JP5141706B2 - 燃料圧力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給ポンプから供給されコモンレールで蓄圧された燃料を燃料噴射弁から内燃機関の各気筒に噴射する燃料噴射システムに適用され、コモンレール内の燃料圧力を制御する燃料圧力制御装置に関する。

従来、燃料供給ポンプから供給されコモンレールで蓄圧された燃料を燃料噴射弁から内燃機関の各気筒に噴射する燃料噴射システムにおいて、信号待ち等で車両が所定時間以上停止する場合に、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止してアイドルストップを実行することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

アイドルストップを実行する場合には、運転者が走行再開の操作をしたときにアイドルストップ状態から内燃機関を速やかに始動させることにより、運転者に不快感を与えないことが望まれる。そのためには、アイドルストップ状態から内燃機関を再始動するときのコモンレール圧を、再始動に必要な圧力よりも低下させないことが考えられる。

例えば、特許文献１では、燃料噴射弁からリークする燃料の排出側に切替弁を設け、通常運転時には燃料噴射弁からの燃料リークを許可し、アイドルストップ中には燃料噴射弁からの燃料リークを禁止するように切替弁を切り替えている。これにより、特許文献１では、アイドルストップ中にコモンレール圧が低下することを防止しようとしている。

特開２００６−１６１７１６号公報

しかしながら、燃料噴射システムにおいては、燃料噴射弁以外の他の箇所から燃料がリークすることも考えられる。したがって、特許文献１のように、燃料噴射弁からリークする燃料の排出側に切替弁を設け、アイドルストップ中の燃料噴射弁からの燃料リークを防止したとしても、アイドルストップ状態から内燃機関を再始動するときのコモンレール圧を、再始動に必要な圧力に保持できるとは限らない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、アイドルストップから速やかに内燃機関を再始動する燃料圧力制御装置を提供することを目的とする。

請求項１から５に記載の発明によると、圧力制御手段は、アイドルストップ条件が成立し、目標残圧にコモンレール圧を制御してからの燃料噴射システムの燃料リーク量が予め設定された所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するときよりも、内燃機関が停止するときのコモンレール圧を上昇させる。

これにより、燃料リーク量が所定値を超える場合において、内燃機関が停止しアイドルストップが開始されるときのコモンレール圧は、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも上昇する。

その結果、例えば、燃料噴射システム毎の燃料リーク量のばらつき、あるいは経年変化による燃料リーク量の増加により、燃料リーク量が所定値を超える場合において、燃料リーク量が所定値以下の場合と同様に目標残圧にコモンレール圧を制御するよりも、アイドルストップが解除され内燃機関が再始動するときのコモンレール圧を上昇させることができる。したがって、燃料噴射弁から速やかに燃料噴射を再開し、アイドルストップ状態から内燃機関を速やかに再始動できる。

また、燃料リーク量が所定値以下の場合には、始動圧よりも高い目標残圧にコモンレール圧を制御するので、アイドルストップ中に燃料噴射システムから燃料がリークしてコモンレール圧が低下しても、アイドルストップ条件が成立したときにコモンレール圧を上昇させず、内燃機関が停止指令を受けたときの圧力のままにしておく場合に比べ、再始動時のコモンレール圧を高圧にできる。その結果、燃料噴射弁から速やかに燃料噴射を再開し、アイドルストップ状態から内燃機関を速やかに再始動できる。

請求項２に記載の発明によると、圧力制御手段は、燃料リーク量が所定値以下の場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、燃料供給ポンプからの燃料圧送を制御するとともに減圧弁を制御して目標残圧にコモンレール圧を制御し、燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、減圧弁を制御せずに燃料供給ポンプからの燃料圧送だけを制御する。

燃料リーク量が所定値以下の場合には、アイドルストップ中に燃料がリークしても、目標残圧に制御されたコモンレール圧を、内燃機関を再始動するときに必要な始動圧以上に保持できる。そして、燃料供給ポンプに加えて減圧弁を制御することにより、コモンレール圧を目標残圧に高精度に調圧できる。

一方、燃料リーク量が所定値を超える場合には、燃料リーク量が所定値以下の場合に減圧弁を制御して目標残圧にコモンレール圧を制御するときよりも内燃機関が停止するときのコモンレール圧を上昇させるので、減圧弁を制御してコモンレール圧を低下させる必要がない。

また、燃料リーク量が所定値を超える場合には減圧弁を制御しないので、コモンレール内の燃料が減圧弁から燃料タンク等に排出されない。これにより、燃料温度が高い場合に、燃料タンク内の燃料に燃料蒸気が発生することを抑制できる。

ところで、燃料リーク量が所定値を超える場合、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも燃料供給ポンプからの燃料の圧送量を増加させるために、調量弁を制御して燃料供給ポンプから燃料を圧送する時間を増加すると、アイドルストップにより内燃機関が停止するまでの限られた時間内に、燃料供給ポンプが燃料を圧送していない状態で実行すべき制御が妨げられる恐れがある。

そこで、請求項３に記載の発明によると、圧力制御手段は、燃料リーク量が所定値を超える場合、燃料供給ポンプの調量弁を制御することにより、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも燃料供給ポンプからの単位時間当たりの圧送量を増加させる。

これにより、アイドルストップにより内燃機関が停止するまでの間に燃料供給ポンプから燃料を圧送する時間が増加しないので、燃料供給ポンプが燃料を圧送していない状態で実行すべき制御を妨げることなく、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも内燃機関が停止するときのコモンレール圧を上昇させることができる。

請求項４に記載の発明によると、圧力制御手段は、燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、調量弁を制御することにより燃料供給ポンプからの単位時間当たりの圧送量を増加させても圧送量が不足する場合、調量弁を制御することにより、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも早期に燃料供給ポンプからの燃料圧送を開始させる。

このように、単位時間当たりの圧送量を増加させても圧送量が不足する場合には、調量弁を制御して早期に燃料供給ポンプからの燃料圧送を開始させることにより、燃料を圧送する時間が増加する。これにより、燃料リーク量が所定値を超える場合に、コモンレール圧を上昇させるために必要な圧送量を確保できる。

請求項５に記載の発明によると、圧力制御手段は、燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、調量弁を制御することにより、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも早期に燃料供給ポンプからの燃料圧送を開始させる。

このように、アイドルストップにより内燃機関が停止するまでの間で早期に燃料供給ポンプからの燃料圧送を開始させても、燃料供給ポンプが燃料を圧送していない状態で実行すべき制御を妨げないのであれば、燃料リーク量が所定値を超える場合に燃料供給ポンプから早期に燃料を圧送して圧送時間を時間を延ばすことにより、燃料リーク量が所定値以下の場合よりも内燃機関が停止するときのコモンレール圧を容易に上昇させることができる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。 アイドルストップ時のコモンレール圧の変化を示すタイムチャート。 調量弁を制御するデューティ比と吸入量と燃温との関係を示す特性図。 アイドルストップ時のコモンレール圧の変化を示す他のタイムチャート。 アイドルストップ時における圧力制御ルーチンを示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１に、本実施形態の燃料噴射システム１０を示す。
（燃料噴射システム１０）
蓄圧式の燃料噴射システム１０は、燃料供給ポンプ１６、コモンレール２０、圧力センサ２２、減圧弁３０、燃料噴射弁４０、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０、電子駆動装置（ＥＤＵ：Electronic Driving Unit）５２等から構成されており、内燃機関として図示しない４気筒のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンとも言う。）の各気筒に燃料を噴射する。尚、図の煩雑さを避けるため、図１においては、ＥＤＵ５２から１個の燃料噴射弁４０への制御信号線、ならびにコモンレール２０から１個の燃料噴射弁４０への噴射配管２０２だけを示している。

燃料フィルタ１４は、燃料タンク１２から燃料供給ポンプ１６が吸入する燃料中の異物を除去する。燃料供給ポンプ１６は、燃料タンク１２から燃料を吸入するフィードポンプを内蔵しており、吸入した燃料を加圧し供給配管２００を通してコモンレール２０に圧送する。

燃料供給ポンプ１６は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ＥＣＵ５０が燃料供給ポンプ１６の図示しない調量弁に供給する電流値を制御することにより、燃料供給ポンプ１６が吸入行程で吸入する燃料の吸入量が調量される。そして、吸入量が調量されることにより、燃料供給ポンプ１６からの燃料の圧送量が調量される。尚、燃料供給ポンプ１６の吐出側に調量弁を設置して圧送量を調量してもよい。

コモンレール２０は、燃料供給ポンプ１６が圧送する燃料を蓄圧してエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持し、噴射配管２０２を通して燃料噴射弁４０に燃料を供給する。圧力センサ２２は、コモンレール２０の内部の燃料圧力（コモンレール圧）に応じた信号を出力する。

減圧弁３０は、通電制御により開弁しコモンレール２０の内部の燃料を低圧側のリターン配管２０４に排出する電磁弁である。
燃料噴射弁４０は、４気筒のディーゼルエンジンの各気筒に搭載され、コモンレール２０が蓄圧している燃料を気筒内に噴射する。燃料噴射弁４０は、エンジンの運転状態に基づいて、１回の燃焼サイクルにおいてメイン噴射の前後にパイロット噴射およびポスト噴射を含む多段噴射を行う。

燃料噴射弁４０は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える背圧室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の噴射弁である。燃料噴射弁４０の電磁駆動部は、ピエゾアクチュエータまたは電磁コイルで構成されている。

背圧制御弁４２は、燃料噴射弁４０の背圧室の圧力が所定圧を超えると開弁し、背圧室の燃料をリターン配管２０４に排出する。これにより、燃料噴射弁４０の背圧室の圧力が所定圧を超えることを防止する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）から主に構成されている。

ＥＣＵ５０は、圧力センサ２２、クランク角センサ６０、カム角センサ６２、アクセルペダルの開度（ＡＣＣ）を検出するアクセルセンサ６４、燃温センサ６６等の各種センサの出力信号からエンジン運転状態を取得する。そして、ＥＣＵ５０は、各種センサから出力信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。

クランク角センサ６０は、エンジンのクランクシャフトが所定角度回転する毎にパルス信号を出力する。ＥＣＵ５０は、単位時間当たりにクランク角センサ６０が出力するパルス信号数からエンジン回転数を検出する。

カム角センサ６２は、ディーゼルエンジンの４気筒の気筒位置を判別するセンサであり、例えば、カムシャフトが１回転する間に特定の気筒位置を判別するパルス信号を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ６０およびカム角センサ６２が出力するパルス信号に基づき、エンジンのクランク角度位置を検出するとともに、気筒を判別する。

ＥＣＵ５０は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより、燃料噴射システム１０の各種制御を実行する。例えば、ＥＣＵ５０は、燃料供給ポンプ１６の吐出量、および減圧弁３０の開閉を制御して、圧力センサ２２の出力信号から検出するコモンレール圧の実圧と、エンジン運転状態に基づいて設定するコモンレール圧の目標圧との差圧に基づいてコモンレール圧を目標圧に追随させるＦ／Ｂ制御を実行する。

また、ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁４０の噴射量、噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する場合の多段噴射のパターンを制御する。ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁４０の噴射時期および噴射量を制御する噴射制御信号としてパルス信号をＥＤＵ５２に出力する。

ＥＤＵ５２は、ＥＣＵ５０が出力する制御信号に基づいて減圧弁３０、燃料噴射弁４０に駆動電流または駆動電圧を供給するための駆動装置である。
（コモンレール圧制御）
本実施形態の燃料噴射システム１０は、図２に示すように、エンジン運転状態がアイドル状態である等の所定のアイドルストップ条件が成立すると、燃料噴射弁４０からの燃料噴射を停止しエンジンの回転を停止するアイドルストップを実行する。

そして、ＥＣＵ５０は、アイドルストップが開始されてからアイドルストップが解除され燃料噴射弁４０からの燃料噴射が開始されるまでの間、エンジンを速やかに再始動するために、以下に説明するコモンレール圧制御を実行する。

（１）エンジン停止途中
ＥＣＵ５０は、アイドルストップ条件が成立するとアイドルストップ要求フラグをオンにし、アイドルストップ中におけるコモンレール圧の目標圧である目標残圧を、アイドルストップ状態からエンジンを再始動するときの目標圧（始動圧とも言う。）よりも高く設定する。

そして、アイドルストップ要求フラグがオンになると、燃料供給ポンプ１６に対する通常のＦ／Ｂ制御を停止し、調量弁を閉弁し燃料供給ポンプ１６の吸入量を一旦０にする停止制御を実行する。すなわち、燃料供給ポンプ１６からの燃料圧送を停止し、圧送量を０にする。

また、アイドルストップ要求フラグがオンになると、ＥＣＵ５０は、減圧弁３０に対する制御をクランク角度同期からタイマ割り込みによる時間同期に変更する。
そして、ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁４０からの燃料噴射を停止し、エンジン回転数が所定回転数、例えば４００ｒｐｍに低下すると、調量弁を開弁して燃料供給ポンプ１６に燃料を吸入し、燃料供給ポンプ１６からコモンレール２０に燃料を圧送する。この場合、燃料供給ポンプ１６の吸入量、つまり圧送量は調量弁により固定値に設定される。

このように、エンジン停止途中において、燃料供給ポンプ１６から燃料が圧送されることによりコモンレール圧は上昇する。この調量弁による吸入量を固定した吸入制御中において、圧力センサ２２により検出されるコモンレール圧の実圧が目標残圧を超えると、実圧と目標残圧との差圧の大きさに基づいて減圧弁３０が開弁される。このとき、前述したように時間同期のタイミングで減圧弁３０が制御される。

この場合、時間同期のタイミングを間引いてＥＣＵ５０が減圧弁３０を断続的に開閉駆動することにより、時間同期のタイミング毎に減圧弁３０を開閉駆動する場合に比べ、減圧弁３０の開閉による作動音を低減できる。また、減圧弁３０に対する開閉駆動頻度が低下するので、減圧弁３０の寿命が延びるという効果がある。

減圧弁３０を１回開閉駆動するときに減圧弁３０に通電される通電時間の長さは、実圧と目標残圧との差圧ΔＰｃと、そのときのコモンレール圧（Ｐｃ）とにより決定される。例えば、差圧ΔＰｃが大きくなるほど、そして、コモンレール圧が低くなるほど、１回当たりの通電時間は増加する。尚、１回当たりの減圧弁３０への最大通電時間は、減圧弁３０の温度上昇量が所定値以上にならないように設定されることが望ましい。

そして、ＥＣＵ５０は、エンジン停止途中においては、目標残圧よりもコモンレール圧の実圧が高くなるように減圧弁３０を制御する。
（２）エンジン停止
図２に示すように、エンジンが停止すると、ＥＣＵ５０は、エンジン停止フラグをオフにする。そして、エンジンが停止すると、燃料供給ポンプ１６から燃料は圧送されなくなるので、コモンレール圧はそれ以上上昇しない。このとき、ＥＣＵ５０は燃料供給ポンプ１６の調量弁を閉弁する停止制御を実行し、燃料供給ポンプ１６からの燃料リーク量を極力低減する。また、燃料噴射弁４０がピエゾアクチュエータ駆動式の場合には、燃料噴射弁４０からの燃料リーク量を殆ど０にできる。

そして、エンジンが停止すると、実圧と目標残圧との差圧ΔＰｃに基づいてＥＣＵ５０が減圧弁３０を制御してコモンレール圧を調圧することにより、コモンレール圧は所定範囲内で目標残圧に調圧される。これにより、減圧弁３０による残圧制御が完了する。

（３）エンジン再始動
（３−１）始動気筒判別前
ブレーキペダルの踏み込みが解除されることなどによりアイドルストップ条件が成立しなくなると、ＥＣＵ５０は、スタータを回転させるとともに、調量弁を制御して、燃料供給ポンプ１６の吸入量、つまり圧送量を再始動用の固定値に設定する。

尚、スタータを回転させてもエンジンの始動気筒の判別が終了するまでは、燃料噴射弁４０から燃料は噴射されない。ＥＣＵ５０は、始動気筒の判別が終了し燃料噴射弁４０が燃料を噴射するときに燃料が適正に燃焼してエンジンが始動できるように、コモンレール圧の目標圧を目標残圧から始動圧に低下させる。そして、燃料供給ポンプ１６から燃料がコモンレール２０に燃料が圧送される一方、ＥＣＵ５０は減圧弁３０を開閉駆動してコモンレール圧を始動圧に調圧する。

エンジン再始動時にコモンレール圧が始動圧よりも高い場合には、始動気筒の判別が終了するまでの間、減圧弁３０による前述したコモンレール圧の時間同期による調圧制御は、実圧と目標圧である始動圧との差圧に基づいて継続して実行される。

ただし、エンジン再始動時にコモンレール圧が始動圧よりも低下している場合には、ＥＣＵ５０は、減圧弁３０によるコモンレール圧の制御を実行しない。
（３−２）始動気筒判別後
クランクシャフトおよびカムシャフトの回転が進み、クランク角センサ６０およびカム角センサ６２の出力信号から始動気筒が判別されると、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ要求フラグをオフにし、エンジン停止判定フラグをオンにし、燃料噴射弁４０に始動気筒からの燃料噴射を指令する。そして、ＥＣＵ５０は、減圧弁３０による時間同期に基づくアイドルストップ用のコモンレール圧の調圧制御を終了し、実圧と目標圧との差圧に基づくＦ／Ｂ制御を実行する。

燃料噴射弁４０から燃料が噴射されエンジン回転数が所定の回転数に達すると、ＥＣＵ５０は、コモンレール圧の目標圧を始動圧からアイドル圧に設定する。その後、エンジン回転数は上昇し、目標のアイドル回転数に達する。

（アイドルストップ中の燃料リーク量）
ＥＣＵ５０は、アイドルストップ条件が成立してエンジンが停止し、減圧弁３０によるコモンレール圧の調圧制御によりコモンレール圧が所定範囲内で目標残圧に調圧されることにより残圧制御が完了すると、そのときのコモンレール圧をスタート圧力Ｐｓとして圧力センサ２２から取得する。そして、アイドルストップが解除されると、スタータによりエンジンの再始動が開始されるときのコモンレール圧を、終了圧力Ｐｅとして圧力センサ２２から取得する。

そして、スタート圧力Ｐｓと終了圧力Ｐｅとの差圧ΔＰと、その間の経過時間ΔＴとから、単位時間当たりのコモンレール圧の圧力低下率ΔＰ／ΔＴを算出する。圧力低下率ΔＰ／ΔＴは、燃料噴射システム毎、あるいは燃料噴射システム１０を構成する部品の摩耗等による経年変化により異なることがある。

そして、圧力低下率ΔＰ／ΔＴが予め設定された基準低下率を超えると、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ中に燃料噴射システム１０からの燃料リーク量が予め設定された所定値を超えていると判断する。尚、基準低下率は、所定の燃料温度およびコモンレール圧のときに、アイドルストップ中において、燃料噴射システム１０として予め想定されている出荷時などの初期の燃料リーク量に基づいて設定されている。

燃料リーク量が所定値を超えると、ＥＣＵ５０は、目標残圧からのコモンレール圧の低下量が大きすぎるため、アイドルストップ状態からエンジンを再始動するときに必要な始動圧よりもコモンレール圧が低下すると判断する。この場合、再始動時にコモンレール圧を始動圧まで上昇させる必要があるので、アイドルストップ状態からエンジンを速やかに再始動できない。

この場合、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ状態からエンジンが再始動される次回以降のトリップでアイドルストップ条件が成立するときに、以下に説明するデューティ比増加または圧送時間増加のいずれか、または両方により、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するとき（図２の次回トリップにおける点線３００参照）よりも、エンジンが停止するときのコモンレール圧を上昇させる。

尚、エンジンのスタートスイッチのオン、オフ、あるいはアイドルストップ条件によるかに関わらず、エンジンが始動してから停止するまでを１トリップとしている。
（デューティ比増加）
ＥＣＵ５０は、燃料リーク量が予め設定された所定値を超えると、次回以降のトリップでアイドルストップ条件が成立するときに、燃料リーク量が所定値以下の場合に設定するよりも調量弁を制御するデューティ比を増加させる。

デューティ比が増加すると燃料供給ポンプ１６の吸入量が増加するので、燃料供給ポンプ１６の単位時間当たりの圧送量が増加する。図３に示すように、ＥＣＵ５０は、デューティ比と吸入量との関係を燃温に応じてマップに記憶している。

そして、ＥＣＵ５０は、本実施形態では圧力低下率である燃料リーク量に基づいて、エンジンが停止するときに上昇させるコモンレール圧の昇圧量から必要な圧送量を算出し、算出した圧送量から必要な吸入量を求める。そして、吸入量と燃料温度とから、調量弁を制御するデューティ比をマップから取得する。

このように設定されたデューティ比により調量弁が制御されることにより、燃料供給ポンプ１６から圧送される単位時間たりの圧送量が増加する。
ここで、アイドルストップ中の燃料リーク量が所定値を超える場合、燃料リーク量に基づいて吸入量とデューティ比とのマップからデューティ比を設定する代わりに、コモンレール圧が目標の昇圧量に達するまで、燃料リーク量が所定値以下の場合に設定されるデューティ比からトリップ毎に、例えば５％毎に順次増加してもよい。

これにより、燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、図２の次回トリップにおける実線３１０に示すように、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するときにエンジンが停止するときのコモンレール圧Ｐ０よりも、コモンレール圧を上昇させることができる。

（圧送時間増加）
ＥＣＵ５０は、燃料リーク量が予め設定された所定値を超えると、図４に示すように、次回以降のトリップでアイドルストップ条件が成立してアイドルストップ要求フラグがオンになり、燃料供給ポンプ１６の吸入量を一旦０にする停止制御を実行してから、早期に調量弁を開弁して燃料供給ポンプ１６に燃料を吸入する吸入制御の開始時期を早める。

例えば、図４に示すように、吸入制御を開始するエンジン回転数（ＮＥ）を、ＮＥ１（４００ｒｐｍ）からＮＥ２（６００ｒｐｍ）に増加することにより、燃料供給ポンプ１６から燃料圧送を開始させる時期を早める。その結果、エンジンが停止するまでの間に、燃料供給ポンプ１６から燃料が圧送される時間が増加するので、コモンレール２０に圧送される燃料が増加する。

その結果、燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、図４の次回トリップにおける実線３１２に示すように、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するときのエンジンが停止するときのコモンレール圧Ｐ０よりも、コモンレール圧を上昇させることができる。

ここで、燃料リーク量が所定値を超える場合、デューティ比増加制御または圧送時間増加制御の一方だけでは、燃料リーク量が大きいために圧送量が不足することがある。この場合、ＥＣＵ５０は、デューティ比を増加させるとともに圧送時間を増加させることにより、必要な圧送量を確保してもよい。

ただし、デューティ比増加制御だけで必要な圧送量を確保できるのであれば、デューティ比増加制御を実行し、圧送量が不足する場合に、圧送時間増加制御を加えて実行することが望ましいことがある。それは、下記の（１）〜（３）に示すような場合である。
（１）吸入制御の開始時期を早めて燃料圧送時間を増加すると、アイドルストップ条件が成立し、エンジンが停止するまでの間で、燃料圧送されてないときに実行すべき制御が妨げられることがある。

例えば、燃料供給ポンプ１６に対して吸入制御を開始する前には、調量弁の断線検出、減圧弁３０の故障判定等を実行するので、アイドルストップ条件が成立してから吸入制御を開始するまでの時間が短くなることは極力避けたい。
（２）また、吸入制御の開始時期を早めると、燃料噴射弁４０の噴射停止が完了していないときに燃料圧送が開始され、燃料噴射弁４０から不要な燃料噴射が実行される恐れがある。
（３）また、エンジンが停止するときにはエンジン回転数は減少しながらばらついて変動し、そのばらつきはエンジン回転数が高いほど大きい。したがって、吸入開始時期が早まり燃料圧送を開始するエンジン回転数が高くなると、エンジン回転数の変動が大きくなる。その結果、吸入量および圧送量のばらつきが大きくなり、コモンレール圧の上昇量のばらつきが大きくなることがある。

尚、吸入開始時期を早めても、上記（１）〜（３）に記載した問題が軽微なものであれば、圧送時間増加制御を実行し、圧送量が不足する場合に、デューティ比増加制御を加えて実行してもよい。

また、燃料リーク量が所定値を超える場合には、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、デューティ比増加または圧送時間増加のいずれか、または両方を実行する場合に、減圧弁３０でコモンレール圧を低下させる必要はないので、燃料供給ポンプ１６の圧送量を増加させるだけでコモンレール圧を上昇させる。

これにより、減圧弁３０からコモンレール２０内の燃料が燃料タンク１２内にリターンされないので、燃料タンク１２内の燃料蒸気の発生を抑制できる。
（コモンレール圧制御ルーチン）
次に、アイドルストップ時にＥＣＵ５０が実行するコモンレール圧制御ルーチンについて図５に基づいて説明する。図５のルーチンは、アイドルストップ条件が成立すると実行される。図５において「Ｓ」はステップを表している。

まずＥＣＵ５０は、前回のアイドルストップ時において、燃料リーク量が所定値を超えたか否かを判定する（Ｓ４００）。前回のアイドルストップ時において、燃料リーク量が所定値以下の場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、アイドルストップによりエンジンが停止するまでの間に燃料供給ポンプ１６から燃料を圧送させるとともに、減圧弁３０を制御することにより、コモンレール圧をアイドルストップにおける目標残圧に制御し（Ｓ４０２）、本ルーチンを終了する。

前回のアイドルストップ時において、燃料リーク量が所定値を超えた場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ要求中であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。アイドルストップ要求中であるか否かは、アイドルストップ要求フラグのオン、オフで判定する。アイドルストップ要求中ではない場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

アイドルストップ要求中の場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ状態からエンジンが再始動するときに必要な始動圧を確保するために、アイドルストップによりエンジンが停止するときにコモンレール圧を上昇させておかなければならない圧力昇圧量の目標値を、燃料リーク量に基づいて算出する（Ｓ４０６）。そして、Ｓ４０６で算出した圧力昇圧量に基づいて燃料供給ポンプ１６の吸入量を算出し、図３に示すマップから、調量弁を制御するデューティ比の増量を求める（Ｓ４０８）。この場合、前述したように、減圧弁３０を制御してコモンレール圧を減圧しないことが前提である。

次に、ＥＣＵ５０は、Ｓ４０８で求めたデューティ比の増量により設定されるデューティ比が上限のガード値を超えている場合には、調量弁を制御するデューティ比を上限ガード値に設定し、デューティ比が上限のガード値を超えていない場合には、Ｓ４０８で求めたデューティ比の増量により調量弁のデューティ比を設定する（Ｓ４１０）。

そして、ＥＣＵ５０は、吸入制御による所定の吸入時間が経過しアイドルストップによりエンジンが停止するまで、Ｓ４１０で上限ガード処理を実施したデューティ比により調量弁を制御する（Ｓ４１２、Ｓ４１４））。これにより、図２の次回トリップの実線３１０に示すように、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するとき（図２の次回トリップにおける点線３００参照）よりも、エンジンが停止するときのコモンレール圧が上昇する。

尚、ＥＣＵ５０は、上限ガード処理を実施したデューティ比により調量弁の制御を開始する前のコモンレール圧を記憶しておく。
ＥＣＵ５０は、所定の吸入時間が経過すると（Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、そのときのコモンレール圧を圧力センサ２２の出力信号から検出し、調量弁の制御を開始する前に記憶したコモンレール圧との差圧から、燃料供給ポンプ１６からの燃料圧送により上昇したコモンレール圧の実際の昇圧量の実測値を算出する（Ｓ４１６）。

次に、ＥＣＵ５０は、圧力昇圧量の実測値が目標値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４１８）。
圧力昇圧量の実測値が目標値以下の場合（Ｓ４１８：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、デューティ比が上限ガード値以上であるか否かを判定する（Ｓ４２０）。

圧力昇圧量の実測値が目標値以下であり（Ｓ４１８：Ｎｏ）、デューティ比が上限ガード値未満の場合（Ｓ４２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、目標の圧力昇圧量を得るためには、マップから取得して設定したデューティ比に対して、燃料供給ポンプ１６の実際の吸入量、すなわち圧送量が不足していると判断する。

この場合、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、図３に示すデューティ比と吸入量との特性マップを、吸入量に対応するデューティ比が増加するように補正する（Ｓ４２２）。これにより、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、必要な吸入量を得るために設定されるデューティ比が増加する。Ｓ４２２の処理を実行後、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

デューティ比が上限ガード値以上の場合（Ｓ４２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、これ以上デューティ比を増加できないと判断し、次回以降でアイドルストップ条件が成立するときに、Ｓ４１４で判定する吸入時間を延長するように記憶しておく（Ｓ４２４）。

吸入時間を延長する場合、具体的には、調量弁を制御して吸入制御を開始し、燃料供給ポンプ１６から燃料圧送を開始させるエンジン回転数を高く設定する。例えば、吸入制御を開始するエンジン回転数を、前述したように４００ｒｐｍから６００ｒｐｍに増加する。これにより、燃料供給ポンプ１６から燃料圧送を開始させる時期が早まる。Ｓ４２４の処理を実行後、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

Ｓ４１８の判定において、圧力昇圧量の実測値が目標値を超えている場合（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、今回設定したデューティ比で必要な圧送量が確保できたと判断し、今回設定したデューティ比を記憶する（Ｓ４２６）。ＥＣＵ５０は、Ｓ４２６で記憶したデューティ比を、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに調量弁を制御するときのデューティ比として使用する。Ｓ４２６の処理を実行後、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

以上説明した上記実施形態では、アイドルストップ中の燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するときよりも、エンジンが停止するときのコモンレール圧を上昇させる。

これにより、燃料噴射システム１０毎の燃料リーク量のばらつき、あるいは経年変化による燃料リーク量の増加等により、燃料リーク量が所定値を超える場合において、燃料リーク量が所定値以下の場合と同様にコモンレール圧を制御するよりも、アイドルストップが解除されエンジンが再始動するときのコモンレール圧を上昇させることができる。したがって、燃料噴射弁４０から速やかに燃料噴射を再開し、アイドルストップ状態からエンジンを速やかに再始動できる。

また、燃料リーク量が所定値以下の場合には、始動圧よりも高い目標残圧にコモンレール圧を制御するので、アイドルストップ中に燃料噴射システム１０から燃料がリークしてコモンレール圧が低下しても、アイドルストップ条件が成立したときにコモンレール圧を上昇させない場合に比べ、再始動時のコモンレール圧を高圧にできる。その結果、燃料噴射弁４０から速やかに燃料噴射を再開し、アイドルストップ状態からエンジンを速やかに再始動できる。

上記実施形態では、ＥＣＵ５０が本発明の燃料圧力制御装置に相当し、圧力制御手段およびリーク量検出手段として機能する。
また、図５のＳ４００〜Ｓ４２６の処理が本発明の圧力制御手段が実行する機能に相当し、Ｓ４００の処理が本発明のリーク量検出手段が実行する機能に相当する。

［他の実施形態］
上記実施形態では、燃料リーク量が所定値を超える場合、デューティ比増加制御または圧送時間増加制御におり、アイドルストップによりエンジンが停止するときのコモンレー圧を燃料リーク量が所定値以下の場合よりも上昇させた。

これに対し、燃料リーク量が所定値を超える場合、例えば所定値からの燃料リーク量の超過量が小さいのであれば、燃料リーク量が所定値以下の場合とデューティ比および圧送時間を同じし、減圧弁３０を制御しないことにより、アイドルストップによりエンジンが停止するときのコモンレー圧を燃料リーク量が所定値以下の場合よりも上昇させてもよい。

また、燃料リーク量が所定値以下の場合、減圧弁３０を制御せず、調量弁による燃料供給ポンプ１６からの圧送量制御だけで、コモンレール圧を所定の目標残圧に制御してもよい。

また、燃料供給ポンプの圧送量は、燃料供給ポンプの吸入側に設置され吸入量を調量する調量弁に限らず、燃料供給ポンプの吐出側に設置され吐出量を調量する調量弁で調量してもよい。

ここで、アイドルストップ中の燃料リーク量が所定値を超える状態が一時的なものであり、燃料噴射システム１０が稼働している間に解消されることが考えられる。例えば、燃料シール部に異物が噛み込んで燃料がリークする場合、シール部に噛み込んでいる異物が除去されると、シール性が回復する。

このような場合を想定し、アイドルストップ中の燃料リーク量が所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、燃料リーク量が所定値以下の場合に目標残圧にコモンレール圧を制御するときよりも、エンジンが停止するときのコモンレール圧を上昇させる制御を所定回数、例えば１０トリップ程度実行すると、次回にアイドルストップ条件が成立するときに、コモンレール圧を目標残圧に調圧する通常制御を実行してもよい。

この場合、前述したように、アイドルストップ中の燃料リーク量が所定値を超える状態が一時的なものであり、燃料噴射システム１０が稼働している間に燃料リーク量が所定値以下になる場合には、コモンレール圧を目標残圧に調圧する通常制御を実行しても、エンジンを再始動するときに、再始動に必要な始動圧よりもコモンレール圧を上昇させることができる。

上記実施形態では、圧力制御手段およびリーク量検出手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ５０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。

このように、本発明は、上記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。

１０：燃料噴射システム、１６：燃料供給ポンプ、２０コモンレール、２２：圧力センサ、３０：減圧弁、４０：燃料噴射弁、５０：ＥＣＵ（燃料圧力制御装置、圧力制御手段、リーク量検出手段）

Claims (5)

1. 燃料を蓄圧するコモンレールと、
   前記コモンレールに燃料を圧送する燃料供給ポンプと、
   前記コモンレールで蓄圧された燃料を内燃機関の各気筒に噴射する燃料噴射弁と、
   を備える燃料噴射システムに適用され、前記コモンレール内の燃料圧力であるコモンレール圧を制御する燃料圧力制御装置において、
   前記コモンレール圧を制御する圧力制御手段と、
   アイドルストップ条件が成立し、前記圧力制御手段が前記コモンレール圧を上昇させ、前記内燃機関を始動するときの前記コモンレール圧の始動圧よりも高い目標残圧に前記コモンレール圧を制御してからの前記燃料噴射システムの燃料リーク量を検出するリーク量検出手段と、
   を備え、
   前記圧力制御手段は、前記リーク量検出手段が検出する前記燃料リーク量が予め設定された所定値を超える場合、次回以降にアイドルストップ条件が成立するときに、前記燃料リーク量が所定値以下の場合に前記目標残圧に前記コモンレール圧を制御するときよりも、前記内燃機関が停止するときの前記コモンレール圧を上昇させる、
   ことを特徴とする燃料圧力制御装置。
2. 前記燃料噴射システムは、通電制御により前記コモンレール内の燃料を排出して前記コモンレール圧を減圧する減圧弁を備え、
   前記圧力制御手段は、前記燃料リーク量が前記所定値以下の場合、次回以降に前記アイドルストップ条件が成立するときに、前記燃料供給ポンプからの燃料圧送を制御するとともに前記減圧弁を制御して前記目標残圧に前記コモンレール圧を制御し、前記燃料リーク量が前記所定値を超える場合、次回以降に前記アイドルストップ条件が成立するときに、前記減圧弁を制御せずに前記燃料供給ポンプからの燃料圧送だけを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料圧力制御装置。
3. 前記燃料供給ポンプは、前記燃料供給ポンプの圧送量を調量する調量弁を有し、
   前記圧力制御手段は、前記燃料リーク量が前記所定値を超える場合、次回以降に前記アイドルストップ条件が成立するときに、前記調量弁を制御することにより、前記燃料リーク量が所定値以下の場合よりも前記燃料供給ポンプからの単位時間当たりの燃料圧送量を増加させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の燃料圧力制御装置。
4. 前記圧力制御手段は、前記燃料リーク量が前記所定値を超える場合、次回以降に前記アイドルストップ条件が成立するときに、前記調量弁を制御することにより前記燃料供給ポンプからの単位時間当たりの燃料圧送量を増加させても燃料圧送量が不足する場合、前記調量弁を制御することにより、前記燃料リーク量が前記所定値以下の場合よりも早期に前記燃料供給ポンプからの燃料圧送量を開始させることを特徴とする請求項３に記載の燃料圧力制御装置。
5. 前記燃料供給ポンプは、前記燃料供給ポンプの圧送量を調量する調量弁を有し、
   前記圧力制御手段は、前記燃料リーク量が前記所定値を超える場合、次回以降に前記アイドルストップ条件が成立するときに、前記調量弁を制御することにより、前記燃料リーク量が前記所定値以下の場合よりも早期に前記燃料供給ポンプからの燃料圧送を開始させる、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の燃料圧力制御装置。

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