JP4042057B2 - バルブ開度調整装置およびコモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブ開度調整装置およびコモンレール式燃料噴射装置に関するものであり、特に高圧ポンプの加圧室に吸入される燃料の流量を調量する吸入調量弁や、コモンレール内に蓄圧された燃料を溢流させる減圧弁の機差や劣化によるバラツキの学習補正に関する。

コモンレール式燃料噴射装置は、燃料噴射によるレール圧（コモンレールに蓄圧された燃料の圧力）の低下を防ぐ目的や、運転状態の変化に応じてレール圧を上昇させる目的のために、高圧ポンプの吐出量を制御することでレール圧を制御している。高圧ポンプの吐出量は、高圧ポンプの加圧室に吸入される燃料の流量を吸入調量弁によって調量することで制御される。
即ち、コモンレール式燃料噴射装置は、制御装置によって吸入調量弁の開度を調整することにより、高圧ポンプの吐出量を制御して、レール圧を制御している。

このため、吸入調量弁に与えられる調量弁制御値（所定の吸入調量弁の開度を得るための駆動電流値）に対する高圧ポンプの吐出量が、所定のポンプ特性となることが要求される。
しかし、吸入調量弁の製造上のバラツキや、劣化によるバラツキ、あるいは燃料の粘度やコイル吸引力等の温度特性による変化といった種々の要因で、調量弁制御値に対して実際に高圧ポンプから吐出される吐出量（実吐出量）がバラツク可能性がある。

そこで、アイドリング時など所定の学習条件が成立した際に、吸入調量弁を吸入量ゼロが保証される開度から徐々に拡大し、レール圧の変化量が所定値以上となった時の調量弁制御値を吸入開始制御値として求める。そして、その値（吸入開始制御値）を高圧ポンプが吸入を開始する調量弁制御値として学習し、高圧ポンプの微小吐出領域（吸入調量弁の微小開度領域）のバラツキを学習補正する学習制御が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−８２２３０号公報

（第１の課題）
例えばバルブ（上記では、吸入調量弁に相当する）として、開口面積を調整する開口面積可変式の弁を用いる場合、一般的に小開度〜大開度で開口面積の可変制御が要求される。しかし、上述した特許文献１の従来技術をバルブの学習制御に適用した場合、バルブの微小開度のバラツキは補正できるが、バルブの開度が大きい側ではバラツキを補正できない。
また、バルブとして開口面積可変式の弁を用いない場合、即ち開弁（全開）する時間の長さで開度を調整する弁を用いる場合でも、従来は開度が小さい側でしかバラツキを補正することができなく、バルブの開度が大きい側ではバラツキを補正できない。
（第１の目的）
第１の発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブの開度が大きい側でのバラツキを補正することのできるバルブ開度調整装置の提供にある。

（第２の課題）
例えば、コモンレール式燃料噴射装置の吸入調量弁として、高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開口面積を調整する開口面積可変式の弁を用いる場合、小開度〜大開度で高精度な開口面積の可変制御が要求される。しかし、上述した特許文献１の従来技術は、吸入調量弁の微小開度側（高圧ポンプの微小吐出領域側）の補正をするものであり、吸入調量弁の開度が大きい側（高圧ポンプの大吐出領域側）でのバラツキは補正できない。
また、吸入調量弁として開口面積可変式の弁を用いない場合、即ち開弁（全開）する時間の長さで開度を調整する弁を用いる場合でも、従来は開度が小さい側でしかバラツキを補正することができなく、開度が大きい側ではバラツキを補正できない。
（第２の目的）
第２の発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸入調量弁の開度が大きい側（高圧ポンプの大吐出領域側）でのバラツキを補正することのできるコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。

（第３の課題）
一方、コモンレール式燃料噴射装置には、コモンレールの燃料を溢流させてレール圧を減圧させる減圧弁が搭載される場合がある。
運転状態の変化等により素早くレール圧を下げる条件が成立すると、制御装置が下げる圧力に応じた減圧弁の開度を求め、その開度に応じた減圧弁制御値を減圧弁に与え、減圧弁によってレール圧を素早く目標のレール圧まで減圧する。

例えば、減圧弁として、コモンレール内の燃料を溢流させる排出路の開口面積を調整する開口面積可変式の弁を用いる場合、小開度〜大開度で開口面積の可変制御が要求される。しかし、上述した特許文献１の従来技術を減圧弁の補正技術に適用した場合、減圧弁の微小開度側のバラツキは補正できるが、減圧弁の開度が大きい側でのバラツキは補正できない。
また、減圧弁として開口面積可変式の弁を用いない場合、即ち開弁（全開）する時間の長さで開度を調整する弁を用いる場合でも、従来は開度が小さい側でしかバラツキを補正することができなく、開度が大きい側ではバラツキを補正できない。
（第３の目的）
第３の発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、減圧弁の開度が大きい側（レール圧を急激に減圧させる領域側）でのバラツキを補正することのできるコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するバルブ開度調整装置の学習手段は、バルブ開度を、流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大する（あるいは流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも大きい開度から徐々に縮小する）。
そして、バルブ開度の拡大途中において流体路を流れる流体の変化量が所定値以下となった時（あるいはバルブ開度の縮小途中において流体路を流れる流体の変化量が所定値以上となった時）のバルブ制御値を最大制御値として求め、最大制御値で流体駆動手段が最大能力を発生することを学習する。
このように、最大制御値で流体駆動手段が最大能力を発生することを学習することにより、少なくてもバルブの開度が大きい側におけるバラツキを抑えることができる。
なお、最大制御値で流体駆動手段が最大能力を発生することからバルブと流体駆動手段との特性を補正し、その補正した特性に基づいてバルブ制御値を求め、バルブ開度の広い範囲でバラツキを抑えても良い。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、吸入調量弁の開度を、高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大する。そして、その吸入調量弁の開度の拡大途中において高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時の調量弁制御値を最大吐出制御値として求め、その最大吐出制御値で高圧ポンプが最大吐出能力を発生することを学習する。
このように、最大吐出制御値で高圧ポンプが最大吐出能力を発生することを学習することにより、少なくても吸入調量弁の開度が大きい側におけるバラツキを抑えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、最大吐出制御値で高圧ポンプが最大吐出能力を発生するポンプ特性を求め、そのポンプ特性に基づいて吸入調量弁に与えられる調量弁制御値を求めるものである。
このように設けることにより、吸入調量弁の開度の広い範囲でバラツキを抑えることができる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、吸入調量弁の開度を、吸入量ゼロが保証される開度から開度を徐々に拡大させ、コモンレールの圧力の変化量が所定値以上となった時の調量弁制御値を吸入開始制御値として求める。そして、最大吐出制御値で高圧ポンプが最大吐出能力を発生し、且つ吸入開始制御値で高圧ポンプが吸入を開始する高圧ポンプのポンプ特性を求め、そのポンプ特性に基づいて吸入調量弁に与えられる調量弁制御値を求める。
このように設けることにより、吸入調量弁の開度の広い範囲でバラツキを抑えることができる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の変化量検出手段は、レール圧センサの検出する圧力変化量、あるいは減圧弁がコモンレール内の圧力を一定に保つために制御装置が減圧弁に与える減圧弁制御値の変化量の少なくとも一方を用いて、高圧ポンプの吐出量の変化量を検出するものである。

［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、吸入調量弁の開度を所定幅だけ拡大させ、高圧ポンプの吐出量の変化量が、吸入調量弁の開度の拡大に対応した値に上昇したら、再び吸入調量弁の開度を所定幅だけ拡大させる動作を繰り返して、高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時を検出するものである。

［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、所定の学習条件が成立すると、吸入調量弁の開度を、高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度よりも低い開度で、且つ最大吐出能力に対応した開度に「近い値」から徐々に拡大させるものである。
このように、最大吐出能力に対応した開度に「近い値」から吸入調量弁の開度を徐々に拡大させるため、学習を開始してから短時間で駆動ポンプの最大吐出能力に達する。このため、学習時間（学習を開始してから最大吐出能力を検出するまでの時間）を短縮できる。

ここで、上記請求項６の発明は、吸入調量弁の開度を所定幅のきざみ幅にて拡大させるが、このきざみ幅は「高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時（高圧ポンプの最大能力発生点）」を検出する確定位置精度を左右するため、きざみ幅は小さい方が良い。しかし、きざみ幅を小さくすることによって学習時間を長大化させる不具合がある。 そこで、上記請求項６における所定幅のきざみ幅を小さくし、且つ請求項７の発明を組み合わせることにより、高圧ポンプの最大能力発生点の確定位置精度を高めるとともに、学習時間の短縮を図ることができる。

［請求項８の手段］
請求項８の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の吸入調量弁は、高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開口面積を調整する開口面積可変式の弁である。

［請求項９の手段］
請求項９の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置の学習手段は、減圧弁開度を、高圧ポンプからコモンレールに供給される最大供給能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大させるとともに、コモンレールの圧力を一定値に保つように調量弁制御値を制御する。そして、減圧弁開度の拡大途中において高圧ポンプからコモンレールに供給される供給量の変化量が所定値以下となった時の減圧弁制御値を最大溢流制御値として求め、その最大溢流制御値で減圧弁が最大溢流能力を発生することを学習する。
このように、最大溢流制御値で減圧弁が最大溢流能力を発生することを学習することにより、少なくても減圧弁の開度が大きい側におけるバラツキを抑えることができる。
なお、最大溢流制御値で減圧弁が最大溢流能力を発生することから、減圧弁の開度（減圧弁制御値）に対する溢流特性を求め、その溢流特性に基づいて減圧弁制御値を求めることにより、減圧弁の開度の広い範囲でバラツキを抑えることができる。

最良の形態１のバルブ開度調整装置は、流体を吸引あるいは圧送する流体駆動手段（例えば、高圧ポンプ等）と、この流体駆動手段によって吸引あるいは圧送される流体が通過する流体路の開度を調整するバルブと、このバルブの開度を制御する制御装置とを備え、流体駆動手段の最大能力より、バルブの最大調整能力の方が大きいものである。
このバルブ開度調整装置は、流体路を流れる流体の変化量を検出する変化量検出手段を備える。
制御装置は、バルブに与えるバルブ制御値を制御して、バルブ開度を、流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大する（あるいは流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも大きい開度から徐々に縮小する）。
そして、バルブ開度の拡大途中において流体路を流れる流体の変化量が所定値以下となった時（あるいはバルブ開度の縮小途中において流体路を流れる流体の変化量が所定値以上となった時）のバルブ制御値を最大制御値として求め、最大制御値で流体駆動手段が最大能力を発生することを学習する学習手段を備える。

最良の形態２のコモンレール式燃料噴射装置は、コモンレールと、インジェクタと、高圧ポンプと、この高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整して、高圧ポンプの吐出量を調整する吸入調量弁と、少なくてもこの吸入調量弁の開度を制御する制御装置とを備え、高圧ポンプの最大吐出能力より、吸入調量弁から高圧ポンプへ燃料を送る最大供給能力の方が大きいものである。
このコモンレール式燃料噴射装置は、高圧ポンプの吐出量の変化量を検出する変化量検出手段を備える。
そして、制御装置は、調量弁制御値を制御して、吸入調量弁の開度を、高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大し、その開度の拡大途中において高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時の調量弁制御値を最大吐出制御値として求め、その最大吐出制御値で高圧ポンプが最大吐出能力を発生することを学習する学習手段を備える。

最良の形態３のコモンレール式燃料噴射装置は、コモンレールと、インジェクタと、高圧ポンプと、この高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整する吸入調量弁と、コモンレールに蓄圧された燃料を溢流させる排出路の開度を調整する減圧弁と、少なくても吸入調量弁および減圧弁の開度を調整する制御装置とを備え、高圧ポンプからコモンレールに供給される最大供給能力より、減圧弁がコモンレールに蓄圧した燃料を溢流する最大溢流能力の方が大きいものである。
このコモンレール式燃料噴射装置は、高圧ポンプからコモンレールに供給される供給量の変化量を検出する変化量検出手段を備える。
制御装置は、減圧弁に与える減圧弁制御値を制御して、減圧弁開度を、高圧ポンプからコモンレールに供給される最大供給能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大させるとともに、コモンレールの圧力を一定値に保つように調量弁制御値を制御する。そして、減圧弁開度の拡大途中において高圧ポンプからコモンレールに供給される供給量の変化量が所定値以下となった時の減圧弁制御値を最大溢流制御値として求め、その最大溢流制御値で減圧弁が最大溢流能力を発生することを学習する学習手段を備える。

実施例１を図１〜図６を参照して説明する。
まず、コモンレール式燃料噴射装置の構成を図１、図２を参照して説明する。
図１に示すコモンレール式燃料噴射装置は、４気筒のエンジン（例えばディーゼルエンジン：図示しない）に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ３、制御装置４等から構成されている。この制御装置４は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）とＥＤＵ（駆動ユニット）から構成されるものであり、図１では１つの制御装置４内にＥＣＵとＥＤＵを搭載する例を示すが、ＥＣＵとＥＤＵを別搭載するものであっても良い。

コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するレール圧が蓄圧されるようにポンプ配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ３の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ２へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管７が接続されている。
コモンレール１から燃料タンク８へ燃料を戻すリリーフ配管９には、プレッシャリミッタ１０が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１０は安全弁であり、コモンレール１内の燃料圧が限界設定値を超えた際に開弁して、コモンレール１の燃料圧を限界設定値以下に抑える。

コモンレール１には、コモンレール１に蓄圧された燃料を溢流させる排出路（コモンレール１とリリーフ配管９を連通する通路）の開度を調整する減圧弁１１が取り付けられている。
この減圧弁１１は、リリーフ配管９を介してレール圧を急速に減圧するものであり、制御装置４は減圧弁１１の開度を調整することによって、レール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。
減圧弁１１は、排出路の開度を変更するバルブと、制御装置４から与えられる減圧弁制御値（減圧弁駆動電流値）によってバルブの弁開度（開口面積）を調整するソレノイドとを有する開口面積可変式の弁であり、ソレノイドの通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプが用いられる。

ここで、減圧弁１１がコモンレール１に蓄圧した燃料を溢流する最大溢流能力は、後述する高圧ポンプ１５の最大吐出能力より大きいものである。また、図３に示すように、減圧弁制御値を徐々に上げていくと、減圧弁制御値の上昇に伴って減圧弁１１を通過する燃料の通過流量（溢流量）が比例的に増加するものである。

インジェクタ２は、エンジンの各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒へ噴射供給するものであり、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管７の下流端に接続されて、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁等を搭載している。なお、インジェクタ２からのリーク燃料も、リリーフ配管９を経て燃料タンク８へ戻される。

サプライポンプ３を図２を参照して説明する。
このサプライポンプ３は、コモンレール１へ高圧に圧縮した燃料を送るものであり、フィードポンプ１２（図中では９０°展開した状態で開示される）、レギュレータバルブ１３、吸入調量弁１４、高圧ポンプ１５等から構成される。

フィードポンプ１２は、燃料タンク８から燃料フィルタ８ａを介して燃料を吸引して高圧ポンプ１５へ送る低圧供給ポンプであり、カムシャフト１６によって回転駆動されるトロコイドポンプによって構成される。このフィードポンプ１２が駆動されると燃料入口１７から吸引した燃料を吸入調量弁１４を介して高圧ポンプ１５に供給するものである。
なお、カムシャフト１６はポンプ駆動軸であり、エンジンのクランク軸によって回転駆動されるものである。

レギュレータバルブ１３は、フィードポンプ１２の吐出側と供給側とを連通する燃料流路１９に配置されてフィードポンプ１２の吐出圧が所定圧に上昇すると開弁して、フィードポンプ１２の吐出圧が所定圧を超えないようにするものである。

吸入調量弁１４は、フィードポンプ１２から高圧ポンプ１５へ燃料を導く供給路２１に配置されて、高圧ポンプ１５の加圧室２２（プランジャ室）に吸入される燃料の吸入量を調整して、レール圧を変更および調整するものである。
この吸入調量弁１４は、フィードポンプ１２から高圧ポンプ１５へ燃料を導く供給路２１の開度を変更するバルブ２３と、制御装置４から与えられる調量弁制御値（制御装置４内で運転状態に応じた開度を演算し、その開度を得るために吸入調量弁１４に与えられる吸入調量弁駆動電流値に相当する）によってバルブ２３の弁開度（開口面積）を調整するためのリニアソレノイド２４とを有する開口面積可変式の弁であり、実施例１では、リニアソレノイド２４の通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプを例に説明する。

ここで、吸入調量弁１４から高圧ポンプ１５へ燃料を送る最大供給能力は、高圧ポンプ１５の最大吐出能力より大きいものである。即ち、調量弁制御値を徐々に上げていくと、その上昇途中で高圧ポンプ１５の最大吐出能力に達して、吐出量が一定となる（吐出量の変化が無くなる）ものである。

高圧ポンプ１５は、吸入調量弁１４から供給された燃料を高圧に圧縮してコモンレール１へ供給するプランジャポンプであり、カムシャフト１６によって往復駆動されるプランジャ２５、このプランジャ２５の往復動によって容積が変化する加圧室２２に燃料を供給する吸入弁２６、加圧室２２で圧縮された燃料をコモンレール１へ向けて吐出する吐出弁２７を備える。
プランジャ２５は、カムシャフト１６のエキセンカム２８の周囲に装着されたカムリング２９にスプリング３０によって押し付けられており、カムシャフト１６が回転するとカムリング２９の偏心動作に伴ってプランジャ２５が往復動する。
プランジャ２５が下降して加圧室２２の圧力が低下すると、吐出弁２７が閉弁するとともに、吸入弁２６が開弁して吸入調量弁１４で調量された燃料が加圧室２２内に供給される。
逆に、プランジャ２５が上昇して加圧室２２の圧力が上昇すると吸入弁２６が閉弁する。そして、加圧室２２で加圧された圧力が所定圧力に達すると吐出弁２７が開弁して加圧室２２で加圧された高圧燃料がポンプ配管６を介してコモンレール１へ供給される。

制御装置４に搭載されるＥＣＵは、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）等を有するコンピュータ部であり、読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：車両の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号）に基づいて各種（インジェクタ２の噴射時期、減圧弁１１の開度制御、吸入調量弁１４の開度制御等）の演算処理を行うようになっている。
具体的な演算の一例を示すと、ＥＣＵは燃料の噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて、各気筒毎の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ２の開弁時期等を決定するように設けられている。

制御装置４に搭載されるＥＤＵは、ＥＣＵから与えられるインジェクタ開弁信号に基づいてインジェクタ２の電磁弁へ開弁制御値を与える駆動回路であり、開弁制御値を電磁弁に与えることにより高圧燃料が気筒内に噴射供給され、開弁電流がOFF することで燃料噴射が停止するものである。
制御装置４のＥＣＵには、車両の運転状態を検出する手段として、レール圧を検出するレール圧センサ３１の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ３２、エンジン回転数を検出する回転数センサ３３、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３４、エンジンに吸入される吸気温度を検出する吸気温度センサ３５、他のセンサ類３６が接続されている。

［実施例１の特徴］
サプライポンプ３のバラツキの学習制御（高圧ポンプ１５に吸引される燃料の吸引量を制御する吸入調量弁１４の学習制御）について説明する。
制御装置４は、吸入調量弁１４の開度を調整することにより、高圧ポンプ１５の吐出量を制御して、レール圧を制御している。即ち、制御装置４は、車両の運転状態に応じた目標レール圧を算出し、その目標レール圧が得られるように吸入調量弁１４の開度を求め、その開度に応じた調量弁制御値を吸入調量弁１４に与えるように設けられている。

このため、吸入調量弁１４に与えられる調量弁制御値に対する高圧ポンプ１５の吐出量が、所定のポンプ特性となることが要求される。しかし、吸入調量弁１４の製造上のバラツキや、劣化によるバラツキ、あるいは燃料の粘度やコイル吸引力等の温度特性による変化といった種々の要因で、調量弁制御値に対して実際に高圧ポンプ１５から吐出される吐出量がバラツク可能性がある。

そこで、エンジンの運転中に所定の学習条件が成立した際（例えば、アイドリング時など）、吸入調量弁１４を吸入量ゼロが保証される開度から徐々に拡大し、レール圧の変化量が所定値以上となった時の調量弁制御値を吸入開始制御値ａ（図４参照）として求め、その値（吸入開始制御値ａ）を高圧ポンプ１５が吸入を開始する調量弁制御値として学習し、高圧ポンプ１５の微小吐出領域（吸入調量弁１４の微小開度領域）のバラツキを補正する学習制御が提案されている。

吸入調量弁１４は、開口面積可変式の弁であり、小開度〜大開度で高精度な開口面積の可変制御が要求される。しかし、上記学習制御は、吸入調量弁１４の微小開度側（高圧ポンプ１５の微小吐出領域側）の学習補正を行うものであり、吸入調量弁１４の開度が大きい側（高圧ポンプ１５の大吐出領域側）でのバラツキは補正できない。
そこで、この実施例の制御装置４は、上述した従来技術を用いて「高圧ポンプ１５が吸入を開始する調量弁制御値：吸入開始制御値ａ」を求めるとともに、本発明が提案する技術を用いて「高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達する調量弁制御値：最大吐出制御値ｂ（図４参照）」を求め、求めた吸入開始制御値ａと最大吐出制御値ｂに基づいて、高圧ポンプ１５のポンプ特性（図４のａとｂを結ぶ特性）を求め、車両運転状態に応じて算出された吸入調量弁１４の開度と、得られたポンプ特性とに基づいて吸入調量弁１４に与えられる調量弁制御値を求めるように設けられている。

最大吐出制御値ｂの求め方を説明する。
制御装置４は、エンジンの運転中に所定の学習条件が成立すると（例えば、アイドリング時などエンジンの回転が安定であり、且つコモンレール１の圧力が一定の条件が成立した際）、吸入調量弁１４に与える調量弁制御値を制御して、吸入調量弁１４の開度を、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大し、その吸入調量弁１４の開度の拡大途中において高圧ポンプ１５の吐出量の変化量が所定値以下となった時の調量弁制御値を最大吐出制御値ｂとして求める。
そして、この最大吐出制御値ｂと、上述した従来技術によって求められる吸入開始制御値ａとに基づいて、高圧ポンプ１５のポンプ特性を求め、そのポンプ特性とに基づいて吸入調量弁１４に与えられる調量弁制御値を制御するように設けられている。

この実施例では、高圧ポンプ１５の吐出量の変化量を検出する手段として、図５の実線Ａに示すように調量弁制御値を徐々に上昇させて吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大することによって高圧ポンプ１５の吐出量を徐々に上昇させてゆき、この時に制御装置４が減圧弁制御値を図５の実線Ｂに示すように徐々に上昇させて減圧弁１１の開度を徐々に開いてコモンレール１内の圧力を一定に保つフィードバック制御を実施する。そして、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に達して、コモンレール１の圧力が上昇しなくなると、減圧弁１１の開度（フィードバック制御による減圧弁制御値）が変化しなくなる（あるいは、変化量が少なくなる）。このことを利用して、制御装置４は、減圧弁制御値の変化量が所定値以下となった時に、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達したことを検出する。
なお、この実施例では、減圧弁制御値の変化量から高圧ポンプ１５の吐出量の変化量を検出するが、レール圧センサ３１の検出するレール圧の変化量から高圧ポンプ１５の吐出量の変化量を検出しても良い。

また、この実施例では、図５に示すように、学習運転の実施中に吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大する際、吸入調量弁１４の開度を所定幅だけ拡大させ、高圧ポンプ１５の吐出量の変化量（減圧弁制御値の変化量）が、吸入調量弁１４の開度の拡大に対応した値に上昇したら、再び吸入調量弁１４の開度を所定幅だけ拡大させる動作を繰り返すものであり、高圧ポンプ１５の吐出量の変化量（減圧弁制御値の変化量）が所定値以下となった時に高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達したことを検出するものである。

上記の最大吐出制御値ｂを求める制御を、図６のフローチャートを用いて説明する。
エンジンの運転中に最大吐出制御値ｂを求める学習実施の条件が成立すると（スタート）、まず、ステップＳ1 において、レール圧を運転状態に適した所定の圧力に保つための制御対象を吸入調量弁１４から減圧弁１１に切り替える。即ち、通常運転中は、レール圧を運転状態に適した圧力に保つために、レール圧センサ３１で検出されるレール圧が、車両運転状態に応じた目標レール圧になるように、吸入調量弁１４の開度をフィードバック制御しているが、学習条件が成立すると、減圧弁１１の開度をフィードバック制御してコモンレール１の圧力を所定の圧力に保つように制御する。

次に、ステップＳ2 において、吸入調量弁１４がOFF の状態から吸入調量弁１４の開度が所定幅だけ拡大するように、調量弁制御値を所定量増加させ、高圧ポンプ１５の吐出量を所定量増大させる。
次に、ステップＳ3 において、演算によって求めた目標レール圧とレール圧センサ３１が検出した実際のレール圧との圧力偏差が無くなったか（あるいは、所定圧力偏差内になったか）否かの判断を行う。
圧力偏差が無くなると（あるいは、所定圧力偏差内になると）、ステップＳ4 において、その時点の減圧弁制御値と前回記憶した減圧弁制御値の差の絶対値が所定値以下であるか否かの判断を行う。即ち、減圧弁１１の制御量が変化していないか否かの判断を行う。

ステップＳ4 の判断結果がNOの場合、即ち減圧弁１１の制御量が変化している場合は、ステップＳ5 において、今回の調量弁制御値と減圧弁制御値を記憶し、ステップＳ2 へ戻り、上記を繰り返す。
ステップＳ4 の判断結果がYES の場合、即ち減圧弁１１の制御量が変化しなくなった場合は、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達して最大吐出制御値ｂに達したと判断する。そして、ステップＳ6 において、記憶された調量弁制御値が所定の制御範囲内（予め調査してあるバラツキ範囲内）であるか否かを判断し、この判断結果がNOの場合は、最大吐出制御値ｂの記憶の中止、あるいはバラツキ幅でのガード処理、あるいは再学習のためにステップＳ2 へ戻る処理を行う。
ステップＳ6 の判断結果がYES の場合は、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達した時の最大吐出制御値ｂを記憶する。

（実施例１の効果）
上述したように、この実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、最大吐出制御値ｂを求める学習条件が成立すると、調量弁制御値を徐々に上昇させて、吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大するとともに、減圧弁制御値をフィードバック制御してコモンレール１の圧力を一定に保つ。この制御時に、高圧ポンプ１５の能力が最大になると、減圧弁制御値の変化量が一定となる。制御装置４は、減圧弁制御値の変化量が所定値以下となった時の調量弁制御値を最大吐出制御値ｂとして求める。
一方、この実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、上述したように、従来技術を用いて高圧ポンプ１５が吸入を開始する調量弁制御値である吸入開始制御値ａを求める。
そして、この吸入開始制御値ａと最大吐出制御値ｂに基づいて、高圧ポンプ１５のポンプ特性（図４のａとｂを結ぶ特性）を求める。
制御装置４は、車両運転状態に応じて算出された吸入調量弁１４の開度と、ポンプ特性（図４のａとｂを結ぶ特性）とに基づいて吸入調量弁１４に与えられる調量弁制御値を求める。
この学習制御によって、吸入調量弁１４の開度の広い範囲でバラツキ（調量弁制御値とサプライポンプ３の吐出量との偏差）を抑えることができる。

実施例２を説明する。
上記の実施例１では、吸入調量弁１４として通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプを用いて説明した。これに対し、この実施例２は、吸入調量弁１４として通電が停止されると弁開度が全開状態となるノーマリオープンタイプを用いるものである。
ノーマリオープンタイプの吸入調量弁１４は、大電流値を与えると全閉となるため、吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大するには、図７の破線Ａに示すように、調量弁制御値を徐々に下げる制御を行う。

そこで、実施例２では、高圧ポンプ１５の吐出量の変化量を検出する手段として、図７の破線Ａに示すように調量弁制御値を徐々に下降させて吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大することによって高圧ポンプ１５の吐出量を徐々に上昇させてゆき、この時に制御装置４が減圧弁制御値を図７の実線Ｂに示すように徐々に上昇させて減圧弁１１の開度を徐々に開いてコモンレール１内の圧力を一定に保つフィードバック制御を実施する。そして、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に達して、コモンレール１の圧力が上昇しようとしなくなると、減圧弁１１の開度（フィードバック制御による減圧弁制御値）が変化しなくなる（あるいは、変化量が少なくなる）。このことを利用して、制御装置４は、減圧弁１１の開度の変化量（減圧弁制御値の変化量）が所定値以下となった時に、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達したことを検出する。

実施例３を説明する。
上記の実施例１（ノーマリクローズタイプの吸入調量弁１４を用いた実施例）では、最大吐出制御値ｂを求める制御を実施する際に、吸入調量弁１４の通電をOFF した状態から徐々に調量弁制御値を増加させた例を示したが、この実施例３は、最大吐出制御値ｂを求める学習条件が成立すると、吸入調量弁１４の開度を、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に対応した吸入調量弁１４の開度よりも低く、且つ高圧ポンプ１５の最大吐出能力に対応した吸入調量弁１４の開度に近い値から徐々に拡大させるものである。
即ち、図８の実線Ａに示すように、学習を開始した直後に高圧ポンプ１５の最大吐出能力に近い調量弁制御値を吸入調量弁１４に与え、その後徐々に制御値を上昇させて、図８の実線Ｂに示す減圧弁制御値の変化量から最大吐出制御値ｂを求める制御を実施するものである。

この実施例３の制御を図９のフローチャートを用いて説明する。
エンジンの運転中に最大吐出制御値ｂを求める学習実施の条件が成立すると（スタート）、まず、ステップＳ1 おいて、実施例１のステップＳ1 と同様、レール圧を運転状態に適した所定の圧力に保つための制御対象を、吸入調量弁１４から減圧弁１１に切り替える。
次に、ステップＳ11において、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に近い調量弁制御値（高圧ポンプ１５の最大吐出能力に対応した調量弁制御値よりも低い値）を吸入調量弁１４に与えるとともに、その調量弁制御値においてコモンレール１の圧力を所定圧力に保つのに対応した減圧弁制御値より僅かに少ない減圧弁制御値を減圧弁１１に与える。
次に、ステップＳ12において、目標レール圧と実際のレール圧との圧力偏差が無くなったか（あるいは、所定圧力偏差内になったか）否かの判断を行う。
圧力偏差が無くなると（あるいは、所定圧力偏差内になると）、実施例１で開示したステップＳ2 へ進み、それ以降の制御は実施例１と同様であり、説明は省略する。

このように、最大吐出能力に対応した開度に近い調量弁制御値から吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大させるため、学習を開始してから短時間で駆動ポンプの最大吐出能力に達する。このため、学習時間を短縮できる。
また、実施例１〜３では、吸入調量弁１４の開度を所定幅のきざみ幅にて拡大させるが、このきざみ幅は最大吐出制御値ｂを検出する確定位置精度を左右するため、きざみ幅は小さい方が良い。しかし、きざみ幅を小さくすることによって学習時間を長大化させる不具合がある。
そこで、吸入調量弁１４の開度を徐々に拡大させるきざみ幅を小さくし、且つこの実施例３を用いることにより、高圧ポンプ１５の最大能力発生点の確定位置精度を高めるとともに、学習時間の短縮を図ることができる。

実施例４を説明する。
上記の実施例３では、ノーマリクローズタイプの吸入調量弁１４を用いて、最大吐出制御値ｂを求める学習条件が成立すると、高圧ポンプ１５の最大吐出能力に近い調量弁制御値から徐々に制御値を上昇させる例を示した。
これに対し、この実施例４は、ノーマリオープンタイプの吸入調量弁１４を用いて、最大吐出制御値ｂを求める学習条件が成立すると、図１０の実線Ａに示すように高圧ポンプ１５の最大吐出能力に近い調量弁制御値（高圧ポンプ１５の最大吐出能力に対応した調量弁制御値よりも高い値）を与え、その後徐々に制御値を下降させて、図１０の実線Ｂに示す減圧弁制御値の変化量から最大吐出制御値ｂを求める制御を実施するものである。

実施例５を説明する。
上記の実施例１〜４は、最大吐出制御値ｂを求め、吸入調量弁１４に与える調量弁制御値を学習補正する例を示した。
これに対し、この実施例５の制御装置４には、減圧弁制御値と減圧弁１１の溢流量とのバラツキを補正する学習手段が設けられている。
この学習手段は、減圧弁制御値を制御して、減圧弁１１の開度を、高圧ポンプ１５からコモンレール１に供給される最大供給能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大させるとともに、コモンレール１の圧力を一定値に保つように調量弁制御値を制御する。そして、減圧弁１１の開度の拡大途中において高圧ポンプ１５からコモンレール１に供給される供給量の変化量が所定値以下となった時の減圧弁制御値を最大溢流制御値として求め、その最大溢流制御値で減圧弁１１が最大溢流能力を発生することを学習するものである。
なお、高圧ポンプ１５からコモンレール１に供給される供給量の変化量は、レール圧センサ３１によって検出されるレール圧の変化量、あるいは調量弁制御値の変化量の少なくても一方を用いて検出するものである。

このように、最大溢流制御値で減圧弁１１が最大溢流能力を発生することを学習することにより、少なくても減圧弁１１の開度が大きい側におけるバラツキ（減圧弁制御値と溢流量の偏差）を抑えることができる。また、最大溢流制御値で減圧弁１１が最大溢流能力を発生することから、減圧弁１１の開度（減圧弁制御値）に対する溢流特性を求め、その溢流特性に基づいて減圧弁制御値を求めるようにして、減圧弁１１の開度の広い範囲でバラツキを抑えても良い。

［変形例］
上記の実施例では、高圧ポンプ１５が吸入を開始する調量弁制御値（吸入開始制御値ａ）を求めるとともに、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達する調量弁制御値（最大吐出制御値ｂ）を求め、両者から高圧ポンプ１５のポンプ特性（図４のａとｂを結ぶ特性）を求める例を示したが、高圧ポンプ１５が最大吐出能力に達する調量弁制御値（最大吐出制御値ｂ）だけを求め、この最大吐出制御値ｂからポンプ特性を求めても良い。
つまり、例えば、図４に示すように仮想点αを予め求めておき、この仮想点αと最大吐出制御値ｂとを結んでポンプ特性を求めても良い。

上記の実施例では、吸入調量弁１４および減圧弁１１として開口面積可変式の弁を用いる例を示したが、開口時間を可変することで開度を調整しても良い。
上記の実施例では、流体を吸引あるいは圧送する流体駆動手段の一例として高圧ポンプ１５を用い、バルブの一例として吸入調量弁１４、減圧弁１１を用いて、流体駆動手段が最大能力を発生する時の調量弁制御値あるいは減圧弁制御値で、吸入調量弁１４や減圧弁１１のバラツキを学習補正する例を示したが、流体駆動手段は高圧ポンプ１５に限定されるものでなく、バルブに流体を通過させることのできる他の手段を適用しても良い。

コモンレール式燃料噴射装置の概略図である（実施例１）。 サプライポンプの断面図である（実施例１）。 減圧弁の通過流量と減圧弁制御値との関係を示すグラフである（実施例１）。 ポンプ吐出特性のバラツキを説明するサプライポンプ１回転当たりの吐出量と調量弁制御値との関係を示すグラフである（実施例１）。 ノーマリクローズタイプの吸入調量弁を用いて調量弁制御値を上昇させ、減圧弁制御値をフィードバック制御した時のタイムチャートである（実施例１）。 最大吐出制御値を求めるフローチャートである（実施例１）。 ノーマリオープンタイプの吸入調量弁を用いて調量弁制御値を下降させ、減圧弁制御値をフィードバック制御した時のタイムチャートである（実施例２）。 ノーマリクローズタイプの吸入調量弁を用いて最大吐出制御値の近くから調量弁制御値を上昇させ、減圧弁制御値をフィードバック制御した時のタイムチャートである（実施例３）。 最大吐出制御値を求めるフローチャートである（実施例３）。 ノーマリオープンタイプの吸入調量弁を用いて最大吐出制御値の近くから調量弁制御値を下降させ、減圧弁制御値をフィードバック制御した時のタイムチャートである（実施例４）。

符号の説明

１ コモンレール
２ インジェクタ
３ サプライポンプ
４ 制御装置
１１ 減圧弁（バルブ）
１４ 吸入調量弁（バルブ）
１５ 高圧ポンプ（流体駆動手段）
２１ 供給路
２２ 加圧室
３１ レール圧センサ

Claims (9)

1. 流体を吸引あるいは圧送する流体駆動手段と、
   この流体駆動手段によって吸引あるいは圧送される流体が通過する流体路の開度を調整するバルブと、
   このバルブの開度を制御する制御装置とを備え、
   前記流体駆動手段の最大能力より、前記バルブの最大調整能力の方が大きいバルブ開度調整装置において、
   このバルブ開度調整装置は、前記流体路を流れる流体の変化量を検出する変化量検出手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記バルブに与えるバルブ制御値を制御して、バルブ開度を、前記流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大し、あるいは前記流体駆動手段の最大能力に対応した開度よりも大きい開度から徐々に縮小し、
   そのバルブ開度の拡大途中において前記流体路を流れる流体の変化量が所定値以下となった時、あるいはバルブ開度の縮小途中において前記流体路を流れる流体の変化量が所定値以上となった時のバルブ制御値を最大制御値として求め、
   その最大制御値で前記流体駆動手段が最大能力を発生することを学習する学習手段を備えることを特徴とするバルブ開度調整装置。
2. 高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
   このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するインジェクタと、
   燃料を吸引して加圧する加圧室を備え、加圧した高圧燃料を前記コモンレールに供給する高圧ポンプと、
   この高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整して、前記高圧ポンプの吐出量を調整する吸入調量弁と、
   少なくてもこの吸入調量弁の開度を制御する制御装置とを備え、
   前記高圧ポンプの最大吐出能力より、前記吸入調量弁から前記高圧ポンプへ燃料を送る最大供給能力の方が大きいコモンレール式燃料噴射装置において、
   このコモンレール式燃料噴射装置は、前記高圧ポンプの吐出量の変化量を検出する変化量検出手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記吸入調量弁に与える調量弁制御値を制御して、前記吸入調量弁の開度を、前記高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大し、
   その開度の拡大途中において前記高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時の調量弁制御値を最大吐出制御値として求め、
   その最大吐出制御値で前記高圧ポンプが最大吐出能力を発生することを学習する学習手段を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
3. 請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記学習手段は、最大吐出制御値で前記高圧ポンプが最大吐出能力を発生する前記高圧ポンプのポンプ特性を求め、
   そのポンプ特性に基づいて前記吸入調量弁に与えられる調量弁制御値を求めることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
4. 請求項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記学習手段は、前記吸入調量弁に与える調量弁制御値を制御して、前記吸入調量弁の開度を、吸入量ゼロが保証される開度から徐々に拡大させ、前記コモンレールの圧力の変化量が所定値以上となった時の調量弁制御値を吸入開始制御値として求めて、
   前記最大吐出制御値で前記高圧ポンプが最大吐出能力を発生し、且つ前記吸入開始制御値で前記高圧ポンプが吸入を開始する前記高圧ポンプのポンプ特性を求め、
   そのポンプ特性に基づいて前記吸入調量弁に与えられる調量弁制御値を求めることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   このコモンレール式燃料噴射装置は、前記コモンレールに蓄圧された燃料の圧力を検出するレール圧センサと、前記コモンレールに蓄圧された燃料を溢流させる排出路の開度を調整する減圧弁とを備え、
   この減圧弁は前記制御装置によって開度制御されるものであり、
   前記変化量検出手段は、前記レール圧センサの検出する圧力変化量、あるいは前記減圧弁が前記コモンレール内の圧力を一定に保つために前記制御装置が前記減圧弁に与える減圧弁制御値の変化量の少なくとも一方を用いて、前記高圧ポンプの吐出量の変化量を検出することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
6. 請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記学習手段は、前記吸入調量弁の開度を所定幅だけ拡大させ、前記高圧ポンプの吐出量の変化量が、前記吸入調量弁の開度の拡大に対応した値に上昇したら、再び前記吸入調量弁の開度を所定幅だけ拡大させる動作を繰り返して、前記高圧ポンプの吐出量の変化量が所定値以下となった時を検出することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
7. 請求項２〜請求項６のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記学習手段は、所定の学習条件が成立すると、
   前記吸入調量弁の開度を、前記高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度よりも低く、且つ前記高圧ポンプの最大吐出能力に対応した開度に近い値から徐々に拡大させることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
8. 請求項２〜請求項７のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記吸入調量弁は、前記高圧ポンプへ燃料を送る前記供給路の開口面積を調整する開口面積可変式の弁であることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
9. 高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
   このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するインジェクタと、
   燃料を吸引して加圧する加圧室を備え、加圧した高圧燃料を前記コモンレールに供給する高圧ポンプと、
   この高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整する吸入調量弁と、
   前記コモンレールに蓄圧された燃料を溢流させる排出路の開度を調整する減圧弁と、
   少なくても前記吸入調量弁および前記減圧弁の開度を調整する制御装置とを備え、
   前記高圧ポンプから前記コモンレールに供給される最大供給能力より、前記減圧弁が前記コモンレールに蓄圧した燃料を溢流する最大溢流能力の方が大きいコモンレール式燃料噴射装置において、
   このコモンレール式燃料噴射装置は、前記高圧ポンプから前記コモンレールに供給される供給量の変化量を検出する変化量検出手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記減圧弁に与える減圧弁制御値を制御して、減圧弁開度を、前記高圧ポンプから前記コモンレールに供給される最大供給能力に対応した開度よりも低い開度から徐々に拡大させるとともに、前記コモンレールの圧力を一定値に保つように前記吸入調量弁の調量弁制御値を制御し、
   前記減圧弁開度の拡大途中において前記高圧ポンプから前記コモンレールに供給される供給量の変化量が所定値以下となった時の減圧弁制御値を最大溢流制御値として求め、
   その最大溢流制御値で前記減圧弁が最大溢流能力を発生することを学習する学習手段を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。