(57)【要約】【課題】内燃機関の自動停止中にレール圧を比較的長時間噴射可能圧力以上に維持することができる蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置を提供する。【解決手段】内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、アイドリングストップ条件成立検出手段と、再始動条件成立検出手段と、アイドリングストップ条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる一方、再始動条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を再開させる燃料噴射弁制御手段と、算出される目標レール圧に基づいてコモンレール内の圧力を調節するレール圧制御手段と、を備え、レール圧制御手段は、アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定する。【選択図】図３
2011127523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置の制御装置であって、前記内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、
所定のアイドリングストップ条件が成立したことを検出するアイドリングストップ条件成立検出手段と、
前記内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立したことを検出する再始動条件成立検出手段と、
前記アイドリングストップ条件成立後に前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる一方、前記再始動条件成立後に前記燃料噴射弁による燃料噴射を再開させる燃料噴射弁制御手段と、
算出される目標レール圧に基づいて前記コモンレール内の圧力を調節するレール圧制御手段と、を備え、
前記レール圧制御手段は、前記アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、前記アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定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２】
前記燃料噴射弁制御手段は、前記目標レール圧を大きくした後に前記燃料噴射を停止させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射弁制御手段は、前記アイドリングストップ条件成立後、前記コモンレール内の圧力が上昇した後に前記燃料噴射を停止させ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の制御装置。
【請求項４】
前記レール圧制御手段は、大きくする前記目標レール圧の値を前記燃料の温度に基づいて補正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の制御装置。
【請求項５】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置の制御方法であって、前記内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御方法において、
所定のアイドリングストップ条件が成立したときには、目標レール圧を前記アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法。
【請求項６】
高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、前記コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、前記内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、
所定のアイドリングストップ条件が成立したことを検出するアイドリングストップ条件成立検出手段と、
前記内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立したことを検出する再始動条件成立検出手段と、
前記アイドリングストップ条件成立後に前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる一方、前記再始動条件成立後に前記燃料噴射弁による燃料噴射を再開させる燃料噴射弁制御手段と、
算出される目標レール圧に基づいて前記コモンレール内の圧力を調節するレール圧制御手段と、を備え、
前記レール圧制御手段は、前記アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、前記アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。特に、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンをはじめとする内燃機関の気筒内に燃料を噴射する装置として、高圧ポンプによって加圧された燃料を蓄積するためのコモンレールを備えた蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。このコモンレールには複数の燃料噴射弁が接続されており、高圧の燃料が各燃料噴射弁に供給された状態で各燃料噴射弁への通電制御が行われることにより、様々な噴射パターンで内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。
【０００３】
このような蓄圧式燃料噴射装置では、レール圧の目標値（以下「目標レール圧」と称する。）に基づいて高圧ポンプの加圧室に供給する燃料の流量を調節してコモンレールへの燃料の圧送量を調節したり、あるいは、コモンレールに圧送された燃料の一部を低圧系に戻したり、さらには、これらの制御を併用したりすることによって、コモンレール内の圧力（以下「レール圧」と称する。）が制御されている。
【０００４】
ところで、近年、燃費の向上や排気ガス量及び騒音の低減等を目的として、車両の一時停止中に内燃機関を停止させるアイドリングストップ制御が実用化され始めている。アイドリングストップ制御では、所定のアイドリングストップ条件が成立すると燃料噴射が停止させられて内燃機関が自動停止する一方、所定の再始動条件が成立すると燃料噴射が再開させられて内燃機関が再始動する。
【０００５】
この内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な車両においては、自動停止状態からの再始動性が商品性に重要な影響を与える要素となっている。内燃機関が例えばディーゼルエンジンの場合、エンジンの自動停止状態からの再始動性を向上させるためには、エンジンにおける圧縮比が十分であり、かつ、蓄圧式燃料噴射装置による燃料噴射が可能であることが要因となる。これらの二つの要因のうち、圧縮比が十分であるか否かはエンジン側の問題であり、燃料噴射が可能であるか否かは蓄圧式燃料噴射装置側の問題である。
【０００６】
そのため、燃料噴射が可能な状態を維持して、アイドリングストップ制御時の内燃機関の再始動性を向上させることのできる制御装置が提案されている。具体的には、エンジンを自動的に停止しかつエンジンを自動的に再始動するエンジン自動停止・再始動装置を具備し、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときにはレール圧を減少させ、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることによってエンジンが停止されるときには、エンジン自動停止・再始動装置が作動されることなくエンジンが停止されるときのレール圧の減少量よりもレール圧の減少量を少なくする制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７２４３９２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】
【０００８】
ところで、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁には、噴射孔を開閉するノズルニードルの後端側に負荷された背圧を逃がすための背圧逃がし通路以外に、燃料噴射弁に送られる燃料を低圧系に戻すためのリーク通路を有する構造のものと、そのようなリーク通路を有しない構造のものがある。
【０００９】
リーク通路を有する構造の燃料噴射弁を用いた蓄圧式燃料噴射装置の場合において、燃料噴射を停止してコモンレールに接続された圧力制御弁を閉じた場合であっても、リーク通路からの燃料のリークによってレール圧が低下する。
【００１０】
一方、リーク通路を有しない燃料噴射弁を用いた蓄圧式燃料噴射装置の場合において、燃料噴射を停止してコモンレールに接続された圧力制御弁を閉じた場合には基本的にはレール圧が急激に低下することはない。ただし、圧力制御弁や燃料噴射弁の背圧制御部、高圧ポンプの吐出弁等のシート部分から燃料の一部が低圧系にリークする場合がある。これらのシート部分は、レール圧を利用して弁部材が閉弁方向に付勢されるセルフシール構造として構成されているため、レール圧の低下に伴ってレール圧を保持するための能力が低下する性質を有している。
【００１１】
特許文献１では、エンジン自動停止・再始動装置が作動しはじめるときのレール圧の状態から、レール圧の減少量を少なくしたり、レール圧を維持したりする制御が実行されるように構成されている。通常、エンジン自動停止・再始動装置が作動しはじめるときのレール圧は内燃機関のアイドル状態での目標レール圧に近い状態になっているため、エンジンの自動停止状態においてレール圧を噴射可能圧力以上に維持可能な時間を長時間確保することができなおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、所定のアイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち本発明は、内燃機関の自動停止中にレール圧を比較的長時間噴射可能圧力以上に維持することができる蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置の制御装置であって、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、所定のアイドリングストップ条件が成立したことを検出するアイドリングストップ条件成立検出手段と、内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立したことを検出する再始動条件成立検出手段と、アイドリングストップ条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる一方、再始動条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を再開させる燃料噴射弁制御手段と、算出される目標レール圧に基づいてコモンレール内の圧力を調節するレール圧制御手段と、を備え、レール圧制御手段は、アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置が提供され、上述した課題を解決することができる。
【００１４】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、燃料噴射弁制御手段は、目標レール圧を大きくした後に燃料噴射を停止させることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、燃料噴射弁制御手段は、アイドリングストップ条件成立後、コモンレール内の圧力が上昇した後に燃料噴射を停止させることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、レール圧制御手段は、大きくする目標レール圧の値を燃料の温度に基づいて補正することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の別の態様は、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置の制御方法であって、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御方法において、所定のアイドリングストップ条件が成立したときには、目標レール圧をアイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御方法である。
【００１８】
また、本発明のさらに別の態様は、高圧ポンプによって圧送される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに接続され内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、内燃機関のアイドリングストップ制御を実行可能な制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、制御装置は、所定のアイドリングストップ条件が成立したことを検出するアイドリングストップ条件成立検出手段と、内燃機関が自動停止状態にある間に所定の再始動条件が成立したことを検出する再始動条件成立検出手段と、アイドリングストップ条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる一方、再始動条件成立後に燃料噴射弁による燃料噴射を再開させる燃料噴射弁制御手段と、算出される目標レール圧に基づいてコモンレール内の圧力を調節するレール圧制御手段と、を備え、レール圧制御手段は、アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧を、アイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に設定することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置によれば、アイドリングストップ条件が成立した場合に、目標レール圧がアイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい値に上昇する。これにより、アイドリングストップ制御によって燃料噴射を停止してからレール圧が噴射可能圧力を下回るまでの時間が長くなり、内燃機関を速やかに再始動させることができる時間を比較的長くすることができる。
【００２０】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、アイドリングストップ条件の成立後、目標レール圧が大きくされた後に、燃料噴射弁制御手段が燃料噴射を停止させることにより、レール圧が比較的高い状態になった後に燃料噴射が停止される。そのため、アイドリングストップ条件の成立時にすぐに燃料噴射を停止させた場合と比較して、レール圧が噴射可能圧力を下回るまでの時間を相対的に長くすることができる。
【００２１】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、アイドリングストップ条件の成立後、レール圧が実際に上昇した後に、燃料噴射弁制御手段が燃料噴射を停止させることにより、実際のレール圧が比較的高い状態になったことが確認された上で燃料噴射が停止される。そのため、レール圧が噴射可能圧力を下回るまでの時間を確実に長くすることができる。
【００２２】
また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、上昇させる目標レール圧を燃料温度に応じて調節することにより、燃料温度の上昇に伴う燃料密度の低下によってレール圧が低下しやすくなった場合であってもレール圧が噴射可能圧力を下回るまでの時間を同等に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の制御装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の制御方法を示すタイミングチャート図である。
【図４】本実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置の制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、係る実施形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２５】
１．蓄圧式燃料噴射装置
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置５０の全体構成を示している。この蓄圧式燃料噴射装置５０は、車両に搭載された内燃機関４０の気筒４１内に燃料を噴射するための装置であって、燃料タンク１と、低圧ポンプ２と、高圧ポンプ５と、流量制御弁８と、コモンレール１０と、圧力制御弁１２と、燃料噴射弁１３と、制御装置６０等を主たる要素として備えている。
【００２６】
低圧ポンプ２と高圧ポンプ５の加圧室５ａとは低圧燃料通路１８ａ、１８ｂで接続され、高圧ポンプ５の加圧室５ａとコモンレール１０、及びコモンレール１０と燃料噴射弁１３はそれぞれ高圧燃料通路３７、３９で接続されている。また、高圧ポンプ５やコモンレール１０、燃料噴射弁１３等には、燃料噴射弁１３から噴射されない余剰燃料を燃料タンク１に戻すためのリターン通路３０ａ〜３０ｃが接続されている。
【００２７】
高圧ポンプ５内の低圧燃料通路１８ｂの途中には、加圧室５ａに送られる燃料の流量を調節するための流量制御弁８が備えられている。流量制御弁８は、例えば供給電流値によって弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の流量制御弁が用いられる。本実施形態の流量制御弁８は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープンの流量制御弁として構成されている。ただし、非通電状態で燃料の流路が全閉となるノーマルクローズの流量制御弁であってもよい。
【００２８】
流量制御弁８よりも上流側の低圧燃料通路１８ｂから分岐する燃料通路には、流量制御弁８と並列に配置された圧力調整弁１４が備えられている。この圧力調整弁１４は、燃料タンク１に通じるリターン通路３０ａに接続されており、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路１８ｂ内の圧力と、リターン通路３０ａ内の圧力との差圧が所定値を越えたときに開弁するオーバーフローバルブが用いられている。低圧ポンプ２によって燃料が圧送されている状態においては、低圧燃料通路１８ａ、１８ｂ内の圧力が、リターン通路３０ａ内の圧力に対して所定の差圧分大きくなるように調整される。
【００２９】
低圧ポンプ２は、燃料タンク１内の燃料を吸い上げて圧送し、低圧燃料通路１８ａ、１８ｂを介して高圧ポンプ５の加圧室５ａに燃料を供給する。この低圧ポンプ２は燃料タンク１内に備えられたインタンクの電動ポンプであって、バッテリーから供給される電圧によって駆動させられる。ただし、低圧ポンプ２は、燃料タンク１の外部に設けられるものであってもよく、また、内燃機関４０の動力によって駆動するギアポンプであってもよい。
【００３０】
高圧ポンプ５は、低圧ポンプ２によって燃料吸入弁６を介して加圧室５ａへ導入される燃料をプランジャ７によって加圧し、高圧状態の燃料を燃料吐出弁９及び高圧燃料通路３７を介してコモンレール１０に圧送する。燃料吐出弁９は、吐出側に位置するレール圧が高いほどシール性が高められるセルフシール構造となっている。
【００３１】
高圧ポンプ５を駆動するカム１５は、内燃機関４０のドライブシャフトにギアを介して連結されたカムシャフトに固定されている。図１に示す高圧ポンプ５は二本のプランジャ７を備えており、二本のプランジャ７がカム１５によって押し上げられ、二つの加圧室５ａ内で燃料が加圧されてコモンレール１０に対して高圧の燃料が圧送される。この高圧ポンプ５は、噴射用燃料を潤滑油として用いる燃料潤滑式の構成となっており、低圧燃料通路１８ａを介して高圧ポンプ５内に送られる燃料は一旦カム室１６内に流れ込み、そこからさらに低圧燃料通路１８ｂを介して加圧室５ａに送られる。
【００３２】
図１に示す高圧ポンプ５には温度センサ２５が備えられている。温度センサ２５のセンサ信号Stは制御装置６０に送られ、このセンサ信号Stに基づいて低圧燃料通路１８ｂ内を流通する燃料温度Tqが検出される。ただし、燃料温度を検出するための温度センサは、蓄圧式燃料噴射装置５０内の燃料通路のいずれの場所に備えられていても構わない。
【００３３】
コモンレール１０は、高圧ポンプ５によって加圧された高圧状態の燃料を蓄積し、高圧燃料通路３９を介して接続された燃料噴射弁１３に燃料を供給する。このコモンレール１０にはレール圧センサ２１及び圧力制御弁１２が取り付けられている。レール圧センサ２１のセンサ信号Spは制御装置６０に送られ、このセンサ信号Spに基づいてレール圧Prが検出される。
【００３４】
圧力制御弁１２は、例えば供給電流値によって弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。本実施形態の圧力制御弁１２は、非通電状態で燃料の流路が全開となるノーマルオープン型の圧力制御弁として構成されている。ノーマルオープン型の圧力制御弁は、燃料の通路を開閉するための弁部材を開弁方向に付勢するスプリングの付勢力とレール圧の和が、弁部材を閉弁方向に付勢する力を上回っているときに開弁する。
【００３５】
燃料噴射弁１３は、噴射孔が設けられたノズルボディと、進退移動により噴射孔を開閉するノズルニードルとを備えている。燃料噴射弁１３は、ノズルニードルの後端側に背圧を負荷することで噴射孔が閉じられる一方、負荷された背圧が逃されることで噴射孔が開かれる。レール圧が噴射可能圧力以上のときに、燃料噴射弁１３による正常な燃料噴射が可能になっている。
【００３６】
燃料噴射弁１３としては、背圧制御手段としてピエゾ素子が備えられた電歪型のピエゾインジェクタや、背圧制御手段として電磁ソレノイドが備えられた電磁制御型のマグネットインジェクタが用いられる。また、本実施形態では、背圧を逃すための通路以外に、ノズルニードルやバルブピストン等の摺動部分からリターン通路３０ｃに燃料をリークさせるためのリーク通路を備えた燃料噴射弁が用いられている。そのため、噴射が停止され、圧力制御弁１２が閉じられている場合であっても、リーク通路からの燃料リークによってレール圧が低下しやすい構成となっている。
【００３７】
ただし、蓄圧式燃料噴射装置は、燃料噴射弁にリーク通路を有しておらず、燃料噴射が停止され圧力制御弁１２が閉じられている場合においてレール圧が低下しにくい構成の蓄圧式燃料噴射装置であっても、本発明を適用することができる。
【００３８】
このように構成された蓄圧式燃料噴射装置５０において、高圧ポンプ５０の吐出弁や圧力制御弁１２、燃料噴射弁１３の背圧制御部は、高圧ポンプ５から圧送される高圧の燃料が流通する領域と低圧の燃料が流通する領域との間に存在する。これらの弁のシート部分は、レール圧が高くなるにつれてシール性が高められるセルフシール構造を有している。そのため、燃料噴射を停止して圧力制御弁１２を閉じている場合であっても、レール圧によってはこれらのシート部分を介して燃料が低圧側に漏れ出しやすくなる。
【００３９】
２．制御装置
図２は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置５０の制御装置６０のうち、アイドリングストップ制御に関連する部分を機能的なブロックで表した構成例を示している。
この制御装置６０は、アイドリングストップ条件成立検出手段６１と、再始動条件成立検出手段６２と、目標レール圧演算手段６４と、レール圧検出手段６５と、流量制御弁制御手段６６と、圧力制御弁制御手段６７と、燃料噴射弁制御手段６８等を備えている。制御装置６０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各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。
【００４０】
また、制御装置６０には、レール圧センサ２１や温度センサ２５、機関回転数Neを検出する回転数センサ、車両に備えられた車速Vを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Accを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Brkを検出するブレーキセンサ等の各種スイッチやセンサ類の信号を読み取り可能に構成されている。また、制御装置６０には、各部での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられている。
【００４１】
このうち、レール圧検出手段６５は、レール圧センサ２１のセンサ値Spを継続的に読み込み、レール圧Prを求める。
【００４２】
アイドリングストップ条件成立検出手段６１は所定のアイドリングストップ条件の成立を検出すると、燃料噴射弁制御手段６６、流量制御弁制御手段６７、圧力制御弁制御手段６８に対してアイドリングストップ条件成立信号を送信する。また、再始動条件成立検出手段６２は、内燃機関４０が自動停止状態にある間に所定の再始動条件の成立を検出すると、燃料噴射弁制御手段６６及び圧力制御弁制御手段６８に対して再始動条件成立信号を送信する。
【００４３】
アイドリングストップ条件は、例えばエンジンスイッチSwがオンの状態にあること、ギアセンサの検出位置Sgがニュートラルであること、ブレーキペダルセンサの検出位置Sbが踏まれた状態にあること、機関回転数Neが所定の閾値以下であること、車速Vが０である状態が所定時間以上継続したこと等のうちの少なくとも一つ以上の条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００４４】
また、再始動条件は、内燃機関４０が自動停止状態にある間に、ギアセンサの検出位置Sgがニュートラル状態から解除されたこと、アクセルペダルAccが踏まれたこと等のうちのいくつかの条件がそろうこととすることができるが、これに制限されるものではない。
【００４５】
流量制御弁制御手段６６及び圧力制御弁制御手段６７は、基本的には、レール圧Prが目標レール圧Ptgtとなるように、それぞれ流量制御弁８あるいは圧力制御弁１２のフィードバック制御を実行する。具体的に、流量制御弁制御手段６６は、流量制御弁８の開度を調節することで高圧ポンプ５の加圧室５ａに供給される燃料の流量を制御し、高圧ポンプ５からコモンレール１０に圧送される高圧の燃料の流量を変えることでレール圧Prを調節する。また、圧力制御弁制御手段６７は、圧力制御弁１２の開度を調節することでコモンレール１０からリターン通路３０ｂに排出される燃料の流量を制御し、レール圧Prを調節する。
【００４６】
レール圧Prの制御を流量制御弁制御手段６６によって行うか、圧力制御弁制御手段６７によって行うか、あるいは、二つの制御部を併用して行うかは、車両の走行状態や内燃機関４０の運転状態に応じて切り分けられている。
【００４７】
ただし、少なくともアイドリングストップ条件成立後、再始動条件成立までの間は、圧力制御弁制御手段６７によってレール圧Prの制御が行われるように設定されている。具体的に、アイドリングストップ条件が成立すると、ノーマルオープンの構成となっている本実施形態の流量制御弁８は、通電が遮断されて全開にされるとともに、圧力制御弁制御手段６７による圧力制御弁１２のフィードバック制御が開始される。
【００４８】
また、アイドリングストップ条件成立によって内燃機関４０が停止している間は、継続して目標レール圧Ptgtから求められる値の電流を通電しておいてもよいが、内燃機関４０の停止後、レール圧Prが噴射可能圧力Pr_injを下回った場合においては、圧力制御弁１２への通電が単なるバッテリーの浪費になるおそれがある。そのため、レール圧Prが噴射可能圧力Pr_injを下回った場合においては、目標レール圧Ptgtによる圧力制御弁１２のフィードバック制御を中断し、通電電流値をゼロにしたり、ごく小さな値に設定したりすることが好ましい。
【００４９】
目標レール圧演算手段６４は、内燃機関４０の通常の運転状態においては、機関回転数Neやアクセル操作量Acc等に基づいて目標レール圧Ptgtを算出する。
また、目標レール圧演算手段６４は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると、目標レール圧を所定の目標保持レール圧Ptgt_highに向けて上昇させる。これによって、アイドリングストップ条件成立後、再始動条件成立までの間、レール圧Prが目標保持レール圧Ptgt_highに向けて上昇するように、圧力制御弁１２の通電量のフィードバック制御が行われる。
【００５０】
目標保持レール圧Ptgt_highは、内燃機関４０が比較的長時間自動停止する場合であってもレール圧Prを噴射可能圧力Pr_inj以上で維持可能な値であり、内燃機関４０が自動停止状態にある間のレール圧の低下量を考慮して定められる。目標保持レール圧Ptgt_highとして比較的大きい値が設定されるようにすれば、レール圧Prをより高めた上で燃料の噴射を停止させることができるために、レール圧Prを噴射可能圧力Pr_inj以上で維持可能な時間をより長く確保することができる。
【００５１】
ただし、目標保持レール圧Ptgt_highを過度に大きい値とすると、レール圧Prが蓄圧式燃料噴射装置５０の許容圧力を超えるおそれがあるため、燃料高圧系に生じる負荷を考慮して目標保持レール圧Ptgt_highを定めることが好ましい。
【００５２】
この目標保持レール圧Ptgt_highは、例えば固定値とすることができる。目標保持レール圧Ptgt_highが固定値であればアイドリングストップ条件成立時に速やかに目標保持レール圧Ptgt_highに切り替えることができる。ただし、目標保持レール圧Ptgt_highは固定値に限られず、例えばアイドリングストップ条件成立時の目標レール圧Ptgtに所定のオフセット値を加算して、目標保持レール圧とすることもできる。
【００５３】
アイドリングストップ条件成立後の目標レール圧Ptgtがアイドリングストップ条件成立時よりも大きくされることにより、圧力制御弁１２への通電電流値がアイドリングストップ条件成立時よりも増大し、内燃機関４０が停止するまでの間に、レール圧Prが一旦上昇する。そのため、目標レール圧Ptgtを上昇させることなく燃料噴射を停止させる場合と比べて、レール圧Prを噴射可能圧力Pr_inj以上で維持可能な時間を長くすることができる。
【００５４】
目標レール圧演算手段６４は、アイドリングストップ条件成立時において、目標レール圧Ptgtをステップ変化させるように切り替えることができる。目標レール圧Ptgtをステップ変化させるように切り替えれば、圧力制御弁１２を瞬時に閉じさせてレール圧Prを瞬時に上昇させることができるようになる。
【００５５】
ただし、目標レール圧Ptgtをステップ変化させるように切り替えると、アイドリングストップ条件成立直後にレール圧Prが一時的に過上昇してしまい、燃料高圧系に多大な負荷がかかるおそれがある。このようなレール圧Prの過上昇を防ぐ場合には、目標レール圧Ptgtを徐々に上昇させるようにするとよい。目標レール圧Ptgtを徐々に上昇させるようにすれば、レール圧Prを徐々に上昇させることができるようになるために、燃料高圧系に多大な負荷がかかることが防止される。
【００５６】
また、目標保持レール圧Ptgt_highが燃料温度Tqに応じて設定されるように構成することもできる。燃料温度Tqが上昇すると、燃料密度が低下して燃料高圧系に存在する微細な隙間から低圧側に燃料がリークしやすくなり、レール圧Prが低下しやすくなる。そのため、想定される時期よりも早くレール圧Prが噴射可能圧力Pr_injを下回ってしまうおそれがある。そのため、燃料温度Tqが高くなるにしたがい目標保持レール圧Ptgt_highが大きくなるように設定することが好ましい。
【００５７】
燃料温度Tqは温度センサ２５のセンサ信号Stに基づいて算出可能であるが、排気ガス温度Tgや冷却水温度Tw、外気温度Ta、内燃機関の運転状態等に基づいて推定することもできる。温度センサ２５のセンサ信号Stに、排気ガス温度Tgや冷却水温度Tw、外気温度Ta、内燃機関の運転状態等を加味して、燃料温度Tqを推定するようにしてもよい。
【００５８】
燃料噴射弁制御手段６８は、機関回転数Neやアクセル操作量Acc等に基づいて目標燃料噴射量Qtgtを算出するとともに、目標燃料噴射量Qtgtに見合う燃料噴射弁１３の制御信号を生成し、燃料噴射弁１３に対して制御信号を送信する。
【００５９】
また、本実施形態において、燃料噴射弁制御手段６８は、アイドリングストップ条件成立信号を受け取ると、レール圧Prと目標保持レール圧Ptgt_highとの差ΔPrが所定値ΔPr0未満となるまでは目標燃料噴射量Qtgtに基づく噴射制御を継続し、レール圧の差ΔPrが所定値ΔPr0未満になったときに、燃料噴射を停止させる。アイドリングストップ条件成立時にこのように燃料噴射を停止させるにより、レール圧Prが確実に上昇する一方、レール圧Prが過度に上昇することがないことを判断して燃料噴射を停止させることができる。
【００６０】
燃料噴射を停止させるタイミングは上述した例に制限されない。レール圧Prが目標保持レール圧Ptgt_highを実際に上回ったときに、燃料噴射を停止させるようにしても構わない。また、例えばアイドリングストップ条件が成立してからの時間が予め定められた時間に達したときに燃料噴射を停止させるようにすることもできる。
【００６１】
また、燃料噴射弁制御手段６８は、再始動条件成立信号を受け取ると、燃料噴射弁１３に対して制御信号を送信し燃料噴射を再開させる。
【００６２】
３．蓄圧式燃料噴射装置の制御方法
次に、上述した蓄圧式燃料噴射装置５０の制御装置６０によって実行される制御の一例について、図３のタイムチャート及び図４の制御フローに基づいて詳細に説明する。図３中、本実施形態の制御方法による目標レール圧Ptgt、レール圧Pr、機関回転数Ne、通電電流値の経時変化がそれぞれ実線で示されており、目標レール圧を大きくしない制御方法によるそれぞれの経時変化の一例が破線で示されている。
【００６３】
図４の制御フローにおいて、まず、ステップＳ１１で所定のアイドリングストップ条件が成立したか否かが判別される（図３のt0〜t1の期間）。図３のt0〜t1の期間では、圧力制御弁１２への通電電流値は目標レール圧Ptgtに応じてフィードバック制御されており、レール圧Prが目標レール圧Ptgtとなるように制御が行われている。
【００６４】
アイドリングストップ条件が成立するとステップＳ１２に進み、目標レール圧Ptgtをアイドリングストップ条件成立時の目標レール圧よりも大きい目標保持レール圧Ptgt_highに向けて上昇させる（図３のt1）。その結果、レール圧Prが目標レール圧Ptgtとなるように圧力制御弁１２への通電電流値が制御される。その後ステップＳ１３に進み、レール圧Prを検出するとともに、ステップＳ１４でレール圧Prと目標保持レール圧Ptgt_highとの差ΔPrが所定値ΔPr0未満となったか否かが判別される（図３のt1〜t2の期間）。
【００６５】
レール圧Prと目標保持レール圧Ptgt_highとの差ΔPrが所定値ΔPr0未満となったときにはステップＳ１５に進み、内燃機関４０への燃料噴射を停止する（図３のt2）。燃料噴射を停止しても、機関回転数Neがゼロになるまでは高圧ポンプ５からコモンレール１０への燃料の供給があるため、レール圧Prはしばらくの間上昇した後に低下し始める。
【００６６】
燃料噴射が停止させられた後は、ステップＳ１６で再始動条件が成立したか否かが判別される（図３のt2〜t3の期間）。再始動条件が成立したと判別されたときにはステップＳ１７に進み、レール圧Prを検出した後、ステップＳ１８でレール圧Prが噴射可能圧力Pr_inj以上であるか否かが判断される（図３のt3の期間）。レール圧Prが噴射可能圧力Pr_inj以上である場合には、ステップＳ１９に進み燃料噴射を再開させる。このとき、基本的にはスタータ等の補助装置を用いて内燃機関４０の気筒内を圧縮状態にした上で燃料噴射が行われるが、気筒内が圧縮状態になっている場合であれば補助装置を用いることなく速やかに燃料噴射を再開させることもできる。
【００６７】
一方、レール圧Prが噴射可能圧力Pr_inj未満である場合には、スタータ等の補助装置によって内燃機関４０のドライブシャフトを回転させ、レール圧Prが噴射可能圧力P_inj以上になるまで燃料噴射の再開を待機させてステップＳ１７に戻る。そして、レール圧Prが噴射可能圧力Pr_inj以上になったときにステップＳ１９で燃料噴射を再開させる。
【００６８】
このように、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御方法では、アイドリングストップ条件成立後、目標レール圧Ptgtがアイドリングストップ条件成立時よりも大きくされた後に燃料噴射が停止させられる。そのために、燃料噴射停止前に一旦レール圧Prが高められ、燃料噴射を停止してからレール圧Prが噴射可能圧力Pr_injを下回るまでの時間が長く確保される。特に、本実施形態においては、レール圧Prと目標保持レール圧Ptgt_highとの差ΔPrが所定値ΔPr0となった後に燃料噴射を停止させるため、レール圧Prが確実に上昇させられ、レール圧Prが噴射可能圧力Pr_inj以上に維持される時間を確実に長くすることができる。
【００６９】
これに対して、図３中の破線で示される目標レール圧を大きくしない制御方法では、アイドリングストップ条件が成立したt1の時点でのレール圧Prが基準となってその後レール圧Prが徐々に低下するために、レール圧Prは比較的早いt4’の時点で噴射可能圧力Pr_injを下回ってしまう。
【００７０】
また、本実施形態では、アイドリングストップ条件成立後、一旦レール圧Prが高められるために、セルフシール構造として構成される種々の弁のシート部分でのシール性が高められ、よりレール圧Prの低下を抑えやすくできる。
【００７１】
以上説明した本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置及び制御方法並びに蓄圧式燃料噴射装置は、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
例えば、アイドリングストップ条件の成立後に、流量制御弁制御手段６７による流量制御弁８の制御によって一旦レール圧Prを上昇させるようにしてもよい。具体的には、アイドリングストップ条件が成立したときに圧力制御弁１２を閉弁状態で維持するとともに、流量制御弁８の開度をアイドリングストップ条件成立時の開度よりも大きくして、レール圧Prを上昇させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１：燃料タンク、２：低圧ポンプ、５：高圧ポンプ、５ａ：加圧室、６：燃料吸入弁、７：プランジャ、８：流量制御弁、９：燃料吐出弁、１０：コモンレール、１２：圧力制御弁、１３：燃料噴射弁、１４：オーバーフローバルブ、１５：カム、１８ａ〜１８ｄ：燃料供給通路、２１：圧力センサ、３０ａ〜３０ｃ：リターン通路、３７、３９：高圧燃料通路、４０：内燃機関、４１：気筒、５０：蓄圧式燃料噴射装置、６０：制御装置、６１：アイドリングストップ条件成立検出手段、６２：再始動条件成立検出手段、６４：目標レール圧演算手段、６５：レール圧検出手段、６６：流量制御弁制御手段、６７：圧力制御弁制御手段、６８：燃料噴射弁制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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