JP2005147019A - 筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止直前に燃料レール内の燃圧を上昇させ、再始動性を向上させるとともに、再始動時の排気ガス中のＨＣ量を抑制した筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置を得る。
【解決手段】インジェクタ１５に供給される燃圧ＰＦを検出する燃圧センサ１９と、検出された燃圧ＰＦをフィーバック情報として可変設定する燃圧制御手段１８、３０と、内燃機関の停止直前状態を判定する停止直前状態判定手段とを備え、燃圧制御手段１８、３０は、停止直前状態が判定された後に燃圧ＰＦを上昇させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、燃料ポンプから供給された燃料を複数気筒の各燃焼室に直接噴射して燃焼させる直憤式且つ火花点火式の筒内噴射型内燃機関における燃圧制御装置に関し、特に、内燃機関の停止状態で膨張行程にある特定気筒に対して燃料噴射して点火を行うことにより始動可能な（クランキング用電動機を不要にした、または、クランキング補助用の始動装置を備えた）内燃機関に対して、始動性を向上させるための燃圧制御手段を設けた筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置に関するものである。

従来より、燃料ポンプから供給された燃料を、燃料レールを介して複数気筒の各燃焼室に直接噴射し、点火プラグの火花点火により燃焼させる直憤式および火花点火式の筒内噴射型内燃機関は良く知られている。
この種の筒内噴射型内燃機関の始動装置としては、内燃機関の運転が停止した状態で膨張行程にある気筒を検出する膨張行程気筒検出手段と、内燃機関に対する所定の始動信号に応じて膨張行程気筒内に燃料を噴射する噴射制御手段と、噴射制御手段による燃料の噴射後、所定の遅延時間が経過した時点で膨張行程気筒に対して点火を行う点火制御手段とを備えたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１においては、所定の遅延時間が経過した後に点火を行うことにより、燃料を十分に気化させて始動性を向上させることを目的としている。
また、特許文献１に関連した従来の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置には、インジェクタに供給する燃料の圧力（燃料レール内の燃圧）を可変設定するために、いわゆる可変燃圧制御手段が設けられている。

従来の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置においては、一般的に、低回転領域では噴霧の貫徹力を弱めるために、目標燃圧が通常よりも低めに設定されている。また、内燃機関の停止前においては、たとえばアイドル回転速度程度の低回転速度になり、燃圧が低くなっていることが多い。また、燃料系配管の密閉性の問題を考慮して、内燃機関の停止前に燃圧を低下させている場合もある。

すなわち、スタータ電動機を用いずに始動するために、膨張行程で停止している特定気筒に燃料を噴射して点火する方法において、始動性を向上させるためには、着火し易いように、十分に微粒子化された燃料を噴射する必要がある。
このとき、高圧で燃料を噴射すれば微粒子化が促進されるが、一般に、エンジン停止時または停止後の燃圧は、密閉性の問題から停止前に低下制御される場合と、低下制御を行わなくても時間経過とともに自然に低下する現象とが存在する。

特開２００２−００４９２９号公報

従来の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置によれば、内燃機関の低回転時では目標燃圧が低めに設定されており、停止前では燃圧が低くなっているうえ、停止前に燃圧を低下させているので、停止後の再始動時における燃圧が低くなることから、燃料の微粒化が促進されず、始動性の悪化や排気ガス中のＨＣ（Ｈｙｄｒｏ−Ｃａｒｂｏｎ）量が増加するという課題があった。

また、自動停止および自動始動などの自動処理を行う内燃機関においては、膨張行程気筒を判別する判別手段を設け、停止状態で膨張行程気筒に対して燃料を噴射後に点火を行うことにより内燃機関の始動を可能にして、クランキング用電動機を不要にし（または、クランキング補助用の始動装置を備え）ているが、内燃機関の停止後に、燃料系配管の密閉性の問題から燃料レール内の燃圧が時間ともに徐々に低下していくので、停止後から再始動までの期間が長いと燃圧は著しく低下してしまい、膨張行程気筒内（筒内圧力が比較的高い状態にある）に対して噴射することできず、再始動性が悪化し、さらには、再始動が不可能になるおそれがあるという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、次回の再始動があらかじめ分かっている停止状態の場合には、燃圧を上昇させておき、スタータ電動機を用いずに始動可能な機会を増やすことにより、内燃機関の停止後の再始動性を向上させるとともに、再始動時の排気ガス中のＨＣ量を抑制した筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置を得ることを目的とする。

この発明による筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置は、複数の気筒内にそれぞれ直接燃料を噴射するためのインジェクタと、各気筒内で燃料を点火するための点火プラグと、インジェクタに供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、燃圧センサにより検出された燃圧をフィーバック情報として燃圧を可変設定する燃圧制御手段と、内燃機関の停止直前状態を判定する停止直前状態判定手段とを備え、燃圧制御手段は、停止直前状態判定手段により停止直前状態が判定された後に、燃圧を上昇させるものである。

この発明によれば、エンジン停止時に高燃圧を維持することでき、再始動時の燃料の微粒化が可能となり、再始動性を向上させるとともに、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置を概略的に示す構成図であり、たとえば車両に搭載される内燃機関の制御装置により構成した場合を示している。
また、図２はこの発明の実施の形態１による筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置の燃料系を示すブロック構成図である。

図１において、筒内噴射型内燃機関を構成するエンジン１０は、複数の気筒を有し、各気筒の燃焼室１１内には、燃料レール１２を介した高圧の燃料が直接噴射されるように構成されている。ここでは、図面の煩雑さを回避するため、代表的に１つの気筒のみに関連した構成を示している。

エンジン１０のクランクシャフトにはクランク角センサ１３が設けられ、カムシャフトにはカム角センサ１４が設けられている。
クランク角センサ１３は、エンジン１０の回転速度Ｎｅに対応したパルス信号を出力する。

気筒毎の各燃焼室１１内には、燃料を直接噴射するためのインジェクタ１５と、燃料を燃焼させるための火花を発生する点火プラグ１６とが設けられている。
また、エンジン１０の排気弁（または、吸気弁）用のカムシャフトには、カムシャフトと一体で回転するポンプカム１７が設けられている。

ポンプカム１７に関連して設けられた燃圧制御手段１８は、出力ポートが燃料レール１２に連通された高圧ポンプからなり、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏと一致するよう駆動される（後述する）。
目標燃圧ＰＦｏは、たとえば、エンジン１０の回転速度Ｎｅまたは負荷情報などに基づいて可変設定される。
燃料レール１２には、燃料レール１２内の燃圧ＰＦをフィードバック情報として出力するための燃圧センサ１９が設けられている。

燃圧制御手段１８の入力ポートには、燃料タンク２０が連通されている。
燃料タンク２０内には、燃料を汲み上げるためのフィードポンプ２１が設けられている。フィードポンプ２１の出力側には、燃料を浄化するためのフィルタ２２と、燃圧制御手段１８への供給燃料の圧力を調整するためのレギュレータ２３とが設けられている。

図２においては、燃料タンク２０からの燃料系に関連させて、燃圧制御手段１８および燃料レール１２の具体的構成が示されている。
インジェクタ１５、燃圧制御手段１８および燃料タンク２０内のフィードポンプ２１は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）３０により駆動制御される。

図２において、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ１３からの出力情報に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを検出するとともに、カム角センサ１４からの出力情報に基づいて各気筒を判別する。

また、ＥＣＵ３０は、各気筒の行程（吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程のうち少なくとも１つ）を判別して、各気筒の燃料噴射および点火タイミングなどを演算し、各種アクチュエータを駆動制御する。さらに、ＥＣＵ３０は、燃圧センサ１９からの出力情報（燃圧ＰＦ）に基づいて、燃料レール１２内の燃圧ＰＦを目標燃圧にフィードバック制御する。

燃圧制御手段１８は、ポンプカム１７により上下運動するピストン３１と、ピストン３１と連動する増圧室３２と、燃料レール１２への燃料導入量を調整するスピル弁３３とを備えている。
スピル弁３３は、通電時に上方移動するコイル３４と、コイル３４を下方に付勢するスプリング３５と、コイル３４の下端部に設けられた弁体３６とにより構成されている。

増圧室３２の入力ポート側および燃料レール１２への出力ポート側には、逆止弁３７が挿入されている。
また、燃料レール１２にはリリーフ弁３８が設けられており、リリーフ弁３８は、燃料レール１２内の燃圧ＰＦがリリーフ弁３８の開弁圧に達すると開弁し、燃料レール内の燃料を燃料タンク２０に戻すように構成されている。

図１および図２において、ＥＣＵ３０は、エンジン回転速度Ｎｅおよび負荷情報などに基づいて目標燃圧ＰＦｏを設定し、燃圧制御手段１８を駆動制御して、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏとなるように制御する。
また、ＥＣＵ３０は、気筒毎のインジェクタ１５および点火プラグ１６を個別に制御し、各気筒の燃料噴射および点火タイミングを制御する。このとき、各インジェクタ１５および各点火プラグ１６は、ＥＣＵ３０から出力されるインジェクタ駆動信号および点火信号により駆動される。

次に、図１および図２を参照しながら、ＥＣＵ３０および燃圧制御手段１８による通常の燃圧フィードバック制御動作（インジェクタ１５への供給燃料の圧力設定動作）について説明する。
まず、フィードポンプ２１により燃料タンク２０内から汲み上げられた燃料は、フィルタ２２を通過した後、レギュレータ２３で燃圧調整されて、燃圧制御手段１８に導入される。

燃圧制御手段１８内のピストン３１は、カムシャフトと一体で回転するポンプカム１７により上下運動しており、これにより増圧室３２の容積が変化し、増圧室３２により圧縮された燃料は、逆止弁３７を介して燃料レール１２に導入されるように構成されている。
ただし、燃料レール１２への燃料導入量は、スピル弁３３の弁体３６（以下、単に「スピル弁３３」と称す）により調整される。

スピル弁３３内のコイル３４は、ＥＣＵ３０からの通電信号により上方移動し、スプリング３５の付勢力に打ち勝って、増圧室３２に関連した下端部の弁体３６を開弁する。
弁体３６が開弁すると、増圧室３２が吸入ポート側と連通し、増圧室３２内の燃料が吸入ポート側に戻るので、燃料レール１２に燃料が送出されなくなる。したがって、高圧燃料は、燃圧制御手段１８（高圧ポンプ）から燃料レール１２に吐出されることはない。

一方、コイル３４への通電が遮断されると、コイル３４は、スプリング３５の付勢力により下方移動して弁体３６を閉じるので、燃圧制御手段１８から燃料レール１２に高圧燃料が吐出される。
このとき、リリーフ弁３８は、燃圧ＰＦが開弁圧に達すると開弁して、燃料レール内の燃料を燃料タンク２０に戻す。
また、燃圧センサ１９は、燃料レール１２内の燃圧ＰＦを検出してＥＣＵ３０に送信し、ＥＣＵ３０による燃圧フィードバック制御に寄与する。
こうして燃圧制御された燃料レール１２内の高圧燃料は、インジェクタ１５から燃焼室１１内に直接噴射される。

以上の燃圧制御は、燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏとなるように燃料レール１２への燃料導入量を調節する処理動作（いわゆる、低圧スピル方式の可変燃圧制御）である。
この発明の実施の形態１においては、燃圧制御手段１８に導入された燃料をスピルして、目標燃圧ＰＦｏとなるよう調節する処理（いわゆる、高圧スピル方式の可変燃圧制御）が適用されてもよい。

この場合、ＥＣＵ３０は、エンジン１０の停止直前状態を判定する停止直前状態判定手段を備えている。
また、ＥＣＵ３０と関連して機能する燃圧制御手段１８は、停止直前状態判定手段により停止直前状態が判定された後に、燃圧ＰＦを上昇させるようになっている。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１によるスピル弁３３の制御動作について説明する。
まず、ＥＣＵ３０内の停止直前状態判定手段は、各種センサからの運転状態情報に基づいて、エンジン１０が停止する直前の状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１において、エンジン１０が停止直前の状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３を常時閉とし、増圧室３２の燃料を全て燃料レール１２に供給する全吐出状態に設定し（ステップＳ３２）、燃圧ＰＦを上昇させて、図３の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ３１において、停止直前状態でない（すなわち、ＮＯ）判定されれば、ステップＳ３２を実行せずに、図３の処理ルーチンを抜け出る。

このように、停止直前状態判定手段がエンジン１０の停止直前と判定した後に、燃圧制御手段１８を有効化して燃圧ＰＦを上昇させることにより、エンジン１０の停止時に高燃圧を維持することでき、再始動時の燃料の微粒化が可能となり、再始動性を向上させるとともに、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、エンジン１０の停止直前状態が判定された場合に、無条件でスピル弁３３を常時閉として燃圧ＰＦを上昇させたが、停止直前状態が判定された後に、実際にエンジン１０が停止するまでの一定期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させてもよい。

以下、一定期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させたこの発明の実施の形態２について説明する。
図４はこの発明の実施の形態２によるスピル弁３３の制御動作（燃圧制御処理）を示すフローチャートであり、ステップＳ４１およびＳ４４は、ぞれぞれ、前述（図３参照）のステップＳ３１およびＳ３２と同様の処理である。

図４において、まず、ＥＣＵ３０内の停止直前状態判定手段は、エンジン１０が停止する直前の状態であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。
ステップＳ４１において、エンジン１０が停止直前状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、タイマカウンタＴＭを「１」だけインクリメントし（ステップＳ４２）、続いて、タイマカウンタＴＭの値が一定期間に相当する設定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４３）。

ステップＳ４３において、ＴＭ＜設定値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、停止直前状態が判定された時点から一定期間が経過（エンジン１０が停止）していないので、スピル弁３３を常時閉（全吐出状態）に設定し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦを上昇させて、図４の処理ルーチンを抜け出る。

一方、最初の判定ステップＳ４１において、エンジン１０が停止直前状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、タイマカウンタＴＭを０クリアして初期化し（ステップＳ４５）、図４の処理ルーチンを抜け出る。
また、ステップＳ４３において、ＴＭ≧設定値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、停止直前状態が判定された時点から一定期間が経過（エンジン１０が停止）しているので、燃圧上昇処理（ステップＳ４４）を実行せずに、直ちに図４の処理ルーチンを抜け出る。

このように、停止直前状態判定手段が停止直前と判定後、実際に内燃機関が停止するまでの一定期間にわたって燃圧制御手段１０４を有効化し、燃圧ＰＦを上昇させておくことにより、エンジン１０の停止時に高燃圧を維持することができ、再始動時の燃料の微粒化が可能となり、再始動性を向上させるとともに、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、停止直前状態の判定後における燃圧ＰＦの昇圧値について言及しなかったが、燃圧ＰＦを、エンジン１０の再始動性を確保可能な所定圧力以上に設定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図５を参照しながら、この発明の実施の形態３による動作について説明する。

この場合、ＥＣＵ３０内の停止直前状態判定手段と関連して機能する燃圧制御手段１８は、停止直前状態判定手段が停止直前状態を判定した後に、燃圧ＰＦを所定圧力以上に設定するようになっている。
ここで、所定圧力は、エンジン１０の停止後からの再始動時における再始動性を十分に確保できる程度の燃圧に設定されている。

図５はこの発明の実施の形態３による動作を示すフローチャートであり、停止直前状態が判定された後の燃圧ＰＦを所定圧力以上に設定する処理を示している。
図５において、まず、エンジン１０が停止する直前であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、停止直前状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、目標燃圧ＰＦｏとして所定圧力を設定する（ステップＳ５２）。

続いて、ＥＣＵ３０は、燃圧センサ１９により検出される実際の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏよりも低いか否かを判定する（ステップＳ５３）。
ステップＳ５３において、ＰＦ＜ＰＦｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３を常時閉（全吐出状態）として燃圧ＰＦを上昇させ（ステップＳ５４）、図５の処理ルーチンを抜け出る。

一方、ステップＳ５３において、ＰＦ≧ＰＦｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏと一致するように燃圧フィードバック制御を実行し（ステップＳ５５）、図５の処理ルーチンを抜け出る。

また、最初の判定ステップＳ５１において、停止直前状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、目標燃圧ＰＦｏへのフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ５６）。

ステップＳ５６において、Ｆ／Ｂ制御条件が成立している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ５５の燃圧フィードバック制御に進み、Ｆ／Ｂ制御条件が成立していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ５５を実行せずに、直ちに図５の処理ルーチンを抜け出る。

このように、停止直前状態が判定された後、エンジン１０が停止するまでの間に、燃圧制御手段１８により、燃圧ＰＦを所定圧力以上に設定しておくことにより、エンジン１０の停止後から再始動時に良好な再始動が可能なだけの高燃圧を維持することができる。
したがって、前述と同様に、エンジン１０の再始動時の燃料の微粒化が可能となり、再始動性を向上させるとともに、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、停止直前状態の判定条件について特に言及しなかったが、エンジン始動後の経過時間Ｔｓが所定期間以上に達した後で、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度以下となった場合に停止直前状態を判定してもよい。

この場合、ＥＣＵ３０は、エンジン１０の始動状態を判定する始動状態判定手段と、エンジン１０の始動後の経過時間を始動後経過時間Ｔｓとして計測する始動後経過時間計測手段と、始動後経過時間Ｔｓおよびエンジン回転速度Ｎｅから停止直前状態を判定する停止直前状態判定手段とを備えている。
停止直前状態判定手段は、エンジン１０の始動後経過時間Ｔｓが所定期間以上に達した後で、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度以下となったときに停止直前状態を判定するようになっている。

以下、図６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態４による停止直前状態判定処理について説明する。
図６において、まず、停止直前状態判定手段は、始動後経過時間Ｔｓが所定期間以上経過しているか否かを判定する（ステップＳ６１）。

このとき、始動後経過時間Ｔｓと比較される所定期間は、以下の条件（Ａ）、（Ｂ）を同時に満たすため、たとえば、１０〜６０［ｓｅｃ］程度に設定される。
（Ａ）始動失敗や始動直後のエンストなどの場合を排除する。
（Ｂ）低燃圧（０．５ＭＰａ程度）から始動した場合に、十分に高燃圧に達した時点とする。

ステップＳ６１において、Ｔｓ≧所定期間（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、クランク角センサ１３により検出される実際のエンジン回転速度Ｎｅが停止直前状態判定用の所定回転速度以下であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。
このとき、所定回転速度は、アイドル回転速度相当（たとえば、６００ｒｐｍ）よりも小さい回転速度であり、たとえば始動判定回転速度（５００ｒｐｍ程度）に設定される。

ステップＳ６２において、Ｎｅ≦所定速度（すなわち、ＹＥＳス）と判定されれば、エンジン１０の停止直前状態の条件が成立しているので、停止直前状態判定フラグに「１」を設定して（ステップＳ６３）、図６の処理ルーチンを抜け出る。

一方、ステップＳ６１において、Ｔｓ＜所定期間（すなわち、ＮＯ）と判定されるか、または、ステップＳ６２において、Ｎｅ＞所定回転速度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、停止直前状態の条件が成立していないので、停止直前状態判定フラグを「０」にクリアして（ステップＳ６４）、図６の処理ルーチンを抜け出る。

このように、エンジン１０の停止直前状態の判定条件として、始動後経過時間Ｔｓおよびエンジン回転速度Ｎｅを用いることにより、停止直前状態を正確に判定することができ、誤判定による不必要な燃圧ＰＦの上昇制御を回避することができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４では、エンジン１０の自動停止および自動始動について特に言及しなかったが、たとえば、自動停止が決定された場合に、燃圧ＰＦを上昇させた後で、エンジン１０を自動停止させてもよい。

一般に、自動停止機能を有する車両とは、いわゆるアイドルストップ機能を備えた車両のことである。
自動処理（アイドルストップ）を行う内燃機関においては、たとえば、車両の停止時にエンジン１０が自動停止し、車両を再発進させた（運転者が再びアクセルペダルを踏み込んだ）ときに、エンジン１０が自動始動する。

以下、自動処理を行うエンジン１０の自動停止決定後において、燃圧ＰＦを上昇させてから自動停止を実行するように構成されたこの発明の実施の形態５について説明する。
この場合、ＥＣＵ３０は、前述の構成に加えて、エンジン１０の自動停止および自動始動を含む自動処理を行う自動処理手段と、自動停止を実行するか否かを決定する自動停止決定手段と、自動停止を実行する自動停止実行手段とを備えている。

燃圧制御手段１８は、ＥＣＵ３０内の自動停止決定手段によって自動停止の実行が決定された後に、ＥＣＵ３０の制御下で燃圧ＰＦを上昇させ、ＥＣＵ３０内の自動停止実行手段は、燃圧ＰＦが上昇してからエンジン１０を自動停止させるようになっている。

図７はこの発明の実施の形態５による自動停止処理を示すフローチャートである。
図７において、まず、ＥＣＵ３０内の自動停止決定手段は、アイドルストップ条件（自動停止条件）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ７１）。

このとき、アイドルストップは、一般的に信号停車などのアイドル停止状態を想定しており、自動停止条件としては、たとえば、以下の条件（１）〜（３）が全て成立した場合があげられる。
（１）車速が「０ｋｍ／ｈ」、
（２）スロットル弁が「全閉」、
（３）ブレーキペダルの操作中。

ステップＳ７１において、アイドルストップ条件が成立している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃圧制御手段１８は、スピル弁３３を常時閉（全吐出状態）とし（ステップＳ７２）、増圧室３２の燃料を全て燃料レール１２に供給して燃圧ＰＦを上昇させる。
こうして、燃圧ＰＦが上昇した後、自動停止実行手段は、アイドルストップ（自動停止）を実行して（ステップＳ７３）、図７の処理ルーチンを抜け出る。

一方、ステップＳ７１において、アイドルストップ条件が成立していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、上記自動停止処理（ステップＳ７２、Ｓ７３）を実行せずに、図７の処理ルーチンを抜け出る。

このように、自動処理を行う内燃機関において、自動停止決定手段により自動停止が決定された際に、燃圧ＰＦを上昇させてからエンジン１０を自動停止させることにより、次回の始動時に良好な再始動性を得るための十分な燃圧ＰＦを確保して、エンジン１０を自動停止させることができる。したがって、良好な再始動性を実現することができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、自動停止決定後の燃圧ＰＦを上昇させる期間（昇圧期間）について特に言及しなかったが、自動停止決定後に所定昇圧期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させてもよい。

この場合、燃圧制御手段１８は、自動停止決定手段によって自動停止の実行が決定された後に、所定昇圧期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させ、自動停止実行手段は、所定昇圧期間が経過してからエンジン１０を自動停止させるようになっている。

以下、図８のフローチャートを参照しながら、所定昇圧期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させたこの発明の実施の形態６による自動停止処理について説明する。
図８において、ステップＳ８１は、前述（図７参照）のステップＳ７１と同様の判定処理である。

まず、ＥＣＵ３０内の自動停止決定手段は、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ８１）、アイドルストップ条件が成立している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、タイマカウンタＴＭｉを「１」だけインクリメントする（ステップＳ８２）。

続いて、ＥＣＵ３０内の自動停止実行手段は、タイマカウンタＴＭｉの値が所定昇圧期間に相当する設定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ８３）。
ステップＳ８３において、ＴＭｉ＜設定値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、所定昇圧期間が経過していないので、燃圧制御手段１８によりスピル弁３３を常時閉（全吐出状態）とし（ステップＳ８４）、燃圧ＰＦを上昇させて、図８の処理ルーチンを抜け出る。

一方、ステップＳ８３において、ＴＭｉ≧設定値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、自動停止条件の成立時点から所定昇圧期間が経過しているので、自動停止実行手段は、アイドルストップ（自動停止）を実行して（ステップＳ８５）、図８の処理ルーチンを抜け出る。

また、最初の判定ステップＳ８１において、アイドルストップ条件が成立していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、タイマカウンタＴＭｉを０クリアして初期化し（ステップＳ８６）、直ちに図８の処理ルーチンを抜け出る。

このように、自動処理を行う内燃機関において、自動停止が決定された際に、所定昇圧期間にわたって燃圧ＰＦを上昇させてからエンジン１０を自動停止させることにより、次回の良好な再始動性を得るだけの十分な燃圧ＰＦを確保してエンジン１０を停止させることができる。したがって、エンジン１０の再始動性をさらに確実に向上させることができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態５、６では、自動停止条件の成立後における燃圧ＰＦの昇圧値について言及しなかったが、燃圧ＰＦを、エンジン１０の再始動性を確保可能な所定圧力以上に設定してもよい。

この場合、燃圧制御手段１８は、自動停止決定手段により内燃機関の自動停止を決定後、燃圧制御手段により燃圧を所定圧力以上に設定するようになっている。
ここで、所定圧力は、前述と同様に、エンジン１０の停止後からの再始動時における再始動性を十分に確保できる程度の燃圧に設定されている。

以下、図９のフローチャートを参照しながら、自動停止決定後の燃圧ＰＦを所定圧力以上に設定したこの発明の実施の形態７による自動停止処理について説明する。
図９において、各ステップＳ９１、Ｓ９４およびＳ９５は、それぞれ前述（図８参照）のステップＳ８１、Ｓ８４およびＳ８５と同様の処理である。

まず、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ９１）、アイドルストップ条件が成立していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図９の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ９１において、アイドルストップ条件が成立している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ＥＣＵ３０は、目標燃圧ＰＦｏとして所定圧力を設定し（ステップＳ９２）、実際の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏよりも低いか否かを判定する（ステップＳ９３）。

ステップＳ９３において、ＰＦ＜ＰＦｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃圧制御手段１８内のスピル弁３３を常時閉（全吐出状態）とし（ステップＳ９４）、燃圧ＰＦを上昇させて、図９の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ９３において、ＰＦ≧ＰＦｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アイドルストップ（自動停止）を実行して（ステップＳ９５）、図９の処理ルーチンを抜け出る。

このように、自動停止決定後に燃圧ＰＦを所定圧力以上に上昇させてからエンジン１０を自動停止させることにより、次回の良好な再始動性が得られる程度の燃圧を確保してからエンジン１０を停止させることができ、再始動性を向上させることができる。

実施の形態８．
なお、上記実施の形態１〜７では、特に言及しなかったが、エンジン停止状態において膨張行程にある特定気筒（膨張行程気筒）に燃料噴射して点火可能にした内燃機関に適用してもよい。

この場合、ＥＣＵ３０は、複数の気筒のうち膨張行程気筒を判別する膨張行程気筒判別手段を備え、エンジン１０の停止状態において、膨張行程気筒に燃料を噴射した後に点火を行うことにより、エンジン１０を始動できるように構成されている。
これにより、クランキング用電動機を不要とすることができる。または、クランキング補助用の始動装置が設けられていてもよい。
ここで、燃圧制御手段１８は、エンジン１０の停止直前に燃圧ＰＦを制御するようになっている。

以下、図１０のフローチャートを参照しながら、停止時において膨張行程気筒に燃料噴射して点火可能に構成した内燃機関に適用したこの発明の実施の形態８による動作について説明する。
ここでは、自動停止処理機能を有する車両に適用した場合を例にとっており、図１０において、各ステップＳ１０１〜Ｓ１０５は、それぞれ前述（図９参照）のステップＳ９１〜Ｓ９５と同様のものである。

まず、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ１０１）、アイドルストップ条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図１０の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ１０１において、アイドルストップ条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、目標燃圧ＰＦｏとして前述の所定圧力を設定し（ステップＳ１０２）、続いて、実際の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏよりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において、ＰＦ＜ＰＦｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３を常時閉（全吐出状態）とし（ステップＳ１０４）、燃圧ＰＦを上昇させて、図１０の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ１０３において、ＰＦ≧ＰＦｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アイドルストップ（自動停止）を実行し（ステップＳ１０５）、続いて、始動要求があったか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ここで、始動要求とは、たとえばアイドルストップ後の再始動要求のことであり、始動要求の判定条件は「ブレーキが解除されたこと」がトリガとなる。
一般的なアイドルストップの具体例については、ここでは詳述を省略するが、たとえば特開平８−２９１７２５号公報に記載の「車両のエンジン自動停止及び再始動装置」に参照することができる。

ステップＳ１０６において、始動要求がなかった（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図１０の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ１０６において、始動要求があった（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、たとえばエンジン１０の停止後の経過時間（停止後経過時間Ｔｐ）などを考慮して、クランキング用電動機の要否（クランキング用電動機を用いることなく再始動が可能か否か）を判定する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７において、停止後経過時間Ｔｐが所定停止期間以上を示していて、クランキング用電動機が必要である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、クランキング用電動機による始動を行い（ステップＳ１０８）、図１０の処理ルーチンを抜け出る。
一方、ステップＳ１０７において、停止後経過時間Ｔｐが所定停止期間に達しておらず、クランキング用電動機が不必要である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、クランキング用電動機なしで始動を行い（ステップＳ１０９）、図１０の処理ルーチンを抜け出る。

このように、停止状態で膨張行程気筒に燃料噴射後に点火して始動可能で、且つ、クランキング用電動機が不要な（または、クランキング補助用の補助始動装置を備えた）内燃機関において、エンジン１０の停止前に燃圧ＰＦを上昇させておくことにより、停止後の燃圧ＰＦを比較的長期間（所定停止期間）にわたって高圧に維持することができる。
したがって、停止後経過時間が所定停止期間未満であれば、クランキング用電動機を用いることなく再始動することができ、クランキング用電動機なして再始動可能な期間を長く設定することができる。

なお、上記各実施の形態１〜８では、燃圧ＰＦを上昇させるためにスピル弁３３を常時閉（全吐出状態）に設定したが、燃圧フィードバック制御などによりスピル弁３３の開閉制御を実行しながら燃圧ＰＦを上昇させてもよい。

この発明の実施の形態１による筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置を概略的に示す構成図である。 この発明の実施の形態１による筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置の燃料系を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態８による動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン（筒内噴射型内燃機関）、１１ 燃焼室、１２ 燃料レール、１３ クランク角センサ、１４ カム角センサ、１５ インジェクタ、１６ 点火プラグ、１７ ポンプカム、１８ 燃圧制御手段（高圧燃料ポンプ）、１９ 燃圧センサ、２０ 燃料タンク、３０ ＥＣＵ、３３ スピル弁、３６ 弁体。

Claims (9)

1. 複数の気筒内にそれぞれ直接燃料を噴射するためのインジェクタと、
   前記各気筒内で燃料を点火するための点火プラグと、
   前記インジェクタに供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、
   前記燃圧センサにより検出された燃圧をフィーバック情報として前記燃圧を可変設定する燃圧制御手段と、
   前記内燃機関の停止直前状態を判定する停止直前状態判定手段とを備え、
   前記燃圧制御手段は、前記停止直前状態判定手段により前記停止直前状態が判定された後に、前記燃圧を上昇させることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
2. 前記燃圧制御手段は、前記停止直前状態判定手段により前記停止直前状態が判定された後に、前記内燃機関が停止するまでの一定期間にわたって前記燃圧を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
3. 前記燃圧制御手段は、前記停止直前状態判定手段により前記停止直前状態が判定された後に、前記燃圧を、前記エンジンの再始動性を確保可能な所定圧力以上に設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
4. 前記内燃機関の始動状態を判定する始動状態判定手段と、
   前記内燃機関の始動後の経過時間を始動後経過時間として計測する始動後経過時間計測手段とを備え、
   前記停止直前状態判定手段は、前記始動後経過時間が所定期間以上に達した後で、前記内燃機関の回転速度が所定速度以下を示す場合に、前記停止直前状態を判定することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
5. 複数の気筒内にそれぞれ直接燃料を噴射するためのインジェクタと、
   前記各気筒内で燃料を点火するための点火プラグと、
   前記インジェクタに供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、
   前記燃圧センサにより検出された燃圧をフィーバック情報として前記燃圧を可変設定する燃圧制御手段と、
   前記内燃機関の自動停止および自動始動を含む自動処理を行う自動処理手段と、
   前記自動停止を実行するか否かを決定する自動停止決定手段と、
   自動停止を実行する自動停止実行手段とを備え、
   前記燃圧制御手段は、前記自動停止決定手段により前記自動停止の実行が決定された後に前記燃圧を上昇させ、
   前記自動停止実行手段は、前記燃圧が上昇してから前記内燃機関を自動停止させることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
6. 前記燃圧制御手段は、前記自動停止決定手段により前記自動停止の実行が決定された後に、所定昇圧期間にわたって前記燃圧を上昇させ、
   前記自動停止実行手段は、前記所定昇圧期間が経過してから前記内燃機関を自動停止させることを特徴とする請求項５に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
7. 前記燃圧制御手段は、前記自動停止決定手段により前記自動停止の実行が決定された後に、前記燃圧を所定圧力以上に設定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
8. 前記複数の気筒のうち膨張行程にある気筒を膨張行程気筒として判別する膨張行程気筒判別手段を備え、
   前記内燃機関は、停止状態において前記膨張行程気筒に燃料を噴射した後に点火を行うことにより始動可能に構成され、
   前記燃圧制御手段は、前記内燃機関の停止直前に前記燃圧を制御することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。
9. 前記内燃機関のクランキングを補助するための補助用始動装置を備えたことを特徴とする請求項８に記載の筒内噴射型内燃機関の燃圧制御装置。

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