JP5310624B2 - 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、アイドルストップ中のコモンレール圧の低下を防止することは困難であり、アイドルストップから内燃機関を速やかに再始動できる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７に記載の発明によると、アイドルストップ中であり、かつ内燃機関の再始動条件が成立する前において、コモンレール圧が所定の低下判定圧よりも低下していると圧力判定手段が判定すると、圧力制御手段は、スタータを自動的に駆動して内燃機関を再始動させることなく燃料供給ポンプから燃料を圧送させる。

これにより、アイドルストップ中にコモンレール圧が低下判定圧より低下しても、燃料供給ポンプからコモンレールに燃料が供給され、コモンレール圧が上昇する。その結果、アイドルストップから内燃機関を再始動するときのコモンレール圧の低下を極力低減し、アイドルストップから内燃機関を速やかに再始動できる。

ところで、スタータの駆動を開始するときには、スタータの回転数を速やかに増加させるために、大きな初期電流を供給することが必要である。しかし、スタータを何回も駆動し、その度にスタータに初期電流を供給すると、電力消費量が増加する恐れがある。

そこで、請求項２に記載の発明によると、圧力制御手段は、コモンレール圧が低下判定圧以上に設定された所定の上昇判定圧を超えて上昇するまでスタータを連続して駆動する。

このように、コモンレール圧が上昇判定圧を超えるまでスタータを連続して駆動するので、スタータを１回だけ駆動し、初期電流を１回だけ供給するだけでよい。その結果、初期電流の供給よる電力消費の観点からは、電力消費を低減できる。

一方、スタータへの電力供給を停止しても、スタータおよびスタータにより駆動される燃料強ポンプは、慣性により回転を続ける。その結果、スタータへの電流供給を停止しても燃料供給ポンプが駆動され、燃料供給ポンプから燃料が圧送される。

そこで、請求項３に記載の発明によると、圧力制御手段は、コモンレール圧が低下判定圧以上に設定された所定の上昇判定圧を超えるまでスタータを複数回に分けて駆動する。
このように、コモンレール圧が上昇判定圧を超えて上昇するまでスタータを複数回に分けて駆動するので、スタータへの電流供給を停止した後もスタータおよび燃料供給ポンプが慣性で回転して燃料が圧送される状態が複数回生じる。その結果、スタータへの電流供給停止後の慣性による燃料供給ポンプからの圧送量という観点からは、同じ圧送量が必要な場合には、スタータを複数回に分けて駆動する方が、連続して１回だけ駆動するよりもスタータに電流を供給する時間が短くなり、電力消費量を低減できる。

請求項４に記載の発明によると、圧力制御手段は、スタータを駆動する所定時間前に、燃料供給ポンプへの燃料の吸入量を調量する調量弁を開弁し燃料供給ポンプへの燃料吸入を許可する。

これにより、調量弁に開弁遅れがあっても、スタータを駆動するときに調量弁を開弁状態にできるので、スタータを駆動すると速やかに燃料供給ポンプから燃料が圧送される。その結果、コモンレール圧が速やかに上昇しスタータに通電する時間が短くなるので、スタータ駆動により消費される電力量を低減できる。

請求項５に記載の発明によると、圧力制御手段は、スタータを駆動すると同時に、燃料供給ポンプの吐出側に設置され燃料供給ポンプからの燃料の吐出量を調量する調量弁を閉弁することにより燃料供給ポンプからの燃料吐出を許可する。

これにより、スタータを駆動すると、速やかに燃料供給ポンプから燃料が吐出され圧送される。その結果、コモンレール圧が速やかに上昇しスタータに通電する時間が短くなるので、スタータ駆動により消費される電力量を低減できる。

ところで、内燃機関の始動開始時にコモンレール圧が燃料噴射弁から燃料を噴射可能な始動圧以上であれば、アイドルストップから内燃機関を速やかに再始動できる。これに対し、コモンレール圧が始動圧よりも低下している場合には、アイドルストップから内燃機関を再始動するときに、コモンレール圧が始動圧に上昇するまで燃料噴射弁から燃料を噴射できないので、再始動が遅れる。

そこで、請求項６に記載の発明によると、圧力判定手段がアイドルストップ中にコモンレール圧と比較する低下判定圧を、内燃機関を始動するときの始動圧に設定している。
これにより、コモンレール圧が始動圧よりも低下すれば、スタータを駆動して燃料供給ポンプからコモンレールに燃料が供給されるので、コモンレール圧が上昇する。その結果、アイドルストップから内燃機関を再始動するときのコモンレール圧が始動圧よりも低下することを極力低減し、アイドルストップから内燃機関を速やかに再始動できる。

請求項７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すると、コモンレール圧を上昇させ、内燃機関を始動するときに燃料噴射弁から燃料を噴射可能な始動圧よりも高い目標残圧にコモンレール圧を調圧する。

これにより、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、アイドルストップから内燃機関を速やかに再始動できる。

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。 アイドルストップ中のコモンレール圧の変化を示すタイムチャート。 アイドルストップ中のコモンレール圧の変化を示す他のタイムチャート。 アイドルストップ中における圧力制御ルーチンを示すフローチャート。 （Ａ）はスタータの連続駆動ルーチンを示すフローチャート、（Ｂ）はスタータの複数回駆動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、スタータ７０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。燃料供給ポンプ１６を駆動するカムシャフトは、エンジンの始動開始時には、電動モータを駆動源とするスタータ７０により回転駆動され、エンジン始動後の定常運転中には、エンジンが発生するトルクにより駆動される。

燃料供給ポンプ１６が吸入行程で吸入する燃料の吸入量は、ＥＣＵ５０が燃料供給ポンプ１６の調量弁１８に供給する電流値を制御することにより調量される。燃料供給ポンプ１６は、調量弁１８により吸入量を調量された燃料を吸入し、プランジャの上昇により吸入した燃料を加圧して吐出する。つまり、調量弁１８が吸入量を調量することにより、燃料供給ポンプ１６が吐出する吐出量が調量され、燃料供給ポンプ１６からコモンレール２０に圧送される圧送量が調量される。

尚、吸入調量の調量弁１８に代えて、燃料供給ポンプ１６の吐出側に燃料供給ポンプ１６の吐出量を調量する調量弁を設置して圧送量を調量してもよい。吐出調量の調量弁は、開弁しているときは燃料供給ポンプ１６の加圧室の燃料を低圧側に排出するので、燃料は加圧されない。一方、閉弁しているときは、吐出調量の調量弁は加圧室と低圧側との連通を遮断するので、プランジャの上昇により加圧室の燃料が加圧されて吐出される。したがって、吐出調量の調量弁では、閉弁タイミングにより吐出量が調量され、燃料供給ポンプ１６からコモンレール２０に圧送される圧送量が調量される。

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の圧送量、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（以下、「実コモンレール圧」とも言う。）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。

また、ＥＣＵ５０は、エンジンのスタートスイッチがオンになったり、後述するようにアイドルストップ中にコモンレール圧が低下判定圧よりも低下すると、スタータ７０を駆動する。本実施形態では、アイドルストップからエンジンを再始動するときに燃料噴射弁４０から燃料を噴射可能な燃料圧力（始動圧とも言う。）に低下判定圧を設定している。

尚、低下判定圧は、始動圧に限定されるものではなく、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よりも低い値であれば、要求性能等に応じて適宜設定される。

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始動圧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１８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に低下すると、調量弁１８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１８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１８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により検出される実コモンレール圧が目標残圧を超えると、実コモンレール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、実コモンレール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、目標残圧よりも実コモンレール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、エンジン停止判定フラグをオフにする。エンジン停止判定フラグは、オンのときにエンジン運転中を表し、オフのときにエンジン停止中を表す。

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は調量弁１８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、実コモンレール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。尚、アイドルストップ中のコモンレール圧の低下については後述する。

（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７０を駆動するとともに、調量弁１８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７０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、実コモンレール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、実コモンレール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コモンレール圧低下）
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、コモンレール圧が、スタータ７０の駆動を実行してコモンレール圧を上昇させる必要のある始動圧よりも低下したか否かを判定する。

ＥＣＵ５０は、図２の点線３００が示すようにコモンレール圧が始動圧以上であれば、エンジンを再始動するときに燃料噴射弁４０から速やかに燃料噴射を開始し、エンジンを速やかに再始動できると判断する。

一方、ＥＣＵ５０は、実線３１０が示すようにコモンレール圧が始動圧よりも低下すると、エンジンを再始動するときに燃料噴射弁４０から速やかに燃料噴射を開始できず、エンジンの再始動が遅れると判断する。

（スタータ駆動）
ＥＣＵ５０は、コモンレール圧が始動圧よりも低下すると、スタータ駆動判定フラグをオンにする。そして、スタータ７０を駆動して燃料供給ポンプ１６から燃料を圧送させ、コモンレール２０に燃料を供給する。これにより、コモンレール圧が上昇する。そして、コモンレール圧が上昇判定圧を超えると、ＥＣＵ５０はスタータ７０の駆動を停止し、スタータ駆動判定フラグをオフにする。

本実施形態では、上昇判定圧としてアイドルストップ中の目標残圧が設定される。尚、上昇判定圧としては、前述した低下判定としての始動圧以上であればよく、目標残圧に限らず、始動圧と目標残圧との範囲内で、要求性能等に応じて適宜設定される。

目標残圧よりも上昇したコモンレール圧が再び所定圧よりも低下すると、ＥＣＵ５０は再度スタータ７０を駆動する。
（１）スタータ連続駆動
コモンレール圧を目標残圧よりも上昇させるためにスタータ７０を駆動する場合、図２に示すように、コモンレール圧が目標残圧を超えるまでスタータ７０を連続して駆動することが考えられる。

スタータ７０を連続して駆動すると、スタータ７０を１回だけ駆動し、スタータ７０に初期電流を１回だけ供給するだけでよい。その結果、初期電流の供給による電力消費の観点からは、電力消費を低減できる。

（２）スタータ複数回駆動
また、コモンレール圧を目標残圧よりも上昇させるためにスタータ７０を駆動する場合、図３に示すように、コモンレール圧が目標残圧を超えるまで、スタータ７０を複数回に分けて駆動することが考えられる。

スタータ７０への電力供給を停止しても、スタータ７０およびスタータ７０により駆動されるエンジン、燃料供給ポンプ１６等の駆動対象は慣性により回転を続ける。その結果、スタータ７０に電流を供給しなくても、スタータ７０および燃料供給ポンプ１６が駆動され、燃料供給ポンプ１６から燃料が圧送される。

この場合、コモンレール圧が目標残圧を超えるまでスタータ７０を複数回に分けて駆動することにより、スタータ７０への電流供給を停止した後もスタータ７０および燃料供給ポンプ１６が慣性で回転して燃料が圧送される状態が複数回生じる。その結果、スタータ７０への電流供給停止後の慣性による燃料供給ポンプ１６からの圧送量という観点からは、同じ圧送量が必要な場合には、スタータ７０を複数回に分けて駆動する方が、連続して１回だけ駆動するよりもスタータ７０に電流を供給する時間が短くなり、電力消費量を低減できる。

（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４および図５に基づいて説明する。図４のルーチンは、アイドルストップ条件が成立し、減圧弁３０の制御が角度同期から時間同期に変更されている間、時間同期の割り込みタイミング毎に実行される。図５の（Ａ）、（Ｂ）は、図４のＳ４１８において処理されるスタータ駆動制御の異なるルーチンを表している。図４および図５において「Ｓ」はステップを表している。

図４においてＥＣＵ５０は、まずアイドルストップ要求中であるか否かを判定する（Ｓ４００）。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（Ｓ４００：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はＳ４２２に処理を移行する。

アイドルストップ要求中の場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、エンジンが停止しているか否かを判定する（Ｓ４０２）。エンジンが停止しているか否かは、クランク角センサ６０の出力信号から算出するエンジン回転数が０か否かで判定する。エンジンが停止していない場合（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はＳ４２２に処理を移行する。

エンジンが停止している場合（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、コモンレール圧を目標残圧に調圧する残圧制御が完了したか否かを判定する（Ｓ４０４）。残圧制御が完了していない場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はＳ４２２に処理を移行する。

残圧制御が完了している場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、圧力センサ２２の出力信号から検出する実コモンレール圧が、アイドルストップ中にコモンレール圧を上昇させるためにスタータ駆動を実行するときの判定基準である低下判定圧よりも低いか否かを判定する（Ｓ４０６）。前述したように、本実施形態では低下判定圧として始動圧が設定される。

実コモンレール圧が低下判定圧より低い場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０はスタータ駆動判定フラグをオンにし（Ｓ４０８）、Ｓ４１２に処理を移行する。
実コモンレール圧が低下判定圧以上の場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、スタータ駆動判定フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ４１０）。

スタータ駆動判定フラグがオフであれば（Ｓ４１０：Ｎｏ）、アイドルストップ中にスタータ７０を駆動してコモンレール圧を上昇中ではないと判断し、ＥＣＵ５０はＳ４２２に処理を移行する。スタータ駆動判定フラグがオンであれば（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、アイドルストップ中にスタータ７０を駆動してコモンレール圧を上昇中であると判断し、ＥＣＵ５０はＳ４１２に処理を移行する。

スタータ駆動判定フラグは、前述したように、コモンレール圧が低下判定圧よりも低下し、スタータ７０が駆動されることによりコモンレール圧が上昇判定圧を超えるまでの間オンに設定され、それ以外にはオフに設定される。前述したように、本実施形態では、上昇判定圧としてアイドルストップ中の目標残圧が設定される。

Ｓ４１２においてＥＣＵ５０は、スタータ７０を駆動する前に調量弁１８への通電をオンにし、Ｓ４１４において調量弁カウンタをインクリメントする。そして、インクリメントした調量弁カウンタの値が、調量弁１８に通電したことにより調量弁１８に対する開弁駆動が完了したことを判定するための駆動完了判定値よりも大きくなったか否かを判定する（Ｓ４１６）。調量弁カウンタの値が駆動完了判定値以下の場合（Ｓ４１６：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

調量弁カウンタの値が駆動完了判定値よりも大きい場合（Ｓ４１６：Ｙｅｓ）、調量弁１８の開弁は完了し、燃料供給ポンプ１６は燃料を吸入可能であると判断し、ＥＣＵ５０はスタータ７０への通電をオンにしスタータ７０を駆動する（Ｓ４１８）。

前述したように、スタータ７０に対する駆動制御は、コモンレール圧が上昇判定圧を超えて上昇するまで、スタータ７０を連続駆動するか、複数回に分けて駆動するかのいずれかの方式が採用される。Ｓ４１８のスタータ駆動制御における連続駆動と複数回駆動との制御内容については後述する。

Ｓ４１８の処理を終了後、ＥＣＵ５０は、スタータ７０を駆動することにより実コモンレール圧が上昇し、スタータ駆動を完了するための上昇判定圧を超えたか否かを判定する（Ｓ４２０）。実コモンレール圧が上昇判定圧以下の場合（Ｓ４２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

実コモンレール圧が上昇判定圧を超えると（Ｓ４２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、スタータ７０への通電をオフし（Ｓ４２２）、調量弁１８への通電をオフし（Ｓ４２４）、調量弁カウンタをクリアし（Ｓ４２６）、スタータ駆動判定フラグをオフにする（Ｓ４２８）。Ｓ４２８の処理を終了後、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。

（スタータ駆動制御ルーチン１）
図４のＳ４１８でスタータ７０を駆動するときにスタータ７０を連続駆動する場合のルーチンを図５の（Ａ）に示す。

スタータ７０を連続駆動する場合、ＥＣＵ５０は、Ｓ４３０においてスタータ７０への通電をオンにし、スタータ７０を駆動する。これにより、図４のＳ４２０の判定において、実コモンレール圧が上昇判定圧を超えるまで、スタータ７０は連続して駆動される。

（スタータ駆動制御ルーチン２）
図４のＳ４１８でスタータ７０を駆動するときにスタータ７０を複数回に分けて駆動する場合のルーチンを図５の（Ｂ）に示す。

スタータ７０を複数回に分けて駆動する場合、ＥＣＵ５０は、スタータ７０への通電をオンするためのオンカウンタがオン判定値を超えたか否かを判定する。オンカウンタがオン判定値以下の場合（Ｓ４４０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はオンカウンタをインクリメントし（Ｓ４４２）、本ルーチンを終了する。つまり、ＥＣＵ５０は、オンカウンタがオン判定値を超えるまで、スタータ７０への通電を待機する。

オンカウンタがオン判定値を超えている場合（Ｓ４４０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０はスタータ７０への通電をオンにし（Ｓ４４４）、スタータ７０への通電をオフするためのオフカウンタがオフ判定値を超えたか否かを判定する（Ｓ４４６）。

オフカウンタがオフ判定値以下の場合（Ｓ４４６：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はオフカウンタをインクリメントし（Ｓ４４８）、本ルーチンを終了する。つまり、ＥＣＵ５０は、オフカウンタがオフ判定値を超えるまで、スタータ７０への通電を継続する。

オフカウンタがオフ判定値を超えている場合（Ｓ４４６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０はスタータ７０への通電をオフにし（Ｓ４５０）、オフカウンタおよびオンカウンタをクリアし（Ｓ４５２、Ｓ４５４）、本ルーチンを終了する。

これにより、図４のＳ４２０の判定において、実コモンレール圧が上昇判定圧を超えるまで、スタータ７０は複数回に分かれて駆動される。
以上説明した上記実施形態では、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、アイドルストップ中にコモンレール圧が所定圧よりも低下する場合において、スタータ７０を駆動して燃料供給ポンプ１６から燃料を圧送させ、コモンレール圧を上昇させる。

これにより、アイドルストップ中にコモンレール圧が低下しても、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、始動圧よりも高い目標残圧にコモンレール圧を制御してからコモンレール圧が低下しても、低下判定圧以上の状態が保持される場合には、再始動時に燃料噴射弁４０から燃料を噴射できる始動圧にコモンレール圧を保持できる。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。

また、上記実施形態では、アイドルストップ条件が成立すると、コモンレール圧を上昇させ、始動圧よりも高い目標残圧にコモンレール圧を調圧する。
これにより、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ず、エンジン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４０から速やかに燃料噴射を再開し、アイドルストップ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、圧力判定手段および圧力制御手段として機能する。
また、図４のＳ４０６の処理が本発明の圧力判定手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１２〜Ｓ４２８、ならびに図５のＳ４３０、およびＳ４４０〜Ｓ４５４の処理が本発明の圧力制御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、アイドルストップ条件が成立すると、エンジンが停止するまでの間に調量弁１８を制御して燃料供給ポンプ１６から燃料を圧送することによりコモンレール圧を上昇させ、エンジンを再始動するときの始動圧よりも高い目標残圧に調圧した。

これに対し、アイドルストップ条件が成立しても燃料供給ポンプ１６から燃料を圧送してコモンレール圧を上昇させず、アイドルストップ中にコモンレール圧が所定の低下判定圧よりも低下すると、スタータ７０を駆動することにより燃料供給ポンプを駆動して燃料を圧送させることにより、コモンレール圧を上昇判定圧よりも上昇させてもよい。

また、アイドルストップ条件が成立したときに、減圧弁３０を制御せず、調量弁１８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。

上記実施形態では、圧力判定手段および圧力制御手段の機能を、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、１８：調量弁、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、圧力判定手段、圧力制御手段）、７０：スタータ

Claims (7)

1. 燃料を蓄圧するコモンレールと、
   内燃機関を始動するスタータと、
   前記内燃機関の回転駆動力が伝達されて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、
   アイドルストップ条件が成立し、前記内燃機関のアイドルストップ中に前記コモンレール圧が所定の低下判定圧よりも低下したか否かを判定する圧力判定手段と、
   前記アイドルストップ中であり、かつ前記内燃機関の再始動条件が成立する前において、前記コモンレール圧が前記低下判定圧よりも低下していると前記圧力判定手段が判定すると、前記スタータを自動的に駆動して前記内燃機関を再始動させることなく前記燃料供給ポンプから燃料を圧送させる圧力制御手段と、
   を備えることを特徴とする燃料圧力制御装置。
2. 前記圧力制御手段は、前記コモンレール圧が前記低下判定圧以上に設定された所定の上昇判定圧を超えるまで前記スタータを連続して駆動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. 前記圧力制御手段は、前記コモンレール圧が前記低下判定圧以上に設定された所定の上昇判定圧を超えるまで前記スタータを複数回に分けて駆動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。
4. 前記燃料供給ポンプは、前記燃料供給ポンプへの燃料の吸入量を調量する調量弁を備え、
   前記圧力制御手段は、前記スタータを駆動する所定時間前に前記調量弁を開弁し前記燃料供給ポンプへの燃料吸入を許可する、
   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吐出側に設置され前記燃料供給ポンプからの燃料の吐出量を調量する調量弁を備え、
   前記圧力制御手段は、前記スタータを駆動すると同時に前記調量弁を閉弁することにより前記燃料供給ポンプからの燃料吐出を許可する、
   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燃料圧力制御装置。
6. 前記低下判定圧は、前記内燃機関を始動するときに前記燃料噴射弁から燃料を噴射可能な始動圧であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。
7. 前記圧力制御手段は、アイドルストップ条件が成立すると、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に前記燃料噴射弁から燃料を噴射可能な始動圧よりも高い目標残圧に前記コモンレール圧を調圧することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。

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