(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料供給装置において、高圧ポンプの駆動により発生する脈動を低減することで適正な燃料量を供給可能とする。【解決手段】燃料をフィードポンプ１４で加圧して吸気通路内用燃料噴射機構１２に供給する低圧燃料供給系１１と、低圧燃料供給系１１から分岐すると共に低圧燃料をエンジンの運転状態に応じて駆動する調量圧送式高圧ポンプ２３で加圧して気筒内用燃料噴射機構２２に供給する高圧燃料供給系２１とを設け、高圧ポンプ２３は、気筒内用燃料噴射機構２２の作動状態に拘らず、加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給し、余剰燃料をリリーフ弁２９を開放して戻す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を低圧ポンプで加圧して第１燃料噴射機構に供給する第１燃料供給系と、該第１燃料供給系から分岐すると共に前記低圧ポンプで加圧された燃料を内燃機関の運転状態に応じて駆動する調量圧送式高圧ポンプで加圧して第２燃料噴射機構に供給する第２燃料供給系と、前記第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御する制御手段と、前記第２燃料供給系の余剰燃料を外部に排出するリリーフ弁とを具えた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記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記高圧ポンプは、前記第１燃料供給系の燃料を吸入する吸入口と、吸入した燃料を加圧するプランジャと、加圧した燃料を前記第２燃料噴射機構側に吐出する吐出口と、前記吸入口を開閉する調量弁とを有し、前記制御手段は、前記吸入口から吸入した全ての燃料を前記吐出口から吐出するように前記調量弁を開閉制御す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記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記リリーフ弁は、前記第２燃料供給系の燃料圧力が前記第２燃料噴射機構の噴射圧力より高いときに開放し、前記第２燃料供給系の余剰燃料を外部に排出する圧力調整弁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４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の特定の運転領域にて、前記第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御する一方、その他の領域にて、前記第２燃料噴射機構の作動状態に応じた量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記内燃機関の特定の運転領域は、中回転中負荷運転領域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６】
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記リリーフ弁は電磁式リリーフ弁であり、前記制御手段は、前記第２燃料供給系の燃料圧力が予め設定された所定値に維持されるように前記電磁式リリーフ弁を開閉制御することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項７】
請求項６記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記第１燃料噴射機構及び前記第２燃料噴射機構が作動状態にあるとき、前記高圧ポンプによる加圧燃料の供給量を予め設定された所定値に固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】
【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、内燃機関に燃料を供給する第１燃料供給系及び第２燃料供給系を有する内燃機関の燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に燃料を供給する方法としては、内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する気筒内噴射と、気筒内に空気を供給する吸気通路に燃料を噴射する吸気通路内噴射と、この２つの方法を合わせる、つまり、内燃機関の運転状態に応じて気筒内噴射と吸気通路内噴射を切り換える気筒内／吸気通路内噴射とがある。
【０００３】
このような内燃機関の運転状態に応じて気筒内／吸気通路内噴射を行う内燃機関の燃料噴射装置としては、例えば、下記特許文献１に示すものがある。この内燃機関の燃料噴射装置は、燃料供給装置と、吸気通路内噴射を行う吸気通路内用インジェクタ（機関吸気通路噴射用燃料噴射弁）を有する第１燃料噴射機構と、気筒内噴射を行う気筒内用インジェクタ（筒内噴射用燃料噴射弁）を有する第２燃料噴射機構とを有している。この燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を低圧ポンプにより加圧して第１燃料噴射機構に供給する第１燃料供給系と、低圧ポンプで加圧された燃料を高圧ポンプによりさらに加圧して第２燃料噴射機構に供給する第２燃料供給系とを有している。この内燃機関の燃料噴射装置は、燃料供給量（燃料噴射量）及びアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）などに基づいて作成されたマップにより第１燃料噴射機構及び第２燃料噴射機構の噴射を制御している。具体的に、このマップは、第１燃料噴射機構のみによる噴射領域、第１燃料噴射機構及び第２燃料噴射機構の両方による噴射領域、第２燃料噴射機構のみによる噴射領域に区画されており、制御手段は、内燃機関の運転状態により第１燃料噴射機構と第２燃料噴射機構の噴射を制御している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０３０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の内燃機関の燃料噴射装置にあっては、第２燃料噴射機構に高圧の燃料を供給する高圧ポンプが設けられている。この高圧ポンプは、内燃機関のクランクシャフトの回転によりカムが駆動し、高圧ポンプのプランジャを往復運動させて低圧ポンプで加圧された燃料をさらに加圧するものである。この高圧ポンプは、制御手段が気筒内用インジェクタから燃料を噴射しないように制御、つまり、第２燃料噴射機構を作動させていない状態でも、内燃機関のクランクシャフトの回転により駆動し続けている。従って、高圧ポンプが第１燃料供給系から燃料を吸引する際や余剰燃料を戻す際に脈動が発生する。この脈動は、第１燃料供給系の通路内における燃料の圧力、つまり、燃圧を変動させ、この燃圧の変動が第１燃料噴射機構に伝播する。制御手段は、内燃機関の運転状態により、第１燃料噴射機構から内燃機関の吸気通路に噴射する燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御するが、この第１燃料噴射機構に脈動が伝播することで、内燃機関の運転状態に基づいて決定される噴射供給量を第１燃料噴射機構から噴射できない虞があった。そのため、内燃機関に供給すべき所定の燃料供給量を燃料噴射装置から供給することができず、空燃比が変動して燃費や運転特性が悪化してしまうという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するものであって、高圧ポンプの駆動により発生する脈動を低減することで適正な燃料量を供給可能とした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】
【０００７】
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明の内燃機関の潤滑装置は、燃料を低圧ポンプで加圧して第１燃料噴射機構に供給する第１燃料供給系と、該第１燃料供給系から分岐すると共に前記低圧ポンプで加圧された燃料を内燃機関の運転状態に応じて駆動する調量圧送式高圧ポンプで加圧して第２燃料噴射機構に供給する第２燃料供給系と、前記第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御する制御手段と、前記第２燃料供給系の余剰燃料を外部に排出するリリーフ弁とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記高圧ポンプは、前記第１燃料供給系の燃料を吸入する吸入口と、吸入した燃料を加圧するプランジャと、加圧した燃料を前記第２燃料噴射機構側に吐出する吐出口と、前記吸入口を開閉する調量弁とを有し、前記制御手段は、前記吸入口から吸入した全ての燃料を前記吐出口から吐出するように前記調量弁を開閉制御することを特徴としている。
【０００９】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記リリーフ弁は、前記第２燃料供給系の燃料圧力が前記第２燃料噴射機構の噴射圧力より高いときに開放し、前記第２燃料供給系の余剰燃料を外部に排出する圧力調整弁であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記制御手段は、前記内燃機関の特定の運転領域にて、前記第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御する一方、その他の領域にて、前記第２燃料噴射機構の作動状態に応じた量の加圧燃料を供給するように前記高圧ポンプを駆動制御することを特徴としている。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記前記内燃機関の特定の運転領域は、中回転中負荷運転領域であることを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記リリーフ弁は電磁式リリーフ弁であり、前記制御手段は、前記第２燃料供給系の燃料圧力が予め設定された所定値に維持されるように前記電磁式リリーフ弁を開閉制御することを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記第１燃料噴射機構及び前記第２燃料噴射機構が作動状態にあるとき、前記高圧ポンプによる加圧燃料の供給量を予め設定された所定値に固定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の燃料供給装置によれば、低圧燃料を第１燃料噴射機構に供給する第１燃料供給系と、調量圧送式高圧ポンプにより高圧燃料を第２燃料噴射機構に供給する第２燃料供給系とを設け、制御手段が第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように高圧ポンプを駆動制御し、余剰燃料をリリーフ弁により外部に排出するようにしたので、高圧ポンプは加圧した高圧燃料を第１燃料供給系に戻すことがないため、高圧ポンプの駆動により発生した脈動が第１燃料噴射機構に伝播することを抑制することで、第１燃料噴射機構は所定量の燃料を噴射することができ、内燃機関に適正な燃料量を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料供給装置を表す概略図、図２は、実施例１の内燃機関の要部縦断面図、図３は、実施例１の内燃機関の燃料供給装置に適用される高圧ポンプの概略構成図、図４は、実施例１の内燃機関の燃料供給装置に適用される高圧ポンプの作動を表すタイムチャートで、図５−１は、高圧ポンプの燃料吸入状態を表す概略図、図５−２は、高圧ポンプの燃料吐出状態を表す概略図、図６は、第１燃料供給系における燃圧脈動と点火順序を表す概略図である。
【００１７】
実施例１の内燃機関は、Ｖ型６気筒のガソリンエンジンである。このエンジンの燃料供給装置において、図１に示すように、低圧燃料を移送する第１燃料供給系としての低圧燃料供給系１１と、この低圧燃料供給系１１から分岐して高圧燃料を移送する第２燃料供給系としての高圧燃料供給系２１が設けられている。そして、この低圧燃料供給系１１は、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する第１燃料噴射機構としての吸気通路内用燃料噴射機構１２を有し、高圧燃料供給系２１は、エンジンの気筒内に直接燃料を噴射する第２燃料噴射機構としての気筒内用燃料噴射機構２２を有している。
【００１８】
低圧燃料供給系１１において、燃料を貯留する燃料タンク１３にはフィードポンプ１４が設けられており、このフィードポンプ１４は低圧燃料供給配管１５を介して並列に配設された２つの低圧燃料分配配管１６ａ，１６ｂに連結されている。このフィードポンプ１４は、燃料タンク１３内の燃料を所定圧力（低圧）まで加圧し、低圧燃料分配配管１６ａ，１６ｂに供給するための電動式の低圧ポンプである。また、各低圧燃料分配配管１６ａ，１６ｂには、吸気通路内用燃料噴射機構１２を構成するそれぞれ３つの吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆが装着されている。なお、低圧燃料供給配管１５の基端部には低圧燃料戻し配管１８が分岐して設けられ、この低圧燃料戻し配管１８にレギュレータ１９が装着されており、低圧燃料供給系１１の燃料の圧力が所定圧力よりも高くなった際に、フィードポンプ１４から吐出された燃料の一部を燃料タンク１３に戻し、低圧燃料供給系１１、つまり、低圧燃料分配配管１６ａ，１６ｂの燃料の圧力を一定に保つことができる。
【００１９】
また、高圧燃料供給系２１において、低圧燃料供給系１１における低圧燃料供給配管１５の中途部には分岐配管２０の基端部が連結され、この分岐配管２０の先端部は高圧ポンプ２３に連結されている。そして、高圧ポンプ２３は逆止弁２４を有する高圧燃料供給配管２５を介して並列に配設された２つの高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに連結されている。この高圧ポンプ２３は、詳細は後述するが、エンジンのカムシャフトの回転により駆動するものであり、低圧燃料供給系１１（低圧燃料供給配管１５）の低圧燃料を所定圧力（高圧）まで加圧し、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに供給するための調量式の高圧ポンプである。逆止弁２４は、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに供給された燃料の圧力を一定に保つためのものである。また、各高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂには、気筒内用燃料噴射機構２２を構成するそれぞれ３つの気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆが装着されている。
【００２０】
また、各高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂには高圧燃料戻し配管２８が設けられ、この高圧燃料戻し配管２８は燃料タンク１３まで延設され、中途部に圧力調整弁としてのリリーフ弁２９が装着されている。そのため、リリーフ弁２９により高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに供給された燃料の圧力を一定に保つことができると共に、燃料の圧力が所定圧力よりも高くなった際に、その余剰燃料を燃料タンク１３に戻すことができる。この場合、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃料圧力は、リリーフ弁２９の開弁圧力に作用されるため、気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆが必要とする燃料の圧力に応じて、リリーフ弁２９の開弁圧力を設定する必要がある。
【００２１】
ところで、本実施例のエンジンは、前述したように、Ｖ型６気筒のガソリンエンジンであり、所定角度をなして左右のバンクが形成され、各バンクにそれぞれ３つの気筒が形成されている。６つの気筒はほぼ同様の構成をなしているため、以下では、６つの気筒のうちの一つについて説明する。図２に示すように、シリンダブロック３１の上部にはシリンダヘッド３２が締結されており、このシリンダブロック３１に形成されたシリンダボア３３にピストン３４が上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック３１の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、ピストン３４はコネクティングロッドを介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００２２】
燃焼室３５は、シリンダブロック３１とシリンダヘッド３２とピストン３４により構成されており、燃焼室３５の上部（シリンダヘッド３３の下面）は中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなし、ピストン３４の頂面には凹状をなすキャビティ３６が形成されている。この燃焼室３５の上部、つまり、シリンダヘッド３２の下面には吸気ポート３７及び排気ポート３８が対向して形成されており、この吸気ポート３７及び排気ポート３８に対して吸気バルブ３９及び排気バルブ４０の下端部が位置している。従って、この吸気バルブ３９及び排気バルブ４０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート３７及び排気ポート３８を開閉し、吸気ポート３７と燃焼室３５、燃焼室３５と排気ポート３８とをそれぞれ連通することができる。そして、吸気ポート３７にはインテークマニホールド４１を介して吸気管が連結される一方、排気ポート３８にはエギゾーストマニホールド４２を介して排気管が連結されている。
【００２３】
また、吸気通路を構成するインテークマニホールド４１には、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａが設けられており、低圧燃料を吸気ポート３７と連通する吸気通路内に噴射することができる。また、シリンダヘッド３２には、燃焼室３５の側部であって吸気ポート３７に近接して、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａが設けられており、高圧燃料を燃料室３５に直接噴射することができる。そして、シリンダヘッド３２には、燃焼室３５の上部略中央に位置するように、点火プラグ４３が設けられている。
【００２４】
なお、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａは、低圧燃料を吸気通路内に噴射することができればよいものであり、インテークマニホールド４１に限らず、シリンダヘッド３２や図示しないサージタンクに設けてもよい。また、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａは、高圧燃料を燃焼室３５内に直接噴射することができればよいものであり、燃焼室３５の側部に限らず、燃焼室の上部であっても良い。
【００２５】
このようにエンジンの各吸気通路には、吸気通路内用燃料噴射機構１２の各吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆが装着され、各燃焼室３５には気筒内用燃料噴射機構２２の各気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆが装着されている。この吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆ及び気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆは電磁弁であり、制御手段としての電子制御ユニット４５により燃料噴射タイミングやこの電磁弁に対する通電時間に基づく噴射量が制御される。
【００２６】
即ち、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４５は、検出した吸入空気量Ｑ、スロットル開度θT、アクセル開度θA、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔなどのエンジン運転状態に基づき、または、予め設定されたマップを用いて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定し、吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆ及び気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆを制御している。この場合、例えば、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき、低圧燃料供給系２１を用いてエンジンの吸気通路に燃料を噴射するか、高圧燃料供給系２１を用いて燃焼室３５に直接燃料を噴射するか、または、両方の燃料供給系１１，２１を用いて吸気通路及び燃焼室３５に燃料を噴射するかを決定している。また、電子制御ユニット４５は、このようなエンジン運転状態に基づいて低圧ポンプ１４の駆動／停止、高圧ポンプ２３の調量弁の弁開度などを制御している。更に、高圧燃料供給系２１の高圧分配配管２６ａ，２６ｂには、燃料圧力ＰFを計測する燃圧センサ３０が設けられており、測定結果を電子制御ユニット４５に出力している。なお、この電子制御ユニット４５は、各種信号の入出力を行うインターフェース、燃料噴射タイミングや噴射量などを算出する処理部、マップなどを記憶する記憶部により構成されている。
【００２７】
ところで、従来の内燃機関の燃料供給装置にて、高圧ポンプ２３はカムシャフトの回転により常時駆動し、低圧燃料供給系１１の低圧燃料を吸引して加圧し、気筒内用燃料噴射機構２２が作動しているときは、この高圧燃料を高圧燃料供給系２１に吐出する一方、気筒内用燃料噴射機構２２が作動していないときは、高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻しており、この高圧燃料の戻し時に低圧燃料供給系１１に対して燃圧脈動が作用し、この低圧燃料供給系１１での燃料供給量に悪影響を与えている。そこで、本実施例では、電子制御ユニット４５は、気筒内用燃料噴射機構２２の作動状態に拘らず、つまり、気筒内に燃料を噴射する必要がない場合であっても、高圧ポンプ２３で加圧した燃料を高圧燃料供給系２１に供給し、余剰燃料をリリーフ弁２９から高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻すことで、高圧燃料の戻し動作による低圧燃料供給系１１での燃圧脈動の発生を抑制している。
【００２８】
ここで、高圧燃料供給系２１に設けられた高圧ポンプ２３について詳細に説明する。高圧ポンプは２３において、図３に示すように、筒形状をなすケーシング５１にはプランジャ５２が移動自在に支持されており、燃料を加圧するための圧力室５３が形成されている。このプランジャ５２は、図示しないスプリングにより圧力室５３が拡大する方向に付勢支持されると共に、カムシャフト５４に形成された３つのカム５５に押圧されることで、圧力室５３を縮小されることとなる。ケーシング５１の上部には、低圧燃料供給系１１の分岐配管２０に連通して低圧燃料を吸入する吸入口５６が形成されると共に、加圧燃料を高圧燃料供給系２１の高圧燃料供給配管２５に吐出する吐出口５７が形成されている。また、ケーシング５１の上部には、吸入口５６を開閉する調量弁５８が設けられており、この調量弁５８は電磁スピル弁であり、通電時に吸入口５６を閉じることができる。
【００２９】
従って、図４及び図５−１に示すように、カムシャフト５４が回転してカム５５によりプランジャ５２が下降するとき、調量弁５８により吸入口５６を開放すると、低圧燃料供給系１１の低圧燃料を圧力室５３内に吸入することができる。そして、図４及び図５−２に示すように、カムシャフト５４が回転してカム５５によりプランジャ５２が上昇するとき、調量弁５８により吸入口５６を閉止すると、圧力室５３内の低圧燃料が所定圧力まで加圧されて吐出口５７から高圧燃料供給系２１に圧送することができる。
【００３０】
ここで、本実施例の内燃機関の燃料供給装置による燃料噴射方法について説明する。図１に示すように、電子制御ユニット４５は、検出したエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度θAに基づいて記憶されたマップを用いてエンジンに供給する燃料供給量Ｑを算出する。また、電子制御ユニット４５は、エンジン運転状態に基づいて燃料をエンジンの吸気通路に噴射するか、燃焼室３５に直接燃料を噴射するか、または、両方に噴射するかを決定する。この場合、エンジンの始動暖機運転時は、気筒壁面が十分に昇温されておらず、燃料が適正に霧化せずに壁面に付着する可能性があるため、気筒内燃料噴射をやめて吸気通路内燃料噴射だけを実行する。そして、エンジンの暖機後は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて吸気通路内への燃料噴射量と気筒内への燃料噴射量とを設定するが、一般的に、エンジンの運転状態が高回転高負荷状態になるほど、吸気通路内への燃料噴射量を増加することが望ましい。
【００３１】
そして、電子制御ユニット４５は、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が吸気通路内燃料噴射だけを実行する領域であると判断すると、エンジンに所定の燃料供給量Ｑを満たす燃料を供給するため、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆに噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）の出力信号を出力し、この吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆを作動して吸気通路内燃料噴射を行う。具体的には、まず、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆは、図２に示すように、各気筒の吸気行程初期において１回だけ吸気通路内に燃料を噴射する。噴射された燃料は吸気ポート３７の空気と混合して混合気となり、吸気バルブ３９の開放時に燃焼室３５に導入される。そして、この混合気は点火プラグ４３の近傍に導かれて着火されることで、クランクシャフトに回転力を与える。
【００３２】
この場合、吸気通路内用燃料噴射機構１２だけを用いて吸気通路内燃料噴射を実行するときであっても、電子制御ユニット４５は、高圧ポンプ２３の駆動デューティを１００％とし、加圧した全ての高圧燃料を高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに供給する。そのため、高圧燃料供給系２１の高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧が必要以上に高くなる。しかし、この高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂには、リリーフ弁２９を有する高圧燃料戻し配管２８が連結されているため、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの余剰燃料は、リリーフ弁２９が開放することで高圧燃料戻し配管２８から燃料タンク１３に戻されることとなり、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧は所定圧力に維持される。
【００３３】
そして、高圧燃料供給系２１の気筒内用燃料噴射機構２２を作動させないときであっても、高圧ポンプ２３の全ての高圧燃料を高圧燃料供給系２１に圧送し、余剰燃料をリリーフ弁２９及び高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻すため、高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻す必要がなくなり、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が減少する。
【００３４】
即ち、図６に示すように、高圧ポンプ２３は、カムシャフト５４の回転に応じて所定サイクルで低圧燃料の吸入と高圧燃料の吐出を繰り返す。気筒内用燃料噴射機構２２が非作動状態の場合、従来、高圧ポンプ２３は高圧燃料を低圧燃料供給系１１（低圧燃料分配配管１６ａ，１６ｂ）に吐出して戻していたため、この吐出時に低圧燃料供給系１１に対してプラス波の脈動Ａ（図６の二点鎖線）が発生してしまう。そして、吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆは、所定のサイクルで＃１〜＃６の順に燃料を噴射するため、特に、低圧燃料分配配管１６ｂでは、燃料脈動Ａと噴射時期が重なり、所望の燃料量を噴射することができなくなる虞がある。ところが、本実施例では、高圧ポンプ２３は高圧燃料を高圧燃料供給系２１（高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂ）に吐出するため、低圧燃料供給系１１に対して脈動が発生することはなく、吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆは、所望の燃料量を噴射することができる。
【００３５】
また、電子制御ユニット４５が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が吸気通路内燃料噴射及び気筒内燃料噴射を実行する領域であると判断すると、エンジンに所定の燃料供給量Ｑを満たす燃料を供給するため、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆと、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆに噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）の出力信号を出力し、吸気通路内燃料噴射及び気筒内燃料噴射を行う。具体的には、まず、吸気通路内用燃料噴射機構１２の吸気通路内用インジェクタ１７ａ〜１７ｆは、図２に示すように、各気筒の吸気行程初期において１回だけ吸気通路内に燃料を噴射する。噴射された燃料は吸気ポート３７の空気と混合して混合気となり、吸気バルブ３９の開放時に燃焼室３５に導入される。次に、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆは、各気筒の圧縮行程末期において１回だけ燃焼室３５に燃料を噴射する。噴射された燃料は、ピストン３４のキャビティ３６の表面に沿いつつ点火プラグ４３まで上昇し、吸気バルブ３９の開放時に燃焼室３５内に導入された混合気と混合し、点火プラグ４３により着火可能な混合気を形成する。そして、この混合気が点火プラグ４３により着火されることでクランクシャフトに回転力を与える。
【００３６】
なお、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２を用いて吸気通路内燃料噴射及び気筒内燃料噴射を実行するとき、電子制御ユニット４５は、気筒内への燃料噴射量に応じて、つまり、燃圧センサ３０が検出した高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFに基づいて高圧ポンプ２３の駆動デューティを設定し、加圧した所定量の高圧燃料を高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに吐出し、不要な高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻す。
【００３７】
更に、電子制御ユニット４５が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が気筒内燃料噴射を実行する領域であると判断すると、エンジンに所定の燃料供給量Ｑを満たす燃料を供給するため、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆに噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）の出力信号を出力し、気筒内燃料噴射を行う。具体的には、まず、気筒内用燃料噴射機構２２の気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆは、各気筒の圧縮行程末期において１回だけ燃焼室３５に燃料を噴射する。噴射された燃料は、ピストン３４のキャビティ３６の表面に沿いつつ点火プラグ４３まで上昇し、吸気バルブ３９の開放時に予め燃焼室３５内に導入された空気と混合し、点火プラグ４３により着火可能な混合気を形成する。そして、この混合気が点火プラグ４３により着火されることでクランクシャフトに回転力を与える。
【００３８】
なお、気筒内用燃料噴射機構２２だけを用いて気筒内燃料噴射を実行するとき、電子制御ユニット４５は、気筒内への燃料噴射量に応じて、つまり、燃圧センサ３０が検出した高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFに基づいて高圧ポンプ２３の駆動デューティを設定し、加圧した所定量の高圧燃料を高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂに吐出し、不要な高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻す。しかし、低圧燃料供給系１１では、吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動しておらず、低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が燃料噴射制御に悪影響を及ぼすことはない。
【００３９】
このように実施例１の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料をフィードポンプ１４で加圧して吸気通路内用燃料噴射機構１２に供給する低圧燃料供給系１１と、この低圧燃料供給系１１から分岐すると共に低圧燃料をエンジンの運転状態に応じて駆動する調量圧送式高圧ポンプ２３で加圧して気筒内用燃料噴射機構２２に供給する高圧燃料供給系２１とを設けると共に、高圧燃料供給系２１の余剰燃料を戻すリリーフ弁２９を設け、高圧ポンプ２３は気筒内用燃料噴射機構２２が停止していても、加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給するようにしている。
【００４０】
従って、高圧ポンプ２３が吸引して加圧した全ての高圧燃料が高圧燃料供給系２１に圧送されるため、低圧燃料供給系１１に高圧燃料が戻ることはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が低減することができる。また、高圧燃料供給系２１に圧送された余剰燃料はリリーフ弁２９が開放して高圧燃料戻し配管２８から燃料タンク１３に戻ることとなり、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧が必要以上に高くなることはなく、所定圧力に維持することができる。その結果、低圧燃料供給系１１の吸気通路内用燃料噴射機構１２は、燃圧脈動や燃圧変動などの悪影響が抑制され、所定量の燃料を安定して噴射することができ、エンジンに適正な燃料量を供給することができ、空燃比を安定化させて燃費や運転特性を向上することができる。
【００４１】
また、電子制御ユニット４５により高圧ポンプ２３の駆動制御方法を変更するだけで、低圧燃料供給系１１に作用するプラス波の燃圧脈動を抑制することができ、特別な装置を必要とせず、コストの増大を防止することができる。
【実施例２】
【００４２】
図７は、本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料供給装置における制御領域を表すグラフ、図８は、実施例２の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御のフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４３】
実施例２の内燃機関の燃料供給装置の構成は、実施例１とほぼ同様であって、図１に示すように、燃料をフィードポンプ１４で加圧して吸気通路内用燃料噴射機構１２に供給する低圧燃料供給系１１と、低圧燃料供給系１１から分岐して低圧燃料を高圧ポンプ２３で加圧して気筒内用燃料噴射機構２２に供給する高圧燃料供給系２１と、高圧燃料供給系２１の余剰燃料を戻すリリーフ弁２９とから構成されており、詳細な説明は省略する。
【００４４】
この実施例２にて、電子制御ユニット４５は、気筒内用燃料噴射機構２２が停止していても、高圧ポンプ２３が加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給することで、低圧燃料供給系１１に発生する燃圧脈動を抑制する点で、前述した実施例１と同様である。更に、実施例２では、エンジン運転状態が所定の運転領域にあるときは、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２が作動状態にあれば、高圧ポンプ２３が加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給し、低圧燃料供給系１１に発生する燃圧脈動を抑制するようにしている。
【００４５】
即ち、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２が作動状態にあるとき、特に、下記に記載する２つの条件が成立したときに上述した制御を実行する。
１．高圧ポンプ２３が高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻すことで発生する脈動が、この低圧燃料供給系１１の吸気通路内用燃料噴射機構１２による燃料噴射に大きな悪影響を与えるとき。
２．高圧燃料供給系２１における高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧がリリーフ弁２９の開弁圧力により設定され、気筒内用燃料噴射機構２２の噴射量制御に悪影響を与えないとき。
【００４６】
上記条件１において、燃圧脈動が吸気通路内用燃料噴射機構１２の燃料噴射に悪影響を与える場合は、エンジンが吸気通路内噴射だけを実行する噴射モードにあるとき、または、吸気通路内噴射及び気筒内噴射を実行する噴射モードにあって、吸気通路内への燃料噴射量が気筒内への燃料噴射量に比べて同等か多いときである。即ち、吸気通路内への燃料噴射量が気筒内への燃料噴射量に比べて少量であるときは、低圧燃料供給系１１で発生する脈動が吸気通路内への燃料噴射量に与える悪影響は少なく、例えば、エンジンの中回転運転領域がこの噴射モードに該当し、図７に示す領域Ａ，Ｂである。
【００４７】
また、上記条件２において、高圧燃料供給系２１にて、気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆの噴射量を適正に維持するためには、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧を所定値に維持する必要があるものの、高圧燃料戻し配管２８に設けられたリリーフ弁２９の開弁圧力は、安全性を考慮してこの高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧より若干高めに設定されている。そのため、エンジンの低負荷運転状態で、気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆが最小燃料噴射量を気筒内に噴射する場合、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧がリリーフ弁２９の開弁圧力、つまり、適正噴射圧力よりも若干高めに設定されていると、最小燃料噴射量が微増されてしまい、空燃比が変動してしまう。即ち、気筒内用燃料噴射機構２２が最小燃料噴射量を噴射する場合に、燃料噴射制御に悪影響が発生するものであり、例えば、エンジンの低負荷運転領域がこれに該当し、図７に示す領域Ｂである。
【００４８】
従って、上記条件１，２を満たす領域は図７に示す領域Ａであり、エンジンが中負荷中回転運転領域にあるときに上述した燃料噴射量制御を実行する。
【００４９】
ここで、図８のフローチャートに基づいて本実施例の内燃機関の燃料供給装置による燃料噴射制御について説明する。
【００５０】
図８に示すように、ステップＳ１１にて、エンジンが運転中であるかどうかを判定し、停止していれば何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１１にて、エンジンが運転中であれば、ステップＳ１２にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動中であるかどうかを判定する。ここで吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動していなければ、ステップＳ１３にて、高圧燃料供給系２１の高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFに基づいて高圧ポンプの駆動デューティを設定し、ステップＳ１４にて、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。
【００５１】
また、ステップＳ１２にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動中であると判定されると、ステップＳ１５にて、気筒内用燃料噴射機構２２が作動中であるかどうかを判定する。ここで気筒内用燃料噴射機構２２が作動していなければ、ステップＳ１６にて、高圧ポンプの駆動デューティを１００％に設定し、ステップＳ１７にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ１８にて、高圧燃料供給系２１の余剰燃料はリリーフ弁２９から高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻される。
【００５２】
この吸気通路内燃料噴射のみを実行する場合であっても、高圧ポンプ２３が吸引して加圧した全ての高圧燃料を高圧燃料供給系２１に圧送するため、高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻すことはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が抑制される。また、高圧燃料供給系２１に圧送された余剰燃料、ここでは高圧ポンプ２３が圧送した全燃料がリリーフ弁２９により燃料タンク１３に戻されることとなり、高圧燃料供給系２１の燃圧は所定圧力に維持される。
【００５３】
一方、ステップＳ１５にて、気筒内用燃料噴射機構２２が作動中であると判定されると、ステップＳ１９にて、エンジンの運転状態が、図７に示す領域Ａにあるかどうかを判定する。ここでエンジンの運転状態が領域Ａ、つまり、中負荷中回転運転状態にあれば、ステップＳ２０にて、高圧ポンプの駆動デューティを１００％に設定し、ステップＳ２１にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行すると共に、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ２２にて、高圧燃料系２１の余剰燃料はリリーフ弁２９から高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻される。
【００５４】
この吸気通路内燃料噴射及び気筒内燃料噴射を実行する場合であっても、高圧ポンプ２３が吸引して加圧した全ての高圧燃料を高圧燃料供給系２１に圧送するため、高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻すことはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が抑制される。また、高圧燃料供給系２１に圧送された高圧燃料のうちの余剰燃料は、リリーフ弁２９により燃料タンク１３に戻されることとなり、高圧燃料供給系２１の燃圧は所定圧力に維持される。
【００５５】
また、ステップＳ１９にて、エンジンの運転状態が領域Ａ（中負荷中回転運転状態）にないと判定されると、ステップＳ２３にて、高圧ポンプの駆動デューティを高圧燃料供給系２１の燃圧ＰFに基づいて設定し、ステップＳ２４にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行すると共に、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。
【００５６】
このように実施例２の内燃機関の燃料供給装置にあっては、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２が作動しているとき、エンジンの運転状態が中負荷中回転領域にあると、高圧ポンプ２３が加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給し、余剰燃料をリリーフ弁２９により燃料タンク１３に戻すようにしている。
【００５７】
従って、所定のエンジン運転領域で、高圧ポンプ２３が加圧した全ての高圧燃料が高圧燃料供給系２１に圧送されるため、低圧燃料供給系１１に高圧燃料が戻ることはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が低減することができる。また、高圧燃料供給系２１に圧送された高圧燃料は、気筒内噴射に必要のない余剰燃料がリリーフ弁２９により燃料タンク１３に戻ることとなり、高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧が必要以上に高くなることはなく、所定圧力に維持することができる。その結果、低圧燃料供給系１１の吸気通路内用燃料噴射機構１２は、燃圧脈動や燃圧変動などの悪影響が抑制され、所定量の燃料を安定して噴射することができ、エンジンに適正な燃料量を供給することができ、空燃比を安定化させて燃費や運転特性を向上することができる。
【００５８】
また、エンジンの高負荷高回転領域など、吸気通路内への燃料噴射量が気筒内への燃料噴射量よりも比較的少ないときには、低圧燃料供給系１１の脈動が吸気通路内への燃料噴射量に与える悪影響は少ないため、このときは気筒内噴射に必要な高圧燃料量を高圧燃料供給系２１に吐出し、残りを低圧燃料供給系１１に戻している。従って、高圧ポンプ２３による不要な燃料の圧送をなくし、この高圧ポンプ２３の駆動トルクを低減することで、カムシャフトを介してエンジンへの負担を軽減することができる。
【００５９】
更に、エンジンの低負荷領域など、気筒内用インジェクタ２７ａ〜２７ｆが最小燃料噴射量を気筒内に噴射するときには、この最小噴射量を確保するために高圧燃料供給系２１の燃圧を高精度に維持する必要があるため、このときは気筒内噴射に必要な高圧燃料量を高圧燃料供給系２１に吐出し、残りを低圧燃料供給系１１に戻している。従って、気筒内用燃料噴射機構２２による最小燃料噴射量を高精度に制御することができる。
【実施例３】
【００６０】
図９は、本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料供給装置を表す概略図、図１０は、実施例３の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御のフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６１】
実施例３の内燃機関の燃料供給装置の構成は、実施例１、２とほぼ同様であって、図９に示すように、燃料をフィードポンプ１４で加圧して吸気通路内用燃料噴射機構１２に供給する低圧燃料供給系１１と、低圧燃料供給系１１から分岐して低圧燃料を高圧ポンプ２３で加圧して気筒内用燃料噴射機構２２に供給する高圧燃料供給系２１とを有している。そして、この実施例では、高圧燃料供給系２１の余剰燃料を燃料タンク１３に戻すために、高圧燃料戻し配管２８に電磁リリーフ弁６１を設けている。
【００６２】
即ち、電子制御ユニット４５は、吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動して気筒内用燃料噴射機構２２が停止したり、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２の両方が作動していれば、高圧ポンプ２３が加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給し、この高圧燃料が供給された高圧燃料供給系２１の燃圧に基づいて電磁リリーフ弁６１を開閉制御することで、高圧燃料供給系２１の余剰燃料を燃料タンク１３に戻すようにしている。
【００６３】
ここで、図１０のフローチャートに基づいて本実施例の内燃機関の燃料供給装置による燃料噴射制御について説明する。
【００６４】
図１０に示すように、ステップＳ３１でエンジンが運転中であると判定され、ステップＳ３２で吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動中でないと判定されると、ステップＳ３３にて、高圧燃料供給系２１の燃圧ＰFに基づいて高圧ポンプの駆動デューティを設定し、ステップＳ３４にて、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。
【００６５】
また、ステップＳ３２で吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動中であると判定され、ステップＳ３５で気筒内用燃料噴射機構２２が作動中でないと判定されると、ステップＳ３６にて、高圧ポンプの駆動デューティを１００％に設定し、ステップＳ３７にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ３８にて、燃圧センサ３０が検出した高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFに基づいて電磁リリーフ弁６１を開閉制御する。即ち、高圧燃料供給系１１の高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFが所定圧力に維持されるように、電磁リリーフ弁６１の開放時間を設定し、高圧ポンプ２３が高圧燃料供給系２１に圧送した全燃料が余剰燃料として高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻される。
【００６６】
従って、高圧ポンプ２３の高圧燃料は低圧燃料供給系１１に戻されることはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が抑制される。また、高圧燃料供給系２１に圧送された余剰燃料は、電磁リリーフ弁６１により燃料タンク１３に戻されることとなり、高圧燃料供給系２１の燃圧は所定圧力に維持される。
【００６７】
一方、ステップＳ３５で気筒内用燃料噴射機構２２が作動中であると判定されると、ステップＳ３９にて、エンジンの運転状態が、前述した実施例で説明した図７に示す領域Ａ，Ｂにあるかどうかを判定する。ここでエンジンの運転状態が領域Ａ（中負荷中回転運転状態）または領域Ｂ（低負荷中回転運転状態）にあれば、ステップＳ４０にて、高圧ポンプの駆動デューティを１００％に設定し、ステップＳ４１にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行すると共に、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ４２にて、高圧燃料供給系２１の高圧燃料分配配管２６ａ，２６ｂの燃圧ＰFが所定圧力に維持されるように、電磁リリーフ弁６１を開閉制御し、高圧ポンプ２３が高圧燃料供給系２１に圧送した全燃料のうちの気筒内燃料噴射に不要な余剰燃料が高圧燃料戻し配管２８を通して燃料タンク１３に戻される。
【００６８】
従って、高圧ポンプ２３の高圧燃料は低圧燃料供給系１１に戻されることはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が抑制される。また、高圧燃料供給系２１に圧送された高圧燃料のうちの余剰燃料は、電磁リリーフ弁６１により燃料タンク１３に戻されることとなり、高圧燃料供給系２１の燃圧は所定圧力に維持される。
【００６９】
また、ステップＳ３９でエンジンの運転状態が領域Ａまたは領域Ｂにないと判定されると、ステップＳ４３にて、高圧ポンプの駆動デューティを高圧燃料供給系２１の燃圧ＰFに基づいて設定し、ステップＳ４４にて、吸気通路内用燃料噴射機構１２により吸気通路内燃料噴射を実行すると共に、気筒内用燃料噴射機構２２により気筒内燃料噴射を実行する。
【００７０】
このように実施例３の内燃機関の燃料供給装置にあっては、吸気通路内用燃料噴射機構１２が作動しているとき、または、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２が作動しているとき、エンジンの運転状態が所定の領域にあると、高圧ポンプ２３が加圧した全ての燃料量を高圧燃料供給系２１に供給し、この高圧燃料供給系２１の燃圧に基づいて電磁リリーフ弁６１を開閉制御することで、余剰燃料を燃料タンク１３に戻すようにしている。
【００７１】
従って、所定のエンジン運転領域で、高圧ポンプ２３が加圧した全ての高圧燃料が高圧燃料供給系２１に圧送されるため、低圧燃料供給系１１に高圧燃料が戻ることはなく、この高圧燃料の戻し動作に起因して発生する低圧燃料供給系１１の燃圧脈動が低減することができる。また、高圧燃料供給系２１に圧送された高圧燃料は、高圧燃料供給系２１の燃圧に基づいて開閉制御される電磁リリーフ弁６１により余剰燃料が燃料タンク１３に戻ることとなり、高圧燃料供給系２１の燃圧を所定圧力に容易に維持することができる。その結果、低圧燃料供給系１１の吸気通路内用燃料噴射機構１２は、燃圧脈動や燃圧変動などの悪影響が抑制され、所定量の燃料を安定して噴射することができ、エンジンに適正な燃料量を供給することができ、空燃比を安定化させて燃費や運転特性を向上することができる。
【００７２】
また、電磁リリーフ弁６１を開閉制御して余剰燃料を確実に燃料タンク１３に戻すことができ、高圧燃料供給系２１の燃圧を高精度に調整することができ、気筒内用燃料噴射機構２２による最小燃料噴射量を高精度に制御することができる。その結果、制御領域を領域Ａ，Ｂに拡大することができ、広いエンジン運転領域で低圧燃料供給系１１の脈動を低減することができる。
【００７３】
なお、上述した実施例では、吸気通路内用燃料噴射機構１２のみ、または、吸気通路内用燃料噴射機構１２及び気筒内用燃料噴射機構２２の両方が作動し、吸気通路内燃料噴射または吸気通路内燃料噴射及び気筒内燃料噴射が実行されるとき、高圧ポンプの駆動デューティを１００％に固定し、高圧燃料供給系２１の余剰燃料をリリーフ弁２９から燃料タンク１３に戻すようにしている。低圧燃料供給１１では、高圧ポンプ２３からの高圧燃料の戻り量により脈動が発生するものであるが、吸気通路内用燃料噴射機構１２の燃料噴射量に悪影響を与える許容値を設定し、この脈動の大きさがこの許容値より小さければ、高圧ポンプ２３の高圧燃料を低圧燃料供給系１１に戻してもよいと考えることができる。例えば、脈動の許容値が高圧燃料の１０％とすると、高圧ポンプの駆動デューティを９０％に固定し、高圧燃料の９０％を高圧燃料系２１に吐出し、残りの１０％を低圧燃料供給系１１に戻すようにしてもよく、この場合、高圧ポンプ２３の駆動トルクを低減することができる。即ち、高圧ポンプの駆動デューティの値は圧燃料供給系１１及び高圧燃料供給系２１の形態に応じて適宜設定すればよい。
【００７４】
また、本発明の内燃機関の燃料供給装置は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関であるエンジンに燃料を供給する全ての装置に適用することができるものである。そして、エンジン形態は、Ｖ型６気筒エンジンに限らず、直列４気筒エンジンであってもよく、その気筒数も実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置は、第２燃料噴射機構の作動状態に拘らず高圧ポンプの高圧燃料を第２燃料供給系に供給することで、第１燃料供給系の燃圧脈動を抑制するものであり、高圧ポンプが内燃機関の運転状態に応じて駆動する高圧ポンプを備える内燃機関の燃料供給装置に有用であり、特に、高圧ポンプから発生する脈動が内燃機関に供給する燃料供給量に与える影響を低減するものに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料供給装置を表す概略図である。
【図２】実施例１の内燃機関の要部縦断面図である。
【図３】実施例１の内燃機関の燃料供給装置に適用される高圧ポンプの概略構成図である。
【図４】実施例１の内燃機関の燃料供給装置に適用される高圧ポンプの作動を表すタイムチャートである。
【図５−１】高圧ポンプの燃料吸入状態を表す概略図である。
【図５−２】高圧ポンプの燃料吐出状態を表す概略図である。
【図６】第１燃料供給系における燃圧脈動と点火順序を表す概略図である。
【図７】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料供給装置における制御領域を表すグラフである。
【図８】実施例２の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御のフローチャートである。
【図９】本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料供給装置を表す概略図である。
【図１０】実施例３の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１１  低圧燃料供給系（第１燃料供給系）
１２  吸気通路内用燃料噴射機構（第１燃料噴射機構）
１４  フィードポンプ（低圧ポンプ）
１６ａ，１６ｂ  低圧燃料分配配管
１７ａ〜１７ｆ  吸気通路内用インジェクタ
２０  分配配管
２１  高圧燃料供給系（第２燃料供給系）
２２  気筒内用燃料噴射機構（第２燃料噴射機構）
２３  高圧ポンプ
２４  逆止弁
２６ａ，２６ｂ  高圧燃料分配配管
２７ａ〜２７ｆ  気筒内用インジェクタ
２８  高圧燃料戻し配管
２９  リリーフ弁
３０  燃圧センサ
３５  燃焼室
３７  吸気ポート（吸気通路）
４１  インテークマニホールド（吸気通路）
４３  点火プラグ
４５  電子制御ユニット（制御手段）
５８  調量弁
６１  電磁リリーフ弁
【図１】
2005325806.tif 000003
【図２】
2005325806.tif 000004
【図３】
2005325806.tif 000005
【図４】
2005325806.tif 000006
【図５−１】
2005325806.tif 000007
【図５−２】
2005325806.tif 000008
【図６】
2005325806.tif 000009
【図７】
2005325806.tif 000010
【図８】
2005325806.tif 000011
【図９】
2005325806.tif 000012
【図１０】
2005325806.tif 000013