JP3719641B2 - Fuel pressure control device for in-cylinder injection engine - Google Patents

Fuel pressure control device for in-cylinder injection engine Download PDF

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧ポンプおよび燃圧レギュレータを有する筒内噴射エンジンの燃圧制御装置に関し、特にエンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は高圧燃料系の燃圧が目標燃圧となるように燃圧レギュレータをフィードバック制御するようにした一般的な筒内噴射エンジンの燃圧制御装置を概略的に示す構成図である。
【0003】
図9において、エンジン1の気筒内にはピストン2が設けられ、ピストン2の上方には燃焼室3が形成されている。
燃焼室3には、吸気管4および排気管5が連通されており、燃焼室3と吸気管4および排気管5との間の各ポートには吸気弁6および排気弁7が設けられている。燃焼室3内には、インジェクタ8および点火プラグ9が配設されている。
【0004】
また、ここでは図示しないが、吸気管4内には、上流側から順に、エアフィルタ、エアフローセンサ、スロットルバルブ、サージタンク、インテークマニホールドが配設されている。また、排気管5内には、酸素濃度を検出する空燃比センサが配設されている。
【0005】
エンジン1に吸入される空気は、エアフィルタ、エアフローセンサ、スロットルバルブおよびインテークマニホールドを介して、各気筒に接続された吸気管4に分配される。
【0006】
一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク10から低圧ポンプ11により加圧されて低圧配管12に供給され、さらに高圧ポンプ13により高圧化され、高圧配管14を介してインジェクタ8に供給される。
【0007】
高圧配管14は、インジェクタ8を介して高圧リターン配管14Aに連通しており、高圧リターン配管14Aの出力端は、燃圧レギュレータ15を介して低圧リターン配管16に接続されている。
【0008】
燃圧レギュレータ15は、高圧リターン配管14Aの出力端の開度を増減して低圧リターン配管16への燃料戻し量を調整し、インジェクタ8の実際の燃圧PF(以下、単に「燃圧」ともいう)を目標燃圧PFoに調整する。
【0009】
燃圧レギュレータ15は、低圧リターン配管16を介して、高圧配管14内の燃料の一部を燃料タンク10に戻すことにより燃圧PFを低減させ、また、高圧リターン配管14Aの出力端を閉成することにより燃圧PFを上昇させる。
【0010】
このとき、高圧配管14からの燃料流出経路は2つあり、具体的には、燃圧レギュレータ15からリターン配管16への排出量に関連する第1経路と、高圧対応のインジェクタ8の燃料噴射量Qfに関連する第2経路とがある。
【0011】
高圧配管14内の燃圧PFは、燃圧レギュレータ15に励磁電流Riが供給されないときは、燃圧レギュレータ15内のスプリング(後述する)の付勢力により調整される。
【0012】
高圧配管14に供給された目標燃圧PFoの燃料は、各気筒に設けられたインジェクタ8から燃焼室3内に噴射される。
燃圧センサ17は、高圧配管14内の燃圧PFを検出する。
【0013】
また、吸気管4内のエアーフローセンサおよびスロットルセンサは、吸気流量およびスロットル開度を検出し、水温センサ18はエンジン1の冷却水温WTを検出する。
【0014】
クランク角センサ19は、エンジン1の回転位置を示すクランク角信号CAを生成する。また、排気管5内の空燃比センサ(図示せず)は、排ガス中の酸素濃度を示す空燃比信号を生成する。
【0015】
上記各種センサは、エンジン1の運転状態を示す信号を運転状態情報として、電子式制御ユニット(ECU)20に入力する。
【0016】
ECU20は、各種センサからの運転状態情報を取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算出された制御信号を各種アクチュエータに出力する。
【0017】
たとえば、ECU20は、燃圧センサ17により検出される燃圧PF(および各種センサ情報)に基づいて、燃圧レギュレータ15に励磁電流Riを供給し、燃圧PFの制御を行う。
【0018】
なお、ここでは図示しないが、燃圧レギュレータ15には、低圧レギュレータなどが直列に設けられており、高圧配管14内の燃圧の脈動を抑制している。
また、高圧配管14に対する燃圧調整手段の構成は、図9内の高圧ポンプ13および燃圧レギュレータ15に限らず、機械式燃圧レギュレータなどの周知の各種変形例が適用され得る。
【0019】
図9のように構成された筒内噴射エンジンの燃圧制御装置において、燃料タンク10から低圧ポンプ11によって汲み上げられた燃料は、エンジン1によって直接駆動される高圧ポンプ13により昇圧されて高圧配管14内に充填され、高圧対応のインジェクタ8からエンジン1の気筒内に直接噴射される。
【0020】
このとき、高圧配管14内の燃圧PFは、電磁ソレノイド式の燃圧レギュレータ15を用いて、高圧配管14内の燃料を燃料タンク10または高圧ポンプ13の吸入側(低圧側)への排出戻し量を調整することにより行われる。
また、高圧配管14内の燃圧PFは、燃圧センサ17の検出値に基づいて燃料戻し量を調整することにより目標燃圧PFoにフィードバック制御される。
【0021】
また、高圧配管14内の燃圧PFを目標燃圧PFoに制御する場合、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷などから算出される基本駆動デューティDbを用いて、燃圧レギュレータ15をフィードフォワード制御で駆動した後、燃圧PFと目標燃圧PFoとの燃圧偏差ΔPFを吸収するために燃圧フィードバック制御が行われる。
【0022】
図10は燃圧レギュレータ15の基本特性を示す説明図、図11は高圧ポンプ13の吐出量の基本特性を示す説明図である。
図10において、横軸は励磁電流Riの電流値(駆動デューティ)、縦軸は燃圧PFであり、燃圧PFは、調整圧力RS(燃圧レギュレータ15内のスプリング付勢力による)から、励磁電流Ri(電流値)の増大に応じて上昇する。
【0023】
図11において、横軸はエンジン回転数Neに対応した高圧ポンプ13の回転数、縦軸は高圧ポンプ13からの燃料吐出量QFであり、燃料吐出量QFは、エンジン回転数Ne(ポンプ回転数)の増大に応じて増大する。
【0024】
次に、図9および図10を参照しながら、一般的な燃圧レギュレータ15による燃圧PFの調整過程について説明する。
ECU20から励磁電流Riが供給されると、燃圧レギュレータ15内の電磁コイルからの発生磁束により電磁バルブが閉成され、低圧リターン配管16への燃料戻し量が少なくなり、燃圧PFが高圧化する。
【0025】
一方、電流値が0[A]、すなわち、励磁電流Riによる駆動デューティDが最小(D=0%)のときには、燃圧レギュレータ15内の電磁バルブ開度が最大となり、燃圧PFは、スプリング付勢力により所定値RSに調整される。
【0026】
こうして、エンジン1によって駆動される高圧ポンプ13により加圧されて、且つ、燃圧レギュレータ15により調圧された高圧燃料は、各燃焼室3内に設置されたインジェクタ8を介して直接燃焼室3に噴射される。
【0027】
また、インジェクタ8に連通された高圧配管14内の燃圧PFは、励磁電流Riによって燃圧レギュレータ15が駆動されることにより、運転状態(エンジン速度やエンジン負荷など)を考慮して演算された最適な目標燃圧PFoと一致するようにフィードバック制御される。
【0028】
上記燃圧フィードバック制御はエンジン1の始動時にも実行されるが、このときのエンジン回転数Neは極低回転領域にあり、エンジン1によって直接駆動される高圧ポンプ13の回転数も低いので、燃料吐出量QF(図11参照)が安定せずに誤フィードバックされたり、燃圧PFのハンチングが発生して始動不良となるおそれがある。
【0029】
さらに、エンジン1の始動時の燃圧PF(すなわち、残圧)は、始動直前のエンジン1の状態によって異なり、たとえば、エンジン1が停止状態で一晩放置した場合などには低くなり、エンジン1を一旦停止した直後に再始動した場合には高くなる。
【0030】
したがって、このような始動直前における残圧の違いによって、エンジン始動時の燃圧上昇に差が発生し、その結果、エンジン1の始動状態そのものにも差が発生してしまうことになる。
【0031】
ここで、エンジン1を良好に始動するための制御パラメータ(駆動デューティDなど)を設定する場合について考える。
【0032】
たとえば、エンジン1が停止状態で一晩放置されたとき(燃料の残圧がほとんど無い状態)での始動を想定して制御パラメータを設定すると、始動時に残圧が存在した場合には、燃圧過剰(燃料噴射量過剰)状態となり、エンジンストールなどの始動不良が発生し、最悪の場合には点火プラグへの燃料かぶりによって、その後の始動が不可能になるおそれがある。
【0033】
また、逆に、始動時に残圧が存在していることを想定して制御パラメータを設定すると、始動時に残圧が無い場合には、燃圧不足(燃料噴射量不足)による始動不良が発生してしまう。
【0034】
一方、たとえば特開平11−37005に記載された筒内噴射エンジンの燃圧制御装置の場合、エンジン始動時においては、燃圧フィードバック制御を停止し、且つ、燃圧PFの早期上昇を目的として燃圧レギュレータ15の開度(すなわち、高圧配管14からの燃料戻し量)を0に設定し、高圧燃料系の最大能力で配管内の燃圧PFを昇圧させている。
【0035】
上記公報記載の装置によれば、エンジン1の始動時において、フィードバック制御停止中の燃圧レギュレータ15の開度(駆動デューティD)を0としているので、始動時の誤フィードバックや燃圧PFのハンチングの発生を良好に抑制することができる。
【0036】
しかしながら、配管系の残圧のバラツキに対して何ら考慮されていないため、やはり、上記始動不良を解決することはできない。
【0037】
また、上記公報記載の装置によれば、始動モードで所定期間経過後に、始動モードから通常制御モードに切り換えているが、始動時の燃圧レギュレータ15の開度(駆動デューティD)が0の状態からの基本駆動デューティDbへの移行手順などの具体的な記載が無いが、仮に駆動デューティDを瞬時に切り換えた場合には、燃圧PFの急変などが発生することになる。
【0038】
図12〜図14は従来の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置による始動時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【0039】
図12〜図14は、エンジン回転数Ne、燃料噴射量Qf、励磁電流Riの駆動デューティD、燃圧PF、高圧配管14内への充填量、高圧配管14内からの流出量、高圧配管14内の流量変化量、フィードバック(F/B)補正量(積分項)の時間変化を示している。
【0040】
図12〜図14において、高圧配管内流出量を負の値で示した場合、高圧配管内流量変化量は、充填量と流出量との和で示される。
【0041】
図12および図13は始動時に燃圧フィードバック制御を停止して制御パラメータによって燃圧制御した場合の動作を示し、この場合、燃圧PFが目標燃圧PFoに収束した時点からフィードバック制御が開始(F/B補正量を設定)される。図14は始動直後から通常の燃圧フィードバック制御を実行した場合の動作を示している。
【0042】
また、図12および図13において、始動時の制御パラメータ(燃圧レギュレータ15に対する励磁電流Riの駆動デューティD)は、燃圧PFの残圧が低い場合を想定して設定されており、図12は始動時における残圧が低い場合、図13は残圧が高い場合の動作をそれぞれ示している。
【0043】
したがって、図12においては、始動時の残圧が低いので、適正な制御パラメータ(駆動デューティD)により、燃圧PFは目標燃圧PFo(破線参照)に良好に収束する。
【0044】
しかしながら、図13においては、残圧が高いので、図12内と同一の制御パラメータ(駆動デューティD)を用いた場合に過剰値となり、燃圧PFは、目標燃圧PFoからオーバーシュートしてしまう。
【0045】
さらに、図14においては、始動直後から通常の燃圧フィードバック制御を実行しているので、不適切なF/B補正量に起因した誤フィードバック制御によってハンチング(オーバーシュートおよびアンダーシュート)が発生している。
【0046】
【発明が解決しようとする課題】
従来の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は以上のように、始動時の残圧が低い状態(図12参照)に対応して制御パラメータ(駆動デューティD)を設定した場合には、残圧が大きい場合(図13参照)に、燃圧PFのオーバーシュートが発生するという問題点があった。
【0047】
また、始動直後から通常の燃圧フィードバック制御を実行した場合(図14参照)には、始動時のフィードバック補正量が不適切となることから、やはりオーバーシュートが発生してしまうという問題点があった。
【0048】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置を得ることを目的とする。
【0049】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、エンジンにより駆動されてインジェクタに燃料を供給する高圧ポンプと、高圧ポンプとインジェクタとを接続する高圧配管と、高圧配管内の燃料を燃料タンク側に戻すためのリターン配管と、高圧配管内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、高圧配管からリターン配管への開度を調整して燃料戻し量を調整する電磁バルブを有し、高圧配管内の燃圧を調整する燃圧レギュレータと、運転状態に応じて電磁バルブの開度を制御するための励磁電流を生成する燃圧制御手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置において、燃圧制御手段は、エンジンの始動状態を判定する始動状態判定手段と、始動状態判定手段の判定結果に応答する始動時燃圧制御手段とを含み、エンジンの始動時にはエンジンの始動直前に検出された燃圧に基づいて燃圧レギュレータの開度を制御するものである。
【0050】
また、この発明の請求項2に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項1において、燃圧制御手段は、電磁バルブの開度をデューティ制御するために、エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて電磁バルブの基本駆動デューティを算出する基本駆動デューティ算出手段を含み、エンジンの始動時に、エンジンの始動直前に検出された燃圧と基本駆動デューティとに基づいて電磁バルブの始動時駆動デューティを算出するものである。
【0051】
また、この発明の請求項3に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項1または請求項2において、燃圧制御手段は、エンジンの始動時および始動中の回転数に基づいて、電磁バルブの開度を補正するものである。
【0052】
また、この発明の請求項4に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項1から請求項3までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、エンジンの始動時および始動中の燃料噴射量に基づいて電磁バルブの開度を補正するものである。
【0053】
また、この発明の請求項5に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項1から請求項4までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて目標燃圧を決定し、高圧配管内の燃圧が目標燃圧と一致するように燃圧フィードバック制御を行うフィードバック手段を有し、燃圧が目標燃圧よりも所定圧力だけ低い値以下の場合には、フィードバック手段を用いない始動モードを実行し、燃圧が目標燃圧よりも所定圧力だけ低い値を越えた後に、通常制御モードに移行して、フィードバック手段による制御を開始するものである。
【0054】
また、この発明の請求項6に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項5において、燃圧制御手段は、エンジンの回転数が所定回転数を越えた後に通常制御モードに移行するものである。
【0055】
また、この発明の請求項7に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項5または請求項6において、燃圧制御手段は、エンジンの始動開始後から所定時間の経過後に通常制御モードに移行するものである。
【0056】
また、この発明の請求項8に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項5から請求項7までのいずれかにおいて、フィードバック手段は、フィードバック制御を行うための制御ゲインとして、エンジンの通常時に用いられる通常制御ゲインと、通常制御ゲインとは異なる始動時ゲインとを有し、燃圧制御手段は、始動モード時には、フィードバック手段の制御ゲインを始動時ゲインに切り換えるものである。
【0057】
また、この発明の請求項9に係る筒内噴射エンジンの燃圧制御装置は、請求項2から請求項8までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、励磁電流による電磁バルブの駆動デューティを切り換える駆動デューティ切換手段を含み、駆動デューティ切換手段は、エンジンの始動後に始動モードから通常制御モードに移行する時点で、駆動デューティを、始動時駆動デューティから基本駆動デューティに切り換えるとともに、駆動デューティの切換時に、始動時駆動デューティと基本目標デューティとのデューティ偏差を所定ゲインでテーリング処理するものである。
【0058】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の要部を概略的に示す機能ブロック図であり、前述(図9参照)と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。また、図1に示されない構成は、図9に示した通りである。
【0059】
図1において、ECU20Aには、前述と同様に、燃圧センサ17に加えて、エンジン1(図9参照)の運転状態を検出する各種センサ30(クランク角センサ19などを含む)が接続されている。
【0060】
また、ECU20Aには、各種アクチュエータとして、エンジン1の気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタ8と、高圧配管14(図9参照)内の燃圧PFを調整する燃圧レギュレータ15とが接続されている。
【0061】
ECU20Aは、燃圧センサ17の検出情報(高圧配管14内の燃圧PF)を周期的に取り込む燃圧検出手段(図示せず)と、励磁電流Riを生成する燃圧制御手段21とを備え、励磁電流Riにより燃圧レギュレータ15内の電磁バルブ開度を運転状態に応じて制御する。
【0062】
燃圧制御手段21は、エンジン1の始動状態を判定する始動状態判定手段22と、始動状態判定手段22の判定結果Hに応答して動作する始動時燃圧制御手段23と、運転状態に応じた制御ゲインGで動作するフィードバック手段24と、基本駆動デューティDbを算出する基本駆動デューティ算出手段25を含む。
【0063】
上記構成により、燃圧制御手段21は、エンジン1の始動時においては、始動状態判定手段22の判定結果Hに応答して、エンジン1の始動直前に検出された燃圧(すなわち、残圧PFi)に基づいて燃圧レギュレータ15の開度を制御するようになっている。
【0064】
すなわち、燃圧制御手段21は、始動時燃圧制御手段23と関連して、エンジン1の始動時に、始動直前に検出された燃圧(残圧PFi)と基本駆動デューティDbとに基づいて、電磁バルブの始動時駆動デューティDsを算出する。
【0065】
また、燃圧制御手段21は、エンジン1の始動時および始動中の回転数Nesに基づいて、また、エンジン1の始動時および始動中の燃料噴射量Qfsに基づいて、電磁バルブ開度(励磁電流Riの駆動デューティD)を補正する。
【0066】
また、燃圧制御手段21は、燃圧PFが目標燃圧PFよりも所定圧力だけ低い値以下の場合には、フィードバック手段24を用いない始動モードを実行し、燃圧PFが目標燃圧PFoよりも所定圧力だけ低い値を越えた後には、通常制御モードに移行して、フィードバック手段24による制御を開始する。
【0067】
また、燃圧制御手段21は、エンジン回転数Neが所定回転数を越えた後に通常制御モードに移行し、エンジン1の始動開始後から所定時間の経過後に通常制御モードに移行する。
【0068】
フィードバック手段24は、エンジン回転数Ne、負荷および燃料噴射量Qfの少なくとも1つの情報に基づいて目標燃圧PFoを決定し、高圧配管14内の燃圧PFが目標燃圧PFoと一致するように燃圧フィードバック制御を行う。
【0069】
基本駆動デューティ算出手段25は、エンジン回転数Ne、負荷および燃料噴射量Qfの少なくとも1つの情報に基づいて、励磁電流Riの基本駆動デューティDbを算出する。
【0070】
また、フィードバック手段24は、フィードバック制御を行うための制御ゲインGとして、エンジン1の通常時に用いられる通常制御ゲインGnと、通常制御ゲインGnとは異なる始動時ゲインGsとを有し、燃圧制御手段21は、始動モード時に、制御ゲインGを始動時ゲインGsに切り換える。
【0071】
始動時ゲインGsは、配管系の仕様などによっても異なるが、たとえばPID制御ゲインのうち、積分項を0とし、微分項および比例項を通常制御ゲインGnよりも大きく設定してもよい。
【0072】
さらに、燃圧制御手段21は、励磁電流Riの駆動デューティDをテーリング処理で切り換える駆動デューティ切換手段(図5のフローチャート参照)を含む。
【0073】
駆動デューティ切換手段は、エンジン1の始動後に始動モードから通常制御モードに移行する時点で、駆動デューティDを、始動時駆動デューティDsから基本駆動デューティDbに切り換えるとともに、駆動デューティ切換時に、始動時駆動デューティDsと基本目標デューティDboとのデューティ偏差ΔDを所定ゲインでテーリング処理する。
【0074】
次に、図2〜図6のフローチャート、図7および図8のタイミングチャートとともに、図9を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1による具体的な動作について説明する。
【0075】
図2はこの発明の実施の形態1による全体処理を示し、図3は図2内の始動時駆動デューティDsの算出処理(ステップS6)、図4は図3内の始動時専用フィードバック処理(ステップS18)、図5は図3内の燃圧制御通常モードへの移行時のテーリング処理(ステップS19)、図6は図2内のエンジン通常モード処理(ステップS8)をそれぞれ示している。
【0076】
図7は残圧PFiが高い(ほぼ目標燃圧PFoと等しい)場合における始動時の燃圧制御動作を示し、図8は残圧PFiが低い場合における始動時の燃圧制御動作を示しており、それぞれ、前述の図13および図14に対応している。
【0077】
この発明によれば、図7および図8から明らかなように、始動時の残圧PFiが高い場合(図7)であっても、残圧PFiが低い場合(図8)であっても、燃圧PFは、オーバーシュートすることなく安定に制御される。
【0078】
図2において、まず、燃圧制御手段21内の始動状態判定手段22は、エンジン1が停止状態であるか否かを判定し(ステップS1)、停止状態である(すなわち、YES)と判定されれば、その時点(停止状態)の燃圧PFを残圧PFiとして読み込む(ステップS2)。
【0079】
また、ステップS2に続いて、燃圧制御用の各変数を初期化し(ステップS3)、駆動デューティDを全閉状態(D=0)に設定して(ステップS4)、ステップS1に戻る。
【0080】
一方、ステップS1において、エンジン1が停止状態でない(すなわち、NO)と判定されれば、続いて、エンジン1が始動モードか否かを判定する(ステップS5)。
【0081】
もし、エンジン1が始動モードである(すなわち、YES)と判定されれば、始動時駆動デューティDsの算出処理(図3参照)を実行し(ステップS6)、ステップS9に進む。
【0082】
一方、ステップS5において、たとえばエンジン1が定常運転モードであって、始動モードでない(すなわち、NO)と判定されれば、エンジン1の通常モードへの移行時のテーリング処理(図5参照)を実行し(ステップS7)、エンジン1の通常モード処理(図6参照)を実行して(ステップS8)、ステップS9に進む。
【0083】
ステップS9においては、駆動デューティDの出力前処理(たとえば、バッテリ電圧補正など)を実行する。
最後に、駆動デューティDの励磁電流Riを出力し、燃圧レギュレータ15を駆動して(ステップS10)、図2の処理プログラムを終了する。
【0084】
なお、上記ステップS6(始動時駆動デューティDsの算出処理)は、図3のように実行される。
図3において、まず、燃圧制御の通常モードへの移行完了フラグFL1がセットされているか否かを判定する(ステップS11)。
【0085】
もし、移行完了フラグFL1がセットされている(すなわち、YES)と判定されれば、駆動デューティDとして基本目標デューティDboを設定して(ステップS12)、図3の処理ルーチンを抜け出る。
【0086】
一方、ステップS11において、移行完了フラグFL1がセットされていない(すなわち、NO)と判定されれば、続いて、燃圧制御の通常モードへの移行許可フラグFL2がセットされているか否かを判定する(ステップS13)。
【0087】
もし、移行許可フラグFL2がセットされていない(すなわち、NO)と判定されれば、残圧PFiに基づいて、始動時基本駆動デューティDbsを算出する(ステップS14)。
【0088】
続いて、エンジン回転数Ne(高圧ポンプ13の回転数に対応)に基づいて、始動時基本駆動デューティDbsの第1補正量を算出し(ステップS15)、また、燃料噴射量Qfに基づいて始動時基本駆動デューティDbsの第2補正量を算出する(ステップS16)。
【0089】
続いて、ステップS15、S16で算出された第1補正量、第2補正量を用いて始動時基本駆動デューティDbsを補正し、始動時駆動デューティDsを決定する(ステップS17)。
【0090】
次に、始動時専用の燃圧フィードバック処理(図4参照)を実行し(ステップS18)、燃圧制御通常モードへの移行時のテーリング処理(図5参照)を実行し(ステップS19)、図3の処理ルーチンを抜け出る。
【0091】
一方、ステップS13において、移行許可フラグFL2がセットされている(すなわち、YES)と判定されれば、ステップS14〜S18を実行せずにステップS19に進む。
【0092】
なお、上記ステップS18(始動時専用の燃圧フィードバック処理)は、図4のように実行される。
図4において、まず、エンジン1の始動開始後に所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS21)。
【0093】
ステップS21において、所定時間が経過した(すなわち、YES)と判定されれば、続いて、高圧ポンプ13の回転数Np(エンジン回転数Neに対応)が所定回転数Nprを越えたか否かを判定する(ステップS22)。
【0094】
もし、Np>Npr(すなわち、YES)と判定されれば、始動時専用の燃圧フィードバック処理を実行可能にするための始動時専用F/B許可フラグFL3をセットする(ステップS23)。
【0095】
一方、ステップS21において、始動開始後に所定時間が経過していない(すなわち、NO)と判定されるか、または、ステップS22において、Np≦Npr(すなわち、NO)と判定されれば、始動時専用F/B許可フラグFL3をクリアする(ステップS24)。
【0096】
上記ステップS21〜S24は、エンジン回転数Ne(ポンプ回転数Np)が十分に上昇した時点で始動時の燃圧フィードバック制御を開始するためのものである。なぜなら、エンジン1の始動直後の低回転数領域においては、燃圧フィードバック制御を実行する意味がないからである。
【0097】
次に、始動時専用F/B許可フラグFL3の有無を参照して、始動時専用の燃圧フィードバック処理が許可されているか否かを判定し(ステップS25)、許可フラグFL3がセットされている(すなわち、YES)と判定されれば、始動時専用の燃圧フィードバック処理(ステップS26〜S29)を実行する。
【0098】
すなわち、燃圧センサ17から検出される実燃圧PFを取り込み(ステップS26)、実燃圧PFと目標燃圧PFoとの燃圧偏差ΔPFを算出し(ステップS27)、燃圧偏差ΔPFに基づいて始動時ゲインGs(始動時専用の燃圧フィードバック制御ゲイン)を算出し(ステップS28)、始動時ゲインGsを用いて始動時駆動デューティDsを補正する(ステップS29)。
【0099】
一方、ステップS25において、始動時専用F/B許可フラグFL3がセットされていない(すなわち、NO)と判定されれば、ステップS26〜S29を実行せずに、図4の処理ルーチンを抜け出る。
【0100】
なお、図2内のステップS7(エンジン通常モードへの移行時のテーリング処理)および図3内のステップS19(燃圧制御通常モードへの移行時のテーリング処理)は、図5のように実行される。
【0101】
図5において、ステップS31、S32、S33は、前述(図4)のステップS21、S26、S22にそれぞれ対応している。
まず、エンジン1の始動開始後に所定時間が経過したか否かを判定し(ステップS31)、所定時間が経過していない(すなわち、NO)と判定されれば、燃圧センサ17からの実燃圧PFを取り込む(ステップS32)。
【0102】
次に、高圧ポンプ13の回転数Npが所定回転数Nprを越えたか否かを判定し(ステップS33)、Np>Npr(すなわち、YES)と判定されれば、続いて、実燃圧PFが、目標燃圧PFoから所定値αを減じた値よりも大きいか否かを判定する(ステップS34)。
【0103】
ステップS34において、PF>PFo−α(すなわち、YES)と判定されれば、実燃圧PFが目標燃圧PFoに十分に収束したと見なされるので、燃圧制御の通常モードへの移行許可フラグFL2をセットし(ステップS35)、ステップS38に進む。
【0104】
一方、ステップS31において、始動開始後に所定時間が経過した(すなわち、YES)と判定されれば、ステップS32〜S34を実行せずに、フラグFL2のセット処理(ステップS35)に進む。
【0105】
また、ステップS33において、Np≦Npr(すなわち、NO)と判定されれば、続いて、エンジン1が始動モードか否かを判定する(ステップS36)。
【0106】
もし、エンジン1が始動モードである(すなわち、YES)と判定されれば、フラグFL2をクリアして(ステップS37)、ステップS38に進み、エンジン1が始動モードでない(すなわち、NO)と判定されれば、直ちにステップS38に進む。
【0107】
ステップS38においては、フラグFL2の有無を参照して、燃圧制御通常モードへの移行許可条件が成立しているか否かを判定する。
もし、フラグFL2がクリア状態であって移行許可条件が不成立(すなわち、NO)と判定されれば、駆動デューティDとして始動時駆動デューティDsを設定して(ステップS39)、図5の処理ルーチンを抜け出る。
【0108】
一方、ステップS38において、フラグFL2がセット状態であって移行許可条件が成立(すなわち、YES)と判定されれば、続いて、移行許可条件が前回不成立(フラグFL2が前回クリア状態)か否かを判定する(ステップS40)。
【0109】
もし、フラグFL2が前回クリア状態であって、ステップS40において、移行許可条件が前回不成立(すなわち、YES)と判定されれば、始動時駆動デューティDsと基本目標デューティDboとのデューティ偏差ΔDを算出し(ステップS41)、駆動デューティDとして始動時駆動デューティDsを設定して(ステップS42)、ステップS43に進む。
【0110】
一方、フラグFL2が前回セット状態であって、ステップS40において、移行許可条件が前回成立(すなわち、NO)と判定されれば、直ちにステップS43に進む。つまり、燃圧制御通常モードへの移行許可条件が成立した直後の最初の処理のみにおいて、ステップS41が実行される。
【0111】
ステップS43においては、ステップS41で算出されたデューティ偏差ΔDに応じて、モード切換時の駆動デューティDのテーリング量ΔTe(漸減量または漸増量)を算出する。
【0112】
続いて、駆動デューティDと基本目標デューティDboとの偏差がテーリング量ΔTeよりも小さいか否かを判定し(ステップS44)、|D−Dbo|≧ΔTe(すなわち、NO)と判定されれば、駆動デューティDにテーリング量ΔTeを加算補正して(ステップS45)、図5の処理ルーチンを抜け出る。
【0113】
一方、ステップS44において、|D−Dbo|<ΔTe(すなわち、YES)と判定されれば、燃圧制御通常モードへの移行完了フラグFL1をセットし(ステップS46)、駆動デューティDとして基本目標デューティDboを設定し(ステップS47)、燃圧フィードバック制御用の各変数を初期化して(ステップS48)、図5の処理ルーチンを抜け出る。
【0114】
なお、図2内のステップS8(エンジン1の通常モード処理)は、図6のように実行される。
まず、燃圧制御通常モードへの移行完了フラグFL1がセットされているか否かを判定する(ステップS51)。
【0115】
もし、フラグFL1がセットされている(すなわち、YES)と判定されれば、通常時駆動デューティDnの算出処理を実行し(ステップS52)、通常時の燃圧フィードバック処理を実行して(ステップS53)、図6の処理ルーチンを終了する。
【0116】
一方、ステップS51において、移行完了フラグFL1がクリアされている(すなわち、NO)と判定されれば、ステップS52を実行せずにステップS53に進む。
【0117】
このように、エンジン始動時における燃圧レギュレータ15の開度(駆動デューティD)を、エンジン始動直前の高圧配管14内の残圧PFiに応じて補正することにより、図7および図8に示すように、残圧PFiの有無に影響されることなく、エンジン始動時の燃料昇圧を安定に制御することができる。
【0118】
また、始動中のエンジン回転数Ne(高圧ポンプ13の回転数Np)に応じて、燃圧レギュレータ15の開度(駆動デューティD)に補正を施すことにより、高圧配管14への燃料流入側の補正を実現することができる。
【0119】
さらに、エンジン始動時における高圧配管14内の燃料流出量を把握することにより、高圧配管14内の燃料量を把握することができ、燃圧PFを制御することができる。
【0120】
すなわち、高圧のインジェクタ8から筒内への燃料噴射量Qfは、流入側を考慮した開度または駆動デューティDにより補正され、残る要素は今回の制御対象である燃圧レギュレータ15からの流出分(燃料戻し量)のみとなるので、始動時の高圧配管14内の燃圧PFを良好に制御することができる。
【0121】
また、始動モードから通常制御モードに移行する際に、高圧ポンプ14の安定回転数Npr以上の領域で燃圧フィードバック制御が開始されるので、その後の燃圧フィードバック制御を安定に実行することができ、安定性のよい燃圧制御を達成することができる。
【0122】
また、これに付随して、実燃圧PFが目標燃圧PFoよりも所定圧力だけ低い値PFrを越えているか否かを判定し、PF>PFrの場合には、開度(駆動デューティD)を通常制御ゲインGnでフィードバック制御するので、そのままの開度(駆動デューティD)で保持した場合に発生する燃圧PFの上昇過多を防止することができる。
【0123】
また、始動開始から所定時間が経過した場合には燃圧制御を通常制御モードに移行することにより、高圧配管14を含む配管系の経年変化などに起因した不具合の発生を補正または検出することができ、良好な燃圧制御を実現することができる。
【0124】
また、始動時においても、通常時とは異なる制御ゲイン(始動時ゲインGs)で燃圧フィードバック制御を実行することにより、誤フィードバックや燃圧ハンチングを抑制しつつ、配管系の経年変化や部品バラツキによる流入量減少や排出量過多が発生した場合での始動時の燃圧制御を良好に行うことができる。
【0125】
なお、このとき、仮に誤フィードバックが発生したとしても、通常制御モードへの切換時にフィードバック学習値を一旦初期化することにより、その後の不具合の発生を防止することができる。
【0126】
さらに、通常制御モードへの移行時に、残圧PFiによる始動時の燃圧レギュレータ15の開度(駆動デューティD)と通常時の基本目標デューティDboとの偏差ΔDを、所定ゲインで漸減または漸増させてテーリング処理を実行することにより、制御切換時においても燃圧PFの変動を抑制した燃圧制御を実現することができる。
【0127】
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、図9に示すように、燃圧レギュレータとして、高圧リターン配管14Aからの戻し燃料量を調整する燃圧レギュレータ15を用いたが、任意の変形例にも適用することができ、たとえば、高圧ポンプ13の上流側に配置された他の燃圧レギュレータを用いてもよい。
【0128】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項1によれば、エンジンの運転状態を検出する各種センサと、エンジンの気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、エンジンにより駆動されてインジェクタに燃料を供給する高圧ポンプと、高圧ポンプとインジェクタとを接続する高圧配管と、高圧配管内の燃料を燃料タンク側に戻すためのリターン配管と、高圧配管内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、高圧配管からリターン配管への開度を調整して燃料戻し量を調整する電磁バルブを有し、高圧配管内の燃圧を調整する燃圧レギュレータと、運転状態に応じて電磁バルブの開度を制御するための励磁電流を生成する燃圧制御手段とを備えた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置において、燃圧制御手段は、エンジンの始動状態を判定する始動状態判定手段と、始動状態判定手段の判定結果に応答する始動時燃圧制御手段とを含み、エンジンの始動時にはエンジンの始動直前に検出された燃圧に基づいて燃圧レギュレータの開度を制御するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0129】
また、この発明の請求項2によれば、請求項1において、燃圧制御手段は、電磁バルブの開度をデューティ制御するために、エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて電磁バルブの基本駆動デューティを算出する基本駆動デューティ算出手段を含み、エンジンの始動時に、エンジンの始動直前に検出された燃圧と基本駆動デューティとに基づいて電磁バルブの始動時駆動デューティを算出するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0130】
また、この発明の請求項3によれば、請求項1または請求項2において、燃圧制御手段は、エンジンの始動時および始動中の回転数に基づいて、電磁バルブの開度を補正するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0131】
また、この発明の請求項4によれば、請求項1から請求項3までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、エンジンの始動時および始動中の燃料噴射量に基づいて電磁バルブの開度を補正するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0132】
また、この発明の請求項5によれば、請求項1から請求項4までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて目標燃圧を決定し、高圧配管内の燃圧が目標燃圧と一致するように燃圧フィードバック制御を行うフィードバック手段を有し、燃圧が目標燃圧よりも所定圧力だけ低い値以下の場合には、フィードバック手段を用いない始動モードを実行し、燃圧が目標燃圧よりも所定圧力だけ低い値を越えた後に、通常制御モードに移行して、フィードバック手段による制御を開始するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0133】
また、この発明の請求項6によれば、請求項5において、燃圧制御手段は、エンジンの回転数が所定回転数を越えた後に通常制御モードに移行するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0134】
また、この発明の請求項7によれば、請求項5または請求項6において、燃圧制御手段は、エンジンの始動開始後から所定時間の経過後に通常制御モードに移行するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0135】
また、この発明の請求項8によれば、請求項5から請求項7までのいずれかにおいて、フィードバック手段は、フィードバック制御を行うための制御ゲインとして、エンジンの通常時に用いられる通常制御ゲインと、通常制御ゲインとは異なる始動時ゲインとを有し、燃圧制御手段は、始動モード時には、フィードバック手段の制御ゲインを始動時ゲインに切り換えるようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【0136】
また、この発明の請求項9によれば、請求項2から請求項8までのいずれかにおいて、燃圧制御手段は、励磁電流による電磁バルブの駆動デューティを切り換える駆動デューティ切換手段を含み、駆動デューティ切換手段は、エンジンの始動後に始動モードから通常制御モードに移行する時点で、駆動デューティを、始動時駆動デューティから基本駆動デューティに切り換えるとともに、駆動デューティの切換時に、始動時駆動デューティと基本目標デューティとのデューティ偏差を所定ゲインでテーリング処理するようにしたので、エンジン始動時における燃圧制御の安定性を向上させた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の要部を概略的に示す機能ブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による全体処理を示すフローチャートである。
【図3】 図2内の始動時駆動デューティの算出処理を示すフローチャートである。
【図4】 図3内の始動時専用フィードバック処理を示すフローチャートである。
【図5】 図3内の燃圧制御通常モードへの移行時のテーリング処理を示すフローチャートである。
【図6】 図2内のエンジン通常モード処理を示すフローチャートである。
【図7】 この発明の実施の形態1による高残圧での始動時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 この発明の実施の形態1による低残圧での始動時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【図9】 一般的な筒内噴射エンジンの燃圧制御装置を概略的に示す構成図である。
【図10】 図9内の燃圧レギュレータの基本特性を示す説明図である。
【図11】 図9内の高圧ポンプの基本特性を示す説明図である。
【図12】 従来の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置による始動時の燃圧フィードバック制御を停止した場合の低残圧時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【図13】 従来の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置による始動時の燃圧フィードバック制御を停止した場合の高残圧時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【図14】 従来の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置による始動時の燃圧フィードバック制御を実行した場合の低残圧時の燃圧制御動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン、3 燃焼室、8 インジェクタ、10 燃料タンク、11 低圧ポンプ、12 低圧配管、13 高圧ポンプ、14 高圧配管、14A 高圧リターン配管、15 燃圧レギュレータ、16 低圧リターン配管、17 燃圧センサ、18 水温センサ、19 クランク角センサ、20A ECU、21 燃圧制御手段、22 始動状態判定手段、23 始動時燃圧制御手段、24 フィードバック手段、25 基本駆動デューティ算出手段、30 各種センサ、D駆動デューティ、Db 基本駆動デューティ、Dbo 基本目標デューティ、Dbs 始動時基本駆動デューティ、Ds 始動時駆動デューティ、ΔD デューティ偏差、G 制御ゲイン、Gn 通常制御ゲイン、Gs 始動時ゲイン、H判定結果、Ne エンジン回転数、Np ポンプ回転数、Npr 所定回転数、PF 燃圧、PFi 残圧(始動直前に検出された燃圧)、PFo 目標燃圧、ΔPF 燃圧偏差、Qf 燃料噴射量、Qfs 始動時燃料噴射量、Ri 励磁電流、ΔTe テーリング量、S1 エンジン停止状態を判定するステップ、S2 残圧を読み込むステップ、S5 エンジン始動モードを判定するステップ、S6 始動時駆動デューティの算出処理、S7 エンジン通常モードへの移行処理、S8 エンジン通常モード処理、S10 駆動デューティの出力処理、S14 残圧から始動時基本駆動デューティを算出するステップ、S15 エンジン回転数に基づく補正量を算出するステップ、S16 燃料噴射量に基づく補正量を算出するステップ、S17 始動時基本駆動デューティを補正するステップ、S19 燃圧制御通常モードへの移行処理、S21 始動開始後の所定時間経過を判定するステップ、S22 所定回転数を越えたことを判定するステップ、S28 燃圧偏差から始動時ゲインを算出するステップ、S29 始動時ゲインにより始動時駆動デューティを補正するステップ、S43 デューティ偏差からテーリング量を算出するステップ、S44 デューティ偏差をテーリング量と比較するステップ、S45 駆動デューティをテーリング処理するステップ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel pressure control device for a direct injection engine having a high-pressure pump and a fuel pressure regulator, and more particularly to a fuel pressure control device for a direct injection engine that improves the stability of fuel pressure control when the engine is started.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a fuel pressure control device of a general in-cylinder injection engine in which the fuel pressure regulator is feedback-controlled so that the fuel pressure of the high pressure fuel system becomes the target fuel pressure.
[0003]
In FIG. 9, a piston 2 is provided in the cylinder of the engine 1, and a combustion chamber 3 is formed above the piston 2.
An intake pipe 4 and an exhaust pipe 5 are communicated with the combustion chamber 3, and an intake valve 6 and an exhaust valve 7 are provided at each port between the combustion chamber 3 and the intake pipe 4 and the exhaust pipe 5. . In the combustion chamber 3, an injector 8 and a spark plug 9 are disposed.
[0004]
Although not shown here, an air filter, an air flow sensor, a throttle valve, a surge tank, and an intake manifold are arranged in the intake pipe 4 in order from the upstream side. An air-fuel ratio sensor that detects the oxygen concentration is disposed in the exhaust pipe 5.
[0005]
Air sucked into the engine 1 is distributed to an intake pipe 4 connected to each cylinder via an air filter, an air flow sensor, a throttle valve, and an intake manifold.
[0006]
On the other hand, fuel such as gasoline is pressurized from the fuel tank 10 by the low-pressure pump 11 and supplied to the low-pressure pipe 12, further pressurized by the high-pressure pump 13, and supplied to the injector 8 through the high-pressure pipe 14.
[0007]
The high-pressure pipe 14 communicates with the high-pressure return pipe 14 </ b> A via the injector 8, and the output end of the high-pressure return pipe 14 </ b> A is connected to the low-pressure return pipe 16 via the fuel pressure regulator 15.
[0008]
The fuel pressure regulator 15 adjusts the fuel return amount to the low pressure return pipe 16 by increasing or decreasing the opening degree of the output end of the high pressure return pipe 14A, and the actual fuel pressure PF of the injector 8 (hereinafter also simply referred to as “fuel pressure”). Adjust to the target fuel pressure PFo.
[0009]
The fuel pressure regulator 15 reduces the fuel pressure PF by returning a part of the fuel in the high-pressure pipe 14 to the fuel tank 10 via the low-pressure return pipe 16, and closes the output end of the high-pressure return pipe 14A. To increase the fuel pressure PF.
[0010]
At this time, there are two fuel outflow paths from the high-pressure pipe 14, specifically, the first path related to the discharge amount from the fuel pressure regulator 15 to the return pipe 16 and the fuel injection amount Qf of the high-pressure injector 8. And a second route related to
[0011]
The fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 is adjusted by a biasing force of a spring (described later) in the fuel pressure regulator 15 when the excitation current Ri is not supplied to the fuel pressure regulator 15.
[0012]
The fuel at the target fuel pressure PFo supplied to the high-pressure pipe 14 is injected into the combustion chamber 3 from the injector 8 provided in each cylinder.
The fuel pressure sensor 17 detects the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14.
[0013]
The air flow sensor and the throttle sensor in the intake pipe 4 detect the intake air flow rate and the throttle opening, and the water temperature sensor 18 detects the cooling water temperature WT of the engine 1.
[0014]
The crank angle sensor 19 generates a crank angle signal CA indicating the rotational position of the engine 1. An air-fuel ratio sensor (not shown) in the exhaust pipe 5 generates an air-fuel ratio signal indicating the oxygen concentration in the exhaust gas.
[0015]
The various sensors input a signal indicating the operation state of the engine 1 to the electronic control unit (ECU) 20 as operation state information.
[0016]
The ECU 20 takes in operating state information from various sensors, executes a predetermined calculation process, and outputs a control signal calculated as a calculation result to various actuators.
[0017]
For example, the ECU 20 supplies the excitation current Ri to the fuel pressure regulator 15 based on the fuel pressure PF (and various sensor information) detected by the fuel pressure sensor 17 to control the fuel pressure PF.
[0018]
Although not shown here, the fuel pressure regulator 15 is provided with a low pressure regulator or the like in series to suppress pulsation of fuel pressure in the high pressure pipe 14.
Further, the configuration of the fuel pressure adjusting means for the high pressure pipe 14 is not limited to the high pressure pump 13 and the fuel pressure regulator 15 in FIG. 9, and various known modifications such as a mechanical fuel pressure regulator can be applied.
[0019]
In the fuel pressure control device for a direct injection engine configured as shown in FIG. 9, the fuel pumped from the fuel tank 10 by the low pressure pump 11 is boosted by the high pressure pump 13 that is directly driven by the engine 1 and is stored in the high pressure pipe 14. And is directly injected into the cylinder of the engine 1 from the high pressure injector 8.
[0020]
At this time, the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 is obtained by using an electromagnetic solenoid fuel pressure regulator 15 to return the amount of fuel returned from the fuel in the high-pressure pipe 14 to the fuel tank 10 or the suction side (low pressure side) of the high-pressure pump 13. This is done by adjusting.
The fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 is feedback-controlled to the target fuel pressure PFo by adjusting the fuel return amount based on the detection value of the fuel pressure sensor 17.
[0021]
When the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 is controlled to the target fuel pressure PFo, the fuel pressure regulator 15 is driven by feedforward control using the basic drive duty Db calculated from the engine speed Ne and the engine load. Fuel pressure feedback control is performed to absorb the fuel pressure deviation ΔPF between the fuel pressure PF and the target fuel pressure PFo.
[0022]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the basic characteristics of the fuel pressure regulator 15, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing the basic characteristics of the discharge amount of the high-pressure pump 13.
In FIG. 10, the horizontal axis represents the current value (drive duty) of the excitation current Ri, the vertical axis represents the fuel pressure PF, and the fuel pressure PF is determined from the adjustment pressure RS (depending on the spring biasing force in the fuel pressure regulator 15) from the excitation current Ri ( It rises as the current value increases.
[0023]
In FIG. 11, the horizontal axis represents the rotational speed of the high-pressure pump 13 corresponding to the engine rotational speed Ne, the vertical axis represents the fuel discharge amount QF from the high-pressure pump 13, and the fuel discharge amount QF represents the engine rotational speed Ne (pump rotational speed). ) Increases with an increase in).
[0024]
Next, the adjustment process of the fuel pressure PF by the general fuel pressure regulator 15 will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
When the excitation current Ri is supplied from the ECU 20, the electromagnetic valve is closed by the magnetic flux generated from the electromagnetic coil in the fuel pressure regulator 15, the amount of fuel returning to the low pressure return pipe 16 is reduced, and the fuel pressure PF is increased.
[0025]
On the other hand, when the current value is 0 [A], that is, when the drive duty D by the excitation current Ri is minimum (D = 0%), the electromagnetic valve opening in the fuel pressure regulator 15 is maximum, and the fuel pressure PF is the spring biasing force. Is adjusted to a predetermined value RS.
[0026]
Thus, the high-pressure fuel pressurized by the high-pressure pump 13 driven by the engine 1 and regulated by the fuel pressure regulator 15 directly enters the combustion chamber 3 via the injectors 8 installed in each combustion chamber 3. Be injected.
[0027]
Further, the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 communicated with the injector 8 is optimally calculated in consideration of the operation state (engine speed, engine load, etc.) by driving the fuel pressure regulator 15 by the excitation current Ri. Feedback control is performed so as to coincide with the target fuel pressure PFo.
[0028]
The fuel pressure feedback control is executed even when the engine 1 is started. At this time, the engine rotational speed Ne is in an extremely low rotational speed range, and the rotational speed of the high-pressure pump 13 directly driven by the engine 1 is also low. The amount QF (see FIG. 11) may not be stabilized and may be erroneously fed back, or hunting of the fuel pressure PF may occur, resulting in a start failure.
[0029]
Further, the fuel pressure PF (that is, the residual pressure) at the start of the engine 1 varies depending on the state of the engine 1 immediately before the start. For example, when the engine 1 is left overnight in a stopped state, the fuel pressure PF becomes lower. It becomes high when restarting immediately after stopping.
[0030]
Therefore, due to the difference in the residual pressure immediately before starting, a difference occurs in the fuel pressure increase at the time of starting the engine, and as a result, a difference also occurs in the starting state of the engine 1 itself.
[0031]
Here, consider a case where control parameters (such as drive duty D) for starting the engine 1 satisfactorily are set.
[0032]
For example, if the control parameter is set assuming that the engine 1 is left overnight in a stopped state (the state where there is almost no residual fuel pressure), if the residual pressure exists at the time of startup, the fuel pressure is excessive. (Fuel injection amount is excessive), and engine start-up failure such as engine stall occurs. In the worst case, there is a possibility that subsequent start-up may be impossible due to fuel covering the spark plug.
[0033]
Conversely, if the control parameters are set assuming that there is a residual pressure at the start, if there is no residual pressure at the start, a start failure due to insufficient fuel pressure (insufficient fuel injection amount) will occur. End up.
[0034]
On the other hand, for example, in the case of the fuel pressure control device for a direct injection engine described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-37005, the fuel pressure feedback control is stopped and the fuel pressure regulator 15 of the fuel pressure regulator 15 is increased for the purpose of raising the fuel pressure PF at an early stage. The opening degree (that is, the fuel return amount from the high-pressure pipe 14) is set to 0, and the fuel pressure PF in the pipe is increased with the maximum capacity of the high-pressure fuel system.
[0035]
According to the apparatus described in the above publication, when the engine 1 is started, the opening degree (drive duty D) of the fuel pressure regulator 15 during feedback control stop is set to 0. Therefore, erroneous feedback at the time of start and occurrence of hunting of the fuel pressure PF are generated. Can be suppressed satisfactorily.
[0036]
However, since no consideration is given to variations in the residual pressure of the piping system, the above starting failure cannot be solved.
[0037]
Further, according to the device described in the above publication, after a predetermined period of time has elapsed in the start mode, the start mode is switched to the normal control mode, but the opening (drive duty D) of the fuel pressure regulator 15 at the start is zero. Although there is no specific description of the procedure for shifting to the basic drive duty Db, if the drive duty D is switched instantaneously, a sudden change in the fuel pressure PF occurs.
[0038]
12 to 14 are timing charts showing a fuel pressure control operation at the time of start-up by a conventional fuel pressure control device for a direct injection engine.
[0039]
12 to 14 show the engine speed Ne, the fuel injection amount Qf, the driving duty D of the exciting current Ri, the fuel pressure PF, the filling amount into the high-pressure pipe 14, the outflow amount from the high-pressure pipe 14, and the inside of the high-pressure pipe 14. The flow rate change amount and the feedback (F / B) correction amount (integral term) time change are shown.
[0040]
In FIGS. 12 to 14, when the outflow amount in the high-pressure pipe is indicated by a negative value, the flow rate change amount in the high-pressure pipe is indicated by the sum of the filling amount and the outflow amount.
[0041]
12 and 13 show the operation when the fuel pressure feedback control is stopped at the start and the fuel pressure is controlled by the control parameter. In this case, the feedback control starts (F / B correction) when the fuel pressure PF converges to the target fuel pressure PFo. Set the amount). FIG. 14 shows the operation when normal fuel pressure feedback control is executed immediately after startup.
[0042]
In FIGS. 12 and 13, the control parameter (driving duty D of the excitation current Ri for the fuel pressure regulator 15) at the time of start is set assuming that the residual pressure of the fuel pressure PF is low, and FIG. When the residual pressure at the time is low, FIG. 13 shows the operation when the residual pressure is high.
[0043]
Therefore, in FIG. 12, since the residual pressure at the time of starting is low, the fuel pressure PF converges well to the target fuel pressure PFo (see the broken line) with an appropriate control parameter (drive duty D).
[0044]
However, in FIG. 13, since the residual pressure is high, when the same control parameter (drive duty D) as in FIG. 12 is used, the fuel pressure PF overshoots from the target fuel pressure PFo.
[0045]
Further, in FIG. 14, since normal fuel pressure feedback control is executed immediately after starting, hunting (overshoot and undershoot) occurs due to erroneous feedback control caused by an inappropriate F / B correction amount. .
[0046]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional fuel pressure control device for a direct injection engine has a residual pressure that is set when the control parameter (drive duty D) is set in correspondence with a state where the residual pressure at the start is low (see FIG. 12). When it is large (see FIG. 13), there is a problem that overshoot of the fuel pressure PF occurs.
[0047]
In addition, when normal fuel pressure feedback control is executed immediately after starting (see FIG. 14), the feedback correction amount at the time of starting becomes inappropriate, and thus there is a problem that overshoot also occurs. .
[0048]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel pressure control device for a direct injection engine that improves the stability of fuel pressure control when the engine is started.
[0049]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control apparatus for an in-cylinder injection engine, various sensors for detecting an operating state of the engine, an injector for directly injecting fuel into a cylinder of the engine, and a fuel driven by the engine. A high-pressure pump for supplying fuel, a high-pressure pipe connecting the high-pressure pump and the injector, a return pipe for returning the fuel in the high-pressure pipe to the fuel tank side, a fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the high-pressure pipe, A solenoid valve that adjusts the fuel return amount by adjusting the opening from the pipe to the return pipe, a fuel pressure regulator that adjusts the fuel pressure in the high-pressure pipe, and to control the opening of the solenoid valve according to the operating condition In the fuel pressure control device for a direct injection engine, the fuel pressure control means includes a fuel pressure control means for generating Including a state determination means and a start time fuel pressure control means that responds to the determination result of the start state determination means, and controls the opening of the fuel pressure regulator based on the fuel pressure detected immediately before starting the engine when the engine is started. is there.
[0050]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control apparatus for a direct injection engine according to the first aspect of the present invention, wherein the fuel pressure control means controls the opening of the electromagnetic valve in order to perform duty control. Basic drive duty calculating means for calculating a basic drive duty of the electromagnetic valve based on at least one piece of information of the injection amount, and electromagnetically based on the fuel pressure and the basic drive duty detected immediately before starting the engine when starting the engine The drive duty at the time of starting of the valve is calculated.
[0051]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control device for a direct injection engine according to the first or second aspect, wherein the fuel pressure control means is an electromagnetic valve based on the number of revolutions at the time of starting the engine and during the starting. It is intended to correct the opening degree.
[0052]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control device for a direct injection engine according to any one of the first to third aspects, wherein the fuel pressure control means controls the fuel injection amount at the start of the engine and during the start. Based on this, the opening of the electromagnetic valve is corrected.
[0053]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control device for a direct injection engine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fuel pressure control means includes at least an engine speed, a load, and a fuel injection amount. When the target fuel pressure is determined based on one piece of information, and there is a feedback means that performs fuel pressure feedback control so that the fuel pressure in the high-pressure pipe matches the target fuel pressure, and the fuel pressure is below a value that is lower than the target fuel pressure by a predetermined pressure First, a start mode without using feedback means is executed, and after the fuel pressure exceeds a value lower than the target fuel pressure by a predetermined pressure, the control mode is shifted to the normal control mode and control by the feedback means is started.
[0054]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control device for a direct injection engine according to the fifth aspect, wherein the fuel pressure control means shifts to the normal control mode after the engine speed exceeds a predetermined speed. is there.
[0055]
According to a seventh aspect of the present invention, the fuel pressure control device for a direct injection engine according to the fifth or sixth aspect, wherein the fuel pressure control means shifts to the normal control mode after a predetermined time has elapsed since the start of the engine. To do.
[0056]
According to claim 8 of the present invention, the fuel pressure control device for a direct injection engine according to any one of claims 5 to 7 is characterized in that the feedback means is an engine normal gain as a control gain for performing feedback control. A normal control gain used sometimes and a start time gain different from the normal control gain are provided, and the fuel pressure control means switches the control gain of the feedback means to the start time gain in the start mode.
[0057]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure control device for a direct injection engine according to any one of the second to eighth aspects, wherein the fuel pressure control means switches the drive duty of the electromagnetic valve by the exciting current. The drive duty switching means switches the drive duty from the start-time drive duty to the basic drive duty at the time of transition from the start mode to the normal control mode after the engine is started, and starts when the drive duty is switched. The duty deviation between the hour driving duty and the basic target duty is tailed with a predetermined gain.
[0058]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing the main part of the first embodiment of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 9) are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. The configuration not shown in FIG. 1 is as shown in FIG.
[0059]
1, in addition to the fuel pressure sensor 17, various sensors 30 (including the crank angle sensor 19 and the like) for detecting the operating state of the engine 1 (see FIG. 9) are connected to the ECU 20A in the same manner as described above. .
[0060]
The ECU 20A is connected with an injector 8 that directly injects fuel into the cylinder of the engine 1 and a fuel pressure regulator 15 that adjusts the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 (see FIG. 9) as various actuators.
[0061]
The ECU 20A includes fuel pressure detection means (not shown) that periodically captures detection information of the fuel pressure sensor 17 (fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14), and fuel pressure control means 21 that generates the excitation current Ri, and includes the excitation current Ri. Thus, the opening degree of the electromagnetic valve in the fuel pressure regulator 15 is controlled according to the operating state.
[0062]
The fuel pressure control unit 21 includes a start state determination unit 22 that determines the start state of the engine 1, a start time fuel pressure control unit 23 that operates in response to the determination result H of the start state determination unit 22, and a control that is in accordance with the operating state. It includes feedback means 24 that operates at a gain G, and basic drive duty calculation means 25 that calculates a basic drive duty Db.
[0063]
With the above configuration, when the engine 1 is started, the fuel pressure control means 21 responds to the determination result H of the start state determination means 22 to the fuel pressure detected immediately before the engine 1 is started (that is, the residual pressure PFi). Based on this, the opening of the fuel pressure regulator 15 is controlled.
[0064]
That is, the fuel pressure control means 21 is related to the start-time fuel pressure control means 23 based on the fuel pressure (residual pressure PFi) detected immediately before starting and the basic drive duty Db when the engine 1 is started. The drive duty Ds at the start is calculated.
[0065]
Further, the fuel pressure control means 21 is based on the rotational speed Nes when the engine 1 is started and during startup, and based on the fuel injection amount Qfs when the engine 1 is started and during startup. Ri driving duty D) is corrected.
[0066]
In addition, when the fuel pressure PF is equal to or lower than the target fuel pressure PF by a predetermined pressure, the fuel pressure control means 21 executes a start mode that does not use the feedback means 24, and the fuel pressure PF is only a predetermined pressure higher than the target fuel pressure PFo. After the low value is exceeded, the normal control mode is entered and control by the feedback means 24 is started.
[0067]
Further, the fuel pressure control means 21 shifts to the normal control mode after the engine rotation speed Ne exceeds the predetermined rotation speed, and shifts to the normal control mode after a predetermined time elapses after the start of the engine 1 is started.
[0068]
The feedback means 24 determines the target fuel pressure PFo based on at least one information of the engine speed Ne, the load, and the fuel injection amount Qf, and fuel pressure feedback control so that the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 matches the target fuel pressure PFo. I do.
[0069]
The basic drive duty calculating means 25 calculates the basic drive duty Db of the excitation current Ri based on at least one information of the engine speed Ne, the load, and the fuel injection amount Qf.
[0070]
The feedback means 24 has a normal control gain Gn used during normal operation of the engine 1 and a starting gain Gs different from the normal control gain Gn as the control gain G for performing feedback control, and the fuel pressure control means 21 switches the control gain G to the starting gain Gs in the starting mode.
[0071]
The starting gain Gs may vary depending on the specifications of the piping system or the like, but, for example, among the PID control gains, the integral term may be set to 0 and the differential term and the proportional term may be set larger than the normal control gain Gn.
[0072]
Further, the fuel pressure control means 21 includes drive duty switching means (see the flowchart of FIG. 5) for switching the drive duty D of the excitation current Ri by tailing processing.
[0073]
The drive duty switching means switches the drive duty D from the start-time drive duty Ds to the basic drive duty Db at the time of transition from the start mode to the normal control mode after the engine 1 is started, and at the time of drive duty change, The duty deviation ΔD between the duty Ds and the basic target duty Dbo is tailed with a predetermined gain.
[0074]
Next, specific operations according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 9 together with the flowcharts of FIGS. 2 to 6 and the timing charts of FIGS. 7 and 8. FIG.
[0075]
FIG. 2 shows the overall processing according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 shows the calculation processing for the starting driving duty Ds in FIG. 2 (step S6), and FIG. 4 shows the dedicated feedback processing for starting (step S6) in FIG. 5 shows the tailing process (step S19) when shifting to the fuel pressure control normal mode in FIG. 3, and FIG. 6 shows the engine normal mode process (step S8) in FIG.
[0076]
FIG. 7 shows the fuel pressure control operation at the start when the residual pressure PFi is high (substantially equal to the target fuel pressure PFo), and FIG. 8 shows the fuel pressure control operation at the start when the residual pressure PFi is low. This corresponds to FIGS. 13 and 14 described above.
[0077]
According to the present invention, as is apparent from FIGS. 7 and 8, even when the residual pressure PFi at the time of starting is high (FIG. 7) or even when the residual pressure PFi is low (FIG. 8), The fuel pressure PF is stably controlled without overshooting.
[0078]
In FIG. 2, first, the starting state determining means 22 in the fuel pressure control means 21 determines whether or not the engine 1 is in a stopped state (step S1), and it is determined that it is in a stopped state (that is, YES). If so, the fuel pressure PF at that time (stopped state) is read as the residual pressure PFi (step S2).
[0079]
Further, following step S2, each variable for fuel pressure control is initialized (step S3), the drive duty D is set to a fully closed state (D = 0) (step S4), and the process returns to step S1.
[0080]
On the other hand, if it is determined in step S1 that the engine 1 is not in a stopped state (that is, NO), it is subsequently determined whether or not the engine 1 is in a start mode (step S5).
[0081]
If it is determined that the engine 1 is in the start mode (i.e., YES), the start time drive duty Ds is calculated (see FIG. 3) (step S6), and the process proceeds to step S9.
[0082]
On the other hand, in step S5, for example, if it is determined that the engine 1 is in the steady operation mode and not the start mode (that is, NO), the tailing process (see FIG. 5) when the engine 1 is shifted to the normal mode is executed. (Step S7), the normal mode process (see FIG. 6) of the engine 1 is executed (Step S8), and the process proceeds to Step S9.
[0083]
In step S9, output preprocessing (for example, battery voltage correction) of drive duty D is executed.
Finally, the exciting current Ri having the driving duty D is output, the fuel pressure regulator 15 is driven (step S10), and the processing program of FIG.
[0084]
Note that step S6 (processing for calculating the starting drive duty Ds) is executed as shown in FIG.
In FIG. 3, first, it is determined whether or not the transition completion flag FL1 to the normal mode of the fuel pressure control is set (step S11).
[0085]
If it is determined that the transition completion flag FL1 is set (that is, YES), the basic target duty Dbo is set as the drive duty D (step S12), and the process routine of FIG. 3 is exited.
[0086]
On the other hand, if it is determined in step S11 that the transition completion flag FL1 is not set (that is, NO), it is subsequently determined whether or not the transition permission flag FL2 to the normal mode of fuel pressure control is set. (Step S13).
[0087]
If it is determined that the transition permission flag FL2 is not set (that is, NO), the starting basic drive duty Dbs is calculated based on the residual pressure PFi (step S14).
[0088]
Subsequently, based on the engine speed Ne (corresponding to the speed of the high-pressure pump 13), the first correction amount of the basic driving duty Dbs at the time of start is calculated (step S15), and the start is made based on the fuel injection amount Qf. A second correction amount of the hour basic drive duty Dbs is calculated (step S16).
[0089]
Subsequently, the starting basic driving duty Dbs is corrected using the first correction amount and the second correction amount calculated in steps S15 and S16, and the starting driving duty Ds is determined (step S17).
[0090]
Next, a dedicated fuel pressure feedback process (see FIG. 4) at start-up is executed (step S18), and a tailing process (see FIG. 5) at the time of shifting to the fuel pressure control normal mode is executed (step S19). Exit the processing routine.
[0091]
On the other hand, if it is determined in step S13 that the transition permission flag FL2 is set (that is, YES), the process proceeds to step S19 without executing steps S14 to S18.
[0092]
Note that the above-described step S18 (fuel pressure feedback process dedicated to start-up) is executed as shown in FIG.
In FIG. 4, first, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after the start of the engine 1 (step S21).
[0093]
If it is determined in step S21 that the predetermined time has elapsed (that is, YES), it is subsequently determined whether or not the rotational speed Np of the high-pressure pump 13 (corresponding to the engine rotational speed Ne) exceeds the predetermined rotational speed Npr. (Step S22).
[0094]
If it is determined that Np> Npr (that is, YES), a start-time dedicated F / B permission flag FL3 for enabling the start-time dedicated fuel pressure feedback processing is set (step S23).
[0095]
On the other hand, if it is determined in step S21 that the predetermined time has not elapsed after starting (that is, NO), or if it is determined in step S22 that Np ≦ Npr (that is, NO), it is dedicated to starting. The F / B permission flag FL3 is cleared (step S24).
[0096]
Steps S21 to S24 are for starting fuel pressure feedback control at the start when the engine speed Ne (pump speed Np) is sufficiently increased. This is because there is no point in executing the fuel pressure feedback control in the low engine speed region immediately after the engine 1 is started.
[0097]
Next, with reference to the presence / absence of the start-time dedicated F / B permission flag FL3, it is determined whether or not the start-time dedicated fuel pressure feedback processing is permitted (step S25), and the permission flag FL3 is set (step S25). That is, if it determines with YES, the fuel pressure feedback process only for starting will be performed (steps S26 to S29).
[0098]
That is, the actual fuel pressure PF detected from the fuel pressure sensor 17 is taken in (step S26), the fuel pressure deviation ΔPF between the actual fuel pressure PF and the target fuel pressure PFo is calculated (step S27), and the starting gain Gs ( A fuel pressure feedback control gain dedicated for starting is calculated (step S28), and the starting driving duty Ds is corrected using the starting gain Gs (step S29).
[0099]
On the other hand, if it is determined in step S25 that the start-only F / B permission flag FL3 is not set (that is, NO), the process routine of FIG. 4 is exited without executing steps S26 to S29.
[0100]
Note that step S7 in FIG. 2 (tailing process at the time of shifting to the engine normal mode) and step S19 in FIG. 3 (tailing process at the time of shifting to the fuel pressure control normal mode) are executed as shown in FIG. .
[0101]
In FIG. 5, steps S31, S32, and S33 correspond to steps S21, S26, and S22 described above (FIG. 4), respectively.
First, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after the start of the engine 1 (step S31). If it is determined that the predetermined time has not elapsed (that is, NO), the actual fuel pressure PF from the fuel pressure sensor 17 is determined. (Step S32).
[0102]
Next, it is determined whether or not the rotational speed Np of the high-pressure pump 13 exceeds the predetermined rotational speed Npr (step S33). If it is determined that Np> Npr (that is, YES), then the actual fuel pressure PF is It is determined whether or not it is larger than a value obtained by subtracting the predetermined value α from the target fuel pressure PFo (step S34).
[0103]
If it is determined in step S34 that PF> PFo-α (that is, YES), it is considered that the actual fuel pressure PF has sufficiently converged to the target fuel pressure PFo, so the transition permission flag FL2 for setting the fuel pressure control to the normal mode is set. (Step S35), the process proceeds to Step S38.
[0104]
On the other hand, if it is determined in step S31 that a predetermined time has elapsed after the start of starting (that is, YES), the process proceeds to the flag FL2 setting process (step S35) without executing steps S32 to S34.
[0105]
If it is determined in step S33 that Np ≦ Npr (that is, NO), it is subsequently determined whether or not the engine 1 is in the start mode (step S36).
[0106]
If it is determined that the engine 1 is in the start mode (that is, YES), the flag FL2 is cleared (step S37), the process proceeds to step S38, and it is determined that the engine 1 is not in the start mode (that is, NO). If it is, the process immediately proceeds to step S38.
[0107]
In step S38, the presence / absence of flag FL2 is referred to and it is determined whether or not the condition for permitting transition to the fuel pressure control normal mode is satisfied.
If it is determined that the flag FL2 is in the clear state and the transition permission condition is not satisfied (that is, NO), the starting driving duty Ds is set as the driving duty D (step S39), and the processing routine of FIG. Get out.
[0108]
On the other hand, if it is determined in step S38 that the flag FL2 is in the set state and the transition permission condition is satisfied (that is, YES), whether or not the transition permission condition has not been satisfied last time (the flag FL2 has been previously cleared). Is determined (step S40).
[0109]
If the flag FL2 is in the previous clear state and it is determined in step S40 that the transition permission condition has not been satisfied (ie, YES), the duty deviation ΔD between the starting drive duty Ds and the basic target duty Dbo is calculated. (Step S41), the start-time drive duty Ds is set as the drive duty D (Step S42), and the process proceeds to Step S43.
[0110]
On the other hand, if the flag FL2 is in the previous set state and it is determined in step S40 that the transition permission condition is satisfied last time (that is, NO), the process immediately proceeds to step S43. That is, step S41 is executed only in the first process immediately after the condition for permitting transition to the fuel pressure control normal mode is established.
[0111]
In step S43, the tailing amount ΔTe (gradual decrease amount or gradually increase amount) of the drive duty D at the time of mode switching is calculated according to the duty deviation ΔD calculated in step S41.
[0112]
Subsequently, it is determined whether or not the deviation between the driving duty D and the basic target duty Dbo is smaller than the tailing amount ΔTe (step S44). If | D−Dbo | ≧ ΔTe (ie, NO) is determined, The tailing amount ΔTe is added to the drive duty D for correction (step S45), and the process routine of FIG. 5 is exited.
[0113]
On the other hand, if it is determined in step S44 that | D−Dbo | <ΔTe (that is, YES), the transition completion flag FL1 to the fuel pressure control normal mode is set (step S46), and the basic target duty Dbo is set as the drive duty D. Is set (step S47), each variable for fuel pressure feedback control is initialized (step S48), and the process routine of FIG. 5 is exited.
[0114]
Note that step S8 (normal mode processing of the engine 1) in FIG. 2 is executed as shown in FIG.
First, it is determined whether or not the transition completion flag FL1 to the fuel pressure control normal mode is set (step S51).
[0115]
If it is determined that the flag FL1 is set (that is, YES), a calculation process for the normal driving duty Dn is executed (step S52), and a normal fuel pressure feedback process is executed (step S53). Then, the processing routine of FIG.
[0116]
On the other hand, if it is determined in step S51 that the transition completion flag FL1 is cleared (that is, NO), the process proceeds to step S53 without executing step S52.
[0117]
Thus, by correcting the opening degree (drive duty D) of the fuel pressure regulator 15 at the time of engine start according to the residual pressure PFi in the high-pressure pipe 14 immediately before engine start, as shown in FIGS. Further, it is possible to stably control the fuel pressure increase when starting the engine without being affected by the presence or absence of the residual pressure PFi.
[0118]
Further, by correcting the opening degree (drive duty D) of the fuel pressure regulator 15 in accordance with the engine rotational speed Ne (the rotational speed Np of the high-pressure pump 13) being started, correction on the fuel inflow side to the high-pressure pipe 14 is performed. Can be realized.
[0119]
Further, by grasping the fuel outflow amount in the high pressure pipe 14 at the time of starting the engine, the fuel amount in the high pressure pipe 14 can be grasped, and the fuel pressure PF can be controlled.
[0120]
That is, the fuel injection amount Qf from the high-pressure injector 8 into the cylinder is corrected by the opening degree or the driving duty D considering the inflow side, and the remaining elements are the outflow (fuel) from the fuel pressure regulator 15 that is the current control target. Therefore, the fuel pressure PF in the high-pressure pipe 14 at the start can be controlled well.
[0121]
In addition, when shifting from the start mode to the normal control mode, the fuel pressure feedback control is started in a region where the high-speed pump 14 is at or above the stable rotational speed Npr, so that the subsequent fuel pressure feedback control can be stably executed. A good fuel pressure control can be achieved.
[0122]
Along with this, it is determined whether or not the actual fuel pressure PF exceeds a value PFr lower than the target fuel pressure PFo by a predetermined pressure. If PF> PFr, the opening degree (drive duty D) is normally set. Since feedback control is performed with the control gain Gn, it is possible to prevent an excessive increase in the fuel pressure PF that occurs when the opening degree (drive duty D) is maintained as it is.
[0123]
In addition, when a predetermined time has elapsed from the start of the start, the fuel pressure control is shifted to the normal control mode, thereby correcting or detecting the occurrence of a malfunction due to the secular change of the piping system including the high-pressure piping 14. Good fuel pressure control can be realized.
[0124]
In addition, by performing fuel pressure feedback control with a control gain (startup gain Gs) that is different from the normal time even at the time of start-up, while suppressing erroneous feedback and fuel pressure hunting, inflow due to aging of the piping system and component variations It is possible to satisfactorily perform the fuel pressure control at the start in the case where the amount is reduced or the exhaust amount is excessive.
[0125]
At this time, even if erroneous feedback occurs, it is possible to prevent the occurrence of a subsequent failure by initializing the feedback learning value when switching to the normal control mode.
[0126]
Further, at the time of shifting to the normal control mode, the deviation ΔD between the opening degree (drive duty D) of the fuel pressure regulator 15 at the start by the residual pressure PFi and the basic target duty Dbo at the normal time is gradually decreased or increased by a predetermined gain. By executing the tailing process, it is possible to realize the fuel pressure control in which the fluctuation of the fuel pressure PF is suppressed even when the control is switched.
[0127]
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, as shown in FIG. 9, the fuel pressure regulator 15 that adjusts the return fuel amount from the high-pressure return pipe 14A is used as the fuel pressure regulator. However, the fuel pressure regulator 15 may be applied to any modification. For example, other fuel pressure regulators arranged on the upstream side of the high-pressure pump 13 may be used.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the various sensors that detect the operating state of the engine, the injector that directly injects fuel into the cylinder of the engine, and the fuel that is driven by the engine and supplies the fuel to the injector A high-pressure pump, a high-pressure pipe connecting the high-pressure pump and the injector, a return pipe for returning the fuel in the high-pressure pipe to the fuel tank, fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the high-pressure pipe, and return from the high-pressure pipe A fuel pressure regulator that adjusts the amount of fuel return by adjusting the opening to the pipe, a fuel pressure regulator that adjusts the fuel pressure in the high-pressure pipe, and an excitation current for controlling the opening of the solenoid valve according to the operating state A fuel pressure control device for a cylinder injection engine comprising: a fuel pressure control means for generating a fuel pressure control means; a fuel pressure control means; a start state determination means for judging a start state of the engine; And a fuel pressure control means for starting that responds to the determination result of the starting state determining means, and the opening of the fuel pressure regulator is controlled based on the fuel pressure detected immediately before starting the engine when starting the engine. There is an effect that a fuel pressure control device for a cylinder injection engine with improved stability of fuel pressure control at the time can be obtained.
[0129]
According to claim 2 of the present invention, in claim 1, the fuel pressure control means uses at least one information of the engine speed, the load, and the fuel injection amount in order to duty-control the opening degree of the electromagnetic valve. It includes basic drive duty calculation means for calculating the basic drive duty of the electromagnetic valve based on it, and calculates the drive duty at the time of start of the electromagnetic valve based on the fuel pressure and the basic drive duty detected immediately before starting the engine when starting the engine Thus, there is an effect that a fuel pressure control device for a direct injection engine that improves the stability of fuel pressure control at the time of engine start can be obtained.
[0130]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the fuel pressure control means corrects the opening of the electromagnetic valve based on the engine speed at the time of starting the engine and during the engine starting. Therefore, there is an effect that the fuel pressure control device for the in-cylinder injection engine in which the stability of the fuel pressure control at the time of starting the engine is improved can be obtained.
[0131]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the fuel pressure control means controls the opening of the electromagnetic valve based on the fuel injection amount at the time of starting the engine and during the starting. Since the correction is made, there is an effect of obtaining a fuel pressure control device for a direct injection engine that improves the stability of fuel pressure control at the time of engine start.
[0132]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the fuel pressure control means is configured to obtain a target fuel pressure based on at least one information of the engine speed, the load, and the fuel injection amount. And has a feedback means for performing fuel pressure feedback control so that the fuel pressure in the high-pressure pipe matches the target fuel pressure, and when the fuel pressure is lower than the target fuel pressure by a predetermined pressure or less, the feedback means is not used. Since the start mode is executed and the fuel pressure exceeds the target fuel pressure by a value lower than the target fuel pressure, the control is shifted to the normal control mode and the control by the feedback means is started. The fuel pressure control device for the in-cylinder injection engine with improved performance can be obtained.
[0133]
According to claim 6 of the present invention, in claim 5, the fuel pressure control means shifts to the normal control mode after the engine speed exceeds a predetermined speed. There is an effect that a fuel pressure control device for a direct injection engine with improved control stability can be obtained.
[0134]
According to the seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the fuel pressure control means shifts to the normal control mode after a predetermined time has elapsed since the start of the engine start. There is an effect that a fuel pressure control device for a cylinder injection engine with improved stability of fuel pressure control at the time can be obtained.
[0135]
According to claim 8 of the present invention, in any one of claims 5 to 7, the feedback means has a normal control gain used during normal operation of the engine as a control gain for performing feedback control, It has a start gain different from the normal control gain, and the fuel pressure control means switches the control gain of the feedback means to the start gain in the start mode, improving the stability of fuel pressure control at engine start There is an effect that the fuel pressure control device for the in-cylinder injection engine that has been made can be obtained.
[0136]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the second to eighth aspects, the fuel pressure control means includes drive duty switching means for switching the drive duty of the electromagnetic valve by the exciting current, and the drive duty switching The means switches the driving duty from the starting driving duty to the basic driving duty at the time of transition from the starting mode to the normal control mode after the engine is started, and at the time of switching the driving duty, the starting driving duty and the basic target duty Since the duty deviation is tailed with a predetermined gain, there is an effect that a fuel pressure control device for a direct injection engine with improved stability of fuel pressure control at the time of engine start can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a main part of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing overall processing according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart showing a calculation process of a start-time drive duty in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a start-time dedicated feedback process in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing a tailing process at the time of shifting to a fuel pressure control normal mode in FIG. 3;
6 is a flowchart showing engine normal mode processing in FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a timing chart showing a fuel pressure control operation at the time of starting with a high residual pressure according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing a fuel pressure control operation at the time of starting with a low residual pressure according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a fuel pressure control device of a general in-cylinder injection engine.
10 is an explanatory diagram showing basic characteristics of the fuel pressure regulator in FIG. 9. FIG.
11 is an explanatory diagram showing basic characteristics of the high-pressure pump in FIG. 9. FIG.
FIG. 12 is a timing chart showing a fuel pressure control operation at a low residual pressure when the fuel pressure feedback control at the start by the conventional fuel pressure control device of the direct injection engine is stopped.
FIG. 13 is a timing chart showing a fuel pressure control operation at the time of high residual pressure when the fuel pressure feedback control at the time of start by the conventional fuel pressure control device of the direct injection engine is stopped.
FIG. 14 is a timing chart showing a fuel pressure control operation at a low residual pressure when a fuel pressure feedback control at the start time is executed by a conventional fuel pressure control device for a direct injection engine.
[Explanation of symbols]
1 engine, 3 combustion chamber, 8 injector, 10 fuel tank, 11 low pressure pump, 12 low pressure piping, 13 high pressure pump, 14 high pressure piping, 14A high pressure return piping, 15 fuel pressure regulator, 16 low pressure return piping, 17 fuel pressure sensor, 18 water temperature Sensor, 19 Crank angle sensor, 20A ECU, 21 Fuel pressure control means, 22 Start state determination means, 23 Start-up fuel pressure control means, 24 Feedback means, 25 Basic drive duty calculation means, 30 Various sensors, D drive duty, Db Basic drive Duty, Dbo Basic target duty, Dbs Basic drive duty at start, Ds Drive duty at start, ΔD Duty deviation, G control gain, Gn Normal control gain, Gs Start gain, H judgment result, Ne Engine speed, Np Pump rotation Number, Npr predetermined times Rotation number, PF fuel pressure, PFi residual pressure (fuel pressure detected immediately before start), Pfo target fuel pressure, ΔPF fuel pressure deviation, Qf fuel injection amount, Qfs Fuel injection amount at start, Ri excitation current, ΔTe tailing amount, S1 Engine stop Step for determining state, step for reading S2 residual pressure, step for determining S5 engine start mode, S6 for calculating drive duty at start, S7 for shifting to engine normal mode, S8 for engine normal mode, S10 for drive duty Output processing, S14 calculating a basic driving duty at start from the residual pressure, S15 calculating a correction amount based on the engine speed, S16 calculating a correction amount based on the fuel injection amount, S17 calculating a basic driving duty at starting A step of correcting, a transition process to S19 fuel pressure control normal mode, 21 a step of determining the elapse of a predetermined time after the start of the start, S22 a step of determining that the predetermined number of revolutions has been exceeded, S28 a step of calculating a start time gain from the fuel pressure deviation, and a S29 correction of the start time drive duty by the start time gain Step, S43: Calculate the tailing amount from the duty deviation, S44: Compare the duty deviation with the tailing amount, S45: Step for tailing the drive duty.

Claims (9)

エンジンの運転状態を検出する各種センサと、
前記エンジンの気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記エンジンにより駆動されて前記インジェクタに燃料を供給する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプと前記インジェクタとを接続する高圧配管と、
前記高圧配管内の燃料を燃料タンク側に戻すためのリターン配管と、
前記高圧配管内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、
前記高圧配管から前記リターン配管への開度を調整して燃料戻し量を調整する電磁バルブを有し、前記高圧配管内の燃圧を調整する燃圧レギュレータと、
前記運転状態に応じて前記電磁バルブの開度を制御するための励磁電流を生成する燃圧制御手段と
を備えた筒内噴射エンジンの燃圧制御装置において、
前記燃圧制御手段は、
前記エンジンの始動状態を判定する始動状態判定手段と、
前記始動状態判定手段の判定結果に応答する始動時燃圧制御手段とを含み、
前記エンジンの始動時には前記エンジンの始動直前に検出された燃圧に基づいて前記燃圧レギュレータの開度を制御することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。
Various sensors for detecting the operating state of the engine;
An injector that injects fuel directly into the cylinder of the engine;
A high pressure pump driven by the engine to supply fuel to the injector;
High-pressure piping connecting the high-pressure pump and the injector;
A return pipe for returning the fuel in the high-pressure pipe to the fuel tank side;
Fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the high-pressure pipe;
A fuel pressure regulator for adjusting a fuel pressure in the high-pressure pipe, including an electromagnetic valve for adjusting a fuel return amount by adjusting an opening degree from the high-pressure pipe to the return pipe;
In a fuel pressure control device for a direct injection engine, comprising a fuel pressure control means for generating an excitation current for controlling the opening of the electromagnetic valve according to the operating state,
The fuel pressure control means includes
Starting state determining means for determining a starting state of the engine;
Starting fuel pressure control means responding to the determination result of the starting state determination means,
A fuel pressure control device for a direct injection engine, wherein the opening of the fuel pressure regulator is controlled based on a fuel pressure detected immediately before starting the engine when the engine is started.
前記燃圧制御手段は、前記電磁バルブの開度をデューティ制御するために、
前記エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて前記電磁バルブの基本駆動デューティを算出する基本駆動デューティ算出手段を含み、
前記エンジンの始動時に、前記エンジンの始動直前に検出された燃圧と前記基本駆動デューティとに基づいて前記電磁バルブの始動時駆動デューティを算出することを特徴とする請求項1に記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。
The fuel pressure control means performs duty control on the opening degree of the electromagnetic valve.
Basic drive duty calculating means for calculating a basic drive duty of the electromagnetic valve based on at least one information of the engine speed, load and fuel injection amount;
2. The in- cylinder injection according to claim 1 , wherein at the time of starting the engine, a driving duty at the time of starting the electromagnetic valve is calculated based on a fuel pressure detected immediately before starting the engine and the basic driving duty. Engine fuel pressure control device.
前記燃圧制御手段は、前記エンジンの始動時および始動中の回転数に基づいて、前記電磁バルブの開度を補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。The in-cylinder injection engine according to claim 1 or 2, wherein the fuel pressure control means corrects an opening degree of the electromagnetic valve based on a rotational speed at the time of starting the engine and during the starting. Fuel pressure control device. 前記燃圧制御手段は、前記エンジンの始動時および始動中の燃料噴射量に基づいて前記電磁バルブの開度を補正することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。The cylinder according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel pressure control means corrects the opening degree of the electromagnetic valve based on a fuel injection amount when the engine is started and during the startup. Fuel pressure control device for internal injection engine. 前記燃圧制御手段は、
前記エンジンの回転数、負荷および燃料噴射量の少なくとも1つの情報に基づいて目標燃圧を決定し、前記高圧配管内の燃圧が前記目標燃圧と一致するように燃圧フィードバック制御を行うフィードバック手段を有し、
前記燃圧が前記目標燃圧よりも所定圧力だけ低い値以下の場合には、前記フィードバック手段を用いない始動モードを実行し、
前記燃圧が前記目標燃圧よりも前記所定圧力だけ低い値を越えた後に、通常制御モードに移行して、前記フィードバック手段による制御を開始することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。
The fuel pressure control means includes
Feedback means for determining a target fuel pressure based on at least one information of the engine speed, load, and fuel injection amount, and performing fuel pressure feedback control so that the fuel pressure in the high-pressure pipe matches the target fuel pressure; ,
When the fuel pressure is equal to or lower than a value lower than the target fuel pressure by a predetermined pressure, a start mode that does not use the feedback means is executed,
5. The control according to claim 1, wherein after the fuel pressure exceeds a value lower than the target fuel pressure by the predetermined pressure, the control is shifted to a normal control mode and the control by the feedback means is started. A fuel pressure control device for a cylinder injection engine according to claim 1.
前記燃圧制御手段は、前記エンジンの回転数が所定回転数を越えた後に通常制御モードに移行することを特徴とする請求項5に記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。6. The fuel pressure control device for a direct injection engine according to claim 5, wherein the fuel pressure control means shifts to a normal control mode after the rotational speed of the engine exceeds a predetermined rotational speed. 前記燃圧制御手段は、前記エンジンの始動開始後から所定時間の経過後に通常制御モードに移行することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。The fuel pressure control device for a direct injection engine according to claim 5 or 6, wherein the fuel pressure control means shifts to a normal control mode after a predetermined time has elapsed since the start of the engine. 前記フィードバック手段は、フィードバック制御を行うための制御ゲインとして、前記エンジンの通常時に用いられる通常制御ゲインと、前記通常制御ゲインとは異なる始動時ゲインとを有し、
前記燃圧制御手段は、前記始動モード時には、前記フィードバック手段の制御ゲインを前記始動時ゲインに切り換えることを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれかに記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。
The feedback means has, as a control gain for performing feedback control, a normal control gain used during normal operation of the engine, and a starting gain different from the normal control gain,
The fuel pressure control for a direct injection engine according to any one of claims 5 to 7, wherein the fuel pressure control means switches a control gain of the feedback means to the start time gain in the start mode. apparatus.
前記燃圧制御手段は、前記励磁電流による前記電磁バルブの駆動デューティを切り換える駆動デューティ切換手段を含み、
前記駆動デューティ切換手段は、
前記エンジンの始動後に前記始動モードから前記通常制御モードに移行する時点で、前記駆動デューティを、前記始動時駆動デューティから前記基本駆動デューティに切り換えるとともに、
前記駆動デューティの切換時に、前記始動時駆動デューティと基本目標デューティとのデューティ偏差を所定ゲインでテーリング処理することを特徴とする請求項2から請求項8までのいずれかに記載の筒内噴射エンジンの燃圧制御装置。
The fuel pressure control means includes drive duty switching means for switching the drive duty of the electromagnetic valve by the excitation current,
The drive duty switching means is
At the time of transition from the start mode to the normal control mode after starting the engine, the drive duty is switched from the start-time drive duty to the basic drive duty,
The in-cylinder injection engine according to any one of claims 2 to 8, wherein when the drive duty is switched, a duty deviation between the start-time drive duty and a basic target duty is tailed with a predetermined gain. Fuel pressure control device.
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