JP4656436B2

JP4656436B2 - 噴射量制御装置および噴射量制御方法

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Publication number: JP4656436B2
Application number: JP2006270788A
Authority: JP
Inventors: 和彦大島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: JP2008088897A

Description

本発明は、特にコモンレールの蓄圧室に蓄圧された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁を制御する噴射量制御装置および噴射量制御方法に関する。

従来、コモンレールの蓄圧室に蓄圧された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁を制御する噴射量制御装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
ところで、一般に噴射量制御装置は蓄圧室内の燃料圧力などに基づいて燃料噴射量を制御している。しかしながら、蓄圧室内の燃料圧力には他気筒への燃料噴射や自気筒への以前の燃料噴射などによって圧力脈動が生じるという問題があり、その圧力脈動によって燃料噴射量が変動するという問題がある。

また、一般に燃料噴射弁は個体間で燃料噴射量にばらつきがあるという問題もある。個体間の燃料噴射量のばらつきを低減する方法としては、個体に合わせて燃料噴射期間を調整する方法も考えられるが、この方法では噴射時期が変化してエンジン性能に影響を与えてしまうという問題がある。

特開平５−１２５９８５号公報特開２００４−１０８２８６号公報

本発明は、上述の問題を解決するために創作されたものであって、燃料噴射量が安定する噴射量制御装置および噴射量制御方法を提供することを目的とする。

請求項１〜５に記載の発明によると、高圧燃料を噴射する前にコモンレールの蓄圧室内
に圧力脈動を発生させる。このとき圧力脈動の位相を調整することにより、燃料噴射弁に
よる燃料噴射時の燃料圧力を調整できる。よって、燃料噴射量が安定する。
請求項１に記載の発明によると、燃料噴射弁は、高圧燃料を噴射する噴孔を開閉する弁体、高圧燃料が弁体を閉弁方向に押圧する制御室、および制御室内の高圧燃料を逃がすことにより弁体を開弁する電磁弁を有している。
燃料噴射手段は電磁弁に駆動パルスを出力することによって電磁弁を開弁する。
圧力脈動発生手段は、電磁弁にダミーパルスを出力することによって、弁体が開弁しない範囲で電磁弁を開弁し、蓄圧室内に圧力脈動を発生させる。圧力脈動発生手段は、燃料噴射手段が駆動パルスを出力する前に、燃料噴射弁の噴射量が設計値に対して大、または小のいずれの特性を示すものであるかを認識し、認識した特性に応じて前記ダミーパルスを出力する時期を決定することにより前記電磁弁の開弁時期を調整し、前記圧力脈動の位相を調整する。燃料噴射弁の噴射量特性に応じて圧力脈動の位相を決定するので、個体間の燃料噴射量のばらつきを補正できる。

また、請求項１に記載の発明によると、燃料噴射時の燃料圧力を調整するための圧力脈動を、高圧燃料を噴射するための燃料噴射弁を用いて発生させる。燃料噴射弁を用いると、燃料圧力を調整するための圧力脈動を部品点数を増加させることなく発生できる。

請求項２に記載の発明によると、圧力脈動発生手段は、燃料噴射弁の噴射量ばらつきが許容範囲外であるときのみ圧力脈動を発生させる。噴射量ばらつきが許容範囲内のときは、必ずしも蓄圧室内の燃料圧力を調整するための圧力脈動を発生させる必要はない。にもかかわらず圧力脈動を発生させると逆にそれが蓄圧室内の燃料圧力を変動させる要因になる。従って、噴射量ばらつきが許容範囲内のときは圧力脈動を発生させないことにより、燃料圧力を無用に変動させてしまうことを防止できる。

請求項３に記載の発明によると、蓄圧室内の燃料圧力に応じて圧力脈動の大きさを決定する。例えば、同じ燃料噴射弁であっても、蓄圧室内の燃料圧力が高ければ、燃料噴射時の燃料圧力を目的の燃料圧力に下げるためには大きな圧力脈動が必要となる。蓄圧室内の燃料圧力に応じて圧力脈動の大きさを決定することにより、燃料噴射時の燃料圧力を目的の燃料圧力にする適切な大きさの圧力脈動を発生させることができる。

請求項４に記載の発明によると、圧力脈動を複数回発生させるので、燃料噴射弁の噴射量ばらつきが大きくて一度の圧力脈動の発生だけでは噴射量を十分に補正しきれない場合、前回発生させた圧力脈動に上乗せして圧力脈動を発生させることにより、噴射量を設計値まで補正できる。

以下、本発明の参考形態及び実施形態を説明する。各形態において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付されたほかの形態の構成要素と対応する。尚、以下の説明では「電子制御ユニット」を「ＥＣＵ」と略記する。

（参考形態）
本形態は、燃料噴射弁による燃料噴射によってコモンレールの蓄圧室内に発生した圧力脈動を新たな圧力脈動によって打ち消す例である。
図２は、本形態による噴射量制御装置を適用したディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴射システム１０を示す模式図である。
図示しないディーゼルエンジンの各気筒にはそれぞれ燃料噴射弁１１が設けられており、燃料噴射弁１１には供給ライン１２を経由してコモンレール１３の蓄圧室から高圧燃料が供給される。そのため、燃料噴射弁１１から各気筒の燃焼室内へは蓄圧室内の燃料の圧力（蓄圧室圧力）に等しい圧力の燃料が噴射される。

コモンレール１３には燃料タンク１４の燃料が高圧ポンプ１５により加圧給送される。給送された燃料は、蓄圧室内に蓄圧状態で蓄えられる。蓄圧室に蓄えられている燃料の一部は、燃料噴射弁１１の作動油としても用いられる。蓄圧室から燃料噴射弁１１へ供給された作動油として用いられる燃料は、低圧の還流路１６を経由して燃料タンク１４に還流される。

コモンレール１３には圧力センサ１７が設けられている。蓄圧室圧力は圧力センサ１７により検出されＥＣＵ１８に出力される。ここでＥＣＵは特許請求の範囲に記載の「噴射量制御装置」に相当する。ＥＣＵ１８は圧力センサ１７により検出された蓄圧室圧力に基づいて調量弁１９を制御し、蓄圧室へ給送される燃料の流量を調整する。ＥＣＵ１８は他の各種センサから入力される信号に基づいて判断されるエンジンの運転状態に合わせて、蓄圧室圧力が適正となるように制御する。

次に、燃料噴射弁１１の一例について説明する。
図３は、燃料噴射弁１１の断面図である。
ノズル部３１は、ハウジング３２の電磁駆動部３３とは反対側に設けられている。ノズル部３１はノズルボディ３４を有しており、ノズルボディ３４の先端部の近傍に噴孔３５が形成されている。また、ノズルボディ３４の内周側には弁体としてのバルブニードル３６が軸方向へ往復移動可能に収容されている。バルブニードル３６には当接部３７が形成されており、ノズルボディ３４の内周側に形成されている弁座部３８と当接可能である。当接部３７が弁座部３８へ着座または当接部３７から弁座部３８が離座することにより噴孔３５からの燃料の噴射が断続される。

ハウジング３２内にはバルブニードル３６と当接するピストン３９が収容されている。また、ハウジング３２内にはピストン３９の反バルブニードル３６側に制御室４０が形成されている。制御室４０には、燃料インレット４１から供給された高圧燃料が蓄えられる。
スプリング４２はハウジング３２内に圧縮された状態で収容されている。スプリング４２の電磁駆動部３３側の端部はハウジング３２内に形成されている段部４３に当接しており、他方の端部はピストン３９を噴孔３５側に押圧している。

ピストン３９は、制御室４０に蓄えられた高圧燃料とスプリング４２とにより図２の下方向へ付勢される。ピストン３９が付勢されることでバルブニードル３６は噴孔閉塞方向へ付勢される。すなわち、バルブニードル３６の当接部３７がノズルボディ３４の弁座部３８に着座する方向へ付勢される。
燃料インレット４１には、図示しないコモンレール１３に蓄圧状態で蓄えられている高圧燃料が供給される。コモンレール１３から供給された高圧燃料は、燃料通路４４を経由して、一部が制御室４０へ供給され、他の一部がノズル部３１へ供給される。

燃料通路４５は、燃料通路４４と制御室４０とを接続している。
燃料通路４６は、制御室４０と燃料通路４７とを接続している。電磁駆動部３３が有する図示しない電磁弁が開弁すると、制御室４０内の燃料は燃料通路４６および接続通路４７を経由して燃料タンク１４に還流される。
燃料通路４８は、燃料通路４４と燃料溜まり室４９とを接続している。

電磁駆動部３３は、ハウジング３２のノズル部３１とは反対側に設置されている。電磁駆動部３３は、制御室４０に蓄えられた燃料を排出する図示しない電磁弁を有している。電磁弁が開放され制御室４０の燃料が排出されると、制御室４０内の圧力が低下し、バルブニードル３６を噴孔閉塞方向へ付勢する力が低下する。そして、制御室４０の燃料の圧力とスプリング４２とによってバルブニードル３６が噴孔閉塞方向へ付勢される力よりも、燃料溜まり室４９の圧力によりバルブニードル３６が噴孔開放方向へ付勢される力が大きくなると、バルブニードル３６は図２の上方へリフトする。バルブニードル３６がリフトすると、当接部３７は弁座部３８から離座し、噴孔３５から燃料が噴射される。

一方、電磁弁が閉塞され、制御室４０からの燃料の排出が停止されると、制御室４０内の圧力が増大し、バルブニードル３６を噴孔閉塞方向へ付勢する力が増大する。そのため、バルブニードル３６は図２の下方へ移動し、当接部３７が弁座部３８へ着座する。当接部３７が弁座部３８へ着座すると、噴孔３５からの燃料の噴射が停止される。

次に、コモンレール１３の蓄圧室内に発生した圧力脈動を打ち消す作動の概略について説明する。
図１（Ａ）は、コモンレール１３の蓄圧室内に発生する圧力脈動を示す模式図である。前述した燃料噴射において、電磁弁が開弁して制御室４０内の燃料圧力が逃がされると、蓄圧室内には圧力脈動が発生する。具体的には、時点Ｐで駆動パルス６１がＯＮになると制御室４０から燃料圧力が逃がされ、そのため蓄圧室内の高圧燃料が制御室４０に導入されて蓄圧室圧力は下降する。時点Ｑで燃料噴射が遮断されると、高圧ポンプ１５から供給される高圧燃料によって蓄圧室圧力が増大し始める。このとき蓄圧室内は高圧ポンプ１５から高圧燃料が導入される勢いで燃料圧力が過剰に高まる。蓄圧室圧力はある程度まで高まると限界に達し、過剰に高まった燃料圧力が高圧ポンプ１５側に逆流し始める。図中の時点Ｓは蓄圧室圧力が最も高まった時点を示している。これが繰り返されることで蓄圧室内に圧力脈動が発生する。発生する圧力脈動の周期は高圧ポンプ１５と蓄圧室とを接続する配管の長さに相関する。

図１（Ｂ）は新たな圧力脈動を発生させた場合の蓄圧室内の圧力脈動の変化を示す模式図である。ＥＣＵ１８は駆動パルス６１を出力した後、図示するようにダミーパルス６２を出力することによって新たな圧力脈動を発生させる。
図６（Ｄ）は、新たな圧力脈動の発生による蓄圧室圧力の変化量とダミーパルス６２がＯＦＦになったときからの経過時間（以下、「駆動後経過時間」という。）との関係を示すグラフである。言い換えると、図６（Ｄ）は新たな圧力脈動の波形を示すグラフである。新たな圧力脈動の波形はダミーパルス６２がＯＦＦになった時点で下降し始め、１／４周期が経過した時点Ｗで負の変化量が最大になる。ＥＣＵ１８は負の変化量が最大になる時点Ｗが図１（Ａ）に示す時点Ｓに一致するようにダミーパルス６２の出力時期を決定する。ダミーパルス６２を出力して蓄圧室内に新たな圧力脈動を発生させると、燃料噴射によって蓄圧室内に発生した圧力脈動が新たな圧力脈動によって打ち消される。これにより図１（Ｂ）に示すように蓄圧室内の圧力脈動が抑制される。

次に、圧力脈動を打ち消す作動の詳細について説明する。
図４は、圧力脈動を打ち消す処理の流れを示すフローチャートである。
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１８はエンジン回転数やアクセル開度などに基づいてエンジンの運転状態を検出する。

Ｓ１１０では、ＥＣＵ１８は運転状態に基づいて燃料噴射量および燃料噴射時期を算出する。運転状態に基づく燃料噴射量および燃料噴射時期の算出は公知であるため詳細な説明は省略する。ただし、燃料噴射時期についてはここで算出されたものに確定されるのではなく、後述する「噴射開始遅れ時間」によって調整されることによって最終的に確定される。

Ｓ１１５では、ＥＣＵ１８は「噴射弁駆動制御」を実行し、燃料噴射弁１１から燃料を噴射させる。「噴射弁駆動制御」の詳細は後述する。
Ｓ１２０では、ＥＣＵ１８は次噴射制御が開始されるかを判定する。例えば運転状態によってはメイン噴射の後に続けてアフター噴射を行う場合があり、次噴射制御とはこのアフター噴射のことをいう。アフター噴射を行う場合はダミーパルス６２を出力している間がないので、ダミーパルス６２を出力せずに処理を終了する。

Ｓ１２５では、ＥＣＵ１８は蓄圧室圧力を検出する。
Ｓ１３０では、ＥＣＵ１８は蓄圧室圧力に基づいて圧力脈動の大きさを判定する。図１（Ｂ）において圧力Ｖは燃料噴射直後において燃料圧力が最も低くなったときの圧力を示している。ＥＣＵ１８は圧力Ｖが所定直以下であれば「圧力脈動大」と判定する。ＥＣＵ１８は、「圧力脈動大」であると判定した場合はＳ１３５に進み、それ以外の場合は処理を終了する。圧力脈動が小さいときは燃料噴射量の変動は小さいので、必ずしも当該圧力脈動を打ち消すための新たな圧力脈動を発生させる必要はない。にもかかわらず新たな圧力脈動を発生させると逆にそれが蓄圧室内に大きな圧力脈動を発生させる要因になる。従って、圧力脈動の大きさが所定の大きさ未満のときは新たな圧力脈動を発生させないことにより、圧力脈動を無用に発生させてしまうことを防止できる。

なお、ここでは圧力脈動の大きさを蓄圧室圧力に基づいて判定しているが、Ｓ１１０で算出した燃料噴射量に基づいて判定してもよい。燃料噴射量が多ければ圧力脈動も大きくなるからである。
Ｓ１３５では、ＥＣＵ１８は弁体が開弁しない範囲で電磁弁を開弁する「無噴射噴射弁駆動制御」を実行することにより、コモンレール１３の蓄圧室内に新たな圧力脈動を発生させる。「無噴射噴射弁駆動制御」の詳細については後述する。

「無噴射噴射弁駆動制御」で新たな圧力脈動を発生させた後、ＥＣＵ１８はＳ１２０に戻り、圧力脈動が小さくなるまで処理を繰り返す。すなわち、ＥＣＵ１８は新たな圧力脈動を発生させた後の蓄圧室圧力に応じて電磁弁をフィードバック制御する。これにより、一度の圧力脈動の発生だけでは圧力脈動を十分に打ち消すことができなくても、新たな圧力脈動を繰り返し発生させることで確実に打ち消すことができる。

次に、「噴射弁駆動制御」について説明する。
図５は、「噴射弁駆動制御」の処理の流れを示すフローチャートである。
Ｓ２０５では、ＥＣＵ１８は蓄圧室圧力を検出する。
Ｓ２１０では、ＥＣＵ１８はＳ１１０で算出した燃料噴射量および燃料噴射時期、ならびにＳ２０５で検出した蓄圧室圧力に基づいて、電磁弁を開弁する期間（以下、「噴射弁駆動期間」という。）、および最終的な燃料噴射時期（以下、「噴射弁駆動時期」という。）を算出する。以下、具体的に説明する。

図６（Ａ）は、燃料噴射量と燃料圧力とに基づいて噴射弁駆動期間を算出するためのグラフである。ＥＣＵ１８は燃料噴射量と燃料圧力とに基づいて、図６（Ａ）に示すグラフから噴射弁駆動期間を決定する。
図６（Ｂ）は、燃料圧力に基づいて噴射開始遅れ時間を算出するためのグラフである。電磁弁が開弁してから実際に燃料が噴射されるまでに要する時間は、蓄圧室圧力によって変化する。例えば蓄圧室圧力が低ければ実際に燃料が噴射されるまでの時間は長くなり、逆に蓄圧室圧力が高ければ実際に燃料が噴射されるまでの時間は短くなる。そこで、ＥＣＵ１８はこの遅れ分を見越して噴射弁駆動時期を決定する。具体的には、ＥＣＵ１８は燃料圧力に基づいて図６（Ｂ）に示すグラフから噴射開始遅れ時間を決定する。次に、ＥＣＵ１８は前述したＳ１１０で算出した燃料噴射時期から噴射開始遅れ時間分だけ遡った時点を最終的な噴射弁駆動時期として決定する。

Ｓ２１５では、算出した噴射弁駆動時期に、算出した噴射弁駆動期間の間、電磁弁を開弁する。これにより燃料が噴射される。

次に、「無噴射噴射弁駆動制御」について説明する。
図７は、「無噴射噴射弁駆動制御」の処理の流れを示すフローチャートである。
Ｓ３０５では、ＥＣＵ１８は蓄圧室圧力を検出する。なお、既にＳ１２５で蓄圧室圧力を検出済みなので、Ｓ１２５で検出した蓄圧室圧力を用いるようにしてもよい。
Ｓ３１０では、ＥＣＵ１８はＳ３０５で検出した蓄圧室圧力に基づいて、無噴射噴射弁駆動期間および無噴射噴射弁駆動時期を算出する。

図６（Ｃ）は、燃料圧力に基づいて無噴射噴射弁駆動期間を算出するためのグラフである。ＥＣＵ１８は燃料圧力に基づいて、図６（Ｃ）に示すグラフから無噴射噴射弁駆動期間ｔ１を決定する。このように蓄圧室圧力に基づいて無噴射噴射弁駆動期間を決定することにより、蓄圧室圧力に応じて適切な大きさの圧力脈動を発生させることができる。

図６（Ｄ）は、前述したように新たな圧力脈動の発生による蓄圧室圧力の変化量と駆動後経過時間との関係を示すグラフである。ＥＣＵ１８は、ダミーパルス６２がＯＦＦになったときから蓄圧室圧力の負の変化量が最大になる時点Ｗに達するまでの経過時間ｔ２をグラフから取得する。次に、ＥＣＵ１８は図１（Ａ）に示す時点Ｓを特定する。発生する圧力脈動の周期は高圧ポンプ１５と蓄圧室とを接続する配管の長さに相関し、時点Ｓは配管の長さから一意に特定可能である。次に、ＥＣＵ１８は、時点Ｓから（ｔ１＋ｔ２）時間遡った時点Ｘ（図１（Ｂ）参照）を、ダミーパルス６２をＯＮにする無噴射噴射弁駆動時期として決定する。

Ｓ３１５では、ＥＣＵ１８は時点Ｘからｔ１時間電磁弁が開弁するようにダミーパルス６２を出力する。これにより蓄圧室内に新たな圧力脈動が発生する。この新たな圧力脈動により、Ｓ１１５での燃料噴射によって蓄圧室内に発生した圧力脈動が打ち消され、図１（Ｂ）に示すように蓄圧室内の圧力脈動が抑制される。

以上説明した本発明の参考形態に係る噴射量制御装置によると、燃料噴射弁１１による燃料噴射によってコモンレール１３の蓄圧室内に発生した圧力脈動を、新たな圧力脈動を発生させることによって打ち消すので、蓄圧室内の圧力脈動を抑制できる。よって、燃料噴射量が安定する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態は、燃料噴射の前にコモンレールの蓄圧室内に圧力脈動を発生させて燃料噴射時の燃料圧力を調整する例である。
始めに、燃料噴射時の燃料圧力を調整する作動の概略について説明する。
図８（Ａ）は、燃料噴射弁の個体差によって生じる燃料噴射量のばらつきを示す模式図である。ここでは燃料噴射量が設計値より多い燃料噴射弁（噴射量大品）、概ね設計値に近い燃料噴射弁（噴射量中品）、および設計値より少ない燃料噴射弁（噴射量小品）の３つを例に説明する。また、ここでは理解を容易にするため、いずれの燃料噴射弁の場合も燃料噴射によって蓄圧室内に生じる圧力脈動の大きさは同じであると仮定して説明する。

図８（Ｂ）および図８（Ｃ）は燃料噴射の前に圧力脈動を発生させた場合の燃料噴射量の変化を示す模式図であって、図８（Ｂ）は噴射量小品の燃料噴射量の変化、図８（Ｃ）は噴射量大品の燃料噴射量の変化を示している。
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）に示すように、ＥＣＵ１８は電磁弁に駆動パルス６１を出力する前にダミーパルス６３を出力する。ダミーパルス６３によって発生する圧力脈動の波形は図６（Ｄ）に示した波形と同じである。ＥＣＵ１８は、噴射量小品と噴射量大品とでダミーパルス６３を出力する時期を変える。時期を変える結果、噴射量小品と噴射量大品とでは蓄圧室内に発生する圧力脈動の位相に差が生じ、その結果、噴射量小品と噴射量大品とで燃料噴射時の蓄圧室圧力に差が生じる。

具体的には、噴射量小品の場合は燃料をより多く噴射するよう燃料圧力を高くする必要があり、そのため噴射量小品の場合は燃料噴射時の燃料圧力が高くなるように位相を調整して圧力脈動を発生させている。その結果、図８（Ｂ）に示すように燃料噴射によって発生する通常の圧力脈動のみのときより燃料圧力が高く補正され、より多くの燃料が噴射される。

一方、噴射量大品の場合は燃料をより少なく噴射するよう燃料圧力を低くする必要があり、そのため噴射量大品の場合は燃料噴射時の燃料圧力が低くなるように位相を調整して圧力脈動を発生させている。その結果、図８（Ｃ）に示すように通常の圧力脈動のみのときより燃料圧力が低く補正され、より少ない燃料が噴射される。

次に、燃料噴射時の燃料圧力を調整する作動の詳細について説明する。
図９は、燃料噴射時の燃料圧力を調整する作動の流れを示すフローチャートである。
Ｓ４０５では、ＥＣＵ１８はエンジン回転数やアクセル開度などに基づいてエンジンの運転状態を検出する。

Ｓ４１０では、ＥＣＵ１８は運転状態に基づいて燃料噴射量および燃料噴射時期を算出する。運転状態に基づく燃料噴射量および燃料噴射時期の算出は公知であるため詳細な説明は省略する。
Ｓ４１５では、ＥＣＵ１８は、当該ＥＣＵ１８が備えるＲＯＭから燃料噴射弁１１に固有の噴射量ばらつきを読み出す。

Ｓ４２０では、ＥＣＵ１８は燃料噴射弁１１に固有の噴射量ばらつきを補正するための圧力変化量を算出する。具体的には、ＥＣＵ１８は噴射量中品と同程度の噴射量にするためには圧力をどの程度補正すればよいかを燃料噴射弁１１に固有の噴射量ばらつきに基づいて算出する。
Ｓ４２５では、ＥＣＵ１８は蓄圧室圧力を検出する。

Ｓ４３０では、ＥＣＵ１８は燃料噴射弁１１の噴射量ばらつきの程度を判定する。噴射量ばらつきが許容範囲内のときは燃料噴射量の変動は小さいので、必ずしも燃料噴射時の燃料圧力を調整するための圧力脈動を発生させる必要はない。にもかかわらず圧力脈動を発生させると逆にそれが燃料圧力を変動させる要因になる。従って、噴射量ばらつきが許容範囲内のときは圧力脈動を生じさせないことにより、燃料圧力を無用に変動させてしまうことを防止できる。

Ｓ４３５では、ＥＣＵ１８は「無噴射噴射弁駆動制御」を実行し、新たな圧力脈動を発生させる。
この「無噴射噴射弁駆動制御」では、無噴射噴射弁駆動期間ｔ１の算出の仕方は参考形態の場合と同じであるが、無噴射噴射弁駆動時期ｔ２の算出の仕方は参考形態とは異なっている。
無噴射噴射弁駆動期間ｔ１については、参考形態の場合と同じように蓄圧室圧力に応じて決定する。すなわち、蓄圧室圧力が高ければ開弁期間を長くする。例えば、同じ燃料噴射弁であっても、蓄圧室内の燃料圧力が高ければ、燃料噴射時の燃料圧力を目的の燃料圧力に下げるためには大きな圧力脈動が必要となる。発生する圧力脈動の大きさは電磁弁の開弁期間に相関するので、蓄圧室内の燃料圧力に応じて電磁弁の開弁期間を決定することにより、燃料噴射時の燃料圧力を目的の燃料圧力にする適切な大きさの圧力脈動を発生させることができる。

一方、無噴射噴射弁駆動時期ｔ２については、参考形態と算出の仕方が異なっている。噴射量小品の場合は燃料をより多く噴射するよう燃料圧力を高くする必要があり、そのためＥＣＵ１８は例えば図６（Ｄ）に示す時点Ｍが図８（Ａ）に示す燃料噴射区間Ｙに含まれるように噴射時期を決定する。例えば、ＥＣＵ１８は図８（Ｂ）に示すように燃料噴射区間Ｙの中心点から（ｔ１＋ｔ２’）時間遡った時点Ｚを、ダミーパルス６３をＯＮにする無噴射噴射弁駆動時期として決定する。

なお、ここでは時点Ｍが燃料噴射区間Ｙに含まれるように噴射時期を決定する場合を例に説明したが、これは一例であり、図６（Ｄ）に示すように時点Ｍを前後にずらした時点Ｍ’や時点Ｍ’’が燃料噴射区間Ｙに含まれるように噴射時期が決定されることもある。どの時点が燃料噴射区間Ｙに含まれるようにするかは蓄圧室圧力と噴射量ばらつきとに応じて適宜決定される。

一方、噴射量大品の場合は燃料をより少なく噴射するよう燃料圧力を低くする必要があり、そのためＥＣＵ１８は図６（Ｄ）に示す時点Ｗが燃料噴射区間Ｙに含まれるように噴射時期を決定する。なお、この場合もどの時点が燃料噴射区間Ｙに含まれるようにするかは蓄圧室圧力と噴射量ばらつきとに応じて適宜決定される。

このようにＥＣＵ１８は燃料噴射弁１１に固有の噴射量特性に応じて電磁弁の開弁時期を決定する。これにより圧力脈動の位相が調整され、燃料噴射時の燃料圧力が調整されるので、個体間の燃料噴射量のばらつきを低減できる。
Ｓ４４０では、ＥＣＵ１８は「無噴射噴射弁駆動制御」を再実行するかを判定する。この判定は、駆動パルス６１の出力までに「無噴射噴射弁駆動制御」を再実行する時間があるか否かによって判定する。駆動パルス６１の出力までに時間がある場合、「無噴射噴射弁駆動制御」を再実行することにより、前回発生させた圧力脈動に更に圧力脈動を上乗せすることができる。例えば噴射量ばらつきが大きくて一度の圧力脈動の発生だけでは噴射量を十分に補正しきれない場合、圧力脈動を上乗せすることにより、噴射量を所定の目標値まで補正できる。
Ｓ４４５では、ＥＣＵ１８は「噴射弁駆動制御」を実行し、燃料噴射弁１１から燃料を噴射させる。

以上説明した本発明の一実施形態に係る噴射量制御装置によると、高圧燃料を噴射する前に、弁体が開弁しない範囲で電磁弁を開弁してコモンレール１３の蓄圧室内に圧力脈動を発生させる。このとき電磁弁の開弁時期を調整して圧力脈動の位相を調整するので、燃料噴射弁１１による燃料噴射時の燃料圧力を調整できる。よって、燃料噴射量が安定する。

なお、上記の実施形態では、蓄圧室内に発生した圧力脈動を打ち消すための圧力脈動および燃料噴射時の燃料圧力を調整するための圧力脈動を燃料噴射弁１１を用いて発生させているが、それらの圧力脈動は燃料噴射弁１１以外を用いて発生させてもよい。例えば、コモンレール１３の蓄圧室あるいは供給ライン１２に減圧弁を設け、減圧弁を開閉することによってそれらの圧力脈動を発生させてもよい。ただし、その場合は燃料噴射弁１１とは別に減圧弁を設ける必要があり、部品点数が増加する。これに対し、燃料噴射弁１１を用いると、それらの圧力脈動を部品点数を増加させることなく発生できる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々の実施形態に適用可能である。

（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の参考形態に係る蓄圧室内に発生する圧力脈動を示す模式図。本発明の参考形態に係る燃料噴射システムを示す模式図。本発明の参考形態に係る燃料噴射弁の断面図。本発明の参考形態に係るフローチャート。本発明の参考形態に係るフローチャート。（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の参考形態に係る噴射弁駆動期間、噴射開始遅れ時間、噴射弁駆動期間、蓄圧室圧力の変化量を求めるためのグラフ。本発明の参考形態に係るフローチャート。（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態に係る蓄圧室内に発生する圧力脈動を示す模式図。本発明の一実施形態に係るフローチャート。

符号の説明

１０燃料噴射システム、１１燃料噴射弁、１３コモンレール、１８ＥＣＵ（燃料噴射手段、圧力脈動発生手段、噴射量制御装置）、３３電磁駆動部（電磁弁）、３５噴孔、３６バルブニードル（弁体）、４０制御室

Claims

コモンレールの蓄圧室から導入される高圧燃料を噴射する燃料噴射弁を制御する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段により前記高圧燃料を噴射する前に前記蓄圧室内に圧力脈動を発生させる圧力脈動発生手段であって、前記圧力脈動の位相を調整することにより前記燃料噴射弁による燃料噴射時の燃料圧力を調整する圧力脈動発生手段と、
を備え、
前記燃料噴射弁は、前記高圧燃料を噴射する噴孔を開閉する弁体、前記高圧燃料が前記弁体を閉弁方向に押圧する制御室、および前記制御室内の前記高圧燃料を逃がすことにより前記弁体を開弁する電磁弁を有し、
前記燃料噴射手段は前記電磁弁に駆動パルスを出力することによって前記電磁弁を開弁し、
前記圧力脈動発生手段は、
前記燃料噴射手段が前記駆動パルスを出力する前に、前記電磁弁にダミーパルスを出力することによって、前記弁体が開弁しない範囲で前記電磁弁を開弁し、前記蓄圧室内に圧力脈動を発生させ、
前記燃料噴射弁の噴射量が設計値に対して大、または小のいずれの特性を示すものであるかを認識し、認識した特性に応じて前記ダミーパルスを出力する時期を決定することにより前記電磁弁の開弁時期を調整し、前記圧力脈動の位相を調整する噴射量制御装置。
前記圧力脈動発生手段は、前記燃料噴射弁の噴射量ばらつきが許容範囲外であるときのみ前記圧力脈動を発生させる請求項１に記載の噴射量制御装置。
前記圧力脈動発生手段は、前記蓄圧室内の燃料圧力に応じて前記圧力脈動の大きさを決
定する請求項１または２に記載の噴射量制御装置。
前記圧力脈動発生手段は、前記圧力脈動を複数回発生させる請求項１〜３の何れか一項に記載の噴射量制御装置。
コモンレールの蓄圧室から導入される高圧燃料を噴射する燃料噴射弁を燃料噴射手段が制御する燃料噴射段階と、
前記燃料噴射段階で前記高圧燃料を噴射する前に前記蓄圧室内に圧力脈動を発生させる圧力脈動発生段階であって、前記圧力脈動の位相を調整することにより前記燃料噴射弁による燃料噴射時の燃料圧力を圧力脈動発生手段が調整する圧力脈動発生段階と、
を含み、
前記燃料噴射弁は、前記高圧燃料を噴射する噴孔を開閉する弁体、前記高圧燃料が前記弁体を閉弁方向に押圧する制御室、および前記制御室内の前記高圧燃料を逃がすことにより前記弁体を開弁する電磁弁を有し、
前記燃料噴射段階では、前記燃料噴射手段が前記電磁弁に駆動パルスを出力することによって前記電磁弁を開弁し、
前記圧力脈動発生段階では、前記圧力脈動発生手段が、
前記燃料噴射手段が前記駆動パルスを出力する前に、前記電磁弁にダミーパルスを出力することによって、前記弁体が開弁しない範囲で前記電磁弁を開弁し、前記蓄圧室内に圧力脈動を発生させ、
前記燃料噴射弁の噴射量が設計値に対して大、または小のいずれの特性を示すものであるかを認識し、認識した特性に応じて前記ダミーパルスを出力する時期を決定することにより前記電磁弁の開弁時期を調整し、前記圧力脈動の位相を調整する噴射量制御方法。