JP2002371873A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 次回のエンジン始動性を向上できる蓄圧式燃
料噴射装置の提供。 【解決手段】 エンジンを停止する際に、エンジン回転
数ＮＥが所定値α以上の時は、コモンレール圧が高くな
り過ぎないように、高圧燃料ポンプに具備されるポンプ
制御弁を全閉に制御する。その後、エンジン回転数ＮＥ
が所定値αまで低下した時点でポンプ制御弁を開状態と
する。その結果、高圧燃料ポンプが燃料を吸入するが、
コモンレールへの圧送は行われないので、ポンプ内に所
定量の燃料が蓄えられる。これにより、次回のエンジン
始動時は、ポンプ内に溜めておいた燃料をコモンレール
へ圧送できるので、始動初期の空圧送を防止でき、エン
ジン始動に必要な燃料圧力を短時間に得ることができ、
始動時間の短縮化を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料ポンプに
て生成された高圧燃料をコモンレールに蓄え、その高圧
燃料をインジェクタから内燃機関の気筒内に噴射する蓄
圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来公知の蓄圧式燃料噴射装置は、高圧
燃料を生成してコモンレールに圧送する高圧燃料ポンプ
を備えている。この高圧燃料ポンプは、燃料の吸入通路
を開閉する電磁弁を具備し、ポンプに内蔵されるプラン
ジャの上昇行程において電磁弁を閉弁すると、プランジ
ャ室に吸入されている低圧燃料が加圧されて高圧燃料を
生成し、その高圧燃料をコモンレールへ圧送している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の高圧
燃料ポンプは、ＩＧスイッチがＯＦＦされると、電磁弁
が全閉となり、ポンプ内（プランジャ室）への燃料吸入
が停止されるため、エンジン停止時には、ポンプ内が空
の状態（燃料が無い状態）となっている。このため、次
回のエンジン始動時には、一旦ポンプ内に燃料を吸入し
てから圧送を開始することになる（つまり始動初期の圧
送は空圧送となる）。その結果、コモンレールへの燃料
圧送が遅れるため、エンジン始動に必要な燃料圧力が得
られず、始動時間が長くなるという問題があった。本発
明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的
は、エンジン停止時に、高圧燃料ポンプ内に燃料を溜め
ておくことにより、次回の始動性を向上できる蓄圧式燃
料噴射装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）本発
明の蓄圧式燃料噴射装置は、内燃機関によって駆動され
る高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプより圧送され
た高圧燃料を蓄えるコモンレールと、高圧燃料ポンプが
燃料を吸入する吸入通路の開閉を行う電磁弁と、内燃機
関が運転停止の指令を受けてから実際に運転停止する
（機関回転数＝０）までの間に、高圧燃料ポンプに燃料
を吸入させる燃料吸入モードが設定され、この燃料吸入
モードを実行する制御手段とを備えている。
【０００５】本発明によれば、内燃機関が運転停止の指
令を受けてから実際に運転停止するまでの間に燃料吸入
モードが実行されるので、高圧燃料ポンプ内に燃料を溜
めることができる。その結果、次回のエンジン始動時に
は、エンジン停止時にポンプ内に溜めておいた燃料をコ
モンレールへ圧送できるので、エンジン始動に必要な燃
料圧力を短時間に得ることができ、始動時間の短縮化が
可能である。
【０００６】（請求項２の手段）請求項１に記載した蓄
圧式燃料噴射装置において、制御手段は、内燃機関の運
転停止を指令する運転停止信号に同期して電磁弁を一旦
閉弁した後、機関回転数が所定数まで低下した時点で電
磁弁を所定開度まで開弁して燃料吸入モードを実行す
る。この発明では、内燃機関を停止する際に、機関回転
数が所定数まで低下する間は電磁弁を閉じておくので、
高圧燃料ポンプが燃料を吸入することはなく、コモンレ
ールへの燃料圧送も行われない。その結果、エンジン停
止時にコモンレールの燃料圧力が高くなり過ぎることを
防止できる。
【０００７】その後、内燃機関の回転数が所定数（例え
ば、ポンプ内に燃料を吸い込むことはできるが、コモン
レールへの圧送ができない回転数）まで低下した時点で
電磁弁を開くと、ポンプ内に燃料が吸い込まれ、その燃
料がコモンレールへ圧送されることはないので、エンジ
ン停止時にポンプ内に燃料を溜めておくことができる。
【０００８】（請求項３の手段）請求項２に記載した蓄
圧式燃料噴射装置において、制御手段は、内燃機関の運
転停止信号を入力してから所定時間経過した時点で電磁
弁を閉弁して燃料吸入モードを終了する。例えば、内燃
機関が完全に停止した状態（機関回転数＝０）であるに
も係わらず、電磁弁への通電を継続しても、高圧燃料ポ
ンプが燃料を吸入することはできない。従って、制御手
段が内燃機関の運転停止信号を入力してから所定時間経
過した時点で、電磁弁への通電を停止（閉弁）すること
により、無駄な電力消費を抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図３は蓄圧式燃料噴射装置のシステ
ム図である。本実施例の蓄圧式燃料噴射装置１は、例え
ば４気筒のディーゼル機関（以下、エンジンと呼ぶ）に
適用されるもので、低圧ポンプ２（図４参照）により燃
料タンク３から汲み上げられた燃料を燃料フィルタ４を
通して吸入し、所定の圧力まで加圧して吐出する高圧燃
料ポンプ５と、この高圧燃料ポンプ５より圧送された高
圧燃料を蓄えるコモンレール６と、このコモンレール６
から供給される高圧燃料をエンジンの気筒内に噴射する
インジェクタ７と、各種センサから入力した情報に基づ
いて本システムの作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ
８と呼ぶ）とを備えている。
【００１０】高圧燃料ポンプ５は、図４に示す様に、エ
ンジンの回転に同期してシリンダ５ａ内を往復運動する
プランジャ５ｂ、低圧ポンプ２により燃料タンク３から
汲み上げられた燃料をシリンダ５ａ内に形成されるポン
プ室５ｃに導く吸入通路５ｄ、この吸入通路５ｄを開閉
するポンプ制御弁９（本発明の電磁弁）、ポンプ室５ｃ
で加圧された高圧燃料を吐出する吐出通路５ｅ、この吐
出通路５ｅに設けられた逆止弁５ｆ等より構成される。
【００１１】次に、この高圧燃料ポンプ５の作動を説明
する。先ず、プランジャ５ｂの下降行程においてポンプ
制御弁９が吸入通路５ｄを開くと、低圧ポンプ２により
汲み上げられた燃料が吸入通路５ｄを通ってポンプ室５
ｃに吸入される。その後、プランジャ５ｂの上昇行程に
おいてポンプ制御弁９が吸入通路５ｄを閉じると、ポン
プ室５ｃに吸入された燃料が加圧され、その燃料圧力が
逆止弁５ｆの閉弁圧に打ち勝つと、高圧燃料が逆止弁５
ｆを押し開き、吐出通路５ｅ及び高圧配管１０（図３参
照）を通ってコモンレール６へ圧送される。
【００１２】ＥＣＵ８は、コモンレール６に設置された
圧力センサ１１の実圧力をフィードバックし、エンジン
の回転速度と負荷に応じてエンジンに求められる目標コ
モンレール圧が得られる様に、ポンプ制御弁９を通じて
高圧燃料ポンプ５から吐出される燃料吐出量を制御す
る。また、ＥＣＵ８は、駆動回路（ＥＤＵ）１２を介し
てインジェクタ７に内蔵される電磁弁（図示しない）を
通電制御し、その電磁弁への通電時期及び通電時間によ
りインジェクタ７から噴射される噴射量と噴射時期を制
御している。
【００１３】また、本実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、
エンジンを停止する際に、高圧燃料ポンプ５に燃料を吸
入させるための燃料吸入モードが設定され、ＥＣＵ８に
よって実行される。この燃料吸入モードを実行するＥＣ
Ｕ８の処理手順を図１に示すフローチャートに基づいて
説明する。 Step100 …エンジンの制御状態を現すパラメータ（例え
ばエンジン回転数、アクセル開度等）を取り込む。
【００１４】Step101 …ＩＧスイッチがＯＮからＯＦＦ
になってから所定時間経過したか否かを判定する。この
判定結果がＹＥＳの時（所定時間以内の時）はStep102
へ進み、判定結果がＮＯの時（所定時間経過した時）は
Step105 へ進む。 Step102 …エンジン回転数ＮＥが所定値αより大きいか
否かを判定する。ここで、所定値αは、高圧燃料ポンプ
５が燃料を吸入することはできるが、コモンレール６へ
の圧送はできない時の回転数とする。この判定結果がＹ
ＥＳの時（ＮＥ＞α）はStep103 へ進み、判定結果がＮ
Ｏの時（ＮＥ≦α）はStep104 へ進む。
【００１５】Step103 …ポンプ制御弁９に対する開度出
力の指令値をＤi ＝０（全閉指令）と設定し、Step106
へ進む。 Step104 …ポンプ制御弁９に対する開度出力の指令値を
Ｄi ＝Ｋ（所定開度）と設定し、Step106 へ進む。 Step105 …ＥＣＵ８の電源電圧をＯＦＦするための指令
値を設定し、Step106へ進む。 Step106 …Step103 またはStep104 で設定された指令値
Ｄi あるいはStep105で設定されたＯＦＦ指令値をＥＣ
Ｕ８の出力ポートにセットする。
【００１６】次に、本実施例の作動を図２に示すタイム
チャートに基づいて説明する。ＩＧスイッチがＯＦＦさ
れた時点（図中ａ）でエンジン回転数ＮＥが所定値α以
上の時は、次回のエンジン始動に備え、コモンレール圧
が高くなり過ぎない様に、ポンプ制御弁９を全閉に制御
する。これにより、高圧燃料ポンプ５は、新たに燃料を
吸入することができず、且つエンジン回転数ＮＥが所定
値αに低下するまではコモンレール６への燃料圧送が行
われるので、ポンプ５内の燃料量は次第に低下する（図
中ａ〜ｂ）。
【００１７】その後、エンジン回転数ＮＥが所定値αま
で低下した時点（図中ｃ）で、ポンプ制御弁９を開状態
とし、高圧燃料ポンプ５に燃料を吸入させる。この時、
既にエンジン回転数ＮＥが低下しているので、吸入不足
が発生しない様にポンプ制御弁９の弁開度を設定する
（例えば全開にする）。ＩＧスイッチがＯＦＦされてか
ら所定時間経過した時点（図中ｄ）でＥＣＵ８の電源電
圧をＯＦＦして燃料吸入モードを終了する。
【００１８】（本実施例の効果）本実施例の蓄圧式燃料
噴射装置１は、エンジンを停止する際に、エンジン回転
数ＮＥが所定値α以下に低下した状態で燃料吸入モード
を実行するので、高圧燃料ポンプ５に吸入された燃料が
コモンレール６へ圧送されることはなく、ポンプ５内に
所定量の燃料を溜めることができる。これにより、次回
のエンジン始動時には、ポンプ５内に溜めておいた燃料
をコモンレール６へ圧送できるので、始動初期の空圧送
を防止できる。その結果、エンジン始動に必要な燃料圧
力を短時間に得ることができ、始動時間の短縮化が可能
である。
【００１９】また、燃料吸入モードを実行する際に、エ
ンジン回転数ＮＥが所定値αまで低下する間は、ポンプ
制御弁９を閉じておくので、高圧燃料ポンプ５が燃料を
吸入することはなく、コモンレール６への圧送も次第に
低下するので、エンジン停止時にコモンレール６の燃料
圧力が高くなり過ぎることを防止できる。更に、ＩＧス
イッチがＯＦＦされてから所定時間経過した時点でＥＣ
Ｕ８の電源電圧をＯＦＦして燃料吸入モードを終了する
ことにより、ポンプ制御弁９に対する無駄な通電を防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図２】本実施例の制御状態を示すタイムチャートであ
る。
【図３】蓄圧式燃料噴射装置のシステム図である。
【図４】高圧燃料ポンプの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 蓄圧式燃料噴射装置 ５ 高圧燃料ポンプ ５ｄ 吸入通路 ６ コモンレール ８ ＥＣＵ（制御手段） ９ ポンプ制御弁（電磁弁）
フロントページの続き (72)発明者 杉山 辰優 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AC00 AC09 BA00 CA04U CD01 CE22 DB19 DC00 DC14 3G084 AA01 BA11 CA07 DA09 FA10 FA33 3G092 AA02 AB03 BB10 CA01 DE11S DF03 EA12 EA17 EA28 EA29 FA32 GA10 HE01Z HF08Z HF20Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関によって駆動される高圧燃料ポン
    プと、 この高圧燃料ポンプより圧送された高圧燃料を蓄えるコ
    モンレールと、 前記高圧燃料ポンプが燃料を吸入する吸入通路の開閉を
    行う電磁弁と、 前記内燃機関が運転停止の指令を受けてから実際に運転
    停止する（機関回転数＝０）までの間に、前記高圧燃料
    ポンプに燃料を吸入させる燃料吸入モードが設定され、
    この燃料吸入モードを実行する制御手段とを備えている
    ことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置に
    おいて、 前記制御手段は、前記内燃機関の運転停止を指令する運
    転停止信号に同期して前記電磁弁を一旦閉弁した後、機
    関回転数が所定数まで低下した時点で前記電磁弁を所定
    開度まで開弁して前記燃料吸入モードを実行することを
    特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載した蓄圧式燃料噴射装置に
    おいて、 前記制御手段は、前記内燃機関の運転停止信号を入力し
    てから所定時間経過した時点で前記電磁弁を閉弁して前
    記燃料吸入モードを終了することを特徴とする蓄圧式燃
    料噴射装置。
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