(57)【要約】      （修正有）【課題】低圧ポンプを大型化することなく、低圧ポンプから高圧ポンプへ不足無く燃料を供給することができる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置１であって、圧力制御弁７２を調節することによりコモンレール７のレール圧を調整する第１の制御状態に制御した状態において、レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ圧送する燃料の流量が少ない場合に高圧ポンプ５に対する燃料の流量が不足すると判断し、流量制御弁６を調節することによりコモンレール７に圧送する第２の制御状態へと切り替える。【選択図】図１
2018044525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料を低圧ポンプにより吸い上げて高圧ポンプに供給し、該高圧ポンプが燃料を加圧してコモンレールに圧送し、該コモンレールに接続された燃料噴射部を介して内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記コモンレールに蓄積された燃料を前記燃料タンクへ戻す際の流量を弁の開閉により調節して前記コモンレールのレール圧を制御する圧力制御弁と、
前記低圧ポンプから吸い上げられて前記コモンレールへ供給する燃料の流量を調節する流量制御弁と、
前記圧力制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第１の制御状態、又は、前記圧力制御弁を閉状態にしたまま前記流量制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の制御状態に制御した状態において、前記レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも前記低圧ポンプから前記高圧ポンプへ圧送する燃料の流量が少ない場合に前記高圧ポンプに対する燃料の流量が不足すると判断し、前記第１の制御状態から前記第２の制御状態へと切り替える
ことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御部は、高圧ポンプ内の潤滑性を確保するために必要な燃料の流量と、前記高圧ポンプが前記コモンレールに圧送する燃料の流量との和を算出し、当該和に対応した流量よりも、前記低圧ポンプが吸い上げて前記高圧ポンプへ供給する燃料の流量が少ない場合に前記流量が不足すると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記燃料タンクの温度に基づいて前記燃料の流量を求め、前記前記内燃機関の回転数に基づいて前記高圧ポンプが前記コモンレールに圧送する燃料の流量を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記低圧ポンプは、電動式のフィードポンプであり、
前記制御部は、前記低圧ポンプを駆動するための電力を供給する電源の電圧に応じて当該低圧ポンプが吸い上げ可能な燃料の流量を求める
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
燃料タンクの燃料を低圧ポンプにより吸い上げて高圧ポンプに供給し、該高圧ポンプが燃料を加圧してコモンレールに圧送し、該コモンレールに接続された燃料噴射部を介して内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置の制御方法であって、
前記コモンレールに蓄積された燃料を前記燃料タンクへ戻す際の流量を弁の開閉により調節して前記コモンレールのレール圧を制御する圧力制御弁と、
前記低圧ポンプから吸い上げられて前記コモンレールへ供給する燃料の流量を調節する流量制御弁と、
前記圧力制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第１の制御状態、又は、前記圧力制御弁を閉状態にしたまま前記流量制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の制御状態に制御した状態において、前記レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも前記低圧ポンプから前記高圧ポンプへ圧送する燃料の流量が少ない場合に前記高圧ポンプに対する燃料の流量が不足すると判断し、前記第１の制御状態から前記第２の制御状態へと切り替える
ことを特徴とする燃料噴射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置及び燃料噴射装置の制御方法に関し、特に、コモンレールに蓄積された高圧の燃料の一部を放出する際の流量を圧力制御弁の開閉により調節する燃料噴射装置及び燃料噴射装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給する装置として、複数の燃料噴射部が接続されるとともに高圧の燃料を貯留するコモンレールを備え、高圧ポンプの上流側に接続された低圧ポンプが燃料タンクから低圧の燃料（以下、これを「低圧燃料」ともいう。）を吸い上げて高圧ポンプへ供給し、高圧ポンプにより燃料を加圧供給することによってコモンレール内に高圧の燃料（以下、これを「高圧燃料」ともいう。）を貯留し、エンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射部から高圧燃料を噴射することを可能にした燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
このような燃料噴射装置では、高圧ポンプからコモンレールへ高圧燃料を供給しつつ、コモンレール内の燃料を燃料タンクへ戻すための流路に設けられた圧力制御弁の開閉状態を切り替えることによって、コモンレール内のレール圧が車両の運転状態に応じた所望のレール圧となるように制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
具体的には、上述した従来の燃料噴射装置は、内燃機関の始動時、低負荷運転時には、高圧ポンプからコモンレールへ高圧燃料を供給しながら、圧力制御弁を開状態とすることによって当該コモンレールのレール圧を調整している。以下、このようなレール圧の調整を「出口制御」ともいう。
【０００５】
一方、燃料噴射装置は、内燃機関の回転数が高い時、高負荷運転時には、圧力制御弁を閉状態として、低圧ポンプから吸い上げた低圧燃料の流量を流量制御弁により調整した後に高圧ポンプへ供給することにより、コモンレールのレール圧を調整している。以下、このようなレール圧の調整を「入口制御」ともいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７４４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の燃料噴射装置では、圧力制御弁を開状態とした出口制御の場合、燃料噴射部による様々な噴射パターンに対応するため低圧ポンプは多くの燃料を高圧ポンプに供給する必要がある。したがって、低圧ポンプの容量が小さいと高圧ポンプに供給する必要がある流量の燃料を吸い上げることができず、高圧ポンプが必要とする燃料が不足するおそれがある。このため、従来の燃料噴射装置では、高圧ポンプが必要とする流量の燃料を十分に供給可能とするため、大容量の低圧ポンプを用いることが考えらえるが、その場合には低圧ポンプが大型化してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低圧ポンプを大型化することなく、低圧ポンプから高圧ポンプへ不足無く燃料を供給し得る燃料噴射装置及び燃料噴射装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射装置は、燃料タンクの燃料を低圧ポンプにより吸い上げて高圧ポンプに供給し、該高圧ポンプが燃料を加圧してコモンレールに圧送し、該コモンレールに接続された燃料噴射部を介して内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置であって、前記コモンレールに蓄積された燃料を前記燃料タンクへ戻す際の流量を弁の開閉により調節して前記コモンレールのレール圧を制御する圧力制御弁と、前記低圧ポンプから吸い上げられて前記コモンレールへ供給する燃料の流量を調節する流量制御弁と、前記圧力制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第１の制御状態、又は、前記圧力制御弁を閉状態にしたまま前記流量制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の制御状態に制御した状態において、前記レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも前記低圧ポンプから前記高圧ポンプへ圧送する燃料の流量が少ない場合に前記高圧ポンプに対する燃料の流量が不足すると判断し、前記第１の制御状態から前記第２の制御状態へと切り替えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る燃料噴射装置において、高圧ポンプ内の潤滑性を確保するために必要な燃料の流量と、前記高圧ポンプが前記コモンレールに圧送する燃料の流量との和を算出し、当該和に対応した流量よりも、前記低圧ポンプが吸い上げて前記高圧ポンプへ供給する燃料の流量が少ない場合に前記流量が不足すると判断することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る燃料噴射装置において、前記燃料タンクの温度に基づいて前記燃料の流量を求め、前記内燃機関の回転数に基づいて前記高圧ポンプが前記コモンレールに圧送する燃料の流量を求めることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る燃料噴射装置において、前記低圧ポンプは、電動式のフィードポンプであり、前記制御部は、前記低圧ポンプを駆動するための電力を供給する電源の電圧に応じて当該低圧ポンプが吸い上げ可能な燃料の流量を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る燃料噴射装置の制御方法において、燃料タンクの燃料を低圧ポンプにより吸い上げて高圧ポンプに供給し、該高圧ポンプが燃料を加圧してコモンレールに圧送し、該コモンレールに接続された燃料噴射部を介して内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置の制御方法であって、前記コモンレールに蓄積された燃料を前記燃料タンクへ戻す際の流量を弁の開閉により調節して前記コモンレールのレール圧を制御する圧力制御弁と、前記低圧ポンプから吸い上げられて前記コモンレールへ供給する燃料の流量を調節する流量制御弁と、前記圧力制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第１の制御状態、又は、前記圧力制御弁を閉状態にしたまま前記流量制御弁を調節することにより前記コモンレールのレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の制御状態に制御した状態において、前記レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも前記低圧ポンプから前記高圧ポンプへ圧送する燃料の流量が少ない場合に前記高圧ポンプに対する燃料の流量が不足すると判断し、前記第１の制御状態から前記第２の制御状態へと切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低圧ポンプを大型化することなく、低圧ポンプから高圧ポンプへ不足無く燃料を供給し得る燃料噴射装置及び燃料噴射装置の制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置の全体構成を示す略線的概念図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置の機能を概念的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料噴射装置の制御状態切替処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置の記憶領域に記憶されているデータテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ａ）は、低圧ポンプ吸上流量データテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ｂ）は、高圧ポンプ潤滑流量データテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ｃ）は、高圧ポンプ最大流量データテーブルの具体例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
＜燃料噴射装置の全体構成＞
はじめに、図１を参照して、本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置１の全体構成を示す略線的概念図である。
【００１８】
図１に示すように、燃料噴射装置１は、主として、ディーゼルエンジン１１の気筒内に燃料を噴射する装置として用いられるものである。
【００１９】
この燃料噴射装置１は、燃料タンク２と、低圧ポンプ３と、電子制御ユニットとしてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)４と、高圧ポンプ５と、流量制御弁６と、コモンレー
ル７と、複数のインジェクタ（燃料噴射部）８ａ、８ｂ、……、８ｎ等を主要な構成要素として備えている。
【００２０】
燃料タンク２は、ディーゼルエンジン１１の燃料である軽油を貯留するものであり、当該燃料タンク２に低圧燃料路１２の一端及び燃料環流路１８の一端が接続されている。
【００２１】
低圧ポンプ３は、低圧燃料路１２のライン上に設けられたインライン型であり、低圧燃料路１２を介して燃料タンク２から低圧燃料を吸い上げ、その低圧燃料を高圧ポンプ５へ供給する電動式のフィードポンプである。低圧ポンプ３は、バッテリ９１に接続された発電機（図示せず）によって与えられる電源電力により駆動される。なお、低圧ポンプ３は、インライン型に限るものではなく、インタンク型であってもよい。
【００２２】
流量制御弁６は、低圧燃料路１２のライン上において低圧ポンプ３の下流側かつ高圧ポンプ５の上流側に設けられている。流量制御弁６は、ＥＣＵ４による通電制御により開閉状態が制御されることにより、高圧ポンプ５へ供給する燃料の流量を調整する制御弁である。
【００２３】
高圧ポンプ５は、流量制御弁６を介して低圧ポンプ３から供給された低圧燃料を加圧し、その結果得られる高圧燃料をコモンレール７へ供給するポンプである。高圧ポンプ５とコモンレール７とは、高圧燃料を圧送するための高圧燃料路５９によって接続されている。
【００２４】
また、高圧ポンプ５を構成する機械構成部品（図示省略）は、低圧ポンプ３から供給される低圧燃料により潤滑される。すなわち、高圧ポンプ５内で低圧燃料を加圧するために機械構成部品が往復動することによる焼き付きを防止すべく、低圧燃料が機械構成部品同士の僅かなクリアランスに浸透され、その潤滑性が確保されている。この高圧ポンプ５は
、燃料環流路１８に通じており、クリアランスを通過して潤滑油として機能した低圧燃料は、燃料環流路１８に排出されて燃料タンク２に戻される。
【００２５】
コモンレール７は、高圧ポンプ５から高圧燃料路５９を介して圧送されてくる高圧燃料を蓄積するものであり、高圧燃料路５９を介して接続された複数のインジェクタ８（８ａ、８ｂ、……、８ｎ）に対して高圧燃料を供給する。
【００２６】
なお、コモンレール７には、レール圧センサ７１及び圧力制御弁７２が取り付けられており、レール圧センサ７１のセンサ出力がＥＣＵ４に出力され、当該センサ出力に応じた制御信号がＥＣＵ４から圧力制御弁７２へ出力される。具体的には、ＥＣＵ４は、コモンレール７のレール圧センサ７１により検出される実レール圧のセンサ出力を受け、実レール圧が目標レール圧となるようにコモンレール７に蓄積された高圧燃料を燃料タンク２へ戻す際の流量を圧力制御弁７２の開閉により調節する制御信号を出力する。
【００２７】
制御部としてのＥＣＵ４は、コモンレール７のレール圧を制御する制御ユニットとして用いられる。具体的には、ＥＣＵ４は、圧力制御弁７２を開状態にすることにより（出口制御）、コモンレール７のレール圧を調整する第１の制御状態、又は、圧力制御弁７２を閉状態にしたまま流量制御弁６を調整して低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する燃料を調節することにより（入口制御）、コモンレール７のレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替える。なお、詳細については後述する。
【００２８】
また、ＥＣＵ４には、低圧ポンプ３を駆動するための電源電力を供給するバッテリ（電源）９１が接続されており、バッテリ９１の電圧に応じて低圧ポンプ３が吸上可能な燃料の流量を求めることができる。
【００２９】
上述したように構成された燃料噴射装置１は、燃料タンク２から低圧ポンプ３により低圧燃料を吸い上げて高圧ポンプ５へ供給し、当該高圧ポンプ５が低圧燃料を加圧することによりコモンレール７に高圧燃料として圧送し、コモンレール７からインジェクタ８を介して内燃機関へ高圧燃料を噴射する。
【００３０】
＜燃料噴射装置の制御状態＞
次いで、上述した燃料噴射装置１が切り替え可能な２つの制御状態（第１の制御状態及び第２の制御状態）について説明する。上述したように燃料噴射装置１は、ＥＣＵ４により、第１の制御状態又は第２の制御状態の何れかの制御状態においてコモンレール７のレール圧制御を行う。
【００３１】
第１の制御状態とは、低圧ポンプ３がコモンレール７の必要とする燃料を高圧ポンプ５経由で供給するとともに、コモンレール７の圧力制御弁７２の開状態をコントロールしてレール圧を制御しながら高圧燃料をコモンレール７からインジェクタ８へ供給する制御状態（以下、このような第１の制御状態を「出口制御状態」ともいう。）である。
【００３２】
この第１の制御状態では、圧力制御弁７２を開状態として所望のレール圧に調整しながら高圧燃料をコモンレール７からインジェクタ８に供給している。
【００３３】
すなわち、第１の制御状態では、高圧ポンプ５からコモンレール７へ大量に高圧燃料を圧送し、出口側の圧力制御弁７２の開状態を調節することによりコモンレール７内のレール圧を制御している。このため、大量の高圧燃料が圧送されるので燃料温度を速やかに上昇させることができるという長所がある。一方、速やかに目標レール圧に設定するため、大量の低圧燃料を低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給しなければならないことから、燃料のロスが大きいという短所がある。このため、ディーゼルエンジン１１の始動時や低負
荷運転時等に第１の制御状態に制御される。
【００３４】
一方、第２の制御状態とは、低圧ポンプ３から流量制御弁６を介して高圧ポンプ５が必要とする流量の低圧燃料を供給することによってコモンレール７のレール圧を調整する制御状態（以下、このような制御状態を「入口制御状態」ともいう。）である。
【００３５】
この第２の制御状態では、ＥＣＵ４により圧力制御弁７２を閉状態としたまま流量制御弁６の開閉状態を制御することにより、コモンレール７のレール圧が所望のレール圧となるように調整している。このため、第２の制御状態において、低圧ポンプ３は第１の制御状態に比べて多くの燃料を高圧ポンプ５に供給する必要がないので燃料のロスが少ないという長所がある。
【００３６】
一方、第２の制御状態では、コモンレール７内のレール圧を急激に低下させたい場合等のレール圧制御の応答性が悪かったり、燃料温度が低温の場合に速やかに燃料温度を上昇させることができないという短所がある。このため、ディーゼルエンジン１１の回転数が高い時、高負荷運転時等に第２の制御状態に制御される。
【００３７】
そして、上述した燃料噴射装置１は、さらに、ＥＣＵ４が第１の制御状態（出口制御状態）に制御した状態において、コモンレール７のレール圧を所望のレール圧にするために低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給するのに必要な燃料の流量が不足している場合、高圧ポンプ５に対する供給流量が不足していると判断し、第１の制御状態から第２の制御状態へと切り替える切替制御を行う。その詳細については後述する。
【００３８】
なお、第１の制御状態から第２の制御状態への切替制御は、低圧ポンプ３の高圧ポンプ５に対する供給流量が不足すると判断した場合のみならず、従来の燃料噴射装置と同様に、低圧ポンプ３が故障した場合、高負荷運転時等の場合にも第１の制御状態から第２の制御状態へ切替制御が行われる。一方、第２の制御状態から第１の制御状態への切替制御は、ディーゼルエンジン１１の始動時や低負荷運転時等に行われる。しかしながら、以下では、低圧ポンプ３の高圧ポンプ５に対する供給流量が不足すると判断した場合に、第１の制御状態から第２の制御状態へ制御状態を切り替える場合について説明する。
【００３９】
＜燃料噴射装置の機能＞
次いで、図２を参照して、ＥＣＵ４の機能について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るＥＣＵ４の機能を概念的に示すブロック図である。ＥＣＵ４は、機能的な観点から説明すれば、制御部４１と、バッテリ電圧検出部４２と、温度検出部４３と、回転数検出部４４と、低圧ポンプ最少流量読込部４５と、高圧ポンプ潤滑流量読込部４６と、高圧ポンプ最大流量読込部４７と、加算部４８と、コモンレール最大圧送流量算出部４９と、比較部５０とを備えている。
【００４０】
バッテリ電圧検出部４２は、バッテリ９１の現在の電圧値を検出し、その検出結果を低圧ポンプ最少流量読込部４５へ送出する機能部である。
【００４１】
温度検出部４３は、現在の燃料タンク２に存在する燃料の温度を検出し、その検出結果を高圧ポンプ潤滑流量読込部４６へ送出する機能部である。
【００４２】
回転数検出部４４は、例えば、不図示の回転センサによりディーゼルエンジン１１の１分間当たりの回転数を検出し、その検出結果を高圧ポンプ最大流量読込部４７へ送出する機能部である。
【００４３】
なお、バッテリ電圧検出部４２により検出された電圧値や、温度検出部４３により検出
された燃料温度は、例えば所定時間間隔毎に取得され、電圧値情報及び温度情報としてＥＣＵ４の制御部４１の記憶領域に一時的に記憶される。また、ディーゼルエンジン１１の回転数は、回転数検出部４４の検出結果に基づいて取得したカウント値をＥＣＵ４の制御部４１の記憶領域に回転数情報として一時的に記憶される。
【００４４】
低圧ポンプ最少流量読込部４５は、バッテリ９１の現在の電圧値に対応して低圧ポンプ３が確実に吸い上げることが可能な吸上流量（以下、これを「低圧ポンプ最少流量」ともいう。）を制御部４１の記憶領域から読み込む。具体的には、バッテリ電圧検出部４２により検出されたバッテリ９１の現在の電圧値に基づいて低圧ポンプ３が現在確実に吸い上げることが可能な最少の吸上流量を読み込む。ここで、低圧ポンプ３における最少の吸上流量とは、バッテリ９１の現在の電圧値において低圧ポンプ３が燃料タンク２から燃料を吸い上げて高圧ポンプ５へ供給することができる流量のうちの最少値の流量である。
【００４５】
高圧ポンプ潤滑流量読込部４６は、高圧ポンプ５を潤滑するために必要な燃料の流量（以下、これを「高圧ポンプ潤滑流量」ともいう。）の値を制御部４１の記憶領域から読み込む。具体的には、温度検出部４３が検出した現在の燃料タンク２の燃料の温度情報に基づいて必要とされる高圧ポンプ潤滑流量の値を読み込む。
【００４６】
高圧ポンプ最大流量読込部４７は、高圧ポンプ５からコモンレール７へ圧送する必要がある高圧燃料の最大流量（以下、これを「高圧ポンプ最大流量」ともいう。）の値を制御部４１の記憶領域から読み込む。具体的には、回転数検出部４４が検出したディーゼルエンジン１１の１分間当たりの回転数に基づいて高圧ポンプ最大流量の値を読み込む。
【００４７】
加算部４８は、高圧ポンプ潤滑流量読込部４６で読み込んだ高圧ポンプ潤滑流量の値と、高圧ポンプ最大流量読込部４７で読み込んだ高圧ポンプ最大流量の値とを加算した合算値を求める。
【００４８】
コモンレール最大圧送流量算出部４９は、加算部４８で求めた高圧ポンプ潤滑流量と高圧ポンプ最大流量の合算値をコモンレール７へ圧送するのに必要な燃料の流量（以下、これを「必要圧送流量」ともいう。）の値として算出する。
【００４９】
比較部５０は、コモンレール最大圧送流量算出部４９で算出した必要圧送流量の値と、低圧ポンプ最少流量読込部４５で読み込んだ低圧ポンプ最少流量の値とを比較し、この比較結果を制御部４１へ出力する。具体的には、制御部４１は、必要圧送流量よりも低圧ポンプ最少流量の方が少ない場合、現在のバッテリ９１の電圧値では、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給すべき流量が不足すると判断する。
【００５０】
制御部４１は、比較部５０からの比較結果に基づく判断結果に応じて圧力制御弁７２や流量制御弁６を制御する。具体的には、現在のバッテリ９１の電圧値では低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給すべき流量が不足すると判断すると、第１の制御状態から第２の制御状態に切り替え、圧力制御弁７２を閉状態としたまま流量制御弁６の開閉状態を制御する。
【００５１】
＜制御状態切替処理＞
次いで、図３及び図４を参照して、ＥＣＵ４で行われる制御状態切替処理について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る制御状態切替処理の手順を示すフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態に係るＥＣＵ４の記憶領域に記憶されているデータテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ａ）は、低圧ポンプ最少流量データテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ｂ）は、高圧ポンプ潤滑流量データテーブルの具体例について説明するための図であり、図４（ｃ）は、高圧ポン
プ最大流量データテーブルの具体例について説明するための図である。
【００５２】
図３に示すように、ＥＣＵ４の制御部４１は、ステップＳ１０１において、最初にコモンレール７の現在のレール圧制御状態の制御モードを読み込み、次のステップＳ１０２に進む。すなわち、ＥＣＵ４の制御部４１は、制御モードを読み込むと、コモンレール７のレール圧制御状態が第１の制御状態又は第２の制御状態のいずれかであるかを認識することが可能となる。
【００５３】
ステップＳ１０２において、制御部４１は、ステップＳ１０１において読み込んだコモンレール７のレール圧制御状態が第１の制御状態であるか否かを判断する。具体的には、コモンレール７のレール圧制御状態が、第１の制御状態すなわち圧力制御弁７２を開状態にする出口制御状態であるか否かを判断する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、制御部４１は、コモンレール７のレール圧制御状態が第２の制御状態であると判断した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、すなわち入口制御状態であると判断した場合には、第２の制御状態を維持したまま、図３に示す制御状態切替処理を終了する。
【００５５】
一方、制御部４１は、コモンレール７のレール圧制御状態が第１の制御状態であると判断した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、次のステップＳ１０３の処理に進む。なお、制御部４１は、第１の制御状態又は第２の制御状態のいずれによりレール圧が制御されているかを区別するために、フラグを用いてもよい。例えば、制御状態が切り替わると、ＥＣＵ４の制御部４１の記憶領域（図示省略）に制御状態の情報を示す状態情報フラグ値が保存され、この保存された状態情報フラグ値を読み込み、読み込んだ状態情報フラグの値によって、第１の制御モードであるか否かを判定する。
【００５６】
ステップＳ１０３において、制御部４１は、バッテリ電圧検出部４２、温度検出部４３及び回転数検出部４４によりバッテリ９１の電圧値、燃料タンク２の燃料の燃料温度、ディーゼルエンジン１１の回転数を読み込む処理を行わせ、次のステップＳ１０４に進む。なお、制御部４１は、電圧値、温度、回転数の各種情報は、制御状態切替処理の実行のためだけに必要とされるものではないため、他の処理において読み込んだ情報を流用してもよい。
【００５７】
ステップＳ１０４において、制御部４１は、バッテリ９１の現在の電圧値に応じた低圧ポンプ３の確実な吸上流量（低圧ポンプ最少流量）を読み込む処理を低圧ポンプ最少流量読込部４５に行わせ、次のステップＳ１０５に進む。具体的には、低圧ポンプ最少流量読込部４５は、図４（ａ）に示す低圧ポンプ最少流量データテーブルＴ１を参照し、ステップＳ１０３において読み込んだ現在の電圧値に基づいて低圧ポンプ３が現在確実に吸い上げることが可能な最少の吸上流量の値を読み込む。
【００５８】
低圧ポンプ最少流量データテーブルＴ１は、バッテリ９１の現在の電圧値に対して、低圧ポンプ３が燃料タンク２から低圧燃料を吸い上げ可能な最小値の流量（低圧ポンプ最少流量）がバッテリ９１の電圧値ごとに対応付けられた状態で記憶されている。例えば、バッテリ９１の現在の電圧値が１１Ｖの場合には、低圧ポンプ３の最少の吸上流量は、１時間当たり１２０Ｌ（１２０Ｌ／ｈ）である。
【００５９】
ステップＳ１０５において、制御部４１は、高圧ポンプ５を潤滑するために必要な燃料の流量（高圧ポンプ潤滑流量）の値を読み込む処理を高圧ポンプ潤滑流量読込部４６に行わせ、次のステップＳ１０６に進む。具体的には、高圧ポンプ潤滑流量読込部４６は、図４（ｂ）に示す高圧ポンプ潤滑流量データテーブルＴ２を参照し、ステップＳ１０３にお
いて読み込んだ現在の燃料タンク２の燃料温度に基づいて必要とされる高圧ポンプ潤滑流量の値を読み込む。この高圧ポンプ潤滑流量とは、高圧ポンプ５内の潤滑性を確保するために必要な燃料の流量のうち最大値である。
【００６０】
図４（ｂ）に示すように、高圧ポンプ潤滑流量データテーブルＴ２は、高圧ポンプ５内の潤滑性を確保するために必要な燃料の流量のうち最大の流量（高圧ポンプの潤滑流量）の値が燃料タンク２の燃料の温度ごとに対応付けられた状態で記憶されている。例えば、燃料タンク２の現在の燃料の燃料温度が５０℃(ｄｅｇ)の場合には、高圧ポンプ５の高圧ポンプ５が必要とされる潤滑流量は、７０．０Ｌ／ｈである。
【００６１】
ステップＳ１０６において、制御部４１は、高圧ポンプ５からコモンレール７へ圧送する必要がある高圧燃料の最大流量（高圧ポンプ最大流量）の値を読み込む処理を高圧ポンプ最大流量読込部４７に行わせ、次のステップＳ１０７に進む。具体的には、高圧ポンプ最大流量読込部４７は、図４（ｃ）に示す高圧ポンプ最大流量データテーブルＴ３を参照し、ステップＳ１０３において読み込んだ１分間当たりのディーゼルエンジン１１の実際の回転数に基づいて高圧ポンプ最大流量の値を読み込む。この高圧ポンプ最大流量値とは、高圧ポンプ５がコモンレール７に圧送する燃料の流量のうち最大値である。
【００６２】
図４（ｃ）に示すように、高圧ポンプ最大流量データテーブルＴ３は、高圧ポンプ５がコモンレール７へ圧送する燃料の流量のうち最大値の流量（高圧ポンプ最大流量）の値が１分間当たりのディーゼルエンジン１１の実際の回転数ごとに対応付けられた状態で記憶されている。例えば、１分間当たりのディーゼルエンジン１１の実際の回転数が４０００回（ｒｐｍ）の場合には、高圧ポンプ５が必要とする高圧ポンプ最大流量は７０Ｌ／ｈである。
【００６３】
ステップＳ１０７において、制御部４１は、高圧ポンプ５からコモンレール７へ圧送する必要がある高圧燃料の最大流量を算出し、次のステップＳ１０８に進む。具体的には、ステップＳ１０５で現在の燃料タンク２の燃料温度に基づいて求めた高圧ポンプ潤滑流量の値と、ステップＳ１０６で１分間当たりのディーゼルエンジン１１の実際の回転数に基づいて求めた高圧ポンプ最大流量の値との合算値を算出し、この合算値をコモンレール７へ圧送する必要がある最大流量（必要圧送流量）の値（Ｂ）とする。そして、ステップＳ１０４において、制御部４１は、必要圧送流量の値（Ｂ）と、バッテリ９１の電圧値に基づいて求めた低圧ポンプ最少流量の値（Ａ）とを比較することにより、現在のバッテリ９１の電圧値において低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給すべき供給流量が不足することになるか否かを判断することが可能となる。
【００６４】
ステップＳ１０８において、制御部４１は、ステップＳ１０７において算出した必要圧送流量の値（Ｂ）よりも、ステップＳ１０４でバッテリ９１の電圧値に基づいて求めた低圧ポンプ最少流量の値（Ａ）の方が少ない（（Ａ）＜（Ｂ））か否かを判断する。
【００６５】
ステップＳ１０８において、制御部４１は、必要圧送流量の値（Ｂ）よりも、低圧ポンプ最少流量の値（Ａ）の方が多い（（Ａ）＞（Ｂ））と判断した場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、図２に示す制御状態切替処理を終了する。すなわち、制御部４１は、コモンレール７のレール圧制御状態が第１の制御状態に制御されている状態において、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する供給流量が足りていると判断し、第１の制御状態のままレール圧制御状態を継続する。
【００６６】
一方、制御部４１は、必要圧送流量（Ｂ）よりも、低圧ポンプ最少流量（Ａ）の方が少ない（（Ａ）＜（Ｂ））と判断した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する供給流量が不足すると判断し、コモンレール７のレール圧制御
状態を第１の制御状態から第２の制御状態へ切り替える。すなわち、制御部４１は、圧力制御弁７２を開状態から閉状態に切り替えるとともに、流量制御弁６の開閉状態を制御するように切り替える。
【００６７】
例えば、現在の燃料タンク２の温度が５０ｄｅｇ、ディーゼルエンジン１１の１分間当たりの回転数が４０００ｒｐｍの場合、高圧ポンプ５の必要な潤滑流量が７０．０Ｌ／ｈ（図４（ｂ））、高圧ポンプ５の必要な最大流量は７０．０Ｌ／ｈ（図４（ｃ））となるので、高圧ポンプ５の潤滑流量と最大流量の合算値は１４０Ｌ／ｈとなる。
【００６８】
これに対して、バッテリ９１の現在の電圧値が１１Ｖの場合、低圧ポンプ最少流量が１２０Ｌ／ｈ（図４（ａ））となるため、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する供給流量が足りない（（Ａ）＜（Ｂ））と判断される。一方、バッテリ９１の現在の電圧値が１５Ｖの場合、低圧ポンプ最少流量が１６０Ｌ／ｈ（図４（ａ））となるため、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する供給流量が足りる（（Ａ）＞（Ｂ））と判断される。
【００６９】
なお、ステップＳ１０９の処理後は、図示されないメインルーチンへ戻り、他の処理がなされた後に、所定のタイミングで、上述した制御状態切替処理が再度実行されることとなる。
【００７０】
因みに、コモンレール７のレール圧制御状態が第１の制御状態では、圧力制御弁７２に関する学習処理（図示省略）が行われる。この学習処理は、従来から知られているものであり、コモンレール７の目標レール圧が設定されて、圧力制御弁７２への通電がなされた場合に、コモンレール７の目標レール圧と、圧力制御弁７２に対する指示圧力とが一致するように、ＥＣＵ４に記録されている圧力制御弁特性を補正するための係数を算出し、ＥＣＵ４の所定の記憶領域に記憶すると共に、新たな値が取得される毎にその補正係数を更新する処理である。この学習処理により、ＥＣＵ４に予め記憶された圧力制御弁７２の所定の通電特性と、圧力制御弁７２の実際の通電特性とのずれを補正し、目標レール圧に対応した圧力制御弁７２への通電が行われる。
【００７１】
したがって、所定回数を超える学習処理が実行された場合に、上述した制御状態切替処理を実行してもよい。このように、学習処理がある程度の回数繰り返された場合に第１の制御状態から第２の制御状態へ切り替えることにより、コモンレール７のレール圧に関する信頼性を向上させることができる。
【００７２】
また、所定回数を超える学習処理が実行されたが、圧力制御弁７２の通電特性と、圧力制御弁７２の実際の通電特性とのずれが補正されない場合には、上述した制御状態切替処理を実行してもよい。このように、学習処理の進展が遅い場合に第１の制御状態から第２の制御状態へ切り替えることにより、学習処理を実行している間に高圧ポンプ５に供給する必要がある流量の燃料が不足するという事態を回避することができる。
【００７３】
＜作用効果＞
以上のような燃料噴射装置１は、燃料タンク２の燃料を低圧ポンプ３により吸い上げて高圧ポンプ５に供給し、高圧ポンプ５が燃料を加圧してコモンレール７に圧送し、コモンレール７に接続されたインジェクタ８を介してディーゼルエンジン１１へ燃料を噴射する燃料噴射装置１であって、コモンレール７に蓄積された高圧燃料を燃料タンク２へ戻す際の流量を弁の開閉により調節してコモンレール７のレール圧を制御する圧力制御弁７２と、低圧ポンプ３から吸い上げられてコモンレール７へ供給する燃料の流量を調節する流量制御弁６と、圧力制御弁７２を調整することによりコモンレール７のレール圧を調整する第１の制御状態、又は、圧力制御弁７２を閉状態にしたまま流量制御弁６を調節することによりコモンレール７のレール圧を調整する第２の制御状態の何れかに切り替えるＥＣＵ
４とを備え、ＥＣＵ４は、コモンレール７のレール圧を調整する第１の制御状態に制御した状態において、レール圧を所望のレール圧にするために必要な燃料の流量よりも低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する燃料の流量が少ない場合に高圧ポンプ５に対する燃料の流量が不足すると判断し、第１の制御状態から第２の制御状態へと切り替える。
【００７４】
上述した燃料噴射装置１によれば、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する燃料の流量が少ない場合に第１の制御状態から第２の制御状態へと切り替えるため、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ不足無く燃料を供給することができる。すなわち、従来の燃料噴射装置を第１の制御状態に制御した状態では、圧力制御弁を開状態として所定量の高圧燃料をコモンレールから供給してインジェクタによる様々な噴射パターンに対応するため、低圧ポンプは多くの燃料を高圧ポンプに供給する必要がある。このため、低圧ポンプの容量が小さいと高圧ポンプに供給する必要がある流量の燃料を吸い上げることができず、燃料が不足するおそれがある。しかしながら、上述した燃料噴射装置１では、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する燃料の流量が不足するおそれがある場合には第１の制御状態から第２の制御状態へ切り替える。このため、高圧ポンプ５が必要とする流量の燃料を十分に供給するために必要以上に大容量の低圧ポンプを用いることなく、高圧ポンプ５へ不足無く燃料を供給することができる。
【００７５】
また、燃料噴射装置１のＥＣＵ４は、高圧ポンプ５内の潤滑性を確保するために必要な燃料の流量と、高圧ポンプ５がコモンレール７に圧送する燃料の流量との合算値よりも、低圧ポンプ３が吸い上げて高圧ポンプ５へ供給可能な燃料の流量の方が少ないと判断した場合に供給流量が不足すると判断する。これにより、高圧ポンプ５の機械構成部品が潤滑燃料不足で焼き付くことを予め防止しつつ、高圧ポンプ５へ不足無く低圧燃料を供給することができる。
【００７６】
さらに、燃料噴射装置１のＥＣＵ４は、燃料タンク２の燃料の温度に基づいて潤滑に必要な燃料の流量を求め、ディーゼルエンジン１１の回転数に基づいて高圧ポンプ５がコモンレール７に圧送する燃料の流量を求める。このため、コモンレール７が実際に必要とされる燃料の流量よりも低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ圧送する燃料の流量が足りているか否かの判断をより正確に行うことができる。
【００７７】
さらに、燃料噴射装置１のＥＣＵ４は、低圧ポンプ３は、電動式のフィードポンプであり、ＥＣＵ４は、低圧ポンプ３を駆動するための電力を供給するバッテリ９１の電圧に応じて低圧ポンプ３が吸い上げ可能な燃料の最少流量を求める。このため、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ供給する燃料が不足するというリスクを極めて高い確率で低減することができる。
【００７８】
＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態においては、第１の制御状態又は第２の制御状態のいずれかの制御状態でコモンレール７のレール圧を制御するようにした場合について説明した。しかしながら、第１の制御状態又は第２の制御状態以外の他の制御状態でレール圧を制御するようにしてもよい。また、他の制御状態は１以上の複数の制御状態であってもよい。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る燃料噴射装置１及び燃料噴射装置１の制御方法に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本願発明の燃料噴射装置及び燃料噴射装置の制御方法は、自動車等の車両用のディーゼルエンジンだけではなく、農業用機械や建設機械、船舶等の産業用のディーゼルエンジンの分野においても利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  燃料噴射装置
２  燃料タンク
３  低圧ポンプ
４  ＥＣＵ（制御部）
５  高圧ポンプ
６  流量制御弁
７  コモンレール
８  インジェクタ
１１  ディーゼルエンジン
１２  低圧燃料路
１８  燃料環流路
５９  高圧燃料路
７１  レール圧センサ
７２  圧力制御弁
９１  バッテリ
【図１】
2018044525.tif 000003
【図２】
2018044525.tif 000004
【図３】
2018044525.tif 000005
【図４】
2018044525.tif 000006