(57)【要約】【課題】デュアル噴射式の内燃機関において初期始動時に高圧の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高め得る内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】電磁スピル弁４０は、加圧ポンプ３５の吸入動作に対しフィードポンプ２５からの燃料圧力と加圧室３５ａ内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作するとともに、加圧ポンプ３５の吐出動作に対しフィードポンプ２５からの燃料圧力と加圧室３５ａ内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作する弁体４１を有しており、エア抜き制御手段としてエンジンコントロールコンピュータ５０は、エンジン１０の初期始動時に加圧ポンプ３５から吐出圧が噴射可能な第２の燃料圧力レベルに達しない特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁４０を周期的に開弁させて加圧室３５ａ内にフィードポンプ２５から給送される第１の燃料圧力レベルの燃料を充填させる。【選択図】図１
2010133265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁と、前記内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁と、両燃料噴射弁に前記燃料を供給する燃料供給手段と、を備え、前記燃料供給手段が、前記ポート噴射用の燃料噴射弁に前記燃料を第１の燃料圧力レベルで給送するフィードポンプと、前記フィードポンプから給送される燃料を導入する加圧室を有し該加圧室内の燃料を前記第１の燃料圧力レベルより高圧となる第２の燃料圧力レベルに加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する加圧ポンプと、入力信号に応じ開弁して前記加圧室内の燃料を漏出させる電磁スピル弁と、を有する内燃機関の燃料供給装置において、
前記電磁スピル弁が、前記加圧ポンプの吸入動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作するとともに、前記加圧ポンプの吐出動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作する弁体を有し、
前記内燃機関の初期始動時であって前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記第２の燃料圧力レベルに達しない特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させて前記加圧室内に前記フィードポンプから給送される前記第１の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、特にポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式であって高圧燃料通路中の燃料からのエア抜きが可能な内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、自動車等の車両用の内燃機関においては、燃費や排気浄化性能に対する高度な要求に対して、例えば火花点火式の場合に筒内噴射用の燃料噴射弁によって燃焼室内に直接に高圧燃料を噴射することで点火プラグの近傍にのみ点火を確実にする程度にリッチな混合気を存在させる希薄燃焼方式が採用されたり、車両停止時にエンジンを停止させるアイドリングストップ技術が採用されたりしている。そのため、燃料にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりするのを高度に抑制する技術が提案されている。
【０００３】
この種の内燃機関の燃料供給装置としては、例えば内燃機関用の燃料を調量供給する搬送ユニットのハウジングに、オーバーフロー弁をねじ結合させる雌ねじ部に空気抜き用の付加的なねじ山切欠きを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、コモンレール式の内燃機関において、クランキング時にレール圧が所定圧力に達しないと判定された場合には、低圧フィードポンプから加圧ポンプへの燃料供給量を調節する調量弁を全閉状態として、それより上流側の低圧燃料系統に混入しているエアを燃料と共にタンク側に戻し、混入エアを除去するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、燃料にエアが混入したときインジェクタ内の圧力制御室に接続する漏出通路上の開閉弁を開弁させてエア抜きするものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特表２００５−５３７４２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４０３７号公報
【特許文献３】特開２００１−２６３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の燃料供給装置、特に、ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式の内燃機関に装備される燃料供給装置にあっては、始動直後のポート噴射中に加圧ポンプを作動させても、加圧ポンプ内の燃料にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしているために、フィードポンプからの燃料が高圧燃料ポンプ内に十分に吸入されず、一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力が筒内噴射に要する燃料圧力まで高まらない場合があった。
【０００７】
そのため、例えば車両の組立工場において、燃料圧力の異常のために異常警告ランプであるＭＩＬ（Malfunction Indicator Lamp）が点灯してしまい、組立て後の検査工程に至った車両を製造・検査ラインから出してＭＩＬを消灯させる面倒な作業が必要になって、車両の生産効率が低下してしまうという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、デュアル噴射式の内燃機関において初期始動時の一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記目的達成のため、内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁と、前記内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁と、両燃料噴射弁に前記燃料を供給する燃料供給手段と、を備え、前記燃料供給手段が、前記ポート噴射用の燃料噴射弁に前記燃料を第１の燃料圧力レベルで給送するフィードポンプと、前記フィードポンプから給送される燃料を導入する加圧室を有し該加圧室内の燃料を前記第１の燃料圧力レベルより高圧となる第２の燃料圧力レベルに加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する加圧ポンプと、入力信号に応じ開弁して前記加圧室内の燃料を漏出させる電磁スピル弁と、を有する内燃機関の燃料供給装置において、前記電磁スピル弁が、前記加圧ポンプの吸入動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作するとともに、前記加圧ポンプの吐出動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作する弁体を有し、前記内燃機関の初期始動時であって前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記第２の燃料圧力レベルに達しない特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させて前記加圧室内に前記フィードポンプから給送される前記第１の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、内燃機関の初期始動時に加圧ポンプからの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、電磁スピル弁が周期的に開弁されて加圧室内にフィードポンプからの第１の燃料圧力レベルの燃料が充填される。したがって、組立て後の検査時のような初期の始動時において、燃料が加圧室内に十分に供給されるとともに加圧室から燃料噴射弁側に流出し、加圧ポンプのエア抜きが可能になる。しかも、既存の燃料噴射システムにエア抜き制御手段の機能を達成するプログラムを追加するだけで済む。
【００１１】
なお、前記エア抜き制御手段が、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させるときに、前記電磁スピル弁の開弁に同期して前記筒内噴射用の燃料噴射弁を周期的に開弁させるのが好ましい。また、前記エア抜き制御手段が、前記内燃機関の始動時であって前記圧力判定時間内にあるときには、前記フィードポンプにより給送される前記燃料を前記ポート噴射用の燃料噴射弁から前記吸気ポート内に噴射させる一方、前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記特定の圧力値以下となる状態が前記圧力判定時間を越えて継続するときには、前記ポート噴射用の燃料噴射弁を閉弁させるのがよい。さらに、前記筒内噴射用の燃料噴射弁と前記加圧ポンプの間の高圧燃料通路に、前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記特定の圧力値を超えるときに開弁して前記筒内噴射用の燃料噴射弁への前記燃料の供給を許容するチェックバルブが設けられているのが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関の初期始動時に加圧ポンプからの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁を周期的に開弁させて加圧室内にフィードポンプからの第１の燃料圧力レベルの燃料を充填するようにしているので、組立て後の検査時のような初期の始動時に、燃料を加圧室内に十分に供給するとともに加圧室から燃料噴射弁側に流出させ、加圧ポンプを確実にエア抜きすることができ、デュアル噴射式の内燃機関において初期始動直後の一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置の概略構成図であり、図２は、一実施形態に係る燃料供給装置の要部拡大図である。
【００１５】
まず、構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、多気筒であって各気筒内の燃焼室に直接に燃料が噴射される内燃機関、例えば直噴火花点火式の内燃機関であるＶ型６気筒のエンジン１０に装備されている。
【００１７】
このエンジン１０は、詳細を図示しないが、一対のバンク１１、１２の各気筒部分１１ｃ、１２ｃにピストンが収納され、燃焼室１３、１４が画成されるとともに、吸気弁および排気弁が所定のタイミングで開弁するよう弁開閉可能に装着されている。また、燃焼室１３、１４内に露出する点火プラグおよびこれを点火させる点火コイルを有するダイレクトイグニッション方式の点火装置が装備されている。
【００１８】
一対のバンク１１、１２にはそれぞれ吸気マニホルド１５、１６および図示しない排気マニホルドが装着されており、各吸気マニホルド１５、１６内に通じる吸気ポート１７、１８にはポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２がそれぞれ設けられるとともに、図示しないスロットルバルブが設けられている。なお、エンジン１０の排気マニホルドの下流側には、図示しない公知の排気浄化装置が接続されている。
【００１９】
ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２は、デリバリーパイプ２３、２４を介して燃料供給用のフィードポンプ２５に接続されている。フィードポンプ２５は、詳細を図示しないが、燃料タンク２６内の燃料、例えばガソリンを汲み上げて第１の燃料圧力レベルで吐出し、燃料通路２７を通してデリバリーパイプ２３、２４に給送するようになっており、例えば後述するエンジンコントロールコンピュータ５０のＯＮ／ＯＦＦ指令信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される公知のものである。
【００２０】
エンジン１０の複数の気筒１１ｃ、１２ｃには、また、燃焼室１３、１４内に直接に高圧燃料を噴射する複数の筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２が設けられている。
【００２１】
これら筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２は、デリバリーパイプ３３、３４および高圧燃料通路３７を介してプランジャ型の加圧ポンプ３５に接続されている。
【００２２】
この加圧ポンプ３５は、フィードポンプ２５から給送される燃料を導入する加圧室３５ａを有し、その加圧室３５ａ内の燃料を前記第１の燃料圧力レベルより高圧となる第２の燃料圧力レベルに加圧して、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２側の高圧燃料通路３７に吐出するようになっている。
【００２３】
具体的には、加圧ポンプ３５は、加圧室３５ａの容積を変化させるようポンプハウジング３５ｈ内に往復摺動可能に設けられたプランジャ３５ｐと、このプランジャ３５ｐを駆動するカムシャフト３５ｓと、カムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐにより図中上下方向に昇降駆動されるフォロワリフタ３５ｆと、このフォロワリフタ３５ｆをカムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐに付勢する圧縮スプリング３５ｇとを有する公知のものであり、そのポンプハウジング３５ｈとプランジャ３５ｐの間に画成される加圧室３５ａが、プランジャ３５ｐの往復移動によってその容積を変化させて、フィードポンプ２５からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。また、加圧ポンプ３５の加圧室３５ａと高圧燃料通路３７との間、すなわち、加圧ポンプ３５と筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２との間の高圧燃料通路３７の上流端部には、加圧ポンプ３５から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値を超えるときに開弁し、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２への燃料の供給を許容するばね付のチェックバルブ３６が設けられている。
【００２４】
デリバリーパイプ２３、２４には、フィードポンプ２５から第１の圧力レンジで給送されるデリバリーパイプ２３、２４内の燃料の圧力脈動を抑える公知のパルセーションダンパ２８（圧力ダンパ）が、デリバリーパイプ３３、３４には、燃料圧力を検出する燃圧センサ３８および第２の圧力レンジの上限を規定するリリーフ弁３９が、それぞれ取り付けられている。また、フィードポンプ２５からの燃料通路２７のうち加圧ポンプ３５の加圧室３５ａ側に分岐する燃料供給通路２７ａ上には、第１の圧力レンジで供給される燃料の圧力脈動を抑えるパルセーションダンパ２９が配置されている。なお、ここで、リリーフ弁３９は、加圧ポンプ３５により第２の燃料圧力レベルで燃料が給送される高圧燃料通路３７上のいずれかの部位、例えば筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２に近いデリバリーパイプ３３、３４の内部の燃圧を検出できる位置に配置されており、その第２の燃料圧力レベルの燃料の上限圧となる設定圧で開弁するようになっている。
【００２５】
エンジン１０は、このように吸気ポート１７、１８内に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２と、気筒１１ｃ、１２ｃ内に燃料を噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２とを備えており、これらの燃料噴射弁２１、２２、３１、３２に燃料を供給する低圧側のデリバリーパイプ２３、２４、フィードポンプ２５、燃料タンク２６および燃料通路２７と、高圧側のデリバリーパイプ３３、３４、加圧ポンプ３５および高圧燃料通路３７とによって、両燃料噴射弁２１、２２、３１、３２に燃料を供給する燃料供給手段３０が構成されている。
【００２６】
図２に示すように、フィードポンプ２５からの燃料供給通路２７ａに接続する加圧ポンプ３５の加圧室３５ａの燃料導入口部３５ｉには、高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有するとともに、入力信号に応じ開弁するときには加圧室３５ａ内の高圧燃料を低圧側に漏出させることができる電磁スピル弁４０が設けられている。
【００２７】
この電磁スピル弁４０は、ポペット状の弁体４１と、この弁体４１を電磁駆動する電磁駆動コイル４２と、弁体４１を常時開弁方向に付勢するスプリング４３とを有している。弁体４１は、通常は、加圧ポンプ３５の吸入動作に対してはフィードポンプ２５から給送される燃料圧力と加圧室３５ａ内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作する一方、加圧ポンプ３５の吐出動作に対してはフィードポンプ２５から給送される燃料圧力と加圧室３５ａ内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作するようになっている。
【００２８】
具体的には、弁体４１は、加圧室３５ａ内に位置する一端側の大径のポペット弁体部４１ａと、電磁駆動コイル４２に励磁電流が供給される励磁状態においてポペット弁体部４１ａを閉弁方向に付勢するよう燃料導入口部３５ｉの近傍から他端側に延びる鉄心部４１ｂとからなり、ポペット弁体部４１ａは、加圧室３５ａ内の燃料圧力およびポペット弁体部４１ａの軸方向両側の受圧面積の差に応じた閉弁方向の推力と、スプリング４３からの開弁方向の付勢力とを受けるようになっている。したがって、弁体４１は、電磁駆動コイル４２に励磁電流の供給が無い非励磁状態において、加圧室３５ａ内の燃料圧力の変化に応じて開閉し得るようになっている。
【００２９】
一方、電磁スピル弁４０は、図１に示すように、エンジンコントロールコンピュータ５０によりドライバ回路６１を介して制御できるようになっており、そのために電磁スピル弁４０の電磁駆動コイル４２がドライバ回路６１に接続されている。
【００３０】
エンジンコントロールコンピュータ５０は、詳細なハードウェア構成を図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリからなるバックアップメモリを備え、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、定電圧回路とを含んで構成されている。このエンジンコントロールコンピュータ５０は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従い、センサ情報や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報等に基づいて、さらには他の車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）と通信を行いながら、例えばエンジン１０の運転状態や加速要求等に応じた燃料噴射量を算出し、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２および筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２への噴射指令信号や電磁スピル弁４０を駆動するためのドライバ回路６１への弁駆動指示信号等を適時に出力するようになっている。
【００３１】
このエンジンコントロールコンピュータ５０は、少なくとも電磁スピル弁４０による加圧室３５ａからの燃料の漏出量を調節することで（あるいはさらに加圧ポンプ３５の駆動回転数を調節することで）、加圧ポンプ３５からデリバリーパイプ３３、３４に供給される燃料の圧力をエンジン１０の運転状態および筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２の噴射特性に応じて最適な燃圧に制御できるようになっている。例えば、エンジンコントロールコンピュータ５０は、一定の信号周期内において電磁スピル弁４０の電磁駆動コイル４２を励磁状態にするＯＮ時間とその励磁状態を解くＯＦＦ時間とを設定することができ、その信号周期内におけるＯＮ時間の比（０％〜１００％；以下、デューティ比という）を変化させることにより、電磁スピル弁４０による加圧室３５ａからの燃料の漏出量を調節することができるようになっている。
【００３２】
また、エンジンコントロールコンピュータ５０は、エンジン１０の始動時に、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２による燃料噴射を最初に実施させ、その間に、燃圧センサ３８により検出される高圧側のデリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたとき、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断して、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２への噴射指令信号の出力を開始できるようになっている。
【００３３】
ここにいう特定の圧力値は、エンジン１０の始動時、例えば高温再始動時に加圧ポンプ３５の加圧室３５ａ内または／およびそこから筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２側の燃料中にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしているために、加圧ポンプ３５を運転させても筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達しない状態が一定時間以上続くときに得られる燃料圧力のうち最も高い圧力値程度に設定されている。
【００３４】
エンジンコントロールコンピュータ５０は、さらに、予め設定された実行条件下において、エンジン１０の始動時であって燃圧センサ３８により検出される加圧ポンプ３５からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁４０を周期的に開弁させて加圧室３５ａ内にフィードポンプ２５から給送される第１の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段として機能する。
【００３５】
ここにいう予め設定された実行条件とは、ニュートラルレンジであること、アクセルペダルが踏み込まれていないアイドル運転状態であること、車両組立工場でのテスト運転モードであること、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２および筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２のテスト運転前のダミー噴射が完了していること、エア抜き制御がなされていないこと、燃圧センサ３８で検出される燃料圧力が特定の燃料圧力よりも低いこと、始動後の加圧ポンプ３５の運転により燃料圧力がエア抜き制御無しでも特定の燃料圧力まで上昇し得る場合であればその圧力上昇に十分に足りる圧力判定時間が経過していること、および、加圧ポンプ３５の故障が検知されていないことの８つの条件である。
【００３６】
すなわち、本実施形態のエンジンコントロールコンピュータ５０は、車両組立工場の組立て後の検査モード運転時のように、エンジンコントロールコンピュータ５０の通信インターフェースあるいは検査信号入力ポートに検査信号が取り込まれ、テストモードの運転が実行される状態であると判定したときにだけ、本発明にいうエア抜き制御手段として機能するようになっている。なお、本発明にいう初期の始動時とは、エンジン１０の組立て直後における一定回数内の始動としてもよい。
【００３７】
圧力判定時間は、燃圧センサ３８のセンサ信号に基づいて例えば６５ｍｓｅｃ毎に検出される燃料圧力の検出値に対して、始動開始から５秒程度に設定される。
【００３８】
エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ５０は、前記一定の信号周期内における電磁スピル弁４０の開弁時間（本実施形態では非励磁状態となるＯＦＦ時間）を十分に長くするように、例えば５０％のデューティ比を設定するか、あるいは、通常の前記一定の信号周期とは異なる周期で前記５０％のデューティ比に対応する開弁時間より長い開弁時間を設定して、その開弁時間中は電磁スピル弁４０を開弁させるように電磁スピル弁４０を駆動するためのドライバ回路６１への弁駆動指示信号を生成するようになっている。
【００３９】
また、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ５０は、電磁スピル弁４０を周期的に開弁させるときに、電磁スピル弁４０の開弁に同期して筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２を周期的に開弁させるようになっている。
【００４０】
さらに、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ５０は、エンジン１０の始動時であって圧力判定時間内にあるときには、フィードポンプ２５により給送される燃料をポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２から吸気ポート１７、１８内に噴射させる一方で、加圧ポンプ３５から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２を閉弁させるようになっている。すなわち、エンジン１０の始動時において、加圧ポンプ３５から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２を閉弁させるとともに、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達しない段階で、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２を開弁させてエア抜き制御を実行するものである。
【００４１】
一方、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ５０は、予め設定された終了条件が成立すると、エア抜き制御を即座に中止するようになっている。この終了条件とは、例えばアクセルペダルが踏み込まれ非アイドル運転状態となったこと、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回ったことである。
【００４２】
具体的には、例えば始動時の空吹かし操作によりエンジン回転数が一時的に急に上昇し低下するような場合には、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を超えた時点からエア抜き制御を一時的に休止させ、エンジン回転数が再度閾値回転数に達しそれを下回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間を内部のカウンタで計測して、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御を再開する。また、エンジン１０の始動時にエンジン回転数が目標とするアイドル回転数を下回って急に低下するような場合には、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回った時点からエア抜き制御を一時的に休止させ、エンジン回転数が再度閾値回転数に達しそれを上回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間を内部のカウンタで計測し、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御を再開するようになっている。
【００４３】
なお、エンジンコントロールコンピュータ５０の図示しない入力インターフェース回路には、燃圧センサ３８の他に、クランク角センサ（回転数センサ）、スロットル開度センサ、エアフローメータ、車速センサ、気筒判別センサ、吸気温センサ、水温センサ、排気酸素濃度酸素センサ等が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がエンジンコントロールコンピュータ５０に取り込まれるようになっている。また、エンジンコントロールコンピュータ５０の出力インターフェース回路には、噴射駆動用のドライバ回路６１の他に、点火駆動回路、燃料ポンプ駆動回路等の駆動回路群が接続されているが、これらの構成は従来と同様であるので、ここでは詳述しない。
【００４４】
次に、その作用について説明する。
【００４５】
図３は、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置における初期エンジン始動時のエア抜き制御の概略の手順を示すタイミングチャートである。
【００４６】
エンジン１０の始動時には、まず、エンジンコントロールコンピュータ５０が、フィードポンプ２５を作動させるとともに、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２を閉弁させた状態でポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２を開弁させ、ポート噴射用の燃料噴射弁２１、２２による燃料噴射を実施させる。
【００４７】
そして、そのポート噴射の開始から圧力判定時間として設定された時間の間、燃圧センサ３８により検出される高圧側のデリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたか否かがチェックされる。
【００４８】
通常、そのポート噴射の開始から圧力判定時間ｔａの間に、燃圧センサ３８により検出されるデリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が特定の圧力値を超えるので、デリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたと判定されたときに、エンジンコントロールコンピュータ５０は、デリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断し、次いで、筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２への噴射指令信号の出力を開始する。
【００４９】
一方、エンジン１０の始動時に、加圧ポンプ３５の加圧室３５ａ内または／およびそこから筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２側の燃料中にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしていると、図３（ｄ）に示すように、ポート噴射の開始から加圧ポンプ３５を運転させても、圧力判定時間ｔａの間に筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達しない状態が一定時間以上続く場合がある。
【００５０】
このような場合、加圧ポンプ３５からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間ｔａを越えて継続し、燃圧センサ３８により検出されるデリバリーパイプ３３、３４内の燃料圧力が特定の圧力値を超えないと判定され、エンジンコントロールコンピュータ５０は、電磁スピル弁４０を周期的に開弁させるとともに、その電磁スピル弁４０の開弁時期に同期して筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２を周期的に開弁させることで、加圧ポンプ３５の加圧室３５ａ内にフィードポンプ２５からの第１の燃料圧力レベルの燃料を充填させるエア抜き制御を実行する。
【００５１】
すなわち、図３（ａ）および図３（ｂ）中に「エア抜き制御ＯＮ」および「直噴１００％」と示すエア抜き制御期間中、図３（ｃ）に示すように、電磁スピル弁４０の開弁時間を十分に長くするよう、例えば５０％のデューティ比が設定され、あるいは、通常の一定の信号周期とは異なる周期で前記５０％のデューティ比に対応する開弁時間より長い開弁時間（ＯＦＦ時間）が設定される。したがって、その開弁時間中は、電磁スピル弁４０が継続して開弁し、フィードポンプ２５からの第１の燃料圧力レベルの燃料が加圧室３５ａ内に十分に供給されるとともに加圧室３５ａから燃料噴射弁３１、３２側に燃料が流出し、フィードポンプ２５からの第１の燃料圧力レベルの燃料が加圧ポンプ３５の加圧室３５ａ内にエアが混入していたとしても、そのエアが確実に下流側に排出される。
【００５２】
また、電磁スピル弁４０の開弁時間と閉弁時間が交互に設定されることで、フィードポンプ２５からの加圧室３５ａ内への燃料の流入と、加圧ポンプ３５からチェックバルブ３６を越える燃料の吐出とが交互に実行され、デリバリーパイプ３３、３４側の高圧燃料通路３７側に燃料が確実に吐出される。したがって、エンジン１０の始動時に加圧ポンプ３５からの吐出圧を昇圧できない時間が長引き、始動性、特に高温再始動性が低下することが防止できることになる。
【００５３】
ところで、エンジン１０の始動時に空吹かし操作によりエンジン回転数が一時的に急に上昇し低下する、いわゆるレーシング状態となることがある。そのような場合には、図４に示すように、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数（アイドル状態の回転数ｎｔｃａｌより高い回転数；図４（ａ）、図４（ｂ）参照）を超えた時点からエア抜き制御が一時的に休止される（図４（ｂ）、図４（ｄ）参照）。そして、エンジン回転数が再度閾値回転数に達し、それを下回る時点から、エンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間がカウンタＡで計測され、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御が再開される（図４（ｂ）〜図４（ｄ）参照）。
【００５４】
また、図５に示すように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回って急に低下し（図５（ａ）参照）、エンジンストールが生じる可能性が高くなったようなときにも、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回った時点からエア抜き制御が一時的に休止される。そして、エンジン回転数が再度閾値回転数に達すると、エンジン回転数がその再度閾値回転数を上回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間がカウンタＢで計測され、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御が再開される（図５（ｂ）、図５（ｃ）参照）。
【００５５】
このように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、エンジン１０の初期の始動時に加圧ポンプ３５からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁４０を周期的に長く開弁させて加圧室３５ａ内にフィードポンプ２５からの第１の燃料圧力レベルの燃料を充填するようにしているので、燃料を加圧室３５ａ内に十分に供給するとともに加圧室３５ａから筒内噴射用の燃料噴射弁３１、３２側に流出させ、加圧ポンプ３５を確実にエア抜きすることができ、初期の始動直後の一定時間内に高圧燃料通路３７の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる。その結果、車両の組立工場において、燃料圧力の異常のために異常警告ランプであるＭＩＬが点灯し、組立て後の検査工程に至った車両を製造・検査ラインから出してＭＩＬを消灯させる面倒な作業が必要になるといった従来の問題を解消することができ、車両の生産効率を高めることができる。
【００５６】
このような本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式であって高圧燃料通路のエア抜きが可能な燃料供給装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の要部拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置における初期エンジン始動時のエア抜き制御の概略の手順を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置におけるエア抜き制御の一時休止条件を例示するタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置におけるエア抜き制御の他の一時休止条件を例示するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１０  エンジン
１１、１２  バンク
１１ｃ、１２ｃ  気筒
１３、１４  燃焼室
１５、１６  吸気マニホルド
１７、１８  吸気ポート
２１、２２  ポート噴射用の燃料噴射弁
２３、２４  デリバリーパイプ
２５  フィードポンプ
２６  燃料タンク
２７  燃料通路
２７ａ  燃料供給通路
２８、２９  パルセーションダンパ
３０  燃料供給手段
３１、３２  筒内噴射用の燃料噴射弁
３３、３４  デリバリーパイプ
３５  加圧ポンプ
３５ａ  加圧室
３５ｆ  フォロワリフタ
３５ｇ  圧縮スプリング
３５ｈ  ポンプハウジング
３５ｉ  燃料導入口部
３５ｐ  プランジャ
３５ｓ  カムシャフト
３６  チェックバルブ
３７  高圧燃料通路
３８  燃圧センサ
３９  リリーフ弁
４０  電磁スピル弁
４１  弁体
４２  電磁駆動コイル
５０  エンジンコントロールコンピュータ（エア抜き制御手段）
６１  ドライバ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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