JP2013130196A - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用燃料噴射装置において、内燃機関の機関始動時における高圧ポンプの空圧送を防止し、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させる技術を提供する。
【解決手段】低圧ポンプ１０より上流側に電動ポンプ４０を配置する。内燃機関の機関停止後に調量弁２０を開弁させると共に電動ポンプ４０を所定量の燃料を圧送する間駆動させる。これにより、所定量の燃料が、内燃機関の機関停止後に駆動される電動ポンプ４０によって高圧ポンプ３０に圧送される。その結果、電動ポンプ４０駆動後の機関停止中は高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となる。よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を抑制できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関用燃料噴射装置に関する。

内燃機関を機関停止させる際に、高圧ポンプ（燃料ポンプ）の直上流に配置された調量弁（ポンプ制御弁）を開閉制御することで、高圧ポンプに所定量の燃料を蓄える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、次回の機関始動時における高圧ポンプの空圧送を防止し、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させ、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得て、機関始動時間の短縮化を図っている。

特開２００２−３７１８７３号公報 特開平９−８８７６３号公報 米国特許第３５８７５４７号明細書 特開２００２−３１０１４号公報

ところで、コモンレールの燃料を内燃機関に噴射するインジェクタとして、コモンレールの燃料を内燃機関に噴射する経路とは別経路で燃料漏れが許容されているインジェクタ（以下、リーク有りインジェクタという）が用いられる場合がある。リーク有りインジェクタを用いた場合には、内燃機関の機関停止中にリーク有りインジェクタからの燃料漏れによりコモンレールの高圧化された燃料の圧力が減圧されてしまう。このため、内燃機関の機関停止時間に応じて次回の機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力に差異が生じてしまう。よって、機関始動時にコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音が発生するおそれがある。

これに対し、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させ、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることが望まれる。しかし、機関始動時における高圧ポンプの空圧送が生じている場合には、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができなかった。

本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、内燃機関用燃料噴射装置において、内燃機関の機関始動時における高圧ポンプの空圧送を防止し、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させる技術を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記コモンレールの燃料を流出させることによって前記コモンレールの燃料の圧力を減圧可能な減圧弁と、
前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁及び前記減圧弁を開弁させる第１制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置である。

本発明では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁及び減圧弁を開弁させる。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ及び高圧ポンプに圧送され、低圧ポンプ、高圧ポンプ及びコモンレールを流れ、その状態で機関停止すると共に低圧ポンプ及び高圧ポンプが停止する。その結果、機関停止中は高圧ポンプに燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプでは充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプが燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音を抑制できる。

ここで、コモンレールでは、機関停止に至るまで燃料が送られてくるが、減圧弁が開弁しているので、コモンレールの燃料は大気圧相当となるまで減圧弁から排出される。そして、次回の機関始動時には、毎回大気圧相当から同じようにコモンレールの燃料の圧力を上昇させることができる。よって、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を毎回安定させることができる。

前記第１制御手段は、前記内燃機関が機関停止した場合には、開弁していた前記減圧弁を閉弁するとよい。

本発明によると、内燃機関が機関停止した後に減圧弁が開弁していることによって、コモンレールから燃料が排出されてしまうことを防止できる。よって、内燃機関が機関停止した後にコモンレールを大気圧相当の燃料で充填したまま維持できる。

前記第１制御手段は、前記内燃機関の機関停止指令後に前記内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数よりも低下した場合に、前記調量弁及び前記減圧弁を開弁させるとよい。

ここで、自立復帰可能回転数とは、内燃機関の機関回転数がその回転数以上であると、スタータを用いずに内燃機関への燃料噴射による燃焼だけで内燃機関が運転状態へ復帰できる閾値となる回転数である。

本発明によると、内燃機関の機関停止指令後に内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数以上の場合は、内燃機関の機関始動が直ぐに行え、機関始動時間を短縮化できる。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記低圧ポンプよりも上流側に配置される電動ポンプと、
前記内燃機関の機関停止後に、前記調量弁を開弁させると共に前記電動ポンプを所定量
の燃料を圧送する間駆動させる第２制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置である。

本発明では、内燃機関の機関停止後に、調量弁を開弁させると共に電動ポンプを所定量の燃料を圧送する間駆動させる。これにより、所定量の燃料が、内燃機関の機関停止後に駆動される電動ポンプによって高圧ポンプに圧送される。その結果、電動ポンプ駆動後の機関停止中は高圧ポンプに燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプでは充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプが燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音を抑制できる。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記高圧ポンプから燃料を排出可能な排出路と、
前記排出路に配置され前記排出路を開閉する排出路開閉弁と、
前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁及び前記排出路開閉弁を開弁させ、前記内燃機関の機関停止時に、前記排出路開閉弁を閉弁させる第３制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置である。

本発明では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁及び排出路開閉弁を開弁させ、内燃機関の機関停止時に、排出路開閉弁を閉弁させる。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ及び高圧ポンプに圧送され、低圧ポンプ及び高圧ポンプを流れ、排出路から排出される。そして、機関停止時に排出路開閉弁を閉弁させるので、機関停止中に高圧ポンプの燃料が排出路から排出されてしまうことも防止できる。その結果、機関停止中は高圧ポンプに燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプでは充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプが燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音を抑制できる。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄圧する蓄圧容器と、
前記高圧ポンプから前記蓄圧容器に至る経路に配置され当該経路を開閉する蓄圧容器開閉弁と、
前記高圧ポンプから前記コモンレールに至る経路の前記コモンレールの直上流に配置され当該経路を開閉するコモンレール開閉弁と、
前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁及び前記蓄圧容器開閉弁を開弁させると共に前記コモンレール開閉弁を閉弁し、前記コモンレールの燃料の圧力が減圧した場合に、前記コモンレール開閉弁を開弁させる第４制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置である。

本発明では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁及び蓄圧容器開閉弁を開弁させると共にコモンレール開閉弁を閉弁し、コモンレールの高圧化された燃料の圧力が減圧した場合に、コモンレール開閉弁を開弁させる。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ及び高圧ポンプに圧送され、低圧ポンプ及び高圧ポンプを流れ、蓄圧容器に溜められ、その状態で機関停止すると共に低圧ポンプ及び高圧ポンプが停止する。その結果、機関停止中は高圧ポンプに燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプでは充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプが燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音を抑制できる。

また、コモンレールの高圧化された燃料の圧力が減圧した場合に、コモンレール開閉弁が開弁するので、蓄圧容器から高圧化された燃料がコモンレールに流れ込み、機関停止後における蓄圧容器から高圧化された燃料を供給できる期間はコモンレールの燃料の圧力を高圧のまま維持できる。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記高圧ポンプから前記コモンレールに至る経路に配置され当該経路を開閉する電磁弁と、
前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁を開弁させ、前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至る間に、機関停止後に前記高圧ポンプの燃料の圧力が所定圧力を超えないように前記電磁弁を閉弁させる第５制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置である。

本発明では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁を開弁させ、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至る間に、機関停止後に高圧ポンプの燃料の圧力が所定圧力を超えないように電磁弁を閉弁させる。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ及び高圧ポンプに圧送され、低圧ポンプ及び高圧ポンプを流れる。さらに、電磁弁が閉弁するまでは、燃料は、高圧ポンプからコモンレールに流れる。そして、電磁弁が閉弁すると、その後高圧ポンプの燃料はそのまま高圧ポンプに
保持される。その結果、機関停止中は高圧ポンプに燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプでは充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプが燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレールの燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音を抑制できる。

前記インジェクタは、前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射する経路とは別経路で燃料漏れが許容されており、当該燃料漏れにより前記コモンレールの燃料の圧力を減圧するとよい。

本発明によると、インジェクタからの燃料漏れによりコモンレールの燃料の圧力を減圧してしまい、内燃機関の機関停止時間に応じてその後の機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力に差異が生じ、その差異に起因する内燃機関の振動・騒音が発生する。

前記内燃機関は、ハイブリッド車両又はエコラン車両に搭載されているとよい。

本発明によると、ハイブリッド車両又はエコラン車両で内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音をより良く抑制できる。

本発明によると、内燃機関用燃料噴射装置において、内燃機関の機関始動時における高圧ポンプの空圧送を防止でき、コモンレールの燃料の圧力を早期に上昇させることができる。

実施例１に係る内燃機関用燃料噴射装置の全体構成を示す図である。 実施例１に係る燃料ポンプユニット及びその周辺の概略構成を示す図である。 実施例１に係る機関停止制御ルーチン１を示すフローチャートである。 実施例２に係る機関停止制御を示すタイムチャートである。 実施例２に係る機関停止制御ルーチン２を示すフローチャートである。 実施例３に係る燃料ポンプユニット及びその周辺の概略構成を示す図である。 実施例３に係る機関停止制御ルーチン３を示すフローチャートである。 実施例４に係る燃料ポンプユニット及びその周辺の概略構成を示す図である。 実施例４に係る機関停止制御ルーチン４を示すフローチャートである。 実施例５に係る燃料ポンプユニット及びその周辺の概略構成を示す図である。 実施例５に係る機関停止制御ルーチン５を示すフローチャートである。 実施例６に係る燃料ポンプユニット及びその周辺の概略構成を示す図である。 実施例６に係る機関停止制御ルーチン６を示すフローチャートである。

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
本発明に係る内燃機関用燃料噴射装置が設置される内燃機関は、多気筒ディーゼルエンジンであり、エコラン（エコノミーランニング）車両やハイブリッド車両に搭載される。これらの車両では、信号待ち等の一時停止時に内燃機関を機関停止させ、車両の再発進時に内燃機関を再始動（機関始動）させる、いわゆるアイドリングストップ制御を行うことができる。また、ハイブリッド車両では、内燃機関の他に駆動原（例えば電気モータ）を備えるため、車両の走行中においても内燃機関を運転条件等に応じて内燃機関の機関停止や自動再始動（機関始動）の制御を行うことができる。このため、これらの車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われる。

図１は、本発明の内燃機関用燃料噴射装置（以下、単に燃料噴射装置という）の全体構成を示す。図１に示す燃料噴射装置は、高圧化された燃料が蓄圧されるコモンレール１を備えている。コモンレール１には、内燃機関の気筒数に応じた数のインジェクタ２が接続されている。インジェクタ２は、ＥＣＵ３に制御されて所定時期に所定期間開弁して、コモンレール１の燃料を内燃機関の各気筒内に噴射する。なお、インジェクタ２は、図１では１つだけ示し、その他は図示省略している。

コモンレール１には、減圧弁４が接続されている。減圧弁４は、コモンレール１の燃料を流出させることによってコモンレール１の燃料の圧力を減圧する。減圧弁４から流出した燃料は、戻し燃料通路５を介して燃料タンク６に戻される。

コモンレール１に蓄圧される燃料は、高圧通路７を介して燃料ポンプユニットＰから供給される。燃料ポンプユニットＰは、燃料タンク６の燃料を吸入し、吸入した燃料を高圧化して高圧通路７を介してコモンレール１に圧送する。

インジェクタ２は、コモンレール１の燃料を内燃機関に噴射する経路とは別経路で燃料漏れが許容されているリーク有りインジェクタである。インジェクタ２は、燃料漏れによりコモンレール１の燃料の圧力を減圧する。インジェクタ２には、インジェクタ２からの燃料漏れによるリーク燃料を燃料タンク６へ戻すための戻し燃料通路５が接続されている。

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵ３には、コモンレール１の燃料の圧力を検知する燃料圧センサ８からの信号が入力される。またＥＣＵ３には、その他各種センサから機関回転数、アクセル開度等の種々の情報が入力される。

そして、ＥＣＵ３は、運転状態に応じた噴射時期、噴射量（噴射期間）を算出して、各インジェクタ２の開弁時期及び開弁時間を制御する。また、ＥＣＵ３は、燃料圧センサ８によって検知するコモンレール１の燃料の圧力が過剰に高圧になる場合には、減圧弁４を開弁し、コモンレール１の燃料の圧力を減圧する。

次に、燃料ポンプユニットＰについて説明する。図２は、燃料ポンプユニットＰ及びその周辺の概略構成を示す。

燃料ポンプユニットＰは、燃料タンク６の燃料を圧送する低圧ポンプ１０と、低圧ポンプ１０によって送られる燃料の量を調整する調量弁２０と、調量弁２０によって量が調整された燃料を高圧化して圧送する高圧ポンプ３０と、を備える。

低圧ポンプ１０は、内燃機関によって駆動され燃料タンク６から吸入した燃料を低圧で
圧送するポンプ部１１と、ポンプ部１１から吐出される燃料の圧力が所定圧を超えないように調整するリリーフ弁１２とからなる。

調量弁２０は、ＥＣＵ３からの指令によって開閉される弁であり、その開口量も調整可能である。

高圧ポンプ３０は、内燃機関によって駆動されるプランジャ３１がシリンダ３２内に摺動自在に収納されており、プランジャ３１がシリンダ３２内を往復動するようになっている。プランジャ３１とシリンダ３２とによって形成されたポンプ室には、低圧ポンプ１０を経て調量弁２０で量が調整された燃料が供給され、当該燃料はプランジャ３１により高圧化されて、ポンプ室の吐出側の逆止弁３３を経てコモンレール１へ吐出される。一方、ポンプ室の吸入側にも逆止弁３４が設けられ、ポンプ室から調量弁２０側への燃料の逆流を防止している。

ここで、ポンプ室の吐出側の逆止弁３３の開弁圧は、前後差圧が低圧ポンプ１０の圧送圧以上で開弁するように設定されている。これにより、内燃機関の機関停止時にコモンレール１の燃料の圧力が大気圧相当になった場合に、高圧ポンプ３０内の燃料がコモンレール１側へ漏れることを防止し、内燃機関の機関停止時に高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となるようにしている。

以上の構成の燃料噴射装置においては、内燃機関の機関停止中にインジェクタ２からの燃料漏れによりコモンレール１の燃料の圧力が減圧されてしまう。このため、内燃機関の機関停止時間に応じて次回の機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力に差異が生じてしまう。よって、機関始動時にコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音、或いは排気悪化等が発生するおそれがある。

これに対し、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させ、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることが望まれる。しかし、従来、機関停止に至る前に調量弁２０を閉弁するので、機関停止時に高圧ポンプ３０に燃料が充填されていなかった。高圧ポンプ３０に燃料が充填されていない状態で機関始動を行うと、高圧ポンプ３０の初期圧送が空圧送となってしまう。このように、機関始動時における高圧ポンプ３０の空圧送が生じている場合には、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができなかった。

そこで、本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０及び減圧弁４を開弁させるようにした。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０に圧送され、低圧ポンプ１０、高圧ポンプ３０及びコモンレール１を流れる。そして、その状態のまま機関停止と共に低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０が停止する。その結果、機関停止中は高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプ３０が燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音或いは排気悪化等を抑制できる。特にエコラン車両やハイブリッド車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音等をより良く抑制できる。

ここで、コモンレール１では、機関停止に至るまで燃料が送られてくるが、減圧弁４が開弁しているので、コモンレール１の燃料は大気圧相当となるまで減圧弁４から排出される。そして、機関始動時には、毎回大気圧相当から同じようにコモンレール１の燃料の圧力を上昇させることができる。よって、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を毎回安定させることができる。

また、内燃機関が機関停止した場合には、開弁していた減圧弁４を閉弁する。これによると、内燃機関が機関停止した後に減圧弁４が開弁していることによって、コモンレール１から燃料が排出されてしまうことを防止できる。よって、内燃機関が機関停止した後にコモンレール１を大気圧相当の燃料で充填したまま維持できる。

なお、内燃機関が機関停止した場合に、調量弁２０は開弁状態を維持する。これによると、次回の機関始動時に調量弁２０が開弁していることによって、低圧ポンプ１０が燃料を直ぐに高圧ポンプ３０へ圧送できるので、高圧ポンプ３０に順次燃料が供給され、高圧ポンプ３０の空圧送を防止できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン１について説明する。図３は、本実施例による機関停止制御ルーチン１を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第１制御手段に相当する。

Ｓ１０１では、内燃機関の機関停止指令が発せられたか否かを判別する。Ｓ１０１で肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。一方、Ｓ１０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ１０２では、調量弁２０及び減圧弁４を開弁する。弁開度は例えば全開等である。

Ｓ１０３では、内燃機関が機関停止したか否かを判別する。Ｓ１０３で肯定判定された場合には、Ｓ１０４へ移行する。一方、Ｓ１０３で否定判定された場合には、Ｓ１０３へ戻る。

Ｓ１０４では、減圧弁４を閉弁する。そして、本ルーチンを一旦終了する。このため、調量弁２０は機関停止中も開弁状態を維持する。

＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。本実施例では、内燃機関の機関停止指令後の内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数よりも低下する場合に、調量弁２０及び減圧弁４を開弁させるものである。その他の構成は上記実施例と同一であるので、説明を省略する。

本実施例では、図４に示すように、内燃機関の機関停止指令後に内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数よりも低下した場合に、調量弁２０及び減圧弁４を開弁させるようにした。

ここで、自立復帰可能回転数とは、内燃機関の機関回転数がその回転数以上であると、スタータを用いずに内燃機関への燃料噴射による燃焼だけで内燃機関が通常運転状態へ復帰できる閾値となる回転数である。

本実施例によると、内燃機関の機関停止指令後に内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数以上の場合は、内燃機関の機関始動が直ぐに行え、機関始動時間を短縮化できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン２について説明する。図５は、本実施例による機関停止制御ルーチン２を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第１制御手段に相当する。

Ｓ２０１では、内燃機関の機関停止指令後に内燃機関の機関回転数が自立復帰可能回転数よりも低下したか否かを判別する。Ｓ２０１で肯定判定された場合には、Ｓ２０２へ移行する。一方、Ｓ２０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ２０２では、調量弁２０及び減圧弁４を開弁する。弁開度は例えば全開等である。

Ｓ２０３では、内燃機関が機関停止したか否かを判別する。Ｓ２０３で肯定判定された場合には、Ｓ２０４へ移行する。一方、Ｓ２０３で否定判定された場合には、Ｓ２０３へ戻る。

Ｓ２０４では、減圧弁４を閉弁する。そして、本ルーチンを一旦終了する。このため、調量弁２０は機関停止中も開弁状態を維持する。

＜実施例３＞
次に実施例３について説明する。本実施例では、内燃機関の機関停止後に、調量弁２０を開弁させると共に電動ポンプ４０を所定量の燃料を圧送する間駆動させるものである。その他の構成は上記実施例と同一であるので、説明を省略する。

本実施例では、図６に示すように、低圧ポンプ１０よりも上流側に電動ポンプ４０を備える。電動ポンプ４０は、ＥＣＵ３からの指令によってバッテリの電力を用いる電動モータによって駆動され、燃料タンク６から燃料を圧送できる。電動ポンプ４０は、電動モータに駆動されるため、内燃機関の機関停止後も可動できる。

そして、本実施例では、内燃機関の機関停止後に、調量弁２０を開弁させると共に電動ポンプ４０を所定量の燃料を圧送する間駆動させるようにした。これにより、所定量の燃料が、内燃機関の機関停止後に駆動される電動ポンプ４０によって高圧ポンプ３０に圧送される。その結果、電動ポンプ４０駆動後の機関停止中は高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプ３０が燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音或いは排気悪化等を抑制できる。特にエコラン車両やハイブリッド車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音等をより良く抑制できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン３について説明する。図７は、本実施例による機関停止制御ルーチン３を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第２制御手段に相当する。

Ｓ３０１では、内燃機関が機関停止したか否かを判別する。Ｓ３０１で肯定判定された場合には、Ｓ３０２へ移行する。一方、Ｓ３０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ３０２では、調量弁２０を開弁すると共に、電動ポンプ４０を駆動する。調量弁の弁開度は例えば全開等である。

Ｓ３０３では、電動ポンプ４０が所定量の燃料を圧送したか否かを判別する。所定量の燃料を圧送したかどうかは、例えば予め定めた電動ポンプ４０の駆動時間等で判断する。Ｓ３０３で肯定判定された場合には、Ｓ３０４へ移行する。一方、Ｓ３０３で否定判定された場合には、Ｓ３０３へ戻る。

Ｓ３０４では、電動ポンプ４０を停止させる。そして、本ルーチンを一旦終了する。このため、調量弁２０は機関停止中も開弁状態を維持する。

＜実施例４＞
次に実施例４について説明する。本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０及び排出路開閉弁３６を開弁させ、内燃機関の機関停止時に、排出路開閉弁３６を閉弁させるものである。その他の構成は上記実施例と同一であるので、説明を省略する。

本実施例では、図８に示すように、高圧ポンプ３０に高圧ポンプ３０から燃料を排出可能な排出路３５を設ける。排出路３５には、当該排出路３５を開閉する排出路開閉弁３６を配置する。排出路開閉弁３６は、ＥＣＵ３からの指令によって開閉される弁であり、内燃機関の運転中は常時閉弁されている。

そして、本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０及び排出路開閉弁３６を開弁させ、内燃機関の機関停止時に、排出路開閉弁３６を閉弁させる。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０に圧送され、低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０を流れ、排出路３５から排出される。そして、機関停止と共に低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０が停止し、機関停止時に排出路開閉弁３６を閉弁させるので、機関停止中に高圧ポンプ３０の燃料が排出路から排出されてしまうことも防止できる。その結果、機関停止中は高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプ３０が燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音或いは排気悪化等を抑制できる。特にエコラン車両やハイブリッド車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音等をより良く抑制できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン４について説明する。図９は、本実施例による機関停止制御ルーチン４を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第３制御手段に相当する。

Ｓ４０１では、内燃機関の機関停止指令が発せられたか否かを判別する。Ｓ４０１で肯定判定された場合には、Ｓ４０２へ移行する。一方、Ｓ４０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ４０２では、調量弁２０及び排出路開閉弁３６を開弁する。弁開度は例えば全開等である。

Ｓ４０３では、内燃機関が機関停止したか否かを判別する。Ｓ４０３で肯定判定された場合には、Ｓ４０４へ移行する。一方、Ｓ４０３で否定判定された場合には、Ｓ４０３へ戻る。

Ｓ４０４では、排出路開閉弁３６を閉弁する。そして、本ルーチンを一旦終了する。このため、調量弁２０は機関停止中も開弁状態を維持する。

＜実施例５＞
次に実施例５について説明する。本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０及び蓄圧容器開閉弁５１を開弁させると共にコモンレール開閉弁５２を閉弁させるものである。その他の構成は上記実施例と同一であるので、説明を省略する。

本実施例では、図１０に示すように、高圧ポンプ３０によって高圧化された燃料を蓄圧する蓄圧容器５０を備える。蓄圧容器５０は、高圧ポンプ３０からコモンレール１に至る高圧通路７の途中から分岐した分岐路５３を介して配置されている。

分岐路５３には当該分岐路５３を開閉する蓄圧容器開閉弁５１が配置されている。蓄圧容器開閉弁５１は、ＥＣＵ３からの指令によって開閉される弁であり、内燃機関の運転中は常時閉弁されている。

高圧ポンプ３０からコモンレール１に至る高圧通路７の、分岐路５３と分岐する部位を経たコモンレール１の直上流には、当該高圧通路７を開閉するコモンレール開閉弁５２が配置されている。コモンレール開閉弁５２は、ＥＣＵ３からの指令によって開閉される弁であり、内燃機関の運転中は常時開弁されている。

そして、本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０及び蓄圧容器開閉弁５１を開弁させると共にコモンレール開閉弁５２を閉弁する。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０に圧送され、低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０を流れ、その下流の蓄圧容器５０に溜められる。そして、その状態のまま機関停止と共に低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０が停止する。その結果、機関停止中は高圧ポンプ３０に燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプ３０が燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音或いは排気悪化等を抑制できる。特にエコラン車両やハイブリッド車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音等をより良く抑制できる。

また、本実施例では、機関停止中にコモンレール１の高圧化された燃料の圧力が減圧した場合に、コモンレール開閉弁５２を開弁させる。これにより、蓄圧容器５０から高圧化された燃料がコモンレール１に流れ込み、機関停止後における蓄圧容器５０から高圧化された燃料を供給できる期間はコモンレール１の燃料の圧力を高圧のまま維持できる。よって、コモンレール１の燃料の圧力を高圧のまま維持した期間中は、内燃機関の機関始動が直ぐに行え、機関始動時間を短縮化できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン５について説明する。図１１は、本実施例による機関停止制御ルーチン５を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第４制御手段に相当する。

Ｓ５０１では、内燃機関の機関停止指令が発せられたか否かを判別する。Ｓ５０１で肯定判定された場合には、Ｓ５０２へ移行する。一方、Ｓ５０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ５０２では、調量弁２０及び蓄圧容器開閉弁５１を開弁する。弁開度は例えば全開等である。また、コモンレール開閉弁５２を閉弁する。

Ｓ５０３では、燃料圧センサ８の信号に基づき、内燃機関の機関停止中にコモンレール１の高圧化された燃料の圧力がインジェクタ２への供給可能圧力よりも減圧したか否かを判別する。Ｓ５０３で肯定判定された場合には、Ｓ５０４へ移行する。一方、Ｓ５０３で否定判定された場合には、Ｓ５０７へ移行する。

Ｓ５０４では、コモンレール開閉弁５２を開弁する。弁開度は例えば全開等である。

Ｓ５０５では、燃料圧センサ８の信号に基づき、コモンレール１の燃料の圧力がインジェクタ２への供給可能な適正な高圧になったか否かを判別する。Ｓ５０５で肯定判定された場合には、Ｓ５０６へ移行する。一方、Ｓ５０５で否定判定された場合には、Ｓ５０５へ戻る。

Ｓ５０６では、コモンレール開閉弁を閉弁する。

Ｓ５０７では、蓄圧容器５０に配置された燃料圧センサ５４の信号に基づき、蓄圧容器５０からコモンレール１の燃料の圧力を適切な高圧にできる程度の燃料を供給可能か否かを判別する。Ｓ５０７で肯定判定された場合には、Ｓ５０３へ戻る。一方、Ｓ５０７で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。このため、調量弁２０及び蓄圧容器開閉弁５１は機関停止中も開弁状態を維持する。また蓄圧容器開閉弁５１は、次回の機関始動時に閉弁される。

＜実施例６＞
次に実施例６について説明する。本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０を開弁させ、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至る間に、機関停止後に高圧ポンプ３０の燃料の圧力が所定圧力を超えないように電磁弁３７を閉弁させるものである。その他の構成は上記実施例と同一であるので、説明を省略する。

本実施例では、図１２に示すように、高圧ポンプ３０からコモンレール１に至る経路、特に高圧ポンプ３０のポンプ室の吐出側の部位に、ポンプ室の吐出側の逆止弁３３の代わりに、当該部位を開閉する電磁弁３７を備える。電磁弁３７は、ＥＣＵ３からの指令によって開閉される弁であり、内燃機関の運転時には、プランジャ３１により高圧化された燃
料をコモンレール１に圧送するときに開弁し、コモンレール１側からポンプ室に逆流することを防止するため閉弁する。

そして、本実施例では、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、調量弁２０を開弁させ、内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至る間に、機関停止後に高圧ポンプ３０の燃料の圧力が所定圧力を超えないように、所定圧力となる時期に電磁弁３７を閉弁させる。なお、所定圧力は、それを超える圧力であると、高圧ポンプ３０が破損したりする弊害が生じるおそれのある圧力である。これにより、燃料は、機関停止に至るまで内燃機関に駆動される低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０に圧送され、低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０を流れる。さらに、電磁弁３７が閉弁するまでは、燃料は、高圧ポンプ３０からコモンレール１に流れる。そして、電磁弁３７が閉弁すると、その後高圧ポンプ３０の燃料はそのまま高圧ポンプ３０に保持される。その後、機関停止と共に低圧ポンプ１０及び高圧ポンプ３０が停止する。その結果、機関停止中は高圧ポンプ３０に所定圧力の燃料が充填された状態となる。

よって、次回の内燃機関の機関始動時には、高圧ポンプ３０では充填された燃料を直ぐに圧送でき、空圧送を防止できる。そして、機関始動時に高圧ポンプ３０が燃料を直ぐに圧送できるので、コモンレール１の燃料の圧力を早期に上昇させることができる。したがって、機関始動に必要なコモンレール１の燃料の圧力を短時間に得ることができ、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力を安定させるので、機関始動時におけるコモンレール１の燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音或いは排気悪化等を抑制できる。特にエコラン車両やハイブリッド車両では、内燃機関の機関停止及びその後の機関始動が頻繁に行われるので、機関始動時におけるコモンレールの燃料の圧力の差異に起因する内燃機関の振動・騒音等をより良く抑制できる。

次に、本実施例による機関停止制御ルーチン６について説明する。図１３は、本実施例による機関停止制御ルーチン６を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ３が本発明の第５制御手段に相当する。

Ｓ６０１では、内燃機関の機関停止指令が発せられたか否かを判別する。Ｓ６０１で肯定判定された場合には、Ｓ６０２へ移行する。一方、Ｓ６０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ６０２では、調量弁２０及び電磁弁３７を開弁する。弁開度は例えば全開等である。

Ｓ６０３では、内燃機関の機関停止後に高圧ポンプの燃料の圧力が所定圧力を超えない所定圧力となる時期に到達したか否かを判別する。この時期は、例えば、機関回転数と調量弁の開度に基づき判断してもよいし、機関停止指令からの時間のマップにより算出してもよい。また、この時期は、内燃機関の機関停止後に高圧ポンプの燃料の圧力が所定圧力以下となるより早い時期であってもよい。Ｓ６０３で肯定判定された場合には、Ｓ６０４へ移行する。一方、Ｓ６０３で否定判定された場合には、Ｓ６０３へ戻る。

Ｓ６０４では、電磁弁３７を閉弁する。そして、本ルーチンを一旦終了する。その後、内燃機関が機関停止する。このため、調量弁２０は機関停止中も開弁状態を維持する。

本発明に係る内燃機関用燃料噴射装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。

１ コモンレール
２ インジェクタ
３ ＥＣＵ
４ 減圧弁
６ 燃料タンク
８ 燃料圧センサ
１０ 低圧ポンプ
２０ 調量弁
３０ 高圧ポンプ
３５ 排出路
３６ 排出路開閉弁
３７ 電磁弁
４０ 電動ポンプ
５０ 蓄圧容器
５１ 蓄圧容器開閉弁
５２ コモンレール開閉弁

Claims (6)

1. 燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
   前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
   前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
   前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
   前記低圧ポンプよりも上流側に配置される電動ポンプと、
   前記内燃機関の機関停止後に、前記調量弁を開弁させると共に前記電動ポンプを所定量の燃料を圧送する間駆動させる第２制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
2. 燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
   前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
   前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
   前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
   前記高圧ポンプから燃料を排出可能な排出路と、
   前記排出路に配置され前記排出路を開閉する排出路開閉弁と、
   前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁及び前記排出路開閉弁を開弁させ、前記内燃機関の機関停止時に、前記排出路開閉弁を閉弁させる第３制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
3. 燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
   前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
   前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
   前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
   前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄圧する蓄圧容器と、
   前記高圧ポンプから前記蓄圧容器に至る経路に配置され当該経路を開閉する蓄圧容器開閉弁と、
   前記高圧ポンプから前記コモンレールに至る経路の前記コモンレールの直上流に配置され当該経路を開閉するコモンレール開閉弁と、
   前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁及び前記蓄圧容器開閉弁を開弁させると共に前記コモンレール開閉弁を閉弁し、前記コモンレールの燃料の圧力が減圧した場合に、前記コモンレール開閉弁を開弁させる第４制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
4. 燃料タンクの燃料を内燃機関の駆動によって圧送する低圧ポンプと、
   前記低圧ポンプによって送られる燃料の量を調整する調量弁と、
   前記調量弁によって量が調整された燃料を前記内燃機関の駆動によって高圧化して圧送する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプによって高圧化された燃料を蓄えるコモンレールと、
   前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタと、
   前記高圧ポンプから前記コモンレールに至る経路に配置され当該経路を開閉する電磁弁と、
   前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至るまで、前記調量弁を開弁させ、前記内燃機関の機関停止指令後に機関停止に至る間に、機関停止後に前記高圧ポンプの燃料の圧力が所定圧力を超えないように前記電磁弁を閉弁させる第５制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
5. 前記インジェクタは、前記コモンレールの燃料を前記内燃機関に噴射する経路とは別経路で燃料漏れが許容されており、当該燃料漏れにより前記コモンレールの燃料の圧力を減圧することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用燃料噴射装置。
6. 前記内燃機関は、ハイブリッド車両又はエコラン車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関用燃料噴射装置。

Images