(57)【要約】【課題】蓄圧配管内の燃料圧力の制御性を高める。【解決手段】先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合において、先の減圧弁駆動における減圧弁２８の通電停止後に、ポンプ回転位置が、後の減圧弁駆動における減圧弁２８の駆動量を算出する所定の算出位置となった時に、その所定の算出位置となったタイミングでレール圧センサ２７により検出した燃料圧力である算出時圧力と、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから、ポンプ回転位置が所定の算出位置となったタイミングまでに要した回転所要時間又はその相関パラメータと、に基づいて、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後のコモンレール圧である圧力推定値を算出し、その圧力推定値に基づいて後の減圧弁駆動における駆動量を算出する。【選択図】図１
2014092056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプ（１３）から吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧配管（２６）と、通電により開弁して前記蓄圧配管内の燃料をリークさせる減圧弁（２８）と、を備えるエンジン（１５）の燃料供給システムに適用され、前記燃料ポンプの回転軸（１７）の回転位置に同期させて前記減圧弁の駆動を制御することにより前記蓄圧配管内の燃料圧力を低下させる燃料圧力制御装置であって、
前記蓄圧配管内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合において、前記先の減圧弁駆動における前記減圧弁の通電停止後に、前記回転位置が、前記後の減圧弁駆動における前記減圧弁の駆動量を算出する所定の算出位置となったか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記算出位置となったと判定された場合に、前記算出位置となったタイミングで前記圧力検出手段により検出した燃料圧力である算出時圧力と、前記先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから前記算出位置となったタイミングまでに要した回転所要時間又はその相関パラメータと、に基づいて、前記先の減圧弁駆動による降圧が完了した後の前記燃料圧力である圧力推定値を算出し、その圧力推定値に基づいて前記後の減圧弁駆動における前記駆動量を算出する駆動量算出手段と、
前記先の減圧弁駆動による降圧が完了した後に、前記駆動量算出手段により算出した駆動量に基づいて前記後の減圧弁駆動を実施する減圧制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料圧力制御装置。
【請求項２】
前記相関パラメータとして前記回転軸の回転速度であるポンプ回転速度を含み、
前記駆動量算出手段は、前記ポンプ回転速度に基づいて前記算出時圧力を補正することにより前記圧力推定値を算出する請求項１に記載の燃料圧力制御装置。
【請求項３】
前記駆動量算出手段は、前記ポンプ回転速度が高いほど、前記算出時圧力に対する、減圧側への補正量の割合が大きくなるように前記圧力推定値を算出する請求項２に記載の燃料圧力制御装置。
【請求項４】
前記回転位置が所定の開始位置になったタイミングを前記減圧弁の通電開始時期とし、
前記蓄圧配管内の燃料圧力と目標値との偏差に応じて、前記開始位置を基準に前記減圧弁の通電終了時期を可変設定する手段を備え、
前記相関パラメータとして、前記先の減圧弁駆動において前記減圧弁の通電を行った回転角度期間である前回通電期間を含み、
前記駆動量算出手段は、前記前回通電期間に基づいて前記算出時圧力を補正することにより前記圧力推定値を算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。
【請求項５】
前記駆動量算出手段は、前記前回通電期間が大きいほど、前記算出時圧力に対する、減圧側への補正量の割合が大きくなるように前記圧力推定値を算出する請求項４に記載の燃料圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジンの高圧燃料供給システムに適用される燃料圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の高圧燃料供給システムとして、燃料を高圧化して吐出する燃料ポンプと、該燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄えるコモンレール（蓄圧配管）とを備え、該コモンレール内に蓄圧した高圧燃料を、燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給するコモンレール式燃料噴射システムが実用化されている。このコモンレール式燃料噴射システムでは、燃料噴射弁の燃料噴射率をエンジン運転状態に応じた適切な値とするべく、コモンレール内の燃料圧力を精度良く制御する必要がある。そのための制御として従来、コモンレール式燃料噴射システムでは、燃料ポンプの吐出量を制御することにより、コモンレール内の燃料圧力を都度のエンジン運転状態に応じた目標値に追従させるようにしている。また、エンジン運転状態の変化に伴い目標圧を低下させる必要が生じた場合には、コモンレールに設けられた減圧弁を駆動することによりコモンレール内の燃料をリークさせ、コモンレール内の燃料圧力を低下させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、減圧弁の開弁（通電）による減圧変化の状況を把握して次の減圧弁の開弁（通電）を行う場合がある。この場合、減圧弁を閉弁（非通電）にした後でも減圧変化が続いていると、コモンレール内の燃料圧力を正確に検出できず、次の減圧弁駆動によって減圧させる燃料圧力を正確に把握できないことがある。そのため、減圧弁の駆動量（例えば減圧弁からリークさせる燃料量など）を正確に求めることができず、結果としてコモンレール圧の制御性が低下することが考えられる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、蓄圧配管内の燃料圧力の制御性を高めることができる燃料圧力制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００７】
本発明は、燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、通電により開弁して前記蓄圧配管内の燃料をリークさせる減圧弁と、を備えるエンジンの燃料供給システムに適用され、前記燃料ポンプの回転軸の回転位置に同期させて前記減圧弁の駆動を制御することにより前記蓄圧配管内の燃料圧力を低下させる燃料圧力制御装置に関する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記蓄圧配管内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合において、前記先の減圧弁駆動における前記減圧弁の通電停止後に、前記回転位置が、前記後の減圧弁駆動における前記減圧弁の駆動量を算出する所定の算出位置となったか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記算出位置となったと判定された場合に、前記算出位置となったタイミングで前記圧力検出手段により検出した燃料圧力と、前記先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから前記算出位置となったタイミングまでに要した回転所要時間又はその相関パラメータと、に基づいて、前記先の減圧弁駆動による降圧が完了した後の前記燃料圧力である圧力推定値を算出し、その圧力推定値に基づいて前記後の減圧弁駆動における前記駆動量を算出する駆動量算出手段と、前記先の減圧弁駆動による降圧が完了した後に、前記駆動量算出手段により算出した駆動量に基づいて前記後の減圧弁駆動を実施する減圧制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
要するに、先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合、後の減圧弁駆動における減圧弁の駆動量を算出する時点で、先の減圧弁駆動による降圧が完了していないことがある。この場合、先の減圧弁駆動による降圧完了後の燃料圧力を正確に把握することができないこととなる。また、その降圧未完了分は、先の減圧弁駆動における減圧弁の通電停止タイミングから、後の減圧弁駆動の際の減圧弁駆動量を算出するタイミングになるまでに要した時間（回転所要時間）に応じて相違する。
【００１０】
この点に着眼し、上記構成では、減圧弁駆動量の算出タイミングにおける実際の燃料圧力と、上記回転所要時間又はその相関パラメータとに基づいて、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後の燃料圧力を推定し、その圧力推定値に基づいて後の減圧弁駆動における減圧弁駆動量を算出する。また、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後に、その算出した減圧弁駆動量に基づいて後の減圧弁駆動を実施する。この構成によれば、減圧弁駆動量の算出タイミングで先の減圧弁駆動による降圧が完了していないことが生じる場合であっても、後の減圧弁駆動のための減圧弁駆動量を正確に算出することができる。その結果、蓄圧配管内の燃料圧力の制御性を高めることができる。
【００１１】
なお、減圧弁の駆動量とは、蓄圧配管内の燃料圧力（実際値）と目標値との偏差に応じて設定される可変値であり、例えば減圧弁駆動により蓄圧配管内からリークさせる燃料流量、減圧弁に通電する回転角度期間（通電デューティ比）などが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンのコモンレール式燃料噴射システムの概略を示す構成図。
【図２】コモンレール圧の減圧制御を説明する図。
【図３】ポンプ回転速度に応じた減圧変化の状況を示す図。
【図４】先の減圧弁駆動の通電ディーティ比に応じた減圧変化の状況を示す図。
【図５】減圧制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】圧力補正用マップの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、車両用ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムに本発明を具体化している。当該システムは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として、高圧燃料の蓄圧配管であるコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御している。このシステムの全体概略構成図を図１に示す。
【００１４】
図１において、燃料タンク１１は、燃料配管１２を介して燃料ポンプ１３に接続されている。燃料ポンプ１３は、エンジン１５の回転に伴い駆動されることにより燃料の吸入及び吐出を行う機械式ポンプである。具体的には、燃料ポンプ１３は、エンジン１５の出力軸（クランク軸１６）の回転に伴い回転するポンプ回転軸１７と、ポンプ回転軸１７の回転に伴い往復動するプランジャとを備えており、エンジン１５の回転に同期してプランジャが往復動することにより燃料の吸入及び吐出を行う。燃料ポンプ１３の燃料吸入部には、電磁駆動式の吸入調量弁（ＳＣＶ）１８が設けられており、燃料タンク１１からの低圧燃料が、吸入調量弁１８を介して燃料ポンプ１３の燃料加圧室に導入されるようになっている。燃料ポンプ１３では、プランジャの往復動によって燃料加圧室内の燃料が高圧化され、その高圧燃料が吐出される。
【００１５】
吸入調量弁１８は、電磁ソレノイドの非通電時に開放状態（全開状態）で保持される常開弁であり、電磁ソレノイドへの指示電流値に応じて燃料吸入通路の開口面積が変更される。吸入調量弁１８の開度を変更することにより、燃料ポンプ１３に供給される燃料量が調節されるとともに、燃料ポンプ１３からの燃料吐出量（ポンプ吐出量）が調節される。
【００１６】
燃料ポンプ１３には、燃料配管２５を介してコモンレール２６が接続されている。コモンレール２６には、燃料ポンプ１３から吐出される高圧燃料が逐次供給される。これにより、コモンレール２６内の燃料が高圧状態で保持される。コモンレール２６にはレール圧センサ２７が設けられており、レール圧センサ２７によってコモンレール２６内の燃料圧力の実際値（実レール圧Ｐｃ）が検出される。
【００１７】
コモンレール２６には、コモンレール２６内の燃料をリークさせる減圧手段として減圧弁２８が設けられている。減圧弁２８は、電磁ソレノイドの非通電時に遮断状態（全閉状態）で保持され、電磁ソレノイドの通電時に開放状態（開弁状態）で保持される常閉弁である。電磁ソレノイドに通電して減圧弁２８を開弁状態にすると、コモンレール２６と燃料タンク１１とがリーク配管２９を介して連通される。これにより、コモンレール２６内の燃料が燃料タンク１１側に排出され、レール圧が低下する。
【００１８】
エンジン１５はディーゼルエンジンであり、本実施形態では４気筒エンジンとして構成されている。エンジン１５には、気筒ごとに電磁駆動式のインジェクタ３１が設けられている。インジェクタ３１には、高圧燃料配管３２を通じてコモンレール２６から高圧燃料が供給され、インジェクタ３１の駆動によりエンジン１５の各気筒に燃料が噴射供給される。なお、インジェクタ３１に供給される高圧燃料の一部はリターン配管３３を通じて燃料タンク１１に戻されるようになっている。燃料噴射弁（インジェクタ３１）としては、電磁駆動式に代えてピエゾ駆動式を用いることも可能である。
【００１９】
ポンプ回転軸１７には、所定の回転角度毎に矩形状の検出信号を出力する回転角センサとしてのポンプ回転角センサ２０が設けられている。ポンプ回転角センサ２０は、ポンプ回転軸１７と一体に回転するパルサ（回転円板）２１と、その外周部近傍に設けられた電磁ピックアップ部２２とを備える。パルサ２１の外周部には、所定間隔（本実施形態では１０℃Ａ間隔）で突起２３が設けられるとともに、その一部に１つ以上の突起（本実施形態では２歯分の突起）を欠落させた欠歯部２４が設けられている。なお、本実施形態では、パルサ２１の外周部に欠歯部２４が１つ設けられている。ポンプ回転軸１７の回転に伴いパルサ２１が回転すると、パルサ２１の突起２３が電磁ピックアップ部２２に近づく毎（基本的には１０℃Ａ毎）に電磁ピックアップ部２２から検出信号が出力される。
【００２０】
本実施形態では、ポンプ回転軸１７が１回転する期間内に（３６０℃Ａ期間内に）ポンプ回転角センサ２０から３４個のパルス検出信号が出力される。それら各信号には、１８０℃Ａ期間を１周期として０〜１７のパルス番号が順に付されており、そのうちパルス番号１５及び１６が欠歯部２４となっている。このポンプ回転角センサ２０からの検出信号によりポンプ回転軸１７の回転速度（ポンプ回転速度Ｎｐ）が算出される。
【００２１】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。ＥＣＵ４０には、上記したレール圧センサ２７及びポンプ回転角センサ２０の検出信号の他に、エンジン１５の回転速度（エンジン回転速度）を検出する回転角センサとしてのクランク角センサ４１、アクセル操作量を検出するアクセルセンサなどの各種センサから検出信号が逐次入力される。なお、クランク角センサ４１は、ポンプ回転角センサ２０と同様、電磁ピックアップ式である。ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を決定し、それに応じた噴射制御信号をインジェクタ３１に出力する。これにより、各気筒においてインジェクタ３１から燃焼室への燃料噴射が制御される。
【００２２】
また、ＥＣＵ４０は、都度のエンジン回転速度や燃料噴射量に基づいて、コモンレール圧（噴射圧）の目標値である目標圧Ｐｔを設定するとともに、レール圧センサ２７により検出された実レール圧Ｐｃが目標圧Ｐｔとなるように燃料ポンプ１３の燃料吐出量をフィードバック制御する。実際には、実レール圧Ｐｃと目標圧Ｐｔとの偏差に基づいて燃料ポンプ１３の燃料吐出量を決定し、そのポンプ吐出量に応じて吸入調量弁１８の開度を制御する。このとき、実レール圧Ｐｃよりも目標圧Ｐｔの方が高い場合には、その偏差に応じて吸入調量弁１８の電磁ソレノイドに対する指示電流値（駆動電流）を制御することにより吸入調量弁１８の開度を調整する。これにより、燃料ポンプ１３から吐出される燃料量を調整し、実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで上昇させる。なお、本実施形態では、エンジン１５の１燃焼の燃料噴射に対して燃料ポンプ１３による燃料圧送を１回行う１噴射１圧送タイプとしている。
【００２３】
一方、実レール圧Ｐｃの方が目標圧Ｐｔよりも高い場合には、ポンプ吐出量をゼロにするとともに、減圧弁２８の電磁ソレノイドに対する通電時間（通電デューティ比）を制御することにより減圧弁２８の開弁時間を調整する。これにより、コモンレール２６から燃料タンク１１側にリークさせる燃料量である減圧分流量Ｑｄを調整し、実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで低下させる。
【００２４】
本実施形態の前提となる減圧弁２８によるコモンレール圧の減圧制御について、以下詳しく説明する。本実施形態では、ポンプ回転軸１７の回転位置（以下、ポンプ回転位置ともいう。）に同期させて減圧弁２８の駆動を制御することによりコモンレール圧を低下させる。具体的には、ポンプ回転軸１７の所定の回転角度期間（本実施形態では１８０℃Ａ期間）を減圧周期とし、その減圧周期内における所定の第１回転位置を減圧分流量Ｑｄの算出時期、第１回転位置から所定角度αだけ回転した位置である所定の第２回転位置を減圧弁２８の通電開始時期として固定して減圧弁２８を駆動する。なお、第１回転位置が「所定の算出位置」に相当し、第２回転位置が「所定の開始位置」に相当する。また、各々の減圧周期では、通電継続に伴う減圧弁２８での発熱を抑制する等の理由から、減圧弁駆動１回当たりの通電期間に上限が設けられており、原則として最大デューティ比Ｄ１（例えば４０％Ｄｕｔｙ）以下の通電デューティ比で減圧弁２８に通電する。なお、通電期間は、減圧弁２８の通電開始時期から通電終了時期までの回転角度期間である。したがって、例えばエンジン運転状態の変化に伴いコモンレール圧の目標圧Ｐｔが変更された場合、目標圧Ｐｔの変更量が所定値以上である時には、実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで一気に減圧させるのではなく、減圧周期の繰り返しにより減圧弁駆動を複数回実施することによりコモンレール圧を目標圧Ｐｔまで低下させることとしている。
【００２５】
また、本実施形態では、例えば燃料ポンプ１３から燃料が過剰吐出される等といったシステム異常時には、減圧弁２８の通電デューティ比を異常時デューティ比Ｄ２（例えば８０％Ｄｕｔｙ）に設定し、その設定した異常時デューティ比Ｄ２で減圧弁２８の通電を実施する。
【００２６】
減圧弁２８による減圧制御について、図２を用いて具体的に説明する。図２では、エンジン運転状態の変化に伴い、コモンレール圧の目標圧Ｐｔが、エンジン高負荷時の目標圧Ｐｔ１（例えば２５０ＭＰａ）からアイドル運転時の目標圧Ｐｔ２（例えば３０〜４０ＭＰａ）に変更される過渡運転時を想定している。減圧弁２８による減圧制御は、ポンプ回転軸１７が１８０℃Ａ回転する期間を１周期（減圧周期）とする角度同期で実施される。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、減圧周期ごとに、［１］減圧弁駆動量としての減圧分流量Ｑｄの算出、［２］減圧弁２８の通電期間（通電デューティ比）の算出、［３］減圧弁２８の通電（開弁）、［４］減圧弁２８の通電停止（閉弁）、の各処理を実施する。具体的には、図２において、目標圧ＰｔがＰｔ１からＰｔ２へ変更されると、ポンプ回転位置が所定の第１回転位置となったタイミング、ここではポンプ回転角センサ２０からパルス番号θ１の検出信号が入力されたタイミングｔ１１で、１回の減圧弁駆動による減圧分流量Ｑｄを算出する。例えば、システム正常時であれば、上限値以下の流量のうち、タイミングｔ１１でレール圧センサ２７により検出された実レール圧Ｐｃと目標圧Ｐｔとの偏差ΔＰに応じた減圧分流量Ｑｄが算出される。また、ポンプ過圧送などのシステム異常発生時には、異常時デューティ比Ｄ２に対応する減圧分流量が設定される。つまり、ポンプ回転位置が第１回転位置となるタイミングｔ１１は、次の減圧弁駆動を異常時デューティ比Ｄ２で実施するか否かを判断するタイミングでもある。
【００２８】
なお、異常時デューティ比Ｄ２による減圧弁２８の通電を可能にするには、異常時デューティ比Ｄ２で駆動するか否かの判断を、減圧周期内のできるだけ早いタイミングで行うことにより通電期間を確保する必要がある。そこで本実施形態では、減圧周期の開始基準位置、本実施形態ではパルス番号θ１の検出信号の入力タイミング（ｔ１１）を減圧分流量Ｑｄの算出タイミングとしている。また、異常時デューティ比Ｄ２による通電実施時には、ポンプ回転位置が所定の第３回転位置となったタイミングを通電開始時期としており、本実施形態ではパルス番号θ２の検出信号が入力されたタイミングを通電開始時期としている。
【００２９】
続いて、ポンプ回転位置が所定の第２回転位置となったタイミング、本実施形態ではポンプ回転角センサ２０からパルス番号θ４が入力されたタイミングｔ１２では、減圧弁２８の通電期間を算出するとともに、減圧弁２８の通電を開始する。具体的には、タイミングｔ１１で算出した減圧弁駆動量としての減圧分流量Ｑｄと、減圧弁２８からの単位時間当たりの燃料流量（単位流量Ｑｕ）とに基づいて通電期間（通電デューティ比）を算出する。なお、単位流量Ｑｕはコモンレール圧に応じて相違し、コモンレール圧が高いほど大きくなる。
【００３０】
本実施形態では、コモンレール圧Ｐｃと目標圧Ｐｔとの偏差ΔＰに応じて、すなわち減圧分流量Ｑｄに応じて、通電開始時期である第２回転位置を基準に減圧弁２８の通電終了時期を可変設定する（終了時期設定手段）。したがって、タイミングｔ１２で減圧弁２８の通電が開始された後、減圧分流量Ｑｄに応じた通電期間が経過したタイミングで減圧弁２８の通電が停止される。例えば最大デューティ比Ｄ１が設定されている場合には、次の減圧周期の開始基準位置の直前のタイミング、本実施形態ではパルス番号θ５の立ち上がりタイミングｔ１３で減圧弁２８の通電が停止される。減圧弁２８の通電を停止した後、ポンプ回転位置が第１回転位置になると、そのタイミングｔ１４で次の減圧弁駆動のための減圧分流量Ｑｄを算出し、その後、ポンプ回転位置が第２回転位置になったタイミングｔ１５で、減圧弁２８の通電を開始して減圧弁２８による減圧を実施する。
【００３１】
なお、本実施形態において、インジェクタ３１からの燃料噴射は、減圧弁２８の閉弁後にコモンレール圧が安定した状態になってから、次回の減圧弁駆動が開始されるまで（第２回転位置になるまで）の期間に実施し、本実施形態ではパルス番号θ３（θ２とθ４との間のパルス番号）を基準として燃料噴射を実施する。したがって、減圧分流量Ｑｄの算出時には、燃料噴射による燃料圧力の減圧分を加味して次回の減圧弁駆動による減圧分流量Ｑｄを算出することが望ましい。また、インジェクタ３１からの燃料噴射を、減圧弁２８の閉弁後にコモンレール圧が安定した状態になってから実施するようにしているため、減圧弁２８の通電開始時期である第２回転位置では、前回の減圧弁駆動による降圧が完了した状態になっている。
【００３２】
ところで、減圧弁２８の通電状態（オン／オフ）を変更して減圧弁２８の開閉状態を切り替える場合、通電状態の切り替えに伴うコモンレール圧の圧力変化がレール圧センサ２７によって直ちに検出される訳ではなく、所定の遅れ時間が生じる。また、この遅れ時間の期間では、減圧弁２８は全閉状態になる前であるため、減圧弁２８を非通電状態にした後にもコモンレール圧が低下し続ける。そのため、先の減圧弁駆動による減圧の状態を把握して次の減圧弁駆動を実施する場合に、次の減圧弁駆動の減圧分流量Ｑｄを算出するタイミングでは、先の減圧弁駆動による降圧が完了しておらず、後の減圧弁駆動のための減圧分流量Ｑｄを正確に算出することができないことがある。具体的には、減圧弁２８の通電開始時期でのコモンレール圧よりも高圧側の圧力値を用いて減圧分流量Ｑｄを算出することにより、減圧弁２８の通電デューティ比が実際よりも大きく設定されてしまう。かかる場合、後の減圧弁駆動での減圧分流量Ｑｄが過剰量となってしまい、コモンレール２６内の燃料圧力を精度良く制御できないおそれがある。
【００３３】
そこで本実施形態では、先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合において、後の減圧弁駆動の際の減圧分流量Ｑｄの算出タイミング、つまりポンプ回転位置が第１回転位置となったタイミングで、そのタイミングでの実レール圧Ｐｃを、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから、後の減圧弁駆動の減圧分流量Ｑｄの算出タイミングになるまでに要した時間である回転所要時間又はその相関パラメータにより補正することにより、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後のコモンレール圧を推定する。また、その推定したコモンレール圧である圧力推定値Ｐｃ＊に基づいて、後の減圧弁駆動における減圧弁駆動量として減圧分流量Ｑｄを算出する。このように算出した減圧分流量Ｑｄに基づいて後の減圧弁駆動を実施することにより、減圧分流量Ｑｄの算出時点では先の減圧弁駆動による降圧が完了しておらず、降圧完了後に減圧弁２８を駆動する場合にも、その減圧弁駆動によって減圧させる燃料圧力を正確に把握することが可能となる。
【００３４】
特に本実施形態では、上記回転所要時間の相関パラメータとして、エンジン回転速度及び先の減圧弁駆動での通電期間（前回通電期間）を用い、エンジン回転速度及び前回通電期間に基づいて、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃを補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出することとしている。
【００３５】
その理由は以下の通りである。まず、ポンプ回転速度Ｎｐについて、ポンプ回転角センサ２０から検出信号を入力する時間間隔（パルス幅）はポンプ回転速度Ｎｐに応じて異なり、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほどパルス幅が短くなる。そのため、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほど、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから後の減圧弁駆動のための減圧分流量Ｑｄの算出タイミングまでの時間が短くなる。例えば図２では、タイミングｔ１３（パルス番号θ５）からｔ１４（パルス番号θ１）までの時間が、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほど短くなる。かかる場合、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほど、圧力降下が完了するよりも早いタイミングで減圧分流量Ｑｄの算出タイミングが到来することになり、圧力降下に要する時間を十分に確保できない結果、通電開始時期での本来のコモンレール圧に対する、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃのずれ量が大きくなる。そのため、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほど、減圧分流量Ｑｄの算出誤差が大きくなってしまう。
【００３６】
図３を用いて更に説明する。図３において、パルス番号θ４の立ち上がりタイミングｔ２１で減圧弁２８の通電を開始すると、その通電開始に伴う圧力の応答遅れにより、通電開始タイミングｔ２１から所定の遅れ時間が経過した後に、コモンレール圧の低下がセンサ値として現れる。また、最大デューティ比Ｄ１が設定されている場合であれば、パルス番号θ１の直前のパルス番号、ここではパルス番号θ５の立ち上がりタイミングｔ２２で減圧弁２８の通電が停止される。この場合、減圧弁２８の通電終了に伴う圧力の応答遅れにより、通電終了タイミングｔ２２では、通電終了に伴うコモンレール圧の変化がセンサ値として直ちに現れず、ある一定の遅れ時間ｔｄが経過した後にレール圧センサ２７により検出される。つまり、遅れ時間ｔｄ内では、レール圧センサ２７により検出される実レール圧Ｐｃは低下し続ける。
【００３７】
減圧弁２８を非通電状態にした後、パルス番号θ１の立ち上がりタイミングｔ２３では、次回の減圧周期での減圧分流量Ｑｄを算出する。このとき、例えばポンプ回転速度の所定の低回転時（例えば１，０００ｒｐｍ）では、タイミングｔ２２で減圧弁２８の通電が停止されることにより、次の減圧分流量Ｑｄの算出タイミングｔ２３では先の減圧弁駆動による降圧が完了している。そのため、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングｔ２３での実レール圧Ｐｃと、次回の通電開始タイミングｔ２４での実レール圧Ｐｃとが略同じになっている。これに対し、所定の高回転時（例えば４，５００ｒｐｍ）では、次の減圧分流量Ｑｄの算出タイミングｔ２３では先の減圧弁駆動による降圧が完了しておらず、コモンレール圧が低下し続けている。そのため、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングｔ２３での実レール圧Ｐｃと、次回の通電開始タイミングｔ２４での実レール圧Ｐｃとが相違し、算出タイミングｔ２３での実レール圧Ｐｃの方がΔｐｎだけ高くなっている。そこで本実施形態では、ポンプ回転速度Ｎｐに基づいて減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃを補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出し、その圧力推定値Ｐｃ＊に基づいて、次の減圧弁駆動の減圧分流量Ｑｄを算出することとしている。
【００３８】
また、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングにおける減圧未完分の圧力Δｐｎは、先の減圧弁駆動で減圧弁２８に通電した通電期間（前回通電期間）に応じても相違する。これは、減圧弁２８の通電開始時期を基準にして偏差ΔＰに応じて通電終了時期を設定するため、偏差ΔＰに応じて、先の減圧弁駆動の通電終了タイミングから後の減圧弁駆動における減圧分流量Ｑｄの算出タイミングまでの時間が相違するからである。この点について図４を用いて説明する。なお、図４には、先の減圧弁駆動の通電ディーティ比が最大デューティ比Ｄ１の場合を実線で示し、最大デューティ比Ｄ１よりも小さい場合を一点鎖線で示している。これら２つの態様ではポンプ回転速度Ｎｐを同じ回転速度としている。
【００３９】
図４に示すように、前回通電期間が長いほど（通電デューティ比が大きいほど）、減圧弁２８の通電終了時期が、後の減圧弁駆動の減圧分流量の算出タイミング（パルス番号θ１の立ち上がりタイミング）に近付く。また、通電終了時期が減圧分流量の算出タイミングに近付くほど、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの減圧未完分の圧力Δｐｎが多くなる。そこで本実施形態では、前回通電期間に基づいて減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃを補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出し、その圧力推定値Ｐｃ＊に基づいて、次の減圧弁駆動の減圧分流量Ｑｄを算出することとしている。
【００４０】
次に、本実施形態のコモンレール圧の減圧制御の処理手順について図５のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ポンプ回転軸１７が１８０℃Ａ回転する期間を１周期とする演算周期でＥＣＵ４０のマイコンにより実行される。なお、図５では、燃料供給システムの正常時について説明する。
【００４１】
図５において、ステップＳ１０１では、ポンプ回転位置が第１回転位置か否か、つまりパルス番号θ１の検出信号の入力タイミングか否かを判定する（判定手段）。ステップＳ１０１がＹｅｓとなった場合、ステップＳ１０２へ進み、レール圧センサ２７により検出された実レール圧Ｐｃを取得し、その取得した実レール圧Ｐｃと目標圧Ｐｔとの偏差ΔＰ（＝Ｐｃ−Ｐｔ）を算出する。続くステップＳ１０３では、偏差ΔＰが０よりも大きいか否か、すなわち実レール圧Ｐｃが目標圧Ｐｔよりも高いか否かを判定し、ステップＳ１０３がＮｏの場合、ステップＳ１０４へ進み、図示しないポンプ駆動ルーチンにより燃料ポンプ１３を駆動する。
【００４２】
一方、ステップＳ１０３がＹｅｓの場合、ステップＳ１０５へ進み、先の減圧弁駆動を実施済みか否か、すなわち目標圧Ｐｔの変更後における２回目以降の減圧周期であるか否かを判定する。先の減圧弁駆動を実施していない、すなわち目標圧Ｐｔの変更後における最初の減圧周期である場合にはステップＳ１０９へ進み、実レール圧Ｐｃと目標圧Ｐｔとの偏差ΔＰに基づいて減圧分流量Ｑｄを算出する。一方、ステップＳ１０５がＹｅｓである場合、つまり先の減圧弁駆動に続いて後の減圧駆動を実施する場合には、ステップＳ１０６へ進む。
【００４３】
ステップＳ１０６では、ポンプ回転角センサ２０により検出されたポンプ回転速度Ｎｐを取得するとともに、前回通電期間を取得する。また、ステップＳ１０７では、取得したポンプ回転速度及び前回通電期間に基づいて圧力補正係数ｆｐを算出する。この圧力補正係数ｆｐは、減圧分流量Ｑｄの算出時点で落ち切っていない減圧未完分の圧力Δｐｎ（図３参照）を加味して、ステップＳ１０２で取得した実レール圧Ｐｃを補正する係数であり、本実施形態では、実レール圧Ｐｃに対する、降圧完了後の見込み圧力の比率（≦１）で表されている。圧力補正係数ｆｐについて本実施形態では、ポンプ回転速度Ｎｐと前回通電期間と圧力補正係数ｆｐとの関係を予め定めて圧力補正用マップとして記憶してある。
【００４４】
図６に圧力補正用マップの一例を示す。図６の圧力補正用マップでは、ポンプ回転速度Ｎｐが高いほど、又は前回通電期間が長いほど（通電デューティ比が大きいほど）、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃに対する、減圧側への補正量の割合が大きくなるように、圧力補正係数ｆｐが小さい値に設定されている。
【００４５】
図５の説明に戻り、ステップＳ１０８では、取得した実レール圧Ｐｃ（算出時圧力に相当）及び圧力補正係数ｆｐに基づいて、下記式（１）により圧力推定値Ｐｃ＊を算出する。また、ステップＳ１０９では、圧力推定値Ｐｃ＊と目標圧Ｐｔとの差圧に基づいて減圧分流量Ｑｄを算出する（駆動量算出手段）。つまり、先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合には、実レール圧Ｐｃに代えて圧力推定値Ｐｃ＊を用い、この圧力推定値Ｐｃ＊と目標圧Ｐｔとの偏差ΔＰに応じた値になるよう減圧分流量Ｑｄを算出する。
Ｐｃ＊＝Ｐｃ×ｆｐ    …（１）
【００４６】
続くステップＳ１１０では、ポンプ回転位置が第２回転位置になったか否か、すなわちパルス番号θ４の検出信号の立ち上がりタイミングか否かを判定する。ステップＳ１１０がＹｅｓになった場合、ステップＳ１１１へ進み、算出した減圧分流量Ｑｄに基づいて通電期間（通電デューティ比）を算出し、ステップＳ１１２で減圧弁２８の通電を開始する（減圧制御手段）。また、ステップＳ１１３では通電終了時期になったか否かを判定する。通電終了時期になるとステップＳ１１４へ進み、減圧弁２８の通電を終了し、本ルーチンを終了する。
【００４７】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００４８】
先の減圧弁駆動に続いて後の減圧弁駆動を実施する場合において、先の減圧弁駆動における減圧弁２８の通電停止後にポンプ回転位置が第１回転位置になった場合に、そのタイミングでの実レール圧Ｐｃと、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから第１回転位置となったタイミングまでに要した回転所要時間又はその相関パラメータに基づいて、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後のコモンレール圧として圧力推定値Ｐｃ＊を算出した。また、その算出した圧力推定値Ｐｃ＊に基づいて、後の減圧弁駆動における減圧弁駆動量を算出し、その減圧弁駆動量に基づいて、先の減圧弁駆動による降圧が完了した後に後の減圧弁駆動を実施する構成とした。このような構成によれば、後の減圧弁駆動における減圧弁駆動量を算出する時点で先の減圧弁駆動による降圧が完了していない場合にも、後の減圧弁駆動のための減圧弁駆動量を正確に算出することができる。また、そのように算出した減圧弁駆動量を用いて減圧弁２８を駆動することにより、コモンレール圧の制御性を高めることができる。
【００４９】
上記回転所要時間に相関するパラメータとしてポンプ回転速度Ｎｐを含み、ポンプ回転速度に基づいて、算出タイミングでの実レール圧Ｐｃを補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出する構成とした。レール圧センサ２７の検出信号のパルス幅がポンプ回転速度に応じて異なることにより、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから後の減圧弁駆動の駆動量の算出タイミングまでの時間も相違する。したがって、上記構成とすることにより、ポンプ回転速度の高低に関わらず減圧弁駆動量を正確に算出することができ、ひいてはコモンレール圧の制御性を高めることができる。
【００５０】
上記回転所要時間に相関するパラメータとして前回通電期間を含み、前回通電期間に基づいて、算出タイミングでの実レール圧Ｐｃを補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出する構成とした。前回通電期間が長いほど、先の減圧弁駆動での通電終了時期が後の減圧弁駆動の駆動量の算出タイミングに近づくことにより、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから後の減圧弁駆動の駆動量の算出タイミングまでの時間が短くなる。したがって、上記構成とすることにより、前回通電期間の長さに関わらず減圧弁駆動量を正確に算出することができ、ひいてはコモンレール圧の制御性を高めることができる。
【００５１】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、減圧弁２８の通電開始時期を基準に通電終了時期を可変設定する構成としたが、減圧弁２８の通電終了時期を基準にして通電開始時期を可変設定する構成に本発明を適用することもできる。減圧弁２８の通電終了時期を基準に通電開始時期を可変設定する構成でも、先の減圧弁駆動の通電停止タイミングから、ポンプ回転位置が第１回転位置となったタイミングまでに要した回転所要時間に応じて、第１回転位置になったタイミングで先の減圧弁駆動による降圧の未完了分が相違するからである。具体的には、例えばポンプ回転速度Ｎｐに基づいて、減圧分流量Ｑｄの算出タイミングでの実レール圧Ｐｃである算出時圧力を補正することにより圧力推定値Ｐｃ＊を算出し、その圧力推定値Ｐｃ＊を用いて減圧弁２８を駆動する。
【００５３】
・上記実施形態では、所定の算出位置（第１回転位置）で算出する減圧弁駆動量を、コモンレール２６からリークさせる燃料流量としての減圧分流量Ｑｄとしたが、減圧弁駆動量は減圧分流量Ｑｄ以外であってもよく、例えば減圧弁２８の通電期間又は通電デューティ比としてもよい。
【００５４】
・上記実施形態において、ポンプ回転軸１７はクランク軸１６の回転に伴い回転する。したがって、ポンプ回転角センサ２０から出力される検出信号に基づいてポンプ回転軸１７の回転位置に同期させて減圧弁２８を駆動する構成に代えて、クランク角センサ４１から出力される検出信号に基づいて減圧弁２８を駆動する構成としてもよい。つまり、クランク軸１６の回転位置に同期させて減圧弁２８を駆動することにより、結果としてポンプ回転軸１７の回転位置に同期させて減圧弁２８を駆動する構成としてもよい。また、この場合には、図６の圧力補正用マップに代えて、エンジン回転速度Ｎｅと前回通電期間と圧力補正係数ｆｐとの関係を予め定めて圧力補正用マップとして記憶しておく。本構成での圧力補正用マップでは、エンジン回転速度Ｎｅが高いほど、又は前回通電期間が長いほど（通電デューティ比が大きいほど）、実レール圧Ｐｃに対する、減圧側への補正量の割合が大きくなるように、圧力補正係数ｆｐを小さい値に設定しておく。
【００５５】
・上記実施形態では、コモンレール２６内の燃料圧力を検出する圧力検出手段として、コモンレール２６に設けられたレール圧センサ２７を備える構成としたが、圧力検出手段としてはこれに限定せず、例えばインジェクタ３１に設けられた圧力センサを備え、この圧力センサにより検出した圧力値に基づいて減圧弁２８を駆動する構成であってもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、減圧弁２８の通電停止タイミングから第１回転位置になったタイミングまでの回転所要時間の相関パラメータとしてポンプ回転速度Ｎｐ及び前回通電期間を用い、ポンプ回転速度Ｎｐ及び前回通電時間に基づいて第１回転位置での実レール圧Ｐｃである算出時圧力を補正する構成とした。これに代えて、減圧弁２８の通電停止タイミングから第１回転位置になったタイミングまでに要した時間を実際に計測し、その計測した時間に基づいて算出時圧力を補正する構成としてもよい。
【００５７】
・減圧周期の繰り返しにより実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで低下させる場合において、その減圧周期の繰り返し回数については複数回であればよい。すなわち、例えば２回の減圧周期の実行により実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで低下させる場合に本発明を適用してもよいし、３回以上の減圧周期の実行により実レール圧Ｐｃを目標圧Ｐｔまで低下させる場合に本発明を適用してもよい。
【００５８】
・上記実施形態において、前回通電期間（通電デューティ比）と圧力補正係数ｆｐとの関係を定めたマップを用いて圧力推定値Ｐｃ＊を算出する構成に代えて、通電終了時期と圧力補正係数ｆｐとの関係を定めたマップを用いて圧力推定値Ｐｃ＊を算出する構成としてもよい。
【００５９】
・回転角センサは、出力軸の回転に伴い所定間隔で角度信号を出力するセンサであれば電磁ピックアップ式以外であってもよく、例えばホール素子式、光電式などのセンサであってもよい。
【００６０】
・本発明は、車両用ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システム以外にも適用できる。例えば、直噴式ガソリンエンジンの蓄圧式燃料噴射システムにも適用できる。また、車両用以外のエンジンにも適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１３…燃料ポンプ、１５…エンジン、１７…ポンプ回転軸、２０…ポンプ回転角センサ、２６…コモンレール（蓄圧配管）、２７…レール圧センサ（圧力検出手段）、２８…減圧弁、３１…インジェクタ（燃料噴射弁）、４０…ＥＣＵ（判定手段、駆動量算出手段、減圧制御手段）、４１…クランク角センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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