(57)【要約】【課題】ローアイドル時における高圧ポンプで生ずる騒音の低減、抑圧を可能とする。【解決手段】燃料タンク９の燃料が高圧ポンプ７によりコモンレール１へ加圧、圧送され、コモンレール１に接続された燃料噴射弁２−１〜２−ｎを介してエンジン３へ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、高圧ポンプ７の上流側に調量弁６が、高圧ポンプ７の下流側に圧力制御弁１２が、それぞれ設けられ、電子制御ユニット４により調量弁６と圧力制御弁１２が駆動制御されてコモンレール１のレール圧を制御可能とされ、さらに、電子制御ユニット４は、エンジン３がローアイドル状態にあると判定された場合に、調量弁６により高圧ポンプ７の充填率を１００％とする一方、圧力制御弁１２によりコモンレール１のレール圧を制御するよう構成されてなり、ローアイドル状態に起因する高圧ポンプ７における騒音発生が回避可能となっている。【選択図】図１
2012062770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が、前記高圧ポンプの下流側に圧力制御弁が、それぞれ設けられ、前記調量弁と前記圧力制御弁の駆動制御により、前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置におけるレール圧制御方法であって、
前記エンジンがローアイドル状態の際に、前記調量弁による前記高圧ポンプの充填率を１００％、又は、その近傍の充填率とする一方、前記圧力制御弁により前記コモンレールのレール圧を制御し、ローアイドル状態に起因する前記高圧ポンプにおける騒音発生を回避可能にしたことを特徴とするレール圧制御方法。
【請求項２】
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が、前記高圧ポンプの下流側に圧力制御弁が、それぞれ設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁と前記圧力制御弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、前記エンジンがローアイドル状態にあると判定された場合に、前記調量弁による前記高圧ポンプの充填率を１００％、又は、その近傍の充填率とする一方、前記圧力制御弁により前記コモンレールのレール圧を制御するよう構成されてなり、ローアイドル状態に起因する前記高圧ポンプにおける騒音発生を回避可能にしたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置。
【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制御装置におけるレール圧制御に係り、特に、騒音の低減等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧ポンプによって燃料を加圧して蓄圧器であるコモンレールへ圧送して蓄圧し、その蓄圧された高圧燃料をインジェクタへ供給することにより、インジェクタによる内燃機関への高圧燃料の噴射を可能として、燃費やエミッション特性等に優れるものとして良く知られているものである。
【０００３】
ところで、近年、エンジンの静粛化の要請が大きくなりつつあり、上述のコモンレール式燃料噴射制御装置においても、本来の動作特性の向上のみならず、かかる観点による種々の方策が提案、実用化されている。
例えば、特許文献１等には、インジェクタの駆動タイミングと可変容量式燃料ポンプの駆動タイミングの重複により生ずる騒音を、ポンプの駆動タイミングを調整することで駆動タイミングの重複に起因する騒音発生を回避させるようにした装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６１６６１号公報（第５−１３頁、図１−図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、昨今、エンジンの静粛化の要請がより強くなるにつれて、従来ではあまり問題視されなかったような音に対しても、その低減、抑圧が求められる傾向にある。
例えば、そのような騒音の一つとして、ローアイドル時に高圧ポンプにおいて生ずる騒音がある。
すなわち、ローアイドル時においては、高圧ポンプの駆動トルク変動が比較的顕著となるが、このローアイドルの際に高圧ポンプの回転軸に接続されたギアトレインに遊びが生ずるため、駆動トルク変動に伴っていわゆるギアの歯打ち音が生ずる。
【０００６】
また、エンジン回転数が比較的高い状態にあっては、高圧ポンプ内の駆動軸に設けられたカムがタペットと殆ど接触状態に近い状態となるのに対して、ローアイドル時には、カムの形状によってタペットが変位し、カムとタペットとの当接状態に遊びが生ずるため、カムがタペットを介してプランジャと当接する音が生じ、先のギアの歯打ちと相俟って、比較的エンジン騒音の小さいローアイドル時には、昨今の静粛化の強化の傾向にあっては、無視できないものとなりつつあり、効果的な対応策が所望されている。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ローアイドル時における高圧ポンプで生ずる騒音の低減、抑圧を可能とするレール圧制御方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るレール圧制御方法は、
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が、前記高圧ポンプの下流側に圧力制御弁が、それぞれ設けられ、前記調量弁と前記圧力制御弁の駆動制御により、前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置におけるレール圧制御方法であって、
前記エンジンがローアイドル状態の際に、前記調量弁による前記高圧ポンプの充填率を１００％、又は、その近傍の充填率とする一方、前記圧力制御弁により前記コモンレールのレール圧を制御し、ローアイドル状態に起因する前記高圧ポンプにおける騒音発生を回避可能に構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るコモンレール式燃料噴射制御装置は、
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が、前記高圧ポンプの下流側に圧力制御弁が、それぞれ設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁と前記圧力制御弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、前記エンジンがローアイドル状態にあると判定された場合に、前記調量弁による前記高圧ポンプの充填率を１００％、又は、その近傍の充填率とする一方、前記圧力制御弁により前記コモンレールのレール圧を制御するよう構成されてなり、ローアイドル状態に起因する前記高圧ポンプにおける騒音発生を回避可能としてなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ローアイドル状態に起因する高圧ポンプの駆動系であるギアトレイン、カップリング、チェーン等からの騒音発生を緩和することができ、静粛化のさらなる要請に応えることができ、ひいてはコモンレール式燃料噴射装置のみならずそれを用いた車両のさらなる商品価値の向上に寄与することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置の一構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより実行されるレール圧制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図３】高圧ポンプの充填率と騒音レベルの関係例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置について説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１と、このコモンレール１から供給された高圧燃料をエンジン３の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射制御処理や後述するレール圧制御処理などを実行する電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。
【００１２】
高圧ポンプ装置５０は、供給ポンプ５と、調量弁６と、高圧ポンプ７とを主たる構成要素として構成されてなる公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク９の燃料は、供給ポンプ５により汲み上げられ、調量弁６を介して高圧ポンプ７へ供給されるようになっている。調量弁６には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット４に制御されることで、高圧ポンプ７への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ７の吐出量が調整されるものとなっている。
【００１３】
なお、供給ポンプ５の出力側と燃料タンク９との間には、戻し弁８が設けられており、供給ポンプ５の出力側の余剰燃料を燃料タンク９へ戻すことができるようになっている。
また、供給ポンプ５は、高圧ポンプ装置５０の上流側に高圧ポンプ装置５０と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク９内に設けるようにしても良いものである。
燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、エンジン３の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール１から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット４による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。
【００１４】
本発明のコモンレール１には、余剰高圧燃料をタンク９へ戻すリターン通路（図示せず）に、圧力制御弁１２が設けられており、調量弁６と共にレール圧の制御に用いられるようになっている。
本発明の実施の形態においては、エンジン３の動作状態に応じて、調量弁６と圧力制御弁１２のそれぞれの動作状態を変えることで、適切なレール圧制御の実現が図られるようになっている。かかる調量弁６と圧力制御弁１２による本発明の実施の形態におけるレール圧制御について、概説すれば、まず、第１のレール圧制御の状態として、圧力制御弁１２を全閉状態、すなわち、コモンレール１からリターン通路への流路を閉じた状態とする一方、調量弁６からの燃料吐出量を調整することで、所望のレール圧を得るレール圧制御状態がある。
【００１５】
次に、第２のレール圧制御状態として、調量弁６を全開状態とする一方、圧力制御弁１２の弁開度を調整することで所望のレール圧を得るレール圧制御状態がある。
そして、第３のレール圧制御状態として、調量弁６、圧力制御弁１２を、それぞれ所定の弁開度にして、所望のレール圧を得るレール圧制御状態がある。
これらは、エンジン３の動作状態に応じて、択一的に選択されて実行されるものとなっている。
【００１６】
電子制御ユニット４は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを駆動するための駆動回路（図示せず）や、調量弁６や圧力制御弁１２への通電を行うための通電回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット４には、コモンレール１の圧力を検出する圧力センサ１１の検出信号が入力される他、エンジン回転数やアクセル開度、また、燃料温度などの各種の検出信号が、エンジン３の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。
【００１７】
図２には、かかる電子制御ユニット４によって実行されるレール圧制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ本発明の実施の形態におけるレール圧制御処理について説明する。
この図２に示されたレール圧制御処理は、電子制御ユニット４において、先に概説したような従来のようなレール圧制御や他の種々の車両動作制御が実行される中で、サブルーチン処理の一つとして実行されるものとなっている。
【００１８】
しかして、電子制御ユニット４による処理が開始されると、エンジン３がローアイドル状態（ローアイドリング状態）にあるか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０２参照）。
ここで、ローアイドリング状態とは、エンジン３が無負荷状態、換言すれば、車両が停止状態にあって、エンジン３の回転数が、その回転状態を維持できる必要最低限の回転数にある状態を言う。
【００１９】
エンジン３がローアイドル状態にあるか否かの具体的な判断指標には、エンジン回転数、目標レール圧、燃料噴射量及びアクセル開度を用いるのが好適である。例えば、エンジン回転数、目標レール圧及び燃料噴射量が、それぞれ所定の値、又は、所定の範囲にあり、かつ、アクセル開度が零である場合に、ローアイドル状態であると判定するのが好適である。なお、上述の所定の値、所定の範囲は、エンジン３の規模等によって適切な値が異なるものであるので、個々の車両の具体的な条件を考慮して、試験やシミュレーション等に基づいて定めるのが好適である。
【００２０】
そして、ステップＳ１０２において、エンジン３がローアイドル状態であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０４の処理へ進む一方、エンジン３はローアイドル状態ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、この図２に示された一連の処理を実行するに適した状態ではないとして、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
【００２１】
ステップＳ１０４においては、調量弁６により高圧ポンプ７の充填率が１００％とされ、高圧ポンプ７は全圧送状態とされる。調量弁６の開度と高圧ポンプ７の充填率との相関関係は、主にエンジン回転数の影響が大である。すなわち、概して、エンジン回転数が大となるにしたがい、高圧ポンプ７の同一の充填率に対する調量弁６の開度も大となる傾向にあると言うことができる。具体的な調量弁６の開度としては、個々のコモンレール式燃料噴射制御装置の規模や動作特性等によって異なるものであるので、試験やシミューレション等に基づいて個別的に定めるのが好適である。
上述のように調量弁６により高圧ポンプ７の充填率が１００％とされると同時に、圧力制御弁１２は、圧力制御状態とされる。すなわち、コモンレール１のレール圧が目標圧力となるように、圧力制御弁１２の開弁状態がフィードバック制御されることとなる。
これによって、高圧ポンプ７は全圧送状態となるために、高圧ポンプ７の回転軸と図示されないギアトレインとの間の遊びの発生を抑えることができ、従来と異なり、いわゆるギアの歯打ち音の発生が緩和されることとなる。
【００２２】
また同時に、高圧ポンプ７の全圧送状態によって、従来と異なり、高圧ポンプ７内の図示されないカムとタペットとの当接状態に遊びが少ないため、従来と異なり、図示されないカムがタペット介してプランジャに当接することが無くなり、当接の際の音の発生が回避されることとなる。
したがって、ローアイドル状態におけるさらなる静粛化が実現されるものとなっている。
【００２３】
かかるステップＳ１０４の処理は、ローアイドル状態ではないと判定されるまで継続されるものとなっている（図２のステップＳ１０２参照）。
なお、上述のように、高圧ポンプ７を全圧送状態としても、ローアイドル状態にあっては、レール圧が低いため、燃料温度が異常に上昇することは無く、エンジン３の動作等に悪影響を及ぼすことは無い。
また、ステップＳ１０４の処理による調量弁６と圧力制御弁１２の動作制御状態そのものは、先に概説した第２のレール圧制御状態に相当するが、従来、第２のレール圧制御は、車両の起動時において実行されていた制御状態であり、本発明の実施の形態で説明したようにローアイドル状態において実行するという発想自体これまでにはなかったものである。
【００２４】
なお、上述した本発明の実施の形態においては、先に説明したように高圧ポンプ７の回転軸と図示されないギアトレインとの間の遊びの発生を確実に抑え、それによって、いわゆるギアの歯打ち音の発生を確実に緩和するという観点から、高圧ポンプ７の充填率を１００％としたが（図２のステップＳ１０４参照）、現実的には、上述と同等の作用効果を得るためには、高圧ポンプ７の充填率は必ずしも１００％に限定されるものではなく、その近傍の充填率であっても良いものである。充填率１００％に対して、近傍の充填率として、具体的にどの程度が好適かは、高圧ポンプ７や調量弁６の動作特性、また、装置の規模等によって異なるが、本願の発明者による試験においては、充填率８０％の場合は同様の効果を得るには限界であるが、充填率９０％を超える範囲においては、充填率１００％の場合とほぼ同程度の作用、効果を得ることが確認されている。
【００２５】
具体的には、例えば、図３には、本願発明者が行った試験における高圧ポンプ７の充填率と騒音レベルの関係例を示す特性線図が示されており、以下、同図について説明する。
まず、図３において横軸は、高圧ポンプ７の充填率を示し、縦軸は騒音レベルを示している。
高圧ポンプ７の充填率が大凡５０％の場合、騒音レベルが最大であり、乗員のの殆どが騒音と認識するレベルである。これに対して、高圧ポンプ７の充填率が大凡８０％を超える範囲では、乗員の殆どが騒音として認識することがないレベルとなっていることが確認できるものとなっている。なお、充填率が９０％を超える範囲では、騒音レベルはさらに下がり、充填率１００％の場合とほぼ同等となっている。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
より一層の静粛化が望まれるコモンレール式燃料噴射制御装置に適する。
【符号の説明】
【００２７】
１…コモンレール
２−１〜２−ｎ…燃料噴射弁
３…ディーゼルエンジン
４…電子制御ユニット
６…調量弁
７…高圧ポンプ
１２…圧力制御弁
【図１】
2012062770.tif 000003
【図２】
2012062770.tif 000004
【図３】
2012062770.tif 000005