(57)【要約】【課題】いわゆる直噴の内燃機関の運転を停止した後、始動する際において、未燃の炭化水素の増加を抑制すること。【解決手段】内燃機関１は、燃料供給装置２を備える。この燃料供給装置２は、内燃機関１の気筒内燃焼部Ｂに燃料Ｆを噴射する燃料噴射弁２１と、高圧燃料ポンプ２４から供給される燃料Ｆを貯留して、燃料噴射弁２１へ分配する燃料分配管２５とを含んでいる。燃料噴射弁２１は、内燃機関１を停止させる指令があった場合には、スロットル弁５３が開くとともに、燃料噴射弁２１は、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒３０内を選択し、当該気筒３０内へ燃料Ｆを噴射する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を供給するものであり、
前記内燃機関へ前記燃料を供給する燃料圧送手段から送られる燃料を貯留する燃料分配管と、
前記燃料分配管に取り付けられて、前記燃料分配管から供給される燃料を前記内燃機関の気筒内に噴射するとともに、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記燃料分配管内における前記燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、
前記内燃機関を停止させる指令があった場合、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を現時点よりも増加させること特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記スロットル弁を開くことにより、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する前に、理論空燃比よりも酸素過多の状態で前記内燃機関燃焼を所定時間運転することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を理論空燃比に対する値よりも低下させることにより、理論空燃比よりも酸素過多の状態で前記内燃機関を運転することを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記内燃機関の排気出口から浄化触媒入口までの間に空気を供給する空気供給手段を備え、
前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記空気供給手段によって空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
内燃機関に燃料を供給するものであり、
前記内燃機関へ前記燃料を供給する燃料圧送手段から送られる燃料を貯留する燃料分配管と、
前記燃料分配管に取り付けられて、前記燃料分配管から供給される燃料を、前記内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、
前記内燃機関を停止させる指令があった場合、前記内燃機関の一部の気筒では、前記燃料噴射弁から燃料を噴射して点火することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項７】
前記内燃機関の一部の気筒では、前記燃料噴射弁から燃料を噴射して点火する際には、前記内燃機関の点火時期を、前記内燃機関の運転条件から定められる点火時期よりも遅角することを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記内燃機関が停止するときに、前記燃料分配管内における前記燃料の圧力が所定の圧力以下になるように、前記遅角の量を変更して前記内燃機関の回転数を調整することを特徴とする請求項７に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記スロットル弁を開くことにより、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の排気出口から浄化触媒入口までの間に空気を供給する空気供給手段を備え、
前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記空気供給手段によって空気を供給することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記内燃機関の温度が所定の限界温度以上である場合には、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内への燃料の噴射を中止することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁により気筒内へ直接燃料を噴射するレシプロ式の内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に直接燃料を噴射して点火する、いわゆる直噴の内燃機関は、圧縮行程中に直接燃料を噴射して、点火プラグ付近に燃料噴霧を滞留させて着火しやすい混合気を形成し、その周りの空気層と分離、すなわち成層化する。この状態で点火プラグ付近の混合気に点火して燃焼させ、いわゆる成層燃焼の下で運転することで、超希薄燃焼運転を実現できる。これにより、内燃機関の燃費を向上させるとともに、ＣＯ２の排出量を低減させることができる。
【０００３】
また、直噴の内燃機関は、吸入行程中に気筒内へ直接燃料を噴射して気筒内へ燃料を拡散させ、均質の混合気を形成して燃焼させる、いわゆる均質燃焼の下で運転することもできる。均質燃焼領域では、吸入行程中に気筒内へ直接噴射した燃料の気化熱によって吸入空気をより冷却できるので、充填効率を高めることができる。これにより、直噴の内燃機関の均質燃焼領域における運転では高出力を得ることもできる。このような利点から、近年、直噴の火花点火式内燃機関が注目されており、実用化されている。
【０００４】
直噴の内燃機関は、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えている。燃料噴射弁は、燃料分配管と呼ばれる燃料分配管に取り付けられており、ここから高圧の燃料が供給される。内燃機関の運転を停止した後においては、燃料分配管内の高圧の燃料が燃料噴射弁から漏れて、気筒内の燃焼室内へ残留することがある。この状態で内燃機関を始動すると、気筒内には必要以上の燃料が存在することになる。その結果、内燃機関の始動時時に未燃の炭化水素（ＨＣ）が増加したり、自着火やノッキングが発生したりするおそれがある。これを回避するため、特許文献１には、内燃機関を停止した後に、燃料分配管内の燃料の圧力が所定の圧力以下になるまで、排気弁が開いている気筒に対して燃料を噴射する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４０５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術では、燃料の噴射量が多い場合には、浄化触媒での浄化性能が不足するおそれがあり、内燃機関の始動時時に排出される未燃の炭化水素（ＨＣ）が増加するおそれがある。そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、いわゆる直噴の内燃機関の運転を停止した後、始動する際において、未燃の炭化水素の増加を抑制できる燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関に燃料を供給するものであり、前記内燃機関へ前記燃料を供給する燃料圧送手段から送られる燃料を貯留する燃料分配管と、前記燃料分配管に取り付けられて、前記燃料分配管から供給される燃料を前記内燃機関の気筒内に噴射するとともに、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記燃料分配管内における前記燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、前記内燃機関を停止させる指令があった場合、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を現時点よりも増加させること特徴とする。
【０００８】
この燃料供給装置は、いわゆる直噴の内燃機関の燃料供給装置に関し、内燃機関を停止させる指令があった場合には、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射するとともに、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させる。これによって、気筒内へ噴射された燃料は、排気口から浄化触媒へ流入して浄化される。このとき、浄化触媒へ供給する空気が増加するので、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ噴射され、浄化触媒に流入した燃料の浄化が促進される。その結果、内燃機関の運転を停止した後、始動する際においては、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。
【０００９】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記スロットル弁を開くことにより、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させることが好ましい。
【００１０】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する前に、理論空燃比よりも酸素過多の状態で前記内燃機関燃焼を所定時間運転することが好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を理論空燃比に対する値よりも低下させることにより、理論空燃比よりも酸素過多の状態で前記内燃機関を運転することが好ましい。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関の排気出口から浄化触媒入口までの間に空気を供給する空気供給手段を備え、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記空気供給手段によって空気を供給することが好ましい。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関に燃料を供給するものであり、前記内燃機関へ前記燃料を供給する燃料圧送手段から送られる燃料を貯留する燃料分配管と、前記燃料分配管に取り付けられて、前記燃料分配管から供給される燃料を、前記内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、前記内燃機関を停止させる指令があった場合、前記内燃機関の一部の気筒では、前記燃料噴射弁から燃料を噴射して点火することを特徴とする。
【００１４】
この燃料供給装置は、いわゆる直噴の内燃機関の燃料供給装置に関し、内燃機関を停止させる指令があった場合には、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射するとともに、一部の気筒では燃料の噴射及び点火を継続することにより、燃料の噴射及び点火を継続しない気筒をポンプとして機能させて、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させる。これによって、気筒内へ噴射された燃料は、排気口から浄化触媒へ流入して浄化される。このとき、浄化触媒へ供給する空気が増加するので、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ噴射され、浄化触媒に流入した燃料の浄化が促進される。その結果、内燃機関の運転を停止した後、始動する際においては、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。
【００１５】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関の一部の気筒では、前記燃料噴射弁から燃料を噴射して点火する際には、前記内燃機関の点火時期を、前記内燃機関の運転条件から定められる点火時期よりも遅角することが好ましい。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関が停止するときに、前記燃料分配管内における前記燃料の圧力が所定の圧力以下になるように、前記遅角の量を変更して前記内燃機関の回転数を調整することが好ましい。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記スロットル弁を開くことにより、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させることが好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関の排気出口から浄化触媒入口までの間に空気を供給する空気供給手段を備え、前記内燃機関を停止させる指令があった場合には、前記空気供給手段によって空気を供給することが好ましい。
【００１９】
本発明の好ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記内燃機関の温度が所定の限界温度以上である場合には、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内への燃料の噴射を中止することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る燃料供給装置によれば、いわゆる直噴の内燃機関の運転を停止した後、始動する際において、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明は、気筒内へ直接燃料を噴射するレシプロ式の内燃機関であれば適用でき、直噴の火花点火式内燃機関の他、ディーゼル機関に対しても適用できる。また、特に乗用車やバス、あるいはトラック等の車両に搭載される内燃機関に対して好ましく適用できる。
【００２２】
（実施形態１）
実施形態１は、いわゆる直噴の内燃機関の燃料供給装置に関し、内燃機関を停止させる指令があった場合には、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射するとともに、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させる点に特徴がある。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る燃料供給装置を備える内燃機関の概略構成図である。図２は、本実施形態に係る内燃機関が備える燃料供給装置に注目した模式図である。この内燃機関１は、燃料供給装置２と、気筒３０を備えた内燃機関本体３と、内燃機関本体３に接続される吸気経路５と、この内燃機関本体３に接続される排気経路６とを備える。内燃機関１の運転は、制御装置である機関ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７によって制御される。図２に示すように、内燃機関１は、複数の気筒３０１〜３０４を備えており、複数の気筒３０１〜３０４は、例えば、直列に４個配置される。なお、本実施形態において、内燃機関１の気筒の数や配置は、直列４気筒に限定されるものではない。ここで、本実施形態において、複数の気筒を区別しない場合には、単に気筒３０という。
【００２４】
この内燃機関１は、燃料供給装置２により燃料タンク２２内に貯留されている燃料（例えばガソリン）Ｆが気筒３０に供給される。この燃料供給装置２は、燃料噴射弁２１と、燃料タンク２２と、低圧燃料ポンプ２３と、高圧燃料ポンプ２４と、燃料供給配管２６〜２８と、燃料分配管（いわゆる燃料デリバリパイプ）２５とを含んでいる。この燃料供給装置２を構成する燃料噴射弁２１は、内燃機関本体３のシリンダヘッド３２に取り付けられるとともに、燃料噴射口が気筒内燃焼部Ｂ内に開口する。これによって、気筒内燃焼部Ｂ内に開口した燃料噴射弁２１の燃料噴射口から内燃機関１の気筒内燃焼部Ｂ内へ直接燃料Ｆが噴射され、気筒内燃焼部Ｂ内に燃料噴霧Ｆｍが形成される。このように、本実施形態に係る内燃機関１は、いわゆる直噴方式によって燃料Ｆが供給される。燃料噴射弁２１の燃料噴射量（内燃機関１に供給する燃料Ｆの燃料供給量）や噴射タイミング等に関する燃料噴射制御は、制御装置である機関ＥＣＵ７が実行する。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態の内燃機関１は、それぞれの気筒３０１〜３０４にそれぞれ燃料噴射弁２１１〜２１４が備えられる。それぞれの燃料噴射弁２１１〜２１４は、燃料分配管２５に取り付けられている。そして、燃料分配管２５からそれぞれの燃料噴射弁２１１〜２１４へ燃料Ｆが供給される。ここで、本実施形態において、それぞれの燃料噴射弁を区別しない場合には、単に燃料噴射弁２１という。
【００２６】
燃料タンク２２中の燃料Ｆは、低圧燃料ポンプ２３によって燃料圧送手段である高圧燃料ポンプ２４へ送られ、高圧燃料ポンプ２４から燃料分配管２５へ圧送される。燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力は、例えば十数ＭＰａに設定される。燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力は、燃料圧力センサ２９によって検出され、機関ＥＣＵ７に取り込まれて、燃料噴射弁２１の燃料噴射制御に用いられる。
【００２７】
内燃機関１の内燃機関本体３は、シリンダブロック３１と、このシリンダブロック３１に締結して一体化したシリンダヘッド３２と、気筒３０に設けられるピストン３３及びコネクティングロッド３４と、クランク軸３５と、気筒３０に設けられる点火プラグ３６と、弁装置４とを備える。
【００２８】
内燃機関本体３が備える気筒３０には、ピストン３３と、シリンダブロック３１と、シリンダヘッド３２とにより囲まれた気筒内燃焼部Ｂが形成される。気筒３０の気筒内燃焼部Ｂには、吸気経路５に接続する吸気ポート３７と、排気経路６に接続する排気ポート３８とが形成される。なお、吸気ポート３７と排気ポート３８とは、シリンダヘッド３２に形成される。
【００２９】
ピストン３３は、コネクティングロッド３４に回転自在に取り付けられ、また、コネクティングロッド３４は、クランク軸３５に回転自在に取り付けられる。これによって、ピストン３３は、コネクティングロッド３４を介してクランク軸３５と連結される。内燃機関本体３においては、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂ内で空気Ａと燃料Ｆとの混合気を燃焼させることによりピストン３３をシリンダブロック３１内で往復運動させ、この往復運動をクランク軸３５によって回転運動に変換して出力する。
【００３０】
内燃機関本体３は、機関回転数検出手段として機能するクランク角度センサ３９を備える。クランク角度センサ３９は、クランク軸３５の角度であるクランク角度（ＣＡ）を検出して機関ＥＣＵ７に出力する。なお、機関ＥＣＵ７は、このクランク角度センサ３９により検出されたクランク角度から内燃機関１の回転数（単位時間あたりの回転数、であり機関回転数ともいう）を算出したり、それぞれの気筒３０１〜３０４を判別したり、それぞれの気筒３０１〜３０４における行程（吸気行程であるか、圧縮行程であるか、膨張行程であるか、排気行程であるか）する。
【００３１】
内燃機関本体３のシリンダヘッド３２には、点火プラグ３６が取り付けられている。点火プラグ３６の電極３６Ｓは、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂへ突き出している。また、点火プラグ３６には、ダイレクトイグニッション３６ＤＩが取り付けられている。ダイレクトイグニッション３６ＤＩは、点火時期調整手段として機能する機関ＥＣＵ７からの点火信号によって点火プラグ３６を放電させ、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂ内の混合気に着火する。これによって、混合気は燃焼して高温、高圧の燃焼ガスとなり、ピストン３３を駆動する。ここで、点火プラグ３６の放電タイミング等に関する点火動作は、制御装置である機関ＥＣＵ７が制御する。
【００３２】
内燃機関本体３は、吸気弁４１と排気弁４２とを開閉させるための弁装置４を備える。弁装置４は、気筒３０に設けられる吸気弁４１及び排気弁４２と、吸気カムシャフト４３と、排気カムシャフト４４と、吸気弁タイミング変更機構４５と、排気弁タイミング変更機構４７とを含んで構成される。弁装置４を構成する吸気弁４１は、吸気ポート３７と気筒内燃焼部Ｂとの間の開口部分に配置され、吸気カムシャフト４３が回転することにより開閉する。また、弁装置４を構成する排気弁４２は、排気ポート３８と気筒内燃焼部Ｂとの間の開口部分に配置され、排気カムシャフト４４が回転することにより開閉する。
【００３３】
弁装置４の吸気カムシャフト４３及び排気カムシャフト４４は、タイミングチェーンやタイミングベルトを介して、クランク軸３５の回転に連動して回転する。弁装置４の吸気弁タイミング変更機構４５は、吸気カムシャフト４３とクランク軸３５との間に配置されている。吸気弁タイミング変更機構４５及び排気弁タイミング変更機構４７は、可変動弁機構であり、吸気弁タイミング変更機構４５が吸気カムシャフト４３の位相を連続的に変化させ、排気弁タイミング変更機構４７が排気カムシャフト４４の位相を連続的に変化させる。これによって、吸気弁タイミング変更機構４５及び排気弁タイミング変更機構４７は、吸気弁４１の開閉時期と排気弁４２の開閉時期とを連続的に変化させることができるので、内燃機関１の運転状態に応じて吸気弁４１の開閉時期と排気弁４２の開閉時期とを最適なタイミングに制御することができる。
【００３４】
弁装置４は、吸気カムシャフト４３の回転位置を検出して機関ＥＣＵ７に出力するための吸気カムポジションセンサ４６、及び排気カムシャフト４４の回転位置を検出して機関ＥＣＵ７に出力するための排気カムポジションセンサ４８を備える。吸気カムポジションセンサ４６及び排気カムポジションセンサ４８の出力は、機関ＥＣＵ７に取り込まれ、点火プラグ３６の点火時期の制御や吸気弁タイミング変更機構４５及び排気弁タイミング変更機構４７の制御に用いられる。
【００３５】
吸気カムシャフト４３には吸気カム４３Ｃが取り付けられており、排気カムシャフト４４には排気カム４４Ｃが取り付けられている。吸気カム４３Ｃは、吸気側ロッカーアーム１１に接しており、また、排気カム４４Ｃは、排気側ロッカーアーム１３に接している。吸気カムシャフト４３及び排気カムシャフト４４が回転することにより、吸気カム４３Ｃ及び排気カム４４Ｃが回転する。これによって、吸気カム４３Ｃは、吸気側ロッカーアーム１１を介して吸気弁４１を開閉し、排気カム４４Ｃは、排気側ロッカーアーム１３を介して排気弁４２を開閉する。
【００３６】
吸気側ロッカーアーム１１の吸気弁４１とは反対側の支点には、吸気側ラッシュアジャスタ１２が配置されており、排気側ロッカーアーム１３の排気弁４２とは反対側の支点には、排気側ラッシュアジャスタ１４が配置されている。吸気側ラッシュアジャスタ１２及び排気側ラッシュアジャスタ１４は、吸気カム４３Ｃと吸気側ロッカーアーム１１との間の隙間、及び排気カム４４Ｃと排気側ロッカーアーム１３との間の隙間を常に０にするものであり、内燃機関１の摺動部を潤滑するための潤滑油によって動作する。
【００３７】
内燃機関本体３の吸気経路５は、大気中の空気Ａを吸気し、この吸入された空気Ａを内燃機関本体３の気筒３０の気筒内燃焼部Ｂに導入する。吸気経路５は、エアクリーナ５１と、エアフローメーター５２と、スロットル弁５３と、エアクリーナ５１から気筒３０の吸気ポート３７までを連通する吸気通路５４とを有する。吸気経路５は、エアクリーナ５１によってごみや塵等が除去された空気Ａを、吸気通路５４及び吸気ポート３７を介して、それぞれの気筒３０の気筒内燃焼部Ｂに導入する。吸気経路５に設けられるエアフローメーター５２は吸入空気量検出手段であり、吸気経路５から吸入されて気筒３０に導入される吸入空気量を検出し、機関ＥＣＵ７に出力する。
【００３８】
吸気経路５には、気筒内燃焼部Ｂに供給する吸入空気量を調整制御する吸入空気量調整手段として機能するスロットル弁５３が設けられる。スロットル弁５３は、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂに導入する吸入空気量を調整する。スロットル弁５３は、ステッピングモータ等のアクチュエータ５３ａにより開閉される。吸入空気量調整手段として機能するスロットル弁５３のバルブ開度、すなわちスロットル弁の開度は、機関ＥＣＵ７がアクチュエータ５３ａによってスロットル弁５３の開度を調整することにより制御される。
【００３９】
内燃機関本体３に接続される排気経路６には、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂで燃焼してピストン３３を駆動した後の燃焼ガスが、排ガスとして排出される。排気経路６は、排ガス通路６２と、排ガス通路６２に設けられる排ガス浄化触媒６１とを含んで構成される。排気経路６に設けられる排ガス浄化触媒６１は、排ガス通路６２から送られる排ガスＥｘに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するものである。以下、排ガス浄化触媒６１を単に浄化触媒６１という。浄化触媒６１で浄化された後の排ガスは、消音装置を通って大気中に排気される。
【００４０】
本実施形態に係る内燃機関１は、空気供給手段である二次空気供給ポンプ８２によって、内燃機関１の排気出口から浄化触媒６１の入口までの間に空気を供給する。これによって、浄化用空気供給通路である二次空気通路８３を介して、二次空気供給ポンプ８２から排気経路６へ供給された空気中の酸素が、浄化触媒６１で未燃ＨＣと反応して、内燃機関１の気筒内燃焼部Ｂから排気経路６へ流出した未燃ＨＣの浄化を促進する。
【００４１】
排ガス通路６２には、Ａ／Ｆセンサ６３と、Ｏ2センサ６４とが設けられている。空燃比検出手段であるＡ／Ｆセンサ６３は、排ガスＥｘの空燃比にほぼ比例する出力特性を有するセンサである。Ａ／Ｆセンサ６３は、排ガス通路６２のうち浄化触媒６１の上流側、すなわち、内燃機関１の排気ポート３８と浄化触媒６１との間に配置される。Ａ／Ｆセンサ６３は、気筒内燃焼部Ｂから排気経路６に排気された排ガスＥｘのうち、浄化触媒６１に吸入される前における排ガスＥｘの排ガス空燃比を検出し、機関ＥＣＵ７に出力する。なお、Ａ／Ｆセンサ６３は、Ｏ2センサで構成してもよい。
【００４２】
また、機関ＥＣＵ７は、このＡ／Ｆセンサ６３により検出された排ガス空燃比に基づいて、吸入された空気Ａ及び燃料Ｆからなる混合気の空燃比、すなわち内燃機関１の空燃比を算出する。排気経路６に設けられるＯ2センサ６４は、排ガスＥｘ中の酸素濃度を検出するセンサであり、酸素濃度検出手段として機能する。Ｏ2センサ６４は、排ガス通路６２のうち浄化触媒６１の下流側、すなわち、浄化触媒６１の出口側に配置される。このＯ2センサ６４は、気筒内燃焼部Ｂから排気経路６に排気された排ガスＥｘのうち、浄化触媒６１を通過した後における排ガスＥｘの酸素濃度を検出し、機関ＥＣＵ７に出力する。
【００４３】
上述したように、機関ＥＣＵ７には、内燃機関１を制御して運転するために車両の各所に取り付けられたセンサから、各種入力信号が入力される。機関ＥＣＵ７に入力される入力信号には、例えば、クランク軸３５に取り付けられたクランク角度センサ３９によって検出されたクランク角度、エアフローメーター５２により検出された吸入空気量、アクセル開度センサ８により検出されるアクセル８Ｐの開度（アクセル開度）、Ａ／Ｆセンサ６３により検出された排ガス空燃比、Ｏ2センサ６４により検出された酸素濃度、内燃機関１を冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ６５から出力された信号、イグニッションスイッチ８１のＯＮ−ＯＦＦ信号等がある。
【００４４】
機関ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転制御のため、上述した入力信号及び記憶部７３に格納されている燃料噴射量が記述されたマップや点火時期が記述されたマップ等の各種マップに基づいて、制御対象である燃料噴射弁２１やダイレクトイグニッション３６ＤＩ等に対して、制御信号を出力する。機関ＥＣＵ７が内燃機関１の運転制御を実行するために出力する制御信号には、例えば、燃料噴射弁２１の燃料噴射を制御する燃料噴射信号、点火プラグ３６の点火を制御する点火信号、スロットル弁５３の弁開度を制御する弁開度信号等がある。
【００４５】
機関ＥＣＵ７は、上述した入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部（Ｉ／Ｏ）７１と、処理部７２と、燃料噴射量マップなどの各種マップなどを格納する記憶部７３とを有する。処理部７２は、例えば、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）により構成されている。処理部７２は、制御条件判定手段である制御条件判定部７４と、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を制御する燃料圧力制御手段である燃料圧力制御部７５と、内燃機関１の停止時において排ガスＥｘを浄化する浄化触媒６１へ供給する空気（酸素）の量を制御する浄化用空気量調整手段である浄化用空気量調整部７６とを含んでいる。そして、これらが本実施形態に係る内燃機関の停止時における制御を実行する。
【００４６】
このように、機関ＥＣＵ７は、本実施形態に係る内燃機関の停止時における制御を実行する手段を含んで構成されているので、機関ＥＣＵ７は、本実施形態に係る内燃機関の停止時制御装置として機能する。また、記憶部７３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００４７】
図２は、本実施形態に係る燃料供給装置の一例を示す概念図である。この燃料供給装置２が燃料を供給する内燃機関１は、４気筒の内燃機関であるが、本発明の適用対象はこれに限られず、６気筒、８気筒、あるいは単気筒の内燃機関でもよい。燃料タンク２２の燃料は、低圧燃料ポンプ２３によって燃料供給配管２６を介して燃料圧送手段である高圧燃料ポンプ２４に送られる。高圧燃料ポンプ２４は、内燃機関１の吸気カムシャフト４３又は排気カムシャフト４４のいずれかによって駆動されて、燃料を燃料噴射弁２１１〜２１４に必要な圧力まで昇圧させる。高圧燃料ポンプ２４から送り出された燃料は、燃料分配管２５の入口２５ｉから燃料分配管２５内へ供給される。燃料分配管２５内の燃料Ｆは、各気筒３０１〜３０４内へ燃料を噴射するそれぞれの燃料噴射弁２１１〜２１４へ分配される。
【００４８】
燃料分配管２５の出口２５ｏには、リリーフ弁８４が取り付けられている。リリーフ弁８４は、燃料分配管２５内の燃料圧力が設定圧力を超えた場合に開弁して、燃料分配管２５内の燃料が設定した圧力を超えないようにするものである。リリーフ弁８４は、スプリング８４ｓにより弁体８４ｖをリリーフ弁入口８４ｉへ押し付けるように構成される。そして、燃料分配管２５内の燃料の圧力が上昇してスプリング８４ｓの押し付け力を上回ると、弁体８４ｖが押し上げられて、燃料分配管２５内の燃料Ｆは、燃料リリーフ通路２７を通して燃料を燃料タンク２２へ戻される。
【００４９】
本実施形態に係る内燃機関１は、燃料Ｆの供給方式に直噴方式を用いる内燃機関であるが、直噴方式を用いる内燃機関の運転を停止すると、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力は高い状態なので、燃料噴射弁２１から燃料分配管２５内の燃料Ｆが内燃機関１の気筒内燃焼部Ｂへ漏れることがある。これを油密漏れという。油密漏れが発生すると、内燃機関１の始動時時には、停止後における気筒内燃焼部Ｂに残留した燃料Ｆが排気経路６に放出されるので、未燃のＨＣが増加して、環境性能が低下するおそれがある。これを回避するため、本実施形態では、内燃機関１を停止させる指令の後において、膨張行程から排気行程にある気筒３０の気筒内燃焼部Ｂへ、燃料噴射弁２１から燃料Ｆを噴射するとともに、浄化触媒６１へ供給する空気、すなわち酸素の量を増量する。
【００５０】
上記構成により、燃料噴射弁２１から気筒内燃焼部Ｂへ燃料Ｆを噴射するので、燃料分配管２５内の燃料Ｆが消費されて、燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力が低下する。また、燃料Ｆは、膨張行程から排気行程にある気筒３０の気筒内気筒内燃焼部Ｂへ噴射されるので、燃料Ｆは、内燃機関１の熱により気化、膨張して燃料蒸気となる。この燃料蒸気は、排気ポート３８と気筒内燃焼部Ｂとの間の開口部分（排気出口）から排気ポート３８へ流出して、浄化触媒６１へ到達する。ここで、浄化触媒６１は、内燃機関１の停止直後であるため予熱を持っているため、浄化触媒６１に到達した燃料蒸気は浄化触媒６１で酸化し、浄化される。
【００５１】
そして、本実施形態では、例えば、スロットル弁５３を開くことにより、浄化触媒６１へ供給する空気、すなわち酸素の量を増量するので、浄化触媒６１での燃料Ｆの浄化が促進される。その結果、燃料Ｆを酸化浄化するための酸素量を十分に確保して、燃料Ｆの浄化不足を抑制できるので、内燃機関１を始動時させたときにおける未燃のＨＣの放出を抑制して、環境性能低下を抑えることができる。このように、本実施形態では、内燃機関１の停止時に燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させることで、内燃機関１の停止後における燃料噴射弁２１の油密漏れを抑制して、内燃機関１の始動時時における未燃のＨＣの増加を抑制する。
【００５２】
本実施形態に係る燃料供給装置２において、燃料分配管２５が備えるリリーフ弁８４は、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を一定に保持するものであり、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力が設定された開弁圧力を超えないと開かない。このため、内燃機関１の運転停止後において、リリーフ弁８４が開弁したとしても、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力は設定された開弁圧力以下にはならない。その結果、内燃機関１の停止時に燃料噴射弁２１の油密漏れが発生して、内燃機関１の始動時時においては未燃のＨＣが増加するおそれがある。
【００５３】
これを回避するため、例えば、リリーフ弁８４を電磁リリーフ弁として、機関ＥＣＵ７からの指令により燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させるように燃料供給装置２を構成することもできる。しかし、リリーフ弁８４を電磁リリーフ弁で構成すると、コストの増加を招いてしまう。本実施形態によれば、内燃機関１の停止時に、膨張行程から排気行程にある気筒３０の気筒内気筒内燃焼部Ｂへ燃料Ｆを噴射するとともに、浄化触媒６１へ供給する空気の量を増量する。これによって、リリーフ弁８４を電磁リリーフ弁で構成することなく、内燃機関１を停止した後に始動する際における未燃のＨＣの増加を抑制できる。その結果、燃料供給装置２や内燃機関１の製造コストを低減することができる。
【００５４】
ここで、燃料Ｆを噴射した気筒３０は、内燃機関１の回転が停止したときには排気弁４２が開いていることが好ましい。これは、噴射された燃料Ｆが、気筒３０の気筒内燃焼部Ｂから排気ポート３８へ流出しやすくするためである。これによって、気筒内燃焼部Ｂ内に残留する燃料Ｆをより確実に低減できるので、始動時時における未燃のＨＣの増加をより確実に抑制できる。したがって、内燃機関１の回転が停止した時に、燃料Ｆを噴射した気筒３０の排気弁４２が開くように、内燃機関１の回転が停止するタイミングを制御することが好ましい。また、内燃機関１の回転が停止するタイミングを制御することができない場合、例えば、排気弁タイミング変更機構４７を用いて、内燃機関１の回転が停止したときに、燃料Ｆを噴射した気筒３０の排気弁４２を開いてもよい。次に、本実施形態に係る内燃機関の停止時における制御（以下停止時制御という）の手順を説明する。
【００５５】
図３は、本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る停止時制御は、本実施形態に係る内燃機関の停止時制御装置として機能する機関ＥＣＵ７によって実現できる。本実施形態に係る停止時制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える制御条件判定部７４が、図１に示す内燃機関１を停止させる要求があるか否かを判定する。内燃機関１を停止させる要求があるか否かは、イグニッションスイッチ８１がＯＮかＯＦＦかで判定することができる。すなわち、制御条件判定部７４がイグニッションスイッチ８１の状態を取得し、ＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する。そして、イグニッションスイッチ８１がＯＮである場合、制御条件判定部７４は、内燃機関１を停止させる要求はないと判定し、イグニッションスイッチ８１がＯＮである場合、制御条件判定部７４は、内燃機関１を停止させる要求があると判定する。
【００５６】
ステップＳ１０１でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部７４が、内燃機関１を停止させる要求がないと判定した場合、停止時制御を終了する。ステップＳ１０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部７４が、内燃機関１を停止させる要求があると判定した場合、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、制御条件判定部７４は、内燃機関１の現時点における冷却水温度Ｔｗを取得する。そして、ステップＳ１０３で、現時点における冷却水温度Ｔｗと、予め定めた冷却水温度閾値Ｔｗｃとを比較する。
【００５７】
内燃機関１の温度が非常に高くなっている場合（例えばオーバーヒート直前程度）、内燃機関１の停止時に燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させると燃料Ｆが沸騰して気泡が発生する。その結果、直後に内燃機関１を始動した場合に燃料Ｆの圧力の上昇に時間を要するため、内燃機関１の始動が困難になるおそれがある。このため、内燃機関１の温度が非常に高くなっている場合には、内燃機関１の停止時に、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させる制御を中止する。これによって、内燃機関１の温度が非常に高くなっている場合において内燃機関１を停止させた後の再始動を容易にする。
【００５８】
内燃機関１の温度が非常に高くなっているか否かは、例えば、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生するか否かを基準に判定する。内燃機関１の温度は、冷却水温度Ｔｗによって推定することができる。冷却水温度閾値Ｔｗｃは、例えば、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生すると予想される冷却水温度とする。冷却水温度閾値Ｔｗｃは、例えば、実験や解析によって求めることができる。
【００５９】
ステップＳ１０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ≧Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生して、内燃機関１の始動が困難になるおそれがある。この場合、内燃機関１の停止時に、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させる制御が中止され、本実施形態に係る停止時制御は終了する。
【００６０】
ステップＳ１０３でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ＜Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させても燃料Ｆに発生する気泡は許容範囲内であり、内燃機関１の始動に支障をきたすことはないと判断できる。この場合、ステップＳ１０４に進み、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える燃料圧力制御部７５は、低圧燃料ポンプ２３、高圧燃料ポンプ２４及び内燃機関１に対する点火を停止する。点火の停止は、燃料圧力制御部７５がダイレクトイグニッション３６ＤＩに対する点火指令を停止することにより、点火プラグ３６からの放電を停止することにより実現される。
【００６１】
次に、ステップＳ１０５において、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える浄化用空気量調整部７６は、内燃機関１の排ガスＥｘを浄化する浄化触媒６１へ供給する空気（以下浄化用空気という）の量を増加させる。浄化用空気を増加させる手法は、例えば、スロットル弁５３の弁開度を現時点よりも大きくする手法や、空気供給手段である二次空気供給ポンプ８２によって、浄化用空気供給通路である二次空気通路８３を介して、排気経路６内（本実施形態では排気ポート３８内）へ浄化用空気を供給する手法がある。排気経路６内へ浄化用空気を供給する手法によれば、スロットル弁５３を操作する必要がなく、また内燃機関１の停止時に内燃機関１の空転時間を長くして浄化用空気を確保する必要もないので、内燃機関１を停止する際の違和感を低減できる。
【００６２】
ステップＳ１０５で浄化用空気の量を増加させたら、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、燃料圧力制御部７５は、図２に示す、内燃機関１が備える複数の気筒３０１〜３０４のうち、膨張行程から排気行程にある気筒を選択する。例えば、クランク角度センサ３９、あるいは吸気カムポジションセンサ４６や排気カムポジションセンサ４８からの信号に基づいて、膨張行程から排気行程にある気筒を選択することができる。
【００６３】
ステップＳ１０６で膨張行程から排気行程にある気筒が選択されたら、ステップＳ１０７に進み、燃料圧力制御部７５は、選択された気筒に燃料Ｆを噴射する。すなわち、選択された気筒が備える燃料噴射弁から、選択された気筒の気筒内燃焼部へ燃料Ｆを噴射する。図２に示す例において、例えば、気筒３０１が膨張行程から排気行程にある場合、気筒３０１が備える燃料噴射弁２１１から気筒内燃焼部Ｂ１へ燃料Ｆを噴射する。これによって、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させて、燃料噴射弁２１の油密漏れを抑制することができる。
【００６４】
また、膨張行程から排気行程にある気筒へ燃料を噴射する場合、例えば、スロットル弁５３の開度をそれまでよりも大きくすることにより、内燃機関１の排気経路６中における酸素量、すなわち浄化用空気の量を増加させることができる。これによって、膨張行程から排気行程にある気筒へ噴射された燃料Ｆを浄化触媒６１で酸化浄化するために必要な酸素量を確保しやすくなる。その結果、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させるとともに、膨張行程から排気行程にある気筒へ噴射された燃料Ｆを浄化触媒６１で浄化して、内燃機関１の始動時における未燃のＨＣの増加を抑制できる。
【００６５】
ここで、膨張行程から排気行程にある気筒へ燃料を噴射してから、浄化用空気の量を増加させてもよい。すなわち、図３に示すステップＳ１０７を実行してからステップＳ１０５を実行してもよい。また、膨張行程から排気行程にある気筒を選択してから浄化用空気の量を増加させてもよい。すなわち、ステップＳ１０６を実行してからステップＳ１０５を実行してもよい。このように、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７の順序は問わない。
【００６６】
ステップＳ１０７において、膨張行程から排気行程にある気筒へ燃料を噴射したら、制御条件判定部７４は、燃料分配管２５内に取り付けられた燃料圧力センサ２９から、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力（燃料圧力）Ｐｆを取得する。そして、ステップＳ１０８において、制御条件判定部７４は、燃料圧力Ｐｆと、予め定めた燃料圧力閾値Ｐｆｃとを比較する。ここで、燃料圧力閾値Ｐｆｃは、例えば、燃料噴射弁２１からの油密漏れが許容できる大きさに設定される。
【００６７】
ステップＳ１０８でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部７４がＰｆ≧Ｐｆｃであると判定した場合、燃料噴射弁２１からは許容できない油密漏れが発生するおそれがある。この場合、Ｐｆ＜ＰｆｃとなるまでステップＳ１０７、ステップＳ１０８を繰り返す。なお、Ｐｆ＜ＰｆｃとなるまでステップＳ１０７、ステップＳ１０８を繰り返す間に内燃機関１は回転するので、膨張行程から排気行程にある気筒は変化することがある。膨張行程から排気行程にある気筒が変化した場合には、変化した気筒が備える燃料噴射弁から燃料を噴射する。
【００６８】
ステップＳ１０８でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部７４がＰｆ＜Ｐｆｃであると判定した場合、燃料噴射弁２１からは許容できない油密漏れは発生しないと判断できる。この場合、ステップＳ１０９に進み、燃料圧力制御部７５は、燃料噴射弁２１からの燃料噴射を停止し、本実施形態に係る停止時制御を終了する。なお、本実施形態では、内燃機関１が停止したとき、すなわち、内燃機関１の回転数が０になったときにはＰｆ＜Ｐｆｃとなり、燃料Ｆの噴射が停止できるように制御することが好ましい。しかし、内燃機関１が停止したときにＰｆ≧Ｐｆｃである場合には、排気弁４２が開いている気筒３０に対して燃料Ｆを噴射して、Ｐｆ＜Ｐｆｃとなるようにする。このようにすれば、燃料Ｆを噴射した気筒内燃焼部Ｂから排気経路６へ燃料Ｆが流出して、浄化触媒６１で浄化されるので、内燃機関１の始動時時における未燃のＨＣを抑制することができる。
【００６９】
図４−１は、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合における燃料圧力の時間変化の一例を示す説明図である。図４−２は、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合における浄化触媒へ流入する排ガスのＨＣ濃度と浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度とを示す説明図である。図４−３は、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合において、スタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度を示す説明図である。
【００７０】
図５−１は、本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおける燃料圧力の時間変化の一例を示す説明図である。図５−２は、本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおける浄化触媒へ流入する排ガスのＨＣ濃度と浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度とを示す説明図である。図５−３は、本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおいて、スタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度を示す説明図である。
【００７１】
図４−１〜図４−３に示す結果は、組み立て精度が高く、油密漏れが少ない燃料噴射弁を選別するとともに、慣らし運転を行ってさらに油密漏れを低減した燃料噴射弁を用いて得られたものである。図４−１は、燃料噴射を停止することにより、内燃機関１を停止した後における燃料圧力の時間変化を示しており、燃料噴射の停止のみなので、燃料圧力は時間の経過とともにほとんど変化しない。
【００７２】
この場合、浄化触媒６１へ流入するＨＣの濃度は、図４−２のＩＮのようになり、浄化触媒６１から流出するＨＣの濃度は、図４−２のＯＵＴのようになる。すなわち、浄化触媒６１へ流入するＨＣは、浄化触媒６１でほぼ完全に浄化されて、浄化触媒６１から流出するＨＣはほとんど０になる。油密漏れを低減した燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止し、冷間状態においてスタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度は、図４−３に示すようになる。図４−３の結果は、内燃機関１の気筒内燃焼部Ｂや排気経路６に残留する燃料Ｆが浄化触媒６１を通過した後におけるＨＣの濃度を表している。
【００７３】
図５−１〜図５−３に示す結果は、特に油密漏れが少ない燃料噴射弁を選別せず、また、慣らし運転も行わない状態の燃料噴射弁を用いて得られたものである。すなわち、図５−１〜図５−３は、図４−１〜図４−３の結果が得られた燃料噴射弁よりも油密漏れの大きい燃料噴射弁を用いて得られたものである。
【００７４】
図５−１は、上述した本実施形態に係る停止時制御により内燃機関１を停止させた後における燃料圧力の時間変化を示しており、燃料圧力は、内燃機関１の停止後に低下している。また、膨張行程から排気行程にある気筒に燃料を噴射する際には、スロットル弁５３を開いて、内燃機関１の排気経路６へ空気を供給している。
【００７５】
この場合、浄化触媒６１へ流入するＨＣの濃度は、図５−２のＩＮのようになり、浄化触媒６１から流出するＨＣの濃度は、図５−２のＯＵＴのようになる。このように、浄化触媒６１へ流入するＨＣの濃度は、油密漏れの小さい燃料噴射弁を用いた場合よりも大きいが（図４−２参照）、浄化触媒６１へ流入するＨＣは、浄化触媒６１でほぼ完全に浄化されて、浄化触媒６１から流出するＨＣはほとんど０になる。これは、スロットル弁５３を開くことにより、膨張行程から排気行程にある気筒に噴射された燃料を浄化するために必要十分な空気（酸素）が、浄化触媒６１で十分に浄化されたからであると考えられる。
【００７６】
油密漏れを低減した燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止し、冷間状態においてスタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度は、図５−３に示すようになる。図４−３の結果と比較してわかるように、本実施形態に係る停止時制御は、冷間状態においてスタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度を、油密漏れの小さい燃料噴射弁を用いた場合と同等のＨＣ濃度に抑えることができる。
【００７７】
このように、本実施形態によれば、組み立て精度が高く、油密漏れが少ない燃料噴射弁を選別するとともに、慣らし運転を行ってさらに油密漏れを低減した燃料噴射弁を用いることなく、同等の排ガス浄化性能を得ることができる。これによって、燃料噴射弁の選別や鳴らし運転を実行する必要はないので、燃料供給装置２や内燃機関１を効率的に製造できるとともに、製造コストも低減できる。
【００７８】
以上、本実施形態では、いわゆる直噴の内燃機関を停止させる指令があった場合には、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射するとともに、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を現時点よりも増加させる。これによって、気筒内へ噴射された燃料は浄化触媒へ流入するが、浄化触媒へ供給する空気が増加するので、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ噴射され、浄化触媒に流入した燃料の浄化が促進される。その結果、内燃機関の運転を停止した後、始動する際においては、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。
【００７９】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１とほぼ同様であるが、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させるにあたって、内燃機関の停止前に、内燃機関を酸素過多、すなわちリーン状態で運転する点が異なる。
【００８０】
図６は、本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る停止時制御は、実施形態１で説明した、内燃機関の停止時制御装置として機能する機関ＥＣＵ７（図１参照）によって実現できる。本実施形態に係る停止時制御において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３は、実施形態１に係る停止制御のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様なので、説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ２０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ≧Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生して、内燃機関１の始動が困難になるおそれがある。この場合、内燃機関１の停止時に、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させる制御が中止され、本実施形態に係る停止時制御は終了する。
【００８２】
ステップＳ２０３でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ＜Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させても燃料Ｆに発生する気泡は許容範囲内であり、内燃機関１の始動に支障をきたすことはないと判断できる。この場合、ステップＳ２０４に進み、浄化用空気量調整部７６は、リーン状態で内燃機関１を所定時間運転する。すなわち、空燃比（空気Ａ対燃料Ｆの比）Ａ／Ｆを理論空燃比よりも大きい値で運転する。これによって、浄化触媒６１内における酸素の濃度が高くなる。
【００８３】
リーン状態で内燃機関１を運転する所定の時間は、例えば、燃料圧力Ｐｆが予め定めた燃料圧力閾値Ｐｆｃよりも小さくなるまでに燃料噴射弁２１から噴射する燃料の量に基づいて、実験や解析により予め設定しておく（以下同様）。また、本実施形態において、内燃機関１をリーン状態で運転するためには、吸入空気量から定まる理論空燃比における燃料Ｆの量よりも、燃料噴射弁２１から噴射される燃料Ｆの噴射量を小さくする。
【００８４】
次に、ステップＳ２０５において、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える燃料圧力制御部７５は、低圧燃料ポンプ２３、高圧燃料ポンプ２４及び内燃機関１に対する点火を停止する。ステップＳ２０６〜ステップＳ２０９は、実施形態１に係る停止制御のステップＳ１０６〜ステップＳ１０９と同様なので、説明を省略する。
【００８５】
（変形例）
本変形例は、実施形態２とほぼ同様であるが、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させるにあたって、内燃機関をリーン状態で運転する前に、燃料分配管へ燃料を供給する低圧ポンプ及び高圧ポンプを停止する点が異なる。
【００８６】
図７は、本実施形態の変形例に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。本変形例に係る停止時制御は、実施形態１で説明した、内燃機関の停止時制御装置として機能する機関ＥＣＵ７（図１参照）によって実現できる。本変形例に係る停止時制御において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３は、実施形態２に係る停止制御のステップＳ２０１〜ステップＳ２０３と同様なので、説明を省略する。
【００８７】
ステップＳ３０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ≧Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生して、内燃機関１の始動が困難になるおそれがある。この場合、内燃機関１の停止時に、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させる制御が中止され、本実施形態に係る停止時制御は終了する。
【００８８】
ステップＳ３０３でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ＜Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させても燃料Ｆに発生する気泡は許容範囲内であり、内燃機関１の始動に支障をきたすことはないと判断できる。この場合、ステップＳ３０４に進み、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える燃料圧力制御部７５は、低圧燃料ポンプ２３及び高圧燃料ポンプ２４を停止する。
【００８９】
ステップＳ３０５において、浄化用空気量調整部７６は、リーン状態で内燃機関１を所定時間運転する。これによって、浄化触媒６１内における酸素の濃度が高くなる。次に、ステップＳ３０６において、機関ＥＣＵ７の処理部７２が備える燃料圧力制御部７５は、内燃機関１に対する点火を停止する。ステップＳ３０７〜ステップＳ３１０は、実施形態２に係る停止制御のステップＳ２０６〜ステップＳ２０９と同様なので、説明を省略する。
【００９０】
以上、本実施形態及びその変形例では、いわゆる直噴の内燃機関を停止させる指令があった場合には、内燃機関を酸素過多、すなわちリーンの状態で一定期間運転してから、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する。これによって、気筒内へ噴射された燃料が浄化触媒で浄化されるときにおける浄化触媒は、酸素が豊富な状態になっているので、浄化触媒に流入した燃料の浄化が促進される。その結果、内燃機関の運転を停止した後、始動する際においては、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。
【００９１】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１とほぼ同様であるが、内燃機関を停止させる指令があった場合において、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射するとともに、内燃機関１を空転させることによって内燃機関の少なくとも一つの気筒及びピストンをポンプとして機能させ、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させる点に特徴がある。
【００９２】
なお、本実施形態では、一部の気筒で燃料噴射及び点火を実行して内燃機関を空転させ、一つの気筒及びピストンを浄化触媒へ空気を送るポンプとして機能させるが、内燃機関を空転させる手法はこれに限定されるものではない。例えば、常時噛み合い式のスタータモータを用いてもよいし、電動機と内燃機関とを組み合わせたいわゆるハイブリッドの車両においては、電動機を利用して内燃機関を空転させてもよい。
【００９３】
図８は、本実施形態に係る停止時制御を実行する機関ＥＣＵが備える処理部の構成を示す説明図である。この機関ＥＣＵ７ａの処理部７２ａは、本実施形態に係る停止時制御を実行するものである。処理部７２ａは、上記実施形態に係る機関ＥＣＵ７の処理部７２に、図１に示す内燃機関１を停止させるための指令があったときから内燃機関１の回転が停止するまでにおける内燃機関１の回転を制御する停止時回転制御部７７を追加したものである。他の構成は、上記実施形態に係る処理部７２と同様である。
【００９４】
図９は、本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。以下においては、図１、図２に示す内燃機関１の停止時制御を説明する。本実施形態に係る停止時制御は、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０３は、実施形態１に係る停止制御のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様なので、説明を省略する。
【００９５】
ステップＳ４０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち機関ＥＣＵ７ａの制御条件判定部７４がＴｗ≧Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させた場合に燃料Ｆが沸騰して気泡が発生して、図１に示す内燃機関１の始動が困難になるおそれがある。この場合、内燃機関１の停止時に、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させる制御が中止され、本実施形態に係る停止時制御は終了する。
【００９６】
ステップＳ４０３でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部７４がＴｗ＜Ｔｗｃであると判定した場合、燃料分配管２５内における燃料Ｆの圧力を低下させても燃料Ｆに発生する気泡は許容範囲内であり、内燃機関１の始動に支障をきたすことはないと判断できる。この場合、ステップＳ４０４に進み、機関ＥＣＵ７ａの処理部７２ａが備える燃料圧力制御部７５は、低圧燃料ポンプ２３及び高圧燃料ポンプ２４を停止する。
【００９７】
ステップＳ４０５において、機関ＥＣＵ７ａの処理部７２ａが備える停止時回転制御部７７は、内燃機関１の一部の気筒で燃料噴射及び点火を継続する。例えば、図２に示す内燃機関１において、気筒３０１で燃料噴射及び点火を継続し、気筒３０２〜３０４では点火を停止するとともに、膨張行程から排気行程にある気筒で燃料噴射を実行する。
【００９８】
ステップＳ４０６において、処理部７２ａの燃料圧力制御部７５は、図２に示す、内燃機関１が備える複数の気筒３０１〜３０４のうち、膨張行程から排気行程にある気筒を選択する。そして、ステップＳ４０７において、燃料圧力制御部７５は、選択された気筒に燃料Ｆを噴射する。すなわち、選択された気筒が備える燃料噴射弁から、選択された気筒の気筒内燃焼部Ｂへ燃料Ｆを噴射する。
【００９９】
上述した構成により、内燃機関１は燃料噴射及び点火が継続される一部の気筒によって回転するので、他の気筒及びピストンはポンプとして機能して、内燃機関１の吸気経路５から気筒３０の気筒内燃焼部Ｂへ吸入した空気を、排気経路６へ吐出する。この空気が浄化触媒６１へ流入して、ステップＳ４０６で選択された気筒に噴射され、浄化触媒６１へ流入する燃料の浄化が促進される。
【０１００】
ステップＳ４０８、ステップＳ４０９は、実施形態１のステップＳ１０８、ステップＳ１０９と同様なので、説明を省略する。なお、膨張行程から排気行程にある気筒に燃料Ｆを噴射する場合、実施形態１で説明したように、スロットル弁５３を開いたり、二次空気供給ポンプ８２で内燃機関１の排気経路６内へ浄化用空気を供給したりしてもよい。このようにすれば、より多くの酸素を浄化触媒６１へ供給することができるので、膨張行程から排気行程にある気筒に噴射され、排気経路６へ流出した燃料Ｆを、より確実に浄化することができる。また、内燃機関１が停止するまでの時間を短縮することができるので、内燃機関１に対する停止指令が発生してから内燃機関１が停止するまでの違和感を抑制できる。
【０１０１】
（変形例）
本変形例は、実施形態３とほぼ同様の構成であるが、内燃機関が備える一部の気筒の燃料噴射及び点火を継続する際に、点火時期を遅角する点が異なる。他の構成は、実施形態３と同様である。
【０１０２】
図１０は、本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。図１１は、内燃機関が発生するトルクと点火次期の遅角量との関係を示す説明図である。本実施形態に係る停止時制御は、図８に示すＥＣＵ７ａで実現できる。本実施形態に係る停止時制御において、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０５は、実施形態３に係る停止制御のステップＳ４０１〜ステップＳ４０５と同様なので、説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ５０５において、機関ＥＣＵ７ａの処理部７２ａが備える停止時回転制御部７７は、内燃機関１の一部の気筒で燃料噴射及び点火を継続する。ステップＳ５０６では、内燃機関の点火時期を、吸入空気量と燃料噴射量とから決定される通常の点火時期よりも遅角する。通常の点火時期は、少なくとも内燃機関１の回転を維持できるように決定される。図１１に示すように、点火時期の遅角量θｂが大きくなると、内燃機関１が発生するトルクも低下する。これによって、内燃機関１のアイドリング回転を維持するために必要なトルクよりも内燃機関１が発生するトルクを低下させて、内燃機関１を徐々に停止させることができる。また、遅角量θｂを調整することで、内燃機関１の発生するトルクを調整することができるので、内燃機関１の回転数が０になるまでの時間を調整することができる。
【０１０４】
例えば、内燃機関１の回転数の低下速度は、内燃機関１の回転数が０になるとき、すなわち内燃機関１が停止するときに、燃料圧力が０になるように調整することが好ましい。これによって、内燃機関１が回転している間、すなわち内燃機関１が空気を吸入している間に、確実に燃料圧力を０にすることができるので、膨張行程から排気行程にある気筒へ噴射され、排気経路６へ流出した燃料Ｆの浄化不足を抑制し、内燃機関１の始動時時における未燃ＨＣを抑制することができる。
【０１０５】
内燃機関１の回転数の低下速度は、上述したように、内燃機関１の点火時期の遅角量θｂを変更することにより調整できる。また、内燃機関１の回転数の低下速度は、燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力が燃料噴射弁２１からの油密漏れが許容できる大きさになるまでに燃料分配管２５から放出する燃料Ｆの量に基づき、実験やシミュレーションによって予め設定する。なお、燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力をフィードバックして内燃機関１の点火時期の遅角量θｂを変更することにより、内燃機関１の回転数の低下速度を制御してもよい。
【０１０６】
例えば、燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力が高い場合には、点火時期の遅角量θｂを小さくすることにより内燃機関１の回転速度をある程度の大きさに維持して燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力低下を促進する。そして、燃料分配管２５内の燃料Ｆの圧力が低くなった場合には、点火時期の遅角量θｂを大きくすることにより内燃機関１の回転速度を低下させて、内燃機関１の停止に備える。これによって、内燃機関１の停止時におけるショックを抑制することができる。ステップＳ５０７〜ステップＳ５１０は、実施形態３のステップＳ４０７〜ステップＳ４０９と同様なので、説明を省略する。
【０１０７】
以上、本実施形態及びその変形例では、いわゆる直噴の内燃機関を停止させる指令があった場合には、燃料分配管内における燃料の圧力が所定の圧力よりも小さくなるまで、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ燃料を噴射する。そして、一部の気筒では燃料の噴射及び点火を継続することにより、燃料の噴射及び点火を継続しない気筒及びピストンをポンプとして機能させて、内燃機関の排ガスを浄化する浄化触媒へ供給する空気の量を増加させる。これによって、気筒内へ噴射された燃料は、排気口から浄化触媒へ流入して浄化される。このとき、浄化触媒へ供給する空気が増加するので、膨張行程から排気行程の状態にある気筒内へ噴射され、浄化触媒に流入した燃料の浄化が促進される。その結果、内燃機関の運転を停止した後、始動する際においては、未燃の炭化水素の増加を抑制できる。また、内燃機関が回転しているときに燃料を噴射するので、燃料が確実に浄化触媒へ到達する。その結果、内燃機関の始動時時においては、より確実に未燃のＨＣを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上のように、本発明に係る燃料供給装置は、気筒内へ直接燃料を噴射する内燃機関に有用であり、特に、内燃機関の運転停止時に、燃料噴射弁に燃料を分配する燃料分配管の内部における燃料の圧力を低下させることに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施形態に係る燃料供給装置を備える内燃機関の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る内燃機関が備える燃料供給装置に注目した模式図である。
【図３】本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。
【図４−１】燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合における燃料圧力の時間変化の一例を示す説明図である。
【図４−２】燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合における浄化触媒へ流入する排ガスのＨＣ濃度と浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度とを示す説明図である。
【図４−３】燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を停止した場合において、スタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度を示す説明図である。
【図５−１】本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおける燃料圧力の時間変化の一例を示す説明図である。
【図５−２】本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおける浄化触媒へ流入する排ガスのＨＣ濃度と浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度とを示す説明図である。
【図５−３】本実施形態に係る停止時制御を実行したときにおいて、スタータモータのみによって内燃機関を回転させた場合の浄化触媒から流出する排ガスのＨＣ濃度を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の変形例に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る停止時制御を実行する機関ＥＣＵが備える処理部の構成を示す説明図である。
【図９】本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】内燃機関が発生するトルクと点火次期の遅角量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  内燃機関
２  燃料供給装置
３  内燃機関本体
４  弁装置
５  吸気経路
６  排気経路
７、７ａ  機関ＥＣＵ
２１  燃料噴射弁
２２  燃料タンク
２３  低圧燃料ポンプ
２４  高圧燃料ポンプ
２５  燃料分配管
２６  燃料供給配管
２９  燃料圧力センサ
３０  気筒
３１  シリンダブロック
３２  シリンダヘッド
３３  ピストン
３４  コネクティングロッド
３５  クランク軸
３６  点火プラグ
３７  吸気ポート
３８  排気ポート
３９  クランク角度センサ
４１  吸気弁
４２  排気弁
４３  吸気カムシャフト
４４  排気カムシャフト
４５  吸気弁タイミング変更機構
４６  吸気カムポジションセンサ
４８  排気カムポジションセンサ
５１  エアクリーナ
５２  エアフローメーター
５３  スロットル弁
５４  吸気通路
６１  浄化触媒（排ガス浄化触媒）
６２  排ガス通路
６５  冷却水温度センサ
７２、７２ａ  処理部
７３  記憶部
７４  制御条件判定部
７５  燃料圧力制御部
７６  浄化用空気量調整部
７７  停止時回転制御部
８１  イグニッションスイッチ
８２  二次空気供給ポンプ
８３  二次空気通路
８４  リリーフ弁
【図１】
2008309008.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４−１】
2008309008.tif 000006
【図４−２】
2008309008.tif 000007
【図４−３】
2008309008.tif 000008
【図５−１】
2008309008.tif 000009
【図５−２】
2008309008.tif 000010
【図５−３】
2008309008.tif 000011
【図６】
2008309008.tif 000012
【図７】
2008309008.tif 000013
【図８】
2008309008.tif 000014
【図９】
2008309008.tif 000015
【図１０】
2008309008.tif 000016
【図１１】
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