蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置
【課題】アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることのできる、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】コモンレールと、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における前記圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、を備える。
【解決手段】コモンレールと、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における前記圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。特に、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁を備え、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置及び制御方法、並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンをはじめとする内燃機関の気筒内に燃料を噴射する装置として、高圧ポンプによって加圧された燃料を蓄積するためのコモンレールを備えた蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。このコモンレールには複数の燃料噴射弁が接続されており、高圧の燃料が各燃料噴射弁に供給された状態で各燃料噴射弁への通電制御が行われることにより、様々な噴射パターンで内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置では、コモンレール内の圧力（以下「レール圧」と称する。）が燃料噴射特性に大きく影響する。このレール圧の制御方法として、レール圧の目標値（以下「目標レール圧」と称する。）に応じてコモンレールに接続された圧力制御弁の開度を調節し、コモンレールから低圧側に排出される燃料の流量を調節することによりレール圧を制御する方法がある。
【０００４】
この圧力制御弁として、燃料の流路を開閉する弁部材がスプリングの付勢力により開弁方向に付勢されて、非通電状態で燃料の流路が開放されるノーマルオープン型の構造を有するものがある。一般に内燃機関の停止時にはレール圧が減少させられるが、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁が用いられていれば、内燃機関の停止時に通電制御を実施することなくレール圧を低下させることができる。
【０００５】
ところで、近年、蓄圧式燃料噴射装置を備えた内燃機関の制御において、燃費の向上や、排気ガス量及び騒音の低減等を目的として、内燃機関が搭載された車両の一時停止中に内燃機関を自動停止させるアイドリングストップ制御が実用化され始めている。アイドリングストップ制御においては、所定のアイドリングストップ条件が成立すると内燃機関が自動停止する一方、所定の再始動条件が成立すると内燃機関が再始動する。
【０００６】
この内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な車両においては、自動停止状態からの再始動性が商品性に重要な影響を与える要素となっており、内燃機関の一時停止中に燃料噴射が可能な状態を維持して、アイドリングストップ制御時の内燃機関の再始動性を向上させることのできる制御装置が提案されている。具体的には、エンジンを自動的に停止しかつエンジンを自動的に再始動するエンジン自動停止・再始動装置を具備し、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときにはレール圧を減少させ、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることによってエンジンが停止されるときには、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときのレール圧の減少量よりもレール圧の減少量を少なくする制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された制御装置は、コモンレールに接続されたノーマルクローズ型の減圧弁（圧力制御弁）を備えており、イグニションスイッチがオフにされて内燃機関が停止されるときには圧力制御弁を駆動しレール圧を低下させる一方、アイドリングストップ制御によって内燃機関が停止されるときには圧力制御弁を駆動しないで減圧弁が閉じられるように構成されている。
【０００９】
これに対し、ノーマルオープン型の圧力制御弁を用いる場合、アイドリングストップ制御によって内燃機関が自動停止するときに圧力制御弁を閉弁させるためには、圧力制御弁に対して通電を行い、弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力及びレール圧の和に抗して当該弁部材を閉弁方向に付勢するための電磁力を発生させなければならない。
【００１０】
ここで、量産品の圧力制御弁は、通電電流値に対し発生する電磁力にある程度のばらつきがある。そのため、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁の通電電流値は、発生する電磁力が一番小さい圧力制御弁（以下、下限品と称する）が使用される場合であっても閉弁させることが可能な値となっている。しかしその一方で、下限品以外の圧力制御弁が使用される際には、アイドリングストップ制御時に必要以上の電流を流すこととなり、バッテリの消費電力に無駄が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のレール圧低下量を測定しつつ、その測定値に応じて圧力制御弁の通電電流値を調節しながら通電電流の最適値を学習することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち本発明は、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることのできる、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、圧力制御弁通電電流値学習手段は、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、圧力制御弁通電電流値学習手段は、通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置である。
【００１６】
また、本発明の別の態様は、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御方法であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御時において、自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することにより、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置によれば、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、前記圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習することで、圧力制御弁を閉弁させるための電磁力が必要以上に大きい場合、あるいは不足している場合双方において、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００１９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置によれば、通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることにより、所定値以上の圧力低下が圧力制御弁以外の要因による場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における蓄圧式燃料噴射装置の構成例を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態における蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】圧力制御弁電流値学習の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】電流減探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】電流増探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】妥協電流探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、適宜図面を参照して、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２２】
１．蓄圧式燃料噴射装置
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置１０の全体構成を示している。この蓄圧式燃料噴射装置１０は、車両に搭載された図示されない内燃機関の気筒内に燃料を噴射するための装置であって、燃料タンク１と、低圧ポンプ１１と、高圧ポンプ１３と、流量制御弁１９と、コモンレール１５と、圧力制御弁２３と、燃料噴射弁１７と、制御装置５０（ＥＣＵ）等を主たる要素として備えている。
【００２３】
低圧ポンプ１１と高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとは低圧燃料通路３１で接続され、高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとコモンレール１５、及びコモンレール１５と燃料噴射弁１７はそれぞれ高圧燃料通路３３、３５で接続されている。また、高圧ポンプ１３、コモンレール１５、燃料噴射弁１７には、燃料噴射弁１７から噴射されない余剰燃料を燃料タンク１に戻すためのリターン通路３７、３８、３９が接続されている。
【００２４】
高圧ポンプ１３内の低圧燃料通路３１の途中には、加圧室１３ａに送られる燃料の流量を調節するための流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９は、例えば供給電流値によって弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の流量制御弁が用いられる。本実施形態の流量制御弁１９は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープンの流量制御弁として構成されている。ただし、非通電状態で燃料の流路が全閉となるノーマルクローズの流量制御弁であってもよい。
【００２５】
高圧ポンプ１３内の、流量制御弁１９よりも上流側の低圧燃料通路３１から分岐する燃料通路には、流量制御弁１９と並列に配置された圧力調整弁２１が備えられている。この圧力調整弁２１は、燃料タンク１に通じるリターン通路３７に接続されており、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路３１内の圧力とリターン通路３７内の圧力との差が所定値を越えたときに開弁されるオーバーフローバルブが用いられている。低圧ポンプ１１によって燃料が圧送されている状態においては、低圧燃料通路３１内の圧力が、リターン通路３７内の圧力に対して所定の差圧分大きくなるように調整される。
【００２６】
低圧ポンプ１１は、燃料タンク１内の燃料を吸い上げて圧送し、低圧燃料通路３１を介して高圧ポンプ１３の加圧室１３ａに燃料を供給する。この低圧ポンプ１１は燃料タンク１内に備えられたインタンクの電動ポンプであって、バッテリから供給される電流によって駆動させられる。ただし、低圧ポンプ１１は、燃料タンク１の外部に設けられるものであってもよく、また、図示されない内燃機関動力によって駆動するギアポンプであってもよい。
【００２７】
高圧ポンプ１３は、低圧ポンプ１１によって燃料吸入弁２７を介して加圧室１３ａへ導入される燃料をプランジャ２９によって加圧し、高圧状態の燃料を燃料吐出弁２８及び高圧燃料通路３３を介してコモンレール１５に圧送する。燃料吐出弁２８は、吐出側に位置するレール圧が高いほどシール性が高められる逆止弁構造となっている。
【００２８】
高圧ポンプ１３を駆動するカム１４は、図示されない内燃機関のドライブシャフトにギアを介して連結されたカムシャフトに固定されている。図１に示す高圧ポンプ１３は二本のプランジャ２９を備えており、二本のプランジャ２９がカム１４によって押し上げられ、二つの加圧室１３ａ内で燃料が加圧されてコモンレール１５に対して高圧の燃料が圧送される。本実施形態の高圧ポンプ１３は、二つのプランジャ２９及び加圧室１３ａを備えて構成されているが、プランジャ数はこれに限定されない。
【００２９】
図１に示す高圧ポンプ１３には燃料温度センサ２４が備えられている。燃料温度センサ２４のセンサ信号Ｓｔは制御装置５０に送られ、このセンサ信号Ｓｔに基づいて低圧燃料通路３１内を流通する燃料温度Ｔｆが検出される。ただし、燃料温度センサは、蓄圧式燃料噴射装置１０内の燃料通路のいずれの場所に備えられていても構わない。
【００３０】
コモンレール１５は、高圧ポンプ１３によって加圧された高圧状態の燃料を蓄積し、高圧燃料通路３５を介して接続された燃料噴射弁１７に燃料を供給する。このコモンレール１５にはレール圧センサ２５及び圧力制御弁２３が取り付けられている。レール圧センサ２５のセンサ信号Ｓｐは制御装置５０に送られ、このセンサ信号Ｓｐに基づいてレール圧Ｐｒが検出される。
【００３１】
圧力制御弁２３は、コモンレール１５から燃料タンク１へと戻す高圧の燃料の流量を調節するために用いられる。また圧力制御弁２３は、燃料の通路を開閉するための弁部材のストローク量が供給電流値によって可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。本実施形態の圧力制御弁２３は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープン型の圧力制御弁として構成されている。ノーマルオープン型の圧力制御弁は、弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力とレール圧の和が、弁部材を閉弁方向に付勢する力を上回っているときに開弁する。
【００３２】
燃料噴射弁１７は、噴射孔が設けられたノズルボディと、進退移動により噴射孔を開閉するノズルニードルとを備えている。燃料噴射弁１７は、ノズルニードルの後端側に背圧を負荷することで噴射孔が閉じられる一方、負荷された背圧が逃されることで噴射孔が開かれる。レール圧が噴射可能圧力以上のときに、燃料噴射弁１７による正常な燃料噴射が可能になっている。燃料噴射弁１７としては、背圧制御手段としてピエゾ素子が備えられた電歪型のピエゾインジェクタや、背圧制御手段として電磁ソレノイドが備えられた電磁制御型のマグネットインジェクタが用いられる。
【００３３】
なお、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた燃料噴射弁１７は、動的リーク以外に、微細な隙間から漏れ出すリーク（静的リーク）が生じないか、あるいは極めて少量のリークしか生じない構造となっている。
【００３４】
流量制御弁１９及び圧力制御弁２３は、制御装置５０によって通電制御が行われるようになっており、通電量（操作量）に応じて燃料通過面積が比例的に変化し、通過する燃料の流量が調節されるようになっている。この蓄圧式燃料噴射装置１０においては、流量制御弁１９又は圧力制御弁２３を用いて、あるいは両方の制御弁を併用して、圧力センサ２５によって検出される実レール圧Ｐｒが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるように制御が行われるようになっている。レール圧の制御を、流量制御弁１９を用いて行うか、圧力制御弁２３を用いて行うか、あるいはこれらの制御弁を併用して行うかは、主として内燃機関の運転状態に応じて切り分けられている。
【００３５】
２．制御装置（ＥＣＵ）
図２は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０を制御するための制御装置５０のうち、アイドリングストップ制御及びアイドリングストップ時の圧力制御弁電流値学習制御に関連する部分を機能的なブロックで表した構成例を示している。この制御装置５０は、アイドリングストップ制御手段６１と、目標レール圧演算手段６４と、レール圧検出手段６５と、流量制御弁制御手段６６と、圧力制御弁制御手段６７と、燃料噴射弁制御手段６８と、圧力制御弁電流値学習手段６９等を備えている。制御装置５０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各手段はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
【００３６】
制御装置５０は、レール圧センサ２５や燃料温度センサ２４、機関回転数Ｎｅを検出する回転数センサ、車両の車速Ｖを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Ａｃｃを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Ｂｒを検出するブレーキセンサ等の各種センサ信号が読込み可能になっている。また、制御装置５０には、各手段での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｏｍｏｒｙ）が備えられている。
【００３７】
アイドリングストップ制御手段６１は、所定のアイドリングストップ条件が成立したときに、燃料噴射弁制御手段６８、流量制御弁制御手段６６、圧力制御弁制御手段６７、および圧力制御弁電流値学習手段６９に対してアイドリングストップ条件成立信号を送信する。また、アイドリングストップ制御手段６１は、図示されない内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立すると、燃料噴射弁制御手段６８、流量制御弁制御手段６６、圧力制御弁制御手段６７、および圧力制御弁電流値学習手段６９に対して再始動条件成立信号を送信する。
【００３８】
アイドリングストップ条件は、例えばエンジンスイッチＳｗがオンの状態にあること、ギアセンサの検出位置Ｓｇ がニュートラルであること、ブレーキペダルセンサの検出位置Ｓｂが踏まれた状態にあること、機関回転数Ｎｅが所定の閾値以下であること、車速Ｖが０である状態が所定時間以上継続したこと等のうちの少なくとも一つ以上の条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００３９】
また、再始動条件は、図示されない内燃機関が自動停止状態にある間に、ギアセンサの検出位置Ｓｇがニュートラル状態から解除されたこと、アクセルペダルＡｃｃが踏まれたこと等のうちのいくつかの条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００４０】
目標レール圧演算手段６４は、機関回転数Ｎｅやアクセル操作量Ａｃｃ等に基づいて目標レール圧Ｐｔｇｔを算出する。また、レール圧検出手段６５は、レール圧センサ２５のセンサ信号Ｓｐを継続的に読み込み、レール圧Ｐｒを算出する。
【００４１】
燃料噴射弁制御手段６８は、機関回転数Ｎｅやアクセル操作量Ａｃｃ等に基づいて目標燃料噴射量Ｑｔｇｔを算出するとともに、レール圧Ｐｒに応じて目標燃料噴射量Ｑｔｇｔに見合う燃料噴射弁１７の制御信号を生成し、燃料噴射弁１７に対して制御信号を出力する。また、燃料噴射弁制御手段６８は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると燃料噴射を停止させる一方、再始動条件成立を示す信号を受け取ると燃料噴射を再開させる。本実施形態において、燃料噴射弁制御手段６８は、レール圧Ｐｒが噴射可能圧力Ｐｒ_ｉｎｊ以上のときに燃料噴射弁１７への制御信号の出力が許可されるようになっている。
【００４２】
流量制御弁制御手段６６及び圧力制御弁制御手段６７は、基本的には、レール圧Ｐｒが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるように、それぞれ流量制御弁１９あるいは圧力制御弁２３の通電制御を実行する。具体的に、流量制御弁制御手段６６は、流量制御弁１９の開度を調節することで高圧ポンプ１３の加圧室１３ａに供給される燃料の流量を制御し、高圧ポンプ１３からコモンレール１５に圧送される高圧の燃料の流量を変えることでレール圧Ｐｒを調節する。また、圧力制御弁制御手段６７は、圧力制御弁２３の開度を調節することでコモンレール１５からリターン通路３８に排出される燃料の流量を制御し、レール圧Ｐｒを調節する。
【００４３】
また、流量制御弁制御手段６６は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると流量制御弁１９に対する通電を遮断する。本実施形態の流量制御弁１９はノーマルオープン型の構成となっているために、通電が遮断されると流量制御弁１９は全開となる。
【００４４】
また、圧力制御弁制御手段６７は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると、圧力制御弁２３の通電電流値を、アイドリングストップ条件成立時の通電電流値Ｉａとする制御を行う。この通電電流値Ｉａは、後述するアイドリングストップ時の通電電流値の学習値である。
【００４５】
圧力制御弁電流値学習手段６９は、後述するように、アイドリングストップ時における圧力制御弁２３の通電電流最適値を学習するための処理を行い、学習値を圧力制御弁２３の通電電流学習値Ｉａとして圧力制御弁制御手段６７へ出力する。
【００４６】
３．圧力制御弁通電電流値学習方法
次に、上述した制御装置５０によって実行される、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁通電電流値の学習処理について、図３〜図６に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。尚、本処理は内燃機関の運転中に所定の周期で繰り返し実行されるものとなっている。
【００４７】
制御装置５０による処理が開始されると、最初にアイドリングストップ制御中であるか否か、すなわち、アイドリングストップ制御によるエンジン停止中であるか否かが判定される（図３のステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、アイドリングストップ制御中であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０４へ進む一方、アイドリングストップ制御中ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００４８】
ステップＳ１０４においては、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁通電電流値の学習を行うための所定の条件が成立しているか否かが判定され、所定の条件が成立していると判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０６へ進む一方、所定の条件が成立していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。ここで、所定の条件とは、燃料温度、レール圧、エンジン冷却水温等を使用することができるが、これらの項目やその数値は、試験やシミュレーション等により定められるものである。
【００４９】
ステップＳ１０６においては、現在の学習モードが後述する電流減探索モードであるか否かが判定され、電流減探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ２０２へ進む一方、電流減探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０８へ進むこととなる。
【００５０】
ステップＳ１０８においては、現在の学習モードが後述する電流増探索モードであるか否かが判定され、電流増探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ３０２へ進む一方、電流増探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１０へ進むこととなる。
【００５１】
ステップＳ１１０においては、現在の学習モードが後述する妥協電流探索モードであるか否かが判定され、妥協電流探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ４０２へ進む一方、妥協電流探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１２へ進むこととなる。
【００５２】
すなわち、電流減探索モード、電流増探索モード、妥協電流探索モードのいずれでもない場合（ステップＳ１０６〜Ｓ１１０でＮＯの場合）にステップＳ１１２へ進むこととなるが、いずれの学習モードが実行されているかは、フラグにより判別することができる。
【００５３】
ステップＳ１１２においては、前回学習値があるか否か、すなわち、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流の学習が過去に行われ、その学習値が適宜の記憶領域に保存されているか否かが判定される。前回学習値がない場合（ＮＯの場合）、ステップ１３０へ進み、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値をデフォルト値とする。尚、図３のステップＳ１３０及びＳ１１４におけるＰＣＶとは、圧力制御弁２３のことである。
【００５４】
次いで、ステップＳ１３２へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ１３４へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。ここで、レール圧低下量に対する所定値とは、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３閉弁後における、単位時間当たりのレール圧の低下量として定めることができる。また、これに限らず圧力制御弁２３閉弁後ある一定時間後のレール圧の絶対値等、適宜定めることができる。
【００５５】
ステップＳ１３４においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３６参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ１３４においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力は十分であり、むしろ通電電流値を減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３８参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００５７】
また、ステップＳ１１２において、圧力制御弁２３の通電電流値の前回学習値がある場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１１４へ進み、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を前回学習値とする。
【００５８】
次いで、ステップＳ１１６へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ１１８へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００５９】
ステップＳ１１８においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４においてＹＥＳと判定された場合と同様、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３６参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６０】
一方、ステップＳ１１８においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１２０へ進み、前回の学習から所定期間経過しているか否かが判定される。ここで、前回の学習からの所定期間とは、例えば前回の学習が終了した後の内燃機関の運転時間とすることができる。あるいは、前回の学習が終了した後のアイドリングストップ制御の実行回数またはアイドリングストップ制御の実行時間等、適宜定めることができる。
【００６１】
ステップＳ１２０において、前回の学習から所定期間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４においてＮＯと判定された時と同様、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力は十分であり、むしろ通電電流値を減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードへ移行し（図３のステップＳ１２２参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６２】
一方、ステップＳ１２０において、前回の学習から所定期間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）、このタイミングで再度の学習を行う必要はないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６３】
また、ステップＳ１０６において、電流減探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図４のステップＳ２０２へ進むこととなる。ステップＳ２０２以降の電流減探索モードの処理内容を、図４を参照しつつ以下に説明する。
【００６４】
ステップＳ２０２において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもα１（ｍＡ）だけ減少させる。電流値の減少量α１は、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００６５】
次いで、ステップＳ２０４へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ２０６へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００６６】
ステップＳ２０６においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、電流減探索モードへの移行前にはレール圧低下量が所定値未満であったにもかかわらず、今回ステップＳ２０２において圧力制御弁２３の通電電流値をα１（ｍＡ）だけ減少させたことによりレール圧低下量が所定値以上となったこととなる。そのため、前回値、すなわち、今回α１（ｍＡ）だけ減少させる前の通電電流値を本電流減探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図４のステップＳ２１０参照）。次いでステップＳ２１２において、電流減探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６７】
一方、ステップＳ２０６において、レール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３の通電電流値をさらに減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードを継続することとし（図４のステップＳ２０８参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６８】
以上説明した電流減探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流値が必要以上に大きな値となることが防止され、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００６９】
また、図３のステップＳ１０８において、電流増探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図５のステップＳ３０２へ進むこととなる。ステップＳ３０２以降の電流増探索モードの処理内容を、図５を参照しつつ以下に説明する。
【００７０】
ステップＳ３０２において、圧力制御弁２３の通電電流値を、前回値よりもβ（ｍＡ）だけ増加させた場合、電流値が後述する所定の制限値以上となるか否かが判定される。制限値以上の場合（ＹＥＳの場合）ステップＳ３２０へ進む一方、制限値未満の場合（ＮＯの場合）ステップＳ３０４へ進む。
【００７１】
ステップＳ３０４において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもβ（ｍＡ）だけ増加させる。電流値の増加量βは、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００７２】
次いで、ステップＳ３０６へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ３０８へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００７３】
ステップＳ３０８においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３０４において圧力制御弁２３の通電電流値をβ（ｍＡ）だけ増加させたことによりレール圧低下量が所定値未満に抑えられたこととなるため、今回値、すなわち、今回β（ｍＡ）だけ増加させた通電電流値を本電流増探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図５のステップＳ３１０参照）。次いでステップＳ３１２において、電流減探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００７４】
一方、ステップＳ３０８において、レール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、依然として圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードを継続することとし（図５のステップＳ３１４参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００７５】
以上説明した電流増探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時におけるレール圧の低下量を所定値未満とするための、圧力制御弁２３の通電電流値の増加分を必要最小限とすることができ、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００７６】
また、ステップＳ３０２において、電流値が所定の制限値以上となると判定された場合（ＹＥＳの場合）ステップＳ３２０へ進み、後述する妥協電流学習値があるか否か、すなわち、後述する妥協電流学習モードにおける妥協電流学習が過去に行われ、その学習値が適宜の記憶領域に保存されているか否かが判定される（図５のステップＳ３２０参照）。
【００７７】
ここで、妥協電流学習モードについて説明する。アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上であった場合（図３のステップＳ１３４およびステップＳ１１８においてＹＥＳであった場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行することは上述の通りである。しかし、インジェクタ１７や高圧ポンプ１３にも微少量ながら燃料のリークがあり、アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上となる要因が、これら圧力制御弁２３以外の箇所からのリークに起因するものであった場合、圧力制御弁２３への通電電流値を増加させてもレール圧低下を抑えることはできず、むしろバッテリの消費電力の無駄となる。そこで、電流増探索モードにおいて増加させる通電電流値に所定の制限値を設け、通電電流値がその所定の制限値を超える場合、逆に通電電流値を段階的に減少させ、電磁力が低下することによりレール圧低下量が増すこととなる直前の通電電流値を妥協電流学習値とするものである。
【００７８】
図５の説明に戻ると、ステップＳ３２０において、妥協電流学習値がない場合（ＮＯの場合）、妥協電流探索モードへ移行することとし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。（図５のステップＳ３２４参照）。
【００７９】
一方、ステップＳ３２０において、妥協電流学習値がある場合（ＹＥＳの場合）、前回の妥協電流学習から所定期間経過しているか否かが判定される（図５のステップＳ３２２参照）。ここで、前回の妥協電流学習からの所定期間とは、例えば前回の妥協電流学習が終了した後の内燃機関の運転時間とすることができる。あるいは、前回の妥協電流学習が終了した後のアイドリングストップ制御の実行回数またはアイドリングストップ制御の実行時間等、適宜定めることができる。
【００８０】
ステップＳ３２２において、前回の妥協電流学習から所定期間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３２０でＮＯと判定された時と同様、妥協電流探索モードへ移行し（図５のステップＳ３２４参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８１】
一方、ステップＳ３２２において、前回の妥協電流学習から所定期間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）、このタイミングで再度の妥協電流学習を行う必要はないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８２】
次に妥協電流探索モードの処理内容を、図６を参照しつつ以下に説明する。図３のステップＳ１１０において、妥協電流探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図６ステップＳ４０２以降へ進むこととなる。
【００８３】
ステップＳ４０２において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもα２（ｍＡ）だけ減少させる。電流値の減少量α２は、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００８４】
次いで、ステップＳ４０４へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ４０６へ進み、レール圧の低下量が前回を上回ったか否かが判定される。
【００８５】
ステップＳ４０６においてレール圧低下量が前回を上回ったと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４０２において圧力制御弁２３の通電電流値をα２（ｍＡ）だけ減少させたことによりレール圧低下量が前回を上回ったこととなるため、前回値、すなわち、今回α２（ｍＡ）だけ減少させる前の通電電流値を本妥協電流探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図６のステップＳ４０８参照）。次いでステップＳ４１０において、妥協電流探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ４０６において、レール圧低下量が前回を上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３の通電電流値をさらに減少させることができる可能性があるとして、妥協電流探索モードを継続することとし（図６のステップＳ４１２参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８７】
以上説明した妥協電流探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上となる要因が、圧力制御弁２３ではなく、インジェクタ１７や高圧ポンプ１３からの燃料リークに起因するものであった場合でも、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流値を必要最小限とすることができ、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００８８】
尚、レール圧の低下量が所定値以上か否かを判定するステップ（Ｓ１１８、Ｓ１３４、Ｓ２０６、Ｓ３０８）での所定値とは、単位時間当たりのレール圧の低下量、あるいは圧力制御弁２３閉弁後ある一定時間後のレール圧の絶対値等、適宜定めることができることは上述の通りであるが、各ステップにおける所定値は、同一の値とすることもできるし、各ステップにおいてそれぞれ適切な値を定めることもできる。
【００８９】
さらに、ステップＳ２０２及びステップＳ４０２における通電電流値の減少量であるα１及びα２、あるいはステップＳ３０２における通電電流値の増加量であるβの値は、試験はシミュレーションにより適宜定めることができることは上述の通りであるが、α１、α２、βの各値は同一とすることもできるし、それぞれ適切な値を定めることもできる。
【００９０】
さらに、ステップＳ１２０及びステップＳ３２２における所定期間は、適宜定めることができることは上述の通りであるが、各ステップにおける所定期間は同一とすることもできるし、それぞれ適切な値を定めることもできる。
【００９１】
以上の様に、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することにより、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。また、圧力制御弁の経時劣化等により圧力制御弁の電磁力が不足した場合であっても、通電電流値を増加させることができ、さらにその増加量を最小限に抑えることができる。さらに、圧力制御弁以外の要因により所定量以上の圧力低下が起きた場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００９２】
また、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御時において、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習するようにしているため、圧力制御弁を閉弁させるための電磁力が必要以上に大きい場合、あるいは不足している場合双方において、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００９３】
また、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、圧力制御弁の通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とするようにしているため、所定値以上の圧力低下が圧力制御弁以外の要因による場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１：燃料タンク、１０：蓄圧式燃料噴射装置、１１：低圧ポンプ、１３：高圧ポンプ、１３ａ：加圧室、１４：カム、１５：コモンレール、１７：燃料噴射弁、１９：流量制御弁、２３：圧力制御弁、２４：燃料温度センサ、２５：レール圧センサ、２７：燃料吸入弁、２８：燃料吐出弁、２９：プランジャ、３１：低圧燃料通路、３３、３５：高圧燃料通路、３７、３８、３９：リターン通路、５０：制御装置、６１：アイドリングストップ制御手段、６４：目標レール圧演算手段、６５：レール圧検出手段、６６：流量制御弁制御手段、６７：圧力制御弁制御手段、６８：燃料噴射弁制御手段、６９：圧力制御弁電流値学習手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。特に、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁を備え、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置及び制御方法、並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンをはじめとする内燃機関の気筒内に燃料を噴射する装置として、高圧ポンプによって加圧された燃料を蓄積するためのコモンレールを備えた蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。このコモンレールには複数の燃料噴射弁が接続されており、高圧の燃料が各燃料噴射弁に供給された状態で各燃料噴射弁への通電制御が行われることにより、様々な噴射パターンで内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置では、コモンレール内の圧力（以下「レール圧」と称する。）が燃料噴射特性に大きく影響する。このレール圧の制御方法として、レール圧の目標値（以下「目標レール圧」と称する。）に応じてコモンレールに接続された圧力制御弁の開度を調節し、コモンレールから低圧側に排出される燃料の流量を調節することによりレール圧を制御する方法がある。
【０００４】
この圧力制御弁として、燃料の流路を開閉する弁部材がスプリングの付勢力により開弁方向に付勢されて、非通電状態で燃料の流路が開放されるノーマルオープン型の構造を有するものがある。一般に内燃機関の停止時にはレール圧が減少させられるが、ノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁が用いられていれば、内燃機関の停止時に通電制御を実施することなくレール圧を低下させることができる。
【０００５】
ところで、近年、蓄圧式燃料噴射装置を備えた内燃機関の制御において、燃費の向上や、排気ガス量及び騒音の低減等を目的として、内燃機関が搭載された車両の一時停止中に内燃機関を自動停止させるアイドリングストップ制御が実用化され始めている。アイドリングストップ制御においては、所定のアイドリングストップ条件が成立すると内燃機関が自動停止する一方、所定の再始動条件が成立すると内燃機関が再始動する。
【０００６】
この内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な車両においては、自動停止状態からの再始動性が商品性に重要な影響を与える要素となっており、内燃機関の一時停止中に燃料噴射が可能な状態を維持して、アイドリングストップ制御時の内燃機関の再始動性を向上させることのできる制御装置が提案されている。具体的には、エンジンを自動的に停止しかつエンジンを自動的に再始動するエンジン自動停止・再始動装置を具備し、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときにはレール圧を減少させ、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることによってエンジンが停止されるときには、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときのレール圧の減少量よりもレール圧の減少量を少なくする制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された制御装置は、コモンレールに接続されたノーマルクローズ型の減圧弁（圧力制御弁）を備えており、イグニションスイッチがオフにされて内燃機関が停止されるときには圧力制御弁を駆動しレール圧を低下させる一方、アイドリングストップ制御によって内燃機関が停止されるときには圧力制御弁を駆動しないで減圧弁が閉じられるように構成されている。
【０００９】
これに対し、ノーマルオープン型の圧力制御弁を用いる場合、アイドリングストップ制御によって内燃機関が自動停止するときに圧力制御弁を閉弁させるためには、圧力制御弁に対して通電を行い、弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力及びレール圧の和に抗して当該弁部材を閉弁方向に付勢するための電磁力を発生させなければならない。
【００１０】
ここで、量産品の圧力制御弁は、通電電流値に対し発生する電磁力にある程度のばらつきがある。そのため、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁の通電電流値は、発生する電磁力が一番小さい圧力制御弁（以下、下限品と称する）が使用される場合であっても閉弁させることが可能な値となっている。しかしその一方で、下限品以外の圧力制御弁が使用される際には、アイドリングストップ制御時に必要以上の電流を流すこととなり、バッテリの消費電力に無駄が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のレール圧低下量を測定しつつ、その測定値に応じて圧力制御弁の通電電流値を調節しながら通電電流の最適値を学習することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち本発明は、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることのできる、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、圧力制御弁通電電流値学習手段は、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、圧力制御弁通電電流値学習手段は、通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置である。
【００１６】
また、本発明の別の態様は、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御方法であって、内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御時において、自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することにより、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置によれば、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、前記圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習することで、圧力制御弁を閉弁させるための電磁力が必要以上に大きい場合、あるいは不足している場合双方において、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００１９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置によれば、通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることにより、所定値以上の圧力低下が圧力制御弁以外の要因による場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における蓄圧式燃料噴射装置の構成例を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態における蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】圧力制御弁電流値学習の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】電流減探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】電流増探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】妥協電流探索モードの手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、適宜図面を参照して、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２２】
１．蓄圧式燃料噴射装置
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置１０の全体構成を示している。この蓄圧式燃料噴射装置１０は、車両に搭載された図示されない内燃機関の気筒内に燃料を噴射するための装置であって、燃料タンク１と、低圧ポンプ１１と、高圧ポンプ１３と、流量制御弁１９と、コモンレール１５と、圧力制御弁２３と、燃料噴射弁１７と、制御装置５０（ＥＣＵ）等を主たる要素として備えている。
【００２３】
低圧ポンプ１１と高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとは低圧燃料通路３１で接続され、高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとコモンレール１５、及びコモンレール１５と燃料噴射弁１７はそれぞれ高圧燃料通路３３、３５で接続されている。また、高圧ポンプ１３、コモンレール１５、燃料噴射弁１７には、燃料噴射弁１７から噴射されない余剰燃料を燃料タンク１に戻すためのリターン通路３７、３８、３９が接続されている。
【００２４】
高圧ポンプ１３内の低圧燃料通路３１の途中には、加圧室１３ａに送られる燃料の流量を調節するための流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９は、例えば供給電流値によって弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の流量制御弁が用いられる。本実施形態の流量制御弁１９は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープンの流量制御弁として構成されている。ただし、非通電状態で燃料の流路が全閉となるノーマルクローズの流量制御弁であってもよい。
【００２５】
高圧ポンプ１３内の、流量制御弁１９よりも上流側の低圧燃料通路３１から分岐する燃料通路には、流量制御弁１９と並列に配置された圧力調整弁２１が備えられている。この圧力調整弁２１は、燃料タンク１に通じるリターン通路３７に接続されており、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路３１内の圧力とリターン通路３７内の圧力との差が所定値を越えたときに開弁されるオーバーフローバルブが用いられている。低圧ポンプ１１によって燃料が圧送されている状態においては、低圧燃料通路３１内の圧力が、リターン通路３７内の圧力に対して所定の差圧分大きくなるように調整される。
【００２６】
低圧ポンプ１１は、燃料タンク１内の燃料を吸い上げて圧送し、低圧燃料通路３１を介して高圧ポンプ１３の加圧室１３ａに燃料を供給する。この低圧ポンプ１１は燃料タンク１内に備えられたインタンクの電動ポンプであって、バッテリから供給される電流によって駆動させられる。ただし、低圧ポンプ１１は、燃料タンク１の外部に設けられるものであってもよく、また、図示されない内燃機関動力によって駆動するギアポンプであってもよい。
【００２７】
高圧ポンプ１３は、低圧ポンプ１１によって燃料吸入弁２７を介して加圧室１３ａへ導入される燃料をプランジャ２９によって加圧し、高圧状態の燃料を燃料吐出弁２８及び高圧燃料通路３３を介してコモンレール１５に圧送する。燃料吐出弁２８は、吐出側に位置するレール圧が高いほどシール性が高められる逆止弁構造となっている。
【００２８】
高圧ポンプ１３を駆動するカム１４は、図示されない内燃機関のドライブシャフトにギアを介して連結されたカムシャフトに固定されている。図１に示す高圧ポンプ１３は二本のプランジャ２９を備えており、二本のプランジャ２９がカム１４によって押し上げられ、二つの加圧室１３ａ内で燃料が加圧されてコモンレール１５に対して高圧の燃料が圧送される。本実施形態の高圧ポンプ１３は、二つのプランジャ２９及び加圧室１３ａを備えて構成されているが、プランジャ数はこれに限定されない。
【００２９】
図１に示す高圧ポンプ１３には燃料温度センサ２４が備えられている。燃料温度センサ２４のセンサ信号Ｓｔは制御装置５０に送られ、このセンサ信号Ｓｔに基づいて低圧燃料通路３１内を流通する燃料温度Ｔｆが検出される。ただし、燃料温度センサは、蓄圧式燃料噴射装置１０内の燃料通路のいずれの場所に備えられていても構わない。
【００３０】
コモンレール１５は、高圧ポンプ１３によって加圧された高圧状態の燃料を蓄積し、高圧燃料通路３５を介して接続された燃料噴射弁１７に燃料を供給する。このコモンレール１５にはレール圧センサ２５及び圧力制御弁２３が取り付けられている。レール圧センサ２５のセンサ信号Ｓｐは制御装置５０に送られ、このセンサ信号Ｓｐに基づいてレール圧Ｐｒが検出される。
【００３１】
圧力制御弁２３は、コモンレール１５から燃料タンク１へと戻す高圧の燃料の流量を調節するために用いられる。また圧力制御弁２３は、燃料の通路を開閉するための弁部材のストローク量が供給電流値によって可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。本実施形態の圧力制御弁２３は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープン型の圧力制御弁として構成されている。ノーマルオープン型の圧力制御弁は、弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力とレール圧の和が、弁部材を閉弁方向に付勢する力を上回っているときに開弁する。
【００３２】
燃料噴射弁１７は、噴射孔が設けられたノズルボディと、進退移動により噴射孔を開閉するノズルニードルとを備えている。燃料噴射弁１７は、ノズルニードルの後端側に背圧を負荷することで噴射孔が閉じられる一方、負荷された背圧が逃されることで噴射孔が開かれる。レール圧が噴射可能圧力以上のときに、燃料噴射弁１７による正常な燃料噴射が可能になっている。燃料噴射弁１７としては、背圧制御手段としてピエゾ素子が備えられた電歪型のピエゾインジェクタや、背圧制御手段として電磁ソレノイドが備えられた電磁制御型のマグネットインジェクタが用いられる。
【００３３】
なお、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた燃料噴射弁１７は、動的リーク以外に、微細な隙間から漏れ出すリーク（静的リーク）が生じないか、あるいは極めて少量のリークしか生じない構造となっている。
【００３４】
流量制御弁１９及び圧力制御弁２３は、制御装置５０によって通電制御が行われるようになっており、通電量（操作量）に応じて燃料通過面積が比例的に変化し、通過する燃料の流量が調節されるようになっている。この蓄圧式燃料噴射装置１０においては、流量制御弁１９又は圧力制御弁２３を用いて、あるいは両方の制御弁を併用して、圧力センサ２５によって検出される実レール圧Ｐｒが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるように制御が行われるようになっている。レール圧の制御を、流量制御弁１９を用いて行うか、圧力制御弁２３を用いて行うか、あるいはこれらの制御弁を併用して行うかは、主として内燃機関の運転状態に応じて切り分けられている。
【００３５】
２．制御装置（ＥＣＵ）
図２は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０を制御するための制御装置５０のうち、アイドリングストップ制御及びアイドリングストップ時の圧力制御弁電流値学習制御に関連する部分を機能的なブロックで表した構成例を示している。この制御装置５０は、アイドリングストップ制御手段６１と、目標レール圧演算手段６４と、レール圧検出手段６５と、流量制御弁制御手段６６と、圧力制御弁制御手段６７と、燃料噴射弁制御手段６８と、圧力制御弁電流値学習手段６９等を備えている。制御装置５０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各手段はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
【００３６】
制御装置５０は、レール圧センサ２５や燃料温度センサ２４、機関回転数Ｎｅを検出する回転数センサ、車両の車速Ｖを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Ａｃｃを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Ｂｒを検出するブレーキセンサ等の各種センサ信号が読込み可能になっている。また、制御装置５０には、各手段での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｏｍｏｒｙ）が備えられている。
【００３７】
アイドリングストップ制御手段６１は、所定のアイドリングストップ条件が成立したときに、燃料噴射弁制御手段６８、流量制御弁制御手段６６、圧力制御弁制御手段６７、および圧力制御弁電流値学習手段６９に対してアイドリングストップ条件成立信号を送信する。また、アイドリングストップ制御手段６１は、図示されない内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立すると、燃料噴射弁制御手段６８、流量制御弁制御手段６６、圧力制御弁制御手段６７、および圧力制御弁電流値学習手段６９に対して再始動条件成立信号を送信する。
【００３８】
アイドリングストップ条件は、例えばエンジンスイッチＳｗがオンの状態にあること、ギアセンサの検出位置Ｓｇ がニュートラルであること、ブレーキペダルセンサの検出位置Ｓｂが踏まれた状態にあること、機関回転数Ｎｅが所定の閾値以下であること、車速Ｖが０である状態が所定時間以上継続したこと等のうちの少なくとも一つ以上の条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００３９】
また、再始動条件は、図示されない内燃機関が自動停止状態にある間に、ギアセンサの検出位置Ｓｇがニュートラル状態から解除されたこと、アクセルペダルＡｃｃが踏まれたこと等のうちのいくつかの条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００４０】
目標レール圧演算手段６４は、機関回転数Ｎｅやアクセル操作量Ａｃｃ等に基づいて目標レール圧Ｐｔｇｔを算出する。また、レール圧検出手段６５は、レール圧センサ２５のセンサ信号Ｓｐを継続的に読み込み、レール圧Ｐｒを算出する。
【００４１】
燃料噴射弁制御手段６８は、機関回転数Ｎｅやアクセル操作量Ａｃｃ等に基づいて目標燃料噴射量Ｑｔｇｔを算出するとともに、レール圧Ｐｒに応じて目標燃料噴射量Ｑｔｇｔに見合う燃料噴射弁１７の制御信号を生成し、燃料噴射弁１７に対して制御信号を出力する。また、燃料噴射弁制御手段６８は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると燃料噴射を停止させる一方、再始動条件成立を示す信号を受け取ると燃料噴射を再開させる。本実施形態において、燃料噴射弁制御手段６８は、レール圧Ｐｒが噴射可能圧力Ｐｒ_ｉｎｊ以上のときに燃料噴射弁１７への制御信号の出力が許可されるようになっている。
【００４２】
流量制御弁制御手段６６及び圧力制御弁制御手段６７は、基本的には、レール圧Ｐｒが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるように、それぞれ流量制御弁１９あるいは圧力制御弁２３の通電制御を実行する。具体的に、流量制御弁制御手段６６は、流量制御弁１９の開度を調節することで高圧ポンプ１３の加圧室１３ａに供給される燃料の流量を制御し、高圧ポンプ１３からコモンレール１５に圧送される高圧の燃料の流量を変えることでレール圧Ｐｒを調節する。また、圧力制御弁制御手段６７は、圧力制御弁２３の開度を調節することでコモンレール１５からリターン通路３８に排出される燃料の流量を制御し、レール圧Ｐｒを調節する。
【００４３】
また、流量制御弁制御手段６６は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると流量制御弁１９に対する通電を遮断する。本実施形態の流量制御弁１９はノーマルオープン型の構成となっているために、通電が遮断されると流量制御弁１９は全開となる。
【００４４】
また、圧力制御弁制御手段６７は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると、圧力制御弁２３の通電電流値を、アイドリングストップ条件成立時の通電電流値Ｉａとする制御を行う。この通電電流値Ｉａは、後述するアイドリングストップ時の通電電流値の学習値である。
【００４５】
圧力制御弁電流値学習手段６９は、後述するように、アイドリングストップ時における圧力制御弁２３の通電電流最適値を学習するための処理を行い、学習値を圧力制御弁２３の通電電流学習値Ｉａとして圧力制御弁制御手段６７へ出力する。
【００４６】
３．圧力制御弁通電電流値学習方法
次に、上述した制御装置５０によって実行される、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁通電電流値の学習処理について、図３〜図６に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。尚、本処理は内燃機関の運転中に所定の周期で繰り返し実行されるものとなっている。
【００４７】
制御装置５０による処理が開始されると、最初にアイドリングストップ制御中であるか否か、すなわち、アイドリングストップ制御によるエンジン停止中であるか否かが判定される（図３のステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、アイドリングストップ制御中であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０４へ進む一方、アイドリングストップ制御中ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００４８】
ステップＳ１０４においては、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁通電電流値の学習を行うための所定の条件が成立しているか否かが判定され、所定の条件が成立していると判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０６へ進む一方、所定の条件が成立していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。ここで、所定の条件とは、燃料温度、レール圧、エンジン冷却水温等を使用することができるが、これらの項目やその数値は、試験やシミュレーション等により定められるものである。
【００４９】
ステップＳ１０６においては、現在の学習モードが後述する電流減探索モードであるか否かが判定され、電流減探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ２０２へ進む一方、電流減探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０８へ進むこととなる。
【００５０】
ステップＳ１０８においては、現在の学習モードが後述する電流増探索モードであるか否かが判定され、電流増探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ３０２へ進む一方、電流増探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１０へ進むこととなる。
【００５１】
ステップＳ１１０においては、現在の学習モードが後述する妥協電流探索モードであるか否かが判定され、妥協電流探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、後述するステップＳ４０２へ進む一方、妥協電流探索モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１２へ進むこととなる。
【００５２】
すなわち、電流減探索モード、電流増探索モード、妥協電流探索モードのいずれでもない場合（ステップＳ１０６〜Ｓ１１０でＮＯの場合）にステップＳ１１２へ進むこととなるが、いずれの学習モードが実行されているかは、フラグにより判別することができる。
【００５３】
ステップＳ１１２においては、前回学習値があるか否か、すなわち、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流の学習が過去に行われ、その学習値が適宜の記憶領域に保存されているか否かが判定される。前回学習値がない場合（ＮＯの場合）、ステップ１３０へ進み、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値をデフォルト値とする。尚、図３のステップＳ１３０及びＳ１１４におけるＰＣＶとは、圧力制御弁２３のことである。
【００５４】
次いで、ステップＳ１３２へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ１３４へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。ここで、レール圧低下量に対する所定値とは、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３閉弁後における、単位時間当たりのレール圧の低下量として定めることができる。また、これに限らず圧力制御弁２３閉弁後ある一定時間後のレール圧の絶対値等、適宜定めることができる。
【００５５】
ステップＳ１３４においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３６参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ１３４においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力は十分であり、むしろ通電電流値を減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３８参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００５７】
また、ステップＳ１１２において、圧力制御弁２３の通電電流値の前回学習値がある場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１１４へ進み、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を前回学習値とする。
【００５８】
次いで、ステップＳ１１６へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ１１８へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００５９】
ステップＳ１１８においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４においてＹＥＳと判定された場合と同様、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行し（図３のステップＳ１３６参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６０】
一方、ステップＳ１１８においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１２０へ進み、前回の学習から所定期間経過しているか否かが判定される。ここで、前回の学習からの所定期間とは、例えば前回の学習が終了した後の内燃機関の運転時間とすることができる。あるいは、前回の学習が終了した後のアイドリングストップ制御の実行回数またはアイドリングストップ制御の実行時間等、適宜定めることができる。
【００６１】
ステップＳ１２０において、前回の学習から所定期間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４においてＮＯと判定された時と同様、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力は十分であり、むしろ通電電流値を減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードへ移行し（図３のステップＳ１２２参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６２】
一方、ステップＳ１２０において、前回の学習から所定期間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）、このタイミングで再度の学習を行う必要はないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６３】
また、ステップＳ１０６において、電流減探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図４のステップＳ２０２へ進むこととなる。ステップＳ２０２以降の電流減探索モードの処理内容を、図４を参照しつつ以下に説明する。
【００６４】
ステップＳ２０２において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもα１（ｍＡ）だけ減少させる。電流値の減少量α１は、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００６５】
次いで、ステップＳ２０４へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ２０６へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００６６】
ステップＳ２０６においてレール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、電流減探索モードへの移行前にはレール圧低下量が所定値未満であったにもかかわらず、今回ステップＳ２０２において圧力制御弁２３の通電電流値をα１（ｍＡ）だけ減少させたことによりレール圧低下量が所定値以上となったこととなる。そのため、前回値、すなわち、今回α１（ｍＡ）だけ減少させる前の通電電流値を本電流減探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図４のステップＳ２１０参照）。次いでステップＳ２１２において、電流減探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６７】
一方、ステップＳ２０６において、レール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３の通電電流値をさらに減少させることができる可能性があるとして、電流減探索モードを継続することとし（図４のステップＳ２０８参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００６８】
以上説明した電流減探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流値が必要以上に大きな値となることが防止され、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００６９】
また、図３のステップＳ１０８において、電流増探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図５のステップＳ３０２へ進むこととなる。ステップＳ３０２以降の電流増探索モードの処理内容を、図５を参照しつつ以下に説明する。
【００７０】
ステップＳ３０２において、圧力制御弁２３の通電電流値を、前回値よりもβ（ｍＡ）だけ増加させた場合、電流値が後述する所定の制限値以上となるか否かが判定される。制限値以上の場合（ＹＥＳの場合）ステップＳ３２０へ進む一方、制限値未満の場合（ＮＯの場合）ステップＳ３０４へ進む。
【００７１】
ステップＳ３０４において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもβ（ｍＡ）だけ増加させる。電流値の増加量βは、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００７２】
次いで、ステップＳ３０６へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ３０８へ進み、レール圧の低下量が所定値以上か否かが判定される。
【００７３】
ステップＳ３０８においてレール圧低下量が所定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３０４において圧力制御弁２３の通電電流値をβ（ｍＡ）だけ増加させたことによりレール圧低下量が所定値未満に抑えられたこととなるため、今回値、すなわち、今回β（ｍＡ）だけ増加させた通電電流値を本電流増探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図５のステップＳ３１０参照）。次いでステップＳ３１２において、電流減探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００７４】
一方、ステップＳ３０８において、レール圧低下量が所定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）、依然として圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードを継続することとし（図５のステップＳ３１４参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００７５】
以上説明した電流増探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時におけるレール圧の低下量を所定値未満とするための、圧力制御弁２３の通電電流値の増加分を必要最小限とすることができ、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００７６】
また、ステップＳ３０２において、電流値が所定の制限値以上となると判定された場合（ＹＥＳの場合）ステップＳ３２０へ進み、後述する妥協電流学習値があるか否か、すなわち、後述する妥協電流学習モードにおける妥協電流学習が過去に行われ、その学習値が適宜の記憶領域に保存されているか否かが判定される（図５のステップＳ３２０参照）。
【００７７】
ここで、妥協電流学習モードについて説明する。アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上であった場合（図３のステップＳ１３４およびステップＳ１１８においてＹＥＳであった場合）、圧力制御弁２３を閉弁させるための電磁力が不足していることにより圧力制御弁２３から燃料が漏れ出ている可能性があるとして、電流増探索モードへ移行することは上述の通りである。しかし、インジェクタ１７や高圧ポンプ１３にも微少量ながら燃料のリークがあり、アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上となる要因が、これら圧力制御弁２３以外の箇所からのリークに起因するものであった場合、圧力制御弁２３への通電電流値を増加させてもレール圧低下を抑えることはできず、むしろバッテリの消費電力の無駄となる。そこで、電流増探索モードにおいて増加させる通電電流値に所定の制限値を設け、通電電流値がその所定の制限値を超える場合、逆に通電電流値を段階的に減少させ、電磁力が低下することによりレール圧低下量が増すこととなる直前の通電電流値を妥協電流学習値とするものである。
【００７８】
図５の説明に戻ると、ステップＳ３２０において、妥協電流学習値がない場合（ＮＯの場合）、妥協電流探索モードへ移行することとし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。（図５のステップＳ３２４参照）。
【００７９】
一方、ステップＳ３２０において、妥協電流学習値がある場合（ＹＥＳの場合）、前回の妥協電流学習から所定期間経過しているか否かが判定される（図５のステップＳ３２２参照）。ここで、前回の妥協電流学習からの所定期間とは、例えば前回の妥協電流学習が終了した後の内燃機関の運転時間とすることができる。あるいは、前回の妥協電流学習が終了した後のアイドリングストップ制御の実行回数またはアイドリングストップ制御の実行時間等、適宜定めることができる。
【００８０】
ステップＳ３２２において、前回の妥協電流学習から所定期間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３２０でＮＯと判定された時と同様、妥協電流探索モードへ移行し（図５のステップＳ３２４参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８１】
一方、ステップＳ３２２において、前回の妥協電流学習から所定期間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）、このタイミングで再度の妥協電流学習を行う必要はないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８２】
次に妥協電流探索モードの処理内容を、図６を参照しつつ以下に説明する。図３のステップＳ１１０において、妥協電流探索モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、図６ステップＳ４０２以降へ進むこととなる。
【００８３】
ステップＳ４０２において、圧力制御弁２３を閉弁させるための通電電流値を、前回値よりもα２（ｍＡ）だけ減少させる。電流値の減少量α２は、試験やシミュレーション等により適宜定められるものである。
【００８４】
次いで、ステップＳ４０４へ進み、レール圧の低下量が計測され、さらにステップＳ４０６へ進み、レール圧の低下量が前回を上回ったか否かが判定される。
【００８５】
ステップＳ４０６においてレール圧低下量が前回を上回ったと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４０２において圧力制御弁２３の通電電流値をα２（ｍＡ）だけ減少させたことによりレール圧低下量が前回を上回ったこととなるため、前回値、すなわち、今回α２（ｍＡ）だけ減少させる前の通電電流値を本妥協電流探索モードにおける学習値とし、適宜の記憶領域に保存する（図６のステップＳ４０８参照）。次いでステップＳ４１０において、妥協電流探索モード終了とし、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ４０６において、レール圧低下量が前回を上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）、圧力制御弁２３の通電電流値をさらに減少させることができる可能性があるとして、妥協電流探索モードを継続することとし（図６のステップＳ４１２参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻る。
【００８７】
以上説明した妥協電流探索モードにおける処理の結果、アイドリングストップ制御時のレール圧低下量が所定値以上となる要因が、圧力制御弁２３ではなく、インジェクタ１７や高圧ポンプ１３からの燃料リークに起因するものであった場合でも、アイドリングストップ制御時における圧力制御弁２３の通電電流値を必要最小限とすることができ、バッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。
【００８８】
尚、レール圧の低下量が所定値以上か否かを判定するステップ（Ｓ１１８、Ｓ１３４、Ｓ２０６、Ｓ３０８）での所定値とは、単位時間当たりのレール圧の低下量、あるいは圧力制御弁２３閉弁後ある一定時間後のレール圧の絶対値等、適宜定めることができることは上述の通りであるが、各ステップにおける所定値は、同一の値とすることもできるし、各ステップにおいてそれぞれ適切な値を定めることもできる。
【００８９】
さらに、ステップＳ２０２及びステップＳ４０２における通電電流値の減少量であるα１及びα２、あるいはステップＳ３０２における通電電流値の増加量であるβの値は、試験はシミュレーションにより適宜定めることができることは上述の通りであるが、α１、α２、βの各値は同一とすることもできるし、それぞれ適切な値を定めることもできる。
【００９０】
さらに、ステップＳ１２０及びステップＳ３２２における所定期間は、適宜定めることができることは上述の通りであるが、各ステップにおける所定期間は同一とすることもできるし、それぞれ適切な値を定めることもできる。
【００９１】
以上の様に、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中のコモンレール内の圧力低下量を基に、自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することにより、アイドリングストップ制御時における、圧力制御弁の作動にかかるバッテリの消費電力を最小限に抑えることができる。また、圧力制御弁の経時劣化等により圧力制御弁の電磁力が不足した場合であっても、通電電流値を増加させることができ、さらにその増加量を最小限に抑えることができる。さらに、圧力制御弁以外の要因により所定量以上の圧力低下が起きた場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００９２】
また、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ制御時において、圧力低下量が所定値未満の時、通電電流値を減少させる一方、圧力低下量が所定値以上の時、通電電流値を増加させることにより、圧力制御弁の通電電流値を学習するようにしているため、圧力制御弁を閉弁させるための電磁力が必要以上に大きい場合、あるいは不足している場合双方において、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【００９３】
また、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、圧力制御弁の通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とするようにしているため、所定値以上の圧力低下が圧力制御弁以外の要因による場合であっても、圧力制御弁通電電流の最適値を学習することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１：燃料タンク、１０：蓄圧式燃料噴射装置、１１：低圧ポンプ、１３：高圧ポンプ、１３ａ：加圧室、１４：カム、１５：コモンレール、１７：燃料噴射弁、１９：流量制御弁、２３：圧力制御弁、２４：燃料温度センサ、２５：レール圧センサ、２７：燃料吸入弁、２８：燃料吐出弁、２９：プランジャ、３１：低圧燃料通路、３３、３５：高圧燃料通路、３７、３８、３９：リターン通路、５０：制御装置、６１：アイドリングストップ制御手段、６４：目標レール圧演算手段、６５：レール圧検出手段、６６：流量制御弁制御手段、６７：圧力制御弁制御手段、６８：燃料噴射弁制御手段、６９：圧力制御弁電流値学習手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、
前記コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、
前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、
前記自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に、前記自動停止中における前記圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、
を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項２】
前記圧力制御弁通電電流値学習手段は、
前記圧力低下量が所定値未満の時、前記通電電流値を減少させる一方、
前記圧力低下量が所定値以上の時、前記通電電流値を増加させることにより、
前記圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御弁通電電流値学習手段は、
通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることを特徴とする請求項２に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載された制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、
前記コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、
前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御方法であって、
前記内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御時において、
前記自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に前記自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法。
【請求項１】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、
前記コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、
前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御手段と、
前記自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に、前記自動停止中における前記圧力制御弁の通電電流値を学習する圧力制御弁通電電流値学習手段と、
を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項２】
前記圧力制御弁通電電流値学習手段は、
前記圧力低下量が所定値未満の時、前記通電電流値を減少させる一方、
前記圧力低下量が所定値以上の時、前記通電電流値を増加させることにより、
前記圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御弁通電電流値学習手段は、
通電電流値を増加させる場合において、増加後の通電電流値が所定の制限値以上となる時、通電電流値を段階的に減少させ、減少後の圧力低下量が前回の圧力低下量を上回った時に、前回の通電電流値を学習値とすることを特徴とする請求項２に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載された制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、
前記コモンレール内の圧力を調節するための弁であって非通電状態で燃料通路を開放するノーマルオープン型の構造を有する圧力制御弁と、
前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備えた蓄圧式燃料噴射装置を制御するための制御方法であって、
前記内燃機関の自動停止及び再始動を行うアイドリングストップ制御時において、
前記自動停止中の前記コモンレール内の圧力低下量を基に前記自動停止中における圧力制御弁の通電電流値を学習することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７２２４（Ｐ２０１２−２３７２２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６１０８（Ｐ２０１１−１０６１０８）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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