KR19990013856A - 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치 - Google Patents

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요시야 다까노
고지 마쯔후지
도루 이시까와
다까오 데라니시
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가나이 쯔도무
가부시끼가이샤 히다찌 세이사꾸쇼
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Abstract

엔진의 기통 내로 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(508), 연료 분사 밸브에 연료를 유도하는 배관(542), 연료를 연료 공급계로부터 배관으로 송입하는 연료 펌프(511), 연료를 배관으로부터 연료 공급계로 배출함으로써 배관 내의 연료 압력을 조정하는 연료 압력 조정기(513) 및 엔진 동작 변수를 기초로 하여 결정된 제어 신호를 상기 연료 압력 조정기에 주어 배관 내의 연료 압력을 피드백 제어하는 제어 유닛(515)을 구비한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치이며, 시동시 및 연료 압력의 과도적 변화시의 연료 압력 제어를 양호하게 하기 위해 그들의 때에는 연료 압력 조정기를 소정의 제어치로 피드포워드 제어하도록 하고 있다.

Description

기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치
본 발명은 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치에 관한 것으로, 특히 시동에서 정상에 이르기까지의 연료 압력, 정상에서 과도 상태로 이행한 때의 연료 압력 제어 및 연료 차단시의 연료 압력 제어에 있어서 양호한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치는 엔진으로 구동되는 고압 연료 펌프를 구비하고 있는 동시에, 그 고압 연료 펌프의 상류측에 저압 연료 펌프를 구비하고 있으며, 엔진의 각 연소실에 설치된 고압 연료 분사 밸브를 거쳐서 고압 연료를 직접 연소실에 분사하도록 구성되어 있다. 그리고, 고압 연료 분사 밸브 배관부의 연료 압력은 엔진 속도에 대응한 최적한 연료 압력을 구하여 목표치로 하고, 그 목표치에 대해 연료 압력 검출 수단으로 검출된 실제 연료 압력치가 일치하도록 연료 압력 조정 수단을 피드백 제어하도록 되어 있다.
그러나, 상기의 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치는 항상 연료 압력을 피드백 제어하는 것이므로 연료 펌프를 엔진으로 구동하는 것에 있어서는, 그 연료 펌프의 토출압이 엔진의 크랭킹 회전수나 연소 상태에 크게 영향받아 특히 시동시에는 연료 압력의 피드백 제어가 하기 어렵고, 가령 피드백 제어를 행하더라도 헌팅 등이 생겨 오히려 연료 압력 제어가 불안정하게 된다는 단점이 있었다.
이와 같은 단점을 개량한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치로서, 예컨대 일본 특허 공개 평5-149168호 공보에 그런 기술이 제안되어 있다. 그 기술은 고압 연료 펌프를 엔진으로 구동하고, 그 펌프 토출압의 불안정한 시동시와 통상 운전의 조건으로 연료 압력 제어의 방식을 변경하여 행하는 것이며, 고압 연료 시스템의 연료 압력 조정기에 실제 연료 압력 신호를 출력하여 실제 연료 압력치를 목표 연료 압력치와 일치시키도록 피드백 제어하는 제어계에 있어서, 엔진 시동을 판단하는 시동 판단 수단과 그 엔진의 시동시에는 목표 연료 압력치에 따른 제어량의 연료 압력 신호를 출력하는 연료 압력 제어량 산출 수단을 구비한 것이다.
그리고, 상기 연료 압력 제어 장치에 있어서는 통상 운전시, 즉 엔진의 회전을 기초로 하는 펌프의 토출압이 안정할 때에만 연료 압력을 피드백 제어하고, 펌프 토출압이 불안정한 시동시에는 고정의 제어량인 목표 연료 압력치에만 따른 연료 압력 신호로 연료 압력을 피드포워드 제어함으로써 연료 압력 제어의 안정화를 도모한 것이다.
그런데, 상기 종래 기술의 연료 압력 제어 장치는 연료 분사 밸브 근방의 배관 내 연료 압력이 가장 변동하는 상태시, 즉 시동시에 피드백 제어를 정지시키는 구성으로 되어 있지만, 저온시의 엔진 시동 등에서는 구동 전원인 배터리의 전압이 저하하고, 피드포워드 제어라도 그 구동이 불안정해질 경우가 있어, 고정의 제어량인 목표 연료 압력치에만 따른 연료 압력 신호로 연료 분사 밸브 근방의 배관 내 연료 압력을 피드포워드 제어하여도 시동시의 연료 압력 제어 안정화를 확실하게 할 수는 없다. 더우기, 시동시에는 연료 분사 밸브 근방의 배관 내 연료 압력을 가능한 한 빨리 승압시켜서 사후의 제어를 행하는 것이 필요하다. 상기 제안의 종래 기술은 이런 점들의 배려가 되어 있지 않다.
또, 연료 압력 피드백 제어의 실행 중에 있어서는 과도시 등의 운전 조건이 갑자기 변화함으로 인한 엔진의 목표 연료 압력이 변화하는 경우의 제어에 대해서도 고려하여 제어를 행할 필요가 있다. 즉, 목표 연료 압력이 급격하게 변화할 때에 예컨대 순간적으로 연료 압력이 증가하며, 그 후 감소하려고 하는 상태의 경우에는 피드백 조작량이 적절하게 주어지지 않아 실제 연료 압력의 오버슛, 언더슛 등을 일으키는 경우가 있어, 과도시의 제어성에 문제가 있다. 상기 제안 기술은 목표 연료 압력이 급격하게 변화한 경우의 제어의 자세한 내용에 대해서는 고려되어 있지 않고, 상기 피드포워드 제어량인 기준 제어량의 설정 방법에 대해서도 자세한 내용이 개시되어 있지 않다.
또, 이런 종류의 연료 압력 제어 장치에 있어서는 연료 배관 혹은 연료 압력 제어 수단인 조정기의 내부에 마모분 혹은 먼지 등의 이물이 들어가, 이 이물이 배관·제어 기기에 단점을 발생시킬 경우가 있으므로 그 이물 등을 배제할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 고압 연료 시스템의 연료 압력 제어 수단에 연료 압력 신호를 출력하여 실제 연료 압력을 목표 연료 압력치와 일치시키도록 피드백 제어하는 것에 있어서, 시동시의 연료 압력 제어와 목표 연료 압력의 급격한 변화시 등 과도시의 연료 압력 제어를 개선하는 동시에, 연료 공급계, 배관계에 혼입하는 이물 등을 배제할 수 있는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치를 제공하는 데에 있다.
도1은 본 발명에 관련되는 연료 압력 제어 장치를 구비한 기통 내 분사 엔진 전체 구성의 일실시예를 도시하고 있는 도면.
도2는 도1에 도시하고 있는 제어 유닛의 일실시예를 도시하고 있는 블럭도.
도3은 도1에 도시하고 있는 가변 연료 압력 조정기 구성의 일실시예를 도시하고 있는 종단면도.
도4 및 도5는 가변 연료 압력 조정기의 특성도.
도6은 도1에 도시하고 있는 제어 유닛의 연료 압력 제어 동작 개념을 도시하고 있는 블럭도.
도7은 도6에 도시하고 있는 목표 연료 압력 제어 수단의 목표 연료 압력 맵 도면.
도8은 도6에 도시하고 있는 기본 듀티치 산출 수단의 기본 듀티 맵 도면.
도9는 도7과 도8에 대응하는 다른 예를 도시하고 있는 맵 도면.
도10은 도1에 도시하고 있는 연료 펌프의 특성도.
도11은 도3에 도시하고 있는 가변 연료 조정기 제어 특성의 일예를 도시하고 있는 도면.
도12는 본 발명에 관련되는 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도13 내지 도15는 본 발명에 관련되는 엔진 시동시에 있어서의 동작의 일실시예를 설명하기 위한 흐름도.
도16 및 도17은 본 발명에 관련되는 연료 제어 장치에 있어서의 목표 연료 압력이 크게 변화한 때의 동작의 일예를 도시하고 있는 흐름도.
도18은 엔진이 정지한 때의 본 발명에 관련되는 동작의 일예를 도시하고 있는 흐름도.
도19는 배터리 전압의 변화를 보상하는 동작의 일예를 설명하기 위한 흐름도.
도20은 본 발명에 관련되는 연료 차단시의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도21 및 도22는 동연료 차단시 동작의 일실시예를 도시하고 있는 흐름도.
도23은 도22와는 다른 동작예를 도시하고 있는 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
104 : 연료 압력 보정량 산출 수단
106 : 출력 듀티 연산 수단
107 : 기본 듀티 보정 수단
501 : 흡기관
502 : 공기 청정기
503 : 공기 유동 센서
505 : 드로틀 본체
514 : 연료 탱크
520 : 촉매 장치
523 : 연료 압력 센서
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치는 연료 펌프, 연료 분사 밸브, 상기 연료 펌프와 상기 연료 분사 밸브를 접속하는 배관계 및 그 배관계에 배치되어 그 배관계로부터 연료를 배출함으로써 연료 압력을 조정하는 연료 압력 조정기를 구비하고 있으며, 상기 연료 압력 조정기는 엔진의 시동시부터 소정 시간, 배관계로부터의 연료 배출을 정지시키기 위해 제어된다.
또, 상기 연료 압력 제어 장치의 구체적 양태로서는 그 제어 장치가 기본 듀티치 산출 수단, 목표 연료 압력 산출 수단, 실제 연료 압력 산출 수단, 연료 압력 보정량 산출 수단, 기본 듀티치 보정 수단 및 출력 듀티치 연산 수단을 구비하고 있으며, 상기 출력 연산 수단이 엔진의 시동 상태가 검지된 때로부터 소정 시간, 상기 연료 압력 조정기로의 출력 듀티치를 0으로 제어한다.
상기와 같은 구성에 따라 본 발명은 시동시의 제어에 있어서, 연료 압력 조정기에 제어량을 주지 않고 배관계로부터의 연료 배출을 정지시키기 위해 제어함으로써 연료 펌프로부터 연료 배관 내에 공급된 연료의 유출을 없애 그 배관 내의 승압을 빠르게 할 수 있으며, 시동시의 안정된 연료 분사를 행할 수 있다. 즉, 시동시에는 연료 배관계는 연료 분사 밸브로부터 분사되는 분사에 필요한 연료만이 배출되는 것만으로 상기 배관계가 폐색 공간으로서 형성된다. 그 폐색 공간은 연료 압력 조정기의 압력 제어 개구를 폐쇄시키는 것만으로, 전기적인 에너지를 사용하지 않고 달성할 수 있으므로, 전원 전압 등의 영향을 회피할 수 있으면서 배관 내의 승압을 가장 빠른 상태로 할 수 있다.
또, 상기 연료 압력 제어 장치는 기본 듀티치 연산 수단으로 엔진의 부하 신호와 엔진 회전수를 기초로 하여 기본 듀티치를 연산하고, 연료 압력 보정량 산출 수단으로 목표 연료 압력과 실제 연료 압력을 기초로 하여 연료 압력 제어 편차와 듀티치 보정량을 산출하는 동시에 피드백 제어 허가 판정을 행한다. 상기 기본 듀티치는 상기 듀티치 보정량으로 보정되어 출력 듀티치 연산 수단에 입력된다. 그 출력 듀티치 연산 수단은 시동시, 배터리 전압 또는 연료 차단 등의 신호를 기초로 하여 상기 연료 압력 조정기의 폐색, 피드포워드 제어 또는 피드백 제어를 선택적으로 실시한다.
또, 본 발명에 관한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치의 다른 양태에 의하면, 상기 연료 압력 조정기가 엔진의 시동시부터 소정 시간 경과 후, 일정 시간의 동안에 연료의 배출 개구를 일정하게 보유 제어되고, 그 후 실제 연료 압력이 목표 연료 압력이 되도록 피드백 제어되도록 한다. 즉, 상기 출력 듀티 연산 수단이 엔진의 시동 상태가 검출된 때로부터 소정 시간 경과 후에 일정 시간의 동안에 상기 연료 압력 조정기로의 출력 듀티치를 일정하게 제어하고, 그 후 상기 연료 압력 보정량 산출 수단에 의한 실제 연료 압력이 목표 연료 압력이 되려고 하는 피드백 제어를 실행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 운전 조건으로 결정되는 목표 연료 압력이 소정량 변화한 경우에는 피드백 제어를 정지하고, 정지 시점의 피드백량과 그 때의 운전 조건으로 결정되는 기준 제어량으로 연료 압력 제어를 행하고, 그 기준 제어량을 준 상태에서 목표 연료 압력과 실제 연료 압력이 소정 범위에 있는 상태가 소정 시간 계속된 때에 피드백 제어로 이행하도록 하고 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 목표 연료 압력이 급격하게 변화할 때, 예컨대 그 연료 압력이 순간적으로 증가하고, 그 후 감소하려고 하는 상태의 경우에는 피드백 제어를 정지하여 기준 듀티치(기준 제어량)로 피드포워드 제어하고, 변동 등을 흡수하기 위해서 피드백 정지시의 피드백량을 가함으로써 과도시의 제어성을 향상시킬 수 있는 동시에, 다음의 피드백 개시시에는 배관계내의 연료가 안정하고 있는 상태에서부터 개시할 수 있으므로, 실제 연료 압력의 집중성을 향상시킬 수 있다.
또, 피드백 개시시에는 실제 연료 압력이 소정이 범위에 있는지 아닌지를 판정하고, 소정 범위 이외에 있을 때에는 어떠한 이상이 발생하고 있는 것을 검출하여 피드백을 금지시킬 수 있다. 여기에서 소정 범위 내에 있는지 아닌지는 연료 압력 조정기의 온도, 전압, 경시 열화 등을 기초로 하여 변동 최대 편차로 결정한다.
본 발명에 관한 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치의 또 다른 양태에 의하면, 상기 연료 압력 조정기가 상기 연료 분사 밸브의 무분사(無噴射)를 포함하는 최소 분사 제어 조건하에서 배관계로부터의 연료 배출을 최대로 하기 위해 제어된다. 즉, 상기 출력 연산 수단이 상기 연료 분사 밸브의 무분사를 포함하는 최소 분사 제어 조건하에서 상기 연료 압력 조정기로의 출력 듀티치를 100%로 제어한다.
그리고, 본 발명의 상기 구성의 구체적인 바람직한 다른 양태로서는 무분사를 포함하는 최소 분사량 제어 조건이 해제될 때에는 피드백 제어를 기초로 하는 산출 연료 압력 제어량에 소정 제어량을 가산하여 제어한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 상기 연료 분사 밸브의 무분사를 포함하는 최소 분사 제어 조건하, 예컨대 가속기 해제시에 상기 연료 압력 조정기의 제어 개구 면적을 최대 상태로 할 수 있으며, 배관계 혹은 연료 압력 조정기 내부에 발생하는 마모분, 먼지 등의 이물을 적극적으로 배제할 수 있다.
통상, 운전 상태에서 최대 개구 면적 상태를 형성하면 배관계내로부터의 배출량이 증대하고 압력 상태가 소정치 이하로 되지만, 연료 차단 상태라면 배관계내의 압력이 저하하여도 영향은 없다. 또, 회복시에는 소정의 설정 압력에 신속하게 복귀시키는 것이 필요하므로, 소정량의 제어 오프셋량을 부여하여 연료 압력 제어를 행하여 연료 압력의 조기 안정을 가능하게 하고 있다.
이하, 도면에 따라 본 발명의 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치의 일실시예에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도1은 본 실시 형태의 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치를 포함하는 엔진 시스템의 전체 구성을 도시한 것으로, 도1에 있어서 엔진(507)의 각 기통에는 피스톤(507a), 실린더(507b) 및 상기 피스톤(507a)과 실린더(507b)로 형성되어 있는 연소실(507c)이 있으며, 그 연소실(507c)의 상부에 흡기관(501)과 배기관(519)이 접속되어 있다.
상기 엔진(507)에 흡입하는 공기는 공기 청정기(502)의 입구부(502b)로부터 받아들여지고, 공기 유동 센서(503)를 지나 흡기 유량을 제어하는 드로틀 밸브(505a)가 수용된 드로틀 본체(505)를 지나 컬렉터(506)에 들어간다. 그 컬렉터(506)에서 흡기는 엔진(507)의 각 실린더(507b)에 접속된 각 흡기관(501)으로 분배되어 실린더(507b) 내에 유도된다. 또, 드로틀 밸브(505a)는 모터(522)에 의해 개방 밸브·폐쇄 밸브가 가능하게 되어 있으며, 상기 연소실(507c)로부터의 연소 배기 가스는 상기 배기관(519)과 촉매 장치(520)를 거쳐서 배출된다.
한 편, 가솔린 등의 연료는 연료 탱크(514)로부터 연료 펌프(51)에 의해 1차 가압되어 배관(541)에 공급되고, 또 연료 펌프511에 의해 2차 가압되어 배관(542)에 공급된다. 상하 2개의 배관(542)는 일체로 구성되어 인젝터(509)가 배치되어 있는 연료 시스템 배관이다. 상기 연료 펌프(510)에 의해 1차 가압되어 배관(541)에 공급된 연료는 연료 압력 조정기(512)에 의해 일정의 압력(예컨대 3㎏/㎠)으로 압력 조정되는 동시에, 상기 연료 펌프(511)에 의해 보다 높은 압력으로 2차 가압되어 상기 배관(542)에 공급된다. 그 배관(542)에 공급된 연료는 연료 압력 조정기(513)에 의해 일정의 압력(예컨대 70㎏/㎟)으로 압력 조정되어 엔진(507) 각각의 실린더(507b)에 설치되어 있는 인젝터(509)로부터 실린더(507b) 안에 분사된다.
또, 연료 펌프(511)와 인젝터(509) 사이의 배관(542) 내의 연료 압력은 기본적으로는 연료 압력 조정기(513)로 제어되어 있지만, 이 연료 압력 조정기(513)에의 조작량이 주어지지 않을 때, 또는 제어계가 제어할 수 없게 된 때에는 기계적인 조정기(540)로 조정되는 구성으로 되어 있다. 인젝터(509)로부터 분무된 연료는 점화 코일(522)로 고전압화된 점화 신호에 의해 점화 코일(508)로 착화된다.
또, 상기 공기 유동 센서(503)로부터는 흡기 유량을 나타내는 신호가 출력되어, 제어 유닛(515)에 입력되도록 되어 있다. 드로틀 본체(505)에는 드로틀 밸브(505a)의 개도를 검출하는 드로틀 센서(504)가 부착되어 있으며, 그 출력 신호도 제어 유닛(515)에 입력되도록 되어 있다.
다음에 엔진(507)의 캠 샤프트축(도시 생략)에 부착된 크랭크각 센서(516)는 크랭크축의 회전 위치를 나타내는 기준각 신호(REF)와 회전 신호(회전수) 검출용의 각도 신호(POS)를 출력하고, 이들의 신호도 제어 유닛(515)에 입력되도록 되어 있다.
배기관(519)의 촉매 장치(520) 상류에는 A/F 센서(518)가 배치되어 있다. 가속기 개도 센서(521)도 엔진(507)에 장착되어 있으며, 이들의 신호도 제어 유닛(515)에 입력되도록 되어 있다.
제어 유닛(515)의 주요부는 도2에 도시한 바와 같이, MPU, ROM, RAM 및 A/D 변환기를 포함하는 I/OLSI 등으로 구성하고, 엔진의 운전 상태를 검출하는 상기 각종 센서 등으로부터의 신호를 입력으로서 받아들여 소정의 연산 처리를 실행하고, 이 연산 결과로서 산정된 각종의 제어 신호를 출력하여 상기 인젝터(509)나 점화 코일(522)에 소정의 제어 신호를 공급하여 연료 공급량 제어와 점화 시기 제어를 실행하는 것이다.
특히, 압력 제어에 관해서는 연료 압력 센서(523)로 배관542 내의 압력을 검출하여 연료 압력 조정기, 즉 가변 압력/조정기(가변 P/reg)(513)로 제어 신호를 출력한다. 이 제어 신호는 가변 P/reg(513)의 개방 밸브 시간을 제어하고, 즉 개방 밸브 시간의 비율을 나타내는 듀티치를 제어한다. 도3은 상기 가변 P/reg(513)의 종단면을 도시한 것이다. 배관(542) 내의 연료가 도3 중의 유입측으로부터 상기 가변 P/reg(513) 내에 들어가 도3 중의 유출측 배관(541a)에 배출되어 상기 배관(541)으로 복귀되는 구조로 되어 있다. 상기 가변 P/reg(513)에 상기 제어 유닛(515)으로부터 제어 신호가 주어지지 않을 때에는 상기 가변 P/reg(513)의 볼 밸브 부재(701)는 스프링(702)으로 밸브 시트(700)에 압박되어 있으며, 상기 배관(542) IN측으로부터의 연료는 상기 배관(541a)측에는 배출되지 않아 상기 배관(542)으로부터의 연료 배출은 없고, 그 배관(542) 내의 압력 상태는 상기 연료 펌프(511)의 토출량과 인젝터(509)로 분사되는 양만으로 결정된다. 다만, 그 배관(542) 내의 최고 압력은 기계적인 조정기(540)로 제어되는 구조로 되어 있다.
상기 가변 P/reg(513)에 의한 상기 볼 밸브 부재(701)의 제어 조작량은 상기 제어 유닛(515)으로부터 전자 코일(703)에 듀티 신호로서 주어지는 듀티치에 따라 조정된다. 즉, 전자 코일(703)의 평균 전류에 따라 상기 볼 밸브 부재(701)를 지지하고 있는 프레셔(704)의 흡인력을 제어하고, 상기 밸브 시트(700)로부터의 달아난 연료량을 제어함으로써 배관(542) 내의 실압력을 목표 연료 압력으로 제어하는 것이다. 도4는 상기 가변 P/reg(513)의 기본 특성을 나타낸 것이며, 종축의 연료 압력은 배관(542) 내의 압력으로 도시하고 있는, 예컨대 듀티치가 0%, 즉 제어 조작량 없음의 상태는 배관(542)으로부터의 빠져 나가는 연료가 없고 압력은 높아진다. 그러나, 기계적인 조정기(540)로 그 상한이 규제된다. 듀티치가 커지면 배관(542) 내로부터 빠져나가는 양이 많아져 연료 압력이 저하하는 것을 나타내고 있다.
도5는 상기 가변 P/reg(513) 전압 특성의 대표예를 도시한 것으로, 동일 듀티치라도 구동 전압, 즉 배터리 전압이 변화함으로써 구동 전류치가 변화하므로, 연료 압력 특성이 도5와 같이 변화하는 것을 도시하고 있다. 듀티치를 변화시켜서 배터리 전압의 변화를 보상할 수 있는 것을 알 수 있다.
도6은 상기 기통 내 분사 엔진에 있어서 제어 유닛(515)으로 실행되는 제어 블럭도의 구성을 도시한 것이다.
기본 듀티 산출 수단(101)은 크랭크각 센서(516)로부터의 검출 신호로부터 구한 엔진 회전수(Ne)와 가속기 개도 센서(521)의 검출 신호를 기초로 하여 구해진 엔진의 부하(T)로부터 가변 P/reg(513)을 제어하기 위한 기본 듀티치를 결정한다. 목표 연료 압력 산출 수단(102)도 마찬가지로 엔진 회전수(Ne)와 엔진의 부하(T)로부터 목표 연료 압력을 결정한다. 실제 연료 압력 산출 수단(103)은 연료 압력 센서(523)의 검출치를 실제 연료 압력치로 변환한다.
연료 압력 보정량 산출 수단(104)은 목표 연료 압력 산출 수단(102)으로 결정된 목표 연료 압력치와 실제 연료 압력 산출 수단(103)으로 변환된 실제 연료 압력치와 비교하여 양자의 편차를 산출하고, 그 편차치를 기초로 하여 연료 압력 보정량을 계산한다. 또, 연료 압력 보정량 산출 수단(104)은 목표 연료 압력치의 변화가 소정 범위 내로 유지된 것을 확인하여 피드백 제어를 허가하는 판정을 행한다.
리미터 처리 수단(105)은 연료 압력 보정량 산출 수단(104)으로 산출된 연료 압력 보정량을 그 상한과 하한의 크기에 제한을 주기 위해 리미터 처리를 한다. 기본 듀티 보정 수단(107)은 기본 듀티치 산출 수단(101)으로부터의 기본 듀티치를 리미터 수단(105)으로부터의 연료 압력 보정량을 기초로 하여 보정하고, 보정 듀티치를 출력한다.
출력 듀티 연산 수단(106)은 엔진의 운전 상태가 시동시 또는 F/C(연료 차단)시 등인지 판단을 행한다. 또, 출력 듀티 연산 수단(106)은 가변 P/reg(513)에 공급되는 구동 전압의 차이에 따라 도5에 도시되어 있는 바와 같이 듀티 연료 압력 특성이 다르기 때문에, 가변 P/reg(513)에 주어지는 제어량(듀티치)을 구동 전압에 의존하여 보정해서 출력한다.
이하, 도6을 참조하여 본 실시예의 동작을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도7은 엔진 회전수(Ne)와 부하 토오크(T)를 기초로 하여 목표 연료 압력을 독출하는 목표 연료 압력 맵을 도시하고 있다. 부하 토오크는 가속기 개도 센서(521), 공기 유동 센서(503), 드로틀 센서(504), 공연비 센서(518)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 종래 공지의 방법으로 계산되지만, 도6에서는 그들 센서 중 가속기 개도 센서(521)를 대표적으로 나타내고 있다. 목표 연료 압력 산출 수단(102)은 엔진 회전수(Ne)와 부하 토오크(T)를 기초로 하여 도7을 참조하여 목표 연료 압력치를 독출한다. 도8은 도7과 마찬가지로, 기본 듀티 산출 수단(102)에 의해 엔진 회전수(Ne)와 부하 토오크(T)를 기초로 하여 기본 듀티치를 독출하기 위한 기본 듀티 맵이다. 도7과 도8에서는 부하축을 토오크로 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 부하축은 도9에 도시한 바와 같이 가속기 개도와 상관 관계가 깊은 인젝터(509)로부터 분무되는 연료량(q)으로 목표 연료 압력 맵 및 기본 듀티 맵을 작성하여도 좋다.
본 발명의 1실시예에 따르면 펌프(511)는 엔진으로 직접 구동되도록 되어 있으며, 도10에 도시한 바와 같이 펌프(511)의 토출량은 엔진 회전수(Ne) 즉 펌프 회전수에 비례한다. 도10에 도시하고 있는 동작점에서는 엔진 회전수가 N3일 때, 펌프 토출량은 Q로 되어 있다.
한 편, 도11은 듀티치를 변수로 한 때의 가변 P/reg(513)에 있어서의 연료 압력과 연료 복귀량(달아난 양)의 관계를 나타내는 특성이다. 도10에 있어서, 엔진 회전수가 N3일 때에는 펌프의 토출량은 Q이며, 도9에 있어서 파선으로 나타내고 있는 동작점에 있어서는 엔진 회전수가 N3, 토오크가 T2 즉 연료 분무량이 q2이다. 가변 P/reg(513)에 있어서의 연료 복귀량(Qret)은,
Qret ＝ (펌프 토출량)－(연료 분무량)
으로 나타내어진다. 상기의 동작점에서는 토출량은 Q이며, 모든 기통분의 연료 분무량은 q2이기 때문에, 연료 복귀량(Qret)은 Qret＝Q－q2의 관계로 인해 일의적으로 계산할 수 있다. 또, 도8을 참조하여 상기 동작점(N3, T2)에 있어서의 기본 듀티치는 60%이기 때문에, 도11을 참조하여 복귀량(Qret)을 나타내는 라인과 기본 듀티 60% 특성의 교차점을 구하여, 그 교차점에 대응하는 연료 압력치(Pset)가 상기 동작점에 있어서의 배관(542) 내의 연료 압력이다. 특히, 도9를 참조하여 이해할 수 있도록 기본 듀티치는 엔진 회전수와 연료 분무량을 기초로 하여 결정할 수 있다.
다음에 제어 유닛(515)의 동작을 엔진의 시동시부터 시계열적으로 설명하기로 한다.
엔진의 시동 전에는 제어 유닛(515)은 가변 P/reg(513)에 아무런 제어 신호를 주고 있지 않기 때문에, 가변 P/reg(513)는 개구 면적은 최소, 즉 0이며, 배관(542)으로부터 배관(541a)을 지나서 배관(541)으로 복귀되는 연료량은 0의 상태에 있다.
이 상태에 있어서, 도12의 시점 t0에 있어서 점화 스위치를 온하면 도13 및 도14에 도시하고 있는 동작 흐름이 소정 시간마다 다른 시점에서 개시한다. 도13의 흐름에서는 먼저 스텝 5001에 있어서 스타터 스위치가 온상태에서 오프상태로 변화되어 있는지 아닌지를 판정한다. 현재는 아직 스타터 스위치를 온으로 하고 있지 않으므로 아니오라고 판단되며, 스텝 5002로 진행한다. 스텝 5002에서는 엔진 회전수(Ne)가 미리 정한 회전수(Nset)보다 큰지 아닌지를 판단한다. 현재는 엔진은 아직 회전을 시작하고 있지 않으므로 아니오라고 판단되고, 스텝 5003에서 시동 플랙을 설정하여 이 흐름을 종료한다.
한 편, 도14의 동작 흐름이 개시하면 먼저 스텝 4001에서 도13의 스텝 5003에서 설정되는 시동 플랙이 설정되어 있는지를 판단한다. 현재는 시동 플랙이 설정된 상태이므로 예라고 판단되고, 스텝 4002로 진행하여 출력 듀티치 연산 수단(106)의 출력을 0%로 설정하여 이 흐름을 종료한다.
다음에 도12의 시점 t1에 있어서 스타터 스위치를 온하면 도13의 스텝 5001에서는 예라고 판단되어 시동 플랙을 설정한다. 그 후, 시점 t2에서 스타터 스위치가 오프로 된 때에는 여기에서 아니오라고 판단되어 스텝 5002로 진행한다. 스텝 5002에 있어서는 엔진 회전수(Ne)가 소정치(Nset) 이상이 되기 전에는 아니오라고 판단되어 시동 플랙의 설정이 지속된다. 따라서, 도14에 도시하고 있는 동작 흐름에서 출력 듀티치가 0%의 상태로 가변 P/reg(513)의 동작이 유지된다. 한 편, 스텝 5002에서 엔진 회전수(Ne)가 소정치(Nset) 이상으로 되었다고 판단된 때에는(시점 t3) 엔진이 시동된 것으로 하여 예로 판단하고, 스텝 5004에서 시동 플랙은 해제되어 이 흐름을 종료한다. 이 이후에는 회전수(Ne)가 소정치(Nset) 이상으로 유지되어 있는 한, 스텝 5004에서 시동 플랙의 해제가 지속된다. 시동 플랙이 해제된 후에는 도14의 스텝 4001은 아니오라고 판단하여 이 흐름을 종료하므로, 시점 t3에서 출력 듀티치가 0%의 제어는 종료한다.
이상의 도13과 도14에 도시한 동작은 도6의 출력 듀티치 연산 수단(106)의 동작을 설명하는 것이다. 이와 같이 출력 듀티치 연산 수단(106)은 엔진이 시동할 때에는 배관(542) 내의 연료 압력이 낮은 상태에 있기 때문에 펌프(511)로부터의 토출 연료가 가변 P/reg(513)에 의해 재차 배관(541)측으로 복귀되지 않도록 하기 위해 듀티를 0%로 하여, 배관(542) 내의 압력 상승을 빠르게 하여 정상적인 연료 분무가 행해지는 상태로 신속하게 이행하도록 제어하고 있다.
이와 같이 하여 엔진은 시점 t3에 있어서 시동 종료 상태로 되지만, 이 상태에서는 아직 실제 연료 압력은 안정되어 있지 않으므로 이 상태로부터 즉각 피드백 제어를 실행하면 엔진 동작이 불안정하게 될 우려가 있다. 그래서, 이 실시예에서는 배관(542) 내의 실제 연료 압력이 소정 시간에 걸쳐 계속하여 안정되게 보유된 것을 확인하고 나서 피드백 제어를 실행시키도록 하고 있다.
도15는 상기와 같은 동작의 실행과 평행하여 실행되는 동작 흐름이며, 시동 종료 시점 t3으로부터 소정 시간(Tmax)의 동안에는 고정 듀티 플랙을 세워 고정 듀티치로 가변 P/reg(513)를 제어하고 있다. 고정 듀티치 대신에 기본 듀티치를 사용하여도 좋다. 이 경우에는 연료 압력 보정량 산출 수단(104)은 보정량을 출력하지 않고, 출력 듀티치 연산 수단(106)으로는 기본 듀티치 그 자체가 주어져 피드포워드 제어가 행해진다. 또, 도15의 흐름은 소정 시간마다 기동된다.
다음에 실제 연료 압력이 소정 시간에 걸쳐서 소정 범위 내로 안정하게 유지된 것을 확인하는 동작 흐름에 대해서 도16 및 도17을 기초로 하여 설명하기로 한다.
도16은 소정 시간마다 기동하여 목표 연료 압력이 소정치를 넘을 정도로 크게 변화한 경우를 검출하는 동작 흐름을 도시하고 있다. 같은 도면에 있어서 이 동작 흐름이 개시하면 먼저 스텝 3001에서 목표 연료 압력 산출 수단(102)으로부터 목표 연료 압력치를 검색하고, 스텝 3002에서 그 검색한 목표 연료 압력치가 전번 검색한 목표 연료 압력치와 비교하여 소정치 이상으로 크게 변화했는지를 판단한다. 현재는 도12의 시점 t3과 시점 t4 사이에 있기 때문에 목표 연료 압력에 큰 변화는 없어 여기에서 아니오라고 판단되고, 스텝 3005에서 피드백 개시 판정 플랙을 설정하여 이 흐름을 종료한다.
도17은 소정 시간마다 기동되어 실제 연료 압력이 소정 시간에 걸쳐서 안정하게 보유된 것을 확인하여 피드백 제어를 실행하기 위한 동작 흐름을 도시하고 있다. 같은 도면에 있어서 이 흐름이 개시하면 스텝 1001에서 도16의 스텝 3005에서 설정되어야 할 피드백 개시 판정 플랙이 설정되어 있는지를 판정한다. 현재는 피드백 개시 판정 플랙은 설정되어 있기 때문에 스텝 1001은 예라고 판단한다. 스텝 1002에서는 실제 연료 압력이 상한치(High)와 하한치(Low) 사이의 값인지 어떤지, 즉 실제 연료 압력이 소정 범위 내로 안정하게 보유되어 있는지를 판단한다. 여기에서 아니오라고 판단된 스텝 1005에서 피드백 동작은 불허가로 되고, 피드백 허가 플랙을 해제하여 이 흐름을 종료한다. 스텝 1002에서 예라고 판단되면 스텝 1003에서 실제 연료 압력의 안정된 상태가 소정 시간 계속했는지를 판단한다. 여기에서 아니오라고 판단되면 타이머에 계시 동작을 행하게 하여 재차 스텝 1002로 되돌아가고, 상기와 마찬가지인 동작을 반복한다. 그리고, 스텝 1003에서 예라고 판단되면 스텝 1004에서 피드백 허가 플랙이 설정되는 동시에 피드백 개시 판정 플랙이 해제되어 이 흐름을 종료한다.
피드백 허가 플랙이 설정되면 통상은 피드백 제어가 실행된다는 의미이지나, 시동시에는 도15의 동작 흐름에 의해 시점 t4가 경과한 후가 아니면 피드백 제어는 개시하지 않는다. 스텝 3005에서 피드백 개시 판정 플랙이 설정되고, 또 시점 t4가 경과한 후에는 피드백 제어가 실행된다.
피드백 제어가 실행되고 있는 동안에는 연료 압력 보정량 산출 수단(104)은 목표 연료 압력 산출 수단(102)으로 구해진 목표 연료 압력과 연료 압력 센서(523)로 검출된 실제 연료 압력과의 편차(△P)를 구하고, 이 편차에 소정의 계수를 곱해 비례분 제어량(Pc)을 구한다. 또, 이 편차치(△P)가 소정치(예컨대 5㎏/㎡)보다도 클 때에는 전번의 적분분 제어량에 고정치를 가산하여 새로운 적분분 제어량(Ic)을 구한다. 그리고, 비례분 제어량(Pc)과 적분분 제어량(Ic)의 합을 피드백 제어량으로 하여 출력한다. 기본 듀티치 보정 수단(107)은 기본 듀티치 산출 수단(101)으로부터의 기본 듀티치를 연료 압력 보정량 산출 수단(104)으로부터의 피드백 제어량으로 보정하여 그 보정 듀티치를 출력 제어 수단(513)에 공급한다.
이와 같은 피드백 제어가 실행되고 있는 동안에는 도16의 스텝 3002에 있어서 목표 연료 압력이 도12의 t5 시점 이후에 도시되어 있는 바와 같이 소정치 이상으로 크게 변화한 것이 검출된 때에는 여기에서 예라고 판단되어 스텝 3003에서 그 시점에 있어서의 피드백량, 즉 그 시점에 있어서의 연료 압력 보정량 산출 수단(104)의 출력을 메모리(110)에 보유하는 동시에, 피드백 허가 플랙을 해제하여 이 흐름을 종료한다. 피드백 허가 플랙이 해제되면 피드백 제어는 정지되고, 연료 압력 보정량 산출 수단(104)은 보정량을 기본 듀티치 보정 수단(107)으로 공급하지 않는다. 이 피드포워드 제어의 기간은 도12의 시점 t5에서 t7까지의 기간에 상당하고, 이 동안에는 기본 듀티치에 스텝 3003에서 보유한 피드백량을 가산한 듀티치를 기초로 하여 피드포워드 제어가 행해진다.
이 피드포워드 제어 상태에 있어서, 도16의 스텝 3002에서 목표 연료 압력의 변화가 소정치 이하로 작게 되었다고 판단된 때에는 스텝 3005에서 피드백 개시 판정 플랙이 설정되기 때문에 도17의 스텝 1001에서 예로 판단되고, 스텝 1002이하의 스텝에서 미리 설명한 것과 마찬가지인 동작으로 실제 연료 압력이 소정의 범위 내로 안정하게 보유되어 있는 것을 확인하여 피드백 허가 플랙을 설정한다. 그 결과, 도12의 시점 t7에서부터 재차 피드백 제어가 개시된다.
엔진이 어떠한 이유로 정지해 버린 때에는 엔진의 재시동을 고려하여 배관(542) 내의 연료 압력을 높은 상태로 유지해 두는 것이 바람직하다. 도18은 엔진 급정지시에 연료 압력을 보유하기 위한 동작 흐름이며, 이는 출력 듀티치 연산 수단(106)으로 실행된다.
도18에 있어서, 먼저 스텝 6001에서 점화 스위치가 온에서 오프로 되어 있는지를 판단한다. 여기에서 예로 판단되면 엔진 정지후 즉각 엔진 시동 조작이 행해지는 것을 고려하여 우선 스텝 6002에서 출력 듀티 0% 플랙을 설정한다. 그 결과, 출력 듀티치 연산 수단(106)은 이 이후의 제어 듀티를 0%로 하여 배관(542) 내의 잔류 압력을 보유하도록 제어한다. 점화 스위치가 꺼져 있지 않을 때에는 스텝 6001에서는 아니오라고 판단되고, 스텝 6003에서 엔진 급정지인지를 판단한다. 여기에서 엔진 급정지라고 판단되면 즉각 엔진이 재시동되는 것을 고려하여 스텝 6002에서 출력 듀티 0% 플랙이 설정되며, 출력 듀티치 연산 수단(106)은 이 이후의 제어 듀티를 0%로 하여 배관(542) 내의 잔류 압력을 보유한다. 한 편, 스텝 6003에서 엔진 급정지가 아니라고 판단되면 스텝 6004에서 출력 듀티 0% 플랙을 해제하여 이 흐름을 종료한다.
배터리 전압은 기온이 낮을 때이든지 경시 변화에 따른 열화 등의 사정으로 인해 변화한다. 도5에서 설명한 바와 같이, 배터리 전압에 의존하여 제어 듀티와 연료 압력 관계를 나타내는 특성이 다르다. 따라서, 배터리 전압이 통상시보다도 저하된 때 그 보상을 할 필요가 있다. 도19는 그 보상을 하기 위한 흐름을 도시하고 있다. 이 흐름은 출력 듀티치 연산 수단(106)으로 소정 시간마다 기동되고, 스텝 7001에서 배터리 전압의 보정 연산이 행해진다. 이 보정 연산에서는 기본 듀티는 기준 배터리 전압을 기초로 하여 정의하도록 되어 있으므로, 현실의 배터리 전압으로 출력 듀티치를 보정하도록 하고 있다. 즉, 피드백 제어로 산출된 제어 듀티를 Dc로 하고, 기준 배터리 전압을 Vbase, 현실의 배터리 전압을 Vb라 하면 보정 듀티치 Dout는,
Dout ＝ Dc×(Vbase/Vb)
로 하여 구할 수 있다.
다음에 연료 분무가 거의 0에 상당하는 최소의 연료 분사 조건이 성립한 때, 연료 차단을 나타내는 F/C 신호를 발생하고, 제어 듀티치를 100%로 하여 가변 P/reg(513)의 개구 면적을 최대 상태로 한다. 이 상태에서는 배관 내의 연료 압력은 특별한 제어하에는 없고 인젝터(508)로부터의 연료 분무량도 0이다. 따라서, 연료 배출 면적이 최대로 됨으로써 펌프(511)로부터 배출되는 마모분이나 배관(542) 내에 유입하는 먼지 등을 가변 P/reg(513)를 거쳐서 특히 그 밸브 시트(700)와 볼 밸브 부재의 부분으로부터 제거할 수 있다. 이와 같은 동작은 출력 듀티치 연산 수단(106)에 의해 행해진다. 이하, 그 동작을 도20부터 도22를 참조하여 설명하기로 한다.
도20에 도시한 바와 같이 시점 ta에 있어서 F/C 신호를 받아 듀티치를 100%의 상태로 하면 실제 연료 압력은 그 시점부터 목표 연료 압력보다도 강하한다. 그 후, tb의 시점에서 F/C 신호가 해제된 때에는 예컨대 F/C 신호의 발생 당초와 같은 제어량을 주었다 하더라도 실제 연료 압력은 낮은 상태로부터 피드백 제어로 설정된 목표 연료 압력으로 갑자기는 이행할 수 없고, 도20의 tb 시점 이후에 도시하고 있는 바와 같이, 연료 압력은 시간적 지연을 갖고 목표 연료 압력에 가까워진다. 엔진 제어상에서는 실제 연료 압력이 목표 연료 압력에 신속하게 추종하는 것이 바람직하므로, 그와 같은 시간 지연을 신속하게 해소할 필요가 있다. 출력 듀티치 연산 수단(106)은 상기와 같은 F/C 상태로부터 회복된 때의 연료 압력의 추종 지연을 최소로 하도록 제어한다. 즉, 최종의 제어 듀티치에 오프셋량을 부여하여 듀티치를 작게 하여 연료 압력의 회복을 빠르게 하도록 하고 있다.
도21은 소정 시간마다 기동되는 F/C 신호를 검출하는 시점 ta에 있어서의 동작 흐름이다. 이 흐름이 기동되면 스텝 8001에서 F/C 신호가 입력되었는지를 검지하고, 예이면 그 시점에 있어서의 연료 압력 보정량 산출 수단(104)의 출력인 피드백량(F/B)을 메모리(110)에 기억시키는 동시에, 듀티 100% 플랙을 설정하여 이 흐름을 종료한다. 한 편, 스텝 8001에서 아니오라고 판단되면 스텝 8003에서 듀티 100% 플랙을 해제하여 이 흐름을 나온다. 스텝 8002에서 듀티 100% 플랙이 설정되어 그것이 유지되어 있는 동안에는 출력 듀티치 연산 수단(106)은 가변 P/reg(513)를 듀티 100%에서 동작시키고, 배관(542) 내 및 가변 P/reg(513) 내의 마모분이나 먼지 등을 신속하게 배출시킨다.
도22는 F/C 신호가 해제된 때에 tb에 있어서의 동작 흐름을 도시하고 있다. 이 흐름이 기동되면 스텝 8010에서 도21의 스텝 8002에서 설정되어야 할 듀티 100% 플랙이 일단 설정된 후에 해제되었는지를 판단한다. 여기에서 아니오라고 판단되면 이 흐름은 종료하지만, 예라고 판단된 때에는 F/C 신호가 해제된 때 tb이기 때문에 스텝 8011에서 그 회복시에 듀티를 설정한다. 그 회복시 듀티는 그 시점에 있어서의 기본 듀티치 산출 수단(101)으로부터 출력된 기본 듀티치와 도21의 스텝 8002에서 메모리에 기억된 피드백량(F/B)과 제어 듀티치를 감소시키도록 미리 정한 오프셋량을 가산함으로써 결정된다. 이와 같이 하여 결정된 듀티치를 기초로 하여 연료 압력의 피드백 제어가 행해지므로, 이 오프셋량을 부여함으로써 배관(542) 내의 연료 압력 회복을 빠르게 할 수 있다. 또, 오프셋량은 경험을 기초로 하여 정해진다. 또, 오프셋량의 해제는 연료 압력이 충분히 회복된 시기에 행할 수 있다.
오프셋량을 시간의 경과와 함께 점점 감소시켜 최종적으로 오프셋량을 0으로 할 수도 있다. 이와 같은 동작을 실행하기 위한 동작 흐름을 도23에 도시하고 있다. 이 동작 흐름을 실행하는 데에 있어서, 미리 도22의 스텝 8011에서 감쇠 플랙을 설정해 둔다. 그 후, 도23의 흐름이 기동된다. 먼저, 스텝 8021에서 그 감쇠 플랙이 설정되어 있는지 아닌지를 체크한다. 여기에서 아니오라고 판단되면 이 흐름은 종료하지만, 예라고 판단되면 스텝 8022에서 현재의 오프셋량으로부터 미소 오프셋분을 가산하여 새로운 오프셋량을 설정한다. 그리고, 스텝 8023에서 새로운 오프셋량이 0 또는 마이너스로 되었는지를 판정한다. 여기에서 아니오이면 이 흐름을 종료한다. 여기에서 예이면 오프셋량은 거의 해소한 것으로 볼 수 있으므로 스텝 8024로 진행하고, 여기에서 감쇠 플랙을 해제하여 이 흐름을 종료한다. 또, 스텝 8023에서는 0 대신에 소정의 작은 값과 비교하도록 하여도 좋다. 도23의 동작 흐름은 소정 시간마다 반복 실행되기 때문에, 도20의 시점 tb 이후에 도시되어 있는 바와 같이 제어 듀티치의 오프셋분은 단계적으로 작아진다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 고압 연료 시스템의 연료 압력 제어 수단에 연료 압력 신호를 출력하여 실제 연료 압력을 목표 연료 압력치와 일치시키도록 피드백 제어하는 것에 있어서, 시동시의 연료 압력 제어와 목표 연료 압력의 급격한 변화시 등 과도시의 연료 압력 제어를 개선할 수 있고, 연료 공급계, 배관계에 혼입하는 이물 등을 배제할 수 있다.

Claims (35)

  1. 엔진의 기통 내로 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(508),
    상기 연료 분사 밸브에 연료를 유도하는 배관(542),
    연료를 연료 공급계로부터 상기 배관으로 송입하는 연료 펌프(511),
    연료를 상기 배관으로부터 상기 연료 공급계로 배출함으로써 상기 배관 내의 연료를 조정하는 연료 압력 조정기(513) 및
    엔진 동작 변수를 기초로 하여 결정된 제어 신호를 상기 연료 압력 조정기에 주어 상기 배관 내의 연료 압력을 피드백 제어하는 제어 유닛(515)을 구비하고,
    상기 제어 유닛은 상기 배관 내의 연료 압력이 과도적으로 변화하는 기간 중의 적어도 일부에 있어서 상기 연료 압력 조정기를 고정치를 기초로 하여 피드포워드 제어하는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 엔진의 시동 조작을 한 때로부터 소요 시간(t0 부터 t3) 동안에 상기 연료가 상기 배관으로부터 배출되지 않도록 상기 연료 압력 조정기를 피드포워드 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 듀티치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 상기 듀티치를 0으로 하도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 시동 조작은 운전수가 개시 스위치를 온으로 한 때인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 소요 시간은 상기 시동 조작시로부터 상기 엔진이 시동 개시할 때까지의 시간인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 또 상기 배관 내의 연료 압력이 미리 정한 값을 넘은 때, 그 연료 압력의 상승을 제한하는 또 하나의 조정기(540)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 엔진이 시동된 때로부터 소정 시간(Tmax)의 동안에 상기 제어 신호를 소정치로 설정하여 상기 연료 압력 조정기를 피드포워드 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 엔진 동작 변수는 엔진 회전수와 엔진 부하인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 엔진 동작 변수는 엔진 회전수와 분사 연료량인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 엔진이 정지한 때, 상기 연료가 상기 배관으로부터 배출되지 않도록 상기 연료 압력 조정기를 피드포워드 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 듀티치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 상기 듀티치를 0%로 하도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 분사 밸브가 연료의 분사를 중단한 것을 검출한 때, 상기 연료 압력 조정기를 실질적으로 해방하여 상기 배관 내의 연료를 상기 연료 공급계에 배출하도록 하는 소정의 제어 신호로 상기 연료 압력 조정기를 피드포워드 제어하는 피드포워드 제어 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 듀티치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 상기 듀티치가 실질적으로 100%가 되도록 한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 연료 압력 조정기의 듀티치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또 배터리 전압을 받아들이는 수단과 그 배터리 전압과 미리 정한 기준 배터리 전압의 비를 기초로 하여 상기 제어 신호를 보정하는 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  19. 엔진의 기통 내로 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(508),
    상기 연료 분사 밸브에 연료를 유도하는 배관(542),
    연료를 연료 공급계로부터 상기 배관으로 송입하는 연료 펌프(511),
    연료를 상기 배관으로부터 상기 연료 공급계로 배출함으로써 상기 배관 내의 연료 압력을 조정하는 연료 압력 조정기(513) 및
    엔진 동작 변수를 기초로 하여 결정된 제어 신호를 상기 연료 압력 조정기에 부여하여 상기 배관 내의 연료 압력을 제어하는 제어 유닛(515)을 구비하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 엔진 동작 변수를 기초로 하여 기본 제어 신호를 결정하는 기본 제어 신호 결정 수단(101)과,
    상기 엔진 동작 변수를 기초로 하여 상기 배관 내의 목표 연료 압력을 결정하는 목표 연료 압력 결정 수단(102)과,
    상기 목표 연료 압력과 상기 기관 내 실제 연료 압력의 편차를 기초로 하여 상기 기본 제어 신호를 보정하는 보정 신호를 산출하는 보정 신호 산출 수단(104)과,
    상기 기본 제어 신호를 상기 보정 신호로 보정함으로써 얻어진 제어 신호를 기초로 하여 상기 연료 압력 조정기를 피드백 제어하는 피드백 제어 수단(106, 107)과,
    상기 배관 내 연료 압력의 과도적인 변화를 검출하는 과도적 변화 검출 수단(106, 5001, 3002)과,
    상기 검출 수단으로 과도적 변화를 검출한 때부터 그 과도적 변화가 해제될 때까지의 동안에 상기 기본 제어 신호를 기초로 하여 상기 연료 압력 조정기를 피드포워드 제어하는 피드포워드 제어 수단(3003, 1005)을 구비한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 엔진 동작 변수는 상기 엔진의 회전수와 상기 엔진의 부하인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 엔진의 부하는 상기 연료 분사 밸브로부터의 분사 연료량인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 보정 신호 산출 수단은 또 상기 보정 신호를 소정 상한치 또는 소정 하한치로 제한하여 출력하는 리미터 처리 수단(105)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 과도적 변화 검출 수단은 상기 엔진이 시동된 상태를 검지하는 시동 검지 수단(2001)인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또 상기 시동 검지 수단이 엔진의 시동을 검지한 때로부터 소정 시간(Tmax)의 동안에 상기 피드포워드 제어를 실행시키는 수단(2001)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  25. 제19항에 있어서, 상기 과도적 변화 검출 수단은 상기 피드백 제어가 실행되고 있을 때에 상기 목표 연료 압력이 급변한 것을 검출하는 수단(3002)인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또 상기 과도적 변화 검출 수단이 상기 목표 연료 압력의 급변을 검출한 때, 상기 보정 신호 산출 수단의 상기 보정 신호를 메모리(110)에 기억시키는 수단(3003)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 피드포워드 제어 수단은 상기 기본 제어 신호를 상기 메모리에 기억된 보정 신호로 보정함으로써 얻어진 신호를 상기 제어 신호로서 출력하는 수단인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  28. 제19항에 있어서, 상기 피드포워드 제어 수단은 상기 실제 연료 압력이 소정 시간에 걸쳐 소정의 범위 내로 유지된 것을 검지하는 피드백 허가 판정 수단(1001 내지 1004)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또 상기 허가 판정 수단의 검지에 응답하여 상기 피드포워드 제어를 중단하고 상기 피드백 제어를 실행시키는 수단(1004)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  30. 엔진의 기통 내로 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(508),
    상기 연료 분사 밸브에 연료를 유도하는 배관(542),
    연료를 연료 공급계로부터 상기 배관으로 송입하는 연료 펌프(511),
    연료를 상기 배관으로부터 상기 연료 공급계로 배출함으로써 상기 배관 내의 연료 압력을 조정하는 연료 압력 조정기(513) 및
    엔진 동작 변수를 기초로 하여 결정된 제어 신호를 상기 연료 압력 조정기에 주어 상기 배관 내의 연료 압력을 제어하는 제어 유닛(515)을 구비하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 엔진 동작 변수를 기초로 하여 기본 제어 신호를 결정하는 기본 제어 신호 결정 수단(101)과,
    상기 엔진 동작 변수를 기초로 하여 상기 배관 내의 목표 연료 압력을 결정하는 목표 연료 압력 결정 수단(102)과,
    상기 목표 연료 압력과 상기 배관 내 실제 연료 압력의 편차를 기초로 하여 상기 기본 제어 신호를 보정하는 보정 신호를 산출하는 보정 신호 산출 수단(104)과,
    상기 기본 제어 신호를 상기 보정 신호로 보정함으로써 얻어진 제어 신호를 기초로 하여 상기 연료 압력 조정기를 피드백 제어하는 피드백 제어 수단(106, 107)과,
    상기 연료 분사 밸브가 연료의 분사를 중단한 것을 검출하는 연료 차단 검출 수단(8001)과,
    상기 연료 차단 검출 수단이 연료 분사의 중단을 검출한 때에 상기 연료 압력 조정기를 실질적으로 최대의 연료 배출량이 되도록 피드포워드 제어하는 피드포워드 제어 수단(8002)을 구비한 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또 연료 분사의 중단이 해제된 때에 상기 피드포워드 제어를 중단하고 상기 피드백 제어를 실행하도록 한 피드백 회복 수단(8011)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 피드포워드 제어 수단은 상기 연료 차단 검출 수단이 연료 분사의 중단을 검출한 때에 상기 보정 신호 산출 수단으로 산출된 보정 신호를 메모리에 기억시키는 수단(8002)을 갖고 있고,
    또, 상기 피드백 회복 수단은 상기 메모리에 기억된 상기 보정 신호로 상기 기본 제어 신호 결정 수단으로부터의 기본 제어 신호를 보정하는 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 피드백 회복 수단은 상기 기본 제어 신호 결정 수단으로부터의 기본 제어 신호에 상기 실제 연료 압력이 상기 목표 연료 압력에 신속하게 접근시키기 위한 오프셋 신호를 가산하는 수단(8011)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 피드백 회복 수단은 상기 오프셋 신호를 0이 될 때까지 점점 감소시키는 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
  35. 제30항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 배관으로부터 상기 연료 공급계로의 연료 배출량을 듀티치로 제어하는 신호이며,
    상기 피드포워드 제어 수단은 상기 듀티치를 실질적으로 100%로 제어하는 수단인 것을 특징으로 하는 기통 내 분사 엔진의 연료 압력 제어 장치.
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