(57)【要約】【課題】高圧燃料ポンプのポンプ効率が変化して最大吐出量が変化しても、燃料噴射量の不足を防止して内燃機関に燃料を安定して供給する。【解決手段】ステップ１１０で機関運転状態に基づく要求噴射量Ｑｆｉｎ　が算出される。ステップ１３０でエンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて高圧燃料ポンプの最大吐出量Ｑｃａｐ　が算出される。要求噴射量Ｑｆｉｎ　が最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上であると、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して噴射量不足が発生するため、ステップ１６０で電磁スピル弁を開弁状態に維持して高圧燃料ポンプの加圧動作を停止させる。一方、要求噴射量Ｑｆｉｎ　が最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも少ないと、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して十分な燃料を供給できるため、ステップ１５０で高圧燃料ポンプの加圧動作を行わせる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードポンプから供給される燃料を高圧燃料ポンプの内部を通し、該高圧燃料ポンプの加圧動作により加圧して高圧燃料配管内に吐出し、該高圧燃料配管の高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
機関運転状態に基づく要求噴射量が所定値よりも少ないか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記要求噴射量が前記所定値よりも少ない旨が判定されるまでは前記高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して前記フィードポンプから供給される燃料を前記高圧燃料ポンプの内部を素通りさせるとともに、前記判定手段により前記要求噴射量が前記所定値よりも少ない旨が判定されたときには前記高圧燃料ポンプの加圧動作を行わせる制御手段と、
前記高圧燃料ポンプのポンプ効率に影響を及ぼす状態量に基づき前記所定値を可変設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプは、前記内燃機関によって駆動されることにより前記燃料の加圧動作を行うものであり、
前記状態量は、機関回転速度及び燃料温度の少なくともひとつである
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記設定手段は、前記高圧燃料配管内の燃料圧力に基づき前記所定値を可変設定する
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料ポンプの加圧動作により燃料を加圧して高圧燃料配管内に吐出し、高圧燃料配管の高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃焼室内へ燃料が直接噴射により供給される筒内噴射式内燃機関のような内燃機関においては、高圧になる燃焼室内の圧力に抗してインジェクタによる燃料噴射を行う。そのため、このような筒内噴射式内燃機関の燃料噴射に際しては、燃料を高圧に加圧してインジェクタに供給する高圧燃料供給装置が必要不可欠とされる。このような高圧燃料供給装置では、燃料タンクからフィードポンプによって供給される燃料を高圧燃料ポンプの内部を通し、この高圧燃料ポンプの加圧動作により加圧して高圧燃料配管（デリバリパイプ）内に吐出し、高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関に供給するようにしている。
【０００３】
しかしながら、機関始動時には要求噴射量が多く、高圧燃料ポンプの加圧動作がなされると、高圧燃料配管内に吐出される燃料量は高圧燃料ポンプの吐出量に依存することから、内燃機関に燃料を安定して供給することができなくなる。
【０００４】
このような問題を解決するため、特許文献１に示される燃料供給装置が提案されている。この燃料供給装置は、機関始動時には高圧燃料ポンプの加圧動作を停止し、フィードポンプから供給される燃料を高圧燃料ポンプの内部を素通りさせるようにしている。フィードポンプから供給される燃料量は多く、これにより、要求噴射量が多くなる機関始動時であっても、噴射量が不足しないように対処することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１２５１６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１の内燃機関の燃料供給装置においては、内燃機関の始動判定がなされると高圧燃料ポンプの加圧動作を行わせるようにしているが、依然、以下の問題があった。
【０００７】
すなわち、高圧燃料ポンプの大型化やコストアップを抑制するうえでは、高圧燃料ポンプの定格吐出量をできるだけ抑えることが望ましい。この定格吐出量とは例えばポンプ室断面積とストロークとの積で定まる量である。しかし、高圧燃料ポンプの定格吐出量を抑えると、機関の始動判定後であっても、特に冷間時の要求噴射量が多いときには噴射量が不足するという事態を招く。また、高圧燃料ポンプの最大吐出量は、そのときのポンプ効率によって変化することから、こうしたポンプ効率の低下に起因して高圧燃料ポンプの最大吐出量が減少し、内燃機関に燃料を安定して供給することができないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧燃料ポンプのポンプ効率が変化して最大吐出量が変化しても、燃料噴射量の不足を防止して内燃機関に燃料を安定して供給す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にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、フィードポンプから供給される燃料を高圧燃料ポンプの内部を通し、該高圧燃料ポンプの加圧動作により加圧して高圧燃料配管内に吐出し、該高圧燃料配管の高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、機関運転状態に基づく要求噴射量が所定値よりも少ないか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記要求噴射量が前記所定値よりも少ない旨が判定されるまでは前記高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して前記フィードポンプから供給される燃料を前記高圧燃料ポンプの内部を素通りさせるとともに、前記判定手段により前記要求噴射量が前記所定値よりも少ない旨が判定されたときには前記高圧燃料ポンプの加圧動作を行わせる制御手段と、前記高圧燃料ポンプのポンプ効率に影響を及ぼす状態量に基づき前記所定値を可変設定する設定手段と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
上記の構成によれば、内燃機関の始動完了後において要求噴射量が所定値以上である場合には、フィードポンプから供給される燃料が高圧燃料ポンプの内部を素通りして高圧燃料配管に送られる。よって、高圧燃料配管から十分な燃料を内燃機関に供給することができる。しかも、高圧燃料ポンプのポンプ効率に応じて所定値を可変設定している。従って、ポンプ効率の変化に応じて高圧燃料ポンプの最大吐出量が変化しても、このポンプ効率を考慮した所定値と要求噴射量との大小関係に基づき高圧燃料ポンプの加圧動作を制御することができるので、内燃機関に燃料を安定して供給することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記高圧燃料ポンプは、前記内燃機関によって駆動されることにより前記燃料の加圧動作を行うものであり、前記状態量は、機関回転速度及び燃料温度の少なくともひとつであることを要旨とする。
【００１２】
高圧燃料ポンプの最大吐出量は定格吐出量とそのときのポンプ効率との積とに基づいて定まる。ここで定格吐出量とは例えばポンプ室断面積とストロークとの積で定まる量である。高圧燃料ポンプのポンプ効率は、加圧動作の速度によって変化し、加圧動作の速度の低下に伴ってポンプ効率は低下する。高圧燃料ポンプの加圧動作の速度は機関回転速度に依存し、高圧燃料ポンプのポンプ効率は機関回転速度の変化に応じて変化することとなる。また、高圧燃料ポンプのポンプ効率は、燃料の粘度によって変化し、粘度の低下に伴ってポンプ効率は低下する。燃料の粘度は燃料温度に依存し、燃料温度が上昇すれば粘度は小さくなり、燃料温度が低下すれば粘度は大きくなるため、高圧燃料ポンプのポンプ効率は、燃料温度の上昇に応じて低下することとなる。
【００１３】
従って、上記の構成によれば、ポンプ効率を変化させる機関回転速度及び燃料温度の少なくともひとつに基づいて所定値を可変設定するようにしているので、所定値を適切に設定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記設定手段は、前記高圧燃料配管内の燃料圧力に基づき前記所定値を可変設定することを要旨とする。
【００１５】
上記の構成によれば、高圧燃料配管内の燃料圧力が高いときには高圧燃料配管内には燃料が多く蓄えられており、その分、噴射量を確保することができる。従って、高圧燃料配管内の燃料圧力に基づき所定値を可変とすることにより、高圧燃料ポンプの加圧動作をより適切に制御することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を筒内噴射式４気筒ガソリンエンジンの燃料供給装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００１７】
図２に示すように、エンジン１１において、そのピストン１２はコネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４に連結され、同ピストン１２の往復移動がコネクティングロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換される。クランクシャフト１４には複数の突起１４ｂを備えたシグナルロータ１４ａが取り付けられている。そして、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクシャフト１４が回転する際に前記各突起１４ｂに対応してパルス状の信号を出力するクランクポジションセンサ１４ｃが設けられている。
【００１８】
エンジン１１の燃焼室１６には、吸気通路１７及び排気通路１８が接続されている。吸気通路１７と燃焼室１６との間は吸気バルブ１９の開閉駆動によって連通・遮断される。排気通路１８と燃焼室１６との間は排気バルブ２０の開閉駆動によって連通・遮断される。これら吸気バルブ１９及び排気バルブ２０の開閉駆動は、クランクシャフト１４の回転が伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の回転によって行われる。吸気カムシャフト２１の側方にはカムポジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気カムシャフト２１の回転に伴い同シャフト２１に形成された突起２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過する毎に、同カムポジションセンサ２１ｂからは検出信号が出力される。
【００１９】
前記吸気通路１７には、エンジン１１への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２３の開度は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２４の踏込操作に応じて調整される。なお、前記アクセルペダル２４の踏み込み量（アクセル踏込量）はアクセルポジションセンサ２５によって検出される。
【００２０】
吸気通路１７において、スロットルバルブ２３よりも上流側には吸気通路１７を通過する空気の温度（吸気温）を検出するための吸気温センサ２６が設けられ、スロットルバルブ２３よりも下流側には吸気通路１７内の圧力（吸気圧）検出するためのバキュームセンサ２７が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１において、燃焼室１６内に直接燃料を噴射供給して燃料と空気とからなる混合気を形成するインジェクタ２８と、エンジン１１の冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ１１ａとが設けられている。そして、インジェクタ２８からの燃料噴射に基づいて燃焼室１６内に形成される混合気を燃焼させると、ピストン１２が往復移動してクランクシャフト１４が回転し、エンジン１１が駆動されるようになる。
【００２２】
次に、インジェクタ２８に高圧燃料を供給するためのエンジン１１の燃料供給装置４０の構造について図１を参照して説明する。
図１に示すように、燃料供給装置４０は、フィードポンプ４２と、高圧燃料ポンプ４４とを備えている。フィードポンプ４２は図示しない電動モータによって駆動され、燃料タンク４１内から燃料を吸い上げて高圧燃料ポンプ４４に向けて燃料を吐出する。高圧燃料ポンプ４４はフィードポンプ４２から吐出された燃料を吸入して加圧し、デリバリパイプ４３に向けて吐出する。
【００２３】
前記高圧燃料ポンプ４４は、前記排気カムシャフト２２に取り付けられたカム４５の回転に基づいてシリンダ４６内で往復移動するプランジャ４７と、シリンダ４６及びプランジャ４７によって区画されるポンプ室４８とを備えている。本実施形態において、カム４５は２つのカム山を有している。
【００２４】
このポンプ室４８は、低圧燃料通路４９を介して前記フィードポンプ４２に接続されており、低圧燃料通路４９の途中には同通路４９内の圧力を一定にするためのプレッシャレギュレータ４９ａが設けられている。また、ポンプ室４８は、逆止弁５０ａを備えた高圧燃料通路５０を介して高圧燃料配管としてのデリバリパイプ４３に接続されている。
【００２５】
このデリバリパイプ４３には前記インジェクタ２８が接続されており、同インジェクタ２８は燃焼室１６（図２参照）内へ直接燃料を噴射供給して燃料と空気とからなる混合気を生成するようになっている。さらに、前記デリバリパイプ４３には同パイプ４３内の燃料圧力（インジェクタ２８に供給される燃料の圧力）ＰＲを検出するための燃圧センサ５１が設けられている。
【００２６】
また、前記デリバリパイプ４３は、逆止弁４３ａを介して低圧燃料通路４９に接続されている。デリバリパイプ４３内の燃圧ＰＲが過度に高くなると、逆止弁４３ａが開いてデリバリパイプ４３内の高圧燃料が低圧燃料通路４９へと流出するようになっている。こうしてデリバリパイプ４３内からの燃料が流れ込む低圧燃料通路４９は、プレッシャレギュレータ４９ａにより一定の圧力に維持される。従って、前記逆止弁４３ａ及びプレッシャレギュレータ４９ａにより、デリバリパイプ４３内が過度に高圧になることが抑制される。
【００２７】
また、高圧燃料ポンプ４４には、前記低圧燃料通路４９と前記ポンプ室４８との間の燃料吸入口４８ａを連通・遮断する燃圧制御弁としての電磁スピル弁５２が設けられている。この電磁スピル弁５２は電磁ソレノイド５３を備え、同ソレノイド５３への印加電圧を制御することにより開閉動作する。
【００２８】
即ち、電磁ソレノイド５３に対する通電が停止された状態にあっては、電磁スピル弁５２がコイルスプリング５４の付勢力によって開き、低圧燃料通路４９と前記ポンプ室４８とが連通した状態になる。この状態にあって、ポンプ室４８の容積が拡張する方向にプランジャ４７が移動するとき（吸入行程中）には、フィードポンプ４２から送り出された燃料が低圧燃料通路４９を介してポンプ室４８内に吸入される。
【００２９】
また、ポンプ室４８の容積が収縮する方向にプランジャ４７が移動するとき（圧送行程中）には、電磁ソレノイド５３に対する通電により電磁スピル弁５２がコイルスプリング５４の付勢力に抗して閉弁される。その結果、低圧燃料通路４９と前記ポンプ室４８との間が遮断され、プランジャ４７による燃料の加圧動作によりポンプ室４８内の燃圧が上昇して逆止弁５０ａが開弁することにより、高圧燃料が高圧燃料通路５０を介してデリバリパイプ４３内へ吐出されるようになる。なお、前記高圧燃料ポンプ４４における燃圧及び燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁５２の閉弁開始時期を制御し、圧送行程中における同スピル弁５２の閉弁期間を調整することによって行われる。即ち、電磁スピル弁５２の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁５２の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。そして、上記のように高圧燃料ポンプ４４の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ４３内の燃料圧力が制御される。
【００３０】
本実施形態において、高圧燃料ポンプ４４はクランクシャフト１４の１回転に対して燃料の圧送を１回行うようになっている。すなわち、エンジン１１の２気筒における２回の燃料噴射に対して、高圧燃料ポンプ４４は燃料の圧送を１回行うようになっている。そのため、高圧燃料ポンプ４４の１圧送当たりの最大吐出量Ｑｃａｐ　は、機関負荷に基づく最大要求噴射量Ｑｆｉｎｍａｘの２回分よりも大きな値に設定されている。なお、高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　は、定格吐出量Ｑｃとそのときのポンプ効率との積とに基づいて定まる。ここで定格吐出量Ｑｃとは例えばポンプ室４８の断面積とプランジャ４７のストロークとの積で定まる量である。
【００３１】
次に、本実施形態の燃料供給装置４０の電気的構成を図３に基づいて説明する。
この燃料供給装置４０は、エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５５を備えている。このＥＣＵ５５は、ＲＯＭ５６、ＣＰＵ５７、ＲＡＭ５８及びバックアップＲＡＭ５９等を備える算術論理演算回路として構成されている。
【００３２】
ＲＯＭ５６は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ５７はＲＯＭ５６に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ５８はＣＰＵ５７での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ５９はエンジン１１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ５６、ＣＰＵ５７、ＲＡＭ５８及びバックアップＲＡＭ５９は、バス６０を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路６１及び外部出力回路６２と接続されている。
【００３３】
また、外部入力回路６１には、水温センサ１１ａ、クランクポジションセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセルポジションセンサ２５、バキュームセンサ２７、吸気温センサ２６、及び燃圧センサ５１等が接続されている。一方、外部出力回路６２には、インジェクタ２８、及び電磁スピル弁５２等が接続されている。
【００３４】
このように構成されたＥＣＵ５５は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、冷却水温ＴＨＷ等の機関運転状態に基づいて要求噴射量Ｑｆｉｎ　と噴射時期を演算し、その演算結果に基づいてインジェクタ２８を制御して、燃料噴射を実行する。ここで、エンジン回転速度ＮＥは、クランクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷ＫＬは、エンジン１１の吸入空気量に対応するパラメータとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、バキュームセンサ２７からの検出信号に基づき求められる吸気圧ＰＭや、アクセルポジションセンサ２５からの検出信号に基づき求められるアクセル踏込量ＡＣＣＰ等があげられる。
【００３５】
ＥＣＵ５５は、上記のように算出される要求噴射量Ｑｆｉｎ　に基づきインジェクタ２８を駆動制御し、インジェクタ２８から噴射される燃料の量を制御する。
また、ＥＣＵ５５は、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に見合った量の燃料をデリバリパイプ４３に向けて吐出させるべく、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を制御する。高圧燃料ポンプ４４の加圧動作の制御に際して、ＥＣＵ５５はエンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率を算出し、その算出したポンプ効率と定格吐出量Ｑｃとに基づいて最大吐出量Ｑｃａｐ　を算出するようになっている。上記のように構成された高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率は、プランジャ４７による加圧動作の速度によって変化し、加圧動作の速度の低下に伴ってポンプ効率は低下する。本実施形態において、高圧燃料ポンプ４４はエンジン１１によって駆動されるため、加圧動作の速度はエンジン回転速度ＮＥに依存し、高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率はエンジン回転速度ＮＥの変化に応じて変化することとなる。すなわち、図５（ａ）に示されるように、エンジン回転速度ＮＥが低いほどポンプ効率は０に近い値を採り、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほどポンプ効率は１に近い値を採るようになる。また、高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率は、高圧燃料ポンプ４４内に吸入された燃料の粘度によって変化し、粘度の低下に伴ってポンプ効率は低下する。燃料の粘度は燃料温度に依存し、燃料温度が上昇すれば粘度は小さくなり、燃料温度が低下すれば粘度は大きくなるため、高圧燃料ポンプのポンプ効率は、燃料温度の上昇に応じて低下することとなる。本実施形態において、燃料温度を冷却水温ＴＨＷによって代用しており、図５（ｂ）に示されるように、冷却水温ＴＨＷが低いほどポンプ効率は１に近い値を採り、冷却水温ＴＨＷが高くなるほどポンプ効率は１よりも小さい値を採るようになる。このように算出されたポンプ効率と定格吐出量Ｑｃとに基づいて高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　が算出される。
【００３６】
図４はＥＣＵ５５が行う燃圧の制御処理を示す。本処理は、所定時間毎又は所定クランク角毎に起動される。なお、以下に示す各ルーチンでの処理が実行される前提として、ＥＣＵ５５には外部入力回路６１に接続された各センサ１１ａ，１４ｃ，２１ｂ，２５，２６，２７，５１等から各々信号が適宜に入力されているものとする。
【００３７】
まずステップ１１０で、機関運転状態に基づく要求噴射量Ｑｆｉｎ　が算出される。エンジン１１の始動時（エンジン回転速度ＮＥが例えば４００回転未満）においては、要求噴射量Ｑｆｉｎ　は水温センサ１１ａにて検出された冷却水温ＴＨＷに基づいてＲＯＭ５６に記憶されたマップを参照して算出される。エンジン始動時の要求噴射量Ｑｆｉｎ　は冷却水温が低いほど大きな値となり、高圧燃料ポンプ４４の１圧送当たりの最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上の大きな値となることがある。エンジン１１の始動後（エンジン回転速度ＮＥが例えば４００回転以上）においては、要求噴射量Ｑｆｉｎ　はエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいて算出される基本噴射量に対して始動後増量補正及び暖機増量補正を加えた値に設定される。この始動後増量補正はエンジン始動時に一定時間増量し、始動直後のエンジン回転速度ＮＥを安定させるためのものであり、その補正量は前記冷却水温ＴＨＷに基づいて設定される。暖機増量補正はエンジン冷間時に増量し、運転性を確保するためのものであり、前記冷却水温ＴＨＷに基づいて設定される。エンジン始動後の要求噴射量Ｑｆｉｎ　は冷却水温が低いほど大きな値となり、高圧燃料ポンプ４４の１圧送当たりの最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上の大きな値となることがある。
【００３８】
次のステップ１２０では、エンジン１１の始動後かどうかが判定される。エンジン１１の始動時であると判定されると、ステップ１６０に移行する。また、エンジン１１の始動後であると判定されると、ステップ１３０に進む。
【００３９】
ステップ１３０では、エンジン回転速度ＮＥに基づいて図５（ａ）のマップを参照して高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率が算出され、冷却水温ＴＨＷに基づいて図５（ｂ）のマップを参照してポンプ効率が算出され、それらの算出されたポンプ効率と定格吐出量Ｑｃとに基づいて最大吐出量Ｑｃａｐ　が算出される。
【００４０】
次のステップ１４０において、要求噴射量Ｑｆｉｎ　が前記ステップ１３０で算出された最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも小さいかどうかが判定される。肯定判定されるとステップ１５０に進み、否定判定されるとステップ１６０に進む。
【００４１】
ステップ１６０ではＱｆｉｎ　≧Ｑｃａｐ　／２であるため、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して高圧燃料ポンプ４４は十分な燃料を供給できず、噴射量不足が発生することとなる。そのため、ＥＣＵ５５は高圧燃料ポンプ４４の電磁スピル弁５２を開弁状態に維持して高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を停止させる。すると、フィードポンプ４２から供給される燃料は高圧燃料ポンプ４４の内部を素通りして、デリバリパイプ４３に供給されるようになり、フィードポンプ４２の吐出圧がそのままインジェクタ２８に供給する燃圧ＰＲとなる。よって、デリバリパイプ４３からそのときの要求噴射量Ｑｆｉｎ　を満たす燃料をエンジン１１に供給することができる。
【００４２】
一方、ステップ１５０ではＱｆｉｎ　＜Ｑｃａｐ　／２であるため、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して高圧燃料ポンプ４４の吐出量を制御することによって十分な燃料を供給することができる。そのため、ＥＣＵ５５は高圧燃料ポンプ４４の電磁スピル弁５２を駆動し、燃圧センサ５１からの検出信号に基づき求められる燃圧ＰＲが機関運転状態に応じて設定される目標燃圧Ｐｔに近づくよう、高圧燃料ポンプ４４の燃料吐出量をフィードバック制御して前記燃圧ＰＲを適正値に維持する。
【００４３】
ここで、エンジン１１の冷間始動時における燃圧制御の挙動について図６のタイムチャートを参照して説明する。
エンジン１１の始動が開始されると、フィードポンプ４２によって燃料が高圧燃料ポンプ４４に送り出される。エンジン１１の始動時の要求噴射量Ｑｆｉｎ　は冷却水温ＴＨＷに基づいて設定される。また、エンジン始動完了後の要求噴射量Ｑｆｉｎ　はエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいて算出される基本噴射量に対して、冷却水温ＴＨＷに基づく始動後増量補正及び暖機増量補正を加えた値に設定される。冷間始動時にはこれらの要求噴射量Ｑｆｉｎ　が高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上になる。従って、始動時には電磁スピル弁５２の駆動が停止され、つまり、電磁スピル弁５２の閉デューティが０％に設定されて高圧燃料ポンプ４４の吐出行程でも電磁スピル弁５２が開弁状態に維持される。この状態では、高圧燃料ポンプ４４のプランジャ４７が往復運動しても、燃料は加圧されないため、フィードポンプ４２の吐出圧がそのままインジェクタ２８に供給する燃圧ＰＲとなる。この燃圧ＰＲに基づいてデリバリパイプ４３からそのときの要求噴射量Ｑｆｉｎ　を満たす燃料がエンジン１１に供給される。
【００４４】
エンジン１１の始動完了後において冷却水温ＴＨＷの上昇に伴って、機関運転状態に基づく要求噴射量Ｑｆｉｎ　は減少する。この要求噴射量Ｑｆｉｎ　が高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上であるときには、引き続き電磁スピル弁５２の駆動が停止され、高圧燃料ポンプ４４の吐出行程でも電磁スピル弁５２が開弁状態に維持される。そのため、フィードポンプ４２の吐出圧がそのままインジェクタ２８に供給する燃圧ＰＲとなる。この燃圧ＰＲに基づいてデリバリパイプ４３からそのときの要求噴射量Ｑｆｉｎ　を満たす燃料がエンジン１１に供給される。
【００４５】
更に、エンジン１１の始動後の冷却水温ＴＨＷの上昇に伴って、機関運転状態に基づく要求噴射量Ｑｆｉｎ　は高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも少なくなる。このように要求噴射量Ｑｆｉｎ　が最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１より少なくなると、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を行っても要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して十分な燃料を供給することができる。そのため、要求噴射量Ｑｆｉｎ　が高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも少なくなった時点で、電磁スピル弁５２が駆動される。すなわち、電磁スピル弁５２の閉デューティが１００％に設定され、高圧燃料ポンプ４４の吐出行程で電磁スピル弁５２が閉弁状態にされる。この状態では、高圧燃料ポンプ４４のプランジャ４７が往復運動すると燃料は加圧され、燃圧ＰＲがフィードポンプ４２の吐出圧から上昇する。この燃圧ＰＲに基づいてデリバリパイプ４３からそのときの要求噴射量Ｑｆｉｎ　を満たす燃料がエンジン１１に供給される。
【００４６】
このように構成された本実施形態の燃料供給装置によれば以下のような効果を得ることができる。
・　エンジン１１の始動完了後において要求噴射量Ｑｆｉｎ　が高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１以上となる場合には、フィードポンプ４２から供給される燃料が高圧燃料ポンプ４４の内部を素通りしてデリバリパイプ４３に送られる。よって、デリバリパイプ４３から要求噴射量Ｑｆｉｎ　を満たす十分な燃料をエンジン１１に供給することができる。しかも、高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率に応じて、要求噴射量Ｑｆｉｎ　と比較するための最大吐出量Ｑｃａｐ　を算出している。そのため、ポンプ効率の変化に応じて高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量が変化しても、最大吐出量Ｑｃａｐ　と要求噴射量Ｑｆｉｎ　との大小関係に基づき高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を制御することができ、エンジン１１に燃料を安定して供給することができる。
【００４７】
・　更に、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作は、機関運転状態の推移に伴って要求噴射量Ｑｆｉｎ　が最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも少なくなったことに基づいて速やかに開始することができる。このため、要求噴射量Ｑｆｉｎ　に対して噴射量不足の発生を防止しながら、デリバリパイプ４３内の燃圧ＰＲを早期に高めることができる。
【００４８】
・　高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率をエンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷ（燃料温度の代用）に基づいて算出し、このポンプ効率に基づいて高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　を算出するようにしているので、この最大吐出量Ｑｃａｐ　を適切に設定することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を行わせるための要求噴射量Ｑｆｉｎ　と比較される判断基準値として、高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率によって定まるＱｃａｐ　の２分の１を採用した。ただし、高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　にはばらつきが生じる。そこで、こうしたばらつきを考慮し、上記判断基準値として最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも小さい値に設定してもよい。また、エンジン１１の停止後、直ちにエンジン１１が再始動された場合には、デリバリパイプ４３内には燃料が多く蓄えられており、その分、噴射量を確保することができるようになる。この場合、上記判断基準値として最大吐出量Ｑｃａｐ　の２分の１よりも若干大きな値に設定しても、噴射量不足の発生を防止することができ、更に、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作を早めることができる。すなわち、高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率によって定まる最大吐出量Ｑｃａｐ　に加え、デリバリパイプ４３内に蓄えられている燃料量を加味して上記判断基準値を設定してもよい。
【００５０】
以下、高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　に加え、デリバリパイプ４３内に蓄えられている燃料量を加味して上記判断基準値を設定する変形例を上記実施形態に基づいて説明する。
【００５１】
デリバリパイプ４３内に蓄えられている燃料量は、デリバリパイプ４３内の燃圧ＰＲから把握することができる。つまり、デリバリパイプ４３内の燃圧ＰＲが高いときにはデリバリパイプ４３内に燃料が多く蓄えられている。そこで、変形例においては、図４のステップ１３０にて算出された最大吐出量Ｑｃａｐ　をそのままステップ１４０での要求噴射量Ｑｆｉｎ　と比較される判断基準値として採用するのではなく、ステップ１３０にて算出された最大吐出量Ｑｃａｐ　を燃圧ＰＲに基づいて補正して上記判断基準値として採用する。より具体的には、ステップ１３０及びステップ１４０の間に、燃圧ＰＲが高いときには最大吐出量Ｑｃａｐ　を増大補正するステップを追加する。
【００５２】
このように構成された上記実施形態の変形例によれば更に以下のような効果を得ることができる。
・　高圧燃料ポンプ４４の最大吐出量Ｑｃａｐ　をデリバリパイプ４３内の燃圧ＰＲに基づき補正するようにしているので、高圧燃料ポンプ４４の加圧動作をより適切に制御することができるようになる。
【００５３】
なお、上記実施形態及び変形例は、以下のように変更してもよい。
・　上記実施形態及び変形例では、ステップ１３０において、エンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて高圧燃料ポンプ４４のポンプ効率を算出するようにしたが、エンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷのいずれかひとつに基づいてポンプ効率を算出するようにしてもよい。
【００５４】
・　上記実施形態及び変形例におけるステップ１２０のエンジン始動後かどうかの判定処理を省略してもよい。
・　上記実施形態及び変形例では、燃圧制御弁としてポンプ室４８内に吸入された燃料を溢流させる形式の電磁スピル弁５２を用いたが、ポンプ室４８内に吸入される燃料を調量する形式の吸入調量弁を燃圧制御弁として用いてもよい。
【００５５】
・　上記実施形態及び変形例では、４気筒エンジン１１用の高圧燃料ポンプ４４に具体化したが、それ以外の気筒数を有するエンジン、例えば６気筒エンジンの高圧燃料ポンプに具体化してもよい。また、高圧燃料ポンプは２気筒における２噴射に対して１圧送を行うものに限定されるものではない。
【００５６】
・　上記実施形態及び変形例では、高圧燃料ポンプ４４をエンジン１１の出力より駆動して加圧動作を行わせるようにしたが、高圧燃料ポンプ４４をエンジン１１以外の駆動源、例えば電動モータの動力により駆動して加圧動作を行わせるものに具体化してもよい。
【００５７】
・　その他、本発明は、筒内噴射式ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の燃料供給装置の概要説明図。
【図２】上記エンジンを示す略図。
【図３】上記燃料供給装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】高圧燃料ポンプの制御処理を示すフローチャート。
【図５】（ａ）は高圧燃料ポンプのポンプ効率とエンジン回転速度との関係を示すマップ、（ｂ）は高圧燃料ポンプのポンプ効率と冷却水温との関係を示すマップ。
【図６】本実施形態における燃圧制御の挙動を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１ａ…水温センサ、２８…インジェクタ、４０…燃料供給装置、４２…フィードポンプ、４３…デリバリパイプ（高圧燃料配管）、４４…高圧燃料ポンプ、４８ａ…燃料吸入口、５０…高圧燃料通路、５１…燃圧センサ、５２…電磁スピル弁、５５…判定手段、制御手段及び設定手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ＰＲ…燃料圧力（燃圧）、Ｑｃａｐ　…最大吐出量、Ｑｆｉｎ　…要求噴射量。
【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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【図６】
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