(57)【要約】【課題】燃料の高温化を好適に抑制できる車両の燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射装置１０は、燃料タンク１１内の燃料を吐出する低圧ポンプ１２と、エンジン１の吸気ポート４の内部へ燃料を噴射するポート用インジェクタ１５へ低圧ポンプ１２から吐出された燃料を供給する低圧デリバリパイプ１４と、低圧ポンプか１２ら吐出された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ１６と、エンジン１の気筒５の内部へ燃料を噴射する筒内用インジェクタ１９へ高圧ポンプ１６から吐出された燃料を供給する高圧デリバリパイプ１８と、燃料タンク１１から吸気ポート４までの低圧燃料系のうちの低圧デリバリパイプ１４と高圧デリバリパイプ１８との間に接続され、高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料を低圧燃料系に排出可能であり、かつ、高圧ポンプ１６の吐出量を増加可能に構成される排出パイプ２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する燃料タンク（１１）と、
前記燃料タンク内の燃料を吐出する低圧ポンプ（１２）と、
車両に搭載されたエンジン（１）の吸気ポート（４）の内部へ燃料を噴射するポート噴射部（１５）を有し、前記低圧ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射部へ供給する低圧デリバリパイプ（１４）と、
前記低圧ポンプから吐出された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ（１６）と、
前記エンジンの気筒（５）の内部へ燃料を噴射する筒内噴射部（１９）を有し、前記高圧ポンプから吐出された燃料を前記筒内噴射部へ供給する高圧デリバリパイプ（１８）と、
前記燃料タンクから前記低圧デリバリパイプを経て前記吸気ポートまでの低圧燃料系と、前記高圧デリバリパイプとの間に接続され、前記高圧デリバリパイプの内部の燃料を前記低圧燃料系に排出可能であり、かつ、前記高圧ポンプの吐出量を増加可能に構成される排出パイプ（２０，１２０）と、
を備える車両の燃料噴射装置（１０，１０Ａ，１１０）。
【請求項２】
前記低圧ポンプから吐出された燃料を、前記低圧デリバリパイプ及び前記高圧ポンプに分岐して供給する分岐部（１３ａ）を有する供給パイプ（１３）を備え、
前記排出パイプは、前記低圧燃料系のうち前記分岐部より下流側に接続される、
請求項１に記載の車両の燃料噴射装置（１０，１０Ａ，１１０）。
【請求項３】
前記排出パイプに設けられ、前記排出パイプを流れる燃料の流量を調整する流量調整部（２１）と、
前記流量調整部の動作を制御する制御部（２４，１２４）と、を備え、
前記制御部は、前記高圧ポンプ内の燃料温度に関する情報を取得し、前記燃料温度が所定値より高いときに前記流量を増やす、
請求項１または２に記載の車両の燃料噴射装置（１０，１１０）。
【請求項４】
前記排出パイプ（２０）は、前記高圧デリバリパイプから前記低圧デリバリパイプに燃料を排出可能に接続され、
前記制御部（２４）は、前記燃料温度が所定値より高いとき、かつ、前記低圧デリバリパイプの前記ポート噴射部が停止しているとき、前記排出パイプに燃料が流れるように前記流量調整部を制御する、
請求項３に記載の車両の燃料噴射装置（１０）。
【請求項５】
前記排出パイプ（１２０）は、前記高圧デリバリパイプから前記吸気ポートに燃料を排出可能に接続され、
前記制御部（１２４）は、前記燃料温度が所定値より高いとき、前記排出パイプが接続される前記吸気ポートの前記ポート噴射部を停止すると共に、前記流量調整部により前記排出パイプから前記吸気ポートに供給される燃料量を制御する、または、前記燃料温度が所定値より高いとき、前記ポート噴射部による燃料噴射量を低減し、前記排出パイプに燃料が流れるように前記流量調整部を制御すると共に、前記流量調整部、若しくは前記ポート噴射部により前記吸気ポートに供給される燃料量を制御する、
請求項３に記載の車両の燃料噴射装置（１１０）。
【請求項６】
前記制御部は、前記高圧デリバリパイプの内部の燃料圧力に関する情報を取得し、前記燃料圧力が目標燃圧より所定量高いときに前記排出パイプが連通するように前記流量調整部を制御する、
請求項３〜５のいずれか１項に記載の車両の燃料噴射装置（１０，１１０）。
【請求項７】
前記排出パイプは、前記高圧デリバリパイプから前記低圧デリバリパイプに燃料を排出可能に接続され、
前記排出パイプの内径を縮径するよう設けられるリーク機構（３０）を備える、
請求項１または２に記載の車両の燃料噴射装置（１０Ａ）。
【請求項８】
燃料を貯留する燃料タンク（１１）と、
前記燃料タンク内の燃料を吐出する低圧ポンプ（１２）と、
車両に搭載されたエンジン（１）の吸気ポート（４）の内部へ燃料を噴射するポート噴射部（１５）を有し、前記低圧ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射部へ供給する低圧デリバリパイプ（１４）と、
前記低圧ポンプから吐出された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ（１６）と、
前記エンジンの気筒（５）の内部へ燃料を噴射する筒内噴射部（１９）を有し、前記高圧ポンプから吐出された燃料を前記筒内噴射部へ供給する高圧デリバリパイプ（１８）と、
前記燃料タンクから前記低圧デリバリパイプを経て前記吸気ポートまでの低圧燃料系と、前記高圧デリバリパイプとの間に接続され、前記高圧デリバリパイプの内部の燃料を前記低圧燃料系に排出可能であり、かつ、前記高圧ポンプの吐出量を増加可能に構成される排出パイプ（２０，１２０）と、
前記排出パイプに設けられ、前記排出パイプを流れる燃料の流量を調整する流量調整部（２１）と、
を備える車両の燃料噴射装置（１０，１１０）の動作を制御する制御装置（２４，１２４）であって、
前記高圧ポンプ内の燃料温度に関する情報を取得し、前記燃料温度が所定値より高いときに前記流量調整部の動作を制御して前記流量を増やすことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射装置（１０）の前記排出パイプ（２０）は、前記高圧デリバリパイプから前記低圧デリバリパイプに燃料を排出可能に接続され、
当該制御装置（２４）は、前記燃料温度が所定値より高いとき、かつ、前記低圧デリバリパイプの前記ポート噴射部が停止しているとき、前記排出パイプに燃料が流れるように前記流量調整部を制御する、
請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射装置（１１０）の前記排出パイプ（１２０）は、前記高圧デリバリパイプから前記吸気ポートに燃料を排出可能に接続され、
当該制御装置（１２４）は、前記燃料温度が所定値より高いとき、前記排出パイプが接続される前記吸気ポートの前記ポート噴射部を停止すると共に、前記流量調整部により前記排出パイプから前記吸気ポートに供給される燃料量を制御する、または、前記燃料温度が所定値より高いとき、前記ポート噴射部による燃料噴射量を低減し、前記排出パイプに燃料が流れるように前記流量調整部を制御すると共に、前記流量調整部、若しくは前記ポート噴射部により前記吸気ポートに供給される燃料量を制御する、
請求項８に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記高圧デリバリパイプの内部の燃料圧力に関する情報を取得し、前記燃料圧力が目標燃圧より所定量高いときに前記排出パイプが連通するように前記流量調整部を制御する、
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の制御装置（２４，１２４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の燃料噴射装置、及び、この燃料噴射装置の動作を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの気筒内に燃料を噴射する筒内用インジェクタと、吸気ポートに燃料を噴射するポート用インジェクタとの双方を備える燃料噴射装置が知られている。この燃料噴射装置は、運転状態に応じて筒内用インジェクタ（「筒内噴射用インジェクタ」とも表記する）とポート用インジェクタ（「吸気通路噴射用インジェクタ」とも表記する）とを制御して、筒内燃料噴射とポート内燃料噴射を組み合わせて燃料を噴射させることができる。
【０００３】
このような燃料噴射装置では、内燃機関運転状態によっては、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射比率が大きくなって、その分、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射比率が低下することがある。このために高圧燃料系に流れる燃料量が減少したり、あるいは完全に流量ゼロとなったりする。
【０００４】
高圧燃料系では高圧燃料ポンプにより低圧燃料を高圧化することになるが、この高圧燃料ポンプはシリンダヘッドに取り付けられているため、内燃機関からの受熱量も大きい傾向にある。
【０００５】
このため吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射比率が増加した場合、高圧燃料系での燃料流量が低下するため、高圧燃料系が、流動燃料の熱容量によって奪い去られる熱量が極めて小さくなり、あるいは全くなくなる。このことにより高圧燃料系が高温化する場合がある。
【０００６】
この高温化により内部の燃料温度が極めて高くなり、燃料の飽和蒸気圧が高圧燃料系内の圧力より高くなると高圧燃料系内でのベーパーの発生を促して、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量に影響し、内燃機関運転安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。このような現象を防止するためには、燃料供給経路上の燃料の気化を抑制する、すなわち、燃料の高温化を抑制することが有効である。例えば特許文献１には、筒内用インジェクタに供給する燃料を加圧する高圧ポンプにおいて、筒内用インジェクタ停止時に高圧ポンプに供給される燃料をポート用インジェクタに供給することができる迂回路を備える構成が開示されている。この構成により、筒内燃料噴射を実施しないときにも高圧ポンプ内に燃料が滞留することを回避できるので、燃料がエンジンから熱を受けにくくすることができ、燃料の高温化を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２７９４７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射装置は、燃料の高温化を抑制するために高圧ポンプ内に迂回路を設ける必要があるため、特殊構造のポンプが必要であり汎用性に欠ける。より簡易な構成で燃料の高温化を抑制できる燃料噴射装置が望まれている。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料の高温化を好適に抑制できる車両の燃料噴射装置、及び、この燃料噴射装置の動作を制御する制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料噴射装置（１０、１０Ａ，１１０）は、燃料を貯留する燃料タンク（１１）と、前記燃料タンク内の燃料を吐出する低圧ポンプ（１２）と、車両に搭載されたエンジン（１）の吸気ポート（４）の内部へ燃料を噴射するポート噴射部（１５）を有し、前記低圧ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射部へ供給する低圧デリバリパイプ（１４）と、前記低圧ポンプから吐出された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ（１６）と、前記エンジンの気筒（５）の内部へ燃料を噴射する筒内噴射部（１９）を有し、前記高圧ポンプから吐出された燃料を前記筒内噴射部へ供給する高圧デリバリパイプ（１８）と、前記燃料タンクから前記低圧デリバリパイプを経て前記吸気ポートまでの低圧燃料系と、前記高圧デリバリパイプとの間に接続され、前記高圧デリバリパイプの内部の燃料を前記低圧燃料系に排出可能であり、かつ、前記高圧ポンプの吐出量を増加可能に構成される排出パイプ（２０，１２０）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
同様に、上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置（２４，１２４）は、燃料を貯留する燃料タンク（１１）と、前記燃料タンク内の燃料を吐出する低圧ポンプ（１２）と、車両に搭載されたエンジン（１）の吸気ポート（４）の内部へ燃料を噴射するポート噴射部（１５）を有し、前記低圧ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射部へ供給する低圧デリバリパイプ（１４）と、前記低圧ポンプから吐出された燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ（１６）と、前記エンジンの気筒（５）の内部へ燃料を噴射する筒内噴射部（１９）を有し、前記高圧ポンプから吐出された燃料を前記筒内噴射部へ供給する高圧デリバリパイプ（１８）と、前記燃料タンクから前記低圧デリバリパイプを経て前記吸気ポートまでの低圧燃料系と、前記高圧デリバリパイプとの間に接続され、前記高圧デリバリパイプの内部の燃料を前記低圧燃料系に排出可能であり、かつ、前記高圧ポンプの吐出量を増加可能に構成される排出パイプ（２０，１２０）と、前記排出パイプに設けられ、前記排出パイプを流れる燃料の流量を調整する流量調整部（２１）と、を備える車両の燃料噴射装置（１０，１１０）の動作を制御する制御装置（２４，１２４）であって、前記高圧ポンプ内の燃料温度に関する情報を取得し、前記燃料温度が所定値より高いときに前記流量調整部の動作を制御して前記流量を増やすことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、高圧デリバリパイプから低圧燃料系に燃料を排出することが可能となり、高圧デリバリパイプの内部の燃料の排出が促進される。高圧デリバリパイプから燃料の排出量が増えることにより、高圧ポンプから高圧デリバリパイプへ燃料を吐出しやすくなり、高圧ポンプの吐出量を増加させることが可能となる。高圧ポンプの吐出量を増加することで、エンジン側からの熱を受けやすかった、高圧ポンプの内部に滞留する燃料を減らすことができる。この結果、燃料の高温化が好適に抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料の高温化を好適に抑制できる車両の燃料噴射装置及び制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る車両の燃料噴射装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料噴射装置により実施される燃料リリース制御の各処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す燃料噴射装置により実施される燃圧低減制御の各処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、燃圧低減制御の効果を説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態の変形例の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る車両の燃料噴射装置の概略構成を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す燃料噴射装置により実施される燃料リリース制御の各処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図６に示す燃料噴射装置により実施される燃圧低減制御の各処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１〜４を参照して第１実施形態について説明する。まず図１を参照して本発明の第１実施形態に係る車両の燃料噴射装置の構成について説明する。以下の説明では本実施形態に係る「車両の燃料噴射装置」を単に「燃料噴射装置１０」と表記する。
【００１７】
図１に示すように、燃料噴射装置１０は、車両に搭載されるエンジン１に燃料を供給するための装置である。図１にはエンジン１として直列４気筒ガソリンエンジンが例示されているが、本実施形態の燃料噴射装置１０はこれ以外のエンジンにも適用することができる。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１は、４つの気筒５を備え、各気筒５はそれぞれに対応する吸気ポート４を介して共通のサージタンク３に接続されている。つまり、エンジン１は、４つの吸気ポート４を備え、各吸気ポート４は、４つの気筒５のうちの１つとサージタンク３との間を連通するよう接続されている。サージタンク３には吸気ダクト２が接続され、吸気ダクト２の内部にはスロットルバルブ６が配置されている。
【００１９】
各気筒５に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内用インジェクタ１９（筒内噴射部）と、吸気ポート４の内部に向けて燃料を噴射するためのポート用インジェクタ１５（ポート噴射部）とがそれぞれ設けられている。筒内用インジェクタ１９及びポート用インジェクタ１５による燃料噴射制御やエンジン１の点火制御、スロットルバルブ６によるスロットル開度制御は、車両の各種情報に基づいてエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により行われる。
【００２０】
ポート用インジェクタ１５のそれぞれは、低圧デリバリパイプ１４に接続される。低圧デリバリパイプ１４は、各インジェクタ１５に共有の燃料分配管であり、燃料タンク１１内に設けられる低圧ポンプ１２から吐出された燃料をポート用インジェクタ１５のそれぞれに供給する。低圧デリバリパイプ１４の入口は、供給パイプ１３の低圧側パイプ１３ｂと接続される。
【００２１】
供給パイプ１３は、低圧ポンプ１２から吐出された燃料を、低圧デリバリパイプ１４及び後述する高圧ポンプ１６に供給する。供給パイプ１３は、単一の入口からの管路を、２つの出口に向かう低圧側パイプ１３ｂ及び高圧側パイプ１３ｃに分岐する分岐部１３ａを有する。供給パイプ１３の入口は低圧ポンプ１２の出口に接続される。低圧側パイプ１３ｂの出口は低圧デリバリパイプ１４の入口に接続される。高圧側パイプ１３ｃの出口は高圧ポンプ１６の入口に接続される。供給パイプ１３は、分岐部１３ａによって、低圧ポンプ１２から吐出された燃料を、低圧デリバリパイプ１４及び高圧ポンプ１６に分岐して供給することができる。
【００２２】
燃料タンク１１には低圧ポンプ１２が設けられている。低圧ポンプ１２は、燃料タンク１１内に貯留されている燃料を吸入し、比較的低い圧力（例えば０．３ＭＰａ程度）で加圧してから、供給パイプ１３へ吐出する。
【００２３】
筒内用インジェクタ１９のそれぞれは、高圧デリバリパイプ１８に接続されている。高圧デリバリパイプ１８は、各インジェクタ１９に共有の燃料分配管であり、燃料タンク１１から供給された燃料を筒内用インジェクタ１９のそれぞれに供給する。高圧デリバリパイプ１８の入口は高圧送出パイプ１７の出口に接続されている。高圧送出パイプ１７は高圧ポンプ１６の出口に接続されている。
【００２４】
高圧ポンプ１６は、供給パイプ１３の高圧側パイプ１３ｃと、高圧送出パイプ１７との間に設けられ、高圧側パイプ１３ｃから導入された燃料を比較的高圧（例えば３．０ＭＰａ程度）で加圧してから、高圧送出パイプ１７を介して高圧デリバリパイプ１８へ吐出する。言い換えると、高圧ポンプ１６は、低圧ポンプ１２から吐出された燃料を加圧して吐出し、また、高圧デリバリパイプ１８は、高圧ポンプ１６から吐出された燃料を筒内用インジェクタ１９のそれぞれへ供給する。
【００２５】
低圧ポンプ１２の駆動制御はエンジンＥＣＵにより行われる。高圧ポンプ１６はエンジン１のクランク軸と直結されており、エンジン１の運転に応じて駆動する。なお、高圧ポンプ１６は、例えば吐出口にチェック弁等を設けることによって、高圧デリバリパイプ１８内の筒内用インジェクタ１９による燃料供給が行われていない状況では、高圧デリバリパイプ１８へ燃料を吐出しないよう構成されている。
【００２６】
本実施形態では、燃料タンク１１から低圧ポンプ１２、低圧デリバリパイプ１４及びポート用インジェクタ１５を経て吸気ポート４に低圧燃料を供給する構成を「低圧燃料系」と表記する。また、高圧ポンプ１６、高圧デリバリパイプ１８、及び筒内用インジェクタ１９を経て各気筒５に高圧燃料を供給する構成を「高圧燃料系」と表記する。
【００２７】
本実施形態に係る燃料噴射装置１０は、上記の燃料タンク１１、低圧ポンプ１２、供給パイプ１３、低圧デリバリパイプ１４、ポート用インジェクタ１５、高圧ポンプ１６、高圧デリバリパイプ１８、及び、筒内用インジェクタ１９を備える。さらに燃料噴射装置１０は、排出パイプ２０と、電磁弁２１（流量調整部）と、温度センサ２２と、圧力センサ２３と、制御部２４と、を備える。
【００２８】
排出パイプ２０は、高圧デリバリパイプ１８から低圧デリバリパイプ１４に燃料を排出可能に接続される。排出パイプ２０の入口は高圧デリバリパイプ１８に接続され、出口は低圧デリバリパイプ１４に接続される。
【００２９】
電磁弁２１は、排出パイプ２０の内部に設けられる。電磁弁２１は、その開度によって排出パイプ２０を流れる燃料の流量を調整することができる。電磁弁２１の開度は、制御部２４からの制御指令に応じて制御される。
【００３０】
温度センサ２２は、高圧ポンプ１６の入口に設けられ、高圧ポンプ１６の内部に滞留する、または内部を流れる燃料温度を計測する。圧力センサ２３は、高圧デリバリパイプ１８に設けられ、高圧デリバリパイプの内部の燃料圧力を計測する。温度センサ２２及び圧力センサ２３により計測された情報は制御部２４に出力される。
【００３１】
制御部２４は、電磁弁２１の動作を制御する。より詳細には、制御部２４は、温度センサ２２により計測された高圧ポンプ１６内の燃料温度に基づいて、この燃料温度が所定値より高いときに電磁弁２１を開弁することによって、高圧デリバリパイプ１８から排出パイプ２０を介して排出される燃料の流量を増やす制御を行う。以降では、この制御を「燃料リリース制御」と表記し、燃料噴射装置１０においてこの燃料リリース制御に係る要素である排出パイプ２０及び電磁弁２１を「リリーフ機構」と表記する。
【００３２】
制御部２４は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェース等を備えたコンピュータシステムとして構成される。制御部２４は、例えば燃料噴射装置１０が搭載される車両のエンジンＥＣＵの一部として実装される。制御部２４は、上記のように燃料噴射装置１０の一要素であると共に、電磁弁２１の制御によって燃料噴射装置１０の動作を制御する「制御装置」であるとも表現することができる。
【００３３】
図２を参照して、第１実施形態における燃料リリース制御の詳細について説明する。図２に示すフローチャートは、制御部２４により例えば所定周期ごとに繰り返し実施される。
【００３４】
ステップＳ１０１では、温度センサ２２により測定される情報に基づいて高圧ポンプ１６内の燃料温度（実燃温）が検知される。この実燃温とは、典型的には、高圧デリバリパイプ１８に設けられた筒内用インジェクタ１９による燃料噴射が実行されていない状況、かつ、電磁弁２１が閉弁され排出パイプ２０から燃料が排出されていない状況において、高圧デリバリパイプ１８に吐出されず高圧ポンプ１６の入口近傍に滞留している燃料の温度である。なお、実燃温は、図１に示すように温度センサ２２により直接計測される構成の他にも、車両の各種情報（例えばエンジン水温、外気温など）に基づいて制御部２４により推定される構成であってもよい。ステップＳ１０１の処理が完了するとステップＳ１０２に進む。
【００３５】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１にて検知された実燃温が所定の上限燃温以上か否かが判定される（実燃温≧上限燃温）。ステップＳ１０２の判定の結果、実燃温が所定の上限燃温以上であるとき（ステップＳ１０２のＹｅｓ）にはステップＳ１０３に進み、そうでない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）にはステップＳ１０５に進む。
【００３６】
ステップＳ１０３では、低圧デリバリパイプ１４にてポート用インジェクタ１５による燃料噴射が実行中か否かが判定される。ステップＳ１０３の判定の結果、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行中である場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）にはステップＳ１０５に進み、燃料噴射が実行されていない場合（ステップＳ１０３のＮｏ）にはステップＳ１０４に進む。
【００３７】
ステップＳ１０４に進むのは、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の判定の結果、実燃温が所定の上限燃温以上であり、かつ、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行されていない状態のときである。このとき、高圧ポンプ１６の内部の燃料温度が高温状態であり気化する虞があるため、これを防止すべく燃料リリース制御を実施する必要がある。また、「低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行されていない状態であること」は、本実施形態における燃料リリース制御の実施可能条件である。したがって、ステップＳ１０４では、実施可能条件を満たすので、電磁弁２１が開かれ燃料リリース制御が実施される。これにより高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料が排出パイプ２０を介して低圧デリバリパイプ１４に排出される。ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１０６に進む。
【００３８】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２の判定の結果、実燃温が所定の上限燃温未満であり、燃料リリース制御の実施が不要であるか、または、ステップＳ１０３の判定の結果、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行中であり、燃料リリース制御の実施可能要件を満たさない状態であるので、電磁弁２１が閉じられ燃料リリース制御は停止される。ステップＳ１０５の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４の燃料リリース制御の実施によって、高圧ポンプ１６内の燃料の温度（燃温）が低下しているか否かが判定される。制御部２４は、例えばステップＳ１０１と同様の手法により燃温の情報を取得できる。ステップＳ１０６の判定の結果、燃温が低下している場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）には、ステップＳ１０７にてリリーフ機構（排出パイプ２０、電磁弁２１）が正常と診断されて、本制御フローの処理を終了する。一方、燃料リリース制御を実施したにも関わらず燃温が低下していない場合（ステップＳ１０６のＮｏ）には、ステップＳ１０８にてリリーフ機構に何らかの異常が発生しており燃料の排出が適切に行われていないと診断されて、本制御フローの処理を終了する。ステップＳ１０６〜Ｓ１０８の処理によって、燃料リリース制御と同時に、リリーフ機構の異常診断も行うことができ、異常発生時には迅速に車両の運転者や整備担当者に報知することができる。
【００４０】
本実施形態の燃料噴射装置１０は、筒内用インジェクタ１９を用いて気筒５内に燃料を直接噴射する直噴制御と、ポート用インジェクタ１５を用いて吸気ポート４内に燃料を噴射するポート噴射制御との２種類の燃料噴射手法を併用する構成をとる。直噴制御を中止してポート噴射制御のみが実施される場合には、高圧ポンプ１６はエンジン１の駆動に伴って駆動するものの、高圧デリバリパイプ１８内の燃料が排出されないため、供給パイプ１３から高圧ポンプ１６に導入される燃料は吐出されず入口近傍に滞留する。同様に、ポート噴射制御と直噴制御が併用され、かつ、直噴制御の実施頻度が低い場合にも、高圧ポンプ１６に燃料が滞留しやすくなる。このように高圧ポンプ１６に燃料が滞留すると、この滞留する燃料がエンジン１側からの熱を受けて昇温しやすいため、燃料が部分的に気化する虞がある。高圧ポンプ１６内の燃料に気化が生じると、高圧ポンプ１６から充分な燃料を高圧デリバリパイプ１８側に吐出できなくなり、この結果、高圧燃料系において筒内用インジェクタ１９による燃料噴射量が不十分となり、エンジン１の運転安定性に悪影響を及ぼす虞がある。
【００４１】
このような問題に対して、本実施形態の燃料噴射装置１０は、高圧デリバリパイプ１８と低圧デリバリパイプ１４との間に接続される排出パイプ２０を備える。この排出パイプ２０によって、高圧デリバリパイプ１８から低圧デリバリパイプ１４に燃料を排出することが可能となり、高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料の排出が促進される。高圧デリバリパイプ１８から燃料の排出量が増えることにより、高圧ポンプ１６から高圧デリバリパイプ１８へ燃料を吐出しやすくなり、高圧ポンプ１６の吐出量を増加させることが可能となる。高圧ポンプ１６の吐出量を増加することで、エンジン１側からの熱を受けやすかった、高圧ポンプ１６の内部に滞留する燃料を減らすことができる。また、燃料の排出先を分岐部１３ａより下流側の低圧デリバリパイプ１４とすることで、排出された高温の燃料が再度高圧ポンプ１６に導入されることを回避できる。これらの結果、本実施形態の燃料噴射装置１０は、燃料の高温化を好適に抑制できる。そして、燃料の高温化を抑制できることにより、燃料のベーパー化を抑制でき、高圧燃料系において燃料噴射量が不十分となるという問題の発生を好適に防止できる。また、高圧ポンプ１６に既存の汎用品を流用しても高圧ポンプ１６の吐出量を増加可能であるので、簡易な構成で燃料の高温化を抑制できる。
【００４２】
また、本実施形態の燃料噴射装置１０は、排出パイプ２０に設けられ、排出パイプ２０を流れる燃料の流量を調整する電磁弁２１と、電磁弁２１の動作を制御する制御部２４とを備える。制御部２４は、図２のステップＳ１０２，Ｓ１０４に示すように、高圧ポンプ１６内の燃料温度が所定の上限燃温より高いときに、電磁弁２１を開くことによって、排出パイプ２０に流れる燃料の流量を増やす燃料リリース制御を実施する。これにより、高圧ポンプ１６内の燃料温度が高温となり、高圧燃料系内でベーパーが発生する可能性が高い状況において、高圧ポンプ１６の吐出量を増加させ、高圧ポンプ１６の内部に滞留する燃料を減らすことができるので、適切なタイミングで燃料の高温化を抑制できる。また、電磁弁２１の開度を調整することにより燃料の排出量を連続的に制御できるので、例えば燃料温度の上限燃温からの乖離度合いに応じて排出量を増減させて燃料温度の低下速度を増減させる、または、燃温が下がるスピードが遅い場合に排出量を増やして燃温を速やかに下げるなど、燃料リリース制御を高精度に行うことができる。これにより、燃温を所定温度に保つことも可能となり、燃料噴射量を安定化できる。一方、図２のステップＳ１０２，Ｓ１０５に示すように、高圧ポンプ１６内の燃料温度が所定の上限燃温以下のときには、燃料リリース制御を実施せず電磁弁２１が閉じられ高圧デリバリパイプ１８からの燃料の排出が無くなるので、高圧燃料系内でベーパーが発生して燃料噴射量が不十分となる可能性が低い状況では、高圧ポンプ１６の吐出量を低減して無駄な燃料の流れを抑制できる。
【００４３】
また、本実施形態の燃料噴射装置１０では、制御部２４は、図２のステップＳ１０３〜Ｓ１０５に示すように、燃料温度が所定の上限燃温より高いとき、かつ、低圧デリバリパイプ１４のポート用インジェクタ１５が停止しているとき、燃料リリース制御を実施して排出パイプ２０に燃料が流れるように電磁弁２１を制御する。高圧デリバリパイプ１８から排出パイプ２０を介して低圧デリバリパイプ１４に燃料が排出されるとき、高圧の燃料が導入されるため、低圧デリバリパイプ１４の内部の燃料の圧力に脈動が発生する。このとき低圧デリバリパイプ１４において、ポート用インジェクタ１５を用いたポート噴射制御が実施されていると、燃圧脈動の影響により燃料噴射量が変動し、噴射制御の精度が悪化する虞がある。本実施形態では「低圧デリバリパイプ１４にてポート用インジェクタ１５を用いた燃料噴射が実行されていないこと」を燃料リリース制御の実施可能条件とすることによって、ポート用インジェクタ１５が作動中に低圧デリバリパイプ１４に燃料が排出されることを防止することができ、これにより、ポート噴射への燃圧脈動による影響を低減しつつ、燃料リリース制御により燃料の高温化を好適に抑制できる。
【００４４】
また、制御部２４は、上記の燃料リリース制御に係る燃料噴射装置１０の要素（排出パイプ２０及び電磁弁２１）を利用して、別の制御を行うこともできる。具体的には、制御部２４は、圧力センサ２３により計測された高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料圧力に基づいて、この燃料圧力が目標燃圧より所定量高いときに、電磁弁２１を開弁して排出パイプ２０を連通させることで、高圧デリバリパイプ１８の燃圧を低減させる制御を行う。以降では、この制御を「燃圧低減制御」と表記する。
【００４５】
図３を参照して、第１実施形態における燃圧低減制御の詳細について説明する。図３に示すフローチャートは、制御部２４により例えば所定周期ごとに繰り返し実施される。
【００４６】
ステップＳ２０１では、圧力センサ２３により測定される情報に基づいて高圧デリバリパイプ１８内の燃料圧力（実燃圧）が検知される。なお、実燃圧は、図１に示すように圧力センサ２３により直接計測される構成の他にも、車両の各種情報に基づいて制御部２４により推定される構成であってもよい。ステップＳ２０１の処理が完了するとステップＳ１０２に進む。
【００４７】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて検知された実燃圧が所定の目標燃圧より所定値以上高いか否かが判定される。ステップＳ２０２の判定の結果、実燃圧が目標燃圧より所定値以上高いとき（ステップＳ２０２のＹｅｓ）にはステップＳ２０３に進み、そうでない場合（ステップＳ２０２のＮｏ）にはステップＳ２０５に進む。
【００４８】
ステップＳ２０３では、低圧デリバリパイプ１４にてポート用インジェクタ１５による燃料噴射が実行中か否かが判定される。ステップＳ２０３の判定の結果、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行中である場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）にはステップＳ２０５に進み、燃料噴射が実行されていない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）にはステップＳ２０４に進む。
【００４９】
ステップＳ２０４に進むのは、ステップＳ２０２，Ｓ２０３の判定の結果、実燃圧が目標燃圧より所定値以上高く、かつ、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行されていない状態のときである。このとき、高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料圧力と目標燃圧との較差が大きい状態であるため、これを解消すべく燃圧低減制御を実施する必要がある。また、「低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行されていない状態であること」は、本実施形態における燃圧低減制御の実施可能条件である。したがって、ステップＳ２０４では、実施可能条件を満たすので、電磁弁２１が開かれ燃圧低減制御が実施される。これにより高圧デリバリパイプ１８の内部の燃圧が排出パイプ２０から低圧デリバリパイプ１４へ抜かれる。ステップＳ２０４の処理が完了するとステップＳ２０６に進む。
【００５０】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０２の判定の結果、実燃圧と目標燃圧との較差が所定値未満であり、燃圧低減制御の実施が不要であるか、または、ステップＳ２０３の判定の結果、低圧デリバリパイプ１４にて燃料噴射が実行中であり、燃圧低減制御の実施可能要件を満たさない状態であるので、電磁弁２１が閉じられ燃圧低減制御は停止される。ステップＳ２０５の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００５１】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４の燃料リリース制御の実施によって、高圧デリバリパイプ１８内の燃料圧力（燃圧）が低下しているか否かが判定される。制御部２４は、例えばステップＳ２０１と同様の手法により燃圧の情報を取得できる。ステップＳ２０６の判定の結果、燃圧が低下している場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）には、ステップＳ２０７にてリリーフ機構（排出パイプ２０、電磁弁２１）が正常と診断されて、本制御フローの処理を終了する。一方、燃圧低減制御を実施したにも関わらず燃圧が低下していない場合（ステップＳ２０６のＮｏ）には、ステップＳ２０８にてリリーフ機構に何らかの異常が発生しており燃圧の低減が適切に行われていないと診断されて、本制御フローの処理を終了する。ステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理によって、燃圧低減制御と同時に、リリーフ機構の異常診断も行うことができ、異常発生時には迅速に車両の運転者や整備担当者に報知することができる。
【００５２】
図４を参照して燃圧低減制御の効果を説明する。図４の縦軸は高圧デリバリパイプ１８の燃圧を表し、横軸は時間を表す。また、図４に示すグラフＡは目標燃圧の時間推移を示す。グラフＢは、本実施形態のリリーフ機構（排出パイプ２０、電磁弁２１）を用いて燃圧低減制御を実施した場合の燃圧の時間推移を示す。グラフＣは、比較例としてのリリーフ機構を持たず、燃圧低減制御を行わない構成による燃圧の時間推移を示す。
【００５３】
図４のグラフＡに示すように、目標燃圧がステップ状に低減する場合を考える。このような状況は、例えばフューエルカット時や、過渡運転における状態変化が生じたとき、などが挙げられる。このような目標燃圧の変動に応じて、グラフＣに示すように比較例の構成では、燃圧が充分に下がらない、または、燃圧が下がるのが遅い場合がある。このとき、本実施形態の燃圧低減制御では、高圧デリバリパイプ１８から排出パイプ２０を通じて燃圧を抜くことができるので、グラフＢに示すように燃圧を目標燃圧まで速やかに下げることが可能となり、燃圧追従性を向上できる。
【００５４】
また、図３のステップＳ２０３〜Ｓ２０５に示すように、「低圧デリバリパイプ１４にてポート用インジェクタ１５を用いた燃料噴射が実行されていないこと」を燃圧低減制御の実施可能条件とすることによって、ポート用インジェクタ１５が作動中に低圧デリバリパイプ１４に高圧の燃料が排出されることを防止することができ、これにより、ポート噴射への燃圧脈動による影響を低減しつつ、燃圧低減制御により燃圧追従性を向上できる。
【００５５】
［第１実施形態の変形例］
図５を参照して第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態では、排出パイプ２０の内部の流路上に電磁弁２１を設け、電磁弁２１の開閉を制御することによって、高圧デリバリパイプから排出パイプ２０を介して低圧デリバリパイプに排出される燃料の流量を制御する構成を示したが、電磁弁２１を別の要素に置き換えることも可能である。例えば図５に示すように、燃料噴射装置１０Ａにおいて、排出パイプ２０の流路上に電磁弁２１の代わりにリーク機構３０を設けることができる。
【００５６】
リーク機構３０は、排出パイプ２０の内径を縮径するように設けられる孔部である。リーク機構３０は、高圧デリバリパイプ１８と低圧デリバリパイプ１４との間で、一定の流れ抵抗を与えて燃料を流通させることができる。排出パイプ２０は、流路内にリーク機構３０が設けられることにより、高圧デリバリパイプ１８と低圧デリバリパイプ１４との間を常時連通させると共に、リーク機構３０を設けずに内径のままで連通させる構成と比べて、高圧デリバリパイプ１８から排出される燃料の流量を抑制することができる。これにより、燃料噴射装置１０Ａでは、高圧デリバリパイプ１８からの燃料排出を促進して高圧ポンプ１６の吐出量を増加できると共に、高圧デリバリパイプ１８内の燃圧を良好に維持できる。したがって、燃料噴射装置１０Ａも、燃料の高温化の抑制、及び、燃圧追従性の向上という燃料噴射装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
また、電磁弁２１を、排出パイプ２０の流量を調整できる別の要素に置き換えることもできる。
【００５８】
［第２実施形態］
図６〜８を参照して第２実施形態について説明する。図６に示すように、第２実施形態に係る燃料噴射装置１１０は、排出パイプ１２０の一端部が低圧デリバリパイプ１４ではなく吸気ポート４の１つに接続される点で、第１実施形態の燃料噴射装置１０と異なる。第２実施形態の燃料噴射装置１１０では、燃料リリース制御の実施時に電磁弁２１が開弁されると、高圧デリバリパイプ１８から排出される燃料は、リリーフ機構（排出パイプ１２０、電磁弁２１）が接続される吸気ポート４の内部に排出され、吸気ダクト２から導入された空気と混合されて混合気となって各気筒５に導入される。また、燃圧低減制御の実施時には、高圧デリバリパイプ１８からこの吸気ポート４へ燃圧が抜かれる。
【００５９】
図７を参照して、第２実施形態における燃料リリース制御の詳細について説明する。図７に示すフローチャートは、基本的には図２に示した第１実施形態における燃料リリース制御のフローチャートと同様の手順である。ステップＳ３０１，Ｓ３０２、Ｓ３０７〜Ｓ３０９の各処理は、図２のフローチャートのステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同一なので説明を省略する。図７に示すフローチャートの一連の処理は、制御部１２４により例えば所定周期ごとに繰り返し実施される。
【００６０】
ステップＳ３０２の判定の結果、実燃温が所定の上限燃温以上である場合には、以下のステップＳ３０３〜Ｓ３０４に示す燃料リリース制御が実施される。まずステップＳ３０３では、リリーフ機構が接続される吸気ポート４のポート用インジェクタ１５による燃料噴射が停止される。次にステップＳ３０４では、リリーフ機構の電磁弁２１を用いて、この吸気ポート４の燃料噴射量制御が実施される。つまり、制御部１２４は、燃料リリース制御を実施するとき、排出パイプ１２０が接続される吸気ポート４のポート用インジェクタ１５を停止すると共に、電磁弁２１により排出パイプ１２０から吸気ポート４に供給される燃料量を制御する。言い換えると、制御部１２４は、燃料リリース制御を実施するとき、リリーフ機構が接続される吸気ポート４において、ポート用インジェクタ１５の代わりに電磁弁２１を用いて空燃比制御（ラムダ制御）を行う。これにより高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料を排出パイプ１２０から吸気ポート４に排出できると共に、この吸気ポート４が接続される気筒５への燃料流入量も制御できる。ステップＳ３０４の処理が完了するとステップＳ３０７に進む。
【００６１】
一方、ステップＳ３０２の判定の結果、実燃温が所定の上限燃温未満である場合には、以下のステップＳ３０５〜Ｓ３０６に示すように燃料リリース制御が停止される。まずステップＳ３０５では、電磁弁２１が閉じられ電磁弁２１による吸気ポート４への燃料噴射量制御が停止される。次にステップＳ３０６では、リリーフ機構が接続される吸気ポート４のポート用インジェクタ１５による燃料噴射が実施される。言い換えると、制御部１２４は、燃料リリース制御を実施しないとき、リリーフ機構が接続される吸気ポート４において、通常どおりポート用インジェクタ１５を用いて空燃比制御を行う。ステップＳ３０６の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００６２】
なお、燃料リリース制御では、ステップＳ３０３〜Ｓ３０４の代わりに、ポート用インジェクタ１５と電磁弁２１とを併用して吸気ポート４の空燃比制御を行う構成としてもよい。具体的には、制御部１２４が、ポート用インジェクタ１５による燃料噴射量を低減し、排出パイプ１２０に燃料が流れるように電磁弁２１を制御する。さらに制御部１２４は、電磁弁２１若しくはポート用インジェクタ１５により吸気ポート４に供給される燃料量を制御する。
【００６３】
図８を参照して、第２実施形態における燃圧低減制御の詳細について説明する。図８に示すフローチャートは、基本的には図３に示した第１実施形態における燃圧低減制御のフローチャートと同様の手順である。ステップＳ４０１，Ｓ４０２、Ｓ４０７〜Ｓ４０９の各処理は、図３のフローチャートのステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０６〜Ｓ２０８と同一なので説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ４０２の判定の結果、実燃圧が目標燃圧より所定値以上高い場合には、ステップＳ４０３〜Ｓ４０４に示す燃圧低減制御が実施される。ステップＳ４０３〜Ｓ４０４の各処理は、図７のステップＳ３０３〜Ｓ３０４と同一であり、制御部１２４は、燃圧低減制御を実施するとき、リリーフ機構が接続される吸気ポート４において、ポート用インジェクタ１５の代わりに電磁弁２１を用いて空燃比制御を行う。これにより、高圧デリバリパイプ１８の内部の燃圧を排出パイプ２０から吸気ポート４へ抜くことができると共に、この吸気ポート４が接続される気筒５への燃料流入量も制御できる。ステップＳ４０４の処理が完了するとステップＳ４０７に進む。
【００６５】
一方、ステップＳ４０２の判定の結果、実燃圧と目標燃圧との較差が所定値未満である場合には、ステップＳ４０５〜Ｓ４０６に示すように燃圧低減制御が停止される。ステップＳ４０５〜Ｓ４０６の各処理は、図７のステップＳ３０５〜Ｓ３０６と同一であり、制御部１２４は、燃圧低減制御を実施しないとき、リリーフ機構が接続される吸気ポート４において、通常どおりポート用インジェクタ１５を用いて空燃比制御を行う。ステップＳ４０６の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００６６】
第２実施形態の燃料噴射装置１１０は、リリーフ機構（排出パイプ１２０、電磁弁２１）を設けることによって、燃料の高温化の抑制、及び、燃圧追従性の向上という、第１実施形態の燃料噴射装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【００６８】
上記実施形態では、高圧デリバリパイプ１８から燃料を排出する排出パイプ２０，１２０が、その出口として低圧デリバリパイプ１４、燃料タンク１１、または吸気ポート４に接続される構成を例示したが、排出パイプの出口は上記以外の要素に接続される構成でもよい。排出パイプ２０，１２０は、燃料タンク１１から低圧デリバリパイプ１４を経て吸気ポート４までの低圧燃料系と、高圧デリバリパイプ１８との間に接続されていればよい。また、排出パイプ２０，１２０は、高圧デリバリパイプ１８の内部の燃料をこの低圧燃料系に排出可能であり、かつ、高圧ポンプ１６の吐出量を増加可能に構成されていればよい。
【００６９】
排出パイプ２０，１２０の出口についてさらに言えば、排出パイプ２０，１２０は、上記の低圧燃料系のうち供給パイプ１３の分岐部１３ａより下流側、または、燃料タンク１１に接続されるのが好ましい。「低圧燃料系の分岐部１３ａより下流側」とは、図１に示すように、供給パイプ１３の低圧側パイプ１３ｂ、低圧デリバリパイプ１４、吸気ポート４、またはこれらの要素をつなぐ配管系のいずれかの箇所である。これにより、排出パイプ２０，１２０により高圧デリバリパイプ１８から還流された高温の燃料が、そのまま高圧ポンプ１６に導入されず、ポート用インジェクタ１５から噴射されるか、または、燃料タンク１１に貯留する他の燃料と混合されるので、高圧ポンプ１６の燃温低減を効果的に促進させることができる
【符号の説明】
【００７０】
１：エンジン
４：吸気ポート
５：気筒
１０，１０Ａ，１１０：燃料噴射装置
１１：燃料タンク
１２：低圧ポンプ
１３：供給パイプ
１３ａ：分岐部
１４：低圧デリバリパイプ
１５：ポート用インジェクタ（ポート噴射部）
１６：高圧ポンプ
１８：高圧デリバリパイプ
１９：筒内用インジェクタ（筒内噴射部）
２０，１２０：排出パイプ
２１：電磁弁（流量調整部）
２４，１２４：制御部（制御装置）
３０：リーク機構
【図１】
2017075580.tif 000003
【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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