JP7035978B2 - 燃料噴射システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射システムに関する。

燃料噴射弁から実際に噴射された燃料の噴射状態を検出し、燃料噴射システムを高精度に制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、蓄圧容器から燃料噴射弁の噴射孔に至るまでの燃料通路に、噴射孔からの燃料噴射に伴い変動する燃料の圧力を検出する燃圧センサを取り付け、燃料噴射に伴い生じる変動波形に基づいて実際の噴射開始時期及び噴射終了時期を推定する制御装置が開示されている。こうして推定された噴射開始時期及び噴射終了時期を用いることにより、噴射指令信号に対する燃料噴射弁の応答遅れを検出することが可能である。

特開２０１１－７２０３号公報

燃料噴射弁としては、制御室内の燃料圧力を調整する圧力調整弁として２個の開閉弁を備え、それらの駆動を独立して制御することにより、噴射孔から噴射される燃料の噴射率の傾きを調整するものがある。こうした燃料噴射弁において、上記特許文献１に記載のもののように、燃圧センサの検出値を用いて噴射指令信号に対する燃料噴射弁の応答遅れを検出しようとした場合、単に噴射開始時期及び噴射終了時期を推定するだけでは、圧力調整弁の応答遅れが、２個の開閉弁のうちいずれによるものか判別することができない。より適切な燃料噴射制御を実現するために、圧力調整弁の駆動の精度を十分に高めることが要求される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、圧力調整弁の応答遅れを精度良く検出することができ、ひいては燃料噴射制御の更なる精度向上を図ることができる燃料噴射システムを提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧容器（１１）と、前記蓄圧容器内の高圧燃料を内燃機関（７０）の気筒内に噴射する燃料噴射弁（２０）とを備える燃料噴射システムに関する。請求項１に記載の発明は、前記燃料噴射弁は、前記蓄圧容器から高圧燃料通路（１３，１４）を通じて前記高圧燃料が供給される制御室（３６，４６）と、前記制御室の内部の燃料圧力に応じて軸方向に移動することにより噴射孔（３４）を開弁して燃料を噴射させるニードル弁（３１）と、前記制御室に接続される燃料通路（２５，２７）に配置され、前記制御室からの燃料の流出を許容及び遮断することにより前記制御室の内部の燃料圧力を調整する圧力調整弁（５１，５２）と、を備え、前記燃料通路は、第１オリフィス（４２ａ）を有する第１燃料通路（２５，４２）と、前記第１オリフィスと異なる流路面積によって燃料の流量を制限する第２オリフィス（２７ａ）を有する第２燃料通路（２７）と、を備え、前記圧力調整弁は、前記第１燃料通路に配置された第１開閉弁（５１）と、前記第２燃料通路に配置された第２開閉弁（５２）と、を備え、前記高圧燃料通路内の燃料圧力を検出する圧力検出部と、前記燃料噴射弁に出力された駆動指令信号に基づいて、前記圧力調整弁の開弁及び閉弁を制御する駆動制御部と、前記駆動指令信号の出力後において、前記圧力検出部により検出した燃料圧力の変曲点と、前記変曲点が現れた後の燃料圧力の傾きとを取得する取得部と、前記取得部により取得した前記変曲点と前記傾きとに基づいて、前記駆動指令信号に対する前記圧力調整弁の応答遅れ時間を前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のそれぞれについて算出する遅れ時間算出部と、を備える。

上記構成の燃料噴射弁においては、第１開閉弁の開閉状態及び第２開閉弁の開閉状態の組み合わせに応じて、制御室内の燃料圧力の圧力変化の挙動が異なる。この場合、蓄圧容器と制御室とを接続する高圧燃料通路内の燃料圧力の圧力変化の挙動も異なる。すなわち、第１開閉弁が開弁されて第１燃料通路から燃料が排出される場合と、第２開閉弁が開弁されて第２燃料通路から燃料が排出される場合とでは、制御室から排出される燃料の流量が相違し、これに付随して高圧燃料通路内の燃料圧力の変化挙動が相違する。こうした点に着目し上記構成とすることにより、圧力調整弁の応答遅れがいずれの開閉弁によるものかを特定することができる。これにより、圧力調整弁の応答遅れを精度良く検出することができ、ひいては、燃料噴射システムの更なる精度向上を図ることができる。

燃料噴射システムの概略構成を示す図。 燃料噴射弁の噴射率パターンの一例を示す図。 閉弁時の燃料噴射弁を表す図。 高速開弁モードの燃料噴射弁の動作を説明する図。 高速開弁モードから高速閉弁モードへ移行するときの燃料噴射弁の動作を説明する図。 高速閉弁モードの燃料噴射弁の動作を説明する図。 低速開弁モードの燃料噴射弁の動作を説明する図。 低速開弁モードから低速閉弁モードへ移行するときの燃料噴射弁の動作を説明する図。 低速閉弁モードの燃料噴射弁の動作を説明する図。 第２開閉弁による減圧動作を示す図。 開弁遅れ時間の算出処理を説明する図。 閉弁遅れ時間の算出処理を説明する図。 噴射率モードと開弁遅れ時間との対応関係を示す図。 噴射率モードと閉弁遅れ時間との対応関係を示す図。 応答遅れ時間算出処理の処理手順を示すフローチャート。 第１通電処理のサブルーチン。 第２通電処理のサブルーチン。 減圧弁モード処理のサブルーチン。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態の相互において、互いに同一又は均等である部分には図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

本実施形態は、内燃機関である車載多気筒ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射システムに具体化している。この燃料噴射システムでは、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）を中枢としてエンジンの燃料噴射を制御している。図１に示すように、燃料噴射システム１０は、コモンレール１１、燃料噴射弁２０及びＥＣＵ９０を備える。

図１において、コモンレール１１は、図示しない高圧ポンプの下流側に接続されており、高圧ポンプで高圧化された燃料（以下「高圧燃料」という。）が供給される。コモンレール１１の内部には、高圧ポンプから圧送された高圧燃料が高圧状態で保持される。コモンレール１１には、コモンレール内の燃料圧力（以下「レール圧」という。）を低下させる減圧弁が設けられていない。

コモンレール１１には、高圧配管１２を介して燃料噴射弁２０が接続されている。燃料噴射弁２０は、エンジン７０の燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴式であり、複数の気筒（本実施形態では４気筒）のそれぞれに取り付けられている。なお、図１には、１つの気筒の燃料噴射弁２０のみを示し、残りの気筒については燃料噴射弁２０の記載を省略している。

ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータである。ＥＣＵ９０には、エンジン７０の回転速度を検出するクランク角センサ、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ等の各種センサから検出信号が逐次入力される。ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を算出し、それに応じた通電パルス（噴射信号）を燃料噴射弁２０に出力する。これにより、各気筒において、燃料噴射弁２０の燃料噴射が制御される。なお、ＥＣＵ９０が「駆動制御部」、「遅れ時間算出部」及び「噴射補正部」として機能する。

次に、燃料噴射弁２０の構成について詳細に説明する。燃料噴射弁２０は、第１～第４本体部２１～２４を備え、これら第１～第４本体部２１～２４が一体化されることにより噴射弁本体が構成されている。第１～第４本体部２１～２４は、燃料噴射弁２０の軸方向にこの順に並べて配置されており、コモンレール１１から第１本体部２１に供給された燃料を、第４本体部２４に設けられた噴射孔３４から噴射する。なお、以下の説明では、燃料噴射弁２０の軸方向を「上下方向」、燃料噴射弁２０における第１本体部２１側を「上方向」、第４本体部２４側を「下方向」とする。

第１本体部２１には、第１高圧通路１３と、低圧室５７とが設けられている。第１高圧通路１３は、第１本体部２１、第２本体部２２及び第３本体部２３に亘って形成されており、第１～第３本体部２１～２３を貫通している。第１高圧通路１３は、第２本体部２２側とは反対側の端部が高圧配管１２に連通されている。これにより、コモンレール１１からの高圧燃料が高圧配管１２を介して第１高圧通路１３に供給される。第１高圧通路１３には、第１高圧通路１３内の燃料の圧力を検出する燃圧センサ７３が取り付けられている。燃圧センサ７３の検出信号はＥＣＵ９０に入力される。

低圧室５７は、第２本体部２２を向いた面が上方向に凹むことにより、第１本体部２１において第２本体部２２との境界部に形成されている。低圧室５７には、第１高圧通路１３内の高圧燃料が第２本体部２２、第３本体部２３及び第４本体部２４を経由し、これにより低圧化された燃料が収容されている。低圧室５７は、低圧通路５８を介してリターン配管６５に接続されており、更に燃料タンク６１に接続されている。これにより、燃料噴射弁２０に供給される高圧燃料の一部は、低圧室５７からリターン配管６５を通じて燃料タンク６１に戻される。低圧室５７の内部には、燃料噴射弁２０の燃料の噴射状態を制御する開閉弁５０が設けられている。開閉弁５０は電磁駆動式であり、ＥＣＵ９０により開弁及び閉弁が制御される。

第２本体部２２には、第２高圧通路１４と、中間室２６と、第１通路２５と、第２通路２７とが設けられている。第２高圧通路１４は、第１高圧通路１３から分岐する分岐路であり、コモンレール１１からの高圧燃料が供給される燃料通路である。第２高圧通路１４には、昇圧オリフィス１４ａが設けられている。この昇圧オリフィス１４ａにより、第２高圧通路１４を流れる燃料の流量が制限される。第２高圧通路１４において、第１高圧通路１３とは反対側の端部には環状室１４ｂが形成されている。環状室１４ｂは、第２本体部２２において第３本体部２３との境界部に環状に形成された燃料通路部である。環状室１４ｂには、第１高圧通路１３からの高圧燃料が第２高圧通路１４を通じて導入される。

中間室２６は、円柱状に形成されたチャンバであり、第２本体部２２と第３本体部２３との境界部に形成されている。第１通路２５は、第２本体部２２の内部において燃料噴射弁２０の軸方向（上下方向）に延びており、第２本体部２２を貫通している。第１通路２５は、その一方の端部が低圧室５７に連通され、他方の端部が中間室２６に連通されている。これにより、中間室２６は、第１通路２５を介して低圧室５７に連通されている。

第２通路２７は、第２本体部２２の内部に形成されており、第１通路２５と同じ方向（上下方向）に延びている。第２通路２７は第２本体部２２を貫通しており、その一方の端部が低圧室５７に連通され、他方の端部が第３本体部２３の第１制御室４６に連通されている。第２通路２７には、第１本体部２１に近い位置に減圧オリフィス２７ａが設けられている。減圧オリフィス２７ａにより第２通路２７を流れる燃料の流量が制限される。なお、第２通路２７が「第２燃料通路」に相当し、減圧オリフィス２７ａが「第２オリフィス」に相当する。

第３本体部２３には、第１制御室４６と、接続通路４７とが設けられている。第１制御室４６は、第２本体部２２を向いた面が下方向に凹むことにより噴射弁本体の内部に形成されたチャンバであり、環状室１４ｂに連通されている。第１制御室４６には、第１高圧通路１３からの高圧燃料が第２高圧通路１４を介して供給される。

第１制御室４６の内部には、燃料噴射弁２０の軸方向（上下方向）に変位可能な従動弁４１が配置されている。従動弁４１は円柱状であり、その中央部において軸方向に貫通する第３通路４２が形成されている。第３通路４２は、第２本体部２２側の開口部が中間室２６に開放されており、第４本体部２４側の開口部が第１制御室４６の内部に開放されている。第３通路４２には減圧オリフィス４２ａが設けられている。減圧オリフィス４２ａによって第３通路４２を流れる燃料の流量が制限される。減圧オリフィス４２ａの出口側の燃料流量は、第２通路２７が有する減圧オリフィス２７ａの出口側の燃料流量よりも大きく設定されている。なお、第１通路２５及び第３通路４２により「第１燃料通路」が構成されている。減圧オリフィス４２ａが「第１オリフィス」に相当する。

従動弁４１には、従動弁４１を第２本体部２２に向かう方向（上方向）へ付勢するスプリング４５が取り付けられている。従動弁４１は、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力により第２本体部２２の下面に当接している。この当接状態では、従動弁４１によって環状室１４ｂと第１制御室４６との連通は遮断される一方、中間室２６は第３通路４２を介して第１制御室４６に連通された状態となる。この状態では、第１制御室４６内の燃料は、第３通路４２、中間室２６及び第１通路２５を介して低圧室５７に流入可能である。

従動弁４１が第２本体部２２の下面に当接している状態において、第１制御室４６の内部の燃料圧力が低下して、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力が、環状室１４ｂ及び中間室２６の内部の燃料圧力による下方向の力を下回ると、従動弁４１が第２本体部２２の下面から離間する方向に変位する。これにより、中間室２６が第３通路４２を介さずに第１制御室４６に連通されるとともに、環状室１４ｂが第１制御室４６に連通される。

第２通路２７は、低圧室５７と第１制御室４６とを直接連通している。つまり、第１制御室４６は、従動弁４１の位置（リフト状態）に依らずに第２通路２７を介して低圧室５７に連通されている。また、第３本体部２３には、第１制御室４６から第４本体部２４へ延びる接続通路４７が形成されている。接続通路４７にはオリフィス４７ａが設けられており、オリフィス４７ａによって接続通路４７を流れる燃料の流量が制限される。

第４本体部２４には、シリンダ３５と、ニードル弁３１と、高圧室３３と、第２制御室３６とが設けられている。シリンダ３５の先端部には、外部に向かって燃料が噴射される噴射孔３４が複数形成されている。ニードル弁３１は、シリンダ３５の内部において上下方向に往復動可能に収容されている。ニードル弁３１の上面には、ニードル弁３１を下方向へ付勢するスプリング３２が取り付けられている。

高圧室３３は、第１高圧通路１３と噴射孔３４とを連通する通路の途中に設けられている。この高圧室３３の内部に、ニードル弁３１の先端部が配置されている。第２制御室３６は、シリンダ３５の内部において噴射孔３４とは反対側（ニードル弁３１の上方）に設けられている。第２制御室３６は、接続通路４７を介して第１制御室４６に連通されている。これにより、第１高圧通路１３からの高圧燃料が、第１制御室４６及び接続通路４７を介して第２制御室３６に供給される。第２制御室３６の内部の燃料圧力と、ニードル弁３１に取り付けられたスプリング３２の付勢力とがニードル弁３１に作用することにより、ニードル弁３１が噴射孔３４を塞ぐ方向（下方向）に変位し、燃料噴射弁２０が閉弁状態となる。

また、高圧室３３の内部の燃料圧力が、第２制御室３６の内部の燃料圧力及びスプリング３２の付勢力の合計の力よりも大きくなると、ニードル弁３１が噴射孔３４を開く方向（上方向）に変位し、燃料噴射弁２０が開弁状態となる。燃料噴射弁２０が開弁状態となることにより、高圧室３３内の高圧燃料が噴射孔３４から噴射される。

次に、開閉弁５０の構成について説明する。開閉弁５０は、低圧室５７の内部において、第１制御室４６と低圧室５７とを接続する燃料通路に配置されている。開閉弁５０は、ＥＣＵ９０により駆動制御により第１制御室４６から低圧室５７への燃料の流出を許容及び遮断することにより、第１制御室４６の内部の燃料圧力を調整する。

開閉弁５０は、第１開閉弁５１と、第２開閉弁５２とを有している。第１開閉弁５１は、第１通路２５上に配置されており、その開閉状態が制御されることにより低圧室５７と第１通路２５との連通及び遮断を切り替える。第２開閉弁５２は、第２通路２７上に配置されており、その開閉状態が制御されることにより低圧室５７と第２通路２７との連通及び遮断を切り替える。ＥＣＵ９０は、第１ソレノイド５３と第２ソレノイド５４とを互いに独立して通電駆動することにより、第１開閉弁５１の開閉状態と第２開閉弁５２の開閉状態とを互いに独立して制御する。

具体的には、第１ソレノイド５３の非通電時には、第１開閉弁５１は、第１スプリング５５の付勢力により第２本体部２２に当接している。この当接状態では、第１開閉弁５１により低圧室５７と第１通路２５との連通が遮断された状態（閉弁状態）となる。また、第１開閉弁５１の閉弁状態において第１ソレノイド５３に通電すると、第１スプリング５５の付勢力に抗して第１開閉弁５１が上方向に移動し、第２本体部２２から離間する。この状態では、低圧室５７と第１通路２５とが連通された状態（開弁状態）となり、第１通路２５から低圧室５７への燃料の流入が許容される。

また、第２ソレノイド５４の非通電時には、第２開閉弁５２は、第２スプリング５６の付勢力により第２本体部２２に当接している。この当接状態では、第２開閉弁５２により低圧室５７と第２通路２７との連通が遮断された状態（閉弁状態）となる。また、第２開閉弁５２の閉弁状態において第２ソレノイド５４に通電すると、第２スプリング５６の付勢力に抗して第２開閉弁５２が上方向に移動し、第２本体部２２から離間する。この状態では、低圧室５７と第２通路２７とが連通された状態（開弁状態）となり、第２通路２７から低圧室５７への燃料の流入が許容される。

燃料噴射制御において、ＥＣＵ９０は、第１開閉弁５１の開弁及び閉弁を切り替えることにより、ニードル弁３１を開弁位置及び閉弁位置に移動させる。これにより、噴射孔３４から燃料が噴射される噴射動作と、燃料の噴射が停止される噴射停止動作とが切り替えられる。また、ＥＣＵ９０は、第１開閉弁５１の駆動制御に併せて、第２開閉弁５２の開弁及び閉弁を切り替えることにより、ニードル弁３１が開弁位置及び閉弁位置に移動するときの移動速度を制御する。すなわち、ＥＣＵ９０は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開閉を独立して制御することにより、燃料の噴射率の傾き、より具体的には、噴射率の立ち上がり速度及び立ち下がり速度をそれぞれ制御する。

図２に、燃料噴射弁２０の噴射率パターンの例を示している。いずれの噴射率パターンにおいても、燃料噴射弁２０による燃料噴射の開始時には第１開閉弁５１を開弁し、燃料噴射の終了時には第１開閉弁５１を閉弁する。第２開閉弁５２については、噴射率の立ち上がり速度、立ち下がり速度に応じて開弁及び閉弁を制御する。

具体的には、燃料噴射の開始時における噴射率の立ち上がり速度を急峻にする高速開弁モード（噴射開始（Ｈ）モード）では、第２開閉弁５２を開弁し（図２（ａ）及び（ｃ）参照）、噴射率の立ち上がり速度を緩慢にする低速開弁モード（噴射開始（Ｌ）モード）では、第２開閉弁５２を閉弁する（図２（ｂ）及び（ｄ）参照）。また、燃料噴射の終了時における噴射率の立ち下がり速度を急峻にする高速閉弁モード（噴射終了（Ｈ）モード）では、第２開閉弁５２を閉弁し（図２（ａ）及び（ｂ）参照）、噴射率の立ち下がり速度を緩慢にする低速閉弁モード（噴射終了（Ｌ）モード）では、第２開閉弁５２を開弁する（図２（ｃ）及び（ｄ）参照）。また、噴射率の立ち上がり速度及び立ち下がり速度を途中で変更してもよい。燃料噴射弁２０によれば、例えば図２（ｅ）に示すように、高速閉弁モードから低速閉弁モードへ変更する噴射率パターン（噴射終了（Ｈ→Ｌ）モード）を実現したり、図２（ｆ）に示すように、低速開弁モードから高速開弁モードへ変更する噴射率パターン（噴射開始（Ｌ→Ｈ）モード）を実現したりすることもできる。

第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開閉状態と燃料噴射弁２０の動作との関係について図３～８を用いて説明する。噴射開始前は、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４を非通電とすることにより、図３に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２は共に閉じており、ニードル弁３１によって高圧室３３と噴射孔３４との連通が遮断されている。

高速開弁モード且つ高速閉弁モードの噴射パターン（図２（ａ）参照）の場合について、図３～６を用いて説明する。噴射開始前において、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉弁した状態では、第１高圧通路１３からの高圧燃料が導入されることにより、第２～第４本体部２２～２４に形成された燃料貯留部（環状室１４ｂ、中間室２６、第１制御室４６、第２制御室３６、高圧室３３）及び燃料通路（第１通路２５、第２通路２７、第３通路４２、接続通路４７）は、第１高圧通路１３内の燃料圧力と同等の高圧状態で保持されている（図３参照）。

第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４への通電により第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を共に開弁すると、図４に示すように、第１制御室４６が、第１通路２５、第３通路４２及び第２通路２７を介して低圧室５７に連通される。これにより、第１制御室４６及び第２制御室３６の内部の燃料が、第１通路２５及び第３通路４２を通過する経路と、第２通路２７を通過する経路との２つの経路を介して低圧室５７へ流入される。このため、第１制御室４６及び第２制御室３６の内部の燃料圧力が高速で低下し、ニードル弁３１が高速で開弁方向（上方向）に変位する。これにより噴射孔３４から燃料が噴射される。この場合、図２（ａ）に示すように噴射率が高速で立ち上がる。

なお、減圧オリフィス４２ａの前後には差圧が生じており、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力の合計が、中間室２６及び環状室１４ｂの内部の燃料圧力による下方向の力よりも高くなっている。このため、従動弁４１は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を共に開いた状態において、第２本体部２２に当接している状態に維持されている（図４参照）。

噴射率が最大になった後、第１開閉弁５１を閉弁すると、第１制御室４６内の燃料が第３通路４２を介して中間室２６へ流入することにより、中間室２６の内部の燃料圧力が上昇する（図５参照）。また、第２開閉弁５２を閉弁することにより、低圧室５７と第１制御室４６との連通が遮断される。この場合、中間室２６及び環状室１４ｂの内部の燃料圧力による下方向の力が、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力の合計よりも大きくなることにより、従動弁４１が下方向へ移動する（図６参照）。この従動弁４１の下方向への移動により、第１高圧通路１３の高圧燃料が第１制御室４６に流入する。

このとき、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に閉弁しているため、第１制御室４６の内部の燃料圧力は高速で上昇する。第１制御室４６から接続通路４７を介して第２制御室３６へ燃料が流入し、第２制御室３６の内部の燃料圧力が所定圧力よりも高くなると、ニードル弁３１が下降し始めて閉弁動作に移行する（図６参照）。この場合、図２（ａ）に示すように、噴射率が高速で立ち下がる。その後、ニードル弁３１によって噴射孔３４が塞がれることにより、燃料噴射弁２０による燃料噴射が停止される。

次に、低速開弁モード且つ高速閉弁モードの噴射パターン（図２（ｂ）参照）の場合について説明する。噴射開始前において、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態（図３参照）において、図７に示すように、第２開閉弁５２を閉じた状態で維持し、第１開閉弁５１を開くと、第１制御室４６の内部の燃料が第３通路４２及び第１通路２５を介して中間室２６に流入する。このとき、減圧オリフィス４２ａの前後には差圧が生じており、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力の合計が、中間室２６及び環状室１４ｂの内部の燃料圧力による下方向の力よりも高くなっている。このため、従動弁４１は、第２本体部２２に当接している状態に維持される。

第２開閉弁５２が閉じられた状態では、第２通路２７を介した燃料の流通が許容されていないため、第１制御室４６の内部の燃料圧力は低速で低下し、ニードル弁３１は低速で開弁方向に変位する。この場合、図２（ｂ）に示すように、噴射率が低速で立ち上がる。つまり、第１開閉弁５１が開き、かつ第２開閉弁５２が閉じた状態における噴射率の上昇速度（傾き）は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に開いた状態における噴射率の上昇速度（傾き）よりも小さくなる。噴射率が最大となった後は、図２（ａ）に示す高速立下げ時の動作と同様である。

次に、高速開弁モード且つ低速閉弁モードの噴射パターン（図２（ｃ）参照）の場合について説明する。まず、高速立上げ時の動作は、図２（ａ）に示す高速立上げ時の動作と同様である。噴射率が最大になった後、図８に示すように、第２開閉弁５２を開いた状態で維持し、第１開閉弁５１を閉じると、第１制御室４６内の燃料が第３通路４２を介して中間室２６へ流入し、中間室２６の内部の燃料圧力が上昇する。また、第２開閉弁５２は開いた状態であるため、第１制御室４６の内部の燃料は、第２通路２７を介して低圧室５７に流入する。中間室２６の内部の燃料圧力が上昇し、中間室２６及び環状室１４ｂの内部の燃料圧力による下方向の力が、第１制御室４６の内部の燃料圧力による上方向の力及びスプリング４５の付勢力の合計よりも大きくなると、従動弁４１が下方向へ移動する（図９参照）。この従動弁４１の下方向への移動により、第１高圧通路１３の高圧燃料が第１制御室４６に流入する。

このとき、第２開閉弁５２は開いた状態で維持されているため、第１制御室４６の内部の燃料圧力は低速で上昇する。第１制御室４６から接続通路４７を介して第２制御室３６に燃料が流入し、第２制御室３６の内部の燃料圧力が所定圧力よりも高くなると、ニードル弁３１が下降し始めて閉弁動作に移行する（図９参照）。この場合、図２（ｃ）に示すように、噴射率が低速で立ち下がる。つまり、第１開閉弁５１が閉じ、かつ第２開閉弁５２が開いた状態における噴射率の低下速度（傾き）は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に閉じた状態における噴射率の低下速度（傾き）よりも小さくなる。その後、ニードル弁３１によって噴射孔３４が塞がれることにより、噴射孔３４から燃料が噴射されなくなる。

図１０は、第２開閉弁５２により、燃料噴射弁２０から燃料を噴射させずにコモンレール１１内の燃料圧力を減圧させる減圧弁モードの動作を示す図である。

上述したように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に閉じた状態では、第２制御室３６、第１制御室４６及び中間室２６の内部の燃料圧力は第１高圧通路１３の内部の燃料圧力と同等であり、従動弁４１は第２本体部２２に当接している（図３参照）。減圧動作では、この状態から第２開閉弁５２を開く。これにより、図１０に示すように、第１制御室４６内の燃料が第２通路２７を介して低圧室５７へ排出され、第１制御室４６の内部の圧力低下に伴い従動弁４１が下方向へ移動する。

燃料噴射弁２０では、第１開閉弁５１が閉じられ且つ第２開閉弁５２が開かれた状態において、昇圧オリフィス１４ａを介した燃料の流量が、減圧オリフィス２７ａを介した燃料の流量よりも大きく設定されている。このため、第１開閉弁５１が閉じられ且つ第２開閉弁５２が開かれた状態では、第１制御室４６の内部から第２通路２７を通じて排出される燃料の第２通路２７における圧力損失の方が、第２高圧通路１４から第１制御室４６へ流入する燃料の第２高圧通路１４における圧力損失よりも大きくなる。したがって、第１開閉弁５１が閉じられ且つ第２開閉弁５２が開かれた状態では、ニードル弁３１により高圧室３３と噴射孔３４とが遮断された状態、つまり噴射孔３４から燃料が噴射されない状態が維持される。

また、コモンレール１１から第１高圧通路１３及び第２高圧通路１４を介して第１制御室４６へ燃料が流入し、その流入した燃料が第１制御室４６から低圧室５７へ排出され、燃料噴射システムの上流側（低圧側）へ戻されることにより、コモンレール１１の内部の燃料圧力が低下する。すなわち、燃料噴射弁２０から燃料を噴射させない状態で、コモンレール１１内の燃料圧力が減圧される。このため、燃料噴射弁２０は、コモンレール１１内の燃料圧力を減圧する減圧弁としての機能を有する。

なお、燃料噴射弁２０においては、第１開閉弁５１により第１通路２５と低圧室５７とが連通された場合に、従動弁４１により環状室１４ｂと第１制御室４６との連通が遮断されるように、減圧オリフィス４２ａの流路面積、中間室２６の第３本体部２３（第１制御室４６）側の開口面積、環状室１４ｂの第３本体部２３（第１制御室４６）側の開口面積、及びスプリング４５による付勢力が設定されている。すなわち、第１開閉弁５１により第１通路２５と低圧室５７とが連通された場合に、従動弁４１により第１制御室４６と中間室２６とを第３通路４２を介して連通した状態となることが、減圧オリフィス４２ａによる燃料流量の制限、中間室２６への従動弁４１の露出面積、第１高圧通路１３への従動弁４１の露出面積、及びスプリング４５による付勢力の設定により実現されている。

ここで、燃料噴射弁２０において、第１開閉弁５１の開弁に伴い減圧オリフィス４２ａを介し第１制御室４６から低圧室５７に排出される燃料流量Ｑ１と、第２開閉弁５２の開弁に伴い減圧オリフィス２７ａを介し第１制御室４６から低圧室５７に排出される燃料流量Ｑ２とが異なる。具体的には、燃料流量Ｑ２は燃料流量Ｑ１よりも少ない。そのため、第１制御室４６が減圧オリフィス４２ａを介して低圧室５７に連通されている状態（すなわち、従動弁４１が第２本体部２２に当接している状態）において、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうち、第１開閉弁５１が開き且つ第２開閉弁５２が閉じた状態と、第２開閉弁５２が開き且つ第１開閉弁５１が閉じた状態とでは、第１制御室４６の内部の燃料圧力が変化する挙動が異なる。この燃料圧力の変化の挙動は、ニードル弁３１の移動速度の違いとして現れ、更には高圧燃料通路内の燃料の圧力変化として現れる。

この点を利用し、本実施形態では、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２について、駆動指令信号の出力に伴い実際に開弁するまでの時間（開弁遅れ時間Ｔｄ）及び実際に閉弁するまでの時間（閉弁遅れ時間Ｔｅ）を第１開閉弁５１と第２開閉弁５２とで切り分けて算出することとしている。以下、図１１及び図１２を用いて詳しく説明する。

図１１は、開弁遅れ時間Ｔｄの算出処理を説明する図である。図１１には、減圧弁モード及び各噴射率モードにおける開弁遅れ時間Ｔｄの取得態様の例を示している。なお、図１１（ａ）～（ｆ）中、上段は、開閉弁５０の通電パルスの推移を表し、このうち実線は第１開閉弁５１について、一点鎖線は第２開閉弁５２についてそれぞれ示している。下段は、高圧燃料通路内の燃料圧力（以下、「検出圧力Ｒ」という。）の推移を表している。検出圧力Ｒについて図１１には、燃圧センサ７３の出力値に対し最小二乗法による直線近似を行い取得した値を示している。

（１－１）減圧弁モード
減圧弁モードでは、図１１（ａ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、第１ソレノイド５３を非通電にしたまま第２ソレノイド５４に通電する（時刻ｔ１１）。この通電により第２開閉弁５２を開くと、第１制御室４６内の燃料が第２通路２７を介して低圧室５７に排出される。ただし、ニードル弁３１は閉弁位置のままである（図１０参照）。この場合、第１高圧通路１３の燃料圧力に圧力落込みが生じ、検出圧力Ｒに変曲点Ｐ１が現れる（時刻ｔ１２）。この変曲点Ｐ１は、第２開閉弁５２の開弁動作に起因するものと判断できる。そこで、減圧弁モードでは、通電パルスのオン後において、燃圧センサ７３により圧力低下の変曲点Ｐ１を検出し、開弁指令タイミング（時刻ｔ１１）から変曲点Ｐ１が現れるタイミング（時刻ｔ１２）までの時間を、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢとして取得する。

（１－２）噴射開始（Ｌ）モード
燃料噴射弁２０の噴射開始時において噴射率の立ち上がり速度を緩慢にする噴射開始（Ｌ）モードでは、図１１（ｂ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、第２ソレノイド５４を非通電にしたまま第１ソレノイド５３に通電する（時刻ｔ２１）。この通電により第１開閉弁５１を開くと、第１制御室４６内の燃料が第３通路４２及び第１通路２５を介して低圧室５７に排出される。これに伴い、ニードル弁３１が開弁位置に移動する。また、第１高圧通路１３の燃料圧力に圧力落込みが生じ、検出圧力Ｒに変曲点Ｐ２が現れる（時刻ｔ２２）。この変曲点Ｐ２は、第１開閉弁５１の開弁動作に起因するものと判断できる。そこで、噴射開始（Ｌ）モードでは、通電パルスのオン後において、燃圧センサ７３により圧力低下の変曲点Ｐ２を検出し、開弁指令タイミング（時刻ｔ２１）から変曲点Ｐ２が現れるタイミング（時刻ｔ２２）までの時間を、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡとして取得する。

（１－３）噴射開始（Ｈ）モード
噴射開始時に噴射率の立ち上がり速度を急峻にする噴射開始（Ｈ）モードでは、図１１（ｃ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４に同時に通電する（時刻ｔ３１）。この通電により第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が開くと、第１制御室４６内の燃料が、第３通路４２及び第１通路２５の燃料経路と、第２通路２７との２つの経路を介して低圧室５７に排出される。これに伴い、ニードル弁３１が開弁位置に移動するとともに、第１高圧通路１３の燃料圧力が低下し、検出圧力Ｒに変曲点Ｐ３が現れる（時刻ｔ３２）。

変曲点Ｐ３が現れた時刻ｔ３２以降では、燃料圧力が次第に低下していく。このとき、変曲点Ｐ３を起点とする圧力落込みの傾きθが、減圧弁モードの傾きθ１相当である場合、変曲点Ｐ３は、第１開閉弁５１が閉じられたまま第２開閉弁５２が閉弁から開弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。

また、変曲点Ｐ３が現れた後の時刻ｔ３３で圧力落込みの変曲点Ｐ４が現れ、かつ変曲点Ｐ４を起点とする圧力落込みの傾きθが噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きθ３である場合、その変曲点Ｐ４の出現は、第１開閉弁５１の開弁に起因するものと判断できる。

したがって、通電パルスのオン後において、燃圧センサ７３により圧力低下の変曲点Ｐ（Ｐ３，Ｐ４）及び圧力落込みの傾きθを取得し、その取得した変曲点Ｐを用いて開弁遅れ時間Ｔｄを算出する。また、取得した傾きθから、通電パルスのオン後に現れた２つの変曲点Ｐのそれぞれが、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれの開弁遅れに起因するものであるかを特定する。これにより、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡ、及び第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢを切り分けて検出する。図１１（ｃ）では、通電パルスのオン後、最初に減圧弁モード相当の傾きθ１を検出しているため、開弁指令タイミング（時刻ｔ３１）から変曲点Ｐ３が現れるタイミング（時刻ｔ３２）までの時間を、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢとして取得する。また、開弁指令タイミング（時刻ｔ３１）から変曲点Ｐ４が現れるタイミング（時刻ｔ３３）までの時間を、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡとして取得する。

本実施形態では、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの開閉状態と傾きθとの対応関係を、例えば特定用マップとして予め記憶しておく。そして、その対応関係と今回取得した傾きθとを対比することにより、燃圧センサ７３により取得した圧力落込みの変曲点Ｐが、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれの開弁遅れに起因するかを特定する。具体的には、本実施形態では、減圧弁モード（第１開閉弁５１が閉弁、第２開閉弁５２が開弁）相当の傾きθ１、噴射開始（Ｌ）モード（第１開閉弁５１が開弁、第２開閉弁５２が閉弁）相当の傾きθ２、及び噴射開始（Ｈ）モード（第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に開弁）相当の傾きθ３の３種類が記憶部に記憶されている。各モードの傾きθは、レール圧に応じて記憶されている。

図１１（ｄ）では、第１開閉弁５１が第２開閉弁５２よりも先に開弁した場合を想定している。すなわち、図１１（ｄ）に示すように、燃圧センサ７３により圧力落込みの変曲点Ｐ３を検出した時刻ｔ４２の直後において、検出圧力Ｒの傾きθが噴射開始（Ｌ）モード相当の傾きθ２である場合、変曲点Ｐ３の出現は、第１開閉弁５１が開弁したことに起因するものと判断できる。また、変曲点Ｐ３を検出した後の時刻ｔ４３に圧力落込みの変曲点Ｐ４を再び検出し、かつ変曲点Ｐ４を検出した直後の傾きθが噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きθ３である場合、変曲点Ｐ４の出現は第２開閉弁５２の開弁に起因するものと判断できる。したがって、図１１（ｄ）の場合には、開弁指令タイミング（時刻ｔ４１）から変曲点Ｐ３が現れるタイミング（時刻ｔ４２）までの時間を、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡとして取得する。また、開弁指令タイミング（時刻ｔ４１）から変曲点Ｐ４が現れるタイミング（時刻ｔ４３）までの時間を、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢとして取得する。

なお、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４に同時に通電開始した後に最初に現れた変曲点Ｐを起点とする傾きθが、噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きθ３であった場合には、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２との開弁遅れが同時であると判断する。

（１－４）噴射開始（Ｌ→Ｈ）モード
噴射開始（Ｌ→Ｈ）モードでは、図１１（ｅ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、まず第１ソレノイド５３に通電する（時刻ｔ５１）。また、第１ソレノイド５３への通電開始から所定時間が経過した後、第２ソレノイド５４に通電する（時刻ｔ５２）。通電に伴い第１制御室４６内の燃料が低圧室５７に排出され、ニードル弁３１が移動するとともに、第１高圧通路１３の燃料圧力が低下し、検出圧力Ｒにまず変曲点Ｐ５が現れる（時刻ｔ５３）。

このとき、変曲点Ｐ５を検出した直後の傾きθが噴射開始（Ｌ）モード相当の傾きθ２であれば、変曲点Ｐ５の出現は、第２開閉弁５２が閉じられたまま第１開閉弁５１が閉弁から開弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。また、変曲点Ｐ５を検出してから所定時間が経過した後の時刻ｔ５４に圧力落込みの変曲点Ｐ６を検出し、かつ変曲点Ｐ６を検出した直後において傾きθが噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きθ３である場合、変曲点Ｐ６の出現は、さらに第２開閉弁５２が閉弁から開弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。したがって、通電パルスのオン後における変曲点（Ｐ５，Ｐ６）及び圧力低下の傾きθから、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡ、及び第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢをそれぞれ検出できる。

具体的には、図１１（ｅ）では、開閉弁５０に対する通電パルスのオン後、最初に噴射開始（Ｌ）モード相当の傾きθ２を検出している。この場合、駆動指令信号の出力タイミング（時刻ｔ５１）から変曲点Ｐ５が現れるタイミング（時刻ｔ５３）までの時間を、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡとして取得する。また、噴射率モードの切替タイミング（時刻ｔ５２）から変曲点Ｐ６が現れるタイミング（時刻ｔ５４）までの時間を、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢとして取得する。

（１－５）減圧弁モードから噴射開始（Ｈ）モードへの移行時
減圧弁モードでは、図１１（ｆ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が閉じられた状態において、まず第２ソレノイド５４に通電する（時刻ｔ６１）。その後、噴射開始（Ｈ）モードへ移行する場合、その要求が有った時刻ｔ６２で、第１ソレノイド５３に通電する。これらの通電により開閉弁５０が開弁すると、第１高圧通路１３の燃料圧力が低下し、検出圧力Ｒに変曲点Ｐ７が現れる（時刻ｔ６３）。

検出圧力Ｒの変曲点Ｐ７を検出した直後において、傾きθが減圧弁モード相当の傾きθ１である場合、変曲点Ｐ７の出現は、第１開閉弁５１が閉じられたまま第２開閉弁５２が閉弁から開弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。また、変曲点Ｐ７を検出した後の時刻ｔ６４に圧力落込みの変曲点Ｐ８を再び検出し、かつ変曲点Ｐ８を検出した直後において傾きθが噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きθ３である場合、変曲点Ｐ８の出現は、さらに第１開閉弁５１が閉弁から開弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。つまり、図１１（ｆ）の場合には、通電パルスのオン後に現れた変曲点（Ｐ７，Ｐ８）及び傾きθから、開弁遅れ時間ＴｄＡ，ＴｄＢをそれぞれ検出できる。

具体的には、図１１（ｆ）では、通電パルスのオン後、最初に減圧弁モード相当の傾きθ１を検出しているため、噴射開始の指令のタイミング（時刻ｔ６１）から変曲点Ｐ７が現れるタイミング（時刻ｔ６３）までの時間を、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢとして取得する。また、噴射率モードの切替タイミング（時刻ｔ６２）から変曲点Ｐ８が現れるタイミング（時刻ｔ６４）までの時間を、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡとして取得する。

次に、閉弁遅れ時間Ｔｅの算出処理について図１２を用いて説明する。図１２には、減圧弁モードの終了時及び各噴射率モードにおける閉弁遅れ時間Ｔｅの取得態様の例を示している。なお、図１２中の上段及び下段は図１１と同じく、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２に対する通電パルス、検出圧力Ｒの推移をそれぞれ示している。

（２－１）減圧弁モード
減圧弁モードでは、図１２（ａ）に示すように、第１開閉弁５１が閉じられ且つ第２開閉弁５２が開かれた状態において、第２開閉弁５２の通電パルスをオフすることにより第２ソレノイド５４の通電が停止される（時刻ｔ１５）。この通電停止により第２開閉弁５２が閉じられると、第１制御室４６と低圧室５７との連通が遮断される。これにより、第１高圧通路１３の燃料圧力が回復し、検出圧力Ｒに変曲点Ｗ１が現れる（時刻ｔ１６）。この変曲点Ｗ１は、第２開閉弁５２の閉弁動作に起因するものと判断できる。そこで、減圧弁モードの終了時には、第２開閉弁５２に対する通電パルスのオフ後において、燃圧センサ７３により変曲点Ｗ１を取得し、閉弁指令タイミング（時刻ｔ１５）から変曲点Ｗ１が現れるタイミング（時刻ｔ１６）までの時間を第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＢとして取得する。

（２－２）噴射終了（Ｈ）モード
図１２（ｂ）に示すように、第１開閉弁５１が開かれ且つ第２開閉弁５２が閉じられた状態において噴射終了（Ｈ）モードにより燃料噴射を停止する場合、第１開閉弁５１の通電パルスがオフされることにより第１ソレノイド５３の通電が停止される（時刻ｔ２５）。この通電停止により第１開閉弁５１が閉じられると、第１制御室４６と低圧室５７との連通が遮断されることにより第１高圧通路１３の燃料圧力が回復し、検出圧力Ｒに変曲点Ｗ２が現れる（時刻ｔ２６）。この変曲点Ｗ２は、第１開閉弁５１の閉弁動作に起因するものと判断できる。したがって、第１開閉弁５１の通でパルスのオフ後において、燃圧センサ７３により圧力低下の変曲点Ｗ２を検出し、閉弁指令タイミング（時刻ｔ２５）から変曲点Ｗ２が現れるタイミング（時刻ｔ２６）までの時間を、第１開閉弁５１の閉弁遅れ時間ＴｅＡとして取得する。

（２－３）噴射終了（Ｈ）モード
図１２（ｃ）に示すように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が開かれた状態において噴射終了（Ｈ）モードにより燃料噴射を停止する場合、まず、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を同時に停止する（時刻ｔ３５）。この通電停止により第１高圧通路１３の燃料圧力が上昇し、検出圧力Ｒに変曲点Ｗ３が現れる（時刻ｔ３６）。また、変曲点Ｗ３を検出した直後において、検出圧力Ｒの圧力上昇の傾きδが、噴射終了（Ｌ）モード相当の傾きδ４よりも小さい傾きδ４となっている。この場合、変曲点Ｗ３は、第１開閉弁５１が開いたまま、第２開閉弁５２が先に開弁から閉弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。したがって、閉弁指令タイミング（時刻ｔ３５）から変曲点Ｗ３が現れるタイミング（時刻ｔ３６）までの時間を、第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＢとして取得する。

また、変曲点Ｗ３が現れた後の時刻ｔ３７において、圧力回復の変曲点Ｗ４を検出し、かつ変曲点Ｗ４を直後における傾きδが噴射終了（Ｈ）モード相当の傾きδ２である。この場合、変曲点Ｗ４の出現は、第１開閉弁５１の閉弁に起因するものと判断できる。そこで、閉弁指令タイミング（時刻ｔ３５）から変曲点Ｗ４が現れるタイミング（時刻ｔ３７）までの時間を、第１開閉弁５１の閉弁遅れ時間ＴｅＡとして取得する。

一方、図１２（ｄ）では、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を同時に停止し、これに伴い検出圧力Ｒに変曲点Ｗ５が現れた場合、変曲点Ｗ５の直後の傾きδが噴射終了（Ｌ）モード相当の傾きδ３である。この場合、変曲点Ｗ６は、第２開閉弁５２が開かれたまま、第１開閉弁５１が先に開弁から閉弁に切り替わったことに起因するものと判断できる。したがって、閉弁指令タイミング（時刻ｔ４５）から変曲点Ｗ５が現れるタイミング（時刻ｔ４６）までの時間を、第１開閉弁５１の閉弁遅れ時間ＴｅＡとして取得する。

また、変曲点Ｗ５を取得した後の時刻ｔ４７に変曲点Ｗ６が現れ、かつ変曲点Ｗ６の後の傾きδが噴射終了（Ｈ）モード相当の傾きδ２である場合、変曲点Ｗ６の出現は、第２開閉弁５２の閉弁に起因するものと判断できる。そこで、閉弁指令タイミング（時刻ｔ４５）から変曲点Ｐ１４が現れるタイミング（時刻ｔ４７）までの時間を、第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＢとして取得する。

閉弁遅れ算出処理についても開弁遅れ算出処理と同様に、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの開閉状態と傾きδとの対応関係が特定用マップとして予め記憶されている。そして、その対応関係と今回取得した傾きδとを対比することにより、燃圧センサ７３により取得した圧力回復の変曲点Ｗが、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれの閉弁遅れに起因するかを特定する。具体的には、減圧弁モード（第２開閉弁５２のみ開弁の状態から閉弁するとき）相当の傾きδ１、噴射終了（Ｈ）モード（第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が共に閉弁）相当の傾きδ２、及び噴射終了（Ｌ）モード（第１開閉弁５１が閉弁、第２開閉弁５２が開弁）相当の傾きδ３の３種類が記憶部に記憶されている。各モードの傾きδは、レール圧に応じて記憶されている。

なお、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４に通電している状況において第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を同時に停止した場合、その通電停止後に最初に現れた圧力回復の変曲点Ｗを起点とする傾きδが、噴射開始（Ｈ）モード相当の傾きδ２であった場合には、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２との閉弁遅れが同時であると判断する。

図１３には、噴射率モードと開弁遅れ時間Ｔｄとの対応関係を示し、図１４には、噴射率モードと閉弁遅れ時間Ｔｅとの対応関係を示している。なお、図１３及び図１４中、「開弁遅れ検出可否」及び「閉弁遅れ検出可否」の欄において丸印を付した欄に対応する遅れ時間を検出可能であることを表す。図１３及び図１４から分かるように、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開弁／閉弁の切替時における検出圧力Ｒの挙動によれば、開弁遅れ時間Ｔｄ及び閉弁遅れ時間Ｔｅを、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれについて切り分けて検出することができる。なお、図１４中、減圧弁モードでは、減圧後に圧力回復がない場合には閉弁遅れ時間ＴｅＢについて検出不可である。

次に、応答遅れ時間算出処理の処理手順について、図１５～１８のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ９０のマイコンにより所定周期毎に実行される。

図１５において、ステップＳ１０１では、燃料噴射弁２０から燃料を噴射する噴射開始要求が有ったか否かを判定する。噴射開始要求が有った場合には、ステップＳ１０２へ進み、ニードル弁３１の開弁速度を高速にするか否かを判定する。ここでは、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷等）に基づいて判定する。ステップＳ１０２で肯定判定された場合にはステップＳ１０３へ進み、噴射開始（Ｈ）モード用の通電を行う。具体的には、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４を同時に通電する。

続くステップＳ１０４では、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を開始した後の検出圧力Ｒを用いて、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの開弁遅れ時間ＴｄＡ、ＴｄＢを算出するための開弁遅れ情報として、圧力落込みの変曲点Ｐに関する情報、及び変曲点Ｐを起点とする圧力落込みの傾きθを取得する（図１１（ｃ）及び（ｄ）参照）。変曲点Ｐに関する情報としては、通電開始から変曲点Ｐが現れるまでに要した時間が含まれる。

ステップＳ１０５では、最大噴射率に到達するまでの途中において、ニードル弁３１の開弁速度を高速から低速に切り替えるか否かを判定する。ステップＳ１０５で肯定判定された場合、ステップＳ１０６へ進み、噴射開始（Ｈ→Ｌ）モード用の通電に切り替える。具体的には、第１ソレノイド５３の通電を継続したまま第２ソレノイド５４の通電を停止する。その後、ステップＳ１０７では、噴射開始要求のタイミングから所定期間が経過したタイミングで噴射終了要求を取得する。噴射開始要求から噴射終了要求までの時間は、都度のエンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）に基づき算出される。

噴射終了要求が有ると、続くステップＳ１０８では、ニードル弁３１の閉弁速度を高速にするか否かを判定する。ニードル弁３１を高速移動させる場合には、ステップＳ１０９へ進み、噴射終了（Ｈ）モード用の通電を行う。具体的には、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を停止する。続くステップＳ１１０では、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を停止した後の検出圧力Ｒを用いて、第１開閉弁５１の閉弁遅れ時間ＴｅＡを算出するための開弁遅れ情報として、圧力回復の変曲点Ｗに関する情報を取得する（図１２（ｃ）及び（ｄ）参照）。変曲点Ｗに関する情報としては、通電終了から変曲点Ｗが現れるまでに要した時間が含まれる。このとき、開弁遅れ情報として、変曲点Ｗを起点とする圧力回復の傾きδを併せて取得してもよい。

続くステップＳ１１１では、噴射率ゼロに到達するまでの途中において、ニードル弁３１の閉弁速度を高速から低速に切り替えるか否かを判定する。ステップＳ１１１で肯定判定された場合にはステップＳ１１２へ進み、噴射終了（Ｈ→Ｌ）モード用の通電に切り替える。具体的には、第１ソレノイド５３の通電を停止したまま第２ソレノイド５４の通電を再開する。その後、ステップＳ１１３では、第２ソレノイド５４の通電再開から所定時間が経過した後に第２ソレノイド５４の通電を停止し、ステップＳ１１４へ進む。一方、ステップＳ１１１で否定判定された場合（つまり、噴射終了（Ｈ）モードを継続する場合）には、ステップＳ１１２，１１３の処理を行わずにステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、燃料噴射弁２０の開弁時及び閉弁時にそれぞれ取得した変曲点Ｐ，Ｗに関する情報及び傾きθ，δを用いて、開弁遅れ時間ＴｄＡ、ＴｄＢ及び閉弁遅れ時間ＴｅＡをそれぞれ算出する。具体的には、取得した傾きθと特定用マップとを用いて、変曲点Ｐが第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれに起因して現れたかを特定するとともに、変曲点Ｐに関する情報から、開弁遅れ時間Ｔｄの時間長さを算出する。また、変曲点Ｗに関する情報から、閉弁遅れ時間Ｔｅの時間長さを算出するこうして、開弁遅れ時間ＴｄＡ、ＴｄＢ及び閉弁遅れ時間ＴｅＡをそれぞれ算出する。

また、ステップＳ１１４では、算出した開弁遅れ時間ＴｄＡ、ＴｄＢ及び閉弁遅れ時間ＴｅＡにより噴射学習値を更新する。更新された噴射学習値は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの駆動指令信号を補正するために用いられる。なお、通常のエンジン運転中に学習期間を設定し、その学習期間において取得した複数個の開弁遅れ時間ＴｄＡ、ＴｄＢ及び閉弁遅れ時間ＴｅＡ，ＴｅＢを用いて、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの噴射学習値を算出してもよい。

さて、ステップＳ１０８で否定判定された場合には、ステップＳ１１５へ進み、噴射終了（Ｌ）モード用の通電を行う。具体的には、第１ソレノイド５３の通電を停止し、第２ソレノイド５４の通電を再開する。続くステップＳ１１６では、第１ソレノイド５３の通電を停止した後の検出圧力Ｒを用いて、第１開閉弁５１の閉弁遅れ時間ＴｅＡを算出するための閉弁遅れ情報として、圧力回復の変曲点Ｗに関する情報、及び変曲点Ｗを起点とする圧力回復の傾きδを取得する。

続くステップＳ１１７では、噴射率ゼロに到達するまでの途中において、ニードル弁３１の閉弁速度を低速から高速に切り替えるか否かを判定する。ステップＳ１１７で肯定判定された場合にはステップＳ１１８へ進み、噴射終了（Ｌ→Ｈ）モード用の通電に切り替える。具体的には、第１ソレノイド５３に加え第２ソレノイド５４の通電も停止する。

ステップＳ１１９では、第２ソレノイド５４の通電を停止した後の検出圧力Ｒを用いて、第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＢを算出するための閉弁遅れ情報として、圧力回復の変曲点Ｗに関する情報、及び変曲点Ｗを起点とする圧力回復の傾きδを取得する。その後、ステップＳ１１４へ進み、開弁遅れ情報及び閉弁遅れ情報を用いて応答遅れ時間を算出する。一方、ステップＳ１１７で否定判定された場合には、第２ソレノイド５４の通電再開から所定時間が経過した後に第２ソレノイド５４の通電を停止し（ステップＳ１２０）、ステップＳ１１４へ進む。

図１５において、ステップＳ１０５で否定判定された場合、すなわち、噴射開始時においてニードル弁３１の開弁速度を高速のままにする場合には、ステップＳ１５０へ進み、図１６に示す第１通電処理のサブルーチンを実行する。

図１６において、ステップＳ１５１～Ｓ１５７では、上述した図１５のステップＳ１０７～Ｓ１１３と同様の処理を実行する。ただし、ステップＳ１５４では、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＡ，ＴｅＢを算出するための閉弁遅れ情報として、第１ソレノイド５３及び第２ソレノイド５４の通電を停止した後の検出圧力Ｒから、変曲点Ｗに関する情報、及び変曲点Ｗを起点とする圧力回復の傾きδを取得する（図１２（ｃ）及び（ｄ）参照）。

ステップＳ１５２で否定判定された場合にはステップＳ１５８へ進み、噴射終了（Ｌ）モード用の通電を行う。ここでは、第２ソレノイド５４の通電を継続したまま第１ソレノイド５３の通電を停止する。その後のステップＳ１５９～Ｓ１６３では、上述した図１５のステップＳ１１６～Ｓ１２０と同様の処理を実行する。

図１５の説明に戻り、ステップＳ１０２で否定判定された場合、すなわち、噴射開始要求後の噴射率の立ち上がり期間においてニードル弁３１の開弁速度を低速とする場合にはステップＳ２００へ進み、図１７に示す第２通電処理のサブルーチンを実行する。

図１７において、ステップＳ２０１では、噴射開始（Ｌ）モード用の通電を行う。ここでは、第２ソレノイド５４の通電を停止したまま第１ソレノイド５３の通電を開始する。続くステップＳ２０２では、第１ソレノイド５３の通電を開始した後の検出圧力Ｒを用いて、第１開閉弁５１の開弁遅れ時間ＴｄＡを算出するための開弁遅れ情報として、圧力落込みの変曲点Ｐに関する情報を取得する（図１１（ｂ）参照）。このとき、変曲点Ｐを起点とする圧力落込みの傾きθも併せて取得してもよい。

ステップＳ２０３では、噴射率が最大になるまでの途中において、ニードル弁３１の開弁速度を低速から高速に切り替えるか否かを判定する。ステップＳ２０３で肯定判定された場合、ステップＳ２０４へ進み、噴射開始（Ｌ→Ｈ）モード用の通電に切り替える。ここでは、第１ソレノイド５３の通電に加え、第２ソレノイド５４の通電を開始する。続くステップＳ２０５では、第２ソレノイド５４の通電を開始した後の検出圧力Ｒを用いて、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢを算出するための開弁遅れ情報として、圧力落込みの変曲点Ｐに関する情報、及び変曲点Ｐを起点とする圧力落込みの傾きθを取得する（図１１（ｅ）参照）。また、ステップＳ２０６では、図１６に示す第１通電処理のサブルーチンを実行する。その後、ステップＳ１１４において応答遅れ時間を算出する。また、算出した応答遅れ時間により噴射学習値を更新する。

一方、ステップＳ２０３で否定判定された場合には、ステップＳ２０７へ進み、第３通電処理のサブルーチンを実行する。この第３通電処理は、第１開閉弁５１が開いた状態且つ第２開閉弁５２が閉じた状態から燃料噴射を終了する場合に実行される処理であり、図１５のステップＳ１０７～Ｓ１２０の処理により構成されている。すなわち、ステップＳ２０３で否定判定された場合には、図１５のステップＳ１０７～Ｓ１２０と同様の処理を実行する。その後、ステップＳ１１４の処理を実行し、本ルーチンを終了する。

図１５の説明に戻り、ステップＳ１０１で否定判定された場合、すなわち、噴射開始要求がない場合には、ステップＳ１２１へ進み、コモンレール１１の減圧を行うか否かを判定する。ステップＳ１２１で否定判定された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１２１で肯定判定された場合には、ステップＳ３００へ進み、図１８に示す減圧弁モード処理のサブルーチンを実行する。

図１８において、ステップＳ３０１では、減圧弁モード用の通電として、第１ソレノイド５３の通電を停止したまま第２ソレノイド５４の通電を開始する。ステップＳ３０２では、第２ソレノイド５４の通電を開始した後の検出圧力Ｒを用いて、第２開閉弁５２の開弁遅れ時間ＴｄＢを算出するための開弁遅れ情報として、圧力落込みの変曲点Ｐに関する情報、及び変曲点Ｐを起点とする圧力落込みの傾きθを取得する（図１１（ａ）参照）。

続くステップＳ３０３では、コモンレール圧が目標圧力まで低下した場合に減圧終了要求を入力する。減圧終了要求が有ると、ステップＳ３０４で第２ソレノイド５４の通電を停止し、減圧弁モードを終了する。ステップＳ３０５では、第２ソレノイド５４の通電を停止した後の検出圧力Ｒを用いて、第２開閉弁５２の閉弁遅れ時間ＴｅＢを算出するための閉弁遅れ情報として、圧力回復の変曲点Ｗに関する情報、及び変曲点Ｗを起点とする圧力回復の傾きδを取得する（図１２（ａ）参照）。その後、図１５のメインルーチンに戻り、ステップＳ１１４の処理を実行する。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

上記構成の燃料噴射弁では、第１開閉弁の開閉状態及び第２開閉弁の開閉状態の組み合わせに応じて、制御室内の燃料圧力の圧力変化の挙動が異なる点に着目し、駆動指令信号（第１開閉弁５１の通電パルス及び第２開閉弁５２の通電パルス）の出力後において、燃圧センサ７３により検出した燃料圧力の変曲点Ｐ，Ｗと、その変曲点Ｐ，Ｗが現れた後の燃料圧力の傾きθ，δとを取得する。そして、その取得した変曲点Ｐ，Ｗと傾きθ，δとに基づいて、駆動指令信号に対する開閉弁５０の応答遅れ時間を第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれについて算出する構成とした。この構成によれば、開閉弁５０の応答遅れが、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれの開閉弁によるものかを特定することができる。これにより、圧力調整弁の応答遅れを精度良く検出することができ、ひいては、燃料噴射システムの更なる精度向上を図ることができる。

具体的には、圧力落込みの変曲点Ｐを起点とする傾きθを用いて、その変曲点Ｐが第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のうちいずれの開弁に起因するものであるかを特定することにより開弁遅れ時間Ｔｄを算出した。また同様に、圧力回復の変曲点Ｗを起点とする傾きδを用いて、その変曲点Ｗが第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のいずれの閉弁に起因するものであるかを特定することにより閉弁遅れ時間Ｔｅを算出した。こうした構成とすることにより、１つの燃圧センサ７３の検出値によって、第１開閉弁５１の応答遅れ時間と第２開閉弁５２の応答遅れ時間とを切り分けて検出することができる。

減圧弁モードにおいて減圧開始タイミング及び減圧終了タイミングを精度良く制御できない場合、レール圧を精度良く制御できず、出力過多又は出力不足、エミッションや燃費悪化等の不都合が生じることが懸念される。この点、本実施形態の構成によれば、第２開閉弁５２のみを開弁する減圧弁モードにおいても、第２開閉弁５２の応答遅れを精度良く反映させて第２開閉弁５２を駆動制御することができる。これにより、減圧開始タイミング及び減圧終了タイミングの精度向上を図ることができる。

算出した開始遅れ時間Ｔｄａ，Ｔｄｂ及び閉弁遅れ時間Ｔｅａ，Ｔｅｂを用いて、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれについて駆動指令信号を補正する構成とした。これにより、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２のそれぞれの駆動開始タイミング及び駆動終了タイミングの精度向上を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施されてもよい。

・燃圧センサ７３の取付け位置は、高圧燃料通路のうち、開閉弁５０の駆動に伴う第１制御室４６内の圧力変化に連動して圧力変化する位置であればよく、図１に示す位置に限定されない。例えば、第１高圧通路１３のうち第２本体部２２又は第３本体部２３の位置に設けられていてもよい。あるいは、第２高圧通路１４において昇圧オリフィス１４ａの上流側に設けられていてもよい。

・燃料噴射弁２０の構成は、図１に示す構成に限定されない。例えば、図１の燃料噴射弁２０において、従動弁４１が第１高圧通路１３と第１制御室４６とを遮断した状態では、第２通路２７が、従動弁４１の内部に形成され且つ第３通路４２とは別の通路を介して第１制御室４６に連通される構成としてもよい。あるいは、第２通路２７が中間室２６に連通され、従動弁４１が第１高圧通路１３と第１制御室４６とを遮断した状態では、第２通路２７が中間室２６及び第３通路４２を介して第１制御室４６に連通される構成としてもよい。

また、図１の燃料噴射弁２０において、ニードル弁３１の移動速度を調整する第２開閉弁５２として２個以上の開閉弁を設け、これら２個以上の開閉弁の開閉を個別に制御することにより、ニードル弁３１の移動速度を更に高精度に調整するようにしてもよい。この場合、昇圧オリフィス１４ａを介した燃料の流量が、２個以上の開閉弁のそれぞれの燃料通路に設けられた減圧オリフィスを介した燃料の流量の合計よりも大きく設定する。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…燃料噴射システム、１１…コモンレール（蓄圧容器）、１３…第１高圧通路、２０…燃料噴射弁、２５…第１通路、２７…第２通路、３１…ニードル弁、３４…噴射孔、３６…第２制御室、４６…第１制御室、５１…第１開閉弁、５２…第２開閉弁、５７…低圧室、７０…エンジン（内燃機関）、７３…燃圧センサ（圧力検出部）、９０…ＥＣＵ（駆動制御部、取得部、遅れ時間算出部、記憶部、減圧制御部、噴射補正部）。

Claims (5)

1. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧容器（１１）と、前記蓄圧容器内の高圧燃料を内燃機関（７０）の気筒内に噴射する燃料噴射弁（２０）とを備える燃料噴射システムであって、
   前記燃料噴射弁は、
   前記蓄圧容器から高圧燃料通路（１３，１４）を通じて前記高圧燃料が供給される制御室（３６，４６）と、
   前記制御室の内部の燃料圧力に応じて軸方向に移動することにより噴射孔（３４）を開弁して燃料を噴射させるニードル弁（３１）と、
   前記制御室に接続される燃料通路（２５，２７）に配置され、前記制御室からの燃料の流出を許容及び遮断することにより前記制御室の内部の燃料圧力を調整する圧力調整弁（５１，５２）と、を備え、
   前記燃料通路は、第１オリフィス（４２ａ）を有する第１燃料通路（２５，４２）と、前記第１オリフィスと異なる流路面積によって燃料の流量を制限する第２オリフィス（２７ａ）を有する第２燃料通路（２７）と、を備え、
   前記圧力調整弁は、前記第１燃料通路に配置された第１開閉弁（５１）と、前記第２燃料通路に配置された第２開閉弁（５２）と、を備え、
   前記高圧燃料通路内の燃料圧力を検出する圧力検出部と、
   前記燃料噴射弁に出力された駆動指令信号に基づいて、前記圧力調整弁の開弁及び閉弁を制御する駆動制御部と、
   前記駆動指令信号の出力後において、前記圧力検出部により検出した燃料圧力の変曲点と、前記変曲点が現れた後の燃料圧力の傾きとを取得する取得部と、
   前記取得部により取得した前記変曲点と前記傾きとに基づいて、前記駆動指令信号に対する前記圧力調整弁の応答遅れ時間を前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のそれぞれについて算出する遅れ時間算出部と、
   を備える、燃料噴射システム。
2. 前記遅れ時間算出部は、前記傾きに基づいて、前記変曲点の出現が前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のうちいずれの応答遅れに起因するかを特定することにより、前記駆動指令信号に対する前記圧力調整弁の応答遅れ時間を前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のそれぞれについて算出する、請求項１に記載の燃料噴射システム。
3. 前記第１開閉弁及び第２開閉弁のそれぞれの開閉状態と前記傾きとの対応関係を記憶しておく記憶部を備え、
   前記遅れ時間算出部は、前記記憶部に記憶されている前記対応関係と、前記取得部により今回取得した前記傾きとに基づいて、前記変曲点の出現が前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のうちいずれの応答遅れに起因するかを特定する、請求項２に記載の燃料噴射システム。
4. 前記第１開閉弁を閉弁したまま前記第２開閉弁を開弁することにより、前記噴射孔から燃料を噴射させずに前記制御室から燃料を排出して前記蓄圧容器の内部の燃料圧力を低下させる減圧制御部を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。
5. 前記遅れ時間算出部により算出した応答遅れ時間を用いて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のそれぞれについて前記駆動指令信号を補正する噴射補正部を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料噴射システム。

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