(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
燃料供給通路内の燃料圧力が目標燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィードバック制御する燃料圧力フィードバック制御手段と、を備えたエンジンの燃料圧力制御装置において、
エンジンの運転停止を検出する運転停止検出手段と、
エンジン環境温度状態を検出するエンジン環境温度検出手段と、
燃料供給通路に前記逆止弁をバイパスして接続されるリリーフ弁を介装したバイパス通路を含んで構成され、運転停止時のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、前記リリーフ弁を開いて一旦燃料供給通路内の燃料を、エンジン運転時より低圧に設定された目標燃料圧力より低圧となるように抜いた後、前記燃料圧力フィードバック制御手段によって燃料圧力を上昇させて目標燃料圧力となるように調整し、また、エンジン環境温度が設定温度を超える状態のときは、エンジン運転時より高圧に設定された耐熱目標燃料圧力となるように、前記燃料圧力フィードバック制御手段によって燃料圧力を上昇させて調整する停止時燃料圧力調整手段と、
を含んで構成したことを特徴とするエンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項２】
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度を検出してエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項３】
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えて吸気温度を検出し、これら検出値に基づいてエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項４】
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えてエアコンのオン、オフを検出し、これら検出値に基づいてエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項５】
前記エンジン環境温度検出手段は、燃料温度を検出してエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料圧力制御装置に関し、特に、エンジン停止時の燃料圧力を適度に制御するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃料供給装置として、プレッシャレギュレータから燃料タンクに戻される余剰燃料による燃料温度の上昇を防止するため、プレッシャレギュレータを廃止し、燃料供給通路内の燃料圧力（以下単に燃圧という）を検出するセンサを設け、運転条件によって要求される燃圧が得られるように、前記センサで検出される燃圧に応じて燃料ポンプの吐出量を制御することで、燃料ポンプの吐出量を得の要求燃料量に対応させて、余剰燃料の発生を抑止するように構成されたシステムがある（特開平７−２９３３９７号公報参照）。
【０００３】
この種の燃料供給装置では、エンジン停止時に燃料ポンプの駆動停止により燃料戻り防止用の逆止弁下流の燃料供給通路内に残された燃料の圧力は、運転停止直前の運転時（通常はアイドル）に目標燃圧にフィードバック制御された値となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンの暖機完了後に運転を停止し、１〜２時間程度の後に再始動するような場合、良好な始動性を得るための燃圧に対する要求は、エンジンの環境条件により、相反するものとなる。
【０００５】
即ち、エンジン環境温度（外気温度や運転停止時の水温、究極的には燃料温度）が高温の耐熱条件では、燃料供給通路内の燃料が気化してベーパを発生し、再始動時に燃料が必要量噴射されず、空燃比が希薄化して始動性が悪化する。したがって、燃料の気化を防止するため、燃圧を高圧にする要求がある。
【０００６】
一方、通常のエンジン環境温度条件（外気温度が約２５°Ｃ位まで）では、運転停止中に、燃料噴射弁の噴孔から燃料が洩れ、洩れ量が多い場合、再始動時に空燃比が過濃となって始動性が悪化する。したがって、燃料の洩れを防止するため、燃圧を低くする要求がある。
【０００７】
従来は、運転停止直前に通常行なわれるアイドル運転における目標燃圧を、上記各要求燃圧の中間の値に設定していたため、いずれの要求も十分に満たすことができず、また、アイドル運転の要求に応じた燃圧より高めの燃圧に設定されるため、アイドル周辺の運転領域との間に燃圧の段差が付き、燃圧フィードバック制御の制御遅れにより、運転性能が損なわれたり、燃料ポンプの駆動力増大による燃費の悪化を招くなどの問題を生じていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、エンジン運転停止時の燃圧を適正に調整することにより、良好な再始動性が得られるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、
燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
燃料供給通路内の燃料圧力が目標燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィードバック制御する燃料圧力フィードバック制御手段と、を備えたエンジンの燃料圧力制御装置において、
エンジンの運転停止を検出する運転停止検出手段と、
エンジン環境温度状態を検出するエンジン環境温度検出手段と、
燃料供給通路に前記逆止弁をバイパスして接続されるリリーフ弁を介装したバイパス通路を含んで構成され、運転停止時のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、前記リリーフ弁を開いて一旦燃料供給通路内の燃料を、エンジン運転時より低圧に設定された目標燃料圧力より低圧となるように抜いた後、前記燃料圧力フィードバック制御手段によって燃料圧力を上昇させて目標燃料圧力となるように調整し、また、エンジン環境温度が設定温度を超える状態のときは、エンジン運転時より高圧に設定された耐熱目標燃料圧力となるように、前記燃料圧力フィードバック制御手段によって燃料圧力を上昇させて調整する停止時燃料圧力調整手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る発明によると、エンジン運転中は燃料圧力を検出しつつ運転状態に応じて設定される目標燃料圧力となるようにフィードバック制御され、運転を停止すると、該停止時のエンジン環境温度の状態を検出し、該状態に応じた圧力となるように燃料圧力がフィードバック制御される。
【００１２】
これにより、運転停止後、エンジン環境温度が高い耐熱条件では、逆止弁下流の燃料供給通路内の燃圧を高めに調整することにより、燃料の気化によるベーパの発生を抑制でき、エンジン環境温度が低い通常条件では、燃圧を低めに調整することにより、燃料噴射弁からの燃料洩れを抑制できるので、いずれの条件でも良好な再始動性が得られる。
【００１６】
また、運転停止時のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、前記リリーフ弁の開放により燃料供給通路内の燃料を抜いて燃料圧力を下げた後、ソーク中の温度上昇による燃料上昇を考慮して、エンジン運転時より低圧に設定された目標燃料圧力となるようにフィードバック制御によって燃料圧力を上昇させて調整されることにより、燃料噴射弁からの燃料洩れを、より効果的に抑制して一層再始動性を向上でき、エンジン環境温度が設定温度を超える状態ときは、エンジン運転時より高圧に設定された耐熱目標燃料圧力に調整されることにより、燃料の気化によるベーパの発生を抑制して再始動性を向上できる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明は、
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度を検出してエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、
エンジン環境温度の状態の検出に、エンジン制御に必須の水温センサの検出値を用いたので、コストアップも無く簡易に検出できる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えて吸気温度を検出し、これら検出値に基づいてエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る発明によると、
エンジン冷却水温度に、吸気温度の検出値を加味することで、エンジン環境温度の状態をより高精度に検出できる。
【００２１】
また、請求項５に係る発明は、
前記エンジン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えてエアコンのオン、オフを検出し、これら検出値に基づいてエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る発明によると、
エンジン冷却水温度に、エアコンスイッチのオン・オフ情報を加味することで、エンジン環境温度の状態をより高精度に検出できる。
【００２３】
また、請求項６に係る発明は、
前記エンジン環境温度検出手段は、燃料温度を検出してエンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２４】
請求項６に係る発明によると、
燃料温度の検出値を用いることにより、エンジン環境温度の状態を最も高精度に検出することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
参考例におけるシステム構成を示す図２において、燃料タンク１内の燃料は、電動式の燃料ポンプ２によって吸引され、該燃料ポンプ２から吐出された燃料は燃料供給通路３を介して各気筒の燃料噴射弁４に圧送される。
【００２６】
前記燃料供給通路３には、上流側から逆止弁５、燃料ダンパ６が介装され、下流端部の燃料ギャラリ部３Ａには、燃圧を大気圧に対するゲージ圧として検出する燃圧センサ７が装着される。
【００２７】
前記燃料噴射弁４は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であり、後述するコントロールユニット８から送られるエンジンの要求燃料量に対応する所定パルス幅Ｔｉ（開弁時間）の駆動パルス信号に応じて開弁制御され、図示しないエンジンのスロットル弁下流側のインテークマニホールド２１内に燃料を噴射する。
【００２８】
前記インテークマニホールド２１には、エンジン運転中に該インテークマニホールド２１内の吸気負圧を検出すると共に、運転停止中に大気圧を検出する吸気圧センサ（絶対圧センサ）９が装着されている。
【００２９】
前記コントロールユニット８には、前記燃圧センサ７からの検出信号の他、エアフロメータ１０からの吸入空気量検出信号Ｑ、クランク角センサ１１からのエンジン回転速度信号Ｎｅ、水温センサ１２からのエンジン冷却水温度（以下水温という）Ｔｗなどが入力されるようになっている。
【００３０】
そして、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット７では、前記吸入空気量Ｑとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて、エンジンの要求燃料量即ちシリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（基本開弁時間）を演算する一方、該エンジン回転速度Ｎｅ及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づいて、前記燃料ポンプ２の目標燃圧を設定する。そして、同じくエンジン回転速度Ｎｅ及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づいて設定された基本デューティを、前記目標燃圧と前記燃圧センサ７により検出される燃圧とに基づいて、ＰＩＤ制御等によってフィードバック補正した制御デューティ信号をポンプ駆動回路（ＦＰＣＭ）１３に出力して燃料ポンプ２を制御することにより、目標燃圧を得るようにフィードバック制御する。
【００３１】
一方、前記基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを冷却水温度Ｔｗ等の情報から各種補正係数ＣＯＥＦ等で補正したパルス幅Ｔｉを、前記燃圧に応じて補正して最終的なパルス幅Ｔｉ'を設定する。詳細には、前記燃圧センサ７は大気圧を基準として検出し、前記吸気圧センサ９は吸気圧を絶対圧として検出するので、該吸気圧センサ９によって、エンジン運転停止時に検出した大気圧から吸気圧を差し引いた値を前記検出燃圧に加算することで、吸気圧を基準とした燃圧が算出され、該吸気圧を基準とした燃圧に基づいて前記燃料噴射パルス幅が補正される。
【００３２】
このようにエンジン運転中の燃圧がフィードバック制御される燃圧制御装置において、エンジン運転停止後に本発明に係る燃圧制御（調整）が行なわれる。
図３は、参考例に係るエンジン運転停止時の燃圧調整ルーチンのフローチャートを示す。
【００３３】
このフローは、エンジンキースイッチのオフ操作によって実行される。
ステップ１では、運転停止時のエンジン環境温度として、前記水温センサ１２によって検出されるキーオフ時の水温Ｔｗoffを読み込む。
【００３４】
ステップ２では、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhpと比較する。
そして、水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhpを超えるときは、ステップ３へ進み、目標燃圧を耐熱条件に対応した高めに設定された耐熱燃圧Ｐｈに設定する。
【００３５】
一方、水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhp以下のときは、ステップ４へ進んで目標燃圧をアイドル運転時の目標燃圧ＰIに設定する。
次いで、ステップ５へ進んで前記燃圧センサ７によって検出される燃圧に基づいて、燃圧を目標燃圧となるようにフィードバック制御する。なお、コントロールユニット８、燃料ポンプ２の電源は、エンジン運転停止後所定時間オンとされた後、オフとされるようにセルフシャットオフ制御され、この間に燃圧が調整される（運転停止後は燃料噴射が無いので、燃圧は速やかに目標燃圧に達し、フィードバック補正によってデューティ＝０となるので、その時点で実質的に燃料ポンプ２の駆動は停止される）。
【００３６】
図４は、前記参考例におけるエンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示す。これにより、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhpを超える耐熱条件のときは、逆止弁５下流の燃料供給通路３内に閉じ込められた燃圧が、耐熱燃圧Ｐｈに調整されるので、該燃料の気化によるベーパの発生が防止され、良好な再始動性を確保できる。
【００３７】
一方、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhp以下の通常条件のときは、逆止弁５下流の燃料供給通路３内に閉じ込められた燃圧は、アイドル運転時の目標燃圧ＰIに保持される。ここで既述のように、従来は、アイドル運転における目標燃圧ＰIを運転停止後の耐熱条件での再始動性を考慮して、少し高めに設定してあったが、本発明では耐熱条件で燃圧が高圧に調整されるので、アイドル運転時の目標燃圧ＰIを運転停止時の耐熱条件を考慮せず運転条件のみを考慮して設定すればよい。したがって、前記通常条件では、アイドル運転時の低めの目標燃圧ＰIに保持されることにより、燃料噴射弁４からの洩れによる再始動時に空燃比が過濃となることを抑制でき、良好な再始動性を確保できる。
【００３８】
また、アイドル運転時の目標燃圧を下げられることにより、周辺運転領域との燃圧の段差が無くなり、燃圧フィードバック制御における応答遅れによる性能悪化も防止でき、燃料ポンプ２の駆動電力低減によって燃費も向上する。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、図５のシステム構成に示すように、前記参考例の構成に加えて、逆止弁５をバイパスしてリリーフ弁１４を介装したバイパス通路１５を接続する。前記リリーフ弁１４は、電磁駆動式であり、通常はオフとされて閉弁に維持されている。
【００４０】
図６は、本実施の形態に係るエンジン運転停止時の燃圧調整ルーチンのフローチャートを示す。ステップ１〜ステップ３、ステップ５は、同様であり、耐熱条件では燃圧が、耐熱燃圧Ｐｈとなるように制御される。
【００４１】
一方、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhp以下の通常条件のときは、ステップ１１で前記リリーフ弁１４が所定時間オンとされて開弁し、上流側の燃料供給通路３内の燃料をバイパス通路１５を介して一旦燃料タンク２に戻して燃料供給通路３内の燃圧を０（大気圧）まで下げる。なお、燃料は、全量戻す必要はなく、一部戻せば十分である。
【００４２】
次いで、ステップ１２で、目標燃圧をアイドル運転時の目標燃圧ＰIより低い目標燃圧ＰLに設定した後、ステップ５で該目標燃圧ＰLとなるようにフィードバック制御する。
【００４３】
即ち、エンジン運転停止後しばらくの間（ソーク中）は、運転中に比較して冷却風が無く、エンジンルーム内の温度が上昇するので、参考例のようにアイドル運転時の目標燃圧に制御しても該目標燃圧以上に燃圧が上昇し、燃料噴射弁４からの洩れを完全に防止することは困難である。本実施の形態では、このソーク中の燃圧上昇を考慮して、アイドル運転時の目標燃圧より低めの目標燃圧に設定することにより、燃料噴射弁４からの燃料洩れをより確実に防止できる。なお、運転停止後は燃料噴射が無いので燃料ポンプ２の制御で燃圧を下げることはできないので、一旦燃料供給通路３内の燃料を戻して燃圧を下げてから目標燃圧まで上昇させる構成とする。
【００４４】
図７は、前記本実施の形態におけるエンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示す。以上の実施の形態では、耐熱条件の判定を行なうためのエンジン環境温度状態の推定に、エンジン制御に必須の水温センサの検出値を用いたので、コストアップも無く簡易であるが、この他、吸気温度やエアコンスイッチのオン・オフ情報などを組み合わせてより高精度に判定を行なうこともできる。また、燃料温度を検出するセンサを設けて、燃料温度による判定を行なえば、最も高精度な判定を行なえる。
【００４５】
また、耐熱条件での目標燃圧や本実施の形態における通常条件での目標燃圧は、簡易的には固定値でよいが、検出された水温等に基づいて、より適切な目標燃圧に可変に設定する構成としてもよい。さらに、本実施の形態では、運転停止後耐熱条件判定を行なわず無条件でリリーフ弁を開いて一旦燃圧を下げてから、水温等に基づいて設定した目標燃圧に制御するような構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】参考例のシステム構成を示す図。
【図３】参考例に係るエンジン運転停止時の燃圧調整ルーチンのフローチャート。
【図４】参考例におけるエンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示すタイムチャート。
【図５】本発明に係る実施の形態のシステム構成を示す図。
【図６】前記実施の形態に係るエンジン運転停止時の燃圧調整ルーチンのフローチャート。
【図７】前記実施の形態におけるエンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１   燃料タンク
２   燃料ポンプ
３   燃料供給通路
４   燃料噴射弁
５   逆止弁
７   燃圧センサ
８   コントロールユニット
９   吸気圧センサ
10   エアフロメータ
11   クランク角センサ
12   水温センサ
13   ポンプ駆動回路
14   リリーフ弁
15   バイパス通路
【図１】
0003829035.tif 000002
【図２】
0003829035.tif 000003
【図３】
0003829035.tif 000004
【図４】
0003829035.tif 000005
【図５】
0003829035.tif 000006
【図６】
0003829035.tif 000007
【図７】
0003829035.tif 000008