JP3645706B2 - エンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料タンク内の燃料を電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送して噴射させ、エンジンへ供給するようにした燃料供給装置及び燃料供給方法に関する。詳しくは、ポンプに供給される駆動電流値を所要の目標値にフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにしたエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電動式の燃料ポンプにより燃料タンクからデリバリパイプへ燃料を圧送して複数のインジェクタに分配し、各インジェクタから燃料を噴射させることにより、エンジンに燃料を供給するようにした燃料供給装置がある。ここで、デリバリパイプに供給される燃料圧力を、プレッシャレギュレータにより一定値に調整し、その調整で余った燃料をリターンパイプを通じて燃料タンクへ戻すようにしたものがある。
【０００３】
ところで、本来、インジェクタにおいて燃料噴射のために要求される燃料圧力は、エンジンの運転状態の違いにより異なるものである。これは、エンジンで要求される燃料の噴霧状態がエンジンの運転状態によって異なり、インジェクタから噴射される燃料の噴霧状態が燃料圧力の高低によって異なるからである。しかしながら、上記の装置では、インジェクタに供給される燃料圧力が常に一定値に保たれることになり、エンジンの運転状態に応じて適宜に変えることはできなかった。
【０００４】
そこで、リターンパイプを廃止すると共に、インジェクタに供給される燃料圧力をエンジンの運転状態に応じて制御するようにしたリターンレス式の燃料供給装置が提案されている。特開平９−１８４４６０号公報は、リターンレス式の燃料供給装置の一例を開示している。この燃料供給装置は、直流電動モータを含む燃料ポンプと、そのポンプを駆動制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）とを備える。ＥＣＵは、モータに供給される駆動電流を所定値としてポンプを駆動させることにより、デリバリパイプに圧送される燃料圧力を所定値に調整し、その燃料をインジェクタから噴射させてエンジンに供給するようにしている。ここで、ＥＣＵは、モータに供給される駆動電流の値を検出し、その検出値が予め設定された目標値となるように、モータに供給される駆動電流をフィードバック制御している。これにより、燃料ポンプからの燃料の吐出量を調整して、デリバリパイプ及びインジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平９−１８４４６０号公報の燃料供給装置では、インジェクタに供給される燃料圧力に対する変更要求が殆どないエンジンの定常運転時には、モータに供給される駆動電流が目標値にフィードバック制御され、燃料圧力が所要の目標値に制御されることになる。一方、エンジンの運転状態等が変わって、インジェクタの燃料圧力に対する要求が変わったときには、モータに対する駆動電流の目標値が算出し直され、その駆動電流が上記変更後の目標値になるようにフィードバック制御され、燃料圧力が変更されることになる。
【０００６】
しかしながら、燃料ポンプでは、その動作に慣性力が伴うことから、モータに対する駆動電流が目標値に変更されようとしても、その駆動電流の変更が燃料ポンプの動作、延いては、実際の燃料圧力の挙動に反映されるまでに、応答遅れが生じる。即ち、燃料圧力を上昇させたり、降下させたりしようとして、駆動電流を目標値に制御しようとしても、それに応じて燃料圧力が即座に変わることはなく、燃料圧力は、ある時間だけ遅れて目標値に収束することになる。従って、インジェクタからの燃料の噴射状態を、エンジンの運転状態の変化に応じて即座に適合させることができず、エンジンのドライバビリティや排気エミッション等の関係で問題があった。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにした燃料供給装において、燃料圧力をある目標値から別の目標値へ変更させる場合の過渡時の応答性を高めることを可能にしたエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、インジェクタに供給される燃料圧力を、エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに定まる目標燃料圧力値に制御するために、燃料ポンプに供給される駆動電流を所要の目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、目標燃料圧力値が変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に対応して定められた変更後の目標電流値に基づいて駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、目標燃料圧力値が昇圧方向に変更される場合には駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更される場合には所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように制御するための過渡時制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００９】
上記の構成によれば、フィードバック制御手段が、燃料ポンプに供給される駆動電流を目標電流値にフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力が目標燃料圧力値に制御される。そして、インジェクタが動作することにより、圧力調整された燃料が、インジェクタから噴射され、エンジンへ供給される。
ここで、例えば、エンジンの運転状態が変わってインジェクタの燃料圧力に対する要求が変わり、低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに定まる目標燃料圧力値が昇圧方向又は降圧方向へ変更されるとする。このとき、フィードバック制御手段は、変更後の目標燃料圧力値に対応した変更後の目標電流値に基づいて駆動電流をフィードバック制御するが、それに先立ち、過渡時制御手段は、目標燃料圧力値が昇圧方向に変更される場合には駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更される場合には所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように駆動電流を制御することになる。
従って、インジェクタに対する燃料圧力が昇圧方向又は降圧方向へ変更されるときには、その変更方向に応じて、燃料ポンプが、一旦、過大又は過小に動作し、その後に燃料圧力が変更後の目標燃料圧力値に収束するように動作することになる。
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動
式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を、エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出するための目標燃料圧力値算出手段と、燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するための目標電流値算出手段と、インジェクタに供給される燃料圧力を算出された目標燃料圧力値に制御するために、駆動電流を前記算出された目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に応じて算出された目標電流値に基づいて駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、その駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御するための昇圧時制御手段と、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に応じて算出された目標電流値に基づいて駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、所定時間が経過するまでその駆動電流が電流カットとなるように制御するための降圧時制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１１】
上記の構成によれば、請求項１の発明とは異なり、例えば、エンジンの運転状態が変わってインジェクタの燃料圧力に対する要求が変わり、低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごと算出される目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとする。このとき、フィードバック制御手段は、変更後の目標燃料圧力値に対応した変更後の目標電流値に基づいて駆動電流をフィードバック制御するが、それに先立ち、昇圧時制御手段は、駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように駆動電流を制御することになる。従って、インジェクタに対する燃料圧力が昇圧方向へ変更されるときには、それに応じて、燃料ポンプが、一旦、過大に動作し、その後に燃料圧力が変更後の目標燃料圧力値に収束するように動作することになる。
一方、所要の目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるときには、フィードバック制御手段は、変更後の目標電流値に基づいて駆動電流をフィードバック制御するが、それに先立ち、降圧時制御手段は、所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように駆動電流を制御することになる。従って、インジェクタに対する燃料圧力が降圧方向へ変更されるときには、それに応じて、燃料ポンプが、一旦、過小に動作し、その後に燃料圧力が変更後の目標燃料圧力値に収束するように動作することになる。
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給方法であって、インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を、エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出する目標燃料圧力値算出工程と、燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出する目標電流値算出工程と、目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとき、駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるとき、所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように制御する過渡時制御工程と、駆動電流が過渡時制御工程によりフル通電又は電流カットとなるように制御された後、インジェクタに供給される燃料圧力が算出された目標燃料圧力値になるように、駆動電流を算出された目標電流値にフィードバック制御する電流フィードバック制御工程とを備えたことを趣旨とする。
【００１３】
上記の構成によれば、目標燃料圧力値算出工程において、インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値がエンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出される。その後、目標電流値算出工程において、燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値が、上記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出される。そして、過渡時制御工程においては、目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとき、駆動電流が 目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御され、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるとき、所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように制御される。更に、フィードバック制御工程においては、駆動電流が過渡時制御工程によりフル通電又は電流カットとなるように制御された後、燃料圧力が算出された目標燃料圧力値になるように、駆動電流が算出された目標電流値にフィードバック制御される。
従って、インジェクタに対する燃料圧力が変更されるときには、その変更方向に応じて、燃料ポンプが、一旦、過大又は過小に動作し、その後に燃料圧力が変更後の目標燃料圧力値に収束するように動作することになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本実施の形態において、自動車に搭載されたエンジン１と、そのエンジン１に燃料を供給するための燃料供給装置を示す概念構成図である。このエンジン１は周知の構造を有する多気筒タイプのものである。エンジン１は、吸気通路２を通じて供給される燃料及び空気、即ち、可燃混合気を、各気筒の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを排気通路３を通じて排出させることにより、ピストン（図示しない）を駆動させてクランクシャフト４を回転させ、動力を得るものである。
【００１６】
吸気通路２に設けられたスロットルバルブ７は、同通路２を流れて各燃焼室に吸入される空気量（吸気量）Ｑａを調節するために開閉されるものである。このバルブ７は、運転席に設けられたアクセルペダル８の操作に連動して駆動されるものである。スロットルバルブ７に対して設けられたスロットルセンサ９は、このバルブ７の開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。吸気通路２に設けられた吸気圧センサ３０は、スロットルバルブ７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【００１７】
各気筒に対応する吸気ポートに設けられた複数のインジェクタ１０は、各気筒に対して燃料を噴射するためのものである。これらインジェクタ１０は、共通するデリバリパイプ１１に設けられる。デリバリパイプ１１は、燃料タンク１２から圧送される燃料を、各インジェクタ１０へ分配するためのものである。
【００１８】
各燃焼室に対応してエンジン１に設けられた複数の点火プラグ１３は、ディストリビュータ１４から分配される点火信号を受けて動作する。ディストリビュータ１４は、イグナイタ１５から出力される高電圧をクランクシャフト４の回転角度、即ちクランク角度の変化に同期して各点火プラグ１３へ分配するものである。各点火プラグ１３の動作時期、即ち点火時期は、イグナイタ１５から出力される高電圧の出力タイミングにより決定される。従って、イグナイタ１５を制御することにより、各点火プラグ１３による点火時期が制御される。
【００１９】
排気通路３に設けられた酸素センサ１６は、各燃焼室から排気通路３へ排出される排気ガス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【００２０】
クランクシャフト４に対して設けられた回転センサ１７は、同シャフト４の回転速度、即ち、エンジン回転速度ＮＥを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。エンジン１に設けられ水温センサ１８は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。この冷却水温ＴＨＷは、エンジン１の温度状態を示すものである。
【００２１】
この実施の形態において、上記のスロットルセンサ９、酸素センサ１６、回転センサ１７、水温センサ１８及び吸気圧センサ３０等は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。
【００２２】
この実施の形態の燃料供給装置は、前述した各インジェクタ１０、デリバリパイプ１１
及び燃料タンク１２等を含む。燃料タンク１２はガソリン等の燃料を貯留するものである。燃料タンク１２に内蔵された電動式の燃料ポンプ１９は、同タンク１２内の燃料を汲み上げ、吐出するものである。燃料ポンプ１２の吐出ポート側に接続された燃料パイプ２０は、燃料フィルタ２１を介してデリバリパイプ１１に接続される。ここで、燃料ポンプ１９が動作することにより、燃料タンク１２内の燃料は、同ポンプ１９から燃料パイプ２０へと吐出され、燃料フィルタ２１で異物が除去された後、デリバリパイプ１１へと圧送され、各インジェクタ１０に分配される。各インジェクタ１０に圧送された燃料は、それらインジェクタ１０の動作に伴って吸気ポートへと噴射され、各燃焼室に供給される。
【００２３】
本実施の形態の燃料供給装置では、従前の燃料供給装置においてインジェクタに供給される燃料圧力（燃圧）Ｐｆを一定に保つために設けられたプレッシャーレギュレータ等が廃止される。その代わりに、本実施の形態の燃料供給装置では、燃料ポンプ１９の動作を制御することにより、各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆを可変に制御するようにしている。
【００２４】
ここで、燃料ポンプ１９の構成を詳しく説明する。図２に示すように、この燃料ポンプ１９は、インペラ式の電動式ポンプである。燃料ポンプ１９は、円筒状のケーシング３１と、そのケーシング３１に内蔵された電動モータ３２と、そのモータ３２の出力軸３２ａにより回転されるインペラ３３とを備える。ケーシング３１は、インペラ３３の周囲に対応したポンプ室３４を有する。ケーシング３１は、ポンプ室３４に通じる吸入ポート３５及び流出ポート３６、並びに、燃料を吐出するための吐出ポート３７を有する。図３に示すように、インペラ３３は、その外周に複数の羽根３３ａ及び羽根溝３３ｂを有するものである。ここで、モータ３２に駆動電流Ｉｄが供給されることにより、その出力軸３２ａが回転してインペラ３３が回転される。このインペラ３３の回転に伴う複数の羽根３３ａ及び羽根溝３３ｂの作用により、ポンプ室３４に旋回流が形成される。この旋回流により、燃料タンク１２内の燃料が吸入ポート３５からポンプ室３４に汲み上げられ、流出ポート３６から流出してケーシング３１の内部を流れた後、吐出ポート３７から外部へ吐出される。
【００２５】
ここで、燃料ポンプ１９により制御される燃圧Ｐｆは、モータ３２の出力トルクに比例することが分かっている。一方、モータ３２の出力トルクは、同モータ３２に供給される駆動電流Ｉｄに比例することが分かっている。従って、燃料ポンプ１９により制御される燃圧Ｐｆは、同ポンプ１９に供給される駆動電流Ｉｄに比例することになる。このことから、燃圧制御のために燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄのフィードバック制御が成立することになる。
【００２６】
この実施の形態で、電子制御装置（ＥＣＵ）２２は、前述したスロットルセンサ９、酸素センサ１６、回転センサ１７、水温センサ１８及び吸気圧センサ３０等から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２２は、これらの入力信号に基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御、燃料供給制御及び点火時期制御等を実行するために、各インジェクタ１０、イグナイタ１５及び燃料ポンプ１９（モータ３２）をそれぞれ制御する。燃料ポンプ１９に対応して設けられた電流検出回路２３は、そのモータ３２に実際に供給される駆動電流Ｉｄの値を検出し、その検出結果をＥＣＵ２２へ出力するものである。
【００２７】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じて各インジェクタ１０から噴射される燃料量（燃料噴射量）及びその噴射タイミングを制御することである。空燃比制御とは、少なくとも酸素センサ１６の検出値に基づいてエンジン１における空燃比をフィードバック制御することである。燃料供給制御とは、エンジン１の運転状態に応じて燃料ポンプ１９を制御することにより、各インジェクタ１０に対して供給される燃圧Ｐｆを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１の運転状態に応じてイグナイタ１５を
制御することにより、各点火プラグ１３による点火時期を制御することである。
【００２８】
この実施の形態で、ＥＣＵ２２は、本発明のフィードバック制御手段、過渡時制御手段、昇圧時制御手段及び降圧時制御手段に相当する。このＥＣＵ２２は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等よりなる周知の構成を備えたものである。ＲＯＭは、前述した各種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶している。ＥＣＵ（ＣＰＵ）２２は、これらの制御プログラムに従って前述した各種制御を実行する。
【００２９】
空燃比制御及び燃料噴射制御において、ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転状態を反映した各種パラメータ、即ち吸気量Ｑａ、スロットル開度ＴＡ、吸気圧力ＰＭ、酸素濃度Ｏｘ、エンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷ等に基づいて所要の燃料噴射量を算出する。ＥＣＵ２２は、その算出された燃料噴射量に基づいて各インジェクタ１０を制御することにより、各気筒に対する燃料噴射量を制御する。ＥＣＵ２２は、この燃料噴射量の値を、インジェクタ１０の開弁時間として算出する。これと同時に、燃料供給制御において、ＥＣＵ２２は、デリバリパイプ１１を介して各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆをエンジン１の運転状態に応じて制御するために、燃料ポンプ１９の動作を制御する。具体的には、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄを所要の目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御する。即ち、ＥＣＵ２２は各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆが、エンジン１の運転状態に応じて算出される所要の目標燃圧値ＴＰｆとなるように制御する。そのために、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄに係る目標電流値ＴＩｄを算出し、電流検出回路２３により実際に検出される駆動電流Ｉｄの値が算出された目標電流値ＴＩｄとなるように駆動電流Ｉｄをフィードバック制御する。
【００３０】
次に、ＥＣＵ２２が実行する各種制御のうち、燃料供給制御の処理内容について説明する。図４は、燃料供給制御のプログラムの内容を示すフローチャートである。ＥＣＵ２２は、エンジン１の各気筒に対応した噴射タイミング毎に、このプログラムを起動させる。
【００３１】
このプログラムを起動させると、ステップ１００において、ＥＣＵ２２は回転センサ１７及び吸気圧センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭの値をそれぞれ読み込む。
【００３２】
ステップ１１０において、ＥＣＵ２２は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭの値に基づいて目標燃圧値ＴＰｆを算出する。ＥＣＵ２２は、この算出を、図５にグラフで示すような関数データ（マップ）に基づいて行う。
【００３３】
この関数データにおいて、目標燃圧値ＴＰｆはエンジン回転速度ＮＥと、エンジン１の負荷状態を反映した吸気圧ＰｉＭとをパラメータとして予め定められる。この関数データでは、エンジン１の運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域Ｅ１では、目標燃圧値ＴＰｆが最も低い「低圧」に設定される。この設定の狙いは、アイドルを含む低負荷運転時に、エンジン１で低燃費及び低騒音を図るものである。エンジン１の運転状態として中負荷及び低中回転速度となる領域Ｅ２では、目標燃圧値ＴＰｆが最も高い「高圧」に設定される。この設定の狙いは、排気モード中にインジェクタ１０から噴射される燃料の噴霧微粒化を図り、これによって排気エミッション（例えば、炭化水素ＨＣ）を低減させることにある。エンジン１の運転状態として高負荷及び低中高回転速度、並びに中高負荷及び中高回転速度となる領域Ｅ３では、目標燃圧値ＴＰｆが中程度の「中圧」に設定される。この設定の狙いは、高負荷運転時にインジェクタ１０から噴射される燃料の噴霧微粒化を図り、これによって排気温度を低下させることにある。
【００３４】
ステップ１２０において、ＥＣＵ２２は、上記算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づき、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給されるべき目標電流値ＴＩｄを算出する。ＥＣＵ２２は、目標燃圧値ＴＰｆと、目標電流値ＴＩｄとをパラメータとして予め定められた関数データ（図示しない）に基づき目標電流値ＴＩｄを算出する。この関数データにおいて、目標電流値ＴＩｄは目標燃圧値ＴＰｆに対して比例関係を有し、例えば、デューティ値として定められる。
【００３５】
ステップ１３０において、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆについて昇圧変更要求があったか否かを判断する。即ち、ＥＣＵ２２は、今回算出された目標燃圧値ＴＰｆが前回算出された目標燃圧値ＴＰｆよりも高くなったか否かを判断する。ここで、ＥＣＵ２２は、昇圧変更要求があった場合には、処理をステップ１４０へ移行し、昇圧変更要求がなかった場合には、処理をステップ１６０へ移行する。
【００３６】
ステップ１４０において、ＥＣＵ２２は、フル通電制御を実行する。即ち、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄを、最大値（例えば、デューティ値であれば「１００％」）に設定する。これと同時に、ＥＣＵ２２は、電流検出回路２３により検出される実際の駆動電流Ｉｄの値を読み込む。
【００３７】
ステップ１５０において、ＥＣＵ２２は、検出される駆動電流Ｉｄの値が、目標電流値ＴＩｄと所定の係数αとの乗算結果以上の値であるか否かを判断する。そして、上記の判断結果が否定である場合に、ＥＣＵ２２は、ステップ１４０，１５０の処理を再び実行する。上記の判断結果が肯定である場合に、ＥＣＵ２２は、処理をステップ１９０へ移行する。ここで、所定の係数αの値を、例えば「０．９」とすることができる。この場合には、駆動電流Ｉｄの値が目標電流値ＴＩｄの９０％に達するのを待って処理がステップ１９０へ移行することになる。
【００３８】
ステップ１９０において、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄの値を目標電流値ＴＩｄへフィードバック制御する。即ち、ＥＣＵ２２は、電流検出回路２３により検出される実際の駆動電流Ｉｄの値が目標電流値ＴＩｄに収束するように、その駆動電流Ｉｄの値を調整する。そして、このルーチンの処理を一旦終了する。
【００３９】
一方、ステップ１３０において、昇圧変更要求がなかった場合に、ＥＣＵ２２は、ステップ１６０において、燃圧Ｐｆについて降圧変更要求があったか否かを判断する。即ち、ＥＣＵ２２は、今回算出された目標燃圧値ＴＰｆが前回算出された目標燃圧値ＴＰｆよりも低くなったか否かを判断する。ここで、ＥＣＵ２２は、降圧変更要求があった場合には、処理をステップ１７０へ移行し、降圧変更要求がなかった場合には、処理をステップ１９０へ移行する。
【００４０】
ステップ１７０において、ＥＣＵ２２は、電流カット制御を実行する。即ち、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に対する駆動電流Ｉｄの供給を遮断する（例えば、デューティ値であれば「０％」に設定する。）。これと同時に、ＥＣＵ２２は、通電カット後の経過時間を計測する。
【００４１】
ステップ１８０において、ＥＣＵ２２は、通電カット後に所定時間（ｔ１）が経過したか否かを判断する。そして、上記の判断結果が否定である場合に、ＥＣＵ２２は、ステップ１７０，１８０の処理を再び実行する。上記の判断結果が肯定である場合に、ＥＣＵ２２は、処理をステップ１９０へ移行する。ここで、所定時間ｔ１の値を、例えば「１０〜２０ｍｓ」とすることができる。この場合には、通電カットされてから１０〜２０ｍｓが経過するのを待って処理がステップ１９０へ移行することになる。
【００４２】
ステップ１９０において、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄの値を目標電流値ＴＩｄへフィードバック制御して、このルーチンの処理を一旦終了する。
【００４３】
上記の燃料供給制御によれば、図４に示すフローチャートの中で、本発明の目標燃料圧力値算出工程に該当するステップ１００，１１０おいて、インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆに係る目標燃圧値ＴＰｆがエンジン１の運転状態に基づいて算出される。その後、本発明の目標電流値算出工程に該当するステップ１２０おいて、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄに係る目標電流値ＴＩｄが、上記算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づいて算出される。そして、インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆに対して、昇圧変更及び降圧変更の要求が特になければ、ステップ１９０において、駆動電流Ｉｄはエンジン１の運転状態に応じた目標燃圧値ＴＰｆに相関する目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御されることになる。
【００４４】
これに対して、上記の燃圧Ｐｆに昇圧変更又は降圧変更の要求があれば、本発明の過渡時制御工程に該当するステップ１３０〜１８０おいて、目標燃圧値ＴＰｆが変更されるとき、駆動電流Ｉｄが変更後の目標燃圧値ＴＰｆに応じて算出された目標電流値ＴＩｄよりも変更方向へ一時的に過分（過大又は過小）となるように制御される。即ち、この実施の形態では、燃料ポンプ１９（モータ３２）が一時的にフル通電又は通電カットされる。更に、本発明のフィードバック制御工程に該当するステップ１９０おいて、上記のように駆動電流Ｉｄが一時的に過大又は過小に制御された後、燃圧Ｐｆが算出された目標燃圧値ＴＰｆになるように、駆動電流Ｉｄが算出された目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御されることになる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態の燃料供給装置及び燃料供給方法によれば、ＥＣＵ２２が、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御することにより、各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆがエンジン１の運転状態に適合した目標燃圧値ＴＰｆに制御される。そして、各インジェクタ１０が動作することにより、圧力調整された燃料が、必要量だけ、各インジェクタ１０から噴射され、エンジン１の各気筒へと供給される。
【００４６】
ここで、図５に示すような領域Ｅ１〜Ｅ３の間でエンジン１の運転状態が変わって、各インジェクタ１０の燃圧Ｐｆに対する要求が変わり、所要の目標燃圧値ＴＰｆが変わったとする。このとき、ＥＣＵ２２が、変更後の目標燃圧値ＴＰｆに対応した目標電流値ＴＩｄを算出し、その変更後の目標電流値ＴＩｄに基づいて駆動電流Ｉｄをフィードバック制御するが、それに先立ち、ＥＣＵ２２が、駆動電流Ｉｄが変更後の目標電流値ＴＩｄよりも変更方向へ一時的に過分（過大又は過小）となるように駆動電流Ｉｄを制御するようにしている。
【００４７】
即ち、今回算出された目標燃圧値ＴＰｆが前回のそれに比べて昇圧方向へ変更される場合には、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄに基づいてフィードバック制御するの先立ち、駆動電流Ｉｄが変更後の目標電流値ＴＩｄよりも一時的に過大（この実施の形態では「フル通電」）となるように、駆動電流Ｉｄを制御するようにしている。従って、各インジェクタ１０に対する燃圧Ｐｆが昇圧方向へ変更される場合には、それに応じて、燃料ポンプ１９（モータ３２）が、一旦、過大に動作し、その後に燃圧Ｐｆが変更後の目標燃圧値ＴＰｆに収束するように動作する。
【００４８】
一方、今回算出された目標燃圧値ＴＰｆが前回のそれに比べて降圧方向へ変更されるときには、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄに基づいてフィードバック制御するに先立ち、駆動電流Ｉｄが変更後の目標電流値ＴＩｄよりも一時的に過小（この実施の形態では「電流カット」）となるように、駆動電流Ｉｄを制御するようにしている。従
って、各インジェクタ１０に対する燃圧Ｐｆが降圧方向へ変更される場合には、それに応じて、燃料ポンプ１９（モータ３２）が、一旦、過小に動作し、その後に燃圧Ｐｆが変更後の目標燃圧値ＴＰｆに収束するように動作する。
【００４９】
このような作用により、燃圧Ｐｆをある目標燃圧値ＴＰｆから別の目標燃圧値ＴＰｆへ変更させる場合の過渡時の応答性を高めることができるようになる。つまり、従来の装置では、燃料ポンプに対する駆動電流が目標値に変更されようとしても、その駆動電流の変更が燃料ポンプの動作により実際の燃圧の挙動に反映されるまでに、応答遅れが生じていた。これに対し、本実施の形態では、目標燃圧値ＴＰｆを変更させる際の実際の燃圧Ｐｆの目標燃圧値ＴＰｆに対する追随性を高めることができるようになる。
【００５０】
図６は目標燃圧値ＴＰｆを昇圧方向へ変更する際の駆動電流Ｉｄ及び燃圧Ｐｆの挙動を示すタイムチャートである。時刻Ｔ０において、目標燃圧値ＴＰｆが値ＴＰｆ１から値ＴＰｆ２へ変更されると、燃料ポンプ１９（モータ３２）に対する駆動電流Ｉｄが、一旦、フル通電にされ、その後、駆動電流Ｉｄが変更後の目標電流値ＴＩｄ２にフィードバック制御される。図６において、破線に示す従来例との比較からも明らかなように、本実施の形態によれば、実際の燃圧Ｐｆが変更後の目標燃圧値ＴＰｆ２へ即座に収束することになり、燃圧変更の応答性が高いことが分かる。一つの実験結果として、本実施の形態によれば、昇圧方向への燃圧変更の応答性として、従来例のそれに対する１０倍の応答速度を得ることができた。
【００５１】
図７は目標燃圧値ＴＰｆを降圧方向へ変更する際の駆動電流Ｉｄ及び燃圧Ｐｆの挙動を示すタイムチャートである。時刻Ｔ０において、目標燃圧値ＴＰｆが値ＴＰｆ１から値ＴＰｆ２へ変更されると、燃料ポンプ１９（モータ３２）に対する駆動電流Ｉｄが、一旦、所定の時間ｔ１だけ通電カットされ、その後、駆動電流Ｉｄが変更後の目標電流値ＴＩｄ２にフィードバック制御される。図７において、破線に示す従来例との比較からも明らかなように、本実施の形態によれば、実際の燃圧Ｐｆが変更後の目標燃圧値ＴＰｆ２へ即座に収束することになり、燃圧変更の応答性が高いことが分かる。一つの実験結果として、本実施の形態によれば、降圧方向への燃圧変更の応答性として、従来例のそれに対する５０倍の応答速度を得ることができた。
【００５２】
本実施の形態によれば、上記のように燃圧変更の応答を高めることができることから、各インジェクタ１０からの燃料の噴射状態を、エンジン１の運転状態の変化に応じて即座に適合させることができるようになる。この結果、エンジン１のドライバビリティや排気エミッション等の改善を図ることができるようになる。
【００５３】
尚、この発明は次のような別の実施例に具体化することもできる。以下の別の実施例でも前記実施例と同等の作用及び効果を得ることができる。
【００５４】
（１）前記実施の形態では、目標燃圧値ＴＰｆの変更要求がある場合に、昇圧方向への変更に対しては、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御するに先立ち、フル通電を行い、その逆に、降圧方向への変更に対しては、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御するに先立ち、通電カットを行うようにした。これに対し、上記のフル通電を、フル通電を１００％とする８０〜９５％程度の通電にしたり、通電カットを、フル通電を１００％とする５〜２０％程度の通電にしたりしてもよい。
【００５５】
（２）前記実施の形態では、目標燃圧値ＴＰｆを昇圧方向へ変更される場合に、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御するに先立ってフル通電を行う昇圧制御と、目標燃圧値ＴＰｆの降圧方向へ変更させる場合に、駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御するに先立って通電カットを行う降圧制御の両方を燃料供給制御に
取り入れた。これに対して、前記昇圧制御又は前記降圧制御の何れか一方を燃料供給制御に取り入れるようにしてもよい。
【００５６】
（３）本発明の燃料供給装置を、プレッシャレギュレータと、デリバリパイプから燃料タンクまで延びるリターンパイプ等を省略してなるリターンレス式の燃料供給装置に具体化することもできる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供給装置において、エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに定まる目標燃圧値が変更されるとき、変更後の目標燃圧値に対応する目標電流値に基づき、駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、目標燃料圧力値が昇圧方向に変更される場合には駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更される場合には所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように制御するようにしている。
従って、目標燃圧値の変更方向に応じて、燃料ポンプが、一旦、過分に動作し、その後に燃圧が変更後の目標燃圧値に収束するように燃料ポンプが動作することになる。この結果、燃圧をある目標燃圧値から別の目標燃圧値へ変更させる場合の過渡時の燃圧変化の応答性を高めることができるという効果を発揮する。
【００５８】
請求項２の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供給装置において、エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出される目標燃圧値が昇圧方向へ変更されるとき、変更後の目標燃圧値に対応する目標電流値に基づいて駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、その駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように昇圧時制御手段が駆動電流を制御し、目標燃圧値が降圧方向へ変更されるとき、変更後の目標燃圧値に対応する目標電流値に基づいて駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、所定時間が経過するまでその駆動電流が電流カットとなるように降圧時制御手段が駆動電流を制御するようにしている。
従って、目標燃圧値が昇圧方向又は降圧方向へ変更されるに応じて、燃料ポンプが、一旦、過大又は過小に動作し、その後に燃圧が変更後の目標燃圧値に収束するように燃料ポンプが動作することになる。この結果、燃圧をある目標燃圧値から別の目標燃圧値へ変更させる場合の過渡時の燃圧変化の応答性を高めることができるという効果を発揮する。
【００５９】
請求項３の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供給方法において、目標燃圧値がエンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出され、その算出された目標燃圧値に基づいて目標電流値が算出される。そして、目標燃圧値が変更されるときには、目標燃料圧力値が昇圧方向に変更される 場合には駆動電流が目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御され、目標燃料圧力値が降圧方向へ変更される場合には所定時間が経過するまで駆動電流が電流カットとなるように制御され、その後に、駆動電流が算出されて目標電流値にフィードバック制御される。
従って、目標燃圧値の変更方向に応じて、燃料ポンプが、一旦、過分に動作し、その後に燃圧が変更後の目標燃圧値に収束するように燃料ポンプが動作することになる。この結果、燃圧をある目標燃圧値から別の目標燃圧値へ変更させる場合の過渡時の燃圧変化の応答性を高めることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態に係り、エンジンと燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図２】 同じく、燃料ポンプの構造を示す縦断面図である。
【図３】 同じく、燃料ポンプの主要部の構造を示す横断面図である。
【図４】 同じく、燃料供給制御のプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図５】 同じく、エンジン回転速度及び吸気圧に対する目標燃圧値の関数データを示すグラフである。
【図６】 同じく、目標燃圧値、駆動電流及び燃圧の挙動を示すタイムチャートである。
【図７】 同じく、目標燃圧値、駆動電流及び燃圧の挙動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ インジェクタ
１２ 燃料タンク
１９ 燃料ポンプ
２２ ＥＣＵ（フィードバック制御手段、過渡時制御手段、目標燃料圧力値算出手段、目標電流値算出手段、昇圧時制御手段及び降圧時制御手段を構成する）

Claims (3)

1. 燃料タンク内の燃料を、電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、
   前記インジェクタに供給される燃料圧力を、前記エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに定まる目標燃料圧力値に制御するために、前記燃料ポンプに供給される駆動電流を所要の目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、
   前記目標燃料圧力値が変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に対応して定められた変更後の目標電流値に基づいて前記駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、前記目標燃料圧力値が昇圧方向に変更される場合には前記駆動電流が前記目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、前記目標燃料圧力値が降圧方向へ変更される場合には所定時間が経過するまで前記駆動電流が電流カットとなるように制御するための過渡時制御手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
2. 燃料タンク内の燃料を、電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、
   前記インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を、前記エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出するための目標燃料圧力値算出手段と、
   前記燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するための目標電流値算出手段と、
   前記インジェクタに供給される燃料圧力を前記算出された目標燃料圧力値に制御するために、前記駆動電流を前記算出された目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、
   前記目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に応じて算出された目標電流値に基づいて前記駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、その駆動電流が前記目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御するための昇圧時制御手段と、
   前記目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるとき、その変更後の目標燃料圧力値に応じて算出された目標電流値に基づいて前記駆動電流がフィードバック制御されるに先立ち、所定時間が経過するまでその駆動電流が電流カットとなるように制御するための降圧時制御手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
3. 燃料タンク内の燃料を、電動式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給方法であって、
   前記インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を、前記エンジンの運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域、中負荷及び低中速回転速度となる領域、並びに高負荷及び中高速回転速度となる領域ごとに算出する目標燃料圧力値算出工程と、
   前記燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出する目標電流値算出工程と、
   前記目標燃料圧力値が昇圧方向へ変更されるとき、前記駆動電流が前記目標電流値と所定の係数との乗算結果以上になるまでフル通電となるように制御し、前記目標燃料圧力値が降圧方向へ変更されるとき、所定時間が経過するまで前記駆動電流が電流カットとなるように制御する過渡時制御工程と、
   前記駆動電流が前記過渡時制御工程によりフル通電又は電流カットとなるように制御された後、前記インジェクタに供給される燃料圧力が前記算出された目標燃料圧力値になるように、前記駆動電流を前記算出された目標電流値にフィードバック制御する電流フィードバック制御工程と
   を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給方法。

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