JP2007046482A - 筒内噴射式の内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧ポンプにより燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給する筒内噴射エンジンにおいて、エンジン停止中の燃料噴射弁からの燃料漏れを低減できるようにする。
【解決手段】 ＥＣＵ３０は、燃圧センサ２９の検出燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ１４の吐出量（燃圧制御弁２２の通電時期）をフィードバック制御する。その際、自動変速機のシフトレバーの操作位置等に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定し、エンジン停止直前でなければ、エンジン運転状態に応じて目標燃圧を算出する。一方、エンジン停止直前であると判定されたときには、目標燃圧を通常よりも低い燃圧に設定する。これにより、エンジン停止直前に高圧燃料供給系内の燃圧を従来よりも低下させてからエンジンを停止させることができるので、エンジン停止中の燃圧を低下させることができて、エンジン停止中の燃料噴射弁２８からの燃料漏れを低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧ポンプにより燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の制御装置に関するものである。

気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンは、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポート噴射エンジンと比較して、噴射から燃焼までの時間が短く、噴射燃料を霧化させる時間を十分に稼ぐことができないため、噴射圧力を高圧にして噴射燃料を微粒化する必要がある。そのため、特許文献１（特開平１０−３３１７３４号公報）に記載されているように、筒内噴射エンジンでは、燃料タンクから低圧ポンプで汲み上げた燃料を、エンジンのカム軸で駆動する高圧ポンプにより高圧にして燃料噴射弁へ圧送するようにしている。

この高圧ポンプから燃料噴射弁までの高圧燃料配管内の燃料圧力（燃圧）のエンジン停止後の挙動に関しては、図３に破線で示すように、エンジン停止直後から暫くの間は、エンジン残熱によるエンジン温度の上昇に伴って燃料温度が上昇して燃圧が上昇し、その後、エンジン温度が放熱により徐々に低下して燃料温度が徐々に低下するに従って燃圧が徐々に低下するという挙動を示す。しかも、筒内噴射エンジンでは、エンジン停止直前のアイドル運転時でも燃圧を高圧（例えば８ＭＰａ程度）に制御するため、上述したエンジン停止後の燃圧挙動と相俟って、エンジン停止後に高燃圧状態に保たれている時間が長くなってしまう。また、図４に示すように、エンジン停止中の燃圧が高くなるほど燃料噴射弁からの燃料漏れ量（油密量）が多くなる。これらの事情から、筒内噴射エンジンは、噴射燃圧の低い吸気ポート噴射エンジンと比較して、エンジン停止中の燃料漏れ量が多くなる傾向があり、その漏れ燃料が筒内に溜まって次の始動時に未燃焼のまままま排出されてしまい、始動時の排気エミッションが悪化するという問題がある。

尚、吸気ポート噴射エンジンにおいては、エンジン停止中の燃料噴射弁からの燃料漏れの対策として、特許文献２（特開２００４−２３２４９４号公報）に示すように、燃料タンク内の燃料ポンプから燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料配管に、該燃料配管内の燃料を燃料タンク内に戻すリターン配管を接続し、このリターン配管にオリフィス（絞り部）を設けることで、エンジン停止後に燃料配管内の燃料をリターン配管のオリフィスを介して燃料タンク内に戻して燃料配管内の燃圧を低下させるようにしたものがある。
特開平１０−３３１７３４号公報（第３頁等） 特開２００４−２３２４９４号公報（第２頁等）

ところで、上記特許文献２の燃料漏れ防止技術を筒内噴射エンジンに適用すると、高圧ポンプの吐出側の高圧燃料配管に、燃料を燃料タンク内に戻すリターン配管を接続し、このリターン配管にオリフィス（絞り部）を設ける構成とすることが考えられるが、高燃圧に対する耐圧性と絞り性能を満足できる良好なオリフィスを形成することが困難であるばかりか、オリフィスを通過する燃料が高燃圧から急激に大気圧付近（燃料タンク内圧）まで減圧されることになるため、燃料タンク内に戻される燃料にベーパ（気泡）が発生しやすくなり、次の始動時に燃料ポンプのベーパ吸い込みの問題が発生する。従って、筒内噴射エンジンでは、吸気ポート噴射エンジンとは異なる手法でエンジン停止後の燃圧を低下させる必要がある。

そこで、本発明の目的は、高燃圧で噴射する筒内噴射式の内燃機関に適した手法で内燃機関の停止後の燃圧を低下させて燃料噴射弁からの燃料漏れを低減することができ、始動時の排気エミッションを向上させることができる筒内噴射式の内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、高圧ポンプにより燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の制御装置において、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（以下「燃圧」という）を検出する燃圧検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて目標燃圧を設定する目標燃圧設定手段と、燃圧検出手段の検出燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプの吐出量を制御する燃圧制御手段と、内燃機関が停止される直前であるか否かを判定する停止予測手段とを備え、目標燃圧設定手段によって、停止予測手段により内燃機関の停止直前であると判定されたとき（以下「停止予測時」という）に目標燃圧を通常よりも低圧側に設定するようにしたものである。

この構成では、停止予測時に目標燃圧を通常よりも低圧側に設定するため、内燃機関の停止直前に高圧燃料配管内の燃圧を低下させてから内燃機関を停止することができる。これにより、内燃機関の停止中の高圧燃料配管内の燃圧を従来よりも低くすることができる。ため、内燃機関の停止中の燃料噴射弁からの燃料漏れを低減することができ、始動時の排気エミッションを向上させることができる。しかも、高圧燃料配管にリターン配管やオリフィス等を新たに設ける必要が無く、低コスト化の要求も満たすことができる。

この場合、停止予測時の目標燃圧は、演算処理の簡略化のために、予め設定した固定値としても良いが、冷却水温（つまり内燃機関の温度）が低くなるほど、燃焼性（噴射燃料の霧化性）が悪くなることを考慮して、請求項２のように、冷却水温検出手段で検出した冷却水温が低くなるほど停止予測時の目標燃圧を高くするようにしても良い。このようにすれば、冷却水温（つまり内燃機関の温度）が低下して燃焼性（噴射燃料の霧化性）が悪くなるほど、停止予測時の目標燃圧を高くして噴射燃料の粒径を小さくして噴射燃料の霧化を促進させるという制御が可能となり、低水温時の燃焼性も確保することができる。

また、請求項３のように、アイドル運転指令、シフトレバーの操作位置、車速のうちの少なくとも１つに基づいて内燃機関が停止される直前であるか否かを判定するようにすると良い。一般に、内燃機関が停止される際には、アクセルオフに伴って車速が低下すると共にアイドル運転となった状態でシフトレバーがＰレンジ（又はＮレンジ）に操作された後に、イグニッションスイッチのオフ操作により内燃機関が停止される。従って、アイドル運転指令（例えばアイドルスイッチ信号等）、シフトレバーの操作位置、車速を監視すれば、それらの情報から内燃機関が停止される直前であるか否かを予測することができる。

また、停止予測時に目標燃圧を低下させて噴射燃圧を低下させると、噴射時間が長くなって噴射から燃焼までの霧化時間が短くなったり、噴射燃料の粒径が大きくなったりして、噴射燃料の霧化性が悪くなるため、燃焼性が悪くなる可能性がある。

そこで、請求項４のように、各気筒の１サイクル中に燃料を１回噴射する１回噴射モードと、各気筒の１サイクル中に燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射モードとの間で噴射モードを切り換える噴射モード切換手段を設け、停止予測時に噴射モードを分割噴射モードに設定するようにしても良い。このようにすれば、停止予測時に目標燃圧を低下させても、分割噴射によって噴射１回当たりの噴射時間を短くできるため、噴射燃料の霧化時間を確保して噴射燃料の霧化を促進することができ、目標燃圧の低下による燃焼性の悪化を未然に防止することができる。

また、筒内噴射式の内燃機関では、低燃費、低排気エミッション、高出力を確保するために、各気筒の吸気行程で気筒内に燃料を噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと、各気筒の圧縮行程で気筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとの間で燃焼モードを切り換えるようにしたものが多いが、停止予測時に目標燃圧を低下させて圧縮行程で噴射する成層燃焼モードを継続すると、霧化時間が不足して良好な成層混合気の形成が困難になり、燃焼状態が悪化する可能性がある。

そこで、請求項５のように、均質燃焼モードと成層燃焼モードとの間で燃焼モードを切り換えるシステムでは、停止予測時に燃焼モードを均質燃焼モードに切り換えるようにすると良い。このように、停止予測時に吸気行程で噴射する均質燃焼モードに切り換えれば、目標燃圧を低下させても、噴射から燃焼までの霧化時間を十分に確保することができて、良好な均質混合気を形成することが可能となり、目標燃圧の低下による燃焼性の悪化を未然に防止することができる。

ところで、停止予測から運転者がイグニッションスイッチをオフ操作するまでの時間が短くなると、高圧燃料配管内の燃圧が停止予測時の目標燃圧まで低下する前にイグニッションスイッチがオフされることがある。このような場合、イグニッションスイッチのオフにより直ちに内燃機関を停止させると、高圧燃料配管内の高燃圧が十分に低下されずに内燃機関が停止されてしまうことになるため、内燃機関停止中の燃料噴射弁からの燃料漏れを十分に防止できなくなる可能性がある。

この対策として、請求項６のように、停止予測時に、メインリレー制御手段によって、イグニッションスイッチのオフ後にも検出燃圧が停止予測時の目標燃圧に低下するまで内燃機関の制御系に電力を供給して燃料噴射と点火を継続するようにしても良い。このようにすれば、停止予測後に、検出燃圧が停止予測時の目標燃圧に低下する前に、運転者がイグニッションスイッチをオフ操作しても、検出燃圧が停止予測時の目標燃圧に低下するまで燃料噴射と点火を継続させることができ、高圧燃料配管内の燃圧を燃料噴射により停止予測時の目標燃圧まで確実に低下させてから内燃機関を停止させることができて、内燃機関停止中の燃料噴射弁からの燃料漏れを確実に防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を５つの実施例１〜５を用いて説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１１に基づいて説明する。まず、図１に基づいて筒内噴射エンジンの燃料供給システム全体の構成を説明する。燃料を貯溜する燃料タンク１１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ１２が設置されている。この低圧ポンプ１２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ１２から吐出される燃料は、燃料配管１３を通して高圧ポンプ１４に供給される。燃料配管１３には、プレッシャレギュレータ１５が接続され、このプレッシャレギュレータ１５によって低圧ポンプ１２の吐出圧（高圧ポンプ１４への燃料供給圧力）が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管１６により燃料タンク１１内に戻されるようになっている。

図２に示すように、高圧ポンプ１４は、円筒状のポンプ室１８内でピストン１９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン１９は、エンジンのカム軸２０に嵌着されたカム２１の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ１４の吸入口２３側には、常開型の電磁弁からなる燃圧制御弁２２が設けられている。高圧ポンプ１４の吸入行程（ピストン１９の下降時）においては、燃圧制御弁２２が開弁されてポンプ室１８内に燃料が吸入され、吐出行程（ピストン１９の上昇時）においては、燃圧制御弁２２の閉弁時間（閉弁開始時期からピストン１９の上死点までの閉弁状態の時間）を制御することで、高圧ポンプ１４の吐出量を制御して燃圧（吐出圧力）を制御する。

つまり、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁２２の閉弁開始時期（通電時期）を進角させることで、燃圧制御弁２２の閉弁時間を長くして高圧ポンプ１４の吐出量を増加させ、逆に、燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁２２の閉弁開始時期（通電時期）を遅角させることで、燃圧制御弁２２の閉弁時間を短くして高圧ポンプ１４の吐出量を減少させる。

一方、高圧ポンプ１４の吐出口２４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁２５が設けられている。図１に示すように、高圧ポンプ１４から吐出された燃料は、高圧燃料配管２６を通してデリバリパイプ２７に送られ、このデリバリパイプ２７からエンジンのシリンダヘッドに気筒毎に取り付けられた燃料噴射弁２８に高圧の燃料が分配される。高圧燃料配管２６には、燃圧を検出する燃圧センサ２９（燃圧検出手段）が設けられ、エンジンのシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ３２（冷却水温検出手段）が設けられている。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、燃圧センサ２９の検出燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ１４の吐出量（燃圧制御弁２２の通電時期）をフィードバック制御する（この機能が燃圧制御手段に相当する）。

その際、ＥＣＵ３０は、後述する図５及び図６の目標燃圧設定用の各ルーチンを実行することで、次のようにして目標燃圧を設定する。まず、例えば自動変速機のシフトレバーの操作位置がＰレンジ（又はＮレンジ）に切り換えられたか否かによって、エンジンが停止される直前であるか否かを判定する（つまり、エンジンが間もなく停止されるか否かを予測する）。その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、エンジン運転状態に応じて目標燃圧を算出する。一方、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、目標燃圧を通常よりも低圧側に設定する。

これにより、エンジン停止直前に予め高圧燃料供給系（高圧燃料配管２６、デリバリパイプ２７等）内の燃圧を低下させた状態でエンジンを停止して、エンジン停止中の高圧燃料供給系内の燃圧を従来よりも低くし、エンジン停止中の燃料噴射弁２８からの燃料漏れを低減する。

以下、ＥＣＵ３０が実行する図５及び図６の目標燃圧設定用の各ルーチンの処理内容を説明する。図５に示すエンジン停止予測ルーチン（その１）は、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう停止予測手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、自動変速機のシフトレバーの操作位置がＰレンジ（又はＮレンジ）に切り換えられたか否かを判定する。

このステップ１０１で、シフトレバーの操作位置がＰレンジ（又はＮレンジ）に切り換えられていないと判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンジン停止直前ではないと判定する。

一方、上記ステップ１０１で、シフトレバーの操作位置がＰレンジ（又はＮレンジ）に切り換えられたと判定された場合には、ステップ１０３に進み、エンジン停止直前であると判定する（エンジンが間もなく停止されると予測する）。

図６に示す目標燃圧演算ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう目標燃圧設定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン回転速度を読み込んだ後、ステップ２０２に進み、要求トルクを読み込む。

この後、ステップ２０３に進み、前述したエンジン停止予測ルーチンの処理結果に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定する。その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、ステップ２０４に進み、図７に示す通常の目標燃圧のマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じた通常の目標燃圧を算出する。この通常の目標燃圧のマップは、エンジン回転速度が高くなるほど又は要求トルクが大きくなるほど目標燃圧が高くなるように設定されている。例えば、アイドル運転を含む低回転・低負荷領域では目標燃圧が例えば８ＭＰａに設定され、中回転・中負荷領域では目標燃圧が例えば１０ＭＰａに設定され、高回転・高負荷領域では目標燃圧が例えば１２〜１４ＭＰａに設定されている。

一方、上記ステップ２０３で、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、ステップ２０５に進み、エンジン停止予測時の目標燃圧を設定する。このエンジン停止予測時の目標燃圧は、通常のアイドル運転時の目標燃圧（例えば８ＭＰａ）よりも低い燃圧の範囲内（例えば、１〜６ＭＰａの範囲内、より好ましくは２〜４ＭＰａ範囲内）に設定すれば良く、本実施例１では、例えば３ＭＰａに設定されている。

以上説明した本実施例１では、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）に、目標燃圧を通常のアイドル運転時の目標燃圧（例えば８ＭＰａ）よりも低いエンジン停止予測時の目標燃圧（例えば３ＭＰａ）に設定するようにしたので、図３に示すように、エンジン停止直前に予め高圧燃料供給系内の燃圧を従来よりも低下させてからエンジンを停止させることができる。これにより、エンジン停止中の高圧燃料供給系内の燃圧を従来よりも低くすることができるので、エンジン停止中の燃料噴射弁２８からの燃料漏れを低減することができ、始動時の排気エミッションを向上させることができる。しかも、高圧燃料供給系に燃料漏れ防止用の絞り部等を新たに設ける必要が無く、低コスト化の要求も満たすことができる。

尚、本実施例１では、図５に示すエンジン停止予測ルーチン（その１）を実行して、自動変速機のシフトレバーの操作位置がＰレンジ（又はＮレンジ）に切り換えられたか否かによって、エンジン停止直前であるか否かを判定する（エンジンが間もなく停止されるか否かを予測する）ようにしたが、図５のエンジン停止予測ルーチンに代えて、次の図８乃至図１１のいずれかのエンジン停止予測ルーチンを実行して、エンジン停止直前であるか否かを判定するようにしても良い。

図８に示すエンジン停止予測ルーチン（その２）では、ステップ１０１ａで、エンジン停止直前の運転状態であるアイドル運転状態になったか否かを、アイドルスイッチがオンされたか否かによって判定する。その結果、アイドルスイッチがオフであると判定されれば、ステップ１０２に進み、エンジン停止直前ではないと判定する。一方、アイドルスイッチがオンされたと判定されれば、ステップ１０３に進み、エンジン停止直前であると判定する（エンジンが間もなく停止されると予測する）。

図９に示すエンジン停止予測ルーチン（その３）では、ステップ１０１ｂで、エンジン停止直前の運転状態であるアイドル運転状態になったか否かを、目標スロットル開度がＩＳＣ開度（アイドル回転速度制御時の目標スロットル開度）に設定されたか否かを判定する。その結果、目標スロットル開度がＩＳＣ開度に設定されていないと判定されれば、１０２に進み、エンジン停止直前ではないと判定する。一方、目標スロットル開度がＩＳＣ開度に設定されたと判定されれば、ステップ１０３に進み、エンジン停止直前であると判定する（エンジンが間もなく停止されると予測する）。

図１０に示すエンジン停止予測ルーチン（その４）では、ステップ１０１ｃで、エンジン停止直前の運転状態であるアイドル運転状態になったか否かを、要求トルクがＩＳＣトルク（アイドル回転速度制御時の要求トルク）に設定されたか否かを判定する。その結果、要求トルクがＩＳＣトルクに設定されていないと判定されれば、１０２に進み、エンジン停止直前ではないと判定する。一方、要求トルクがＩＳＣトルクに設定されたと判定されれば、ステップ１０３に進み、エンジン停止直前であると判定する（エンジンが間もなく停止されると予測する）。

図１１に示すエンジン停止予測ルーチン（その５）では、ステップ１０１ｄで、車速が所定値以下（例えば車速＝０）になったか否かを判定する。その結果、車速が所定値以下ではないと判定されば、１０２に進み、エンジン停止直前ではないと判定する。一方、車速が所定値以下になったと判定されれば、ステップ１０３に進み、エンジン停止直前であると判定する（エンジンが間もなく停止されると予測する）。

以上説明した各エンジン停止予測ルーチンを適宜組み合わせてエンジン停止予測を行うようにしても良いことは言うまでもない。

次に、図１２及び図１３を用いて本発明の実施例２を説明する。
本実施例２では、図１２に示す目標燃圧演算ルーチンを実行することで、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）に、冷却水温に応じてエンジン停止予測時の目標燃圧を設定するようにしている。

図１２に示す目標燃圧演算ルーチンでは、エンジン回転速度と要求トルクを読み込んだ後、前述したエンジン停止予測ルーチンの処理結果に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定する（ステップ３０１〜３０３）。

その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、ステップ３０４に進み、通常の目標燃圧のマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じた通常の目標燃圧を算出する。

一方、上記ステップ３０３で、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、ステップ３０５に進み、冷却水温センサ３２で検出した冷却水温を読み込んだ後、ステップ３０６に進み、図１３に示すエンジン停止予測時の目標燃圧のマップを参照して、現在の冷却水温に応じたエンジン停止予測時の目標燃圧を設定する。このエンジン停止予測時の目標燃圧のマップは、エンジン停止予測時の目標燃圧が通常のアイドル運転時の目標燃圧よりも低くなる範囲内で、冷却水温が低くなるほどエンジン停止予測時の目標燃圧が高くなるように設定されている。

以上説明した本実施例２では、冷却水温が低くなるほどエンジン停止予測時の目標燃圧を高くするようにしたので、冷却水温（つまりエンジン温度）が低下して燃焼性（噴射燃料の霧化性）が悪くなるほど、エンジン停止予測時の目標燃圧を高くして噴射燃料の粒径を小さくして噴射燃料の霧化を促進させるという制御が可能となり、低水温時の燃焼性も確保することができる。

本発明の実施例３では、図１４に示す目標燃圧演算及び噴射モード設定ルーチンを実行することで、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、エンジン運転状態に応じて要求噴射モードを１回噴射モードと分割噴射モードとの間で切り換え、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、要求噴射モードを分割噴射モードに設定するようにしている（この機能が噴射モード切換手段に相当する）。

ここで、１回噴射モードは、各気筒の１サイクル中に燃料を１回噴射する噴射モードである。一方、分割噴射モードは、各気筒の１サイクル中に燃料を複数回に分割して噴射する噴射モードである。

分割噴射の噴射パターンは、エンジン運転状態や燃焼モード等に応じて適宜変更することができ、例えば、図１５の（ｃ），（ｄ）に示す噴射パターンの中から選択する。図１５の（ｃ）に示す噴射パターンは、吸気行程で燃料を１回噴射した後に圧縮行程で燃料を１回噴射する噴射パターンであり、図１５の（ｄ）に示す噴射パターンは、吸気行程で燃料を２回噴射する噴射パターンである。

図１４に示す目標燃圧演算及び噴射モード設定ルーチンでは、エンジン回転速度と要求トルクを読み込んだ後、前述したエンジン停止予測ルーチンの処理結果に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定する（ステップ４０１〜４０３）。

その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、ステップ４０４に進み、通常の目標燃圧のマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じた通常の目標燃圧を算出する。この後、ステップ４０５に進み、要求噴射モードのマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じて要求噴射モードを１回噴射モードと分割噴射モードとの間で切り換える。

一方、上記ステップ４０３で、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、ステップ４０６に進み、通常のアイドル運転時の目標燃圧よりも低いエンジン停止予測時の目標燃圧を設定する。この後、ステップ４０７に進み、要求噴射モードを分割噴射モードに設定する。

以上説明した本実施例３では、エンジン停止予測時に噴射モードを分割噴射モードに切り換えるようにしたので、エンジン停止予測時に目標燃圧を低下させても、分割噴射によって分割噴射によって噴射１回当たりの噴射時間を短くできるため、噴射燃料の霧化時間を確保して噴射燃料の霧化を促進することができ、目標燃圧の低下による燃焼性の悪化を未然に防止することができる。

本発明の実施例４では、図１６に示す目標燃圧演算及び燃焼モード設定ルーチンを実行することで、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、エンジン運転状態に応じて要求燃焼モードを成層燃焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換え、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、要求燃焼モードを均質燃焼モードに設定するようにしている（この機能が燃焼モード切換手段に相当する）。

成層燃焼モードでは、図１５の（ｂ）に示すように、少量の燃料を各気筒の圧縮行程で気筒内に噴射して点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させることで、燃費を向上させる。一方、均質燃焼モードでは、図１５の（ａ）に示すように、燃料噴射量を増量して各気筒の吸気行程で気筒内に燃料を噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高める。

図１６に示す目標燃圧演算及び燃焼モード設定ルーチンでは、エンジン回転速度と要求トルクを読み込んだ後、前述したエンジン停止予測ルーチンの処理結果に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定する（ステップ５０１〜５０３）。

その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、ステップ５０４に進み、要求燃焼モードのマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じて要求燃焼モードを成層燃焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換える。この後、ステップ５０５に進み、通常の目標燃圧のマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じた通常の目標燃圧を算出する。

一方、上記ステップ５０３で、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、ステップ５０６に進み、要求燃焼モードを均質燃焼モードに設定する。この後、ステップ５０７に進み、通常のアイドル運転時の目標燃圧よりも低いエンジン停止予測時の目標燃圧を設定する。

エンジン停止予測時に目標燃圧を低下させて圧縮行程で噴射する成層燃焼モードを継続すると、霧化時間が不足して良好な成層混合気の形成が困難になり、燃焼状態が悪化する可能性がある。

この対策として、本実施例４では、エンジン停止予測時に吸気行程で噴射する均質燃焼モードに切り換えるようにしたので、エンジン停止予測時に目標燃圧を低下させても、噴射から燃焼までの霧化時間を十分に確保することができて、良好な均質混合気を形成することが可能となり、目標燃圧の低下による燃焼性の悪化を未然に防止することができる。

ところで、エンジン停止予測時の目標燃圧を設定した後、検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧に低下する前に、ＩＧスイッチ（イグニッションスイッチ）３１がオフされて燃料噴射が停止されると、高圧燃料供給系内の燃圧を停止予測時の目標燃圧まで低下させることができなくなってしまう。

この対策として、本発明の実施例５では、図１７に示す目標燃圧演算及びメインリレー制御ルーチンを実行することで、エンジン停止予測時に、ＩＧスイッチ３１のオフ後にも検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧に低下するまで、メインリレー（図示せず）をオン状態に維持して、エンジン制御系（ＥＣＵ３０、燃圧センサ２９、燃料噴射弁２８、点火装置等）に電力を供給して燃料噴射と点火を継続するメインリレー強制オン制御を実行するようにしている（この機能がメインリレー制御手段に相当する）。

図１７に示す目標燃圧演算及びメインリレー制御ルーチンでは、まず、ステップ６０１で、ＩＧスイッチ３１のオフ後のメインリレー強制オン中であるか否かを判定し、メインリレー強制オン中でなければ、エンジン回転速度と要求トルクを読み込んだ後、前述したエンジン停止予測ルーチンの処理結果に基づいてエンジン停止直前であるか否かを判定する（ステップ６０２〜６０４）。

その結果、エンジン停止直前ではないと判定されたときには、ステップ６０５に進み、通常の目標燃圧のマップを参照して、現在のエンジン回転速度と要求トルクとに応じた通常の目標燃圧を算出する。

一方、上記ステップ６０４で、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）には、ステップ６０６に進み、通常のアイドル運転時の目標燃圧よりも低いエンジン停止予測時の目標燃圧を設定する。

この後、ステップ６０７に進み、検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧以下に低下したか否かを判定する。検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧よりも高ければ、ステップ６０８に進み、ＩＧスイッチ３１がオフされたか否かを判定し、ＩＧスイッチ３１がオフされていれば、ステップ６０９に進み、メインリレー強制オン制御を実行して、ＩＧスイッチ３１のオフ後にも検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧以下に低下するまでエンジン制御系（ＥＣＵ３０、燃圧センサ２９、燃料噴射弁２８、点火装置等）に電力を供給して燃料噴射と点火を継続する。

その後、上記ステップ６０７で、検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧以下に低下したと判定されたときに、ステップ６１０に進み、メインリレーをオフして、エンジン制御系への電力供給を停止することで燃料噴射と点火を停止する。

以上説明した本実施例５では、ＩＧスイッチ３１のオフ後にも検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧に低下するまでエンジン制御系に電力を供給して燃料噴射と点火を継続するメインリレー強制オン制御を実行するようにしたので、エンジン停止予測時の目標燃圧を設定した後、検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧に低下する前に、ＩＧスイッチ３１がオフされた場合でも、検出燃圧がエンジン停止予測時の目標燃圧に低下するまで燃料噴射と点火を継続することができ、高圧燃料供給系内の燃圧をエンジン停止予測時の目標燃圧まで確実に低下させてからエンジンを停止させることができて、エンジン停止中の燃料噴射弁２８からの燃料漏れを確実に防止できることができる。

尚、上記各実施例１〜５では、エンジン停止直前であると判定されたとき（エンジン停止予測時）に、通常の目標燃圧よりも低いエンジン停止予測時の目標燃圧を設定するようにしたが、エンジン停止直前であると判定された状態が所定時間以上継続した場合には、エンジン停止直前ではない（運転者がエンジン運転を継続する意思がある）と判断して、通常の目標燃圧に戻すようにしても良い。

本発明の実施例１における燃料噴射システム全体の概略構成を示す図である。 高圧ポンプの構成図である。 エンジン停止中の燃圧挙動を示す図である。 燃圧と燃料漏れ量との関係を示す図である。 エンジン停止予測ルーチン（その１）の処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の目標燃圧演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 通常の目標燃圧のマップの一例を概念的に示す図である。 エンジン停止予測ルーチン（その２）の処理の流れを示すフローチャートである。 エンジン停止予測ルーチン（その３）の処理の流れを示すフローチャートである。 エンジン停止予測ルーチン（その４）の処理の流れを示すフローチャートである。 エンジン停止予測ルーチン（その５）の処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の目標燃圧演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 エンジン停止予測時の目標燃圧のマップの一例を概念的に示す図である。 実施例３の目標燃圧演算及び噴射モード設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 噴射パターンを説明するための図である。 実施例４の目標燃圧演算及び燃焼モード設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例５の目標燃圧演算及びメインリレー制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…燃料タンク、１２…低圧ポンプ、１４…高圧ポンプ、１９…ピストン、２０…カム軸、２１…カム、２２…燃圧制御弁、２５…逆止弁、２６…高圧燃料配管、２７…デリバリパイプ、２８…燃料噴射弁、２９…燃圧センサ（燃圧検出手段）、３０…ＥＣＵ（目標燃圧設定手段，燃圧制御手段，停止予測手段，噴射モード切換手段，燃焼モード切換手段，メインリレー制御手段）、３１…イグニッションスイッチ、３２…冷却水温センサ（冷却水温検出手段）

Claims (6)

1. 高圧ポンプにより燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（以下「燃圧」という）を検出する燃圧検出手段と、
   内燃機関の運転状態に応じて目標燃圧を設定する目標燃圧設定手段と、
   前記燃圧検出手段の検出燃圧を前記目標燃圧に一致させるように前記高圧ポンプの吐出量を制御する燃圧制御手段と、
   内燃機関が停止される直前であるか否かを判定する停止予測手段とを備え、
   前記目標燃圧設定手段は、前記停止予測手段により内燃機関の停止直前であると判定されたとき（以下「停止予測時」という）に前記目標燃圧を通常よりも低圧側に設定することを特徴とする筒内噴射式の内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関の冷却水温を検出する冷却水温検出手段を備え、
   前記目標燃圧設定手段は、前記冷却水温検出手段で検出した冷却水温が低くなるほど前記停止予測時の目標燃圧を高くすることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式の内燃機関の制御装置。
3. 前記停止予測手段は、アイドル運転指令、シフトレバーの操作位置、車速のうちの少なくとも１つに基づいて内燃機関が停止される直前であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内噴射式の内燃機関の制御装置。
4. 各気筒の１サイクル中に燃料を１回噴射する１回噴射モードと、各気筒の１サイクル中に燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射モードとの間で噴射モードを切り換える噴射モード切換手段を備え、
   前記噴射モード切換手段は、前記停止予測時に前記噴射モードを前記分割噴射モードに設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の筒内噴射式の内燃機関の制御装置。
5. 各気筒の吸気行程で気筒内に燃料を噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと、各気筒の圧縮行程で気筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとの間で燃焼モードを切り換える燃焼モード切換手段を備え、
   前記燃焼モード切換手段は、前記停止予測時に前記燃焼モードを前記均質燃焼モードに切り換えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の筒内噴射式の内燃機関の制御装置。
6. 前記停止予測時にイグニッションスイッチのオフ後にも前記検出燃圧が前記停止予測時の目標燃圧に低下するまで内燃機関の制御系に電力を供給して燃料噴射と点火を継続するメインリレー制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の筒内噴射式の内燃機関の制御装置。

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