JP2004353487A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料レール内の圧力が過度に上昇した状態でエンジンが停止した直後においても、インジェクタを駆動させてエンジンを再始動させることができる内燃機関の燃料供給装置を得る。
【解決手段】内燃機関の燃料供給装置にＥＣＵ２２を設け、ＥＣＵ２２は、燃料レール２内の圧力がインジェクタ１の駆動可能な最高圧力以上の高圧であり、かつエンジンが停止している場合に、インジェクタ１を開弁して燃料レール２内の燃料を停止中のエンジンに噴射させる。
【選択図】 図１
【解決手段】内燃機関の燃料供給装置にＥＣＵ２２を設け、ＥＣＵ２２は、燃料レール２内の圧力がインジェクタ１の駆動可能な最高圧力以上の高圧であり、かつエンジンが停止している場合に、インジェクタ１を開弁して燃料レール２内の燃料を停止中のエンジンに噴射させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃料供給装置に係り、特に、燃料レール内の圧力が異常高圧になった状態でエンジンが停止した直後において、そのエンジンの再始動を確実なものとするフェールセーフ制御を行う内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可変吐出量式の高圧燃料ポンプを用いた燃料供給装置においては、エンジンの各気筒の燃焼室にインジェクタが設けられ、このインジェクタが開弁している間、高圧蓄圧配管である燃料レール（コモンレール）内の燃料が燃焼室に噴射される。高圧燃料ポンプは、電子制御ユニットによって、燃料タンクから吸入した燃料を所定の高圧に維持するよう制御される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１２５１４０号公報（第３−５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃料供給装置では、上記高圧燃料ポンプ等の不具合による原因で、燃料レール内の圧力が過度に上昇してエンジンが停止した場合、インジェクタの駆動可能な最高圧力が燃料レール内の圧力を下回る場合があった。このため、その直後にエンジンを再始動しても、インジェクタが駆動せずエンジンが始動しないおそれがあった。
【０００５】
これを詳述する。上述した燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合、圧力制御弁が開弁して燃料レール内の燃料が低圧側に流れ、これにより、燃料レール内の圧力の上昇が制限されるようになっている。このため、燃料レール内の圧力が、暫く圧力制御弁の開弁圧とほぼ同等になる。この圧力制御弁の開弁圧は、燃料レール内の燃料を低圧側に流すため、通常、インジェクタの駆動可能な最高圧力よりも高く設定されている。したがって、燃料レール内の圧力が、暫くの間、インジェクタの駆動可能な最高圧力よりも高い圧力になる。
【０００６】
このような状況下において、直ちにエンジンをスタータで再始動しようとすると、スタータに大電流が流れてバッテリーの電圧が低下するので、インジェクタの駆動可能な最高圧力が著しく低下する。インジェクタは、ソレノイド式の電磁弁であり、インジェクタが駆動するために要する駆動エネルギーは、車載バッテリーや車載発電機の電源装置からの電気エネルギーを磁気エネルギーに変換することにより得られている。このため、バッテリーの電圧が低下すると、その分、上記駆動エネルギーも小さくなり、その結果、インジェクタの駆動可能な最高圧力が燃料レール内の圧力を下回るケースが生じるおそれがあった。
【０００７】
インジェクタは、通常、駆動可能な最高圧力よりもある程度高い圧力で駆動するように設計されている。しかしながら、燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合においては、燃料レールに設けられた圧力制御弁が開弁して、燃料レール内の燃料が低圧側へ流れ、その結果、燃料レール内の圧力が、暫く圧力制御弁の開弁圧とほぼ同等の高い圧力になる。そしてその直後、エンジンがスタータで再始動すると、バッテリー電圧の低下によりインジェクタの駆動可能な最高圧力も低下し、この最高圧力が燃料レール内の圧力を下回り、インジェクタが駆動せずエンジンが始動しないというケースが生じるおそれがあった。
【０００８】
このような状況は、上記バッテリー電圧が低下した場合のほか、バッテリーが劣化した場合、燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合等の条件下においても同様である。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、燃料レール内の圧力が過度に上昇した状態でエンジンが停止した直後においても、インジェクタを確実に駆動させてエンジンを再始動させることができる内燃機関の燃料供給装置を得るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、燃料レール内の燃料を噴射するインジェクタを制御してエンジンに噴射すべき燃料量を制御する制御手段を備える。この制御手段は、燃料レール内の圧力がインジェクタの駆動可能な最高圧力以上の高圧であり、かつエンジンが停止している場合に、インジェクタを開弁して燃料レール内の燃料を停止中のエンジンに噴射させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置の構成を示す図である。図２は内燃機関の燃料供給装置に含まれる圧力制御弁における通過流量とその開弁圧との関係を示す図である。図３は内燃機関の燃料供給装置におけるバッテリー電圧とインジェクタの駆動可能な最高圧力との関係を示す図である。
【００１２】
図１において、複数のインジェクタ１は気筒毎に設けられ、各インジェクタ１は燃料レール２に接続されている。燃料レール２は、エンジンに供給する高圧の燃料を蓄えるものであり、供給管３及びチェックバルブ４を介して高圧燃料ポンプ５と接続している。低圧燃料ポンプ７は、低圧配管９及びチェックバルブ１０を介して、燃料タンク６内の燃料を高圧燃料ポンプ５に供給する。この供給に際し、燃料タンク６内の燃料がプレッシャレギュレータ８によって所定の低圧に調圧される。高圧燃料ポンプ５では、低圧燃料ポンプ７によって供給された低圧燃料を所定の高圧に昇圧する。
【００１３】
カム１１は、エンジン本体のクランクシャフトの回転に同期して回転し、この回転により、シリンダ１２内のピストン１３が往復運動を行う。
【００１４】
吐出量制御用電磁弁１４は、高圧燃料ポンプ５内に設けられ、燃料レール２に圧送する燃料量を制御するため、ピストン１３により燃料を燃料レール２に圧送する時（圧送行程時）に所定のタイミングで開弁する。吐出量制御用電磁弁１４が閉弁すると、ポンプ室１７から燃料レール２に燃料が供給され、燃料レール２内が常に所望の圧力に保たれる。なお、燃料レール２に供給される燃料は、高圧燃料ポンプ５からチェックバルブ４及び供給管３を介して供給される。
【００１５】
吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５と弁座１６とが離間しているときに、ピストン１３が復運動を行うと、低圧燃料ポンプ７によって供給された燃料がポンプ室１７に供給される。一方、吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５が弁座１６に当接しているときに、ピストン１３が往運動を行うと、低圧燃料ポンプ７によって供給された燃料がポンプ室１７で加圧される。
【００１６】
圧力制御弁１８は、燃料レール２の端部に取り付けられている。この圧力制御弁１８の一方（低圧側）は、低圧通路１９を経由して低圧配管９に接続されている。圧力制御弁１８は、燃料レール２内の圧力が過度に高くなったとき（所定圧以上の高圧になったとき）に開弁する。圧力制御弁１８が開弁すると、燃料レール２に蓄積された燃料が低圧通路１９を経由して低圧配管９に戻される。
【００１７】
ここで、圧力制御弁１８の開弁圧Ｐｒと圧力制御弁１８を通過する流量（以下「通過流量」という。）Ｑｒとの関係を図２に示す。図２によると、開弁圧Ｐｒは、通過流量Ｑｒの増加に伴って上昇している。通過流量Ｑｒは、高圧燃料ポンプ５の吐出量をＱｐとし、インジェクタ１の噴射量をＱｉとすると、「Ｑｒ＝Ｑｐ−Ｑｉ」の関係が成り立つ。エンジンの運転時は、圧力制御弁１８には、通過流量Ｑｒ分の燃料が通過し、その際、開弁圧Ｐｒが１３ＭＰａになる。一方、エンジンの停止時は、吐出量Ｑｐ及び噴射量Ｑｉが零になり、このとき（「Ｑｒ＝０」のとき）、開弁圧Ｐｒが１２ＭＰａになる。このエンジンの停止時における開弁圧Ｐｒ（１２ＭＰａ）は、ＥＣＵ２２によって制御されるインジェクタ１（各インジェクタ１の総称。以下同じ。）の駆動可能な最高圧力Ｐｍ（例えば、１０ＭＰａ）よりも高くなる。
【００１８】
イグニッションスイッチ（始動装置）２０は、エンジンの停止又は始動を行うためのものであり、このイグニッションスイッチ２０は、バッテリー２１から電源の供給を受けて作動する。
【００１９】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）２２は、内燃機関の燃料供給装置の全体的な動作を制御するためのものであり、メモリ２２ａを備えている。メモリ２２ａは、燃料レール２内の所定圧を記憶する。この所定圧は、ＥＣＵ（制御手段）２２によって制御されるインジェクタ１の駆動可能な最高圧力Ｐｍである。
【００２０】
ＥＣＵ２２は、気筒判別センサ２３、クランク角センサ２４及び負荷センサ２５からの信号に基づき、エンジンの回転数や、エンジンの負荷に関する情報を入力する。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ１に制御信号を出力してインジェクタ１を制御する。これにより、エンジンの運転状態に応じて、燃料の噴射時期及び噴射量が最適となるよう制御することが可能となる。
【００２１】
また、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４、負荷センサ２５及び燃圧センサ２６からの信号に基づき、吐出量制御用電磁弁１４に制御信号を出力する。これにより、吐出量制御用電磁弁１４を通電するタイミングを制御することが可能となり、高圧燃料ポンプ１４における燃料の吐出量の制御が行われ、燃料レール２内の圧力を最適な状態に保持することが可能となる（圧力の負帰還制御）。なお、燃圧センサ２６は、燃料レール２に配設されている。
【００２２】
具体的には、ＥＣＵ２２は、次のような制御を行う。高圧燃料ポンプ５の吐出量Ｑｐとインジェクタ１の噴射量Ｑｉが均衡を保っているときは、燃料レール２内は一定の圧力状態を維持する。このような状態で、燃料レール２内の圧力を高くするときは、ＥＣＵ２２は、吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５の閉状態が長くなるよう制御（吐出量制御用電磁弁１４の通電時間が長くなるよう制御）を行う。このような制御により、高圧燃料ポンプ５における圧送行程時、ポンプ室１７と供給管３とが連通する期間が長くなる。これにより、高圧燃料ポンプ５からの吐出量Ｑｐが増加し、その結果、燃料レール２内の圧力が現状より高くなる。一方、圧送行程時、燃料レール２内の圧力を低くするときは、ＥＣＵ２２は、吐出量制御用電磁弁１４の通電時間が短くなるよう制御を行う。これにより、高圧燃料ポンプ５からの吐出量Ｑｐが減少し、その結果、燃料レール２内の圧力が現状より低くなる。
【００２３】
ＥＣＵ２２は、バッテリー２１からの信号を受けて、バッテリー２１の電圧（以下「バッテリー電圧」という。）を検出する。ここで、バッテリー電圧Ｖｂと、ＥＣＵ２２によって制御されるインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍとの関係を図３に示す。図３によると、インジェクタ１の動作可能な最高圧力Ｐｍは、バッテリー電圧Ｖｂの低下とともに低下する。例えば、バッテリー電圧Ｖｂが１０ボルトのときは、最高圧力Ｐｍは１２ＭＰａであり、バッテリー電圧Ｖｂが６ボルトのときは、最高圧力Ｐｍは１０ＭＰａである。このため、エンジンの停止時における開弁圧Ｐｒ（１２ＭＰａ）は、バッテリー電圧Ｖｂの低下により、インジェクタ１の駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも高くなるケースが生じる。
【００２４】
次に、上記内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図４、図５及び図６に基づいて説明する。図４は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であって燃料レール２内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。ここでは、吐出量制御用電磁弁１４が連続通電した場合の故障を想定して説明する。この場合、ポンプ室１７と供給管３との連通制御が行えず、高圧燃料ポンプ５における最大の吐出量Ｑｐ分の燃料が吐出される。このとき、燃料レール２内の圧力が上昇し、その圧力は圧力制御弁１８の開弁圧に近い圧力になる。
【００２５】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ１０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００２６】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していないと判断すると（エンジンが停止している場合）、燃圧センサ２６から、燃料レール２内の圧力（以下、「燃圧」という。）を検出するための燃圧信号を読み込み、この燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出する（Ｓ１０３）。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２２は、上記燃圧Ｐｆがメモリ２２ａに格納された所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ１０４）。
【００２８】
そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｒが上記所定圧以上の高圧と判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力する。すると、インジェクタ１は、ＥＣＵ２２からの制御信号を入力して、燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射する（Ｓ１０５）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ１０２でエンジンが回転していると判断した場合、又はＳ１０４で燃圧Ｐｒが上記所定圧未満の低圧と判断した場合は、処理を終了する。
【００２９】
このようにすると、エンジンの停止後その再始動前に燃圧Ｐｆが低下することとなる。したがって、エンジンの再始動に際し、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００３０】
図５は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってＥＣＵ２２がイグニッションスイッチ２０のオフ状態を検出して燃圧Ｐｆを低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２０１からＳ２０７までの処理のうち、ステップＳ２０３及びＳ２０４以外の処理については、上記ステップ１０１からＳ１０５までの処理と同様であるため、適宜省略して説明する。
【００３１】
ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ２０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ２０２）。
【００３２】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、イグニッションスイッチ２０からの状態信号（オン信号又はオフ信号）を入力し（Ｓ２０３）、この状態信号に基づいてイグニッションスイッチ２０がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２０４）。なお、イグニッションスイッチ２０からのオフ信号は、エンジンの停止信号である。
【００３３】
ＥＣＵ２２は、イグニッションスイッチ２０からのオフ信号を入力すると、イグニッションスイッチ２０がオフ状態であると判断する。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧センサ２６から読み込んだ燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出し（Ｓ２０５）、この燃圧Ｐｆがメモリ２２ａに格納された所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ２０６）。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆが上記所定圧以上の高圧と判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力し、インジェクタ１により燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射させる（Ｓ２０７）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ２０２でエンジンが回転していると判断した場合、Ｓ２０４でイグニッションスイッチ２０がオン状態であると判断した場合、又はＳ２０６で燃圧Ｐｆが上記所定圧未満の低圧と判断した場合は、処理を終了する。
【００３４】
このようにすると、イグニッションスイッチ２０がオフになった後、エンジンが再始動する前に燃圧Ｐｆが低下することとなる。したがって、エンジンの再始動に際し、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００３５】
図６は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってバッテリー電圧を検出して燃圧Ｐｆを低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ３０１からＳ３０７までの処理のうち、ステップＳ３０４及びＳ３０５以外の処理については、上記ステップ１０１からＳ１０５までの処理と同様であるため、適宜省略して説明する。
【００３６】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ３０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ３０２）。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、燃圧センサ２６から燃圧信号を読み込み、この燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出する（Ｓ３０３）。
【００３７】
続いて、ＥＣＵ２２は、バッテリー２１から電圧信号を入力し、この電圧信号に基づいてバッテリー電圧Ｖｂを検出し（Ｓ３０４）、このバッテリー電圧Ｖｂに対応する所定圧（図３参照）をメモリ２２ａから読み出す（Ｓ３０５）。
【００３８】
次に、ＥＣＵ２２は、上記Ｓ３０３で検出した燃圧Ｐｆが上記Ｓ３０５で読み出した所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ３０６）。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆが上記所定圧以上の高圧であると判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力し、インジェクタ１により燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射させ（Ｓ３０７）、次のステップＳ３０３に進む。このようにして、ＥＣＵ２２は、上記燃圧Ｐｆが上記所定圧未満の低圧になるまで、上記Ｓ３０３からＳ３０７までの処理を繰り返し、インジェクタ１により燃料を噴射させ続ける。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ３０２でエンジンが回転していないと判断した場合は、処理を終了する。
【００３９】
このようにすると、ＥＣＵ２２によって、バッテリー電圧Ｖｂに対応する所定圧値を超えないよう燃圧Ｐｆが制御される。したがって、エンジンの再始動等による要因でバッテリー電圧Ｖｂが低下しても、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００４０】
実施の形態２．
この実施の形態２に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記実施の形態１と同一であるので重複説明を省略する。
【００４１】
この内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図７に基づいて説明する。図７は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であって燃圧Ｐｆを低下させる制御を行った後のエンジンを再始動する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４からエンジンの回転信号を読み込み（Ｓ４０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ４０２）。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、気筒判別センサ２３から、インジェクタ１によって燃料が噴射された気筒を判別するための気筒判別信号を読み込み、この気筒判別信号に基づいて、インジェクタ１によって燃料の噴射が最初に実行された気筒をその順に識別する（Ｓ４０３）。なお、ＥＣＵ２２は、例えば、気筒の圧縮行程時に上記気筒判別信号を読み込む。
【００４３】
続いて、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆを低下させる制御（以下、「圧力低下制御」という。以下同じ。）を行う。この圧力低下制御は、上述したＳ１０３からＳ１０５、Ｓ２０３からＳ２０７、又はＳ３０４からＳ３０７までの処理を指す。以下同じ。
【００４４】
次に、ＥＣＵ２２は、メモリ２２ａに格納された噴射遅延時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４０５）。この噴射遅延時間は、インジェクタ１により燃料を噴射させるタイミングを遅らせるための時間である。例えば、吸気、圧縮等の４行程分に相当する時間を噴射遅延時間として設定しておく。なお、ＥＣＵ２２が、Ｓ４０５における判断を行う際、図示しないタイマーを用いる。
【００４５】
ＥＣＵ２２は、Ｓ４０５で噴射遅延時間が経過していないと判断すると、インジェクタ１による高圧燃料の噴射を禁止する（Ｓ４０６）とともに、気筒の点火を禁止し（Ｓ４０７）、次のＳ４０５に進む。この場合、ＥＣＵ２２は、例えば、インジェクタ１に制御信号を出力しないようにする。ＥＣＵ２２は、上記噴射遅延時間が経過するまでの間、Ｓ４０５からＳ４０７までの処理を繰り返す。
【００４６】
そして、ＥＣＵ２２は、Ｓ４０５で噴射遅延時間が経過したと判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力して、インジェクタ１により、燃料の噴射を実行させ（Ｓ４０８）、Ｓ４０３で識別した気筒の順に気筒を点火させる（Ｓ４０９）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ４０２でエンジンが回転していないと判断した場合は、処理を終了する。
【００４７】
このように、ＥＣＵ２２は、停止中のエンジン（完全に停止している状況及びこれに準じる状況を含む。）に燃料を噴射させた後、停止中のエンジンを再始動させる場合に、インジェクタ１により燃料の噴射を開始させるタイミングを所定の間遅延させる。このため、エンジンの燃焼室内に滞留した混合気が清掃された後に燃料の噴射が実行されることとなる。例えば、吸気行程で点火していない気筒の順に、吸気管へ流出した混合気や、燃焼室内に滞留した混合気が清掃された後、燃料の噴射が実行される。したがって、再始動に必要な燃料量が適正な状況でエンジンが円滑に始動することになる。
【００４８】
また、ＥＣＵ２２は、インジェクタ１により燃料を所定の間遅延して噴射させた後、インジェクタ１に設けられた気筒の点火制御を行う場合に、インジェクタ１により燃料が噴射された気筒の順に点火制御を行う。このため、燃料の噴射が実行されていない気筒が残留している混合気に点火し、再始動の動作特性が悪くなるという不都合を回避することができる。
【００４９】
なお、この実施の形態２において、ＥＣＵ２２は、燃料の噴射、点火に関する制御を行うに際し、噴射遅延時間が経過したか否かを判断して上記制御を行ったが、これに限られない。ＥＣＵ２２は、例えば、カウンタを用いて上記燃料の噴射、点火に関する制御を実行するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ２２は、エンジンの各行程毎にカウンタ値を１つずつ加算し、このカウンタ値が初期値（例えば、零）から最終値（例えば、４）になるまでの間、燃料の噴射及び点火を禁止するよう制御を行う。このようにしても、インジェクタ１により燃料の噴射を開始させるタイミングを所定の間遅延させることができる。
【００５０】
実施の形態３．
この実施の形態３に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記実施の形態１と同一であるので重複説明を省略する。
【００５１】
この内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図８に基づいて説明する。図８は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってエンジンの停止後低圧燃料ポンプの駆動を禁止する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ＥＣＵ２２は、エンジンの停止後、圧力低下制御を行う（Ｓ５０１）。この圧力低下制御は、上述したＳ１０３からＳ１０５、Ｓ２０３からＳ２０７、又はＳ３０４からＳ３０７までの処理を指す。続いて、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ５０２）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ５０３）。
【００５３】
ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していないと判断すると（エンジンの停止時）、低圧燃料ポンプ７の駆動を禁止し（Ｓ５０４）、次のＳ５０２に進む。この場合、ＥＣＵ２２は、例えば、インジェクタ１に制御信号を出力しないようにする。これにより、エンジンが停止している間、圧力制御弁１８が開弁して、燃料レール２に蓄積された燃料が低圧通路１９を経由して低圧配管９に戻される。したがって、エンジンが停止している間、燃圧Ｐｆの低下を促進することができる。
【００５４】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると（エンジンの再始動時）、低圧燃料ポンプ７に制御信号を出力してその駆動を許可する（Ｓ５０５）。
【００５５】
このように、ＥＣＵ２２は、燃料レール２内の燃料を停止中のエンジンに噴射させた後、停止中のエンジンが再回転するまでの間は、燃料レール２内に残存している燃料が、圧力制御弁１８を介して高圧燃料ポンプ５に背圧するのを促進すべく、低圧燃料ポンプ７の駆動を禁止する。このため、エンジンの停止後その再始動前に圧力制御弁１８を介して自然にリークする燃料量を増加させることができ、エンジンが停止中の燃圧Ｐｆの低下を促進させることができる。
【００５６】
また、ＥＣＵ２２は、エンジンの回転の有無により、低圧燃料ポンプ７を駆動させるよう制御するので、イグニッションスイッチ２０がオンになったときに低圧燃料ポンプ７を駆動させるという方式に比べ、燃圧Ｐｆの低下を促進させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、燃料レール内の圧力が過度に上昇した状態でエンジンが停止した直後においても、インジェクタを開弁して燃料レール内の高圧燃料を停止中のエンジンに噴射させる制御手段を備えたので、インジェクタを駆動させてエンジンを再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置に含まれる圧力制御弁における通過流量とその開弁圧との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置におけるバッテリー電圧とインジェクタの駆動可能な最高圧力との関係を示す図である。
【図４】図１に示したＥＣＵの動作であって燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示したＥＣＵの動作であってイグニッションスイッチのオフ状態を検出して燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示したＥＣＵの動作であってバッテリー電圧を検出して燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示したＥＣＵの動作であって燃料レール内の圧力を低下させる制御を行った後エンジンを再始動する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示したＥＣＵの動作であってエンジンの停止後低圧燃料ポンプの駆動を禁止する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ インジェクタ、２ 燃料レール、７ 低圧燃料ポンプ、２０ イグニッションスイッチ、２１ バッテリー、２２ ＥＣＵ、２３ 気筒判別センサ、２４クランク角センサ、２５ 負荷センサ、２６ 燃圧センサ、２２ａ メモリ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃料供給装置に係り、特に、燃料レール内の圧力が異常高圧になった状態でエンジンが停止した直後において、そのエンジンの再始動を確実なものとするフェールセーフ制御を行う内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可変吐出量式の高圧燃料ポンプを用いた燃料供給装置においては、エンジンの各気筒の燃焼室にインジェクタが設けられ、このインジェクタが開弁している間、高圧蓄圧配管である燃料レール（コモンレール）内の燃料が燃焼室に噴射される。高圧燃料ポンプは、電子制御ユニットによって、燃料タンクから吸入した燃料を所定の高圧に維持するよう制御される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１２５１４０号公報（第３−５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃料供給装置では、上記高圧燃料ポンプ等の不具合による原因で、燃料レール内の圧力が過度に上昇してエンジンが停止した場合、インジェクタの駆動可能な最高圧力が燃料レール内の圧力を下回る場合があった。このため、その直後にエンジンを再始動しても、インジェクタが駆動せずエンジンが始動しないおそれがあった。
【０００５】
これを詳述する。上述した燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合、圧力制御弁が開弁して燃料レール内の燃料が低圧側に流れ、これにより、燃料レール内の圧力の上昇が制限されるようになっている。このため、燃料レール内の圧力が、暫く圧力制御弁の開弁圧とほぼ同等になる。この圧力制御弁の開弁圧は、燃料レール内の燃料を低圧側に流すため、通常、インジェクタの駆動可能な最高圧力よりも高く設定されている。したがって、燃料レール内の圧力が、暫くの間、インジェクタの駆動可能な最高圧力よりも高い圧力になる。
【０００６】
このような状況下において、直ちにエンジンをスタータで再始動しようとすると、スタータに大電流が流れてバッテリーの電圧が低下するので、インジェクタの駆動可能な最高圧力が著しく低下する。インジェクタは、ソレノイド式の電磁弁であり、インジェクタが駆動するために要する駆動エネルギーは、車載バッテリーや車載発電機の電源装置からの電気エネルギーを磁気エネルギーに変換することにより得られている。このため、バッテリーの電圧が低下すると、その分、上記駆動エネルギーも小さくなり、その結果、インジェクタの駆動可能な最高圧力が燃料レール内の圧力を下回るケースが生じるおそれがあった。
【０００７】
インジェクタは、通常、駆動可能な最高圧力よりもある程度高い圧力で駆動するように設計されている。しかしながら、燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合においては、燃料レールに設けられた圧力制御弁が開弁して、燃料レール内の燃料が低圧側へ流れ、その結果、燃料レール内の圧力が、暫く圧力制御弁の開弁圧とほぼ同等の高い圧力になる。そしてその直後、エンジンがスタータで再始動すると、バッテリー電圧の低下によりインジェクタの駆動可能な最高圧力も低下し、この最高圧力が燃料レール内の圧力を下回り、インジェクタが駆動せずエンジンが始動しないというケースが生じるおそれがあった。
【０００８】
このような状況は、上記バッテリー電圧が低下した場合のほか、バッテリーが劣化した場合、燃料レール内の圧力が過度に上昇した場合等の条件下においても同様である。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、燃料レール内の圧力が過度に上昇した状態でエンジンが停止した直後においても、インジェクタを確実に駆動させてエンジンを再始動させることができる内燃機関の燃料供給装置を得るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、燃料レール内の燃料を噴射するインジェクタを制御してエンジンに噴射すべき燃料量を制御する制御手段を備える。この制御手段は、燃料レール内の圧力がインジェクタの駆動可能な最高圧力以上の高圧であり、かつエンジンが停止している場合に、インジェクタを開弁して燃料レール内の燃料を停止中のエンジンに噴射させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置の構成を示す図である。図２は内燃機関の燃料供給装置に含まれる圧力制御弁における通過流量とその開弁圧との関係を示す図である。図３は内燃機関の燃料供給装置におけるバッテリー電圧とインジェクタの駆動可能な最高圧力との関係を示す図である。
【００１２】
図１において、複数のインジェクタ１は気筒毎に設けられ、各インジェクタ１は燃料レール２に接続されている。燃料レール２は、エンジンに供給する高圧の燃料を蓄えるものであり、供給管３及びチェックバルブ４を介して高圧燃料ポンプ５と接続している。低圧燃料ポンプ７は、低圧配管９及びチェックバルブ１０を介して、燃料タンク６内の燃料を高圧燃料ポンプ５に供給する。この供給に際し、燃料タンク６内の燃料がプレッシャレギュレータ８によって所定の低圧に調圧される。高圧燃料ポンプ５では、低圧燃料ポンプ７によって供給された低圧燃料を所定の高圧に昇圧する。
【００１３】
カム１１は、エンジン本体のクランクシャフトの回転に同期して回転し、この回転により、シリンダ１２内のピストン１３が往復運動を行う。
【００１４】
吐出量制御用電磁弁１４は、高圧燃料ポンプ５内に設けられ、燃料レール２に圧送する燃料量を制御するため、ピストン１３により燃料を燃料レール２に圧送する時（圧送行程時）に所定のタイミングで開弁する。吐出量制御用電磁弁１４が閉弁すると、ポンプ室１７から燃料レール２に燃料が供給され、燃料レール２内が常に所望の圧力に保たれる。なお、燃料レール２に供給される燃料は、高圧燃料ポンプ５からチェックバルブ４及び供給管３を介して供給される。
【００１５】
吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５と弁座１６とが離間しているときに、ピストン１３が復運動を行うと、低圧燃料ポンプ７によって供給された燃料がポンプ室１７に供給される。一方、吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５が弁座１６に当接しているときに、ピストン１３が往運動を行うと、低圧燃料ポンプ７によって供給された燃料がポンプ室１７で加圧される。
【００１６】
圧力制御弁１８は、燃料レール２の端部に取り付けられている。この圧力制御弁１８の一方（低圧側）は、低圧通路１９を経由して低圧配管９に接続されている。圧力制御弁１８は、燃料レール２内の圧力が過度に高くなったとき（所定圧以上の高圧になったとき）に開弁する。圧力制御弁１８が開弁すると、燃料レール２に蓄積された燃料が低圧通路１９を経由して低圧配管９に戻される。
【００１７】
ここで、圧力制御弁１８の開弁圧Ｐｒと圧力制御弁１８を通過する流量（以下「通過流量」という。）Ｑｒとの関係を図２に示す。図２によると、開弁圧Ｐｒは、通過流量Ｑｒの増加に伴って上昇している。通過流量Ｑｒは、高圧燃料ポンプ５の吐出量をＱｐとし、インジェクタ１の噴射量をＱｉとすると、「Ｑｒ＝Ｑｐ−Ｑｉ」の関係が成り立つ。エンジンの運転時は、圧力制御弁１８には、通過流量Ｑｒ分の燃料が通過し、その際、開弁圧Ｐｒが１３ＭＰａになる。一方、エンジンの停止時は、吐出量Ｑｐ及び噴射量Ｑｉが零になり、このとき（「Ｑｒ＝０」のとき）、開弁圧Ｐｒが１２ＭＰａになる。このエンジンの停止時における開弁圧Ｐｒ（１２ＭＰａ）は、ＥＣＵ２２によって制御されるインジェクタ１（各インジェクタ１の総称。以下同じ。）の駆動可能な最高圧力Ｐｍ（例えば、１０ＭＰａ）よりも高くなる。
【００１８】
イグニッションスイッチ（始動装置）２０は、エンジンの停止又は始動を行うためのものであり、このイグニッションスイッチ２０は、バッテリー２１から電源の供給を受けて作動する。
【００１９】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）２２は、内燃機関の燃料供給装置の全体的な動作を制御するためのものであり、メモリ２２ａを備えている。メモリ２２ａは、燃料レール２内の所定圧を記憶する。この所定圧は、ＥＣＵ（制御手段）２２によって制御されるインジェクタ１の駆動可能な最高圧力Ｐｍである。
【００２０】
ＥＣＵ２２は、気筒判別センサ２３、クランク角センサ２４及び負荷センサ２５からの信号に基づき、エンジンの回転数や、エンジンの負荷に関する情報を入力する。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ１に制御信号を出力してインジェクタ１を制御する。これにより、エンジンの運転状態に応じて、燃料の噴射時期及び噴射量が最適となるよう制御することが可能となる。
【００２１】
また、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４、負荷センサ２５及び燃圧センサ２６からの信号に基づき、吐出量制御用電磁弁１４に制御信号を出力する。これにより、吐出量制御用電磁弁１４を通電するタイミングを制御することが可能となり、高圧燃料ポンプ１４における燃料の吐出量の制御が行われ、燃料レール２内の圧力を最適な状態に保持することが可能となる（圧力の負帰還制御）。なお、燃圧センサ２６は、燃料レール２に配設されている。
【００２２】
具体的には、ＥＣＵ２２は、次のような制御を行う。高圧燃料ポンプ５の吐出量Ｑｐとインジェクタ１の噴射量Ｑｉが均衡を保っているときは、燃料レール２内は一定の圧力状態を維持する。このような状態で、燃料レール２内の圧力を高くするときは、ＥＣＵ２２は、吐出量制御用電磁弁１４の弁部材１５の閉状態が長くなるよう制御（吐出量制御用電磁弁１４の通電時間が長くなるよう制御）を行う。このような制御により、高圧燃料ポンプ５における圧送行程時、ポンプ室１７と供給管３とが連通する期間が長くなる。これにより、高圧燃料ポンプ５からの吐出量Ｑｐが増加し、その結果、燃料レール２内の圧力が現状より高くなる。一方、圧送行程時、燃料レール２内の圧力を低くするときは、ＥＣＵ２２は、吐出量制御用電磁弁１４の通電時間が短くなるよう制御を行う。これにより、高圧燃料ポンプ５からの吐出量Ｑｐが減少し、その結果、燃料レール２内の圧力が現状より低くなる。
【００２３】
ＥＣＵ２２は、バッテリー２１からの信号を受けて、バッテリー２１の電圧（以下「バッテリー電圧」という。）を検出する。ここで、バッテリー電圧Ｖｂと、ＥＣＵ２２によって制御されるインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍとの関係を図３に示す。図３によると、インジェクタ１の動作可能な最高圧力Ｐｍは、バッテリー電圧Ｖｂの低下とともに低下する。例えば、バッテリー電圧Ｖｂが１０ボルトのときは、最高圧力Ｐｍは１２ＭＰａであり、バッテリー電圧Ｖｂが６ボルトのときは、最高圧力Ｐｍは１０ＭＰａである。このため、エンジンの停止時における開弁圧Ｐｒ（１２ＭＰａ）は、バッテリー電圧Ｖｂの低下により、インジェクタ１の駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも高くなるケースが生じる。
【００２４】
次に、上記内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図４、図５及び図６に基づいて説明する。図４は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であって燃料レール２内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。ここでは、吐出量制御用電磁弁１４が連続通電した場合の故障を想定して説明する。この場合、ポンプ室１７と供給管３との連通制御が行えず、高圧燃料ポンプ５における最大の吐出量Ｑｐ分の燃料が吐出される。このとき、燃料レール２内の圧力が上昇し、その圧力は圧力制御弁１８の開弁圧に近い圧力になる。
【００２５】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ１０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００２６】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していないと判断すると（エンジンが停止している場合）、燃圧センサ２６から、燃料レール２内の圧力（以下、「燃圧」という。）を検出するための燃圧信号を読み込み、この燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出する（Ｓ１０３）。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２２は、上記燃圧Ｐｆがメモリ２２ａに格納された所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ１０４）。
【００２８】
そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｒが上記所定圧以上の高圧と判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力する。すると、インジェクタ１は、ＥＣＵ２２からの制御信号を入力して、燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射する（Ｓ１０５）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ１０２でエンジンが回転していると判断した場合、又はＳ１０４で燃圧Ｐｒが上記所定圧未満の低圧と判断した場合は、処理を終了する。
【００２９】
このようにすると、エンジンの停止後その再始動前に燃圧Ｐｆが低下することとなる。したがって、エンジンの再始動に際し、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００３０】
図５は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってＥＣＵ２２がイグニッションスイッチ２０のオフ状態を検出して燃圧Ｐｆを低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２０１からＳ２０７までの処理のうち、ステップＳ２０３及びＳ２０４以外の処理については、上記ステップ１０１からＳ１０５までの処理と同様であるため、適宜省略して説明する。
【００３１】
ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ２０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ２０２）。
【００３２】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、イグニッションスイッチ２０からの状態信号（オン信号又はオフ信号）を入力し（Ｓ２０３）、この状態信号に基づいてイグニッションスイッチ２０がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２０４）。なお、イグニッションスイッチ２０からのオフ信号は、エンジンの停止信号である。
【００３３】
ＥＣＵ２２は、イグニッションスイッチ２０からのオフ信号を入力すると、イグニッションスイッチ２０がオフ状態であると判断する。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧センサ２６から読み込んだ燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出し（Ｓ２０５）、この燃圧Ｐｆがメモリ２２ａに格納された所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ２０６）。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆが上記所定圧以上の高圧と判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力し、インジェクタ１により燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射させる（Ｓ２０７）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ２０２でエンジンが回転していると判断した場合、Ｓ２０４でイグニッションスイッチ２０がオン状態であると判断した場合、又はＳ２０６で燃圧Ｐｆが上記所定圧未満の低圧と判断した場合は、処理を終了する。
【００３４】
このようにすると、イグニッションスイッチ２０がオフになった後、エンジンが再始動する前に燃圧Ｐｆが低下することとなる。したがって、エンジンの再始動に際し、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００３５】
図６は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってバッテリー電圧を検出して燃圧Ｐｆを低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ３０１からＳ３０７までの処理のうち、ステップＳ３０４及びＳ３０５以外の処理については、上記ステップ１０１からＳ１０５までの処理と同様であるため、適宜省略して説明する。
【００３６】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ３０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ３０２）。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、燃圧センサ２６から燃圧信号を読み込み、この燃圧信号に基づいて燃圧Ｐｆを検出する（Ｓ３０３）。
【００３７】
続いて、ＥＣＵ２２は、バッテリー２１から電圧信号を入力し、この電圧信号に基づいてバッテリー電圧Ｖｂを検出し（Ｓ３０４）、このバッテリー電圧Ｖｂに対応する所定圧（図３参照）をメモリ２２ａから読み出す（Ｓ３０５）。
【００３８】
次に、ＥＣＵ２２は、上記Ｓ３０３で検出した燃圧Ｐｆが上記Ｓ３０５で読み出した所定圧以上の高圧か否かを判断する（Ｓ３０６）。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆが上記所定圧以上の高圧であると判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力し、インジェクタ１により燃料レール２内の所定量の燃料をエンジンに噴射させ（Ｓ３０７）、次のステップＳ３０３に進む。このようにして、ＥＣＵ２２は、上記燃圧Ｐｆが上記所定圧未満の低圧になるまで、上記Ｓ３０３からＳ３０７までの処理を繰り返し、インジェクタ１により燃料を噴射させ続ける。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ３０２でエンジンが回転していないと判断した場合は、処理を終了する。
【００３９】
このようにすると、ＥＣＵ２２によって、バッテリー電圧Ｖｂに対応する所定圧値を超えないよう燃圧Ｐｆが制御される。したがって、エンジンの再始動等による要因でバッテリー電圧Ｖｂが低下しても、燃圧Ｐｆがインジェクタの駆動可能な最高圧力Ｐｍよりも低くなり、インジェクタ１が駆動しないという状況を回避できる。
【００４０】
実施の形態２．
この実施の形態２に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記実施の形態１と同一であるので重複説明を省略する。
【００４１】
この内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図７に基づいて説明する。図７は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であって燃圧Ｐｆを低下させる制御を行った後のエンジンを再始動する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４からエンジンの回転信号を読み込み（Ｓ４０１）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ４０２）。そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると、気筒判別センサ２３から、インジェクタ１によって燃料が噴射された気筒を判別するための気筒判別信号を読み込み、この気筒判別信号に基づいて、インジェクタ１によって燃料の噴射が最初に実行された気筒をその順に識別する（Ｓ４０３）。なお、ＥＣＵ２２は、例えば、気筒の圧縮行程時に上記気筒判別信号を読み込む。
【００４３】
続いて、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆを低下させる制御（以下、「圧力低下制御」という。以下同じ。）を行う。この圧力低下制御は、上述したＳ１０３からＳ１０５、Ｓ２０３からＳ２０７、又はＳ３０４からＳ３０７までの処理を指す。以下同じ。
【００４４】
次に、ＥＣＵ２２は、メモリ２２ａに格納された噴射遅延時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４０５）。この噴射遅延時間は、インジェクタ１により燃料を噴射させるタイミングを遅らせるための時間である。例えば、吸気、圧縮等の４行程分に相当する時間を噴射遅延時間として設定しておく。なお、ＥＣＵ２２が、Ｓ４０５における判断を行う際、図示しないタイマーを用いる。
【００４５】
ＥＣＵ２２は、Ｓ４０５で噴射遅延時間が経過していないと判断すると、インジェクタ１による高圧燃料の噴射を禁止する（Ｓ４０６）とともに、気筒の点火を禁止し（Ｓ４０７）、次のＳ４０５に進む。この場合、ＥＣＵ２２は、例えば、インジェクタ１に制御信号を出力しないようにする。ＥＣＵ２２は、上記噴射遅延時間が経過するまでの間、Ｓ４０５からＳ４０７までの処理を繰り返す。
【００４６】
そして、ＥＣＵ２２は、Ｓ４０５で噴射遅延時間が経過したと判断すると、インジェクタ１に制御信号を出力して、インジェクタ１により、燃料の噴射を実行させ（Ｓ４０８）、Ｓ４０３で識別した気筒の順に気筒を点火させる（Ｓ４０９）。なお、ＥＣＵ２２は、Ｓ４０２でエンジンが回転していないと判断した場合は、処理を終了する。
【００４７】
このように、ＥＣＵ２２は、停止中のエンジン（完全に停止している状況及びこれに準じる状況を含む。）に燃料を噴射させた後、停止中のエンジンを再始動させる場合に、インジェクタ１により燃料の噴射を開始させるタイミングを所定の間遅延させる。このため、エンジンの燃焼室内に滞留した混合気が清掃された後に燃料の噴射が実行されることとなる。例えば、吸気行程で点火していない気筒の順に、吸気管へ流出した混合気や、燃焼室内に滞留した混合気が清掃された後、燃料の噴射が実行される。したがって、再始動に必要な燃料量が適正な状況でエンジンが円滑に始動することになる。
【００４８】
また、ＥＣＵ２２は、インジェクタ１により燃料を所定の間遅延して噴射させた後、インジェクタ１に設けられた気筒の点火制御を行う場合に、インジェクタ１により燃料が噴射された気筒の順に点火制御を行う。このため、燃料の噴射が実行されていない気筒が残留している混合気に点火し、再始動の動作特性が悪くなるという不都合を回避することができる。
【００４９】
なお、この実施の形態２において、ＥＣＵ２２は、燃料の噴射、点火に関する制御を行うに際し、噴射遅延時間が経過したか否かを判断して上記制御を行ったが、これに限られない。ＥＣＵ２２は、例えば、カウンタを用いて上記燃料の噴射、点火に関する制御を実行するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ２２は、エンジンの各行程毎にカウンタ値を１つずつ加算し、このカウンタ値が初期値（例えば、零）から最終値（例えば、４）になるまでの間、燃料の噴射及び点火を禁止するよう制御を行う。このようにしても、インジェクタ１により燃料の噴射を開始させるタイミングを所定の間遅延させることができる。
【００５０】
実施の形態３．
この実施の形態３に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記実施の形態１と同一であるので重複説明を省略する。
【００５１】
この内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作を図８に基づいて説明する。図８は、内燃機関の燃料供給装置のＥＣＵ２２の動作であってエンジンの停止後低圧燃料ポンプの駆動を禁止する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ＥＣＵ２２は、エンジンの停止後、圧力低下制御を行う（Ｓ５０１）。この圧力低下制御は、上述したＳ１０３からＳ１０５、Ｓ２０３からＳ２０７、又はＳ３０４からＳ３０７までの処理を指す。続いて、ＥＣＵ２２は、クランク角センサ２４から、エンジンの回転信号を読み込み（Ｓ５０２）、この回転信号に基づいてエンジンが回転しているか否かを判断する（Ｓ５０３）。
【００５３】
ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していないと判断すると（エンジンの停止時）、低圧燃料ポンプ７の駆動を禁止し（Ｓ５０４）、次のＳ５０２に進む。この場合、ＥＣＵ２２は、例えば、インジェクタ１に制御信号を出力しないようにする。これにより、エンジンが停止している間、圧力制御弁１８が開弁して、燃料レール２に蓄積された燃料が低圧通路１９を経由して低圧配管９に戻される。したがって、エンジンが停止している間、燃圧Ｐｆの低下を促進することができる。
【００５４】
そして、ＥＣＵ２２は、エンジンが回転していると判断すると（エンジンの再始動時）、低圧燃料ポンプ７に制御信号を出力してその駆動を許可する（Ｓ５０５）。
【００５５】
このように、ＥＣＵ２２は、燃料レール２内の燃料を停止中のエンジンに噴射させた後、停止中のエンジンが再回転するまでの間は、燃料レール２内に残存している燃料が、圧力制御弁１８を介して高圧燃料ポンプ５に背圧するのを促進すべく、低圧燃料ポンプ７の駆動を禁止する。このため、エンジンの停止後その再始動前に圧力制御弁１８を介して自然にリークする燃料量を増加させることができ、エンジンが停止中の燃圧Ｐｆの低下を促進させることができる。
【００５６】
また、ＥＣＵ２２は、エンジンの回転の有無により、低圧燃料ポンプ７を駆動させるよう制御するので、イグニッションスイッチ２０がオンになったときに低圧燃料ポンプ７を駆動させるという方式に比べ、燃圧Ｐｆの低下を促進させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、燃料レール内の圧力が過度に上昇した状態でエンジンが停止した直後においても、インジェクタを開弁して燃料レール内の高圧燃料を停止中のエンジンに噴射させる制御手段を備えたので、インジェクタを駆動させてエンジンを再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置に含まれる圧力制御弁における通過流量とその開弁圧との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の燃料供給装置におけるバッテリー電圧とインジェクタの駆動可能な最高圧力との関係を示す図である。
【図４】図１に示したＥＣＵの動作であって燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示したＥＣＵの動作であってイグニッションスイッチのオフ状態を検出して燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示したＥＣＵの動作であってバッテリー電圧を検出して燃料レール内の圧力を低下させる制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示したＥＣＵの動作であって燃料レール内の圧力を低下させる制御を行った後エンジンを再始動する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示したＥＣＵの動作であってエンジンの停止後低圧燃料ポンプの駆動を禁止する制御に関する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ インジェクタ、２ 燃料レール、７ 低圧燃料ポンプ、２０ イグニッションスイッチ、２１ バッテリー、２２ ＥＣＵ、２３ 気筒判別センサ、２４クランク角センサ、２５ 負荷センサ、２６ 燃圧センサ、２２ａ メモリ。
Claims (6)
- 燃料レール内の燃料を噴射するインジェクタを制御してエンジンに噴射すべき燃料量を制御する制御手段を備えた内燃機関の燃料供給装置において、
前記制御手段は、
前記燃料レール内の圧力が前記インジェクタの駆動可能な最高圧力以上の高圧であり、かつ、前記エンジンが停止している場合に、前記インジェクタを開弁して前記燃料レール内の高圧燃料を停止中の前記エンジンに噴射させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御手段は、
前記エンジンの停止信号を始動装置から入力したことを条件として、前記インジェクタを開弁させる
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御手段は、
前記停止中のエンジンに燃料を噴射させるに際し、
前記インジェクタに電源を供給しているバッテリーの電圧を検出し、この電圧に対応する前記インジェクタの駆動可能な最高圧力をメモリから読み出し、この最高圧力が前記燃料レール内の圧力よりも高くなるまで、前記インジェクタにより前記燃料を噴射させ続ける
ことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御手段は、
前記停止中のエンジンに燃料を噴射させた後、前記停止中のエンジンを再始動させる場合に、前記インジェクタにより前記燃料の噴射を開始させるタイミングを所定の間遅延させる
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御手段は、
前記インジェクタにより前記燃料を所定の間遅延して噴射させた後、前記インジェクタに設けられた気筒の点火制御を行う場合に、前記インジェクタにより燃料が噴射された気筒の順に前記点火制御を行う
ことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御手段は、
前記燃料レール内の燃料を停止中のエンジンに噴射させた後、前記停止中のエンジンが再回転するまでの間は、前記燃料レール内に残存している燃料が、圧力制御弁を介して高圧燃料ポンプ側へ背圧するのを促進すべく、前記高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポンプの駆動を禁止する
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
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