(57)【要約】【課題】本発明は、蓄圧式燃料噴射制御装置を有する内燃機関において、機関停止時の燃料噴射弁からの燃料の漏出を抑制するとともに、内燃機関の再始動時の蓄圧室内の圧力を燃料噴射に適した圧力に速やかに回復させ、良好な内燃機関の始動を図る。【解決手段】内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁２と、燃料噴射弁２に供給される燃料を加圧状態で貯留する蓄圧室３と、内燃機関の燃料タンク１から蓄圧室３に燃料を圧送する燃料圧送手段４と、内燃機関の運転状態に基づいて、蓄圧室３に貯留されている燃料を蓄圧室３外へ吐出する燃料開放弁６と、内燃機関が機関停止したときに、燃料開放弁６によって蓄圧室に貯留されている燃料を蓄圧室３外に吐出するとともに、燃料圧送手段４によって燃料タンク１内の燃料を蓄圧室３に圧送する機関停止時燃料圧送制御手段と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において、燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧状態で貯留する蓄圧室と、
前記内燃機関の燃料タンクから前記蓄圧室に燃料を圧送する燃料圧送手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、該蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外へ吐出する燃料開放弁と、
前記内燃機関が機関停止したときに、前記燃料開放弁によって前記蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外に吐出するとともに、前記燃料圧送手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する機関停止時燃料圧送制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が機関停止したときに前記蓄圧室に貯留されている燃料の温度を推定又は検出する貯留燃料温度推定手段を更に備え、
前記貯留燃料温度推定手段によって推定または検出された燃料の温度に基づいて、前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する燃料量を決定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制御装置。
【請求項３】
前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記蓄圧室に圧送される前記燃料タンク内の燃料の温度を推定又は検出する圧送燃料温度検出手段を更に備え、
更に前記圧送燃料温度検出手段によって推定又は検出された燃料の温度に基づいて、前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する燃料量を決定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記圧送燃料温度検出手段は、前記内燃機関の冷却水温度、前記内燃機関の吸気系に吸入される吸気の温度の何れかに基づいて前記蓄圧室に圧送される前記内燃機関の燃料タンク内の燃料の温度を推定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料圧送手段は、燃料を低圧力で圧送する低圧ポンプと燃料を高圧力で圧送する高圧ポンプとで構成され、
前記内燃機関が機関停止したときに、前記機関停止時燃料圧送制御手段は、前記燃料開放弁によって前記蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外に吐出するとともに、前記高圧ポンプの駆動を停止し、且つ前記低圧ポンプの駆動のみによって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式の内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄圧室（デリバリパイプ）に高圧の燃料を貯留し、この蓄圧室から内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に燃料を分配する、いわゆる蓄圧式燃料噴射制御装置が知られている。蓄圧式燃料噴射制御装置では、常に蓄圧室に高圧の燃料を貯留しているため、機関の回転数にかかわらず燃料噴射圧を高く設定することができ、特に気筒内に直接燃料の噴射を行う内燃機関においては有用である。
【０００３】
しかし、内燃機関の機関駆動時には燃料タンクから蓄圧室、燃料噴射弁への燃料の流れが存在するため問題とはならないが、内燃機関が機関停止すると、蓄圧室内に高圧の状態で燃料が貯留され、該燃料が内燃機関の有する熱を吸収して膨張する。その結果、蓄圧室内の燃料が燃料噴射弁より筒内や吸気通路内に漏れ出して、内燃機関の再始動時において、漏れ出した燃料によってエミッションが悪化する虞がある。
【０００４】
そこで、内燃機関の機関停止時に、蓄圧室内の圧力を低減するリリーフ弁を開放することで、蓄圧室内の燃料を蓄圧室外へ吐出して蓄圧室内の圧力を所定の圧力まで低減させ、以て燃料噴射弁から気筒内や吸気通路内へ漏れ出すのを回避する技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平７−１５８５３６号公報
【特許文献２】特開平１０−８９１７６号公報
【特許文献３】実開平５−１９５５７号公報
【特許文献４】実開平４−３７８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄圧式燃料噴射制御装置を有する内燃機関において、該内燃機関が機関停止したとき、内燃機関の有する熱によって蓄圧室内の燃料が膨張し、燃料噴射弁より気筒内もしくは吸気通路内へ漏れ出す虞がある。また、蓄圧室内の圧力を低減させた場合であっても、該燃料の温度が内燃機関の熱によって蒸発し、蓄圧室内に気泡が発生すると、内燃機関の再始動時に、蓄圧室内の圧力を燃料噴射弁からの燃料噴射に適した圧力に速やかに回復することが困難となる虞がある。
【０００６】
本発明では、上記した問題に鑑み、蓄圧式燃料噴射制御装置を有する内燃機関において、機関停止時の燃料噴射弁からの燃料の漏出を抑制するとともに、内燃機関の再始動時の蓄圧室内の圧力を燃料噴射に適した圧力に速やかに回復させ、良好な内燃機関の始動を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の機関停止後における、蓄圧室内の燃料の循環に着目した。即ち、内燃機関の機関停止後において、蓄圧室内の燃料を蓄圧室外へ吐出し、且つ新たな燃料を蓄圧室内に圧送して燃料を循環させることで、蓄圧室内の圧力を低減するとともに、蓄圧室内の燃料の温度上昇を抑制し、蓄圧室内に気泡が発生することが回避されるからである。
【０００８】
そこで、本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料を噴射する燃料噴射弁
と、前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧状態で貯留する蓄圧室と、前記内燃機関の燃料タンクから前記蓄圧室に燃料を圧送する燃料圧送手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、該蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外へ吐出する燃料開放弁と、前記内燃機関が機関停止したときに、前記燃料開放弁によって前記蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外に吐出するとともに、前記燃料圧送手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する機関停止時燃料圧送制御手段と、を備える。
【０００９】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置において、蓄圧室には燃料噴射弁に供給される燃料が加圧状態で貯留される。ここで、蓄圧室内で燃料が加圧状態で行われるのは、主に良好な燃料噴射を目的とする。ここで、蓄圧室に加圧された燃料を圧送する燃料圧送手段は、内燃機関の運転状態にかかわらず、即ち内燃機関が機関駆動状態であっても、機関停止状態であっても、燃料を蓄圧室に対して圧送することが可能である。また、燃料圧送手段によって燃料に加えられる圧力は一定であっても、または内燃機関の運転状態に基づいて変動してもよい。更に燃料噴射制御装置には燃料開放弁が備えられ、該燃料開放弁を開弁すると蓄圧室内の燃料が蓄圧室外へ吐出され、その結果蓄圧室内の圧力が低減される。
【００１０】
ここで、内燃機関の機関停止後において、燃料噴射弁からの燃料噴射が行われないため、蓄圧室内に加圧された状態の燃料が貯留されたままとなると、内燃機関の熱によって燃料が膨張し、燃料噴射弁から燃料が漏出する虞がある。そこで、機関停止時燃料圧送制御手段によって、燃料開放弁を開弁させて、蓄圧室内の燃料を蓄圧室外に吐出することで蓄圧室内の圧力を低下させる。しかし、蓄圧室内の圧力が低下すると燃料の沸点が低下するため燃料が気化しやすくなり、また蓄圧室内に残された燃料に内燃機関の熱が移ることで該燃料が気化して、気泡が発生する虞がある。そこで、機関停止時燃料圧送制御手段によって、更に蓄圧室に燃料を圧送する。
【００１１】
これにより、加圧状態にある蓄圧室内の燃料が蓄圧室外に吐出されることで、蓄圧室内の圧力が下がるとともに、蓄圧室内には新しい燃料が圧送されることで、蓄圧室内は燃料に満たされた状態を保ちながら、燃料が循環されることになる。その結果、蓄圧室に圧送され内燃機関から熱を受けた燃料が、その後に蓄圧室に圧送された燃料によって蓄圧室外に追い出されるように燃料が循環し、蓄圧室内にある燃料の温度が上昇して蓄圧室内に気泡が発生するのを回避することが可能となる。
【００１２】
よって、内燃機関の機関停止時の燃料噴射弁からの燃料の漏出を抑制するとともに、内燃機関の再始動時の蓄圧室内の圧力を燃料噴射に適した圧力に速やかに回復させ、良好な内燃機関の始動を図ることが達成し得る。
【００１３】
ここで、上述の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関が機関停止したときに前記蓄圧室に貯留されている燃料の温度を推定又は検出する貯留燃料温度推定手段を更に備え、前記貯留燃料温度推定手段によって推定または検出された燃料の温度に基づいて、前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する燃料量を決定する。
【００１４】
即ち、内燃機関が機関停止したときに蓄圧室に残されている燃料の温度が高いときは、機関停止時燃料圧送制御手段によって蓄圧室に圧送される燃料量をより増量することで、蓄圧室内の燃料の温度上昇を可及的に抑制することが可能となり、以て蓄圧室内に気泡が発生するのがより確実に回避され得る。また、機関停止時燃料圧送手段によって蓄圧室への燃料の圧送を行う時間を、内燃機関が機関停止したときに蓄圧室に残されている燃料の温度に基づいて調整することで圧送すべき燃料量を調整する。尚、蓄圧室内に残されている燃料の温度は、油温計等によって直接検出したり、または内燃機関の冷却水温度や、内燃機関の稼動時間や負荷推移等の運転状態から推定したりすることが可能である。
【００１５】
更に、上述の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記蓄圧室に圧送される前記燃料タンク内の燃料の温度を推定又は検出する圧送燃料温度検出手段を更に備える。そして、更に前記圧送燃料温度検出手段によって推定又は検出された燃料の温度に基づいて、前記機関停止時燃料圧送制御手段によって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する燃料量を決定する。
【００１６】
即ち、内燃機関が機関停止したときの蓄圧室に残されている燃料の温度に加えて、機関停止時燃料圧送制御手段によって圧送される燃料、即ち燃料タンク内の燃料の温度も考慮して、内燃機関の機関停止後に蓄圧室に圧送する燃料量を決定する。これによって、より正確に蓄圧室に圧送すべき燃料量が算出され、以てより確実に蓄圧室内に気泡が発生するのを回避することが可能となる。
【００１７】
更に、前記圧送燃料温度検出手段は、前記内燃機関の冷却水温度、前記内燃機関の吸気系に吸入される吸気の温度の何れかに基づいて前記蓄圧室に圧送される前記内燃機関の燃料タンク内の燃料の温度を推定することで、燃料噴射制御装置とは異なる内燃機関の機関要素を制御するために設けられた検出装置を用い、新規な検出装置を設けることなく、燃料噴射弁からの燃料の漏出防止と蓄圧室内での気泡の防止を達成することが可能となる。
【００１８】
ここで、上述の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料圧送手段は、燃料を低圧力で圧送する低圧ポンプと燃料を高圧力で圧送する高圧ポンプとで構成され、前記内燃機関が機関停止したときに、前記機関停止時燃料圧送制御手段は、前記燃料開放弁によって前記蓄圧室に貯留されている燃料を該蓄圧室外に吐出するとともに、前記高圧ポンプの駆動を停止し、且つ前記低圧ポンプの駆動のみによって前記燃料タンク内の燃料を該蓄圧室に圧送する。
【００１９】
燃料圧送手段を高圧ポンプと低圧ポンプとの２台のポンプで構成することで、内燃機関の機関駆動時は高圧ポンプと低圧ポンプによって蓄圧室へ燃料を圧送し、機関停止時は高圧ポンプの駆動を停止するが低圧ポンプの駆動は継続する。これにより、内燃機関の機関駆動時は蓄圧室内の圧力を燃料噴射弁からの燃料噴射に好適な高圧状態に維持することが可能となるとともに、内燃機関の機関停止時は機関停止時燃料圧送制御手段によって蓄圧室に圧送される燃料による蓄圧室内の圧力が下がり燃料噴射弁からの燃料の漏出が抑制される。更に、蓄圧室内の圧力を零ではない低圧力に維持することで、内燃機関の再始動における蓄圧室内の圧力がより速やかに回復し得る。
【発明の効果】
【００２０】
蓄圧式燃料噴射制御装置を有する内燃機関において、機関停止時の燃料噴射弁からの燃料の漏出を抑制するとともに、内燃機関の再始動時の蓄圧室内の圧力を燃料噴射に適した圧力に速やかに回復させ、良好な内燃機関の始動を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ここで、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される燃料噴射制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【００２２】
図１に示す内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料タンク１には燃料噴射弁２によって行われる燃料噴射のための燃料が貯留されている。ここで、燃料タンク１と蓄圧室３とは燃料供給路７を介して接続され、低圧ポンプ４および高圧ポンプ５によって燃料が蓄圧室３に圧送される。
【００２３】
ここで、低圧ポンプ４は図示されないバッテリから電力が供給されて駆動する電動式ポ
ンプである。また高圧ポンプ５は該内燃機関の機関出力によって駆動されるポンプである。従って、内燃機関の機関停止とともに高圧ポンプ５の駆動も停止する。低圧ポンプ４は一定の圧力（以下、「フィード圧」という）で燃料タンク１に貯留されている燃料を燃料供給通路７へと圧送し、高圧ポンプ５はフィード圧より高い圧力で蓄圧室３へ燃料を圧送する。ここで、高圧ポンプ５には調量圧送機構が備えられており、該調量圧送機構によって蓄圧室３へ圧送される燃料量を調整することが可能である。
【００２４】
蓄圧室３には、４台の燃料噴射弁２が接続されており、燃料噴射弁２の開弁によって、内燃機関の気筒内へ燃料が噴射される。また、蓄圧室３から燃料タンク１まで、燃料リターン路８が延出しており、蓄圧室３内の燃料が燃料タンク１へと戻ることが可能である。ここで、燃料リターン路８の燃料の流れは、燃料リターン路８の途中に設けられた燃料開放弁６の開弁動作によって制御される。
【００２５】
ここで、低圧ポンプ４の駆動は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１０からの制御信号によって制御される。先述したように高圧ポンプ５は、内燃機関の機関駆動に連動する。また、燃料開放弁６の開度は、ＥＣＵ１０からの指令に従って制御される。
【００２６】
更に、燃料タンク１に貯留されている燃料の温度を検出する油温センサ１１、蓄圧室３に貯留されている燃料の温度を検出する油温センサ１２および蓄圧室３内の圧力を検出する圧力センサ１３がＥＣＵ１０と電気的に接続されており、ＥＣＵ１０はそれぞれの油温および圧力を検出する。圧力センサ１３によって検出される圧力が、蓄圧室３の構造において過度に大きな圧力となると、燃料開放弁６を開弁し、蓄圧室３内の燃料を外部へ吐出することで、蓄圧室３内の圧力を低減することが可能である。
【００２７】
このように構成される内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関が機関停止したときに燃料噴射弁２から燃料が気筒内へ漏出するのを防止する制御（以下、「燃料漏出防止制御」という）について、図２に基づいて説明する。ここで、図２は燃料漏出防止制御のフローを示す図である。
【００２８】
Ｓ１０１では、内燃機関が機関停止したか否かが判断される。具体的には、図示されないクランクポジションセンサやアクセル開度センサ等からの信号に基づいて、判断される。内燃機関が機関停止したと判断されるＳ１０２へ進み、内燃機関が機関駆動中であると判断されると、再びＳ１０１の処理が行われる。
【００２９】
Ｓ１０２では、内燃機関の機関停止とともに、高圧ポンプ５の駆動が停止される。尚、この時点においては、電動ポンプである低圧ポンプ４の駆動は継続されている。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３０】
Ｓ１０３では、燃料開放弁６が開弁されて、蓄圧室３内において高圧状態で貯留されている燃料を、燃料リターン路８を経て燃料タンク１へと戻す。これにより、蓄圧室３内の圧力が低減するが、定圧ポンプ４の駆動は継続されているため、蓄圧室３内の圧力はフィード圧より低くはならない。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００３１】
Ｓ１０４では、油温センサ１１および油温センサ１２によって検出される燃料タンク１内の燃料温度と、蓄圧室３内の燃料温度に基づいて、内燃機関の機関停止後、低圧ポンプ４の駆動を継続する低圧ポンプ駆動時間Ｔｄを算出する。内燃機関の機関停止後、燃料開放弁６が開弁された状態で低圧ポンプ４が駆動すると、燃料タンク１に貯留されている燃料が蓄圧室３にフィード圧で圧送されるとともに、内燃機関の熱を受けて高温となった蓄圧室３内の燃料が蓄圧室３外へ吐出される。即ち、燃料の循環により、蓄圧室３内の圧力が概ねフィード圧の状態で、燃料タンク１に貯留された低温の燃料が蓄圧室３内に貯留さ
れた高温の燃料と入れ替わり、蓄圧室３内の燃料の温度が徐々に低下していき、蓄圧室３内において気泡の発生が抑制され得る。
【００３２】
そこで、蓄圧室３内において気泡の発生を抑制し得るまで蓄圧室３内の燃料の温度を低下させるために、内燃機関の機関停止後における蓄圧室３に貯留されている燃料の温度と燃料タンク１に貯留されている燃料の温度に基づいて、低圧ポンプ４によって圧送する必要のある燃料量を算出し、それより当該燃料量を圧送するために要する低圧ポンプ駆動時間Ｔｄを算出する。例えば、内燃機関の機関負荷が高い状態で駆動された直後に内燃機関が機関停止した場合や、外気温度が高く燃料タンク１内の燃料の温度が高い場合には、蓄圧室３内において気泡の発生を抑制し得るまで蓄圧室３内の燃料の温度を低下させるために圧送すべき燃料量は比較的多くなり、以て低圧ポンプ駆動時間Ｔｄは比較的長くなる。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００３３】
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で算出した低圧ポンプ駆動時間Ｔｄまで低圧ポンプ４を駆動させた後、低圧駆動ポンプ４への電力の供給を中止し、低圧ポンプ４の駆動を停止させ、本制御を終了する。
【００３４】
本制御によると、内燃機関の機関停止後、燃料開放弁６を開弁し、且つ低圧ポンプ４を一定時間駆動させることで、蓄圧室３内の圧力をフィード圧に低下させつつ、蓄圧室３に貯留される燃料の温度を低下させて蓄圧室３内での気泡の発生を抑制し得る。これにより、内燃機関の機関停止時の燃料噴射弁２からの燃料の漏出を抑制するとともに、内燃機関の再始動時の蓄圧室３内の圧力を燃料噴射に適した圧力に速やかに回復させ、良好な内燃機関の始動を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関が機関停止したときに燃料噴射弁から燃料が漏出するのを防止する制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・・燃料タンク
２・・・・燃料噴射弁
３・・・・蓄圧室
４・・・・低圧ポンプ
５・・・・高圧ポンプ
６・・・・燃料開放弁
１０・・・・ＥＣＵ
１１・・・・油温センサ
１２・・・・油温センサ
１３・・・・圧力センサ
【図１】
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【図２】
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