JPH02275042A - 内燃機関用加圧燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用加圧燃料制御装置に関する。

〔従来の技術〕

可変容量型燃料供給ポンプの吐出側を加圧燃料通路を介
して燃料噴射弁に連結し、加圧燃料通路内の燃料圧が目
標燃料圧よりも大巾に低下しなときは燃料供給ポンプの
吐出容量を最大として加圧燃料通路内の燃料圧をできる
だけ速く目標燃料圧に近づけるようにした内燃機関が公
知である（特開昭６３−１１７１４７号公報参照）。

また、燃料供給ポンプ吐出側を加圧燃料通路を介して燃
料噴射弁に連結し、この加圧燃料通路から燃料溢流通路
を分岐して燃料溢流通路内に溢流制御弁を配置し、ピエ
ゾ圧電素子によって容積が変化せしめられる加圧室を具
備すると共にこの加圧室内に充填された燃料圧によって
溢流制御弁を開閉制御するようにした内燃機関用燃料供
給ポンプ制御装置が公知である（実開昭８３−１３８４
３８号公報参照）。

この燃料供給ポンプ制御装置ではピエゾ圧電素子の伸長
作用によって加圧室内の燃料圧が上昇せしめられたとき
に圧力上昇した燃料圧より溢流制御弁が押圧されて溢流
制御弁が閉弁せしめられ、ピエゾ圧電素子の収縮作用に
よって加圧室内の燃料圧が減少すると溢流制御弁が開弁
せしめられて加圧燃料通路内の燃料が源流せしめられる
。このようにピエゾ圧電素子によって溢流制御弁を開閉
制御することによって燃料供給ポンプの吐出■が制御さ
れ、溢流制御弁の開弁時間に対して閉弁時間が長くなる
ほど燃料供給ポンプの吐出１が増大するために加圧燃料
通路内の燃料圧が上昇する。

〔発明が解決１．ようどする課題〕 ところで」−述のような燃料供給ポンプ制御装置を用い
た場合において加圧燃料通路内の燃料圧が目標燃料圧よ
りも大巾に低いときに加圧燃料通路内の燃料圧をできる
だけ速く目標燃料圧に近づけるためには単純に考えると
ピエゾ圧１を素子を充電した状態に保持１〜てピエゾ圧
電素子を伸長状態に保持し、それによって溢流制御弁を
閉弁し続けて燃料供給ポンプから吐出された全ての加圧
燃料を加圧燃料通路内に送り込めばよいことになる。し
かしながら実際にはピエゾ圧電素子に充電された電荷は
少１．ずつ漏洩ｊ〜で放電されるためにピエゾ圧電素子
を充電した状態に保持していてもピエゾ圧電素子の端子
電圧は次第に低丁する。その結果ピエゾ圧電素子が次第
に収縮するために溢流制御弁を閉弁状態に維持ｉ〜でお
くことができなくなり。

斯くして加圧燃料通路内の燃料圧を目標燃料圧まで上昇
できないという問題を生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば燃料供給ポ
ンプ吐出側の加圧燃料通路から燃料溢流通路を分岐して
燃料溢流通路内に圧電素子によって駆動される溢流制御
弁を配置１〜、圧電素子の充電デノ、−ティ比を制御す
ることにより溢流制御弁の開弁時間と開弁時間を制御す
るようにした内燃機関用加圧燃料制御装置において、圧
電素子の充電デユーティ比の最大値を１００バーセンｌ
−、よりも小さくしている。

〔作　用〕

圧電素子の充電デコ、−ティ比の最大値を１００パーセ
ントよりも小さくすることによって圧電素子は周期的に
充電される。従って圧電素子が充電された状態にあると
きには必ず溢流制御弁が閉弁状態に保持され、斯＜して
加圧燃料通路内の燃料圧が目標燃料圧まで急速に上昇せ
しめられる。

〔実施例〕

第４図に内燃機関の全体図を示す。第４図を参照すると
、】−は機関本体、２は気筒、３は各気筒２に対して夫
々配置された燃料噴射弁、４は蓄圧室を夫々示し、蓄圧
室４は加圧燃料供給制御装置５および燃料ポンプ６を介
して燃料タンク７に接続される。燃料ポンプ６は加圧燃
料供給制御装置５に低圧の燃料を送り込むために設けら
れている。

この低圧の燃料は加圧燃料供給制御装置５により高圧の
燃料とされ、次いでこの高圧の燃料は蓄圧室４内に供給
される。蓄圧室４内に蓄わえられた高圧の燃料は燃料分
配管８および各燃料噴射弁３を介して各気筒２内に噴射
される。蓄圧室４内には蓄圧室４内の燃料圧を検出する
圧力センサ９が配置される。

第１図は加圧燃料供給制御装置５全体の側面断面図を示
す。この加圧燃料供給制御装置５は大きく別けると燃料
供給ポンプＡと、燃料供給ポンプＡの吐出量を制御する
吐出量制御装置Ｂとにより構成される。第２図は燃料供
給ポンプＡの断面図を示しており、第３図は吐出量制御
装置Ｂの拡大側面断面図を示している。まず始めに第１
図および第２図を参照しつつ燃料供給ポンプＡの構造に
ついて説明し、次いで第３図を参照しつつ吐出量制御装
置Ｂの構造について説明する。

第１図および第２図を参照すると、２０は一対のプラン
ジャ、２１は各プランジャ２０によって形成される加圧
室、２２は各プランジャ２０の下端部に取付けられたプ
レーＩ・、２３はタペット、２４はプレート２２をタペ
ット２３に向けて押圧する圧縮ばね、２５はタベツＩ・
２３により回転可能に支承されたローラ、２６は機関に
よって駆動されるカムシャフト、２７はカムシャフト２
６上に一体形成されたカムを夫々示し、ローラ２５はカ
ム２７のカム面上を転動する。従ってカムシャフト２６
が回転せしめられるとそれに伴なって各プランジャ２０
が上下動する。

第１図を参照すると、燃料供給ポンプＡの頂部には燃料
供給口２８が形成され、この燃料供給口２８は燃料ポン
プ６（第４図）の吐出口に接続される。この燃料供給口
２８は燃料供給通路２９および逆止弁３０を介して加圧
室２１に接続される。

従ってプランジャ２０が下降したときに燃料供給通路２
９から加圧室２１内に燃料が供給される。

３１はプランジャ２０周りからの漏洩燃料を燃料供給通
路２９へ返戻するための燃料返戻通路を示す、一方、第
１図および第２図に示されるように各加圧室２１は対応
する逆止弁３２を介し”で各加圧室２１に対し共通の加
圧燃料通路３３に接続される。この加圧燃料通路３３は
逆止弁３４を介して加圧燃料吐出口３５に接続され、こ
の加圧燃料吐出口３５は蓄圧室４（第４図）に接続され
る。従ってプランジャ２０が上昇して加圧室２１内の燃
料圧が上昇すると加圧室２１内の高圧の燃料は逆止弁３
２を介して加圧燃料通路３３内に吐出され、次いでこの
燃料は逆止弁３４および燃料吐出口３５を介して蓄圧室
４（第４図）内に送り込まれる。

一対のカム２７の位相は１８０度だけずれており、従っ
て一方のプランジャ２０が上昇行程にあって加圧燃料を
吐出しているときには他方のプランジャ２０は下降行程
にあって燃料を加圧室２１内に吸入している。従って加
圧燃料通路３３内には一方の加圧室２１から必ず高圧の
燃料が供給されており、従って加圧燃料通路３３内には
各プランジャ２０によって常時高圧の燃料が供給され続
けている。加圧燃料通路３３からは第１図に示すように
燃料溢流通路４０が分岐され、この燃料溢流通路４０は
吐出量制御装置Ｂに接続される。

第３図を参照すると吐出量制御装置Ｂはそのハウジング
内に形成された燃料溢流室４１と、燃料溢流通路４０か
ら燃料溢流室４１に向かう燃料流を制御する溢流制御弁
４２とを具備する。溢流制御弁４２は燃料溢流室４１内
に配置された弁部４３を有し、この弁部４３によって弁
ボート４４の開閉制御が行なわれる。また、吐出量制御
装置Ｂのハウジング内には溢流制御弁４２を駆動するた
めのアクチュエータ４５が配置される。このアクチュエ
ータ４５は吐出量制御装置Ｂのハウジング内に摺動可能
に挿入された加圧ピストン４６と、加圧ピストン４６を
駆動するためのピエゾ圧電素子４７と、加圧ピストン４
６によって画定された加圧室４８と、加圧ピストン４６
をピエゾ圧電素子４７に向けて押圧する皿ばね４９と、
吐出量制御装置Ｂのハウジング内に摺動可能に挿入され
た加圧ビン５０とにより構成される。加圧ビン５０の上
端面は溢流制御弁４２の弁部４３に当接しており、加圧
ビン５０の下端面は加圧室４８内に露呈している。なお
、燃料溢流室４１内には加圧ビン５０を常時上方に向け
て付勢する皿ばね５１が配置される。溢流制御弁４２の
上方にはばね室５２が形成され、このばね室５２内には
圧縮ばね５３が挿入される。溢流制御弁４２はこの圧縮
ばね５３によって常時下方に向けて押圧される。燃料溢
流室４１は燃料流出孔５４を介してばね室５２内に連通
しており、このばね室５２は燃料流出孔５５、逆止弁５
６および燃料流出口５７を介して燃料タンク７（第４図
）に接続される。この逆止弁５６は通常燃料流出孔５５
を閉鎖するチエツクボール５８と、このチエツクボール
５８を燃料流出孔５５に向けて押圧する圧縮ばね５９と
により構成される。更に燃料溢流室４１は燃料流出孔６
０、逆止弁６１Ｊピエゾ圧電素子４７の周囲に・形成さ
れた燃料流出通路６２および燃料流出口６３を介して燃
料タンク７（第４図）に接続される。

この逆止弁６１は通常燃料流出孔６０を閉鎖するチエツ
クボール６４と、このチエツクボール６４を燃料流出孔
６０に向けて押圧する圧縮ばね６５とにより構成される
。また燃料溢流室４１は絞り通路６６および逆止弁６７
を介して加圧室４８内に接続される。この逆止弁６７は
通常絞り通路６６を閉鎖するチエツクボール６８と、こ
のチエツクボール６８を絞り通路６６に向けて押圧する
圧縮ばね６９とにより構成される。この絞り通路６６の
断面積は燃料流出孔６０の断面積よりも小さく形成され
ている。また、一対の逆止弁５６　、６１の開弁圧はほ
ぼ一定に設定さ１１．ており、逆止弁６７の開弁圧はこ
れら逆止弁５６　、６１の開弁圧よりも低く設定されて
いる。即ち、逆止弁５６　、６１の圧縮ばね５９　、８
５のばねカはほぼ等１．＜、逆止弁６７の圧縮ばね６９
のばねカは圧縮ばゎ５９　、６５のばね力よりも小さく
設定されている。

ピエゾ圧電素子４７はリード線７ｏを介して電子制御ユ
ニット１０（第４図）に接続されており、従ってピエゾ
圧電素子４７は電子制御ユニット１０の出力信号によっ
て制＃ｇれる。ピエゾ圧電素子４７は多数の薄板状圧電
素子を積ＮＩＩＪ積贋構造をなしており、ピエゾ圧電素
子４７に電荷を充電、即ちチャージするとピエゾ圧電素
子４７は軸方向に伸長し、ピエゾ圧電素子４７にチャー
ジされた電荷を放電、即ちディスチャージするとピエゾ
圧電素子４７は軸方向に収縮する。燃料溢流室４１およ
び加圧室４８は燃料で溝たされており、従ってピエゾ圧
電素子４７に電荷がチャージされてピエゾ圧電素子４７
が軸方向に伸長すると加圧室４８内の燃料圧が上昇する
。加圧室４８内の燃料圧が」１昇するど加圧ビン５０が
上昇ぜしめらノｔ、それに伴なって溢流制御弁４２も上
昇せしめられる。その結果、溢流制御弁４２の弁部４３
が弁ボー＝Ｉ−４４を閉鎖し、その結果燃料溢流通路４
０から燃料溢流室４］内への燃料の溢流が停止せしめら
れる。従ってこのときプランジャ２０の加圧室２１、か
ら加圧燃料通路３３内〈第２図）に吐出された全ての加
圧燃料は蓄圧室４（第４図）内に送り込まれる。

一方、ピエゾ圧電素子４７にチャージされた電荷がディ
スチャージされてピエゾ圧電素子４７が収縮すると加圧
ピストン４６が下降するために加圧室４８の容積が増大
する。その結果、加圧室４８内の燃料圧が低下する／４
′：、めに溢流制御弁４２および加圧ビン５０は圧縮ば
ね５３のばね力により下降し、斯くして溢流制御弁４２
の弁体４３が弁ボート４４を開弁する。このときプラン
ジャ２０の加圧室２１から加圧燃料通路３３（第２図）
内に吐出された全ての加圧燃料は燃料溢流通路４０およ
び弁ボー　１−４４を介して燃料溢流室４１内に送り込
まれる。従ってこのときには蓄圧室４（第４図）内に加
圧燃料は供給されない。

燃料溢流通路４０から燃料溢流室４１内に溢流した燃料
は各燃料流出孔５４　、５５　、６０および逆止弁５６
　、６１を介して燃料タンク７（第４図）に返戻される
。ところで各逆止弁５６　、６１の開弁圧は大気圧より
も高い圧力に設定されており、従って燃料溢流室４】内
の燃料圧は大気圧よりも高い一定圧力に保持される。前
述したようにピエゾ圧電素子４７にチャージされた電荷
がディスチャージせしめられると加圧室４８内の燃料圧
が低下し、加圧室４８内の圧力が逆止弁６７の開弁圧よ
りも低下すれば逆止弁６７が開弁し、て燃料溢流室４１
内の燃料が加圧室４８内に供給される。なお、逆止弁６
７の開弁圧がほぼ零となるように圧縮ばね６９のばね力
を極めて弱くしておけば加圧室４８内の圧力は燃料溢流
室４１内の圧力とほぼ等しくなる。

いづれにしても加圧室４８は加圧燃料によって満たされ
ることになる。加圧室４８内の燃料が漏洩して加圧室４
８内に空間ができるとピエゾ圧；素子４７に電圧を印加
１７たときに加圧室４８内の燃料圧が上昇せず、従って
溢流制御弁４２を上昇させることができないという問題
を生ずる。従って加圧室４８内は常時燃料で満な１−で
おく必要があり、そのために燃料溢流室４】を大気圧以
上に保持し、燃料溢流室４１から加圧室４８に向けての
み流通可能な逆止弁６７を設けている。

第５図は第４図に示す燃料噴射弁３の拡大側面断面図を
示す。第５図を参照するど燃料噴射弁３はそのハウジン
グ８０内に摺動可能に挿入されてノズル口８１の開閉制
御をするニードル８２と、ニードル８２の円錐状受圧面
８３周りに形成されたニードル加圧室８４と、ハウジン
グ８０内に摺動可能に挿入されたビスＩ・ン８５と、ハ
ウジング８０とピストン８５間に挿入されたピエゾ圧電
素子８６と、ピストン８５をピエゾ圧電素子８６に向け
て付勢する皿ばね８７ど、ニードル８２どピストン８５
間に形成された圧力制御室８８ど、ニードル８２をノズ
ル口８１に向けてイ」勢する圧縮ばね８９とを具備する
。圧力制御室８８は二一ドル８２周りに形成された絞り
通路９０を介してニードル加圧室８４に連結され、ニー
ドル加圧室８４は燃料通路９１および燃料分配管８（第
４図）を介して蓄圧室４内に連結される。従ってニード
ル加圧室８４内には蓄圧室４内の高圧の燃料が導びかれ
、この高圧燃料の一部は絞り通路９０を介して圧力制御
室８８内に送り込まれる。斯くしてニードル加圧室８４
内および圧力制御室８８内の燃料圧は蓄圧室４内とほぼ
同じ高圧となっている。

ピエゾ圧電素子８６にチャージされた電荷がディスチャ
ージされてピエゾ圧電素子８６が収縮するとピストン８
５が上昇するために圧力制御室８８内の燃料圧が急激に
低下する。その結果、ニードル８２が上昇し、ノズル口
８１からの燃料噴射が開始される。燃料噴射が行われて
いる間、ニードル加圧室８４内の燃料が絞り通路９０を
介して圧力制御室８８内に送り込まれるために圧力制御
室８８内の燃料圧は次第に上昇する。次いでピエゾ圧電
素子８６に電荷がチャージされてピエゾ圧電素子８６が
伸長するとピストン８５が下降するために圧力制御室８
８内の燃料圧が急激に上昇する。その結果、ニードル８
２が下降してノズル口８１を閉鎖し、斯くして燃料噴射
が停止せしめられる。燃料噴射が停止されている間、圧
力制御室８８内の燃料が絞り通路９０を介してニードル
加圧室８４内に流出するために圧力制御室８８内の燃料
圧は徐々に低下し、元の高圧に戻る。

第４図を参照すると、電子制御ユニット１０はディジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス１００によって
相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）１０１
、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０２、ＣＰ［１
（マイクロプロセッサ）１０３、入力ボート１０４およ
び出力ポート１０５を具備する。圧力センサ９は蓄圧室
４内の燃料圧に比例した出力電圧を発生し、この出力電
圧はＡＤ変換器１０６を介して入力ボート１０４に入力
される。また、入力ボート１０４には例えばクランクシ
ャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生するクラ
ンク角センサ１０７が接続され、このクランク角センサ
１０７の出力パルスから機関回転数が計算される。また
、負荷センサ１０８はアクセルペダルの踏込み量に比例
しな出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器１０
９を介して入力ボート１０４に入力される。一方、出力
ポート１０５は駆動回路１１０を介してアクチュエータ
４５のピエゾ圧電素子４７に接続される。

第６図にピエゾ圧電素子４７を駆動するための駆動回路
１１０の回路図を示す。第６図を参照すると駆動回路１
１０は定電圧源１１１と、定電圧源１１１によって充電
されるコンデンサ１１２と、充電制御用サイリスタ１１
３と、充電用コイル１１４と、放電制御用サイリスタ１
１５と、放電用コイル１１６からなる。

第７図に示すようにサイリスタ１１３がオンになるとコ
ンデンサ１１２にチャージされた電荷が充電用コイル１
１４を介してピエゾ圧電素子４７にチャージされる。そ
の結果、ピエゾ圧電素子４７が伸長するために溢流制御
弁４２が閉弁する０次いでサイリスタ１１５がオンにな
るとピエゾ圧電素子４７にチャージされた電荷が放電用
コイル１１６を介してディスチャージされる。その結果
、ピエゾ圧電素子４７が収縮するために溢流制御弁４２
が開弁する。

前述したように溢流制御弁４２が開弁せしめられるとプ
ランジャ２０の加圧室２１から加圧燃料通路３３内に吐
出された全ての加圧燃料は溢流制御弁４２を介して溢流
せしめられる。従ってこのときには蓄圧室４に加圧燃料
は供給されない。これに対して溢流制御弁４２が閉弁せ
しめられるとプランジャ２０の加圧室２１から吐出され
た全ての加圧燃料が蓄圧室４内に供給され、その結果蓄
圧室４内の燃料圧は上昇せしめられる。

ところで各燃料噴射弁３がら噴射される燃料量は蓄圧室
４内の燃料圧と燃料噴射時間で定まり、通常蓄圧室４内
の燃料圧は予め定められた目標燃料圧に維持される。一
方、各気筒毎についてみると各気筒へは７２０クランク
角の間に必要な量の燃料が噴射され、従って蓄圧室４内
の燃料は一定クランク角毎に減少していくことになる。

従って蓄圧室４内の燃料圧を目標燃料圧に維持するには
一定のクランク角毎に加圧燃料を蓄圧室４内に鋪給する
ことが好まｌ〜く、斯くして通常は一定クランク毎に溢
流制御弁４２が閉弁ぜしめられてプランジャ２０の加圧
室２１から吐出された加圧燃料が蓄圧室４内に補給され
、次いで再び溢流制御弁４２が閉弁せしめられるまで溢
流制御弁４２は開弁状態に保持される。この場合、一定
クランク角の間で溢流制御弁４２が閉弁しているクラン
ク角の割合が大きくなれば蓄圧室４内に補給さノ１−る
加圧燃料の量が増大する。、二こで第７図に示さノ１−
るように一定のクランク角θ。の間で溢流制御弁４２が
閉弁１．ているクランク角θの割合１、即ち一定のクラ
ンク角θ。の間でピエゾ圧電素子４７が伸長ぜしめられ
ているクランク角θの割合を充電デユーティ比ＤＴ（−
θ／θ０）と称すると充電デユーティ比ＤＴが大きくな
るほど蓄圧室４内に補給される加圧燃料の量が増大する
ことになる、ところで機関停止時には蓄圧室４内の燃料
圧は大気圧まで低下しており、従って機関始動時に（ｊ
蓄圧室４内の燃料圧を目標燃料圧までできるが（Ｊ速く
上昇させなければならない。そこで本発明による実施例
では第８図に示すように機同始動時には蓄圧室４内の燃
料圧ｌ〕が目標燃料圧Ｐｘｙに達するまでピエゾ圧電素
子４７の充電デユー・ティ比ＤＴを最大値ＭＡＸどし２
、蓄圧室４内の燃料圧Ｐが目標燃料圧Ｐｘｙに達するど
ピエゾ圧電素子４７の充電デユーティ比ＤＴは目標燃料
圧Ｐｘｙを維持するのに必要な充電デユーティ比ＤＴ、
まで即座に低下せしめられる。このように機関始動時に
蓄圧室４内の燃料圧Ｐが目標燃料圧Ｐｘｙに達するまで
ピエゾ圧電素子４７の充電デユーティ比Ｄ　’Ｔ”を最
大値ＭＡＸとすることによって第８図に示さノ゛１゜る
ように蓄圧室４内の燃料圧Ｐは目標燃料圧Ｐｘｙまで急
速にｊ１昇ぜしめらｉ′１−る。この場合前述したよう
に溢流制御弁４２が開弁ぜしめられれば１ランジヤ２０
の加圧室２】から吐出された全ての加圧燃料が蓄圧室４
内に送り込まれるので単純に考えるどピエゾ圧電素ｒ４
７に電荷をチャージし放しにｊ−でおけば、即ぢピエゾ
圧電素子４７の充電デユー・ティ比を１００バーセン）
−にしておけば蓄圧室４内の燃料圧ｉ〕を目標燃料圧Ｐ
ｘｙまで最も速く上昇せしめることができる４：とにな
る。しかしながら実際にはピエゾ圧電素子４７をチャー
ジした状態に保持するとピエゾ圧電素子４７にチャージ
された電荷が漏洩して少しずつ放電せしめられ、斯くｊ
−てピエゾ圧電素子４７が少しずつ収縮する。

このようにピエゾ圧電素子４７が少しずつ収縮すると溢
流制御弁４２を開弁状態に保持１−でおくことができな
くなり、その結果蓄圧室４内の燃料圧Ｐが目標燃料圧Ｐ
ｘｙに達するまでに溢流制御弁４２が開弁してしまい、
斯くして蓄圧室４内の燃料圧Ｐを目標燃料圧Ｐｘｙ−ま
で上昇さぜることができないという問題を生ずる。また
、第３図に示すような吐出量制御装［１３を用いた場合
にはピエゾ圧電素子４７をチャージした状態に保持する
と加圧室４８内の燃料が漏洩して加圧室４８内の燃料圧
が徐々に低下し、その結果この意味からも溢流制御弁４
２を開弁状態に保持することができないことになる。

そこで本発明による実施例ではピエゾ圧電素子４７の充
電デユーティ比ＤＴの最大値ＭＡＸを１００パーセント
よりもわずがばがり小さくｊ〜でいる。このように充電
デユーティ比ＤＴの最大値ＭＡＸを１００パーセントよ
りも小さくずればピエゾ圧電素子４７には一定のクラン
ク角毎に電荷がチャージされるのでピエゾ圧電素子４７
がチャージされている状態にあるとき（７゜二はビＴゾ
圧電素ｆ４７はほとんど収縮せず、斯くｌ〜てこの間、
溢流制御弁４２は完全に開弁状態に保持される。また、
充電デユ−ティ比ＤＴを１００パーセントよりも小さく
すれば一定クランク角毎にピエゾ圧電素子４７の電荷が
ディスチャ・−ジされてピエゾ圧電素子４７が収縮せし
められるのでこのとき加圧室４８内に燃料が補給される
。従ってピエゾ圧電素子４７がチャージされている状態
にあるどきには加圧室４８内の燃料圧はほどんど低下ぜ
ず、６℃ってこの間、この意味からも溢流制御弁４２は
完全に開弁状態に維持される。なお、ピエゾ圧電素子４
７の充電デユーティ比１）　Ｔの最大値ＭＡＸを小さく
しすぎると蓄圧室４内の燃料圧の上昇速度は遅くなり、
従ってこの充電デユーティ比ＤＴの最大値ＭＡＸはかな
り１００パーセントに近い値、例えば９５パ一セント程
度とされる。

また、前述したように蓄圧室４内の燃料圧Ｐが目標燃料
圧Ｐｘｙに達すると充電デユーティ比ＤＴはこの目標燃
料圧Ｐｘｙを維持するのに必要な充電デユーティ比ＤＴ
まで即座に低下せしめられる。

その結果、蓄圧室４内の燃料圧Ｐは第８図に示されるよ
うにオーバーシュートすることなくただちに目標燃料圧
Ｐｘｙに維持される。

また、機関始動時ではなくても目標燃料圧Ｐｘｙが大き
くなった場合にはピエゾ圧電素子４７の充電デユーティ
比ＤＴは最大値ＭＡＸとされる。

次に第９図および第１０図を参照して蓄圧室４内の燃料
圧Ｐの制御ルーチンについて説明する。

第９図および第１０図に示すルーチンは３６０クランク
角毎の割込みによって実行される。

第９図および第１０図を参照するとまず初めにステップ
２００において機関回転数Ｎを表わすクランク角センサ
１０７の出力信号、および機関負荷りを表わす負荷セン
サ１０８の出力信号に基いて蓄圧室４内の目標燃料圧Ｐ
ｘｙが計算される。この目標燃料圧Ｐｘｙは第１１図に
示すようなマツプの形で予めＲＯＭｌ０Ｉ内に記憶され
ている。次いでステップ２０１では圧力センサ９の出力
信号に基いて得られた現在の蓄圧室４内の燃料圧Ｐと目
標燃料圧Ｐｘｙとの差圧ΔＰが計算される０次いでステ
ップ２０２においてフィードバック中フラグがセットさ
れているか否かが判別され、フィードバック中フラグが
セットされているときにはステップ２０３に進んで差圧
ΔＰの絶対値１ΔＰ１が予め定められた設定値に、より
も大きいか否かが判別される。

１ΔＰｉ＞Ｋｐのときにはステップ２０４に進んでフィ
ードバック中フラグがリセットされ、次いでステップ２
０５に進む。ステップ２０５では差圧ΔＰが設定値Ｋｐ
よりも大きいか否かが判別され、ΔＰ＞Ｋｐであれば、
即ち目標燃料圧Ｐｘｙが現在の燃料圧Ｐよりもに、以上
高ければステップ２０６に進んでピエゾ圧電素子４７の
充電デユーティ比ＤＴが最大値ＭＡＸとされる。この最
大値ＭＡＸは前述したように例えば０．９５（９５パー
セント）である。次いでステップ２０７では機関回転数
Ｎから機関クランクシャフトが３６０度回転するのに要
する時間Ｔが計算される０次いでステップ２０８ではこ
の時間Ｔに充電デユーティ比ＤＴを乗算することによっ
て時間で表した充電デユーティ比ＴＤＴが計算される。

次いでステップ２０９ではピエゾ圧電素子４７が伸長せ
しめられている時間がこの充電デユーティ比ＴＤ７’と
なるようにサイリスタ１１３゜１１５の制御データが出
力ボート１０５に出力される。

次の処理サイクルではステップ２０２からステップ２０
５にジャンプし、このときΔＰ＞Ｋｐであればステップ
２０６に進んで再び充電デユーティ比ＤＴが最大値ＭＡ
Ｘとされる。従って蓄圧室４内の燃料圧Ｐは目標燃料圧
Ｐｘｙに向けて急速に上昇せしめられる。

一方、ステップ２０５においてΔＰ≦ｒ＜ｐであると判
別されたときはステップ２１０に進んで差圧ΔＰが−Ｋ
ｐよりも小さいが否がが判別される。

ΔＰ＜−Ｋｐのとき、即ち目標燃料圧Ｐｘｙが現在の燃
料圧ＰよりもＫｐ以上低いときにはステップ２１１に進
んで充電デユーティ比ＤＴが零とされる・充電デユーテ
ィ比ＤＴが零ということはピエゾ圧電素子４７をディス
チャージした状態に維持しておくことを意味しており、
従ってこのときには溢流制御弁４２は全開状態に保持さ
れる。従ってこのときには蓄圧室４内の燃料圧Ｐは目標
燃料圧Ｐｘｙまで急速に減少せしめられる。

一方、ステップ２０５においてΔＰ≦Ｋｐであると判断
され、ステップ２１０においてΔＰ≧−Ｋｐであると判
断されたとき、即ち現在の燃料圧Ｐが目標燃料圧Ｐｘｙ
に近づいたときにはステップ２１２に進んでフィードバ
ック中フラグがセットされ、次いでステップ２１３に進
んで目標充電デユーティ比ＤＴ、が計算される。この目
標充電デユーティ比ＤＴ、は燃料圧Ｐを目標燃料圧Ｐｘ
ｙに維持するのに必要なデユーティ比である。即ち、燃
料噴射が行われると噴射された燃料分だけ蓄圧室４内の
燃料が減少し、蓄圧室４内の燃料圧Ｐを目標燃料圧Ｐｘ
ｙに維持するためには減少した燃料分だけ蓄圧室４内に
燃料を補給しなければならない。ところて；然モト［噴
射量は機関回転数トＪおよび機関負荷し、によって決ま
り、ｂｅ＊て目標充電デユーデイ比１）　Ｔ　ｏは機関
回転数Ｎど機関負荷りの関数どなる。

また、燃料供給ポンプＡの回転数が低くなるほと゛加圧
室２１からの加圧燃料の漏洩蓋が増大するために第１．
２図に示すように燃４゛ミ）供給ポンプＡの一回転当り
の吐出量Ｑは機関回転数トｊが低くなるＣ＝−）いて減
少する。従ってこの点からすると目標充電デユーデイ比
ＤＴｏは機関回転数Ｎの関数となる。結局、目標充電デ
ク−ティ比ＤＴ０は機関回転数Ｎ）０：、機関負荷りの
同数で、ちり、機関回転数ト」と機関負荷りに対する最
適な目標充電デ、ノ、−ティ比ＤＴ、が予めＲＯＭｌ０
Ｉ内に記憶されている。ステップ２１３ではＲＯＭｌ０
Ｉに記憶されたデータから目標充電デユーティ比ＤＴｏ
がＳｉ算される。次いでステップ゛２１４では目標充電
デＪ、−デイ比ＤＴ、が充電デユーティ比ＤＴとさｉｌ
、ステップ２０′ｌに進む。

次の処理ザ・イクルではフィードバック中フラグがセッ
トされているのでステップ２０２からステップ２０３に
進み、このとき１．ΔＰ１≦Ｋ　１３であれはステップ
２１５に進んで差圧ΔＰか正て゛あるか否かが判別され
る。ΔＰ？０であればステップ２１６に進んで充電デユ
ーアイ比ＤＴに予め定められｆ、　−定値αが加算され
、ΔＰ〈０であればステップ２１７に進んで充電デユー
ティ比ＤＴから一定値αが減算される。このように１〜
で燃料圧Ｐが１凛燃料圧Ｐｘｙとなるようにフィードバ
ック制御さｔｌ−る。

〔効　墨〕

ピエゾ圧電素子の充電デユーデイ比を１００パーセンｌ
−よりも小さくすることによって加圧燃料通路内の燃料
圧を目標燃料圧才で確実に上昇せしめることができる。

【図面の簡単な説明】 第】１図は加圧燃料供給制御装置の側面断面図、第２図
は第３図のｎ−ｎ線に沿ってみた燃料供給ポンプの断面
図、第３図は第１図の吐出量制御装置の拡大側面断面図
、第４図は内燃機関の全体図、第５図は燃料噴射弁の側
面断面図、第６図はピエゾ圧電素子の駆動回路図、第７
図はピエゾ圧電素子および溢流制御弁の作動を示ずタイ
ムチャー１−１第８図は蓄圧室内の燃料圧変化と充電デ
ユーティ比を示す線図、第９図および第１０図は燃料圧
を制御するためのフｏ　−−ｆ・ヤード、第１−１−図
は目標撚「Ｉ圧を示す図、第１２図は燃料供給ポンプの
吐出量を示す線図である、 ２０・・・プランジャ、　　２１・・・加圧室、３３・
・・加圧燃料通路、　４０・・・燃料溢流通路、４２・
・・溢流制御弁、　　４６・・・加圧ピストン、４７・
　ピエゾ圧電素子、４８・・・加圧室、５　ｒ−）・・
加圧ビ″／７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料供給ポンプ吐出側の加圧燃料通路から燃料溢流通
   路を分岐して該燃料溢流通路内に圧電素子によって駆動
   される溢流制御弁を配置し、該圧電素子の充電デューテ
   ィ比を制御することにより溢流制御弁の閉弁時間と開弁
   時間を制御するようにした内燃機関用加圧燃料制御装置
   において、上記圧電素子の充電デューティ比の最大値を
   １００パーセントよりも小さくした内燃機関用加圧燃料
   制御装置。