蓄圧式燃料噴射装置
【課題】簡単な構成で早期始動を可能とする蓄圧式燃料噴射装置を得る。
【解決手段】内燃機関１の運転状態に基づいて内燃機関１の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ機能による自動停止の際に（Ｓ１００）、内燃機関１の回転数が自己復帰回転数以下となったときに燃料噴射弁５を空打ち駆動してコモンレール２の燃料圧を減圧する（Ｓ１２０，Ｓ１３０）。そして、内燃機関１の回転数が予め設定された回転数以下となったときに（Ｓ１４０）、スロットルバルブを全開して内燃機関１への吸入空気を増加させると共に、調量弁１４を全開制御して高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させる（Ｓ１６０）。これにより、一方のプランジャ３２，３４が圧縮行程開始の状態で停止し、一方の加圧室３６，３８に最大量の燃料を吸入した状態で停止する。
【解決手段】内燃機関１の運転状態に基づいて内燃機関１の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ機能による自動停止の際に（Ｓ１００）、内燃機関１の回転数が自己復帰回転数以下となったときに燃料噴射弁５を空打ち駆動してコモンレール２の燃料圧を減圧する（Ｓ１２０，Ｓ１３０）。そして、内燃機関１の回転数が予め設定された回転数以下となったときに（Ｓ１４０）、スロットルバルブを全開して内燃機関１への吸入空気を増加させると共に、調量弁１４を全開制御して高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させる（Ｓ１６０）。これにより、一方のプランジャ３２，３４が圧縮行程開始の状態で停止し、一方の加圧室３６，３８に最大量の燃料を吸入した状態で停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料が蓄圧されるコモンレールへの高圧燃料供給ポンプからの供給を調量弁により制御する蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧に蓄圧された燃料を保持するコモンレールから燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置では、高圧燃料供給ポンプからコモンレールに高圧燃料を供給すると共に、調量弁を制御して高圧燃料供給ポンプからの供給量を変更して、コモンレールの燃料圧を制御している。
【０００３】
一方、内燃機関の始動時には、燃料噴射弁の噴射可能圧までコモンレール内の燃料圧を昇圧させなければならないために、内燃機関の停止によりコモンレール内の燃料圧が低い圧力になっているとコモンレール内の燃料圧を昇圧させるための始動時間を必要とする。
【０００４】
最近、燃費改善の要求から、内燃機関の自動停止・自動始動を行うアイドリングストップ機能を備えた車両が用いられ、特に、始動時間の短縮が求められており、例えば、特許文献１にあるように、コモンレールに減圧弁を設けて、内燃機関の停止時にコモンレール内の燃料圧力を保持するようにし、また、内燃機関の始動時のクランキング動作に伴って減圧弁を介して燃料噴射弁に高圧燃料を供給して、燃料噴射を早期に開始できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０３８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうした従来のものでは、早期始動が可能であるが、減圧弁を設けなければならず、また、当該減圧弁で、再始動されるまでの間、コモンレールの燃料圧を保持するようにしなければならず、装置が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、簡単な構成で早期始動を可能とする蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
高圧に蓄圧された燃料を保持し燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプと、
前記高圧燃料供給ポンプへの前記燃料の吸入を調量する調量弁とを備え、
前記調量弁を制御して前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段と、
前記自動停止の際に、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる停止時制御手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置がそれである。
【０００９】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる構成としてもよい。また、前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記内燃機関への吸入空気も増加させる構成としてもよい。
【００１０】
更に、内燃機関の停止の際に、前記内燃機関の回転数が自己復帰回転数以下となったときに前記燃料噴射弁を駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧制御手段を備えるようにしてもよい。前記減圧制御手段は、前記燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧するようにしてもよい。また、前記自動始動の際に、前記内燃機関の回転数に基づいて前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプから前記コモンレールへ高圧燃料を供給させる再始動時制御手段を備えた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、自動停止の際に、調量弁を制御して増加した燃料を高圧燃料供給ポンプに吸入した状態で内燃機関を停止させるので、再始動の際に速やかに高圧燃料がコモンレールに供給されて昇圧されるので、簡単な構成で早期始動が可能であるという効果を奏する。
【００１２】
内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、調量弁を制御して高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることにより、停止時にコモンレールに高圧燃料を供給することなく、高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることができる。
【００１３】
また、内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに吸入空気を増加させることにより、ピストンを圧縮行程開始の状態で停止させることができるので、高圧燃料供給ポンプのプランジャを下死点で停止させることができる。更に、回転数が自己復帰回転数以下となったときに燃料噴射弁を駆動することにより、コモンレールの燃料圧を減圧でき、再始動時の燃料圧のオーバーシュートを防止できる。その際、燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動することにより、燃料を噴射することなくコモンレールの燃料圧を減圧できる。更に、再始動時に、回転数に基づいて調量弁を制御してコモンレールに高圧燃料を供給することにより、速やかにコモンレールの燃料圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の燃料供給系の構成図である。
【図３】本実施形態の電子制御ユニットにおいて行われる停止時制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の内燃機関の回転数とコモンレールの燃料圧、プランジャのストローク等との関係を示すタイミングチャートである。
【図５】本実施形態の内燃機関の各種のエネルギ損失を示す説明図である。
【図６】本実施形態の内燃機関の停止時のスロットルバルブ開度と回転数との関係を示すタイミングチャートである。
【図７】本実施形態の電子制御ユニットにおいて行われる始動時制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。
図１に示すように、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、４気筒のディーゼル式内燃機関１に適用されており、内燃機関１は高圧燃料を蓄え保持するコモンレール２と、燃料タンク３からフィードポンプ１０により汲み上げた燃料を加圧してコモンレール２に供給する高圧燃料供給ポンプ４と、高圧配管１７を介してコモンレール２より供給される高圧燃料を内燃機関１の気筒内の燃焼室２１に噴射する燃料噴射弁５と、燃料噴射弁５等を電子制御する電子制御ユニット６（以下ＥＣＵ６と呼ぶ）とを備えている。
【００１６】
内燃機関１の吸気系には、燃焼室２１と吸気バルブ２２を介して連通する吸気ポート２４が設けられている。内燃機関１の排気系には、燃焼室２１と排気バルブ２６を介して連通する排気ポート２８が設けられている。
【００１７】
コモンレール２は、ＥＣＵ６により運転状態等に基づいて目標圧が設定され、高圧燃料供給ポンプ４から供給された高圧燃料を目標圧に蓄圧する。このコモンレール２には、蓄圧された燃料圧を検出してＥＣＵ６に出力する燃料圧センサ７が取り付けられている。
【００１８】
高圧燃料供給ポンプ４は、図２に示すように、内燃機関１の２回転で１回転するカム３１により、第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とを往復動させ、２つの加圧室３６，３８から交互にコモンレール２に高圧燃料を内燃機関１の２回転でそれぞれ１回づつ吐出する周知のものである。高圧燃料供給ポンプ４は、フィードポンプ１０より送り出された燃料を吸入し、加圧された燃料を吐出弁４０，４２を押し開いてコモンレール２に供給するように構成されている。
【００１９】
高圧燃料供給ポンプ４の各加圧室３６，３８とフィードポンプ１０との間には、１つの調量弁１４と各加圧室３６，３８毎の逆止弁４４，４６とが設けられており、調量弁１４はソレノイド４８を励磁することにより弁体５０を閉弁方向に移動すると共に、スプリング５２の付勢力で弁体５０を開弁方向に移動し、ソレノイド４８を励磁する電流値に応じて弁開度を可変できるノーマリオープン型の周知のものである。
【００２０】
ソレノイド４８に入力される励磁電流値を制御することにより弁開度を調整して高圧燃料供給ポンプ４への燃料流入速度を変化させることにより吸入燃料を調量し、高圧燃料供給ポンプ４への燃料吸入量を制御して、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２への高圧燃料の供給量を調整して、コモンレール２の燃料圧を制御している。
【００２１】
図１に示すように、各センサ等はＥＣＵ６に接続されており、ＥＣＵ６は、周知のＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６等を中心に論理演算回路として構成され、外部と入出力を行う入出力回路、ここでは入出力回路６８をコモンバス７０を介して相互に接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ６２は、燃料圧センサ７、図示しないクランク軸に設けられたパルサ１６ａに形成された複数の歯を検出する電磁ピックアップを用いた回転センサ１８ａ、クランク軸の２回転で１回転する図示しないカム軸に設けられたパルサ１６ｂに各気筒に対応して形成された複数の歯を検出する気筒判別センサ１８ｂ、アクセルペダル１９の踏込量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２０、冷却水温度を検出する水温センサ２２からの入力信号を入出力回路６８を介して入力する。
【００２３】
これらの信号及びＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６内のデータや予め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ６２は、回転センサ１８ａにより検出される回転数やアクセル開度センサ２０により検出されるアクセル開度等の運転状態に基づいて燃料噴射弁５からの噴射量や噴射時期を算出する。
【００２４】
また、回転数や噴射量に基づいて、コモンレール２の目標圧を算出し、噴射量とコモンレール２の目標圧とに基づいて、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給する供給量を算出する。供給量の算出の際には、燃料圧センサ７により検出されるコモンレール２の燃料圧と、目標圧とに基づいて、例えば、ＰＩＤ制御等によるフィードバック制御が行われる。
【００２５】
更に、内燃機関１の運転状態に基づいて内燃機関１の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段としてのアイドリングストップ機能（ＩＳＳ）を備えており、アイドリングストップ機能は運転時に自動停止条件が成立すると内燃機関１の運転を自動的に停止させ、内燃機関１が自動停止された後に自動始動条件が成立すると内燃機関１を自動的に始動させる。
【００２６】
例えば、内燃機関１の冷却水温度が所定の範囲にあり、アクセルペダル１９が踏まれていない状態にあり、図示しないバッテリの電圧が基準電圧以上であり、図示しないブレーキペダルが踏み込まれている状態であり、車両速度が所定速度以下である全ての条件がみたされたときに自動停止条件が成立している判断し、いずれか一つでも満たされないときには自動始動条件が成立すると判断する。
【００２７】
次に、ＥＣＵ６により実行される停止時制御処理について図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、内燃機関１の運転中に、アイドリングストップ機能により内燃機関１の運転を自動停止する場合の停止要求があったか否かを判断する（ステップ１００。以下Ｓ１００という。以下同様。）。内燃機関１の停止要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）待機し、アイドリングストップ機能による自動停止の際にはＥＣＵ６は燃料噴射弁５からの燃料噴射を停止する。
【００２８】
内燃機関１の停止要求があったと判断すると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、図示しないモータを駆動してスロットルバルブを全閉にする（Ｓ１１０）。次に、回転センサ１８ａにより検出される回転数が自己復帰回転数以下となったか否かを判断する（Ｓ１２０）。
【００２９】
ここで、自己復帰回転数とは、燃料噴射を停止して、内燃機関１の回転数が低下している途中で、アクセルペダル１９を踏んで燃料噴射を再開したときに、内燃機関１の運転が再開される回転数である。この自己復帰回転数以下となってからアクセルペダル１９を踏んで燃料噴射を再開しても内燃機関１の運転は再開されない。
【００３０】
現在の回転数が自己復帰回転数よりも高いときには、Ｓ１１０以下の処理を繰り返し（Ｓ１２０：ＮＯ）、現在の回転数が自己復帰回転数以下となったときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、空打ちを実行する（Ｓ１３０）。
【００３１】
燃料噴射弁５から燃料を噴射する際、燃料噴射弁５を図示しないニードルを摺動させて開弁するためにコモンレール２の高圧燃料を消費する。空打ちとは、燃料噴射弁５を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して、燃料噴射弁５からは燃料が噴射されないが、コモンレール２の高圧燃料を消費する駆動をいう。空打ちを実行することにより、コモンレール２内の高圧燃料が消費されて、コモンレール２の燃料圧が減圧される。
【００３２】
続いて、現在の回転数が予め設定された回転数以下となったか否かを判断する（Ｓ１４０）。現在の回転数が設定回転数よりも高いときには（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１３０以下の処理を繰り返し、現在の回転数が設定回転数以下となったときには（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、空打ちを停止する（Ｓ１５０）。続いて、図示しないスロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にする（Ｓ１６０）。
【００３３】
図５に示すように、燃料噴射が停止したときの内燃機関１の回転エネルギをＥとすると、回転エネルギＥは各種の損失により減少する。各種の損失には、空気の給排の仕事をするポンプ損失Ｅp、ピストンの摺動による摩擦損失Ｅf、他の機器を駆動する補機損失Ｅaがある。
【００３４】
下記（１）式に示すように、次回の上死点での回転エネルギＥ(i+1)は今回の上死点での回転エネルギＥ(i)から今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)を減算した値になる。また、下記（２）式に示すように、今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)はポンプ損失Ｅp(i)、摩擦損失Ｅf(i)、補機損失Ｅa(i)を加算した値になる。更に、下記（３）式に示すように、今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)は前回の上死点での回転エネルギＥ(i-1)から今回の上死点での回転エネルギＥ(i)を減算した値になる。尚、添字iは今回の上死点での状態を示す。
【００３５】
Ｅ(i+1)＝Ｅ(i)−LossＥ(i) …（１）
LossＥ(i)＝Ｅp(i)＋Ｅf(i)＋Ｅa(i) …（２）
LossＥ(i)＝Ｅ(i-1)−Ｅ(i) …（３）
図６に示すように、燃料噴射の停止と共に、スロットルバルブを全閉にすると、内燃機関１は前記各種の損失により回転数Ｎｅが低下する。スロットルバルブを全閉にすることにより、内燃機関１に振動が発生するのを防止できる。
【００３６】
一方、内燃機関１の回転数Ｎｅが低下しているときに、スロットルバルブを全開にすると、気筒内に空気が吸入されて、圧縮行程では大きな損失となり、回転数Ｎｅが急激に低下して、内燃機関１が停止する。
【００３７】
例えば、ある気筒が吸入工程となったときに、スロットルバルブを全開にすると、気筒内への吸入空気が増加し、吸入工程から圧縮行程になったときに急激に損失が増加して、内燃機関１が停止する。これにより、ある気筒が吸入工程となったタイミングでスロットルバルブを全開にすると、内燃機関１をある気筒の圧縮行程開始の回転位置で停止できる。
【００３８】
スロットルバルブを全閉のままで、停止する直前の２圧縮目開始時の回転数のときに、スロットルバルブを全開にすると、その気筒の圧縮行程開始の回転位置で停止できることが実験等から得られている。
【００３９】
前述したＳ１４０の設定回転数は、ある気筒が停止する直前の２圧縮目開始時の回転数で、予め実験によりその内燃機関１の停止する際の回転数を測定し、予め記憶している。この設定回転数となったときに、スロットルバルブを全開にすると内燃機関１はその気筒の圧縮行程開始の状態で停止する。
【００４０】
図６では、内燃機関１の停止時に、内燃機関１の各気筒の上死点ＴＤＣでの回転数Ｎｅが低下する状態を示しており、圧縮行程開始の状態で停止させようとする気筒の上死点ＴＤＣでの回転数Ｎｅ(i)が設定回転数以下となったときに、スロットルバルブを全開にすると、圧縮行程開始時に停止する状態を示している。
【００４１】
また、同様に、調量弁１４を全開にすることにより、高圧燃料供給ポンプ４にフィードポンプ１０からの燃料が吸入される。高圧燃料供給ポンプ４はクランク軸の２回転で１回転するように駆動されるので、第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とはクランク軸の２回転で１往復動すると共に、その位相は１８０度異なる。
【００４２】
例えば、第１プランジャ３２が上死点となったときに、調量弁１４を全開して加圧室３６に燃料を吸入し、第１プランジャ３２が圧縮を開始すると急激に損失が増加する。これにより、第１プランジャ３２は圧縮工程開始の状態で内燃機関１が停止する。その際、第２プランジャ３４は上死点で停止している。
【００４３】
高圧燃料供給ポンプ４はクランク軸の２回転で１往復動する第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とを有し、内燃機関１はクランク軸の２回転で２往復動する４つの気筒を有する。従って、例えば、第１気筒の圧縮行程と第１プランジャ３２の圧縮行程とが同時期に行われ、第４気筒の圧縮行程と第２プランジャ３４の圧縮行程とが同時期に行われる。
【００４４】
図４に示すように、設定回転数となり、第１気筒の吸入工程の開始時に、スロットルバルブを全開にすることにより、内燃機関１は第１気筒の圧縮行程開始の状態で停止し、その際、第１プランジャ３２も圧縮行程開始の状態で停止する。あるいは、設定回転数となり、第４気筒の吸入工程の開始時に、スロットルバルブを全開にすることにより、内燃機関１は第４気筒の圧縮行程開始の状態で停止し、その際、第２プランジャ３４も圧縮行程開始の状態で停止する。
【００４５】
スロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にして、例えば、内燃機関１を第１プランジャ３２または第２プランジャ３４が圧縮行程開始の状態で停止させた後、スロットルバルブを全閉にして（Ｓ１７０）、本制御処理を一旦終了する。
【００４６】
このように、内燃機関１を停止する際に、自己復帰回転数以下となったときに、燃料噴射弁５を空打ちして、コモンレール２の燃料圧を速やかに減圧させる。その際、燃料噴射弁５を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動することにより、燃料を噴射することなくコモンレール２の燃料圧を減圧できる。
【００４７】
停止要求の後、時間をあけずに再始動要求があると、コモンレール２の燃料圧が０になる前に高圧燃料供給ポンプ４から燃料が圧送されて、コモンレール２の燃料圧がオーバーシュートする可能性がある。空打ちしてコモンレール２の燃料圧を速やかに減圧させることにより、オーバーシュートを防止できる。尚、オーバーシュートが問題にならない場合には、空打ちを実施しなくてもよい。
【００４８】
更に、設定回転数以下となったときには、スロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にして、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４が圧縮行程開始の状態で停止さる。従って、次に内燃機関１が始動される際には、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４により燃料がコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに上昇し、内燃機関１の再始動が早期に行われる。
【００４９】
停止要求により、調量弁１４を全開にすることなく、内燃機関１を停止すると、例えば、アイドル回転数の状態から内燃機関１を停止すると、アイドル回転数での燃料消費量は少なく、コモンレール２の目標圧も低いので、調量弁１４の弁開度は小さく、高圧燃料供給ポンプ４の両加圧室３６，３８に吸入されている燃料量も少ない。従って、再始動時の最初の回転で高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給される燃料量も少ない。
【００５０】
しかし、停止要求時に、調量弁１４を全開にして、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４の圧縮行程開始の状態で停止させることにより、一方の加圧室３６，３８には最大量の燃料が吸入されている。従って、再始動時には、この最大量の燃料が高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５１】
また、本実施形態では、高圧燃料供給ポンプ４は２つのプランジャ３２，３４を１８０度の位相差を持って往復動するので、例えば、第１プランジャ３２が圧縮行程の中間で停止すると、第２プランジャ３４は吸入工程の中間で停止した状態となる。よって、第１プランジャ３２の加圧室３６には最大量の半分の燃料が吐出されずに残った状態であり、第２プランジャ３４の加圧室３８には最大量の半分の燃料が吸入された状態にある。両方の加圧室３６，３８の燃料を合計すると、一方の加圧室３６，３８の最大量の燃料と同じになる。
【００５２】
従って、再始動時の最初の回転で第１プランジャ３２の加圧室３６から最大量の半分の燃料が吐出され、続いて、第２プランジャ３４の加圧室３８から最大量の半分の燃料が吐出されるので、合計すると、一方の加圧室３６，３８の最大量と同じ燃料量がコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５３】
一方のプランジャ３２，３４が下死点にある状態で停止させなくても、再始動時の最初の回転で一方の加圧室３６，３８の最大量と同じ燃料量がコモンレール２に供給される。一方のプランジャ３２，３４が下死点にある状態で停止させることにより、一方の加圧室３６，３８の最大量の燃料が連続的に、かつ、速やかにコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５４】
内燃機関１の回転数が設定回転数以下となったときに、調量弁１４を制御して高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させることにより、停止時にコモンレール２に高圧燃料を供給することなく、高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させることができる。
【００５５】
次に、ＥＣＵ６により実行される始動時制御処理について図７に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、アイドリングストップ機能により内燃機関１の運転を自動始動する場合の再始動要求があったか否かを判断する（Ｓ２００）。始動要求があるとＥＣＵ６は図示しないスタータモータを駆動して内燃機関１のクランキングを開始し、内燃機関１の始動要求がないときには（Ｓ２００：ＮＯ）、待機する。
【００５６】
始動要求があったときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、瞬時の内燃機関１の回転数を回転センサ１８ａにより検出する（Ｓ２１０）。瞬時の回転数は、回転センサ１８ａからのパルス間隔から算出され、クランク軸が例えば１０度回転する間の回転数である。次に、この検出した瞬時回転数に基づいて、瞬時回転数に応じた調量弁１４の開度を算出し、調量弁１４を算出した開度に制御する（Ｓ２２０）。
【００５７】
回転数、アクセル開度、コモンレール２の燃料圧等と調量弁１４の開度との予め設定された関係マップから、調量弁１４の開度を算出する。この関係マップは通常運転時のものを用いればよい。始動要求があったときに、瞬時回転数を検出して調量弁１４を開弁制御することにより、コモンレール２の燃料圧を速やかに適正圧力に制御できる。
【００５８】
次に、気筒判別が終了したか否かを判断する（Ｓ２３０）。気筒判別は、内燃機関１が始動されて気筒判別センサ１８ｂにより気筒判別が完了したか否かにより判断し、気筒判別が終了していないときには（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２１０以下の処理を繰り返して、瞬時回転数に基づいて調量弁１４の開度制御を行う。気筒判別センサ１８ｂにより気筒判別が完了するには、クランク軸が最大２回転する必要がある。
【００５９】
気筒判別が終了したと判断したときには（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、通常の燃料圧送制御を実行し（Ｓ２４０）、内燃機関１が始動される（Ｓ２５０）。通常の燃料圧送制御では内燃機関１の運転状態に基づいてコモンレール２の目標燃料圧を算出し、燃料圧センサ７により検出される燃料圧と目標燃料圧との差に基づいて調量弁１４の開度をフィードバック制御を行う。
【００６０】
尚、本実施形態では、Ｓ１００，Ｓ１４０，Ｓ１６０の処理の実行が停止時制御手段として働き、Ｓ１２０，Ｓ１３０の処理の実行が減圧制御手段として働き、Ｓ２００〜Ｓ２２０り処理の実行が再始動時制御手段として働く。
【００６１】
以上本発明はこの様な実施形態に何等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において種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００６２】
１…内燃機関 ２…コモンレール
３…燃料タンク ４…高圧燃料供給ポンプ
５…燃料噴射弁 ６…電子制御ユニット
７…燃料圧センサ １０…フィードポンプ
１４…調量弁 １８ａ…回転センサ
１８ｂ…気筒判別センサ ２０…アクセル開度センサ
２１…燃焼室 ３２…第１プランジャ
３４…第２プランジャ ３６，３８…加圧室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料が蓄圧されるコモンレールへの高圧燃料供給ポンプからの供給を調量弁により制御する蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧に蓄圧された燃料を保持するコモンレールから燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置では、高圧燃料供給ポンプからコモンレールに高圧燃料を供給すると共に、調量弁を制御して高圧燃料供給ポンプからの供給量を変更して、コモンレールの燃料圧を制御している。
【０００３】
一方、内燃機関の始動時には、燃料噴射弁の噴射可能圧までコモンレール内の燃料圧を昇圧させなければならないために、内燃機関の停止によりコモンレール内の燃料圧が低い圧力になっているとコモンレール内の燃料圧を昇圧させるための始動時間を必要とする。
【０００４】
最近、燃費改善の要求から、内燃機関の自動停止・自動始動を行うアイドリングストップ機能を備えた車両が用いられ、特に、始動時間の短縮が求められており、例えば、特許文献１にあるように、コモンレールに減圧弁を設けて、内燃機関の停止時にコモンレール内の燃料圧力を保持するようにし、また、内燃機関の始動時のクランキング動作に伴って減圧弁を介して燃料噴射弁に高圧燃料を供給して、燃料噴射を早期に開始できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０３８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうした従来のものでは、早期始動が可能であるが、減圧弁を設けなければならず、また、当該減圧弁で、再始動されるまでの間、コモンレールの燃料圧を保持するようにしなければならず、装置が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、簡単な構成で早期始動を可能とする蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
高圧に蓄圧された燃料を保持し燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプと、
前記高圧燃料供給ポンプへの前記燃料の吸入を調量する調量弁とを備え、
前記調量弁を制御して前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段と、
前記自動停止の際に、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる停止時制御手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置がそれである。
【０００９】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる構成としてもよい。また、前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記内燃機関への吸入空気も増加させる構成としてもよい。
【００１０】
更に、内燃機関の停止の際に、前記内燃機関の回転数が自己復帰回転数以下となったときに前記燃料噴射弁を駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧制御手段を備えるようにしてもよい。前記減圧制御手段は、前記燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧するようにしてもよい。また、前記自動始動の際に、前記内燃機関の回転数に基づいて前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプから前記コモンレールへ高圧燃料を供給させる再始動時制御手段を備えた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、自動停止の際に、調量弁を制御して増加した燃料を高圧燃料供給ポンプに吸入した状態で内燃機関を停止させるので、再始動の際に速やかに高圧燃料がコモンレールに供給されて昇圧されるので、簡単な構成で早期始動が可能であるという効果を奏する。
【００１２】
内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、調量弁を制御して高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることにより、停止時にコモンレールに高圧燃料を供給することなく、高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることができる。
【００１３】
また、内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに吸入空気を増加させることにより、ピストンを圧縮行程開始の状態で停止させることができるので、高圧燃料供給ポンプのプランジャを下死点で停止させることができる。更に、回転数が自己復帰回転数以下となったときに燃料噴射弁を駆動することにより、コモンレールの燃料圧を減圧でき、再始動時の燃料圧のオーバーシュートを防止できる。その際、燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動することにより、燃料を噴射することなくコモンレールの燃料圧を減圧できる。更に、再始動時に、回転数に基づいて調量弁を制御してコモンレールに高圧燃料を供給することにより、速やかにコモンレールの燃料圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の燃料供給系の構成図である。
【図３】本実施形態の電子制御ユニットにおいて行われる停止時制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の内燃機関の回転数とコモンレールの燃料圧、プランジャのストローク等との関係を示すタイミングチャートである。
【図５】本実施形態の内燃機関の各種のエネルギ損失を示す説明図である。
【図６】本実施形態の内燃機関の停止時のスロットルバルブ開度と回転数との関係を示すタイミングチャートである。
【図７】本実施形態の電子制御ユニットにおいて行われる始動時制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置を示す全体構成図である。
図１に示すように、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、４気筒のディーゼル式内燃機関１に適用されており、内燃機関１は高圧燃料を蓄え保持するコモンレール２と、燃料タンク３からフィードポンプ１０により汲み上げた燃料を加圧してコモンレール２に供給する高圧燃料供給ポンプ４と、高圧配管１７を介してコモンレール２より供給される高圧燃料を内燃機関１の気筒内の燃焼室２１に噴射する燃料噴射弁５と、燃料噴射弁５等を電子制御する電子制御ユニット６（以下ＥＣＵ６と呼ぶ）とを備えている。
【００１６】
内燃機関１の吸気系には、燃焼室２１と吸気バルブ２２を介して連通する吸気ポート２４が設けられている。内燃機関１の排気系には、燃焼室２１と排気バルブ２６を介して連通する排気ポート２８が設けられている。
【００１７】
コモンレール２は、ＥＣＵ６により運転状態等に基づいて目標圧が設定され、高圧燃料供給ポンプ４から供給された高圧燃料を目標圧に蓄圧する。このコモンレール２には、蓄圧された燃料圧を検出してＥＣＵ６に出力する燃料圧センサ７が取り付けられている。
【００１８】
高圧燃料供給ポンプ４は、図２に示すように、内燃機関１の２回転で１回転するカム３１により、第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とを往復動させ、２つの加圧室３６，３８から交互にコモンレール２に高圧燃料を内燃機関１の２回転でそれぞれ１回づつ吐出する周知のものである。高圧燃料供給ポンプ４は、フィードポンプ１０より送り出された燃料を吸入し、加圧された燃料を吐出弁４０，４２を押し開いてコモンレール２に供給するように構成されている。
【００１９】
高圧燃料供給ポンプ４の各加圧室３６，３８とフィードポンプ１０との間には、１つの調量弁１４と各加圧室３６，３８毎の逆止弁４４，４６とが設けられており、調量弁１４はソレノイド４８を励磁することにより弁体５０を閉弁方向に移動すると共に、スプリング５２の付勢力で弁体５０を開弁方向に移動し、ソレノイド４８を励磁する電流値に応じて弁開度を可変できるノーマリオープン型の周知のものである。
【００２０】
ソレノイド４８に入力される励磁電流値を制御することにより弁開度を調整して高圧燃料供給ポンプ４への燃料流入速度を変化させることにより吸入燃料を調量し、高圧燃料供給ポンプ４への燃料吸入量を制御して、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２への高圧燃料の供給量を調整して、コモンレール２の燃料圧を制御している。
【００２１】
図１に示すように、各センサ等はＥＣＵ６に接続されており、ＥＣＵ６は、周知のＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６等を中心に論理演算回路として構成され、外部と入出力を行う入出力回路、ここでは入出力回路６８をコモンバス７０を介して相互に接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ６２は、燃料圧センサ７、図示しないクランク軸に設けられたパルサ１６ａに形成された複数の歯を検出する電磁ピックアップを用いた回転センサ１８ａ、クランク軸の２回転で１回転する図示しないカム軸に設けられたパルサ１６ｂに各気筒に対応して形成された複数の歯を検出する気筒判別センサ１８ｂ、アクセルペダル１９の踏込量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２０、冷却水温度を検出する水温センサ２２からの入力信号を入出力回路６８を介して入力する。
【００２３】
これらの信号及びＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６内のデータや予め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ６２は、回転センサ１８ａにより検出される回転数やアクセル開度センサ２０により検出されるアクセル開度等の運転状態に基づいて燃料噴射弁５からの噴射量や噴射時期を算出する。
【００２４】
また、回転数や噴射量に基づいて、コモンレール２の目標圧を算出し、噴射量とコモンレール２の目標圧とに基づいて、高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給する供給量を算出する。供給量の算出の際には、燃料圧センサ７により検出されるコモンレール２の燃料圧と、目標圧とに基づいて、例えば、ＰＩＤ制御等によるフィードバック制御が行われる。
【００２５】
更に、内燃機関１の運転状態に基づいて内燃機関１の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段としてのアイドリングストップ機能（ＩＳＳ）を備えており、アイドリングストップ機能は運転時に自動停止条件が成立すると内燃機関１の運転を自動的に停止させ、内燃機関１が自動停止された後に自動始動条件が成立すると内燃機関１を自動的に始動させる。
【００２６】
例えば、内燃機関１の冷却水温度が所定の範囲にあり、アクセルペダル１９が踏まれていない状態にあり、図示しないバッテリの電圧が基準電圧以上であり、図示しないブレーキペダルが踏み込まれている状態であり、車両速度が所定速度以下である全ての条件がみたされたときに自動停止条件が成立している判断し、いずれか一つでも満たされないときには自動始動条件が成立すると判断する。
【００２７】
次に、ＥＣＵ６により実行される停止時制御処理について図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、内燃機関１の運転中に、アイドリングストップ機能により内燃機関１の運転を自動停止する場合の停止要求があったか否かを判断する（ステップ１００。以下Ｓ１００という。以下同様。）。内燃機関１の停止要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）待機し、アイドリングストップ機能による自動停止の際にはＥＣＵ６は燃料噴射弁５からの燃料噴射を停止する。
【００２８】
内燃機関１の停止要求があったと判断すると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、図示しないモータを駆動してスロットルバルブを全閉にする（Ｓ１１０）。次に、回転センサ１８ａにより検出される回転数が自己復帰回転数以下となったか否かを判断する（Ｓ１２０）。
【００２９】
ここで、自己復帰回転数とは、燃料噴射を停止して、内燃機関１の回転数が低下している途中で、アクセルペダル１９を踏んで燃料噴射を再開したときに、内燃機関１の運転が再開される回転数である。この自己復帰回転数以下となってからアクセルペダル１９を踏んで燃料噴射を再開しても内燃機関１の運転は再開されない。
【００３０】
現在の回転数が自己復帰回転数よりも高いときには、Ｓ１１０以下の処理を繰り返し（Ｓ１２０：ＮＯ）、現在の回転数が自己復帰回転数以下となったときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、空打ちを実行する（Ｓ１３０）。
【００３１】
燃料噴射弁５から燃料を噴射する際、燃料噴射弁５を図示しないニードルを摺動させて開弁するためにコモンレール２の高圧燃料を消費する。空打ちとは、燃料噴射弁５を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して、燃料噴射弁５からは燃料が噴射されないが、コモンレール２の高圧燃料を消費する駆動をいう。空打ちを実行することにより、コモンレール２内の高圧燃料が消費されて、コモンレール２の燃料圧が減圧される。
【００３２】
続いて、現在の回転数が予め設定された回転数以下となったか否かを判断する（Ｓ１４０）。現在の回転数が設定回転数よりも高いときには（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１３０以下の処理を繰り返し、現在の回転数が設定回転数以下となったときには（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、空打ちを停止する（Ｓ１５０）。続いて、図示しないスロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にする（Ｓ１６０）。
【００３３】
図５に示すように、燃料噴射が停止したときの内燃機関１の回転エネルギをＥとすると、回転エネルギＥは各種の損失により減少する。各種の損失には、空気の給排の仕事をするポンプ損失Ｅp、ピストンの摺動による摩擦損失Ｅf、他の機器を駆動する補機損失Ｅaがある。
【００３４】
下記（１）式に示すように、次回の上死点での回転エネルギＥ(i+1)は今回の上死点での回転エネルギＥ(i)から今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)を減算した値になる。また、下記（２）式に示すように、今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)はポンプ損失Ｅp(i)、摩擦損失Ｅf(i)、補機損失Ｅa(i)を加算した値になる。更に、下記（３）式に示すように、今回の上死点での損失エネルギLossＥ(i)は前回の上死点での回転エネルギＥ(i-1)から今回の上死点での回転エネルギＥ(i)を減算した値になる。尚、添字iは今回の上死点での状態を示す。
【００３５】
Ｅ(i+1)＝Ｅ(i)−LossＥ(i) …（１）
LossＥ(i)＝Ｅp(i)＋Ｅf(i)＋Ｅa(i) …（２）
LossＥ(i)＝Ｅ(i-1)−Ｅ(i) …（３）
図６に示すように、燃料噴射の停止と共に、スロットルバルブを全閉にすると、内燃機関１は前記各種の損失により回転数Ｎｅが低下する。スロットルバルブを全閉にすることにより、内燃機関１に振動が発生するのを防止できる。
【００３６】
一方、内燃機関１の回転数Ｎｅが低下しているときに、スロットルバルブを全開にすると、気筒内に空気が吸入されて、圧縮行程では大きな損失となり、回転数Ｎｅが急激に低下して、内燃機関１が停止する。
【００３７】
例えば、ある気筒が吸入工程となったときに、スロットルバルブを全開にすると、気筒内への吸入空気が増加し、吸入工程から圧縮行程になったときに急激に損失が増加して、内燃機関１が停止する。これにより、ある気筒が吸入工程となったタイミングでスロットルバルブを全開にすると、内燃機関１をある気筒の圧縮行程開始の回転位置で停止できる。
【００３８】
スロットルバルブを全閉のままで、停止する直前の２圧縮目開始時の回転数のときに、スロットルバルブを全開にすると、その気筒の圧縮行程開始の回転位置で停止できることが実験等から得られている。
【００３９】
前述したＳ１４０の設定回転数は、ある気筒が停止する直前の２圧縮目開始時の回転数で、予め実験によりその内燃機関１の停止する際の回転数を測定し、予め記憶している。この設定回転数となったときに、スロットルバルブを全開にすると内燃機関１はその気筒の圧縮行程開始の状態で停止する。
【００４０】
図６では、内燃機関１の停止時に、内燃機関１の各気筒の上死点ＴＤＣでの回転数Ｎｅが低下する状態を示しており、圧縮行程開始の状態で停止させようとする気筒の上死点ＴＤＣでの回転数Ｎｅ(i)が設定回転数以下となったときに、スロットルバルブを全開にすると、圧縮行程開始時に停止する状態を示している。
【００４１】
また、同様に、調量弁１４を全開にすることにより、高圧燃料供給ポンプ４にフィードポンプ１０からの燃料が吸入される。高圧燃料供給ポンプ４はクランク軸の２回転で１回転するように駆動されるので、第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とはクランク軸の２回転で１往復動すると共に、その位相は１８０度異なる。
【００４２】
例えば、第１プランジャ３２が上死点となったときに、調量弁１４を全開して加圧室３６に燃料を吸入し、第１プランジャ３２が圧縮を開始すると急激に損失が増加する。これにより、第１プランジャ３２は圧縮工程開始の状態で内燃機関１が停止する。その際、第２プランジャ３４は上死点で停止している。
【００４３】
高圧燃料供給ポンプ４はクランク軸の２回転で１往復動する第１プランジャ３２と第２プランジャ３４とを有し、内燃機関１はクランク軸の２回転で２往復動する４つの気筒を有する。従って、例えば、第１気筒の圧縮行程と第１プランジャ３２の圧縮行程とが同時期に行われ、第４気筒の圧縮行程と第２プランジャ３４の圧縮行程とが同時期に行われる。
【００４４】
図４に示すように、設定回転数となり、第１気筒の吸入工程の開始時に、スロットルバルブを全開にすることにより、内燃機関１は第１気筒の圧縮行程開始の状態で停止し、その際、第１プランジャ３２も圧縮行程開始の状態で停止する。あるいは、設定回転数となり、第４気筒の吸入工程の開始時に、スロットルバルブを全開にすることにより、内燃機関１は第４気筒の圧縮行程開始の状態で停止し、その際、第２プランジャ３４も圧縮行程開始の状態で停止する。
【００４５】
スロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にして、例えば、内燃機関１を第１プランジャ３２または第２プランジャ３４が圧縮行程開始の状態で停止させた後、スロットルバルブを全閉にして（Ｓ１７０）、本制御処理を一旦終了する。
【００４６】
このように、内燃機関１を停止する際に、自己復帰回転数以下となったときに、燃料噴射弁５を空打ちして、コモンレール２の燃料圧を速やかに減圧させる。その際、燃料噴射弁５を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動することにより、燃料を噴射することなくコモンレール２の燃料圧を減圧できる。
【００４７】
停止要求の後、時間をあけずに再始動要求があると、コモンレール２の燃料圧が０になる前に高圧燃料供給ポンプ４から燃料が圧送されて、コモンレール２の燃料圧がオーバーシュートする可能性がある。空打ちしてコモンレール２の燃料圧を速やかに減圧させることにより、オーバーシュートを防止できる。尚、オーバーシュートが問題にならない場合には、空打ちを実施しなくてもよい。
【００４８】
更に、設定回転数以下となったときには、スロットルバルブを全開にすると共に、調量弁１４を全開にして、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４が圧縮行程開始の状態で停止さる。従って、次に内燃機関１が始動される際には、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４により燃料がコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに上昇し、内燃機関１の再始動が早期に行われる。
【００４９】
停止要求により、調量弁１４を全開にすることなく、内燃機関１を停止すると、例えば、アイドル回転数の状態から内燃機関１を停止すると、アイドル回転数での燃料消費量は少なく、コモンレール２の目標圧も低いので、調量弁１４の弁開度は小さく、高圧燃料供給ポンプ４の両加圧室３６，３８に吸入されている燃料量も少ない。従って、再始動時の最初の回転で高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給される燃料量も少ない。
【００５０】
しかし、停止要求時に、調量弁１４を全開にして、第１プランジャ３２または第２プランジャ３４の圧縮行程開始の状態で停止させることにより、一方の加圧室３６，３８には最大量の燃料が吸入されている。従って、再始動時には、この最大量の燃料が高圧燃料供給ポンプ４からコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５１】
また、本実施形態では、高圧燃料供給ポンプ４は２つのプランジャ３２，３４を１８０度の位相差を持って往復動するので、例えば、第１プランジャ３２が圧縮行程の中間で停止すると、第２プランジャ３４は吸入工程の中間で停止した状態となる。よって、第１プランジャ３２の加圧室３６には最大量の半分の燃料が吐出されずに残った状態であり、第２プランジャ３４の加圧室３８には最大量の半分の燃料が吸入された状態にある。両方の加圧室３６，３８の燃料を合計すると、一方の加圧室３６，３８の最大量の燃料と同じになる。
【００５２】
従って、再始動時の最初の回転で第１プランジャ３２の加圧室３６から最大量の半分の燃料が吐出され、続いて、第２プランジャ３４の加圧室３８から最大量の半分の燃料が吐出されるので、合計すると、一方の加圧室３６，３８の最大量と同じ燃料量がコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５３】
一方のプランジャ３２，３４が下死点にある状態で停止させなくても、再始動時の最初の回転で一方の加圧室３６，３８の最大量と同じ燃料量がコモンレール２に供給される。一方のプランジャ３２，３４が下死点にある状態で停止させることにより、一方の加圧室３６，３８の最大量の燃料が連続的に、かつ、速やかにコモンレール２に供給されて、コモンレール２の燃料圧が速やかに噴射可能圧に上昇する。
【００５４】
内燃機関１の回転数が設定回転数以下となったときに、調量弁１４を制御して高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させることにより、停止時にコモンレール２に高圧燃料を供給することなく、高圧燃料供給ポンプ４への吸入燃料を増加させることができる。
【００５５】
次に、ＥＣＵ６により実行される始動時制御処理について図７に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、アイドリングストップ機能により内燃機関１の運転を自動始動する場合の再始動要求があったか否かを判断する（Ｓ２００）。始動要求があるとＥＣＵ６は図示しないスタータモータを駆動して内燃機関１のクランキングを開始し、内燃機関１の始動要求がないときには（Ｓ２００：ＮＯ）、待機する。
【００５６】
始動要求があったときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、瞬時の内燃機関１の回転数を回転センサ１８ａにより検出する（Ｓ２１０）。瞬時の回転数は、回転センサ１８ａからのパルス間隔から算出され、クランク軸が例えば１０度回転する間の回転数である。次に、この検出した瞬時回転数に基づいて、瞬時回転数に応じた調量弁１４の開度を算出し、調量弁１４を算出した開度に制御する（Ｓ２２０）。
【００５７】
回転数、アクセル開度、コモンレール２の燃料圧等と調量弁１４の開度との予め設定された関係マップから、調量弁１４の開度を算出する。この関係マップは通常運転時のものを用いればよい。始動要求があったときに、瞬時回転数を検出して調量弁１４を開弁制御することにより、コモンレール２の燃料圧を速やかに適正圧力に制御できる。
【００５８】
次に、気筒判別が終了したか否かを判断する（Ｓ２３０）。気筒判別は、内燃機関１が始動されて気筒判別センサ１８ｂにより気筒判別が完了したか否かにより判断し、気筒判別が終了していないときには（Ｓ２３０：ＮＯ）、Ｓ２１０以下の処理を繰り返して、瞬時回転数に基づいて調量弁１４の開度制御を行う。気筒判別センサ１８ｂにより気筒判別が完了するには、クランク軸が最大２回転する必要がある。
【００５９】
気筒判別が終了したと判断したときには（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、通常の燃料圧送制御を実行し（Ｓ２４０）、内燃機関１が始動される（Ｓ２５０）。通常の燃料圧送制御では内燃機関１の運転状態に基づいてコモンレール２の目標燃料圧を算出し、燃料圧センサ７により検出される燃料圧と目標燃料圧との差に基づいて調量弁１４の開度をフィードバック制御を行う。
【００６０】
尚、本実施形態では、Ｓ１００，Ｓ１４０，Ｓ１６０の処理の実行が停止時制御手段として働き、Ｓ１２０，Ｓ１３０の処理の実行が減圧制御手段として働き、Ｓ２００〜Ｓ２２０り処理の実行が再始動時制御手段として働く。
【００６１】
以上本発明はこの様な実施形態に何等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において種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００６２】
１…内燃機関 ２…コモンレール
３…燃料タンク ４…高圧燃料供給ポンプ
５…燃料噴射弁 ６…電子制御ユニット
７…燃料圧センサ １０…フィードポンプ
１４…調量弁 １８ａ…回転センサ
１８ｂ…気筒判別センサ ２０…アクセル開度センサ
２１…燃焼室 ３２…第１プランジャ
３４…第２プランジャ ３６，３８…加圧室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧に蓄圧された燃料を保持し燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプと、
前記高圧燃料供給ポンプへの前記燃料の吸入を調量する調量弁とを備え、
前記調量弁を制御して前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段と、
前記自動停止の際に、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる停止時制御手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項３】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記内燃機関への吸入空気も増加させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
更に、内燃機関の停止の際に、前記内燃機関の回転数が自己復帰回転数以下となったときに前記燃料噴射弁を駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記減圧制御手段は、前記燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧することを特徴とする請求項４に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記自動始動の際に、前記内燃機関の回転数に基づいて前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプから前記コモンレールへ高圧燃料を供給させる再始動時制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項１】
高圧に蓄圧された燃料を保持し燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプと、
前記高圧燃料供給ポンプへの前記燃料の吸入を調量する調量弁とを備え、
前記調量弁を制御して前記コモンレールの燃料圧を制御する蓄圧式燃料噴射装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の自動停止及び自動始動を行うアイドリングストップ手段と、
前記自動停止の際に、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させる停止時制御手段とを備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプへの吸入燃料を増加させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項３】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め設定された回転数以下となったときに、前記内燃機関への吸入空気も増加させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
更に、内燃機関の停止の際に、前記内燃機関の回転数が自己復帰回転数以下となったときに前記燃料噴射弁を駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧する減圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記減圧制御手段は、前記燃料噴射弁を開弁に要する時間よりも短い時間で駆動して前記コモンレールの燃料圧を減圧することを特徴とする請求項４に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記自動始動の際に、前記内燃機関の回転数に基づいて前記調量弁を制御して前記高圧燃料供給ポンプから前記コモンレールへ高圧燃料を供給させる再始動時制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置。
【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２０１３−７３６４（Ｐ２０１３−７３６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２０７０（Ｐ２０１１−１４２０７０）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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