(57)【要約】【課題】内燃機関の高圧燃料供給装置において、内燃機関の回転位相が不明な時に電源電圧低下が生じていてもデューティ制御における電磁開閉弁の閉弁駆動を確実なものとして、燃料噴射系に対する昇圧効率低下を防止する。【解決手段】始動時において内燃機関の回転位相が不明である時には（Ｓ１００で「ＹＥＳ」）、デューティ制御を実行する（Ｓ１０４）が、このデューティ制御においては、バッテリ電圧Ｖｂが低いほど通電時間を長くしている（Ｓ１０２）。このことにより特に加圧行程時での電磁開閉弁の閉弁を確実なものとでき、課題が達成できる。又、バッテリ電圧Ｖｂが高ければデューティ制御における通電時間は短くされるので電気回路に対する負荷が不必要に増大するのを防止できる。【選択図】　　　図５
2004036394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に連動して加圧室に対する加圧行程と吸入行程とを繰り返すことにより、吸入行程時に燃料供給系から燃料を加圧室内に導入し、加圧行程時に加圧室内に導入された燃料を加圧して高圧燃料として燃料噴射系へ圧送する内燃機関の高圧燃料供給装置であって、
前記燃料供給系と前記加圧室とを連通する燃料経路に備えた電磁開閉弁と、
前記内燃機関の回転位相に基づいて前記電磁開閉弁の開閉駆動タイミングを設定することにより前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行う燃料調量手段と、
前記電磁開閉弁に対する電源電圧を検出する電圧検出手段と、
前記内燃機関の回転位相が不明な時には、前記電磁開閉弁に対する通電状態と非通電状態とを時間周期で繰り返すデューティ制御を実行するとともに、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して前記デューティ制御における各通電時間を長くする燃料圧送確保手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１において、前記燃料圧送確保手段は、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して、前記デューティ制御における通電時間の割合を大きくすることによって、前記各通電時間を長くすることを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１において、前記燃料圧送確保手段は、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して、前記デューティ制御の時間周期を長くすることによって、前記各通電時間を長くすることを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電磁開閉弁に備えられた弁体は、通電を開始するとシート部に対して前記加圧室の内側方向から着座し、通電を停止するとシート部から前記加圧室の内側方向へ離座する内開弁であることを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【請求項５】
請求項４において、前記燃料調量手段は、前記内燃機関の回転位相に基づいて吸入行程か加圧行程かを決定し、吸入行程時では前記電磁開閉弁を非通電状態にして開弁し、加圧行程時では調量に応じたタイミングで前記電磁開閉弁に対する通電を開始して閉弁することにより、前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行うことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【請求項６】
請求項４において、前記燃料調量手段は、前記内燃機関の回転位相に基づいて吸入行程か加圧行程かを決定し、吸入行程時では調量に応じた期間は前記電磁開閉弁を非通電状態にして開弁し、加圧行程時では前記電磁開閉弁を閉弁状態にすることにより、前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行うことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の回転に連動して加圧室に対する加圧行程と吸入行程とを繰り返すことにより、吸入行程時に燃料供給系から燃料を加圧室内に導入し、加圧行程時に加圧室内に導入された燃料を加圧して高圧燃料として燃料噴射系へ圧送する内燃機関の高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の回転に連動して加圧室内にてプランジャを往復移動させることで、加圧室内に燃料を導入して高圧化し、デリバリパイプ側に圧送する高圧燃料ポンプが知られている（特開平１０−６１４６８）。
【０００３】
この高圧燃料ポンプにおいては、プランジャが加圧室を膨張させている吸入行程では加圧室に設けられた電磁開閉弁を非通電状態にすることにより開弁して、燃料供給系であるフィードポンプ側から燃料を加圧室内に吸入させている。そしてプランジャが加圧室を圧縮させている加圧行程では調量に応じたタイミングで電磁開閉弁に通電することにより閉弁して加圧室内の燃料圧力を上昇させ、このことにより吐出側の弁を押し開いて、燃料噴射系であるデリバリパイプ側に高圧燃料を圧送している。
【０００４】
このような高圧燃料ポンプにおいては内燃機関の回転に連動してプランジャが移動されているため、加圧室がどのような行程状態にあるのかは内燃機関の回転位相が判明していないと判定できない。このため始動時などのごとく内燃機関の回転位相が不明である時には、高圧燃料ポンプが駆動していても電磁開閉弁を通常通りに制御することは不可能となり、高圧燃料の圧送ができなくなって燃料噴射系に対する昇圧効率が低下することになる。このことにより燃料噴射系の燃料を早期に高圧化することができず良好な燃料噴射ができないために始動性が悪化するおそれがある。
【０００５】
この問題に対処するために前記開示技術では次のようにして燃料噴射系の燃料を早期に高圧化させている。すなわち内燃機関の回転位相が不明である時には、電磁開閉弁を短周期で通電と非通電とを繰り返すデューティ制御を実行させている。このことにより加圧室が吸入行程にある時には、前記デューティ制御における各非通電期間では電磁開閉弁が開弁されるので、この開弁期間を利用して加圧室内に燃料を吸入させる。そして加圧室が加圧行程にある時には、前記デューティ制御における最初の通電タイミングにおいて電磁開閉弁が閉じられるが、この閉弁期間に加圧室内の燃料圧力が上昇する。このため次に非通電状態となっても加圧室内の燃料圧力により電磁開閉弁は閉弁状態を維持することになり、以後の加圧行程中は再度電磁開閉弁が開弁することはない。したがって加圧室内の燃料圧力を高圧化することができ吐出側の弁を押し開いて燃料噴射系へ高圧燃料を圧送できる。
【０００６】
このようにして内燃機関の回転位相が不明である時においても燃料噴射系への高圧燃料圧送を可能として燃料噴射系に対する昇圧効率を高めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、始動時においては、特にスタータモータ駆動時の電気負荷により、バッテリ等の電源電圧低下が生じる。この電源電圧低下が大きい場合には前述したデューティ制御では通電期間中にて電磁開閉弁が完全に閉弁せず、加圧室内の圧力上昇が不完全となる。このため燃料噴射系へ高圧燃料を圧送できなくなって昇圧効率が高まらなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、内燃機関の高圧燃料供給装置において、内燃機関の回転位相が不明な時に電源電圧低下が生じていても、デューティ制御における電磁開閉弁の閉弁駆動を確実なものとして燃料噴射系に対する昇圧効率低下を防止することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、内燃機関の回転に連動して加圧室に対する加圧行程と吸入行程とを繰り返すことにより、吸入行程時に燃料供給系から燃料を加圧室内に導入し、加圧行程時に加圧室内に導入された燃料を加圧して高圧燃料として燃料噴射系へ圧送する内燃機関の高圧燃料供給装置であって、前記燃料供給系と前記加圧室とを連通する燃料経路に備えた電磁開閉弁と、前記内燃機関の回転位相に基づいて前記電磁開閉弁の開閉駆動タイミングを設定することにより前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行う燃料調量手段と、前記電磁開閉弁に対する電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記内燃機関の回転位相が不明な時には、前記電磁開閉弁に対する通電状態と非通電状態とを時間周期で繰り返すデューティ制御を実行するとともに、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して前記デューティ制御における各通電時間を長くする燃料圧送確保手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
始動時のように内燃機関の回転位相が不明な時には、燃料調量手段による燃料調量は不可能であるため、燃料圧送確保手段がデューティ制御を実行することにより燃料噴射系への燃料圧送を確保する。そしてこのデューティ制御では電源電圧が低い時には高い時に比較して各通電時間を長くしているので、低電源電圧時においても各通電時間内で電磁開閉弁を確実に閉弁駆動できるようになる。このため加圧行程時に加圧室内の燃料圧力を十分に上昇させて燃料噴射系へ高圧燃料を圧送することができるので、低電源電圧時においても燃料噴射系に対する昇圧効率の低下を防止できる。
【００１１】
しかも、電源電圧が高い時にはあるいは高くなれば、デューティ制御における各通電時間は短い状態に維持されるあるいは短い状態となるので、電気回路に対する負荷が不必要に増大するのを防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置では、請求項１において、前記燃料圧送確保手段は、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して、前記デューティ制御における通電時間の割合を大きくすることによって、前記各通電時間を長くすることを特徴とする。
【００１３】
このように低電源電圧側では通電時間の割合を大きくすることで各通電時間を長くでき、請求項１に述べた作用効果を生じることができる。
請求項３に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置では、請求項１において、前記燃料圧送確保手段は、前記電圧検出手段にて検出された電源電圧が低い時には高い時に比較して、前記デューティ制御の時間周期を長くすることによって、前記各通電時間を長くすることを特徴とする。
【００１４】
このようにデューティ制御の時間周期を長くすることにより通電時間割合の増加をしなくても各通電時間を長くすることができるので、電気回路に対する負荷増大を一層効果的に防止できる。
【００１５】
しかも電源電圧が高い時にはあるいは高くなれば、デューティ制御がより短周期に維持されるあるいはより短周期となるので、加圧行程時において電磁開閉弁が一層早期に閉弁する確率が高まり、燃料噴射系への高圧燃料の圧送量が十分に確保できるようになり、昇圧効率低下防止も更に効果的となる。
【００１６】
請求項４に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電磁開閉弁に備えられた弁体は、通電を開始するとシート部に対して前記加圧室の内側方向から着座し、通電を停止するとシート部から前記加圧室の内側方向へ離座する内開弁であることを特徴とする。
【００１７】
電磁開閉弁としては、このような内開弁を挙げることができ、前記デューティ制御による通電時間においては、電源電圧が低い場合に各通電時間を長くすることで、弁体がシート部に確実に着座して閉弁させることができる。そしてこの閉弁時が加圧行程時であった場合には、その後、非通電状態となっても加圧室内の燃料圧力にて弁体はシート部に着座した状態が維持されて加圧室内を高圧化できるので燃料噴射系に対する昇圧効率低下を防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置では、請求項４において、前記燃料調量手段は、前記内燃機関の回転位相に基づいて吸入行程か加圧行程かを決定し、吸入行程時では前記電磁開閉弁を非通電状態にして開弁し、加圧行程時では調量に応じたタイミングで前記電磁開閉弁に対する通電を開始して閉弁することにより、前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行うことを特徴とする。
【００１９】
燃料調量手段としては、加圧行程時にて調量に応じたタイミングで電磁開閉弁に対する通電を開始して閉弁するタイプを挙げることができる。したがって内燃機関の回転位相が判明した後は、既に燃料圧送確保手段により早期の昇圧がなされているので、燃料調量手段の機能により、迅速に目標とする燃料圧力を実現することが可能となり、高い始動性が得られる。
【００２０】
請求項６に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置では、請求項４において、前記燃料調量手段は、前記内燃機関の回転位相に基づいて吸入行程か加圧行程かを決定し、吸入行程時では調量に応じた期間は前記電磁開閉弁を非通電状態にして開弁し、加圧行程時では前記電磁開閉弁を閉弁状態にすることにより、前記燃料噴射系へ圧送する高圧燃料の調量を行うことを特徴とする。
【００２１】
燃料調量手段としては、吸入行程時にて調量に応じた期間は電磁開閉弁を非通電として開弁するタイプを挙げることができる。したがって内燃機関の回転位相が判明した後は、既に燃料圧送確保手段により早期の昇圧がなされているので、燃料調量手段の機能により、迅速に目標とする燃料圧力を実現することが可能となり、高い始動性が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、高圧燃料ポンプ２、内燃機関としての筒内噴射式ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）４及びその制御系の概略構成を示している。
【００２３】
高圧燃料ポンプ２は、エンジン４のクランクシャフトに連動するカムシャフト６、このカムシャフト６に設けられたカム８、及びシリンダ１０とシリンダ１０内にて往復動するプランジャ１２を備えている。更に、高圧燃料ポンプ２は、シリンダ１０とプランジャ１２とにより区画形成された部分を加圧室１４とするとともに、この加圧室１４に開口している燃料導入口１６に電磁開閉弁１８を備えている。
【００２４】
高圧燃料ポンプ２の吸入行程時においては、加圧室１４には、燃料導入口１６と低圧燃料経路２０を介してフィードポンプ２２により燃料タンク２４から燃料が供給される。尚、フィードポンプ２２にて汲み上げられた燃料の内で高圧燃料ポンプ２に吸入されなかった燃料、あるいは高圧側から低圧燃料経路２０へ戻された燃料はリリーフ弁２０ａを介して燃料タンク２４に戻される。
【００２５】
高圧燃料ポンプ２の加圧行程時においては、加圧室１４にて加圧された燃料は、チェック弁２６を押し開いて、高圧燃料通路２８を介してデリバリパイプ３０側に高圧燃料を供給する。このことにより各燃料噴射弁３２へは、エンジン４の圧縮行程にある燃焼室内に燃料噴射が可能な高圧燃料を供給することができる。尚、デリバリパイプ３０にて燃料噴射に用いられない過剰な燃料が生じた場合には、リリーフ弁３０ａを介して低圧燃料経路２０に燃料が戻される。
【００２６】
高圧燃料ポンプ２においてデリバリパイプ３０側に圧送される高圧燃料の調量は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略す）３４による電磁開閉弁１８の開閉駆動制御によりなされる。ＥＣＵ３４はデジタルコンピュータを中心として構成された電子回路であり、エンジン回転数センサ３６、カムポジションセンサ３８、燃料圧力センサ４０、バッテリ電圧センサ４２及びその他のセンサやスイッチ類から検出信号を入力している。エンジン回転数センサ３６はクランクシャフトに設けられてクランクシャフトの３０°回転毎にパルス信号ＮＥを出力している。カムポジションセンサ３８はクランクシャフトに対して１／２の回転数で連動するカムシャフト６に設けられて基準クランク角（エンジンの基準回転位相）になった時に基準クランク角信号Ｇ２を出力する。燃料圧力センサ４０はデリバリパイプ３０に設けられて燃料噴射弁３２に供給される燃料圧力Ｐｆを表す信号を出力している。バッテリ電圧センサ４２は、高圧燃料ポンプ２の電磁開閉弁１８、スタータ４６及びその他の電気負荷４８に対する電源となっているバッテリ４４の電圧Ｖｂを検出して、電圧Ｖｂに対応する信号を出力している。
【００２７】
そしてＥＣＵ３４は、これらの検出信号に基づいて演算を実行して駆動回路５０を介して行うバッテリ４４を電源とする通電・非通電のタイミングを設定することで、電磁開閉弁１８を駆動制御している。尚、ＥＣＵ３４は、これ以外に燃料噴射制御、点火時期制御などのエンジン制御を実行し、このために図示省略しているが上述した以外の各種の信号を入力し、エンジン制御のための各種の制御信号を出力している。
【００２８】
電磁開閉弁１８は、励磁コイル１８ａに通電されることにより、弁体１８ｂがスプリング１８ｃの付勢力に抗して加圧室１４とは反対側に移動してシート部１８ｄへ着座し閉弁する。そして通電が停止されると弁体１８ｂがスプリング１８ｃの付勢力により加圧室１４側に移動してシート部１８ｄから離れて開弁する。このように電磁開閉弁１８は内開弁として構成されている。
【００２９】
図２，３に、内燃機関の回転位相であるクランク角が判明している状態にて、ＥＣＵ３４により行われる各行程毎の電磁開閉弁１８への通電制御について説明する。図２は吸入行程を図３は加圧行程を示している。吸入行程（図２）の場合は、電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａへは非通電状態であり、電磁開閉弁１８は開弁されている。この場合には、プランジャ１２の移動に伴って図２（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と加圧室１４の容積増大、すなわち膨張に応じて低圧燃料経路２０側から燃料導入口１６を介して加圧室１４内に低圧燃料が吸入される。
【００３０】
加圧行程（図３）に入ると、プランジャ１２の移動に伴って図３（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と加圧室１４の容積減少、すなわち圧縮されるが、初期において励磁コイル１８ａに対して非通電であることにより、電磁開閉弁１８は開弁したままである。したがって加圧室１４内の燃料は、燃料導入口１６から低圧燃料経路２０側に戻るので、加圧室１４内の燃料は低圧のままである。その後、ＥＣＵ３４が演算したタイミングで励磁コイル１８ａに通電が開始されることにより、加圧行程の途中で図３（Ｂ）に示すごとくスプリング１８ｃの付勢力に抗して弁体１８ｂをシート部１８ｄに着座させる。このことにより燃料導入口１６が閉じられて加圧室１４内の燃料は高圧化する。このことにより図１に示したチェック弁２６を押し開いて、高圧燃料通路２８を介してデリバリパイプ３０側に高圧燃料が圧送される。
【００３１】
こうして各燃料噴射弁３２へは、エンジン４の圧縮行程にある燃焼室内に噴射が可能な高圧燃料を供給することができる。尚、加圧室１４内部が高圧化した後には、再度、図２示す吸入行程となるまで、加圧室１４内部は高圧状態であるので、励磁コイル１８ａへの通電を停止しても、弁体１８ｂは加圧室１４内部と外部との圧力差により、スプリング１８ｃの付勢力に抗してシート部１８ｄに着座した状態を維持する。吸入行程となれば、加圧室１４内の容積拡大に伴って加圧室１４内の燃料圧力は低下することから、スプリング１８ｃの付勢力により弁体１８ｂはシート部１８ｄから離れるので、電磁開閉弁１８は開弁する。
【００３２】
このようにＥＣＵ３４においては、現在のクランク角が判明していることで同時にカム８の回転位相が判明し、このことで高圧燃料ポンプ２の行程の切り換えタイミングが判定できる場合に、図４に示したように加圧行程における通電クランク角θａ，θｂとなるタイミングを設定することができる。このことにより燃料噴射系であるデリバリパイプ３０及び燃料噴射弁３２へ圧送する高圧燃料を調量して燃料圧力Ｐｆを目標燃料圧力に調整することができる。すなわち、加圧行程における通電クランク角θａ，θｂを早くすることで燃料噴射系への高圧燃料圧送量を増加して燃料圧力Ｐｆを上昇させることができ、通電クランク角θａ，θｂを遅くさせることで燃料噴射系への高圧燃料圧送量を減少して燃料圧力Ｐｆを下降させることができる。
【００３３】
しかし、始動時においては基準クランク角信号Ｇ２が出力されるまでの期間はクランク角が判明しない。このためクランクシャフトに連動して回転するカム８が行うプランジャ１２のリフト状態が判らず、図４に示したごとくの処理は不可能である。このためＥＣＵ３４は、始動時において未だクランク角が不明である状態では、図５に示す始動時デューティ制御処理により電磁開閉弁１８に対する通電制御を実行して、燃料噴射系への燃料圧送を可能としている。
【００３４】
始動時デューティ制御処理（図５）について説明する。本処理はＥＣＵ３４の電源オン後に、一定時間周期、例えば２４ｍｓ周期で繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、始動開始後であってクランク角の確定前、すなわちエンジン４のクランク角が不明な状態であるか否かが判定される（Ｓ１００）。エンジン４の始動時で未だクランク角が確定されていない場合には（Ｓ１００で「ＹＥＳ」）、次に図６に示すデューティマップＤｍａｐに基づいてバッテリ電圧Ｖｂの検出値からデューティＤｔｏｎを算出する（Ｓ１０２）。
【００３５】
デューティＤｔｏｎは、２４ｍｓ周期で行われる電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａに対するデューティ制御における通電時間の割合を表しており、図６ではバッテリ電圧Ｖｂが低いほど、デューティＤｔｏｎが大きくなるように設定されている。
【００３６】
始動時にバッテリ電圧Ｖｂが低下すると励磁コイル１８ａへの通電による電磁力の上昇が遅くなり、デューティ制御における各通電時間内では弁体１８ｂがシート部１８ｄに着座する前に非通電状態となって、電磁開閉弁１８の閉弁が不完全となるおそれがある。したがってバッテリ電圧Ｖｂが低下しても電磁開閉弁１８が常に完全に閉弁できるように、実験等に基づいてバッテリ電圧Ｖｂが低いほど通電時間の割合が大きくなるように前記デューティマップＤｍａｐが形成されている。
【００３７】
このようにして算出されたデューティＤｔｏｎに基づいて、現時点から「（Ｄｔｏｎ／１００）×２４ｍｓ」の間、励磁コイル１８ａに通電し、その後、非通電状態とするように、駆動回路５０に対するデューティ制御の実行が設定される（Ｓ１０４）。こうして一旦本処理を終了する。
【００３８】
以後、クランク角が不明である間は（Ｓ１００で「ＹＥＳ」）、バッテリ電圧Ｖｂに応じてデューティＤｔｏｎを設定して励磁コイル１８ａに通電するデューティ制御が継続する。
【００３９】
その後、クランク角が確定すれば（Ｓ１００で「ＮＯ」）、デューティ制御の実行が解除される（Ｓ１０６）ので、デューティ制御は終了する。そして以後は、前記図４に示したごとくクランク角に応じて行われる通常の通電制御が実行される。
【００４０】
本実施の形態による処理の一例を図７のタイミングチャートに示す。スタータ４６の駆動が開始されると（ｔ０）、最初はクランク角が不明であるので始動時デューティ制御処理（図５）によりデューティ制御が実行されて通電状態と非通電状態とが短時間周期で繰り返される。この時、バッテリ電圧Ｖｂが低くなるほど各通電時間は図６のデューティマップＤｍａｐにしたがって長くなるように制御され、電磁開閉弁１８の閉弁が完全になされるようにされている。
【００４１】
図７の例では、最初は高圧燃料ポンプ２は吸入行程（ｔ０〜ｔ１）であり、この時になされるデューティ制御では、励磁コイル１８ａが通電状態にある場合には、電磁開閉弁１８は閉弁し、励磁コイル１８ａが非通電状態にある場合には、電磁開閉弁１８は開弁する。この開弁時において低圧燃料経路２０から燃料導入口１６を介して加圧室１４に低圧燃料が吸入される。
【００４２】
そして加圧行程（ｔ１〜ｔ３）となると、この間のデューティ制御では最初の通電時に一旦弁体１８ｂがシート部１８ｄに着座して閉弁すると、プランジャ１２がリフトすることで加圧室１４内が高圧化する。この高圧化により前述したごとく次の非通電時には弁体１８ｂがシート部１８ｄから離れることがなく、加圧行程の終了（ｔ３）まで、非通電状態が何度繰り返されても、閉弁状態を維持する（ｔ２〜ｔ３）。この期間（ｔ２〜ｔ３）に加圧室１４内の高圧燃料がチェック弁２６を押し開いて、デリバリパイプ３０側へ供給される。
【００４３】
そして次の吸入行程（ｔ３〜ｔ５）に入れば、電磁開閉弁１８はデューティ制御に対応して非通電状態となれば開弁し、通電状態となれば閉弁する動作を繰り返す。図７ではこの吸入行程（ｔ３〜ｔ５）の途中でクランク角が確定する（ｔ４）ので、この確定時点（ｔ４）からは、デューティ制御から前記図４にて説明した電磁開閉弁１８の通常の制御に移る。すなわち確定時点（ｔ４）は吸入行程であるので、ここから吸入行程の終了（ｔ５）までは励磁コイル１８ａを非通電状態にして、電磁開閉弁１８を開弁状態に維持する。そして加圧行程（ｔ５）となると、この場合は始動時であり未だ燃料圧力Ｐｆは十分に上昇していないので、直ちに励磁コイル１８ａに通電して電磁開閉弁１８を閉弁（ｔ６）する。そして一旦閉じれば加圧室１４内が高圧となることから、加圧行程の終了までに励磁コイル１８ａへの通電を停止する（ｔ７）。このことにより非通電状態にても電磁開閉弁１８の閉弁状態を維持し、加圧行程終了（ｔ８）まで高圧燃料が加圧室１４内からデリバリパイプ３０側へ供給される。
【００４４】
吸入行程（ｔ８）となれば、加圧室１４内が低圧化することにより、電磁開閉弁１８がスプリング１８ｃの付勢力により開弁する。以後、図４にて説明したごとく電磁開閉弁１８を吸入行程で開弁し加圧行程で閉弁する処理を繰り返して、燃料噴射系における燃料圧力Ｐｆを目標燃料圧力まで上昇させる。
【００４５】
尚、従来のごとく、バッテリ電圧Ｖｂが低くてもデューティ制御の各通電時間が長くならない場合には、最初の加圧行程時（ｔ１〜ｔ３）にて通電状態と非通電状態とを繰り返しても、各通電時間内で弁体１８ｂをシート部１８ｄに着座させることができず電磁開閉弁１８を完全に閉弁させることができない。このことにより加圧室１４内の燃料が高圧化せず、デリバリパイプ３０側に圧送できない。したがって少なくとも次の加圧行程時までは、デリバリパイプ３０側に高圧燃料を圧送できない。このため燃料噴射系の昇圧が、少なくとも０．３〜０．５秒程度の遅れを生じることになる。
【００４６】
上述した構成においてクランク角が判明した後にＥＣＵ３４により実行される前記図４にて説明した処理が燃料調量手段としての処理に、バッテリ電圧センサ４２が電圧検出手段に、始動時デューティ制御処理（図５）が燃料圧送確保手段としての処理に相当する。
【００４７】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．始動時において未だクランク角が不明である時には、前記図４にて説明したクランク角に応じた燃料調量は不可能であるため、始動時デューティ制御処理（図５）にてデューティ制御を実行することになる。このデューティ制御においては、図６のデューティマップＤｍａｐに基づいてバッテリ電圧Ｖｂが低いほど通電時間の割合を大きくすることにより、各通電時間を長くしている。このことにより図７のタイミングチャートに示したごとく各通電時間内で電磁開閉弁１８の閉弁駆動、特に時刻ｔ２に示したごとく、加圧行程時の閉弁を確実なものとできる。このようにしてエンジン４のクランク角が不明な時にバッテリ電圧Ｖｂの低下が生じていても、燃料噴射系に対する昇圧効率低下を防止することができる。
【００４８】
このことにより始動時に燃料噴射系の燃料を早期に目標とする高圧状態に到達させることができ、良好な燃料噴射が可能となるため高い始動性を得ることができる。
【００４９】
尚、クランク角が不明であってもバッテリ電圧Ｖｂが高くなれば、あるいは最初から高い状態では、デューティ制御における各通電時間は短くされるあるいは短い状態に維持されるので、駆動回路５０や励磁コイル１８ａ等の電気回路に対する負荷が不必要に増大するのを防止できる。
【００５０】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記始動時デューティ制御処理（図５）の代わりに、図８の始動時デューティ制御処理を実行する点が、前記実施の形態１の構成とは異なる。
【００５１】
始動時デューティ制御処理（図８）について説明する。本処理はＥＣＵ３４の電源オン後に、８ｍｓ周期で繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず始動開始後であってクランク角の確定前であるか否かが判定される（Ｓ２００）。エンジン４の始動時であっても、未だクランク角が確定されていない場合には（Ｓ２００で「ＹＥＳ」）、次にバッテリ電圧Ｖｂが第１電圧判定値Ｖ１未満か否かが判定される（Ｓ２０２）。Ｖｂ＜Ｖ１であれば（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、次にバッテリ電圧Ｖｂが第２電圧判定値Ｖ２未満か否かが判定される（Ｓ２０４）。ここでＶ２＜Ｖ１の関係にある。
【００５２】
Ｖｂ＜Ｖ２であれば（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、デューティ制御の周期として３２ｍｓが設定される（Ｓ２０６）。そしてこの周期に基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ２０８）、一旦本処理を終了する。
【００５３】
このデューティ制御は、前記実施の形態１にて述べたごとく、クランク角の確定前に行われる電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａへの通電・非通電のデューティ制御である。したがってステップＳ２０８にて、３２ｍｓの周期が設定されると、電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａに対しては、一定のデューティ（ここでは５０％とする）にて周期が３２ｍｓのデューティ制御が開始される。したがってこの時の各通電時間は１６ｍｓとなる。
【００５４】
そして、バッテリ電圧Ｖｂが上昇して、Ｖ２≦Ｖｂ＜Ｖ１となると（Ｓ２０４で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期として１６ｍｓが設定される（Ｓ２１０）。そしてこの周期に基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ２０８）、一旦本処理を終了する。したがって電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａに対しては、５０％のデューティにて周期が１６ｍｓのデューティ制御が開始される。したがってこの時の各通電時間は８ｍｓとなる。
【００５５】
更に、バッテリ電圧Ｖｂが上昇して、Ｖ１≦Ｖｂとなると（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期として８ｍｓが設定される（Ｓ２１２）。そしてこの周期に基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ２０８）、一旦本処理を終了する。したがって電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａに対しては、５０％のデューティにて周期が８ｍｓのデューティ制御が開始される。したがってこの時の各通電時間は４ｍｓとなる。
【００５６】
そして、クランク角が確定すると（Ｓ２００で「ＮＯ」）、デューティ制御の実行が解除されて（Ｓ２１４）、このまま本処理を一旦終了する。以後、クランク角が確定されている限りは、デューティ制御の実行はなされない状態が継続する。
【００５７】
本実施の形態による処理の一例を図９のタイミングチャートに示す。スタータ４６の駆動が開始されると（ｔ２０）、クランク角が確定する（ｔ２６）までは、始動時デューティ制御処理により通電状態と非通電状態とが短時間周期で繰り返される。この時、バッテリ電圧Ｖｂ＜Ｖ２では（ｔ２０〜ｔ２３）、デューティ制御の周期は「３２ｍｓ」にされる。Ｖ２≦Ｖｂ＜Ｖ１では（ｔ２３〜ｔ２５）、デューティ制御の周期は「１６ｍｓ」にされる。Ｖｂ≧Ｖ１では（ｔ２５〜ｔ２６）、デューティ制御の周期は「８ｍｓ」にされる。
【００５８】
このデューティ制御の間に、高圧燃料ポンプ２の吸入行程（ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２４〜ｔ２６）では、励磁コイル１８ａが通電状態にある場合には電磁開閉弁１８は閉弁し、励磁コイル１８ａが非通電状態にある場合には電磁開閉弁１８は開弁する。この内の開弁時において低圧燃料経路２０から燃料導入口１６を介して加圧室１４に低圧燃料が吸入される。
【００５９】
加圧行程（ｔ２１〜ｔ２４）となって一旦電磁開閉弁１８が閉じると（ｔ２２）、前述したごとく加圧行程の終了（ｔ２４）まで、この間に非通電状態が何度繰り返されても、閉弁状態を維持する。この期間（ｔ２２〜ｔ２４）に加圧室１４内の高圧燃料がチェック弁２６を押し開いてデリバリパイプ３０側へ供給される。
【００６０】
そして吸入行程（ｔ２４〜ｔ２７）の途中でクランク角が確定する（ｔ２６）ので、この確定時点（ｔ２６）からは前記図４にて説明した通常の電磁開閉弁の制御に移る。したがつて前記図７にて説明したごとく電磁開閉弁１８を吸入行程で開弁し加圧行程で閉弁する処理を繰り返して、燃料圧力Ｐｆを目標燃料圧力まで上昇させる。
【００６１】
尚、従来のごとく、バッテリ電圧Ｖｂが低くてもデューティ制御の制御周期が長くならない場合には各通電時間も長くならない。このため前記実施の形態１にて述べたごとく、最初の加圧行程時（ｔ２１〜ｔ２４）にては加圧室１４内の燃料が高圧化せずデリバリパイプ３０側に圧送できない。したがって燃料噴射系の昇圧が遅れることになる。
【００６２】
上述した構成において、始動時デューティ制御処理（図８）が燃料圧送確保手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【００６３】
（イ）．始動時において未だクランク角が確定しない時には、前記図４にて説明したクランク角に応じた燃料調量は不可能であるため、始動時デューティ制御処理（図８）によりデューティ制御が実行されることになる。このデューティ制御においては、バッテリ電圧Ｖｂが低いほどデューティ制御における周期を長くすることにより各通電時間を長くしている。このことにより図９のタイミングチャートに示したごとく各通電時間内で電磁開閉弁１８が完全に駆動できるようになり、内開弁である電磁開閉弁１８の閉弁駆動、特に時刻ｔ２２に示したごとく、加圧行程時の閉弁を確実なものとできる。このようにしてエンジン４のクランク角が不明な時にバッテリ電圧Ｖｂの低下が生じていても、燃料噴射系に対する昇圧効率低下を防止することができる。
【００６４】
このことにより始動時に燃料噴射系の燃料を早期に目標とする高圧状態に到達させることができ、良好な燃料噴射が可能となるため高い始動性を得ることができる。
【００６５】
尚、クランク角が不明であってもバッテリ電圧Ｖｂが高くなれば、あるいは最初から高い状態では、デューティ制御における時間周期は短くされるあるいは短い状態に維持されるので、各通電時間も短くなり、駆動回路５０や励磁コイル１８ａ等の電気回路に対する負荷が不必要に増大するのを防止できる。
【００６６】
（ロ）．バッテリ電圧Ｖｂが低い場合に単に各通電時間を長くするのではなく、デューティ制御の時間周期を長くすることによって各通電時間を長くしていることから、通電時間割合の増加をしなくても良いので、電気回路に対する負荷増大を一層効果的に防止できる。
【００６７】
しかもバッテリ電圧Ｖｂが高くなれば、あるいは最初から高い状態では、デューティ制御は短周期にされるあるいは短周期に維持されるので、加圧行程時に早期に電磁開閉弁１８が閉弁する確率が高まる。したがって燃料噴射系への高圧燃料の圧送量が十分に確保できるようになり、燃料圧力Ｐｆの昇圧効率低下防止も更に効果的となる。
【００６８】
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記始動時デューティ制御処理（図５）の代わりに、図１０の始動時デューティ制御処理を実行する点が、前記実施の形態１の構成とは異なる。
【００６９】
始動時デューティ制御処理（図１０）について説明する。本処理はＥＣＵ３４の電源オン後に８ｍｓ周期で繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず始動開始後であってクランク角の確定前であるか否かが判定される（Ｓ３００）。エンジン４の始動時であっても未だクランク角が確定されていない場合には（Ｓ３００で「ＹＥＳ」）、次に図１１に示す通電時間マップＴｍａｐに基づいてバッテリ電圧Ｖｂから通電時間Ｔｏｎを算出する（Ｓ３０２）。
【００７０】
通電時間Ｔｏｎは電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａに対するデューティ制御における通電時間の長さを表しており、図１１ではバッテリ電圧Ｖｂが低いほど、通電時間Ｔｏｎが長くなるように設定されている。ただし最低電圧Ｖｘ以下では１６ｍｓを限度としてこれ以上の長さに設定されることはない。又、最高電圧Ｖｚ以上では４ｍｓを限度としてこれ以下の長さに設定されることはない。
【００７１】
次に算出された通電時間Ｔｏｎが８ｍｓ以下か否かが判定される（Ｓ３０４）。ここでＴｏｎ＞８ｍｓであれば（Ｓ３０４で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期として３２ｍｓが設定される（Ｓ３１２）。そしてこの周期と前記ステップＳ３０２で設定した通電時間Ｔｏｎに基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ３１０）、一旦本処理を終了する。
【００７２】
このデューティ制御は、前記実施の形態１にて述べたごとく、クランク角の確定前に行われる電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａへの通電・非通電のデューティ制御である。したがってステップＳ３１０にて３２ｍｓの周期が設定されると、電磁開閉弁１８の励磁コイル１８ａには、まず通電時間Ｔｏｎの間、通電がなされ、その後、「３２ｍｓ−通電時間Ｔｏｎ」の間、非通電状態にされる。
【００７３】
そしてバッテリ電圧Ｖｂが上昇すれば、制御周期毎に次第に通電時間Ｔｏｎは短くなるが、Ｔｏｎ＞８ｍｓである限り（Ｓ３０４で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期としては３２ｍｓにて一定である。このため次第にデューティ（３２ｍｓに占める通電時間Ｔｏｎの割合）が低下することになる。
【００７４】
そして、Ｔｏｎ≦８ｍｓとなると（Ｓ３０４で「ＹＥＳ」）、すなわち１６ｍｓの周期に変更してもデューティ≦５０％を維持できる状態になると、次に算出された通電時間Ｔｏｎが４ｍｓか否かが判定される（Ｓ３０６）。ここでＴｏｎ＞４ｍｓであれば（Ｓ３０６で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期として１６ｍｓが設定される（Ｓ３１４）。そしてこの周期と前記ステップＳ３０２で設定した通電時間Ｔｏｎに基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ３１０）、一旦本処理を終了する。
【００７５】
更に、バッテリ電圧Ｖｂが上昇すれば、制御周期毎に次第に通電時間Ｔｏｎは短くなるが、Ｔｏｎ＞４ｍｓである限り（Ｓ３０６で「ＮＯ」）、デューティ制御の周期としては１６ｍｓにて一定である。このため次第にデューティが低下する。
【００７６】
そして、Ｔｏｎ＝４ｍｓとなると（Ｓ３０６で「ＹＥＳ」）、すなわち８ｍｓの周期に変更してもデューティ＝５０％を維持できる状態になると、デューティ制御の周期として８ｍｓが設定される（Ｓ３０８）。そしてこの周期と前記ステップＳ３０２で設定した通電時間Ｔｏｎに基づいてデューティ制御の開始が設定され（Ｓ３１０）、一旦本処理を終了する。
【００７７】
以後は、クランク角が確定するまで、デューティ制御の周期は８ｍｓでデューティ＝５０％が維持される（Ｓ３０８）。
そして、クランク角が確定すると（Ｓ３００で「ＮＯ」）、デューティ制御の実行が解除されて（Ｓ３１６）、このまま本処理を一旦終了する。以後、クランク角が確定されている限りは、デューティ制御の実行はなされない状態が継続する。
【００７８】
本実施の形態による処理の一例を図１２のタイミングチャートに示す。スタータ４６の駆動が開始されると（ｔ４０）、クランク角が確定する（ｔ４６）までは、デューティ制御により通電状態と非通電状態とが短時間周期で繰り返される。この時、バッテリ電圧Ｖｂの上昇とともに通電開始から電磁開閉弁１８の開弁までの時間が短くなるので、図１１に基づいて通電時間Ｔｏｎは次第に短くされてゆく。
【００７９】
そして、このデューティ制御の期間に、Ｔｏｎ＞８ｍｓ（Ｖｂ＜Ｖｙ）では（ｔ４０〜ｔ４３）、デューティ制御の周期は「３２ｍｓ」にされる。８ｍｓ≧Ｔｏｎ＞４ｍｓ（Ｖｙ≦Ｖｂ＜Ｖｚ）では（ｔ４３〜ｔ４５）、デューティ制御の周期は「１６ｍｓ」にされる。Ｔｏｎ＝４ｍｓ（Ｖｂ≧Ｖｚ）では（ｔ４５〜ｔ４６）、デューティ制御の周期は「８ｍｓ」にされる。すなわちバッテリ電圧Ｖｂが高くなるにしたがってデューティ制御の周期を短くしているが、デューティが５０％を越えないようにデューティ制御の周期を段階的に引き下げている。
【００８０】
このデューティ制御の間に、高圧燃料ポンプ２の吸入行程（ｔ４０〜ｔ４１、ｔ４４〜ｔ４６）では、励磁コイル１８ａが通電状態にある場合には電磁開閉弁１８は閉弁し、励磁コイル１８ａが非通電状態にある場合には電磁開閉弁１８は開弁する。このため開弁時に低圧燃料経路２０から燃料導入口１６を介して加圧室１４に低圧燃料が吸入される。
【００８１】
加圧行程（ｔ４１〜ｔ４４）となって一旦電磁開閉弁１８が閉じると（ｔ４２）、前述したごとく加圧行程の終了（ｔ４４）まで、この間に非通電状態が何度繰り返されても、閉弁状態を維持する。この期間（ｔ４２〜ｔ４４）に加圧室１４内の高圧燃料がチェック弁２６を押し開いてデリバリパイプ３０側へ供給される。
【００８２】
そして吸入行程（ｔ４４〜ｔ４７）の途中でクランク角が確定する（ｔ４６）ので、この確定時点（ｔ４６）からはデューティ制御から前記図４にて説明した通常の電磁開閉弁の制御に移る。したがって電磁開閉弁１８を吸入行程で開弁し加圧行程で閉弁する処理を繰り返して、燃料圧力Ｐｆを目標燃料圧力まで上昇させる。
【００８３】
尚、従来のごとく、バッテリ電圧Ｖｂが低くてもデューティ制御の制御周期も各通電時間も長くならない場合には、前記実施の形態１にて述べたごとく、最初の加圧行程時（ｔ４１〜ｔ４４）にては加圧室１４内の燃料が高圧化せずデリバリパイプ３０側に圧送できない。したがって燃料噴射系の昇圧が遅れることになる。
【００８４】
上述した構成において、始動時デューティ制御処理（図１０）が燃料圧送確保手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
【００８５】
（イ）．前記実施の形態２の（イ）と同じ効果が得られる。
（ロ）．又、各デューティ制御の周期においては、前記実施の形態１の（イ）の効果が得られる。
【００８６】
（ハ）．尚、バッテリ電圧Ｖｂが高くなれば、デューティが５０％を越えることがないタイミングにて周期を短くしているので、通電時間割合が不必要に増加することがない。このため電気回路に対する負荷増大を効果的に防止できる。
【００８７】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２においては、デューティ制御の周期はバッテリ電圧Ｖｂの上昇とともに段階的に短くしたが、連続的に短くなるようにしても良い。
【００８８】
（ｂ）．前記各実施の形態の高圧燃料ポンプは、クランク角が確定した後は、吸入行程時では電磁開閉弁１８を開弁し、加圧行程時では燃料調量に応じたクランク角で電磁開閉弁１８を閉弁する加圧行程時スピル調量タイプの高圧燃料ポンプとして制御した。これ以外に、クランク角が確定した後は、図１３に示すごとく吸入行程時では燃料調量に応じた期間（θｃ〜θｄ，θｅ〜θｆ）、電磁開閉弁１８を非通電状態にすることにより開弁して、この期間（θｃ〜θｄ，θｅ〜θｆ）のみ燃料を加圧室１４に吸入するようにしても良い。そして加圧行程時では電磁開閉弁１８を閉弁状態とする。この場合には通電開始クランク角θｄ，θｆを早くすれば燃料圧送量は少なくなり、遅くすれば燃料圧送量は多くなる。このような吸入行程時調量タイプの高圧燃料ポンプとして制御しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の高圧燃料ポンプ、エンジン及び制御系の概略構成図。
【図２】実施の形態１の高圧燃料ポンプにおいてクランク角確定後に行われる吸入行程時の作動説明図。
【図３】実施の形態１の高圧燃料ポンプにおいてクランク角確定後に行われる加圧行程時の作動説明図。
【図４】実施の形態１のクランク角確定後にて行われる加圧行程時スピル調量処理のクランク角チャート。
【図５】実施の形態１の始動時デューティ制御処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１の始動時デューティ制御処理にて用いられるデューティマップＤｍａｐの構成説明図。
【図７】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態２の始動時デューティ制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態２の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態３の始動時デューティ制御処理のフローチャート。
【図１１】実施の形態３の始動時デューティ制御処理にて用いられる通電時間マップＴｍａｐの構成説明図。
【図１２】実施の形態３の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１３】他の実施の形態としてクランク角確定後にて行われる吸入行程時調量処理のクランク角チャート。
【符号の説明】
２…高圧燃料ポンプ、４…エンジン、６…カムシャフト、８…カム、１０…シリンダ、１２…プランジャ、１４…加圧室、１６…燃料導入口、１８…電磁開閉弁、１８ａ…励磁コイル、１８ｂ…弁体、１８ｃ…スプリング、１８ｄ…シート部、２０…低圧燃料経路、２０ａ…リリーフ弁、２２…フィードポンプ、２４…燃料タンク、２６…チェック弁、２８…高圧燃料通路、３０…デリバリパイプ、３０ａ…リリーフ弁、３２…燃料噴射弁、３４…ＥＣＵ、３６…エンジン回転数センサ、３８…カムポジションセンサ、４０…燃料圧力センサ、４２…バッテリ電圧センサ、４４…バッテリ、４６…スタータ、４８…他の電気負荷、５０…駆動回路。
【図１】
2004036394.tif 000003
【図２】
2004036394.tif 000004
【図３】
2004036394.tif 000005
【図４】
2004036394.tif 000006
【図５】
2004036394.tif 000007
【図６】
2004036394.tif 000008
【図７】
2004036394.tif 000009
【図８】
2004036394.tif 000010
【図９】
2004036394.tif 000011
【図１０】
2004036394.tif 000012
【図１１】
2004036394.tif 000013
【図１２】
2004036394.tif 000014
【図１３】
2004036394.tif 000015