蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置
【課題】供給量制御モードでのレール圧制御の実行時にレール圧を低下させる際に、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じないようにしつつ減圧応答性を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置、及びそのような制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を提供する。
【解決手段】前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行する。
【解決手段】前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関への燃料噴射制御を行うための蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する。特に、高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁とコモンレールから低圧側へ燃料を戻すことでコモンレールの圧力を調節する圧力制御弁とを備えた蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関への燃料噴射制御に用いられる装置として、コモンレール（蓄圧器）を備えた蓄圧式燃料噴射装置が広く知られている。この蓄圧式燃料噴射装置は、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプに供給する低圧フィードポンプと、低圧フィードポンプにより供給された燃料を加圧して圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプにより圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールから供給される燃料を内燃機関の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁と、電子制御部品の制御を実行する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備えている。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置において、コモンレールの圧力（以下、「レール圧」と称する。）は燃料噴射圧力に直接的に関連する要素であるために、内燃機関での燃焼性を良好なものとするためにはレール圧を精度よく制御することが重要である。レール圧制御は、高圧ポンプの吐出流量を調節することでレール圧を制御するモード（以下、この制御モードを「供給量制御モード」と称する。）や、コモンレールから低圧側に燃料を戻すことでレール圧を制御するモード（以下、この制御モードを「排出量制御モード」と称する。）、さらにはこれらの制御を併用するモード（以下、「供給排出同時制御モード」と称する。）のいずれかによって行われることが一般的となっている。
【０００４】
高圧ポンプの吐出流量の制御は、高圧ポンプに設けられた流量制御弁を用いて行われる。また、コモンレールから低圧側へ燃料を戻す制御は、コモンレールに接続された圧力制御弁を用いて行われる。これらの流量制御弁及び圧力制御弁としては、供給する電流値に応じてピストンの位置が変化することにより燃料の通過面積が比例的に変化する構造を有する電磁式比例制御弁が用いられている。
【０００５】
ここで、供給量制御モードでレール圧制御を行う場合において、流量制御弁は、コモンレールの目標圧力（以下、「目標レール圧」と称する。）と実際のレール圧（以下、「実レール圧」と称する。）との圧力偏差に基づいて閉ループでの制御が行われる。具体的には、目標レール圧と実レール圧との圧力偏差に基づいて得られる目標流量に応じて、流量制御弁の指示電流値が決定されるようになっている。すなわち、供給量制御モードは、必要な燃料を高圧ポンプからコモンレールに供給する制御モードである。そのため、効率が良いといった利点や、駆動トルクを抑えられるといった利点があり、内燃機関の運転中の多くの期間において供給量制御モードでのレール圧制御が実行される。
【０００６】
この供給量制御モードでレール圧制御を行う期間中、圧力制御弁に供給する電流値は固定されているわけではない。例えば、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中において、実レール圧が目標レール圧よりも著しく高くなる異常状態を避けるために、圧力制御弁が目標レール圧に応じて開ループで制御される場合がある。具体的には、圧力制御弁によって保持可能な圧力（以下、「開弁圧力」と称する。）が目標レール圧よりも所定のオフセット量分大きくなるように、圧力制御弁の制御指示値が決定される場合がある。これにより、実レール圧が目標レール圧よりもオフセット量分以上大きくなるときには、圧力制御弁が開弁して、レール圧の異常上昇が防止されるようになる。
【０００７】
ここで、圧力制御弁の開弁圧力の目標値（以下、「目標開弁圧力」と称する。）に対応する圧力制御弁の制御指示値は、ＥＣＵにあらかじめ記憶された基本特性マップを参照して求められるようになっている。この基本特性マップは、例えば、量産される圧力制御弁のうちの、電流−圧力特性が全体分布の中央値を示す圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「中央品」と称する場合がある。）を用いたときの、指示電流値とそのとき開弁圧力との関係をデータ化したものである。
【０００８】
しかしながら、圧力制御弁の電気的特性を均一にすることの困難性や、ピストンに設けるスリットの位置のばらつき、スリット形状の違いに起因して、圧力制御弁の電流−圧力特性はばらつきを有している。また、圧力制御弁の電流−圧力特性は、経時劣化によっても変化する場合がある。そのため、実際に用いられる圧力制御弁の電流−圧力特性は、ＥＣＵに記憶される基本特性マップに必ずしも一致していない。
【０００９】
そのため、圧力制御弁の電流−圧力特性のばらつきを考慮して、基本特性マップによって決定される指示電流値を修正するようにした蓄圧式燃料噴射装置が開示されている。具体的には、上記の排出量制御モードでのレール圧制御の実行時の場合ではあるが、レール圧が所定値を上回る状態となった場合に、実レール圧と、当該実レール圧における圧力制御弁に供給される電流値とから、基本特性マップによって決定される指示電流値を修正するようにした蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３３９８３０号公報 （全文、全図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時においては、排出量制御モードでのレール圧制御とは異なり、流量制御弁に供給する電流値を変更してから、これに対応して実レール圧が変動するまでに遅れが生じることが知られている。すなわち、圧力制御弁はコモンレール内の燃料を直接的に排出する一方、流量制御弁は高圧ポンプの加圧室の上流側で燃料の流量を調節することによってコモンレールへの燃料の圧送量を変えるものであるために、制御の応答性が低下しやすい傾向にある。そのために、アクセル操作量が急激にゼロにされた場合等、レール圧を急激に低下させる際には目標レール圧と実レール圧との圧力偏差が大きくなりやすい。
【００１２】
上述したように、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時に、圧力制御弁の目標開弁圧力を目標レール圧に応じて変化させる場合があるとしても、この目標開弁圧力はあくまでもレール圧の異常上昇を防ぐことを目的とするものであって、減圧応答性を向上させるものではない。
【００１３】
アクセル操作量が急激にゼロにされるなどしてレール圧を低下させようとする場合において減圧に遅れを生じると、その後の再加速時においても実レール圧が目標レール圧よりも高い状態のままとなって、燃焼音が大きくなったり、排気エミッションが悪化したりするおそれがある。また、アクセル操作量がゼロとなってレール圧が安定している状態においては、蓄圧式燃料噴射装置の各種診断制御が実施される場合があることから、減圧に遅れを生じることによって、診断頻度が減少したり診断精度が低下したりするおそれもある。
【００１４】
このような問題に対して、レール圧を急激に低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくすることが考えられる。しかしながら、単に開弁圧力を小さくして圧力制御弁を開弁しやすい状態にするだけでは、実レール圧が低下しすぎるおそれがある。特に、ある電流値での開弁圧力が中央品の場合よりも低い圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「下限品」と称する場合がある。）が使用されている場合には、実レール圧が低下後の目標圧力よりもさらに小さくなるアンダーシュートを生じやすい。
【００１５】
逆に、下限品の圧力制御弁によるアンダーシュートを防ぐために、圧力制御弁の開弁圧力を小さくする度合いを抑えた場合には、今度は、ある電流値での開弁圧力が中央品の場合よりも高い圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「上限品」と称する場合がある。）が使用されている場合に、レール圧を低下させるに十分な燃料を排出することができずに、減圧応答性が改善されないおそれがある。
【００１６】
図１５及び図１６は、このような問題について詳細に説明するために示す図である。図１５及び図１６は、供給量制御モードでのレール圧制御実行時の減圧時における目標レール圧Ｐｔｇｔ、圧力制御弁の目標開弁圧力Ｐｓｅｔ及び実レール圧Ｐａｃｔの推移を示している。このうち、図１５は、実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることを優先して、減圧時の目標開弁圧力ＰｓｅｔＡが目標レール圧Ｐｔｇｔよりも小さくなるようにした場合の各値の推移を示している。また、図１６は、下限品の圧力制御弁であってもアンダーシュートを生じないように、減圧時の目標開弁圧力ＰｓｅｔＢが図１５の目標開弁圧力ＰｓｅｔＡよりも大きくなるようにした場合の各値の推移を示している。
【００１７】
これらの図１５及び図１６において、それぞれ実線で示された目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０及び実レール圧Ｐａｃｔ０は、目標開弁圧力Ｐｓｅｔを、目標レール圧Ｐｔｇｔにオフセット量分加算した値Ｐｓｅｔ０とした場合の各値の推移を示している。この場合には、上限品、中央品、下限品にかかわらず圧力制御弁は全閉状態で保持されて、供給量制御モード特有の応答遅れの影響により実レール圧Ｐａｃｔ０と目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差が大きくなる。
【００１８】
これに対して、図１５に示すように、実レール圧Ｐａｃｔを低下させることを優先して、目標開弁圧力Ｐｓｅｔを、目標レール圧Ｐｔｇｔよりも小さい値ＰｓｅｔＡに設定した場合には、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が実際の開弁圧力を上回ったときに圧力制御弁が開弁して、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が低下し始める。このとき、上限品（一点鎖線）及び中央品（破線）の圧力制御弁においては、供給量制御モード特有の応答遅れの影響もあって、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２が目標レール圧Ｐｔｇｔを下回ることなく低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔまで速やかに低下する。しかしながら、下限品（二点鎖線）の圧力制御弁においては、実際の開弁圧力が目標開弁圧力ＰｓｅｔＡよりも小さいために、必要以上の燃料が排出されて、実レール圧Ｐａｃｔ３が低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔを下回るアンダーシュートを生じている。
【００１９】
また、図１６に示すように、下限品の圧力制御弁であってもアンダーシュートを生じないように、減圧時の目標開弁圧力Ｐｓｅｔを目標レール圧Ｐｔｇｔと同等の値ＰｓｅｔＢに設定した場合には、中央品（破線）及び下限品（二点鎖線）の圧力制御弁においては、実レール圧Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が目標レール圧Ｐｔｇｔを下回ることなく低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔまで速やかに低下する。しかしながら、上限品（一点鎖線）の圧力制御弁においては、実際の開弁圧力が目標開弁圧力ＰｓｅｔＢよりも大きいために、実レール圧Ｐａｃｔ１を十分に低下させることができず、減圧応答性が改善されていない。
【００２０】
このように、レール圧を急激に低下させる際に、圧力制御弁の開弁圧力を通常時よりも一律に小さくすると、圧力制御弁の電流−圧力特性のばらつきによって、アンダーシュートを生じたり、減圧応答性が改善されなかったりするという問題がある。
【００２１】
本発明の発明者らは、このような問題にかんがみて、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時にレール圧を低下させる際に圧力制御弁の開弁圧力を通常の目標開弁圧力よりも小さくし、その後においても圧力偏差が小さくならない場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さく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、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時にレール圧を低下させる際に、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じないようにしつつ減圧応答性を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置、及びそのような制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁の制御を行う制御装置と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００２３】
すなわち、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくする第１低下制御を実行し、その後においても圧力偏差が所定の解除閾値以上である場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。そのため、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなくレール圧を速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によってレール圧を速やかに低下させることができる。したがって、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、本明細書において、圧力制御弁の開弁圧力を低下する制御を「開弁圧力低下制御」と称する。
【００２５】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第１低下制御の実行を開始してから所定時間経過後においても、前記圧力偏差が前記解除閾値以上である場合に前記第２低下制御を実行することが好ましい。
【００２６】
このように判定を行うことにより、レール圧を低下させる際に供給量制御モード中の応答遅れに起因して一時的に圧力偏差が大きくなる場合であっても、圧力制御弁の電流−圧力特性を正確に判断して第２低下制御の実行の可否を決定することができる。したがって、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合において第２低下制御が実行されることを防ぎ、アンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【００２７】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記コモンレールの目標圧力が、低下後の目標圧力で保持された後に、前記圧力偏差が前記解除閾値以上であるか否かを判定することが好ましい。
【００２８】
このように判定を行うことにより、供給量制御モード中の応答遅れを考慮して、上限品に近い特性を有する圧力制御弁を見極めることができる。したがって、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合においてのみ第２低下制御が実行されるようになり、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合に第２低下制御が実行されることによるアンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記コモンレールの圧力を低下させる際に前記コモンレールの目標圧力と前記実際の圧力との圧力偏差が所定の開始閾値以上になったときに開始することが好ましい。
【００３０】
このように第１低下制御を開始することにより、圧力偏差が大きくなった場合に第１低下制御が実行されるようになり、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３１】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記コモンレールの目標圧力の低下速度が所定の開始閾値以上になったときに開始することが好ましい。
【００３２】
このように第１低下制御を開始することによって、目標レール圧が急激に低下する場合に第１低下制御が実行されるようになるとともに、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３３】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記内燃機関の燃料噴射量がゼロになったときに開始することが好ましい。
【００３４】
このように第１低下制御を開始することによっても、目標レール圧が急激に低下する場合に第１低下制御が実行されるようになるとともに、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３５】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第１低下制御又は前記第２低下制御の実行時に、前記圧力偏差が前記解除閾値未満になったときには、前記第１低下制御又は前記第２低下制御を終了することが好ましい。
【００３６】
このように第１低下制御及び第２低下制御を終了することにより、実レール圧が目標レール圧に近づいたときに圧力制御弁の開弁圧力が通常の設定に復帰するようになるため、第１低下制御又は第２低下制御が継続されることによるアンダーシュートの発生を防ぐことができる。
【００３７】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、前記コモンレールの圧力を低下させる場合に、前記第１低下制御を実行することなく前記第２低下制御を実行することが好ましい。
【００３８】
このような制御を行うことにより、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合であっても一段階目の開弁圧力低下制御によって速やかに実レール圧を低下させることができるようになり、減圧応答性を向上することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力となるように前記制御指示値を決定するとともに、前記第２低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力よりも小さい値となるように前記制御指示値を決定することが好ましい。
【００４０】
このように第１低下制御及び第２低下制御を実行することにより、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合にあってはアンダーシュートを生じることなく、また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合にあっては確実な減圧を可能にして、減圧応答性を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第２低下制御実行時の前記制御指示値を、前記目標開弁圧力に応じて決定される制御指示値から所定量減算した値とすることが好ましい。
【００４２】
このように第２低下制御を実行することにより、圧力制御弁の開弁圧力が著しく低下することを防ぐことができるため、第２低下制御を実行することによってアンダーシュートが生じるおそれを低減することが可能となる。
【００４３】
また、本発明の別の態様は、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に備えられ、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁のうちの少なくとも一方を制御することで前記コモンレールの圧力制御を実行する蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置である。
【００４４】
すなわち、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくする第１低下制御を実行し、その後においても圧力偏差が所定の解除閾値以上である場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。したがって、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなくレール圧を速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によってレール圧を速やかに低下させることができる。このように、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の全体的構成を概略的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置に備えられた圧力制御弁の電流−圧力特性を説明するために示す図である。
【図３】ＥＣＵの構成のうちのレール圧制御に関連する部分を機能的なブロック図である。
【図４】中央品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図５】下限品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図６】上限品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図８】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図９】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち第１低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち第２低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１２】変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図１３】変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図１４】変形例３に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法について説明するためのブロック図である。
【図１５】下限品の圧力制御弁においてアンダーシュートを生じる様子を示す図である。
【図１６】上限品の圧力制御弁において減圧応答性が改善されない様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する実施の形態について、適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。
【００４７】
［第１の実施の形態］
１．蓄圧式燃料噴射装置の全体的構成
図１は、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置１０の全体的構成を概略的に示す図である。この蓄圧式燃料噴射装置１０は、燃料タンク１内の燃料を高圧ポンプ１３へ供給する低圧フィードポンプ１１と、低圧フィードポンプ１１により供給された燃料を加圧して圧送する高圧ポンプ１３と、高圧ポンプ１３により圧送された燃料を蓄積するコモンレール１５と、それぞれ図示しない内燃機関の気筒に対応して設けられてコモンレール１５から供給された燃料を噴射する複数の燃料噴射弁１７と、レール圧制御や噴射制御等を実行するＥＣＵ５０とを備えている。
【００４８】
このうち高圧ポンプ１３は、内燃機関の駆動力によって駆動されるものであって、カム１４が固定されたカムシャフトは内燃機関のクランクシャフトに連結されている。この高圧ポンプ１３は、プランジャ２９の下降時に、燃料吸入弁２７を介して低圧の燃料が加圧室１３ａに供給される一方、カム１４の回転によってプランジャ２９が押し上げられたときに、加圧室１３ａ内の燃料が加圧され、燃料吐出弁２８を介して高圧の燃料がコモンレール１５へと圧送されるように構成されている。
【００４９】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた高圧ポンプ１３は、二組のプランジャ２９及び加圧室１３ａを備えて構成されているが、プランジャ２９及び加圧室１３ａの組の数は特に限定されない。
【００５０】
また、高圧ポンプ１３には、流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９は、低圧フィードポンプ１１と高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとを接続する燃料通路３１の途中に配置されており、加圧室１３ａに供給する低圧の燃料の流量を調節するために備えられている。この流量制御弁１９は、ＥＣＵ５０によって通電制御が行われ、電流値に応じて燃料通過面積が比例的に変化する電磁比例制御弁が用いられている。すなわち、流量制御弁１９に供給する電流値を制御することにより、加圧室１３ａに供給する燃料の流量が調節されるようになっている。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、流量制御弁１９は、いわゆるノーマルオープン型の構造を有している。
【００５１】
また、流量制御弁１９よりもさらに上流側の燃料通路３１にはリターン通路３７が接続されており、このリターン通路３７にはオーバーフローバルブ２１が備えられている。このオーバーフローバルブ２１によって、流量制御弁１９よりも上流側の燃料通路３１から余剰の燃料が排出され、燃料タンク１へと戻されるようになっている。
【００５２】
コモンレール１５には圧力センサ２５及び圧力制御弁２３が備えられている。このうち、圧力制御弁２３は、コモンレール１５内の高圧の燃料を低圧側に排出するためのものであり、排出される燃料はリターン通路３８を介して燃料タンク１へと戻されるようになっている。この圧力制御弁２３は、ＥＣＵ５０によって通電制御が行われ、電流値に応じて開弁圧力が比例的に変化する電磁比例制御弁が用いられている。すなわち、圧力制御弁２３に供給する電流値を制御することにより、保持可能なレール圧の最大値が調節されるようになっている。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、圧力制御弁２３は、いわゆるノーマルオープン型の構造を有している。
【００５３】
燃料噴射弁１７は、電磁ソレノイド又はピエゾアクチュエータを備えて構成された公知の燃料噴射弁を用いることができる。この燃料噴射弁１７は、ＥＣＵ５０の通電制御により、開弁時期や開弁時間等が制御されるようになっている。この燃料噴射弁１７において、噴射制御に利用された背圧燃料はリターン通路３９を介して燃料タンク１へと戻される。
【００５４】
本実施形態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、あるいはこれらの二つの弁を併用して、圧力センサ２５によって検出される実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるようにレール圧制御が行われる。流量制御弁１９を閉ループ制御する供給量制御モードでレール圧制御を行うか、圧力制御弁２３を閉ループ制御する排出量制御モードでレール圧制御を行うか、あるいはこれらの二つの弁をともに閉ループ制御する供給排出同時制御モードでレール圧制御を行うかは、内燃機関の運転状態や燃料温度等に応じてあらかじめ設定されている。
【００５５】
２．圧力制御弁の電流−圧力特性
図２は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた圧力制御弁２３の電流−圧力特性を説明するために示す図であり、上限品、中央品、下限品それぞれにおける電流値Ｉｐｃｖと開弁圧力Ｐｐｃｖとの関係を示している。電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈが上限品の電流−圧力特性を示し、電流−圧力特性Ｌ０が中央品の電流−圧力特性を示し、電流−圧力特性Ｌｌｏｗが下限品の電流−圧力特性を示している。ノーマルオープン型の圧力制御弁２３が用いられているため、電流値Ｉｐｃｖが大きくなるほど開弁圧力Ｐｐｃｖが大きくなる。
【００５６】
図２に示すように、上限品は、同じ電流値Ｉｐｃｖであれば、開弁圧力Ｐｐｃｖが中央品の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも高くなるという特性を有している。逆に、下限品は、同じ電流値Ｉｐｃｖであれば、開弁圧力Ｐｐｃｖが中央品の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも低くなるという特性を有している。
【００５７】
図２に示す三つの電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈ，Ｌ０，Ｌｌｏｗは代表的な例にすぎず、量産される圧力制御弁は、個体差に応じた様々な電流−圧力特性を有している。また、図２においては、上限品及び下限品の電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈ，Ｌｌｏｗが、中央品の電流−圧力特性Ｌ０に対して同じ傾きを示しながらオフセットした状態となっているが、電流−圧力特性のばらつきはこのような例に限られるものではない。すなわち、上限品の電流−圧力特性ラインの傾きが中央品の電流−圧力特性ラインの傾きよりも大きくなるとともに、下限品の電流−圧力特性ラインの傾きが中央品の電流−圧力特性ラインの傾きよりも小さくなる場合もある。
【００５８】
量産される圧力制御弁においては中央品の占める割合が多いことから、通常、中央品の電流−圧力特性に基づいて基本特性マップが作製され、ＥＣＵ５０に記憶される。量産される圧力制御弁には上記のような電流−圧力特性のばらつきがあるにもかかわらず、ＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時に、基本特性マップを参照して目標開弁圧力Ｐｓｅｔに応じた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを決定するようになっている。そのために、目標開弁圧力Ｐｓｅｔと実際の開弁圧力Ｐｐｃｖとが一致しない状態が生じることになる。
【００５９】
３．ＥＣＵ（電子制御装置）
図３は、ＥＣＵ５０の構成のうちのレール圧制御に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。このＥＣＵ５０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、目標レール圧演算部５１と、制御モード選択部５３と、流量制御弁制御部５５と、圧力制御弁制御部５７とを主たる要素として備えている。具体的に、これらの各部は、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ものとなっている。
【００６０】
また、ＥＣＵ５０には、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる図示しない記憶部、及び、流量制御弁１９又は圧力制御弁２３への通電を行うための図示しない駆動回路等が備えられている。さらに、ＥＣＵ５０には、圧力センサ２５のセンサ信号が入力される他、機関回転数Ｎやアクセル開度Ａｃｃ、燃料温度Ｔｆなどの各種の情報が入力されるようになっている。
【００６１】
記憶部には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されるとともに、上記した各部による演算結果等が書き込まれるようになっている。特に、記憶部には、供給量制御モードでのレール圧制御実行時の圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの算出に用いられる基本特性マップＭ１があらかじめ記憶されている。この基本特性マップＭ１は、上述したように、中央品の圧力制御弁の電流−圧力特性をデータ化したものである。
【００６２】
目標レール圧演算部５１は、機関回転数Ｎと目標燃料噴射量Ｑとに基づき、図示しないレール圧マップを参照して目標レール圧Ｐｔｇｔを算出する。目標燃料噴射量Ｑは、機関回転数Ｎ及びアクセル開度Ａｃｃ等の内燃機関の運転状態に関連する情報に基づき、図示しない噴射量マップを参照して求めることができる。レール圧マップや噴射量マップは従来公知のものであるために、詳細な説明は省略する。
【００６３】
制御モード選択部５３は、例えば、図示しない制御モードマップに基づいて、供給量制御モード、排出量制御モード、供給排出同時制御モードの中からレール圧制御を実行するための制御モードを選択する。制御モードマップは、機関回転数Ｎ及びアクセル操作量Ａｃｃ等に例示される内燃機関の運転状態や、燃料温度Ｔｆ等に応じて、内燃機関の運転領域を制御モードごとに区分したものである。ただし、制御モードマップは、供給排出同時制御モードの領域を有しないものであってもよい。
【００６４】
流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９の指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを演算によって求めるとともに、求められた指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒにしたがって流量制御弁１９の駆動回路に対して通電の指示を出力する。レール圧制御を供給量制御モード又は供給排出同時制御モードで実行する場合、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を閉ループ制御する一方、レール圧制御を排出量制御モードで実行する場合、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を開ループ制御する。指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒの演算方法は、制御モードによって異なっている。
【００６５】
具体的に、流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９を閉ループ制御する場合、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて目標吐出流量Ｆｐｕｍｐ＿ｔｇｔを算出するとともに、図示しない制御マップを参照して、流量制御弁１９の指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを求める。
【００６６】
また、流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９を開ループ制御する場合、機関回転数Ｎに応じて指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを決定する。あるいは、流量制御弁１９を開ループ制御する場合、流量制御弁１９が全開で保持されるように指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを決定するようにしてもよい。すなわち、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０ではノーマルオープン型の流量制御弁１９を用いているために、流量制御弁１９を全開で保持する場合、指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒはゼロになる。
【００６７】
圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを演算によって求めるとともに、求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒにしたがって圧力制御弁２３の駆動回路に対して通電の指示を出力する。レール圧制御を排出量制御モード又は供給排出同時制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を閉ループ制御する一方、レール圧制御を供給量制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を開ループ制御する。指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法は、制御モードによって異なっている。
【００６８】
具体的に、圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３を閉ループ制御する場合、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づき、図示しない制御マップを参照して、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。
【００６９】
また、圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３を開ループ制御する場合、基本的に、目標レール圧Ｐｔｇｔに応じて目標開弁圧力Ｐｓｅｔを決定し、基本特性マップＭ１を参照して、目標開弁圧力Ｐｓｅｔに応じた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。このときの目標開弁圧力Ｐｓｅｔは、基本的に、目標レール圧Ｐｔｇｔに所定のオフセット量を加算した基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０が用いられる。そのため、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔよりも著しく高くなる場合には圧力制御弁２３が開弁し、異常上昇を生じないようになっている。
【００７０】
制御モードごとに説明するならば、レール圧制御を供給量制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を開ループ制御する一方、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を閉ループ制御する。供給量制御モードにおいては、基本的に圧力制御弁２３は全閉状態とされてコモンレール１５から燃料が排出されない一方、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐが目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて調節され、レール圧が調節される。ただし、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下する場合等においては、圧力制御弁２３を開弁しやすくして実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させる開弁圧力低下制御が実行されるように構成されている。
【００７１】
また、レール圧制御を排出量制御モードで実行する場合、流量制御弁１９が開ループ制御される一方、圧力制御弁２３が閉ループ制御される。排出量制御モードにおいては、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐが、目標レール圧Ｐｔｇｔを達成するために必要な流量以上となる状態で定量化される一方、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいてコモンレール１５からの燃料排出流量Ｆｐｃｖが調節されて、レール圧が調節される。
【００７２】
また、レール圧制御を供給排出同時制御モードで実行する場合、流量制御弁１９及び圧力制御弁２３がともに閉ループ制御される。供給排出同時制御モードにおいては、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐ及びコモンレール１５からの燃料排出流量Ｆｐｃｖがともに調節されて、レール圧が調節される。
【００７３】
４．開弁圧力低下制御
ＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中に開弁圧力低下制御を実行可能に構成されている。開弁圧力低下制御は、レール圧を急激に低下させる場合に、減圧応答性を高めるために実行される制御である。
【００７４】
具体的には、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時において、ＥＣＵ５０は、基本的に圧力制御弁２３を全閉状態で保持するが、レール圧を急激に低下させる必要があるときには、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくすることによって、コモンレール１５内の燃料の一部を排出し、レール圧を速やかに低下させるようになっている。
【００７５】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが所定の開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になったときに、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(pset0)よりも小さくする第１低下制御を開始する。また、その後においても当該圧力偏差ΔＰが所定の解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上となっている場合には、ＥＣＵ５０は、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを、第１低下制御実行時の指示電流値よりもさらに小さくする第２低下制御を開始する。
【００７６】
以下、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０によって実行される開弁圧力低下制御について、図４〜図６に示すタイムチャート図と、図７〜図１０に示すフローチャート図とに基づいて説明する。
【００７７】
（１）タイムチャート
図４〜図６は、ＥＣＵ５０によって実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すタイムチャート図である。
図４は、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。図５は、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。図６は、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。
【００７８】
まず、図４に基づいて、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
上述の通り、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中において、圧力制御弁２３の目標開弁圧力Ｐｓｅｔは、基本的に目標レール圧Ｐｔｇｔに所定のオフセット量を加算した基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に設定される。また、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に基づき、基本特性マップＭ１を参照して求められる指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定される。
【００７９】
ｔ１の時点で、アクセル操作量Ａｃｃが急激にゼロに戻されるなどして目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下し始めると、目標レール圧Ｐｔｇｔの変化に伴って基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒも低下し始める。ただし、供給量制御モード特有の応答遅れの影響により、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが徐々に拡大する（ｔ１〜ｔ２の期間）。
【００８０】
その後、ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが所定の開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントが開始される。
【００８１】
図４の例では、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されるようになっている。所定量αは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０と目標レール圧Ｐｔｇｔとの差分であるオフセット量がキャンセルされる値となっている。すなわち、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、第１低下制御実行中の圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、目標レール圧Ｐｔｇｔに相当する。そのため、ｔ２の時点以降、第１低下制御が実行されることにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁する。その結果、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００８２】
その後、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前のｔ３の時点において、圧力偏差ΔＰが所定の解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第１低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。この場合、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっていることから、第２低下制御は実行されない。
【００８３】
以上のように、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、ＥＣＵ５０が第１低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００８４】
次に、図５に基づいて、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達するｔ２の時点までは、実レール圧Ｐａｃｔ及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合と同じように推移する。ただし、下限品の圧力制御弁２３であるため、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも小さい値となっている。
【００８５】
ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントを開始する。このときの指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、図４の場合と同様に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されている。その結果、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁し、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００８６】
その後、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前のｔ４の時点において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第１低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。このとき、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが小さくなることから、実レール圧Ｐａｃｔの低下速度が、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて速くなる。したがって、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になる時期が、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて速くなる。この場合においても、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっていることから、第２低下制御は実行されない。
【００８７】
以上のように、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においても、ＥＣＵ５０が第１低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００８８】
次に、図６に基づいて、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達するｔ２の時点までは、実レール圧Ｐａｃｔ及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合と同じように推移する。ただし、上限品の圧力制御弁２３であるため、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも大きい値となっている。
【００８９】
ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントが開始される。このときの指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、図４の場合と同様に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されている。その結果、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁し、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００９０】
ただし、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合には、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも大きいことから、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達するｔ５の時点よりも前に、実レール圧Ｐａｃｔが圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖと同等の値にまで低下して、圧力制御弁２３が閉じられる。そのために、ｔ５の時点においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆよりも大きくなっている。
【００９１】
第１低下制御の実行開始から待機時間Ｔ０を経過しても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上となっている場合には、第２低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、第１低下制御時の指示電流値よりもさらに小さくされる。
【００９２】
図６の例では、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量β小さい値に設定されるようになっている。所定量βは、第１低下制御実行時の所定量αよりも大きい値であるため、第２低下制御実行時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは第１低下制御時の指示電流値よりも小さくなる。所定量βは、例えば所定量αの１．３倍〜１．８倍とすることができるが、この例に限定されるものではない。その結果、ｔ５の時点以降、第２低下制御が実行されることにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐｐｃｖを下回り、圧力制御弁２３が開弁するため、実レール圧Ｐａｃｔが再び低下し始める。
【００９３】
その後、ｔ６の時点において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第２低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。
【００９４】
以上のように、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、第１低下制御のみでは実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができない一方、ＥＣＵ５０がさらに第２低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００９５】
開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ及び解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆの値は、蓄圧式燃料噴射装置１０の特性や圧力偏差ΔＰの許容範囲等を考慮して最適な値に設定することができる。また、待機時間Ｔ０は、第１低下制御による減圧効果が発現するような時間を考慮して最適な値に設定することができるが、目標レール圧Ｐｔｇｔが低下後の目標レール圧で保持される時期に到達するように待機時間Ｔ０を設定することが好ましい。このように待機時間Ｔ０を設定することにより、供給量制御モード特有の応答遅れを考慮して圧力制御弁２３の電流−圧力特性を見極めることができる。
【００９６】
（２）開弁圧力低下制御の具体例フロー
図７〜図１０は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。以下に説明するように、開弁圧力低下制御は、供給量制御モードにおいて所定の条件が成立したときに割り込みにより実行されるようになっている。
【００９７】
図７のフローチャート図において、ステップＳ１において、ＥＣＵ５０は、レール圧の制御モードが供給量制御モードであるか否かを判別する。供給量制御モードではなくＮｏと判定した場合には、開弁圧力低下制御を実行するモードではないためにそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。
【００９８】
供給量制御モードでありＹｅｓと判定した場合には、ステップＳ２に進み、ＥＣＵ５０は、開弁圧力低下制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図８に示すフローチャート図に沿って、開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１で目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込んだ後、ステップＳ２２で実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上であるか否かを判別することにより、開弁圧力低下制御の実行条件の成立を判定する。
【００９９】
そして、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上である場合には速やかに減圧させる必要があるために、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ２３に進み、条件成立のフラグをオンにする。一方、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満である場合には、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに追従しているために、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ２４に進み、条件成立のフラグをオフにする。
【０１００】
図７に戻り、ステップＳ２でＮｏと判定した場合には、現段階では開弁圧力低下制御を実行する必要がないためにそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、ステップＳ２でＹｅｓと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３に進んで第１低下制御を開始するとともに、ステップＳ４においてタイマカウントを開始する。
【０１０１】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図９に示すフローチャート図に沿って、第１低下制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３１において目標レール圧Ｐｔｇｔを読み込んだ後、ステップＳ３２において、目標レール圧Ｐｔｇｔに基づき、圧力制御弁２３の基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０を求める。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３３において、基本特性マップを参照して、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を求めた後、ステップＳ３４において、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)から所定量αを減算して指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。
【０１０２】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３５において、ステップＳ３４で求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒに従って圧力制御弁２３の駆動制御を実行する。これにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐａｃｔが小さくなり、コモンレール１５から燃料が排出されて実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づき始める。
【０１０３】
図７に戻り、第１低下制御が実行されている間、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５において、目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込むとともに、ステップＳ６において圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上であるか否かを判別する。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている場合には、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ１１に進む。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている状態で第１低下制御を継続すると、アンダーシュートを生じるおそれがあることから、ＥＣＵ５０はステップＳ１１において開弁圧力低下制御を終了してスタートに戻る。
【０１０４】
一方、ステップＳ６において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ７に進み、タイマ値が待機時間Ｔ０を経過したか否かを判別する。タイマ値が待機時間Ｔ０に到達していなければ、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５に戻って第１低下制御を継続する一方、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達している場合にはステップＳ８に進んで第２低下制御を開始する。
【０１０５】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図１０に示すフローチャート図に沿って、第２低下制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４１において目標レール圧Ｐｔｇｔを読み込んだ後、ステップＳ４２において、目標レール圧Ｐｔｇｔに基づき、圧力制御弁２３の基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０を求める。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４３において、基本特性マップを参照して、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を求めた後、ステップＳ４４において、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)から所定量βを減算して指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。上述のとおり、所定量βは第１低下制御実行時の所定量αよりも大きな値となっている。
【０１０６】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒに従って圧力制御弁２３の駆動制御を実行する。これにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐａｃｔが第１低下制御実行時よりもさらに小さくなり、コモンレール１５から燃料が排出されて実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づき始める。
【０１０７】
図７に戻り、第２低下制御が実行されている間、ＥＣＵ５０は、ステップＳ９において、目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込むとともに、ステップＳ１０において圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上であるか否かを判別する。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ９に戻り、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になるまで第２低下制御を継続する。
【０１０８】
一方、ステップＳ１０において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている場合には、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ１１に進む。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている状態で第２低下制御を継続すると、アンダーシュートを生じるおそれがあることから、ＥＣＵ５０はステップＳ１１において開弁圧力低下制御を終了してスタートに戻る。
【０１０９】
以上説明したように、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖを一旦小さくする第１低下制御を実行するとともに、その後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖをさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。そのため、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなく実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によって実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができる。このように、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、圧力制御弁２３の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【０１１０】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御の実行開始後、所定の待機時間Ｔ０を経過した後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合にのみ第２低下制御を実行開始するように構成されているため、実レール圧Ｐａｃｔを低下させる際に供給量制御モード特有の応答遅れに起因して一時的に圧力偏差ΔＰが大きくなる場合であっても、圧力制御弁２３の電流−圧力特性を正確に判断して第２低下制御の実行の可否を決定することができる。したがって、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合において第２低下制御が実行されることを防ぎ、アンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【０１１１】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になったときに第１低下制御を実行開始するため、開弁圧力低下制御の実行が必要な場合にのみ第１低下制御が実行されるようになり、第１低下制御の実行時に、実レール圧Ｐａｃｔが低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【０１１２】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御又は第２低下制御の実行中に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になったときに開弁圧力低下制御が終了するため、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づいたときには圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが通常の設定に復帰するようになり、開弁圧力低下制御が継続されることによるアンダーシュートの発生を防ぐことができる。
【０１１３】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御実行中においては、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが目標レール圧Ｐｔｇｔと基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０との差分であるオフセット量をキャンセルするようにされるとともに、第２低下制御実行中においては、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒがさらに小さい値にされるため、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合にあってはアンダーシュートを生じることなく、また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合にあっては確実な減圧を可能にして、減圧応答性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御の実行開始後、目標レール圧Ｐｔｇｔが低下後の目標レール圧で保持される時期に到達するような待機時間Ｔ０の経過後に第２低下制御を実行するか否かを判定するため、供給量制御モード中の応答遅れを考慮して、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３を見極めることができる。したがって、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合においてのみ第２低下制御が実行されるようになり、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合に第２低下制御が実行されることによるアンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【０１１５】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置は、基本的に第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置と同様の構成を有しているが、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置は、第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、第１低下制御を実行することなく一段階目から第２低下制御を実行するように構成されている点で、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置とは異なる。
【０１１６】
以下、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御について、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御と異なる点を中心に説明する。
【０１１７】
図１１は、本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵによって実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
図１１に示すステップＳ１〜ステップＳ１３のうち、ステップＳ１〜ステップＳ１１は、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の場合と同様に行うことができる。
【０１１８】
一方、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置においては、ＥＣＵは、ステップＳ７においてタイマ値が待機時間Ｔ０を経過したと判定したときに、ステップＳ１３においてカウンタＡの値を進めた上でステップＳ８に進み、第２低下制御の実行を開始するようになっている。カウンタＡは、第２低下制御の実行回数をカウントするためのものであり、蓄圧式燃料噴射装置が製品として使用されはじめたときから計測が開始される。
【０１１９】
ＥＣＵは、ステップＳ２において、開弁圧力低下制御の実行条件が成立していると判定したときには、ステップＳ１２において、カウンタＡの値が所定の基準回数Ｎａ０未満であるか否かを判定する。カウンタＡの値が基準回数Ｎａ０未満であればＹｅｓと判定し、ＥＣＵ５０はそのままステップＳ３に進んで第１低下制御を開始する。一方、カウンタＡの値が基準回数Ｎａ０以上となっていればＮｏと判定し、ＥＣＵ５０はステップＳ８に進んで第２低下制御を開始する。
【０１２０】
すなわち、第２低下制御の実行回数が所定回数に到達したときには、用いられている圧力制御弁２３が上限品に近い電流−圧力特性を有していると判断することができるため、この場合には、第１低下制御を実行しないで、一段階目から第２低下制御が実行されるようになっている。
【０１２１】
基準回数Ｎａ０は、開弁圧力低下制御の信頼性や、許容範囲を考慮して、最適な値に設定することができる。
【０１２２】
第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵによれば、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖを一旦小さくする第１低下制御を実行するとともに、その後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖをさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されているため、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵの場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵは、第２低下制御の実行回数が所定の基準回数Ｎ０以上となった後においては、第１低下制御を実行することなく一段階目から第２低下制御を実行するように構成されているために、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合であっても、一段階目の開弁圧力低下制御によって速やかに実レール圧Ｐａｃｔを低下させることができるようになり、減圧応答性を向上することが可能となる。
【０１２４】
［他の実施の形態］
以上説明した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵは、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、それぞれの実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。本発明の蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵに係る実施の形態は、例えば、以下のように変更することができる。
【０１２５】
（１）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいて説明した各構成要素や、設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。
【０１２６】
例えば、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、ノーマルオープン型の圧力制御弁を用いているが、いわゆるノーマルクローズ型の圧力制御弁を用いた場合であっても、本発明を適用することが可能である。この場合、圧力制御弁の開弁圧力を小さくするには、指示電流値を大きくするように制御が行われる。
【０１２７】
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、基本特性マップを中央品の圧力制御弁の電流−圧力特性に基づいて作製しているが、中央品に限定されるものではなく、特定の基準品であればよい。
【０１２８】
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、レール圧の制御モードとして、供給量制御モード、排出量制御モード及び供給排出制御モードのうちのいずれかを選択する例、あるいは、供給量制御モード及び排出量制御モードのうちのいずれかを選択する例を述べているが、少なくとも供給量制御モードが実行されるように構成されているものであれば、本発明を適用することが可能である。
【０１２９】
（２）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいては、開弁圧力低下制御の実行条件として、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になっていることを判定しているが、実行条件はこのような例に限定されない。図１２は、変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される実行条件成立判定のフローチャート図を示している。また、図１３は、変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される実行条件成立判定のフローチャート図を示している。
【０１３０】
図１２に示すように、変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵは、ステップＳ５１で目標レール圧Ｐｔｇｔ(n)を読み込むとともに、ステップＳ５２において前回読み込んだ目標レール圧Ｐｔｇｔ(n-1)から今回読み込んだ目標レール圧Ｐｔｇｔ(n)を減算した変化量が所定の開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ以上であるか否かを判定する。変化量が開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ未満でありＮｏと判定した場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔの低下速度が緩やかであり、開弁圧力低下制御を実行する必要がないために、ＥＣＵは、ステップＳ５６に進んで、条件成立フラグをオフにする。
【０１３１】
一方、変化量が開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ以上でありＹｅｓと判定した場合には、ＥＣＵは、ステップＳ５３に進んで、カウンタＢの値を進めた後、ステップＳ５４において、カウンタＢの値が所定の閾値Ｎｂ０に到達しているか否かを判別する。カウンタＢの値が閾値Ｎｂ０未満であればＮｏと判定してステップＳ５１に戻る一方、カウンタＢの値が閾値Ｎｂ０に到達している場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔの低下速度が速く、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる可能性が極めて高いために、ＥＣＵは、ステップＳ５５に進んで、条件成立フラグをオンにする。
【０１３２】
また、図１３に示すように、変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵは、ステップＳ６１で目標燃料噴射量Ｑ(n)を読み込むとともに、ステップＳ６２において、目標燃料噴射量Ｑ(n)＝０、かつ、前回読み込んだ目標燃料噴射量Ｑ(n-1)から今回読み込んだ目標燃料噴射量Ｑ(n)を減算した変化量が所定の開始閾値ＴｈｒｅＱ＿ｏｎ以上となっているか否かを判定する。これらの条件を満たしていない場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下するおそれが低く、開弁圧力低下制御を実行する必要がないために、ＥＣＵは、ステップＳ６４に進んで、条件成立フラグをオフにする。
【０１３３】
一方、これらの条件を満たしている場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下するおそれが高く、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる可能性が極めて高いために、ＥＣＵは、ステップＳ６３に進んで、条件成立フラグをオンにする。
【０１３４】
変形例１及び２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御によれば、推定により実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる状況を選んで、開弁圧力低下制御を開始することが可能になる。また、変形例１及び２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御によれば、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することが可能になる。変形例１及び２に例示した方法以外にも、例えば、所定の単位時間当たりの目標レール圧Ｐｔｇｔの低下量が開始閾値以上となったときや、アクセル操作量Ａｃｃが急激にゼロに戻されたときに開弁圧力低下制御を開始するようにしてもよい。
【０１３５】
（３）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいては、開弁圧力低下制御実行時に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に基づき、基本特性マップＭ１を参照して得られる指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を基準として、第１低下制御時及び第２低下制御時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒをそれぞれ算出するようにしているが、開弁圧力低下制御実行時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法はそのような例に限定されない。
【０１３６】
図１４は、変形例３に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法について説明するためのブロック図を示している。変形例３にかかる蓄圧式燃料噴射装置においては、開弁圧力低下制御を実行しない期間と、第１低下制御実行中と、第２低下制御実行中とによってそれぞれ異なるオフセット分が目標レール圧Ｐｔｇｔに加算されて、圧力制御弁の目標開弁圧力Ｐｓｅｔが設定される。指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、設定された目標開弁圧力Ｐｓｅｔに基づき、基本特性マップＭ１を参照して決定される。このように指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを決定することによっても、第１低下制御実行時の圧力制御弁の開弁圧力Ｐｐｃｖを通常制御時よりも小さくすることができるとともに、第２低下制御実行時の開弁圧力Ｐｐｃｖを第１低下制御実行時の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１：燃料タンク、１０：蓄圧式燃料噴射装置、１１：低圧フィードポンプ、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、２１：オーバーフローバルブ、２３：圧力制御弁、２５：圧力センサ、２７：燃料吸入弁、２８：燃料吐出弁、２９：プランジャ、３１：燃料通路、３７，３８，３９：リターン通路、５０：ＥＣＵ（電子制御装置）、５１：目標レール圧演算部、５３：制御モード選択部、５５：流量制御弁制御部、５７：圧力制御弁制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関への燃料噴射制御を行うための蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する。特に、高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁とコモンレールから低圧側へ燃料を戻すことでコモンレールの圧力を調節する圧力制御弁とを備えた蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関への燃料噴射制御に用いられる装置として、コモンレール（蓄圧器）を備えた蓄圧式燃料噴射装置が広く知られている。この蓄圧式燃料噴射装置は、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプに供給する低圧フィードポンプと、低圧フィードポンプにより供給された燃料を加圧して圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプにより圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールから供給される燃料を内燃機関の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁と、電子制御部品の制御を実行する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備えている。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置において、コモンレールの圧力（以下、「レール圧」と称する。）は燃料噴射圧力に直接的に関連する要素であるために、内燃機関での燃焼性を良好なものとするためにはレール圧を精度よく制御することが重要である。レール圧制御は、高圧ポンプの吐出流量を調節することでレール圧を制御するモード（以下、この制御モードを「供給量制御モード」と称する。）や、コモンレールから低圧側に燃料を戻すことでレール圧を制御するモード（以下、この制御モードを「排出量制御モード」と称する。）、さらにはこれらの制御を併用するモード（以下、「供給排出同時制御モード」と称する。）のいずれかによって行われることが一般的となっている。
【０００４】
高圧ポンプの吐出流量の制御は、高圧ポンプに設けられた流量制御弁を用いて行われる。また、コモンレールから低圧側へ燃料を戻す制御は、コモンレールに接続された圧力制御弁を用いて行われる。これらの流量制御弁及び圧力制御弁としては、供給する電流値に応じてピストンの位置が変化することにより燃料の通過面積が比例的に変化する構造を有する電磁式比例制御弁が用いられている。
【０００５】
ここで、供給量制御モードでレール圧制御を行う場合において、流量制御弁は、コモンレールの目標圧力（以下、「目標レール圧」と称する。）と実際のレール圧（以下、「実レール圧」と称する。）との圧力偏差に基づいて閉ループでの制御が行われる。具体的には、目標レール圧と実レール圧との圧力偏差に基づいて得られる目標流量に応じて、流量制御弁の指示電流値が決定されるようになっている。すなわち、供給量制御モードは、必要な燃料を高圧ポンプからコモンレールに供給する制御モードである。そのため、効率が良いといった利点や、駆動トルクを抑えられるといった利点があり、内燃機関の運転中の多くの期間において供給量制御モードでのレール圧制御が実行される。
【０００６】
この供給量制御モードでレール圧制御を行う期間中、圧力制御弁に供給する電流値は固定されているわけではない。例えば、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中において、実レール圧が目標レール圧よりも著しく高くなる異常状態を避けるために、圧力制御弁が目標レール圧に応じて開ループで制御される場合がある。具体的には、圧力制御弁によって保持可能な圧力（以下、「開弁圧力」と称する。）が目標レール圧よりも所定のオフセット量分大きくなるように、圧力制御弁の制御指示値が決定される場合がある。これにより、実レール圧が目標レール圧よりもオフセット量分以上大きくなるときには、圧力制御弁が開弁して、レール圧の異常上昇が防止されるようになる。
【０００７】
ここで、圧力制御弁の開弁圧力の目標値（以下、「目標開弁圧力」と称する。）に対応する圧力制御弁の制御指示値は、ＥＣＵにあらかじめ記憶された基本特性マップを参照して求められるようになっている。この基本特性マップは、例えば、量産される圧力制御弁のうちの、電流−圧力特性が全体分布の中央値を示す圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「中央品」と称する場合がある。）を用いたときの、指示電流値とそのとき開弁圧力との関係をデータ化したものである。
【０００８】
しかしながら、圧力制御弁の電気的特性を均一にすることの困難性や、ピストンに設けるスリットの位置のばらつき、スリット形状の違いに起因して、圧力制御弁の電流−圧力特性はばらつきを有している。また、圧力制御弁の電流−圧力特性は、経時劣化によっても変化する場合がある。そのため、実際に用いられる圧力制御弁の電流−圧力特性は、ＥＣＵに記憶される基本特性マップに必ずしも一致していない。
【０００９】
そのため、圧力制御弁の電流−圧力特性のばらつきを考慮して、基本特性マップによって決定される指示電流値を修正するようにした蓄圧式燃料噴射装置が開示されている。具体的には、上記の排出量制御モードでのレール圧制御の実行時の場合ではあるが、レール圧が所定値を上回る状態となった場合に、実レール圧と、当該実レール圧における圧力制御弁に供給される電流値とから、基本特性マップによって決定される指示電流値を修正するようにした蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３３９８３０号公報 （全文、全図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時においては、排出量制御モードでのレール圧制御とは異なり、流量制御弁に供給する電流値を変更してから、これに対応して実レール圧が変動するまでに遅れが生じることが知られている。すなわち、圧力制御弁はコモンレール内の燃料を直接的に排出する一方、流量制御弁は高圧ポンプの加圧室の上流側で燃料の流量を調節することによってコモンレールへの燃料の圧送量を変えるものであるために、制御の応答性が低下しやすい傾向にある。そのために、アクセル操作量が急激にゼロにされた場合等、レール圧を急激に低下させる際には目標レール圧と実レール圧との圧力偏差が大きくなりやすい。
【００１２】
上述したように、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時に、圧力制御弁の目標開弁圧力を目標レール圧に応じて変化させる場合があるとしても、この目標開弁圧力はあくまでもレール圧の異常上昇を防ぐことを目的とするものであって、減圧応答性を向上させるものではない。
【００１３】
アクセル操作量が急激にゼロにされるなどしてレール圧を低下させようとする場合において減圧に遅れを生じると、その後の再加速時においても実レール圧が目標レール圧よりも高い状態のままとなって、燃焼音が大きくなったり、排気エミッションが悪化したりするおそれがある。また、アクセル操作量がゼロとなってレール圧が安定している状態においては、蓄圧式燃料噴射装置の各種診断制御が実施される場合があることから、減圧に遅れを生じることによって、診断頻度が減少したり診断精度が低下したりするおそれもある。
【００１４】
このような問題に対して、レール圧を急激に低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくすることが考えられる。しかしながら、単に開弁圧力を小さくして圧力制御弁を開弁しやすい状態にするだけでは、実レール圧が低下しすぎるおそれがある。特に、ある電流値での開弁圧力が中央品の場合よりも低い圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「下限品」と称する場合がある。）が使用されている場合には、実レール圧が低下後の目標圧力よりもさらに小さくなるアンダーシュートを生じやすい。
【００１５】
逆に、下限品の圧力制御弁によるアンダーシュートを防ぐために、圧力制御弁の開弁圧力を小さくする度合いを抑えた場合には、今度は、ある電流値での開弁圧力が中央品の場合よりも高い圧力制御弁（以下、このような電流−圧力特性を有する圧力制御弁を「上限品」と称する場合がある。）が使用されている場合に、レール圧を低下させるに十分な燃料を排出することができずに、減圧応答性が改善されないおそれがある。
【００１６】
図１５及び図１６は、このような問題について詳細に説明するために示す図である。図１５及び図１６は、供給量制御モードでのレール圧制御実行時の減圧時における目標レール圧Ｐｔｇｔ、圧力制御弁の目標開弁圧力Ｐｓｅｔ及び実レール圧Ｐａｃｔの推移を示している。このうち、図１５は、実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることを優先して、減圧時の目標開弁圧力ＰｓｅｔＡが目標レール圧Ｐｔｇｔよりも小さくなるようにした場合の各値の推移を示している。また、図１６は、下限品の圧力制御弁であってもアンダーシュートを生じないように、減圧時の目標開弁圧力ＰｓｅｔＢが図１５の目標開弁圧力ＰｓｅｔＡよりも大きくなるようにした場合の各値の推移を示している。
【００１７】
これらの図１５及び図１６において、それぞれ実線で示された目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０及び実レール圧Ｐａｃｔ０は、目標開弁圧力Ｐｓｅｔを、目標レール圧Ｐｔｇｔにオフセット量分加算した値Ｐｓｅｔ０とした場合の各値の推移を示している。この場合には、上限品、中央品、下限品にかかわらず圧力制御弁は全閉状態で保持されて、供給量制御モード特有の応答遅れの影響により実レール圧Ｐａｃｔ０と目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差が大きくなる。
【００１８】
これに対して、図１５に示すように、実レール圧Ｐａｃｔを低下させることを優先して、目標開弁圧力Ｐｓｅｔを、目標レール圧Ｐｔｇｔよりも小さい値ＰｓｅｔＡに設定した場合には、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が実際の開弁圧力を上回ったときに圧力制御弁が開弁して、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が低下し始める。このとき、上限品（一点鎖線）及び中央品（破線）の圧力制御弁においては、供給量制御モード特有の応答遅れの影響もあって、実レール圧Ｐａｃｔ１，Ｐａｃｔ２が目標レール圧Ｐｔｇｔを下回ることなく低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔまで速やかに低下する。しかしながら、下限品（二点鎖線）の圧力制御弁においては、実際の開弁圧力が目標開弁圧力ＰｓｅｔＡよりも小さいために、必要以上の燃料が排出されて、実レール圧Ｐａｃｔ３が低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔを下回るアンダーシュートを生じている。
【００１９】
また、図１６に示すように、下限品の圧力制御弁であってもアンダーシュートを生じないように、減圧時の目標開弁圧力Ｐｓｅｔを目標レール圧Ｐｔｇｔと同等の値ＰｓｅｔＢに設定した場合には、中央品（破線）及び下限品（二点鎖線）の圧力制御弁においては、実レール圧Ｐａｃｔ２，Ｐａｃｔ３が目標レール圧Ｐｔｇｔを下回ることなく低下後の目標レール圧Ｐｔｇｔまで速やかに低下する。しかしながら、上限品（一点鎖線）の圧力制御弁においては、実際の開弁圧力が目標開弁圧力ＰｓｅｔＢよりも大きいために、実レール圧Ｐａｃｔ１を十分に低下させることができず、減圧応答性が改善されていない。
【００２０】
このように、レール圧を急激に低下させる際に、圧力制御弁の開弁圧力を通常時よりも一律に小さくすると、圧力制御弁の電流−圧力特性のばらつきによって、アンダーシュートを生じたり、減圧応答性が改善されなかったりするという問題がある。
【００２１】
本発明の発明者らは、このような問題にかんがみて、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時にレール圧を低下させる際に圧力制御弁の開弁圧力を通常の目標開弁圧力よりも小さくし、その後においても圧力偏差が小さくならない場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さく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、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時にレール圧を低下させる際に、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じないようにしつつ減圧応答性を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置、及びそのような制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁の制御を行う制御装置と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００２３】
すなわち、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくする第１低下制御を実行し、その後においても圧力偏差が所定の解除閾値以上である場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。そのため、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなくレール圧を速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によってレール圧を速やかに低下させることができる。したがって、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、本明細書において、圧力制御弁の開弁圧力を低下する制御を「開弁圧力低下制御」と称する。
【００２５】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第１低下制御の実行を開始してから所定時間経過後においても、前記圧力偏差が前記解除閾値以上である場合に前記第２低下制御を実行することが好ましい。
【００２６】
このように判定を行うことにより、レール圧を低下させる際に供給量制御モード中の応答遅れに起因して一時的に圧力偏差が大きくなる場合であっても、圧力制御弁の電流−圧力特性を正確に判断して第２低下制御の実行の可否を決定することができる。したがって、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合において第２低下制御が実行されることを防ぎ、アンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【００２７】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記コモンレールの目標圧力が、低下後の目標圧力で保持された後に、前記圧力偏差が前記解除閾値以上であるか否かを判定することが好ましい。
【００２８】
このように判定を行うことにより、供給量制御モード中の応答遅れを考慮して、上限品に近い特性を有する圧力制御弁を見極めることができる。したがって、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合においてのみ第２低下制御が実行されるようになり、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合に第２低下制御が実行されることによるアンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記コモンレールの圧力を低下させる際に前記コモンレールの目標圧力と前記実際の圧力との圧力偏差が所定の開始閾値以上になったときに開始することが好ましい。
【００３０】
このように第１低下制御を開始することにより、圧力偏差が大きくなった場合に第１低下制御が実行されるようになり、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３１】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記コモンレールの目標圧力の低下速度が所定の開始閾値以上になったときに開始することが好ましい。
【００３２】
このように第１低下制御を開始することによって、目標レール圧が急激に低下する場合に第１低下制御が実行されるようになるとともに、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３３】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御を、前記内燃機関の燃料噴射量がゼロになったときに開始することが好ましい。
【００３４】
このように第１低下制御を開始することによっても、目標レール圧が急激に低下する場合に第１低下制御が実行されるようになるとともに、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【００３５】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第１低下制御又は前記第２低下制御の実行時に、前記圧力偏差が前記解除閾値未満になったときには、前記第１低下制御又は前記第２低下制御を終了することが好ましい。
【００３６】
このように第１低下制御及び第２低下制御を終了することにより、実レール圧が目標レール圧に近づいたときに圧力制御弁の開弁圧力が通常の設定に復帰するようになるため、第１低下制御又は第２低下制御が継続されることによるアンダーシュートの発生を防ぐことができる。
【００３７】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、前記コモンレールの圧力を低下させる場合に、前記第１低下制御を実行することなく前記第２低下制御を実行することが好ましい。
【００３８】
このような制御を行うことにより、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合であっても一段階目の開弁圧力低下制御によって速やかに実レール圧を低下させることができるようになり、減圧応答性を向上することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記第１低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力となるように前記制御指示値を決定するとともに、前記第２低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力よりも小さい値となるように前記制御指示値を決定することが好ましい。
【００４０】
このように第１低下制御及び第２低下制御を実行することにより、下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合にあってはアンダーシュートを生じることなく、また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合にあっては確実な減圧を可能にして、減圧応答性を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置において、前記制御装置は、前記第２低下制御実行時の前記制御指示値を、前記目標開弁圧力に応じて決定される制御指示値から所定量減算した値とすることが好ましい。
【００４２】
このように第２低下制御を実行することにより、圧力制御弁の開弁圧力が著しく低下することを防ぐことができるため、第２低下制御を実行することによってアンダーシュートが生じるおそれを低減することが可能となる。
【００４３】
また、本発明の別の態様は、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に備えられ、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁のうちの少なくとも一方を制御することで前記コモンレールの圧力制御を実行する蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置である。
【００４４】
すなわち、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁の開弁圧力を一旦小さくする第１低下制御を実行し、その後においても圧力偏差が所定の解除閾値以上である場合には圧力制御弁の開弁圧力をさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。したがって、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなくレール圧を速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によってレール圧を速やかに低下させることができる。このように、本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、圧力制御弁の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の全体的構成を概略的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置に備えられた圧力制御弁の電流−圧力特性を説明するために示す図である。
【図３】ＥＣＵの構成のうちのレール圧制御に関連する部分を機能的なブロック図である。
【図４】中央品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図５】下限品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図６】上限品の圧力制御弁が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図８】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図９】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち第１低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち第２低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
【図１２】変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図１３】変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される開弁圧力低下制御のうち開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定について説明するために示すフローチャート図である。
【図１４】変形例３に係る蓄圧式燃料噴射装置で実行される指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法について説明するためのブロック図である。
【図１５】下限品の圧力制御弁においてアンダーシュートを生じる様子を示す図である。
【図１６】上限品の圧力制御弁において減圧応答性が改善されない様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の蓄圧式燃料噴射装置及び蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する実施の形態について、適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。
【００４７】
［第１の実施の形態］
１．蓄圧式燃料噴射装置の全体的構成
図１は、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置１０の全体的構成を概略的に示す図である。この蓄圧式燃料噴射装置１０は、燃料タンク１内の燃料を高圧ポンプ１３へ供給する低圧フィードポンプ１１と、低圧フィードポンプ１１により供給された燃料を加圧して圧送する高圧ポンプ１３と、高圧ポンプ１３により圧送された燃料を蓄積するコモンレール１５と、それぞれ図示しない内燃機関の気筒に対応して設けられてコモンレール１５から供給された燃料を噴射する複数の燃料噴射弁１７と、レール圧制御や噴射制御等を実行するＥＣＵ５０とを備えている。
【００４８】
このうち高圧ポンプ１３は、内燃機関の駆動力によって駆動されるものであって、カム１４が固定されたカムシャフトは内燃機関のクランクシャフトに連結されている。この高圧ポンプ１３は、プランジャ２９の下降時に、燃料吸入弁２７を介して低圧の燃料が加圧室１３ａに供給される一方、カム１４の回転によってプランジャ２９が押し上げられたときに、加圧室１３ａ内の燃料が加圧され、燃料吐出弁２８を介して高圧の燃料がコモンレール１５へと圧送されるように構成されている。
【００４９】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた高圧ポンプ１３は、二組のプランジャ２９及び加圧室１３ａを備えて構成されているが、プランジャ２９及び加圧室１３ａの組の数は特に限定されない。
【００５０】
また、高圧ポンプ１３には、流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９は、低圧フィードポンプ１１と高圧ポンプ１３の加圧室１３ａとを接続する燃料通路３１の途中に配置されており、加圧室１３ａに供給する低圧の燃料の流量を調節するために備えられている。この流量制御弁１９は、ＥＣＵ５０によって通電制御が行われ、電流値に応じて燃料通過面積が比例的に変化する電磁比例制御弁が用いられている。すなわち、流量制御弁１９に供給する電流値を制御することにより、加圧室１３ａに供給する燃料の流量が調節されるようになっている。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、流量制御弁１９は、いわゆるノーマルオープン型の構造を有している。
【００５１】
また、流量制御弁１９よりもさらに上流側の燃料通路３１にはリターン通路３７が接続されており、このリターン通路３７にはオーバーフローバルブ２１が備えられている。このオーバーフローバルブ２１によって、流量制御弁１９よりも上流側の燃料通路３１から余剰の燃料が排出され、燃料タンク１へと戻されるようになっている。
【００５２】
コモンレール１５には圧力センサ２５及び圧力制御弁２３が備えられている。このうち、圧力制御弁２３は、コモンレール１５内の高圧の燃料を低圧側に排出するためのものであり、排出される燃料はリターン通路３８を介して燃料タンク１へと戻されるようになっている。この圧力制御弁２３は、ＥＣＵ５０によって通電制御が行われ、電流値に応じて開弁圧力が比例的に変化する電磁比例制御弁が用いられている。すなわち、圧力制御弁２３に供給する電流値を制御することにより、保持可能なレール圧の最大値が調節されるようになっている。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、圧力制御弁２３は、いわゆるノーマルオープン型の構造を有している。
【００５３】
燃料噴射弁１７は、電磁ソレノイド又はピエゾアクチュエータを備えて構成された公知の燃料噴射弁を用いることができる。この燃料噴射弁１７は、ＥＣＵ５０の通電制御により、開弁時期や開弁時間等が制御されるようになっている。この燃料噴射弁１７において、噴射制御に利用された背圧燃料はリターン通路３９を介して燃料タンク１へと戻される。
【００５４】
本実施形態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、あるいはこれらの二つの弁を併用して、圧力センサ２５によって検出される実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔとなるようにレール圧制御が行われる。流量制御弁１９を閉ループ制御する供給量制御モードでレール圧制御を行うか、圧力制御弁２３を閉ループ制御する排出量制御モードでレール圧制御を行うか、あるいはこれらの二つの弁をともに閉ループ制御する供給排出同時制御モードでレール圧制御を行うかは、内燃機関の運転状態や燃料温度等に応じてあらかじめ設定されている。
【００５５】
２．圧力制御弁の電流−圧力特性
図２は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０に備えられた圧力制御弁２３の電流−圧力特性を説明するために示す図であり、上限品、中央品、下限品それぞれにおける電流値Ｉｐｃｖと開弁圧力Ｐｐｃｖとの関係を示している。電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈが上限品の電流−圧力特性を示し、電流−圧力特性Ｌ０が中央品の電流−圧力特性を示し、電流−圧力特性Ｌｌｏｗが下限品の電流−圧力特性を示している。ノーマルオープン型の圧力制御弁２３が用いられているため、電流値Ｉｐｃｖが大きくなるほど開弁圧力Ｐｐｃｖが大きくなる。
【００５６】
図２に示すように、上限品は、同じ電流値Ｉｐｃｖであれば、開弁圧力Ｐｐｃｖが中央品の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも高くなるという特性を有している。逆に、下限品は、同じ電流値Ｉｐｃｖであれば、開弁圧力Ｐｐｃｖが中央品の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも低くなるという特性を有している。
【００５７】
図２に示す三つの電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈ，Ｌ０，Ｌｌｏｗは代表的な例にすぎず、量産される圧力制御弁は、個体差に応じた様々な電流−圧力特性を有している。また、図２においては、上限品及び下限品の電流−圧力特性Ｌｈｉｇｈ，Ｌｌｏｗが、中央品の電流−圧力特性Ｌ０に対して同じ傾きを示しながらオフセットした状態となっているが、電流−圧力特性のばらつきはこのような例に限られるものではない。すなわち、上限品の電流−圧力特性ラインの傾きが中央品の電流−圧力特性ラインの傾きよりも大きくなるとともに、下限品の電流−圧力特性ラインの傾きが中央品の電流−圧力特性ラインの傾きよりも小さくなる場合もある。
【００５８】
量産される圧力制御弁においては中央品の占める割合が多いことから、通常、中央品の電流−圧力特性に基づいて基本特性マップが作製され、ＥＣＵ５０に記憶される。量産される圧力制御弁には上記のような電流−圧力特性のばらつきがあるにもかかわらず、ＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時に、基本特性マップを参照して目標開弁圧力Ｐｓｅｔに応じた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを決定するようになっている。そのために、目標開弁圧力Ｐｓｅｔと実際の開弁圧力Ｐｐｃｖとが一致しない状態が生じることになる。
【００５９】
３．ＥＣＵ（電子制御装置）
図３は、ＥＣＵ５０の構成のうちのレール圧制御に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。このＥＣＵ５０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、目標レール圧演算部５１と、制御モード選択部５３と、流量制御弁制御部５５と、圧力制御弁制御部５７とを主たる要素として備えている。具体的に、これらの各部は、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ものとなっている。
【００６０】
また、ＥＣＵ５０には、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる図示しない記憶部、及び、流量制御弁１９又は圧力制御弁２３への通電を行うための図示しない駆動回路等が備えられている。さらに、ＥＣＵ５０には、圧力センサ２５のセンサ信号が入力される他、機関回転数Ｎやアクセル開度Ａｃｃ、燃料温度Ｔｆなどの各種の情報が入力されるようになっている。
【００６１】
記憶部には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されるとともに、上記した各部による演算結果等が書き込まれるようになっている。特に、記憶部には、供給量制御モードでのレール圧制御実行時の圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの算出に用いられる基本特性マップＭ１があらかじめ記憶されている。この基本特性マップＭ１は、上述したように、中央品の圧力制御弁の電流−圧力特性をデータ化したものである。
【００６２】
目標レール圧演算部５１は、機関回転数Ｎと目標燃料噴射量Ｑとに基づき、図示しないレール圧マップを参照して目標レール圧Ｐｔｇｔを算出する。目標燃料噴射量Ｑは、機関回転数Ｎ及びアクセル開度Ａｃｃ等の内燃機関の運転状態に関連する情報に基づき、図示しない噴射量マップを参照して求めることができる。レール圧マップや噴射量マップは従来公知のものであるために、詳細な説明は省略する。
【００６３】
制御モード選択部５３は、例えば、図示しない制御モードマップに基づいて、供給量制御モード、排出量制御モード、供給排出同時制御モードの中からレール圧制御を実行するための制御モードを選択する。制御モードマップは、機関回転数Ｎ及びアクセル操作量Ａｃｃ等に例示される内燃機関の運転状態や、燃料温度Ｔｆ等に応じて、内燃機関の運転領域を制御モードごとに区分したものである。ただし、制御モードマップは、供給排出同時制御モードの領域を有しないものであってもよい。
【００６４】
流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９の指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを演算によって求めるとともに、求められた指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒにしたがって流量制御弁１９の駆動回路に対して通電の指示を出力する。レール圧制御を供給量制御モード又は供給排出同時制御モードで実行する場合、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を閉ループ制御する一方、レール圧制御を排出量制御モードで実行する場合、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を開ループ制御する。指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒの演算方法は、制御モードによって異なっている。
【００６５】
具体的に、流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９を閉ループ制御する場合、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて目標吐出流量Ｆｐｕｍｐ＿ｔｇｔを算出するとともに、図示しない制御マップを参照して、流量制御弁１９の指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを求める。
【００６６】
また、流量制御弁制御部５５は、流量制御弁１９を開ループ制御する場合、機関回転数Ｎに応じて指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを決定する。あるいは、流量制御弁１９を開ループ制御する場合、流量制御弁１９が全開で保持されるように指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒを決定するようにしてもよい。すなわち、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０ではノーマルオープン型の流量制御弁１９を用いているために、流量制御弁１９を全開で保持する場合、指示電流値Ｉｆｍｕ＿ｃｕｒｒはゼロになる。
【００６７】
圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを演算によって求めるとともに、求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒにしたがって圧力制御弁２３の駆動回路に対して通電の指示を出力する。レール圧制御を排出量制御モード又は供給排出同時制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を閉ループ制御する一方、レール圧制御を供給量制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を開ループ制御する。指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法は、制御モードによって異なっている。
【００６８】
具体的に、圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３を閉ループ制御する場合、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づき、図示しない制御マップを参照して、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。
【００６９】
また、圧力制御弁制御部５７は、圧力制御弁２３を開ループ制御する場合、基本的に、目標レール圧Ｐｔｇｔに応じて目標開弁圧力Ｐｓｅｔを決定し、基本特性マップＭ１を参照して、目標開弁圧力Ｐｓｅｔに応じた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。このときの目標開弁圧力Ｐｓｅｔは、基本的に、目標レール圧Ｐｔｇｔに所定のオフセット量を加算した基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０が用いられる。そのため、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔよりも著しく高くなる場合には圧力制御弁２３が開弁し、異常上昇を生じないようになっている。
【００７０】
制御モードごとに説明するならば、レール圧制御を供給量制御モードで実行する場合、圧力制御弁制御部５７は圧力制御弁２３を開ループ制御する一方、流量制御弁制御部５５は流量制御弁１９を閉ループ制御する。供給量制御モードにおいては、基本的に圧力制御弁２３は全閉状態とされてコモンレール１５から燃料が排出されない一方、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐが目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて調節され、レール圧が調節される。ただし、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下する場合等においては、圧力制御弁２３を開弁しやすくして実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させる開弁圧力低下制御が実行されるように構成されている。
【００７１】
また、レール圧制御を排出量制御モードで実行する場合、流量制御弁１９が開ループ制御される一方、圧力制御弁２３が閉ループ制御される。排出量制御モードにおいては、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐが、目標レール圧Ｐｔｇｔを達成するために必要な流量以上となる状態で定量化される一方、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいてコモンレール１５からの燃料排出流量Ｆｐｃｖが調節されて、レール圧が調節される。
【００７２】
また、レール圧制御を供給排出同時制御モードで実行する場合、流量制御弁１９及び圧力制御弁２３がともに閉ループ制御される。供給排出同時制御モードにおいては、目標レール圧Ｐｔｇｔと実レール圧Ｐａｃｔとの圧力偏差ΔＰ等に基づいて、高圧ポンプ１５の吐出流量Ｆｐｕｍｐ及びコモンレール１５からの燃料排出流量Ｆｐｃｖがともに調節されて、レール圧が調節される。
【００７３】
４．開弁圧力低下制御
ＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中に開弁圧力低下制御を実行可能に構成されている。開弁圧力低下制御は、レール圧を急激に低下させる場合に、減圧応答性を高めるために実行される制御である。
【００７４】
具体的には、供給量制御モードでのレール圧制御の実行時において、ＥＣＵ５０は、基本的に圧力制御弁２３を全閉状態で保持するが、レール圧を急激に低下させる必要があるときには、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくすることによって、コモンレール１５内の燃料の一部を排出し、レール圧を速やかに低下させるようになっている。
【００７５】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが所定の開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になったときに、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(pset0)よりも小さくする第１低下制御を開始する。また、その後においても当該圧力偏差ΔＰが所定の解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上となっている場合には、ＥＣＵ５０は、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを、第１低下制御実行時の指示電流値よりもさらに小さくする第２低下制御を開始する。
【００７６】
以下、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０によって実行される開弁圧力低下制御について、図４〜図６に示すタイムチャート図と、図７〜図１０に示すフローチャート図とに基づいて説明する。
【００７７】
（１）タイムチャート
図４〜図６は、ＥＣＵ５０によって実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すタイムチャート図である。
図４は、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。図５は、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。図６は、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒ、実レール圧Ｐａｃｔ及び圧力制御弁２３の実際の開弁圧力Ｐｐｃｖの推移を示している。
【００７８】
まず、図４に基づいて、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
上述の通り、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中において、圧力制御弁２３の目標開弁圧力Ｐｓｅｔは、基本的に目標レール圧Ｐｔｇｔに所定のオフセット量を加算した基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に設定される。また、圧力制御弁２３の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に基づき、基本特性マップＭ１を参照して求められる指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定される。
【００７９】
ｔ１の時点で、アクセル操作量Ａｃｃが急激にゼロに戻されるなどして目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下し始めると、目標レール圧Ｐｔｇｔの変化に伴って基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒも低下し始める。ただし、供給量制御モード特有の応答遅れの影響により、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが徐々に拡大する（ｔ１〜ｔ２の期間）。
【００８０】
その後、ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが所定の開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントが開始される。
【００８１】
図４の例では、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されるようになっている。所定量αは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０と目標レール圧Ｐｔｇｔとの差分であるオフセット量がキャンセルされる値となっている。すなわち、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、第１低下制御実行中の圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、目標レール圧Ｐｔｇｔに相当する。そのため、ｔ２の時点以降、第１低下制御が実行されることにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁する。その結果、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００８２】
その後、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前のｔ３の時点において、圧力偏差ΔＰが所定の解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第１低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。この場合、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっていることから、第２低下制御は実行されない。
【００８３】
以上のように、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、ＥＣＵ５０が第１低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００８４】
次に、図５に基づいて、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達するｔ２の時点までは、実レール圧Ｐａｃｔ及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合と同じように推移する。ただし、下限品の圧力制御弁２３であるため、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも小さい値となっている。
【００８５】
ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントを開始する。このときの指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、図４の場合と同様に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されている。その結果、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁し、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００８６】
その後、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前のｔ４の時点において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第１低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。このとき、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが小さくなることから、実レール圧Ｐａｃｔの低下速度が、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて速くなる。したがって、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になる時期が、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合に比べて速くなる。この場合においても、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達する前に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっていることから、第２低下制御は実行されない。
【００８７】
以上のように、下限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においても、ＥＣＵ５０が第１低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００８８】
次に、図６に基づいて、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合の実レール圧Ｐａｃｔの変化について説明する。
圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達するｔ２の時点までは、実レール圧Ｐａｃｔ及び指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、中央品の圧力制御弁２３が用いられている場合と同じように推移する。ただし、上限品の圧力制御弁２３であるため、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも大きい値となっている。
【００８９】
ｔ２の時点において、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎに到達すると、第１低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも小さくされる。また、第１低下制御の実行開始と同時にタイマカウントが開始される。このときの指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、図４の場合と同様に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量α小さい値に設定されている。その結果、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐａｃｔを下回るため、圧力制御弁２３が開弁し、実レール圧Ｐａｃｔが速やかに低下し始める。
【００９０】
ただし、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合には、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０よりも大きいことから、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達するｔ５の時点よりも前に、実レール圧Ｐａｃｔが圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖと同等の値にまで低下して、圧力制御弁２３が閉じられる。そのために、ｔ５の時点においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆよりも大きくなっている。
【００９１】
第１低下制御の実行開始から待機時間Ｔ０を経過しても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上となっている場合には、第２低下制御が開始され、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、第１低下制御時の指示電流値よりもさらに小さくされる。
【００９２】
図６の例では、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)よりも所定量β小さい値に設定されるようになっている。所定量βは、第１低下制御実行時の所定量αよりも大きい値であるため、第２低下制御実行時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは第１低下制御時の指示電流値よりも小さくなる。所定量βは、例えば所定量αの１．３倍〜１．８倍とすることができるが、この例に限定されるものではない。その結果、ｔ５の時点以降、第２低下制御が実行されることにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが実レール圧Ｐｐｃｖを下回り、圧力制御弁２３が開弁するため、実レール圧Ｐａｃｔが再び低下し始める。
【００９３】
その後、ｔ６の時点において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になると、第２低下制御が終了し、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)に設定されるようになる。
【００９４】
以上のように、上限品の圧力制御弁２３が用いられている場合においては、第１低下制御のみでは実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができない一方、ＥＣＵ５０がさらに第２低下制御を実行することによって、アンダーシュートを生じることなく、減圧応答性を向上することができる。
【００９５】
開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ及び解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆの値は、蓄圧式燃料噴射装置１０の特性や圧力偏差ΔＰの許容範囲等を考慮して最適な値に設定することができる。また、待機時間Ｔ０は、第１低下制御による減圧効果が発現するような時間を考慮して最適な値に設定することができるが、目標レール圧Ｐｔｇｔが低下後の目標レール圧で保持される時期に到達するように待機時間Ｔ０を設定することが好ましい。このように待機時間Ｔ０を設定することにより、供給量制御モード特有の応答遅れを考慮して圧力制御弁２３の電流−圧力特性を見極めることができる。
【００９６】
（２）開弁圧力低下制御の具体例フロー
図７〜図１０は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０で実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。以下に説明するように、開弁圧力低下制御は、供給量制御モードにおいて所定の条件が成立したときに割り込みにより実行されるようになっている。
【００９７】
図７のフローチャート図において、ステップＳ１において、ＥＣＵ５０は、レール圧の制御モードが供給量制御モードであるか否かを判別する。供給量制御モードではなくＮｏと判定した場合には、開弁圧力低下制御を実行するモードではないためにそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。
【００９８】
供給量制御モードでありＹｅｓと判定した場合には、ステップＳ２に進み、ＥＣＵ５０は、開弁圧力低下制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図８に示すフローチャート図に沿って、開弁圧力低下制御の実行条件の成立の判定を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１で目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込んだ後、ステップＳ２２で実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上であるか否かを判別することにより、開弁圧力低下制御の実行条件の成立を判定する。
【００９９】
そして、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上である場合には速やかに減圧させる必要があるために、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ２３に進み、条件成立のフラグをオンにする。一方、圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満である場合には、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに追従しているために、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ２４に進み、条件成立のフラグをオフにする。
【０１００】
図７に戻り、ステップＳ２でＮｏと判定した場合には、現段階では開弁圧力低下制御を実行する必要がないためにそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、ステップＳ２でＹｅｓと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３に進んで第１低下制御を開始するとともに、ステップＳ４においてタイマカウントを開始する。
【０１０１】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図９に示すフローチャート図に沿って、第１低下制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３１において目標レール圧Ｐｔｇｔを読み込んだ後、ステップＳ３２において、目標レール圧Ｐｔｇｔに基づき、圧力制御弁２３の基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０を求める。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３３において、基本特性マップを参照して、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を求めた後、ステップＳ３４において、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)から所定量αを減算して指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。
【０１０２】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３５において、ステップＳ３４で求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒに従って圧力制御弁２３の駆動制御を実行する。これにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐａｃｔが小さくなり、コモンレール１５から燃料が排出されて実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づき始める。
【０１０３】
図７に戻り、第１低下制御が実行されている間、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５において、目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込むとともに、ステップＳ６において圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上であるか否かを判別する。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている場合には、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ１１に進む。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている状態で第１低下制御を継続すると、アンダーシュートを生じるおそれがあることから、ＥＣＵ５０はステップＳ１１において開弁圧力低下制御を終了してスタートに戻る。
【０１０４】
一方、ステップＳ６において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ７に進み、タイマ値が待機時間Ｔ０を経過したか否かを判別する。タイマ値が待機時間Ｔ０に到達していなければ、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５に戻って第１低下制御を継続する一方、タイマ値が待機時間Ｔ０に到達している場合にはステップＳ８に進んで第２低下制御を開始する。
【０１０５】
本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置１０において、ＥＣＵ５０は、図１０に示すフローチャート図に沿って、第２低下制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４１において目標レール圧Ｐｔｇｔを読み込んだ後、ステップＳ４２において、目標レール圧Ｐｔｇｔに基づき、圧力制御弁２３の基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０を求める。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４３において、基本特性マップを参照して、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を求めた後、ステップＳ４４において、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に応じた指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)から所定量βを減算して指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを求める。上述のとおり、所定量βは第１低下制御実行時の所定量αよりも大きな値となっている。
【０１０６】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で求められた指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒに従って圧力制御弁２３の駆動制御を実行する。これにより、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐａｃｔが第１低下制御実行時よりもさらに小さくなり、コモンレール１５から燃料が排出されて実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づき始める。
【０１０７】
図７に戻り、第２低下制御が実行されている間、ＥＣＵ５０は、ステップＳ９において、目標レール圧Ｐｔｇｔ及び実レール圧Ｐａｃｔを読み込むとともに、ステップＳ１０において圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上であるか否かを判別する。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には、ＥＣＵ５０はＹｅｓと判定してステップＳ９に戻り、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になるまで第２低下制御を継続する。
【０１０８】
一方、ステップＳ１０において、圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている場合には、ＥＣＵ５０はＮｏと判定してステップＳ１１に進む。圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になっている状態で第２低下制御を継続すると、アンダーシュートを生じるおそれがあることから、ＥＣＵ５０はステップＳ１１において開弁圧力低下制御を終了してスタートに戻る。
【０１０９】
以上説明したように、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０は、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖを一旦小さくする第１低下制御を実行するとともに、その後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖをさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されている。そのため、中央品や下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合には、第１低下制御によってアンダーシュートを生じることなく実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができる。また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合には、さらに実行される第２低下制御によって実レール圧Ｐａｃｔを速やかに低下させることができる。このように、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、圧力制御弁２３の特性にかかわらず、アンダーシュートを生じさせることなく減圧応答性を向上させることが可能となる。
【０１１０】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御の実行開始後、所定の待機時間Ｔ０を経過した後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合にのみ第２低下制御を実行開始するように構成されているため、実レール圧Ｐａｃｔを低下させる際に供給量制御モード特有の応答遅れに起因して一時的に圧力偏差ΔＰが大きくなる場合であっても、圧力制御弁２３の電流−圧力特性を正確に判断して第２低下制御の実行の可否を決定することができる。したがって、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合において第２低下制御が実行されることを防ぎ、アンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【０１１１】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になったときに第１低下制御を実行開始するため、開弁圧力低下制御の実行が必要な場合にのみ第１低下制御が実行されるようになり、第１低下制御の実行時に、実レール圧Ｐａｃｔが低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することができる。
【０１１２】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御又は第２低下制御の実行中に圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ未満になったときに開弁圧力低下制御が終了するため、実レール圧Ｐａｃｔが目標レール圧Ｐｔｇｔに近づいたときには圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖが通常の設定に復帰するようになり、開弁圧力低下制御が継続されることによるアンダーシュートの発生を防ぐことができる。
【０１１３】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御実行中においては、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒが目標レール圧Ｐｔｇｔと基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０との差分であるオフセット量をキャンセルするようにされるとともに、第２低下制御実行中においては、指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒがさらに小さい値にされるため、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合にあってはアンダーシュートを生じることなく、また、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合にあっては確実な減圧を可能にして、減圧応答性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
また、第１の実施の形態の蓄圧式燃料噴射装置１０及びＥＣＵ５０によれば、第１低下制御の実行開始後、目標レール圧Ｐｔｇｔが低下後の目標レール圧で保持される時期に到達するような待機時間Ｔ０の経過後に第２低下制御を実行するか否かを判定するため、供給量制御モード中の応答遅れを考慮して、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３を見極めることができる。したがって、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合においてのみ第２低下制御が実行されるようになり、下限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合に第２低下制御が実行されることによるアンダーシュートの発生を低減することが可能となる。
【０１１５】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置は、基本的に第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置と同様の構成を有しているが、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置は、第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、第１低下制御を実行することなく一段階目から第２低下制御を実行するように構成されている点で、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置とは異なる。
【０１１６】
以下、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御について、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御と異なる点を中心に説明する。
【０１１７】
図１１は、本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵによって実行される開弁圧力低下制御について説明するために示すフローチャート図である。
図１１に示すステップＳ１〜ステップＳ１３のうち、ステップＳ１〜ステップＳ１１は、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の場合と同様に行うことができる。
【０１１８】
一方、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置においては、ＥＣＵは、ステップＳ７においてタイマ値が待機時間Ｔ０を経過したと判定したときに、ステップＳ１３においてカウンタＡの値を進めた上でステップＳ８に進み、第２低下制御の実行を開始するようになっている。カウンタＡは、第２低下制御の実行回数をカウントするためのものであり、蓄圧式燃料噴射装置が製品として使用されはじめたときから計測が開始される。
【０１１９】
ＥＣＵは、ステップＳ２において、開弁圧力低下制御の実行条件が成立していると判定したときには、ステップＳ１２において、カウンタＡの値が所定の基準回数Ｎａ０未満であるか否かを判定する。カウンタＡの値が基準回数Ｎａ０未満であればＹｅｓと判定し、ＥＣＵ５０はそのままステップＳ３に進んで第１低下制御を開始する。一方、カウンタＡの値が基準回数Ｎａ０以上となっていればＮｏと判定し、ＥＣＵ５０はステップＳ８に進んで第２低下制御を開始する。
【０１２０】
すなわち、第２低下制御の実行回数が所定回数に到達したときには、用いられている圧力制御弁２３が上限品に近い電流−圧力特性を有していると判断することができるため、この場合には、第１低下制御を実行しないで、一段階目から第２低下制御が実行されるようになっている。
【０１２１】
基準回数Ｎａ０は、開弁圧力低下制御の信頼性や、許容範囲を考慮して、最適な値に設定することができる。
【０１２２】
第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵによれば、供給量制御モードでのレール圧制御の実行中にレール圧を低下させる場合において、圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖを一旦小さくする第１低下制御を実行するとともに、その後においても圧力偏差ΔＰが解除閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｆｆ以上である場合には圧力制御弁２３の開弁圧力Ｐｐｃｖをさらに小さくする第２低下制御を実行するように構成されているため、第１の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵの場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵは、第２低下制御の実行回数が所定の基準回数Ｎ０以上となった後においては、第１低下制御を実行することなく一段階目から第２低下制御を実行するように構成されているために、上限品に近い特性を有する圧力制御弁２３が用いられている場合であっても、一段階目の開弁圧力低下制御によって速やかに実レール圧Ｐａｃｔを低下させることができるようになり、減圧応答性を向上することが可能となる。
【０１２４】
［他の実施の形態］
以上説明した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵは、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、それぞれの実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。本発明の蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵに係る実施の形態は、例えば、以下のように変更することができる。
【０１２５】
（１）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいて説明した各構成要素や、設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。
【０１２６】
例えば、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、ノーマルオープン型の圧力制御弁を用いているが、いわゆるノーマルクローズ型の圧力制御弁を用いた場合であっても、本発明を適用することが可能である。この場合、圧力制御弁の開弁圧力を小さくするには、指示電流値を大きくするように制御が行われる。
【０１２７】
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、基本特性マップを中央品の圧力制御弁の電流−圧力特性に基づいて作製しているが、中央品に限定されるものではなく、特定の基準品であればよい。
【０１２８】
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置においては、レール圧の制御モードとして、供給量制御モード、排出量制御モード及び供給排出制御モードのうちのいずれかを選択する例、あるいは、供給量制御モード及び排出量制御モードのうちのいずれかを選択する例を述べているが、少なくとも供給量制御モードが実行されるように構成されているものであれば、本発明を適用することが可能である。
【０１２９】
（２）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいては、開弁圧力低下制御の実行条件として、実レール圧Ｐａｃｔから目標レール圧Ｐｔｇｔを減算した圧力偏差ΔＰが開始閾値Ｔｈｒｅ＿ｏｎ以上になっていることを判定しているが、実行条件はこのような例に限定されない。図１２は、変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される実行条件成立判定のフローチャート図を示している。また、図１３は、変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される実行条件成立判定のフローチャート図を示している。
【０１３０】
図１２に示すように、変形例１に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵは、ステップＳ５１で目標レール圧Ｐｔｇｔ(n)を読み込むとともに、ステップＳ５２において前回読み込んだ目標レール圧Ｐｔｇｔ(n-1)から今回読み込んだ目標レール圧Ｐｔｇｔ(n)を減算した変化量が所定の開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ以上であるか否かを判定する。変化量が開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ未満でありＮｏと判定した場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔの低下速度が緩やかであり、開弁圧力低下制御を実行する必要がないために、ＥＣＵは、ステップＳ５６に進んで、条件成立フラグをオフにする。
【０１３１】
一方、変化量が開始閾値ＴｈｒｅＶ＿ｏｎ以上でありＹｅｓと判定した場合には、ＥＣＵは、ステップＳ５３に進んで、カウンタＢの値を進めた後、ステップＳ５４において、カウンタＢの値が所定の閾値Ｎｂ０に到達しているか否かを判別する。カウンタＢの値が閾値Ｎｂ０未満であればＮｏと判定してステップＳ５１に戻る一方、カウンタＢの値が閾値Ｎｂ０に到達している場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔの低下速度が速く、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる可能性が極めて高いために、ＥＣＵは、ステップＳ５５に進んで、条件成立フラグをオンにする。
【０１３２】
また、図１３に示すように、変形例２に係る蓄圧式燃料噴射装置において、ＥＣＵは、ステップＳ６１で目標燃料噴射量Ｑ(n)を読み込むとともに、ステップＳ６２において、目標燃料噴射量Ｑ(n)＝０、かつ、前回読み込んだ目標燃料噴射量Ｑ(n-1)から今回読み込んだ目標燃料噴射量Ｑ(n)を減算した変化量が所定の開始閾値ＴｈｒｅＱ＿ｏｎ以上となっているか否かを判定する。これらの条件を満たしていない場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下するおそれが低く、開弁圧力低下制御を実行する必要がないために、ＥＣＵは、ステップＳ６４に進んで、条件成立フラグをオフにする。
【０１３３】
一方、これらの条件を満たしている場合には、目標レール圧Ｐｔｇｔが急激に低下するおそれが高く、実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる可能性が極めて高いために、ＥＣＵは、ステップＳ６３に進んで、条件成立フラグをオンにする。
【０１３４】
変形例１及び２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御によれば、推定により実レール圧Ｐａｃｔと目標レール圧Ｐｔｇｔとの圧力偏差ΔＰが大きくなる状況を選んで、開弁圧力低下制御を開始することが可能になる。また、変形例１及び２に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される開弁圧力低下制御によれば、第１低下制御の実行時に、実レール圧が低下しすぎてアンダーシュートを生じるおそれを低減することが可能になる。変形例１及び２に例示した方法以外にも、例えば、所定の単位時間当たりの目標レール圧Ｐｔｇｔの低下量が開始閾値以上となったときや、アクセル操作量Ａｃｃが急激にゼロに戻されたときに開弁圧力低下制御を開始するようにしてもよい。
【０１３５】
（３）上述した第１及び第２の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置及びＥＣＵにおいては、開弁圧力低下制御実行時に、基本目標開弁圧力Ｐｓｅｔ０に基づき、基本特性マップＭ１を参照して得られる指示電流値Ｉｐｃｖ(Pset0)を基準として、第１低下制御時及び第２低下制御時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒをそれぞれ算出するようにしているが、開弁圧力低下制御実行時の指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法はそのような例に限定されない。
【０１３６】
図１４は、変形例３に係る蓄圧式燃料噴射装置において実行される指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒの演算方法について説明するためのブロック図を示している。変形例３にかかる蓄圧式燃料噴射装置においては、開弁圧力低下制御を実行しない期間と、第１低下制御実行中と、第２低下制御実行中とによってそれぞれ異なるオフセット分が目標レール圧Ｐｔｇｔに加算されて、圧力制御弁の目標開弁圧力Ｐｓｅｔが設定される。指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒは、設定された目標開弁圧力Ｐｓｅｔに基づき、基本特性マップＭ１を参照して決定される。このように指示電流値Ｉｐｃｖ＿ｃｕｒｒを決定することによっても、第１低下制御実行時の圧力制御弁の開弁圧力Ｐｐｃｖを通常制御時よりも小さくすることができるとともに、第２低下制御実行時の開弁圧力Ｐｐｃｖを第１低下制御実行時の開弁圧力Ｐｐｃｖよりも小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１：燃料タンク、１０：蓄圧式燃料噴射装置、１１：低圧フィードポンプ、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、２１：オーバーフローバルブ、２３：圧力制御弁、２５：圧力センサ、２７：燃料吸入弁、２８：燃料吐出弁、２９：プランジャ、３１：燃料通路、３７，３８，３９：リターン通路、５０：ＥＣＵ（電子制御装置）、５１：目標レール圧演算部、５３：制御モード選択部、５５：流量制御弁制御部、５７：圧力制御弁制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁の制御を行う制御装置と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、
前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１低下制御の実行を開始してから所定時間経過後においても、前記圧力偏差が前記解除閾値以上である場合に前記第２低下制御を実行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。
【請求項３】
前記制御装置は、前記コモンレールの目標圧力が、低下後の目標圧力で保持された後に、前記圧力偏差が前記解除閾値以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第１低下制御を、前記コモンレールの圧力を低下させる際に前記コモンレールの目標圧力と前記実際の圧力との圧力偏差が所定の開始閾値以上になったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記第１低下制御を、前記コモンレールの目標圧力の低下速度が所定の開始閾値以上になったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記第１低下制御を、前記内燃機関の燃料噴射量がゼロになったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１低下制御又は前記第２低下制御の実行時に、前記圧力偏差が前記解除閾値未満になったときには、前記第１低下制御又は前記第２低下制御を終了することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、前記コモンレールの圧力を低下させる場合に、前記第１低下制御を実行することなく前記第２低下制御を実行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項９】
前記第１低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力となるように前記制御指示値を決定するとともに、前記第２低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力よりも小さい値となるように前記制御指示値を決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記第２低下制御実行時の前記制御指示値を、前記基本目標開弁圧力に応じて決定される制御指示値から所定量減算した値とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１１】
複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に備えられ、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁のうちの少なくとも一方を制御することで前記コモンレールの圧力制御を実行する蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、
前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、
前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行する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１】
複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁の制御を行う制御装置と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、
前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１低下制御の実行を開始してから所定時間経過後においても、前記圧力偏差が前記解除閾値以上である場合に前記第２低下制御を実行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。
【請求項３】
前記制御装置は、前記コモンレールの目標圧力が、低下後の目標圧力で保持された後に、前記圧力偏差が前記解除閾値以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第１低下制御を、前記コモンレールの圧力を低下させる際に前記コモンレールの目標圧力と前記実際の圧力との圧力偏差が所定の開始閾値以上になったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記第１低下制御を、前記コモンレールの目標圧力の低下速度が所定の開始閾値以上になったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記第１低下制御を、前記内燃機関の燃料噴射量がゼロになったときに開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１低下制御又は前記第２低下制御の実行時に、前記圧力偏差が前記解除閾値未満になったときには、前記第１低下制御又は前記第２低下制御を終了することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２低下制御の実行回数が所定の基準回数以上となった後においては、前記コモンレールの圧力を低下させる場合に、前記第１低下制御を実行することなく前記第２低下制御を実行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項９】
前記第１低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力となるように前記制御指示値を決定するとともに、前記第２低下制御実行時においては前記開弁圧力が前記コモンレールの目標圧力よりも小さい値となるように前記制御指示値を決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記第２低下制御実行時の前記制御指示値を、前記基本目標開弁圧力に応じて決定される制御指示値から所定量減算した値とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１１】
複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、前記コモンレールに対して燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出流量を調節するための流量制御弁と、前記コモンレールから低圧側へ前記燃料を戻すことで前記コモンレールの圧力を調節する圧力制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に備えられ、前記流量制御弁及び前記圧力制御弁のうちの少なくとも一方を制御することで前記コモンレールの圧力制御を実行する蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、
前記制御装置は、前記流量制御弁を前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との圧力偏差に基づいて閉ループ制御するとともに前記圧力制御弁を前記目標圧力に基づいて開ループ制御する供給量制御モードでの圧力制御を実行可能に構成されており、
前記供給量制御モードでの圧力制御の実行中には、前記目標圧力に所定量加算した基本目標開弁圧力に応じて前記圧力制御弁の制御指示値を決定するとともに、前記コモンレールの圧力を低下させる場合には、前記圧力制御弁の開弁圧力が前記基本目標開弁圧力よりも小さくなるように前記制御指示値を変更する第１低下制御を実行し、さらに、その後の前記圧力偏差が所定の解除閾値以上となっている場合には、前記開弁圧力が前記第１低下制御時の開弁圧力よりもさらに小さくなるように前記制御指示値を変更する第２低下制御を実行することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１９７６８２（Ｐ２０１２−１９７６８２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０８１９（Ｐ２０１１−６０８１９）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【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１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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