(57)【要約】    【課題】リターンレス燃料供給装置において、燃料カット直前に燃圧が上昇した場合であっても、燃料カットによる燃費改善効果を損なうことなく、燃料カットリカバー直後に安定した燃料噴射を行えるようにする。    【解決手段】リターンレス燃料供給装置において、通常時は、検出されたエンジン負荷（吸入空気量ＱＡ）およびエンジン回転数ＮＥに基づいて目標燃圧ＴＰＦを設定する（Ｓ５）。一方、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には、燃料カットリカバー条件が成立するときのエンジン負荷およびエンジン回転数ＮＥに対応する燃圧を目標燃圧ＴＰＦとする（Ｓ２〜Ｓ４）。そして、実際の燃圧ＰＦが目標燃圧ＴＰＦとなるように燃料ポンプを制御する。【選択図】図４
2008309074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の余剰分を燃料タンクへと戻すリターン通路を廃止したエンジンのリターンレス燃料供給装置であって、
エンジン運転条件を検出する運転条件検出手段と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の燃圧を検出する燃圧検出手段と、
前記運転条件検出手段により検出されたエンジン運転条件に基づいて前記燃料噴射弁に供給される燃料の目標燃圧を設定し、前記燃圧検出手段により検出される燃圧が前記目標燃圧となるように前記燃料ポンプを制御する燃圧制御手段と、
所定の燃料カット許可条件が成立すると前記燃料噴射弁の燃料噴射を停止させる燃料カットを行い、その後、所定の燃料カットリカバー条件が成立すると前記燃料噴射弁の燃料噴射を再開させる燃料カット手段と、を備え、
前記燃圧制御手段は、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には前記目標燃圧を低下させることを特徴とするエンジンのリターンレス燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃圧制御手段は、前記直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には、前記目標燃圧を、前記燃料カットリカバー条件が成立するときのエンジン運転条件に対応する燃圧とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンのリターンレス燃料供給装置。
【請求項３】
エンジン負荷およびエンジン回転数をパラメータとして割り付けられた目標燃圧マップを有し、
前記燃圧制御手段は、検出されたエンジン負荷およびエンジン回転数に基づく前記目標燃圧マップの参照値を前記目標燃圧とする通常の目標燃圧設定を行う一方、
前記直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時においては、前記燃料カットリカバー条件が成立するときのエンジン負荷およびエンジン回転数に基づく前記目標マップの参照値を前記目標燃圧とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエンジンのリターンレス燃料供給装置。
【請求項４】
前記エンジンの出力軸に連結された自動変速機と、
前記自動変速機の変速操作時に、エンジン回転数を変速後のエンジン回転数に同期させる回転同期制御を実行する回転同期制御手段と、を備え、
前記直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時が、コースト走行中のダウンシフト操作に伴う前記回転同期制御の実行中であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンのリターンレス燃料供給装置。
【請求項５】
前記直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時が、前記エンジンと駆動系とが非連結状態でアクセルペダルが踏み込まれたときであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジンのリターンレス燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、詳しくは、燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の余剰分を燃料タンクへと戻すリターン通路を廃止したリターンレス燃料供給装置における燃圧制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の余剰分を燃料タンクへと戻すリターン通路を廃止したリターンレス燃料供給装置が知られている。このリターンレス燃料供給装置では、燃料カットが行われている間は燃圧が保持される状態となる（換言すれば、燃圧を積極的に降下させることができない）ため、この保持される燃圧が高すぎると、燃料カットを終了した直後（燃料カットリカバー直後）の燃料噴射によって、過度にリッチとなったり、燃料噴射量のバラツキを招いたりするおそれがある。
【０００３】
特許文献１に記載の燃圧制御装置では、燃料カット条件が成立すると、所定時間だけ燃料噴射を継続させ、燃圧を低下させてから燃料カットを実行している。
【特許文献１】特開２００２−２４２７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、特に燃料カット条件が成立する直前にエンジン出力を上昇させる場合（例えば、ダウンシフト時にエンジン回転数を変速後のエンジン回転数（変速機入力回転数）に近づける回転同期制御を行う場合）においては、エンジン出力の上昇要求によって燃圧を上昇させていたので、燃料カット条件の成立から燃料カットを実行するまでの時間（所定時間）を長く設定しなければ、燃圧を十分に低下させることができない。このため、燃料カット条件が成立したにもかかわらず、しばらくの間、燃料カットを実行することができず、燃料カットによる燃費改善効果が低減されてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、燃料カット条件の成立から燃料カットを実行するまでの時間を制限すると、直前に燃圧が上昇していることから、燃料カットの終了直後の燃料噴射において上述したような問題が残る。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、燃料カット直前にエンジン出力を上昇させる場合であっても、燃料カットによる燃費改善効果を損なうことなく、燃料カットリカバー直後に安定した燃料噴射を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明に係るエンジンのリターンレス燃料供給装置は、燃料噴射弁に供給される燃圧を検出されたエンジン運転条件に基づいて設定される目標燃圧に制御する構成において、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には前記目標燃圧を低下させるようにした。
【０００８】
ここで、前記目標燃圧を低下させる方法としては、あらかじめ設定された所定圧力だけ低下するようにしてもよいが、前記エンジン運転条件に基づいて（通常）設定される目標燃圧に代えて、燃料カットリカバー条件が成立するときのエンジン運転条件に対応する燃圧を目標燃圧として設定することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、リターンレス燃料供給装置において、通常時は、エンジン運転条件（エンジン負荷、エンジン回転数等）に応じた目標燃圧が設定され、この設定された目標燃圧となるように燃料ポンプが制御される。一方、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時においては、前記通常設定される目標燃圧を低下させる。このため、エンジン出力の上昇に伴う燃圧上昇を抑制し、燃料カット中に保持される燃圧が高くなってしまうことをあらかじめ防止できるので、燃料カットリカバー直後に必要以上に高い燃圧で燃料噴射を行うことを回避することができる。これにより、燃料カットリカバー直後の燃料噴射特性が安定し、過度にリッチとなったり、噴射量がばらついたりすることを防止して良好な燃焼安定性を確保できる。また、燃料カットの実行を遅延させる必要がないので、燃料カットによる燃費改善効果を十分に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンのシステム図である。
【００１２】
図１において、エンジン１の吸気通路２には、スロットルモータ３で駆動されるスロットル弁４が設けられている。また、エンジン１の出力軸には、自動変速機５が連結されている。
【００１３】
自動変速機５は、エンジン１の出力軸に連結されるトルクコンバータ６と、このトルクコンバータの出力側に連結される変速機構７と、この変速機構７中の各種変速要素（クラッチ等）の結合・開放操作を行う油圧制御機構８と、を備えている。自動変速機５は、結合状態にある変速要素を開放操作した後、別の変速要素を結合操作することで変速する。
【００１４】
油圧制御機構８に対する作動油圧は、各種電磁バルブを介して制御される。但し、ここでは、変速のためのシフトソレノイド９、１０と、トルクコンバータ６のロックアップのためのロックアップソレノイド１１のみを示してある。なお、この自動変速機５は、自動変速モードに加えて、ドライバによる手動変速が可能な手動変速モードを有しており、ドライバが選択できるようになっている。
【００１５】
図２は、本実施形態に係るエンジンの燃料供給系の概略構成を示している。
【００１６】
図２において、燃料タンク１２内には、吐出圧を可変制御する燃料ポンプ１３が設けられている。燃料ポンプ１３は、燃料タンク１２内の燃料を所定の燃圧で吐出し、燃料フィルタ１４、燃料配管１５およびデリバリ管１６を介して各気筒の燃料噴射弁１７に供給する。燃料噴射弁１７は、各気筒の燃焼室（図示省略）に臨んで配置されており、供給された燃料を燃焼室に直接噴射する。ここで、本実施形態に係る燃料供給系は、燃料噴射弁１７に供給された燃料の余剰分を燃料タンク１２へと戻すリターン通路を有しておらず、いわゆるリターンレス方式の燃料配管構成となっている。また、燃料ポンプ１３は、吐出圧（燃圧）を可変制御できるものであればよく、その方式等は問わない。
【００１７】
ＥＣＵ２０には、スロットル弁４の開度を検出するスロットル開度センサ２１、吸入空気量ＱＡを検出するエアフローメータ２２、アクセルペダルの踏込み量（アクセル操作量）ＡＰＳを検出するアクセル開度センサ２３、エンジン回転数ＮＥを検出する回転センサ２４、自動変速機５（の変速機構）のギヤ位置ＧＰを検出するギヤ位置センサ２５、モード（自動変速モード、手動変速モード）を設定するモードスイッチ２６、シフトレバー位置ＳＰを検出するシフト位置センサ２７、燃料噴射弁１７に供給される燃料の燃圧（デリバリ管１６内の燃圧）ＰＦを検出する燃圧センサ（燃圧検出手段）２８、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２９等の各種センサ類からの信号が入力される。
【００１８】
ＥＣＵ２０は、前記各種センサ類からの入力信号に基づいて、エンジン１側の制御および自動変速機５側の制御を実行する。以下に説明するように、ＥＣＵ２０が本発明の「燃圧制御手段」、「燃料カット手段」および「回転同期制御手段」としての機能を備える。
【００１９】
まず、自動変速機５側の制御を説明する。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、自動変速機５の変速制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ２０は、自動変速機５のモードが自動変速モードであるときは、アクセル操作量ＡＰＳ及び車速ＶＳＰに基づき、あらかじめ設定されたマップを参照すること等により最適な変速段を設定し、この設定した変速段となるようにシフトソレノイド９、１０を制御する。一方、自動変速機５のモードが手動変速モードであるときは、ドライバがシフトレバーを介して行うアップシフト操作又はダウンシフト操作に応じて、現在の変速段よりも１段アップシフト側又はダウンシフト側の変速段を設定し、この設定した変速段となるようにシフトソレノイド９、１０を制御する。
【００２１】
次に、エンジン１側の制御を説明する。
【００２２】
ＥＣＵ２０は、燃料噴射制御や点火時期制御を実行すると共に、燃料カット制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ２０は、所定の燃料カット許可条件が成立すると燃料噴射弁１７からの燃料噴射を停止させ（燃料カットを行い）、その後、燃料カットリカバー条件が成立すると燃料噴射弁１７からの燃料噴射を再開させる。ここで、所定の燃料カット許可条件は、例えば（ａ）アクセル操作量ＡＰＳがゼロであること、および、（ｂ）エンジン回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ１以上であること、であり、所定の燃料カットリカバー条件は、例えば、燃料カット中にエンジン回転数ＮＥが第２所定回転数ＮＥ２（＜ＮＥ１）以下となること、である。従って、アクセル操作量ＡＰＳがゼロとなる惰性走行（コースト走行）時には、通常、燃料カットが行われることになる（燃料カットが行われることが予測される）。
【００２３】
また、ＥＣＵ２０は、自動変速機５の変速操作時に、エンジン回転数ＮＥを変速後のエンジン回転数に近づける（同期させる）回転同期制御を実行する。この回転同期制御は、変速ショックを緩和するものであり、例えば、自動変速機５のモードが手動変速モードでダウンシフト操作されると実行される。
【００２４】
具体的には、手動変速モードでダウンシフト操作されると、すなわち、回転同期制御の要求が発生すると、現在の運転状態でダウンシフト後の変速機入力回転数を演算し、これをエンジン１の目標同期回転数として設定する。そして、この目標同期回転数と回転センサ２４によって検出される実際のエンジン回転数ＮＥとの偏差に基づき、エンジン回転数ＮＥが目標同期回転数に収束するように、エンジン出力（吸入空気量および燃料噴射量）を制御する。
【００２５】
ここで、ダウンシフト時の回転同期制御では、目標同期回転数が実際（現在）のエンジン回転数よりも高く設定されるから、回転同期制御中はエンジン出力を上昇させることになる（スロットル弁４を高開度まで開くことになる）。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ２０は、燃圧制御を実行する。この燃圧制御は、エンジン運転条件に応じて燃料噴射弁１７に供給される燃料の圧力を調整するものであり、エンジン１の負荷（吸入空気量ＱＡ）およびエンジン回転数ＮＥをパラメータとして割り付けられた目標燃圧マップ（図３参照）を参照して目標燃圧ＴＰＦを設定し、燃圧センサ２７によって検出される実際の燃圧ＰＦが目標燃圧ＴＰＦとなるように燃料ポンプ１３を制御することを基本とする。ここで、目標燃圧ＴＰＦは、エンジン１の負荷が大きいほど（吸入空気量ＱＡが多いほど）、また、エンジン回転数ＮＥが高いほど高く設定される（図３参照）。
【００２７】
ところで、既述したように、本実施形態のようなリターンレス方式の燃料配管構成を採用した場合には、燃料カットが実行されると燃料噴射弁１７の供給された燃料の燃圧（デリバリ管１６内の燃圧）はそのまま保持されることになる。通常は、燃料カット前に燃圧は徐々に降下する（あるいは、燃料噴射の調整等によって燃圧を徐々に降下させておく）ため、燃料カット中に燃圧が保持されたとしてもほとんど問題とはならない。
【００２８】
しかし、燃料カットの直前に燃圧が上昇した場合には、予定されている燃圧よりも高い燃圧で保持されてしまうため、燃料カットリカバー直後の燃料噴射によって過度にリッチとなったり、燃料噴射量のバラツキを招いたりするおそれがある。一方、燃料カットを実行するまで時間を遅延させて、燃料噴射によって燃圧を降下させることも考えられるが、直前に燃圧を上昇させていることから、十分に燃圧を降下させるには遅延時間を長く設定せざるを得ない。これでは、不必要な燃料噴射を行うこととなるし、燃料カットを行う時間も短くなるため、燃料カットの目的である燃費改善効果が損なわれてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る燃圧制御では、検出されたエンジン運転条件（ＱＡ、ＮＥ）に基づいて前記目標燃圧マップ（図３）を参照して目標燃圧ＴＰＦを設定することを基本としつつ（これを目標燃圧の通常設定とする）、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には、通常設定された目標燃圧を低下させるようにしている。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る燃圧制御を示すフローチャートである。本フローは、キースイッチがオンされることにより起動する。
【００３１】
図４において、Ｓ１では、燃圧ＰＦ、エンジン負荷（吸入空気量ＱＡ）およびエンジン回転数ＮＥを読込む。
【００３２】
Ｓ２では、エンジン出力の上昇要求（吸入空気量ＱＡ（スロットル開度）の増加要求、エンジン回転数ＮＥの上昇要求）が発生したか否かを判定する。
【００３３】
Ｓ３では、上記エンジン出力の上昇要求に従ってエンジン出力を上昇させた場合、その直後に燃料カット（Ｆ／Ｃ）を行うことが予測されるか否かを判定する。
【００３４】
上記Ｓ２、Ｓ３により、エンジン出力の上昇要求が発生し、かつ、エンジン出力を上昇させた直後に燃料カットを行うことが予測される場合にはＳ４に進む。例えば、コースト走行中にダウンシフト操作されると（コースト走行中に回転同期制御の要求が発生すると）Ｓ４に進む。
【００３５】
Ｓ４では、前記目標燃圧マップ（図３）において、読込んだ吸入空気量ＱＡ、エンジン回転数ＮＥに基づくマップ参照値ではなく、燃料カットリカバー条件が成立するとき、すなわち、エンジン負荷を（ほぼ）０、エンジン回転数ＮＥを第２所定回転数ＮＥ２としたときのマップ参照値を目標燃圧ＴＰＦとして設定する。そして、回転同期制御を実行している間、設定した目標燃圧ＴＰＦを保持する。
【００３６】
一方、Ｓ２またはＳ３で「ＮＯ」の場合には、Ｓ５に進み、読込んだ吸入空気量ＱＡ、エンジン回転数ＮＥに基づく前記目標燃圧マップ（図３）の参照値を目標燃圧ＴＰＦとして設定する（目標燃圧の通常設定）。
【００３７】
Ｓ６では、燃圧ＰＦが目標燃圧ＴＰＦとなるように燃料ポンプ１３を制御する。
【００３８】
図５は、前記回転同期制御時の各種状態量の変化を従来と比較して示したものである。
【００３９】
コースト走行中は燃料カットが実行される。このコースト走行中にダウンシフト操作される（回転同期制御の要求が発生する）と、燃料カットが停止されて回転同期制御が開始する。その後、回転同期制御が終了すると、燃料カット許可条件が成立して再び燃料カットが実行される。
【００４０】
従来は、回転同期制御によって目標燃圧ＴＰＦが上昇し（Ａ部）、実際の燃圧ＰＦが上昇した状態で燃料カットが実行されてしまうため、燃圧ＰＦが高い状態で保持される（Ｂ部）。この結果、燃料カットリカバー時に要求燃圧よりも高い燃圧で燃料噴射を行ってしまい（Ｃ部）、燃焼安定性の悪化を招いていた。
【００４１】
一方、本実施形態では、コースト走行中におけるダウンシフト操作時の回転同期制御の実行中は、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時であることから、そのときの運転条件にかかわらず、燃料カットリカバー条件の成立時に設定される燃圧を目標燃圧として設定する（Ｄ部）。これにより、燃料カットリカバー時に適正な燃圧で燃料噴射を行うことができ（Ｅ部）、良好な燃焼安定性を実現できる。
【００４２】
なお、以上の説明では、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力に上昇時として、コースト走行中におけるダウンシフト操作時、特に手動変速モードでのダウンシフト操作時の回転同期制御の実行中を挙げているが、自動変速モードのダウンシフト操作時であってもよい。また、無負荷レーシング時、すなわち、エンジンと駆動系とが非連結状態でアクセルペダルが踏み込まれたときも、エンジン出力が一時的に上昇しその後に燃料カットに移行するので、「直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時」に該当する。
【００４３】
さらに、直後に燃料カットを行うことが予測されるエンジン出力の上昇時には、検出されたエンジン運転条件（エンジン負荷、エンジン回転数）に基づいて目標燃圧マップ（図３）を参照するのではなく、燃料カットリカバー条件の成立時のエンジン運転条件に対応する燃圧を目標燃圧として設定するようにしているが、これに限られない。例えば、検出されたエンジン運転条件に基づいて（通常）設定される目標燃圧を、あらかじめ設定された所定圧力だけ低下させるようにしても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合において、さらに低下量を（通常）設定される目標燃圧に応じて可変に（通常設定される目標燃圧が高いほど低下量を多くする）ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンのシステム図である。
【図２】実施形態に係るエンジンの燃料供給系の概略構成を示す図である。
【図３】目標燃圧マップの一例を示す図である。
【図４】実施形態に係る燃圧制御を示すフローチャートである。
【図５】回転同期制御時の各種状態量の変化を従来と比較して示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…エンジン、３…スロットルモータ、４…スロットル弁、５…自動変速機、１２…燃料タンク、１３…燃料ポンプ、１７…燃料噴射弁、２０…電子コントロールユニット（ＥＣＵ）、２１…スロットル開度センサ、２２…エアフローメータ（運転条件検出手段）、２３…アクセル開度センサ、２４…回転センサ（運転条件検出手段）、２７…シフト位置センサ、２８…燃圧センサ（燃圧検出手段）、２９…車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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