(57)【要約】【課題】燃焼室内に燃料を噴射する内燃機関において、簡単な構造で始動時にデリバリパイプ内の燃圧を高めることにより、始動性の向上を図る。【解決手段】燃料供給装置の制御手段は、内燃機関の始動時に、デリバリパイプ内の燃圧Ｐｄが内燃機関の圧縮行程時の燃焼室内の最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘよりも小さいとき、内燃機関の吸気行程で燃料噴射弁を開弁して燃料を噴射させ、かつ引き続く圧縮行程で圧縮圧力が燃圧よりも高い時期に燃料噴射弁を開弁して、圧縮圧力によりデリバリパイプ内の燃料を加圧する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプからの燃料が供給されるリザーバと、前記リザーバに連通状態で接続されると共に前記リザーバ内の燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁と、前記リザーバ内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、制御手段とを備える内燃機関の燃料供給装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記燃圧検出手段により検出される燃圧が前記内燃機関の圧縮行程時の前記燃焼室内の最高圧縮圧力よりも小さいとき、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料噴射弁を開弁して燃料を噴射させ、かつ引き続く圧縮行程で圧縮圧力が燃圧よりも高い時期に前記燃料噴射弁を開弁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、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備える燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃料供給装置では、燃料噴射弁により燃料を燃焼室内に十分に霧化した状態で噴射するために、燃料噴射弁が接続されるデリバリパイプ内の燃圧を高圧の設定値に保つ必要がある。そのため、燃料タンクから汲み上げた燃料を低圧ポンプにより加圧し、該低圧ポンプから圧送された燃料を高圧ポンプによりさらに加圧してデリバリパイプに圧送している。しかしながら、高圧ポンプは、その容量が比較的小さいこと、そして内燃機関の回転軸により駆動されるために、その回転軸が極めて低い回転数で回転する内燃機関の始動時には、その圧送流量が極めて少ないことから、内燃機関の停止した後ほぼ大気圧付近まで低下したデリバリパイプ内の燃圧を、高圧燃料ポンプのみにより短時間で上昇させることは困難である。
【０００３】
そこで、始動時にデリバリパイプ内の燃圧を迅速に高める種々の技術が提案されている。例えば特許文献１に開示された内燃機関の燃料供給装置は、フィード圧を有する燃料を圧送するフィードポンプ（低圧ポンプ）と、内燃機関のクランク軸に同期して回転するカム軸により駆動されてフィードポンプから圧送された燃料を加圧してデリバリパイプに圧送する高圧ポンプと、フィードポンプとデリバリパイプとの間に高圧ポンプと並列に設けられた電磁開閉弁と、デリバリパイプ内の燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、デリバリパイプ内の燃圧を検出する圧力センサと、電子制御装置とを備える。電子制御装置は、始動時にスタータおよびフィードポンプの駆動を制御し、デリバリパイプ内の燃圧がフィード圧以下であるときに電磁開閉弁を開弁する。
【０００４】
この結果、フィードポンプから圧送された燃料は、高圧ポンプで加圧されてデリバリパイプに吐出されると共に、開弁している電磁開閉弁を通ってデリバリパイプに圧送されるので、高圧ポンプにより短時間で上昇させることが困難な内燃機関の始動時に、大気圧付近まで低下しているデリバリパイプ内の燃圧を、短時間で低圧ポンプのフィード圧まで上昇させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２５０４２６号公報（図１−図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の冷間始動時には、機関本体の温度は周囲温度付近まで低下していて、燃料噴射弁から噴射された燃料の気化状態が良好でないために、噴射燃料量を多くする必要がある。しかしながら、前記従来技術では、始動時のデリバリパイプ内の燃圧は、前記設定圧よりも遙かに低いフィード圧付近の圧力であり、必要な噴射燃料量を確保するために噴射時間を長くしたとしても、噴射燃料量が不足することがあり、また噴射された燃料の霧化状態も良好でなく、始動性の点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃焼室内に燃料を噴射する内燃機関において、簡単な構造で始動時にリザーバ内の燃圧を高めることにより、始動性の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、燃料ポンプからの燃料が供給されるリザーバと、前記リザーバに連通状態で接続されると共に前記リザーバ内の燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁と、前記リザーバ内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、制御手段とを備える内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記燃圧検出手段により検出される燃圧が前記内燃機関の圧縮行程時の前記燃焼室内の最高圧縮圧力よりも小さいとき、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料噴射弁を開弁して燃料を噴射させ、かつ引き続く圧縮行程で圧縮圧力が燃圧よりも高い時期に前記燃料噴射弁を開弁する内燃機関の燃料供給装置である。
【０００９】
これにより、圧縮行程時に開弁する燃料噴射弁を通じて燃焼室内の圧縮圧力がリザーバ内の燃料を加圧するので、リザーバ内の燃圧が高められる。そして、次に開弁する燃料噴射弁からは、この圧縮圧力の作用により高められた燃圧を有する燃料が噴射される。
【００１０】
この結果、請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、燃料供給装置の制御手段は、内燃機関の始動時に、リザーバ内の燃圧が内燃機関の圧縮行程時の燃焼室内の最高圧縮圧力よりも小さいとき、内燃機関の吸気行程で燃料噴射弁を開弁して燃料を噴射させ、かつ引き続く圧縮行程で圧縮圧力が燃圧よりも高い時期に燃料噴射弁を開弁するにより、圧縮行程時に開弁する燃料噴射弁を通じて作用する圧縮圧力によりリザーバ内の燃圧が高められるので、部材を別途設けることなく、簡単な構造でリザーバ内の燃圧を高めることができるうえ、噴射時間を短くできるため噴射燃料量が不足することがなく、また噴射された燃料の霧化が促進されて、始動性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図６を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の実施例である燃料供給装置が適用される内燃機関Ｅは、車両に搭載される火花点火式の直列４気筒内燃機関である。吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４行程を１サイクルとする内燃機関Ｅは、クランク軸５を回転駆動するピストン３が往復動可能に嵌合するシリンダ孔がそれぞれ形成された４つのシリンダ１を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上端部に結合されたシリンダヘッド２とを備える。
【００１２】
シリンダヘッド２には、タイミングチェーンなどの伝動機構を介してクランク軸５に駆動連結されてその１／２の回転速度で回転駆動されるカム軸と、該カム軸を備える動弁装置と、該動弁装置により前記カム軸の回転位置に応じて開閉される吸気弁６および排気弁７とが設けられ、吸気弁６により開閉される吸気ポート８および排気弁７により開閉される排気ポート９が形成され、さらに各燃焼室１０内にそれぞれ液体燃料を直接噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられる。ここで、各燃焼室１０は、各シリンダ１とシリンダヘッド２との間で、ピストン３とシリンダヘッド２との間に形成される空間であり、ピストン３の往復動により容積が変化する可変容積空間である。
【００１３】
各吸気ポート８には吸気装置の吸気マニホルド１１が接続され、吸入空気が吸気マニホルド１１および吸気ポート８を通って燃焼室１０内に導かれる。また、各排気ポート９には排気装置の排気マニホルドが接続され、燃焼室１０内の燃焼ガスが排気ポート９を通って前記排気マニホルドに導かれる。
【００１４】
そして、ピストン３が下降する吸気行程で、吸気ポート８から燃焼室１０内に吸入された空気中に燃料噴射弁２０から燃料が噴射されて混合気が形成され、圧縮行程で上昇するピストン３により圧縮された混合気が点火栓（図示されず）により点火されて燃焼し、膨張行程で燃焼ガスの圧力により下降するピストン３が、コンロッド４を介してクランク軸５を回転駆動する。燃焼ガスは、ピストン３が上昇する排気行程で、排気ガスとして燃焼室１０から排気ポート９に排出される。
【００１５】
後述する必要燃料量の燃料を吸気行程の所定時期に燃焼室１０内に噴射する燃料噴射弁２０に燃料を供給する前記燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンク２１と、燃料タンク２１から汲み上げた燃料を加圧して吐出する低圧燃料ポンプ２２と、低圧燃料ポンプ２２から圧送された燃料をさらに加圧して吐出する高圧燃料ポンプ２３と、高圧燃料ポンプ２３から供給された高圧燃料を貯留するリザーバとしてのデリバリパイプ２４と、デリバリパイプ２４に連通状態で接続されると共にデリバリパイプ２４内の燃料を各燃焼室１０内に噴射する４つの燃料噴射弁２０と、低圧燃料ポンプ２２と高圧燃料ポンプ２３と間の一次燃料導管２５に接続された燃圧調整装置２７と、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄを検出する燃圧検出手段としての燃圧センサ２８と、低圧燃料ポンプ２２、高圧燃料ポンプ２３および燃料噴射弁２０などを制御する制御手段としての電子制御装置（以下、ＥＣＵという。）２９とを備える。
【００１６】
ＥＣＵ２９には、機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ３０、吸入空気量Ｑａを検出する吸気量センサ３１、クランク軸５のクランク角θを検出するクランク角センサ３２、内燃機関Ｅが始動状態にある（すなわち、始動時である）ことを、例えば機関回転速度Ｎｅを検出することにより検出する始動センサ３３、冷却水などから機関温度を検出する機関温度センサ３４などの各種運転状態検出センサからの検出信号が入力される。なお、始動状態とは、始動電動機などの始動手段により内燃機関Ｅが回転を開始する始動開始時から内燃機関Ｅが完爆状態になる始動完了時までの運転状態である。
【００１７】
低圧燃料ポンプ２２は、バッテリを電源とする電動式ポンプであり、始動手段としての始動電動機を作動させる始動スイッチのオン信号で作動を開始し、点火スイッチのオフ信号で停止する。低圧燃料ポンプ２２から吐出された燃料を高圧燃料ポンプ２３に導く一次燃料導管２５には、吐出された燃料の燃圧をフィード圧Ｐｆに設定する、例えば標準フィード圧として０．５ＭＰａに設定する燃圧調整装置２７が接続される。それゆえ、低圧燃料ポンプ２２は、燃圧調整装置２７により設定されたフィード圧Ｐｆを有するフィード燃料を高圧燃料ポンプ２３に圧送する。
【００１８】
図２を併せて参照すると、燃料タンク２１内に配置された燃圧調整装置２７は、ケース２７ａ内を制御室２７ｂと燃圧室２７ｃとに区画するダイヤフラム２７ｄと、一次燃料導管２５に接続されて低圧燃料ポンプ２２から吐出された燃料の一部を燃圧室２７ｃに導く導入管２７ｅと、燃圧室２７ｃ内の燃料を燃料タンク２１に戻す戻り管２７ｆと、制御室２７ｂ内に配置されてフィード圧Ｐｆを前記標準フィード圧に設定する調整ばね２７ｇと、ダイヤフラム２７ｄに設けられて戻り管２７ｆを開閉する弁体２７ｈと、フィード圧Ｐｆを変更する制御機構３５とを備える。
【００１９】
制御機構３５は、燃料タンク２１内に配置されて制御室２７ｂの圧力を制御する制御弁３６と、燃料タンク２１外に配置されて該制御弁３６を駆動すべくＥＣＵ２９により制御される圧力制御弁３７とを有する。制御弁３６は、ダイヤフラム３６ａにより区画される圧力室３６ｂと、該圧力室３６ｂに導入される圧力に応じて駆動される弁体３６ｃとを有し、制御室２７ｂに接続された導管３８を介して、低圧燃料ポンプ２２から吐出された燃料および燃料タンク２１内の雰囲気を択一的に制御室２７ｂに導く。そのために、弁体３６ｃは、いずれも導管３８に設けられて導入管２７ｅに連通する連通口３８ａと燃料タンク２１内の雰囲気に連通する連通口３８ｂとを択一的に開閉する。
【００２０】
燃圧センサ２８により検出されるデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄに応じて制御される圧力制御弁３７は、吸気マニホルド１１に逆止弁１２を介して連通する負圧タンク１３内に蓄えられた吸気負圧である負圧および大気圧を切り換えて圧力室３６ｂに導く。そして、圧力制御弁３７は、燃圧Ｐｄが目標燃圧Ｐｔよりも小さい圧力である基準燃圧Ｐｒ未満のときに圧力室３６ｂに負圧を導くことにより、制御弁３６が、連通口３８ａを開くと共に連通口３８ｂを閉じて、導管３８を導入管２７ｅに連通させる。この結果、制御室２７ｂには、燃圧室２７ｃと同様に、低圧燃料ポンプ２２から吐出された燃料が導かれて、弁体２７ｈが調整ばね２７ｇのばね力により戻り管２７ｆを閉じるため、調整ばね２７ｇによる燃圧調整が行われなくなって、すなわち燃圧調整装置２７の作動が停止されて、前記標準フィード圧よりも高いフィード圧Ｐｆのフィード燃料が低圧燃料ポンプ２２から高圧燃料ポンプ２３に圧送される。
【００２１】
また、燃圧Ｐｄが基準燃圧Ｐｒ以上になると、圧力制御弁３７は圧力室３６ｂに大気圧を導くことにより、制御弁３６が、連通口３８ｂを開くと共に連通口３８ａを閉じて、導管３８を燃料タンク２１内の雰囲気中に連通させる。この結果、制御室２７ｂは前記雰囲気中に開放されて、実質的に燃圧室２７ｃの燃圧と調整ばね２７ｇのばね力とに基づいて弁体２７ｈが戻り管２７ｆを開閉することにより燃圧調整が行われるので、燃圧調整装置２７が作動して、低圧燃料ポンプ２２からは前記標準フィード圧のフィード燃料が高圧燃料ポンプ２３に圧送される。
【００２２】
なお、高温再始動時において、燃圧調整装置２７の作動を停止して、前記標準フィード圧よりもフィード圧Ｐｆを高めることにより、一次燃料導管２５内の燃料内でのベーパの生成を抑制して、ベーパロックの発生を防止することができる。
【００２３】
図３を参照すると、低圧燃料ポンプ２２よりも高圧の燃料を吐出する高圧燃料ポンプ２３は、内燃機関Ｅにより回転駆動される駆動軸としての前記カム軸により駆動される容積型の往復式ポンプである。高圧燃料ポンプ２３は、前記カム軸に設けられたポンプ駆動用のカム４０と、カム４０に駆動されて往復動するプランジャ４１と、プランジャ４１を摺動可能に収容すると共にプランジャ４１との間に可変容積室であるポンプ室４３を形成するボディ４２と、ポンプ室４３から吐出される燃料量を調整する燃料量調整手段としてのスピル弁５０と、ボディ４２に形成された吸入ポート４４および吐出ポート４５を開閉する吸入逆止弁４６および吐出逆止弁４７とを有する。吸入逆止弁４６および吐出逆止弁４７は、フィード圧Ｐｆが作用するときの開弁力に比べて無視できる程度の僅かなばね力を作用させるばね４８により、閉弁方向に付勢されている。
【００２４】
２つのカム山を有するカム４０は、前記カム軸の１回転毎に、プランジャ４１に吸入行程および吐出行程からなる往復運動を２回行わせる。一次燃料導管２５は、ボディ４２の、吸入ポート４４が形成された吸入部４２ａに接続されて、吸入ポート４４が、一次燃料導管２５により形成されるフィード燃料通路に連通し、デリバリパイプ２４に接続される二次燃料導管２６は、ボディ４２の、吐出ポート４５が形成された吐出部４２ｂに接続されて、吐出ポート４５が、二次燃料導管２６により形成される高圧燃料通路に連通する。
【００２５】
吸入逆止弁４６は、吸入ポート４４内およびポンプ室４３内の燃圧に応じて、吸入ポート４４からポンプ室４３への燃料の流入を許容し、ポンプ室４３から吸入ポート４４への燃料の流出を阻止する。また、吐出逆止弁４７は、吐出ポート４５内およびポンプ室４３内の燃圧に応じて、ポンプ室４３から吐出ポート４５への燃料の流出を許容し、吐出ポート４５からポンプ室４３への燃料の流入を阻止する。それゆえ、図３（Ａ）に示されるように、高圧燃料ポンプ２３の吸入行程時に、フィード燃料は、吸入ポート４４および開弁した吸入逆止弁４６を通って、吐出逆止弁４７により吐出ポート４５が閉じられたポンプ室４３へ吸入される。また、図３（Ｃ）に示されるように、その吐出行程時に、ポンプ室４３内の燃料は、吸入逆止弁４６により吸入ポート４４が閉じられたポンプ室４３から、開弁した吐出逆止弁４７および吐出ポート４５を通って吐出され、さらに前記高圧燃料通路を通ってデリバリパイプ２４に供給される。
【００２６】
ＥＣＵ２９によりその開閉が制御されるスピル弁５０は、弁体５０ａとしての吸入逆止弁４６と、ＥＣＵ２９により励磁状態が制御されるソレノイド５０ｂと、ソレノイド５０ｂの励磁状態に応じて吸入逆止弁４６に当接可能な作動部材であるロッド５０ｃと、ロッド５０ｃを付勢する戻しばね５０ｄとから構成される常開型の電磁弁である。
【００２７】
ロッド５０ｃは、ソレノイド５０ｂが消磁されているとき、戻しばね５０ｄのばね力により進出し、吸入逆止弁４６に当接して吸入逆止弁４６を強制的に開弁させて開弁状態に保持する作動位置と、ソレノイド５０ｂが励磁されて、ロッド５０ｃが戻しばね５０ｄのばね力に抗して吸引されて後退し、吸入逆止弁４６に当接することなく吸入逆止弁４６の逆止弁機能を妨げない非作動位置との間で移動可能である。
【００２８】
そして、ＥＣＵ２９は、燃圧センサ２８の検出信号に基づいて燃圧Ｐｄがフィード圧Ｐｆよりも大きいとき、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが、予め設定された目標燃圧Ｐｔ、例えば１０ＭＰａになるように、スピル弁５０の開閉を制御して、高圧燃料ポンプ２３の吐出量を制御する。具体的には、燃圧センサ２８により検出された燃圧Ｐｄが目標燃圧Ｐｔ以下のとき、図３（Ｃ）に示されるように、ロッド５０ｃが非作動位置を占めることによりスピル弁５０は非作動状態にあり、吐出行程時に吸入逆止弁４６は閉弁状態になって、スピル弁５０が閉弁されることになる。このため、吐出行程時にポンプ室４３内の燃料はスピル弁５０を通って流出することはない。
【００２９】
一方、燃圧Ｐｄが目標燃圧Ｐｔを越えるとき、図３（Ｂ）に示されるように、ロッド５０ｃが作動位置を占めることによりスピル弁５０は作動状態にあり、吐出行程時に吸入逆止弁４６が強制的に開弁されて、スピル弁５０が開弁することになる。このため、吐出行程時にポンプ室４３内の燃料はスピル弁５０、ここでは吸入逆止弁４６を通って前記フィード燃料通路に流出して、高圧燃料ポンプ２３からデリバリパイプ２４へ供給される燃料量が減少する。このときのスピル弁５０の開閉時期は、燃圧センサ２８により検出された燃圧Ｐｄと目標燃圧Ｐｔとの比較に基づいて、ＥＣＵ２９により決定される。
【００３０】
図１，図４を参照すると、デリバリパイプ２４には、燃圧センサ２８が取り付けられ、さらに各燃料噴射弁２０およびアキュムレータ３９が接続される。アキュムレータ３９は、ハウジング３９ａと、ハウジング３９ａ内を、窒素などの封入気体が封入される制御室３９ｂとデリバリパイプ２４に連通して燃料を貯留する貯留室３９ｃに区画する可動壁としてのダイヤフラム３９ｄと、制御室３９ｂ内に配置されて貯留室３９ｃの容積を減少させるようにダイヤフラム３９ｄを付勢する制御ばね３９ｅとを備える。
【００３１】
そして、燃圧Ｐｄが、内燃機関Ｅの停止時にほぼ大気圧になっている状態（このときのダイヤフラム３９ｄの位置が図４に一点鎖線で示されている。）から、内燃機関Ｅの始動開始後、次第に上昇して目標燃圧Ｐｔになったときには、図４に二点鎖線に示されるように燃圧Ｐｄにより前記封入気体の圧力および制御ばね３９ｅによるばね力に抗してダイヤフラム３９ｄが変形して、貯留室３９ｃに高圧の燃料が貯留される。
【００３２】
内燃機関Ｅの停止後、高圧燃料ポンプ２３からの僅かな漏れや温度低下により、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄは低下するが、このとき、ダイヤフラム３９ｄが前記封入気体の圧力および制御ばね３９ｅのばね力により押し出されて（図５に実線で示されている。）、高圧の燃料が貯留室３９ｃからデリバリパイプ２４内に放出されるので、燃圧Ｐｄの高圧状態を長く保持することができる。また、アキュムレータ３９により各燃料噴射弁２０からの燃料の噴射により発生するデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄの変動が緩和されて、安定した燃圧Ｐｄの下で正確な燃料量を噴射することができる。
【００３３】
図１を参照すると、電磁弁からなる各燃料噴射弁２０は、燃料噴射弁２０内に形成される弁内燃料通路（図示されず）がデリバリパイプ２４内に常時連通する状態でデリバリパイプ２４に接続されている。ＥＣＵ２９は、吸気行程における所定の噴射時期に、所定の必要燃料量で、デリバリパイプ２４内の目標燃圧Ｐｔの燃料を各燃焼室１０内に噴射すべく、燃料噴射弁２０を所定の開弁時間だけ開弁する。ここで、噴射時期および燃料噴射弁２０から燃焼室１０内に噴射されるべき噴射燃料量である必要燃料量は、前記各種運転状態検出センサにより検出される運転状態に基づいて算出される。
【００３４】
ＥＣＵ２９のメモリには、燃料噴射弁２０、スピル弁５０、燃圧調整装置２７などを前述のように制御するための制御プログラムや各種マップのほかに、内燃機関Ｅの始動時に、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄがフィード圧Ｐｆ以下のときにおける燃料噴射弁２０およびスピル弁５０などを制御するための制御プログラム、吸入空気量Ｑａをパラメータとしたクランク角θに対する燃焼室１０内の圧縮圧力を示す圧縮圧力マップなどの各種マップが記憶されており、ＥＣＵ２９はこれら制御プログラムにしたがって燃料噴射弁２０およびスピル弁５０などを制御する。
【００３５】
以下、内燃機関Ｅの始動時におけるスピル弁５０の始動時制御について、図５を参照して説明する。
内燃機関Ｅが始動時であり、かつデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄがフィード圧Ｐｆ以下であるとき、スピル弁５０は、高圧燃料ポンプ２３の吐出流量Ｑｐと燃料噴射弁２０の必要燃料流量Ｑｉとに基づいて制御される。ここで、吐出流量Ｑｐは、高圧燃料ポンプ２３の吐出容量（ポンプ室の最大容積と最小容積との差である。）に基づいて、例えば内燃機関Ｅの１サイクルにおける高圧燃料ポンプ２３からの吐出燃料量の合計と機関回転速度Ｎｅとにより、そして必要燃料流量Ｑｉは、例えば内燃機関Ｅの１サイクルにおける必要燃料量と機関回転速度Ｎｅとにより、ＥＣＵ２９によりそれぞれ算出される。
【００３６】
スピル弁５０の始動時制御のルーチンを説明するための図５のフローチャートを参照すると、始動センサ３３からの検出信号に基づいて、ステップＳ１で内燃機関Ｅが始動時か否かが判断され、この判断が否定されるとき、このルーチンは終了する。ステップＳ１の判断が肯定されるとき、内燃機関Ｅは始動時であり、ステップＳ２で燃圧Ｐｄが燃圧調整装置２７の設定圧を高め必要があるか判断する基準燃圧Ｐｒ未満であるか否かが判断される。
【００３７】
この判断が否定されるとき、ステップＳ３に進んで、燃圧調整装置２７を作動状態にした後、このルーチンは終了する。燃圧調整装置２７が作動状態になると、調整ばね２７ｇによりフィード燃料の燃圧が一定の前記標準フィード圧に調整される。ステップＳ２での判断が肯定されるとき、ステップＳ４に進んで、制御機構３５により制御室２７ｂに一次燃料導管２５の燃料が導かれて燃圧調整装置２７の作動が停止され、低圧燃料ポンプ２２からは、低圧燃料ポンプ２２の作動特性に基づく吐出圧により規定されて、前記標準フィード圧よりも高圧であるフィード圧Ｐｆの燃料が、高圧燃料ポンプ２３に圧送される。
【００３８】
ステップＳ５では、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄがフィード圧Ｐｆ以下か否かが判断され、この判断が否定されるときこのルーチンは終了し、この判断が肯定されるとき、ステップＳ６に進んで吐出流量Ｑｐおよび必要燃料流量Ｑｉが算出される。
【００３９】
次いでステップＳ７では、必要燃料流量Ｑｉが吐出流量Ｑｐ以下であるか否かが判断される。ステップＳ７での判断が否定されるとき、ステップＳ８に進んで、スピル弁５０は作動状態に保持される。すなわち、ソレノイド５０ｂが消磁状態にされて、スピル弁５０は作動状態である開弁状態、すなわちロッド５０ｃが作動位置を占めて吸入逆止弁４６が開弁状態に保持されて（図３（Ｂ）参照）、ポンプ室４３と前記フィード燃料通路とが開弁している吸入逆止弁４６および吸入ポート４４を通って連通する。
【００４０】
このため、始動開始時から作動している低圧燃料ポンプ２２からのフィード燃料は、開弁状態に保持される吸入逆止弁４６、ポンプ室４３および吐出逆止弁４７を通って、すなわち低回転速度で回転するカム４０により駆動される高圧燃料ポンプ２３により殆ど加圧されることなく高圧燃料ポンプ２３を通過して、デリバリパイプ２４に供給される。それゆえ、スピル弁５０は、フィード燃料を、高圧燃料ポンプ２３により加圧することなく高圧燃料ポンプ２３を通過させてデリバリパイプ２４に供給可能にするフィード燃料供給手段を構成する。そして、スピル弁５０の作動状態が保持されて、このルーチンは終了する。
【００４１】
ステップＳ７での判断が肯定されるとき、ステップＳ９に進んで、スピル弁５０の開弁状態の保持が解除されて、このルーチンは終了する。
この解除により、燃圧Ｐｄが目標燃圧Ｐｔよりも小さいために、スピル弁５０は閉弁状態となるようにロッド５０ｃが非作動位置を占めて、吸入逆止弁４６は、ロッド５０ｃの規制を受けることなく前記フィード燃料通路内の燃圧とポンプ室４３内の燃圧との差圧に応じて吸入ポート４４を開閉する逆止弁機能を行うことが可能な状態になり、またスピル弁５０はデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄに応じて、燃圧Ｐｄを目標燃圧Ｐｔにするための作動が可能な状態になる。高圧燃料ポンプ２３は、吐出行程でフィード圧Ｐｆよりも高い燃圧の高圧燃料を吐出することが可能な高圧作動状態になる。
【００４２】
次に、燃料噴射弁２０の始動時制御について、そのルーチンを説明するための図６のフローチャートを参照して説明する。所定時間毎に実行されるこのルーチンは、前述のように吸気行程における所定の噴射時期に、所定の必要燃料量で、燃焼室１０内に燃料を噴射した燃料噴射弁２０を、その吸気行程に引き続く圧縮行程で、圧縮圧力が燃圧Ｐｄよりも高い時期に開弁するためのものである。
【００４３】
ステップＳ１１で内燃機関Ｅが始動時か否かが判断され、この判断が否定されるとき、このルーチンは終了する。ステップＳ１１での判断が肯定されるとき、ステップＳ１２に進んで、吸入空気量Ｑａが読み込まれる。次いで、ステップＳ１３で燃圧Ｐｄが、前記圧縮圧力マップから読み込んだ最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘ、すなわち点火時期の直前の圧縮圧力よりも小さいか否かが判断され、この判断が否定されるとき、このルーチンは終了する。それゆえ、燃圧Ｐｄが最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘ以上であるとき、吸気行程で燃焼室１０内に燃料を噴射した燃料噴射弁２０が、それに引き続く圧縮行程で開弁することはない。
【００４４】
ステップＳ１３での判断が肯定されるとき、ステップＳ１４に進んで、前記圧縮圧力マップから圧縮圧力がデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄよりも高くなるクランク角の範囲である開弁可能範囲が算出される。次いで、ステップＳ１５で、該開弁可能範囲内において、燃料噴射弁２０の開弁時期、好ましくは圧縮圧力が最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘ付近の開弁時期と、開弁期間が算出される。
【００４５】
その後、ステップＳ１６に進んで、算出された開弁時期および開弁期間で燃料噴射弁２０が開弁して、このルーチンは終了する。このとき、燃料噴射弁２０からは燃料が噴射されることはなく、燃焼室１０内の圧縮圧力が、開弁している燃料噴射弁２０内に形成された弁内燃料通路の液体状態にある燃料を通じてデリバリパイプ２４内の燃料に作用して、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄを高める。
【００４６】
次に、前述のように構成された実施例の効果について説明する。
内燃機関Ｅの始動時に、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが内燃機関Ｅの圧縮行程時の燃焼室１０内の最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘよりも小さいとき、内燃機関Ｅの吸気行程で燃料噴射弁２０を開弁して燃料を噴射させ、かつ引き続く圧縮行程で圧縮圧力が燃圧Ｐｄよりも高い時期に燃料噴射弁２０を開弁するにより、圧縮行程時に開弁する燃料噴射弁２０を通じて燃焼室１０内の圧縮圧力がデリバリパイプ２４内の燃料を加圧して、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが高められる。そのため、次に吸気行程になる気筒において、吸気行程時に開弁する燃料噴射弁２０からは、この圧縮圧力の作用により高められた燃圧Ｐｄを有する燃料が噴射される。この結果、部材を別途設けることなく、簡単な構造でデリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄを高めることができるうえ、噴射時間を短くできるため噴射燃料量が不足することがなく、また噴射された燃料の霧化が促進されて、始動性が向上する。
【００４７】
ＥＣＵ２９は、燃圧センサ２８の検出信号に基づいて、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが基準燃圧Ｐｒ未満のとき、燃圧Ｐｄが基準燃圧Ｐｒ以上のときに比べてフィード圧Ｐｆを高めるように燃圧調整装置２７を制御することにより、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄがフィード圧Ｐｆよりも高い基準燃圧Ｐｒに達するまでは、燃圧調整装置２７の作動が停止されて、フィード圧Ｐｆが、燃圧調整装置２７が作動しているときよりも高圧にされるので、噴射時間を一層短くできるため噴射燃料量が不足することがなく、また噴射された燃料の霧化が一層促進されて、始動性が向上する。さらに、高圧燃料ポンプ２３から吐出される高圧燃料により、燃圧Ｐｄが目標燃圧Ｐｔに達するまでの時間を短くすることができるので、目標燃圧Ｐｔでの安定した燃料噴射を早期に行うことができる。
【００４８】
デリバリパイプ２４に連通するアキュムレータ３９が設けられていることにより、内燃機関Ｅの停止後、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが低下するとき、高圧の燃料がアキュムレータ３９からデリバリパイプ２４内に放出されるので、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄの高圧状態を長く保持することができる。
【００４９】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記実施例では、燃圧Ｐｄが最高圧縮圧力Ｐｃｍａｘ以上のときに、圧縮行程での燃料噴射弁２０の開弁が行われないようにされたが、デリバリパイプ２４内の燃圧Ｐｄが、噴射燃料量の不足が生じない所定燃圧以上になったときに、圧縮行程での燃料噴射弁２０の開弁を停止してもよい。
【００５０】
前記フィード燃料供給手段は、低圧燃料ポンプ２２およびデリバリパイプ２４の間で、高圧燃料ポンプ２３をバイパスする燃料導管に設けられたバイパス弁により構成されてもよい。また、スピル弁５０は、吸入逆止弁４６をバイパスしてポンプ室４３とフィード燃料通路とを連通するバイパス燃料通路に設けられてもよい。
【００５１】
アキュムレータ３９の燃料の貯留容量を、始動時における噴射燃料量の合計である総噴射燃料量よりも大きく設定することにより、始動開始直後から高い燃圧Ｐｄでの燃料噴射が可能になる。
【００５２】
内燃機関Ｅは、火花点火式のものではなく、圧縮着火式のものであってもよく、また４気筒以外の多気筒内燃機関、さらに単気筒内燃機関であってもよい。内燃機関Ｅは、前記実施例では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機などの船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示し、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の概略の構成図である。
【図２】図１の燃料供給装置の燃圧調整装置の概略断面図である。
【図３】図１の燃料供給装置の高圧燃料ポンプの断面図であり、（Ａ）はスピル弁が非作動状態にあるときの吸入行程を示し、（Ｂ）はスピル弁が作動状態にあるときの吐出行程を示し、（Ｃ）はスピル弁が非作動状態にあるときの吐出行程を示す。
【図４】図１の燃料供給装置のアキュムレータの概略断面図である。
【図５】図１の燃料供給装置のスピル弁の始動時制御のルーチンを説明するフローチャートである。
【図６】図１の燃料供給装置の燃料噴射弁の始動時制御のルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ピストン、４…コンロッド、５…クランク軸、６…吸気弁、７…排気弁、８…吸気ポート、９…排気ポート、１０…燃焼室、１１…吸気マニホルド、１２…逆止弁、１３…負圧タンク、
２０…燃料噴射弁、２１…燃料タンク、２２…低圧燃料ポンプ、２３…高圧燃料ポンプ、２４…デリバリパイプ、２５，２６…燃料導管、２７…燃圧調整装置、２８…燃圧センサ、２９…ＥＣＵ、３０…回転速度センサ、３１…吸気量センサ、３２…クランク角センサ、３３…始動センサ、３５…制御機構、３６…制御弁、３７…圧力制御弁、３８…導管、３９…アキュムレータ、４０…カム、４１…プランジャ、４２…ボディ、４３…ポンプ室、４４…吸入ポート、４５…吐出ポート、４６…吸入逆止弁、４７…吐出逆止弁、４８…ばね、５０…スピル弁、
Ｅ…内燃機関、Ｎｅ…機関回転速度、Ｑａ…吸入空気量、Ｑｐ…吐出流量、Ｑｉ…必要燃料流量、θ…クランク角、Ｐｆ…フィード圧、Ｐｄ…燃圧、Ｐｔ…目標燃圧、Ｐｒ…基準燃圧、Ｐｃｍａｘ…最高圧縮圧力。
【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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