内燃機関の制御装置
【課題】デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、車両の停止直後に（ステップＳ３；ＹＥＳ）、高圧側燃料供給機構により内燃機関に高圧燃料を供給して内燃機関をアイドル運転させ（ステップＳ５）、高圧燃料の燃圧を低下させてから高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、低圧側燃料供給機構により内燃機関に低圧燃料を供給して内燃機関をアイドル運転させる（ステップＳ６）。
【解決手段】車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、車両の停止直後に（ステップＳ３；ＹＥＳ）、高圧側燃料供給機構により内燃機関に高圧燃料を供給して内燃機関をアイドル運転させ（ステップＳ５）、高圧燃料の燃圧を低下させてから高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、低圧側燃料供給機構により内燃機関に低圧燃料を供給して内燃機関をアイドル運転させる（ステップＳ６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関（以下、エンジンという）において、火花点火式でシリンダ内に燃料を直接噴射するいわゆる筒内噴射タイプのものが普及してきている。この筒内噴射タイプのエンジンでは、シリンダ内に燃料を供給する燃料供給装置が設けられている。
【０００３】
燃料供給装置では、高圧燃料をデリバリーパイプ内に蓄圧および貯留して、この高圧燃料を各シリンダに設けられたインジェクタから均等な圧力で各シリンダ内に直接噴射するようにしている。燃料は、フィードポンプおよび高圧ポンプの二段圧縮により高圧に加圧される。また、高圧ポンプへの吸入量が、吸入調量弁により制御されている。この吸入調量弁により、デリバリーパイプ内の燃料圧力が、エンジンの運転状態に応じた目標燃料圧力に追従するよう制御されている。
【０００４】
ところで、筒内噴射タイプのエンジンでは、高圧ポンプからインジェクタまでの高圧燃料供給系における燃圧が高いので、エンジンが停止した後、高圧燃料供給系の燃料が例えばインジェクタからシリンダ内に漏れ出てシリンダ内で蒸発する可能性がある。燃料がシリンダ内で蒸発すると、シリンダ内に過濃混合気が充満して燃料リッチになり、エンジンを再始動しようとしたときの始動性が低下することがある。
【０００５】
これを解決するために、筒内噴射タイプのエンジンにおいて、エンジン停止直前にアイドル運転する時間を延長する制御を行い、高圧燃料供給系内の燃料を消費するようにしたエンジンが開発されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジンによれば、高圧燃料供給系内の燃料が消費されることにより、エンジンの再始動時での高圧燃料供給系内の燃圧を目標燃圧より低い燃圧にまで低減させてエンジンの再始動性の低下を抑制できる。
【０００６】
一方、従来、筒内噴射を可能とするとともに、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射をも可能とするいわゆるデュアル噴射タイプのエンジンが普及している。この種のデュアル噴射タイプのエンジンでは、走行条件などに応じて筒内噴射とポート噴射との比率を切り替えるようになっている。また、エンジン停止時には、ポート噴射のみによるアイドル運転をするようになっている。
【０００７】
この種のデュアル噴射タイプのエンジンにおいても、上述した筒内噴射タイプのエンジンと同様に、高圧ポンプから直噴用インジェクタまでの高圧燃料供給系における燃圧が高いので、エンジンが停止した後に高圧燃料供給系から高圧の燃料が漏れる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２９３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の筒内噴射タイプのエンジンにあっては、ポート噴射を考慮したものではなかった。また、デュアル噴射タイプのエンジンでは、エンジン停止時にはポート噴射のみによるアイドル運転をする。このため、従来の筒内噴射タイプのエンジンのエンジン停止直前にアイドル運転の時間を延長する制御をデュアル噴射タイプのエンジンに適用しても、デュアル噴射タイプのエンジンではポート噴射のみによるアイドル運転の時間が延長するにすぎない。
【００１０】
これにより、デュアル噴射タイプのエンジンでエンジン停止直前にアイドル運転する時間を延長しても、筒内噴射用の高圧燃料供給系内の燃圧は低下せず、デュアル噴射タイプのエンジンが停止した後に高圧燃料供給系に高圧燃料がそのまま残存してしまう。よって、次にエンジンを始動してから最初に高圧燃料供給系により燃料をシリンダに直接噴射したときに、目標燃圧より高い圧力の燃料がシリンダ内に噴射されて燃料リッチによりエンジンの振動や失火が発生してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、前記内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、前記車両の停止直後に、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ、前記高圧燃料の燃圧を低下させてから前記高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、前記低圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記低圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させる。
【００１３】
この構成により、車両が停止した直後に、高圧側燃料供給機構によりエンジンに高圧燃料を供給してエンジンをアイドル運転させる。これにより、高圧側燃料供給機構における高圧燃料の燃圧が低下する。そして、高圧側燃料供給機構を停止し、高圧側燃料供給機構における燃料の燃圧が高くならないようにする。続いて、低圧側燃料供給機構によりエンジンに低圧燃料を供給してエンジンをアイドル運転させる。その後、必要に応じてエンジンを停止させる。
【００１４】
これにより、デュアル噴射タイプのエンジンが停止した後に、高圧燃料供給系に高圧燃料が残存してしまうことが防止される。このため、次にエンジンを始動してから最初に高圧燃料供給系で燃料をシリンダに直接噴射したときに、目標燃圧より高圧の燃料がシリンダ内に噴射されて燃料リッチによりエンジンに振動や失火が発生してしまうことが抑制される。
【００１５】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置においては、（２）前記車両は、前記内燃機関と、電動機と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に対する前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、を備えるとともに、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方を駆動源として走行可能なハイブリッド車であり、前記車両の停止直後に、前記可変バルブタイミング機構により前記吸気バルブまたは前記排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ前記高圧燃料の燃圧を低下させることが好ましい。
【００１６】
この構成により、ハイブリッド車を停止させた後、可変バルブタイミング機構により吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間に限り、高圧側燃料供給機構によりエンジンに高圧燃料を供給している。このため、高圧側燃料供給機構から低圧燃料供給機関に切り替えるタイミングを、可変バルブタイミング機構の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を初期状態に戻す作業に依存するようにできる。これにより、高圧燃料供給系の実際の燃圧を測定する必要が無く、制御を簡易化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したエンジンを示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る吸気装置およびエンジン本体を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車の可変バルブタイミング機構の全体を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車の可変バルブタイミング機構の主要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明をガソリン車の内燃機関の燃料供給装置に適用したものである。本実施の形態の内燃機関の制御装置は、筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプの内燃機関、例えば直列４気筒のガソリンエンジンに搭載されている。本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、制御装置をガソリン車に適用しているが、これに限られるものではなく、ハイブリッド車やディーゼルエンジン車に適用してもよい。
【００２０】
まず、構成について説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、内燃機関としてのエンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、燃料供給装置５と、冷却装置６と、内燃機関の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）７とを備えている。
【００２２】
エンジン本体２は、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０とを備えている。シリンダブロック１０およびシリンダヘッド２０は、４つの気筒としてのシリンダ１１を備えている。シリンダ１１は、鉛直方向を長手方向にして設けられている。
【００２３】
シリンダブロック１０は、ピストン１２と、コネクティングロッド１３と、クランクシャフト１４と、クランク角センサ１５とを備えている。ピストン１２は、シリンダ１１内で往復動可能に設けられている。ピストン１２は、コネクティングロッド１３に回転可能に連結されている。コネクティングロッド１３は、クランクシャフト１４に回転可能に連結されている。クランク角センサ１５は、クランクシャフト１４の回転数を検出してＥＣＵ７に入力するようになっている。
【００２４】
また、エンジン本体２では、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とピストン１２とによって、燃焼室１６が形成されている。エンジン本体２は、燃焼室１６において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン１２を往復動させ、コネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４を回転させるようになっている。
【００２５】
シリンダヘッド２０は、吸気ポート２１と、吸気バルブ２２と、図示しない吸気カムシャフトと、排気ポート２３と、排気バルブ２４と、図示しない排気カムシャフトと、点火プラグ２５とを備えている。吸気ポート２１は、吸気装置３の吸気通路と燃焼室１６とを連通する。吸気バルブ２２は、昇降により吸気ポート２１と燃焼室１６との間を開閉し、吸気装置３の吸気通路から燃焼室１６への吸入空気Ａの導入を制御するようになっている。吸気カムシャフトは、吸気バルブ２２を昇降させる。
【００２６】
排気ポート２３は、燃焼室１６と排気装置４の排気通路とを連通する。排気バルブ２４は、昇降により燃焼室１６と排気ポート２３との間を開閉し、燃焼室１６から排気装置４の排気通路への排出ガスＧの排出を制御するようになっている。排気カムシャフトは、排気バルブ２４を昇降させる。
【００２７】
吸気バルブ２２は、開弁時に燃焼室１６を吸気通路に連通させ、排気バルブ２４は、開弁時に燃焼室１６を排気通路に連通させるようになっている。そして、吸気バルブ２２の開弁により燃焼室１６が吸気通路に連通した状態でピストン１２が下降するとき、燃焼室１６は、吸気通路を通して吸入空気Ａを吸入することができる。また、排気バルブ２４の開弁により燃焼室１６が排気通路に連通した状態でピストン１２が上昇するとき、燃焼室１６は、排気通路を通して排出ガスＧを排出することができる。
【００２８】
点火プラグ２５は、燃焼室１６内に火花点火可能に露出して設けられている。点火プラグ２５は、ＥＣＵ７によって、点火時期を制御されるようになっている。
【００２９】
吸気装置３は、吸気口管３０と、エアクリーナ３１と、吸気管３２と、エアロフローメータ３３と、スロットルバルブ３４と、サージタンク３５と、吸気マニホールド３６とを備えている。エアクリーナ３１は、吸気装置３の上流部で、内蔵するフィルタにより吸入空気Ａから粉塵などを除去して清浄化するようになっている。エアロフローメータ３３は、吸入空気Ａの吸入流量を検出するようになっている。
【００３０】
スロットルバルブ３４は、エアクリーナ３１とサージタンク３５との間に設けられるとともに、電子制御式で各シリンダ１１に供給される吸入空気Ａの吸入流量を調節するようになっている。吸気マニホールド３６は、吸気管３２と各シリンダ１１とを接続している。
【００３１】
吸入空気Ａは、吸気口管３０から、エアクリーナ３１→スロットルバルブ３４→サージタンク３５→吸気マニホールド３６という順で流通されて、各シリンダ１１に流入されるようになっている。また、吸気マニホールド３６と各シリンダ１１との接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。
【００３２】
排気装置４は、排気マニホールド４０と、排出ガス管４１と、図示しない排気後処理器とを備えている。
【００３３】
排気マニホールド４０は、各シリンダ１１から排出された排出ガスＧを流通させる。この排気マニホールド４０と各シリンダ１１との接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。排出ガス管４１は、排気マニホールド４０と排気後処理器とを接続している。
【００３４】
燃料供給装置５は、低圧側燃料供給機構５０と、高圧側燃料供給機構８０とを備えている。燃料供給装置５は、燃料をエンジン本体２に圧送および供給するようになっている。
【００３５】
低圧側燃料供給機構５０は、燃料圧送部５１と、低圧側燃料配管５２と、低圧側デリバリーパイプ５３と、低圧側インジェクタ５４とを備えている。
【００３６】
燃料圧送部５１は、燃料タンク５１１と、フィードポンプユニット５１２と、サクションフィルタ５１３と、燃料フィルタ５１４と、燃圧制御弁５１５と、これらを連結する燃料管５１６とを備えている。
【００３７】
燃料タンク５１１は、エンジン本体２で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する。フィードポンプユニット５１２は、図示しないフィードポンプを内蔵し、ＥＣＵ７から発信されるオン／オフ指令信号に基づいて、駆動および停止されるようになっている。
【００３８】
フィードポンプユニット５１２は、燃料タンク５１１内から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を、例えば１［ＭＰａ］未満の一定可変範囲内の圧力に加圧して吐出できるようになっている。さらに、フィードポンプユニット５１２は、ＥＣＵ７の制御により、単位時間当りの吐出量［ｍ３／ｓｅｃ］や吐出圧［ＭＰａ］を変化できるようになっている。
【００３９】
すなわち、フィードポンプユニット５１２は、ＥＣＵ７によりオン／オフ駆動および回転数制御されることで、その単位時間当りの吐出量や吐出圧を可変制御することができるようになっている。フィードポンプユニット５１２は、低圧側燃料供給機構５０および高圧側燃料供給機構８０の供給配管を通した燃料の供給流量および供給圧力のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプあるいは可変燃圧ポンプとなっている。
【００４０】
サクションフィルタ５１３は、フィードポンプユニット５１２の吸入口に設けられ、異物の吸入を阻止するようになっている。燃料フィルタ５１４は、フィードポンプユニット５１２の吐出口に設けられ、吐出燃料中の異物を除去するようになっている。
【００４１】
燃圧制御弁５１５は、フィードポンプユニット５１２から吐出される燃料の圧力を開弁方向に受圧する図示しないダイヤフラムと、このダイヤフラムを閉弁方向に付勢する図示しない圧縮コイルばねとを内蔵する。燃圧制御弁５１５は、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力が設定圧を超えると開弁し、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力が設定圧に満たない間は閉弁状態を維持するようになっている。これにより、燃圧制御弁５１５は、低圧側燃料配管５２内に吐出される燃料の圧力を、予め設定された低圧側の供給圧、例えば４００［ｋＰａ］などに調圧するようになっている。
【００４２】
低圧側燃料配管５２は、燃料圧送部５１から低圧側デリバリーパイプ５３までを連結する管からなる。ただし、低圧側燃料配管５２は、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００４３】
低圧側デリバリーパイプ５３は、シリンダ１１の直列配置方向の一端側で、低圧側燃料配管５２に接続されている。低圧側デリバリーパイプ５３には、シリンダ１１の直列配置方向にシリンダ１１と同じ間隔を隔てて、低圧側インジェクタ５４が連結されている。低圧側デリバリーパイプ５３は、燃料圧送部５１からの燃料を各低圧側インジェクタ５４に同等の圧力で分配するようになっている。また、低圧側デリバリーパイプ５３には、内部の燃料圧力を検出する低圧側燃料圧力センサ５３ａが装着されている。
【００４４】
低圧側インジェクタ５４は、噴孔部５４ａを各シリンダ１１に対応する吸気ポート２１内に露出してポート噴射用インジェクタとして設けられている。低圧側インジェクタ５４は、ＥＣＵ７からの噴射指令信号により駆動される図示しない電磁弁部と、電磁弁部への通電時に噴孔部５４ａから吸気ポート２１内に燃料を噴射するよう開弁動作する図示しないノズル部とを備えた燃料噴射弁からなる。複数の低圧側インジェクタ５４のうちいずれかが開弁動作するとき、低圧側デリバリーパイプ５３内の加圧された燃料が、低圧側インジェクタ５４の噴孔部５４ａから吸気ポート２１内に噴射されるようになっている。
【００４５】
高圧側燃料供給機構８０は、高圧ポンプ部８１と、高圧側燃料配管８２と、高圧側デリバリーパイプ８３と、高圧側インジェクタ８４とを備えている。
【００４６】
高圧ポンプ部８１は、上流側管９０と、下流側管９１と、パルセーションダンパ９２と、高圧ポンプ本体９３と、電磁スピル弁９４とを備えている。高圧ポンプ部８１は、シリンダヘッド２０の上側に取り付けられるとともに、低圧側燃料配管５２と高圧側燃料配管８２との間に接続されている。上流側管９０は、低圧側燃料配管５２の分岐管５２ａに接続されている。下流側管９１は、高圧側燃料配管８２に接続されている。
【００４７】
パルセーションダンパ９２は、上流側管９０に設けられるとともに、燃料圧力を受圧する弾性の図示しないダイヤフラムと、図示しない圧縮コイルばねとを有している。パルセーションダンパ９２は、ダイヤフラムの弾性変形により内部容積を変化させ、上流側管９０内の燃料の圧力脈動を抑制するようになっている。
【００４８】
高圧ポンプ本体９３は、ポンプハウジング９３１と、プランジャ９３２と、カムシャフト９３３と、フォロアリフタ９３４と、戻りばね９３５とを備えている。
【００４９】
ポンプハウジング９３１は、内部に形成された円柱状の加圧室９３１ａを備えている。プランジャ９３２は、円柱状で、ポンプハウジング９３１内で摺動可能に設けられるとともに、摺動により加圧室９３１ａの容積を変化させるようになっている。カムシャフト９３３は、エンジン本体２の排気カムシャフトの一端に設けられているとともに、端部にカム９３３ａを有している。
【００５０】
フォロアリフタ９３４は、プランジャ９３２に一体化されているとともに、カム９３３ａに押圧されることによりプランジャ９３２を摺動させるようになっている。戻りばね９３５は、ポンプハウジング９３１とフォロアリフタ９３４との間に設けられた圧縮コイルばねからなるとともに、フォロアリフタ９３４をカム９３３ａに付勢している。
【００５１】
高圧ポンプ本体９３では、加圧室９３１ａが、プランジャ９３２の往復移動によって容積を変化させることにより、フィードポンプユニット５１２からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。
【００５２】
高圧ポンプ本体９３は、低圧側燃料配管５２から加圧室９３１ａに導入された燃料を、例えば４００［ｋＰａ］程度から、例えば４［ＭＰａ］〜１３［ＭＰａ］程度に加圧して、高圧側燃料配管８２に吐出するようになっている。
【００５３】
電磁スピル弁９４は、弁体９４１と、電磁駆動コイル９４２と、押圧ばね９４３とを備えている。
【００５４】
弁体９４１は、ポンプハウジング９３１に対して摺動可能に設けられていて、上流側管９０と加圧室９３１ａとの間を開弁および閉弁可能にしている。電磁駆動コイル９４２は、ＥＣＵ７により通電を制御されて弁体９４１を電磁駆動する。押圧ばね９４３は、圧縮コイルばねからなるとともに、弁体９４１を常時開弁方向に付勢している。
【００５５】
弁体９４１は、電磁駆動コイル９４２が非励磁状態となる非駆動時には、フィードポンプユニット５１２から給送される燃料を加圧室９３１ａ内に導入するよう開弁動作するようになっている。また、弁体９４１は、電磁駆動コイル９４２が励磁状態となる駆動時には、高圧ポンプ本体９３の加圧および吐出動作を可能にするよう閉弁動作するようになっている。
【００５６】
電磁スピル弁９４は、ＥＣＵ７からの入力信号に応じ閉弁するときには、高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有するようになっている。また、電磁スピル弁９４は、ＥＣＵ７からの入力信号に応じ開弁するときには、プランジャ９３２の変位に応じ加圧室９３１ａ内への燃料の吸入または加圧室９３１ａ内の燃料の低圧側燃料配管５２への漏出を許容するようになっている。
【００５７】
電磁スピル弁９４は、電磁駆動コイル９４２が励磁されるときに弁体９４１により加圧室９３１ａを閉塞する。そして、電磁スピル弁９４は、プランジャ９３２の往復移動による加圧室９３１ａの容積変化により、加圧室９３１ａ内への燃料の吸入と、加圧室９３１ａ内での燃料の加圧と、加圧室９３１ａからの燃料の吐出とを行うようになっている。
【００５８】
高圧側燃料配管８２は、高圧ポンプ部８１から高圧側デリバリーパイプ８３までを連結する管からなるとともに、途中にチェック弁８２ａを備えている。高圧側燃料配管８２は、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００５９】
チェック弁８２ａは、高圧ポンプ部８１の近傍に設けられている。チェック弁８２ａは、高圧ポンプ部８１側の燃料圧力が高圧側インジェクタ８４側の燃料圧力に対し、例えば１００［ｋＰａ］程度の有意の差圧を持って大きくなると開弁する一方、高圧ポンプ部８１側の圧力が高圧側インジェクタ８４側の圧力に略等しいか小さくなると閉弁するようになっている。
【００６０】
高圧側デリバリーパイプ８３は、シリンダ１１の直列配置方向の一端側で、高圧側燃料配管８２に接続されている。高圧側デリバリーパイプ８３には、シリンダ１１の直列配置方向にシリンダ１１と同じ間隔を隔てて、高圧側インジェクタ８４が連結されている。これにより、高圧側デリバリーパイプ８３は、高圧ポンプ部８１からの燃料を各高圧側インジェクタ８４に同等の圧力で分配するようになっている。また、高圧側デリバリーパイプ８３には、内部の燃料圧力を検出する高圧側燃料圧力センサ８３ａが装着されている。
【００６１】
高圧側インジェクタ８４は、噴孔部８４ａを各シリンダ１１の燃焼室１６内に露出して筒内噴射用インジェクタとして設けられている。高圧側インジェクタ８４は、ＥＣＵ７からの噴射指令信号により駆動される図示しない電磁弁部と、電磁弁部への通電時に噴孔部８４ａから燃焼室１６内に燃料を噴射するよう開弁動作する図示しないノズル部とを備えた燃料噴射弁からなる。複数の高圧側インジェクタ８４のうちいずれかが開弁動作するとき、高圧側デリバリーパイプ８３内の加圧された燃料がその高圧側インジェクタ８４の噴孔部８４ａから燃焼室１６内に噴射されるようになっている。
【００６２】
冷却装置６は、ウォータジャケット６１と、図示しないウォータポンプと、図示しないラジエータとを備えている。冷却水Ｗは、ウォータポンプ→ウォータジャケット６１→ラジエータ→ウォータポンプの順で循環するようになっている。
【００６３】
ウォータジャケット６１は、シリンダブロック１０に形成されたシリンダブロックウォータジャケット６１ａと、シリンダヘッド２０に形成されたシリンダヘッドウォータジャケット６１ｂと、冷却水温度センサ６１ｃとを備えている。シリンダブロックウォータジャケット６１ａおよびシリンダヘッドウォータジャケット６１ｂは、互いに連結されて各シリンダ１１の周囲に設けられている。ウォータジャケット６１は、内部に冷却水Ｗを流通させることによりエンジン本体２を冷却するようになっている。
【００６４】
ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７ａと、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）７ｂと、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）７ｃと、書き替え可能な不揮発性のメモリからなる図示しないバックアップメモリと、Ａ／Ｄ変替器やバッファなどを有する図示しない入力インターフェース回路と、駆動回路などを有する図示しない出力インターフェース回路とを備えている。ＥＣＵ７には車両のイグニッションスイッチのオン／オフ信号が取り込まれるとともに、図示しないバッテリからの電源供給がなされるようになっている。
【００６５】
ＥＣＵ７には、上述したエアロフローメータ３３と、クランク角センサ１５と、低圧側燃料圧力センサ５３ａと、高圧側燃料圧力センサ８３ａと、冷却水温度センサ６１ｃと、アクセルペダル７１の踏み込み角度を検出するアクセルセンサ７２と、車両の速度を検出する車速センサ７３と、燃料の温度を検出する図示しない燃料温度センサと、吸気の温度を検出する図示しない吸気温度センサとが接続されている。
【００６６】
ＥＣＵ７は、ＲＯＭ７ｂ内に予め格納された制御プログラムに従い、アクセルセンサ７２により検出されるアクセル開度や、エアロフローメータ３３により検出される吸入空気量や、クランク角センサ１５により検出されるエンジン回転数などに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出するようになっている。また、ＥＣＵ７は、基本噴射量や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報などに基づいて、エンジン１の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正などを施した燃料噴射量を算出するようになっている。さらに、ＥＣＵ７は、算出した燃料噴射量に基づいて、低圧側インジェクタ５４および高圧側インジェクタ８４への噴射指令信号や電磁スピル弁９４を駆動するための弁駆動指示信号などを適時に出力するようになっている。
【００６７】
ＥＣＵ７は、電磁スピル弁９４による加圧室９３１ａから低圧側燃料配管５２への燃料の漏出量を調節する。ＥＣＵ７は、少なくともこの調整により、高圧ポンプ本体９３から高圧側デリバリーパイプ８３に供給される燃料の圧力をエンジン１の運転状態および高圧側インジェクタ８４の噴射特性に応じて最適な燃圧に制御できるようになっている。
【００６８】
例えば、ＥＣＵ７は、一定の信号周期内において電磁スピル弁９４の電磁駆動コイル９４２を励磁状態にするオン時間とその励磁状態を解くオフ時間とを設定することができる。そして、ＥＣＵ７は、信号周期内におけるオン時間の比（０％〜１００％；以下、デューティ比という）を変化させることにより、電磁スピル弁９４による加圧室９３１ａからの燃料の漏出量を調節することができる。
【００６９】
また、ＥＣＵ７は、エンジン１の始動時に、低圧側インジェクタ５４による燃料噴射を最初に実施させるようになっている。そして、ＥＣＵ７は、高圧側燃料圧力センサ８３ａにより検出される高圧側デリバリーパイプ８３内の燃料圧力が予め設定された圧力値を超えたとき、高圧側インジェクタ８４による燃料噴射に必要な燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断するようになっている。この判断に基づき、ＥＣＵ７は、高圧側インジェクタ８４への噴射指令信号の出力を開始するようになっている。
【００７０】
さらに、ＥＣＵ７は、例えば高圧側インジェクタ８４からの筒内噴射を基本としながら、エンジン１の始動暖機時や低回転高負荷時などのように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下では、ポート噴射を併用するようになっている。または、ＥＣＵ７は、例えば高圧側インジェクタ８４からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などに低圧側インジェクタ５４からのポート噴射を実行するようになっている。あるいは、ＥＣＵ７は、エンジン１が筒内噴射を伴わないポート噴射のみによる運転（以下、ＰＦＩ運転という）を実行するようになっている。
【００７１】
また、ＥＣＵ７は、例えば車両の高速走行中にアクセル７１がオフ状態になったときに、電磁スピル弁９４の電磁駆動コイル９４２への通電を止め、高圧ポンプ部８１を加圧動作のできない燃料カットの状態にするようになっている。
【００７２】
また、ＥＣＵ７は、車両の停止直後に、高圧側燃料供給機構８０によりエンジン１に高圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させ、高圧側燃料供給機構８０における高圧燃料の燃圧を低下させるようになっている。ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給機構８０によるアイドル運転時での目標燃圧を予め設定して記憶するようになっている。そして、ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給機構８０による燃料供給を停止した後、低圧側燃料供給機構５０によりエンジン１に低圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させるようになっている。
【００７３】
次に、作用について説明する。
【００７４】
図３に示すフローチャートは、ＥＣＵ７のＣＰＵ７ａによって、ＲＡＭ７ｃを作業領域として実行される内燃機関の燃料供給処理のプログラムであり、この内燃機関の燃料供給処理のプログラムはＥＣＵ７のＲＯＭ７ｂに記憶されている。
【００７５】
上述のように構成された本実施の形態の燃料供給装置５では、この内燃機関の燃料供給処理は、ＥＣＵ７によって予め決められた時間間隔（例えば、１０ｍｓ）ごとに実行されるようになっている。
【００７６】
ＥＣＵ７は、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されたか否か、すなわちアクセルオフか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断は、アクセルセンサ７２により検出されたアクセル開度が０であるか否かに基づいてＥＣＵ７により実行される。ＥＣＵ７が、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されておらずアクセルオフでないと判断したときは（ステップＳ１；ＮＯ）、処理をメインルーチンに戻す。
【００７７】
ＥＣＵ７が、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されているアクセルオフと判断したときは（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は燃料供給装置５からエンジン１への燃料供給量を低減あるいは０にして、エンジン１の回転数を低下させてアイドル運転を行う制御をする（ステップＳ２）。
【００７８】
そして、ＥＣＵ７は、車両が停止しているか否かを検出する（ステップＳ３）。この判断は、車速センサ７３により検出された車速が０であるか否かに基づいてＥＣＵ７により実行される。ＥＣＵ７が、車両が停止していないと判断したときは（ステップＳ３；ＮＯ）、処理をメインルーチンに戻す。
【００７９】
ＥＣＵ７が、車両が停止していると判断したときは（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給系での実燃圧が予め設定した目標燃圧より高いか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断は、高圧側燃料圧力センサ８３ａにより検出された高圧側の実燃圧と目標燃圧との比較結果に基づいてＥＣＵ７により実行される。
【００８０】
ＥＣＵ７が、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧より高いと判断したときは（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する（ステップＳ５）。すなわち、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧より高い場合は、そのままエンジン１を停止すると高圧側燃料供給系に高圧の燃料が残存してしまうため、筒内噴射によるアイドル運転を行うことで高圧側燃料供給系内の燃圧を下げるようにする。
【００８１】
一方、ＥＣＵ７が、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧以下であると判断したときは（ステップＳ４；ＮＯ）、ＥＣＵ７は低圧側燃料供給機構５０を作動させ、エンジン１がポート噴射のみによるＰＦＩ運転でアイドル運転するように制御する（ステップＳ６）。
【００８２】
上述した車両で走行中に、運転者がアクセルペダル７１を解放した際のエンジン１の動作を、図４に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００８３】
図４に示すように、車両の走行中、エンジン１への燃料供給の筒内噴射とポート噴射との比率は、いずれも例えば５０％であるようにしている。そして、Ｔ０において運転者がアクセルペダルを解放する。これにより、ＥＣＵ７が燃料供給装置５からエンジン１への燃料供給量を低減する。このため、エンジン１の回転数が低下し、車速が減速する。
【００８４】
そして、Ｔ１において車速が０になるとともに、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧Ｐ０より大きい場合は、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する。エンジン１が筒内噴射によるアイドル運転を行うことにより、高圧側燃料供給系内の燃圧が低下する。
【００８５】
Ｔ２において高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧Ｐ０以下になると、ＥＣＵ７は低圧側燃料供給機構５０を作動させ、エンジン１がポート噴射のみによるＰＦＩ運転でアイドル運転するように制御する。これにより、高圧側燃料供給系での実燃圧が、目標燃圧Ｐ０程度に維持されるようになる。
【００８６】
その後、エンジン１が停止された場合は、高圧側燃料供給系での実燃圧が、目標燃圧Ｐ０程度に抑えられる。あるいは、エンジン１が停止されずに運転者がアクセルペダル７１を踏み込んだ場合は、燃料供給量が増加してエンジン１の回転数が上昇する。
【００８７】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、車両が停止した直後に、高圧側燃料供給機構８０によりエンジン１に高圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させ高圧燃料供給系における高圧燃料の燃圧を低下させる。このため、デュアル噴射タイプのエンジン１が停止した後に、高圧燃料供給系に高圧燃料が残存してしまうことが防止される。よって、次にエンジン１を始動してから最初に高圧燃料供給系で燃料をシリンダ１１に直接噴射したときに、目標燃圧より高圧の燃料がシリンダ１１内に噴射されて燃料リッチによりエンジン１に振動や失火が発生してしまうことが抑制される。
【００８８】
また、停車中に高圧燃料供給系で燃料が過剰に高圧になることが抑制されるので、高圧燃料供給系でのリリーフ機構を省略することができるようになる。このため、例えば高圧側デリバリーパイプ８３から燃料タンク５１１までのリリーフ機構用の配管を設ける必要が無いので、リリーフ機構を設ける場合に比べてコスト削減を図ることができる。
【００８９】
上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、高圧側燃料供給系での実燃圧と目標燃圧Ｐ０との比較結果に基づいて、筒内噴射とポート噴射との吹き分けを判断するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば、燃料温度、吸気温度、冷却水温度などの温度に基づいて、吹き分けを判断するようにしてもよい。あるいは、燃料温度、吸気温度、冷却水温度などの温度と、高圧側燃料供給系での実燃圧および目標燃圧Ｐ０の比較結果とを併用したものに基づいて、吹き分けを判断するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、制御装置をガソリン車に適用している。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、ハイブリッド車やディーゼルエンジン車に適用してもよい。
【００９１】
ここで、本発明に係る内燃機関の制御装置をハイブリッド車１００に適用した場合について説明する。図５に示すように、ハイブリッド車１００は、エンジン１と、エンジン１に接続された動力分配統合機構１０１と、動力分配統合機構１０１に接続された電動機としてのモータＭＧ１およびモータＭＧ２と、車両全体を制御するＥＣＵ７とを備える。このハイブリッド車１００は、エンジン１およびモータＭＧ２との少なくとも一方を駆動源として走行可能となっている。
【００９２】
エンジン１は、上述したエンジン１と同様の構成であるので、符号を同じくして詳細な説明は省略する。図６および図７に示すように、エンジン１は、吸気バルブ２２の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構１１０を備える。可変バルブタイミング機構１１０は、ＶＶＴコントローラ１１１と、オイルコントロールバルブ１１２とを備えている。
【００９３】
ＶＶＴコントローラ１１１は、ベーン式で、ハウジング部１１３と、ベーン部１１４とを備えている。ハウジング部１１３は、クランクシャフト１４にタイミングチェーン１１５を介して接続されたタイミングギヤ１１６に固定されている。ベーン部１１４は、吸気バルブ２２を開閉するインテークカムシャフト１１７に固定されている。オイルコントロールバルブ１１２は、ＶＶＴコントローラ１１１の進角室および遅角室に油圧を作用させる。
【００９４】
そして、可変バルブタイミング機構１１０は、オイルコントロールバルブ１１２を介してＶＶＴコントローラ１１１の進角室および遅角室に作用させる油圧を調節する。これにより、ハウジング部１１３に対してベーン部１１４を相対的に回転させ、吸気バルブ２２の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト１１７の角度を連続的に変更するようになっている。
【００９５】
図５に示すように、動力分配統合機構１０１には、デファレンシャルギヤ１２０が接続されている。デファレンシャルギヤ１２０には、駆動輪１２１が接続されている。動力分配統合機構１０１の出力は、デファレンシャルギヤ１２０を介して、駆動輪１２１に伝達される。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができるとともに電動機として駆動できる周知の同期発電電動機からなる。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、それぞれインバータ１３０に接続されている。各インバータ１３０は、バッテリ１３１に接続されている。ＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ１４０と、モータＥＣＵ１４１と、バッテリＥＣＵ１４２とに接続されている。
【００９６】
上述したハイブリッド車１００においては、エンジン１の停止指令が発生するとともに車両が停車したとき、ＥＣＵ７がエンジンＥＣＵ１４０を介して可変バルブタイミング機構１１０を作動させ、吸気バルブ２２の開閉時期を初期状態に戻す。すなわち、ベーン部１１４を回転させて、エンジン１の再始動に最適な最遅角位置に位置させる。このベーン部１１４を回転させる作業を行うために、ＥＣＵ７は、所定の待機時間、例えば５００ｍｓｅｃの間はエンジン１を停止せずにアイドル運転を行い、その待機時間の経過後にエンジン１を停止するようにしている。
【００９７】
ここで、このベーン部１１４を戻し回転させる作業を行うための待機時間の間に、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する。これにより、高圧側燃料供給系の実燃圧と目標燃圧とを比較することなく筒内噴射とポート噴射との吹き分けの判断を行うことができるので、制御を容易にすることができる。
【００９８】
また、上述したハイブリッド車１００においては、可変バルブタイミング機構１１０は吸気バルブ２２の開閉タイミングを変更するものとしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、可変バルブタイミング機構１１０は排気バルブ２４の開閉タイミングを変更するものとしてもよい。この場合、エンジン１の停止時に排気バルブ２４の開閉時期を初期状態に戻すには、ベーン部１１４を回転させて、エンジン１の再始動に最適な最進角位置に位置させる。
【００９９】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できるという効果を奏するものであり、内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１００】
１ エンジン（内燃機関）
２ エンジン本体
５ 燃料供給装置
７ ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
１１ シリンダ（気筒）
１４ クランクシャフト
２１ 吸気ポート
２２ 吸気バルブ
２４ 排気バルブ
５０ 低圧側燃料供給機構
５１ 燃料圧送部
５３ 低圧側デリバリーパイプ
５４ 低圧側インジェクタ
８０ 高圧側燃料供給機構
８１ 高圧ポンプ部
８３ 高圧側デリバリーパイプ
８４ 高圧側インジェクタ
１００ ハイブリッド車（車両）
１１０ 可変バルブタイミング機構
ＭＧ１ モータ（電動機）
ＭＧ２ モータ（電動機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関（以下、エンジンという）において、火花点火式でシリンダ内に燃料を直接噴射するいわゆる筒内噴射タイプのものが普及してきている。この筒内噴射タイプのエンジンでは、シリンダ内に燃料を供給する燃料供給装置が設けられている。
【０００３】
燃料供給装置では、高圧燃料をデリバリーパイプ内に蓄圧および貯留して、この高圧燃料を各シリンダに設けられたインジェクタから均等な圧力で各シリンダ内に直接噴射するようにしている。燃料は、フィードポンプおよび高圧ポンプの二段圧縮により高圧に加圧される。また、高圧ポンプへの吸入量が、吸入調量弁により制御されている。この吸入調量弁により、デリバリーパイプ内の燃料圧力が、エンジンの運転状態に応じた目標燃料圧力に追従するよう制御されている。
【０００４】
ところで、筒内噴射タイプのエンジンでは、高圧ポンプからインジェクタまでの高圧燃料供給系における燃圧が高いので、エンジンが停止した後、高圧燃料供給系の燃料が例えばインジェクタからシリンダ内に漏れ出てシリンダ内で蒸発する可能性がある。燃料がシリンダ内で蒸発すると、シリンダ内に過濃混合気が充満して燃料リッチになり、エンジンを再始動しようとしたときの始動性が低下することがある。
【０００５】
これを解決するために、筒内噴射タイプのエンジンにおいて、エンジン停止直前にアイドル運転する時間を延長する制御を行い、高圧燃料供給系内の燃料を消費するようにしたエンジンが開発されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジンによれば、高圧燃料供給系内の燃料が消費されることにより、エンジンの再始動時での高圧燃料供給系内の燃圧を目標燃圧より低い燃圧にまで低減させてエンジンの再始動性の低下を抑制できる。
【０００６】
一方、従来、筒内噴射を可能とするとともに、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射をも可能とするいわゆるデュアル噴射タイプのエンジンが普及している。この種のデュアル噴射タイプのエンジンでは、走行条件などに応じて筒内噴射とポート噴射との比率を切り替えるようになっている。また、エンジン停止時には、ポート噴射のみによるアイドル運転をするようになっている。
【０００７】
この種のデュアル噴射タイプのエンジンにおいても、上述した筒内噴射タイプのエンジンと同様に、高圧ポンプから直噴用インジェクタまでの高圧燃料供給系における燃圧が高いので、エンジンが停止した後に高圧燃料供給系から高圧の燃料が漏れる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２９３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の筒内噴射タイプのエンジンにあっては、ポート噴射を考慮したものではなかった。また、デュアル噴射タイプのエンジンでは、エンジン停止時にはポート噴射のみによるアイドル運転をする。このため、従来の筒内噴射タイプのエンジンのエンジン停止直前にアイドル運転の時間を延長する制御をデュアル噴射タイプのエンジンに適用しても、デュアル噴射タイプのエンジンではポート噴射のみによるアイドル運転の時間が延長するにすぎない。
【００１０】
これにより、デュアル噴射タイプのエンジンでエンジン停止直前にアイドル運転する時間を延長しても、筒内噴射用の高圧燃料供給系内の燃圧は低下せず、デュアル噴射タイプのエンジンが停止した後に高圧燃料供給系に高圧燃料がそのまま残存してしまう。よって、次にエンジンを始動してから最初に高圧燃料供給系により燃料をシリンダに直接噴射したときに、目標燃圧より高い圧力の燃料がシリンダ内に噴射されて燃料リッチによりエンジンの振動や失火が発生してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、前記内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、前記車両の停止直後に、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ、前記高圧燃料の燃圧を低下させてから前記高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、前記低圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記低圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させる。
【００１３】
この構成により、車両が停止した直後に、高圧側燃料供給機構によりエンジンに高圧燃料を供給してエンジンをアイドル運転させる。これにより、高圧側燃料供給機構における高圧燃料の燃圧が低下する。そして、高圧側燃料供給機構を停止し、高圧側燃料供給機構における燃料の燃圧が高くならないようにする。続いて、低圧側燃料供給機構によりエンジンに低圧燃料を供給してエンジンをアイドル運転させる。その後、必要に応じてエンジンを停止させる。
【００１４】
これにより、デュアル噴射タイプのエンジンが停止した後に、高圧燃料供給系に高圧燃料が残存してしまうことが防止される。このため、次にエンジンを始動してから最初に高圧燃料供給系で燃料をシリンダに直接噴射したときに、目標燃圧より高圧の燃料がシリンダ内に噴射されて燃料リッチによりエンジンに振動や失火が発生してしまうことが抑制される。
【００１５】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置においては、（２）前記車両は、前記内燃機関と、電動機と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に対する前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、を備えるとともに、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方を駆動源として走行可能なハイブリッド車であり、前記車両の停止直後に、前記可変バルブタイミング機構により前記吸気バルブまたは前記排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ前記高圧燃料の燃圧を低下させることが好ましい。
【００１６】
この構成により、ハイブリッド車を停止させた後、可変バルブタイミング機構により吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間に限り、高圧側燃料供給機構によりエンジンに高圧燃料を供給している。このため、高圧側燃料供給機構から低圧燃料供給機関に切り替えるタイミングを、可変バルブタイミング機構の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を初期状態に戻す作業に依存するようにできる。これにより、高圧燃料供給系の実際の燃圧を測定する必要が無く、制御を簡易化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したエンジンを示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る吸気装置およびエンジン本体を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車の可変バルブタイミング機構の全体を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車の可変バルブタイミング機構の主要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明をガソリン車の内燃機関の燃料供給装置に適用したものである。本実施の形態の内燃機関の制御装置は、筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプの内燃機関、例えば直列４気筒のガソリンエンジンに搭載されている。本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、制御装置をガソリン車に適用しているが、これに限られるものではなく、ハイブリッド車やディーゼルエンジン車に適用してもよい。
【００２０】
まず、構成について説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、内燃機関としてのエンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、燃料供給装置５と、冷却装置６と、内燃機関の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）７とを備えている。
【００２２】
エンジン本体２は、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０とを備えている。シリンダブロック１０およびシリンダヘッド２０は、４つの気筒としてのシリンダ１１を備えている。シリンダ１１は、鉛直方向を長手方向にして設けられている。
【００２３】
シリンダブロック１０は、ピストン１２と、コネクティングロッド１３と、クランクシャフト１４と、クランク角センサ１５とを備えている。ピストン１２は、シリンダ１１内で往復動可能に設けられている。ピストン１２は、コネクティングロッド１３に回転可能に連結されている。コネクティングロッド１３は、クランクシャフト１４に回転可能に連結されている。クランク角センサ１５は、クランクシャフト１４の回転数を検出してＥＣＵ７に入力するようになっている。
【００２４】
また、エンジン本体２では、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とピストン１２とによって、燃焼室１６が形成されている。エンジン本体２は、燃焼室１６において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン１２を往復動させ、コネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４を回転させるようになっている。
【００２５】
シリンダヘッド２０は、吸気ポート２１と、吸気バルブ２２と、図示しない吸気カムシャフトと、排気ポート２３と、排気バルブ２４と、図示しない排気カムシャフトと、点火プラグ２５とを備えている。吸気ポート２１は、吸気装置３の吸気通路と燃焼室１６とを連通する。吸気バルブ２２は、昇降により吸気ポート２１と燃焼室１６との間を開閉し、吸気装置３の吸気通路から燃焼室１６への吸入空気Ａの導入を制御するようになっている。吸気カムシャフトは、吸気バルブ２２を昇降させる。
【００２６】
排気ポート２３は、燃焼室１６と排気装置４の排気通路とを連通する。排気バルブ２４は、昇降により燃焼室１６と排気ポート２３との間を開閉し、燃焼室１６から排気装置４の排気通路への排出ガスＧの排出を制御するようになっている。排気カムシャフトは、排気バルブ２４を昇降させる。
【００２７】
吸気バルブ２２は、開弁時に燃焼室１６を吸気通路に連通させ、排気バルブ２４は、開弁時に燃焼室１６を排気通路に連通させるようになっている。そして、吸気バルブ２２の開弁により燃焼室１６が吸気通路に連通した状態でピストン１２が下降するとき、燃焼室１６は、吸気通路を通して吸入空気Ａを吸入することができる。また、排気バルブ２４の開弁により燃焼室１６が排気通路に連通した状態でピストン１２が上昇するとき、燃焼室１６は、排気通路を通して排出ガスＧを排出することができる。
【００２８】
点火プラグ２５は、燃焼室１６内に火花点火可能に露出して設けられている。点火プラグ２５は、ＥＣＵ７によって、点火時期を制御されるようになっている。
【００２９】
吸気装置３は、吸気口管３０と、エアクリーナ３１と、吸気管３２と、エアロフローメータ３３と、スロットルバルブ３４と、サージタンク３５と、吸気マニホールド３６とを備えている。エアクリーナ３１は、吸気装置３の上流部で、内蔵するフィルタにより吸入空気Ａから粉塵などを除去して清浄化するようになっている。エアロフローメータ３３は、吸入空気Ａの吸入流量を検出するようになっている。
【００３０】
スロットルバルブ３４は、エアクリーナ３１とサージタンク３５との間に設けられるとともに、電子制御式で各シリンダ１１に供給される吸入空気Ａの吸入流量を調節するようになっている。吸気マニホールド３６は、吸気管３２と各シリンダ１１とを接続している。
【００３１】
吸入空気Ａは、吸気口管３０から、エアクリーナ３１→スロットルバルブ３４→サージタンク３５→吸気マニホールド３６という順で流通されて、各シリンダ１１に流入されるようになっている。また、吸気マニホールド３６と各シリンダ１１との接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。
【００３２】
排気装置４は、排気マニホールド４０と、排出ガス管４１と、図示しない排気後処理器とを備えている。
【００３３】
排気マニホールド４０は、各シリンダ１１から排出された排出ガスＧを流通させる。この排気マニホールド４０と各シリンダ１１との接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。排出ガス管４１は、排気マニホールド４０と排気後処理器とを接続している。
【００３４】
燃料供給装置５は、低圧側燃料供給機構５０と、高圧側燃料供給機構８０とを備えている。燃料供給装置５は、燃料をエンジン本体２に圧送および供給するようになっている。
【００３５】
低圧側燃料供給機構５０は、燃料圧送部５１と、低圧側燃料配管５２と、低圧側デリバリーパイプ５３と、低圧側インジェクタ５４とを備えている。
【００３６】
燃料圧送部５１は、燃料タンク５１１と、フィードポンプユニット５１２と、サクションフィルタ５１３と、燃料フィルタ５１４と、燃圧制御弁５１５と、これらを連結する燃料管５１６とを備えている。
【００３７】
燃料タンク５１１は、エンジン本体２で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する。フィードポンプユニット５１２は、図示しないフィードポンプを内蔵し、ＥＣＵ７から発信されるオン／オフ指令信号に基づいて、駆動および停止されるようになっている。
【００３８】
フィードポンプユニット５１２は、燃料タンク５１１内から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を、例えば１［ＭＰａ］未満の一定可変範囲内の圧力に加圧して吐出できるようになっている。さらに、フィードポンプユニット５１２は、ＥＣＵ７の制御により、単位時間当りの吐出量［ｍ３／ｓｅｃ］や吐出圧［ＭＰａ］を変化できるようになっている。
【００３９】
すなわち、フィードポンプユニット５１２は、ＥＣＵ７によりオン／オフ駆動および回転数制御されることで、その単位時間当りの吐出量や吐出圧を可変制御することができるようになっている。フィードポンプユニット５１２は、低圧側燃料供給機構５０および高圧側燃料供給機構８０の供給配管を通した燃料の供給流量および供給圧力のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプあるいは可変燃圧ポンプとなっている。
【００４０】
サクションフィルタ５１３は、フィードポンプユニット５１２の吸入口に設けられ、異物の吸入を阻止するようになっている。燃料フィルタ５１４は、フィードポンプユニット５１２の吐出口に設けられ、吐出燃料中の異物を除去するようになっている。
【００４１】
燃圧制御弁５１５は、フィードポンプユニット５１２から吐出される燃料の圧力を開弁方向に受圧する図示しないダイヤフラムと、このダイヤフラムを閉弁方向に付勢する図示しない圧縮コイルばねとを内蔵する。燃圧制御弁５１５は、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力が設定圧を超えると開弁し、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力が設定圧に満たない間は閉弁状態を維持するようになっている。これにより、燃圧制御弁５１５は、低圧側燃料配管５２内に吐出される燃料の圧力を、予め設定された低圧側の供給圧、例えば４００［ｋＰａ］などに調圧するようになっている。
【００４２】
低圧側燃料配管５２は、燃料圧送部５１から低圧側デリバリーパイプ５３までを連結する管からなる。ただし、低圧側燃料配管５２は、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００４３】
低圧側デリバリーパイプ５３は、シリンダ１１の直列配置方向の一端側で、低圧側燃料配管５２に接続されている。低圧側デリバリーパイプ５３には、シリンダ１１の直列配置方向にシリンダ１１と同じ間隔を隔てて、低圧側インジェクタ５４が連結されている。低圧側デリバリーパイプ５３は、燃料圧送部５１からの燃料を各低圧側インジェクタ５４に同等の圧力で分配するようになっている。また、低圧側デリバリーパイプ５３には、内部の燃料圧力を検出する低圧側燃料圧力センサ５３ａが装着されている。
【００４４】
低圧側インジェクタ５４は、噴孔部５４ａを各シリンダ１１に対応する吸気ポート２１内に露出してポート噴射用インジェクタとして設けられている。低圧側インジェクタ５４は、ＥＣＵ７からの噴射指令信号により駆動される図示しない電磁弁部と、電磁弁部への通電時に噴孔部５４ａから吸気ポート２１内に燃料を噴射するよう開弁動作する図示しないノズル部とを備えた燃料噴射弁からなる。複数の低圧側インジェクタ５４のうちいずれかが開弁動作するとき、低圧側デリバリーパイプ５３内の加圧された燃料が、低圧側インジェクタ５４の噴孔部５４ａから吸気ポート２１内に噴射されるようになっている。
【００４５】
高圧側燃料供給機構８０は、高圧ポンプ部８１と、高圧側燃料配管８２と、高圧側デリバリーパイプ８３と、高圧側インジェクタ８４とを備えている。
【００４６】
高圧ポンプ部８１は、上流側管９０と、下流側管９１と、パルセーションダンパ９２と、高圧ポンプ本体９３と、電磁スピル弁９４とを備えている。高圧ポンプ部８１は、シリンダヘッド２０の上側に取り付けられるとともに、低圧側燃料配管５２と高圧側燃料配管８２との間に接続されている。上流側管９０は、低圧側燃料配管５２の分岐管５２ａに接続されている。下流側管９１は、高圧側燃料配管８２に接続されている。
【００４７】
パルセーションダンパ９２は、上流側管９０に設けられるとともに、燃料圧力を受圧する弾性の図示しないダイヤフラムと、図示しない圧縮コイルばねとを有している。パルセーションダンパ９２は、ダイヤフラムの弾性変形により内部容積を変化させ、上流側管９０内の燃料の圧力脈動を抑制するようになっている。
【００４８】
高圧ポンプ本体９３は、ポンプハウジング９３１と、プランジャ９３２と、カムシャフト９３３と、フォロアリフタ９３４と、戻りばね９３５とを備えている。
【００４９】
ポンプハウジング９３１は、内部に形成された円柱状の加圧室９３１ａを備えている。プランジャ９３２は、円柱状で、ポンプハウジング９３１内で摺動可能に設けられるとともに、摺動により加圧室９３１ａの容積を変化させるようになっている。カムシャフト９３３は、エンジン本体２の排気カムシャフトの一端に設けられているとともに、端部にカム９３３ａを有している。
【００５０】
フォロアリフタ９３４は、プランジャ９３２に一体化されているとともに、カム９３３ａに押圧されることによりプランジャ９３２を摺動させるようになっている。戻りばね９３５は、ポンプハウジング９３１とフォロアリフタ９３４との間に設けられた圧縮コイルばねからなるとともに、フォロアリフタ９３４をカム９３３ａに付勢している。
【００５１】
高圧ポンプ本体９３では、加圧室９３１ａが、プランジャ９３２の往復移動によって容積を変化させることにより、フィードポンプユニット５１２からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。
【００５２】
高圧ポンプ本体９３は、低圧側燃料配管５２から加圧室９３１ａに導入された燃料を、例えば４００［ｋＰａ］程度から、例えば４［ＭＰａ］〜１３［ＭＰａ］程度に加圧して、高圧側燃料配管８２に吐出するようになっている。
【００５３】
電磁スピル弁９４は、弁体９４１と、電磁駆動コイル９４２と、押圧ばね９４３とを備えている。
【００５４】
弁体９４１は、ポンプハウジング９３１に対して摺動可能に設けられていて、上流側管９０と加圧室９３１ａとの間を開弁および閉弁可能にしている。電磁駆動コイル９４２は、ＥＣＵ７により通電を制御されて弁体９４１を電磁駆動する。押圧ばね９４３は、圧縮コイルばねからなるとともに、弁体９４１を常時開弁方向に付勢している。
【００５５】
弁体９４１は、電磁駆動コイル９４２が非励磁状態となる非駆動時には、フィードポンプユニット５１２から給送される燃料を加圧室９３１ａ内に導入するよう開弁動作するようになっている。また、弁体９４１は、電磁駆動コイル９４２が励磁状態となる駆動時には、高圧ポンプ本体９３の加圧および吐出動作を可能にするよう閉弁動作するようになっている。
【００５６】
電磁スピル弁９４は、ＥＣＵ７からの入力信号に応じ閉弁するときには、高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有するようになっている。また、電磁スピル弁９４は、ＥＣＵ７からの入力信号に応じ開弁するときには、プランジャ９３２の変位に応じ加圧室９３１ａ内への燃料の吸入または加圧室９３１ａ内の燃料の低圧側燃料配管５２への漏出を許容するようになっている。
【００５７】
電磁スピル弁９４は、電磁駆動コイル９４２が励磁されるときに弁体９４１により加圧室９３１ａを閉塞する。そして、電磁スピル弁９４は、プランジャ９３２の往復移動による加圧室９３１ａの容積変化により、加圧室９３１ａ内への燃料の吸入と、加圧室９３１ａ内での燃料の加圧と、加圧室９３１ａからの燃料の吐出とを行うようになっている。
【００５８】
高圧側燃料配管８２は、高圧ポンプ部８１から高圧側デリバリーパイプ８３までを連結する管からなるとともに、途中にチェック弁８２ａを備えている。高圧側燃料配管８２は、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００５９】
チェック弁８２ａは、高圧ポンプ部８１の近傍に設けられている。チェック弁８２ａは、高圧ポンプ部８１側の燃料圧力が高圧側インジェクタ８４側の燃料圧力に対し、例えば１００［ｋＰａ］程度の有意の差圧を持って大きくなると開弁する一方、高圧ポンプ部８１側の圧力が高圧側インジェクタ８４側の圧力に略等しいか小さくなると閉弁するようになっている。
【００６０】
高圧側デリバリーパイプ８３は、シリンダ１１の直列配置方向の一端側で、高圧側燃料配管８２に接続されている。高圧側デリバリーパイプ８３には、シリンダ１１の直列配置方向にシリンダ１１と同じ間隔を隔てて、高圧側インジェクタ８４が連結されている。これにより、高圧側デリバリーパイプ８３は、高圧ポンプ部８１からの燃料を各高圧側インジェクタ８４に同等の圧力で分配するようになっている。また、高圧側デリバリーパイプ８３には、内部の燃料圧力を検出する高圧側燃料圧力センサ８３ａが装着されている。
【００６１】
高圧側インジェクタ８４は、噴孔部８４ａを各シリンダ１１の燃焼室１６内に露出して筒内噴射用インジェクタとして設けられている。高圧側インジェクタ８４は、ＥＣＵ７からの噴射指令信号により駆動される図示しない電磁弁部と、電磁弁部への通電時に噴孔部８４ａから燃焼室１６内に燃料を噴射するよう開弁動作する図示しないノズル部とを備えた燃料噴射弁からなる。複数の高圧側インジェクタ８４のうちいずれかが開弁動作するとき、高圧側デリバリーパイプ８３内の加圧された燃料がその高圧側インジェクタ８４の噴孔部８４ａから燃焼室１６内に噴射されるようになっている。
【００６２】
冷却装置６は、ウォータジャケット６１と、図示しないウォータポンプと、図示しないラジエータとを備えている。冷却水Ｗは、ウォータポンプ→ウォータジャケット６１→ラジエータ→ウォータポンプの順で循環するようになっている。
【００６３】
ウォータジャケット６１は、シリンダブロック１０に形成されたシリンダブロックウォータジャケット６１ａと、シリンダヘッド２０に形成されたシリンダヘッドウォータジャケット６１ｂと、冷却水温度センサ６１ｃとを備えている。シリンダブロックウォータジャケット６１ａおよびシリンダヘッドウォータジャケット６１ｂは、互いに連結されて各シリンダ１１の周囲に設けられている。ウォータジャケット６１は、内部に冷却水Ｗを流通させることによりエンジン本体２を冷却するようになっている。
【００６４】
ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７ａと、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）７ｂと、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）７ｃと、書き替え可能な不揮発性のメモリからなる図示しないバックアップメモリと、Ａ／Ｄ変替器やバッファなどを有する図示しない入力インターフェース回路と、駆動回路などを有する図示しない出力インターフェース回路とを備えている。ＥＣＵ７には車両のイグニッションスイッチのオン／オフ信号が取り込まれるとともに、図示しないバッテリからの電源供給がなされるようになっている。
【００６５】
ＥＣＵ７には、上述したエアロフローメータ３３と、クランク角センサ１５と、低圧側燃料圧力センサ５３ａと、高圧側燃料圧力センサ８３ａと、冷却水温度センサ６１ｃと、アクセルペダル７１の踏み込み角度を検出するアクセルセンサ７２と、車両の速度を検出する車速センサ７３と、燃料の温度を検出する図示しない燃料温度センサと、吸気の温度を検出する図示しない吸気温度センサとが接続されている。
【００６６】
ＥＣＵ７は、ＲＯＭ７ｂ内に予め格納された制御プログラムに従い、アクセルセンサ７２により検出されるアクセル開度や、エアロフローメータ３３により検出される吸入空気量や、クランク角センサ１５により検出されるエンジン回転数などに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出するようになっている。また、ＥＣＵ７は、基本噴射量や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報などに基づいて、エンジン１の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正などを施した燃料噴射量を算出するようになっている。さらに、ＥＣＵ７は、算出した燃料噴射量に基づいて、低圧側インジェクタ５４および高圧側インジェクタ８４への噴射指令信号や電磁スピル弁９４を駆動するための弁駆動指示信号などを適時に出力するようになっている。
【００６７】
ＥＣＵ７は、電磁スピル弁９４による加圧室９３１ａから低圧側燃料配管５２への燃料の漏出量を調節する。ＥＣＵ７は、少なくともこの調整により、高圧ポンプ本体９３から高圧側デリバリーパイプ８３に供給される燃料の圧力をエンジン１の運転状態および高圧側インジェクタ８４の噴射特性に応じて最適な燃圧に制御できるようになっている。
【００６８】
例えば、ＥＣＵ７は、一定の信号周期内において電磁スピル弁９４の電磁駆動コイル９４２を励磁状態にするオン時間とその励磁状態を解くオフ時間とを設定することができる。そして、ＥＣＵ７は、信号周期内におけるオン時間の比（０％〜１００％；以下、デューティ比という）を変化させることにより、電磁スピル弁９４による加圧室９３１ａからの燃料の漏出量を調節することができる。
【００６９】
また、ＥＣＵ７は、エンジン１の始動時に、低圧側インジェクタ５４による燃料噴射を最初に実施させるようになっている。そして、ＥＣＵ７は、高圧側燃料圧力センサ８３ａにより検出される高圧側デリバリーパイプ８３内の燃料圧力が予め設定された圧力値を超えたとき、高圧側インジェクタ８４による燃料噴射に必要な燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断するようになっている。この判断に基づき、ＥＣＵ７は、高圧側インジェクタ８４への噴射指令信号の出力を開始するようになっている。
【００７０】
さらに、ＥＣＵ７は、例えば高圧側インジェクタ８４からの筒内噴射を基本としながら、エンジン１の始動暖機時や低回転高負荷時などのように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下では、ポート噴射を併用するようになっている。または、ＥＣＵ７は、例えば高圧側インジェクタ８４からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などに低圧側インジェクタ５４からのポート噴射を実行するようになっている。あるいは、ＥＣＵ７は、エンジン１が筒内噴射を伴わないポート噴射のみによる運転（以下、ＰＦＩ運転という）を実行するようになっている。
【００７１】
また、ＥＣＵ７は、例えば車両の高速走行中にアクセル７１がオフ状態になったときに、電磁スピル弁９４の電磁駆動コイル９４２への通電を止め、高圧ポンプ部８１を加圧動作のできない燃料カットの状態にするようになっている。
【００７２】
また、ＥＣＵ７は、車両の停止直後に、高圧側燃料供給機構８０によりエンジン１に高圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させ、高圧側燃料供給機構８０における高圧燃料の燃圧を低下させるようになっている。ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給機構８０によるアイドル運転時での目標燃圧を予め設定して記憶するようになっている。そして、ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給機構８０による燃料供給を停止した後、低圧側燃料供給機構５０によりエンジン１に低圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させるようになっている。
【００７３】
次に、作用について説明する。
【００７４】
図３に示すフローチャートは、ＥＣＵ７のＣＰＵ７ａによって、ＲＡＭ７ｃを作業領域として実行される内燃機関の燃料供給処理のプログラムであり、この内燃機関の燃料供給処理のプログラムはＥＣＵ７のＲＯＭ７ｂに記憶されている。
【００７５】
上述のように構成された本実施の形態の燃料供給装置５では、この内燃機関の燃料供給処理は、ＥＣＵ７によって予め決められた時間間隔（例えば、１０ｍｓ）ごとに実行されるようになっている。
【００７６】
ＥＣＵ７は、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されたか否か、すなわちアクセルオフか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断は、アクセルセンサ７２により検出されたアクセル開度が０であるか否かに基づいてＥＣＵ７により実行される。ＥＣＵ７が、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されておらずアクセルオフでないと判断したときは（ステップＳ１；ＮＯ）、処理をメインルーチンに戻す。
【００７７】
ＥＣＵ７が、アクセルペダル７１の踏み込みが解除されているアクセルオフと判断したときは（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は燃料供給装置５からエンジン１への燃料供給量を低減あるいは０にして、エンジン１の回転数を低下させてアイドル運転を行う制御をする（ステップＳ２）。
【００７８】
そして、ＥＣＵ７は、車両が停止しているか否かを検出する（ステップＳ３）。この判断は、車速センサ７３により検出された車速が０であるか否かに基づいてＥＣＵ７により実行される。ＥＣＵ７が、車両が停止していないと判断したときは（ステップＳ３；ＮＯ）、処理をメインルーチンに戻す。
【００７９】
ＥＣＵ７が、車両が停止していると判断したときは（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は、高圧側燃料供給系での実燃圧が予め設定した目標燃圧より高いか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断は、高圧側燃料圧力センサ８３ａにより検出された高圧側の実燃圧と目標燃圧との比較結果に基づいてＥＣＵ７により実行される。
【００８０】
ＥＣＵ７が、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧より高いと判断したときは（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する（ステップＳ５）。すなわち、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧より高い場合は、そのままエンジン１を停止すると高圧側燃料供給系に高圧の燃料が残存してしまうため、筒内噴射によるアイドル運転を行うことで高圧側燃料供給系内の燃圧を下げるようにする。
【００８１】
一方、ＥＣＵ７が、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧以下であると判断したときは（ステップＳ４；ＮＯ）、ＥＣＵ７は低圧側燃料供給機構５０を作動させ、エンジン１がポート噴射のみによるＰＦＩ運転でアイドル運転するように制御する（ステップＳ６）。
【００８２】
上述した車両で走行中に、運転者がアクセルペダル７１を解放した際のエンジン１の動作を、図４に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００８３】
図４に示すように、車両の走行中、エンジン１への燃料供給の筒内噴射とポート噴射との比率は、いずれも例えば５０％であるようにしている。そして、Ｔ０において運転者がアクセルペダルを解放する。これにより、ＥＣＵ７が燃料供給装置５からエンジン１への燃料供給量を低減する。このため、エンジン１の回転数が低下し、車速が減速する。
【００８４】
そして、Ｔ１において車速が０になるとともに、高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧Ｐ０より大きい場合は、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する。エンジン１が筒内噴射によるアイドル運転を行うことにより、高圧側燃料供給系内の燃圧が低下する。
【００８５】
Ｔ２において高圧側燃料供給系での実燃圧が目標燃圧Ｐ０以下になると、ＥＣＵ７は低圧側燃料供給機構５０を作動させ、エンジン１がポート噴射のみによるＰＦＩ運転でアイドル運転するように制御する。これにより、高圧側燃料供給系での実燃圧が、目標燃圧Ｐ０程度に維持されるようになる。
【００８６】
その後、エンジン１が停止された場合は、高圧側燃料供給系での実燃圧が、目標燃圧Ｐ０程度に抑えられる。あるいは、エンジン１が停止されずに運転者がアクセルペダル７１を踏み込んだ場合は、燃料供給量が増加してエンジン１の回転数が上昇する。
【００８７】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、車両が停止した直後に、高圧側燃料供給機構８０によりエンジン１に高圧燃料を供給してエンジン１をアイドル運転させ高圧燃料供給系における高圧燃料の燃圧を低下させる。このため、デュアル噴射タイプのエンジン１が停止した後に、高圧燃料供給系に高圧燃料が残存してしまうことが防止される。よって、次にエンジン１を始動してから最初に高圧燃料供給系で燃料をシリンダ１１に直接噴射したときに、目標燃圧より高圧の燃料がシリンダ１１内に噴射されて燃料リッチによりエンジン１に振動や失火が発生してしまうことが抑制される。
【００８８】
また、停車中に高圧燃料供給系で燃料が過剰に高圧になることが抑制されるので、高圧燃料供給系でのリリーフ機構を省略することができるようになる。このため、例えば高圧側デリバリーパイプ８３から燃料タンク５１１までのリリーフ機構用の配管を設ける必要が無いので、リリーフ機構を設ける場合に比べてコスト削減を図ることができる。
【００８９】
上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、高圧側燃料供給系での実燃圧と目標燃圧Ｐ０との比較結果に基づいて、筒内噴射とポート噴射との吹き分けを判断するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば、燃料温度、吸気温度、冷却水温度などの温度に基づいて、吹き分けを判断するようにしてもよい。あるいは、燃料温度、吸気温度、冷却水温度などの温度と、高圧側燃料供給系での実燃圧および目標燃圧Ｐ０の比較結果とを併用したものに基づいて、吹き分けを判断するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、制御装置をガソリン車に適用している。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、ハイブリッド車やディーゼルエンジン車に適用してもよい。
【００９１】
ここで、本発明に係る内燃機関の制御装置をハイブリッド車１００に適用した場合について説明する。図５に示すように、ハイブリッド車１００は、エンジン１と、エンジン１に接続された動力分配統合機構１０１と、動力分配統合機構１０１に接続された電動機としてのモータＭＧ１およびモータＭＧ２と、車両全体を制御するＥＣＵ７とを備える。このハイブリッド車１００は、エンジン１およびモータＭＧ２との少なくとも一方を駆動源として走行可能となっている。
【００９２】
エンジン１は、上述したエンジン１と同様の構成であるので、符号を同じくして詳細な説明は省略する。図６および図７に示すように、エンジン１は、吸気バルブ２２の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構１１０を備える。可変バルブタイミング機構１１０は、ＶＶＴコントローラ１１１と、オイルコントロールバルブ１１２とを備えている。
【００９３】
ＶＶＴコントローラ１１１は、ベーン式で、ハウジング部１１３と、ベーン部１１４とを備えている。ハウジング部１１３は、クランクシャフト１４にタイミングチェーン１１５を介して接続されたタイミングギヤ１１６に固定されている。ベーン部１１４は、吸気バルブ２２を開閉するインテークカムシャフト１１７に固定されている。オイルコントロールバルブ１１２は、ＶＶＴコントローラ１１１の進角室および遅角室に油圧を作用させる。
【００９４】
そして、可変バルブタイミング機構１１０は、オイルコントロールバルブ１１２を介してＶＶＴコントローラ１１１の進角室および遅角室に作用させる油圧を調節する。これにより、ハウジング部１１３に対してベーン部１１４を相対的に回転させ、吸気バルブ２２の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト１１７の角度を連続的に変更するようになっている。
【００９５】
図５に示すように、動力分配統合機構１０１には、デファレンシャルギヤ１２０が接続されている。デファレンシャルギヤ１２０には、駆動輪１２１が接続されている。動力分配統合機構１０１の出力は、デファレンシャルギヤ１２０を介して、駆動輪１２１に伝達される。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができるとともに電動機として駆動できる周知の同期発電電動機からなる。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、それぞれインバータ１３０に接続されている。各インバータ１３０は、バッテリ１３１に接続されている。ＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ１４０と、モータＥＣＵ１４１と、バッテリＥＣＵ１４２とに接続されている。
【００９６】
上述したハイブリッド車１００においては、エンジン１の停止指令が発生するとともに車両が停車したとき、ＥＣＵ７がエンジンＥＣＵ１４０を介して可変バルブタイミング機構１１０を作動させ、吸気バルブ２２の開閉時期を初期状態に戻す。すなわち、ベーン部１１４を回転させて、エンジン１の再始動に最適な最遅角位置に位置させる。このベーン部１１４を回転させる作業を行うために、ＥＣＵ７は、所定の待機時間、例えば５００ｍｓｅｃの間はエンジン１を停止せずにアイドル運転を行い、その待機時間の経過後にエンジン１を停止するようにしている。
【００９７】
ここで、このベーン部１１４を戻し回転させる作業を行うための待機時間の間に、ＥＣＵ７は高圧側燃料供給機構８０を作動させ、エンジン１が筒内噴射のみによりアイドル運転するように制御する。これにより、高圧側燃料供給系の実燃圧と目標燃圧とを比較することなく筒内噴射とポート噴射との吹き分けの判断を行うことができるので、制御を容易にすることができる。
【００９８】
また、上述したハイブリッド車１００においては、可変バルブタイミング機構１１０は吸気バルブ２２の開閉タイミングを変更するものとしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、可変バルブタイミング機構１１０は排気バルブ２４の開閉タイミングを変更するものとしてもよい。この場合、エンジン１の停止時に排気バルブ２４の開閉時期を初期状態に戻すには、ベーン部１１４を回転させて、エンジン１の再始動に最適な最進角位置に位置させる。
【００９９】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、デュアル噴射タイプのエンジンにおいてエンジン停止時に高圧燃料供給系内の燃圧を低減できるという効果を奏するものであり、内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１００】
１ エンジン（内燃機関）
２ エンジン本体
５ 燃料供給装置
７ ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
１１ シリンダ（気筒）
１４ クランクシャフト
２１ 吸気ポート
２２ 吸気バルブ
２４ 排気バルブ
５０ 低圧側燃料供給機構
５１ 燃料圧送部
５３ 低圧側デリバリーパイプ
５４ 低圧側インジェクタ
８０ 高圧側燃料供給機構
８１ 高圧ポンプ部
８３ 高圧側デリバリーパイプ
８４ 高圧側インジェクタ
１００ ハイブリッド車（車両）
１１０ 可変バルブタイミング機構
ＭＧ１ モータ（電動機）
ＭＧ２ モータ（電動機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、前記内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記車両の停止直後に、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ、前記高圧燃料の燃圧を低下させてから前記高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、前記低圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記低圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記車両は、前記内燃機関と、電動機と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に対する前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、を備えるとともに、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方を駆動源として走行可能なハイブリッド車であり、
前記車両の停止直後に、前記可変バルブタイミング機構により前記吸気バルブまたは前記排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ前記高圧燃料の燃圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
車両の内燃機関の吸気ポートに低圧燃料を噴射する低圧側燃料供給機構と、前記内燃機関の気筒に高圧燃料を噴射する高圧側燃料供給機構と、を備えた内燃機関の燃料供給装置を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記車両の停止直後に、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ、前記高圧燃料の燃圧を低下させてから前記高圧側燃料供給機構による燃料供給を停止した後、前記低圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記低圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記車両は、前記内燃機関と、電動機と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に対する前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、を備えるとともに、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方を駆動源として走行可能なハイブリッド車であり、
前記車両の停止直後に、前記可変バルブタイミング機構により前記吸気バルブまたは前記排気バルブの開閉時期を初期状態に戻すまでの間、前記高圧側燃料供給機構により前記内燃機関に前記高圧燃料を供給して前記内燃機関をアイドル運転させ前記高圧燃料の燃圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１３１４５（Ｐ２０１３−１１３１４５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７９１１（Ｐ２０１１−２５７９１１）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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