(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧ポンプと、
前記低圧ポンプから吐出される燃料を加圧し、筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁に接続された高圧燃料配管に前記燃料を圧送する高圧ポンプと、
前記高圧燃料配管内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記内燃機関の始動時に前記低圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第１の昇圧手段と、
前記第１の昇圧手段による昇圧の開始後、前記燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達した場合に前記高圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第２の昇圧手段と、
前記第２の昇圧手段による昇圧の開始後に、前記燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達した場合に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する噴射許可手段と、
前記各昇圧手段による昇圧の経過を評価する評価手段と、
前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングを早める噴射タイミング変更手段とを備え、
前記評価手段は、前記内燃機関の始動用スタータが作動を開始してからの経過時間が第１の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第１の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、
前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を開始することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。
【請求項２】
低圧ポンプと、
前記低圧ポンプから吐出される燃料を加圧し、筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁に接続された高圧燃料配管に前記燃料を圧送する高圧ポンプと、
前記高圧燃料配管内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記内燃機関の始動時に前記低圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第１の昇圧手段と、
前記第１の昇圧手段による昇圧の開始後、前記燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達した場合に前記高圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第２の昇圧手段と、
前記第２の昇圧手段による昇圧の開始後に、前記燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達した場合に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する噴射許可手段と、
前記各昇圧手段による昇圧の経過を評価する評価手段と、
前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングを早める噴射タイミング変更手段とを備え、
前記評価手段は、前記内燃機関の始動用スタータが作動を開始してからの経過時間が第２の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第２の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、
前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を中止し、前記第１の昇圧手段のみによる低燃圧での燃料噴射を行うことを許可するものであることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。
【請求項３】
前記評価手段は、前記経過時間が第２の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第２の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、
前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を中止し、前記第１の昇圧手段のみによる低燃圧での燃料噴射を行うことを許可するものである請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関において、始動時に燃料の圧力（燃圧）を低圧ポンプ及び高圧ポンプによって昇圧させるようにした筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、燃料を直接筒内に噴射する筒内噴射式内燃機関においては、噴射燃料を微粒化するために噴射圧力を高圧にする必要がある。そのため、燃料タンク内の燃料を電動式のフィードポンプ（低圧ポンプ）で汲み上げ、その燃料を、内燃機関に駆動連結された高圧ポンプによって加圧し、高圧燃料配管（デリバリパイプ）を介して燃料噴射弁に圧送するようにしている。
【０００３】
上記内燃機関においては、機関停止中は高圧ポンプや低圧ポンプも停止するため、時間の経過とともにデリバリパイプ内の燃料の圧力（燃圧）が低下する。加えて、機関停止中には、デリバリパイプ内の温度の高い燃料が冷却し収縮して、体積が減少する。この体積減少にともないデリバリパイプ内の燃圧（残圧）が低下する。そして、燃圧が大気圧まで低下しても収縮が続いている場合には、大気圧を保とうとして燃料の一部が蒸発する。このようにして機関始動時には、デリバリパイプ内に燃料ベーパが存在する場合がある。
【０００４】
ところで、高圧ポンプによる燃料の吐出量はデリバリパイプの容積に比べてかなり少ない。このため、前記のように燃圧が大気圧付近まで低下している燃料を、燃料噴射のための要求値まで昇圧させるには、かなりの時間を要する。また、燃料ベーパが存在している場合には、この燃料ベーパを潰しながらデリバリパイプ内に燃料を充満させることになるため、昇圧にさらに時間を要する。
【０００５】
そこで、例えば、特開２０００−５４９２６公報には、機関始動から所定時間が経過するまでは高圧ポンプの加圧動作を停止し、低圧ポンプから吐出された燃料を高圧ポンプ内部を素通りさせて昇圧し、その後、高圧ポンプによる加圧動作を開始させてさらに昇圧を行う技術が提案されている。また、特開平９−２５０４２６号公報には、デリバリパイプ内の燃圧が所定値よりも低い場合、低圧ポンプから吐出された燃料をそのデリバリパイプに直接供給し、所定値に達したら高圧ポンプから吐出される燃料をデリバリパイプに供給して昇圧を行う技術が提案されている。上述したいずれの技術によっても、低圧ポンプからの燃料供給により、デリバリパイプ内の燃圧がフィード圧と略同一になるまでの時間が短くなる。その結果、高圧ポンプからの燃料供給によって、燃圧が燃料噴射のための要求値になるまでの時間も短くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者の従来技術では、燃料ベーパが完全に潰されずに残っている等して、燃料が十分に昇圧されていない状態であっても、所定時間が経過すると、高圧ポンプの加圧動作が開始されてしまう。また、後者の従来技術では、低圧ポンプによる昇圧の停止を燃圧で判断するため、前者の従来技術で説明したような問題は起らないが、何らかの原因により昇圧に時間を要した場合には、始動に時間がかかって運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、始動時の燃料の昇圧時間を短縮しつつ、始動時間延長による違和感を運転者に与えないようにすることのできる筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、低圧ポンプと、前記低圧ポンプから吐出される燃料を加圧し、筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁に接続された高圧燃料配管に前記燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧燃料配管内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記内燃機関の始動時に前記低圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第１の昇圧手段と、前記第１の昇圧手段による昇圧の開始後、前記燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達した場合に前記高圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第２の昇圧手段と、前記第２の昇圧手段による昇圧の開始後に、前記燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達した場合に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する噴射許可手段と、前記各昇圧手段による昇圧の経過を評価する評価手段と、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングを早める噴射タイミング変更手段とを備え、前記評価手段は、前記内燃機関の始動用スタータが作動を開始してからの経過時間が第１の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第１の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を開始する。
また、請求項２に記載の発明では、低圧ポンプと、前記低圧ポンプから吐出される燃料を加圧し、筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁に接続された高圧燃料配管に前記燃料を圧送する高圧ポンプと、前記高圧燃料配管内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記内燃機関の始動時に前記低圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第１の昇圧手段と、前記第１の昇圧手段による昇圧の開始後、前記燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達した場合に前記高圧ポンプによる燃料の昇圧を実施する第２の昇圧手段と、前記第２の昇圧手段による昇圧の開始後に、前記燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達した場合に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する噴射許可手段と、前記各昇圧手段による昇圧の経過を評価する評価手段と、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングを早める噴射タイミング変更手段とを備え、前記評価手段は、前記内燃機関の始動用スタータが作動を開始してからの経過時間が第２の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第２の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を中止し、前記第１の昇圧手段のみによる低燃圧での燃料噴射を行うことを許可するものである。
【０００９】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、筒内噴射式内燃機関の始動時には、低圧ポンプによる燃料の昇圧が第１の昇圧手段によって実施される。すなわち、低圧ポンプから吐出された燃料が高圧燃料配管内に供給される。この供給により、高圧燃料配管内の燃料が昇圧される。そのため、高圧燃料配管内に燃料ベーパが存在していても、その燃料ベーパは、低圧ポンプから送られた燃料が高圧燃料配管内に流入する過程で圧縮されて潰される。ここで、燃料ベーパの圧縮には大量の燃料を供給することが必要であるが、この供給が、高圧ポンプよりも吐出量の多い低圧ポンプによってまかなわれるため、高圧燃料配管内の燃圧が短時間で第１の所定値に達しやすくなる。
【００１０】
第１の昇圧手段によって燃料の昇圧が開始された後、燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達すると、高圧ポンプによる燃料の昇圧が第２の昇圧手段によって実施される。低圧ポンプよりも吐出圧の高い高圧ポンプから燃料が圧送されるため、高圧燃料配管内の燃料が短時間で第２の所定値に達しやすくなる。第２の昇圧手段によって燃料の昇圧が開始された後、燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達すると、燃料噴射弁からの燃料噴射が噴射許可手段によって許可される。この場合、高圧の燃料が燃料噴射弁に供給されることにより、同燃料噴射弁の噴射圧力が上がり、噴霧の微粒化が促進され、黒煙の発生が抑制される。
【００１１】
このようにして、低圧ポンプにより、燃圧を第１の所定値まで昇圧させるための時間が短縮され、高圧ポンプにより、燃圧を第１の所定値から第２の所定値まで昇圧させるための時間が短縮されれば、始動から第２の所定値までの昇圧時間が全体として短くなる。これにともない燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングも早められる。
【００１２】
ところで、第１の昇圧手段及び第２の昇圧手段による各昇圧の経過は評価手段によって評価される。昇圧が遅いと評価された場合には、燃料噴射弁からの燃料の噴射タイミングが噴射タイミング変更手段によって早められる。すなわち、昇圧が遅い場合には、燃圧が第２の所定値に達するタイミングが遅れて燃料の噴射タイミングが遅くなるおそれがある。この場合には、昇圧が遅いと評価され、噴射タイミングが早められ、燃圧が第２の所定値に達する前に燃料が噴射される。
【００１３】
従って、前記のように昇圧手段によって昇圧時間が短縮される過程において、逆に昇圧に時間がかかって始動時間自体が延長されるような場合には、始動が優先されることとなる。その結果、始動時間の延長による違和感を運転者に与えないようにすることができる。
【００１７】
そして、請求項１に記載の発明における評価手段では、スタータの作動開始後の経過時間が第１の設定値に達した時点で、燃圧検出手段による燃圧が第１の所定値に達しているかどうかに基づき、昇圧の経過が評価される。経過時間が第１の設定値に達しても燃圧が第１の所定値になっていない場合、このまま第１の昇圧手段による昇圧が続けられると、燃圧が第１の所定値に達するタイミングが通常時よりも遅れる。それにともなって、燃圧が第２の所定値に達するタイミングや燃料の噴射タイミングが遅れると考えられることから、昇圧が遅いと評価される。
【００１８】
この場合、噴射タイミング変更手段では、第２の昇圧手段による昇圧が強制的に開始される。すなわち、燃圧が第１の所定値になっていなくても、ある程度の時間が経過したら（経過時間が第１の設定値に達したら）、第１の昇圧手段による昇圧から第２の昇圧手段による昇圧に強制的に切替えられる。この切替えにより、第１の昇圧手段による昇圧を続けた場合よりも燃料の噴射タイミングを早めることが可能となる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明における評価手段では、スタータの作動開始後の経過時間が第２の設定値に達した時点で、燃圧検出手段による燃圧が第２の所定値に達しているかどうかに基づき、昇圧の経過が評価される。経過時間が第２の設定値に達しても燃圧が第２の所定値になっていない場合、このまま第２の昇圧手段による昇圧が続けられると、燃圧が第２の所定値に達するタイミングが通常時よりも遅れる。それにともなって、噴射タイミングが遅れると考えられることから、昇圧が遅いと評価される。
【００２１】
この場合、噴射タイミング変更手段では、第２の昇圧手段による昇圧が強制的に中止される。すなわち、燃圧が第２の所定値になっていなくても、ある程度の時間が経過したら（経過時間が第２の設定値に達したら）、第２の昇圧手段による昇圧が終了される。そして、第１の昇圧手段のみによる低燃圧での燃料噴射が行われる。このようにして、第２の昇圧手段による昇圧を続けた場合よりも燃料の噴射タイミングを早めることが可能となる。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記評価手段は、前記経過時間が第２の設定値に達した時点で、前記燃圧検出手段による燃圧が前記第２の所定値に達していない場合に昇圧が遅いと評価し、前記噴射タイミング変更手段は、前記評価手段により昇圧が遅いと評価された場合、前記第２の昇圧手段による昇圧を中止し、前記第１の昇圧手段のみによる低燃圧での燃料噴射を行うことを許可するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を筒内噴射式多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）の始動時制御装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、エンジンの気筒毎に設けられた燃料噴射弁１１には、共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ１２が接続されており、同デリバリパイプ１２内の燃料が各燃料噴射弁１１に分配供給される。各燃料噴射弁１１は開閉制御されることにより、対応する気筒の燃焼室に高圧燃料を直接噴射供給する。噴射された燃料は、燃焼室内の空気と混ざり合って混合気となる。デリバリパイプ１２には、その内部の燃料の圧力（以下、燃圧という）を検出するための手段として、燃圧センサ１３が取付けられている。
【００２４】
エンジンには、その始動時にクランキングによってクランクシャフトに回転力を付与するためのスタータ（図示略）が設けられている。このスタータは、運転者によるイグニションスイッチ（図示略）の操作に応じて作動する。すなわち、イグニションスイッチは、周知のようにオフ位置とオン位置、同オン位置とスタート位置との間を移動自在とされている。そして、イグニションスイッチがオン位置からスタート位置に操作されている間はスタータが作動される。
【００２５】
デリバリパイプ１２に高圧の燃料を供給するための燃料供給装置１４は、低圧ポンプ１５及び高圧ポンプ１６を備えている。低圧ポンプ１５は、燃料（ガソリン）を貯留する燃料タンク１７内に配置されており、バッテリを電源とする電動モータ（図示略）によって駆動される。本実施形態では、低圧ポンプ１５は、イグニションスイッチがオフ位置からオン位置に操作されると作動を開始し、オン位置からオフ位置へ操作されると停止される。低圧ポンプ１５は、低圧燃料通路１８によって高圧ポンプ１６に接続されている。低圧ポンプ１５は、燃料タンク１７内から燃料を吸上げ、高圧ポンプ１６に向けて燃料を吐出する。低圧ポンプ１５には、吐出量が多く吐出圧が低いという特徴がある。また、電動モータによって駆動されるため、エンジン始動時の低圧ポンプ１５の吐出特性がエンジンの回転変動の影響を受けないという特徴もある。低圧燃料通路１８の途中には、同通路１８内の圧力（フィード圧）を一定、例えば０．４ＭＰａ（メガパスカル）にするためのプレッシャレギュレータ１９が設けられている。
【００２６】
高圧ポンプ１６はプランジャ２１、加圧室２２及び電磁スピル弁２３を備えている。プランジャ２１は、エンジンのカムシャフト２４（又はクランクシャフト）に取付けられたカム２５の回転に基づいてシリンダ２６内で往復移動する。従って、プランジャ２１の作動開始タイミングは、カムシャフト２４が回転を始めるタイミング、すなわちイグニションスイッチがオン位置からスタート位置に操作されてスタータが作動を開始するタイミングと同じである。
【００２７】
加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、前述した低圧燃料通路１８がこの加圧室２２に接続されている。加圧室２２において、低圧燃料通路１８との接続箇所は燃料吸入口２２ａとなっている。また、加圧室２２は、高圧燃料通路２７によってデリバリパイプ１２に接続されている。高圧燃料通路２７の途中には、高圧ポンプ１６から吐出された燃料の逆流を防止するための逆止弁２８が設けられている。
【００２８】
電磁スピル弁２３は、加圧室２２の燃料吸入口２２ａを開閉する燃圧制御弁として用いられている。電磁スピル弁２３は電磁ソレノイド２９を備え、同ソレノイド２９への通電制御により開閉動作する。電磁ソレノイド２９に対する通電が停止された状態では、電磁スピル弁２３がばね３１によって開弁する。すなわち、燃料吸入口２２ａが開放され、低圧燃料通路１８及び加圧室２２間が連通した状態になる。この状態にあって、加圧室２２の容積が大きくなる方向（図１の下方）へプランジャ２１が移動するとき（吸入行程中）には、低圧ポンプ１５から送り出された燃料が低圧燃料通路１８を介して加圧室２２内に吸入される。
【００２９】
また、加圧室２２の容積が収縮する方向（図１の上方）にプランジャ２１が移動するとき（圧送行程中）には、電磁ソレノイド２９に対する通電により、電磁スピル弁２３がばね３１に抗して閉弁される。すなわち、燃料吸入口２２ａが閉鎖され、低圧燃料通路１８及び加圧室２２間の連通が遮断される。プランジャ２１の移動にともない加圧室２２内の燃圧が上昇して逆止弁２８を開弁させることにより、燃料が高圧燃料通路２７を通じてデリバリパイプ１２内へ吐出される。
【００３０】
なお、高圧ポンプ１６における燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁２３の閉弁開始時期を制御し、圧送行程中における同電磁スピル弁２３の閉弁期間を調整することによって行われる。すなわち、電磁スピル弁２３の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加する。これとは逆に、電磁スピル弁２３の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少する。そして、上記のように高圧ポンプ１６の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ１２内の燃圧が制御される。
【００３１】
本実施形態においては、エンジンが６気筒エンジンであり、高圧ポンプ１６がクランクシャフトの２回転に対して燃料の圧送を３回行うようになっている。すなわち、エンジンの２気筒における２回の燃料噴射に対して、高圧ポンプ１６は燃料の圧送を１回行うようになっている。このようにして構成された高圧ポンプ１６には、燃料の吐出量が低圧ポンプ１５に比べ少ない（低圧ポンプ１５の吐出量の数十分の１）が、吐出圧が低圧ポンプ１５に比べて高い（低圧ポンプ１５の吐出圧の数十倍）という特徴がある。
【００３２】
なお、デリバリパイプ１２は、逆止弁３２を介して前記低圧燃料通路１８に連通している。そして、デリバリパイプ１２内の燃圧が過度に高くなると、逆止弁３２が開いてデリバリパイプ１２内の高圧燃料が低圧燃料通路１８へ流出する。こうして燃料が流れ込む低圧燃料通路１８での燃圧は、前述したようにプレッシャレギュレータ１９により一定の圧力に維持される。従って、前記逆止弁３２及びプレッシャレギュレータ１９により、デリバリパイプ１２内の燃圧が過度に高圧になることが抑制される。
【００３３】
燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量、噴射時期や、電磁スピル弁２３の通電を制御するために、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３３が設けられている。ＥＣＵ３３はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。
【００３４】
ＥＣＵ３３は、例えばエンジン回転速度、吸気管圧力（又は吸入空気量）、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する各種センサの検出信号を読込んで、燃料噴射量及び噴射時期を演算し、その演算結果に応じた噴射信号を燃料噴射弁１１に出力して、燃料噴射を実行する。また、ＥＣＵ３３は、エンジン始動時に燃料を昇圧させるための制御を行う。この制御は、始動時の燃料噴射圧力を上げることで噴霧の微粒化を促進し、もって始動時の噴射量を低減して黒煙の発生を低減するために行われる。
【００３５】
次に、この始動時制御の内容について、図２のフローチャートに従って説明する。なお、エンジンの始動前には、高圧ポンプ１６では電磁スピル弁２３が開弁している。
【００３６】
ステップ１００において、エンジン始動のために、運転者によりイグニションスイッチ（ＩＧ）がオフ位置からオン位置に操作されたか否かを判定する。この判定条件が満たされていないと始動時制御ルーチンを一旦終了し、満たされていると、ステップ１１０において電動モータに通電することにより低圧ポンプ１５を作動させる。この作動により低圧ポンプ１５では燃料タンク１７から燃料が汲み上げられ、加圧されて吐出される。このとき電磁スピル弁２３が開弁していることから、低圧ポンプ１５から吐出された燃料は、高圧ポンプ１６の内部（加圧室２２等）を素通りしてそのままデリバリパイプ１２に圧送される。この低圧ポンプ１５からの燃料の供給により、デリバリパイプ１２内の燃圧Ｐが徐々に変化（上昇）する。
【００３７】
イグニションスイッチがオン位置からスタート位置へ操作されるとスタータが作動し、クランキングが開始される。これにともない高圧ポンプ１６のプランジャ２１が往復運動する。しかし、電磁スピル弁２３が開弁されているため、高圧ポンプ１６では加圧動作が停止され、加圧室２２内で燃料は加圧されない。低圧ポンプ１５から吐出される燃料は、引続き高圧ポンプ１６の内部を素通りしてデリバリパイプ１２に供給される。この際、デリバリパイプ１２に送られる燃料は、高圧ポンプ１６に加圧動作を行わせた場合よりも多いため、デリバリパイプ１２内に燃料が短時間で充満され、燃圧Ｐが早期に上昇する。また、エンジン始動時にデリバリパイプ１２内に燃料ベーパが存在していた場合には、低圧ポンプ１５からの燃料により早期に圧縮されて潰される。
【００３８】
次に、ステップ１２０において、燃圧センサ１３によって検出された燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１以上であるか否かを判定する。ここで、低圧ポンプ１５からの燃料が高圧ポンプ１６を素通りして、フィード圧がそのままデリバリパイプ１２内に作用する際には、燃料ベーパが存在している限り、燃圧がフィード圧よりも低くなる。燃料ベーパが潰されるにつれて燃圧Ｐが上昇する。そして、燃圧がフィード圧以上となれば、燃料ベーパは完全に潰されていると考えられる。そのため、第１の所定値Ｐ１は低圧ポンプ１５のフィード圧（０．４ＭＰａ）以上の値に設定される。ただし、燃圧センサ１３のばらつきを考慮して、第１の所定値Ｐ１はフィード圧よりも大きな値（例えば１．０ＭＰａ）に設定されることが好ましい。
【００３９】
ステップ１２０の判定条件が満たされている（Ｐ≧Ｐ１）とステップ１４０へ移行し、満たされていない（Ｐ＜Ｐ１）とステップ１３０へ移行する。ステップ１３０では、イグニションスイッチがスタート位置へ操作されてから、すなわちスタータが作動を開始してから第１の設定時間Ｔ１（例えば、３００ミリ秒）が経過したか否かを判定する。このようにして、スタータの作動開始からの経過時間が第１の設定値（第１の設定時間Ｔ１）に達したかどうかを判定する。
【００４０】
ステップ１３０の判定条件が満たされていない（第１の設定時間Ｔ１未経過）と始動時制御ルーチンを一旦終了し、満たされている（第１の設定時間Ｔ１経過）と次のステップ１４０へ移行する。このように、ステップ１３０の判定条件が満たされている場合、すなわち、スタータの作動開始後に第１の設定時間Ｔ１が経過している場合には、ステップ１２０の判定結果が満たされていなくても（Ｐ＜Ｐ１）次のステップ１４０へ移行する。
【００４１】
ステップ１４０では、電磁ソレノイド２９への通電を制御することにより高圧ポンプ１６の加圧動作を開始させる。プランジャ２１の往復動により加圧室２２内の燃料が加圧される。この加圧動作の開始により、高圧の燃料がデリバリパイプ１２に少量ずつ圧送される。また、高圧ポンプ１６の吐出圧は低圧ポンプ１５の吐出圧よりも高いため、燃圧Ｐが前述した低圧ポンプ１５による昇圧時よりも高圧に到達する。
【００４２】
前述したように、ステップ１２０，１３０では、スタータが作動を開始してからの経過時間と燃圧センサ１３による燃圧Ｐとに基づき、低圧ポンプ１５による燃料の昇圧の経過を評価している。詳しくは、スタータが作動を開始してから第１の設定時間Ｔ１が経過した時点で、燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１に達していない場合に昇圧が遅いと評価している。そして、この場合には、高圧ポンプ１６による昇圧を強制的に開始するようにしている。
【００４３】
次に、ステップ１５０において、イグニションスイッチがスタート位置へ操作されてから、すなわちスタータが作動を開始してから第２の設定時間Ｔ２（例えば、５００ミリ秒）が経過したか否かを判定する。このようにして、スタータの作動開始からの経過時間が第２の設定値（第２の設定時間Ｔ２）に達したかどうかを判定する。
【００４４】
ステップ１５０の判定条件が満たされていないと始動時制御ルーチンを一旦終了し、満たされているとステップ１６０において、燃圧センサ１３によって検出された燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２（例えば、１．５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。
【００４５】
ステップ１６０の判定条件が満たされていると、ステップ１７０において、所定の噴射開始条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、例えば次の（ａ）〜（ｃ）に示す３つの条件が設定されていて、これらのうちの１つが満たされた場合に、噴射開始条件が成立するものとしている。条件（ａ）は、「燃圧Ｐが第３の所定値Ｐ３以上であること」である。第３の所定値Ｐ３は、前述した第２の所定値Ｐ２よりも大きな値であり、ここでは６ＭＰａが設定されている。条件（ｂ）は、「高圧ポンプ１６の圧送回数が所定値、例えば「３」以上になること」である。条件（ｃ）は、「スタータの作動開始後、第３の設定時間Ｔ３が経過していること」である。第３の設定時間Ｔ３は第２の設定時間Ｔ２よりも大きな値であり、ここでは６００ミリ秒に設定されている。
【００４６】
そして、ステップ１７０において前記噴射開始条件が満たされていると、ステップ１８０において、燃料噴射弁１１に通電することにより同燃料噴射弁１１を開弁させる。この開弁にともない燃料噴射弁１１から対応する燃焼室に高圧燃料が直接噴射供給される。これに対し、ステップ１７０で噴射開始条件が満たされていない場合、及びステップ１８０の処理を経た後には、始動時制御ルーチンを終了する。
【００４７】
このように、高圧ポンプ１６による昇圧の開始後に燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２に達した場合には、ステップ１７０での噴射開始条件が成立することを条件に、燃料噴射弁１１からの高圧燃料噴射が許可される。
【００４８】
一方、前記ステップ１６０の判定条件が満たされていない（Ｐ＜Ｐ２）と、ステップ１９０において、電磁ソレノイド２９への通電を停止することにより電磁スピル弁２３を開弁させる。この開弁により、加圧室２２内での燃料の加圧が行われなくなり、低圧ポンプ１５から吐出される燃料が、高圧ポンプ１６の内部を素通りしてデリバリパイプ１２に圧送されるようになる。続いて、ステップ２００において、燃料噴射弁１１に通電することにより同燃料噴射弁１１を開弁させる。この開弁にともない燃料噴射弁１１から対応する燃焼室に対し、前記ステップ１８０よりも低い圧力（フィード圧）で燃料が直接噴射供給される。
【００４９】
前述したように、ステップ１５０，１６０では、スタータが作動を開始してからの経過時間と燃圧センサ１３による燃圧Ｐとに基づき、高圧ポンプ１６による燃料の昇圧の経過を評価している。詳しくは、スタータが作動を開始してから第２の設定時間Ｔ２が経過した時点で、燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２に達していない場合に昇圧が遅いと評価している。そして、この場合には、電磁スピル弁２３を開弁させて高圧ポンプ１６による昇圧を強制的に停止させ（ステップ１９０）、低圧ポンプ１５のみの低燃圧で燃料噴射を行うようにしている（ステップ２００）。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）エンジン始動時にデリバリパイプ１２内に存在している燃料ベーパを圧縮して潰すには、大量の燃料を供給することが必要である。これを吐出量の少ない高圧ポンプ１６だけでまかなおうとすると、長い時間を要する。これに対し、本実施形態では、イグニションスイッチのオン位置への操作後、燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１に達するまでは、高圧ポンプ１６による加圧動作を停止するようにしている。この加圧動作停止により、低圧ポンプ１５から吐出される燃料の全量がデリバリパイプ１２に送られ、燃料ベーパの圧縮に要する大量の燃料が、吐出量の多い（高圧ポンプ１６の数十倍）低圧ポンプ１５によってまかなわれる。このため、高圧ポンプ１６によって燃料を圧送した場合よりも短い時間で、燃料ベーパを潰しながらデリバリパイプ１２内に燃料を満たすことができる。イグニションスイッチのオン位置への操作後、短時間で燃料ベーパを圧縮し、燃圧Ｐを第１の所定値Ｐ１まで早期に昇圧させることができる。
【００５１】
（２）燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１を越えると、高圧ポンプ１６の加圧動作を開始させ、燃料を昇圧させるようにしている（ステップ１４０）。デリバリパイプ１２内に燃料ベーパのない状態で、低圧ポンプ１５よりも吐出圧の高い高圧ポンプ１６から燃料が圧送されるため、デリバリパイプ１２内の燃料を短時間で第２の所定値Ｐ２まで昇圧させることができる。
【００５２】
（３）上記（１）及び（２）で説明したように、低圧ポンプ１５により、燃圧Ｐを第１の所定値Ｐ１まで昇圧させるための時間を短縮し、高圧ポンプ１６により、燃圧Ｐを第１の所定値Ｐ１から第２の所定値Ｐ２まで昇圧させるための時間を短縮することができるため、スタータの作動開始から燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２になるまでの昇圧時間を短くすることができる。
【００５３】
（４）燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２に達した場合に、噴射開始条件が満たされることを条件に、燃料噴射弁１１からの高圧燃料噴射を許可するようにしている（ステップ１６０〜１８０）。この場合、高圧の燃料が燃料噴射弁１１に供給されることにより、同燃料噴射弁１１の噴射圧力が上がるため、噴霧の微粒化を促進し、黒煙の発生を抑制することができる。
【００５４】
（５）スタータの作動開始から第１の設定時間Ｔ１が経過しているにもかかわらず燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１に達していない場合、このまま低圧ポンプ１５による昇圧が続けられると、燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１に達するタイミングが通常時よりも遅れる。それにともなって、燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２に達するタイミングや燃料の噴射タイミングが遅れると考えられることから、昇圧が遅いと評価するようにしている。そして、この評価の場合には、高圧ポンプ１６による昇圧を強制的に開始するようにしている（ステップ１２０〜１４０）。
【００５５】
従って、燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１になっていなくても、ある程度の時間が経過したら（第１の設定時間Ｔ１が経過したら）、低圧ポンプ１５による昇圧から高圧ポンプ１６による昇圧に強制的に切替えられる。この切替えにより、低圧ポンプ１５による昇圧を続けた場合よりも、燃料の噴射タイミングを早めることが可能となる。
【００５６】
（６）スタータの作動開始から第２の設定時間Ｔ２が経過しているにもかかわらず燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２になっていない場合、このまま高圧ポンプ１６による昇圧が続けられると、燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２に達するタイミングが通常時よりも遅れる。それにともなって、噴射タイミングが遅れると考えられることから、昇圧が遅いと評価するようにしている。そして、この評価の場合には、高圧ポンプ１６による昇圧を強制的に中止するようにしている（ステップ１５０，１６０，１９０）。
【００５７】
従って、燃圧Ｐが第２の所定値Ｐ２になっていなくても、ある程度の時間が経過したら（第２の設定時間Ｔ２が経過したら）、高圧ポンプ１６による昇圧が終了される。そして、低圧ポンプ１５のみによる低燃圧での燃料噴射が行われる（ステップ２００）。このようにして、高圧ポンプ１６による昇圧を続けた場合よりも燃料の噴射タイミングを早めることが可能となる。
【００５８】
（７）エンジンの始動時には、基本的には、前述した（３）のように昇圧時間が短縮されるのであるが、この過程において、逆に昇圧に時間がかかって始動時間自体が延長されるような場合には、上記（５）及び（６）で説明したように、燃料の噴射タイミングが早められることにより、始動が優先されることとなる。その結果、始動時間の延長による違和感を運転者に与えないようにすることができる。
【００５９】
（８）高圧ポンプ１６として、燃料吸入口２２ａを有する加圧室２２と、その燃料吸入口２２ａを開閉する電磁スピル弁２３とを備えるものを用いている。そして、加圧動作の停止に際し電磁スピル弁２３を開弁状態に維持するようにしている。このため、電磁ソレノイド２９への通電を制御することにより電磁スピル弁２３を開弁状態に維持し、高圧ポンプ１６の加圧動作を停止させて、低圧ポンプ１５からの燃料をデリバリパイプ１２に確実に供給することができる。
【００６０】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・本発明は、イグニションスイッチがスタート位置へ操作されることを条件に、低圧ポンプ１５の作動が開始されるタイプの燃料供給装置１４にも適用できる。
【００６１】
・ステップ１２０の判定条件として、前記「燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１以上であること」に以下の条件（ｉ），（ii）を加えてもよい。これらの条件（ｉ），（ii）は、圧縮により燃料ベーパが潰されたかどうかを判定するためのものである。
【００６２】
（ｉ）低圧ポンプ１５が作動する前の燃圧（初期燃圧）との差圧が所定値（例えば０．３ＭＰａ）以上であること。すなわち、低圧ポンプ１５の作動により燃圧が所定値以上上昇していること。これは、低圧ポンプ１５からの燃料により燃料ベーパが圧縮されれば、デリバリパイプ１２内の燃圧が変化（上昇）するはずである。そして、この燃圧は低圧ポンプ１５からの燃料吐出量の増加に従って高くなる。従って、低圧ポンプ１５の作動開始後に燃圧がある程度変化すれば、すなわち、低圧ポンプ１５の作動前後の差圧が所定値以上になれば燃料ベーパが潰されていると考えられるからである。
【００６３】
（ii）イグニションスイッチがオン位置に操作されてから所定時間（例えば４００ミリ秒）が経過すること。すなわち、イグニションスイッチのオン位置への操作にともない低圧ポンプ１５が作動を開始し、デリバリパイプ１２に燃料を供給する。低圧ポンプ１５の作動開始からどれだけの時間が経過するとデリバリパイプ１２内の燃圧Ｐがフィード圧まで昇圧されるかを、予め実験等によって求めておき、これを前記所定時間とする。
【００６４】
そして、「燃圧Ｐが第１の所定値Ｐ１以上であること」、条件（ｉ），（ii）のいずれかが成立した場合に、ステップ１２０の判定条件が満たされたと判定（肯定判定）し、次のステップ１４０へ移るようにする。
【００６５】
・燃圧センサ１３を、デリバリパイプ１２に代えて、高圧燃料通路２７の逆止弁２８よりも下流側に設けてもよい。
・前記実施形態では、デリバリパイプ１２と燃料供給側の燃料タンク１７との間にリリーフ通路の設けられていないリターンレスの構成としたが、デリバリパイプ１２と燃料タンク１７との間にリリーフ弁を備えたリリーフ通路（リターン通路）を設けてもよい。このようにすれば、デリバリパイプ１２内の燃圧Ｐが所定燃圧以上まで上昇した場合に上記リリーフ通路を介してデリバリパイプ１２内の燃料を燃料タンク１７へ戻すことができる。
【００６６】
・前記実施形態では、燃圧制御弁として加圧室２２内に吸入された燃料を溢流させる形式の電磁スピル弁２３を用いたが、加圧室２２内に吸入される燃料を調量する形式の吸入調量弁を燃圧制御弁として用いてもよい。
【００６７】
・前記実施形態では、低圧ポンプ１５を電動式ポンプにより構成したが、例えば、この低圧ポンプ１５は、エンジン始動時においてスタータにより補助的に駆動される機械式のポンプであってもよい。
【００６８】
・前記実施形態において、高圧ポンプ１６の加圧動作を停止して燃料ベーパを圧縮するとき、低圧ポンプ１５の駆動電圧を高くして、吐出量を多くしてもよい。このようにすると、低圧ポンプ１５による燃料ベーパの圧縮をさらに効率的に行うことができる。また、予備ポンプを設けておき、燃料ベーパの圧縮時には低圧ポンプ１５と併用して吐出量を増量してもよい。この場合にも同様の効果が得られる。
【００６９】
・本発明は、筒内噴射式の内燃機関であればガソリンエンジンに限らず適用可能であり、例えばディーゼルエンジンに適用することもできる。
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
【００７０】
（Ａ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記低圧ポンプは電動モータにより駆動されるものである。
上記の構成によれば、内燃機関の始動時における低圧ポンプの吐出特性が内燃機関の回転変動の影響を受けずにすむ。
【００７１】
（Ｂ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記高圧ポンプは、その燃料吸入口を開閉する燃圧制御弁を備え、前記加圧動作の停止に際し前記燃圧制御弁を開弁状態に維持するものである。
【００７２】
上記の構成によれば、燃圧制御弁を開弁状態に維持することにより、高圧ポンプの加圧動作を停止させて、低圧ポンプからの燃料を高圧燃料配管に確実に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を具体化した一実施形態についてその構成を示す略図。
【図２】始動時に行われる制御の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…燃料噴射弁、１２…デリバリパイプ（高圧燃料配管）、１３…燃圧センサ（燃圧検出手段）、１５…低圧ポンプ、１６…高圧ポンプ、３３…ＥＣＵ（電子制御装置）。
【図１】
0004296732.tif 000002
【図２】
0004296732.tif 000003