(57)【要約】【課題】加圧時に高圧燃料ポンプ内に空気の気泡が残留することを抑制して酸化物の発生を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】低圧フィードポンプ１３の吐出側と高圧燃料ポンプ１４の吸入側とが低圧通路１６で接続され、低圧フィードポンプ１３から吐出された燃料を高圧燃料ポンプ１４で加圧して燃料噴射弁１１に送る燃料供給装置１０において、低圧フィードポンプ１３の吐出圧力を所定の低下量ずつ低下させる低下処理が実行され、低圧通路１６は、通路を形成する壁２６ａが気体は通過し、かつ液体は通過しない材料で構成された気液分離部２６を備え、気液分離部２６は内燃機関１のサージタンク５内に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を加圧して吐出する電動式の低圧燃料ポンプと、吐出圧を変更可能な高圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記高圧燃料ポンプの吸入側とを接続する低圧通路と、を備え、前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記高圧燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁に送る内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの下流側の燃圧を検出する燃圧検出手段と、前記燃圧検出手段が検出した燃圧と目標値との偏差が低減するように前記偏差に基づいて前記高圧燃料ポンプのフィードバック制御を行う高圧ポンプ制御手段と、前記低圧燃料ポンプの運転中に前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を所定の低下量ずつ低下させる低下処理を実行するとともに前記偏差に基づいて算出された前記フィードバック制御の制御項に基づいて前記低下処理の実行の可否を判断する低圧ポンプ制御手段と、を備え、
前記低圧通路は、通路を形成する壁が気体は通過し、かつ液体は通過しない材料で構成された気液分離部を備え、
前記気液分離部は、前記内燃機関の吸気通路内に配置されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記吸気通路には、スロットルバルブが設けられ、
前記気液分離部は、前記吸気通路のうち前記スロットルバルブより下流の区間に配置されている請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記吸気通路において前記気液分離部が配置されている区間の圧力を取得する圧力取得手段と、前記圧力取得手段が取得した圧力が予め設定した所定の判定圧力以上の場合には前記低圧ポンプ制御手段による前記低圧燃料ポンプの吐出圧力の低下を制限する圧力低下制限手段と、をさらに備えている請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、アルコールを含む燃料で運転可能であり、
前記燃料タンク内の燃料中の含酸素成分の比率に応じて前記判定圧力を変更する判定圧力変更手段をさらに備えている請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記判定圧力変更手段は、前記燃料タンク内の燃料中の含酸素成分の比率が高いほど前記判定圧力を高くする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記高圧ポンプ制御手段は、前記フィードバック制御として比例積分制御を行い、
前記低圧ポンプ制御手段は、前記比例積分制御の積分項の値が所定の判定値を超えた場合に前記低圧燃料ポンプの吐出圧力の低下を制限する請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁に送る内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクから電動式の低圧燃料ポンプで燃料を汲み上げ、その燃料を高圧燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁に送る燃料供給装置が知られている。このような装置において、低圧燃料ポンプの吐出圧を徐々に低下させ、高圧燃料ポンプに設けられている燃料量調整弁の制御に使用する制御量が所定の限界値を上回った場合にはその吐出圧の低下を制限する燃料供給装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０６０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７９１０５号公報
【特許文献３】特開平０３−０６７０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているような燃料供給装置では、高圧燃料ポンプで燃料を吸引するときに燃料の圧力が飽和蒸気圧以下になり燃料中に気泡が発生することがある。この気泡は大部分が燃料蒸気であるが、燃料に空気が溶け込んでいた場合にはその空気が燃料から分離して気泡となる。このように空気の気泡を含む燃料を高圧燃料ポンプで加圧すると空気が断熱圧縮されて高温になるため、燃料が酸化して酸化物が生成されるおそれがある。そして、酸化物が大量に生成されると高圧燃料ポンプの可動部に挟まってポンプを止めたり燃料噴射弁に詰まりを生じさせたりするおそれがある。特許文献１の装置は、このような酸化物の生成を抑制することについて考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、加圧時に高圧燃料ポンプ内に空気の気泡が残留することを抑制して酸化物の発生を抑制することが可能な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】
【０００６】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を加圧して吐出する電動式の低圧燃料ポンプと、吐出圧を変更可能な高圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記高圧燃料ポンプの吸入側とを接続する低圧通路と、を備え、前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記高圧燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁に送る内燃機関の燃料供給装置において、前記高圧燃料ポンプの下流側の燃圧を検出する燃圧検出手段と、前記燃圧検出手段が検出した燃圧と目標値との偏差が低減するように前記偏差に基づいて前記高圧燃料ポンプのフィードバック制御を行う高圧ポンプ制御手段と、前記低圧燃料ポンプの運転中に前記低圧燃料ポンプの吐出圧力を所定の低下量ずつ低下させる低下処理を実行するとともに前記偏差に基づいて算出された前記フィードバック制御の制御項に基づいて前記低下処理の実行の可否を判断する低圧ポンプ制御手段と、を備え、前記低圧通路は、通路を形成する壁が気体は通過し、かつ液体は通過しない材料で構成された気液分離部を備え、前記気液分離部は、前記内燃機関の吸気通路内に配置されている（請求項１）。
【０００７】
本発明の燃料供給装置では、低圧通路において燃料中に空気の気泡があっても気液分離部でその空気を燃料から分離することができる。そのため、加圧時に高圧燃料ポンプ内に空気の気泡が残留することを抑制できる。これにより燃料の酸化を抑制できるので、酸化物の発生を抑制できる。従って、高圧燃料ポンプの不具合の発生や燃料噴射弁の詰まりの発生を抑制できる。また、このように気液分離部を吸気通路に配置することにより、燃料の蒸気が気液分離部の壁を通過してしまってもその燃料を気筒に吸引させて燃やすことができる。そのため、燃料が内燃機関の外部に放出されることを防止できる。
【０００８】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記吸気通路には、スロットルバルブが設けられ、前記気液分離部は、前記吸気通路のうち前記スロットルバルブより下流の区間に配置されていてもよい（請求項２）。周知のようにこのような区間は、吸気通路の他の区間と比較して負圧になり易い。そのため、気液分離部の内部の圧力と外部の圧力との差を拡大できる。従って、燃料からの空気の分離を促進させることができる。
【０００９】
本発明の燃料供給装置の一形態においては、前記吸気通路において前記気液分離部が配置されている区間の圧力を取得する圧力取得手段と、前記圧力取得手段が取得した圧力が予め設定した所定の判定圧力以上の場合には前記低圧ポンプ制御手段による前記低圧燃料ポンプの吐出圧力の低下を制限する圧力低下制限手段と、をさらに備えていてもよい（請求項３）。この形態では、吸気通路の圧力が高い場合には気液分離部の内部の圧力が高くなる。これにより気液分離部の内部の圧力と外部の圧力との差を確保することができる。そのため、吸気通路の圧力が高い場合であっても燃料からの空気の分離を促進できる。これにより酸化物の発生を抑制できるので、高圧燃料ポンプの不具合の発生や燃料噴射弁の詰まりの発生をさらに抑制できる。
【００１０】
この形態において、前記内燃機関は、アルコールを含む燃料で運転可能であり、前記燃料タンク内の燃料中の含酸素成分の比率に応じて前記判定圧力を変更する判定圧力変更手段をさらに備えていてもよい（請求項４）。また、前記判定圧力変更手段は、前記燃料タンク内の燃料中の含酸素成分の比率が高いほど前記判定圧力を高くしてもよい（請求項５）。周知のようにアルコールは酸素を含んでいる。そして、高圧燃料ポンプの加圧時に空気の気泡が発熱した場合には、このような含酸素成分が主に酸化物を生成する。従って、燃料中の含酸素成分の比率が高いほど、酸化物が発生し易くなる。この形態では、燃料中の含酸素成分の比率が高いほど判定圧力を高くするので、これにより気液分離部内の圧力を高めて燃料からの空気の分離を促進できる。そのため、高圧燃料ポンプでの酸化物の発生を抑制できる。従って、高圧燃料ポンプの不具合の発生や燃料噴射弁の詰まりの発生をさらに抑制できる。
【００１１】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記高圧ポンプ制御手段は、前記フィードバック制御として比例積分制御を行い、前記低圧ポンプ制御手段は、前記比例積分制御の積分項の値が所定の判定値を超えた場合に前記低圧燃料ポンプの吐出圧力の低下を制限してもよい（請求項６）。周知のように比例積分制御の積分項は実際の値と目標値との偏差を積算したものと相関している。そのため、積分項が大きい場合には偏差が大きくなっていると考えられる。この形態では、このような場合には吐出圧力の低下を制限するので、偏差が大きくなることを抑制できる。そのため、燃圧を目標値に調整しつつ低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させることができる。これにより低圧燃料ポンプで消費されるエネルギを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の燃料供給装置によれば、気液分離部にて空気を燃料から分離できるので、加圧時に高圧燃料ポンプ内に空気の気泡が残留することを抑制できる。そのため、酸化物の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示す図。
【図２】ポンプシリンダ内に燃料を吸入しているときの高圧燃料ポンプを示す図。
【図３】ポンプシリンダ内の燃料を低圧通路に戻しているときの高圧燃料ポンプを示す図。
【図４】ポンプシリンダ内の燃料を加圧して高圧通路に送り出しているときの高圧燃料ポンプを示す図。
【図５】プランジャのリフト量及び電磁スピル弁の状態の時間変化の一例を示す図。
【図６】気液分離部を拡大して示す図。
【図７】ＥＣＵが実行する最小フィード圧制御実行判定ルーチンを示すフローチャート。
【図８】最小フィード圧制御実行判定ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図９】燃料のアルコール濃度と判定圧力との関係の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示している。この内燃機関１は車両に走行用動力源として搭載されるものである。内燃機関１は直列４気筒型の火花点火式内燃機関として構成されている。また、内燃機関１は、ガソリンの他にアルコールを含んだ燃料で運転可能である。内燃機関１は、４つの気筒（不図示）が形成された機関本体２を備えている。各気筒には吸気通路３が接続されている。吸気通路３には、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ４と、サージタンク５とが設けられている。この図に示すようにサージタンク５は、吸気通路３のうちスロットルバルブ４より下流の区間に設けられている。サージタンク５には、内部の圧力に対応した信号を出力する圧力取得手段としての吸気圧センサ６が設けられている。
【００１５】
燃料供給装置１０は、内燃機関１の気筒毎に設けられた燃料噴射弁１１を備えている。燃料噴射弁１１は、先端部を気筒内に臨ませるようにして機関本体２のシリンダヘッドに取り付けられている。また、燃料供給装置１０は、燃料が貯溜される燃料タンク１２と、燃料タンク１２から燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプとしての低圧フィードポンプ１３と、燃料を加圧する高圧燃料ポンプ１４と、高圧燃料ポンプ１４から吐出された燃料を各燃料噴射弁１１に分配するデリバリパイプ１５とを備えている。低圧フィードポンプ１３の吐出側と高圧燃料ポンプ１４の吸入側とは低圧通路１６で接続され、高圧燃料ポンプ１４の吐出側とデリバリパイプ１５とは高圧通路１７で接続されている。なお、図示は省略したが低圧通路１６には燃料の脈動を減衰させるパルセーションダンパが設けられている。燃料タンク１２には、内部に貯溜されている燃料のアルコール濃度に対応した信号を出力するアルコール濃度センサ１８が設けられている。デリバリパイプ１５には、内部の圧力に対応した信号を出力する燃圧検出手段としての燃圧センサ１９が設けられている。
【００１６】
低圧フィードポンプ１３は、燃料タンク１２内に取り付けられている。このフィードポンプ１３は、その内部構造の図示を省略したが、電動モータとそのモータにて駆動されるインペラとを備えた周知の電動ポンプとして構成されている。そのため、フィードポンプ１３は、電動モータの回転数等を変更することにより吐出圧力（フィード圧）を変更できる。
【００１７】
図２〜図５を参照して高圧燃料ポンプ１４について説明する。図２〜図４に拡大して示したように高圧燃料ポンプ１４は、ポンプシリンダ２０内をプランジャ２１が往復運動することによって燃料を送り出す、いわゆるプランジャ式ポンプである。なお、図２はポンプシリンダ２０内に燃料を吸入しているときの高圧燃料ポンプ１４を示し、図３はポンプシリンダ２０内の燃料を低圧通路１６に戻しているとき、いわゆる空振りのときの高圧燃料ポンプ１４を示している。図４はポンプシリンダ２０内の燃料を加圧して高圧通路１７に送り出しているときの高圧燃料ポンプ１４を示している。高圧燃料ポンプ１４は、プランジャ２１をこれらの図の下方に付勢するバネ２２と、このバネ２２に逆らってプランジャ２１を駆動するための駆動カム２３と、電磁駆動式の電磁スピル弁２４と、高圧通路１７からポンプシリンダ２０への燃料の逆流を防止するためのチェックバルブ２５とを備えている。駆動カム２３は、エンジン１のカムシャフト７に一体に回転するように固定されている。なお、図１では便宜上カムシャフト７を機関本体２から離して示している。電磁スピル弁２４は、開弁時にはポンプシリンダ２０と低圧通路１６とを接続し、閉弁時にはポンプシリンダ２０と低圧通路１６との接続を遮断する。
【００１８】
図５は、プランジャ２１のリフト量及び電磁スピル弁２４の状態の時間変化の一例を示している。図２は図５の時刻Ｔ１における高圧燃料ポンプ１４の状態であり、図３は図５の時刻Ｔ２における高圧燃料ポンプ１４の状態である。そして、図４は図５の時刻Ｔ３における高圧燃料ポンプ１４の状態である。高圧燃料ポンプ１４は、図２に示すように電磁スピル弁２４が開状態で、かつバネ２２によってプランジャ２１が下方に駆動された場合にポンプシリンダ２０内に燃料を吸入する。この状態から駆動カム２３が回転してプランジャ２１を上方に押し上げると、図３に示したようにポンプシリンダ２０内から低圧通路１６に燃料の一部が戻される。その後、時刻Ｔ４（図５参照）で電磁スピル弁２４が閉じられると図４に示したようにポンプシリンダ２０内で加圧された燃料が高圧通路１７に吐出される。このように高圧燃料ポンプ１４では、プランジャ２１の往復運動に合わせて電磁スピル弁２４を開閉することにより燃料の吸入及び吐出が行われる。そして、この際に電磁スピル弁２４の開閉タイミングを適宜に変更することにより吐出量が調整される。
【００１９】
図１に戻って燃料供給装置１０の説明を続ける。低圧通路１６には、気液分離部２６が設けられている。図６に断面を示したように気液分離部２６は管状に形成されている。また、気液分離部２６の壁２６ａは、気体は通過し、かつ液体は通過しない材料で構成されている。壁２６ａは、例えば分子サイズが小さい酸素（Ｏ２）及び窒素（Ｎ２）等の空気成分は通過し、分子サイズが大きい炭化水素は通過しない細孔分離膜にて構成すればよい。なお、強度を高めるために複数の細孔分離膜を重ねて壁２６ａとしてもよい。壁２６ａの材料には、この他にも気体は通過し、液体は通過しない種々の材料を使用してよい。この図に示すように気液分離部２６はサージタンク５内に配置されている。
【００２０】
低圧通路１６のうち低圧フィードポンプ１３と気液分離部２６との間の区間には、燃料を燃料タンク１２に戻すリターン通路２７が接続されている。リターン通路２７には、低圧通路１６内の圧力が予め設定した開弁圧以上になると開弁する安全弁２８が設けられている。
【００２１】
この燃料供給装置１０では、燃料タンク１２内の燃料を低圧フィードポンプ１３で汲み上げ、加圧して高圧燃料ポンプ１４に送る。そして、燃料を高圧燃料ポンプ１４でさらに加圧してデリバリパイプ１５に送る。その後、加圧された燃料は各燃料噴射弁１１に分配されて気筒内に噴射される。
【００２２】
低圧フィードポンプ１３及び高圧燃料ポンプ１４のそれぞれの動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は各種センサの出力情報を取得し、燃料噴射量や点火時期等の運転パラメータを演算し、燃料噴射弁１１や不図示の点火プラグ等の制御対象を動作させるコンピュータとして構成されている。図示を省略したが、ＥＣＵ３０には主演算装置として機能するマイクロプロセッサ及びその動作に必要な記憶装置等の周辺装置が内蔵されている。ＥＣＵ３０には種々のセンサが接続されている。例えば、上述した吸気圧センサ６、アルコール濃度センサ１８、及び燃圧センサ１９等が接続されている。この他にも内燃機関１の回転速度（機関回転数）に対応した信号を出力するクランク角センサ、内燃機関１の吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ、及び内燃機関１の吸気の温度に対応した信号を出力する吸気温センサ等の種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２３】
次にＥＣＵ３０が実行する種々の制御について説明する。ＥＣＵ３０は、デリバリパイプ１５内の圧力（実燃圧）が目標圧になるように電磁スピル弁２４を制御する。以下、この制御を燃圧制御と称することがある。なお、目標圧は燃料噴射弁１１から噴射すべき燃料量（目標燃料量）に応じて周知の方法にて設定される値である。上述したように電磁スピル弁２４は電磁駆動式の弁である。そこで、ＥＣＵ３０は電磁スピル弁２４のソレノイドに通電する時間と通電を停止する時間との比、すなわち駆動ディーティを変更し、これにより電磁スピル弁２４を制御する。この際、ＥＣＵ３０は、駆動デューティに対して実燃圧と目標圧との偏差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。詳しく説明すると駆動ディーティは、目標燃料量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）、実燃圧と目標圧との差（燃圧差）の大きさに応じて定まる制御量（比例項）、及び燃圧差の一部を積算した制御量（積分項）を加算することにより算出される。そして、ＥＣＵ３０はこのように算出された駆動ディーティにて電磁スピル弁２４を制御する。なお、燃圧差とフィードフォワード項との関係、及び燃圧差と比例項との関係は、予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。また、燃圧差のうち積分項に加算される割合についても同様に予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。この制御を実行することによりＥＣＵ３０が本発明の高圧ポンプ制御手段として機能する。
【００２４】
さらにＥＣＵ３０は、高圧燃料ポンプ１４の運転に支障が生じないように低圧フィードポンプ１３のフィード圧を低下させる最小フィード圧制御を実行する。この制御では、フィードポンプ１３の運転中にフィード圧を所定の低下量ずつ低下させる低下処理を行う。しかしながら、図２に示すように高圧燃料ポンプ１４の吸引時には燃料の圧力が飽和蒸気圧を下回って燃料が気化し、気泡Ｂが発生する。気泡Ｂは高圧燃料ポンプ１４による燃料の加圧を邪魔するので、実燃圧の制御が不安定になる。さらに、気泡Ｂが大量に発生すると高圧燃料ポンプ１４の吸引不良や吐出不良が誘発され、ポンプ１４の運転に支障が生じる。そこで、この最小フィード圧制御では、予め下限ガード値を設定し、フィード圧をその下限ガード値までしか下げないようにして気泡Ｂの発生を抑制する。また、この制御では上述した電磁スピル弁２４のＰＩ制御で使用する積分項に基づいてフィード圧を制御し、これにより気泡Ｂの発生を抑制する。高圧燃料ポンプ１４内の燃料中に気泡Ｂが無い場合、燃料を適切に加圧できるので、実燃圧と筒内噴射目標圧とが一致するか又は燃圧差を小さくすることができる。この場合、積分項は一定又は低下傾向になる。一方、高圧燃料ポンプ１４内の燃料中に気泡Ｂが発生すると燃料を適切に加圧できないので、燃圧差が大きくなる。この場合、積分項は増加する。そこで、この制御では、積分項が一定又は減少傾向にある場合にはフィード圧を一定量ずつ低下させる。一方、積分項が予め設定した所定の判定値を超えた場合には、フィード圧の低下を制限する。この際、例えば下限ガード値を高くして低下を制限する。また、フィード圧の低下を中止してもよい。なお、上述した方法の他に積分項が増加傾向にある場合にフィード圧の低下を制限してもよい。この最小フィード圧制御を実行することによりＥＣＵ３０が本発明の低圧ポンプ制御手段として機能する。
【００２５】
高圧燃料ポンプ１４の吸引時に発生する気泡Ｂの大部分は燃料蒸気であるが一部は燃料に溶け込んでいた空気である。燃料蒸気の気泡Ｂは加圧によって消滅するが、空気の気泡Ｂは加圧しても消滅せず、断熱圧縮によって発熱する。そこで、ＥＣＵ３０は、図３に示すようにプランジャ２１の上昇時に電磁スピル弁２４を開弁させ、これにより気泡Ｂを低圧通路１６に排出する。
【００２６】
低圧通路１６に排出された空気の気泡Ｂは、気液分離部２６にて燃料と分離され、吸気通路３に排出される。周知のように細孔分離膜では、膜の一方の側の圧力と他方の側の圧力との差を利用して空気成分を分離している。そのため、サージタンク５の圧力（吸気圧）と気液分離部２６の内部の圧力との差（圧力差）とが小さい場合には空気の排出が抑制され、低圧通路１６内に残留する空気の気泡Ｂが増加する。この場合、次に高圧燃料ポンプ１４が吸引したときにこの空気の気泡Ｂも再度ポンプシリンダ２０内に吸い込まれてしまう。周知のように吸気圧はスロットルバルブ４の開度に応じて決まる。そこで、ＥＣＵ３０は、圧力差が小さい場合には上述した最小フィード圧制御を制限し、これにより気液分離部２６内の圧力を高くする。そして、これにより圧力差を大きくする。
【００２７】
図７は、このような制御を実現するためにＥＣＵ３０が実行する最小フィード圧制御実行判定ルーチンを示している。このルーチンは内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の圧力低下制限手段として機能する。
【００２８】
図７のルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１で内燃機関１の運転状態を取得する。運転状態としては、例えばサージタンク５内の圧力（吸気圧）、燃料のアルコール濃度等が取得される。この他、内燃機関１の回転数、吸入空気量、吸気温度等も取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ３０は吸気圧が予め設定した判定圧力以上か否か判定する。上述したように圧力差が小さいと空気の排出が抑制され、残留する空気の気泡Ｂが増加する。そこで、予め実験等により吸気圧と残留する空気の量との関係を調べる。また、残留する空気の量と高圧燃料ポンプ１４の不具合の発生確率との関係についても実験等により調べておく。そして、判定圧力には、例えば高圧燃料ポンプ１４に不具合が発生しない空気量の最大値に対応する吸気圧を設定すればよい。
【００２９】
吸気圧が判定圧力以上の場合にはステップＳ１３に進み、ＥＣＵ３０は最小フィード圧制御によるフィード圧の低下処理を制限する。具体的には低下処理の実行を禁止し、気液分離部２６における空気の分離が促進されるようにフィード圧を上昇させる。その後、今回のルーチンを終了する。一方、吸気圧が判定圧力未満の場合にはステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は最小フィード圧制御によるフィード圧の低下処理を許可する。その後、今回のルーチンを終了する。
【００３０】
以上に説明したように、本発明の燃料供給装置１０によれば、低圧通路１６に設けた気液分離部２６で燃料から空気の気泡Ｂを分離することができる。そのため、加圧時に高圧燃料ポンプ１４内に空気の気泡Ｂが残留することを抑制できる。これにより燃料の酸化を抑制し、酸化物の発生を抑制できる。そのため、酸化物によってプランジャ２１が移動不能になったり燃料噴射弁１１が詰まったりすることを抑制できる。
【００３１】
気液分離部２６は吸気通路３のうちスロットルバルブ４より下流の区間に配置されているので、吸気通路３の他の区間に配置した場合と比較して気液分離部２６の外側の圧力を低下させることができる。そのため、空気の分離を促進させることができる。また、このように吸気通路３に設けることにより、分子サイズの小さい炭化水素、例えばメタン等の蒸気が壁２６ａを通過してもそれを気筒に吸引させて燃やすことができる。そのため、壁２６ａを通過した炭化水素が内燃機関１の外部に放出されることを防止できる。
【００３２】
本発明の燃料供給装置１０では、吸気圧が判定圧力以上の場合には最小フィード圧制御を制限する。そのため、吸気圧が高い場合であっても空気の分離を促進させることができる。これにより酸化物の発生を抑制できるので、プランジャ２１が移動不能になることや燃料噴射弁１１の詰まりをさらに抑制できる。
【００３３】
また、最小フィード圧制御においても積分項が判定値以上の場合にはフィード圧の低下を制限するので、高圧燃料ポンプ１４の運転に支障が生じないように低圧フィードポンプ１３のフィード圧を下げることができる。そのため、このフィードポンプ１３で消費されるエネルギを低減できる。
【００３４】
なお、図７のステップＳ１３では低下処理を中止する代わりに下限ガード値を高くしてもよい。この際、下限ガード値は、例えば吸気温度が冷却水温以下のときの下限ガード値よりも高くすればよい。そして、これによりフィード圧を上昇させてもよい。
【００３５】
図８は、最小フィード圧制御実行判定ルーチンの変形例を示している。この変形例では、ステップＳ１１とステップＳ１２の間にステップＳ２１が設けられている点が異なり、それ以外は図７のルーチンと同じである。そのため、図７と同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図８のルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１で内燃機関１の運転状態を取得する。次のステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、燃料のアルコール濃度に基づいて判定圧力を設定する。周知のようにアルコール、例えばエタノールは酸素を含んでいる。そして、高圧燃料ポンプ１４の加圧時に空気の気泡Ｂが発熱した場合には、このような含酸素成分が主に酸化物を生成する。そのため、燃料のアルコール濃度、すなわち燃料中の含酸素成分の比率が大きいほど、酸化物が発生し易くなる。そこで、図９に示すようにアルコール濃度が高いほど判定圧力を高くする。これにより気液分離部２６内の圧力を高くすることができるので、空気の分離を促進できる。なお、図９に示した関係は、予め実験等によりアルコール濃度と高圧燃料ポンプ１４の不具合の発生確率との関係を調べ、その結果に基づいて設定すればよい。判定圧力を設定した後はステップＳ１２に進み、以降は図７と同様に処理が進められる。
【００３７】
この変形例では、燃料のアルコール濃度に応じて判定圧力を変更するので、高圧燃料ポンプ１４での酸化物の発生を抑制できる。そのため、プランジャ２１が移動不能になることや燃料噴射弁１１の詰まりを抑制できる。なお、図８のステップＳ２１を実行することによりＥＣＵ３０が本発明の判定圧力変更手段として機能する。
【００３８】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関は、火花点火式内燃機関に限定されない。本発明はディーゼル内燃機関に適用してもよい。また、本発明が適用される内燃機関は、気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁に加えて吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁を備えていてもよい。
【００３９】
低圧通路の気液分離部が設けられる位置はサージタンクに限定されない。気液分離部の外側が負圧になるように吸気通路のいずれの位置に配置してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  内燃機関
３  吸気通路
４  スロットルバルブ
６  吸気圧センサ（圧力取得手段）
１０  燃料供給装置
１１  燃料噴射弁
１２  燃料タンク
１３  低圧フィードポンプ（低圧燃料ポンプ）
１４  高圧燃料ポンプ
１６  低圧通路
１９  燃圧センサ（燃圧検出手段）
２６  気液分離部
２６ａ  気液分離部の壁
３０  エンジンコントロールユニット（高圧ポンプ制御手段、低圧ポンプ制御手段、圧力低下制限手段、判定圧力変更手段）
【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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【図９】
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