(57)【要約】【課題】燃料蒸気の発生を抑制するための燃圧制御を適正に実施し、ひいては内燃機関の始動性を向上させる。【解決手段】燃料供給系の構成として、燃料タンク２１内には燃料ポンプ２２が配設されており、該燃料ポンプ２２には燃料配管２３を介して燃料噴射弁１３が接続されている。燃料配管２３には、当該燃料配管２３と燃料タンク２１とを連結するバイパス配管２４が接続されており、そのバイパス配管２４の途中には燃圧制御弁２５が設けられている。燃料配管２３には、燃圧Ｐｆを検出するための圧力センサ２７が設けられている。ＥＣＵ３０は、エンジン停止中において燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を逐次推定し、該推定した燃料蒸気の発生状態に応じて燃料供給系における燃料圧力を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからの燃料を内燃機関のシリンダに供給するための燃料供給系で、内燃機関の停止中における燃料蒸気の発生状態を推定する燃料蒸気推定手段と、
前記燃料蒸気推定手段により推定された燃料蒸気の発生状態に応じて前記燃料供給系における燃料圧力を制御する燃料圧力制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止し、内燃機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する自動停止・自動始動機能を有する構成において、
内燃機関が自動停止された状態で燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を推定する燃料蒸気推定手段と、
前記燃料蒸気推定手段により推定された燃料蒸気の発生状態に応じて前記燃料供給系における燃料圧力を制御する燃料圧力制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧力制御手段は、前記燃料蒸気推定手段により前記燃料供給系で燃料蒸気が多く発生すると推定される程、前記燃料供給系の燃料圧力を上昇させる側に制御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制御装置。
【請求項４】
前記燃料圧力制御手段により燃圧制御された状態で内燃機関が始動される際において、該内燃機関の始動後、所定時間は当該燃料圧力制御手段による燃圧制御状態を継続することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の運転時において燃料圧力を機関運転時目標圧力に制御する手段を備え、内燃機関の始動後に前記燃料圧力制御手段により制御された燃料圧力を前記機関運転時目標圧力に変更する際、該機関運転時目標圧力に対して燃料圧力を徐変させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃料圧力制御手段は、内燃機関の停止中に、前記燃料蒸気推定手段により前記燃料供給系で燃料蒸気が発生すると推定された場合、内燃機関が自動的に停止された状態で通常設定される燃料圧力よりも燃料圧力を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、燃料供給系において燃料タンク内の燃料が燃料ポンプによりくみ上げられ、燃料配管内の燃料圧力（燃圧）が所定圧力に制御される。そして、該所定圧力の燃料が燃料噴射弁等により内燃機関の各気筒に噴射供給され、燃焼に供される。かかる構成において、内燃機関の停止中に燃料配管内で燃料蒸気（ベーパガス）が発生すると、内燃機関の始動性が低下する。そのため、機関停止中における燃料蒸気の発生防止技術が従来より提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、内燃機関の停止時において燃料配管内の燃料圧力を機関運転時よりも高圧で保持する機構を設けた構成としている。また、特許文献２では、イグニッションスイッチのオン時に冷却水温が所定温度以上であれば、燃料ポンプの作動時間を長くする構成としている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１は、内燃機関の停止後において機械的な構成によって一様に燃料圧力を高圧とするものであり、その高圧化が過剰となる又は不足することが考えられる。また、上記特許文献２は、内燃機関の始動時になってから燃料圧力の上昇を図るものであるため、始動初期において燃料蒸気の発生が十分に抑制できないという不都合が生じる。
【特許文献１】特許第２９０７９７６号公報
【特許文献２】特開平８−６１１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、燃料蒸気の発生を抑制するための燃圧制御を適正に実施し、ひいては内燃機関の始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、内燃機関の停止中において燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を推定し、該推定した燃料蒸気の発生状態に応じて燃料供給系における燃料圧力を制御する。この場合、内燃機関の停止中において、燃料蒸気の発生を抑えること対して過不足なく燃料供給系の燃料圧力を制御することが可能となる。その結果、燃料蒸気の発生を抑制するための燃圧制御を適正に実施し、ひいては内燃機関の始動性を向上させることができる。
【０００７】
また、自動停止・自動始動機能を有する内燃機関において、内燃機関の停止中に燃料蒸気が発生すると、再始動に悪影響が及ぶと考えられる。これに対し、請求項２に記載の発明では、内燃機関が自動停止された状態で燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を推定し、該推定した燃料蒸気の発生状態に応じて燃料供給系における燃料圧力を制御する。そのため、内燃機関の自動停止後の再始動時においても、燃料蒸気の発生を抑制するための燃圧制御を適正に実施し、ひいては内燃機関の始動性を向上させることができる。
【０００８】
ここで、請求項３に記載したように、燃料蒸気が多く発生すると推定される程、燃料供給系の燃料圧力を上昇させる側に制御すると良い。
【０００９】
燃料供給系の燃料配管等が高温燃料で満たされている状態で内燃機関を始動させる際、始動後しばらくは、燃料配管等に高温燃料が残っている。そのため、請求項４に記載したように、燃料圧力制御手段により燃圧制御された状態で内燃機関が始動される際において、該内燃機関の始動後、所定時間は当該燃料圧力制御手段による燃圧制御状態を継続すると良い。これにより、内燃機関の始動直後における燃料蒸気の発生も抑制できる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、内燃機関の始動後に前記燃料圧力制御手段により制御された燃料圧力を機関運転時目標圧力に変更する際、該機関運転時目標圧力に対して燃料圧力を徐変させる。これにより、燃料圧力の急変に伴う燃料噴射量の変化が抑制され、燃料量変化に伴う排気エミッションの悪化が抑制できる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、内燃機関の停止中において燃料供給系で燃料蒸気が発生すると推定された場合、内燃機関が自動的に停止された状態で通常設定される燃料圧力よりも燃料圧力を大きくする。
【００１２】
自動停止条件が成立したことによって内燃機関が自動的に停止され、その停止中に燃料蒸気が発生する状態では、通常設定される内燃機関停止時の燃料圧力よりも燃料圧力を大きく設定する。これにより、燃料蒸気の発生を抑制できる。従って、内燃機関始動時に燃料噴射弁から噴射される燃料に燃料蒸気が含まれることで燃料不足が発生し、始動性が悪化することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものであり、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。
【００１４】
図１は、本制御システムの概略を示す構成図である。図１において、エンジン１０には吸気管１１と排気管１２とが接続されており、吸気管１１には燃料噴射弁１３が配設されている。エンジン１０の運転時には、吸気管１１の上流より吸入される吸入空気と燃料噴射弁１３の噴射燃料とにより混合気が形成され、その混合気が燃焼室内にて燃焼に供される。そして燃焼後の排気が排気管１２より排出される。
【００１５】
一方、燃料供給系の構成として、燃料タンク２１内には燃料ポンプ２２が配設されており、該燃料ポンプ２２には燃料配管２３を介して燃料噴射弁１３が接続されている。この場合、燃料ポンプ２２の作動により燃料タンク２１内の燃料が汲み上げられ、燃料配管２３内の燃料圧力（燃圧Ｐｆ）が所定の高圧状態とされる。
【００１６】
また、燃料配管２３には、当該燃料配管２３と燃料タンク２１とを連結するバイパス配管２４が接続されており、そのバイパス配管２４の途中には燃圧制御弁２５が設けられている。燃圧制御弁２５は電磁ソレノイド部２６を有して構成されており、該電磁ソレノイド部２６への通電状態を制御することによりバイパス配管２４の流路面積が調節される。このとき、電磁ソレノイド部２６の通電により燃圧制御弁２５が閉鎖されると、バイパス配管２４を通じての燃料タンク２１への燃料排出が規制され、燃料配管２３内の燃圧が上昇する。また、電磁ソレノイド部２６がデューティ信号等に応じて通電されると、その都度の通電状態に応じて燃圧制御弁２５が開放され、それに伴う燃料排出分だけ燃料配管２３内の燃圧が下降する。このように燃圧制御弁２５の作動により燃圧が制御される。燃料配管２３には、燃圧Ｐｆを検出するための圧力センサ２７が設けられている。
【００１７】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを中心に構成され、該ＥＣＵ３０には、前記圧力センサ２７の検出信号が入力される他、負荷検出信号、回転角検出信号、水温検出信号、車速検出信号、ブレーキスイッチ信号等が入力される。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジンや車両の運転状態に基づいて燃料噴射量や点火時期等を制御する。また、ＥＣＵ３０は、その都度のエンジン運転状態等に基づいて目標燃圧を設定すると共に、実際の燃圧Ｐｆ（センサ検出燃圧）が目標燃圧となるよう燃圧制御弁２５による燃圧制御を実施する。
【００１８】
更に、ＥＣＵ３０は、燃費節減、排気エミッション低減及び低騒音化を目的としてアイドルストップ制御（エンジン自動停止・自動始動制御）を実施する。このアイドルストップ制御では、車速検出信号やブレーキスイッチ信号等によりエンジン１０の自動停止及び再始動が行われる。例えば、運転者が車両を停車させるべくブレーキペダルを踏み込み操作した時にエンジンが自動的に停止され、その後、運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を解除した時にエンジンが自動的に再始動されるようになっている。
【００１９】
次に、アイドルストップ制御によるエンジン停止時の燃圧制御手順について説明する。図２は、燃圧制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理はイグニッションスイッチを介してＥＣＵ３０に電源が供給されている状態で、当該ＥＣＵ３０により所定の時間周期で繰り返し実行される。
【００２０】
本処理が起動されると、先ずステップＳ１０１では、今現在、アイドルストップ制御によるエンジン停止中（アイドルストップ中）であるか否かを判別する。アイドルストップ中である場合にはステップＳ１０２に進み、圧力センサ２７により検出したその時々の燃圧Ｐｆが所定のしきい値ＫＰよりも大きいか否かを判別する。しきい値ＫＰは、エンジン運転中の目標燃圧よりも高圧側に設定されており、ステップＳ１０２により、アイドルストップ中の燃圧Ｐｆの上昇に伴う燃料蒸気の発生状態が推定される。
【００２１】
Ｐｆ≦ＫＰであればステップＳ１０３に進み、目標燃圧を所定値（例えば４ｋＰａ）とする。但しこのとき、エンジン運転状態等に応じて目標燃圧を可変設定することも可能である。また、Ｐｆ＞ＫＰであればステップＳ１０４に進み、目標燃圧を水温テーブルを参照して算出する。水温テーブルは、例えば図３の関係に基づいて設定されており、基本的にはエンジン水温が高いほど目標燃圧が高い値とされる。
【００２２】
一方、アイドルストップ状態が解除されエンジン１０が再始動されると、ステップＳ１０１からステップＳ１０５に進み、エンジン再始動後の経過時間ｔｍが所定時間Ｋｔ（例えば数ｓｅｃ程度の時間）に達する前であるかか否かを判別する。ｔｍ＜ＫｔであればステップＳ１０６に進み、目標燃圧を時間テーブルを参照して算出する。時間テーブルは、エンジン再始動後において暫くは燃圧Ｐｆをエンジン停止中の燃圧で維持し、その後エンジン運転時の目標圧力に対して徐変させるべく設定されており、圧力徐変に際しては毎回所定量ずつ目標燃圧が減じられる。また、ｔｍ≧ＫｔであればステップＳ１０７に進み、目標燃圧を所定値とする。このとき、エンジン運転状態等に応じて目標燃圧を可変設定しても良い。このステップＳ１０７の目標燃圧が「機関運転時目標圧力」に相当する。
【００２３】
ＥＣＵ３０は、上記の如く設定した目標燃圧に基づいて燃圧制御弁２５を作動し、燃圧Ｐｆを目標燃圧に制御する。
【００２４】
図４は、上記の如く実行される燃圧制御の流れをより具体的に示すタイムチャートである。図４において、タイミングｔ１〜ｔ３の期間はアイドルストップ制御によるエンジン停止期間である。図中、燃圧を表すチャート部分には実際の燃圧Ｐｆを実線で、目標燃圧を一点鎖線で図示しており、燃圧Ｐｆが目標燃圧に一致している状態では、実線のみを示している。
【００２５】
タイミングｔ１以前は、エンジン１０が通常運転され、燃料噴射も実施されている。この場合、燃圧Ｐｆは目標燃圧で保持されている。その後、タイミングｔ１でアイドルストップ制御により燃料噴射が停止される。
【００２６】
アイドルストップ後、暫くは燃圧Ｐｆが目標燃圧で保持されるが、燃料配管２３内での燃料蒸気（ベーパガス）の発生に伴い燃圧Ｐｆが上昇し始める。そして、タイミングｔ２では、燃圧Ｐｆがしきい値ＫＰに到達する。このとき、燃料蒸気の発生状態（ペーパ発生量）は例えばエンジン水温に応じて決まり、その燃料蒸気の発生を抑えるべく、目標燃圧が水温テーブルによる設定値に変更される。具体的には、水温が高いほど、目標燃圧が高圧側に設定される。
【００２７】
その後、タイミングｔ３では、再始動条件の成立に伴いスタータモータ等が駆動され、エンジン１０が再始動される。ｔ３以後、暫くは目標燃圧が前記水温テーブルによる設定値のまま保持される。つまり、エンジン再始動直後には、燃料配管２３内に高温燃料が残っているが、エンジン再始動直後において燃圧を高圧状態で保持することにより再始動後の燃料蒸気の発生が抑制される。その後、所定時間Ｋｔが経過するタイミングｔ４までは時間テーブルに則って目標燃圧が徐々に減じられる。これにより、燃圧の急変に伴う燃料噴射量の変化が抑制され、燃料量変化に伴う排気エミッションの悪化が抑制できる。タイミングｔ４以降、目標燃圧が所定値とされる。
【００２８】
以上詳述した本実施の形態によれば、アイドルストップ制御によるエンジン停止中において燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を逐次推定し、該推定した燃料蒸気の発生状態に応じて目標燃圧を変更するようにしたため、燃料蒸気の発生を抑えること対して過不足なく燃圧を制御することが可能となる。その結果、燃料蒸気の発生を抑制するための燃圧制御を適正に実施し、ひいてはエンジン１０の始動性を向上させることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００３０】
上記実施の形態では、アイドルストップ制御によるエンジン停止時の燃圧制御について説明したが、ＩＧキー操作等によるエンジン停止時において上記燃圧制御を適用する。すなわち、エンジン停止中（ＩＧスイッチ＝ＯＦＦの状態）において燃料供給系での燃料蒸気の発生状態を推定し、該推定した燃料蒸気の発生状態に応じて目標燃圧を変更する。これにより、前記同様、燃料蒸気の発生を抑えること対して過不足なく燃圧を制御することが可能となる。但しかかる場合には、少なくともエンジン水温（又は燃圧、燃温等）が所定レベルに低下するまではＩＧスイッチのＯＦＦ後もＥＣＵに対して電源を供給可能な構成とする。
【００３１】
上記実施の形態では、圧力センサ２７により検出した燃圧Ｐｆに基づいて燃料蒸気の発生状態を推定したが、これに代えて又は加えて、燃温、燃料性状（例えば燃料揮発性）、燃圧Ｐｆの変化率、エンジン停止後の経過時間等に基づいて燃料蒸気の発生状態を推定しても良い。
【００３２】
上記実施の形態では、エンジン停止中においてエンジン水温に応じて目標燃圧を設定したが、これに代えて、燃温や燃料性状（例えば燃料揮発性）等に基づいて目標燃圧を設定しても良い。
【００３３】
上記実施の形態では、エンジン再始動後において所定時間Ｋｔが経過するまでは燃圧を高圧状態で保持したが、これに代えて、例えばエンジン再始動後の総燃料噴射量が所定量になるまでの期間で燃圧を高圧状態で保持するようにしても良い。又は、所定時間Ｋｔを燃料噴射量の変化率等に応じて変更しても良い。
【００３４】
上記実施の形態では、バイパス配管２４に設けた燃圧制御弁２５により燃圧を制御したが、この構成に代えて、燃料ポンプの駆動状態に応じて燃圧を制御する構成としても良い。具体的には、燃料ポンプに内蔵されたモータの出力トルクを可変に制御することにより燃圧を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】燃圧制御処理を示すフローチャートである。
【図３】水温と目標燃圧との関係を示す図である。
【図４】燃圧制御の流れを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…エンジン、２１…燃料タンク、２２…燃料ポンプ、２３…燃料配管、３０…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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