燃料供
給が開始される。この高圧用燃料ポンプ２８はエンジン
駆動式であり、エンジンの起動により圧送が開始され
る。 【００５０】次いで、ステップＳ１４で、上記高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３のソレノイ
ドコイルSOL.に通電する制御電流ＩRを予め設定した最
大値ＩMAXに設定し、ステップＳ１５で、この制御電流
ＩRを高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ
３３に対するＩ／Ｏポートの出力値としてセットした
後、ステップＳ１６へ進み、初期設定が完了したことを
示す初期設定完了フラグＦ１をセットして、ルーチンを
抜ける。 【００５１】上記ステップＳ１５で高圧用比例ソレノイ
ド式プレッシャレギュレータ３３のソレノイドコイルSO
L.に対する制御電流ＩRが最大値ＩMAXにセットされる
と、この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３が一旦全閉状態になる。 【００５２】そして、この初期設定ルーチンが終了し、
ステップＳ１６で初期設定完了フラグＦ１がセットされ
たことで、２回目以降のルーチンでは、ステップＳ１１
からステップＳ１２へ至ると、初期設定完了フラグＦ１
がＦ１＝１であるためステップＳ１７へ分岐し、高圧ラ
イン２３ｂの燃料圧力ＰF と予め設定した設定圧ＰH
（例えば、9.8×103KPa ）とを比較して高圧ライン２３
ｂにおける燃料圧力ＰFが設定圧ＰH に達したかの判断
を行なう。 【００５３】このステップＳ１７で ＰF ≦ＰH の場合
には、ルーチンを抜け、上記燃料圧力ＰF が設定圧ＰH
に達するまで、このルーチンを繰返す。そして、上記燃
料圧力ＰF が設定圧ＰH に達したとき（ＰF ＞ＰH ）、
ステップＳ１７からステップＳ１８へ進み、通常制御移
行フラグＦ２をセットして、ルーチンを抜ける。 【００５４】上記通常制御移行フラグＦ２がセットされ
たことで、その後、ルーチンが実行されると、ステップ
Ｓ１１からステップＳ２１へ分岐し、燃料圧力通常制御
ルーチンへ移行する。 【００５５】この燃料圧力通常制御ルーチンでは、まず
ステップＳ２１で、クランク角センサ２２からの信号に
基づいて算出したエンジン回転数Ｎと、燃料圧力センサ
３２で検出した燃料圧力ＰFとに基づいて、単位時間当
りの上記高圧用燃料ポンプ２８のポンプ流量ＱPを、予
め設定したテーブルを参照して補間計算付で設定し、或
は関数式により直接算出する。 【００５６】次いで、ステップＳ２２で、上記燃料噴射
量設定ルーチンで設定した燃料噴射量Ｔｉとエンジン回
転数Ｎとに基づいて単位時間当りの燃料噴射量ＱINJを
算出する。 【００５７】そして、ステップＳ２３で、高圧ライン２
３ｂの入出力関係に基づき、単位時間当りのポンプ流量
ＱPから単位時間当りの燃料噴射量ＱINJを減算して、高
圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から
の燃料リリーフ流量ＱRを算出する。 【００５８】その後、ステップＳ２４で、上記エンジン
回転数Ｎをパラメータとして目標燃料圧力テーブルから
目標燃料圧力ＰFSを設定する。この目標燃料圧力ＰFS
は、インジェクタ８から燃焼室５へ正確に計量した燃料
を噴射させるには高圧ライン２３ｂの燃料圧力ＰF をど
の程度に設定すれば良いかの制御目標値であり、エンジ
ン回転数Ｎに対する最適な燃料圧力をエンジン特性、燃
料ポンプ騒音などを考慮して実験などにより、運転領域
ごとに求めたもので、ステップＳ２４中に図示するよう
に、低回転数では低く、高回転になるほど高い値の燃料
圧力を、テーブル化してＲＯＭ４２の一連のアドレスに
格納したものである。 【００５９】次に、上記ステップＳ２４からステップＳ
２５へ進むと、上記ステップＳ２３で求めた高圧用比例
ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から吐出され
る単位時間当りの燃料リリーフ流量ＱRと上記ステップ
Ｓ２４で設定した目標燃料圧力ＰFSとに基づき、上記高
圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３のソ
レノイドコイルSOL.に対する基本制御電流ＩBをテーブ
ルを補間計算付で参照して設定し、或は関数式から算出
する。 【００６０】図８を用いて既述したように、高圧ライン
２３ｂ中の燃料圧力ＰFは、上記高圧用比例ソレノイド
式プレッシャレギュレータ３３の弁開度、すなわちソレ
ノイドコイルSOL.に対する制御電流ＩRが一定であって
も、高圧用燃料ポンプ２８がエンジン駆動式であるため
上記ポンプ流量ＱPは、エンジン回転Ｎに比例して上昇
し、また、インジェクタ８からの燃料噴射量はエンジン
負荷に応じて変化する。従って、上記高圧ライン２３ｂ
の燃料圧力ＰFを目標燃料圧力ＰFSにするためには、上
記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３
に対する制御電流ＩRをエンジン回転数及びエンジン負
荷に応じて可変設定しなければならないことになる。そ
こで、上記ステップＳ２５では、まず、エンジン回転数
及びエンジン負荷が取込まれている燃料リリーフ流量Ｑ
Rと、上記目標燃料圧力ＰFSとに基づいて、上記高圧用
比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３に対する
基本制御電流ＩBを設定することで、高圧ライン２３ｂ
の燃料圧力ＰFをフォワード制御する。 【００６１】そして、ステップＳ２６〜Ｓ３０で、上記
基本制御電流ＩBに対するフィードバック補正量ＩFBを
算出する。まず、ステップＳ２６では、上記目標燃料圧
力ＰFSと燃料圧力センサ３２で検出した高圧ライン２３
ｂの燃料圧力ＰFとの偏差ΔＰを算出し（ΔＰ←ＰFS−
ＰF ）、ステップＳ２７で、比例積分制御における比例
定数ＫP に上記偏差ΔＰを乗算して比例分フィードバッ
ク値ＩPを算出する（ＩP←ＫP ×ΔＰ）。さらに、ステ
ップＳ２８で、比例積分制御における積分定数ＫI に上
記偏差ΔＰを乗算した値に、ＲＡＭ４３から読出した前
回の積分フィードバック値ＩIOLD を加算し、新たな積
分フィードバック値ＩI を算出する（ＩI ←ＩIOLD ＋
ＫI ×ΔＰ）。 【００６２】次いで、ステップＳ２９で、ＲＡＭ４３に
ストアされている前回の積分フィードバック値ＩIOLD
を、ステップＳ２８で算出した今回の積分フィードバッ
ク値ＩI で更新し、ステップＳ３０で、上記比例分フィ
ードバック値ＩP及び積分フィードバック値ＩI を加算
して上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３に対するフィードバック制御量ＩFBを設定する
（ＩFB←ＩP＋ＩI ）。 【００６３】そして、ステップＳ３１で、上記基本制御
電流ＩBを上記フィードバック制御量ＩFBで補正して、
上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３
３に対する制御電流ＩRを設定し（ＩR←ＩB＋ＩFB）、
ステップＳ３２で、この制御電流ＩRをセットしてルー
チンを抜ける。 【００６４】その結果、上記ステップＳ３２でセットさ
れた制御電流ＩRが上記高圧用比例ソレノイド式プレッ
シャレギュレータ３３のソレノイドコイルSOL.に通電さ
れ、この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３のリリーフ弁が上記制御電流ＩRに応じて開弁さ
れ、上記高圧ライン２３ｂの燃料圧力ＰFが制御され
る。 【００６５】このように、本実施例では、上記高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３の弁開度を
フォワード制御したので、基本的な制御精度が向上し、
運転条件の変動に対する追従性能が良くなるばかりでな
く、フィードバック制御による補正量が小さくなるた
め、このフィードバック制御部分の負担が軽減される。 【００６６】その結果、定常運転は勿論のこと、過渡時
における制御ハンチングが防止され、上記高圧ライン２
３ｂの燃料圧力制御精度を向上させることができる。 【００６７】尚、本発明は上記実施例に限るものではな
く、例えばポンプ流量ＱPに比し、インジェクタ８から
の一回当りの総燃料噴射量が少ない場合には、上記ステ
ップＳ２３において、高圧用比例ソレノイド式プレッシ
ャレギュレータ３３からの燃料リリーフ流量ＱRを、ＱR
＝ＱPと設定しても良い。また、本実施例では、制御電
流ＩRに対するフィードバック制御量ＩFBの演算を目標
燃料圧力ＰFSと燃料圧力ＰFとの偏差ΔＰに応じた比例
積分（ＰＩ）制御により行っているが、比例積分微分
（ＰＩＤ）制御により行うようにしても良い。さらに、
フィードバック制御部分の負担が軽減されるため、フィ
ードバック補正量ＩFBを演算するためのステップＳ２６
〜Ｓ３０を省略し、ステップＳ３１では、制御電流ＩR
をステップＳ２５で設定した基本制御電流ＩBのみによ
って設定するようにしても良い。 【００６８】さらに、上記高圧用比例ソレノイド式プレ
ッシャレギュレータ３３の弁開度を、電流一定のデュー
ティ制御により行う場合には、上記制御電流ＩRに代え
て、デューティ比を設定すれば対応することができる。 【００６９】また、本発明は、２サイクル直噴式エンジ
ンに限らず、４サイクル直噴式エンジンにも適用可能な
ことは勿論である。 【００７０】 【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
高圧用プレッシャレギュレータの弁開度を、目標燃料圧
力と高圧用プレッシャレギュレータの燃料リリーフ流量
とに基づいてフォワード制御するようにしたので、運転
条件の変化に対する追従性が良くなり、高圧用プレッシ
ャレギュレータの弁開度を設定する際のフィードバック
制御の負担を軽減することができるとともに、通常時は
勿論、過渡時においても燃料圧力を高精度に制御するこ
とができる。 【００７１】また、フィードバック制御の負担を軽減す
ることで、このフィードバック制御自体を省略すること
も可能になる。
用プレッシャレギュレータの弁開度を制御して、燃料ラ
インの圧力を保持する高圧噴射式エンジンの燃料圧力制
御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、燃料を燃焼室へ直接噴射させる
高圧噴射式エンジンでは、燃焼室内の圧力（いわゆる筒
内圧）に抗し得る圧力で燃料を噴射させる必要がある。
このように、燃料を高圧状態で噴射させるシステムとし
ては、いわゆる、ライン圧力保持型の高圧噴射システム
がある。 【０００３】このライン圧力保持型の高圧噴射システム
は、例えば特開平４−３３９１４３号公報に開示されて
おり、燃料ラインの圧力をエンジン運転状態に応じて所
定の高圧状態に保持し、燃料噴射量及び噴射時期はイン
ジェクタに設けた電磁ソレノイド等のＯＮ／ＯＦＦタイ
ミングで制御するものである。具体的に説明すれば、燃
料高圧ラインの上流側に高圧用燃料ポンプを介装し、下
流側に高圧用プレッシャレギュレータを介装し、その両
者間に上記インジェクタを連通させ、上記高圧ラインの
燃料圧力を所定の高圧状態に維持し、この燃料圧力で上
記インジェクタから上記燃焼室へ燃料を噴射させるとと
もに、上記燃料圧力を上記高圧用プレッシャレギュレー
タのリリーフ流量で制御している。 【０００４】上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量は、上
記インジェクタからの燃料噴射量と上記高圧用プレッシ
ャレギュレータのリリーフ流量との和に等しく、また、
上記高圧用燃料ポンプがエンジン駆動式であれば、上記
ポンプ流量はエンジン回転数に比例して変動し、一方、
上記インジェクタからの燃料噴射量はエンジン負荷に応
じて変化する。 【０００５】従って、図６に示すように、縦軸にポンプ
流量（ＱP）、横軸にエンジン回転数（Ｎ）を取ると、
例えば高圧ラインの燃料圧力を筒内圧に対して相対的に
一定状態に保持するためには、上記高圧用プレッシャレ
ギュレータのリリーフ流量を、運転条件に応じて変化さ
せなければならないことになる。 【０００６】図７に、比例ソレノイド型の高圧用プレッ
シャレギュレータ６０を示す。この高圧用プレッシャレ
ギュレータ６０は常開式であり、ソレノイドコイル６１
に対する制御電流を可変させることで、ニードル型のリ
リーフ弁６２の弁開度を設定し、燃料のリリーフ流量Ｑ
Rを可変設定することで、上流側の燃料圧力ＰFを制御す
る。 【０００７】また、エンジン駆動式の上記高圧用燃料ポ
ンプでは、ポンプ流量ＱPがエンジン回転数Ｎに比例し
て変動するため、上記高圧用プレッシャレギュレータの
リリーフ弁６２の弁開度が一定の状態に保持されている
場合でも、図８に示すように、例えば、エンジン高回転
の場合には、傾斜直線(a)で示すように、上記高圧用燃
料ポンプからのポンプ流量ＱPに対してリリーフ流量ＱR
は相対的に小さくなり、その分、燃料圧力ＰFの上昇が
大きくなる。一方、エンジン低回転では、同図の傾斜直
線(b)に示すように、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流
量ＱPが少なくなるため、その分、燃料圧力ＰFの上昇は
緩やかなる。 【０００８】このように、上記高圧用プレッシャギュレ
ータ６０では、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量ＱP
がエンジン回転数に比例して変動するため、リリーフ弁
６２の開度が一定であっても、運転条件ごとにリリーフ
流量ＱRが変動し、従って、燃料圧力特性は上記リリー
フ流量ＱRによって変化する。 【０００９】そのため、例えば、上記燃料圧力ＰFを筒
内圧との関係で相対的に一定に保つためには、少なくと
も上記燃料圧力ＰFを検出して上記高圧用プレッシャレ
ギュレータ６０のソレノイドコイル６１に対する制御電
流ＩRをフィードバック制御する必要がある。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジン回転
数は変動幅が大きく、特に過渡時では急激な変動とな
る。その結果、上記高圧用燃料ポンプのポンプ流量ＱP
も大きく変動することになり、フィードバック制御では
充分な追従性能を得ることができないばかりか、追従性
能を向上させようとすれば、制御ハンチングが生じるば
かりでなく、制御装置を構成するコンピュータの負担増
となる。 【００１１】従って、燃料圧力を高精度にフィードバッ
ク制御しようとすれば、過渡時は勿論のこと、定常的な
運転領域においても燃料圧力が不安定化してしまう。 【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高圧用プレッシャレギュレータの弁開度を設定する
際のフィードバック制御の負担を軽減するとともに、正
常時は勿論、過渡時においても燃料圧力を高精度に制御
することのできる高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方
法を提供することを目的としている。 【００１３】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法
は、燃料ラインにエンジンに連動して駆動する高圧用燃
料ポンプを介装するとともに、この高圧用燃料ポンプの
下流側に高圧用プレッシャレギュレータを介装して、こ
の高圧用燃料ポンプと上記高圧用プレッシャレギュレー
タとの間に高圧ラインを形成し、この高圧ラインに、燃
焼室へ燃料を直接噴射するインジェクタを連通した高圧
噴射式エンジンにおいて、前記高圧用燃料ポンプのポン
プ流量をエンジン回転数と上記高圧ラインの燃料圧力と
から求め、この高圧用燃料ポンプのポンプ流量と上記イ
ンジェクタの燃料噴射量との差により上記高圧用プレッ
シャレギュレータからの燃料リリーフ流量を求め、一方
エンジン回転数をパラメータとして上記高圧ラインの目
標燃料圧力を設定し、この目標燃料圧力と上記燃料リリ
ーフ流量とに基づいて上記高圧用プレッシャレギュレー
タの弁開度を設定することを特徴とする。 【００１４】 【作 用】本発明では、エンジンが回転すると燃料ライ
ンに介装した高圧用燃料ポンプが上記エンジンに連動し
て駆動し、燃料を高圧ラインへ供給する。一方、この高
圧ラインの燃料圧力は、その下流に介装した高圧用プレ
ッシャレギュレータにより制御されており、この制御さ
れた高圧の燃料がインジェクタから燃料室へ直接噴射さ
れる。 【００１５】上記高圧用燃料ポンプはエンジン駆動式で
あるため、ポンプ流量はエンジン回転数と高圧ラインの
燃料圧力とから関数式あるいはテーブルを参照して求め
ることができる。また上記高圧用プレッシャレギュレー
タの燃料リリーフ流量は、高圧ライン中の燃料の入出力
関係により上記ポンプ流量からインジェクタの燃料噴射
量を引いた値に等しい。 【００１６】従って、上記高圧ラインの燃料圧力を目標
燃料圧力に近づける制御を上記高圧用プレッシャレギュ
レータの弁開度の可変設定で行うには、この弁開度を上
記目標燃料圧力と上記高圧用プレッシャレギュレータの
燃料リリーフ流量とに基づいて設定すれば良い。 【００１７】 【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。 【００１８】図５には高圧噴射式エンジンの燃料ライン
を中心とする全体的な概略が示されている。 【００１９】本実施例に示す高圧噴射式エンジン（以
下、単に「エンジン」と称する）１は、２サイクル直噴
式４気筒ガソリンエンジンであり、このエンジン１のシ
リンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４とで
形成される燃焼室５に、点火コイル６ａの二次側に接続
された点火プラグ７と気筒内燃料噴射用のインジェクタ
８とが臨まされ、上記点火コイル６ａの一次側に、イグ
ナイタ６ｂが接続されている。 【００２０】また、上記シリンダブロック３に、掃気ポ
ート３ａと排気ポート３ｂとが形成され、上記シリンダ
ブロック３に形成した冷却水通路３ｃに、水温センサ９
が臨まされている。上記掃気ポート３ａには給気管１０
が連通され、この給気管１０には、上流側にエアクリー
ナ１１が取付けられるとともに、中途にクランクシャフ
ト１ａの回転によって駆動される掃気ポンプ１２が介装
されており、この掃気ポンプ１２によって上記燃焼室５
に新気を強制的に供給すると共に、この燃焼室５内を掃
気する。 【００２１】また、上記給気管１０の上記エアークリー
ナ１１の下流で上記掃気ポンプ１２の上流に、アクセル
ペダル１４に連動するスロットル弁１５ａが介装されて
いる。さらに、上記アクセルペダル１４にアクセル開度
センサ１６が連設されている。 【００２２】一方、上記掃気ポンプ１２をバイパスする
バイパス通路１３に、上記掃気ポンプ１２の掃気圧を制
御するバイパス制御弁１５ｂが介装されている。 【００２３】また、上記排気ポート３ｂには、上記クラ
ンクシャフト１ａの回転に同期して開閉する排気ロータ
リ弁１７が設けられ、この排気ロータリ弁１７を介して
排気管１８が連通されている。さらに、この排気管１８
に触媒コンバータ１９が介装されているとともに、下流
端にマフラ２０が接続されている。 【００２４】また、上記クランクシャフト１ａにクラン
クロータ２１が軸着され、このクランクロータ２１の外
周に、電磁ピックアップなどからなるクランク角センサ
２２が対設されている。 【００２５】一方、符号２３は燃料ラインで、この燃料
ライン２３の中途に高圧用燃料ポンプ２８が介装され、
さらに、この高圧用燃料ポンプ２８の下流側に高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３が介装され
ている。また、この燃料ライン２３の上記高圧用燃料ポ
ンプ２８の上流側が、燃料タンク２４から燃料を送出す
る低圧デリバリライン２３ａを構成し、この高圧用燃料
ポンプ２８の下流側と上記高圧用比例ソレノイド式プレ
ッシャレギュレータ３３との間が上記低圧デリバリライ
ン２３ａからの燃料を昇圧してインジェクタ８に供給す
る高圧ライン２３ｂを構成し、さらに、この高圧用比例
ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から下流側が
低圧リターンライン２３ｃを構成している。 【００２６】上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレ
ギュレータ３３は常開式で、構造は前述の図７とほぼ同
じであり、ソレノイドコイルSOL.に通電する制御電流Ｉ
Rが高くなるに従って、リリーフ弁を絞る方向へ制御動
作する。この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュ
レータ３３の弁開度が絞り込まれると、上記高圧ライン
２３ｂの燃料圧力ＰFが次第に上昇する。 【００２７】また、上記低圧デリバリライン２３ａと上
記低圧リターンライン２３ｃとが燃料バイパス通路２３
ｄを介して連通され、この燃料バイパス通路２３ｄに、
上記低圧デリバリライン２３ａの燃料圧力を調圧する低
圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２７が介装
されている。 【００２８】上記低圧デリバリライン２３ａでは、上記
燃料タンク２４内の燃料を、フィードポンプ２５により
送出し、燃料フィルタ２６を経て上記低圧用ダイヤフラ
ム式プレッシャレギュレータ２７により調圧された状態
で上記高圧用燃料ポンプ２８へ供給する。 【００２９】上記高圧ライン２３ｂでは、上記低圧デリ
バリライン２３ａから供給される燃料を上記高圧用燃料
ポンプ２８によって加圧し、上記高圧用比例ソレノイド
式プレッシャレギュレータ３３で調圧した所定の高圧燃
料を、高圧燃料フィルタ３０、脈動圧を緩衝するアキュ
ムレータ３１、燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３２
を併設する燃料供給路を経て各気筒のインジェクタ８に
供給する、いわゆるライン圧力保持型高圧噴射システム
を構成する。 【００３０】上記高圧用燃料ポンプ２８はエンジン駆動
式のプランジャポンプであり、吸入口及び吐出口に、そ
れぞれ逆止弁が設けられ、エンジン停止時には、低圧デ
リバリライン２３ａからの燃料が通過可能になる。 【００３１】一方、図４には制御装置４０が示されてい
る。この制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、Ｒ
ＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、及びＩ／Ｏインタ
ーフェース４５がバスライン４６を介して互いに接続さ
れるマイクロコンピュータを中心として構成されてい
る。 【００３２】また、上記制御装置４０には定電圧回路４
７が内蔵されており、この定電圧回路４７は、ＥＣＵリ
レー４８のリレー接点を介してバッテリ４９に接続され
ており、ＥＣＵリレー４８のリレーコイルがイグニッシ
ョンスイッチ５０を介してバッテリ４９に接続されてい
る。上記定電圧回路４７は、上記イグニッションスイッ
チ５０がＯＮされ、上記ＥＣＵリレー４８の接点が閉と
なったとき、上記バッテリ４９の電圧を安定化して制御
装置４０の各部に供給する。また、上記バックアップＲ
ＡＭ４４には、バッテリ４９が上記定電圧回路４７を介
して直接接続されており、上記イグニッションスイッチ
５０のＯＮ，ＯＦＦに拘らず常時バックアップ用電源が
供給される。 【００３３】また、上記バッテリ４９にはフィードポン
プ２５がフィードポンプリレー５４のリレー接点を介し
て接続されている。 【００３４】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
入力ポートには、バッテリ４９が接続されて、バッテリ
電圧がモニタされるとともに、クランク角センサ２２、
アクセル開度センサ１６、水温センサ９、燃料圧力セン
サ３２が接続されている。 【００３５】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
出力ポートには、点火コイル６ａを駆動するイグナイタ
６ｂが接続され、さらに、駆動回路５５を介して、上記
バッテリ４９から電源が供給されるフィードポンプリレ
ー５４のリレーコイルＲＹFE、インジェクタ８のソレノ
イドコイル、及び高圧用比例ソレノイド式プレッシャレ
ギュレータ３３のソレノイドコイルSOL.（図５参照）が
接続されている。 【００３６】次に、上記制御装置４０による燃料噴射量
設定ルーチンについて図３のフローチャートに従って説
明し、続いて、燃料供給系制御ルーチンについて図１、
図２のフローチャートに従って説明する。 【００３７】燃料噴射量設定ルーチンは、イグニッショ
ンスイッチをＯＮした後、エンジンが起動されて、クラ
ンク角センサ２２からの信号が入力されたときから、所
定回転周期毎或は所定噴射タイミング毎に実行される。 【００３８】まず、ステップＳ１でアクセル開度センサ
１６で検出したアクセル開度αと、上記クランク角セン
サ２２で検出したクランクパルス間隔時間に基づいて算
出したエンジン回転数Ｎとを読込む。上記アクセル開度
センサ１６が連設するアクセルペダル１４には、スロッ
トル弁１５ａが連設されているため、上記アクセル開度
センサ１６の検出値によりスロットル開度が検出され
る。 【００３９】次いで、ステップＳ２で、上記アクセル開
度αと上記エンジン回転数Ｎに基づきテーブルを補間計
算付で参照して基本燃料噴射量Ｇf[g]を設定し、ステッ
プＳ３で始動補正、水温増量、加速増量等の各種増量補
正係数ＣＯＥＦを、冷却水温、スロットル開度変化等に
基づいて設定する。 【００４０】その後、ステップＳ４で燃料ライン２３の
高圧ライン２３ｂに臨まされている燃料圧力センサ３２
で検出した燃料圧力ＰFに基づきテーブルを補間計算付
で参照して燃料圧力係数Ｋ及び無効噴射時間ＴS[msec]
を設定する。 【００４１】この燃料圧力係数Ｋ及び無効噴射時間ＴS
は、インジェクタ８から燃焼室５へ設定通りの燃料量が
供給されるようにするための補正係数であり、予め実験
などから求めてテーブル化してＲＯＭ４２の一連のアド
レスに格納したもので、上記ステップＳ４中に特性の一
例を示す。このテーブルでは、燃料圧力ＰFの上昇に従
い、燃料圧力係数Ｋは小さくなり、逆に、上記無効噴射
時間ＴSは大きくなるように設定されている。燃料圧力
ＰFが低ければ単位時間当りの噴射流量が少なくなるた
めパルス幅を上記燃料圧力係数Ｋで補正して燃料量を相
対的に増加させる必要があるからで、また、無効噴射時
間ＴSは、実際にインジェクタ８から燃料が噴射される
までのいわゆる無駄時間を補正するもので、燃料圧力Ｐ
Fが高くなるに従って、燃料圧力ＰFに抗しインジェクタ
８が開弁して燃料が実際に噴射されるまでの遅延時間が
長くなるからである。 【００４２】そして、ステップＳ５で、上記基本燃料噴
射量Ｇfを各種増量補正係数ＣＯＥＦで補正するととも
に上記燃料圧力係数Ｋを乗算して有効噴射パルス幅を算
出し、この有効噴射パルス幅に上記無効噴射時間ＴSを
加算して、燃料噴射パルス幅Ｔi[msec]を設定し、ステ
ップＳ６で、この燃料噴射パルス幅Ｔiをタイマにセッ
トしてルーチンを抜ける。 【００４３】上記ステップＳ６でタイマセットされた燃
料噴射パルス幅Ｔi[msec]は、所定のタイミングで駆動
回路５５（図４参照）から該当気筒のインジェクタ８へ
出力される。 【００４４】ところで、上記インジェクタ８での一回当
りの総燃料噴射量は、Ｔi×ＱINJ[g]（或は、有効噴射
パルス幅×ＱINJ[g]）で決定される。このＱINJは単位
時間当りの燃料噴射量[g/msec]であり、上記インジェク
タ８により正確に計量されて噴射される必要がある。図
１、図２に示す燃料供給系制御ルーチンでは、上記イン
ジェクタ８から単位時間当りの燃料噴射量ＱINJが正確
に計量されるように、燃料ライン２３の高圧ライン２３
ｂの燃料圧力ＰFを筒内圧との関係で相対的にほぼ一定
になるように制御している。 【００４５】以下、この燃料供給系制御ルーチンによる
燃料圧力ＰFの制御手順について、上記図１、図２に示
すフローチャートに従って説明する。 【００４６】尚、イグニッションスイッチ５０がＯＮさ
れて制御装置４０に電源が投入されたとき、システムが
イニシャライズ（各フラグがクリア）される。 【００４７】このフローチャートは、システムイニシャ
ライズ後、所定時間毎に実行される。システムがイニシ
ャライズされた後の初回ルーチンでは、まず、ステップ
Ｓ１１で通常制御移行フラグＦ2 の値を参照する。この
通常制御移行フラグＦ2 のイニシャル値は０であり、従
って、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、初期
設定完了フラグＦ1 の値を参照する。この初期設定完了
フラグＦ1 もイニシャル値が０であるため、このステッ
プＳ１２からステップＳ１３へ進む。 【００４８】そして、ステップＳ１３以下で、初期設定
ルーチンが実行される。 【００４９】すなわち、ステップＳ１３では、フィード
ポンプリレー５４のリレーコイルＲＹFEに対し通電し、
このフィードポンプリレー５４をＯＮにすることで、フ
ィードポンプ２５を駆動させる。このフィードポンプ２
５が駆動すると、高圧用燃料ポンプ２８に対する燃料供
給が開始される。この高圧用燃料ポンプ２８はエンジン
駆動式であり、エンジンの起動により圧送が開始され
る。 【００５０】次いで、ステップＳ１４で、上記高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３のソレノイ
ドコイルSOL.に通電する制御電流ＩRを予め設定した最
大値ＩMAXに設定し、ステップＳ１５で、この制御電流
ＩRを高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ
３３に対するＩ／Ｏポートの出力値としてセットした
後、ステップＳ１６へ進み、初期設定が完了したことを
示す初期設定完了フラグＦ１をセットして、ルーチンを
抜ける。 【００５１】上記ステップＳ１５で高圧用比例ソレノイ
ド式プレッシャレギュレータ３３のソレノイドコイルSO
L.に対する制御電流ＩRが最大値ＩMAXにセットされる
と、この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３が一旦全閉状態になる。 【００５２】そして、この初期設定ルーチンが終了し、
ステップＳ１６で初期設定完了フラグＦ１がセットされ
たことで、２回目以降のルーチンでは、ステップＳ１１
からステップＳ１２へ至ると、初期設定完了フラグＦ１
がＦ１＝１であるためステップＳ１７へ分岐し、高圧ラ
イン２３ｂの燃料圧力ＰF と予め設定した設定圧ＰH
（例えば、9.8×103KPa ）とを比較して高圧ライン２３
ｂにおける燃料圧力ＰFが設定圧ＰH に達したかの判断
を行なう。 【００５３】このステップＳ１７で ＰF ≦ＰH の場合
には、ルーチンを抜け、上記燃料圧力ＰF が設定圧ＰH
に達するまで、このルーチンを繰返す。そして、上記燃
料圧力ＰF が設定圧ＰH に達したとき（ＰF ＞ＰH ）、
ステップＳ１７からステップＳ１８へ進み、通常制御移
行フラグＦ２をセットして、ルーチンを抜ける。 【００５４】上記通常制御移行フラグＦ２がセットされ
たことで、その後、ルーチンが実行されると、ステップ
Ｓ１１からステップＳ２１へ分岐し、燃料圧力通常制御
ルーチンへ移行する。 【００５５】この燃料圧力通常制御ルーチンでは、まず
ステップＳ２１で、クランク角センサ２２からの信号に
基づいて算出したエンジン回転数Ｎと、燃料圧力センサ
３２で検出した燃料圧力ＰFとに基づいて、単位時間当
りの上記高圧用燃料ポンプ２８のポンプ流量ＱPを、予
め設定したテーブルを参照して補間計算付で設定し、或
は関数式により直接算出する。 【００５６】次いで、ステップＳ２２で、上記燃料噴射
量設定ルーチンで設定した燃料噴射量Ｔｉとエンジン回
転数Ｎとに基づいて単位時間当りの燃料噴射量ＱINJを
算出する。 【００５７】そして、ステップＳ２３で、高圧ライン２
３ｂの入出力関係に基づき、単位時間当りのポンプ流量
ＱPから単位時間当りの燃料噴射量ＱINJを減算して、高
圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から
の燃料リリーフ流量ＱRを算出する。 【００５８】その後、ステップＳ２４で、上記エンジン
回転数Ｎをパラメータとして目標燃料圧力テーブルから
目標燃料圧力ＰFSを設定する。この目標燃料圧力ＰFS
は、インジェクタ８から燃焼室５へ正確に計量した燃料
を噴射させるには高圧ライン２３ｂの燃料圧力ＰF をど
の程度に設定すれば良いかの制御目標値であり、エンジ
ン回転数Ｎに対する最適な燃料圧力をエンジン特性、燃
料ポンプ騒音などを考慮して実験などにより、運転領域
ごとに求めたもので、ステップＳ２４中に図示するよう
に、低回転数では低く、高回転になるほど高い値の燃料
圧力を、テーブル化してＲＯＭ４２の一連のアドレスに
格納したものである。 【００５９】次に、上記ステップＳ２４からステップＳ
２５へ進むと、上記ステップＳ２３で求めた高圧用比例
ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３から吐出され
る単位時間当りの燃料リリーフ流量ＱRと上記ステップ
Ｓ２４で設定した目標燃料圧力ＰFSとに基づき、上記高
圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３のソ
レノイドコイルSOL.に対する基本制御電流ＩBをテーブ
ルを補間計算付で参照して設定し、或は関数式から算出
する。 【００６０】図８を用いて既述したように、高圧ライン
２３ｂ中の燃料圧力ＰFは、上記高圧用比例ソレノイド
式プレッシャレギュレータ３３の弁開度、すなわちソレ
ノイドコイルSOL.に対する制御電流ＩRが一定であって
も、高圧用燃料ポンプ２８がエンジン駆動式であるため
上記ポンプ流量ＱPは、エンジン回転Ｎに比例して上昇
し、また、インジェクタ８からの燃料噴射量はエンジン
負荷に応じて変化する。従って、上記高圧ライン２３ｂ
の燃料圧力ＰFを目標燃料圧力ＰFSにするためには、上
記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３
に対する制御電流ＩRをエンジン回転数及びエンジン負
荷に応じて可変設定しなければならないことになる。そ
こで、上記ステップＳ２５では、まず、エンジン回転数
及びエンジン負荷が取込まれている燃料リリーフ流量Ｑ
Rと、上記目標燃料圧力ＰFSとに基づいて、上記高圧用
比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３に対する
基本制御電流ＩBを設定することで、高圧ライン２３ｂ
の燃料圧力ＰFをフォワード制御する。 【００６１】そして、ステップＳ２６〜Ｓ３０で、上記
基本制御電流ＩBに対するフィードバック補正量ＩFBを
算出する。まず、ステップＳ２６では、上記目標燃料圧
力ＰFSと燃料圧力センサ３２で検出した高圧ライン２３
ｂの燃料圧力ＰFとの偏差ΔＰを算出し（ΔＰ←ＰFS−
ＰF ）、ステップＳ２７で、比例積分制御における比例
定数ＫP に上記偏差ΔＰを乗算して比例分フィードバッ
ク値ＩPを算出する（ＩP←ＫP ×ΔＰ）。さらに、ステ
ップＳ２８で、比例積分制御における積分定数ＫI に上
記偏差ΔＰを乗算した値に、ＲＡＭ４３から読出した前
回の積分フィードバック値ＩIOLD を加算し、新たな積
分フィードバック値ＩI を算出する（ＩI ←ＩIOLD ＋
ＫI ×ΔＰ）。 【００６２】次いで、ステップＳ２９で、ＲＡＭ４３に
ストアされている前回の積分フィードバック値ＩIOLD
を、ステップＳ２８で算出した今回の積分フィードバッ
ク値ＩI で更新し、ステップＳ３０で、上記比例分フィ
ードバック値ＩP及び積分フィードバック値ＩI を加算
して上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３に対するフィードバック制御量ＩFBを設定する
（ＩFB←ＩP＋ＩI ）。 【００６３】そして、ステップＳ３１で、上記基本制御
電流ＩBを上記フィードバック制御量ＩFBで補正して、
上記高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３
３に対する制御電流ＩRを設定し（ＩR←ＩB＋ＩFB）、
ステップＳ３２で、この制御電流ＩRをセットしてルー
チンを抜ける。 【００６４】その結果、上記ステップＳ３２でセットさ
れた制御電流ＩRが上記高圧用比例ソレノイド式プレッ
シャレギュレータ３３のソレノイドコイルSOL.に通電さ
れ、この高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タ３３のリリーフ弁が上記制御電流ＩRに応じて開弁さ
れ、上記高圧ライン２３ｂの燃料圧力ＰFが制御され
る。 【００６５】このように、本実施例では、上記高圧用比
例ソレノイド式プレッシャレギュレータ３３の弁開度を
フォワード制御したので、基本的な制御精度が向上し、
運転条件の変動に対する追従性能が良くなるばかりでな
く、フィードバック制御による補正量が小さくなるた
め、このフィードバック制御部分の負担が軽減される。 【００６６】その結果、定常運転は勿論のこと、過渡時
における制御ハンチングが防止され、上記高圧ライン２
３ｂの燃料圧力制御精度を向上させることができる。 【００６７】尚、本発明は上記実施例に限るものではな
く、例えばポンプ流量ＱPに比し、インジェクタ８から
の一回当りの総燃料噴射量が少ない場合には、上記ステ
ップＳ２３において、高圧用比例ソレノイド式プレッシ
ャレギュレータ３３からの燃料リリーフ流量ＱRを、ＱR
＝ＱPと設定しても良い。また、本実施例では、制御電
流ＩRに対するフィードバック制御量ＩFBの演算を目標
燃料圧力ＰFSと燃料圧力ＰFとの偏差ΔＰに応じた比例
積分（ＰＩ）制御により行っているが、比例積分微分
（ＰＩＤ）制御により行うようにしても良い。さらに、
フィードバック制御部分の負担が軽減されるため、フィ
ードバック補正量ＩFBを演算するためのステップＳ２６
〜Ｓ３０を省略し、ステップＳ３１では、制御電流ＩR
をステップＳ２５で設定した基本制御電流ＩBのみによ
って設定するようにしても良い。 【００６８】さらに、上記高圧用比例ソレノイド式プレ
ッシャレギュレータ３３の弁開度を、電流一定のデュー
ティ制御により行う場合には、上記制御電流ＩRに代え
て、デューティ比を設定すれば対応することができる。 【００６９】また、本発明は、２サイクル直噴式エンジ
ンに限らず、４サイクル直噴式エンジンにも適用可能な
ことは勿論である。 【００７０】 【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
高圧用プレッシャレギュレータの弁開度を、目標燃料圧
力と高圧用プレッシャレギュレータの燃料リリーフ流量
とに基づいてフォワード制御するようにしたので、運転
条件の変化に対する追従性が良くなり、高圧用プレッシ
ャレギュレータの弁開度を設定する際のフィードバック
制御の負担を軽減することができるとともに、通常時は
勿論、過渡時においても燃料圧力を高精度に制御するこ
とができる。 【００７１】また、フィードバック制御の負担を軽減す
ることで、このフィードバック制御自体を省略すること
も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料供給系制御ルーチンを示すフローチャート
【図２】燃料供給系制御ルーチンを示すフローチャート
（続き） 【図３】燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャート 【図４】制御装置の回路図 【図５】高圧噴射式エンジンの燃料ラインを中心とした
全体概略図 【図６】エンジン駆動式の高圧用ポンプのポンプ流量と
エンジン回転数との関係を示す特性図 【図７】高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タの断面図 【図８】エンジン回転数毎の燃料圧力と高圧用比例ソレ
ノイド式プレッシャレギュレータに対する制御電流との
関係を示す特性図 【符号の説明】 ５ 燃焼室 ８ インジェクタ ２３ 燃料ライン ２３ｂ 高圧ライン ２８ 高圧用燃料ポンプ ３３ 高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ ＩR 制御電流 Ｎ エンジン回転数 ＰF 燃料圧力 ＰFS 目標燃料圧力 ＱP ポンプ流量 ＱR 燃料リリーフ流量
（続き） 【図３】燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャート 【図４】制御装置の回路図 【図５】高圧噴射式エンジンの燃料ラインを中心とした
全体概略図 【図６】エンジン駆動式の高圧用ポンプのポンプ流量と
エンジン回転数との関係を示す特性図 【図７】高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレー
タの断面図 【図８】エンジン回転数毎の燃料圧力と高圧用比例ソレ
ノイド式プレッシャレギュレータに対する制御電流との
関係を示す特性図 【符号の説明】 ５ 燃焼室 ８ インジェクタ ２３ 燃料ライン ２３ｂ 高圧ライン ２８ 高圧用燃料ポンプ ３３ 高圧用比例ソレノイド式プレッシャレギュレータ ＩR 制御電流 Ｎ エンジン回転数 ＰF 燃料圧力 ＰFS 目標燃料圧力 ＱP ポンプ流量 ＱR 燃料リリーフ流量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 37/00
F02M 37/08
F02D 41/04 395
F02M 55/02 350
F02M 69/00 340
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料ラインにエンジンに連動して駆動す
る高圧用燃料ポンプを介装するとともに、この高圧用燃
料ポンプの下流側に高圧用プレッシャレギュレータを介
装して、この高圧用燃料ポンプと上記高圧用プレッシャ
レギュレータとの間に高圧ラインを形成し、 この高圧ラインに、燃焼室へ燃料を直接噴射するインジ
ェクタを連通した高圧噴射式エンジンにおいて、 前記高圧用燃料ポンプのポンプ流量をエンジン回転数と
上記高圧ラインの燃料圧力とから求め、 この高圧用燃料ポンプのポンプ流量と上記インジェクタ
の燃料噴射量との差により上記高圧用プレッシャレギュ
レータからの燃料リリーフ流量を求め、 一方エンジン回転数をパラメータとして上記高圧ライン
の目標燃料圧力を設定し、 この目標燃料圧力と上記燃料リリーフ流量とに基づいて
上記高圧用プレッシャレギュレータの弁開度を設定する
ことを特徴とする高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16248494A JP3391563B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16248494A JP3391563B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828381A JPH0828381A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3391563B2 true JP3391563B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=15755497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16248494A Expired - Fee Related JP3391563B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 高圧噴射式エンジンの燃料圧力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391563B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5771861A (en) * | 1996-07-01 | 1998-06-30 | Cummins Engine Company, Inc. | Apparatus and method for accurately controlling fuel injection flow rate |
| JP5835117B2 (ja) * | 2012-06-19 | 2015-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料供給制御装置 |
| JP6330678B2 (ja) * | 2015-02-04 | 2018-05-30 | 株式会社デンソー | 減圧弁制御装置 |
| CN114326660A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 | 一种基于rss-etr的燃油泵调节器智能调试方法 |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP16248494A patent/JP3391563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH0828381A (ja) | 1996-01-30 |
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