(57)【要約】【課題】バッテリの電力消費を抑えることができ、かつ内燃機関の始動時における排気中の未燃成分を効果的に低減する。【解決手段】  内燃機関の吸気系に液体燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、液体燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプ７０と、バッテリを電源として液体燃料を加熱するヒータ１０とを備える内燃機関の燃料噴射装置において、内燃機関の排気温度９０に応じてヒータの通電時間を制御する制御手段４０を設け、排気温度が、例えば、排気浄化触媒の活性温度以上であれば、排気中の未燃成分が浄化されるから、ヒータの通電時間を短くでき、排気温度が排気浄化触媒の活性温度未満のときは、ヒータの通電時間を長くすることに代えて、あるいはヒータの通電時間を短縮して、燃料圧力を高い圧力にすることにより燃料噴射弁からの噴射される燃料が微粒化させて、未燃成分の排出を抑える。【選択図】  図２
2006316669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に液体燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記液体燃料を前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、バッテリを電源として前記液体燃料を加熱するヒータとを備える内燃機関の燃料噴射装置において、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の排気温度に応じて前記ヒータの通電時間を制御する制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の排気温度が予め設定された基準温度未満のとき、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を予め定められた標準圧力よりも高い圧力に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧未満のとき、前記ヒータの通電時間を予め定められた標準時間よりも短縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧未満で、前記排気温度が予め設定された基準温度未満のとき、前記バッテリの電圧が前記基準電圧よりも高い場合に比較して前記ヒータの通電時間を短縮するとともに、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を予め定められた標準圧力よりも高い圧力に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、触媒による排気浄化装置を備え、前記排気温度は前記排気浄化装置の下流側の温度であることを特徴とする請求項1乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御手段は、第１乃至第３の制御を備え、
前記第１の制御は、前記排気温度が予め設定された基準温度未満で、かつ前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧以上のとき、前記燃料ポンプの起動時間を基準として、前記燃料ポンプの起動の予め設定された標準予加熱時間前に前記ヒータをオンし、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を予め設定された標準圧力に設定し、
前記第２の制御は、前記排気温度が前記基準温度以上のときは、前記バッテリの電圧にかかわらず、前記燃料ポンプの起動の前記標準予加熱時間よりも短い時間前に前記ヒータをオンし、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を前記標準圧力に設定し、
前記第３の制御は、前記排気温度が前記基準温度未満で、かつ前記バッテリの電圧が前記基準電圧未満のとき、前記燃料ポンプの起動の前記標準予加熱時間よりも短い時間前に前記ヒータをオンし、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を前記標準圧力よりも高い圧力に設定して起動し、設定時間後に前記標準圧力に戻すことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記第１の制御は、前記燃料ポンプの起動の予め設定された標準後加熱時間後に前記ヒータをオフし、
前記第２の制御は、前記燃料ポンプの起動の前記標準後加熱時間より短い時間後に前記ヒータをオフし、
前記第３の制御は、前記燃料ポンプの起動の前記標準後加熱時間より短い時間後に前記ヒータをオフすることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記排気温度が予め設定された基準温度未満で、かつ前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧未満のとき、前記燃料ポンプの起動時間を基準として、前記燃料ポンプの起動時に前記ヒータをオンした後、前記燃料ポンプの起動後の設定時間後に前記ヒータをオフし、前記燃料噴射弁に供給する燃料圧力を予め設定された標準圧力よりも高い圧力に設定して起動し、設定時間後に前記標準圧力に戻す制御を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に係り、特に、内燃機関の始動時における未燃成分の排出を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気中に含まれる炭化水素等の未燃成分を低減するため、一般に、内燃機関に供給する液体燃料を微粒化することにより、燃焼を促進することが行われている。特に、始動時は内燃機関が十分に暖まっていないことから、燃焼状態が不安定になり、排気中の未燃成分が増える。
【０００３】
そこで、特許文献１では、内燃機関（エンジン）の暖機時に、バッテリ電源からヒータに通電して液体燃料を加熱して気化あるいは霧化させることにより、燃焼状態を安定化することが提案されている。特に、特許文献１では、エンジンが十分に暖機された後は、気化あるいは霧化する必要がないことから、エンジン冷却水温によって暖機を検出して、エンジン冷却水温に応じてヒータへの通電量を制御すると共に、エンジン冷却水温が一定温度以上に達したときは、ヒータへの通電を停止するようにしている。
【特許文献１】特開平６−２２９３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の従来技術によれば、エンジン冷却水温に応じてヒータの通電量を制御しているから、不必要な燃料加熱を抑制できるので、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【０００５】
しかし、特許文献１では、バッテリの残存容量が少なくなっている場合について配慮していないことから、バッテリがあがってしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、バッテリの電力消費を抑えることができ、かつ内燃機関の始動時における排気中の未燃成分を効果的に低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、燃料噴射弁から噴射する液体燃料の供給圧を高くすれば燃料を微粒化させることができることに鑑み、バッテリ電源により液体燃料を加熱する微粒化と、液体燃料の供給圧を高くする微粒化とを組み合わせて、内燃機関の始動時における排気中の未燃成分を効果的に低減することを特徴とする。
【０００８】
特に、通常、内燃機関には三元触媒などの触媒を用いた排気浄化装置が設けられる。この排気浄化装置は、触媒が活性温度（例えば、３００℃）に達すれば、排気中の未燃成分の分解が促進される。したがって、内燃機関からの未燃成分の排出を低減するには、排気温度によって判断するのが適切である。そこで、排気温度に基づいて、燃料の加熱時間と、燃料供給圧の増圧量とを調整することにより、内燃機関の始動時における未燃成分の排出を効果的に低減するとともに、バッテリの消費電力を抑える。つまり、バッテリ負荷を軽減しつつ、燃料の微粒化を促進し、燃料消費の増大を招くことなく、内燃機関からの炭化水素等の排出を抑える。
【０００９】
具体的に、本発明は、内燃機関の吸気系に液体燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記液体燃料を前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、バッテリを電源として前記液体燃料を加熱するヒータとを備える内燃機関の燃料噴射装置において、前記内燃機関の排気温度に応じて前記ヒータの通電時間を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、内燃機関の排気温度が、例えば、排気浄化装置の触媒の活性温度以上であれば、比較的短時間の停車後の再始動と考えられ、この場合は内燃機関の燃焼が不安定であっても、排気中の未燃成分が排気浄化装置により浄化され得るから、液体燃料を加熱するヒータの通電時間を短くできる。その結果、バッテリ負荷を軽減できる。ここで、ヒータの通電時間は、内燃機関の始動前に予め燃料を加熱するための予加熱時間のことである。つまり、内燃機関が始動すれば、内燃機関に連結されている発電機からヒータに電力が供給されるから、予加熱時間以降の燃料の加熱はバッテリの負荷にならないからである。しかし、内燃機関の始動後にヒータに通電して燃料の微粒化を継続することが好ましいから、この場合のヒータの通電時間は本明細書において後加熱時間と称する。
【００１１】
一方、内燃機関の排気温度が予め設定された基準温度未満のとき、例えば、触媒の活性温度未満のときは、ヒータの通電時間を長くすることが必要になるが、この場合は、燃料噴射弁に供給する燃料圧力を予め定められた標準圧力よりも高い圧力に制御することが好ましい。つまり、燃料圧力を高くすることにより燃料噴射弁からの噴射流速が高くなって燃料が微粒化され、燃焼効率が向上するので、未燃成分の排出を抑えることができる。この場合、特に、バッテリの電圧が予め設定された基準電圧未満のときは、ヒータの通電時間を予め定められた標準時間よりも短縮する一方で、燃料噴射弁に供給する燃料圧力を高くすることが望ましい。
【００１２】
このように、本発明によれば、バッテリ電圧及び排気温度に基づいて、燃料を加熱するヒータの通電時間、及び燃料ポンプによる燃料圧力を制御することにより、燃料加熱による微粒化効果と、燃料圧力を上昇させることによる微粒化効果とを、車の状況に応じて適宜組み合わせることにより、バッテリへの負荷を軽減しつつ燃料の微粒化を促進し、燃料消費の増大を招くことなく、内燃機関からの炭化水素等の未燃成分の排出を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バッテリの消費電力を抑えることができ、かつ内燃機関の始動時における排気中の未燃成分を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態の燃料噴射装置を適用してなる内燃機関周りの構成図を示す。内燃機関は、シリンダ２０１、ピストン２０２、吸気バルブ２０３、吸気管２０４、排気管２０５などから構成される。燃料を噴射する燃料噴射弁２０が内燃機関の吸気管２０４に挿入して設けられ、燃料噴射弁２０には燃料を加熱するためのヒータ１０が設けられている。ヒータ１０は、燃料噴射弁２０のノズル部に設けることが好ましいが、これに限定されるものではなく、燃料を加熱できるところであれば、どこに配置されていてもよい。ヒータ１０にはバッテリ３０からヒータ駆動回路５０を介して電力が供給されるようになっている。
【００１６】
また、燃料噴射弁２０には、燃料を蓄えるための燃料タンク８０から燃料ポンプ７０によって昇圧された燃料が供給されるようになっている。燃料ポンプ７０には、バッテリ３０からポンプ駆動回路６０を介して電力が供給されるようになっている。
燃料噴射弁２０に供給される燃料の圧力はセンサ７５によって計測され、バッテリ３０の電圧はセンサ３５によってそれぞれ計測され、コントロールユニット４０に取り込まれるようになっている。また、排気管２０５には、内燃機関の排気温度を計測するセンサ９０が設けられ、コントロールユニット４０に取り込まれるようになっている。なお、図示していないが、排気管２０５には、例えば三元触媒を用いた排気浄化装置が設けられている。排気温度を計測するセンサ９０は、その排気浄化装置の内部又は下流に設けることが好ましい。
【００１７】
これらのヒータ１０、燃料噴射弁２０、バッテリ３０、センサ３５、コントロールユニット４０、ヒータ駆動回路５０、ポンプ駆動回路６０、燃料ポンプ７０、燃料タンク８０、センサ９０等により、本実施形態の燃料噴射装置が構成されている。コントロールユニット４０は、センサ３５、センサ７５、センサ９０から入力されるバッテリ電圧、燃料圧力、及び排気温度に基づき、以下に述べる各実施例のように、バッテリ電圧と排気温度を総合的に考慮して、ヒータ１０の加熱時間と燃料圧力を協調制御するようにしている。すなわち、ヒータ１０により燃料の温度を上昇させて燃料の微粒化する効果と、燃料ポンプ７０により燃料の圧力を上昇させて燃料の微粒化する効果とを、バッテリ電圧と排気温度を考慮して分担率を協調制御することにより最適化しようとするものである。ここで、最適化とは、バッテリへの負荷を軽減しつつ燃料の微粒化を促進し、燃料消費の増大を招くことなく、内燃機関からの炭化水素等の未燃成分の排出を抑えることにある。
【実施例１】
【００１８】
図２〜図５に、図１の実施形態の燃料噴射装置にて実施する協調制御の一実施例を示す。図２はコントロールユニット４０にて実施する制御手順のフローチャート、図３は動作を表すタイムチャート、図４は図３の動作の変形例のタイムチャート、図５は制御モードの組み合わせ表である。
【００１９】
図５に示すように、排気温度とバッテリ電圧の組み合わせに基づいて、ヒータ通電時間と燃料圧力がコントロールユニット４０に設定されている。つまり、排気温度の検出値Ｔｄと予め設定された基準温度Ｔｓ（例えば、３００℃）との関係が、Ｔｄ≧Ｔｓの場合と、Ｔｄ＜Ｔｓの場合に分けている。Ｔｄ＜Ｔｓの場合は、さらに、バッテリ電圧の検出値Ｖｂと予め設定された基準電圧Ｖｓとの関係が、Ｖｂ≧Ｖｓの場合と、Ｖｄ＜Ｖｓの場合に分けている。
【００２０】
同図において、Ｔｄ＜ＴｓでＶｂ≧Ｖｓの場合（ケースI）は、冷機状態からの内燃機関の始動であり、かつバッテリ状態もよい、標準的な始動である。そこで、このときのヒータ通電時間を標準とし、燃料圧力を標準とする。
【００２１】
また、Ｔｄ＜ＴｓでＶｂ＜Ｖｓの場合（ケースII）は、冷機状態からの内燃機関の始動であり、かつバッテリ電圧が低い場合の始動である。この場合は、バッテリがあがるのを避けるため、ヒータ通電時間を標準よりも短縮する。しかし、ヒータ通電時間を短縮すると、燃料の微粒化が損なわれるから、燃料圧力を標準よりも増圧することにより、燃料の微粒化を促進する。
【００２２】
さらに、排気温度の検出値Ｔｄが基準温度Ｔｓよりも高いＴｄ≧Ｔｓの場合（ケースIII）は、未燃成分の排出は排気浄化装置で抑えられるから、内燃機関の始動時の燃焼の安定化のみを考慮して、バッテリ電圧にかかわらず、ヒータ通電時間を標準よりも短縮して電力消費を抑える。このときの、燃料圧力は標準のままである。
【００２３】
このように構成される実施例１では、図２に示すように、内燃機関の始動プロセスにおいて初めに暖機状態を検出する。つまり、ステップＳ１において、センサ９０から取り込んだ排気温度の検出値Ｔｄを基準温度Ｔｓと比較し、Ｔｄ≧Ｔｓであれば、ケースIIIに相当するから、ステップＳ２に進んでヒータ通電時間（予加熱）を標準の予加熱時間ｔｐ１より短縮した予加熱時間ｔｐ３に設定し、次いでステップＳ３に進んで、燃料ポンプ７０の燃料圧力を標準Ｐｉに設定する。その結果、図３（ａ）に示すタイムチャートのように、燃料ポンプ７０の起動時間を時間基準０として、ヒータ１０に予加熱時間ｔｐ３と、後加熱時間ｔａ３の通電が行われ、燃料ポンプ７０の圧力を標準Ｐｉに設定して起動される。
【００２４】
一方、ステップＳ１の判断で、排気温度の検出値Ｔｄが基準温度Ｔｓ未満（Ｔｄ＜Ｔｓ）であれば、ステップＳ４に進んで、バッテリの充電状態を判断する。充電状態を判断する基準として、予めバッテリ電圧の基準値Ｖｓが設定されている。ステップＳ４にて、センサ３５から取り込んだバッテリ電圧の検出値Ｖｂと基準値Ｖｓの大小関係を判断する。Ｖｂ≧Ｖｓであれば、バッテリの充電状態は良好であると判断してステップＳ５に進む。この場合は、ケースIに相当するから、ステップＳ５に進んでヒータ１０の予加熱時間を標準ｔｐ１に設定し、次いでステップＳ６に進んで、燃料ポンプ７０の燃料圧力を標準Ｐｉに設定する。その結果、図３（ｂ）に示すタイムチャートのように、燃料ポンプ７０の起動時間を時間基準０として、ヒータ１０に予加熱時間ｔｐ１と、後加熱時間ｔａ１の通電が行われ、燃料ポンプ７０の圧力を標準Ｐｉに設定して起動される。
【００２５】
一方、ステップＳ４の判断が、Ｖｂ＜Ｖｓであれば、バッテリの充電状態が悪いと判断してステップＳ７に進む。この場合は、ケースIIに相当するから、ステップＳ７に進んでヒータ１０の予加熱時間を標準より短縮したｔｐ３に設定し、次いでステップＳ８に進んで、燃料ポンプ７０の燃料圧力を標準よりも高い増圧Ｐｊに設定する。その結果、図３（ｃ）に示すタイムチャートのように、燃料ポンプ７０の起動時間を時間基準０として、ヒータ１０に予加熱時間ｔｐ２と、後加熱時間ｔａ２の通電が行われ、燃料ポンプ７０の圧力を増圧Ｐｊに設定して起動される。
【００２６】
上記の各ケースにおいて、ヒータの通電に係る後加熱時間については説明しなかったが、内燃機関が始動すれば、内燃機関に連結されている発電機からヒータに電力が供給されるから、予加熱時間以降の燃料の加熱はバッテリの負荷にならない。したがって、バッテリ負荷を減らすという課題には直接関係しないから、必要に応じて適宜増減できる。そこで、本実施例の場合は、内燃機関の始動後であっても、暖機が十分に行われるまで、ヒータ１０に通電して燃料の微粒化を継続するようにしている。この場合のヒータ１０の後加熱時間は、例えば、排気浄化装置の触媒が活性温度に達する時間を考慮して設定することができる。また、排気温度のセンサ９０の検出温度に基づいて後加熱時間の終了タイミングを制御することもできる。
【００２７】
同様に、ケースIIの燃料圧力をＰｊに増圧する制御を終了して、標準に戻すタイミングも、排気浄化装置の触媒が活性温度に達する時間を考慮して設定ないし制御するようにする。
【００２８】
また、図３（ａ）〜（ｃ）における時間基準０は、図示しない内燃機関のスタータが回転し始めるタイミングとすることが好適であるが、これに限定するものではない。例えば、内燃機関の始動が予見できる情報として、自動車の場合は、ドアが開けられたことを検知した信号、運転者が自動車内に入ったことを検知した信号、運転者がシートに着座したことを検知した信号、などのうち何れかの信号が出力された時点を基準時間０’としてヒータ１０の通電を開始することも可能である。ケースIの場合における燃料噴射装置をケースI’として図４に示す。基準時間０’においてヒータ１０による加熱を開始するものである。なお、燃料の過加熱を防止する必要がある場合には、ヒータ１０の通電時間の上限値ｔｐ１を設け、ｔｐ１経過後にはヒータ１０の通電を停止するようにしてもよい。
【００２９】
また、ケースIIIのｔｐ３は、標準のｔｐ１より短縮することが好ましいが、ｔｐ３＝０にしてもよい。また、ｔａ３＜ｔａ１とすることが好ましいが、ｔａ３＝０にしてもよい。また、ケースＩの場合は、燃料を加熱する必要があるから、標準の予加熱時間ｔｐ１は、ｔｐ１＞ｔｐ２とすることが好ましい。さらに、ｔａ１＞ｔａ３又はｔａ１＞ｔａ２とすることが好ましい。ケースIIの場合は、バッテリの消費を抑える必要があるから、ｔｐ２＜ｔｐ１とすることが好ましい。もちろん、ｔｐ２＝０としてもよいことは言うまでもない。さらに、ｔｐ２＜ｔｐ１とすることが好ましい。もちろん、ｔｐ２＝０としてもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施例の制御によれば、バッテリ電圧を検出するセンサ３５からの電圧検出値、及び排気温度を検出するセンサ９０からの検出値に基づいて、ヒータ１０の加熱時間及び燃料ポンプ７０による燃料圧力を制御していることから、燃料加熱による微粒化効果と、燃料圧力を上昇させることによる微粒化効果とを、車の状況に応じて最適に組み合わせることにより、バッテリへの負荷を軽減しつつ燃料の微粒化を促進し、燃料消費の増大を招くことなく、内燃機関からの炭化水素等の排出を抑えることができる。
【００３１】
特に、ケースIIIの場合には、内燃機関が暖機状態であるため、燃料の微粒化を促進する必要がないので、ヒータ１０による燃料加熱時間を短縮し、燃料圧力の増圧は行わないから、燃料加熱や増圧のためのエネルギ消費を抑えることが可能となり、燃料消費を抑制することが可能となる。
【００３２】
また、ケースIの場合には、内燃機関が暖機状態ではないため、燃料の微粒化を促進する必要があるが、バッテリ３０の充電状態が良好であるので、燃料加熱時間を標準に延長し、燃料温度上昇による微粒化効果を得るようにする。これによって、内燃機関が暖機状態でなくても、内燃機関からの炭化水素等の排出物を抑えることができる。
【００３３】
また、ケースIIの場合にも、内燃機関が暖機状態ではないため、燃料の微粒化を促進する必要があるが、バッテリ３０の充電状態が良好ではないため、燃料加熱のための電力消費は抑制する必要がある。そこで、燃料を加熱する代わりに、燃料圧力を増圧して、燃料圧力上昇による微粒化効果を得るようにする。これによって、内燃機関が暖機状態でなく、かつバッテリ３０の充電状態が良好でなくても、内燃機関からの炭化水素等の排出物を抑えることができる。
【００３４】
また、排気温度によるケース分けは、本実施例で述べた１つの基準温度による方法するものではなく、例えば、基準値温度を複数個設定して、内燃機関の暖機状態を三つ以上の段階に分けて把握して制御を分けることができる。また、バッテリ電圧の判断についても、本実施例で述べた方法に限定するものではなく、例えば、判断の基準値を複数設けて、バッテリの充電状態を三つ以上の段階に分けて把握して、制御を分けることができる。
【００３５】
さらに、排気温度判断、充電状態判断等の順序は、図２で示したものに限定するものではなく、例えば、充電状態を先に判断し、その後排気温度を判断するようにしても、本発明の効果が損なわれるものではない。
【００３６】
また、本実施例においては、燃料噴射弁２０が吸気管２０４の近傍に設けられるポート噴射エンジンを例にとって、燃料噴射装置を示したが、燃料噴射弁をシリンダ２０１に直接設ける筒内噴射エンジンの場合でも、本発明の燃料噴射装置を適用することが可能である。
【実施例２】
【００３７】
図６は、図１の実施形態の燃料噴射装置にて実施する協調制御の他の実施例の動作を表すタイムチャートである。本実施例は、実施例１のケースIIを改良したケースIVの実施例であり、相違点は、ケースIIの予加熱時間を０とし、後加熱時間のみを設定するようにしたこと、及び実施例１のケースIIの増圧した燃料圧力Ｐｊよりも低い燃料圧力Ｐｋに設定したことにある。つまり、ケースI、IIIの燃料圧力の標準ＰｉとケースIIの燃料圧力との関係は、Ｐｉ＜Ｐｋ＜Ｐｊの関係にある。その他の点は、実施例１と同様であるから説明を省略する。
【００３８】
このケースＩＶの場合、バッテリの消費を抑えることに主眼を置き、予加熱時間ｔｐ４＝０とした。また、燃料の微粒化を助けるために、時間基準０よりも後ろの時間領域では後加熱時間ｔａ４を設定する。また、燃料の予加熱時間を０とする代わり、燃料圧力を増圧するとともに、燃料の後加熱を行うようにする。これにより、燃料圧力上昇による微粒化効果と燃料加熱による微粒化効果を組み合わせて高い微粒化効果を得るようにする。また、別の見方をすれば、燃料の微粒化を燃料圧力上昇だけに頼らずに、燃料加熱も同時に利用することで、燃料の圧力上昇を低く抑えることが可能となり、ポンプの小型化を図ることが可能となる。
【００３９】
このように、本実施例によれば、内燃機関の排気温度が低く、かつバッテリ３０の充電状態が良好でなくても、内燃機関からの炭化水素等の排出物を抑えることができる。
【実施例３】
【００４０】
図７は、図１の実施形態の燃料噴射装置にて実施する協調制御の他の実施例の動作を表すタイムチャートである。本実施例は、実施例１のケースＩを改良したケースVの実施例であり、相違点は、ケースＩの予加熱時間ｔｐ１を延長したｔｐ５に設定し、及び実施例１のケースＩの燃料圧力Ｐｉよりも増圧した燃料圧力Ｐｊに設定したことにある。
【００４１】
このケースＶの場合には、燃料を加熱する必要があるから、ｔｐ５＞ｔｐｉ、又はｔｐ５＞ｔｐ２とすることが好ましい。さらに、ｔａ５＞ｔａ３、又はｔａ５＞ｔａ２とすることが好ましい。もちろん、本実施例のｔｐ５、ｔａ５がそれぞれ実施例１のｔｐ１、ｔａ１と同一であってもよい。さらに、本実施例では、燃料圧力をケースＩ、IIIの場合の標準値Ｐｉよりも高い値のＰｊに設定する。
【００４２】
つまり、ケースＶの場合には、内燃機関が暖機状態でないため、燃料の微粒化を促進する必要があるが、バッテリ３０の充電状態が良好であるので、燃料加熱時間を延長するだけではなく、さらに燃料圧力を増圧することによって、燃料温度上昇による微粒化効果だけではなく、燃料圧力上昇による微粒化効果も併せて得るようにしたことを特徴とする。よって、内燃機関が暖機状態でなくても、内燃機関からの炭化水素等の排出物を抑えることが可能となる。
【００４３】
特に、内燃機関が極低温にさらされ、きわめて燃料温度が低い場合などにおいても、燃料温度上昇による微粒化効果だけではなく、燃料圧力上昇による微粒化効果も併せて得ることができるため、微粒化性能を維持することが可能となり、内燃機関からの炭化水素等の発生物を抑制することが可能となる。
【実施例４】
【００４４】
図８は、図１の実施形態の燃料噴射装置にて実施する協調制御の他の実施例の動作を表すタイムチャートである。本実施例は、実施例１のケースＩを改良したケースVＩの実施例であり、相違点は、実施例１のケースＩ、IIIの燃料圧力Ｐｉよりも増圧した燃料圧力Ｐｊに設定したことにある。また、ヒータ１０の加熱及び燃料圧力の増圧を行っている間のある時刻ｔ１に、Ｔｄ＜Ｔｓの状態からＴｄ≧Ｔｓの状態に変化した、すなわち内燃機関が暖機状態に変化したと判定された場合には、ヒータ１０の燃料加熱を中断し、燃料ポンプ７０の燃料圧力の増圧を中断するようにしたことが相違する。
【００４５】
つまり、本実施例の場合、内燃機関が暖機状態でないと判断されたため、燃料の微粒化を促進する必要があるが、バッテリ３０の充電状態が良好であるので、燃料加熱時間を延長するだけではなく、さらに燃料圧力を増圧する。これによって、燃料温度上昇による微粒化効果だけではなく、燃料圧力上昇による微粒化効果も得るようにしている。また、その微粒化の最中に、内燃機関が暖機された場合は、燃料の微粒化を促進する必要がなくなる。そこで、内燃機関が暖機されたｔ１時にヒータ１０による燃料加熱及び燃料圧力の増圧を中断する。これにより、内燃機関が暖機された後の燃料加熱や増圧のためのエネルギ消費を抑えることができ、燃料消費を抑制することができる。
【００４６】
このケース６は、内燃機関が暖機されていない判定された後に、バッテリの充電状態が良好であると判定された場合だけに限定されるものではなく、バッテリの充電状態が良好でない場合にも同様の考え方を適用することができる。さらに、暖機されたときには、燃料加熱と燃料圧力の増圧の両方を中断するのではなく、いずれか一方だけを中断してもよい。
【実施例５】
【００４７】
図９は、図１の実施形態の燃料噴射装置にて実施する協調制御の他の実施例の動作を表すタイムチャートである。本実施例は、実施例１のケースＩ’を改良したケースＶＩＩの実施例である。内燃機関の始動が予見できる情報として、ドアが開けられたことを検知した信号、運転者が自動車内に入ったことを検知した信号、運転者がシートに着座したことを検知した信号、などのうち何れかの信号が出力された時点を基準時間０’としてヒータ１０の通電を開始する。この際、基準時間０’ から基準時間０までに長い時間が空き、燃料の温度の低下が考えられる場合や、連続加熱を行うことで燃料が過加熱されてしまうことが考えられる場合には、ヒータ１０への通電の一旦停止後に一定時間を置き、繰り返し加熱を行うこととする。この場合の燃料噴射装置の制御動作のタイムチャートを図９として示す。
【００４８】
つまり、本実施例の場合、内燃機関が暖気状態でないと判断されたため、燃料の微粒化を促進する必要があるが、バッテリ３０の充電状態が良好であるので、燃料噴射直後の燃料温度を効果的に上昇させ、燃料温度上昇による微粒化効果を得るため、基準時間０までに繰り返し加熱を行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態の燃料噴射装置を適用してなる内燃機関回りの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の燃料噴射装置の制御手順を表すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の燃料噴射装置の制御動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態の燃料噴射装置の動作を表すタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態の燃料噴射装置の制御モードの組合せを示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の燃料噴射装置の動作を表すタイムチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態の燃料噴射装置の動作を表すタイムチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態の燃料噴射装置の動作を表すタイムチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態の燃料噴射装置の動作を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ヒータ
２０  燃料噴射弁
３０  バッテリ
３５  センサ
４０  コントロールユニット
５０  ヒータ駆動回路
６０  ポンプ駆動回路
７０  燃料ポンプ
７５  センサ
８０  燃料タンク
９０  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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