(57)【要約】【課題】  従来では、目標レール圧ＰＣ０が急激に変化する際、検出レール圧ＰＣｋのサンプリング時期により、レール圧のオーバーシュートやアンダーシュートが大きくなる場合があり、高い噴射精度の妨げになっている。【解決手段】  コモンレールの燃料を低圧側へ戻す減圧弁１１は、弁装置２１の開弁圧がアクチュエータ２８によって目標レール圧ＰＣ０に変更されるものであるため、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０を超えると減圧弁１１が直ぐさま開弁し、逆に実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０まで低下すると減圧弁１１が直ぐさま閉弁する。このため、減圧弁１１は、燃料温度の影響を受けることなく、またレール圧センサ１６の検出タイミングの影響を受けることなく、目標レール圧ＰＣ０に対する実レール圧ＰＣｉのオーバーシュートおよびアンダーシュートを最小限に抑えることができる。【選択図】  図１
2006097546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）高圧燃料を圧送する高圧ポンプと、
（ｂ）この高圧ポンプの圧送した燃料を蓄えるコモンレールと、
（ｃ）このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、
（ｄ）運転状態に応じて目標レール圧を算出する目標レール圧算出手段と、
（ｅ）前記コモンレールの実レール圧が所定の開弁圧を超えた状態の時に開弁して前記コモンレール内の燃料を低圧側へ流す弁装置と、
（ｆ）この弁装置の開弁圧を目標レール圧に変更する開弁圧変更手段と、
を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
前記弁装置は、前記コモンレール内に連通する高圧通路を有した固定部材、前記高圧通路を閉塞可能な弁体、この弁体が前記高圧通路を塞ぐ側に付勢するバネ手段を備え、
前記開弁圧変更手段は、前記バネ手段のバネ力を可変するアクチュエータ、このアクチュエータを制御して開弁圧を目標レール圧に変更するアクチュエータ制御手段を備え、
前記弁装置と前記アクチュエータは、減圧弁として一体に設けられることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
前記アクチュエータ制御手段は、目標レール圧に基づいて前記アクチュエータをオープン制御することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
前記アクチュエータ制御手段は、出荷時に、
前記コモンレールに最小目標レール圧に相当する実レール圧を発生させた状態で、前記アクチュエータを徐々に作動させて前記弁装置が開弁あるいは閉弁する時の最低圧制御値を記憶装置に記憶させる最低圧側初期設定動作と、
前記コモンレールに最大目標レール圧に相当する実レール圧を発生させた状態で、前記アクチュエータを徐々に作動させて前記弁装置が開弁あるいは閉弁する時の最高圧制御値を前記記憶装置に記憶させる最高圧側初期設定動作とを行う初期設定手段を備え、
通常運転時において目標レール圧に応じたオープン制御値を求める際は、前記記憶装置に記憶された最低圧制御値と最高圧制御値の間を補完してオープン制御値を求める算出することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
このコモンレール式燃料噴射装置は、前記コモンレールに蓄圧されたレール圧を検出するレール圧センサを備え、
前記アクチュエータ制御手段は、
前記レール圧センサの検出する検出レール圧と、目標レール圧とが異なる場合に、その差圧を無くすための前記アクチュエータの補正値を求める補正値算出手段と、
この補正値算出手段で算出された補正値を記憶装置に記憶させる記憶手段と、
前記記憶装置に記憶された補正値に基づいて前記アクチュエータに与えられるオープン制御値を補正する補正実行手段とを備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレール式燃料噴射装置に関するものであり、特に目標レール圧ＰＣ０よりオーバーした過剰圧を低圧側に流すことでコモンレールに蓄圧された実レール圧ＰＣｉを目標レール圧ＰＣ０に保つレギュレータに関する。
なお、本文中における「実レール圧ＰＣｉ」はコモンレールに蓄圧された実際のレール圧であり、「検出レール圧ＰＣｋ」はレール圧センサが検出したコモンレール内の圧力であり、「目標レール圧ＰＣ０」は運転状態に応じて算出される圧力である。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
コモンレール式燃料噴射装置は、エンジンの運転状態に適した目標レール圧ＰＣ０を算出し、コモンレールに高圧燃料を供給する高圧ポンプの吐出量と、コモンレールに蓄圧された高圧燃料を低圧側へリークする減圧弁の開閉によって、コモンレールに蓄圧された実レール圧ＰＣｉを目標レール圧ＰＣ０に制御している。
減圧弁は、コモンレール内と低圧側とを連通する通路を開閉するものであり、従来の減圧弁はコモンレール内と低圧側とを連通する通路を開閉するソレノイド弁であった（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来の減圧弁の制御方法を説明する。
目標レール圧ＰＣ０が急激に上昇する際、目標レール圧ＰＣ０の上昇に伴って高圧ポンプの吐出量が増加されて実レール圧ＰＣｉが上昇する。この時、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０より所定値以上オーバーしたら、制御装置が減圧弁を通電してコモンレール内の高圧燃料をリークさせて圧力過渡時のオーバーシュートを防ぐ。
【０００４】
目標レール圧ＰＣ０が急激に下降する際、目標レール圧ＰＣ０の下降に伴って高圧ポンプの吐出量が減少する。しかし、高圧ポンプの吐出量の減少およびインジェクタの燃料消費だけでは、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０に低下するのに時間を要するため、目標レール圧ＰＣ０の下降時に制御装置が減圧弁を通電して、コモンレール内の高圧燃料をリークさせる。そして、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０より所定値以下に低下したら制御装置が減圧弁の通電を停止させて圧力過渡時のアンダーシュートを防ぐ（例えば、特許文献２）。
【０００５】
（従来技術の問題点）
減圧弁の制御の具体例を図６を参照して説明する。
目標レール圧ＰＣ０（図中、破線）が急激に上昇する際、目標レール圧ＰＣ０の上昇に伴って高圧ポンプの吐出量が増加されて実レール圧ＰＣｉ（図中、実線）が上昇する。
この時、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋ（図中、黒丸）が目標レール圧ＰＣ０より所定値以上オーバーしたら、制御装置が減圧弁を通電してコモンレール内の高圧燃料をリークさせる。この結果、実レール圧ＰＣｉは、一旦、目標レール圧ＰＣ０より所定値以上オーバーする。
また、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋは、所定のサンプリング周波数毎に検出されるものであるため、検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０より所定値以上オーバーしていることを制御装置が認識するには、サンプリングタイミングによる検出誤差が生じる。
即ち、従来では、目標レール圧ＰＣ０が急激に上昇する際、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より所定値以上オーバーするとともに、サンプリングの誤差により、レール圧のオーバーシュートが大きくなり、高い噴射精度による噴射制御の妨げ（例えば、始動不良、異音発生、エミッションの悪化等）が生じてしまう。
【０００６】
目標レール圧ＰＣ０が急激に下降する際も、急激に上昇する場合と同様に、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０より所定値以下に低下したら、制御装置が減圧弁の通電を停止してコモンレール内の過剰低下を防ぐものであるため、実レール圧ＰＣｉは、一旦、目標レール圧ＰＣ０より所定値以下になる。
また、検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０より所定値以下に低下したことを検出するには、サンプリングタイミングによる検出誤差が生じる。
即ち、従来では、目標レール圧ＰＣ０が急激に下降する際も、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より所定値以下に低下するとともに、サンプリングの誤差により、レール圧のアンダーシュートが大きくなり、高い噴射精度による噴射制御の妨げ（例えば、始動不良、異音発生、エミッションの悪化等）が生じてしまう。
【０００７】
さらに、実レール圧ＰＣｉの上昇速度（上昇傾き）および下降速度（下降傾き）は、燃料の温度により変化するものであるため、上記オーバーシュートおよびアンダーシュートの大きさが燃料温度によって変化することになり、オーバーシュートやアンダーシュートが安定した噴射制御の妨げとなっている。
【特許文献１】特開平９−１７０５１２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、目標レール圧ＰＣ０が変化した時に燃料温度の影響を受けることなく、またレール圧センサの検出タイミング（サンプリングタイミング）の影響を受けることなく、目標レール圧ＰＣ０に対する実レール圧ＰＣｉのオーバーシュートおよびアンダーシュートを最小限に抑えることのできるコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、開弁圧変更手段が弁装置の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更する。
＜目標レール圧ＰＣ０の上昇時＞
（高圧ポンプの吐出量が目標レール圧ＰＣ０の上昇に伴って増加する場合）
目標レール圧ＰＣ０が上昇する際、弁装置の開弁圧が上昇した目標レール圧ＰＣ０に変更されるとともに、高圧ポンプの吐出量も目標レール圧ＰＣ０の上昇に伴って増加される。
この実レール圧ＰＣｉの上昇時、コモンレール内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０を超えると、目標レール圧ＰＣ０＝開弁圧であるため、弁装置が開弁してコモンレール内の燃料を低圧側へリークさせる。この結果、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０よりオーバーする量が小さく抑えられる。
【００１０】
（高圧ポンプの吐出量が一定の場合）
目標レール圧ＰＣ０が上昇する際、弁装置の開弁圧が上昇した目標レール圧ＰＣ０に変更される。
（１）目標レール圧ＰＣ０の上昇直後は、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）より低いため、コモンレール内に蓄圧される実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０に上昇するまで弁装置が閉弁する。
（２）コモンレール内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０に上昇して、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０を超えると弁装置が開弁して、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より高くなるのを防ぐ。
（３）弁装置の開弁によりコモンレール内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０まで下がると弁装置が閉弁して、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より低くなるのを防ぐ。
そして、上記（２）、（３）を繰り返すことで、実レール圧ＰＣｉがほぼ目標レール圧ＰＣ０に保たれる。
【００１１】
＜目標レール圧ＰＣ０の下降時＞
（高圧ポンプの吐出量が目標レール圧ＰＣ０の下降に伴って減少する場合）
目標レール圧ＰＣ０が下降する際、弁装置の開弁圧が下降した目標レール圧ＰＣ０に変更されるとともに、高圧ポンプの吐出量も目標レール圧ＰＣ０の下降に伴って減少される。
目標レール圧ＰＣ０＝開弁圧であるため、弁装置が開弁してレール圧を目標レール圧ＰＣ０まで下げる。そして、コモンレール内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０まで下がると弁装置が閉弁する。この結果、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０よりアンダーシュートする不具合がない。
【００１２】
（高圧ポンプの吐出量が一定の場合）
（１）目標レール圧ＰＣ０の下降直後は、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）より高いため、コモンレール内に蓄圧される実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０に低下するまで弁装置が開弁する。
（２）弁装置の開弁によりコモンレール内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０まで下がると弁装置が閉弁して、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より低くなるのを防ぐ。
（３）弁装置の閉弁により実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０を超えると弁装置が開弁して、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より高くなるのを防ぐ。
そして、上記（２）、（３）を繰り返すことで、実レール圧ＰＣｉがほぼ目標レール圧ＰＣ０に保たれる。
【００１３】
請求項１の手段のコモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、目標レール圧ＰＣ０が変化した時、コモンレール内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）を超えた状態の時に弁装置が開弁してコモンレール内の燃料を低圧側へ流すものであるため、燃料温度の影響を受けることなく、またレール圧センサの検出タイミング（サンプリングタイミング）の影響を受けることなく、目標レール圧ＰＣ０に対する実レール圧ＰＣｉのオーバーシュートおよびアンダーシュートを最小限に抑えることができる。
【００１４】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の弁装置は、コモンレール内に連通する高圧通路を有した固定部材、高圧通路を閉塞可能な弁体、この弁体が高圧通路を塞ぐ側に付勢するバネ手段を備えるものであり、開弁圧変更手段は、バネ手段のバネ力を可変するアクチュエータ、このアクチュエータを制御して開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更するアクチュエータ制御手段を備えるものである。そして、弁装置とアクチュエータは、減圧弁として一体に設けられるものである。
【００１５】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置のアクチュエータ制御手段は、目標レール圧ＰＣ０に基づいてアクチュエータをオープン制御するものであるため、レール圧センサの検出タイミング（サンプリングタイミング）に関係なく実レール圧ＰＣｉを制御できる。
【００１６】
［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置のアクチュエータ制御手段は、出荷時に、コモンレールに最小目標レール圧に相当する実レール圧ＰＣｉを発生させた状態で、アクチュエータを徐々に作動させて弁装置が開弁あるいは閉弁する時の最低圧制御値を記憶装置に記憶させる最低圧側初期設定動作と、コモンレールに最大目標レール圧に相当する実レール圧ＰＣｉを発生させた状態で、アクチュエータを徐々に作動させて弁装置が開弁あるいは閉弁する時の最高圧制御値を記憶装置に記憶させる最高圧側初期設定動作とを行う初期設定手段を備える。
そして、通常運転時は、目標レール圧に応じたオープン制御値を求める際に、記憶装置に記憶された最低圧制御値と最高圧制御値の間を補完してオープン制御値を求めるものである。
【００１７】
［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置のアクチュエータ制御手段は、レール圧センサの検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合に、その差圧を無くすためのアクチュエータの補正値を求める補正値算出手段と、この補正値算出手段で算出された補正値を記憶装置に記憶させる記憶手段と、記憶装置に記憶された補正値に基づいてアクチュエータに与えられるオープン制御値を補正する補正実行手段とを備えるものである。
このように、製造バラツキや経時変化などにより、検出レール圧ＰＣｋと目標レール圧ＰＣ０が異なる場合は、その差に応じた補正値でアクチュエータを制御して検出レール圧ＰＣｋと目標レール圧ＰＣ０の差を無くすため、コモンレール式燃料噴射装置の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
最良の形態１のコモンレール式燃料噴射装置は、高圧燃料を圧送する高圧ポンプと、この高圧ポンプの圧送した燃料を蓄えるコモンレールと、このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、運転状態に応じて目標レール圧ＰＣ０を算出する目標レール圧算出手段と、コモンレールの実レール圧ＰＣｉが所定の開弁圧を超えた状態の時に開弁してコモンレール内の燃料を低圧側へ流す弁装置と、この弁装置の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更する開弁圧変更手段とを備えるものである。
【実施例１】
【００１９】
実施例１を図１〜図３を参照して説明する。
（コモンレール式燃料噴射装置の基本構成）
図３に示すコモンレール式燃料噴射装置は、４気筒のエンジン（例えばディーゼルエンジン：図示しない）に燃料噴射を行う噴射システムであり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ３、制御装置４等から構成されている。この制御装置４は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）とＥＤＵ（駆動ユニット）から構成されるものであり、図３では１つの制御装置４内にＥＣＵとＥＤＵを搭載する例を示すが、ＥＣＵとＥＤＵを別搭載するものであっても良い。
【００２０】
コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するレール圧が蓄圧されるようにポンプ配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ３の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ２へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管７が接続されている。
コモンレール１から燃料タンク８へ燃料を戻すリリーフ配管９には、プレッシャリミッタ１０が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１０は安全弁であり、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが限界設定値を超えた際に開弁して、コモンレール１の実レール圧ＰＣｉを限界設定値以下に抑える。
【００２１】
コモンレール１には、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが所定の開弁圧（目標レール圧ＰＣ０）を超えた状態の時に開弁してコモンレール１内の燃料を低圧側へ流す減圧弁１１が取り付けられている。この減圧弁１１の詳細は後述する。
【００２２】
サプライポンプ３は、コモンレール１へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料を燃料フィルタ８ａを介してサプライポンプ３へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール１へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフトによって駆動される。なお、このカムシャフトは、エンジンによって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ３には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整するＳＣＶ（吸入調量弁）１２が搭載されており、このＳＣＶ１２が制御装置４によって調整されることにより、コモンレール１に蓄圧される実レール圧ＰＣｉが調整される。
【００２３】
（制御装置４の説明）
制御装置４には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、制御装置４に読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、制御装置４に接続されるセンサ類には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ１３、エンジン回転数を検出する回転数センサ１４、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ１５、コモンレール１に蓄圧されたレール圧を検出するレール圧センサ１６、インジェクタ２に供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ１７、およびその他のセンサ類１８がある。
【００２４】
（インジェクタ制御系）
制御装置４は、インジェクタ２の制御プログラムとして、燃料の噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて、噴射形態を決定する「噴射形態決定手段」、各噴射毎の目標噴射量を算出する「目標噴射量算出手段」、各噴射毎の噴射開始時期を算出する「目標噴射時期算出手段」を備える。
「噴射形態決定手段」は、現運転状態に応じたインジェクタ２の噴射形態（単噴射、マルチ噴射など）の決定を行う制御プログラムである。
「目標噴射量算出手段」は、現運転状態に応じた目標噴射量を求め、この目標噴射量を得るための指令インジェクタ駆動時間を求める制御プログラムである。
「目標噴射時期算出手段」は、現運転状態に応じた目標噴射時期を求め、この目標噴射時期に噴射を開始させるための噴射指令タイミングを求める制御プログラムである。
【００２５】
（レール圧制御系）
制御装置４は、コモンレール１に蓄圧される実レール圧ＰＣｉの制御プログラムとして、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて目標レール圧ＰＣ０を算出する「目標レール圧算出手段」、算出された目標レール圧ＰＣ０に基づいてＳＣＶ１２の開度を制御する「ＳＣＶ制御手段」、減圧弁１１の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更する「アクチュエータ制御手段２９」を備える。
「目標レール圧算出手段」は、現運転状態に応じてマップあるいは計算式等を用いて目標レール圧ＰＣ０を求めるプログラムである。
「ＳＣＶ制御手段」は、レール圧センサ１６で読み取られる検出レール圧ＰＣｋが目標レール圧ＰＣ０となるＳＣＶ開度を算出し、そのＳＣＶ開度がＳＣＶ１２で得られるようにＳＣＶ駆動回路に開弁信号（例えば、ＰＷＭ信号）を発生させる制御プログラムである。
「アクチュエータ制御手段２９」の詳細は後述する。
【００２６】
［実施例１の特徴］
実施例１のコモンレール式燃料噴射装置には、制御装置４の「目標レール圧算出手段」で求めた目標レール圧ＰＣ０よりコモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが高い場合に開弁して、過剰圧を低圧側に流すことでコモンレール１に蓄圧された実レール圧ＰＣｉを目標レール圧ＰＣ０に保つレギュレータが設けられている。
このレギュレータは、コモンレール１の実レール圧ＰＣｉが所定の開弁圧を超えた状態の時に開弁してコモンレール１内の燃料を低圧側へ流す弁装置２１と、この弁装置２１の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更する開弁圧変更手段２２とからなる。
【００２７】
弁装置２１は、図１（ａ）の概略図に示すように、ハウジング（固定部材に相当する）２３、弁体２４、バネ手段２５で構成される。
ハウジング２３は、コモンレール１に螺合等によって固定されるものであり、コモンレール１内に連通する高圧通路２６および高圧通路２６を通過した燃料をリリーフ配管９に導くための低圧通路２７が形成されている。
弁体２４は、ハウジング２３内において軸方向に移動可能に支持されており、バネ手段２５のバネ力によって先端の円錐弁２４ａが高圧通路２６を閉塞するように設けられている。
バネ手段２５は、ハウジング２３内において弁体２４を閉弁方向に付勢する圧縮コイルバネであり、この圧縮コイルバネのバネ力（圧縮量）が変化することで開弁圧が変化する。
【００２８】
開弁圧変更手段２２は、アクチュエータ２８、アクチュエータ制御手段２９（制御装置４の制御機能の一部）で構成される。
アクチュエータ２８は、バネ手段２５のバネ力（圧縮量）を可変するものであり、実施例１ではステップモータ３１と、このステップモータ３１の回転変化を、軸方向変化に変更する回転／軸方向変更手段３２とからなる。
そして、弁装置２１とアクチュエータ２８は、減圧弁１１として一体に設けられている。
【００２９】
（減圧弁１１の基本動作）
この減圧弁１１は、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが弁装置２１の開弁圧より高い場合に開弁する。即ち、弁装置２１の開弁圧をアクチュエータ２８によって目標レール圧ＰＣ０に設定することで、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より高い場合に開弁して、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０より上昇するのを防ぐ。
【００３０】
（減圧弁１１の具体的構成）
減圧弁１１の具体的な構成を図２を参照して説明する。
ハウジング２３は、コモンレール１に螺合によって結合されるものであり、コモンレール１内に挿入される端部に、高圧通路２６が形成された弁座ボディ３３がカシメ等で固定されている。高圧通路２６の先端の外部開口は、コモンレール１内の蓄圧通路１ａに連通するものであり、高圧通路２６の内部開口には、弁体２４の円錐弁２４ａが着座する着座シート２６ａが設けられている。
ハウジング２３の内部には、弁体２４、バネ手段２５、バネシート３４を収容するバネ室３５が形成されている。
【００３１】
ハウジング２３の周囲のコモンレール１には環状溝３６が形成されている。そして、ハウジング２３には、バネ室３５と環状溝３６とを連通する低圧通路２７が形成されている。そして、コモンレール１には、リリーフ配管９が接続されるパイプ３７が圧入等により固定されており、パイプ３７内の通路３７ａと環状溝３６が、コモンレール１に形成された連通孔３８で連通されている。
なお、ハウジング２３の外周にはシール溝が形成されており、コモンレール１とハウジング２３の間がシール溝に取り付けられたＯリング３９によってシールされる構造になっている。
【００３２】
弁体２４は、弁座ボディ３３の中心部に形成された摺動孔３３ａの内側で軸方向へ摺動自在に支持されており、弁体２４と摺動孔３３ａの間には燃料が流れるクリアランスが設けられている。
バネ手段２５は、上述したように圧縮コイルバネであり、弁体２４に設けられたバネ座２４ｂとバネシート３４の間に軸方向に圧縮された状態で配置されている。
【００３３】
ステップモータ３１は、出力軸である回転シャフト３１ａがハウジング２３内に挿入された状態でハウジング２３に取り付けられている。
回転／軸方向変更手段３２は、回転シャフト３１ａによって回転駆動されるプッシュロッド４１と、ハウジング２３内に固定された雌ネジ部材（ボールネジ）４２と、スプライン４３とで構成される。
プッシュロッド４１は、回転シャフト３１ａと同軸上に配置され、回転シャフト３１ａに対して軸方向に移動可能で、且つ一体に回転するものであり、回転シャフト３１ａと軸方向のスプライン４３で連結されている。また、プッシュロッド４１の外周には雌ネジ部材４２の雌ネジに螺合する雄ネジが形成されており、プッシュロッド４１が回転することで軸方向へ移動して、バネシート３４を軸方向へ変位させるようになっている。
【００３４】
この結果、ステップモータ３１が回転すると、プッシュロッド４１がステップモータ３１の回転量に応じて軸方向に変位して、バネ手段２５のバネ力を可変し、弁装置２１の開弁圧を変更するようになっている。即ち、ステップモータ３１の回転量を制御することで、減圧弁１１の開弁圧を可変制御することができる。
なお、プッシュロッド４１の外周にはシール溝が形成されており、プッシュロッド４１とハウジング２３の間がシール溝に取り付けられたＯリング４４によってシールされる構造になっている。
【００３５】
（減圧弁１１の作動）
コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが、減圧弁１１の開弁圧より上昇すると、高圧通路２６を介して弁体２４が受ける圧力によって弁体２４の円錐弁２４ａが、弁座ボディ３３の着座シート２６ａより離座する。すると、コモンレール１内の燃料が高圧通路２６→弁体２４と弁座ボディ３３の隙間→バネ室３５→低圧通路２７→環状溝３６→連通孔３８→パイプ３７内の通路３７ａ→リリーフ配管９を通り、燃料タンク８内へ戻される。このように、コモンレール１内の燃料が減圧弁１１を介して排出されることで実レール圧ＰＣｉが下がる。そして、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが減圧弁１１の開弁圧まで下がると、弁体２４の円錐弁２４ａが弁座ボディ３３の着座シート２６ａに着座し、実レール圧ＰＣｉが減圧弁１１の開弁圧に保たれる。
【００３６】
（アクチュエータ制御手段２９の説明）
「アクチュエータ制御手段２９」は、減圧弁１１に搭載されたアクチュエータ２８を制御して開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更するものであり、具体的には目標レール圧ＰＣ０に応じてステップモータ３１の回転量（規定の回転位置に対する回転数と回転角度）をオープン制御するものである。
即ち、「アクチュエータ制御手段２９」は、目標レール圧ＰＣ０に応じてステップモータ３１の回転量を決定するマップあるいは演算式を予め備えており、「目標レール圧算出手段」が求めた目標レール圧ＰＣ０に基づいてステップモータ３１の回転量をオープン制御して、減圧弁１１の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に設定する。
【００３７】
また、実施例１の「アクチュエータ制御手段２９」には、出荷時に、アクチュエータ２８のオープン制御値（ステップモータ３１の回転量）と目標レール圧ＰＣ０とを一致させる初期設定手段が設けられている。
この初期設定手段は、（１）コモンレール１に最小目標レール圧に相当する実レール圧ＰＣｉを発生させた状態で、ステップモータ３１を徐々に回転させて、減圧弁１１が開弁する時（あるいは減圧弁１１が閉弁する時）の最低圧回転量を記憶装置に記憶させる最低圧側初期設定動作と、（２）コモンレール１に最大目標レール圧に相当する実レール圧ＰＣｉを発生させた状態で、ステップモータ３１を徐々に回転させて、減圧弁１１が開弁する時（あるいは減圧弁１１が閉弁する時）の最高圧回転量を記憶装置に記憶させる最高圧側初期設定動作とを行うものである。
そして、「アクチュエータ制御手段２９」は、通常運転時に目標レール圧ＰＣ０に応じた回転量（オープン制御値）を求める際、記憶装置に記憶された最低圧回転量と最高圧回転量の間を補完して目標レール圧ＰＣ０に応じた回転量（オープン制御値）を求める。
【００３８】
さらに、実施例１の「アクチュエータ制御手段２９」には、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合に、アクチュエータ２８のオープン制御値（ステップモータ３１の回転量）を補正して、検出レール圧ＰＣｋを目標レール圧ＰＣ０に一致させる学習機能が設けられている。
この学習機能は、エンジンの運転状態が安定して目標レール圧ＰＣ０が一定の学習運転成立時（例えば、アイドリング時など）に、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合（例えば、差圧が所定値以上の場合）に作動するものであり、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０との差圧を無くすためのアクチュエータ２８の補正値（補正回転量）を求める補正値算出手段と、この補正値算出手段で算出された補正値を制御装置４の記憶装置に記憶させる記憶手段と、記憶装置に記憶された補正値に基づいてアクチュエータ２８のオープン制御値（回転量）を補正する補正実行手段とから構成される。
なお、この学習機能を出荷時に作動させることで、上記の初期設定手段を廃止することも可能である。
【００３９】
（実施例１の作動）
実施例の作動を、図１（ｂ）を参照して説明する。
実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、減圧弁１１における弁装置２１の開弁圧をアクチュエータ２８によって目標レール圧ＰＣ０にするものであり、運転状態が変化して目標レール圧ＰＣ０が変化すると、その変化に応じて開弁圧が目標レール圧ＰＣ０に変更される。
【００４０】
（目標レール圧ＰＣ０が上昇する場合）
目標レール圧ＰＣ０（図中、破線）が上昇する際、オープン制御によってアクチュエータ２８が作動（ステップモータ３１が回転）して、プッシュロッド４１がバネ手段２５の圧縮を高める方向へ変位することでバネ手段２５のバネ力が高まり、減圧弁１１の開弁圧が上昇した目標レール圧ＰＣ０に変更される。この時、目標レール圧ＰＣ０の上昇に伴ってＳＣＶ１２の開度が大きく制御されてサプライポンプ３（高圧ポンプ）の吐出量も増加される。
このサプライポンプ３（高圧ポンプ）の吐出量の増加により、コモンレール１内に蓄圧された実レール圧ＰＣｉ（図中実線）が上昇する。そして、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０を超えると、減圧弁１１の開弁圧は目標レール圧ＰＣ０（開弁圧＝目標レール圧ＰＣ０）であるため、減圧弁１１が直ぐさま開弁してコモンレール１内の燃料を低圧側へリークさせる。この結果、実レール圧ＰＣｉのオーバーシュートを最小に抑えることができる。
【００４１】
（目標レール圧ＰＣ０が下降する場合）
目標レール圧ＰＣ０が下降する際、オープン制御によってアクチュエータ２８が作動（ステップモータ３１が回転）して、プッシュロッド４１がバネ手段２５の圧縮を下げる方向へ変位することでバネ手段２５のバネ力が下がり、減圧弁１１の開弁圧が下降した目標レール圧ＰＣ０に変更される。この時、目標レール圧ＰＣ０の下降に伴ってＳＣＶ１２の開度が小さく制御されてサプライポンプ３（高圧ポンプ）の吐出量も減少される。
目標レール圧ＰＣ０の下降直後は、実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）より高いため、減圧弁１１が直ぐさま開弁してコモンレール１内の圧力を目標レール圧ＰＣ０まで素早く下げる。
そして、実レール圧ＰＣｉが、目標レール圧ＰＣ０まで下がると減圧弁１１が直ぐさま閉弁する。この結果、実レール圧ＰＣｉのアンダーシュートを最小に抑えることができる。
【００４２】
（実施例１の効果）
実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）を超えた状態の時に減圧弁１１が自然と開弁してコモンレール１内の燃料を低圧側へ流すものであるため、目標レール圧ＰＣ０が上昇した時に、燃料温度の影響を受けることなく、またレール圧センサ１６の検出タイミング｛サンプリングタイミング：図１（ｂ）の黒丸参照｝の影響を受けることなく、目標レール圧ＰＣ０に対する実レール圧ＰＣｉのオーバーシュートを最小限に抑えることができる。
また、コモンレール１内の実レール圧ＰＣｉが目標レール圧ＰＣ０（開弁圧）まで低下した時に減圧弁１１が自然と閉弁するものであるため、目標レール圧ＰＣ０が下降した時に、燃料温度の影響を受けることなく、またレール圧センサ１６の検出タイミング（サンプリングタイミング）の影響を受けることなく、目標レール圧ＰＣ０に対する実レール圧ＰＣｉのアンダーシュートを最小限に抑えることができる。
【００４３】
さらに、実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合に、アクチュエータ２８のオープン制御値（回転量）を補正して、検出レール圧ＰＣｋを目標レール圧ＰＣ０に一致させる学習機能が設けられている。
このため、バネ手段２５やバネシート３４の劣化等からくる経時変化などにより、検出レール圧ＰＣｋと目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合は、その差に応じた補正値を求め、その補正値でアクチュエータ２８のオープン制御値を補正するため、検出レール圧ＰＣｋと目標レール圧ＰＣ０との差を無くすことができる。このように、経時変化等による変化を自動補正するため、コモンレール式燃料噴射装置の信頼性を高めることができる。
【実施例２】
【００４４】
実施例２を図４を参照して説明する。なお、以下の実施例２、３において、実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。また、実施例２、３は、実施例１とアクチュエータ２８が異なるものであり、以下では実施例１との相違点のみを説明する。
実施例１では、プッシュロッド４１を軸方向へ変位させるアクチュエータ２８として、ステップモータ３１と回転／軸方向変更手段３２を用いる例を示した。
これに対し、この実施例２は、ピエゾ素子５１ａを多数積層してなるピエゾアクチュエータ５１によってプッシュロッド４１を直接軸方向へ変位させるものである。
【００４５】
ピエゾアクチュエータ５１は、印加電圧によって軸方向（ピエゾ素子５１ａの積層方向）の伸び量が変化するものである。
このため、実施例２の「アクチュエータ制御手段２９」は、目標レール圧ＰＣ０に応じてピエゾアクチュエータ５１に与える印加電圧をオープン制御するものである。即ち、「アクチュエータ制御手段２９」は、目標レール圧ＰＣ０に応じて印加電圧を決定するマップあるいは演算式を予め備えており、「目標レール圧算出手段」が求めた目標レール圧ＰＣ０に基づいてピエゾアクチュエータ５１に与える印加電圧をオープン制御する。
【００４６】
また、実施例２には、実施例１と同様、出荷時に印加電圧と目標レール圧ＰＣ０とを一致させる初期設定手段が設けられている。実施例２の初期設定手段は、実施例１の初期設定手段の説明における回転量を印加電圧に変更したものであり、説明は省略する。
さらに、実施例２には、実施例１と同様、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合に、ピエゾアクチュエータ５１に与える印加電圧を補正して、検出レール圧ＰＣｋを目標レール圧ＰＣ０に一致させる学習機能が設けられている。実施例２の学習機能も、実施例１の学習機能の説明における回転量を印加電圧に変更したものであり、説明は省略する。
【００４７】
この実施例２のように、アクチュエータ２８の一例としてピエゾアクチュエータ５１を用いても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４８】
実施例３を図５を参照して説明する。
実施例３は、電磁力によって可動子（アーマチャ）５２ａを軸方向へ駆動するリニアソレノイド５２をアクチュエータ２８に用いたものであり、このリニアソレノイド５２によってプッシュロッド４１を直接軸方向へ変位させるものである。
【００４９】
リニアソレノイド５２は、図示しない電磁コイルへの印加電流によって可動子５２ａが軸方向に駆動されるものである。
このため、実施例２の「アクチュエータ制御手段２９」は、目標レール圧ＰＣ０に応じてリニアソレノイド５２に与える印加電流をオープン制御するものである。即ち、「アクチュエータ制御手段２９」は、目標レール圧ＰＣ０に応じて印加電流を決定するマップあるいは演算式を予め備えており、「目標レール圧算出手段」が求めた目標レール圧ＰＣ０に基づいてリニアソレノイド５２に与える印加電流をオープン制御する。
【００５０】
また、実施例３には、実施例１と同様、出荷時に印加電流と目標レール圧ＰＣ０とを一致させる初期設定手段が設けられている。実施例３の初期設定手段は、実施例１の初期設定手段の説明における回転量を印加電流に変更したものであり、説明は省略する。
さらに、実施例３には、実施例１と同様、レール圧センサ１６の検出する検出レール圧ＰＣｋと、目標レール圧ＰＣ０とが異なる場合に、リニアソレノイド５２に与える印加電流を補正して、検出レール圧ＰＣｋを目標レール圧ＰＣ０に一致させる学習機能が設けられている。実施例３の学習機能も、実施例１の学習機能の説明における回転量を印加電流に変更したものであり、説明は省略する。
【００５１】
この実施例３のように、アクチュエータ２８の一例としてリニアソレノイド５２を用いても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
［変形例］
上記の実施例では、目標レール圧ＰＣ０の変化に応じてＳＣＶ１２の開度を変更する制御を実施する例を示した。しかし、ＳＣＶ１２を廃止し、高圧ポンプの吐出量を最大目標レール圧が得られる吐出量に設け、減圧弁１１の開弁圧を目標レール圧ＰＣ０に変更する制御だけでコモンレール１の実レール圧ＰＣｉを目標レール圧ＰＣ０にしても良い。
上記の実施例では、減圧弁１１をコモンレール１に設ける例を示したが、レール圧（噴射圧力）が発生する場所（高圧ポンプ〜インジェクタ２の間）であれば、どの部位に減圧弁１１を設けても良い。
【００５３】
上記の実施例では、アクチュエータ２８の一例として、ステップモータ３１と回転／軸方向変更手段３２、ピエゾアクチュエータ５１、リニアソレノイド５２を用いる例を示したが、他のアクチュエータを用いてバネ手段２５のバネ力を可変させても良い。
上記の実施例では、バネ手段２５として圧縮コイルバネを用い、アクチュエータ２８がバネ手段２５の圧縮量を可変する例を示したが、バネ手段２５として渦巻きバネ、板バネなど他のバネ部材を用いても良く、またバネ手段２５のバネ力を可変することができるものであれば、回転などによるアクチュエータを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】減圧弁の基本構成図、プッシュロッドの変位、および目標レール圧と実レール圧の変化を示すタイムチャートである（実施例１）。
【図２】減圧弁の断面図である（実施例１）。
【図３】コモンレール式燃料噴射装置の概略図である（実施例１）。
【図４】減圧弁の断面図である（実施例２）。
【図５】減圧弁の断面図である（実施例３）。
【図６】減圧弁の開閉動作、および目標レール圧と実レール圧の変化を示すタイムチャートである（従来例）。
【符号の説明】
【００５５】
１  コモンレール
２  インジェクタ
３  サプライポンプ（高圧ポンプを内蔵する）
４  制御装置（記憶装置、目標レール圧算出手段、初期設定手段、補正値算出手段、記憶手段、補正実行手段を備える）
１１  減圧弁
１６  レール圧センサ
２１  弁装置
２２  開弁圧変更手段
２３  ハウジング（固定部材）
２４  弁体
２５  バネ手段
２６  高圧通路
２８  アクチュエータ
２９  アクチュエータ制御手段
【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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