(57)【要約】【課題】フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動を抑制することができる内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量を算出するとともに（ステップＳ１）、低圧側デリバリーパイプ内の燃圧に基づいて、最低許容噴射量Ｑｍｉｎを決定し（ステップＳ２）、燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上であるか否かを判断し（ステップＳ３）、燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上であると判断した場合には、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を許可し（ステップＳ４）、燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上でないと判断した場合には、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止する（ステップＳ５）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードポンプによって加圧された燃料を内燃機関の吸気ポートに噴射するポート噴射用インジェクタと、
前記ポート噴射用インジェクタに供給される燃料より加圧された燃料を前記内燃機関の気筒内に噴射する筒内噴射用インジェクタと、
前記フィードポンプによるフィード圧力を変更するフィード圧力変更手段と、を備えた内燃機関の燃料供給装置において、
前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量が、前記フィード圧力に応じた前記ポート噴射用インジェクタの最低許容噴射量未満となることを条件として、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止し、前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量が、前記最低許容噴射量以上となることを条件として、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を許可する燃料噴射制御手段を備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】
前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止したことを条件として、前記筒内噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量に加えて前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量に相当する燃料噴射量の燃料を前記筒内噴射用インジェクタに噴射させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記フィード圧力を低下させる減圧機構をさらに備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止したことを条件として、前記減圧機構に前記フィード圧力を低下させるよう制御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、ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとを併用するデュアル噴射式の内燃機関に好適な内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両用の内燃機関としては、燃費、出力および排気浄化性能等に対する高度な要求に応え得るように、ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとを併用するデュアル噴射式のものがある。
【０００３】
このような内燃機関には、一般に、フィードポンプから吐出される燃料を低圧側デリバリーパイプに導入してポート噴射用のインジェクタに供給するとともに、フィードポンプから吐出される燃料を高圧ポンプにより加圧した高圧燃料を高圧側デリバリーパイプに導入して筒内噴射用のインジェクタに供給する燃料供給装置が搭載されている。
【０００４】
このような燃料供給装置は、例えば、少量の燃料噴射量が高精度に要求される低負荷時には、吸気ポートへの燃料付着が無い筒内噴射を行うことで、筒内噴射量の精度を高めつつ燃料の気化潜熱による体積効率の向上を図ったり点火プラグの近傍にのみ種火用のリッチな混合気領域を形成して希薄燃焼をさせたりすることができる。ここで、体積効率とは、外気の温度と圧力が特定された状態において、総行程容積を占める空気の質量に対する吸入空気の質量の割合のことをいう。
【０００５】
また、このような燃料供給装置は、例えば、筒内噴射を基本に行いながら、始動暖気時や低回転時等の筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下でポート噴射を併用することで、筒内噴射とポート噴射とを有効に使い分けることができる。
【０００６】
この種の従来の内燃機関の燃料供給装置としては、ポート噴射用のインジェクタに供給される燃料のフィード圧力を変更することができるものがある。このような、従来の内燃機関の燃料供給装置においては、制御圧力の切り替えが行われてからしばらくの間は、実際のフィード圧力が制御圧力の切り替えに応じて変化する過渡状態にあり、この過渡状態においてもポート噴射用のインジェクタによって燃料が噴射されるため、ポート噴射用のインジェクタの噴射量が要求量から過度に乖離した状態をまねくことも考えられる。
【０００７】
この状態が生じる頻度を低減するものとして、例えば、ポート噴射用のインジェクタと、筒内噴射用のインジェクタと、ポート噴射用のインジェクタに供給されるフィード圧力が第１制御圧力または高圧側の第２制御圧力制御を上回ることにより燃料をリリーフするフィード圧力制御機構を備え、フィード圧力制御機構によってリリーフされる燃料の圧力が第２制御圧力から第１制御圧力制御に切り替えられたとき、ポート噴射用のインジェクタによる燃料噴射を所定期間禁止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２２９９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給装置においては、フィード圧力が切り替えられてから、ポート噴射用のインジェクタによる燃料噴射が所定期間禁止されるため、ポート噴射用のインジェクタで保証できる燃料噴射量が要求された場合であっても、筒内噴射用のインジェクタから燃料が噴射される。
【００１０】
このため、従来の内燃機関の燃料供給装置においては、フィード圧力を変更すると、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動が生じることがあるといった課題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動を抑制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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、上記目的を達成するため、（１）フィードポンプによって加圧された燃料を内燃機関の吸気ポートに噴射するポート噴射用インジェクタと、前記ポート噴射用インジェクタに供給される燃料より加圧された燃料を前記内燃機関の気筒内に噴射する筒内噴射用インジェクタと、前記フィードポンプによるフィード圧力を変更するフィード圧力変更手段と、を備えた内燃機関の燃料供給装置において、前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量が、前記フィード圧力に応じた前記ポート噴射用インジェクタの最低許容噴射量未満となることを条件として、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止し、前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量が、前記最低許容噴射量以上となることを条件として、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を許可する燃料噴射制御手段を備えるように構成されている。
【００１３】
この構成により、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射が禁止されているときに、ポート噴射用インジェクタで保証できる燃料噴射量が要求された場合には、ポート噴射用インジェクタから燃料が噴射されるため、フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動が抑制される。
【００１４】
また、上記（１）に記載の内燃機関の燃料供給装置において、（２）前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止したことを条件として、前記筒内噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量に加えて前記ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量に相当する燃料噴射量の燃料を前記筒内噴射用インジェクタに噴射させるようにしてもよい。
【００１５】
この構成により、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射が禁止されているときに、ポート噴射用インジェクタに要求される燃料噴射量に相当する燃料噴射量の燃料が筒内噴射用インジェクタによって消費されることにより高圧ポンプが低圧部分（フィード）の燃料を汲み上げてフィード圧力が低下するため、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射が迅速に許可される。
【００１６】
また、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の燃料供給装置において、（３）前記フィード圧力を低下させる減圧機構をさらに備え、前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止したことを条件として、前記減圧機構に前記フィード圧力を低下させるよう制御するようにしてもよい。
【００１７】
この構成により、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射が禁止されているときに、減圧機構によってフィード圧力が低下するため、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射が迅速に許可される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動を抑制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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置を搭載した車両の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンの概略構成図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】図１に示す高圧ポンプの概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置におけるエンジンの回転数とエンジンの負荷とに対して定められる低圧側デリバリーパイプの燃圧を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置における温度に対して定められる低圧側デリバリーパイプの燃圧を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置の燃料噴射制御動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置の他の態様を搭載した車両の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、車両１は、エンジン１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とを備えている。エンジン１０は、気筒内の燃焼室に直接に燃料を噴射する筒内噴射と、気筒に対応する吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射とを併用するデュアル噴射方式の内燃機関を構成する。
【００２２】
図２に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部に固定されたシリンダヘッド１２と、オイルを収納するオイルパン１３とを備え、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２とによって気筒１４が形成されている。
【００２３】
なお、本実施の形態おいて、エンジン１０は、直列４気筒のガソリンエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。ここで、図２に示すエンジン１０は、図１に＃１、＃２、＃３、＃４で示すように直列に配置された４つの気筒のうちの１つ気筒１４が図示されている。
【００２４】
各気筒１４には、ピストン１５が往復動可能に収納され、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１５によって、各気筒１４の燃焼室１６が形成されている。
【００２５】
本実施の形態おいて、エンジン１０は、ピストン１５が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。
【００２６】
また、エンジン１０は、クランクシャフト１７を備え、クランクシャフト１７は、各気筒１４に収納されたピストン１５とコネクティングロッド１８を介して連結されている。コネクティングロッド１８は、ピストン１５の往復動をクランクシャフト１７の回転運動に変換するようになっている。
【００２７】
したがって、エンジン１０は、燃焼室１６で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン１５を往復動させ、コネクティングロッド１８を介してクランクシャフト１７を回転させることにより、車両１を駆動させるようになっている。
【００２８】
エンジン１０には、車外から流入した空気を清浄するエアクリーナ１９と、清浄された空気を燃焼室１６に導入するためにシリンダヘッド１２に連結されている吸気管２０と、燃焼室１６に導入される空気の流量を調整するためのスロットルバルブ２１と、スロットルバルブ２１の開度を検出するスロットルセンサ２３と、燃焼室１６のなかで混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するためにシリンダヘッド１２に連結されている排気管２４と、排気ガス中の有害物質を酸化還元浄化するために排気管２４に設けられた触媒コンバータ２５とが設けられている。
【００２９】
エアクリーナ１９は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。
【００３０】
スロットルバルブ２１は、薄い円板状の弁体によって構成され、この弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ２１には、ＥＣＵ５０の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、吸気管２０における空気の流量を変更するスロットルバルブアクチュエータ２６が設けられている。
【００３１】
触媒コンバータ２５は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００３２】
シリンダヘッド１２には、吸気管２０と燃焼室１６とを連通させる吸気ポート２７と、燃焼室１６と排気管２４とを連通させる排気ポート２８とが形成されている。
【００３３】
また、シリンダヘッド１２には、吸気管２０から燃焼室１６への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ２９と、燃焼室１６から排気管２４への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ３０と、吸気ポート２７内に燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタ３１と、燃焼室１６内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ３２と、燃焼室１６内の混合気に点火するための点火プラグ３３と、が取り付けられている。
【００３４】
ポート噴射用インジェクタ３１は、ＥＣＵ５０からの噴射指令信号Ｉｑ１によって制御されるソレノイドコイルと、ニードルバルブと、噴口部とを有している。ポート噴射用インジェクタ３１には、所定の圧力で燃料が供給されている。
【００３５】
ポート噴射用インジェクタ３１は、ＥＣＵ５０によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、吸気ポート２７内に燃料を噴射するようになっている。
【００３６】
筒内噴射用インジェクタ３２は、ＥＣＵ５０からの噴射指令信号Ｉｑ２によって制御されるソレノイドコイルと、ニードルバルブと、噴口部と有している。筒内噴射用インジェクタ３２には、所定の圧力で燃料が供給されている。筒内噴射用インジェクタ３２は、ＥＣＵ５０によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室１６内に燃料を噴射するようになっている。
【００３７】
点火プラグ３３は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグによって構成されている。点火プラグ３３は、ＥＣＵ５０によって電極が通電されることにより放電し、燃焼室１６内の混合気に点火するようになっている。
【００３８】
図３に示すように、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、不揮発性のメモリからなるバックアップメモリ５４と、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース５５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５６とを備えている。
【００３９】
ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ５２に予め格納された制御プログラムに従い、入力インターフェース５５から入力される各種センサによって検知された情報、予めバックアップメモリ５４に格納されている設定値情報、および、図示しない他のＥＣＵから送信された情報等に基づいて、車両１の各部を後述するように制御するようになっている。
【００４０】
図１において、車両１は、エンジン１０にポート噴射用の低圧側の燃料を供給する第１燃料供給機構６０と、エンジン１０に筒内噴射用の高圧側の燃料を供給する第２燃料供給機構７０とをさらに備えている。
【００４１】
なお、本実施の形態において、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンとして説明するが、本発明においては、軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００４２】
第１燃料供給機構６０は、燃料タンク６１から燃料を加圧して汲み上げるフィードポンプ６２と、フィードポンプ６２によって汲み上げられた燃料を低圧側燃料配管６３を通して導入する低圧側デリバリーパイプ６４とを備えている。
【００４３】
この構成により、第１燃料供給機構６０は、エンジン１０の吸気管２０によって形成された吸気通路６５のうち複数の気筒１４に対応する複数の吸気ポート２７の内部にそれぞれ燃料を噴射する複数のポート噴射用インジェクタ３１に燃料を供給するようになっている。
【００４４】
フィードポンプ６２は、ＥＣＵ５０によって出力される制御信号に応じて駆動される公知の電動式ポンプによって構成される。具体的には、フィードポンプ６２は、ＥＣＵ５０によって出力される制御信号に応じた駆動電力によって回転速度が変化するモータを有し、このモータの回転力によって燃料タンク６１から燃料を加圧して汲み上げるようになっている。
【００４５】
低圧側デリバリーパイプ６４は、複数の気筒１４の直列配置方向の一端側で低圧側燃料配管６３に接続され、複数のポート噴射用インジェクタ３１に独立して燃料を供給するように形成されている。また、低圧側デリバリーパイプ６４には、低圧側デリバリーパイプ６４内の燃料の圧力を検出する低圧側燃料圧力センサ６６が設けられている。
【００４６】
ポート噴射用インジェクタ３１は、エンジン１０の各気筒１４に対応して配置されるとともに、等ピッチで低圧側デリバリーパイプ６４に接続されており、開弁動作時に、低圧側デリバリーパイプ６４内の加圧された燃料が吸気ポート２７内に噴射されるようになっている。
【００４７】
第２燃料供給機構７０は、フィードポンプ６２によって汲み上げられた燃料を吸入してさらに加圧するプランジャ型の高圧ポンプ７１と、高圧ポンプ７１によって加圧された燃料を高圧側燃料配管７３を通して導入する高圧側デリバリーパイプ７４とを備えている。
【００４８】
この構成により、第２燃料供給機構７０は、エンジン１０の複数の気筒１４の内部にそれぞれ燃料を噴射する筒内噴射用の複数の筒内噴射用インジェクタ３２に燃料を供給するようになっている。
【００４９】
高圧ポンプ７１は、フィードポンプ６２で加圧されて給送された燃料を低圧側燃料配管６３の分岐配管６３ａを通して導入する加圧室７１ａを有し、加圧室７１ａ内の燃料を第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、筒内噴射用インジェクタ３２側の高圧側燃料配管７３に吐出するようになっている。
【００５０】
図４に示すように、高圧ポンプ７１は、ポンプハウジング７１ｈと、加圧室７１ａの容積を変化させるようポンプハウジング７１ｈ内に往復摺動可能に設けられたプランジャ７１ｐと、吸気バルブ２９と共にプランジャ７１ｐを駆動するカムシャフト７１ｓと、カムシャフト７１ｓ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７１ｆと、フォロワリフタ７１ｆをカムシャフト７１ｓのカム部分Ｃｐに付勢する圧縮スプリング７１ｇとを有している。
【００５１】
高圧ポンプ７１は、プランジャ７１ｐの往復移動によってポンプハウジング７１ｈとプランジャ７１ｐとの間に画成される加圧室７１ａの容積を変化させて、低圧側燃料配管６３の分岐配管６３ａから吸入した燃料を加圧し、高圧側燃料配管７３側に吐出するようになっている。
【００５２】
また、高圧側燃料配管７３には、高圧ポンプ７１の加圧室７１ａと筒内噴射用インジェクタ３２との間の高圧側燃料配管７３には、高圧ポンプ７１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、筒内噴射用インジェクタ３２に対する燃料の供給を許可するばね付のチェックバルブ７５が、高圧側燃料配管７３を上流側部分７３ａと下流側部分７３ｂとに区画するように設けられている。
【００５３】
また、高圧ポンプ７１の加圧室７１ａの燃料導入口部７１ｉには、高圧の逆流を阻止する逆止弁としての機能を有するとともに、ＥＣＵ５０からの入力信号に応じて開弁し、加圧室７１ａ内の高圧燃料を低圧側に漏出させる電磁スピル弁７２が設けられている。
【００５４】
さらに、高圧ポンプ７１の燃料導入口部７１ｉの近傍には、図１に示すように、フィードポンプ６２側から燃料が給送される低圧側燃料配管６３の分岐配管６３ａに接続され、分岐配管６３ａ内の燃料の圧力脈動を抑制するパルセーションダンパ６９が設けられている。
【００５５】
なお、パルセーションダンパ６９は、例えば、内部に燃料圧力を受圧する弾性のダイヤフラムおよびばねを有し、そのダイヤフラムの弾性変形により内部容積を変化させる公知のダンパによって構成されている。
【００５６】
図４において、電磁スピル弁７２は、ポペット状の弁体７２ｖと、この弁体７２ｖを電磁駆動する電磁駆動コイル７２ｃと、弁体７２ｖを常時開弁方向に付勢するスプリング７２ｋとを有している。
【００５７】
弁体７２ｖは、高圧ポンプ７１の吸入動作時にフィードポンプ６２から給送される燃料の圧力と加圧室７１ａ内の燃料の圧力との差圧によって開弁動作し、高圧ポンプ７１の吐出動作時に閉弁動作するようになっている。
【００５８】
具体的には、弁体７２ｖは、加圧室７１ａ内に位置する一端側の大径のポペット弁体部７２ｈと、電磁駆動コイル７２ｃ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７２ｈを閉弁方向に付勢するよう燃料導入口部７１ｉの近傍から他端側に延びる鉄心部７２ｐとからなる。
【００５９】
ポペット弁体部７２ｈは、加圧室７１ａ内の燃料圧力およびポペット弁体部７２ｈ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７２ｋ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７２ｖは、電磁駆動コイル７２ｃに励磁電流が供給されない非励磁状態において、加圧室７１ａ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。
【００６０】
図１において、高圧側デリバリーパイプ７４は、複数の気筒１４の直列配置方向の一端側で高圧側燃料配管７３に接続され、複数の筒内噴射用インジェクタ３２に独立して燃料を供給するように形成されている。また、高圧側デリバリーパイプ７４には、高圧側デリバリーパイプ７４内の燃料の圧力を検出する高圧側燃料圧力センサ７６が設けられている。
【００６１】
筒内噴射用インジェクタ３２は、エンジン１０の各気筒１４に対応して配置されるとともに、等ピッチで高圧側デリバリーパイプ７４に接続されており、開弁動作時に、高圧側デリバリーパイプ７４内の加圧された高圧燃料が気筒１４の燃焼室内に噴射されるようになっている。
【００６２】
図３において、ＥＣＵ５０の入力インターフェース５５には、スロットルセンサ２３と、低圧側燃料圧力センサ６６と、高圧側燃料圧力センサ７６とに加えて、エアフローセンサ８０、アクセル開度センサ８１、エンジン回転数センサ８２、冷却水温センサ８３、温度センサ８４、エタノールセンサ８５および空燃比センサ８６等の各種センサが接続されている。
【００６３】
エアフローセンサ８０は、吸気通路６５のスロットルバルブ２１の上流側に配置され、吸入空気量を表す検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。アクセル開度センサ８１は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。
【００６４】
エンジン回転数センサ８２は、エンジン１０のクランクシャフト１７の回転角を検出し、検出したクランクシャフト１７の回転角を表す信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。ＥＣＵ５０は、エンジン回転数センサ８２によって出力された信号が表すクランクシャフト１７の回転角に基づいて、単位時間当たりのエンジン回転数を算出するようになっている。
【００６５】
冷却水温センサ８３は、エンジン１０のシリンダブロック１１に形成されたウォータージャケットに配置されており、エンジン１０の冷却水温に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。温度センサ８４は、燃料タンク６１近傍の温度を検知するようになっており、検知した温度に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。
【００６６】
エタノールセンサ８５は、燃料中のエタノール濃度を検知し、検知したエタノール濃度に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。空燃比センサ８６は、排気ガスの空燃比を検知し、検知したエタノール濃度に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するようになっている。
【００６７】
一方、ＥＣＵ５０の出力インターフェース５６には、スロットルバルブアクチュエータ２６、ポート噴射用インジェクタ３１、筒内噴射用インジェクタ３２、点火プラグ３３、フィードポンプ６２および電磁スピル弁７２等の制御対象物が接続されている。
【００６８】
ＥＣＵ５０は、入力インターフェース５５に接続されたスロットルセンサ２３、低圧側燃料圧力センサ６６、高圧側燃料圧力センサ７６、エアフローセンサ８０、アクセル開度センサ８１、エンジン回転数センサ８２、冷却水温センサ８３、温度センサ８４、エタノールセンサ８５および空燃比センサ８６等の各種センサの検出信号が表す検出結果に基づいて、エンジン１０の運転状態や加速要求量等を検出するようになっている。
【００６９】
ＥＣＵ５０は、このように検出した運転状態や加速要求等に基づいて、燃料噴射量を算出して、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量、ポート噴射用インジェクタ３１および筒内噴射用インジェクタ３２の噴射量、ならびに、電磁スピル弁７２の駆動状態等を指示するための指示信号等を各部に出力するようになっている。
【００７０】
具体的には、ＥＣＵ５０は、電磁スピル弁７２による加圧室７１ａからの燃料の漏出量を調節することによって、高圧ポンプ７１から高圧側デリバリーパイプ７４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インジェクタ３２の噴射特性に応じて最適な燃圧に制御するようになっている。
【００７１】
例えば、ＥＣＵ５０は、一定の信号周期内において電磁スピル弁７２の電磁駆動コイル７２ｃ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時間のデューティ比を変化させることにより、電磁スピル弁７２による加圧室７１ａからの燃料の漏出量を調節することができる。
【００７２】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の始動時に、高圧側燃料圧力センサ７６によって検出される高圧側デリバリーパイプ７４内の燃料の圧力が所定の圧力に達するまでは、ポート噴射用インジェクタ３１に燃料を噴射させ、高圧側デリバリーパイプ７４内の燃料の圧力が所定の圧力に達したときに、筒内噴射用インジェクタ３２に燃料の噴射を開始させるようになっている。
【００７３】
さらに、ＥＣＵ５０は、例えば、筒内噴射用インジェクタ３２による筒内噴射を基本としながら、エンジン１０の始動暖気時や低回転時等のように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下で、ポート噴射用インジェクタ３１によるポート噴射を併用したり、ポート噴射が有効な高回転時等にポート噴射用インジェクタ３１に燃料を噴射させさせたりするようになっている。
【００７４】
また、ＥＣＵ５０は、本発明におけるフィード圧力変更手段を構成し、入力インターフェース５５に接続された各種センサの検出結果から算出されるエンジン１０の回転数と負荷とに基づいて、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量を変更することにより、低圧側デリバリーパイプ６４内の燃圧を変更するようになっている。
【００７５】
例えば、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の回転数が閾値ＴＨＮｅ未満で、エンジン１０の負荷が閾値ＴＨＬ未満の場合には、フィードポンプ６２の消費電力を低減させることにより燃費を向上させるために、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量を少なくすることにより、低圧側デリバリーパイプ６４を低燃圧化するようになっている。
【００７６】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の回転数が閾値ＴＨＮｅ以上で、エンジン１０の負荷が閾値ＴＨＬ以上の場合には、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量を多くすることにより、ポート噴射用インジェクタ３１の最大噴射量を多くするために、低圧側デリバリーパイプ６４を高燃圧化するようになっている。これは、特に、エタノール燃料が使用され、ガソリンよりも多くの噴射量が要求されるとき等に有効である。
【００７７】
また、図６に示すように、ＥＣＵ５０は、低温環境下での始動時等において、温度センサ８４によって検出された温度が、閾値ＴＨＴ１未満のときには、エンジン１０の排気エミッションを低減させるために、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量を多くすることにより、低圧側デリバリーパイプ６４を高燃圧化するようになっている。
【００７８】
また、ＥＣＵ５０は、燃料が気化してしまう恐れのある高温環境下において、温度センサ８４によって検出された温度が、燃料に応じて予め定められた閾値ＴＨＴ２以上のときには、フィードポンプ６２による燃料の汲み上げ量を多くすることにより、低圧側デリバリーパイプ６４を高燃圧化するようになっている。
【００７９】
ここで、ＥＣＵ５０は、エタノールセンサ８５による検知結果に基づいて閾値ＴＨＴ２を定めるようにしてもよく、空燃比センサ８６による検知結果に基づいて閾値ＴＨＴ２を定めるようにしてもよい。
【００８０】
図１において、ポート噴射用インジェクタ３１は、ＥＣＵ５０からの噴射指令信号Ｉｑ１による通電時間と燃圧とによって燃料の噴射量が変化する。また、通電時間が極端に短い場合には、ポート噴射用インジェクタ３１は、要求された量の燃料を噴射することができなくなってしまう。
【００８１】
特に、ポート噴射用インジェクタ３１は、高い圧力の燃料が供給されている場合には、少量の燃料の噴射が要求された場合に、要求された量の燃料を噴射することができなくなってしまう。
【００８２】
このように、ポート噴射用インジェクタ３１が要求された量の燃料を噴射できる最低許容噴射量Ｑｍｉｎは、燃圧に応じて定まる。このため、ポート噴射用インジェクタ３１の燃圧と最低許容噴射量Ｑｍｉｎとの関係を予め求めておき、この関係を表す最低許容噴射量マップをＥＣＵ５０のＲＯＭ５２に予め格納しておく。
【００８３】
ＥＣＵ５０は、最低許容噴射量マップを参照し、低圧側燃料圧力センサ６６によって検出された低圧側デリバリーパイプ６４内の燃圧に基づいて、最低許容噴射量Ｑｍｉｎを決定するようになっている。
【００８４】
また、ＥＣＵ５０は、ポート噴射用インジェクタ３１に要求される燃料噴射量が、最低許容噴射量未満となることを条件として、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を禁止するようになっている。
【００８５】
また、ＥＣＵ５０は、ポート噴射用インジェクタ３１に要求される燃料噴射量が、最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上となることを条件として、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を許可するようになっている。
【００８６】
以上に説明したように、ＥＣＵ５０は、本発明における燃料噴射制御手段を構成する。
【００８７】
次に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置を構成するＥＣＵ５０の燃料噴射制御動作について説明する。なお、以下に説明する燃料噴射制御動作は、エンジン１０が駆動している間、繰り返し実行される。
【００８８】
図７において、まず、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態や加速要求等に応じて、ポート噴射用インジェクタ３１に要求される燃料噴射量を算出するとともに（ステップＳ１）、最低許容噴射量マップを参照し、低圧側燃料圧力センサ６６によって検出された低圧側デリバリーパイプ６４内の燃圧に基づいて、最低許容噴射量Ｑｍｉｎを決定する（ステップＳ２）。
【００８９】
次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１で算出した燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上であると判断した場合には、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を許可し（ステップＳ４）、燃料噴射量が最低許容噴射量Ｑｍｉｎ以上でないと判断した場合には、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を禁止する（ステップＳ５）。
【００９０】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置は、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射が禁止されているときに、ポート噴射用インジェクタ３１で保証できる燃料噴射量が要求された場合には、ポート噴射用インジェクタ３１から燃料が噴射されるため、フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動を抑制することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態において、ＥＣＵ５０は、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を禁止したことを条件として、筒内噴射用インジェクタ３２に要求される燃料噴射量に加えてポート噴射用インジェクタ３１に要求される燃料噴射量に相当する燃料噴射量の燃料を筒内噴射用インジェクタ３２に噴射させるようにしてもよい。
【００９２】
このように構成することにより、本実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置は、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射が禁止されているときに、ポート噴射用インジェクタ３１に要求される燃料噴射量に相当する燃料噴射量の燃料が筒内噴射用インジェクタ３２によって消費されることによりフィード圧力が低下するため、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を迅速に許可することができる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置は、図１に示した車両１の構成に加えて、図８に示すように、低圧側燃料配管６３内の燃圧を所定の燃圧に抑制するプレッシャレギュレータ９０と、低圧側燃料配管６３内の燃料をプレッシャレギュレータ９０に流す流路を開閉する流路切替バルブ９１とからなる減圧機構をさらに設けるようにしてもよい。
【００９４】
この場合には、ＥＣＵ５０は、ポート噴射用インジェクタによる燃料の噴射を禁止したことを条件として、減圧機構にフィード圧力を低下させるように、流路切替バルブ９１を開状態にするように構成する。
【００９５】
このように構成することにより、本実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置は、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射が禁止されているときに、減圧機構によってフィード圧力が低下するため、ポート噴射用インジェクタ３１による燃料の噴射を迅速に許可することができる。
【００９６】
また、図８に示す本実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置と同様に、本発明においては、第１燃料供給機構６０および第２燃料供給機構７０の任意の位置にプレッシャレギュレータやチェックバルブ等の調圧機構を適宜設けてもよい。
【００９７】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００９８】
以上に説明したように、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、フィード圧力を変更したときに生じる、燃料の筒内壁面付着や内燃機関のトルク変動を抑制することができるという効果を有するものであり、ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとを併用するデュアル噴射式の内燃機関に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１  車両
１０  エンジン
１４  気筒
１５  ピストン
１６  燃焼室
１７  クランクシャフト
２０  吸気管
２４  排気管
２７  吸気ポート
２８  排気ポート
３１  ポート噴射用インジェクタ
３２  筒内噴射用インジェクタ
３３  点火プラグ
５０  ＥＣＵ（フィード圧力変更手段、燃料噴射制御手段）
６０  第１燃料供給機構
６１  燃料タンク
６２  フィードポンプ
６３  低圧側燃料配管
６４  低圧側デリバリーパイプ
６５  吸気通路
６６  低圧側燃料圧力センサ
６９  パルセーションダンパ
７０  第２燃料供給機構
７１  高圧ポンプ
７２  電磁スピル弁
７３  高圧側燃料配管
７４  高圧側デリバリーパイプ
７５  チェックバルブ
７６  高圧側燃料圧力センサ
８４  温度センサ
８５  エタノールセンサ
８６  空燃比センサ
９０  プレッシャレギュレータ（減圧機構）
９１  流路切替バルブ（減圧機構）
【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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【図７】
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【図８】
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