JP2001152920A - エンジンの燃料圧力制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料圧力制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの再始動（ホットリスタート）性能を
向上する。 【解決手段】燃料供給量に見合った燃圧にフィードバッ
ク制御するノンリターン方式の燃圧制御システムにおい
て、エンジン運転停止時の水温が耐熱判定値を超えると
きは、目標燃圧を高めて燃圧を増大させることにより、
燃料のベーパの発生を抑制し、水温が耐熱判定値以下の
通常条件では目標燃圧をアイドル時の目標燃圧に設定す
ることにより、燃料噴射弁からの燃料洩れを抑制して、
それぞれ、空燃比のオーバーリーン化、オーバーリッチ
化を防止してエンジンの再始動性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃料圧
力制御装置に関し、特に、エンジン停止時の燃料圧力を
適度に制御するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃料供給装置として、プレッ
シャレギュレータから燃料タンクに戻される余剰燃料に
よる燃料温度の上昇を防止するため、プレッシャレギュ
レータを廃止し、燃料供給通路内の燃料圧力（以下単に
燃圧という）を検出するセンサを設け、運転条件によっ
て要求される燃圧が得られるように、前記センサで検出
される燃圧に応じて燃料ポンプの吐出量を制御すること
で、燃料ポンプの吐出量を得の要求燃料量に対応させ
て、余剰燃料の発生を抑止するように構成されたシステ
ムがある（特開平７−２９３３９７号公報参照）。
【０００３】この種の燃料供給装置では、エンジン停止
時に燃料ポンプの駆動停止により燃料戻り防止用の逆止
弁下流の燃料供給通路内に残された燃料の圧力は、運転
停止直前の運転時（通常はアイドル）に目標燃圧にフィ
ードバック制御された値となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
暖機完了後に運転を停止し、１〜２時間程度の後に再始
動するような場合、良好な始動性を得るための燃圧に対
する要求は、エンジンの環境条件により、相反するもの
となる。
【０００５】即ち、エンジン環境温度（外気温度や運転
停止時の水温、究極的には燃料温度）が高温の耐熱条件
では、燃料供給通路内の燃料が気化してベーパを発生
し、再始動時に燃料が必要量噴射されず、空燃比が希薄
化して始動性が悪化する。したがって、燃料の気化を防
止するため、燃圧を高圧にする要求がある。
【０００６】一方、通常のエンジン環境温度条件（外気
温度が約２５°Ｃ位まで）では、運転停止中に、燃料噴
射弁の噴孔から燃料が洩れ、洩れ量が多い場合、再始動
時に空燃比が過濃となって始動性が悪化する。したがっ
て、燃料の洩れを防止するため、燃圧を低くする要求が
ある。
【０００７】従来は、運転停止直前に通常行なわれるア
イドル運転における目標燃圧を、上記各要求燃圧の中間
の値に設定していたため、いずれの要求も十分に満たす
ことができず、また、アイドル運転の要求に応じた燃圧
より高めの燃圧に設定されるため、アイドル周辺の運転
領域との間に燃圧の段差が付き、燃圧フィードバック制
御の制御遅れにより、運転性能が損なわれたり、燃料ポ
ンプの駆動力増大による燃費の悪化を招くなどの問題を
生じていた。
【０００８】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、エンジン運転停止時の燃圧を適正に
調整することにより、良好な再始動性が得られるように
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給通
路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出し
つつ目標燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィ
ードバック制御するエンジンの燃料圧力制御装置におい
て、エンジンの運転停止時に、前記逆止弁下流の燃料供
給通路内の燃料圧力が、運転停止時のエンジン環境温度
に応じた圧力となるように調整することを特徴とする。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、図１に示す
ように、燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給通路
を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する
燃料圧力検出手段と、燃料供給通路内の燃料圧力が目標
燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィードバッ
ク制御する燃料圧力フィードバック制御手段と、を備え
たエンジンの燃料圧力制御装置において、エンジンの運
転停止を検出する運転停止検出手段と、エンジン環境温
度状態を検出するエンジン環境温度検出手段と、エンジ
ン運転停止時に、燃料供給通路内の燃料圧力が運転停止
時のエンジン環境温度状態に応じた圧力となるように調
整する停止時燃料圧力調整手段と、を含んで構成したこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項１又は請求項２に係る発明による
と、エンジン運転中は燃料圧力を検出しつつ運転状態に
応じて設定される目標燃料圧力となるようにフィードバ
ック制御され、運転を停止すると、該停止時のエンジン
環境温度の状態を検出し、該状態に応じた圧力となるよ
うに燃料圧力がフィードバック制御される。
【００１２】これにより、運転停止後、エンジン環境温
度が高い耐熱条件では、逆止弁下流の燃料供給通路内の
燃圧を高めに調整することにより、燃料の気化によるベ
ーパの発生を抑制でき、エンジン環境温度が低い通常条
件では、燃圧を低めに調整することにより、燃料噴射弁
からの燃料洩れを抑制できるので、いずれの条件でも良
好な再始動性が得られる。
【００１３】また、請求項3に係る発明は、前記停止時
燃料圧力調整手段は、運転停止時のエンジン環境温度が
設定温度以下の状態のときは、アイドル運転時の目標燃
料圧力となるように、また、設定温度を超える状態のと
きは、エンジン運転時より高圧に設定された耐熱目標燃
料圧力となるように、前記燃料圧力フィードバック制御
手段によって調整することを特徴とする。
【００１４】請求項３に係る発明によると、運転停止時
のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、燃
料圧力がアイドル運転時の目標燃料圧力に調整されるこ
とにより、燃料噴射弁からの燃料洩れを抑制でき、設定
温度を超える状態のときは、エンジン運転時より高圧に
設定された耐熱目標燃料圧力に調整されることにより、
燃料の気化によるベーパの発生を抑制でき、それぞれ再
始動性を向上できる。
【００１５】また、請求項4に係る発明は、前記停止時
燃料圧力調整手段は、燃料供給通路に前記逆止弁をバイ
パスして接続されるリリーフ弁を介装したバイパス通路
を含んで構成され、運転停止時のエンジン環境温度が設
定温度以下の状態のときは、前記リリーフ弁を開いて一
旦燃料供給通路内の燃料を抜いた後、エンジン運転時よ
り低圧に設定された目標燃料圧力となるように、また、
エンジン環境温度が設定温度を超える状態のときは、エ
ンジン運転時より高圧に設定された耐熱目標燃料圧力と
なるように、それぞれ前記燃料圧力フィードバック制御
手段によって調整することを特徴とする。
【００１６】請求項４に係る発明によると、運転停止時
のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、前
記リリーフ弁の開放により燃料供給通路内の燃料を抜い
て燃料圧力を下げた後、ソーク中の温度上昇による燃料
上昇を考慮して、エンジン運転時より低圧に設定された
目標燃料圧力となるように調整されることにより、燃料
噴射弁からの燃料洩れを、より効果的に抑制して一層再
始動性を向上でき、エンジン環境温度が設定温度を超え
る状態ときは、エンジン運転時より高圧に設定された耐
熱目標燃料圧力に整されることにより、燃料の気化によ
るベーパの発生を抑制して再始動性を向上できる。
【００１７】また、請求項５に係る発明は、前記エンジ
ン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度を検出して
エンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００１８】請求項５に係る発明によると、エンジン環
境温度の状態の検出に、エンジン制御に必須の水温セン
サの検出値を用いたので、コストアップも無く簡易に検
出できる。
【００１９】また、請求項６に係る発明は、前記エンジ
ン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えて吸
気温度を検出し、これら検出値に基づいてエンジン環境
温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２０】請求項６に係る発明によると、エンジン冷
却水温度に、吸気温度の検出値を加味することで、エン
ジン環境温度の状態をより高精度に検出できる。
【００２１】また、請求項７に係る発明は、前記エンジ
ン環境温度検出手段は、エンジン冷却水温度に加えてエ
アコンのオン、オフを検出し、これら検出値に基づいて
エンジン環境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２２】請求項７に係る発明によると、エンジン冷
却水温度に、エアコンスイッチのオン・オフ情報を加味
することで、エンジン環境温度の状態をより高精度に検
出できる。
【００２３】また、請求項８に係る発明は、前記エンジ
ン環境温度検出手段は、燃料温度を検出してエンジン環
境温度の状態を検出することを特徴とする。
【００２４】請求項８に係る発明によると、燃料温度の
検出値を用いることにより、エンジン環境温度の状態を
最も高精度に検出することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。一実施形態におけるシステム構成を
示す図２において、燃料タンク１内の燃料は、電動式の
燃料ポンプ２によって吸引され、該燃料ポンプ２から吐
出された燃料は燃料供給通路３を介して各気筒の燃料噴
射弁４に圧送される。
【００２６】前記燃料供給通路３には、上流側から逆止
弁５、燃料ダンパ６が介装され、下流端部の燃料ギャラ
リ部３Ａには、燃圧を大気圧に対するゲージ圧として検
出する燃圧センサ７が装着される。
【００２７】前記燃料噴射弁４は、ソレノイドに通電さ
れて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であり、後述するコントロールユニット８から送られる
エンジンの要求燃料量に対応する所定パルス幅Ｔｉ（開
弁時間）の駆動パルス信号に応じて開弁制御され、図示
しないエンジンのスロットル弁下流側のインテークマニ
ホールド２１内に燃料を噴射する。
【００２８】前記インテークマニホールド２１には、エ
ンジン運転中に該インテークマニホールド２１内の吸気
負圧を検出すると共に、運転停止中に大気圧を検出する
吸気圧センサ（絶対圧センサ）９が装着されている。
【００２９】前記コントロールユニット８には、前記燃
圧センサ７からの検出信号の他、エアフロメータ１０か
らの吸入空気量検出信号Ｑ、クランク角センサ１１から
のエンジン回転速度信号Ｎｅ、水温センサ１２からのエ
ンジン冷却水温度（以下水温という）Ｔｗなどが入力さ
れるようになっている。
【００３０】そして、マイクロコンピュータを内蔵した
コントロールユニット７では、前記吸入空気量Ｑとエン
ジン回転速度Ｎｅとに基づいて、エンジンの要求燃料量
即ちシリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射パルス
幅Ｔｐ（基本開弁時間）を演算する一方、該エンジン回
転速度Ｎｅ及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づい
て、前記燃料ポンプ２の目標燃圧を設定する。そして、
同じくエンジン回転速度Ｎｅ及び基本燃料噴射パルス幅
Ｔｐとに基づいて設定された基本デューティを、前記目
標燃圧と前記燃圧センサ７により検出される燃圧とに基
づいて、ＰＩＤ制御等によってフィードバック補正した
制御デューティ信号をポンプ駆動回路（ＦＰＣＭ）１３
に出力して燃料ポンプ２を制御することにより、目標燃
圧を得るようにフィードバック制御する。
【００３１】一方、前記基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを冷
却水温度Ｔｗ等の情報から各種補正係数ＣＯＥＦ等で補
正したパルス幅Ｔｉを、前記燃圧に応じて補正して最終
的なパルス幅Ｔｉ'を設定する。詳細には、前記燃圧セ
ンサ７は大気圧を基準として検出し、前記吸気圧センサ
９は吸気圧を絶対圧として検出するので、該吸気圧セン
サ９によって、エンジン運転停止時に検出した大気圧か
ら吸気圧を差し引いた値を前記検出燃圧に加算すること
で、吸気圧を基準とした燃圧が算出され、該吸気圧を基
準とした燃圧に基づいて前記燃料噴射パルス幅が補正さ
れる。
【００３２】このようにエンジン運転中の燃圧がフィー
ドバック制御される燃圧制御装置において、エンジン運
転停止後に本発明に係る燃圧制御（調整）が行なわれ
る。図３は、第１の実施の形態に係るエンジン運転停止
時の燃圧調整ルーチンのフローチャートを示す。
【００３３】このフローは、エンジンキースイッチのオ
フ操作によって実行される。ステップ１では、運転停止
時のエンジン環境温度として、前記水温センサ１２によ
って検出されるキーオフ時の水温Ｔｗoffを読み込む。
【００３４】ステップ２では、前記水温Ｔｗoffが、耐
熱判定温度Ｔhpと比較する。そして、水温Ｔｗoffが、
耐熱判定温度Ｔhpを超えるときは、ステップ３へ進み、
目標燃圧を耐熱条件に対応した高めに設定された耐熱燃
圧Ｐｈに設定する。
【００３５】一方、水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔhp
以下のときは、ステップ４へ進んで目標燃圧をアイドル
運転時の目標燃圧ＰIに設定する。次いで、ステップ５
へ進んで前記燃圧センサ７によって検出される燃圧に基
づいて、燃圧を目標燃圧となるようにフィードバック制
御する。なお、コントロールユニット８、燃料ポンプ２
の電源は、エンジン運転停止後所定時間オンとされた
後、オフとされるようにセルフシャットオフ制御され、
この間に燃圧が調整される（運転停止後は燃料噴射が無
いので、燃圧は速やかに目標燃圧に達し、フィードバッ
ク補正によってデューティ＝０となるので、その時点で
実質的に燃料ポンプ２の駆動は停止される）。
【００３６】図４は、前記第１の実施の形態におけるエ
ンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示
す。これにより、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度Ｔh
pを超える耐熱条件のときは、逆止弁５下流の燃料供給
通路３内に閉じ込められた燃圧が、耐熱燃圧Ｐｈに調整
されるので、該燃料の気化によるベーパの発生が防止さ
れ、良好な再始動性を確保できる。
【００３７】一方、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度
Ｔhp以下の通常条件のときは、逆止弁５下流の燃料供給
通路３内に閉じ込められた燃圧は、アイドル運転時の目
標燃圧ＰIに保持される。ここで既述のように、従来
は、アイドル運転における目標燃圧ＰIを運転停止後の
耐熱条件での再始動性を考慮して、少し高めに設定して
あったが、本発明では耐熱条件で燃圧が高圧に調整され
るので、アイドル運転時の目標燃圧ＰIを運転停止時の
耐熱条件を考慮せず運転条件のみを考慮して設定すれば
よい。したがって、前記通常条件では、アイドル運転時
の低めの目標燃圧ＰIに保持されることにより、燃料噴
射弁４からの洩れによる再始動時に空燃比が過濃となる
ことを抑制でき、良好な再始動性を確保できる。
【００３８】また、アイドル運転時の目標燃圧を下げら
れることにより、周辺運転領域との燃圧の段差が無くな
り、燃圧フィードバック制御における応答遅れによる性
能悪化も防止でき、燃料ポンプ２の駆動電力低減によっ
て燃費も向上する。
【００３９】次に、第２の実施の形態について説明す
る。本第２の実施の形態では、図５のシステム構成に示
すように、第１の実施の形態の構成に加えて、逆止弁５
をバイパスしてリリーフ弁１４を介装したバイパス通路
１５を接続する。前記リリーフ弁１４は、電磁駆動式で
あり、通常はオフとされて閉弁に維持されている。
【００４０】図６は、第２の実施の形態に係るエンジン
運転停止時の燃圧調整ルーチンのフローチャートを示
す。ステップ１〜ステップ３、ステップ５は、同様であ
り、耐熱条件では燃圧が、耐熱燃圧Ｐｈとなるように制
御される。
【００４１】一方、前記水温Ｔｗoffが、耐熱判定温度
Ｔhp以下の通常条件のときは、ステップ１１で前記リリ
ーフ弁１４が所定時間オンとされて開弁し、上流側の燃
料供給通路３内の燃料をバイパス通路１５を介して一旦
燃料タンク２に戻して燃料供給通路３内の燃圧を０（大
気圧）まで下げる。なお、燃料は、全量戻す必要はな
く、一部戻せば十分である。
【００４２】次いで、ステップ１２で、目標燃圧をアイ
ドル運転時の目標燃圧ＰIより低い目標燃圧ＰLに設定し
た後、ステップ５で該目標燃圧ＰLとなるようにフィー
ドバック制御する。
【００４３】即ち、エンジン運転停止後しばらくの間
（ソーク中）は、運転中に比較して冷却風が無く、エン
ジンルーム内の温度が上昇するので、第１の実施の形態
のようにアイドル運転時の目標燃圧に制御しても該目標
燃圧以上に燃圧が上昇し、燃料噴射弁４からの洩れを完
全に防止することは困難である。本実施の形態では、こ
のソーク中の燃圧上昇を考慮して、アイドル運転時の目
標燃圧より低めの目標燃圧に設定することにより、燃料
噴射弁４からの燃料洩れをより確実に防止できる。な
お、運転停止後は燃料噴射が無いので燃料ポンプ２の制
御で燃圧を下げることはできないので、一旦燃料供給通
路３内の燃料を戻して燃圧を下げてから目標燃圧まで上
昇させる構成とする。
【００４４】図７は、前記第２の実施の形態におけるエ
ンジン運転停止から再始動までの燃圧変化の様子を示
す。以上の実施の形態では、耐熱条件の判定を行なうた
めのエンジン環境温度状態の推定に、エンジン制御に必
須の水温センサの検出値を用いたので、コストアップも
無く簡易であるが、この他、吸気温度やエアコンスイッ
チのオン・オフ情報などを組み合わせてより高精度に判
定を行なうこともできる。また、燃料温度を検出するセ
ンサを設けて、燃料温度による判定を行なえば、最も高
精度な判定を行なえる。
【００４５】また、耐熱条件での目標燃圧や第２の実施
の形態における通常条件での目標燃圧は、簡易的には固
定値でよいが、検出された水温等に基づいて、より適切
な目標燃圧に可変に設定する構成としてもよい。さら
に、第２の実施の形態では、運転停止後耐熱条件判定を
行なわず無条件でリリーフ弁を開いて一旦燃圧を下げて
から、水温等に基づいて設定した目標燃圧に制御するよ
うな構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のシステム構成
を示す図。
【図３】第１の実施の形態に係るエンジン運転停止時の
燃圧調整ルーチンのフローチャート。
【図４】前記第１の実施の形態におけるエンジン運転停
止から再始動までの燃圧変化の様子を示すタイムチャー
ト。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態のシステム構成
を示す図。
【図６】第２の実施の形態に係るエンジン運転停止時の
燃圧調整ルーチンのフローチャート。
【図７】前記第２の実施の形態におけるエンジン運転停
止から再始動までの燃圧変化の様子を示すタイムチャー
ト。
【符号の説明】
１ 燃料タンク ２ 燃料ポンプ ３ 燃料供給通路 ４ 燃料噴射弁 ５ 逆止弁 ７ 燃圧センサ ８ コントロールユニット ９ 吸気圧センサ 10 エアフロメータ 11 クランク角センサ 12 水温センサ 13 ポンプ駆動回路 14 リリーフ弁 15 バイパス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 亨 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Ｆターム(参考） 3G301 JA00 JA02 JA28 JA29 KA01 KA07 KA10 KA28 LB06 LB07 MA12 ND01 PA01Z PA07Z PA10Z PB01Z PB08A PB08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF13Z PF16Z

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給
    通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出
    しつつ目標燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフ
    ィードバック制御するエンジンの燃料圧力制御装置にお
    いて、 エンジンの運転停止時に、前記逆止弁下流の燃料供給通
    路内の燃料圧力が、運転停止時のエンジン環境温度に応
    じた圧力となるように調整することを特徴とするエンジ
    ンの燃料圧力制御装置。
  2. 【請求項２】燃料ポンプから逆止弁を装着した燃料供給
    通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出
    する燃料圧力検出手段と、燃料供給通路内の燃料圧力が
    目標燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィード
    バック制御する燃料圧力フィードバック制御手段と、を
    備えたエンジンの燃料圧力制御装置において、 エンジンの運転停止を検出する運転停止検出手段と、 エンジン環境温度状態を検出するエンジン環境温度検出
    手段と、 エンジン運転停止時に、燃料供給通路内の燃料圧力が運
    転停止時のエンジン環境温度状態に応じた圧力となるよ
    うに調整する停止時燃料圧力調整手段と、 を含んで構成したことを特徴とするエンジンの燃料圧力
    制御装置。
  3. 【請求項３】前記停止時燃料圧力調整手段は、運転停止
    時のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、
    アイドル運転時の目標燃料圧力となるように、また、設
    定温度を超える状態のときは、エンジン運転時より高圧
    に設定された耐熱目標燃料圧力となるように、前記燃料
    圧力フィードバック制御手段によって調整することを特
    徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料圧力制御装
    置。
  4. 【請求項４】前記停止時燃料圧力調整手段は、燃料供給
    通路に前記逆止弁をバイパスして接続されるリリーフ弁
    を介装したバイパス通路を含んで構成され、運転停止時
    のエンジン環境温度が設定温度以下の状態のときは、前
    記リリーフ弁を開いて一旦燃料供給通路内の燃料を抜い
    た後、エンジン運転時より低圧に設定された目標燃料圧
    力となるように、また、エンジン環境温度が設定温度を
    超える状態のときは、エンジン運転時より高圧に設定さ
    れた耐熱目標燃料圧力となるように、それぞれ前記燃料
    圧力フィードバック制御手段によって調整することを特
    徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料圧力制御装
    置。
  5. 【請求項５】前記エンジン環境温度検出手段は、エンジ
    ン冷却水温度を検出してエンジン環境温度の状態を検出
    することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１
    つに記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
  6. 【請求項６】前記エンジン環境温度検出手段は、エンジ
    ン冷却水温度に加えて吸気温度を検出し、これら検出値
    に基づいてエンジン環境温度の状態を検出することを特
    徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエ
    ンジンの燃料圧力制御装置。
  7. 【請求項７】前記エンジン環境温度検出手段は、エンジ
    ン冷却水温度に加えてエアコンのオン、オフを検出し、
    これら検出値に基づいてエンジン環境温度の状態を検出
    することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１
    つに記載のエンジンの燃料圧力制御装置。
  8. 【請求項８】前記エンジン環境温度検出手段は、燃料温
    度を検出してエンジン環境温度の状態を検出することを
    特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の
    エンジンの燃料圧力制御装置。
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