(57)【要約】  【課題】燃料噴射量のバラツキを低減し、排気エミッション特性の向上等を図ることができる高圧燃料供給制御装置を提供する。  【解決手段】低圧燃料ポンプ５１から送り出される燃料を高圧燃料ポンプ６０により蓄圧室５３に加圧供給し、前記蓄圧室５３内の燃料を燃焼室１７に直接噴射するための燃料噴射弁３０へと供給する高圧燃料供給系と、前記蓄圧室５３内の圧力が所定値以上に上昇した際には燃料を低圧側に戻すことにより圧力を調整する圧力調整手段６５、９０、９１、・・・と、前記蓄圧室５３内の圧力を検出する手段５６と、前記蓄圧室５３内の圧力を制御する制御手段１００とを備えた高圧燃料供給制御装置１において、複数の蓄圧室５３、５８を設けるとともに、それらの間を選択的に開閉可能な遮断弁５７を設け、該遮断弁の開閉制御を前記制御手段１００で行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料ポンプにより燃料を蓄圧室に加圧供給し、該蓄圧室内の燃料を燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁へと供給する高圧燃料供給系と、前記蓄圧室内の圧力が所定値以上に上昇した際には燃料を低圧側に戻すことにより圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓄圧室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記蓄圧室内の圧力を制御する制御手段と、を備えたエンジンの高圧燃料供給制御装置であって、
前記蓄圧室が複数個設けられるとともに、それらの蓄圧室間を開閉する遮断弁が設けられていることを特徴とするエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記遮断弁は、前記制御手段により選択的に開閉可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記圧力調整手段は、前記複数個の蓄圧室のうちの、前記燃料噴射弁が設けられている蓄圧室側に付設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記複数の蓄圧室にそれぞれ前記圧力検出手段が備えられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記遮断弁の開閉時期を、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量、及び、前記蓄圧室内の圧力のうちの少なくとも一つに基づいて設定することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記遮断弁の開弁後、所定時間が経過するまでは前記高圧ポンプの吐出量を増量することを特徴とする請求項５に記載の高圧燃料供給制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記高圧ポンプの吐出量の増量期間又は増量分を前記蓄圧室内の圧力に基づいて求めるようにされていることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、エンジンの停止時に、前記蓄圧室内の圧力に基づいて前記遮断弁を開弁することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、エンジンの始動時には前記遮断弁を閉弁することを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記蓄圧室内の圧力変化率に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記複数の蓄圧室内の圧力差分に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの高圧燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載されるエンジンの高圧燃料供給制御装置に係り、特に、高圧燃料ポンプにより燃料を蓄圧室に加圧供給し、該蓄圧室内の燃料を燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁へと供給する高圧燃料供給系を備えたエンジンの高圧燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の自動車は、環境保全の観点から自動車の排出ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の排出ガス物質の削減が求められており、これらの削減を目的として、筒内噴射式エンジンの開発が行われている。筒内噴射エンジンは、燃料噴射弁による燃料噴射を気筒の燃焼室内に直接行うものであり、燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくすることによって噴射燃料の燃焼を促進し、排出ガス物質の削減及びエンジン出力の向上等を図っている。
【０００３】
前記筒内噴射エンジンにおいて、エンジン運転条件に応じて所望の燃料噴射圧力に制御することが必要である。
【０００４】
この要求に対して、下記特許文献１に所載の高圧燃料供給制御装置においては、燃料噴射弁からの燃料噴射量に基づいて設定されたフィードフォワード制御量と、燃圧センサで検出される燃料畜圧室（以下コモンレールと記す）内の燃圧が目標圧力に一致するようなフィードバック制御量により燃料ポンプの吐出量を制御し、燃圧を制御する構成となっている。
【０００５】
また、前記コモンレール内の燃圧は脈動するため、定常状態における実燃圧の目標に対するオフセット及び実燃圧の長い周期での変動を回避しつつ、実燃圧の検出応答性を確保することを目的として、下記特許文献２には、燃圧についてエンジン回転速度に応じて加重平均処理における重みを設定する構成となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２４７５７号公報
【特許文献２】特開平９−２５６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、図１３を参照しながら燃圧脈動発生メカニズムについて説明する。燃圧脈動はポンプ非吐出期間において、燃料噴射弁から燃料が噴射され、燃圧が低下することによって発生する。このため、燃料噴射量が多くなるほど燃圧の低下量が大きくなり、燃圧脈動の振幅が大きくなる。
【０００８】
実燃圧の脈動の振幅が大きい場合、燃圧及び燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度良く制御することができない。
【０００９】
燃圧及び燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度良く制御できないことによって燃料噴射弁からの噴射燃料の粒径が大きくなる、空燃比がばらつく等により安定した燃焼が得ることはできず、燃費および排出ガス性能の悪化を招く。
【００１０】
燃圧脈動の振幅を小さくするためのはコモンレールの容積を大きくすることが考えられるが、容積を大きくすると、燃圧の応答性の悪化を招く。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、脈動振幅の大きな運転条件では、コモンレール容積を大きくすることにより実燃圧の脈動の影響小さくし、脈動振幅の影響の少ない運転条件では、コモンレール容積を小さくすることにより燃圧の応答性を高め、燃焼の安定化及び排出ガス性能（排気エミッション特性）の改善に貢献するエンジンの高圧燃料供給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】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの高圧燃料供給制御装置は、基本的には、高圧燃料ポンプにより燃料を蓄圧室に加圧供給し、該蓄圧室内の燃料を燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁へと供給する高圧燃料供給系と、前記蓄圧室内の圧力が所定値以上に上昇した際には燃料を低圧側に戻すことにより圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓄圧室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記蓄圧室内の圧力を制御する制御手段と、を備える。
【００１３】
そして、前記蓄圧室が複数個設けられるとともに、それらの蓄圧室間を開閉する遮断弁が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
前記遮断弁は、好ましくは、前記制御手段により選択的に開閉可能とされ、また、前記圧力調整手段は、好ましくは、前記複数個の蓄圧室のうちの、前記燃料噴射弁が設けられている蓄圧室側に付設される。
【００１５】
好ましい態様では、前記複数の蓄圧室にそれぞれ前記圧力検出手段が備えられる。
【００１６】
前記制御手段は、好ましくは、前記遮断弁の開閉時期を、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量、及び、前記蓄圧室内の圧力のうちの少なくとも一つに基づいて設定するようにされる。
【００１７】
他の好ましい態様では、前記制御手段は、前記遮断弁の開弁後、所定時間が経過するまでは前記高圧ポンプの吐出量を増量するようにされる。
【００１８】
別の好ましい態様では、前記制御手段は、前記高圧ポンプの吐出量の増量期間又は増量分を前記蓄圧室内の圧力に基づいて求めるようにされる。
【００１９】
また、前記制御手段は、好ましくは、エンジンの停止時に、前記蓄圧室内の圧力に基づいて前記遮断弁を開弁するようにされる。
【００２０】
好ましい態様では、前記制御手段は、エンジンの始動時には前記遮断弁を閉弁するようにされる。
【００２１】
他の好ましい態様では、前記制御手段は、前記蓄圧室内の圧力変化率に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定するようにされる。
【００２２】
さらに別の好ましい態様では、前記制御手段は、前記複数の蓄圧室内の圧力差分に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定するようにされる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るエンジンの高圧燃料供給制御装置では、第１の蓄圧室（コモンレール）に加えて第２の蓄圧室（コモンレール）と遮断弁が備えられ、運転条件に応じて遮断弁の開閉を制御し、コモンレール容積を可変としているので、燃圧を最適かつ迅速に制御することができて、燃圧脈動を低減することができ、それにより、燃料噴射量のバラツキを抑えることができる。よって、燃焼の安定化及び排ガス性能（排気エミッション特性）の改善を図ることができる。
【００２４】
より詳細には、燃料噴射量が多くなるとコモンレール容積を大きくし、燃圧脈動を低減する。燃圧脈動を低減することにより、燃料噴射量のバラツキを低減することが可能となる。燃料噴射量バラツキを低減することにより、失火を防ぎ空燃比を正確に制御することが可能となるので、排気エミッション特性の改善に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のエンジンの高圧燃料供給制御装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る高圧燃料供給制御装置の一実施形態を、それが適用された車載用筒内噴射式エンジンの一例と共に示す全体構成図である。
【００２７】
図示の筒内噴射式エンジン１０は、例えば４つの気筒＃１、＃２、＃３、＃４を有する直列４気筒エンジンであって、シリンダヘッド１１と、シリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５とを有し、該ピストン１５上方には燃焼室１７が画成される。燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧が印加される点火プラグ３５及び燃焼室１７内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３０が臨設されている。なお、図において、点火プラグ３５及び燃料噴射弁３０は、便宜上、燃焼室１７の天井部の左右に並設されているが、それらの配設位置は適宜に設定可能である。
【００２８】
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０の始端部に設けられたエアクリーナ２１の入口部２１ａから取り入れられ、エアフローセンサ２４を通り、電制スロットル弁２５が収容されたスロットルボディ２６を通ってコレクタ２７に入り、このコレクタ２７から前記吸気通路２０の下流部分を形成する分岐通路部（吸気管、吸気ポート）及びその下流端に配在された、吸気カムシャフト２９により開閉駆動される吸気弁２８を介して各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７に吸入される。
【００２９】
燃焼室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５により点火されて爆発燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス（排ガス）は、排気カムシャフト４９により開閉駆動される排気弁４８を介して排気通路４０に排出され、排気通路４０に配備された触媒コンバータ４６で浄化された後、外部に排出される。
【００３０】
一方、前記燃料噴射弁３０から噴射されるガソリン等の燃料は、燃料タンク５０から低圧燃料ポンプ５１により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ５２により一定の圧力（例えば３ｋｇ／ｃｍ２）に調圧されるとともに、排気カムシャフト４９に設けられたポンプ駆動カム４７により駆動される高圧燃料ポンプ６０において、より高い圧力に二次加圧（例えば５０ｋｇ／ｃｍ２）されて蓄圧室（第１のコモンレール）５３へ圧送され、このコモンレール５３から燃料が気筒#１、#２、#３、#４毎に設けられた燃料噴射弁３０に供給される。燃料噴射弁３０に供給される燃料の圧力（燃圧）は燃圧センサ５６により検出されるようになっている。
【００３１】
また、前記コモンレール５３には、エンジン１０の気筒数（ここでは、４）にあわせて、燃料噴射弁３０の他、リリーフ弁５５、燃圧センサ５６、遮断弁５７が備えられていて、遮断弁５７は、第２のコモンレール５８と接続されており、それらによりコモンレール容積を可変にすることが可能となっている（後で詳述）
そして、本実施形態の高圧燃料供給制御装置１においては、高圧燃料ポンプ６０を含むエンジン１０の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００が備えられている。
【００３２】
コントロールユニット１００は、基本的には、図２に示される如くに、ＭＰＵ１０１、ＥＰ−ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、Ａ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ１０４等で構成され、入力信号として、エアフローセンサ２４により検出される吸入空気量に応じた信号、燃圧センサ５６により検出される燃料圧力に応じた信号、スロットルセンサ２３により検出されるスロットル弁２５の開度に応じた信号、カム角センサ（フェーズセンサ）３６からの排気カムシャフト４９の位相（回転位置）並びに高圧燃料ポンプ６０のポンプ駆動カム４７の回転位置を表す検出（角度）信号、クランク角センサ（ポジションセンサ）３７からのクランクシャフト１８の回転角度・位相（回転位置）を表す検出（角度）信号、排気通路４０に配設された空燃比センサ４４により検出される排ガス中の例えば酸素濃度に応じた信号、シリンダブロック１２に配設された水温センサ１９により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号の他、図１には図示されていないイグニッションスイッチからの始動開始（クランキング開始）を示す信号、アクセルセンサから得られるアクセルペダルの踏み込み量を示す信号等も供給される。
【００３３】
コントロールユニット１００は、前記各信号を所定の周期をもって取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された制御信号を、各燃料噴射弁３０、点火コイル３４、高圧燃料ポンプ６０、低圧燃料ポンプ５１、電制スロットル弁２５、後述する遮断弁５７等に供給して、燃料噴射（噴射量、噴射時期）制御、点火時期制御、燃料圧力制御、スロットル弁２５の開度制御等を実行する。
【００３４】
そして、本実施形態の高圧燃料供給制御装置１においては、高圧燃料ポンプ６０に備えられているアクチュエータ（ソレノイド９０）や遮断弁５７（のソレノイド５７ｂ）に対する制御（駆動）信号の出力制御に特徴を有するものであり、これを以下に詳細に説明する。
【００３５】
図３は、本実施形態における高圧燃料ポンプ６０を備えた燃料供給システムの全体構成を示し、図４は、高圧燃料ポンプ６０の拡大縦断面を示している。
【００３６】
前記高圧燃料ポンプ６０は、燃料タンク５０からの燃料を加圧して第１のコモンレール５３に高圧の燃料を圧送するものであり、シリンダ室６７と、ポンプ室６８と、ソレノイド室６９とからなり、前記シリンダ室６７は、前記ポンプ室６８の下方に配置され、前記ソレノイド室６９は、前記ポンプ室６８の吸入側に配置されている。
【００３７】
前記シリンダ室６７には、プランジャ６２、リフタ６３、プランジャ下降ばね６４が配在され、前記プランジャ６２は、排気カムシフト４９に設けられてそれと一体回転するポンプ駆動カム４７に圧接せしめられたリフタ６３を介して往復動せしめられ、加圧室７２の容積を変化させる。
【００３８】
前記ポンプ室６８は、低圧燃料の吸入通路７１、加圧室７２、高圧燃料の吐出通路７３から構成され、吸入通路７１と加圧室７２との間には、燃料通過弁とされる吸入弁６５が設けられている。この吸入弁６５は、燃料の流通方向を制限する逆止弁であり、閉弁ばね６５ａにより閉弁方向（ポンプ室６８からソレノイド室６９に向かう方向）に付勢されている。前記加圧室７２と吐出通路７３との間には吐出弁６６が設けられており、前記吐出弁６６もまた、燃料の流通方向を制限する逆止弁であり、閉弁ばね６６ａにより閉弁方向に付勢されている。なお、閉弁ばね６５ａは、プランジャ６２による加圧室７２内の容積変化により、吸入弁６５を挟んで、加圧室７２側の圧力が吸入通路７１側の圧力に対して同等又はそれ以上になった場合には、前記吸入弁６５を閉弁させるように付勢するものである。
【００３９】
前記ソレノイド室６９には、アクチュエータであるソレノイド９０、吸入弁操作部材９１、及び開弁ばね９２が配在されており、前記吸入弁操作部材９１は、前記吸入弁６５に相対する位置に配在され、その先端（ロッド部）が前記吸入弁６５に接離自在に接当せしめられ、ソレノイド９０が通電励磁されると、その電磁力によりソレノイド室６９側に吸引され、これによって、前記吸入弁６５が閉弁方向に移動せしめられる。一方、ソレノイド９０が通電励磁されていない状態では、前記吸入弁操作部材９１の後端に圧接する開弁ばね９２の付勢力により、前記吸入弁６５は、前記吸入弁操作部材９１を介して開弁方向に移動せしめられ、開弁状態にされる。
【００４０】
燃料タンク５０から燃料ポンプ５１及び燃圧レギュレータ５２を介して所定圧力に調圧された燃料は、前記ポンプ室６８の吸入通路７１に導かれ、その後、前記ポンプ室６８内の加圧室７２で前記プランジャ６２の往復動により加圧され、前記ポンプ室６８の吐出通路７３から第１のコモンレール５３に圧送される。
【００４１】
前記第１のコモンレール５３には、燃料噴射弁３０、３０、３０、３０の他、遮断弁５７を介して、第２のコモンレール５８が接続されている。
【００４２】
前記遮断弁５７は、第１のコモンレール５３と第２のコモンレール５８との間に配在された遮断室５７ｄ、この遮断室５７ｄ内を遮断（閉弁）−開成（開弁）する遮断弁体５７ａ、この遮断弁体５７ａを開弁方向に駆動するアクチュエータである遮断弁ソレノイド５７ｂ、及び、遮断弁体５７ａを閉弁方向に付勢する開弁ばね５７ｃから構成されている。      
【００４３】
かかる遮断弁５７は、遮断弁ソレノイド５７ｂのＯＦＦ時（非通電時）は、閉弁しており、燃料は第２のコモンレール５８へは流れない。第２のコモンレール５８に燃料が流れないことにより、コモンレール総容積は第１のコモンレール５３の容積のみとなり、燃圧応答性を高めることが可能となる。
【００４４】
それに対し、遮断弁ソレノイド５７ｂのＯＮ時（通電時）には、前記遮断弁体５７ａが開弁方向に移動し、燃料は第２のコモンレール５８へも流れるようになる。第２のコモンレール５８へも燃料が流れることにより、コモンレール容積は大きくなり、その結果、脈動振幅幅が低減される。
【００４５】
ここで、コントロールユニット１００は、クランク角センサ３７、カム角センサ３６、及び前記コモンレール５３に設けられた燃圧センサ５６等からの各検出信号に基づいて、前記遮断弁５７（のソレノイド５７ｂ）に対する制御（駆動）信号を出力して、遮断弁５７の開閉制御を行う。なお、前記コモンレール５３と燃料タンク５０との間には、配管系破損の防止を図るべく、リリーフ弁５７が配在されており、このリリーフ弁５７は、前記コモンレール５３内の圧力が所定値を超えた場合に開弁されるようになっている。
【００４６】
図５は、前記高圧燃料ポンプ６０の動作タイムチャートを示している。なお、ポンプ駆動カム４７で駆動されるプランジャ６２の実際のストローク（実位置）は、図６の下段に示される如くの曲線になるが、上死点と下死点の位置を分かり易くするため、図６以外のプランジャ６２のストロークが示されている図（図１３等）においては、プランジャ６２のストロークは直線的に描かれている。
【００４７】
プランジャ６２が、前記ポンプ駆動カム４７の回転によりプランジャ下降ばね６４の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室６８の吸入行程が行われる。この吸入行程では、前記吸入弁操作部材９１が開弁ばね９２の付勢力に応じて吸入弁６５を開弁方向に移動させる。これにより、加圧室７２内の圧力が低下する。
【００４８】
次に、プランジャ６２が、前記カム４７の回転によりプランジャ下降ばね６４の付勢力に抗して下死点側から上死点側に移動すると、前記ポンプ室６８の圧縮行程が行われる。この圧縮行程では、コントロールユニット１００からアクチュエータであるソレノイド９０の駆動信号が出力されてソレノイド９０が通電励磁状態（ＯＮ状態）にされると、前記吸入弁操作部材９１が開弁ばね９２の付勢力に抗して吸入弁６５を閉弁させる方向に移動せしめられ、その先端が前記吸入弁６５から離間して、前記吸入弁６５が閉弁ばね６５ａの付勢力に応じて閉弁方向に移動する。これにより、加圧室７２内の圧力が上昇する。
【００４９】
そして、前記吸入弁操作部材９１がソレノイド９０側に最も吸引され、プランジャ６２の往復動に同期する吸入弁６５が閉弁して加圧室７２内の圧力が高くなると、加圧室７２内の燃料が吐出弁６６を押圧し、該吐出弁６６は、閉弁ばね６６ａの付勢力に抗して自動的に開弁し、加圧室７２の容積減少分の高圧燃料がコモンレール５３側に吐出される。なお、ソレノイド９０の通電（駆動信号の出力）は、前記吸入弁６５がソレノイド９０側に移動せしめられて閉弁されると停止（ＯＦＦ）されるが、上記のように、前記加圧室７２内の圧力が高いため、吸入弁６５は閉弁状態で維持されてコモンレール５３側への燃料の吐出が行われる。
【００５０】
また、プランジャ６２が、前記カム４７の回転によりプランジャ下降ばね６４の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室６８の吸入行程が行われ、前記加圧室７２内の圧力低下に伴って、前記吸入弁操作部材９１が開弁ばね９２の付勢力に応じて吸入弁６５を開弁する方向に移動せしめられるともに、吸入弁６５がプランジャ６２の往復動に同期して自動的に開弁し、前記吸入弁６５の開弁状態が保持される。そして、加圧室７２内は圧力の低下が生じていることにより吐出弁６６の開弁が行われない。以後前記動作を繰り返す。
【００５１】
よって、前記プランジャが上死点に達する前の圧縮行程の途中で、ソレノイド９０がＯＮ状態（通電励磁状態）にされると、コモンレール５３への燃料圧送が行われ、また、燃料圧送が一度始まれば、加圧室７２内の圧力は上昇しているので、その後に、ソレノイド９０をＯＦＦ状態にしても、吸入弁６５は閉弁状態を維持する一方で、吸入行程の始まりに同期して自動開弁することができる。そのため、ソレノイド９０の駆動信号の出力開始タイミングにより、コモンレール５３側への燃料の吐出量を調節することができる。さらに、燃圧センサ５６からの信号に基づき、適切な出力開始タイミングを設定して、ソレノイド９０をコントロールすることにより、コモンレール５３の圧力を目標値にフィードバック制御することができる。
【００５２】
図７に、本実施形態においてコントロールユニット１００が実行する遮断弁５７の制御ルーチンの一例をフローチャートで示す。
【００５３】
まず、ステップ７０１で本ルーチンの割込み処理が始まる。割込み処理は、例えば１０ｍｓ毎のような時間同期である。ステップ７０２から７０４では、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量を読込む。本読込みの目的は、回転数および燃料噴射量が大きくなるに従い増大する燃圧脈動が許容不可能な領域にあるか否かを判断するためである。
【００５４】
続くステップ７０５では、燃圧応答性必要領域であるか否かを判断する。燃圧応答性必要領域であると判断された場合（必要領域判断フラグ：＃ＦＰＲＥＳＮＥＳ＝１）、遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝０とし、ステップ７０８に進み、遮断弁ソレノイド５７ｂの制御信号をＯＦＦとする。ステップ７０６では、脈動を低減しなければならない領域であるか否かを判断し、脈動低減領域であると判断された場合、遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１とし、ステップ７０７に進み遮断弁ソレノイド５７ｂの制御信号をＯＮとする。
【００５５】
図８に、ステップ７０５の詳細をフローチャートで示す。ここでは、燃圧応答性を良くすることが必要な領域として始動時を例にとって説明する。
【００５６】
始動時には燃料の霧化促進のため、高圧の燃料が必要となる。そこで、ステップ８０１で割込み処理を開始し、ステップ８０２、８０３では、スタータ駆動信号、燃圧を読込む。ステップ８０４では、スタータ駆動中であるか否かを判断する。スタータ駆動中であると判断された場合、ステップ８０７に進み、燃圧応答性必要領域であるとして、必要領域判断フラグ：＃ＦＰＲＥＳＮＥＳ＝１とする。ステップ８０５では、始動後所定時間以内かつ所定燃圧以下であるか否かを判断する。前記始動後所定時間としては、始動時の目標燃圧に到達するのに十分な時間を設定し、前記所定燃圧としては、目標燃圧を設定する。前記条件を満たすと判断された場合、ステップ８０７に進み、燃圧応答性必要領域であるとして、必要領域判断フラグ：＃ＦＰＲＥＳＮＥＳ＝１とする。
【００５７】
次に、図９を参照しながら脈動低減領域判定方法（図７のステップ７０６）を説明する。燃圧脈動は、エンジン回転数および燃料噴射量が大きくなるに従い増大するので、図９の曲線Ｅより上の領域が脈動を低減したい領域となる。例えば、燃料噴射量軸と回転数軸のマップによって脈動低減領域を判定する。
【００５８】
図１０に、本実施形態においてコントロールユニット１００が実行する遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬに対応する高圧燃料ポンプ６０の制御ルーチンの一例をフローチャートで示す。本制御ルーチンの目的は、遮断弁５７が閉から開になった瞬間の目標燃圧と実燃圧との乖離を防止することである。
【００５９】
まず、ステップ１００１で割込み処理を開始し、ステップ１００２では、燃圧を読込む。続くステップ１００３では、遮断弁５７の開閉状態を遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬにより判断する。＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１、すなわち遮断弁５７が開の場合には、ステップ１００４に進む。ステップ１００４では、目標燃圧と実燃圧を比較し、目標燃圧の方が大きい場合には、ステップ１００５に進み、高圧燃料ポンプ６０の吐出量を増量する。本例では、全吐出を実施することとしているが、目標燃圧と実燃圧の差分に比例した量を増量する方法でも良い。ステップ１００４において、目標燃圧と実燃圧が等しいと判断された場合には、ポンプの増量を終了する。
【００６０】
次に、第２のコモンレール５８を増設して前記制御を行うことによる作用効果を、図１２のタイムチャートを参照しながら説明する。
【００６１】
第２のコモンレール５８はコモンレール５３と比較して、接続されている弁の数が少ない（第２のコモンレール５８が接続されているのは遮断弁５７のみ）のでコモンレール内の残圧を保持する期間が長い。よって、エンジン停止後に一定期間経た場合には、第２のコモンレール５８内の燃圧の方が第１のコモンレール５３内の燃圧より高くなる（図１１参照）。
【００６２】
図１２において、コントロールユニット１００の電源ＯＮ時に遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１とする。これにより、第２のコモンレール５８内の燃圧によって第１のコモンレール５３内の燃圧は昇圧される。スタータ駆動前に第１のコモンレール５３内の燃圧を昇圧することにより、始動時の燃料噴射の霧化が促進され、排ガス浄化性能（排気エミッション特性）が向上する。＃ＦＳＨＴＳＯＬは、前記したように始動時には遮断弁５７を閉弁した方が良いため、スタータ駆動信号がＯＮとなったときにクリアする。
【００６３】
ここで、本制御は第２のコモンレール５８内の燃圧により第１のコモンレール５３内の燃圧を補助することを目的としており、アイドルストップ後の再始動直前にも利用可能な制御である。
【００６４】
図１４に、本実施形態においてコントロールユニット１００が実行する遮断弁閉故障判定ルーチンの一例をフローチャートで示す。まず、ステップ１４０１において割込み処理を開始し、ステップ１４０２では、燃圧を読込む。ステップ１４０３では、遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１であるか否かを判断する。＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１の場合、すなわち遮断弁５７を開弁する命令を出している場合、ステップ１４０４に進む。ステップ１４０４では、第１のコモンレール５３内の圧力変化率が所定値以上であるか否かを判断する。
【００６５】
ここで、図１８に高圧燃料ポンプ６０の吐出量を一定とした場合の圧力上昇率を示す。圧力上昇率は、コモンレール容積が小さくなるほど大きくなる。前記所定値を、第１のコモンレール５３に第２のコモンレール５８を加えた容積に対応する圧力変化率とした場合、圧力変化率が前記所定値を超えるときには、遮断弁５７が閉故障していると考えられる。よって、ステップ１４０４でコモンレール５３内の圧力変化率が所定値以上であると判断された場合、ステップ１４０５において、遮断弁５７が閉故障していると判定する。
【００６６】
図１５に、本実施形態においてコントロールユニット１００が実行する遮断弁開故障判定ルーチンの一例をフローチャートで示す。まず、ステップ１５０１において割込み処理を開始し、ステップ１５０２では、燃圧を読込む。ステップ１５０３では、遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝０であるか否かを判断する。＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝０の場合、すなわち遮断弁５７を閉弁する命令を出している場合、ステップ１５０４に進む。ステップ１５０４では、第１のコモンレール５３内の圧力変化率が所定値以下であるか否かを判断する。前記所定値をコモンレール５３の容積に対応する圧力変化率とした場合、圧力変化率が前記所定値以下となるときには、遮断弁５７が開故障していると考えられる。よって、ステップ１５０４でコモンレール５３内の圧力変化率が所定値以下であると判断された場合、ステップ１５０５において、遮断弁５７が開故障していると判定する。
【００６７】
図１６は、高圧燃料ポンプ６０を備えた燃料供給システムの全体構成の他の例を示す。本例は、図３に示される構成例に対して、第２のコモンレール５８に燃圧センサ５９が追加されている。その他の構成は前記実施形態と基本的には同じである。
【００６８】
図１６に示される構成例においてコントロールユニット１００が実行する遮断弁閉故障判定ルーチンの一例を図１７にフローチャートで示す。まず、ステップ１７０１において割込み処理を開始し、ステップ１７０２では、コモンレール５３内の燃圧（燃圧Ａとする）を読込む。ステップ１７０３では、第２のコモンレール５８内の燃圧（燃圧Ｂとする）を読込む。ステップ１７０４では、遮断弁ソレノイド制御信号ＯＮフラグ：＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１であるか否かを判断する。＃ＦＳＨＴＳＯＬ＝１の場合、すなわち遮断弁５７を開弁する命令を出している場合、ステップ１７０５に進む。ステップ１７０５では、燃圧Ａ―燃圧Ｂの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上になったか否かを判断する。
【００６９】
燃圧Ａ−燃圧Ｂの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上経過しているときは、遮断弁５７が閉故障していると考えられる。よって、ステップ１７０５で燃圧Ａ−燃圧Ｂの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上になっていると判断された場合、ステップ１４０５において、遮断弁５７が閉故障していると判定する。
【００７０】
前記の如くの構成とされた本実施形態の高圧燃料供給制御装置では、次のような作用効果が得られる。
【００７１】
すなわち、第１のコモンレール５３に加えて第２のコモンレール５８と遮断弁５７とが備えられ、運転条件に応じて遮断弁５７の開閉を制御し、コモンレール容積を可変としているので、燃圧を最適かつ迅速に制御することができ、燃圧脈動を低減することができ、それにより、噴射量のバラツキを抑えることができる。よって、燃焼の安定化及び排ガス性能（排気エミッション特性）の改善を図ることができる。
【００７２】
より詳細には、図１９のタイムチャートに示される如くに、燃料噴射量が多くなるとコモンレール容積を大きくし、燃圧脈動を低減する。燃圧脈動を低減することにより、燃料噴射量のバラツキを低減することが可能となる。噴射量バラツキを低減することにより、失火を防ぎ空燃比を正確に制御することが可能となるので、排気エミッション特性の改善に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る高圧燃料供給制御装置の一実施形態をそれが適用されたエンジンと共に示す全体構成図。
【図２】図１に示される高圧燃料供給制御装置の主要部を構成するコントロールユニットの説明に供されるブロック図。
【図３】図１に示される実施形態における、高圧燃料ポンプを備えた燃料供給システムの全体構成の一例を示す図。
【図４】図１に示される高圧燃料ポンプの拡大縦断面図。
【図５】高圧燃料ポンプの動作説明に供されるタイムチャート。
【図６】図５のタイムチャートの補足説明図。
【図７】遮断弁の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図８】図７のステップ７０５（燃圧応答性必要領域判定）の詳細を示すフローチャート。
【図９】図７のステップ７０６（脈動低減領域判定）の説明に供される図
【図１０】高圧燃料ポンプの制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図１１】エンジン停止後におけるコモンレール内の残圧の説明に供される図
【図１２】第２のコモンレールを増設して遮断弁の開閉制御を行うことによる作用効果の説明に供されるタイムチャート。
【図１３】燃圧脈動発生メカニズムの説明に供される図
【図１４】遮断弁閉故障判定ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図１５】遮断弁開故障判定ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図１６】高圧燃料ポンプを備えた燃料供給システムの全体構成の他の例を示す図。
【図１７】図１６に示される構成例における、遮断弁閉故障判定ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図１８】コモンレール容積と圧力上昇率の関係の説明に供される図。
【図１９】本発明実施形態の作用効果の説明に供される図
【符号の説明】
【００７４】
１      高圧燃料供給制御装置
１０    筒内噴射式エンジン
３０    燃料噴射弁
３６    カム角センサ
３７    クランク角センサ
４７    ポンプ駆動カム
４９    排気カムシャフト
５３    第１のコモンレール
５５    リリーフ弁
５６、５９  燃圧センサ
５７    遮断弁
５７ｂ  遮断弁ソレノイド
５８    第２のコモンレール
６０    高圧燃料ポンプ
６５    吸入弁
９０    ソレノイド（アクチュエータ）
１００  コントロールユニット
【図１】
2007046568.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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