WO2016042719A1 - 高圧ポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

　高圧ポンプ（２０）は、加圧室（２５）の容積を可変とするプランジャ（２２）と、コイル（４２）の通電及び非通電の切り替えにより弁体を移動させることで加圧室（２５）への燃料の供給及び遮断を行う調量弁（３０）とを備える。ＥＣＵ（５０）は、所定の実行条件が成立した場合に、弁体（３１）の１開閉期間において作動音が生じる複数のタイミングで各々実施され、かつ複数のタイミングの各々でコイル（４２）の通電期間を通常時に対して増大側に変更することで作動音を低減させる複数の音低減部と、複数の音低減部の全てを実行するとした場合において、１開閉期間でのコイル（４２）への通電の所要期間が予め定めた上限値を超えるか否かを判定する上限判定部と、上限値を超えると判定された場合に、通電の所要期間が上限値を超えない範囲で複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する選択実行部とを備える。

Description

高圧ポンプの制御装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１４年９月１９日に出願された日本出願番号２０１４－１９１３０４号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、高圧ポンプの制御装置に関するものである。

　従来、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関の燃料供給システムとして、燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料を高圧にする高圧ポンプと、高圧ポンプから圧送された高圧燃料を蓄える蓄圧配管とを備え、蓄圧配管内の高圧燃料を燃料噴射弁から内燃機関の気筒内に直接噴射する筒内噴射式の燃料供給システムが知られている。また、上記の高圧ポンプとしては、シリンダ内を往復移動するプランジャと、低圧側からの燃料が導入される加圧室と、加圧室内に導入された燃料の戻し量を調整することで高圧ポンプの燃料吐出量を制御する電磁駆動式の調量弁とを備えるものが知られている。

　上記高圧ポンプの一例としては、プランジャは、内燃機関の出力軸（クランク軸）の回転軸に接続されており、クランク軸の回転に伴い回転軸が回転することでシリンダ内を往復移動し、加圧室の容積を可変にする。調量弁は、例えば常開式の電磁弁であり、ソレノイドコイルの非通電時には、弁体がバネにより開弁位置に保持されることで低圧側通路から加圧室内への燃料の導入を許容する。一方、コイルの通電時には、その電磁吸引力により弁体が閉弁位置に変位して、加圧室内への燃料の導入を遮断する。そして、加圧室の容積減少行程において、弁体が開弁位置にある状態では、プランジャの移動に伴い余剰分の燃料が加圧室から低圧側に戻される。その後、コイルの通電により弁体が閉弁位置に変位されると、プランジャにより加圧室内の燃料が加圧されて高圧側に吐出される。これにより、高圧ポンプの吐出量制御を行っている。

　調量弁の作動に際しては、弁体が移動制限部材（ストッパ部）に衝突する際に振動が発生し、この振動に起因する作動音により車両の搭乗者に違和感を与えるおそれがある。特許文献１は、調量弁による高圧ポンプの吐出量制御において、こうした調量弁の開閉移動に伴う作動音を低減するための技術が記載されている。

　特許文献１の高圧ポンプは、可動部とソレノイドとを備える電磁アクチュエータによって、調量弁の弁体を開閉移動させる構成を備えている。そして、音低減用の開弁制御として、加圧室内の燃料圧力が低下して弁体の開弁方向への移動が開始されるまで、ソレノイドへの通電を継続して可動部を閉弁位置に保持することにより作動音を低減させることが開示されている。また、可動部が開弁位置に到達する前にソレノイドに一時的に通電することにより可動部の移動速度を遅くして（言い換えると、通電期間を長くして）、弁体がストッパ部に衝突する際に発生する作動音を低減させることが開示されている。

特開２０１４－１４５３３９号公報

　調量弁の開閉に伴う作動音は、調量弁が開閉移動する１開閉期間において複数のタイミングで発生する。また、音低減の観点からすると、作動音が発生する複数のタイミングの各々で音低減のための通電を実施することが効果的であると言える。その一方で、作動音が発生する複数のタイミングの全てで音低減のための通電を実施した場合、調量弁の１開閉期間でのコイル通電期間が長くなり、例えばハードウェア保護の観点から定まるコイル通電期間の上限ガードによって音低減制御の実施が制限されることがある。調量弁の１開閉期間におけるコイル通電期間が上限値を超えないようにするには、高圧ポンプの駆動を通常制御に戻して実施することが考えられるが、通常制御に戻した場合には作動音が大きくなり、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。

　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、電磁部の通電期間の制約を満足しつつ高圧ポンプの作動音を効果的に低減することができる高圧ポンプの制御装置を提供することを目的とする。

　本開示の第一の態様において、高圧ポンプの制御装置は、回転軸の回転に伴い往復移動して加圧室の容積を可変とするプランジャと、加圧室に連通される燃料吸入通路に配置された弁体を有し、電磁部の通電及び非通電の切り替えにより弁体を移動させることで加圧室への燃料の供給及び遮断を行う調量弁と、を備える高圧ポンプに適用され、調量弁の開弁及び閉弁を切り替えることで高圧ポンプの燃料吐出量を調整する。

　高圧ポンプの制御装置は、所定の実行条件が成立した場合に、弁体が開閉移動する１開閉期間において弁体の移動に伴う作動音が生じる複数のタイミングで各々実施され、かつ複数のタイミングの各々で電磁部の通電期間を通常時に対して増大側に変更することで作動音を低減させる複数の音低減部と、複数の音低減部の全てを実行するとした場合において、１開閉期間での電磁部への通電の所要期間が予め定めた上限値を超えるか否かを判定する上限判定部と、上限判定部により通電の所要期間が上限値を超えると判定された場合に、通電の所要期間が上限値を超えない範囲で複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する選択実行部と、を備える。

　高圧ポンプにおいて、調量弁の作動音を低減させるための音低減制御を実施すると、弁体が開閉移動する１開閉期間において電磁部の通電期間が長くなり、例えばハードウェア保護の観点から定まる上限値によって音低減制御の実施が制限される場合がある。こうした場合、上記構成では、音低減制御の実施自体を止めるのではなく、複数の音低減部のうちの一部について積極的に実施する。この構成によれば、弁体の１開閉期間での電磁部の通電期間の制約を満足させつつ、弁体の開閉移動に伴う作動音をできるだけ低減することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、エンジンの燃料供給システムの全体概略を示す構成図であり、 図２は、高圧ポンプの燃料吸入時及び燃料吐出時の状態を示す概略構成図であり、 図３は、高圧ポンプ駆動の通常制御を示すタイムチャートであり、 図４は、高圧ポンプ駆動の音低減制御を示すタイムチャートであり、 図５は、燃料ピーク値と調量弁の開弁期間との関係を示す図であり、 図６は、音低減制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図７は、停止優先度のマップを示す図である。

　以下、本開示を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、内燃機関である筒内噴射式の車載ガソリンエンジンに燃料を供給する燃料供給システムを構築する。当該システムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を中枢として高圧ポンプの燃料吐出量やインジェクタの燃料噴射量等を制御している。このシステムの全体概略構成図を図１に示す。

　図１の燃料供給システムは、燃料を貯留する燃料タンク１１と、電磁駆動式の低圧ポンプ１２とを備えている。低圧ポンプ１２は、燃料タンク１１内の燃料を汲み上げて、低圧配管１３を介して高圧ポンプ２０に供給する。高圧ポンプ２０は、燃料を高圧化して蓄圧配管１４に圧送する。蓄圧配管１４に圧送された高圧燃料は、蓄圧配管１４内に高圧状態で蓄えられた後、エンジンの各気筒に取り付けられたインジェクタ１５から気筒内に直接噴射される。蓄圧配管１４には燃料圧力を検出する燃圧センサ５２が配置されており、この燃圧センサ５２により蓄圧配管１４内の燃料圧力が検出される。

　次に、高圧ポンプ２０について説明する。本システムの高圧ポンプ２０はプランジャポンプとして構成されており、プランジャの移動に伴い燃料の吸入及び吐出を行う。

　具体的には、図１に示すように、高圧ポンプ２０には、ポンプ本体にシリンダ２１が配置されており、シリンダ２１内においてプランジャ２２が軸方向に往復移動可能に挿入されている。プランジャ２２の第１端部２２ａは、図示しないスプリングの付勢力によりカム２３に当接している。カム２３は、複数のカム山を有しており、エンジンの出力軸であるクランク軸１６の回転に伴い回転する回転軸としてのカム軸２４に固定されている。エンジン運転時においてクランク軸１６が回転すると、カム２３の回転に伴いプランジャ２２がシリンダ２１内を軸方向に移動する。

　プランジャ２２の第２端部２２ｂには加圧室２５が設けられている。加圧室２５は、燃料吸入通路２６及び燃料排出通路２７のそれぞれに連通されており、これら通路２６，２７を介して加圧室２５への燃料の導入及び排出が行われる。

　燃料吸入通路２６には、加圧室２５への燃料の供給及び遮断を行う調量弁３０が配置されている。調量弁３０は、燃料吸入通路２６に配置された弁体３１と、弁体３１を開閉移動させる電磁アクチュエータ４０とを備えており、第１弁体としての弁体３１が変位することで燃料吸入通路２６内の燃料の流通を許容又は遮断する開閉弁として構成されている。

　電磁アクチュエータ４０は、燃料吸入通路２６に配置され、弁体３１の開閉移動の方向と同一方向に移動可能な可動部４１と、可動部４１を移動させる電磁部としてのコイル４２とを備えている。第２弁体としての可動部４１は、コイル４２の非通電時には、付勢部としてのスプリング４３により開弁位置に保持されており、コイル４２の通電時には、スプリング４３の付勢力に抗して、ストッパ部４４に当接する位置である閉弁位置に変位する。なお、ストッパ部４４は、可動部４１の移動を制限する移動制限部材である。コイル４２の入力端子側には電源５３が接続されており、電源５３からコイル４２に電力が供給される。

　可動部４１は、コイル４２への通電及び非通電の切り替えにより弁体３１に当接又は弁体３１から離間することで弁体３１を開閉移動する。具体的には、図２（ａ）に示すように、コイル４２が非通電であり、可動部４１が開弁位置にある時には、弁体３１は可動部４１によって押圧されることにより、弁体３１に取り付けられたスプリング３２の付勢力に抗して、ストッパ部３３に当接した位置である開弁位置で保持される。なお、ストッパ部３３は、弁体３１の移動を制限する移動制限部材である。この状態では弁体３１は弁座３４から離座しており、低圧配管１３と加圧室２５とが連通されることで加圧室２５への低圧燃料の導入が許容される。

　一方、コイル４２への通電に伴い可動部４１が閉弁位置にある時には、図２（ｂ）に示すように、弁体３１は可動部４１による押圧から解放されることにより、スプリング３２の付勢力によって弁座３４に着座し、閉弁位置で保持される。この状態では、燃料吸入通路２６内の燃料の流通が遮断された状態となり、加圧室２５への低圧燃料の導入が遮断される。

　高圧ポンプ２０の燃料の吸入及び吐出について具体的には、調量弁３０の開弁時においてプランジャ２２が加圧室２５の容積を大きくする側に（下方向に）移動すると、その移動に伴い、低圧配管１３内の低圧の燃料が、燃料吸入通路２６を介して加圧室２５に導入される（図２（ａ））。また、調量弁３０の閉弁時においてプランジャ２２が加圧室２５の容積を小さくする側に（上方向に）移動すると、その移動に伴い、加圧室２５内の燃料が、加圧室２５から燃料排出通路２７へ排出される（図２（ｂ））。なお、高圧ポンプ２０では、燃料の吸入行程及び吐出行程をそれぞれ１回ずつ含む期間をポンプ駆動の１周期Ｔｐとしており、ポンプ駆動周期の繰り返しによって燃料の吸入及び吐出が実施される。ポンプ駆動の１周期Ｔｐが弁体３１の１開閉期間に相当する。

　高圧ポンプ２０の燃料吐出量は、コイル４２の通電開始時期により調量弁３０の閉弁タイミングを制御することによって調整される。具体的には、蓄圧配管１４の燃料圧力を上昇させるときには、コイル４２の通電開始時期を進角させることによって調量弁３０の閉弁タイミングを進角させ、これによりプランジャ２２の上方向への移動時における燃料の戻り量を少なくし、高圧ポンプ２０の燃料吐出量を増大させる。一方、燃料圧力を低下させるときには、コイル４２の通電開始時期を遅角させることによって調量弁３０の閉弁タイミングを遅角させ、これによりプランジャ２２の上方向への移動時における燃料の戻り量を多くし、高圧ポンプ２０の燃料吐出量を減少させる。

　加圧室２５は、燃料排出通路２７を介して蓄圧配管１４に接続されている。燃料排出通路２７の途中には逆止弁４５が設けられている。逆止弁４５は、弁体４６とスプリング４７とを備えており、加圧室２５内の燃料圧力が所定圧以上になった場合に弁体４６が変位する。具体的には、加圧室２５内の燃料圧力が所定圧未満では、スプリング４７の付勢力によって弁体４６が閉弁位置で保持された状態となり、加圧室２５から燃料排出通路２７への燃料の排出が遮断される。そして、加圧室２５内の燃料圧力が所定圧以上となると、スプリング４７の付勢力に抗して弁体４６が変位し（開弁し）、加圧室２５から燃料排出通路２７への燃料の排出が許容される。

　その他、本システムには、エンジンの所定クランク角毎に矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ５１や、コイル４２の出力電流を検出する電流センサ５４などの各種センサが設けられている。

　ＥＣＵ５０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（マイコン５５に相当する）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジンの各種制御を実施する。すなわち、マイコン５５は、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力し、それら検出信号に基づいて、エンジンの運転に関する各種パラメータの制御量を演算するとともに、その演算値に基づいてインジェクタ１５や調量弁３０の開閉を制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、高圧ポンプ２０の制御装置に相当する。

　調量弁３０の開弁と閉弁の切り替え時には、可動部４１や弁体３１がストッパ部等に衝突することで振動が発生し、この振動によって作動音が発生する。具体的には、調量弁３０の閉弁時には、コイル４２の電磁吸引力により可動部４１が閉弁側に移動し、ストッパ部４４に衝突することによって振動が発生する。また、調量弁３０の開弁時には、コイル４２への通電停止に伴い可動部４１が開弁側に移動して弁体３１に衝突したとき、及び可動部４１に押圧されることで弁体３１がストッパ部３３に衝突したときに振動が発生する。こうした振動に伴う作動音は、特に低速走行中や停車中に車両の搭乗者に聞こえやすく、搭乗者に違和感を与える。

　そこで本実施形態では、予め定めた所定の実行条件が成立している場合には、通常時とは異なる態様で通電することで高圧ポンプ２０の作動音を低減させる音低減制御によって高圧ポンプ２０を駆動する。具体的には、ＥＣＵ５０は、弁体３１が開閉移動する１開閉期間において作動音が生じる複数のタイミングでそれぞれ実施される複数の音低減部である第１低減部、第２低減部及び第３低減部を備えている。そして、作動音が目立つような状況では、これら複数の音低減部により作動音の低減を図っている。以下に、高圧ポンプ２０を駆動させる際の通常制御及び音低減制御について図３及び図４を用いて説明する。

　図３は通常制御を示すタイムチャートである。通常制御は、音低減制御の実行条件が成立していない場合、例えば中高速走行中のように作動音が目立たない場合等に実行される。なお、図３及び図４では、高圧ポンプ２０の１回の燃料吐出期間について示している。

　図３において、プランジャ２２が加圧室２５の容積を小さくする側に移動している期間に閉弁タイミングｔ１１が到来すると、ポンプ駆動信号をオフからオンに切り替える。なお、閉弁タイミングは、蓄圧配管１４の燃料圧力の目標値である目標燃圧に基づき算出される。通常制御では、まず、所定の電圧デューティ比（例えば１００％）でコイル４２に電圧印加し、コイル４２に流れる電流を第１電流値Ａ１である閉弁電流まで一気に上昇させる。その後、電流制御に移行する。詳しくは、コイル電流を第１電流値Ａ１で制御する第１定電流制御を所定時間実施した後、第１電流値よりも低い第２電流値Ａ２である保持電流で制御する第２定電流制御に移行する。こうした通電制御により、可動部４１がコイル４２に向けて吸引され、ストッパ部４４に当接する位置である閉弁位置まで移動する。また、時刻ｔ１２で、弁体３１が弁座３４に着座して閉弁状態になる。このとき、可動部４１がストッパ部４４に衝突し、弁体３１が弁座３４に衝突することで振動が発生し、作動音が生じる。

　調量弁３０の開弁時には、予め定めた開弁タイミングｔ１３になると、ポンプ駆動信号をオフに切り替え、コイル４２への通電を停止する。この通電停止により可動部４１が開弁側へと移動し、弁体３１に衝突することで、閉弁時の振動よりも小さな振動が発生する。また、時刻ｔ１４で、弁体３１が更に開弁側に移動し、ストッパ部３３に衝突することで閉弁時の振動と同等の大きな振動が再び発生する。なお、予め定めた開弁タイミングｔ１３は、例えばプランジャ２２の上死点ＴＤＣ又は上死点前のタイミングである。

　これに対し音低減制御の第１低減部では、図４に示すように、期間Ｔ１において、調量弁３０の閉弁時には通常制御よりも小さい電圧ディーティ比を設定し、可動部４１をＰＷＭ駆動する。この場合、可動部４１が通常制御よりも遅い速度で閉弁側に移動することで可動部４１がストッパ部４４に衝突する時刻ｔ２２のエネルギが小さくなり、その結果、衝突する時刻ｔ２２の振動及び作動音が小さくなる。

　なお、コイル電流を第１電流値Ａ１までゆっくりと上昇させることにより、電流の上昇過程の時刻ｔ２２で電流の一時的な低下が生じる。この電流変化は、可動部４１がコイル４２に近付くことによるコイル４２のインダクタンスの変化に起因するものである。電流の一時的な低下が生じた時刻ｔ２２は、可動部４１が閉弁位置まで移動したこと、つまり調量弁３０が閉弁状態になったことを示している。

　ＰＷＭ駆動によりコイル電流を第１電流値Ａ１まで上昇させた後では、通常制御と同様、第１定電流制御及び第２定電流制御を実施する。ただし、音低減制御の第２低減部では、期間Ｔ２において、第２電流値Ａ２で保持する期間を通常制御よりも長くして、可動部４１を閉弁側に保持しておく期間を延長する。

　音低減用の開弁制御では、可動部４１を閉弁側に保持しておく期間を延長する。調量弁３０の開弁時、プランジャ２２の上死点ＴＤＣ及びその付近では未だ加圧室２５内の燃圧が高く、加圧室２５内の燃圧が調量弁３０を閉弁側に移動させる方向に作用している。そのため、図３の時刻ｔ１３付近には、可動部４１が調量弁３０に突き当たったときの振動が大きくなり、これにより作動音が発生する。

　こうした点を考慮し、音低減用の開弁制御では、コイル４２への通電停止を通常制御よりも遅いタイミングで実施し、これにより加圧室２５内の燃圧が十分に低下し、調量弁３０の弁体３１が開弁側に移動を開始した後に可動部４１を調量弁３０に突き当てる。具体的には、時刻ｔ２４で、音低減用の開弁制御では、プランジャ２２の上死点後にコイル４２への通電を停止する。このとき、加圧室２５の燃圧が高いほど、加圧室２５内の燃圧が十分に低下するまでのカムリフト量の降下分が大きくなる。この点を考慮して本実施形態では、図５に示すように、加圧室２５の燃圧ピーク値が高いほど、コイル４２の通電延長期間が長くなる。

　時刻ｔ２４でコイル４２への通電を停止すると可動部４１が開弁側に移動を開始し、可動部４１が弁体３１に突き当たることで振動が発生する。このとき、通電停止タイミングを通常制御よりも遅くすることで、可動部４１が弁体３１に突き当たったときの振動は通常制御の場合よりも小さくなる。

　音低減用の開弁制御では更に、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの期間Ｔ３において、第３低減部を用いて、時刻ｔ２４でコイル４２への通電停止後、可動部４１が開弁位置に到達する前にコイル４２に一時的に再通電する。これにより、コイル４２の電磁吸引力を一時的に発生させ、この電磁吸引力により可動部４１が開弁側に移動する際の移動速度を低下させる。こうした通電制御により、時刻ｔ２７で、弁体３１がストッパ部３３に衝突する際の振動が小さくなり、振動に伴い生じる作動音が低減される。なお、第３低減部による一時的な再通電は、可動部４１の閉弁方向への逆戻りが発生しない範囲の小さい電流で実施される。

　なお、第１低減部が、調量弁３０の閉弁時に発生する作動音を低減させる閉弁時低減部に相当し、第２低減部及び第３低減部が、調量弁３０の開弁時に発生する作動音を低減する開弁時低減部に相当する。

　ところで、ポンプ駆動の１周期Ｔｐあたりのコイル通電期間は、ハードウェアによる制約などに起因して上限が設定されることがある。例えば、コイル４２に通電する期間を長くし過ぎると、コイル４２の駆動回路が過熱状態になるおそれがある。これに鑑み、本システムでは、コイル駆動回路の過熱を防止するために、ポンプ駆動の１周期Ｔｐあたりのコイル通電期間について上限値が設定されている。なお、通電オンオフを複数回実施する場合、複数回のポンプ駆動の１周期Ｔｐあたりのコイル通電期間の合計について上限値が設定されている。

　ここで、音低減制御により高圧ポンプ２０を駆動する場合、ポンプ駆動の１周期Ｔｐあたりのコイル通電期間は都度のエンジン運転状態等によって変化し、場合によっては、１周期Ｔｐでのコイル４２への通電の所要期間が上限値を超えることが生じる。例えば、蓄圧配管１４内の燃料圧力が高い場合には第２電流値Ａ２で保持する期間が長くなり、よってポンプ駆動の１周期Ｔｐあたりのコイル通電期間が長くなる結果、コイル通電期間が上限値を超える事態が生じる。

　また、可動部４１をＰＷＭ駆動する際に、ポンプ駆動信号のオン切替に対して高圧ポンプ２０が作動したか否かの判定結果に基づいてコイル４２への供給電力を可変とし、これにより高圧ポンプ２０からの燃料の吐出を可能にしつつ、可動部４１を閉弁位置まで移動可能な最小電力である作動限界電力で閉弁させることがある。かかる制御では、ＰＷＭ駆動による通電期間Ｔ１の長さが変化し、これに伴いポンプ駆動の１周期Ｔｐのコイル通電期間が変化する。そのため、音低減制御により高圧ポンプ２０を駆動させる場合には、ポンプ駆動の１周期Ｔｐのコイル通電期間が上限値を超えてしまうことが起こり得る。しかしながら、こうした場合にも、ハードウェアによる制約を満足する範囲内で効果的に音低減効果を得ることが望ましい。

　そこで本実施形態では、音低減制御を実行するための所定の実行条件が成立している場合には、音低減効果を効果的に得るために、基本的には複数の音低減部である第１低減部、第２低減部及び第３低減部の全てを実行する。その一方で、これら複数の音低減部の全てを実行してしまうと、ポンプ駆動の１周期Ｔｐでのコイル４２への通電の所要時間が予め定めた上限値を超える場合には、該所要期間が上限値を超えない範囲で、複数の音低減部のうちの一部を選択し、該選択した音低減部を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ５０が、音低減部として機能し、ポンプ駆動の１周期Ｔｐでのコイル４２への通電の所要時間が予め定めた上限値を超えるか否かを判定する上限判定部として機能し、該所要期間が上限値を超えない範囲で複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する選択実行部として機能する。

　複数の音低減部のうちの一部を選択する場合の処理として、特に本実施形態では、複数の音低減部について、音低減効果に対する有効性、及び実行停止による通電期間の短縮効果に対する有効性をそれぞれ考慮し、それら有効性に基づき定めた優先度に従って、複数の音低減部のうちの一部を選択する。

　次に、本実施形態の音低減制御の処理手順を図６のフローチャートを用いて説明する。この処理は、マイコン５５により所定周期毎に実行される。

　図６において、Ｓ１０１では、音低減制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。音低減制御の実行条件としては、例えば条件（１）のバッテリ電圧が所定値以上であること、条件（２）の低速走行中又は停車中であること（つまり、車速が所定値以下であること）、条件（３）のアクセル操作が行われていないこと、条件（４）のエンジン回転速度の変動が所定値以下の定常状態であること、条件（５）の蓄圧配管１４内の目標燃圧と実燃圧との偏差が所定値以下であること、が挙げられる。Ｓ１０１では、これら（１）～（５）の全ての条件を満たす場合に肯定判定される。

　音低減制御の実行条件が不成立の場合には、Ｓ１１０へ進み、音低減制御の実行を禁止し、通常制御に切り替える。この場合は、通常制御で電磁アクチュエータ４０の駆動制御を実行する。一方、音低減制御の実行条件が成立している場合にはＳ１０２へ進み、複数の音低減部の全てを実行するとした場合の１周期Ｔｐでのコイル通電期間である通電幅Ｔｏｎを算出し、その算出した通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくなるか否かを判定する。

　図３及び図４に示すように、通電幅Ｔｏｎは、開弁状態の調量弁３０を閉弁状態に切り替えるためのコイル通電を開始した時点から、閉弁状態の調量弁３０を開弁状態に切り替えるための最後の通電オフまでの期間を指す。ここでは、エンジン運転状態に基づき算出した燃料吐出量の目標値や、図２のマップから読み出した通電延長期間等を用いて通電幅Ｔｏｎを算出する。通電ガード値Ｔｍａｘについて本実施形態では、コイル４２の駆動回路の熱保護の観点から定まる最大値が設定されている。本実施形態では、例えば、最大値はポンプ駆動の１周期Ｔｐに対して６０％や７０％である。

　通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さい場合には、Ｓ１０２で肯定判定されてＳ１０３へ進み、第１低減部、第２低減部及び第３低減部の全てを実行して高圧ポンプ２０を駆動する。一方、通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘよりも大きい場合にはＳ１０４へ進む。Ｓ１０４では、全ての音低減部のうち、音低減効果が最も小さい実行部Ａの実行停止によって通電幅Ｔｏｎを通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくできるか否かを判定する。実行部Ａとしては、通常制御時に発生する作動音が最も小さいタイミングで実行される実行部を選択し、本実施形態では第２低減部を選択する。Ｓ１０４は、許容判定部に相当する。

　Ｓ１０４で肯定判定された場合にはＳ１０５へ進み、音低減制御の複数の実行部の中から、実行部Ａ以外の実行部（本実施形態では第１低減部及び第３低減部）を選択し、該選択した音低減部を実行して高圧ポンプ２０を駆動する。なお、実行部Ａの実行タイミングに該当する期間では、通常制御の通電態様でコイル４２への通電を行う。例えば、実行部Ａとして第２低減部が選択された場合には、ＰＷＭ駆動により可動部４１を開弁位置まで移動させた後、プランジャ２２の上死点ＴＤＣ又は上死点前のタイミングでコイル４２への通電を一旦停止させる。その後、加圧室２５内の燃圧が十分に低下し、弁体３１が開弁側に移動開始した後のタイミングｔ２５でコイル４２に一時的に再通電する。

　一方、Ｓ１０４で否定判定された場合にはＳ１０６へ進む。Ｓ１０６では、実行部Ａ以外の音低減部のうち、通常制御に戻した時のコイル通電期間の短縮効果が最も大きい実行部Ｂの実行停止によって通電幅Ｔｏｎを通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくできるか否かを判定する。実行部Ｂとしては、実行部Ａ以外の音低減部のうち、通常時に対して増大側に変更する通電期間が最も大きい実行部を選択し、本実施形態では第１低減部を選択する。Ｓ１０６は、許容判定部に相当する。なお、本実施形態では、コイル４２の通電期間を通常時に対して増大側に変更した場合、弁体３１と可動部４１との移動速度を遅くすることで作動音を低減させ、または、弁体３１と可動部４１とを所定位置で保持しておくために通電を継続する。換言すれば、「電磁部の通電期間を通常時に対して増大側に変更する」具体的な態様としては、例えば弁体の移動速度を遅くすることで作動音を低減させること、及び弁体を所定位置で保持しておくために通電を継続することを含む。

　Ｓ１０６で肯定判定された場合にはＳ１０７へ進み、複数の音低減部の中から、実行部Ａ及び実行部Ｂ以外の実行部（本実施形態では第３低減部）を選択し、該選択した実行部を実行して高圧ポンプ２０を駆動する。

　このとき、実行部Ａ及び実行部Ｂの実行タイミングに該当する期間では、通常制御の通電態様でコイル４２への通電を行う。具体的には、実行部Ａとして第２低減部が選択され、実行部Ｂとして第１低減部が選択された場合には、コイル電流を第１電流値Ａ１まで一気に上昇させることで調量弁３０を速やかに開弁させた後、プランジャ２２の上死点ＴＤＣ又は上死点前のタイミングでコイル４２への通電を一旦停止させる。その後、加圧室２５内の燃圧が十分に低下し、弁体３１が開弁側への移動を開始した後のタイミングｔ２５でコイル４２に一時的に再通電する。

　Ｓ１０６で否定判定された場合にはＳ１０８へ進み、複数の音低減部のうちいずれか１つのみを実施した場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくなるか否かを判定する。

　そして、Ｓ１０８で肯定判定されるとＳ１０９へ進み、その該当する実行部を選択し、選択した実行部を音低減制御として実施する。なお、いずれか１つを実施した場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくなる音低減部が複数ある場合には、その中から、音低減効果に対する有効性が最も大きい実行部を選択する。一方、Ｓ１０８で否定判定された場合にはＳ１１０へ進み、音低減制御の実行を禁止し、通常制御に切り替える。

　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。

　音低減制御を実行するための所定の実行条件が成立している場合には、基本的には複数の音低減部の全てを実行する一方で、複数の音低減部の全てを実行するとポンプ駆動の１周期Ｔｐでのコイル４２への通電の所要時間が予め定めた上限値を超える場合には、該所要期間が上限値を超えない範囲で、複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する。高圧ポンプ２０において、調量弁３０の作動音を低減させるための音低減制御を実施すると、弁体３１の１開閉期間においてコイル通電期間が長くなり、例えばハードウェア保護の観点から定まる上限値によって音低減制御の実施が制限される場合がある。この点、上記構成では、音低減制御の実施自体を止めるのではなく、複数の音低減部のうちの一部について積極的に実施するため、コイル通電期間の制約を満足させつつ、調量弁３０の開閉に伴う作動音をできるだけ低減することができる。

　複数の音低減部の全てを実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合に、複数の音低減部の各々の音低減効果に対する有効性に基づいて、複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する。具体的には、複数の音低減部の中から、音低減効果が最も小さい実行部Ａを実行停止し、実行部Ａを除く実行部について実行する。複数の音低減部では音低減効果に対する有効性がそれぞれ異なり、音低減効果に対する有効性が小さく、実行停止しても音低減効果への影響が小さいものもあれば、逆に音低減効果に対する有効性が大きく、実行停止すると全体としての音低減効果を効果的に得られにくくなるものもある。こうした点に鑑み、上記構成とすることにより、複数の音低減部の中から一部のみを選択して実行する状況において、ハードウェアによる制約を満足しながらも、作動音の低減をできるだけ効果的に奏するものとすることができる。

　複数の音低減部の全てを実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合に、複数の音低減部の各々の通電期間の短縮効果に対する有効性に基づいて、複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する。具体的には、複数の音低減部の中から、通電期間の短縮効果が最も大きい実行部Ｂを実行停止し、実行部Ｂを除く実行部について実行する。複数の音低減部では、通電期間の短縮効果に対する有効性がそれぞれ異なり、時間短縮効果に対する有効性が大きく、その実行部のみを実行停止することによって通電ガード値Ｔｍａｘを超えないようにできるものもあれば、逆に時間短縮効果に対する有効性が小さく、その実行部のみを実行停止しても通電ガード値Ｔｍａｘを超えないようにできないものもある。こうした点に鑑み、上記構成とすることにより、複数の音低減部の中から一部のみを選択して実行する状況において、コイル駆動回路の熱保護を図りつつ、できるだけ多くの音低減部を実行することができる。

　弁体３１の１開閉期間において複数の音低減部の一部を選択して実行するとした場合には、その一部を実行するとしたときの通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えないと判定されたことを条件に、その選択した１又は複数の音低減部を実行する。ＰＷＭ駆動する第１低減部や、通電オフのタイミングを遅延させる第２低減部では、音低減のための通電期間が都度のエンジン運転状態等に応じて異なる。そのため、複数の音低減部のうちの一部の組み合わせが同じであっても、通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えるか超えないかについては都度異なることがある。その点、上記構成によれば、複数の音低減部の一部を実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎと通電ガード値Ｔｍａｘとを実際に比較し、通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えないと判定されたことを条件に、その選択した一部の音低減部を実行することから、通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを確実に超えないようにすることができ、コイル駆動回路の熱保護の観点から好適である。

　弁体３１の１開閉期間では、調量弁３０の閉弁時において、可動部４１が移動制限部材としてのストッパ部４４に衝突するタイミングと、調量弁３０の開弁時において、弁体３１がストッパ部３３に衝突するタイミングで少なくとも振動が発生し、その振動に伴い作動音が生じる。この点に鑑み、本システムでは、調量弁３０の閉弁時に発生する作動音を低減させる閉弁時低減部と、調量弁３０の開弁時に発生する作動音を低減させる開弁時低減部と、を備える。この構成によれば、調量弁３０の開閉に伴う作動音が生じる複数のタイミングのそれぞれで音低減のための通電制御を実施することから、作動音の低減を効果的に図ることができる。

　第１低減部、第２低減部及び第３低減部は、音低減効果に対する有効性や、実行停止にした場合の時間短縮効果に対する有効性がそれぞれ異なる。また、これら全ての音低減部を実行すると、エンジン運転状態によっては音低減用のコイル通電期間が長引き、通電ガード値Ｔｍａｘを超えてしまうことが起こりやすい。したがって、音低減制御として第１低減部～第３低減部を備えるシステムにおいて、上記制御を適用することで、音低減制御の実施を制限する必要がない状況では全ての音低減制御を実行することによって音低減効果を効果的に得つつ、例えばコイル駆動回路の熱保護の観点から音低減制御の実施を制限する必要がある場合には、その一部の実施を制限することにより、コイル駆動回路の熱保護を図りつつ、できるだけ効果的に音低減効果を得ることができる。

　（他の実施形態）
　本開示は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。

　上記実施形態では、複数の音低減部の全てを実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合には、まず音低減効果に対する有効性に基づいて複数の音低減部のうちの一部を選択し、次いで、時間短縮効果に対する有効性に基づいて選択したが、複数の音低減部の中から一部を選択する態様についてはこれに限定されない。例えば、まず時間短縮効果に対する有効性に基づき選択し、次いで、音低減効果に対する有効性に基づき選択してもよい。

　複数の音低減部のうちの一部を選択する際には、音低減効果に対する有効性及び時間短縮効果に対する有効性のいずれかのみを考慮してもよい。具体的には、音低減効果に対する有効性のみを考慮する場合には、複数の音低減部の全てを実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合に、まず音低減効果が最も小さい実行部Ａを実行停止にし、残りの実行部を実行対象の音低減部として選択する。また、実行部Ａの実行を停止しても通電幅Ｔｏｎを通電ガード値Ｔｍａｘよりも小さくできないと判定された場合には、実行部Ａと、実行部Ａの次に音低減効果が小さい実行部ＡＸとを実行停止にし、残りの実行部を実行対象の音低減部として選択する。

　音低減効果と時間短縮効果とに対する有効性に基づいて、複数の音低減部の実行停止させる順序である停止優先度を予め定めて記憶しておき、その停止優先度に従って複数の音低減部のうちの一部を実行停止し、残りを選択して実行してもよい。具体的には、音低減効果については、第１低減部及び第３低減部で大きな効果が得られるのに対し、第２低減部ではさほど大きな効果が得られない。一方、時間短縮効果については、第１低減部及び第２低減部では実行停止に伴う効果が大きいのに対し、第３低減部ではさほど大きな効果が得られない。これらを考慮し、本実施形態では、図７に示すように、第２低減部、第１低減部、第３低減部の順序で実行停止させるように停止優先度を設定している。そして、複数の音低減部の全てを実行するとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合には、まず第２低減部を実行停止するとして残りの実行部を選択する。

　上記実施形態では、複数の音低減部として、調量弁３０の閉弁時に実施される第１低減制御、並びに調量弁３０の開弁時に実施される第２低減制御及び第３低減制御を備え、全てを実行すると通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合には、これら第１低減部～第３低減制御の中から一部を選択して実行する。これを変更し、複数の音低減部の全てを実行すると通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合には、閉弁時低減部及び開弁時低減部のいずれかを選択し、その選択した実行部を実行する。この場合、閉弁時低減部が選択された場合には第１低減部のみが実行され、開弁時低減部が選択された場合には第２低減部及び第３低減部が実行される。

　上記実施形態では、第２低減部によって可動部４１を閉弁位置で保持する期間である通電延長期間を燃圧ピーク値に基づいて設定したが、その他のパラメータ、例えば燃料温度を更に考慮して設定してもよい。この場合、燃料温度が高いほど通電延長期間を長く設定する。

　上記実施形態では、複数の音低減部として、第１低減部、第２低減部及び第３低減部の３つの実行部を備えるが、これら３つの実行部の２つのみを備える構成に適用してもよい。また、音低減部の数は４つ以上であってもよい。

　弁体３１の１開閉期間でのコイル４２への通電の所要期間が予め定めた上限値を超えるか否かを判定する際に、通電の所要期間として通電幅Ｔｏｎを用いたが、通電幅Ｔｏｎのうち実際に通電を実施した期間と上限値とを比較してもよい。

　上記実施形態では、複数の音低減部の一部を実行するとした場合においてその一部を実行したとした場合の通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えないか否かを判定し、通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えないと判定されたことを条件に、その選択した一部の音低減部を実行するが、この判定部（許容判定部）を設けなくてもよい。例えば、複数の音低減部のうちの１つのみを実行するのであれば通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えないように設定されている場合には、上記判定を行わずに、選択した一部の音低減部を実行するようにしてもよい。

　上記実施形態では、複数の音低減部の全てを実施するとした場合に通電幅Ｔｏｎが通電ガード値Ｔｍａｘを超えると判定された場合には、複数の音低減部のうちの１つの実行部を実行停止するが、２つの実行部を実行停止にしてもよい。

　上記実施形態では、非通電時に開弁状態となる常開式の調量弁３０を備えるシステムに適用したが、非通電時に閉弁状態となる常閉式の調量弁を備えるシステムに本開示を適用してもよい。

　上記実施形態では、弁体を２つ（弁体３１及び可動部４１）を有する調量弁３０を備える燃料供給システムに本開示を適用する場合について説明したが、弁体を１つのみ有する調量弁を備える燃料供給システムに本開示を適用してもよい。具体的には、調量弁が、弁体として、加圧室に連通される燃料吸入通路に配置され、コイルに対する通電及び非通電の切り替えにより変位可能であって、その変位に伴い加圧室への燃料の供給及び遮断を行う構成の弁体を有するシステムに適用する。このシステムでは、閉弁時及び開弁時に弁体がストッパ部に衝突した時の振動により作動音がそれぞれ生じる。したがって、こうしたシステムにおいて閉弁時には第１低減部を実行し、開弁時には第３低減部を実行することにより音低減を図る場合に本開示を適用することが可能である。

　上記実施形態では、内燃機関としてガソリンエンジンを用いるが、ディーゼルエンジンを用いてもよい。つまり、本開示を、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料供給システムの制御装置に具体化してもよい。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (6)

1. 　回転軸（２４）の回転に伴い往復移動して加圧室（２５）の容積を可変とするプランジャ（２２）と、前記加圧室に連通される燃料吸入通路（２６）に配置された弁体（３１、４１）を有し、電磁部（４２）の通電及び非通電の切り替えにより前記弁体を移動させることで前記加圧室への燃料の供給及び遮断を行う調量弁（３０）と、を備える高圧ポンプ（２０）に適用され、前記調量弁の開弁及び閉弁を切り替えることで前記高圧ポンプの燃料吐出量を調整する高圧ポンプの制御装置であって、
   　所定の実行条件が成立した場合に、前記弁体が開閉移動する１開閉期間において前記弁体の移動に伴う作動音が生じる複数のタイミングで各々実施され、かつ前記複数のタイミングの各々で前記電磁部の通電期間を通常時に対して増大側に変更することで前記作動音を低減させる複数の音低減部と、
   　前記複数の音低減部の全てを実行するとした場合において、前記１開閉期間での前記電磁部への通電の所要期間が予め定めた上限値を超えるか否かを判定する上限判定部と、
   　前記上限判定部により前記通電の所要期間が前記上限値を超えると判定された場合に、前記通電の所要期間が前記上限値を超えない範囲で前記複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する選択実行部と、
   を備える高圧ポンプの制御装置。
2. 　前記選択実行部は、前記複数の音低減部の各々の音低減効果に対する有効性に基づいて、前記複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する請求項１に記載の高圧ポンプの制御装置。
3. 　前記選択実行部は、前記複数の音低減部の各々の通電期間の短縮効果に対する有効性に基づいて、前記複数の音低減部のうちの一部を選択して実行する請求項１又は２に記載の高圧ポンプの制御装置。
4. 　前記複数の音低減部の一部を実行するとした場合における前記１開閉期間での前記電磁部への通電の所要期間が、予め定めた上限値を超えないか否かを判定する許容判定部を備え、
   　前記選択実行部は、前記許容判定部により前記通電の所要期間が前記上限値を超えないと判定されたことを条件に、前記選択した音低減部を実行する請求項１～３のいずれか一項に記載の高圧ポンプの制御装置。
5. 　前記複数の音低減部は、前記調量弁の閉弁時に発生する前記作動音を低減させる閉弁時低減部と、前記調量弁の開弁時に発生する前記作動音を低減させる開弁時低減部とを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の高圧ポンプの制御装置。
6. 　前記調量弁は、前記弁体として、前記燃料吸入通路の燃料の流通を許容又は遮断する第１弁体（３１）と、前記第１弁体の開閉移動の方向と同一方向に移動可能に配置され、前記電磁部に対する通電及び非通電の切り替えにより前記第１弁体に当接又は離間させることで前記第１弁体を開閉移動させる第２弁体（４１）とを備え、
   　前記複数の音低減部は、
   　前記調量弁の閉弁時において前記弁体の移動速度を通常時よりも遅くすることで前記作動音を低減させる第１低減部と、
   　前記第１弁体と前記第２弁体との当接時に発生する前記作動音を低減させる第２低減部と、
   　前記調量弁の開弁時において前記弁体の移動速度を通常時よりも遅くすることで前記作動音を低減させる第３低減部と、を含む請求項１～５のいずれか一項に記載の高圧ポンプの制御装置。
   
    

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