WO2017069052A1

WO2017069052A1 - 高圧ポンプの制御装置

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Publication number: WO2017069052A1
Application number: PCT/JP2016/080506
Authority: WO
Inventors: 山口　博
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-27
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Abstract

高圧ポンプ（２０）の制御装置（６０）は、通電制御により制御弁（３０）を開弁及び閉弁させることにより高圧ポンプ（２０）の燃料吐出量を調整する。制御装置（６０）は、制御弁（３０）の通電制御量を変更する制御量変更部（６１０）と、通電制御量を変更した際の制御弁（３０）の作動状態を検出する作動検出部（６１１）と、高圧ポンプ（２０）の作動音を低減させるべく、制御弁（３０）の作動状態に基づいて通電制御量を学習する学習部（６１２）と、通電制御量に対する制御弁（３０）の作動時間が、制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する判定部（６１３）と、を備える。学習部（６１２）は、通電制御量に対する制御弁（３０）の作動時間が、制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定される場合には、学習を禁止する。

Description

高圧ポンプの制御装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１５年１０月２２日に出願された日本特許出願番号２０１５－２０８３４１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。

　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室とを備え、蓄圧室内の高圧燃料をインジェクタ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電磁駆動式の制御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、内燃機関の出力軸であるクランク軸の回転に基づいてシリンダ内を往復移動し、加圧室の容積を可変にする。制御弁は、例えば常開式の電磁弁であり、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、その電磁力により弁体が閉弁位置に移動して、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、制御弁の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制御されると、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。制御弁の作動に際しては、移動制限部材であるストッパに弁体が衝突する際に衝突音が発生し、車両の搭乗者に違和感を与えるおそれがある。従来、このような衝突音を低減することの可能な高圧ポンプの制御装置としては、特許文献１に記載の制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置は、制御弁に駆動信号を出力した際の制御弁の駆動電流の変化に基づいて弁体の作動を検出するとともに、その検出結果に基づいて高圧ポンプの作動判定を行う。この制御装置は、その判定結果に基づいて制御弁の通電制御量を制御することにより、高圧ポンプの作動音を低減させる。

特開２０１５－４５３２２号公報

　ところで、内燃機関では、例えばアイドル運転時や燃料カット制御の実行時に、インジェクタの燃料噴射量が通常時と比較して減少する。インジェクタの燃料噴射量が減少すると、高圧ポンプの作動時間、より詳しくは制御弁の作動時間が短くなる。この場合、制御装置は、制御弁に出力する駆動信号を短くすることにより、換言すれば通電制御量を小さくすることにより高圧ポンプの作動時間を短くする。このように駆動信号が短くなると、駆動信号に基づく制御弁の駆動電流の変化が小さくなる。特許文献１に記載の制御装置のように、制御弁の駆動電流の変化に基づいて制御弁の作動状態を検出する場合、駆動信号が短くなった際に駆動電流の変化を制御装置が検出できないおそれがある。これが、制御装置が制御弁の作動状態を誤検出する要因となっている。制御装置が制御弁の作動状態を誤検出すると、制御弁に供給する電力を適切に制御することができないため、高圧ポンプの作動音を低減できないおそれがある。

　本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より的確に高圧ポンプの作動音を低減させることのできる高圧ポンプの制御装置を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本開示の１つの態様の高圧ポンプの制御装置は、通電制御により制御弁を開弁及び閉弁させることにより高圧ポンプの燃料吐出量を調整する。制御装置は、制御量変更部と、作動検出部と、学習部と、判定部とを備える。制御量変更部は、制御弁の通電制御量を変更する。作動検出部は、通電制御量を変更した際の制御弁の作動状態を検出する。学習部は、高圧ポンプの作動音を低減させるべく、制御弁の作動状態に基づいて通電制御量を学習する。判定部は、通電制御量に対する制御弁の作動時間が、制御弁の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する。学習部は、通電制御量に対する制御弁の作動時間が、制御弁の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定される場合には、学習を禁止する。

　この構成によれば、通電制御量に対する制御弁の作動時間が、制御弁の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定される場合には、学習部による通電制御量の学習が禁止されるため、制御弁の作動状態の誤検出を回避することができる。結果的に、通電制御量の学習精度を向上させることができるため、より的確に高圧ポンプの作動音を低減させることができる。

　本態様によれば、より的確に高圧ポンプの作動音を低減させることができる。

　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、
実施形態の高圧ポンプの概略構成を示すブロック図である。実施形態の高圧ポンプの制御装置の構成を示すブロック図である。実施形態の高圧ポンプの制御弁が作動した場合におけるカムプロフィール、駆動信号、コイル駆動電流、第１弁体及び第２弁体の変位、高圧ポンプの振動、並びに高圧ポンプの行程の推移を示すタイムチャートである。実施形態の高圧ポンプの制御弁が未作動の場合におけるカムプロフィール、駆動信号、コイル駆動電流、第１弁体及び第２弁体の変位、高圧ポンプの振動、並びに高圧ポンプの行程の推移を示すタイムチャートである。実施形態の高圧ポンプの制御弁が作動した場合における駆動信号、コイル駆動電流、及びコイル駆動電流の変化速度の推移を示すタイムチャートである。実施形態の高圧ポンプの制御弁が未作動の場合における駆動信号、コイル駆動電流、及びコイル駆動電流の変化速度の推移を示すタイムチャートである。実施形態の高圧ポンプのカムプロフィール、駆動信号、コイル駆動電流、振動、音低減制御の実施の有無、ポンプ作動判定、及び通電制御量の推移を示すタイムチャートである。実施形態の高圧ポンプのＥＣＵにより実行される処理の手順を示すフローチャートである。

　以下、高圧ポンプの制御装置の一実施形態について説明する。図１に示されるように、本実施形態の高圧ポンプ２０は、燃料供給システム１の一要素である。燃料供給システム１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システムである。具体的には、燃料供給システム１には、燃料タンク１１が設けられている。燃料タンク１１内に貯留された燃料は、電磁駆動式の低圧ポンプであるフィードポンプ１２により汲み上げられ、低圧配管１３を介して高圧ポンプ２０に導入される。高圧ポンプ２０に導入された燃料は、高圧ポンプ２０で高圧化された後、蓄圧室１４に圧送される。圧送された高圧燃料は、蓄圧室１４内に高圧状態で蓄えられた後、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ１５からエンジンの気筒内に直接噴射される。

　次に、高圧ポンプ２０の構造について詳しく説明する。高圧ポンプ２０は、プランジャの移動に伴い燃料の吸引及び吐出を行う、いわゆるプランジャポンプである。

　図１に示されるように、高圧ポンプ２０は、プランジャ２１と、カム２２と、制御弁３０とを備えている。

　プランジャ２１は、軸方向に往復移動可能にシリンダ２３内に挿入されている。プランジャ２１の軸方向の一端部２１ａは、図示しないスプリングの付勢力によりカム２２に当接している。カム２２は、複数のカム山を有している。カム２２は、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カム軸２４に固定されている。これにより、エンジン運転時にクランク軸１６が回転すると、カム２２の回転に伴いプランジャ２１がシリンダ２３内を軸方向に移動する。

　高圧ポンプ２０は、加圧室２５、燃料吸入通路２６、及び燃料排出通路２７を備えている。加圧室２５は、プランジャ２１の他方の端部２１ｂに配置されている。加圧室２５は、燃料吸入通路２６及び燃料排出通路２７に連通されている。これらの通路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。具体的には、プランジャ２１が加圧室２５の容量を大きくする側に移動すると、すなわち加圧室２５からカム２２に向かう方向に移動すると、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。また、プランジャ２１が加圧室２５の容積を小さくする側に移動すると、すなわちカム２２から加圧室２５に向かう方向に移動すると、加圧室２５内の燃料が燃料排出通路２７へ排出される。

　制御弁３０は、加圧室２５の上流側に、換言すれば高圧ポンプ２０の燃料入口部分に配置されている。制御弁３０は、高圧ポンプ２０の燃料吐出量を調整する。制御弁３０は、電磁部としてのコイル３１と、第１弁体３２と、第２弁体３３とを備えている。制御弁３０は、コイル３１の通電制御により第１弁体３２を軸方向に変位させることで、加圧室２５への燃料の供給及び遮断を行う開閉弁として構成されている。制御弁３０の内部には、燃料吸入通路２６が形成されている。燃料吸入通路２６には、燃料の流れ方向に沿って第１弁室３４及び第２弁室３５が順に形成されている。

　第１弁室３４には、第１弁体３２が収容されている。第１弁体３２は、コイル３１の通電／非通電により変位する。第１弁体３２は、コイル３１の非通電時には、付勢手段としてのスプリング３６の付勢力により開弁位置に保持されている。第１弁体３２は、コイル３１の通電時には、スプリング３６の付勢力に抗して、ストッパ３７に当接する位置である閉弁位置に変位する。このように、ストッパ３７は、第１弁体３２の移動を規制する移動規制部材としての機能を有している。コイル３１の入力端子側には電源５３が接続されている。この電源５３からコイル３１への電力供給が行われている。

　第２弁室３５には、第２弁体３３が収容されている。第２弁体３３は、第１弁体３２と同軸上に配置されている。第２弁体３３は、第１弁体３２の移動に伴い変位する。具体的には、第２弁体３３は、第１弁体３２が開弁位置にあるときには、第１弁体３２によって軸方向に押圧されている。これにより、第２弁体３３は、スプリング３８の付勢力に抗してストッパ３９に当接する位置である開弁位置で保持される。この状態では、第２弁体３３が弁座４０から離座しているため、低圧配管１３と加圧室２５とが連通し、加圧室２５への低圧燃料の導入が許容される。一方、コイル３１の通電に伴い第１弁体３２が閉弁位置にあるときには、第２弁体３３は、第１弁体３２による押圧から開放されることにより、スプリング３８の付勢力によって弁座４０に着座する位置である閉弁位置に保持される。この状態では、低圧配管１３と加圧室２５との連通が遮断されるため、加圧室２５への低圧燃料の導入が遮断される。

　加圧室２５は、燃料排出通路２７を介して蓄圧室１４に接続されている。燃料排出通路２７の途中には逆止弁４１が設けられている。逆止弁４１は、弁体４２と、スプリング４３とを備えている。弁体４２は、加圧室２５内の燃料圧力が所定圧以上になった場合に軸方向に変位する。具体的には、加圧室２５内の燃料圧力が所定圧未満の場合には、スプリング４３の付勢力によって弁体４２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。加圧室２５内の燃料圧力が所定圧以上になると、スプリング４３の付勢力に抗して弁体４２が変位して開弁し、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。

　燃料供給システム１は、クランク角センサ５１、燃圧センサ５２、及び電流センサ５４等の各種センサを備えている。クランク角センサ５１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。燃圧センサ５２は、蓄圧室１４内の燃料圧力Ｐｆを検出する。電流センサ５４は、コイル３１の駆動電流Ｉｃを検出する。以下、コイル３１の駆動電流Ｉｃを「コイル駆動電流Ｉｃ」と称する。

　燃料供給システム１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。本実施形態では、ＥＣＵ６０が制御部に相当する。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵや記憶装置等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される。具体的には、ＥＣＵ６０は、前述した各種センサ等から各々検出信号を取得し、それらの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。ＥＣＵ６０は、その制御量の演算値に基づいてインジェクタ１５や制御弁３０の駆動を制御する。

　また、ＥＣＵ６０は、燃圧センサ５２により検出される実燃圧を目標燃圧に追従させるべく、高圧ポンプ２０の吐出量制御として、実燃圧と目標燃圧との偏差に基づくフィードバック制御を実行する。これにより、蓄圧室１４内の燃料圧力が、エンジンの運転状態に応じた目標燃圧となるように制御される。

　具体的には、ＥＣＵ６０は、制御弁３０の開弁タイミングを制御することにより高圧ポンプ２０の燃料吐出量を調整している。より詳しくは、ＥＣＵ６０は、駆動回路７０を介して制御弁３０のコイル３１に接続されている。ＥＣＵ６０は、コイル３１の通電制御量に応じた駆動信号を生成し、この駆動信号を駆動回路７０に出力することにより制御弁３０の開弁及び閉弁を制御する。通電制御量は、コイル３１に供給される電流の大きさを示す制御指令値である。

　ところで、高圧ポンプ２０から燃料を吐出させるべく制御弁３０の開弁／閉弁を切り替える場合、第１弁体３２がストッパ３７に衝突することにより騒音が発生し、車両の搭乗者に違和感を与えることがある。このような騒音は、コイル３１に与えられる電気エネルギが大きいほど大きくなる。すなわち、コイル３１に与えられる電気エネルギが大きくなるほど、第１弁体３２の移動速度が上昇するため、第１弁体３２がストッパ３７に衝突するに発生する衝突エネルギが大きくなり、作動音が大きくなる。したがって、コイル３１に与えられる電気エネルギを小さくして第１弁体３２の移動速度を遅くすれば、第１弁体３２の衝突エネルギを小さくすることができるため、作動音を小さくすることができる。そこで、本実施形態のＥＣＵ６０は、第１弁体３２が閉弁位置に向かって移動する速度を緩慢にすることによって高圧ポンプ２０の作動音を低減させる制御を行う。

　一方、コイル３１に与えられる電気エネルギが小さすぎると、コイル３１の通電時に第１弁体３２をコイル３１に向かって移動させることができず、制御弁３０を閉弁状態に切り替えることができなくなる。この場合、高圧ポンプ２０が作動せず、高圧ポンプ２０から燃料を吐出できない。

　そこで、本実施形態のＥＣＵ６０は、高圧ポンプ２０の音低減制御として、通電制御量に対して制御弁３０が作動したか否かを判定し、その判定結果に基づいてコイル３１の通電制御量を学習する。具体的には、ＥＣＵ６０は、図２に示されるように、制御量変更部６１０と、作動検出部６１１と、学習部６１２とを備えている。

　制御量変更部６１０は、コイル３１に対する前回の通電時に高圧ポンプ２０が作動したと判定された場合に今回通電時の通電制御量を所定値だけ低減する。また、制御量変更部６１０は、前回の通電時に高圧ポンプ２０が未作動の状態であると判定された場合に今回通電時の通電制御量を所定値だけ増加させる。

　作動検出部６１１は、制御量変更部６１０により通電制御量が変更された際、電流センサ５４により検出されるコイル駆動電流Ｉｃを監視し、その変化に基づいて制御弁３０の作動状態を検出する。具体的には、作動検出部６１１は、通電制御量に対して制御弁３０が作動したか否かを検出する。

　学習部６１２は、作動検出部６１１による制御弁３０の作動状態の検出結果に基づいて、制御量変更部６１０により変更された通電制御量を学習する。

　次に、図３を参照して、この高圧ポンプ２０の音低減制御について詳しく説明する。なお、図３（Ａ）において、ＢＤＣはプランジャ２１の下死点を示し、ＴＤＣはプランジャ２１の上死点を示している。また、図３（Ｂ）の駆動信号は、制御弁３０を開弁状態にする場合にオフ状態となり、制御弁３０を閉弁状態にする場合にオン状態になる。

　カム２２の移動に伴い、図３（Ａ）に示されるようにプランジャ２１が上死点から下死点に向かって移動する期間、すなわちプランジャ２１が加圧室２５の容積を大きくする側に移動する期間のうち、時刻ｔ１６以降の期間では、図３（Ｃ）に示されるように、コイル３１が非通電状態となっている。したがって、この期間では、図３（Ｄ）に示されるように、第１弁体３２及び第２弁体３３が開弁位置になっている。すなわち、第１弁体３２は、スプリング３６の付勢力によってストッパ３７から離間した状態となっている。また、第２弁体３３は、第１弁体３２によってストッパ３９に当接した状態になっている。これにより、加圧室２５と燃料吸入通路２６とが連通した状態となり、加圧室２５内に燃料が導入される。よって、図３（Ｆ）に示されるように、この期間は高圧ポンプ２０の吸入行程となっている。

　プランジャ２１が下死点から上死点に移動する期間では、加圧室２５の容積が減少する。この期間では、図３（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ６０は、内燃機関の要求吐出量に応じたタイミングで駆動信号をオフ状態からオン状態に切り替える。図３（Ｂ）では、このタイミングが時刻ｔ１０となっている。すなわち、ＥＣＵ６０は、時刻ｔ１０でコイル３１への通電を開始する。このとき、時刻ｔ１１以前では、第２弁体３３が弁座４０から離間した状態になっている。そのため、プランジャ２１の移動に伴い、加圧室２５の燃料が燃料吸入通路２６側に戻される。よって、図３（Ｆ）に示されるように、この期間は高圧ポンプ２０の調量行程となっている。

　コイル３１への通電開始により第１弁体３２がコイル３１に向けて吸引されると、第１弁体３２がストッパ３７に当接する位置まで移動する。すなわち、図３（Ｄ）に示されるように、第１弁体３２が閉弁位置ＣＬ１まで移動する。このとき、第１弁体３２がストッパ３７に衝突することにより、図３（Ｅ）に示されるように、高圧ポンプ２０に振動が生じる。また、コイル３１の通電が開始された時刻ｔ１０から所定時間が経過した時刻ｔ１２になると、第２弁体３３により加圧室２５と燃料吸入通路２６とが遮断された状態となる。この状態でプランジャ２１が上死点方向に移動することにより、加圧室２５内の燃料圧力が上昇するとともに、その燃料圧力の上昇に伴い高圧化された高圧燃料が燃料排出通路２７側へ吐出される。したがって、時刻ｔ１２以降、高圧ポンプ２０の昇圧行程及び吐出行程が行われる。

　その後、図３（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ６０が時刻ｔ１３で駆動信号をオン状態からオフ状態に切り替えると、図３（Ｃ）に示されるように、コイル３１が非通電状態となる。これにより、時刻ｔ１４で第１弁体３２がストッパ３７から離間して第２弁体３３に突き当たるとともに、図３（Ｄ）に示されるように、その突き当たり状態が、時刻ｔ１４から所定時間が経過する時刻ｔ１５までの期間継続する。なお、この突き当たり状態では、第１弁体３２及び第２弁体３３は、第２弁体３３の閉弁位置ＣＬ２で保持される。図３（Ｅ）に示されるように、このときの第１弁体３２と第２弁体３３との衝突により、高圧ポンプ２０に振動が発生する。

　その後、プランジャ２１が上死点から下死点に向かって移動すると、加圧室２５内の容積が増大して加圧室２５内の圧力が低下する。したがって、図３（Ｆ）に示されるように、この期間は高圧ポンプ２０の減圧行程となっている。これにより、第２弁室３５内の燃料圧力が低下して第１弁体３２及び第２弁体３３の動きが許容され、時刻ｔ１５以降にそれぞれの開弁位置まで移動する。このとき、第２弁体３３は、第１弁体３２によって軸方向に押圧されることによりストッパ３９に衝突する。これにより、図３（Ｅ）に示されるように、時刻ｔ１６で高圧ポンプ２０に振動が生じる。

　図３（Ｃ）に示されるように、ＥＣＵ６０は、コイル３１の通電開始直後に、コイル駆動電流Ｉｃが第１電流値Ａ１まで上昇するように、コイル３１に印加される電圧のデューティ比を可変制御、換言すればＰＷＭ制御する。ＥＣＵ６０は、コイル駆動電流Ｉｃが第１電流値Ａ１まで上昇すると、定電流制御を実行する。この定電流制御では、ＥＣＵ６０は、まず、コイル駆動電流Ｉｃを第１電流値Ａ１に保持する第１定電流制御を実行する。続いて、ＥＣＵ６０は、第１電流値Ａ１よりも小さい第２電流値Ａ２で制御する第２定電流制御に移行する。

　ここで、コイル３１への通電に伴い、第１弁体３２及び第２弁体３３が移動した場合、その動きはコイル３１に流れる電流の変化として表れる。具体的には、第１弁体３２が移動し始めると、第１弁体３２がコイル３１に近づくにつれてコイル３１のインダクタンスが大きくなることにより、コイル３１に流れる電流が次第に小さくなる。そのため、電源５３からコイル３１に所定電圧を印加している場合、図３（Ｃ）に示されるように、第１弁体３２が移動し始めるまでは時間とともにコイル電流が増大する。また、時刻ｔ１１で第１弁体３２が開弁位置から移動し始めると、第１弁体３２が閉弁位置ＣＬ１に近づくにつれてコイル駆動電流Ｉｃが徐々に減少する。また、時刻ｔ１２で第１弁体３２がストッパ３７に当接することにより第１弁体３２の動きが止まると、インダクタンスは再び一定となり、コイル駆動電流Ｉｃが再び上昇する。すなわち、コイル３１の通電に伴い第１弁体３２が移動した場合、駆動信号がオン状態となっている期間では、図３（Ｃ）に示されるように、コイル駆動電流Ｉｃが増加傾向から減少傾向に一旦切り替わった後、再び増加傾向に転じる。そのため、駆動信号がオン状態となっている期間では、コイル駆動電流Ｉｃに極小値Ｐ１が表れる。

　一方、閉弁に切り替える駆動信号をＥＣＵ６０が制御弁３０に出力したにも関わらず、第１弁体３２が開弁位置から変化しない場合には、駆動信号の出力後において、第１弁体３２の位置が保持される。この場合、図４（Ａ）～（Ｆ）に示されるように、駆動信号のオン／オフを切り替えたとしても、第１弁体３２及び第２弁体３３が正常な動きを示す場合に見られる挙動が表れない。具体的には、図４（Ｃ）に示されるように、駆動信号のオン期間におけるコイル駆動電流Ｉｃの変化が表れない。したがって、コイル駆動電流Ｉｃの変化に基づいて、制御弁３０の作動の可否を判定することができる。

　図５及び図６は、本実施形態のポンプ作動判定の具体的な手法を示すタイムチャートである。作動検出部６１１は、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）、換言すればコイル駆動電流Ｉｃの微分値に基づいて、制御弁３０の作動状態を検出する。

　具体的には、図５（Ａ）に示されるように、駆動信号がオフ状態からオン状態に切り替えられた際に、第１弁体３２が閉弁位置まで移動した場合には、図５（Ｂ）に示されるように、駆動信号のオン期間においてコイル駆動電流Ｉｃは減少傾向を示す。そのため、図５（Ｃ）に示されるように、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）は負側に変化する。これに対し、図６（Ａ）に示されるように、駆動信号がオフ状態からオン状態に切り替えられた際に、第１弁体３２が移動しなかった場合には、図６（Ｂ）に示されるように、駆動信号のオン期間においてコイル駆動電流Ｉｃは減少傾向を示さない。したがって、図６（Ｃ）に示されるように、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）は、負側に変化しない。

　これを利用し、作動検出部６１１は、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示されるように、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）と判定値Ｔｈａとを比較し、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）が判定値Ｔｈａ以下になることに基づいて、コイル駆動電流Ｉｃの極小値Ｐ１を検出する。作動検出部６１１は、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）が判定値Ｔｈａ以下になった場合には、制御弁３０が作動したと判定する。これに対し、作動検出部６１１は、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）が判定値Ｔｈａを超えたままである場合には、制御弁３０が未作動であると判定する。

　次に、図７（Ａ）～（Ｇ）を参照して、高圧ポンプ２０の音低減制御の概要について説明する。

　ＥＣＵ６０は、高圧ポンプ２０の吐出量制御において通常制御が実行されている場合、すなわち図７の時刻ｔ２２以前では、コイル３１に印加される電圧のデューティ比を例えば１００％に設定している。この期間では、図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ２１でＥＣＵ６０が駆動信号をオフ状態からオン状態に切り替えると、コイル駆動電流Ｉｃが第１電流値Ａ１まで速やかに上昇する。

　ＥＣＵ６０は、エンジンの運転状態に応じて高圧ポンプ２０の吐出量制御を通常制御から音低減制御に切り替える。図７（Ｅ）に示されるように、通常制御から音低減制御に切り替えられたタイミングは時刻ｔ２２となっている。音低減制御では、コイル３１に印加される電圧のデューティ比を、通常制御時のデューティ比よりも小さくすることにより、第１弁体３２の変位速度を遅くする。例えば、図７（Ｆ）及び（Ｇ）に示されるように、制御量変更部６１０は、時刻ｔ２４の時点において、前回の通電制御時に制御弁３０の作動が時刻ｔ２３で検出されている場合には、今回の通電制御量を前回の通電制御量よりも所定値Δα１だけ減少させる電力低減制御を実行する。

　また、制御量変更部６１０は、時刻ｔ２６の時点において、前回の通電制御時に制御弁３０の未作動が時刻ｔ２５で検出されている場合には、今回の通電制御量を前回の通電制御量よりも所定値β１だけ増加させる電力増加制御を実行する。

　学習部６１２は、これらの電力低減制御と電力増加制御とを交互に繰り返すことにより、第１弁体３２を閉弁位置まで移動可能な最小の通電制御量を学習する。これにより、制御弁３０の閉弁動作を確保可能な範囲で第１弁体３２を可能な限り低速で移動させることができるため、第１弁体３２のストッパ３７への衝突時の振動を小さくすることができるとともに、その衝突時の作動音を小さくすることができる。

　なお、本実施形態では、電力低減制御による通電制御量の変更量Δα１と、電力増加制御による通電制御量の変更量Δβ１とが同一の値に設定されている。そのため、前回の通電時に制御弁３０の作動が検出されて通電制御量をΔα１だけ低減させた際に制御弁３０が未作動であった場合、通電制御量がΔβ１だけ増加することにより、基本的には、制御弁３０が再び作動する。

　ところで、このような燃料供給システム１では、例えばアイドル運転時や燃料カット制御時に、インジェクタ１５から噴射される燃料量が通常時と比較して減少する。インジェクタ１５の燃料噴射量が減少すると、高圧ポンプ２０の作動時間、より詳しくは制御弁３０の作動時間が短くなる。この場合、駆動信号のオン時間が短くなるため、駆動信号に基づくコイル駆動電流Ｉｃの変化も小さくなる。すなわち、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）の変化も小さくなる。そのため、図５及び図６に示されるように、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）の変化に基づいて制御弁３０の作動状態を検出する場合、駆動信号が短くなった際にコイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）の変化を作動検出部６１１が検出できないおそれがある。このような場合、実際には制御弁３０が極僅かに作動しているにも関わらず、その作動状態を作動検出部６１１が検出できないため、作動検出部６１１が、制御弁３０が未作動であると誤検出するおそれがある。このような状況では、その作動検出部６１１の検出結果に基づいて学習部６１２が通電制御量を学習すると、適切な通電制御量を学習することができないため、結果的に高圧ポンプ２０の作動音を低減できないおそれがある。

　そこで、本実施形態のＥＣＵ６０は、通電制御量に対する制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する。具体的には、図２に示されるように、ＥＣＵ６０は、この判定を行う判定部６１３を備えている。そして、通電制御量に対する制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定部６１３により判定される場合、学習部６１２が通電制御量の学習を禁止する。

　次に、図８を参照して、この学習処理の手順について詳しく説明する。なお、ＥＣＵ６０は、図８に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。

　図８に示されるように、判定部６１３は、ステップＳ１の処理として、制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する。判定部６１３は、例えば以下の（ａ１）～（ａ５）に示される条件が満たされることをもって、制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する。なお、判定部６１３は、（ａ１）～（ａ５）に示される条件のうちの１つ乃至複数の条件を用いることができる。また、判定部６１３は、複数の条件を用いる場合には、それらのＯＲ条件及びＡＮＤ条件のいずれの条件を用いてもよい。

　（ａ１）高圧ポンプ２０の燃料吐出量の要求値が所定値以下であること。この条件は、例えばアイドル運転時に満たされる条件である。（ａ２）インジェクタ１５の燃料噴射量を制限する燃料カット制御の実行中であること。（ａ３）車両が減速中であること。（ａ４）内燃機関の負荷状態が低負荷状態であること。（ａ５）クランク軸１６の回転速度が所定の回転速度以下であること。

　判定部６１３がステップＳ１の処理で行程判断した場合、ＥＣＵ６０はステップＳ２の処理に移行しない。これにより、学習部６１２による通電制御量の学習が禁止される。判定部６１３が否定判断した場合、作動検出部６１１が、ステップＳ２の処理として、制御弁３０の作動状態を検出する。具体的には、作動検出部６１１は、制御弁３０の作動状態と相関関係のあるコイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）を検出する。

　作動検出部６１１は、ステップＳ２に続くステップＳ３の処理として、制御弁３０が作動したか否かを判断する。具体的には、作動検出部６１１は、図５及び図６に示されるように、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）と判定値Ｔｈａとの比較に基づいて制御弁３０が作動したか否かを判断する。

　作動検出部６１１がステップＳ３の処理で肯定判断した場合、制御量変更部６１０は、ステップＳ４の処理として、通電制御量を所定値Δα１だけ減少させる。

　作動検出部６１１がステップＳ３の処理で否定判断した場合、制御量変更部６１０は、ステップＳ５の処理として、通電制御量を所定値Δβ１だけ増加させる。次に、学習部６１２は、ステップＳ６の処理として、所定値β１だけ増加させた通電制御量を通電制御量の最適値としてＥＣＵ６０の記憶装置に記憶させる。

　以上説明した本実施形態の高圧ポンプ２０のＥＣＵ６０によれば、以下の（１）～（３）に示される作用及び効果を得ることができる。

　（１）ＥＣＵ６０は、制御量変更部６１０と、作動検出部６１１と、学習部６１２と、判定部６１３とを備えている。制御量変更部６１０は、制御弁３０の通電制御量を変更する。作動検出部６１１は、通電制御量を変更した際の制御弁３０の作動状態を検出する。学習部６１２は、高圧ポンプ２０の作動音を低減させるべく、制御弁３０の作動状態に基づいて通電制御量を学習する。判定部６１３は、通電制御量に対する制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判断する。学習部６１２は、通電制御量に対する制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定される場合には、学習を禁止する。これにより、制御弁３０の作動状態の誤検出を回避することができるため、通電制御量の学習精度を向上させることができる。結果的に、高圧ポンプ２０の作動音を低減させることができる。

　（２）判定部６１３は、上記の（ａ１）～（ａ５）に示される条件が満たされることをもって、制御弁３０の作動時間が、制御弁３０の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する。これにより、この判定を容易に行うことができる。

　（３）作動検出部６１１は、制御弁３０のコイル駆動電流Ｉｃを監視し、コイル駆動電流Ｉｃの変化に基づいて制御弁３０が作動したか否かを検出する。具体的には、作動検出部６１１は、コイル駆動電流Ｉｃの極小値Ｐ１の検出に基づいて制御弁３０の作動を検出する。これにより、制御弁３０の作動状態を容易に検出することができる。

　なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。上記実施形態では、作動検出部６１１がコイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）に基づいてコイル駆動電流Ｉｃの変化を検出したが、コイル駆動電流Ｉｃの変化の検出方法は適宜変更可能である。例えば、駆動信号のオン期間において、コイル駆動電流Ｉｃの最大値をホールドするとともに、そのホールド値に対する今回の計測値の変化量を算出する。そして、この算出した変化量に基づいてコイル駆動電流Ｉｃの変化を検出してもよい。

　作動検出部６１１は、コイル駆動電流Ｉｃが減少傾向から増加傾向に転じることをもって、制御弁３０の作動を検出してもよい。

　作動検出部６１１は、例えば図２に示される電圧センサ５５により制御弁３０の駆動電圧を監視し、この駆動電圧の変化に基づいて制御弁３０が作動したか否かを検出してもよい。

　電力低減制御における通電制御量の変更量Δα１、及び電力増加制御における通電制御量の変更量Δβ１は、変更可能な値であってもよい。また、変更量Δα１及び変更量Δβ１は互いに異なる値であってもよい。

　作動検出部６１１は、コイル駆動電流の変化速度（ｄＩｃ／ｄｔ）が判定値Ｔｈａ以下である状態が所定時間継続することをもって、制御弁３０が作動したと判定してもよい。

　制御弁３０の駆動を制御する方法は、コイル３１に印加される電圧のデューティ比を可変制御するという方法に限らず、適宜の制御手法を用いることができる。

　高圧ポンプ２０は、２つの弁体を有するものに限らず、１つの弁体のみを有するものであってもよい。

　上記実施形態のＥＣＵ６０の構成は、ガソリンエンジンの燃料供給システム１に限らず、例えばディーゼルエンジンの燃料供給システムに適用することもできる。

　ＥＣＵ６０が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばＥＣＵ６０がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。

　本開示は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本開示の特徴を含む限り本開示の範囲に包含される。

　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

　通電制御により制御弁（３０）を開弁及び閉弁させることにより高圧ポンプ（２０）の燃料吐出量を調整する高圧ポンプ（２０）の制御装置（６０）であって、
　前記制御弁（３０）の通電制御量を変更する制御量変更部（６１０）と、
　前記通電制御量を変更した際の前記制御弁（３０）の作動状態を検出する作動検出部（６１１）と、
　前記高圧ポンプ（２０）の作動音を低減させるべく、前記制御弁（３０）の作動状態に基づいて前記通電制御量を学習する学習部（６１２）と、
　前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であるか否かを判定する判定部（６１３）と、を備え、
　前記学習部（６１２）は、
　前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定される場合には、前記学習を禁止する
　高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記判定部（６１３）は、
　前記燃料吐出量の要求値が所定値以下であることをもって、前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定する
　請求項１に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記高圧ポンプ（２０）は、
　車両の内燃機関のインジェクタ（１５）に供給される燃料が蓄えられる蓄圧室（１４）に燃料を圧送するものであり、
　前記判定部（６１３）は、
　前記インジェクタ（１５）の燃料噴射量を制限する燃料カット制御の実行中であることをもって、前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定する
　請求項１に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記高圧ポンプ（２０）は、
　車両の内燃機関のインジェクタ（１５）に供給される燃料が蓄えられる蓄圧室（１４）に燃料を圧送するものであり、
　前記判定部（６１３）は、
　前記車両が減速中であることをもって、前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定する
　請求項１に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記高圧ポンプ（２０）は、
　車両の内燃機関のインジェクタ（１５）に供給される燃料が蓄えられる蓄圧室（１４）に燃料を圧送するものであり、
　前記判定部（６１３）は、
　前記内燃機関の負荷状態が低負荷状態であることをもって、前記通電制御量に対する前記制御弁（３０）の作動時間が、前記制御弁（３０）の作動状態を検出可能な時間よりも短くなる状況であると判定する
　請求項１に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記作動検出部（６１１）は、
　前記制御弁（３０）の駆動電流を監視し、前記駆動電流の変化に基づいて前記制御弁（３０）の作動状態を検出する
　請求項１～５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記作動検出部（６１１）は、
　前記駆動電流の極小値の検出に基づいて前記制御弁（３０）が作動したと判定する
　請求項６に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。
　前記作動検出部（６１１）は、
　前記制御弁（３０）の駆動電圧を監視し、前記駆動電圧の変化に基づいて前記制御弁（３０）の作動状態を検出する
　請求項１～５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ（２０）の制御装置。