JP4449589B2 - 内燃機関の燃料噴射制御方法および燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御方法に関し、特に、気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御方法に関する。

気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁を備えた内燃機関において、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路とドレイン通路との間に減圧通路を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような内燃機関では、暖気後に該内燃機関が停止されたときに該内燃機関の熱によって筒内燃料噴射弁内部に溜まっている燃料が体積膨張し、この内部の圧力が高くなった場合、減圧通路を開通させて筒内燃料噴射弁内部の圧力を低減させている。
特開平２−１１９６６９号公報 特開平７−１０３０４８号公報 特開２００１−３４２８７６号公報 特開２００２−４９８５号公報

気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関においては、通路燃料噴射弁から燃料を噴射しているときに内燃機関が停止されると、通路燃料噴射弁から噴射された燃料の一部が吸気通路に付着した状態で内燃機関が停止することになる。

この吸気通路に付着した付着燃料は、内燃機関の停止中に蒸発し、吸気系から外部に放出される場合がある。また、この内燃機関の停止中に蒸発した付着燃料は、内燃機関を再始動させるときのクランキング中に排気系から外部に放出される場合がある。このように、吸気通路に燃料が付着した状態で内燃機関が停止されるとエミッションの悪化を招く虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、筒内燃料噴射弁と通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関において、内燃機関が停止するときの吸気通路における燃料の付着量を低減することで、エミッションの悪化を抑制することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、筒内燃料噴射弁と通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関において、該内燃機関を停止させるときに、筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を増加させ、通路燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を減少させてから内燃機関を停止させるものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法は、
気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御方法において、
前記内燃機関の停止条件が成立した場合、前記筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下、筒内燃料噴射量と称する）の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前よりも増加させ、前記通路燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下、ポート燃料噴射量
と称する）の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前よりも減少させ、その後、規定時間経過後に前記筒内燃料噴射弁及び前記通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させることを特徴とする。

ここで、総燃料噴射量とは、筒内燃料噴射量とポート燃料噴射量との和である。

本発明によれば、内燃機関が停止するときは、その停止の前にポート燃料噴射量が減少する。さらに、ポート燃料噴射量が減少してから規定時間が経過するまでは内燃機関の運転は継続される。そのため、内燃機関の停止条件が成立してから規定時間が経過するまでの間に、吸気通路に付着している燃料をある程度気筒内に流入させることが出来る。従って、内燃機関が停止するときの吸気通路における燃料の付着量を低減することが出来、以ってエミッションの悪化を抑制することが可能となる。

尚、本発明において、内燃機関の停止条件は、例えば、運転者によるイグニッションＯＦＦでもよく、エコランシステムやハイブリッドシステムにおける内燃機関の自動停止条件であってもよい。

また、規定時間は予め設定された時間でも良く、また、吸気通路における付着燃料量が規定量以下となると判断出来る時間であっても良い。

本発明においては、内燃機関の停止条件が成立した場合、通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させ、筒内燃料噴射弁からの燃料噴射のみとし、その後、規定時間経過後に筒内燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させても良い。

このような制御によれば、内燃機関の停止条件が成立した後は吸気通路に燃料がさらに付着することがないため、内燃機関が停止するときの吸気通路における燃料の付着量をより低減することが出来る。

また、本発明においては、内燃機関の停止条件が成立した場合、筒内燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給部における燃圧を、前記停止条件が成立する前よりも低下させるのが好ましい。

内燃機関が停止したときの前記燃料供給部の燃圧が高いほど、内燃機関の停止後に筒内燃料噴射弁から漏れ出る燃料量が多くなり、エミッションの悪化を招き易くなる。

上記のような制御によれば、内燃機関停止後の燃料供給部の燃圧を低くすることが出来るため、内燃機関の停止後に筒内燃料噴射弁から漏れ出る燃料量を抑制することが出来る。その結果、エミッションの悪化を抑制することが可能となる。

尚、前記燃料供給部の燃圧を低下させるときは、筒内燃料噴射弁から噴射される燃料が燃焼することが出来る状態となる範囲内で低下させる。

また、内燃機関の停止条件が成立した後においても通路燃料噴射弁からの燃料噴射を行う場合は、筒内燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給部に加えて、通路燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給部における燃圧をも低下させても良い。

本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法によれば、筒内燃料噴射弁と通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関において、内燃機関停止時の吸気通路における付着燃料を低減することが出来、以ってエミッションの悪化を抑制することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関及びその燃料供給系の概略構成＞
先ず、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法の実施例１について説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関及びその燃料供給系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する４気筒ガソリンエンジンである。それぞれの気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には、吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。吸気ポート４および排気ポート５は、それぞれ吸気通路８および排気通路９に接続されている。

また、内燃機関１には、気筒２内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１０と吸気ポート４内に燃焼室への開口部に向かって燃料を噴射するポート燃料噴射弁１１とが設けられている。さらに、気筒２内上部の燃焼室には、該燃焼室内にて形成される混合気に点火するための点火栓１８が突出している。

内燃機関１には、燃料タンク１９が併設されている。燃料タンク１９内には第１燃料供給路１４の一端が挿入されており、この第１燃料供給路１４の他端が、各気筒２の筒内燃料噴射弁１０に燃料を供給する第１デリバリパイプ１２に接続されている。また、第１燃料供給路１４の途中には第２燃料供給路１５の一端が接続されており、この第２燃料供給路１５の他端が、各気筒２のポート燃料噴射弁１１に燃料を供給する第２デリバリパイプ１３に接続されている。

第１燃料供給路１４における第２燃料供給路１５との接続部より上流側（燃料タンク１９側）には、燃料タンク１９側から第１デリバリパイプ１２および第２デリバリパイプ１３側へ燃料を圧送する第１燃料ポンプ１６が設置されている。また、第１燃料供給路１４における第２燃料供給路１５との接続部より下流側（第１デリバリパイプ１２側）には、燃料タンク１９側から第１デリバリパイプ１２側へ燃料を圧送する第２燃料ポンプ１７が設置されている。

また、第１デリバリパイプ１２および第２デリバリパイプ１３には、それぞれのデリバリパイプ１２、１３内の燃圧に対応した電気信号を出力する第１燃圧センサ２１および第２燃圧センサ２２が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、第１燃圧センサ２１や第２燃圧センサ２２等の各種センサが電気配線を介して接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。

また、ＥＣＵ２０には、筒内燃料噴射弁１０やポート内燃料噴射弁１１、点火栓１８、第１燃料ポンプ１６、第２燃料ポンプ１７が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって、これらが制御されるようになっている。内燃機関１の運転中は、通常、第１燃料ポンプに加え第２燃料ポンプ１７によって第１デリバリパイプ１２により多くの燃料を供給することで、第１デリバリパイプ１２内の燃圧が第２デリバリパイプ１３内の燃圧よりも高くなるよう制御されている。

＜機関停止時の燃料噴射制御１＞
ここで、本実施例に係る、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御について図２に基づいて説明する。図２は、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定実行時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１の停止条件が成立したか否かを判別する。ここで、内燃機関１の停止条件としては、運転者によるイグニッションＯＦＦが例示できる。また、内燃機関１がエコランシステムやハイブリッドシステムに適用された場合、この停止条件は、これらのシステムにおける自動停止条件であっても良い。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、筒内燃料噴射量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前よりも増加させ、ポート燃料噴射量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前よりも減少させる。このときの筒内燃量噴射量の増加割合およびポート燃料噴射量の減少割合は予め設定された値でも良く、また、現時点での内燃機関１の運転状態に応じて変更しても良い。

次に、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、筒内燃料噴射量およびポート燃料噴射量の割合を変えてから規定時間が経過したか否かを判別する。この規定時間は、内燃機関１が実際に停止するのにかかる時間が許容範囲内となるように予め設定された時間（例えば、０．５秒）でも良い。また、この規定時間を、吸気ポート４に付着した燃料の量が規定量以下となると判断出来る時間としても良い。Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３を繰り返す。

Ｓ１０４において、ＥＣＵ２０は、筒内燃料噴射弁１０およびポート燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止させ、本ルーチンの実行を終了する。

本実施例によれば、内燃機関１が停止するときは、その停止の前にポート燃料噴射量が減少する。さらに、ポート燃料噴射量が減少してから規定時間が経過するまでは内燃機関１の運転は継続される。そのため、内燃機関１の停止条件が成立してから規定時間が経過するまでの間に、吸気ポート４に付着している燃料をある程度気筒２内に流入させることが出来る。従って、内燃機関１が停止するときの吸気ポート４における燃料の付着量を低減することが出来、以ってエミッションの悪化を抑制することが可能となる。

次に、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法の実施例２について説明する。本実施例に係る内燃機関及びその燃料供給系の概略構成は、上述した実施例１と同様であるためその説明を省略する。

＜機関停止時の燃料噴射制御２＞
ここで、本実施例に係る、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御について図３に基づいて説明する。図３は、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図である。尚、本ルーチンにおけるＳ２０１およびＳ２０３は、図２に示した燃料噴射制御ルーチンにおけるＳ１０１およびＳ１０３と同様である。そのため、ここではＳ２０２およびＳ２０４についてのみ説明する。また、本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定実行時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、Ｓ２０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進む。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、ポート燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止させ、且つ、ポート燃料噴射弁１１から噴射されていた燃料量分を補うべく筒内燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を増加させる。その後、ＥＣＵ２０はＳ２０３に進む。

Ｓ２０３にて肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進み、筒内燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止させる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

本実施例によれば、内燃機関１の停止条件が成立した後は吸気ポート４にさらに燃料が付着することがないため、内燃機関１が停止するときの吸気ポート４における燃料の付着量をより低減することが出来る。

次に、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法の実施例３について説明する。本実施例に係る内燃機関及びその燃料供給系の概略構成は、上述した実施例１と同様であるためその説明を省略する。

＜機関停止時の燃料噴射制御３＞
ここで、本実施例に係る、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御について図４に基づいて説明する。図４は、内燃機関１を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図である。尚、本ルーチンにおけるＳ３０１およびＳ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３０５は、図３に示した燃料噴射制御ルーチンにおけるＳ２０１、および、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４と同様である。そのため、ここではＳ３０３についてのみ説明する。また、本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定実行時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、Ｓ３０２において、ポート燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止させ、且つ、筒内燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を増加させた後、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進む。

Ｓ３０３において、ＥＣＵ２０は、第１デリバリパイプ１２内の燃圧を規定燃圧まで低下させる。ここでは、例えば、第２燃料ポンプ１７の圧送圧力を低下させることで第１デリバリパイプ１２に供給される燃料量を減らし、それによって第１デリバリパイプ１２内の燃圧を低減させても良い。また、規定燃圧とは、第１デリバリパイプ１２内の燃圧が該規定燃圧まで低下した場合であっても、筒内燃料噴射弁１０から噴射される燃料が燃焼することが出来る状態となる圧力であって、予め定められた圧力である。

第１デリバリパイプ１２内の燃圧を規定燃圧まで低下させた後、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進む。

本実施例によれば、内燃機関１停止後の第１デリバリパイプ１２内の燃圧を低くすることが出来るため、内燃機関１の停止後に筒内燃料噴射弁１０から漏れ出る燃料量を抑制することが出来る。その結果、エミッションの悪化を抑制することが可能となる。

本発明の実施例に係る内燃機関及びその燃料供給系の概略構成を示す図。 本発明の実施例１に係る、内燃機関を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図。 本発明の実施例２に係る、内燃機関を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図。 本発明の実施例３に係る、内燃機関を停止させるときの燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート図。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気ポート
１０・・筒内燃料噴射弁
１１・・ポート燃料噴射弁
１２・・第１デリバリパイプ
１３・・第２デリバリパイプ
１４・・第１燃料供給路
１５・・第２燃料供給路
１６・・第１燃料ポンプ
１７・・第２燃料ポンプ
１９・・燃料タンク
２０・・ＥＣＵ
２１・・第１燃圧センサ
２２・・第２燃圧センサ

Claims (6)

1. 気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御方法において、
   前記内燃機関の停止条件が成立した場合、前記通路燃料噴射弁から噴射される燃料量が減少するように、前記筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前の割合から増加させ、かつ前記通路燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前の割合から減少させ、その後、規定時間経過後に前記筒内燃料噴射弁及び前記通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
2. 気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御方法において、
   前記内燃機関の停止条件が成立した場合、前記通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させ、前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射のみとし、その後、規定時間経過後に前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
3. 前記停止条件が成立した場合、前記筒内燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給部における燃圧を、前記停止条件が成立する前よりも低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御方法。
4. 気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記内燃機関の停止条件が成立した場合、前記通路燃料噴射弁から噴射される燃料量が減少するように、前記筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前の割合から増加させ、かつ前記通路燃料噴射弁から噴射される燃料量の総燃料噴射量に対する割合を前記停止条件が成立する前の割合から減少させ、その後、規定時間経過後に前記筒内燃料噴射弁及び前記通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 気筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する通路燃料噴射弁と
   を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記内燃機関の停止条件が成立した場合、前記通路燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させ、前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射のみとし、その後、規定時間経過後に前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記停止条件が成立した場合、前記筒内燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給部における燃圧を、前記停止条件が成立する前よりも低下させることを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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