JP2005098138A

JP2005098138A - 筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置

Info

Publication number: JP2005098138A
Application number: JP2003329943A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Ono; 隆彦大野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-04-14
Also published as: DE102004014400B4; DE102004014400A1; US20050061297A1; US6889666B2

Abstract

【課題】機関停止後の温度上昇により燃圧が上昇しても、燃圧が燃料噴射弁の作動限界圧力を越えることを防止して、運転性を損なうことなく確実に再始動可能にした筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置を得る。
【解決手段】高圧燃料ポンプ５から燃料レール２に燃料を供給し、燃料噴射弁１により各気筒毎の燃焼室２０に燃料を噴射する。ＥＣＵ１０は、水温ＴＨＷおよび吸気温ＴＨＡに基づいて機関停止後の燃料レール２内の燃圧ＰＦの上昇度合いを推定し、目標燃圧の最大値と燃圧上昇度合いとの加算値が燃料噴射弁１の作動限界圧力以下となるように目標燃圧の最大値を制限する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の搭載された筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置に関し、特に内燃機関の停止後の温度上昇にともなう燃圧上昇時に発生し得る燃料噴射弁の駆動力不足に起因した始動不良を、運転時の実用性を損なうことなく防止した筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置に関するものである。

一般に、燃焼室内に加圧燃料を燃料噴射弁から直接噴射して各気筒に燃料を供給する燃料噴射装置を有する筒内噴射式内燃機関においては、内燃機関の停止後（車両停止後）に車両走行風や冷却ファンによる冷却風が無くなるため、燃料レール内に滞留した燃料は、機関や排気系の熱を受けて温度上昇する。
このとき、機関停止後の燃料レール内においては、閉鎖された密閉状態となって容積の変化が無いため、燃料レール内の燃料の熱膨張により燃圧が上昇し、当然ながら、機関停止後に到達する燃圧は、機関停止時点の燃圧が高いほど高くなる。

このように、機関停止後に、燃料レール内の燃圧が高くなっている状態で、機関を再始動する場合、燃料噴射弁の弁体の駆動力よりも燃圧が弁体に作用する力の方が大きくなって、燃料噴射弁が正常に動作できずに、内燃機関が始動不能に陥るおそれがある。
特に、燃圧を比較的高圧に設定している筒内噴射式の内燃機関においては、機関停止後の燃圧上昇による問題が発生する可能性が極めて高い。

上記問題を解決して内燃機関を確実に再始動させるため、従来より、機関停止時の冷却水温度および外気温度に基づいて機関停止後の温度上昇を推定し、推定した温度上昇による燃料レール内の燃圧の最大到達値が所定燃圧値以上と見込まれる場合には、機関停止直後に燃料噴射弁から燃料を噴射して、燃料レール内の燃圧を低下させる筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

すなわち、上記従来装置においては、燃料レール内の燃料温度が上昇しても燃料噴射弁が作動不能に陥る限界圧力に達しないように、推定燃圧の最大到達値が燃料噴射弁の作動不能となる限界圧力以上を示す場合に、機関停止後も燃料の噴射を継続して燃料レール内の燃圧を低下させている。

特許第３２８９４７２号公報

従来の筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置では、特許文献１のように、運転者による機関停止操作後においても機関運転を継続させており、直ちに機関停止させたいという運転者の意思に反した動作となるので、実用性の面で支障があり、現実的ではないという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、機関停止後の温度上昇にともなう燃圧上昇により発生する始動不良を運転性を損なうことなく解決して、実用性の面においても支障の無い筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置を得ることを目的とする。

この発明による筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置は、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に接続されて高圧の燃料を蓄える燃料レールと、燃料レール内の燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、内燃機関の吸入空気温度または外気温度を吸気温として検出する吸気温センサと、内燃機関の冷却水温度を水温として検出する水温センサと、燃料レールに高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと、内燃機関の運転状態に応じた目標燃圧と一致するように燃圧を可変制御する燃圧制御手段と、内燃機関の運転中における吸気温および水温に基づいて、内燃機関の停止後における燃圧の上昇度合いを推定する燃圧上昇推定手段とを備え、燃圧制御手段は、目標燃圧と燃圧の上昇度合いとの加算値が燃料噴射弁の作動限界圧力以下となるように、目標燃圧の最大値を制限する目標燃圧制限手段を含むものである。

この発明によれば、機関停止操作後に機関運転が継続することが無く且つ機関停止後に燃料レール内の燃料温度が上昇して燃圧が上昇しても、燃料レール内の燃圧が燃料噴射弁の作動限界値に達することがなく、停止時の運転性を損なうことなく確実に再始動することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置を示す構成図であり、主に燃料噴射系統を示している。
図１において、内燃機関の各気筒の燃焼室２０内には、加圧燃料を直接噴射する燃料噴射弁１が個別に設けられており、各燃料噴射弁１には、燃料レール２が接続されている。
燃料レール２は、各燃料噴射弁１に加圧燃料を供給するために、高圧の燃料を蓄えている。

燃料レール２の燃料吸入側には、高圧配管３が連通されており、高圧配管３の上流側には、逆止弁４を介して高圧燃料ポンプ５が連通されている。
高圧燃料ポンプ５は、燃料タンク６から供給される燃料を加圧して、燃料レール２に高圧の燃料を供給する。
燃料タンク６には、低圧燃料ポンプ７および低圧レギュレータ８を介して低圧配管９が設けられており、燃料タンク６内の燃料は、低圧配管９を介して高圧燃料ポンプ５に供給されている。

マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１０は、燃圧センサ１１、水温センサ１２、吸気温センサ１３、エアーフローセンサ１４、クランク角センサ１５、カムポジションセンサ１６などからの各種センサ信号に基づいて、種々の制御演算を実行し、各燃料噴射弁１を駆動するとともに、吐出量制御弁１７、電磁圧力制御弁１８などの各種アクチュエータを駆動する。

燃圧センサ１１は、燃料レール２内の燃料の圧力を燃圧ＰＦとして検出する。
水温センサ１２は、内燃機関の冷却水温度を水温ＴＨＷとして検出する。
吸気温センサ１３は、内燃機関の吸入空気温度または外気温度を吸気温ＴＨＡとして検出する。この場合、吸気温センサ１３は、内燃機関の吸気通路（図示せず）に設けられているものとする。

エアーフローセンサ１４は、内燃機関に吸入される吸気量Ｑａを検出する。
クランク角センサ１５は、基準クランク角位置および回転数を示すクランク角信号ＳＧＴを生成する。
カムポジションセンサ１６は、各気筒を識別するためのカム角信号ＳＧＣを生成する。

吐出量制御弁１７は、ＥＣＵ１０の制御下で、高圧燃料ポンプ５の吐出量を制御する。
電磁圧力制御弁１８は、常閉式の開閉弁からなり、ＥＣＵ１０の制御下で開弁されて、燃料レール２内の燃料のリターン量を制御する。
電磁圧力制御弁１８には、燃料タンク６の吐出側および高圧燃料ポンプ５の吸入側に連通されたリターン配管１９が設けられている。

図２はこの発明の実施の形態１によるＥＣＵ１０の機能構成を示すブロック図である。
図２において、ＥＣＵ１０は、各種センサ情報（運転状態）に基づいて燃料噴射弁１の駆動信号を演算する噴射制御部１０１と、運転状態に基づいて点火装置（図示せず）の駆動信号を演算する点火制御部１０２と、燃圧の上昇度合いΔＰを推定演算する燃圧上昇推定手段１０３と、運転状態に基づいて吐出量制御弁１７の駆動信号を演算する燃圧制御手段１０４とを備えている。

ＥＣＵ１０内の燃圧上昇推定手段１０３は、内燃機関の運転中における吸気温ＴＨＡおよび水温ＴＨＷに基づいて、内燃機関の停止後における燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰを推定する。
ここでは、燃圧上昇推定手段１０３は、少なくとも吸気温ＴＨＡおよび水温ＴＨＷを入力情報としているが、必要に応じて、他のセンサ情報（運転状態）をも入力情報として、高精度の推定演算を実行してもよい。

また、ＥＣＵ１０内の燃圧制御手段１０４は、内燃機関の運転状態に応じた目標燃圧Ｐｏを算出する目標燃圧算出部１０５と、目標燃圧Ｐｏを燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以下に制限する目標燃圧制限手段１０６と、検出された燃圧ＰＦが目標燃圧Ｐｏと一致するように吐出量制御弁１７を駆動する吐出量制御部１０７とを備えており、目標燃圧Ｐｏと一致するように燃圧ＰＦを可変制御する。

さらに、燃圧制御手段１０４内の目標燃圧制限手段１０６は、目標燃圧Ｐｏと燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰとの加算値ＰＭ（＝Ｐｏ＋ΔＰ）が所定値（燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ）以下となるように目標燃Ｐｏの最大値を制限する。

次に、図１および図２に示したこの発明の実施の形態１による基本的な燃料噴射動作について説明する。
まず、内燃機関の運転中において、燃料タンク６内の燃料は、低圧燃料ポンプ７により汲み上げられ、低圧レギュレータ８により一定の低圧（たとえば、０．４ＭＰａ）に調圧された後、低圧配管９を通って高圧燃料ポンプ５に供給される。

高圧燃料ポンプ５は、低圧配管９より吸入した燃料を高圧に昇圧して吐出する。
高圧燃料ポンプ５から吐出された高圧の燃料は、逆止弁４および高圧配管３を通って燃料レール２に供給され、燃料レール２から燃料噴射弁１を介して内燃機関の各気筒の燃焼室２０内に噴射される。

ＥＣＵ１０内の燃圧制御手段１０４は、吐出量制御弁１７を駆動することにより、高圧燃料ポンプ５の吐出する燃料量を制御して、燃料レール２内の燃圧ＰＦを、内燃機関の運転状態（機関負荷、回転数など）に応じた目標燃圧Ｐｏと一致するように制御する。
また、ＥＣＵ１０は、噴射制御部１０１により燃料噴射弁１の開弁時間を制御して、各気筒内に供給される燃料量を制御し、また、点火制御部１０２により点火装置を駆動して点火制御を行うとともに、他の各種アクチュエータを駆動して、内燃機関の各種基本制御を行う。

さらに、ＥＣＵ１０内の燃圧上昇推定手段１０３は、運転状態を示す各種センサ情報から、機関停止後の温度上昇による燃料レール２内の燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰを推定する。

上記制御を行うために、ＥＣＵ１０には、上述した通り、燃圧センサ１１からの検出信号（燃圧ＰＦ）と、水温センサ１２からの検出信号（水温ＴＨＷ）と、吸気温センサ１３からの吸気温度ＴＨＡ（または、外気温度）と、エアーフローセンサ１４からの検出信号（吸気量Ｑａ）と、クランク角センサ１５からクランク回転角に応じて発生するパルス信号（クランク角信号ＳＧＴ）と、カムポジションセンサ１６からの気筒識別信号（カム角信号ＳＧＣ）とが入力されている。

また、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁１および吐出量制御弁１７などの各種アクチュエータに接続されており、内燃機関の運転状態に応じて燃料噴射弁１および吐出量制御弁１７などを作動させ、燃料噴射弁１から噴射される燃料量や高圧燃料ポンプ３から吐出される燃料量（燃圧ＰＦ）などを制御している。

具体的には、ＥＣＵ１０内の燃圧制御手段は、通常運転時における燃料レール２内の燃圧ＰＦを、たとえば５ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度の圧力に可変制御しているので、機関停止時の燃圧ＰＦは、機関停止直前の運転状態における目標燃圧Ｐｏに応じて、約５ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内のいずれかの圧力に制御されている。

一方、機関停止後においては、機関停止直前まで制御されていた燃圧ＰＦを初期値として密閉保持されるが、前述のように、機関自体および排気系の受熱などによって温度が上昇すると、燃料の熱膨張により、燃料レール２内の燃料ＰＦは、機関停止時点の燃圧値から上昇する。

次に、ＥＣＵ１０内の燃圧上昇推定手段１０３および目標燃圧制限手段１０６の動作について、さらに具体的に説明する。
図３は燃圧上昇推定手段１０３および目標燃圧制限手段１０６の動作を示す説明図である。
図３において、横軸は経過時間ｔ、縦軸は燃料レール２内の燃圧ＰＦであり、実線で示す曲線は、この発明の実施の形態１による燃圧ＰＦの時間的変化を示している。なお、図３内の点線で示す曲線は、従来装置による燃圧ＰＦの時間的変化であり、目標燃圧Ｐｏの最大値（１０ＭＰａ）に燃圧ＰＦを制御して機関運転している状態から、時刻ｔｏで機関停止した後に、燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以上に燃圧ＰＦが上昇した場合を示している。

従来装置の制御によれば、図３内の点線で示すように、燃料レール２内の燃圧は、機関停止時刻ｔｏ以降において、約１０ＭＰａを初期値として、時間ｔの経過とともに上昇し、ある時間が経過した時点ｔｐで約１３ＭＰａに到達し、時刻ｔｐ以降においては、機関の冷却とともに低下していく。
ところが、前述のように、燃料噴射弁１には、作動限界圧力Ｐｉ（たとえば、図１の燃料噴射弁１では約１２ＭＰａ）が存在するので、機関停止後に燃料レール２内の燃圧ＰＦが上昇して、燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ（＝１２ＭＰａ）を越える期間（たとえば、図３の区間Ａ）が生じると、期間Ａ内においては、燃料噴射を行うことができず機関の再始動ができないことになる。

しかし、この発明の実施の形態１によれば、機関停止後の燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以上に上昇すると推定される場合には、図３内の実線のように、目標燃圧Ｐｏの最大値を９ＭＰａ以下に制限することにより、再始動不能期間Ａが生じないようにすることができる。

すなわち、ＥＣＵ１０内の燃圧上昇推定手段１０３は、機関運転中における吸気温ＴＨＡ（または、外気温度）と機関冷却水の水温ＴＨＷとに基づいて、機関停止後の温度上昇による燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰを推定する。
また、目標燃圧制限手段１０６は、機関の運転状態に応じてあらかじめ設定された目標燃圧Ｐｏ（仮に、１０ＭＰａ）と、推定された機関停止後の温度上昇による燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰ（図３においては、ΔＰ＝３ＭＰａ）との加算値を、以下の式（１）のように算出する。

Ｐｏ＋ΔＰ＝１０ＭＰａ＋３ＭＰａ
＝１３ＭＰａ・・・（１）

続いて、目標燃圧制限手段１０６は、式（１）から算出された加算値が、燃料噴射弁１の作動限界圧力（仮に、１２ＭＰａ）を越える場合には、機関停止後に再始動不能となる期間Ａが生じるものと予測して、予測結果を制限指令として目標燃圧算出部１０５に入力する。

これにより、機関運転中に目標燃圧算出部１０５から算出される目標燃圧Ｐｏの最大値は、図３内の実線で示すように９ＭＰａ以下に制限されるので、機関停止後の時刻ｔｐにおいて燃圧ＰＦが上昇しても、燃料噴射弁１の再始動不能期間Ａが生じることはない。

ここで、図４を参照しながら、目標燃圧制限処理について、さらに具体的に説明する。
図４は機関停止後の燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰと吸気温ＴＨＡ（横軸）および水温ＴＨＷ（縦軸）との相関関係を示す説明図であり、燃圧上昇推定手段１０３内のマップデータに相当している。

図４に示すように、機関停止後の燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰは、停止時の水温ＴＨＷが高いほど、また、吸気温（外気温）ＴＨＡが高いほど、増大する傾向がある。
図４において、機関運転中の検出水温および吸気温がＴｗ、Ｔａを示す時点で機関が停止したとすると、機関停止後の燃圧上昇度合いΔＰは、３ＭＰａと予測される。

したがって、機関停止直前の機関運転中の目標燃圧Ｐｏの最大値を１０ＭＰａまで許可してしまうと、機関停止後に、燃料噴射弁１の作動限界圧力（１２ＭＰａ）を越えることが予想される。

このような状況が予測される場合、目標燃圧制限手段１０６は、燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ（＝１２ＭＰａ）と燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰ（＝３ＭＰａ）とを用いて、目標燃圧Ｐｏ（最大値）の制限値を以下の式（２）のように算出し、目標燃圧算出に１０５に対する制限指令とする。

Ｐｉ−ΔＰ（３ＭＰａ）＝１２［ＭＰａ］−３［ＭＰａ］
＝９［ＭＰａ］・・・（２）

式（２）のように、目標燃圧Ｐｏの上限を９ＭＰａに制限することで、機関停止後の最大到達圧力が燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉを越えることがなくなり、機関停止後に再始動不能期間Ａが生じることが防止される。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１による制御動作について説明する。
図５の処理ルーチンは、機関運転中において、たとえばクランク角信号ＳＧＴの割込タイミングに同期して、ＥＣＵ１０により実行される。
図５において、まず、燃圧上昇推定手段１０３は、水温センサ１２から水温ＴＨＷを読み込み（ステップＳ１０１）、吸気温センサ１３から吸気温ＴＨＡを読み込む（ステップＳ１０２）。また、目標燃圧制限手段１０６は、目標燃圧算出部１０５から現在の目標燃圧Ｐｏを読み込む（ステップＳ１０３）。

続いて、燃圧上昇推定手段１０３は、ステップＳ１０１、Ｓ１０２で読み込んだ水温ＴＨＷおよび吸気温ＴＨＡに基づき、あらかじめＥＣＵ１０に記憶させておいた機関停止時の燃圧上昇特性（たとえば、図４の特性データ）から推定される燃圧上昇偏差ΔＰを検索する（ステップＳ１０４）。

次に、目標燃圧制限手段１０６は、ステップＳ１０３で読み込んだ現在の目標燃圧ＰｏとステップＳ１０４で検索した燃圧上昇偏差ΔＰとの加算値（機関停止後の推定最大到達燃圧）と、燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉとを比較し、加算値（＝Ｐｏ＋ΔＰ）が作動限界圧力Ｐｉ以上か否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５において、（Ｐｏ＋ΔＰ）≧Ｐｉ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、上記式（２）にしたがい、現在の目標燃圧Ｐｏ（最大値）として、作動限界圧力Ｐｉから燃圧上昇度合いΔＰを減じた値（＝Ｐｉ−ΔＰ）を更新設定して（ステップＳ１０６）、図５の処理ルーチンを抜け出る。

一方、ステップＳ１０５において、（Ｐｏ＋ΔＰ）＜Ｐｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、目標燃圧Ｐｏの抑制処理（ステップＳ１０６）を実行せずに、図５の処理ルーチンを抜け出る。
以降、変更された目標燃圧Ｐｏに基づいて、燃料レール２内の燃圧ＰＦが制御される。

なお、上記ステップＳ１０４では、燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰを検索するために、機関停止時の燃圧上昇特性として、機関停止直後の初期燃圧の違いを考慮せずに、唯一の燃圧上昇特性（たとえば、図４参照）を用いたが、機関停止直後の初期燃圧毎に実験的に計測したうえで、あらかじめ複数の特性データとしてＥＣＵ１０に記憶させておき、初期燃圧毎に異なる特性データに基づいて燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰを算出してもよい。これにより、上昇度合いΔＰの予測精度が向上することは言うまでもない。

このように、内燃機関の運転状態に応じてあらかじめ設定された目標燃圧Ｐｏと、燃圧上昇推定手段１０３によって推定された機関停止後の燃圧ＰＦの上昇度合いΔＰとを加算し、加算値（＝Ｐｏ＋ΔＰ）が作動限界圧力Ｐｉ以下となるように目標燃圧Ｐｏの最大値を制限することにより、機関停止操作後に機関運転が継続されて運転性を損なうことがなく、且つ、機関停止後に燃料レール２内の燃料温度が上昇して燃圧ＰＦが上昇しても、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉに達することがなく、内燃機関を確実に再始動させることができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、燃圧上昇推定手段１０３および目標燃圧制限手段１０６を設け、機関停止後の燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以上に到達すると予測される場合に目標燃圧Ｐｏの最大値を制限したが、機関停止直後にＥＣＵ１０の電源ＯＦＦタイミングを遅延させて、電磁圧力制御弁１８を開弁することにより、燃料レール２内の燃圧ＰＦを減圧制御してもよい。

以下、機関停止直後に電磁圧力制御弁１８の開弁により減圧制御を実行するこの発明の実施の形態２について説明する。
図６はこの発明の実施の形態２によるＥＣＵ１０Ａの機能構成を示すブロック図であり、前述（図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して、詳述を省略する。
なお、この発明の実施の形態２による燃料噴射系統の概略構成は図１に示した通りであり、ＥＣＵ１０Ａ内の一部機能が変更されているのみである。

図６において、燃圧制御手段１０４Ａは、前述（図１参照）の目標燃圧算出部１０５および吐出量制御部１０７を備えている。
ＥＣＵ１０Ａは、イグニッションスイッチのＯＦＦ操作に応答して内燃機関の停止を検出する機関停止検出手段１０８と、機関停止直後にＥＣＵ１０Ａの電源ＯＦＦタイミングを所定時間だけ遅延させる電源オフ遅延手段１０９と、電源オフ遅延手段１０９に応答して電磁圧力制御弁１８を開弁駆動して燃圧ＰＦの減圧制御を行う減圧制御手段１１０とを備えている。

電磁圧力制御弁１８は、ＥＣＵ１０によって通電されると開弁し、リターン配管１９を通じて燃料レール２と高圧燃料ポンプ５の吸入側とを連通し、燃料レール２内の燃圧ＰＦを減圧可能に構成されている。
したがって、この場合、機関停止直後の所定時間にわたって、燃料レール２に設けられた電磁圧力制御弁１８と、リターン配管１９とを用いて燃圧ＰＦの減圧制御が行われる。

なお、電源オフ遅延手段１０９により遅延される所定時間は、燃料レール２内の温度上昇期間に相当するように設定されている。
すなわち、所定時間は、たとえば、電磁圧力制御弁１８の開弁後の温度上昇期間を相殺するように設定され、これにより、燃料レール２内の燃圧ＰＦは、通常想定される最大燃圧値から低下し続けて、所定時間の間に、大気圧相当値に到達するまで低下することができる。また、最大燃圧値から大気圧相当値まで低下するのに充分な応答時間（所定時間に相当）は、実験的に検証して、あらかじめ決定しておくことが望ましい。

また、機関停止検出手段１０８および減圧制御手段１１０は、必要に応じて、各種センサ情報（運転状態）を取り込むように構成されている。また、減圧制御手段１１０は、燃圧センサ１１の検出情報（燃圧ＰＦ）をも取り込むように構成されている。

次に、図６とともに、図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２による制御動作について説明する。
図７の処理ルーチンは、機関停止時（イグニッションスイッチのＯＦＦ操作時）に、ＥＣＵ１０Ａにより１回のみ実行される。

図７において、まず、運転者によりイグニッションスイッチがＯＦＦ操作されると、機関停止検出手段１０８により機関停止状態が検出され、電源オフ遅延手段１０９により、ＥＣＵ１０の電源オフが所定時間だけ遅延される（ステップＳ２０１）。
これにより、イグニッションスイッチＯＦＦ操作後においても、あらかじめ定められた所定時間だけ、減圧制御手段１１０による減圧制御が実行される（ステップＳ２０２）。

すなわち、燃料レール２に設けられた電磁圧力制御弁１８が開弁動作し、燃料レール２内の高圧燃料は、リターン配管１９を通して燃料タンク６の吐出側および高圧燃料ポンプ５の吸入側に向けて開放され、これにより、燃料レール２内の燃圧ＰＦが低下する。
以下、所定時間の経過後に、ＥＣＵ１０の電源をＯＦＦにして（ステップＳ２０３）、図７の処理ルーチンを終了する。

このように、機関停止直後に、あらかじめ定めた所定時間にわたって、減圧制御手段１１０により電磁圧力制御弁１８を開弁させて燃圧ＰＦを減圧することにより、機関停止後に燃料レール２内の燃料温度が上昇して燃圧ＰＦが上昇しても、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以上に達することがないので、前述と同様に、運転性を損なうことなく、内燃機関の再始動を確実に可能にすることができる。
また、必要最小限の所定時間だけ減圧制御手段１１０を駆動することにより、減圧制御手段１１０によるバッテリ消費電力を最小限に抑制することもできる。
さらに、この場合、機関運転中の制御パラメータ（目標燃圧Ｐｏ）の制限補正を実行していないので、前述の実施の形態１と比べて若干コスト高となるものの、通常運転機能が制約されることはない。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、機関停止後に、あらかじめ設定された所定時間にわたって、電磁圧力制御弁１８の開弁による減圧制御を実行したが、燃圧センサ１１により検出される燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以下になるまでの期間にわたって、減圧制御を実行してもよい。

以下、機関停止後に、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以下になるまでの期間にわたって、減圧制御を実行するこの発明の実施の形態３について説明する。
図８はこの発明の実施の形態３による制御動作を示すフローチャートであり、ステップＳ２０１およびＳ２０３は、前述（図７参照）と同様の処理である
なお、この発明の実施の形態３によるＥＣＵの機能構成は、図６に示した通りである。

図８において、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されると、前述（図７参照）と同様に、ＥＣＵ１０の電源オフが遅延され（ステップＳ２０１）、イグニッションスイッチＯＦＦ操作後においても、以下の処理が実行可能となる。

すなわち、減圧制御手段１１０（図７参照）により、燃圧センサ１１により検出された燃圧ＰＦが、燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

ステップＳ３０１において、ＰＦ＞Ｐｉ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、電磁圧力制御弁１８を開弁して減圧制御を実行し（ステップＳ３０２）、ステップＳ３０１に戻る。
一方、ステップＳ３０１において、ＰＦ≦Ｐｉ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、電磁圧力制御弁１８を閉弁して減圧制御を中止し（ステップＳ３０３）、ＥＣＵ１０Ａ（図７参照）の電源をＯＦＦにして（ステップＳ２０３）、図８の処理ルーチンを終了する。

この結果、機関停止後に燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ以上に到達することはなく、前述と同様に、運転性を損なうことなく内燃機関の再始動を確実に可能にすることができる。
なお、上記ステップＳ３０１においては、燃圧ＰＦを燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉと比較したが、他の所定値と比較してもよい。この場合、たとえば、機関停止後の温度上昇によって到達し得る燃圧ＰＦの最大値が作動限界圧力Ｐｉに達することがないような初期燃圧値を実験的に検証しておき、この初期燃圧値を所定値として設定しておくことが望ましい。

このように、機関停止直後に、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉ（あらかじめ定められた所定値）以下となるまでの期間にわたって、電磁圧力制御弁１８を開弁させることにより、機関停止後の燃料レール２内の燃料温度上昇にともない燃圧ＰＦが上昇しても、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉに達することがなく、前述と同様に、運転性を損なうことなく、内燃機関の再始動を確実に可能にすることができる。
また、元々、機関停止後に燃料レール２内の燃料温度が上昇して燃圧ＰＦが上昇しても、燃圧ＰＦが燃料噴射弁１の作動限界圧力Ｐｉに達しない場合には、不用意に減圧制御を実行しないようすることができる。

この発明の実施の形態１に係る筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１によるＥＣＵ１０の機能構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１による機関停止後の燃圧上昇特性を示す説明図である。この発明の実施の形態１による機関停止後の燃圧上昇度合いの温度特性を示す説明図である。この発明の実施の形態１による制御動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２によるＥＣＵ１０の機能構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２による制御動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３による制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１燃料噴射弁、２燃料レール、５高圧燃料ポンプ、６燃料タンク、１０、１０ＡＥＣＵ、１１燃圧センサ、１２水温センサ、１３吸気温センサ、１４エアーフローセンサ、１５クランク角センサ、１６カムポジションセンサ、１７吐出量制御弁、１８電磁圧力制御弁、２０燃焼室、１０３燃圧上昇推定手段、１０４、１０４Ａ燃圧制御手段、１０５目標燃圧算出部、１０６目標燃圧制限手段、ＰＦ燃圧、ΔＰ燃圧の上昇度合い、Ｑａ吸気量、ＳＧＴクランク角信号、ＳＧＣカム角信号、ＴＨＡ吸気温、ＴＨＷ水温。

Claims

内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に接続されて高圧の燃料を蓄える燃料レールと、
前記燃料レール内の燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、
前記内燃機関の吸入空気温度または外気温度を吸気温として検出する吸気温センサと、
前記内燃機関の冷却水温度を水温として検出する水温センサと、
前記燃料レールに前記高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標燃圧と一致するように前記燃圧を可変制御する燃圧制御手段と、
前記内燃機関の運転中における前記吸気温および前記水温に基づいて、前記内燃機関の停止後における燃圧の上昇度合いを推定する燃圧上昇推定手段とを備え、
前記燃圧制御手段は、前記目標燃圧と前記燃圧の上昇度合いとの加算値が前記燃料噴射弁の作動限界圧力以下となるように、前記目標燃圧の最大値を制限する目標燃圧制限手段を含むことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置。
内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に接続されて高圧の燃料を蓄える燃料レールと、
前記燃料レール内の燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、
燃料タンク内の燃料を前記高圧の燃料として前記燃料レールに供給する高圧燃料ポンプと、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標燃圧と一致するように前記燃圧を可変制御する燃圧制御手段と、
前記高圧燃料ポンプの吸入側または前記燃料タンクと前記燃料レールとの間を連通可能に設けられた常閉式の電磁圧力制御弁と、
前記内燃機関の停止直後に前記電磁圧力制御弁を開弁する減圧制御手段と
を備えた筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置。
前記減圧制御手段は、前記燃料レール内の温度上昇期間に相当する所定期間にわたって、前記電磁圧力制御弁の開弁による減圧制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置。
前記減圧制御手段は、前記燃圧が前記燃料噴射弁の作動限界圧力以下になるまでの期間にわたって、前記電磁圧力制御弁の開弁による減圧制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置。