(57)【要約】【課題】内燃機関の運転停止後における燃料噴射システムの条件変化に基づいて燃料噴射システムの燃料圧力を調整すること。【解決手段】ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過しているか否かを判定し、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過していると判定した場合には、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも低いか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも低いと判定した場合には、燃料リリーフ弁２４に対して駆動信号を送出して燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料をリターン管２３を介して燃料タンク２０へとリターンして、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力を、燃料噴射弁ＩＪからの燃料漏れが生じない圧力域まで低減させる。【選択図】　図１
2004108223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における燃料噴射システムの制御装置であって、
前記燃料噴射システムの温度を取得する温度取得手段と、
前記取得された燃料噴射システムの温度に基づいて、前記内燃機関の運転停止後、前記燃料噴射システムにベーパが発生しないよう前記燃料噴射システムの圧力を低減する圧力調整手段とを備える燃料噴射システムの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射システムの制御装置において、
前記温度取得手段は、前記燃料噴射システムにおいて容量の大きな部位における温度を検出する温度センサである燃料噴射システムの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射システムの制御装置はさらに、
前記内燃機関の運転停止後の経過時間を計時する経過時間計時手段を備え、
前記圧力調整手段は、燃料噴射システムの温度に加えて、前記経過時間を反映して前記燃料噴射システムの圧力を低減する燃料噴射システムの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射システムの制御装置において、
前記温度取得手段は、前記経過時間、内燃機関の冷却液温度および吸入空気温度をパラメータとして、前記燃料噴射システムの温度を算出する燃料噴射システムの制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料噴射システムの制御装置において、
前記圧力調整手段は、前記経過時間が第１の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第１の判定温度以上である場合に第１回目の圧力調整を実行して、前記燃料噴射システムの圧力を前記燃料噴射システムにベーパが発生しない第１の圧力まで低減し、さらに、前記経過時間が前記第１の判定時間よりも長い第２の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が前記第１の判定温度よりも低い第２の判定温度未満である場合に第２回目の圧力調整を実行して、前記燃料噴射システムの圧力を前記第１の圧力よりも低い第２の圧力まで低減させる燃料噴射システムの制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料噴射システムの制御装置において、
前記圧力制御手段は、前記経過時間が第３の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第３の判定温度未満である場合に、前記燃料噴射システムの圧力を所定圧力まで低減させる燃料噴射システムの制御装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の燃料噴射システムの制御装置において、
前記燃料噴射システムは、
燃料タンクと、
燃料噴射弁と、
前記燃料タンクおよび前記燃料噴射弁とを連通する燃料供給管と、
前記燃料供給管の圧力を調整する制御弁とを備え、
前記温度取得手段が取得する温度は、前記燃料噴射弁の温度であり、
前記圧力調整手段は、前記制御弁と前記制御弁を制御する制御器である燃料噴射システムの制御装置。
【請求項８】
内燃機関における燃料噴射システムであって、
燃料タンクと、
燃料噴射弁と、
前記燃料タンクおよび前記燃料噴射弁とを連通する燃料供給管と、
前記燃料供給管の圧力を調整する圧力調整弁と、
前記燃料噴射弁の温度を取得する温度取得手段と、
前記取得された燃料噴射弁の温度に基づいて、前記内燃機関の運転停止後に前記圧力調整弁を用いて前記燃料供給管内にベーパを発生させることなく前記燃料供給管の圧力を低減する圧力制御手段とを備える燃料噴射システム。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記燃料供給管は、複数の前記燃料噴射弁が接続されている燃料デリバリ管を有し、
前記温度取得手段は、前記燃料噴射弁に代えて前記燃料デリバリ管の温度を取得し、
前記圧力制御手段による前記燃料供給管の圧力の低減は、前記取得された燃料デリバリ管の温度に基づいた、前記燃料デリバリ管内にベーパを発生させることのない圧力の低減である燃料噴射システム。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の燃料噴射システムはさらに、
前記内燃機関の運転停止後の経過時間を計時する経過時間計時手段を備え、
前記圧力制御手段は、前記燃料噴射弁の温度に加えて、前記経過時間を反映して前記燃料供給管の圧力を調整する燃料噴射システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記圧力制御手段は、前記経過時間が第１の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第１の判定温度以上である場合に前記圧力調整弁を介して第１回目の圧力調整を実行して、前記燃料供給管の圧力を前記燃料供給管にベーパが発生しない第１の圧力まで低減し、さらに、前記経過時間が前記第１の判定時間よりも長い第２の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が前記第１の判定温度よりも低い第２の判定温度未満である場合に前記圧力調整弁を介して第２回目の圧力調整を実行して、前記燃料供給管の圧力を前記第１の圧力よりも低い第２の圧力まで低減させる燃料噴射システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記圧力制御手段は、前記経過時間が第３の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第３の判定温度未満である場合に前記圧力調整弁を介して、前記燃料供給管の圧力を所定圧力まで低減させる燃料噴射システム。
【請求項１３】
内燃機関における燃料噴射システムの制御装置であって、
前記燃料噴射システムの圧力を取得する圧力取得手段と、
前記取得された燃料噴射システムの圧力に基づいて、前記内燃機関の運転停止後、前記燃料噴射システムにベーパが発生しないよう前記燃料噴射システムの圧力を低減する圧力調整手段とを備える燃料噴射システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射システムにおける燃料圧力の調整技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関（エンジン）の運転停止時における燃料噴射システムの燃料圧力を調整して、インジェクタからの燃料漏れ、ベーパの発生を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−８９１７６号広報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンを制御する制御装置は、キーポジションがオフまたはロック位置に切り換えられるとその機能を停止してしまうため、特許文献１に記載の技術を始めとする従来の技術では、エンジンの運転停止時における燃料噴射システムの燃料圧力の調整は、エンジンの運転停止時に完了しなければならなかった。一般的に、エンジン停止時における燃料圧力の上昇（変動）は、エンジン停止（車両停止）に伴い、冷却のための走行風をエンジンルームに導入することができず、エンジンルーム内の温度が上昇することに起因する。
【０００５】
エンジンルーム内の温度上昇の態様は、外気温度（季節）、エンジン停止前の走行状態によって異なる態様を見せるため、単にエンジンの運転停止時における諸条件を用いた予測に基づく燃料圧力では適切でないことがある。したがって、従来のエンジンの運転停止時における燃料噴射システムの燃料圧力の調整によっては、必ずしも適切な燃料圧力の調整が行われているとは言えなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の運転停止後における燃料噴射システムの条件変化に基づいて燃料噴射システムの燃料圧力を調整することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、内燃機関における燃料噴射システムの制御装置を提供する。本発明に第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置は、前記燃料噴射システムの温度を取得する温度取得手段と、前記取得された燃料噴射システムの温度に基づいて、前記内燃機関の運転停止後、前記燃料噴射システムにベーパが発生しないよう前記燃料噴射システムの圧力を低減する圧力調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置によれば、取得された燃料噴射システムの温度に基づいて、内燃機関の運転停止後、燃料噴射システムにベーパが発生しないよう燃料噴射システムの圧力を低減するので、内燃機関の運転停止後における燃料噴射システムの条件変化、すなわち、温度変化に基づいて燃料噴射システムの燃料圧力を調整することができる。また、燃料噴射システムの温度は、燃料噴射システムにベーパが発生するか否かを判定するために適切なパラメータであるから、燃料噴射システムにベーパが発生しないよう、より適切に燃料噴射システムの圧力を低減することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置において、前記温度取得手段は、前記燃料噴射システムにおいて容量の大きな部位における温度を検出する温度センサであっても良い。燃料噴射システムにおいては容量の大きな部位にてベーパが発生しやすいので、かかる部位の温度を用いることにより燃料噴射システムにおけるベーパの発生を防止することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置はさらに、前記内燃機関の運転停止後の経過時間を計時する経過時間計時手段を備え、前記圧力調整手段は、燃料噴射システムの温度に加えて、前記経過時間を反映して前記燃料噴射システムの圧力を低減しても良い。かかる場合には、経験値的な判断要素としての経過時間を用いることにより、燃料噴射システムの燃圧変化を間接的に考慮することができる。したがって、燃料噴射システムの燃料圧力の調整をより高い精度にて実行することができる。
【００１１】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置において、前記温度取得手段は、前記経過時間、内燃機関の冷却液温度および吸入空気温度をパラメータとして、前記燃料噴射システムの温度を算出しても良い。かかる場合には、燃料温度を検出するための検出手段を追加することなく燃料噴射システムの温度を取得することができる。
【００１２】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置において、前記圧力調整手段は、前記経過時間が第１の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第１の判定温度以上である場合に第１回目の圧力調整を実行して、前記燃料噴射システムの圧力を前記燃料噴射システムにベーパが発生しない第１の圧力まで低減し、さらに、前記経過時間が前記第１の判定時間よりも長い第２の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が前記第１の判定温度よりも低い第２の判定温度未満である場合に第２回目の圧力調整を実行して、前記燃料噴射システムの圧力を前記第１の圧力よりも低い第２の圧力まで低減させても良い。
【００１３】
かかる場合には、第１回目と第２回目の圧力調整の間に実行される短期間における内燃機関の再始動に際して、第２の圧力よりも高い第１の圧力から要求される圧力まで燃料圧力を昇圧することができるので、燃圧を迅速に上昇させることが可能となり、短期間における内燃機関の再始動性を向上することができる。また、第１回目の圧力調整により燃料噴射システムからの燃料漏れを防止することができると共にベーパ発生を防止してベーパに起因する内燃機関の始動困難性を解消することができる。ここで、第１の圧力とは、例えば、燃料噴射システムからの燃料漏れを防止すると共に、次回の内燃機関の始動性を損なわない圧力であっても良い。
【００１４】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置において、前記圧力制御手段は、前記経過時間が第３の判定時間以上であると共に、前記取得された温度が第３の判定温度未満である場合に、前記燃料噴射システムの圧力を所定圧力まで低減させても良い。かかる場合には、経験値的な判定値である経過時間と動的な判定値である燃料噴射システムの温度を用いることによって精度の高い燃料圧力の調整を実行することができる。ここで、所定の圧力とは、例えば、燃料噴射システムからの燃料漏れを防止すると共に、次回の内燃機関の始動性を損なわない圧力であっても良い。
【００１５】
本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置において、前記燃料噴射システムは、
燃料タンクと、燃料噴射弁と、前記燃料タンクおよび前記燃料噴射弁とを連通する燃料供給管と、前記燃料供給管の圧力を調整する制御弁とを備え、
前記温度取得手段が取得する温度は、前記燃料噴射弁の温度であり、前記圧力調整手段は、前記制御弁と前記制御弁を制御する制御器であっても良い。かかる場合には、燃料噴射弁からの燃料漏れが抑制され内燃機関の再始動時に排出される冷間ＨＣ量を低減することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様は、内燃機関における燃料噴射システムを提供する。本発明の第２の態様に係る燃料噴射システムは、燃料タンクと、燃料噴射弁と、前記燃料タンクおよび前記燃料噴射弁とを連通する燃料供給管と、前記燃料供給管の圧力を調整する圧力調整弁と、前記燃料噴射弁の温度を取得する温度取得手段と、前記取得された燃料噴射弁の温度に基づいて、前記内燃機関の運転停止後に前記圧力調整弁を用いて前記燃料供給管内にベーパを発生させることなく前記燃料供給管の圧力を低減する圧力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る燃料噴射システムによれば、本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置と同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第２の態様に係る燃料噴射システムは、本発明の第１の態様に係る燃料噴射システムの制御装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
【００１８】
本発明の第３の態様は内燃機関における燃料噴射システムの制御装置を提供する。本発明の第３の態様に係る内燃機関における燃料噴射システムの制御装置は、前記燃料噴射システムの圧力を取得する圧力取得手段と、前記取得された燃料噴射システムの圧力に基づいて、前記内燃機関の運転停止後、前記燃料噴射システムにベーパが発生しないよう前記燃料噴射システムの圧力を低減する圧力調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第３の態様に係る燃料噴射システムの制御装置によれば、取得された燃料噴射システムの圧力に基づいて、内燃機関の運転停止後、燃料噴射システムにベーパが発生しないよう燃料噴射システムの圧力を低減するので、内燃機関の運転停止後における燃料噴射システムの条件変化、すなわち、圧力変化に基づいて燃料噴射システムの燃料圧力を調整することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ実施例に基づいて、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムについて説明する。
【００２１】
・第１の実施例：
図１を参照して以下の実施例において共通して適用され得る燃料噴射システムを備える内燃機関について説明する。図１は本実施例に係る燃料噴射システムを備える内燃機関の概略構成を示す説明図である。
【００２２】
本実施例に用いられる内燃機関１０は、シリンダブロック１１に区画形成されたシリンダ１２内（燃焼室）に直接燃料が噴射供給される筒内噴射式内燃機関であり、爆発燃焼によりシリンダ１２内を往復動するピストン（図示しない）を介して駆動力を出力する。シリンダブロック１１の上面を塞ぐように配置されるシリンダヘッド（図示しない）は、各シリンダ１２毎に図示しない吸気ポートおよび排気ポートを有している。シリンダブロック１１には内燃機関の冷却液温度を検出する冷却液温度センサ５０が備えられている。
【００２３】
各吸気ポートには、吸気管１７の分岐端が連結され、各排気ポートには、排気管（排気マニホールド）１８の分岐端が連結されている。吸気管１７の先端には吸入空気を濾過するためのエアクリーナ１７１が配置されている。吸気管１７の途中には、燃焼室への流入吸気量を制御する吸気制御バルブ１９が配置されている。吸気制御バルブ１９は、アクセルペダルと機械的に連結されていない、いわゆるドライブ・バイ・ワイヤ方式のリンクレスバルブであり、アクセルペダルの踏み込み量に応じてアクチュエータ１９１によって駆動される電子制御式バルブである。吸気制御バルブ１９とエアクリーナ１７１との間には、吸入空気温度を検出する吸入空気温度センサ５１が配置されている。
【００２４】
シリンダヘッドには、各シリンダ１２に対応する位置に点火プラグ３０が配置されている。各点火プラグ３０はイグナイタ（図示せず）を介してエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０によって点火時期が制御される。
【００２５】
次に、燃料噴射システムについて詳細に説明する。燃料噴射弁ＩＪは、本実施例における燃料噴射システムでは、燃料タンク２０内の燃料は、燃料タンク２０内に配置されている燃料ポンプ２１、燃料供給管２２、燃料供給管２２の途中に配置されている高圧燃料ポンプＨＰを介して燃料デリバリパイプＦＤの上流側に供給される。燃料ポンプ２１によって燃料タンク２０から吸い上げられた燃料は、高圧燃料ポンプＨＰによって約８〜１３ＭＰａ程度まで昇圧され、燃料デリバリパイプＦＤ内に保有される。
【００２６】
燃料デリバリパイプＦＤには、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を検出するための燃圧センサ５２が備えられている。また、燃料デリバリパイプＦＤには、各シリンダ１２毎にシリンダヘッドの周縁部であって吸気ポートの近傍に配置された燃料噴射弁ＩＪが複数個接続されている。本実施例において用いられる燃料噴射弁ＩＪは、内蔵されているアクチュエータ（図示しない）によって開弁される高圧燃料の噴霧が可能な高圧インジェクタである。
【００２７】
燃料デリバリパイプＦＤの下流側には、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を所定圧力に保つために燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料を燃料タンク２０へとリターンするためのリターン管２３が接続されている。リターン管２３には、リターン管２３を連通または非連通状態のいずれかの状態に切り換えるための燃料リリーフ弁２４が配置されている。ＥＣＵ４０は、燃圧センサ５２からの検出信号に基づいて燃料リリーフ弁２４のアクチュエータに対してパルス駆動信号を送出して燃料リリーフ弁２４の開弁期間を制御し、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料を燃料タンク２０へ戻すことで、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を調整する。
【００２８】
本実施例に係る筒内噴射式内燃機関１０は、図１に示すＥＣＵ４０によって制御されている。本実施例において、少なくともＥＣＵ４０および燃料リリーフ弁２４は、内燃機関１０の停止後（イグニッションキーがオフ位置またはロック位置に切り換えられた後）も所定期間は通電され、動作可能な状態に維持される。ＥＣＵ４０には、内燃機関１０の冷却液温度を検出する冷却液温度センサ５０、吸入空気温度を検出する吸入空気温度センサ５１、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を検出する燃圧センサ５２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ、車両速度を検出する車速センサ、機関回転数を検出するクランクポジションセンサといった内燃機関１０の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。ＥＣＵ４０には、燃料噴射弁ＩＪ、アクチュエータ１９１を介して吸気制御バルブ１９、燃料リリーフ弁２４、点火プラグ３０が接続されている。
【００２９】
次に、上記構成を備える内燃機関１０の一般的な動作について簡単に説明する。イグニッションキーがオン位置を介して始動位置に切り換えられると、エンジンＥＣＵ４０は、始動時の混合比がシリンダ１２内にて形成されるようインジェクタＩＪを介してシリンダ１２内に燃料を噴射させると共に、イグナイタを介して点火プラグ３０を点火させて爆発燃焼を開始させる。吸気制御バルブ１９の始動時ポジションは、ある程度の吸入空気の流動を許可する開度であり、全閉状態は取らない。
【００３０】
エンジンＥＣＵ４０は、クランクポジションセンサ等を介してエンジン１０の始動を検出すると、主としてアクセルポジションセンサおよびクランクポジションセンサからの出力データに基づいて、インジェクタＩＪからの燃料噴射量ならびに噴射時期を決定し、インジェクタＩＪの開弁時間ならびに開弁時期を制御する。
【００３１】
次に図２〜図５を参照して、第１の実施例における、内燃機関１０の運転停止後に実行される燃料噴射システムにおける燃圧調整について説明する。図２は燃料デリバリパイプ圧力および内燃機関停止後の経過時間と燃料デリバリパイプ温度および内燃機関停止後の経過時間との相関関係を示す説明図である。図３は燃料デリバリパイプＦＤの推定温度Ｔｈｄを算出するためのフローチャートである。図４は第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後に実行される燃圧調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図５は第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理によって得られる燃料デリバリパイプＦＤの燃圧特性を示す説明図である。図６は第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理を実行した場合と燃圧調整を実行しない場合の燃料リーク量の対比を示す説明図である。
【００３２】
本実施例では、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を管理（監視）するに当たって、燃料デリバリパイプＦＤの温度を用いる。燃料デリバリパイプＦＤには燃圧センサ５２が備えられているので、燃圧センサ５２の検出値を用いて燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を管理すれば良いように思える。しかしながら、燃圧センサ５２を用いた単なる燃料圧力の管理は可能であっても、燃圧センサ５２を用いたベーパを発生させることのない燃料圧力の管理は困難である。一般的にベーパの発生は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄと燃料デリバリパイプ圧力Ｐの２つのパラメータに依存する。燃料噴射システムにおいては燃料圧力を所定圧力に維持することは可能であっても燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを所定温度に維持することはできない。したがって、燃料デリバリパイプ圧力Ｐをベーパ発生の判断パラメータとして用いる場合には、成り行きで変化する温度の影響によって正確なベーパ発生の有無を判断することができない。これに対して、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄをベーパ発生の判断パラメータとして用いる場合には、燃料圧力は実質的に一定値に維持されているのでベーパ発生の有無を正確に判断することができる。そこで、本実施例では、デリバリパイプＦＤの温度を燃料デリバリパイプＦＤ内の圧力を管理するパラメータとして用いる。
【００３３】
内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆに対する燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力の成り行きの変化特性（ＰＣ）と経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆに対する燃料デリバリパイプＦＤの温度Ｔｈｄの成り行きの変化特性（ＴＣ）との間には図２に示す相関関係がある。すなわち、燃圧調整を実行しない場合、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆに対する燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力のピークと燃料デリバリパイプＦＤの温度Ｔｈｄのピークとは、ほぼ一致しており、また、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆに対する燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力の低下時期と燃料デリバリパイプＦＤの温度Ｔｈｄの低下時期ともほぼ重なっている。
【００３４】
上述のように、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄは、ベーパを発生させることなく燃料圧力を調整するための判定パラメータとして有用であるが、燃料噴射弁ＩＪの油密の程度には製品公差が存在するため、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄ（燃料温度）と燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力には精度の良い相関関係が存在しないことがある。
【００３５】
そこで、本実施例では、一般的な圧力低下の判断指標として経験値的に得られる経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆを用いると共に、個別的なエンジンルーム内の条件の判断指標として燃料デリバリパイプＦＤの温度を用いて燃料噴射システムにおける燃料圧力を調整する。具体的には、成り行き時に燃料圧力を低下させても燃料デリバリパイプＦＤ内にベーパの発生しない燃料デリバリパイプ温度Ｔｈ１、成り行き時に燃料圧力を低下させても燃料デリバリパイプＦＤ内にベーパの発生しない燃料デリバリパイプ温度Ｔｈ１および燃料デリバリパイプ圧力Ｐ１の双方を満たす経過時間Ｔｉｍｅ１を判定値として用いる。
【００３６】
図３および図４を参照して内燃機関１０の運転停止後に実行される燃圧調整処理について説明する。ＥＣＵ４０は、例えば、内燃機関１０の運転停止後、５分ごとに以下の処理ルーチンを実行する。先ず、ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを算出するための演算処理を実行する。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、内燃機関の冷却液温度Ｔｈｃ、吸入空気温度Ｔｈａを各センサ５０、５１から読み込む（ステップＳ１００）。ＥＣＵ４０は、時間経過に伴う各部位の温度降下を考慮するために内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、現時点での内燃機関１０の温度を取得するために内燃機関の冷却液温度Ｔｈｃ、エンジンルーム内の雰囲気温度を取得するために吸入空気温度Ｔｈａをパラメータとして用い、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを算出して（ステップＳ１１０）、本処理ルーチンを終了する。
【００３７】
ＥＣＵ４０は、続いて燃料デリバリパイプＦＤの燃圧調整処理を実行する。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆを読み込み（ステップＳ２００）、減圧済フラグがＯＦＦされているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ＥＣＵ４０は、減圧済フラグがＯＦＦされていないと判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、既に燃圧調整（減圧処理）が実行されているので、重複した燃圧調整を回避するために本処理ルーチンを終了する。
【００３８】
ＥＣＵ４０は、減圧済フラグがＯＦＦされていると判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過していないと判定した場合には（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。かかる場合には、燃料デリバリパイプＦＤの燃圧が、ベーパを発生させることなく圧力低減可能な燃圧Ｐ１まで低下しておらず、また、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄがベーパを発生させることなく圧力低減可能な温度Ｔｈ１まで低下していないからである。
【００３９】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過していると判定した場合には（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、先に求めた推定の燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも高いと判定した場合には（ステップＳ２３０：Ｎｏ）、燃料圧力の低減を実行せずに本処理ルーチンを終了する。即ち、かかる条件下では、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力を低減すると燃料デリバリパイプＦＤ内にベーパが発生し、再始動性を低下させ得るので燃料圧力の低減を実行しない。
【００４０】
ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも低いと判定した場合には（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）、燃料リリーフ弁２４に対して駆動信号を送出して燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料をリターン管２３を介して燃料タンク２０へとリターンする（ステップＳ２４０）。この結果、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力は、燃料噴射弁ＩＪからの燃料漏れが生じない圧力域、例えば、大気圧にまで低減される。その後、ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力の低減処理を実行したことを示す減圧済フラグをＯＮして（ステップＳ２５０）、本処理ルーチンを終了する。
【００４１】
以上説明したように、第１の実施例に係る燃料噴射システムによれば、内燃機関の運転停止後に、内燃機関停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを用いて、燃料デリバリパイプＦＤの燃圧調整を実行することができる。したがって、図５に燃圧調整を行わない場合の特性線Ｃ０に対して一点鎖線の特性線Ｃ１として示すように、燃料デリバリパイプＦＤにおいてベーパが発生しないタイミングにて燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力を大気圧にまで低減することができる。この結果、燃圧調整を行わない場合と比較して、図６に示すように燃料噴射弁からの燃料漏れ（リーク）を低減することができる。
【００４２】
また、本実施例では、内燃機関停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを用いて内燃機関１０の運転停止後に動的に燃料圧力の調整を実行することができるので、従来は対応することが不可能であった、内燃機関１０の運転停止後における諸条件（エンジンルーム内温度の変化、内燃機関１０の冷却状態）を考慮して、より適切にベーパを発生させることのない燃料圧力の低減処理を実行することができる。
【００４３】
燃料噴射弁からの燃料漏れ（リーク）を低減させることにより、次回内燃機関始動時における冷間ＨＣの排出量を低減させることができる。特に、本実施例における内燃機関１０のように、シリンダ１２内に燃料が直接噴霧される内燃機関においては、燃料噴射弁から漏れ出た燃料はシリンダ１２内にそのまま残留し冷間ＨＣとして排出されてしまうので、本実施例による燃料噴射弁からの燃料漏れ（リーク）の低減は冷間ＨＣの低減に大きな意味を持つ。
【００４４】
また、本実施例では、燃料デリバリパイプＦＤにおけるベーパの発生を防止することができるので、次回内燃機関始動時に、ベーパに起因する燃料噴射量の相違に起因する空燃比のリーン化を防止して、始動性を向上させることができる。
【００４５】
・第２の実施例：
次に図１、図３、図７〜図９を参照して、第２の実施例において実行される内燃機関１０の運転停止後に実行される燃料噴射システムにおける燃圧調整について説明する。図７は第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後に実行される燃圧調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図８は第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理によって得られる燃料デリバリパイプＦＤの燃圧特性を示す説明図である。図９は第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理を実行した場合と燃圧調整を実行しない場合の燃料リーク量の対比を示す説明図である。
【００４６】
第２の実施例は、燃料噴射システムにおける燃料圧力調整を２段階に分けて実行して、燃料噴射弁ＩＪからの燃料漏れと短時間における内燃機関１０の再始動性を向上させる。なお、本実施例が適用され得る燃料噴射システムの構成は第１の実施例における構成と同様であるから同一の符号を付して構成に関する説明は省略する。また、判定時間Ｔｉｍｅ１および判定温度Ｔｈ１は、第１の実施例において用られている意味と同一の意味を表すために用いられている。
【００４７】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆを読み込み（ステップＳ３００）、減圧済フラグがＯＦＦされているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ＥＣＵ４０は、減圧済フラグがＯＦＦされていないと判定した場合には（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、既に燃圧調整（減圧処理）が実行されているので、重複した燃圧調整を回避するために本処理ルーチンを終了する。
【００４８】
ＥＣＵ４０は、減圧済フラグがＯＦＦされていると判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ２を経過しているか否かを判定する（ステップＳ３２０）。判定時間Ｔｉｍｅ２は判定時間Ｔｉｍｅ１よりも短い時間である。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ２を経過していないと判定した場合には（ステップＳ３２０：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。かかる場合には、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆは、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが漸次低下していく経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ領域の開始ポイントとなる経過時間であるＴｉｍｅ２になく、燃圧低減処理を実行すれば、ベーパが発生し、再始動性を低下させるおそれがあるからである。
【００４９】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ２を経過していると判定した場合には（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）、先に求めた推定の燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ２よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３３０）。判定温度Ｔｈ２は判定温度Ｔｈ１よりも高い温度である。ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ２よりも低いと判定した場合には（ステップＳ３３０：Ｎｏ）、第１段目の燃料圧力の低減を実行せずに本処理ルーチンを終了する。すなわち、かかる条件では、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄは、ベーパの発生防止のために段階的な燃料圧力の低減処理を必要としない温度領域にあるので、第１段目の燃料圧力の低減処理をスキップして、後述する第２段目の燃料圧力の低減処理が実行される。
【００５０】
ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ２よりも高いと判定した場合には（ステップＳ３３０：Ｙｅｓ）、燃料リリーフ弁２４に対して所定時間駆動信号を送出して、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料をリターン管２３を介して燃料タンク２０へとリターンする（ステップＳ３４０）。すなわち、第１段目の燃料圧力の低減処理が実行される。この結果、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力は、燃料噴射弁ＩＪからの燃料リークが発生しない程度の所定圧力まで低減される。第１回目の燃料圧力の低減処理では、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力は、燃料噴射弁ＩＪからの燃料リークが発生しない所定圧力まで低減されるが、例えば、大気圧相当の圧力までは低減されないので、内燃機関１０の再始動時には、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃圧を素早く要求される燃圧まで昇圧させることができる。したがって、内燃機関１０の運転停止後、短期間における再始動性を向上させることができる。
【００５１】
ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力の低減処理を実行したことを示す減圧済フラグをＯＮして（ステップＳ３５０）、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過しているか否かを判定する（ステップＳ３６０）。ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過していないと判定した場合には（ステップＳ３６０：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。かかる場合には、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが更なる減圧を実行しても燃料デリバリパイプＦＤ内にベーパを発生させることのない判定温度Ｔｈ１まで低下していないからである。
【００５２】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆが判定時間Ｔｉｍｅ１を経過していると判定した場合には（ステップＳ３６０：Ｙｅｓ）、先に求めた推定の燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３７０）。ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも高いと判定した場合には（ステップＳ３７０：Ｎｏ）、第２段目の燃料圧力の低減を実行せずに本処理ルーチンを終了する。経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆに基づく燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄは判定温度Ｔｈ１よりも低いはずであるが、外乱要素によって現実の燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄは判定温度Ｔｈ１よりも高く、ベーパが発生し得る温度領域にあるので、第２段目の燃料圧力の低減処理を実行しない。
【００５３】
ＥＣＵ４０は、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄが判定温度Ｔｈ１よりも低いと判定した場合には（ステップＳ３７０：Ｙｅｓ）、燃料リリーフ弁２４に対して駆動信号を送出して、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料をリターン管２３を介して燃料タンク２０へとリターンして（ステップＳ３８０）、本処理ルーチンを終了する。すなわち、第２段目の燃料圧力の低減処理が実行される。この結果、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力は、例えば、大気圧程度まで更に低減される。第１段目の燃料圧力の低減処理では、燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力は、短期の再始動性に影響を与えない程度までしか低減されなかったが、第２段目の燃料圧力の低減処理では、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃圧を完全に抜いてしまう。
【００５４】
以上説明したように、第２の実施例に係る燃料噴射システムによれば、内燃機関の運転停止後に、内燃機関停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、燃料デリバリパイプ温度Ｔｈｄを用いて、燃料デリバリパイプＦＤの燃圧調整を２段階にわたって実行することができる。したがって、図８に燃圧調整を行わない場合の特性線Ｃ０に対して破線の特性線Ｃ２として示すように、第１段階では燃料噴射弁からの燃料漏れ（リーク）を抑制可能であると共に燃料デリバリパイプＦＤにおいてベーパが発生しない燃料圧力まで燃料デリバリパイプＦＤの燃圧を低減し、さらに、第２段階では燃料デリバリパイプＦＤの燃料圧力を大気圧にまで低減することができる。この結果、燃圧調整を行わない場合と比較して、燃料噴射弁からの燃料漏れ（リーク）を図９に示すように低減することができる。本実施例では、第１の実施例における１回の燃料圧力の低減処理実行時よりも燃料リーク量を低減することができる。
【００５５】
また、本実施例では、第１段階において燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力を、燃料噴射弁ＩＪからの燃料漏れ（リーク）を抑制可能であると共に燃料デリバリパイプＦＤにおいてベーパが発生しない燃料圧力まで低減するに止めているので、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃圧を迅速に要求燃圧まで昇圧することが可能となり、ベーパ発生の抑制と相まって短期間における内燃機関１０の始動性を向上させることができる。すなわち、燃料噴射弁ＩＪからの燃料リークの抑制と内燃機関の再始動性の向上の双方を満足させることができる。
【００５６】
以上、いくつかの実施例に基づき本発明に係る内燃機関における燃料噴射システムおよび燃料噴射システムの制御装置について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００５７】
上記各実施例では、燃料デリバリパイプＦＤの温度をエンジン停止後の経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ、エンジン水温Ｔｈｃ、吸入空気温度Ｔｈａを用いて算出しているが、燃料デリバリパイプＦＤに温度センサを設けても良い。燃料デリバリパイプＦＤは、シリンダブロック１１の近傍に配置され、高温下に曝されると共に、燃料タンク２０を除いて燃料噴射システムにおいて最も大きな容積（容量）を有し、燃圧低下によるベーパが発生し易い箇所だからである。
【００５８】
また、上記各実施例では、シリンダ１２内に燃料が直接噴射される筒内噴射エンジンを用いて説明したが、本発明は、この他にも、吸気ポートへ燃料が噴射されるポート噴射エンジンに対しても適用可能であることはいうまでもない。
【００５９】
さらに、上記各実施例では、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力の調整に際して、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆおよび燃料デリバリパイプ温度ＦＤの双方を用いているが、燃料デリバリパイプ温度ＦＤのみを用いても良い。上述の通り、燃料圧力と燃料温度との間には、燃料噴射弁ＩＪの製品公差に起因する油密誤差により正確な相関関係はないものの、経過時間に対して近似した変化特性が存在する。したがって、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆおよび燃料デリバリパイプ温度ＦＤを用いた場合と比較すれば細かな燃料圧力調整に向かないものの、燃料圧力調整そのものについては、実行可能である。
【００６０】
また、上記各実施例では、燃料デリバリパイプＦＤ内の燃料圧力の調整に際して、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆおよび燃料デリバリパイプ温度ＦＤを用いているが、燃料デリバリパイプ温度ＦＤに代えて燃料デリバリパイプＦＤに備えられている燃圧センサ５２から得られる燃圧を経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆと共にあるいは単独で燃料圧力調整のパラメータとして用いても良い。すなわち、経過時間Ｔｉｍｅ＿ｏｆｆおよび燃料デリバリパイプ温度ＦＤを用いた場合と比較すれば細かな燃料圧力調整に向かないものの、内燃機関１０の運転停止後に燃料噴射システムの燃料圧力調整を実行する点においては、いかなるパラメータを用いて燃料圧力調整を実行するかは任意だからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る燃料噴射システムを備える内燃機関の概略構成を示す説明図である。
【図２】燃料デリバリパイプ圧力および内燃機関停止後の経過時間と燃料デリバリパイプ温度および内燃機関停止後の経過時間との相関関係を示す説明図である。
【図３】燃料デリバリパイプＦＤの推定温度Ｔｈｄを算出するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後に実行される燃圧調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理によって得られる燃料デリバリパイプＦＤの燃圧特性を示す説明図である。
【図６】第１の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理を実行した場合と燃圧調整を実行しない場合の燃料リーク量の対比を示す説明図である。
【図７】第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後に実行される燃圧調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理によって得られる燃料デリバリパイプＦＤの燃圧特性を示す説明図である。
【図９】第２の実施例における内燃機関１０の運転停止後の燃圧調整処理を実行した場合と燃圧調整を実行しない場合の燃料リーク量の対比を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…筒内噴射式内燃機関
１１…シリンダブロック
１２…シリンダ
１７…吸気管
１７１…エアクリーナ
１８…排気管
１９…吸気制御バルブ
１９１…アクチュエータ
２０…燃料タンク
２１…燃料ポンプ
２２…燃料供給管
２３…燃料リターン管
２４…燃料リリーフ弁
３０…点火プラグ
４０…エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
５０…冷却液センサ
５１…吸入空気温度センサ
５２…燃圧センサ
２１２ａ、２１３ａ…被駆動部
２１４…駆動部
２１５…支持軸
３０…点火プラグ
ＩＪ…燃料噴射弁（インジェクタ）
ＦＤ…燃料デリバリパイプ
ＨＰ…高圧燃料ポンプ
【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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