(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタと、
エンジンに直接駆動される高圧燃料ポンプと、
高圧燃料ポンプから送られる燃料をインジェクタに供給する高圧燃料通路と、
高圧燃料通路の燃料圧力を調節するプレッシャレギュレータと、
高圧燃料通路に接続して加圧燃料を蓄える蓄圧タンクと、
蓄圧タンクと高圧燃料通路を結ぶ蓄圧通路を開閉する蓄圧通路切り替え弁と、
エンジンの始動時にクランキングが行われる前に、蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路を連通して蓄圧タンクに蓄えられた高圧燃料が高圧燃料通路に導入されてから蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断する始動時の昇圧手段と、
前記エンジンの減速時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路とを連通し、エンジンの停止前に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断する蓄圧手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記エンジンの始動時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路が連通するまでクランキングを延期する始動延期手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記エンジンの停止時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通が遮断されるまでエンジンの運転停止を延期する停止延期手段を備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料供給装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンに備えられる燃料供給装置として、燃料を噴射する電磁式インジェクタを備え、インジェクタの開弁時間（噴射パルス幅）を運転状態に応じて０〜１００％の間でデューティ制御するものがある(実開平１−１１８１５８号公報、参照)。
【０００３】
従来の直噴式エンジンに備えられる燃料供給装置は、エンジンに駆動される高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプから送られる燃料をインジェクタに供給する高圧燃料通路と、高圧燃料通路の燃料圧力を調節するプレッシャレギュレータ等から構成され、インジェクタに導かれる燃料圧力はプレッシャレギュレータを介して大気圧との差圧が一定になるように調節されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高圧燃料通路を流れる燃料がエンジンの運転中の余熱により加熱されて膨張するため、エンジン停止後に高圧燃料通路の燃料が収縮するのに伴って高圧燃料通路の圧力は低下する。
【０００５】
しかしながら、直噴式エンジンにおいて、エンジンの始動時に高圧燃料通路の燃料圧力が低下していると、エンジンのクランキングに伴って高圧燃料ポンプが作動しても高圧燃料通路の燃料圧力が所定値まで上昇するのに時間がかかり、インジェクタの燃料噴射圧が十分に得られず、始動性が損なわれるという問題点が考えられる。
【０００６】
また、電動式燃料ポンプを用いて、エンジンの始動時に予め駆動して高圧燃料通路を昇圧することも考えられるが、高圧燃料ポンプを電動式とすることにより、機械式のものに比べてポンプの駆動効率が大幅に低下し、エンジンの燃費の悪化を招くという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジンの燃料供給装置において、始動性を確保することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置は、図５に示すように、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタ１０７と、エンジンに直接駆動される高圧燃料ポンプ１０５と、高圧燃料ポンプ１０５から送られる燃料をインジェクタ１０７に供給する高圧燃料通路１０６と、高圧燃料通路１０６の燃料圧力を調節するプレッシャレギュレータ１０８と、高圧燃料通路１０６に接続して加圧燃料を蓄える蓄圧タンク１１１と、蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６を結ぶ蓄圧通路を開閉する蓄圧通路切り替え弁１１０と、エンジンの始動時にクランキングが行われる前に、蓄圧通路切り替え弁１１０を介して蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６を連通して蓄圧タンク１１１に蓄えられた高圧燃料が高圧燃料通路１０６に導入されてから蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６の連通を遮断する始動時の昇圧手段１２０と、エンジンの減速時に蓄圧通路切り替え弁１１０を介して蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６とを連通し、エンジンの停止前に蓄圧通路切り替え弁１１０を介して蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６の連通を遮断する蓄圧手段１３０とを備える。
【０００９】
請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置は、請求項１に記載の発明において、
エンジンの始動時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路が連通するまでクランキングを延期する始動延期手段を備える。
【００１１】
請求項３に記載のエンジンの燃料供給装置は、請求項１または２に記載の発明において、エンジン停止時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通が遮断されるまでエンジンの運転停止を延期する停止延期手段を備える。
【００１３】
【作用】
請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置において、エンジンの始動時にクランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁１１０を介して蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６を連通し、高圧燃料通路１０６を昇圧する。
【００１４】
エンジンの停止中に高圧燃料通路１０６の圧力が低下した場合でも、クランキングが行われる前に蓄圧タンク１１１を高圧燃料通路１０６に連通することにより、インジェクタ１０７の燃料噴射圧が十分に得られ、始動性を確保できる。
【００１５】
エンジンの停止前に蓄圧通路切り替え弁１１０を介して蓄圧タンク１１１と高圧燃料通路１０６の連通を遮断し、次回の始動時に備えて蓄圧タンク１１１の燃料圧力を確実に高められる。
また、エンジンの始動時にクランキングが行われる前に、蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路を連通して蓄圧タンクに蓄えられた高圧燃料が高圧燃料通路に導入されてから蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断して高圧燃料通路を昇圧する。
蓄圧タンクの燃料圧力を導入して高圧燃料通路を昇圧させた後に、クランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断することにより、高圧燃料ポンプと各インジェクタを結ぶ通路容積を小さくし、高圧燃料ポンプから吐出される燃料により高圧燃料通路を速やかに昇圧させる。こうして始動時におけるインジェクタの燃料噴射圧がさらに高められて、始動性の向上がはかれる。
さらに、エンジンの減速時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路とが連通され、エンジンの停止前に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断する。
エンジンの減速時に、インジェクタからの燃料噴射量が減少し、高圧燃料ポンプから高圧燃料通路に吐出される余剰燃料が増加するため、始動時に圧力低下した蓄圧タンクに高圧燃料通路から燃料を導入しても、インジェクタからの燃料噴射に支障を来すことが回避できる。
【００１６】
請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置において、エンジンの始動時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路が連通されるまでクランキングを延期することにより、クランキングが行われる前に高圧燃料通路を確実に昇圧することができる。
【００１９】
請求項３に記載のエンジンの燃料供給装置において、エンジン停止時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通が遮断されるまでエンジンの運転停止を延期することにより、次回の始動時に備えて蓄圧タンクの燃料圧力を確実に高められる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１において、７は直噴式エンジンの各気筒内に臨む４つのインジェクタであり、燃料が各インジェクタ７から各気筒内に直接噴射される。
【００２４】
インジェクタ７は、その噴射パルス幅（開弁時間）が０〜１００％の間でデューティ制御されるもので、コントロールユニットから送られるパルス信号によって開弁する。
【００２５】
エンジンは気筒内に吸入された空気とインジェクタ７から噴射される燃料によって形成される混合気をピストンで圧縮して、点火プラグで着火燃焼させるようになっている。
【００２６】
フューエルタンク１に貯溜された燃料は、低圧燃料ポンプ２を介して吸い上げられ、低圧燃料通路３を通して高圧燃料ポンプ５に送られる。低圧燃料通路３の燃料圧力はプレッシャレギュレータ４を介して大気圧との差圧が所定値になるように調節される。
【００２７】
高圧燃料ポンプ５は、加圧した燃料を高圧燃料通路６へと送り、高圧燃料通路６から各気筒のインジェク７に分配される。
【００２８】
高圧燃料ポンプ５はエンジンにより直接駆動される。すなわち、高圧燃料ポンプ５のポンプ駆動軸にはエンジンのクランクシャフトの回転力がベルトおよびプーリ等を介して伝達される。
【００２９】
高圧燃料通路６の燃料圧力はプレッシャレギュレータ８を介して大気圧との差圧が所定値になるように調節される。高圧燃料ポンプ５から高圧燃料通路６に送られる余剰燃料はプレッシャレギュレータ８から燃料リターン通路９を通ってフューエルタンク１へと戻される。プレッシャレギュレータ８は高圧燃料通路６の上部に配置され、燃料中に含まれる空気分がプレッシャレギュレータ８を介して排出されるようになっている。
【００３０】
エンジン運転中は、高圧燃料通路６の燃料圧力は略一定に調節されており、各インジェクタ７の噴射パルス幅がデューティ制御されることにより、要求される燃料量が各気筒内に噴射される。
【００３１】
ところで、エンジンの始動時に高圧燃料通路６の燃料圧力が低下していると、エンジンのクランキングに伴って高圧燃料ポンプ５が作動しても高圧燃料通路６の燃料圧力が所定値まで上昇するのに時間がかかり、気筒内の圧力に対するインジェクタ７の燃料噴射圧が十分に得られず、始動性が損なわれるという問題点が考えられる。
【００３２】
本発明はこれに対処して、高圧燃料通路６の途中に蓄圧タンク１１が蓄圧通路切り替え弁１０を介して接続され、始動時にクランキングが行われる前に蓄圧タンク１１を高圧燃料通路６に連通して、気筒内の圧力に対するインジェクタ７の燃料噴射圧が十分に得られようにする。
【００３３】
蓄圧タンク１１は所定値まで昇圧された燃料を蓄える機能を有し、始動時に高圧燃料通路６の燃料圧力が低下した状態から、蓄圧通路切り替え弁１０が開かれることにより、高圧燃料通路６の圧力を所定値まで高められる。
【００３４】
電磁式の蓄圧通路切り替え弁１０は、蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６を連通する開ポジションと、蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する閉ポジションを有する。蓄圧通路切り替え弁１０にはコントロールユニット１３から送られる信号により弁駆動手段１２から励磁電流が送られて、開閉作動するようになっている。
【００３５】
コントロールユニット１３は、エアフロメータ１６で検出される吸気量と、クランク角センサ１５で検出されるクランク角等の信号、イグニッションスイッチ信号、スタータスイッチ信号等を入力し、蓄圧通路切り替え弁１０とインジェクタ７と図示しないスタータモータおよび点火プラグ等の作動を制御する。
【００３６】
コントロールユニット１３は、エンジンの始動時にクランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁１０を介して蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６を連通し、高圧燃料通路６の燃料圧力を高める。このエンジンの始動時に蓄圧通路切り替え弁１０が蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６を連通する開ポジションに切り替わるまでクランキングを延期する。
【００３７】
さらに、コントロールユニット１３は、エンジンの停止前に蓄圧通路切り替え弁１０を介して蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断し、蓄圧タンク１１に蓄圧する。このエンジン停止時に蓄圧通路切り替え弁１０を介して蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する閉ポジションに切り替わるまでエンジンの運転停止を延期する。
【００３８】
図２のフローチャートは、蓄圧通路切り替え弁１０等の作動を制御するプログラムを示しており、これは一定周期毎に実行される。
【００３９】
これについて説明すると、まず、Ｓｔｅｐ１にて、エンジンの始動要求が出された状態で、まだクランキングが行われていない始動前かどうかを判定する。
【００４０】
エンジン始動前と判定されたら、Ｓｔｅｐ２に進んでスタータモータの作動を延期する。
【００４１】
続いて、Ｓｔｅｐ３に進んで、蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えて、蓄圧タンク１１を高圧燃料通路６に連通する。これにより、始動時に予め蓄圧タンク１１に蓄えられた高圧燃料が蓄圧通路切り替え弁１０を介して高圧燃料通路６へ導入される。
【００４２】
このＳｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３で行われる処理が、始動時の昇圧手段を構成している。
【００４３】
続いて、Ｓｔｅｐ４にて蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えてから所定時間（例えば０．２秒）が経過したかどうかを判定する。
【００４４】
蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えてから所定時間が経過した場合、Ｓｔｅｐ５に進み、上記スタータモータの作動延期を解除する。こうしてエンジンの始動を延期している間に蓄圧通路切り替え弁１０が開ポジションに切り替わる作動を終了し、蓄圧タンク１１に蓄えられた高圧燃料が蓄圧通路切り替え弁１０を介して高圧燃料通路６へ導入される。
【００４５】
このＳｔｅｐ２〜Ｓｔｅｐ５で行われる処理が、始動時にクランキングを延期する始動延期手段を構成している。
【００４６】
続いて、Ｓｔｅｐ６に進んで、スタータモータを作動させてエンジンのクランキングを行い、各インジェクタ７から燃料を噴射するとともに、点火プラグで着火燃焼させて、エンジンの始動が行われるようになっている。
【００４７】
エンジンの停止中に高圧燃料通路６の圧力が低下した場合でも、クランキングが行われる前に蓄圧タンク１１を高圧燃料通路６に連通することにより、インジェクタ７の燃料噴射圧が十分に得られ、始動性を確保できる。
【００４８】
エンジン運転中に、蓄圧タンク１１が高圧燃料通路６に連通しているため、高圧燃料通路６の圧力変動が抑制され、各インジェクタ７からの燃料噴射量を精度よく調節することができる。
【００４９】
一方、Ｓｔｅｐ１にて、既にクランキングが行われた始動後と判定された場合、Ｓｔｅｐ７に進んで、エンジンの運転を停止する要求が出されているかどうかを判定する。
【００５０】
エンジンの運転停止要求が出されている場合、Ｓｔｅｐ８に進んで、エンジンの運転停止を延期する。
【００５１】
続いて、Ｓｔｅｐ９に進んで、蓄圧通路切り替え弁１０を蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する閉ポジションに切り替える。
【００５２】
このＳｔｅｐ８、Ｓｔｅｐ９で行われる処理が、蓄圧手段を構成している。
【００５３】
続いて、Ｓｔｅｐ１０にて所定時間（例えば０．２秒）が経過したかどうかを判定する。
【００５４】
エンジンの運転停止要求が出されてから所定時間が経過した場合、Ｓｔｅｐ１１に進んで、各インジェクタ７からの燃料噴射を停止するとともに、点火プラグの作動を停止する、エンジンの運転停止が行われる。これにより、本ルーチンが終了する。
【００５５】
このＳｔｅｐ８〜Ｓｔｅｐ１０で行われる処理が、エンジンの運転停止を延期する停止延期手段を構成している。
【００５６】
こうしてエンジンの運転停止を延期している間に、蓄圧通路切り替え弁１０を閉ポジションに切り替える作動が行われて、蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する。これにより、次回の始動時に備えて蓄圧タンク１１に所定圧の燃料が蓄えられる。
【００５７】
なお、エンジンの始動または運転停止を遅らせる時間は０．２秒程度に設定されているため、運転者に違和感を与えないですむ。
【００５８】
次に、他の実施形態として、コントロールユニット１３は、クランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁１０を介して蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する。
【００５９】
さらに、エンジンの減速時に蓄圧通路切り替え弁１０を介して蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通して、蓄圧タンク１１の燃料圧力を高める構成とする。
【００６０】
図３のフローチャートは、蓄圧通路切り替え弁１０等の作動を制御するプログラムを示しており、これは一定周期毎に実行される。
【００６１】
これについて説明すると、まず、Ｓｔｅｐ２１にて、エンジンの始動要求が出された状態で、まだクランキングが行われていない始動前かどうかを判定する。
【００６２】
エンジン始動前と判定されたら、Ｓｔｅｐ２２に進んでスタータモータの作動を延期する。
【００６３】
続いて、Ｓｔｅｐ２３に進んで、蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えて、蓄圧タンク１１を高圧燃料通路６に連通する。これにより、始動時に予め蓄圧タンク１１に蓄えられた高圧燃料が蓄圧通路切り替え弁１０を介して高圧燃料通路６へ導入される。
【００６４】
続いて、Ｓｔｅｐ２４にて蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えてから所定時間（例えば０．２秒）が経過したかどうかを判定する。
【００６５】
蓄圧通路切り替え弁１０を開ポジションに切り替えてから所定時間が経過した場合、Ｓｔｅｐ２５に進み、蓄圧通路切り替え弁１０を蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する閉ポジションに切り替える。
【００６６】
このＳｔｅｐ２４、Ｓｔｅｐ２５で行われる処理が、蓄圧延期手段を構成している。
【００６７】
続いてＳｔｅｐ２６に進み、上記スタータモータの作動延期を解除する。こうしてエンジンの始動を延期している間に蓄圧通路切り替え弁１０が開ポジションに切り替わる作動を終了し、蓄圧タンク１１に蓄えられた高圧燃料が蓄圧通路切り替え弁１０を介して高圧燃料通路６へ導入される。
【００６８】
続いて、Ｓｔｅｐ２７に進んで、スタータモータを作動させてエンジンのクランキングを行い、各インジェクタ７から燃料を噴射するとともに、点火プラグで着火燃焼させて、エンジンの始動が行われるようになっている。
【００６９】
エンジンの停止中に高圧燃料通路６の圧力が低下した場合でも、クランキングが行われる前に蓄圧タンク１１を高圧燃料通路６に連通して、高圧燃料通路６を昇圧させる。こうして蓄圧タンク１１の燃料圧力を導入して高圧燃料通路６を昇圧させた後にクランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁１０を閉じることにより、高圧燃料ポンプ５と各インジェクタ７を結ぶ通路容積を小さくし、高圧燃料ポンプ５から吐出される燃料により高圧燃料通路６を速やかに昇圧させる。こうしてインジェクタ７の燃料噴射圧がさらに高められることにより、始動性の向上がはかれる。
【００７０】
一方、Ｓｔｅｐ２１にて、既にクランキングが行われた始動後と判定された場合、Ｓｔｅｐ２８に進んで、図４に示すマップに基づき、予め設定された所定の減速領域かどうかを判定する。
【００７１】
所定の減速領域にないと判定された場合、Ｓｔｅｐ３０に進んで、蓄圧通路切り替え弁１０を蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６の連通を遮断する閉ポジションに切り替える。
【００７２】
所定の減速領域にあると判定された場合、Ｓｔｅｐ２９に進んで、蓄圧通路切り替え弁１０を蓄圧タンク１１と高圧燃料通路６を連通する開ポジションに切り替える。
【００７３】
このＳｔｅｐ２８、Ｓｔｅｐ２９で行われる処理が、減速時の蓄圧手段を構成している。
【００７４】
こうしてエンジンが減速運転を行っている間に、蓄圧通路切り替え弁１０を開いて高圧燃料通路６の燃料圧力が蓄圧タンク１１に導入される。この減速時に、インジェクタ７からの燃料噴射量が減少し、高圧燃料ポンプ５から高圧燃料通路６に吐出される余剰燃料が増加するため、高圧燃料通路６から蓄圧タンク１１に燃料を導入しても、インジェクタ７からの燃料噴射に支障を来すことが回避できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置によれば、エンジンの停止中に高圧燃料通路の圧力が低下した場合でも、クランキングが行われる前に蓄圧タンクを高圧燃料通路に連通することにより、インジェクタの燃料噴射圧が十分に得られ、始動性を確保できる。
また、蓄圧タンクの燃料圧力を導入して高圧燃料通路を昇圧させた後に、クランキングが行われる前に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通を遮断するため、高圧燃料ポンプと各インジェクタを結ぶ通路容積を小さくし、高圧燃料ポンプから吐出される燃料により始動時におけるインジェクタの燃料噴射圧がさらに高められて、始動性の向上がはかれる。
さらに、エンジンの減速時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路とが連通されるため、高圧燃料通路から蓄圧タンクに燃料を導入しても、インジェクタからの燃料噴射に支障を来すことが回避できる。
【００７６】
請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置によれば、エンジンの始動時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路が連通されるまでクランキングを延期するため、クランキングが行われる前に高圧燃料通路を確実に昇圧させることができる。
【００７８】
請求項３に記載のエンジンの燃料供給装置によれば、エンジン停止時に蓄圧通路切り替え弁を介して蓄圧タンクと高圧燃料通路の連通が遮断されるまでエンジンの運転停止を延期するため、次回の始動時に備えて蓄圧タンクに所定圧の燃料が確実に蓄えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す燃料供給系のシステム図。
【図２】同じく制御内容を示すフローチャート。
【図３】他の実施形態における制御内容を示すフローチャート。
【図４】同じく減速領域判定線図。
【図５】請求項１に記載の発明を示すクレーム対応図。
【符号の説明】
１  フューエルタンク
２  低圧燃料ポンプ
４  プレッシャレギュレータ
５  高圧燃料ポンプ
６  高圧燃料通路
７  インジェクタ
８  プレッシャレギュレータ
９  燃料リターン通路
１０  蓄圧通路切り替え弁
１１  蓄圧タンク
１２  弁駆動手段
１３  コントロールユニット
１０５  高圧燃料ポンプ
１０６  高圧燃料通路
１０７  インジェクタ
１０８  プレッシャレギュレータ
１１０  蓄圧通路切り替え弁
１１１  蓄圧タンク
１２０  昇圧手段
１２１  蓄圧手段
【図１】
0003845898.tif 000002
【図２】
0003845898.tif 000003
【図３】
0003845898.tif 000004
【図４】
0003845898.tif 000005
【図５】
0003845898.tif 000006