直噴式エンジンの燃料圧力制御装置
【課題】エンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮するとともに、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置を提供する。
【解決手段】高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置において、エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段Ｓ１０１と、高圧燃料ポンプから燃料噴射弁までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時にエンジンを停止するエンジン停止手段Ｓ１０３、Ｓ１０７と、エンジン停止要求検出時に、高圧燃料ポンプを停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させ、燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段Ｓ１０２、Ｓ１０５と、を備える。
【解決手段】高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置において、エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段Ｓ１０１と、高圧燃料ポンプから燃料噴射弁までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時にエンジンを停止するエンジン停止手段Ｓ１０３、Ｓ１０７と、エンジン停止要求検出時に、高圧燃料ポンプを停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させ、燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段Ｓ１０２、Ｓ１０５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高圧燃料ポンプによって加圧した燃料をデリバリパイプに供給し、デリバリパイプ内の燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に噴射する直噴式エンジンが知られている。このような直噴式エンジンにおいては、エンジン停止後もデリバリパイプ内の燃料が高圧に保たれるため、燃料が燃料噴射弁から漏れ出るおそれがある。エンジン停止後に燃料噴射弁から漏れ出た燃料が未燃ガスとして大気中に排出されると、排気エミッションが悪化するという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、エンジン停止要求があった場合に、燃料噴射弁への燃料供給量を低下させるとともに燃料噴射弁による燃料噴射を継続することで、燃料圧力を低下させ、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制するエンジンの燃料圧力制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２９３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料圧力制御装置では、エンジン停止要求後も燃料噴射弁によって燃料を噴射し、燃料圧力が所定圧力まで低下した後にエンジンを停止するので、エンジン停止要求があってから実際にエンジンが停止するまでに時間がかかる。このようにエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間が長くなると、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、エンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮するとともに、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制できる直噴式エンジンの燃料圧力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】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、高圧燃料ポンプ（７３）によって加圧された燃料を燃料噴射弁（７１）によって燃焼室（１３）内に直接噴射する直噴式エンジン（１００）の燃料圧力制御装置において、エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段（Ｓ１０１）と、高圧燃料ポンプ（７３）から燃料噴射弁（７１）までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時にエンジン（１００）を停止するエンジン停止手段（Ｓ１０３、Ｓ１０７）と、エンジン停止要求検出時に、高圧燃料ポンプ（７３）を停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射弁（７１）からの燃料噴射量を増加させ、燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段（Ｓ１０２、Ｓ１０５）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン停止要求時に燃料噴射量を増加させるので、燃料圧力を所定圧まで速やかに低下させることができる。これによりエンジン停止要求後からエンジンを停止するまでの時間を短縮でき、かつエンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、車両用エンジンの概略構成図である。
【００１１】
エンジン１００は、直列４気筒エンジンであって、図１に示すようにシリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上側を覆うシリンダヘッド２０とを備える。
【００１２】
シリンダブロック１０には、ピストン１１を摺動自在に収めるシリンダ１２が形成される。ピストン１１の冠面と、シリンダ１２の壁面と、シリンダヘッド２０の下面とによって燃焼室１３が形成される。燃焼室１３で混合気が燃焼すると、ピストン１１は燃焼による燃焼圧力を受けてシリンダ１２を往復動する。
【００１３】
シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に吸気を流す吸気ポート３０と、燃焼室１３からの排気を排出する排気ポート４０とが形成される。
【００１４】
吸気ポート３０には、吸気弁３１が設けられる。吸気弁３１は、可変動弁機構３２の揺動カムによって駆動され、ピストン１１の上下動に応じて吸気ポート３０を開閉する。可変動弁機構３２は、吸気弁３１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更する。
【００１５】
排気ポート４０には、排気弁４１が設けられる。排気弁４１は、可変動弁機構４２の揺動カムによって駆動され、ピストン１１の上下動に応じて排気ポート４０を開閉する。可変動弁機構４２は、排気弁４１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更する。
【００１６】
なお、可変動弁機構３２、４２としては、例えば特開２００８−１１１３７５号公報に開示されているような可変動弁機構が用いられる。特開２００８−１１１３７５号公報の可変動弁機構では、制御軸の角度や駆動軸のカムスプロケットに対する位相を変更することによって、吸気弁や排気弁のリフト量や作動角を連続的に変更できる。
【００１７】
吸気ポート３０と排気ポート４０との間であって、シリンダヘッド２０の中心近傍には、点火プラグ２１が設置される。点火プラグ２１は、燃焼室１３内に形成された混合気に所定のタイミングで火花着火する。
【００１８】
吸気ポート３０には、各気筒に吸気を分配する吸気マニホールド５１が接続する。吸気マニホールド５１には、外部から取り込んだ吸気を流す吸気通路５２が接続する。吸気通路５２には、スロットルバルブ５３が設けられる。スロットルバルブ５３は、吸気通路５２の吸気流通面積を変化させることで、燃焼室１３に導入される吸気の吸気流量を調整する。
【００１９】
排気ポート４０には、各気筒からの排気を集合させる排気マニホールド６１が接続する。排気マニホールド６１の集合部には、排気通路６２が接続する。排気通路６２には、空燃比センサ６３と触媒コンバータ６４とが上流側から順次設けられる。空燃比センサ６３は、排気通路６２内を流れる排気中の酸素濃度を検出する。触媒コンバータ６４は、担体に三元触媒を担持しており、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素(ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。
【００２０】
エンジン１００には、燃料供給装置７０によって燃料が供給される。燃料供給装置７０は、燃料噴射弁７１と、デリバリパイプ７２と、高圧燃料ポンプ７３と、低圧燃料ポンプ７４と、燃料タンク７５とを備える。
【００２１】
燃料噴射弁７１は、エンジン１００の気筒毎にシリンダヘッド２０に設けられる。燃料噴射弁７１は、エンジン運転状態に応じた燃料を所定のタイミングで燃焼室１３内に直接噴射する。燃料噴射弁７１に供給される燃料は、燃料タンク７５に貯蔵される。
【００２２】
燃料タンク７５に貯蔵された燃料は、燃料タンク７５内に設けられた低圧燃料ポンプ７４から吐出される。吐出された低圧燃料は、低圧燃料通路７６を通って高圧燃料ポンプ７３に供給される。
【００２３】
高圧燃料ポンプ７３は、プランジャ式ポンプであって、ポンプカムが回転駆動してプランジャを往復動させることで燃料を加圧する。高圧燃料ポンプ７３のポンプカムは、エンジン１００のクランク軸の駆動力によって回転駆動する。クランク軸からの駆動力は、エンジン運転状態に応じてオルタネータ等の補機にも伝達される。
【００２４】
高圧燃料ポンプ７３から吐出された高圧燃料は、高圧燃料通路７７を通ってデリバリパイプ７２に流れ込み、デリバリパイプ７２から各燃料噴射弁７１に供給される。デリバリパイプ７２には、デリバリパイプ７２内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ７８が設けられる。
【００２５】
燃料噴射弁７１の燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグ２１の点火時期、スロットルバルブ５３の開度、吸気弁３１及び排気弁４１のバルブ特性などは、コントローラ８０によって制御される。コントローラ８０は、中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００２６】
コントローラ８０には、空燃比センサ６３や燃料圧力センサ７８のほか、イグニッションスイッチ８１や、スロットルバルブ５３の開度を検出するスロットル開度センサ８２、所定クランク角度ごとにクランク角信号を生成するクランク角センサ８３、可変動弁機構３２の揺動カムを駆動する駆動軸の回転角を検出するカム角センサ８４、シフトレバーのレンジ位置を検出するポジションセンサ８５、アイドル運転時にオンとなるアイドルスイッチ８６、パーキングブレーキ使用時にオンにとなるブレーキスイッチ８７からの検出データがそれぞれ信号として入力する。
【００２７】
ところで、直噴式エンジンにおいては、エンジン停止後もデリバリパイプ内の燃料が高圧に維持されるため、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が漏れ出て、排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、エンジン停止要求後にデリバリパイプ７２内の燃料圧力を速やかに低下させてからエンジン１００を停止することで、エンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮しつつ、エンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れるのを抑制する。
【００２９】
図２を参照して、コントローラ８０が実行する燃料圧力制御について説明する。
【００３０】
図２は、燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、エンジン運転開始ともに実施され、一定周期、例えば１０ミリ秒周期でエンジン運転終了まで実施される。
【００３１】
ステップＳ１０１では、コントローラ８０は、イグニッションスイッチ８１がオンからオフにされたか否かを判定する。
【００３２】
イグニッションスイッチ８１がオフにされた場合には、コントローラ８０はエンジン停止要求があったと判断して、ステップＳ１０２の処理を行う。それ以外の場合には、コントローラ８０は処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ１０２では、コントローラ８０は、高圧燃料ポンプ７３の駆動を停止する。高圧燃料ポンプ停止後は、高圧燃料ポンプ７３から燃料噴射弁７１までの燃料の燃料圧力が上昇することはない。
【００３４】
ステップＳ１０３では、コントローラ８０は、燃料圧力センサ７８の検出値に基づいて、デリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きいか否かを判定する。燃料圧力センサ７８の検出値から算出される燃料圧力Ｐが、高圧燃料ポンプ７３から燃料噴射弁７１までの燃料の燃料圧力を代表する。
【００３５】
燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合には、コントローラ８０はエンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れ出る可能性があると判定して、ステップＳ１０４の処理を行う。これに対して、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さい場合には、コントローラ８０はエンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れ出ることがないと判定し、ステップＳ１０７においてエンジン１００への燃料供給を止めてエンジン停止する。
【００３６】
ステップＳ１０４では、コントローラ８０は、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔが経過したか否かを判定する。
【００３７】
所定時間ｔを経過していない場合には、コントローラ８０はステップＳ１０５の処理を行う。これに対して、所定時間ｔを経過している場合には、コントローラ８０はステップＳ１０６の処理を行う。
【００３８】
ステップＳ１０５では、コントローラ８０はエンジン停止前燃料圧力制御を実行する。エンジン停止前燃料圧力制御の詳細については、図３を参照して後述する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、コントローラ８０はエンジン停止後燃料圧力制御を実行する。エンジン停止後燃料圧力制御の詳細については、図４を参照して後述する。
【００４０】
図３は、エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。エンジン停止前燃料圧力制御は、エンジン停止要求後に燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合に実施される。
【００４１】
ステップＳ１５１では、コントローラ８０は、スロットルバルブ５３の開度をエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増大させる。これによりエンジン１００の各気筒に導入される吸気の吸気流量が増加する。
【００４２】
ステップＳ１５２では、コントローラ８０は、失火しない範囲で目標空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定する。
【００４３】
ステップＳ１５１及びステップＳ１５２の処理によって、燃料噴射弁７１からの燃料噴射量をエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増加させることができ、デリバリパイプ７２内の燃料圧力を速やかに低下させることができる。このように燃料噴射量を増加させるとエンジン１００からの出力トルクが増加するが、コントローラ８０は、エンジン停止要求後における出力トルクの増加を抑制するためにステップＳ１５３〜Ｓ１５６の処理を実施する。
【００４４】
ステップＳ１５３では、コントローラ８０は、燃料噴射弁７１の燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角側に制御する。アイドル運転時は吸気行程前半で燃料噴射して均質混合気を形成すが、ここでは吸気行程後半から圧縮行程前半において燃料噴射して混合気の均質化を抑えることで、出力トルクの増加を抑制する。なお、圧縮行程後半において燃料噴射しないのは、失火を抑制するためである。
【００４５】
ステップＳ１５４では、コントローラ８０は、吸気弁３１と排気弁４１とが共に開弁する期間が長くなるように吸気弁３１の開弁時期と排気弁４１の閉弁時期を制御して、バルブオーバラップ量を増大させる。バルブオーバラップ量が増大すると、排気の一部が内部ＥＧＲガスとして燃焼室１３に導入されやすくなる。バルブオーバラップ量が増大して内部ＥＧＲ率が高くなると、燃焼室１３内における混合気の燃焼速度が低下するので、出力トルクの増加が抑制される。
【００４６】
ステップＳ１５５では、コントローラ８０は、点火プラグ２１の点火時期を圧縮上死点近傍から遅角側に制御する。このように点火時期を最適点火時期から離れるように遅角制御することで、出力トルクの増加が抑制される。
【００４７】
ステップＳ１５６では、コントローラ８０は、エンジン１００のクランク軸の駆動力によって駆動されるようにオルタネータを制御し、処理を終了する。このようにクランク軸からの駆動力によってオルタネータ等の補機類を駆動させることで、出力トルクの増加が抑制される。
【００４８】
上記の通り、エンジン停止前燃料圧力制御では、燃料圧力を速やかに低下させつつ、燃料噴射量の増加に起因するトルク変動を抑えることができる。
【００４９】
図４を参照して、エンジン停止後燃料圧力制御について説明する。図４は、エンジン停止後燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。エンジン停止後燃料圧力制御は、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔを経過しても、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下していない場合に実施される。
【００５０】
ステップＳ１６１では、コントローラ８０は、エンジン１００への燃料供給を止めて、エンジン停止する。イグニッションスイッチ８１をオフにした後もエンジン１００が運転され続けると、運転者に違和感を与えるため、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔを経過した後は、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合であってもエンジン１００を停止する。
【００５１】
ステップＳ１６２では、コントローラ８０は、吸気行程において排気弁４１が閉弁している気筒に燃料を噴射するように燃料噴射弁７１を制御する。燃料噴射弁７１は、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射する。
【００５２】
このようにエンジン停止後に燃料圧力Ｐを低下させるので、エンジン停止後における燃料噴射弁７１からの燃料漏れを抑制することができる。また、排気行程や膨張行程等の気筒に燃料を噴射すると、エンジン再始動時に未燃燃料が外部に排出されやすくなるが、吸気行程で排気弁４１が閉弁している気筒に噴射された燃料はエンジン再始動時に燃焼するので、エンジン停止後に噴射された燃料が外部に排出されることがない。
【００５３】
なお、吸気行程において排気弁４１が閉弁している気筒は、クランク角センサ８３の検出値とカム角センサ８４の検出値に基づいて決定される。
【００５４】
エンジン停止前燃料圧力制御及びエンジン停止後燃料圧力制御の作用について、図５及び図６を参照して説明する。
【００５５】
まず、図５のタイミングチャートを参照して、エンジン停止前燃料圧力制御の作用について説明する。
【００５６】
図５（Ａ）に示すように、時刻ｔ1で、運転者によってイグニッションスイッチ８１がオンからオフにされ、エンジン停止要求があると、図５（Ｃ）に示すように高圧燃料ポンプ７３の駆動が停止される。このとき図５（Ｅ）に示すようにデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きいので、エンジン停止前燃料圧力制御が実施される。
【００５７】
エンジン停止前燃料圧力制御では、図５（Ｇ）に示すようにスロットル開度がアイドル運転時よりも増大され、図５（Ｉ）に示すように目標空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定され、燃料噴射量がエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増加するので、図５（Ｅ）に示すように燃料圧力Ｐが速やかに低下する。時刻ｔ2で、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下すると、図５（Ｄ）に示すように燃料噴射弁７１からの燃燃料噴射が止められて図５（Ｂ）に示すようにエンジン１００が停止する。
【００５８】
燃料圧力を速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させると、エンジン１００の出力トルクが増加し、エンジン回転速度が上昇する。エンジン停止前燃料圧力制御の実施中は、図５（Ｈ）のように燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角し、図５（Ｆ）のように点火時期を圧縮上死点よりも遅角し、図５（Ｊ）のようにオルタネータを駆動させ、図５（Ｋ）のようにバルブオーバラップ量を増大させて内部ＥＧＲ率を高めるので、エンジン１００の出力トルクの増加が抑えられる。そのため図５（Ｂ）に示すように時刻ｔ1からｔ2の間でエンジン回転速度の上昇が抑制される。
【００５９】
次に、図６のタイミングチャートを参照して、エンジン停止後燃料圧力制御の作用について説明する。
【００６０】
図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ3で、運転者によってイグニッションスイッチ８１がオンからオフにされ、エンジン停止要求があると、図６（Ｃ）に示すように高圧燃料ポンプ７３の駆動が停止される。このときエンジン停止前燃料圧力制御が実施されるので、図６（Ｅ）に示すようにデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが低下し始める。
【００６１】
時刻ｔ4において、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔが経過した時には、エンジン停止後燃料圧力制御が実行される。エンジン停止後燃料圧力制御では、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下していない場合であっても、図６（Ｄ）に示すように燃料噴射弁７１からの燃料噴射を止め、図６（Ｂ）に示すようにエンジン１００を停止する。これによりイグニッションスイッチ８１をオフにしてからエンジン１００が停止するまでの時間が長くなり過ぎるのを抑制する。
【００６２】
そして、エンジン停止後の時刻ｔ5で、吸気行程であって排気弁４１が閉弁している気筒において、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射する。これによりエンジン停止後において燃料圧力Ｐを低下させるので、エンジン停止後における燃料噴射弁７１からの燃料漏れが抑制される。
【００６３】
以上により、本実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置では、下記の効果を得ることができる。
【００６４】
エンジン停止要求時にデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合には、スロットル開度を増大し、目標空燃比をリッチに設定して、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射量を増加させる。そのため燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ0まで速やかに低下させてから、エンジン１００を停止できる。これによりエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮するとともに、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制することが可能となる。
【００６５】
燃料圧力Ｐを速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させる場合には、燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角し、点火時期を圧縮上死点よりも遅角し、オルタネータを駆動させ、バルブオーバラップ量を増大させて内部ＥＧＲ率を高めるので、エンジン１００の出力トルクの増加が抑えられる。そのため燃料噴射量を増加させた場合であっても、エンジン回転速度の上昇を抑制できる。
【００６６】
エンジン停止要求後から所定時間ｔが経過した時には、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合であっても、エンジン１００を停止するので、イグニッションスイッチ８１をオフにしてからエンジン１００が停止するまでの時間が長くなり過ぎるのを抑制できる。このようにエンジン１００を停止する場合には、吸気行程であって排気弁４１が閉弁している気筒において、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射するので、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制できる。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置は、第１実施形態とほぼ同様であるが、イグニッションスイッチ８１をオフにする前に燃料圧力を調整する点において一部相違する。つまり、エンジン停止要求前に予め燃料圧力を低下させるようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。
【００６８】
図７は、燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図７は、第１実施形態の図２に置き換わるものである。この制御ルーチンは、エンジン運転開始ともに実施され、一定周期、例えば１０ミリ秒周期でエンジン運転終了まで実施される。
【００６９】
なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７０】
イグニッションスイッチ８１がオフにされる前のステップＳ１０８では、コントローラ８０は、アイドルスイッチ８６からの信号に基づいて、エンジン１００がアイドル運転中か否かを判定する。
【００７１】
コントローラ８０は、アイドル運転中でない場合には処理を終了し、アイドル運転中の場合にはステップＳ１０９の処理を行う。
【００７２】
ステップＳ１０９では、コントローラ８０は、ポジションセンサ８５の検出値に基づいて、レンジ位置がドライブレンジ（Ｄレンジ）等の駆動レンジからニュートラルレンジ（Ｎレンジ）等の非駆動レンジに変更されたか否かを判定する。
【００７３】
レンジ位置がＤレンジから変更されていない場合には、コントローラ８０は処理を終了する。これに対して、レンジ位置がＮレンジ変更された場合には、コントローラ８０はステップＳ１１０の処理を行う。
【００７４】
ステップ１１０では、コントローラ８０は、ブレーキスイッチ８７からの信号に基づいて、車両がパーキングブレーキによって停止しているか否かを判定する。
【００７５】
パーキングブレーキが使用されていない場合には、コントローラ８０は処理を終了する。これに対して、パーキングブレーキによって車両が停止中である場合には、コントローラ８０はステップＳ１１１の処理を実行する。
【００７６】
ステップＳ１１１では、コントローラ８０は、燃料吐出量が低下するように高圧燃料ポンプ７３を制御する。このように高圧燃料ポンプ７３を制御することによって、デリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐをアイドル運転時における燃料圧力よりも低い所定圧Ｐ1まで低下させる。この所定圧Ｐ1は、ステップＳ１０３における所定圧Ｐ0よりも大きい値である。
【００７７】
なお、ステップＳ１１１の後は、コントローラ８０はステップＳ１０１以降の処理を実施する。
【００７８】
上記の通り本実施形態では、エンジン停止要求前に、アイドルスイッチ８６、ブレーキスイッチ８７及びポジションセンサ８５からの信号に基づいて、運転者がエンジン停止のための準備をしているか否かを判定する。エンジン停止準備中であると判定された場合（Ｓ１０８〜Ｓ１１０でＹＥＳ）には、高圧燃料ポンプ７３の燃料吐出量を低下させ（Ｓ１１１）、イグニッションスイッチ８１がオフにされて高圧燃料ポンプ７３が停止するまでの間に事前に燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ1まで低下させる。
【００７９】
したがって、エンジン停止前燃料圧力制御の実施前までに燃料圧力Ｐをある程度低下させることができ、エンジン停止前燃料圧力制御によって燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ0まで低下させるための時間が短くなる。これによりエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を第１実施形態よりも短縮することが可能となる。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置は、第１実施形態とほぼ同様であるが、エンジン停止前燃料圧力制御の内容において一部相違する。つまり、燃料噴射量の増加に起因する出力トルクの増加を、スロットル開度によって抑制するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。本実施形態は、第１実施形態だけでなく、第２実施形態にも適用することが可能である。
【００８１】
図８は、エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図８は、第１実施形態の図３に置き換わるものである。なお、ステップＳ１５２〜Ｓ１５６の処理は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８２】
第３実施形態のエンジン停止前燃料圧力制御では、ステップＳ１５７において、コントローラ８０は、エンジン停止要求前のアイドル運転時と同様にスロットルバルブ５３を全閉位置に制御する。スロットルバルブ５３が全閉位置にあると、ピストン往復動時のポンピングロスが大きくなり、さらにエンジン１００の各気筒に導入される吸気の吸気流量が低下する。
【００８３】
ステップＳ１５８では、コントローラ８０は、吸気弁３１の作動角をアイドル運転時よりも増大させる。吸気弁３１の作動角を増大させると吸気弁３１の開弁期間が長くなるので、スロットルバルブ５３が全閉位置にあっても、第１実施形態と同程度の吸気流量を確保することができる。
【００８４】
ステップＳ１５８の処理の後は、コントローラ８０はステップＳ１５２以降の処理を行う。
【００８５】
上記の通り本実施形態では、エンジン停止前燃料圧力制御においてスロットルバルブ５３を全閉位置に制御し、吸気弁３１の作動角をアイドル運転時よりも増大させる。これにより、第１実施形態と同程度の吸気流量を確保することができ、燃料圧力を速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させることができる。スロットルバルブ５３を全閉位置に制御すれば、ポンピングロスが大きくなるので、燃料噴射量の増加に起因する出力トルクの増大を抑制することも可能となる。
【００８６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００８７】
第１実施形態から第３実施形態においては、イグニッションスイッチ８１のオフ後に、タコメータをゼロにするように構成したり、タコメータ等の各種メータの照明をオフにするように構成したりしてもよい。このようにすれば運転者はエンジン１００が停止状態となったことを視認できるので、エンジン停止要求後の所定期間にエンジン運転が継続されても運転者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】車両用エンジンの概略構成図である。
【図２】燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】エンジン停止後燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】エンジン停止前燃料圧力制御の作用について説明するタイミングチャートである。
【図６】エンジン停止後燃料圧力制御の作用について説明するタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態における燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態におけるエンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１００ エンジン
１３ 燃焼室
２１ 点火プラグ
３１ 吸気弁
３２ 可変動弁機構
４１ 排気弁
４２ 可変動弁機構
５３ スロットルバルブ
６３ 空燃比センサ
７１ 燃料噴射弁
７２ デリバリパイプ
７３ 高圧燃料ポンプ
７８ 燃料圧力センサ
８０ コントローラ
８１ イグニッションスイッチ
８２ スロットル開度センサ
８３ クランク角センサ
８４ カム角センサ
８５ ポジションセンサ
８６ アイドルスイッチ
８７ ブレーキスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高圧燃料ポンプによって加圧した燃料をデリバリパイプに供給し、デリバリパイプ内の燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に噴射する直噴式エンジンが知られている。このような直噴式エンジンにおいては、エンジン停止後もデリバリパイプ内の燃料が高圧に保たれるため、燃料が燃料噴射弁から漏れ出るおそれがある。エンジン停止後に燃料噴射弁から漏れ出た燃料が未燃ガスとして大気中に排出されると、排気エミッションが悪化するという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、エンジン停止要求があった場合に、燃料噴射弁への燃料供給量を低下させるとともに燃料噴射弁による燃料噴射を継続することで、燃料圧力を低下させ、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制するエンジンの燃料圧力制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２９３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料圧力制御装置では、エンジン停止要求後も燃料噴射弁によって燃料を噴射し、燃料圧力が所定圧力まで低下した後にエンジンを停止するので、エンジン停止要求があってから実際にエンジンが停止するまでに時間がかかる。このようにエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間が長くなると、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、エンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮するとともに、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制できる直噴式エンジンの燃料圧力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】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、高圧燃料ポンプ（７３）によって加圧された燃料を燃料噴射弁（７１）によって燃焼室（１３）内に直接噴射する直噴式エンジン（１００）の燃料圧力制御装置において、エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段（Ｓ１０１）と、高圧燃料ポンプ（７３）から燃料噴射弁（７１）までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時にエンジン（１００）を停止するエンジン停止手段（Ｓ１０３、Ｓ１０７）と、エンジン停止要求検出時に、高圧燃料ポンプ（７３）を停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射弁（７１）からの燃料噴射量を増加させ、燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段（Ｓ１０２、Ｓ１０５）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン停止要求時に燃料噴射量を増加させるので、燃料圧力を所定圧まで速やかに低下させることができる。これによりエンジン停止要求後からエンジンを停止するまでの時間を短縮でき、かつエンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、車両用エンジンの概略構成図である。
【００１１】
エンジン１００は、直列４気筒エンジンであって、図１に示すようにシリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上側を覆うシリンダヘッド２０とを備える。
【００１２】
シリンダブロック１０には、ピストン１１を摺動自在に収めるシリンダ１２が形成される。ピストン１１の冠面と、シリンダ１２の壁面と、シリンダヘッド２０の下面とによって燃焼室１３が形成される。燃焼室１３で混合気が燃焼すると、ピストン１１は燃焼による燃焼圧力を受けてシリンダ１２を往復動する。
【００１３】
シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に吸気を流す吸気ポート３０と、燃焼室１３からの排気を排出する排気ポート４０とが形成される。
【００１４】
吸気ポート３０には、吸気弁３１が設けられる。吸気弁３１は、可変動弁機構３２の揺動カムによって駆動され、ピストン１１の上下動に応じて吸気ポート３０を開閉する。可変動弁機構３２は、吸気弁３１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更する。
【００１５】
排気ポート４０には、排気弁４１が設けられる。排気弁４１は、可変動弁機構４２の揺動カムによって駆動され、ピストン１１の上下動に応じて排気ポート４０を開閉する。可変動弁機構４２は、排気弁４１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更する。
【００１６】
なお、可変動弁機構３２、４２としては、例えば特開２００８−１１１３７５号公報に開示されているような可変動弁機構が用いられる。特開２００８−１１１３７５号公報の可変動弁機構では、制御軸の角度や駆動軸のカムスプロケットに対する位相を変更することによって、吸気弁や排気弁のリフト量や作動角を連続的に変更できる。
【００１７】
吸気ポート３０と排気ポート４０との間であって、シリンダヘッド２０の中心近傍には、点火プラグ２１が設置される。点火プラグ２１は、燃焼室１３内に形成された混合気に所定のタイミングで火花着火する。
【００１８】
吸気ポート３０には、各気筒に吸気を分配する吸気マニホールド５１が接続する。吸気マニホールド５１には、外部から取り込んだ吸気を流す吸気通路５２が接続する。吸気通路５２には、スロットルバルブ５３が設けられる。スロットルバルブ５３は、吸気通路５２の吸気流通面積を変化させることで、燃焼室１３に導入される吸気の吸気流量を調整する。
【００１９】
排気ポート４０には、各気筒からの排気を集合させる排気マニホールド６１が接続する。排気マニホールド６１の集合部には、排気通路６２が接続する。排気通路６２には、空燃比センサ６３と触媒コンバータ６４とが上流側から順次設けられる。空燃比センサ６３は、排気通路６２内を流れる排気中の酸素濃度を検出する。触媒コンバータ６４は、担体に三元触媒を担持しており、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素(ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。
【００２０】
エンジン１００には、燃料供給装置７０によって燃料が供給される。燃料供給装置７０は、燃料噴射弁７１と、デリバリパイプ７２と、高圧燃料ポンプ７３と、低圧燃料ポンプ７４と、燃料タンク７５とを備える。
【００２１】
燃料噴射弁７１は、エンジン１００の気筒毎にシリンダヘッド２０に設けられる。燃料噴射弁７１は、エンジン運転状態に応じた燃料を所定のタイミングで燃焼室１３内に直接噴射する。燃料噴射弁７１に供給される燃料は、燃料タンク７５に貯蔵される。
【００２２】
燃料タンク７５に貯蔵された燃料は、燃料タンク７５内に設けられた低圧燃料ポンプ７４から吐出される。吐出された低圧燃料は、低圧燃料通路７６を通って高圧燃料ポンプ７３に供給される。
【００２３】
高圧燃料ポンプ７３は、プランジャ式ポンプであって、ポンプカムが回転駆動してプランジャを往復動させることで燃料を加圧する。高圧燃料ポンプ７３のポンプカムは、エンジン１００のクランク軸の駆動力によって回転駆動する。クランク軸からの駆動力は、エンジン運転状態に応じてオルタネータ等の補機にも伝達される。
【００２４】
高圧燃料ポンプ７３から吐出された高圧燃料は、高圧燃料通路７７を通ってデリバリパイプ７２に流れ込み、デリバリパイプ７２から各燃料噴射弁７１に供給される。デリバリパイプ７２には、デリバリパイプ７２内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ７８が設けられる。
【００２５】
燃料噴射弁７１の燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグ２１の点火時期、スロットルバルブ５３の開度、吸気弁３１及び排気弁４１のバルブ特性などは、コントローラ８０によって制御される。コントローラ８０は、中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００２６】
コントローラ８０には、空燃比センサ６３や燃料圧力センサ７８のほか、イグニッションスイッチ８１や、スロットルバルブ５３の開度を検出するスロットル開度センサ８２、所定クランク角度ごとにクランク角信号を生成するクランク角センサ８３、可変動弁機構３２の揺動カムを駆動する駆動軸の回転角を検出するカム角センサ８４、シフトレバーのレンジ位置を検出するポジションセンサ８５、アイドル運転時にオンとなるアイドルスイッチ８６、パーキングブレーキ使用時にオンにとなるブレーキスイッチ８７からの検出データがそれぞれ信号として入力する。
【００２７】
ところで、直噴式エンジンにおいては、エンジン停止後もデリバリパイプ内の燃料が高圧に維持されるため、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が漏れ出て、排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、エンジン停止要求後にデリバリパイプ７２内の燃料圧力を速やかに低下させてからエンジン１００を停止することで、エンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮しつつ、エンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れるのを抑制する。
【００２９】
図２を参照して、コントローラ８０が実行する燃料圧力制御について説明する。
【００３０】
図２は、燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、エンジン運転開始ともに実施され、一定周期、例えば１０ミリ秒周期でエンジン運転終了まで実施される。
【００３１】
ステップＳ１０１では、コントローラ８０は、イグニッションスイッチ８１がオンからオフにされたか否かを判定する。
【００３２】
イグニッションスイッチ８１がオフにされた場合には、コントローラ８０はエンジン停止要求があったと判断して、ステップＳ１０２の処理を行う。それ以外の場合には、コントローラ８０は処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ１０２では、コントローラ８０は、高圧燃料ポンプ７３の駆動を停止する。高圧燃料ポンプ停止後は、高圧燃料ポンプ７３から燃料噴射弁７１までの燃料の燃料圧力が上昇することはない。
【００３４】
ステップＳ１０３では、コントローラ８０は、燃料圧力センサ７８の検出値に基づいて、デリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きいか否かを判定する。燃料圧力センサ７８の検出値から算出される燃料圧力Ｐが、高圧燃料ポンプ７３から燃料噴射弁７１までの燃料の燃料圧力を代表する。
【００３５】
燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合には、コントローラ８０はエンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れ出る可能性があると判定して、ステップＳ１０４の処理を行う。これに対して、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さい場合には、コントローラ８０はエンジン停止後に燃料噴射弁７１から燃料が漏れ出ることがないと判定し、ステップＳ１０７においてエンジン１００への燃料供給を止めてエンジン停止する。
【００３６】
ステップＳ１０４では、コントローラ８０は、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔが経過したか否かを判定する。
【００３７】
所定時間ｔを経過していない場合には、コントローラ８０はステップＳ１０５の処理を行う。これに対して、所定時間ｔを経過している場合には、コントローラ８０はステップＳ１０６の処理を行う。
【００３８】
ステップＳ１０５では、コントローラ８０はエンジン停止前燃料圧力制御を実行する。エンジン停止前燃料圧力制御の詳細については、図３を参照して後述する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、コントローラ８０はエンジン停止後燃料圧力制御を実行する。エンジン停止後燃料圧力制御の詳細については、図４を参照して後述する。
【００４０】
図３は、エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。エンジン停止前燃料圧力制御は、エンジン停止要求後に燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合に実施される。
【００４１】
ステップＳ１５１では、コントローラ８０は、スロットルバルブ５３の開度をエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増大させる。これによりエンジン１００の各気筒に導入される吸気の吸気流量が増加する。
【００４２】
ステップＳ１５２では、コントローラ８０は、失火しない範囲で目標空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定する。
【００４３】
ステップＳ１５１及びステップＳ１５２の処理によって、燃料噴射弁７１からの燃料噴射量をエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増加させることができ、デリバリパイプ７２内の燃料圧力を速やかに低下させることができる。このように燃料噴射量を増加させるとエンジン１００からの出力トルクが増加するが、コントローラ８０は、エンジン停止要求後における出力トルクの増加を抑制するためにステップＳ１５３〜Ｓ１５６の処理を実施する。
【００４４】
ステップＳ１５３では、コントローラ８０は、燃料噴射弁７１の燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角側に制御する。アイドル運転時は吸気行程前半で燃料噴射して均質混合気を形成すが、ここでは吸気行程後半から圧縮行程前半において燃料噴射して混合気の均質化を抑えることで、出力トルクの増加を抑制する。なお、圧縮行程後半において燃料噴射しないのは、失火を抑制するためである。
【００４５】
ステップＳ１５４では、コントローラ８０は、吸気弁３１と排気弁４１とが共に開弁する期間が長くなるように吸気弁３１の開弁時期と排気弁４１の閉弁時期を制御して、バルブオーバラップ量を増大させる。バルブオーバラップ量が増大すると、排気の一部が内部ＥＧＲガスとして燃焼室１３に導入されやすくなる。バルブオーバラップ量が増大して内部ＥＧＲ率が高くなると、燃焼室１３内における混合気の燃焼速度が低下するので、出力トルクの増加が抑制される。
【００４６】
ステップＳ１５５では、コントローラ８０は、点火プラグ２１の点火時期を圧縮上死点近傍から遅角側に制御する。このように点火時期を最適点火時期から離れるように遅角制御することで、出力トルクの増加が抑制される。
【００４７】
ステップＳ１５６では、コントローラ８０は、エンジン１００のクランク軸の駆動力によって駆動されるようにオルタネータを制御し、処理を終了する。このようにクランク軸からの駆動力によってオルタネータ等の補機類を駆動させることで、出力トルクの増加が抑制される。
【００４８】
上記の通り、エンジン停止前燃料圧力制御では、燃料圧力を速やかに低下させつつ、燃料噴射量の増加に起因するトルク変動を抑えることができる。
【００４９】
図４を参照して、エンジン停止後燃料圧力制御について説明する。図４は、エンジン停止後燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。エンジン停止後燃料圧力制御は、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔを経過しても、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下していない場合に実施される。
【００５０】
ステップＳ１６１では、コントローラ８０は、エンジン１００への燃料供給を止めて、エンジン停止する。イグニッションスイッチ８１をオフにした後もエンジン１００が運転され続けると、運転者に違和感を与えるため、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔを経過した後は、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合であってもエンジン１００を停止する。
【００５１】
ステップＳ１６２では、コントローラ８０は、吸気行程において排気弁４１が閉弁している気筒に燃料を噴射するように燃料噴射弁７１を制御する。燃料噴射弁７１は、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射する。
【００５２】
このようにエンジン停止後に燃料圧力Ｐを低下させるので、エンジン停止後における燃料噴射弁７１からの燃料漏れを抑制することができる。また、排気行程や膨張行程等の気筒に燃料を噴射すると、エンジン再始動時に未燃燃料が外部に排出されやすくなるが、吸気行程で排気弁４１が閉弁している気筒に噴射された燃料はエンジン再始動時に燃焼するので、エンジン停止後に噴射された燃料が外部に排出されることがない。
【００５３】
なお、吸気行程において排気弁４１が閉弁している気筒は、クランク角センサ８３の検出値とカム角センサ８４の検出値に基づいて決定される。
【００５４】
エンジン停止前燃料圧力制御及びエンジン停止後燃料圧力制御の作用について、図５及び図６を参照して説明する。
【００５５】
まず、図５のタイミングチャートを参照して、エンジン停止前燃料圧力制御の作用について説明する。
【００５６】
図５（Ａ）に示すように、時刻ｔ1で、運転者によってイグニッションスイッチ８１がオンからオフにされ、エンジン停止要求があると、図５（Ｃ）に示すように高圧燃料ポンプ７３の駆動が停止される。このとき図５（Ｅ）に示すようにデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きいので、エンジン停止前燃料圧力制御が実施される。
【００５７】
エンジン停止前燃料圧力制御では、図５（Ｇ）に示すようにスロットル開度がアイドル運転時よりも増大され、図５（Ｉ）に示すように目標空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定され、燃料噴射量がエンジン停止要求前のアイドル運転時よりも増加するので、図５（Ｅ）に示すように燃料圧力Ｐが速やかに低下する。時刻ｔ2で、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下すると、図５（Ｄ）に示すように燃料噴射弁７１からの燃燃料噴射が止められて図５（Ｂ）に示すようにエンジン１００が停止する。
【００５８】
燃料圧力を速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させると、エンジン１００の出力トルクが増加し、エンジン回転速度が上昇する。エンジン停止前燃料圧力制御の実施中は、図５（Ｈ）のように燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角し、図５（Ｆ）のように点火時期を圧縮上死点よりも遅角し、図５（Ｊ）のようにオルタネータを駆動させ、図５（Ｋ）のようにバルブオーバラップ量を増大させて内部ＥＧＲ率を高めるので、エンジン１００の出力トルクの増加が抑えられる。そのため図５（Ｂ）に示すように時刻ｔ1からｔ2の間でエンジン回転速度の上昇が抑制される。
【００５９】
次に、図６のタイミングチャートを参照して、エンジン停止後燃料圧力制御の作用について説明する。
【００６０】
図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ3で、運転者によってイグニッションスイッチ８１がオンからオフにされ、エンジン停止要求があると、図６（Ｃ）に示すように高圧燃料ポンプ７３の駆動が停止される。このときエンジン停止前燃料圧力制御が実施されるので、図６（Ｅ）に示すようにデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが低下し始める。
【００６１】
時刻ｔ4において、イグニッションスイッチ８１がオフにされてから所定時間ｔが経過した時には、エンジン停止後燃料圧力制御が実行される。エンジン停止後燃料圧力制御では、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0まで低下していない場合であっても、図６（Ｄ）に示すように燃料噴射弁７１からの燃料噴射を止め、図６（Ｂ）に示すようにエンジン１００を停止する。これによりイグニッションスイッチ８１をオフにしてからエンジン１００が停止するまでの時間が長くなり過ぎるのを抑制する。
【００６２】
そして、エンジン停止後の時刻ｔ5で、吸気行程であって排気弁４１が閉弁している気筒において、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射する。これによりエンジン停止後において燃料圧力Ｐを低下させるので、エンジン停止後における燃料噴射弁７１からの燃料漏れが抑制される。
【００６３】
以上により、本実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置では、下記の効果を得ることができる。
【００６４】
エンジン停止要求時にデリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合には、スロットル開度を増大し、目標空燃比をリッチに設定して、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも燃料噴射量を増加させる。そのため燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ0まで速やかに低下させてから、エンジン１００を停止できる。これによりエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を短縮するとともに、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制することが可能となる。
【００６５】
燃料圧力Ｐを速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させる場合には、燃料噴射時期をアイドル運転時よりも遅角し、点火時期を圧縮上死点よりも遅角し、オルタネータを駆動させ、バルブオーバラップ量を増大させて内部ＥＧＲ率を高めるので、エンジン１００の出力トルクの増加が抑えられる。そのため燃料噴射量を増加させた場合であっても、エンジン回転速度の上昇を抑制できる。
【００６６】
エンジン停止要求後から所定時間ｔが経過した時には、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも大きい場合であっても、エンジン１００を停止するので、イグニッションスイッチ８１をオフにしてからエンジン１００が停止するまでの時間が長くなり過ぎるのを抑制できる。このようにエンジン１００を停止する場合には、吸気行程であって排気弁４１が閉弁している気筒において、燃料圧力Ｐが所定圧Ｐ0よりも小さくなるまで燃料を噴射するので、エンジン停止後における燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制できる。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置は、第１実施形態とほぼ同様であるが、イグニッションスイッチ８１をオフにする前に燃料圧力を調整する点において一部相違する。つまり、エンジン停止要求前に予め燃料圧力を低下させるようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。
【００６８】
図７は、燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図７は、第１実施形態の図２に置き換わるものである。この制御ルーチンは、エンジン運転開始ともに実施され、一定周期、例えば１０ミリ秒周期でエンジン運転終了まで実施される。
【００６９】
なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７０】
イグニッションスイッチ８１がオフにされる前のステップＳ１０８では、コントローラ８０は、アイドルスイッチ８６からの信号に基づいて、エンジン１００がアイドル運転中か否かを判定する。
【００７１】
コントローラ８０は、アイドル運転中でない場合には処理を終了し、アイドル運転中の場合にはステップＳ１０９の処理を行う。
【００７２】
ステップＳ１０９では、コントローラ８０は、ポジションセンサ８５の検出値に基づいて、レンジ位置がドライブレンジ（Ｄレンジ）等の駆動レンジからニュートラルレンジ（Ｎレンジ）等の非駆動レンジに変更されたか否かを判定する。
【００７３】
レンジ位置がＤレンジから変更されていない場合には、コントローラ８０は処理を終了する。これに対して、レンジ位置がＮレンジ変更された場合には、コントローラ８０はステップＳ１１０の処理を行う。
【００７４】
ステップ１１０では、コントローラ８０は、ブレーキスイッチ８７からの信号に基づいて、車両がパーキングブレーキによって停止しているか否かを判定する。
【００７５】
パーキングブレーキが使用されていない場合には、コントローラ８０は処理を終了する。これに対して、パーキングブレーキによって車両が停止中である場合には、コントローラ８０はステップＳ１１１の処理を実行する。
【００７６】
ステップＳ１１１では、コントローラ８０は、燃料吐出量が低下するように高圧燃料ポンプ７３を制御する。このように高圧燃料ポンプ７３を制御することによって、デリバリパイプ７２内の燃料圧力Ｐをアイドル運転時における燃料圧力よりも低い所定圧Ｐ1まで低下させる。この所定圧Ｐ1は、ステップＳ１０３における所定圧Ｐ0よりも大きい値である。
【００７７】
なお、ステップＳ１１１の後は、コントローラ８０はステップＳ１０１以降の処理を実施する。
【００７８】
上記の通り本実施形態では、エンジン停止要求前に、アイドルスイッチ８６、ブレーキスイッチ８７及びポジションセンサ８５からの信号に基づいて、運転者がエンジン停止のための準備をしているか否かを判定する。エンジン停止準備中であると判定された場合（Ｓ１０８〜Ｓ１１０でＹＥＳ）には、高圧燃料ポンプ７３の燃料吐出量を低下させ（Ｓ１１１）、イグニッションスイッチ８１がオフにされて高圧燃料ポンプ７３が停止するまでの間に事前に燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ1まで低下させる。
【００７９】
したがって、エンジン停止前燃料圧力制御の実施前までに燃料圧力Ｐをある程度低下させることができ、エンジン停止前燃料圧力制御によって燃料圧力Ｐを所定圧Ｐ0まで低下させるための時間が短くなる。これによりエンジン停止要求後からエンジン停止までの時間を第１実施形態よりも短縮することが可能となる。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態のエンジン１００の燃料圧力制御装置は、第１実施形態とほぼ同様であるが、エンジン停止前燃料圧力制御の内容において一部相違する。つまり、燃料噴射量の増加に起因する出力トルクの増加を、スロットル開度によって抑制するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。本実施形態は、第１実施形態だけでなく、第２実施形態にも適用することが可能である。
【００８１】
図８は、エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図８は、第１実施形態の図３に置き換わるものである。なお、ステップＳ１５２〜Ｓ１５６の処理は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８２】
第３実施形態のエンジン停止前燃料圧力制御では、ステップＳ１５７において、コントローラ８０は、エンジン停止要求前のアイドル運転時と同様にスロットルバルブ５３を全閉位置に制御する。スロットルバルブ５３が全閉位置にあると、ピストン往復動時のポンピングロスが大きくなり、さらにエンジン１００の各気筒に導入される吸気の吸気流量が低下する。
【００８３】
ステップＳ１５８では、コントローラ８０は、吸気弁３１の作動角をアイドル運転時よりも増大させる。吸気弁３１の作動角を増大させると吸気弁３１の開弁期間が長くなるので、スロットルバルブ５３が全閉位置にあっても、第１実施形態と同程度の吸気流量を確保することができる。
【００８４】
ステップＳ１５８の処理の後は、コントローラ８０はステップＳ１５２以降の処理を行う。
【００８５】
上記の通り本実施形態では、エンジン停止前燃料圧力制御においてスロットルバルブ５３を全閉位置に制御し、吸気弁３１の作動角をアイドル運転時よりも増大させる。これにより、第１実施形態と同程度の吸気流量を確保することができ、燃料圧力を速やかに低下させるために燃料噴射量を増加させることができる。スロットルバルブ５３を全閉位置に制御すれば、ポンピングロスが大きくなるので、燃料噴射量の増加に起因する出力トルクの増大を抑制することも可能となる。
【００８６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００８７】
第１実施形態から第３実施形態においては、イグニッションスイッチ８１のオフ後に、タコメータをゼロにするように構成したり、タコメータ等の各種メータの照明をオフにするように構成したりしてもよい。このようにすれば運転者はエンジン１００が停止状態となったことを視認できるので、エンジン停止要求後の所定期間にエンジン運転が継続されても運転者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】車両用エンジンの概略構成図である。
【図２】燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】エンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】エンジン停止後燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】エンジン停止前燃料圧力制御の作用について説明するタイミングチャートである。
【図６】エンジン停止後燃料圧力制御の作用について説明するタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態における燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態におけるエンジン停止前燃料圧力制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１００ エンジン
１３ 燃焼室
２１ 点火プラグ
３１ 吸気弁
３２ 可変動弁機構
４１ 排気弁
４２ 可変動弁機構
５３ スロットルバルブ
６３ 空燃比センサ
７１ 燃料噴射弁
７２ デリバリパイプ
７３ 高圧燃料ポンプ
７８ 燃料圧力センサ
８０ コントローラ
８１ イグニッションスイッチ
８２ スロットル開度センサ
８３ クランク角センサ
８４ カム角センサ
８５ ポジションセンサ
８６ アイドルスイッチ
８７ ブレーキスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置において、
エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段と、
前記高圧燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時に前記エンジンを停止するエンジン停止手段と、
エンジン停止要求検出時に、前記高圧燃料ポンプを停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させ、前記燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力制御手段は、スロットルバルブの開度を増大させ、目標空燃比をリッチに設定することで、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧力制御手段は、スロットルバルブを全閉するとともに吸気弁の作動角を増大させ、目標空燃比をリッチに設定することで、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項４】
前記燃料圧力制御手段は、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を吸気行程後半から圧縮行程前半に設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項５】
前記燃料圧力制御手段は、混合気に点火する点火装置の点火時期を圧縮上死点から遅角制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項６】
前記燃料圧力制御手段は、内部ＥＧＲ率が高くなるように吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量を増大させる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項７】
前記燃料圧力制御手段は、前記エンジンのクランク軸の駆動力によって補機を駆動する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項８】
前記エンジン停止手段は、エンジン停止要求検出後から所定時間が経過した時には、前記燃料圧力が所定圧よりも大きい場合であっても前記エンジンを停止する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項９】
前記燃料圧力制御手段は、エンジン停止後に燃料圧力が所定圧よりも小さくなるよう、前記燃料噴射弁によって、吸気行程において排気弁が閉弁している気筒に燃料を噴射する、
ことを特徴とする請求項８に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項１０】
前記燃料圧力制御手段は、エンジン停止要求前のアイドル運転中において、シフトレバーのレンジ位置が駆動レンジから非駆動レンジに変更され、パーキングブレーキが使用された時には、前記燃料圧力が低下するように高圧燃料ポンプの吐出量をアイドル運転時よりも低下させる、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項１】
高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に直接噴射する直噴式エンジンの燃料圧力制御装置において、
エンジン停止要求を検出する停止要求検出手段と、
前記高圧燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの燃料の燃料圧力が所定圧より小さくなった時に前記エンジンを停止するエンジン停止手段と、
エンジン停止要求検出時に、前記高圧燃料ポンプを停止し、エンジン停止要求前のアイドル運転時よりも前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させ、前記燃料圧力を低下させる燃料圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力制御手段は、スロットルバルブの開度を増大させ、目標空燃比をリッチに設定することで、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧力制御手段は、スロットルバルブを全閉するとともに吸気弁の作動角を増大させ、目標空燃比をリッチに設定することで、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増加させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項４】
前記燃料圧力制御手段は、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を吸気行程後半から圧縮行程前半に設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項５】
前記燃料圧力制御手段は、混合気に点火する点火装置の点火時期を圧縮上死点から遅角制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項６】
前記燃料圧力制御手段は、内部ＥＧＲ率が高くなるように吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量を増大させる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項７】
前記燃料圧力制御手段は、前記エンジンのクランク軸の駆動力によって補機を駆動する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項８】
前記エンジン停止手段は、エンジン停止要求検出後から所定時間が経過した時には、前記燃料圧力が所定圧よりも大きい場合であっても前記エンジンを停止する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項９】
前記燃料圧力制御手段は、エンジン停止後に燃料圧力が所定圧よりも小さくなるよう、前記燃料噴射弁によって、吸気行程において排気弁が閉弁している気筒に燃料を噴射する、
ことを特徴とする請求項８に記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【請求項１０】
前記燃料圧力制御手段は、エンジン停止要求前のアイドル運転中において、シフトレバーのレンジ位置が駆動レンジから非駆動レンジに変更され、パーキングブレーキが使用された時には、前記燃料圧力が低下するように高圧燃料ポンプの吐出量をアイドル運転時よりも低下させる、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の直噴式エンジンの燃料圧力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−６５５５７（Ｐ２０１０−６５５５７Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３１０６２（Ｐ２００８−２３１０６２）
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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