(57)【要約】    【課題】  コモンレールに設けられたリリーフ弁が開弁するような異常な燃料圧上昇を確実に防止し、良好な機関運転性を維持することができる内燃機関の燃料供給装置を提供する。    【解決手段】  機関運転状態に応じて基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰが算出される。燃料圧ＰＦに応じて引き去り量ΔＰＦＣＭＤが算出され、基本目標燃料圧ＰＦＣＭＤから引き去り量ΔＰＦＣＭＤを減算することにより、目標燃料圧ＰＦＣＭＤが算出される。目標燃料圧ＰＦＣＭＤと検出燃料圧ＰＦとの偏差ΔＰＦが「０」となるように、高圧ポンプの吐出量指示値ＦＲが算出される。引き去り量ΔＰＦＣＭＤは、燃料圧ＰＦが所定燃料圧ＰＦＴＨより小さいとき「０」に設定され、所定燃料圧ＰＦＴＨ以上であるとき所定値ＤＰＦ０に設定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動される燃料ポンプと、該燃料ポンプにより加圧された燃料を保持する蓄圧手段と、該蓄圧手段内の燃料圧が所定上限圧を超えると開放するリリーフ手段と、前記蓄圧手段に接続され、前記機関の燃焼室内に燃料を噴射する噴射手段とを備える、内燃機関の燃料供給装置において、
前記蓄圧手段内の燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、
検出した燃料圧が目標燃料圧となるように前記燃料ポンプの吐出量を制御する燃料圧制御手段とを備え、
前記燃料圧制御手段は、検出された燃料圧が所定燃料圧以上のときに、前記目標燃料圧を低下させ、前記リリーフ手段の開放を抑制することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料ポンプにより加圧した燃料を燃料蓄圧器（コモンレール）に保持し、燃料蓄圧器から燃料噴射弁に加圧した燃料を供給するようにした燃料供給装置が示されている。この装置によれば、燃料蓄圧器内の燃料圧が目標燃料圧より所定値以上大きくなったときに、燃料ポンプの吐出量が最低に制御されるとともに、燃料蓄圧器に設けた電磁弁が開弁され、燃料蓄圧器内の燃料圧を目標燃料圧に迅速に収束させる技術が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−７２５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料圧が異常に高くなったときに開弁するリリーフ弁が設けられたコモンレールであって、リリーフ弁が一度開弁すると、元の閉弁状態に復帰するまでに相当の時間を要するものを用いる場合には、以下のような課題がある。
【０００５】
燃料タンクからコモンレールに至る経路において燃料に空気が混入すると、コモンレール内の燃料圧が一時的に低下するため、フィードバック制御により燃料ポンプの吐出量を増加させる制御が行われる。その状態で、空気の混入がなくなると、燃料ポンプの吐出量が過大となり、コモンレール内の燃料圧が異常上昇してリリーフ弁が開弁し、元の閉弁状態に復帰するまでの間、機関の運転性が悪化する。上記特許文献１に示された技術は、燃料蓄圧器に設けた電磁弁がリリーフ弁に相当し、電磁弁を開弁することにより、実燃料圧を迅速に目標燃料圧に収束させるものである。すなわち特許文献１に示された技術は、電磁弁（リリーフ弁）の開弁を回避しようとするものではなく、リリーフ弁の開弁による上記不具合を防ぐことはできない。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、コモンレールに設けられたリリーフ弁が開弁するような異常な燃料圧上昇を確実に防止し、良好な機関運転性を維持することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関により駆動される燃料ポンプ（６）と、該燃料ポンプ（６）により加圧された燃料を保持する蓄圧手段（１０）と、該蓄圧手段（１０）内の燃料圧（ＰＦ）が所定上限圧（ＰＦＭＡＸ）を超えると開放するリリーフ手段（１１）と、前記蓄圧手段（１０）に接続され、前記機関の燃焼室内に燃料を噴射する噴射手段（１４）とを備える、内燃機関の燃料供給装置において、前記蓄圧手段（１０）内の燃料圧（ＰＦ）を検出する燃料圧検出手段（２１）と、検出した燃料圧（ＰＦ）が目標燃料圧（ＰＦＣＭＤ）となるように前記燃料ポンプ（６）の吐出量を制御する燃料圧制御手段とを備え、前記燃料圧制御手段は、検出された燃料圧（ＰＦ）が所定燃料圧（ＰＦＴＨ）以上のときに、前記目標燃料圧（ＰＦＣＭＤ）を低下させ、前記リリーフ手段（１１）の開放を抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、検出した燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプの吐出量が制御され、検出された燃料圧が所定値以上のときに、目標燃料圧が低減され、リリーフ手段の開放が抑制される。したがって、燃料に空気が混入し、その後空気の混入が無くなるような事態が発生したときは、目標燃料圧を低下させることにより、燃料ポンプの吐出量が減量されるので、リリーフ手段が開放されることがなく、良好な機関運転性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる燃料供給装置の構成を示す図である。この燃料供給装置は、図示しない内燃機関（以下「エンジン」という）の燃焼室に設けられる燃料噴射弁１４により燃料をエンジンに供給するものである。本実施形態は、４気筒エンジンに対応するものであるが、燃料噴射弁１４は１気筒分のみ図示している。
【００１０】
燃料タンク１は、燃料供給通路２を介してストレーナ３に接続され、ストレーナ３は燃料供給通路４を介してギアポンプ５に接続されている。ギアポンプ５は、高圧ポンプ６と一体に構成されており、ギアポンプ５によって吸引された燃料は、高圧ポンプ６に供給され、加圧される。ギアポンプ５及び高圧ポンプ６は、前記エンジンにより駆動される。
【００１１】
高圧ポンプ６には吐出量制御弁７が設けられており、吐出量制御弁７を通過した燃料は、高圧通路９を介してコモンレール１０に供給され、保持される。また高圧ポンプ６は、戻し通路８を介して燃料タンク１に接続されており、高圧ポンプ６において過剰となった燃料は戻し通路８を介して燃料タンク１に戻される。
【００１２】
コモンレール１０には、リリーフ弁１１が設けられている。リリーフ弁１１は、コモンレール１０内の燃料圧ＰＦが所定上限圧ＰＦＭＡＸ（例えば１８５ＭＰａ）を超えると開弁する。リリーフ弁１１は、一度開弁すると、燃料圧ＰＦが所定下限圧ＰＦＭＩＮ（例えば１２ＭＰａ）に達するまで開弁状態を維持し、燃料圧ＰＦが所定下限圧ＰＦＭＩＮより低下すると閉弁する。リリーフ弁１１は戻し通路１２を介して戻し通路８に接続されており、リリーフ弁１１が開弁したときに流出する燃料は、戻し通路１２及び８を介して燃料タンク１に戻される。コモンレール１０には、燃料圧ＰＦを検出する燃料圧センサ２１が設けられており、その検出信号は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に供給される。
【００１３】
燃料噴射弁１４は、燃料通路１３を介してコモンレール１０に接続されている。また燃料噴射弁１４は、ＥＣＵ２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０により開閉制御される。燃料噴射弁１４は、接続部１５において戻し通路１２に接続されており、過剰となった燃料は戻し通路１２を介して燃料タンク１に戻される。図１には、他の３気筒に対応する接続部１５が示されているが、他の３気筒に対応する燃料噴射弁１４は省略されている。
【００１４】
ＥＣＵ２０には、前記エンジンにより駆動される車両のアクセルペダルの操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ２２及び前記エンジンの回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ２３が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ２０に供給される。
【００１５】
ＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じて目標燃料圧ＰＦＣＭＤを算出し、検出される燃料圧ＰＦが目標燃料圧ＰＦＣＭＤと一致するように、吐出量制御弁７を制御する。
【００１６】
ＥＣＵ２０は、上記センサ及び図示しない他のセンサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、吐出量制御弁７、燃料噴射弁１４などに駆動信号を供給する出力回路から構成される。
【００１７】
図２は、吐出量制御弁７の吐出量指示値ＦＲを算出するモジュールの構成を示すブロック図である。このモジュールの機能は、実際にはＥＣＵ２０のＣＰＵによる演算処理により実現される。
【００１８】
図２に示すモジュールは、基本目標燃料圧算出部３１と、引き去り量算出部３２と、第１及び第２減算部３３，３４と、吐出量指示値算出部３５とを備えている。基本目標燃料圧算出部３１は、エンジン回転数ＮＥ及びアクセルペダル操作量ＡＰに応じてＰＦマップを検索し、基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰを算出する。基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰは、所定上限圧ＰＦＭＡＸより低い目標燃料圧上限値ＰＦＣＭＤＨ（例えば１６０ＭＰａ）以下の値に設定されている。
【００１９】
引き去り量算出部３２は、検出される燃料圧ＰＦに応じて引き去り量ΔＰＦＣＭＤを算出する。具体的には、燃料圧ＰＦが所定燃料圧ＰＦＴＨより低いときは、引き去り量ΔＰＦＣＭＤを「０」に設定し、燃料圧ＰＦが所定燃料圧ＰＦＴＨ以上であるときは、引き去り量ΔＰＦＣＭＤを所定値ＤＰＦ０（例えば１５０ＭＰａ）に設定する。所定燃料圧ＰＦＴＨは、上記目標燃料圧上限値ＰＦＣＭＤＨより若干高く、所定上限圧ＰＦＭＡＸより低い値（例えば１６７ＭＰａ）に設定される。
【００２０】
第１減算部３３は、基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰから引き去り量ΔＰＦＣＭＤを減算することにより、目標燃料圧ＰＦＣＭＤを算出する。したがって、引き去り量ΔＰＦＣＭＤが「０」であるときは、目標燃料圧ＰＦＣＭＤは、基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰと一致し、引き去り量ΔＰＦＣＭＤが所定値ＤＰＦ０に設定されると、目標燃料圧ＰＦＣＭＤは、基本目標燃料圧ＰＦＭＡＰより所定値ＤＰＦ０だけ小さい値に修正される。
【００２１】
第２減算部３４は、目標燃料圧ＰＦＣＭＤから検出燃料圧ＰＦを減算し、偏差ΔＰＦを算出する。吐出量指示値算出部３５は、偏差ΔＰＦが「０」となるように、ＰＩＤ（比例積分微分）制御により、吐出量指示値ＦＲを算出する。
ＥＣＵ２０は、吐出量指示値ＦＲに応じた駆動信号を吐出量制御弁７に供給し、高圧ポンプ６の吐出量を制御する。
【００２２】
以上のように本実施形態では、検出される燃料圧ＰＦが所定燃料圧ＰＦＴＨ以上となったときは、目標燃料圧ＰＦＣＭＤを所定値ＤＰＦ０だけ低下させ、それにより燃料圧ＰＦを低下させるようにしたので、リリーフ弁１１が開弁するような異常な燃料圧上昇を確実に防止することができる。その結果、良好な運転性を維持することができる。
【００２３】
本実施形態では、高圧ポンプ６が燃料ポンプに相当し、コモンレール１０が蓄圧手段に相当し、リリーフ弁１１がリリーフ手段に相当し、燃料噴射弁１４が噴射手段に相当し、燃料圧センサ２１が燃料圧検出手段に相当する。また吐出量制御弁７及びＥＣＵ２０が燃料圧制御手段に相当する。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、図３に破線で示すように引き去り量ΔＰＦＣＭＤを設定したが、同図に実線で示すように、燃料圧ＰＦが所定圧ＰＦＨ（例えば１７１ＭＰａ）に達するまでは「０」から徐々に引き去り量ΔＰＦＣＭＤを増加させ、燃料圧ＰＦが所定圧ＰＦＨに達すると、引き去り量ΔＰＦＣＭＤを所定値ＤＰＦ０に設定するようにしてもよい。
【００２５】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどに適用する燃料供給装置にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料供給装置の構成を示す図である。
【図２】燃料圧制御を行うモジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】引き去り量（ΔＰＦＣＭＤ）を算出するテーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  燃料タンク
６  高圧ポンプ（燃料ポンプ）
７  吐出量制御弁（燃料圧制御手段）
１０  コモンレール（蓄圧手段）
１１  リリーフ弁（リリーフ手段）
１４  燃料噴射弁（噴射手段）
２０  電子制御ユニット（燃料圧制御手段）
２１  燃料圧センサ（燃料圧検出手段）
【図１】
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【図２】
2008014187.tif 000004
【図３】
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