JP5832344B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給装置に関し、特に、高圧燃料ポンプを含む筒内噴射エンジンの燃料供給装置に関する。

エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンでは、高圧のシリンダ内に燃料を噴射する必要があるために、噴射される燃料の圧力を上げる必要がある。そこで、筒内噴射エンジンでは、インジェクタに供給される燃料を高圧化するための高圧燃料ポンプが用いられている。

高圧燃料ポンプとしては、例えば、エンジンのカム軸によって駆動される形式のものが知られている。このような形式の高圧燃料ポンプでは、該高圧燃料ポンプがエンジン近傍に配置されるため、エンジン（特にエンジンオイル）からの輻射熱によって高圧燃料ポンプ内の燃料が熱せられてベーパが発生するおそれがある。特に、例えば、長い下り坂をアクセルペダルを全閉にしてエンジンブレーキで下るような状況では、インジェクタによる燃料噴射が停止（燃料カット）されるため、高圧燃料ポンプ内に滞留している燃料が周囲から熱せられてベーパが発生しやすくなる。

ここで、例えば、燃料カット中に高圧燃料ポンプ内にベーパが発生すると、燃料カットから復帰したときに、ベーパが高圧燃料ポンプ内等の燃料通路を塞いで燃料の流れが遮断され、すなわちベーパロックが発生し、アイドリング不良や加速不良を起こすおそれがある。また、場合によってはエンジンストールに至るおそれがある。

このような問題点を解決するために、ベーパパージバルブ及び排出路を有し、燃料カット期間中にベーパパージバルブを開き、高圧燃料配管内の燃料又は生じたベーパを排出する燃料供給装置が特許文献１に開示されている。より詳細には、この燃料供給装置は、エンジンの駆動力によって駆動される高圧ポンプを備えており、当該高圧ポンプは、高圧化した燃料を高圧燃料配管を通してコモンレールに圧送する。コモンレールには排出路が連通されており、該排出路には、高圧燃料配管中の燃料又は発生したベーパを排出するためのベーパパージバルブが介装されている。このベーパパージバルブが開弁されると、燃料又は生じたベーパが排出路を通して燃料タンクへ排出される。

特開２０００−３２９０２９号公報

上述したように、特許文献１に記載の燃料供給装置によれば、燃料カット期間中に、ベーパパージバルブが開弁されることにより、該ベーパパージバルブ及び排出路を通して高圧燃料配管中の燃料又は生じたベーパが排出される。

よって、この燃料供給装置によれば、燃料カット期間中にベーパパージバルブを開き、高圧燃料配管における燃料の流れを強制的に生じさせることで、エンジンの熱を受け易い箇所で燃料が加熱されることを抑制でき、ベーパの発生を有効に防止することができる。また、高圧燃料配管内にベーパが生じた場合には、そのベーパを排出することができる。しかしながら、この燃料供給装置では、高圧燃料配管内の燃料又は生じたベーパを排出するために、ベーパパージバルブや排出路等の専用のハードウェア（機構）を備える必要があった。そのため、コストや機構的な観点から、このようなベーパパージバルブや排出路等の専用のハードウェアを設けることなく、燃料供給系のベーパロックを防止できる技術が望まれていた。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、燃料又はベーパを排出するための専用のハードウェアを設けることなく、燃料供給系のベーパロックを防止することが可能な燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料供給装置は、エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射するインジェクタと、エンジンにより駆動され、インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプとを備える燃料供給装置において、所定の燃料噴射停止条件が成立した場合に、インジェクタによる燃料噴射を停止する制御手段と、高圧燃料ポンプ内の燃料の受熱量と相関を有する指標値を取得する取得手段と、制御手段によりインジェクタによる燃料噴射が停止されてからの停止継続時間を計時する計時手段と、取得手段により取得された指標値、及び、計時手段により計時された停止継続時間に基づいて、ベーパの発生を予測する予測手段とを備え、制御手段が、インジェクタによる燃料噴射を停止しているときに、予測手段によりベーパが発生すると予測された場合には、インジェクタによる燃料噴射の停止を中断することを特徴とする。

本発明に係る燃料供給装置によれば、燃料の受熱量と相関を有する指標値、及び燃料噴射が停止されてからの停止継続時間に基づいて、ベーパの発生が予測される。そして、ベーパの発生が予測された場合に、燃料噴射の停止が中断される。そのため、インジェクタによる燃料噴射が再開され、燃料噴射が停止されていた間、高圧燃料ポンプ内に滞留し、温度が上昇していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入する。よって、高圧燃料ポンプ内が冷却され、ベーパの発生が防止される。また、ベーパが発生したとしても、そのベーパを排出することができる。その結果、燃料又はベーパを排出するための専用のハードウェアを設けることなく、燃料供給系のベーパロックを防止することが可能となる。

本発明に係る燃料供給装置では、予測手段が、取得手段により取得された指標値に基づいて、インジェクタによる燃料噴射を停止することができる停止可能時間を設定するとともに、計時手段により計時された停止継続時間が、停止可能時間を超えた場合には、ベーパが発生すると予測することが好ましい。

この場合、インジェクタによる燃料噴射が停止されてからの停止継続時間が、上記指標値に基づいて設定された停止可能時間を超えた場合に、ベーパが発生すると予測される。すなわち、上記指標値と、燃料が高圧燃料ポンプ内に滞留して受熱している時間とに基づいて、ベーパの発生が予測される。よって、的確にベーパの発生を予測することが可能となる。

本発明に係る燃料供給装置では、取得手段が、上記指標値として用いられる、エンジンの潤滑油温度を検出する油温センサであり、予測手段が、油温センサにより検出された潤滑油温度に基づいて、停止可能時間を設定することが好ましい。

インジェクタによる燃料噴射が停止されている間、高圧燃料ポンプ内に滞留している燃料は、エンジン（特にエンジン潤滑油）からの輻射熱を受けて温度が上昇する。すなわち、エンジン（エンジン潤滑油）の温度は、燃料の受熱量と相関を有する。本発明に係る燃料供給装置によれば、エンジン潤滑油の温度に基づいて、燃料噴射を停止可能な停止可能時間が設定される。よって、エンジン潤滑油温度（輻射熱量∝受熱量）と燃料が高圧燃料ポンプ内に滞留している時間（受熱時間）とに基づいて、高圧燃料ポンプ内に滞留している燃料の総受熱量、すなわち該燃料の温度上昇量を考慮することができる。したがって、ベーパの発生が予測される時間を的確に予測し、その予測された時間に応じて、上記停止可能時間を適切に設定することができる。よって、燃料噴射の停止時間を可能な限り長く確保できるため、ベーパの発生を的確に防止しつつ、燃料消費量を抑制することが可能となる。

本発明に係る燃料供給装置では、予測手段が、潤滑油温度が高くなるほど、停止可能時間を短く設定することが好ましい。

潤滑油の温度が高くなるほど、高圧燃料ポンプ内に滞留している燃料が受ける受熱量が増大するため、より短い時間でベーパが発生すると予測される。この場合、潤滑油の温度が高いほど停止可能時間が短く設定され、より短い時間で燃料噴射の停止が中断される。よって、潤滑油の温度（輻射熱量）に応じて、停止可能時間が短縮されることにより、確実にベーパの発生を防止することが可能となる。

本発明に係る燃料供給装置では、取得手段が、上記指標値として用いられる、エンジンの潤滑油温度と相関を有するパラメータを検出するセンサであり、予測手段が、該センサにより検出されたパラメータに基づいて、停止可能時間を設定することが好ましい。

このようにすれば、エンジンの潤滑油温度を検出する油温センサを有していない場合であっても、潤滑油温度と相関を有するパラメータ（例えばエンジン水温等）に基づいて、エンジン油温を推定することができる。よって、新たに油温センサを設けることなく、ベーパの発生を予測して停止可能時間を設定することが可能となる。また、この場合、新たに油温センサを設ける必要がないため、コスト及び設計・製造工数を低減することができる。

本発明に係る燃料供給装置では、燃料噴射の停止を中断してから所定時間が経過したとき、又は、燃料噴射の停止を中断してから所定量の燃料を噴射したときに、上記所定の燃料噴射停止条件が成立している場合には、制御手段が、インジェクタによる燃料噴射を停止することが好ましい。

燃料噴射の停止が中断されてから所定時間が経過したとき、又は、燃料噴射の停止が中断されてから所定量の燃料が噴射されたときには、高圧燃料ポンプ内に滞留し温度が上昇していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入することによって、高圧燃料ポンプ内が冷却され、ベーパの発生が抑えられる。本発明に係る燃料供給装置によれば、このように、高圧燃料ポンプ内が冷却され、ベーパの発生が抑えられたときに、燃料噴射停止条件が成立している場合には、再度、インジェクタによる燃料噴射が停止される。よって、必要以上に燃料噴射の停止を中断することがないため、ベーパの発生を防止しつつ、燃料消費量を抑制することが可能となる。

本発明に係る燃料供給装置では、燃料噴射の停止を中断してから、所定時間が経過するか、所定量の燃料を噴射するか、所定の燃料噴射停止条件が成立しなくなるか、いずれかの条件が成立するまで、制御手段が、点火プラグによる点火を停止することが好ましい。

この場合、上記いずれかの条件が成立するまで、すなわちインジェクタによる燃料噴射の停止が中断されている間、点火プラグによる点火が停止される。よって、燃料噴射の停止が中断されている間は、燃焼室内の混合気が燃焼しないため、エンジントルクが発生しない。よって、燃料噴射の停止が中断される際のトルクショックを防止することができる。

本発明によれば、燃料又はベーパを排出するための専用のハードウェアを設けることなく、燃料供給系のベーパロックを防止することが可能となる。

実施形態に係る燃料供給装置、及び該燃料供給装置が用いられた筒内噴射エンジンの構成を示す図である。 実施形態に係る燃料供給装置を構成する高圧燃料ポンプを模式的に示した縦断面図である。 燃料カット可能時間テーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る燃料供給装置によるベーパロック防止処理の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る燃料供給装置によるベーパロック防止処理の第２の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る燃料供給装置によるベーパロック防止処理の第３の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る燃料供給装置１、及び該燃料供給装置１が用いられた筒内噴射エンジン（以下、単に「エンジン」ともいう）１０の構成について説明する。図１は、燃料供給装置１、及び該燃料供給装置１が用いられたエンジン１０の構成を示す図である。また、図２は、燃料供給装置１を構成する高圧燃料ポンプ２２を模式的に示した縦断面図である。

エンジン１０は、例えば水平対向型の４気筒ガソリンエンジンである。また、エンジン１０は、シリンダ内（筒内）に燃料を直接噴射する筒内噴射式のエンジンである。エンジン１０では、エアクリーナ１６から吸入された空気が、吸気管１５に設けられたスロットルバルブ１３により絞られ、インテークマニホールド１１を通り、エンジン１０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ１６から吸入された空気の量は、エアクリーナ１６とスロットルバルブ１３との間に配置されたエアフローメータ１４により検出される。

エンジン１０の各気筒には、シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ１２が取り付けられている。インジェクタ１２は、加圧された燃料を各気筒の燃焼室内へ直接噴射する。また、燃焼室の上部には混合気に点火する点火プラグ１７が取り付けられている。エンジン１０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ１２によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ１７により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド／エキゾーストパイプ１８を通して排出される。

上述したインジェクタ１２は、デリバリーパイプ（コモンレール）２４に接続されている。デリバリーパイプ２４は、高圧燃料ポンプ２２から燃料配管２３を通じて圧送されてきた燃料を各インジェクタ１２に分配するものである。高圧燃料ポンプ２２は、燃料タンク２０からフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）２１により吸い上げられた燃料を、運転状態に応じて高圧（例えば、８〜１３ＭＰａ）に昇圧してデリバリーパイプ２４へ供給する。なお、本実施形態では、高圧燃料ポンプ２２として、エンジン１０のカム軸１９によって駆動される形式のものを用いた。

ここで、図２を用いて、高圧燃料ポンプ２２の構成について説明する。高圧燃料ポンプ２２は、主として、カム２２１、リフタ２２２、プランジャ２２３、吸入弁２２５を司る電磁弁２２６、及び、吐出弁２２７を有して構成されている。カム２２１はエンジン１０のカムシャフト１９の回転動力によって駆動され、リフタ２２２及びプランジャ２２３を往復運動させる。プランジャ２２３が下降するときに吸入弁２２５が開かれ、加圧室２２４に燃料が流入する。プランジャ２２３が上昇するときには、吸入弁２２５が閉じられ、加圧室内２２４の燃料が圧縮される。その圧力によって吐出弁２２７が開き、高圧燃料が吐出される。

吸入弁２２５は電磁弁２２６によって閉弁動作を電気的に制御できる構造となっている。プランジャ２２３下降時に加圧室２２４に流入した燃料は、プランジャ２２３上昇時に、吸入弁２２５が開弁保持されていれば吸入側へ戻され、吸入弁２２５が閉弁されれば、加圧室２２４内で加圧されて吐出される。プランジャ２２３上昇時に吸入弁２２５が閉弁されるタイミングを制御して、吸入側へ戻される燃料と加圧される燃料の割合を変えることによって、高圧吐出される流量を制御することができる。なお、電磁弁２２６は、後述するエンジン制御装置（以下「ＥＣＵ」ともいう）５０に接続されており、該ＥＣＵ５０により駆動が制御される。

図１に戻り説明を続ける。エンジン１０には、該エンジン１０の潤滑油（エンジンオイル）の温度（以下、単に「油温」ともいう）を検出するための油温センサ３１が取り付けられている。油温センサ３１としては、例えばサーミスターを利用したものなどが用いられる。油温センサ３１により検出された油温は、ベーパの発生を予測するために、高圧燃料ポンプ２２を含む燃料供給系内の燃料の受熱量と相関を有する指標値として用いられる。すなわち、油温センサ３１は、特許請求の範囲に記載の取得手段として機能する。

また、エンジン１０には、エンジン１０の冷却水の温度を検出する水温センサ３２や、クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ３３等が取り付けられている。これらのセンサもＥＣＵ５０に接続されている。さらに、ＥＣＵ５０には、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサ３４、外気の温度を検出する外気温センサ３５、及び、車両の速度を検出する車速センサ３６等の各種センサも接続されている。

ＥＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２を駆動するインジェクタドライバ、高圧燃料ポンプ２２を構成する電磁弁（ソレノイドバルブ）２２６を駆動する駆動回路、及び、点火信号を出力する出力回路等を備えている。

ＥＣＵ５０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、エンジン回転数、吸入空気量、混合気の空燃比、アクセルペダル開度、及びエンジン１０の水温、油温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ５０は、取得した吸入空気量やエンジン回転数等の各種情報に基づいて、燃料噴射や点火、及び各種デバイス等を制御することによりエンジン１０を総合的に制御する。

また、ＥＣＵ５０（後述する制御部５３）は、減速時等、所定の燃料噴射停止条件が満足された場合にインジェクタ１２の駆動を停止してエンジン１０に対する燃料供給を停止（以下「燃料カット」ともいう）する。より詳細には、例えば次のような燃料カット開始条件（以下、単に「燃料カット条件」ともいう）、すなわち、アクセルペダルが全閉で、エンジン回転数Ｎｅ≧１０００（ｒｐｍ）であり、かつ、車速ｖ≧１０（ｋｍ／ｈ）の場合に、燃料カットが行われる。このように、減速時を検知して燃料カットを行うことにより、燃費を低減するとともに、排出されるエミッションを低減することができる。

ところで、エンジン１０のカム軸１９によって駆動される高圧燃料ポンプ２２はエンジン１０に取り付けられるため、エンジン１０（特にエンジンオイル）からの輻射熱によって高圧燃料ポンプ２２内の燃料が熱せられてベーパが発生するおそれがある。特に、例えば、長い下り坂をアクセルペダルを全閉にしてエンジンブレーキで下るような状況では、上述したように、インジェクタ１２による燃料噴射が停止（燃料カット）されるため、燃料が高圧燃料ポンプ２２から吐出されなくなり、高圧燃料ポンプ２２内に滞留している燃料が周囲から熱せられてベーパが発生しやすくなる。

そこで、ＥＣＵ５０は、ベーパロックを防止するために、エンジン１０の油温とインジェクタ１２による燃料噴射が停止されてからの停止継続時間（以下「燃料カット継続時間」という）とに基づいて、ベーパの発生を予測する。そして、ＥＣＵ５０は、ベーパの発生を予測した場合に、インジェクタ１２による燃料噴射の停止（燃料カット）を中断、すなわちインジェクタ１２による燃料噴射を復帰する。そのため、ＥＣＵ５０は、カウンタ部５１、予測部５２、及び制御部５３を機能的に備えている。ＥＣＵ５０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、カウンタ部５１、予測部５２、及び制御部５３の各機能が実現される。

カウンタ部５１は、燃料カットが開始されたときにカウントアップを始めるカウンタを有しており、燃料カットが開始されてからの燃料カット継続時間を計時する。すなわち、カウンタ部５１は、特許請求の範囲に記載の計時手段として機能する。なお、カウンタ部５１により計時された燃料カット継続時間は、予測部５２に出力される。なお、カウンタに代えて、タイマを用いて燃料カット継続時間を計時してもよい。

予測部５２は、エンジン１０の油温、及び、カウンタ部５１により計時された燃料カット継続時間に基づいて、高圧燃料ポンプ２２を含む燃料供給系でのベーパの発生を予測する。より具体的には、予測部５２は、エンジン１０の油温に基づいて、インジェクタ１２による燃料噴射を停止（燃料カット）することができる燃料カット可能時間（特許請求の範囲に記載の「停止可能時間」に相当）を設定するとともに、カウンタ部５１により計時された燃料カット継続時間が、燃料カット可能時間を超えた場合には、ベーパが発生すると予測する。すなわち、予測部５２は、特許請求の範囲に記載の予測手段として機能する。

ここで、燃料カット可能時間の設定の仕方について説明する。ＥＣＵ５０のＲＯＭには、エンジン１０の油温と燃料カット可能時間との関係を定めたテーブル（燃料カット可能時間テーブル）が記憶されており、エンジン１０の油温に基づいてこの燃料カット可能時間テーブルが検索されることにより燃料カット可能時間が設定される。

ここで、燃料カット可能時間テーブルの一例を図３に示す。図３において、横軸はエンジン１０の油温（℃）であり、縦軸は燃料カット可能時間（秒）である。燃料カット可能時間テーブルは、図３に示されるように、油温が高くなるほど、燃料カット可能時間が短くなるように設定されている。そして、予測部５２は、燃料カットが実行されているときに、燃料カット継続時間が、燃料カット可能時間を超えたか否かについての判定を行い、ベーパ発生の有無を予測する。なお、予測部５２による予測結果（燃料カット継続時間が燃料カット可能時間を超えたか否かの情報）は、制御部５３に出力される。

制御部５３は、上述したように、取得した吸入空気量やエンジン回転数等の各種情報に基づいて、インジェクタ１２による燃料噴射（燃料噴射量、燃料噴射タイミング）、及び点火プラグ１７による点火（点火時期）の制御を行う。また、制御部５３は、上述した所定の燃料カット条件が成立した場合に、インジェクタによる燃料噴射を停止（すなわち燃料カットを実行）する。

一方、制御部５３は、燃料カットを実行しているときに、予測部５２によりベーパが発生すると予測された場合には、燃料カットを中断する。よって、インジェクタ１２による燃料噴射が再開される。すなわち、制御部５３は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。燃料カットが中断され、インジェクタ１２による燃料噴射が再開されることにより、燃料カット中に高圧燃料ポンプ２２内に滞留し、温度が上昇していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入する。よって、高圧燃料ポンプ２２内が冷却され、ベーパの発生が防止される。また、ベーパが発生したとしても、そのベーパを排出することができる。

次に、図４を参照しつつ、燃料供給装置１の動作について説明する。図４は、燃料供給装置１によるベーパロック防止処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＥＣＵ５０において、所定のタイミング（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

ステップＳ１００では、燃料カット（開始）条件が成立したか否かについての判断が行われる。なお、燃料カット条件については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。ここで、燃料カット条件が成立している場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。一方、燃料カット条件が成立していないときには、ステップＳ１１８において、燃料カットが開始されてからの継続時間を計時するカウンタの値がゼロにクリアされた後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１０２では、インジェクタ１２の駆動が停止されて、該インジェクタ１２による燃料噴射が停止される。すなわち、燃料カットが実行される。次に、ステップＳ１０４では、エンジン１０の油温が読み込まれる。そして、続くステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で読み込まれた油温に基づいて、上述した燃料カット可能時間テーブルが検索されて、燃料カットを継続して行うことができる燃料カット可能時間が取得される。

続いて、ステップＳ１０８では、燃料カットが開始されてからの経過時間を計時するためのカウンタの値がインクリメント（”１”だけカウントアップ）される。そして、続くステップＳ１１０では、カウンタの値が燃料カット可能時間を超えたか否か、すなわち、燃料カットが開始されてから燃料カット可能時間が経過したか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カットが開始されてから燃料カット可能時間が経過していない場合には、ステップＳ１１２に処理が移行する。一方、燃料カット可能時間が経過したときには、ステップＳ１１６に処理が移行する。

燃料カット経過時間がまだ経過していない場合、ステップＳ１１２では、燃料カット復帰条件が満足されたか否かについての判断が行われる。なお、燃料カット復帰条件は、上述した燃料カット開始条件と同一であってもよいが、該燃料カット開始条件に対して所定のヒステリシス（不感帯）をもって設定することが好ましい。ここで、燃料カット復帰条件が成立していない場合には、ステップＳ１０８に処理が移行し、ステップＳ１０８以降の処理が再度実行される。なお、ステップＳ１０８以降の処理は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。一方、燃料カット復帰条件が成立したときには、ステップＳ１１４において、燃料カットが復帰され、インジェクタ１２による燃料噴射が再開される。そして、ステップＳ１１８において、燃料カットが開始されてからの継続時間を計時するカウンタの値がゼロにクリアされた後、本処理から一旦抜ける。

一方、ステップ１１０において、燃料カット可能時間が経過したと判断されたときには、ステップＳ１１６において、燃料カットが中断され、インジェクタ１２による燃料噴射が行われる。これにより、燃料カットが行われていた間、高圧燃料ポンプ２２内に滞留し、温度が上昇していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入する。その後、ステップＳ１１８において、燃料カットが開始されてからの継続時間を計時するカウンタの値がゼロにクリアされた後、本処理から一旦抜ける。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、エンジン１０の油温、及び燃料カットが開始されてからの燃料カット継続時間に基づいて、ベーパの発生が予測される。そして、ベーパの発生が予測された場合に、燃料カットが中断される。そのため、インジェクタ１２による燃料噴射が再開され、燃料カットが行われていた間高圧燃料ポンプ２２内に滞留し、温度が上昇していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入する。よって、高圧燃料ポンプ２２内が冷却され、ベーパの発生が防止される。また、ベーパが発生したとしても、そのベーパを排出することができる。その結果、燃料又は生じたベーパを排出するための専用のハードウェア（リターン機構）を設けることなく、燃料供給系のベーパロックを防止することが可能となる。

より具体的には、本実施形態によれば、燃料カットが開始されてからの燃料カット継続時間が、エンジン１０の油温に基づいて設定された燃料カット可能時間を超えた場合に、ベーパが発生すると予測される。すなわち、油温と、燃料が高圧燃料ポンプ２２内に滞留している時間（燃料が受熱している時間）とに基づいて、ベーパの発生が予測される。よって、的確にベーパの発生を予測することが可能となる。

ここで、燃料カットが行われている間、高圧燃料ポンプ２２内に滞留している燃料は、エンジン１０（特にエンジン潤滑油）からの輻射熱を受けて温度が上昇する。すなわち、エンジン１０（エンジン潤滑油）の温度は、燃料の受熱量と相関を有する。上述したように、本実施形態によれば、エンジン１０の油温に基づいて燃料カット可能時間が設定される。よって、エンジン１０の油温（輻射熱量∝受熱量）と燃料が高圧燃料ポンプ２２内に滞留している時間（受熱時間）とに基づいて、高圧燃料ポンプ２２内に滞留している燃料の総受熱量、すなわち該燃料の温度上昇量を考慮することができる。したがって、ベーパの発生が予測される時間を的確に予測し、その予測された時間に応じて、上記燃料カット可能時間を適切に設定することができる。よって、燃料カット時間を可能な限り長く確保できるため、ベーパの発生を的確に防止しつつ、燃料消費量を抑制することが可能となる。

ところで、油温が高くなるほど、高圧燃料ポンプ２２内に滞留している燃料が受ける受熱量が増大するため、より短い時間でベーパが発生すると予測される。本実施形態によれば、油温が高いほど燃料カット可能時間が短く設定され、より短い時間で燃料カットが中断される。よって、油温（輻射熱量）に応じて、燃料カット可能時間が短縮されることにより、確実にベーパの発生を防止することが可能となる。

上記実施形態では、燃料カット可能時間が経過したときに、燃料カットを中断して、インジェクタ１２による燃料噴射を行った。ここで、燃料カットを中断してから所定時間が経過したとき、又は、燃料カットを中断してから所定量の燃料を噴射したときに、上述した燃料カット（開始）条件が成立している場合には、再度、燃料カットを行う構成としてもよい。そこで、続いて、図５を参照しつつ、燃料カットの中断後所定時間が経過したとき、又は、燃料カットの中断後所定量の燃料を噴射したときに、燃料カット条件が成立している場合に、再度、燃料カットを行う処理形態（第２のベーパロック防止処理）について説明する。図５は、燃料供給装置１による第２のベーパロック防止処理の処理手順を示すフローチャートである。

ここで、ステップＳ２００〜Ｓ２１６までの処理内容は、上述したステップＳ１００〜Ｓ１１６までの処理内容と同一であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。

ステップ２１６において燃料カットが中断された後、ステップＳ２１８では、燃料カット中断後、所定時間が経過したか否か、又は、所定量の燃料噴射が行われたか否かについての判断が行われる。なお、判断に用いられる所定の時間、又は、所定の燃料量は、燃料カットが行われていた間、高圧燃料ポンプ２２内に滞留していた燃料が吐出されるとともに、低温の燃料が新たに流入することによって、高圧燃料ポンプ内が冷却されるまでの時間又は燃料量を考慮して任意に設定することができる。

ここで、燃料カット中断後、所定時間が経過しておらず、かつ、所定量の燃料噴射が行われていないときには、所定時間が経過するか、又は、所定量の燃料噴射が行われるまで、本ステップが繰り返して実行される。一方、燃料カット中断後、所定時間が経過した場合、又は、所定量の燃料噴射が行われたときには、ステップＳ２２０に処理が移行する。

ステップＳ２２０では、燃料カットが開始されてからの継続時間を計時するカウンタの値がゼロにクリアされた後、本処理から一旦抜ける。そして、次の処理タイミングでステップＳ２００が実行され、燃料カット（開始）条件が成立している場合には、再度、燃料カットが実行される（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２以降の処理は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態によれば、燃料カットが中断されてから所定時間経過したとき、又は、燃料カットが中断されてから所定量の燃料が噴射されたとき、すなわち、高圧燃料ポンプ２２内が冷却され、ベーパの発生が抑えられたときに、燃料カット（開始）条件が成立している場合には、再度、燃料カットが行われる。よって、必要以上に燃料カットを中断することがないため、ベーパの発生を防止しつつ、燃料消費量を抑制することが可能となる。

上記実施形態では、燃料カット可能時間が経過したときに、燃料カットを中断して、インジェクタ１２による燃料噴射を行った。ここで、燃料カットの中断中、より具体的には、燃料カットを中断してから、所定時間経過するか、所定量の燃料を噴射するか、燃料カット復帰条件が成立するか、の内、いずれかの条件が成立するまで、点火プラグ１７による点火を停止（以下「点火カット」ともいう）する構成としてもよい。そこで、続いて、図６を参照しつつ、燃料カットの中断中に点火カットを行う処理形態（第３のベーパロック防止処理）について説明する。図６は、燃料供給装置１による第３のベーパロック防止処理の処理手順を示すフローチャートである。

ここで、ステップＳ３００〜Ｓ３１４までの処理内容は、上述したステップＳ２００〜Ｓ２１４までの処理内容と同一であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。

ステップ３１０において燃料カット可能時間が経過していると判断された場合、ステップＳ３１６では、点火プラグ１７による点火が停止される（点火カットが行われる）。続いて、ステップＳ３１８では、燃料カットが中断され、インジェクタ１２による燃料噴射が行われる。

次に、ステップＳ３２０では、燃料カット中断後、所定時間が経過したか否か、又は、所定量の燃料噴射が行われたか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カット中断後、所定時間が経過しておらず、かつ、所定量の燃料噴射が行われていないときには、ステップＳ３２２に処理が移行する。一方、燃料カット中断後、所定時間が経過した場合、又は、所定量の燃料噴射が行われたときには、ステップＳ３２４に処理が移行する。

ステップＳ３２２では、燃料カット復帰条件が成立しているか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カット復帰条件が成立していない場合には、ステップＳ３２０に処理が移行し、所定時間が経過するか、所定量の燃料噴射が行われるか、又は、燃料カット復帰条件が成立するまで、上述したステップＳ３２０，Ｓ３２２が繰り返して実行される。

燃料カットを中断してから、所定時間経過するか、所定量の燃料を噴射するか、燃料カット復帰条件が成立するか、いずれかの条件が成立した場合には、ステップＳ３２４において、点火カットが復帰され、点火プラグによる点火が再開される。続いて、ステップＳ３２６では、燃料カットが開始されてからの継続時間を計時するカウンタの値がゼロにクリアされた後、本処理から一旦抜ける。

本実施形態によれば、燃料カットを中断してから、所定時間経過するか、所定量の燃料を噴射するか、燃料カット復帰条件が成立するか、いずれかの条件が成立するまで、すなわち燃料カットが中断されている間、点火プラグ１７による点火が停止される。よって、燃料カットが中断されている間は、燃焼室内の混合気が燃焼しないため、エンジントルクが発生しない。よって、燃料カットが中断される際のトルクショックを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ２２を含む燃料供給系内の燃料の受熱量と相関を有する指標値としてエンジン１０の油温を用いたが、油温に代えて、該油温と相関を有するパラメータ、例えば、エンジン水温、外気温度、車速、及びエンジン回転数等の情報を用いてもよい。すなわち、これらの情報を単独で又は組み合わせて用いて、上述した燃料カット可能時間を設定する構成としてもよい。

このようにすれば、油温センサ３１を有していない場合であっても、エンジン油温を推定することができる。よって、新たに油温センサ３１を設けることなく、ベーパの発生を予測して燃料カット可能時間を設定することが可能となる。また、この場合、新たに油温センサを設ける必要がないため、コスト及び設計・製造工数を低減することができる。

上記実施形態では、燃料カット可能時間を設定する際に、油温と燃料カット可能時間との関係を定めたテーブル（燃料カット可能時間テーブル）を用いたが、このようなテーブルを用いることなく、例えば演算式等を用いて燃料カット可能時間を設定する構成としてもよい。

上述した第２（又は第３）のベーパロック防止処理では、燃料カットを中断してから、所定時間経過したとき、又は、所定量の燃料を噴射したときに、高圧燃料ポンプ２２内に滞留していた燃料が吐出されるとともに低温の燃料が新たに流入することによって、高圧燃料２２ポンプ内が冷却されたと判定したが、いずれか一方の条件のみを採用して判定を行ってもよい。

１ 燃料供給装置
１０ エンジン
１１ インテークマニホールド
１２ インジェクタ
１７ 点火プラグ
１９ カム軸
２０ 燃料タンク
２１ フィードポンプ
２２ 高圧燃料ポンプ
２３ 燃料配管
２４ デリバリーパイプ
３１ 油温センサ
３２ 水温センサ
３３ クランク角センサ
３４ アクセルペダル開度センサ
３５ 外気温センサ
３６ 車速センサ
５０ ＥＣＵ
５１ カウンタ部
５２ 予測部
５３ 制御部

Claims (7)

1. エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射するインジェクタと、前記エンジンにより駆動され、前記インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、を備える燃料供給装置において、
   所定の燃料噴射停止条件が成立した場合に、前記インジェクタによる燃料噴射を停止する制御手段と、
   前記高圧燃料ポンプ内の燃料の受熱量と相関を有する指標値を取得する取得手段と、
   前記制御手段により前記インジェクタによる燃料噴射が停止されてからの停止継続時間を計時する計時手段と、
   前記取得手段により取得された前記指標値、及び、前記計時手段により計時された前記停止継続時間に基づいて、ベーパの発生を予測する予測手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記インジェクタによる燃料噴射を停止しているときに、前記予測手段によりベーパが発生すると予測された場合には、前記インジェクタによる燃料噴射の停止を中断することを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記予測手段は、前記取得手段により取得された前記指標値に基づいて、前記インジェクタによる燃料噴射を停止することができる停止可能時間を設定するとともに、前記計時手段により計時された前記停止継続時間が、前記停止可能時間を超えた場合には、ベーパが発生すると予測することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記取得手段は、前記指標値として用いられる、前記エンジンの潤滑油温度を検出する油温センサであり、
   前記予測手段は、前記油温センサにより検出された前記潤滑油温度に基づいて、前記停止可能時間を設定することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記予測手段は、前記潤滑油温度が高くなるほど、前記停止可能時間を短く設定することを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記取得手段は、前記指標値として用いられる、前記エンジンの潤滑油温度と相関を有するパラメータを検出するセンサであり、
   前記予測手段は、前記センサにより検出された前記パラメータに基づいて、前記停止可能時間を設定することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
6. 前記制御手段は、燃料噴射の停止を中断してから所定時間が経過したとき、又は、燃料噴射の停止を中断してから所定量の燃料を噴射したときに、前記所定の燃料噴射停止条件が成立している場合には、前記インジェクタによる燃料噴射を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
7. 前記制御手段は、燃料噴射の停止を中断してから、所定時間が経過するか、所定量の燃料を噴射するか、前記所定の燃料噴射停止条件が成立しなくなるか、いずれかの条件が成立するまで、点火プラグによる点火を停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
   

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