(57)【要約】【課題】機関始動開始後の早期に燃料噴射弁からの燃料噴射を実行させる。【解決手段】内燃機関３１の燃料噴射弁３からの燃料噴射は、高圧燃料ポンプ４から吐出された高圧燃料の蓄えられるデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値以上であるときに適正に行われる。高圧燃料ポンプ４は、内燃機関３１のクランクシャフト３３の回転に伴って回転するカム６の回転に基づき駆動される。そして、内燃機関３１の始動開始時であって、その機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から上記燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間とすると、その昇圧期間の長さが高圧燃料ポンプ４の吐出能力を表すことになる。また、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定としては、昇圧期間の終了タイミングが燃料噴射タイミングと一致するように行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関始動開始後のクランクシャフトの回転時、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射を実行する内燃機関の燃料供給装置であって、前記クランクシャフトの回転に伴って回転するカムにより駆動されて吸入行程と圧送行程とを繰り返す高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプの圧送行程中に同ポンプから吐出される高圧燃料を蓄えて前記燃料噴射弁に供給するデリバリパイプとを備え、機関始動開始から前記デリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは前記燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止し、前記燃料圧力が前記目標値に達したことを条件に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する内燃機関の燃料供給装置において、
機関始動開始直後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点から前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間とし、その昇圧期間の終了タイミングが前記燃料噴射タイミングと一致するよう、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を設定した
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記高圧燃料ポンプは、機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までが前記昇圧期間となる吐出能力を有するものである
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
機関始動開始後のクランクシャフトの回転時、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射を実行する内燃機関の燃料供給装置であって、前記クランクシャフトの回転に伴って回転するカムにより駆動されて吸入行程と圧送行程とを繰り返す高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプの圧送行程中に同ポンプから吐出される高圧燃料を蓄えて前記燃料噴射弁に供給するデリバリパイプとを備え、機関始動開始から前記デリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは前記燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止し、前記燃料圧力が前記目標値に達したことを条件に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する内燃機関の燃料供給装置において、
前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を可変とすべく動作する位相可変機構と、
機関始動開始時に前記位相可変機構を動作させてその時点で前記高圧燃料ポンプを圧送行程とし且つ同圧送行程が長くなるよう前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を遅角させ、前記圧送行程の終了後には前記相対回転位相を前記遅角前の状態に戻すよう前記位相可変機構を動作させる制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記高圧燃料ポンプは、機関始動開始直後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点から前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間としたとき、前記最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までが前記昇圧期間となる吐出能力を有するものであり、
前記制御手段は、機関始動開始後の二回目の圧送行程で前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、その機関始動開始時における前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相の遅角を行うものである
請求項３記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相の遅角が前記位相可変機構の動作によって可能な遅角量を越えたものとなるときには、同遅角を行わないものである
請求項４記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記制御手段は、機関始動開始時点からの圧送行程が可能な限り長くなるよう、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を最遅角状態とする
請求項３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する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に直接燃料を噴射供給する筒内噴射式の内燃機関においては、高圧となる燃焼室内の圧力に抗して燃料噴射弁からの燃料噴射を可能とするために、その燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する燃料供給装置が設けられている。
【０００３】
こうした燃料供給装置は、燃料タンクからフィードポンプにより汲み上げられた燃料を昇圧して吐出する高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプから吐出された燃料を蓄えて燃料噴射弁に供給するデリバリパイプとを備えている。上記高圧燃料ポンプは、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴って回転するカムにより駆動されて吸入行程と圧送行程とを繰り返し、その圧送行程中にデリバリパイプに向けて高圧燃料を吐出するものである。そして、内燃機関の燃料噴射弁は、高圧燃料ポンプから吐出された高圧燃料の蓄えられるデリバリパイプからの燃料供給を受ける。高圧燃料の蓄えられたデリバイパイプ内の燃料圧力は、上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けて直接燃料を噴射供給することの可能な値である目標値（例えば６ＭＰａ程度）とされる。従って、デリバイパイプから燃料噴射弁に高圧燃料を供給することにより、その燃料噴射弁から燃焼室内への燃料の噴射供給が可能になる。
【０００４】
ところで、停止状態にある内燃機関の始動時であって、その始動開始直後のクランクシャフトの回転時には、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射が行われる。ただし、こうした始動前の機関停止中には高圧燃料ポンプも駆動停止されるため、デリバリパイプ内の燃料圧力が目標値よりも低下した状態となることは避けられない。このような状態で内燃機関が始動される場合、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴い高圧燃料ポンプが駆動されて同ポンプの駆動に基づきデリバリパイプ内の燃料圧力が目標値へと上昇するまでは、所定クランク角毎の燃料噴射タイミングを迎えたとしても、そのときに燃料噴射弁から燃焼室内への適正な燃料噴射を行うことは困難である。
【０００５】
このため、特許文献１に示されるように、機関始動開始からデリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止し、上記燃料圧力が目標値に達したことを条件に燃料噴射弁からの燃料噴射を許可することが提案されている。この場合、機関始動開始後、デリバリパイプ内の燃料圧力が目標値へと上昇する前においては、燃料噴射タイミングを迎えたとしても燃料噴射弁からの燃料噴射が行われることはない。従って、上記燃料圧力が目標値まで上昇しておらず燃焼室内への適正な燃料噴射を行えない状況のまま、燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射が実施されるということを回避できるようになる。
【特許文献１】特開２００３−３２８８１６公報（段落［０００２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されるように、機関始動開始からデリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまで燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止することにより、その燃料圧力が目標値未満であって燃焼室内への適正な燃料噴射を行えない状況のまま、燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射が実施されることを抑制できるようにはなる。ただし、内燃機関のクランクシャフトに対するカムの相対回転位相の設定の仕方、言い換えれば燃料噴射タイミングに対する高圧燃料ポンプの圧送行程の設定の仕方によっては、燃料圧力が目標値に達してから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がかかり、その分だけ機関始動のための燃料噴射開始が遅れるという不具合が発生する可能性がある。
【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、機関始動開始後の早期に燃料噴射弁からの燃料噴射を実行させることのできる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、機関始動開始後のクランクシャフトの回転時、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射を実行する内燃機関の燃料供給装置であって、前記クランクシャフトの回転に伴って回転するカムにより駆動されて吸入行程と圧送行程とを繰り返す高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプの圧送行程中に同ポンプから吐出される高圧燃料を蓄えて前記燃料噴射弁に供給するデリバリパイプとを備え、機関始動開始から前記デリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは前記燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止し、前記燃料圧力が前記目標値に達したことを条件に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する内燃機関の燃料供給装置において、機関始動開始直後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点から前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間とし、その昇圧期間の終了タイミングが前記燃料噴射タイミングと一致するよう、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を設定した。
【０００９】
上記構成によれば、機関始動開始時点で高圧燃料ポンプが圧送行程の途中にない状態からの内燃機関の始動に関して、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射を開始することができる。すなわち、上記内燃機関の始動では、始動開始後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点から上記必要なクランク角度分だけクランク角が変化した時点で、高圧燃料ポンプの駆動により上昇するデリバリパイプ内の燃料圧力が目標値に到達するとともに燃料噴射タイミングを迎えることになる。従って、上記燃料噴射タイミングを迎えると同時に、燃料噴射弁からの燃料噴射が許可されて機関始動開始後の一回目の燃料噴射が実行されるようになり、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射を開始することができるようになる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記高圧燃料ポンプは、機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までが前記昇圧期間となる吐出能力を有するものとした。
【００１１】
上記構成によれば、機関始動開始時点で高圧燃料ポンプが圧送行程の途中にない状態からの内燃機関の始動に際しては、始動開始後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点からデリバリパイプ内の燃料圧力が目標値に向けて上昇し始め、次回の圧送行程の途中（終了時点よりも前）までに上記必要なクランク角度分だけクランク角が変化することになる。そして、上記必要なクランク角度分だけクランク角が変化した時点（上記圧送行程の途中）で、デリバリパイプ内の燃料圧力が目標値に到達するとともに燃料噴射タイミングを迎えることになる。従って、上記燃料噴射タイミングを迎えると同時に、燃料噴射弁からの燃料噴射が許可されて機関始動開始後の一回目の燃料噴射が実行されるようになり、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射を開始することができるようになる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、機関始動開始後のクランクシャフトの回転時、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁からの燃料噴射を実行する内燃機関の燃料供給装置であって、前記クランクシャフトの回転に伴って回転するカムにより駆動されて吸入行程と圧送行程とを繰り返す高圧燃料ポンプと、その高圧燃料ポンプの圧送行程中に同ポンプから吐出される高圧燃料を蓄えて前記燃料噴射弁に供給するデリバリパイプとを備え、機関始動開始から前記デリバリパイプ内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは前記燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止し、前記燃料圧力が前記目標値に達したことを条件に前記燃料噴射弁からの燃料噴射を許可する内燃機関の燃料供給装置において、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を可変とすべく動作する位相可変機構と、機関始動開始時に前記位相可変機構を動作させてその時点で前記高圧燃料ポンプを圧送行程とし且つ同圧送行程が長くなるよう前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を遅角させ、前記圧送行程の終了後には前記相対回転位相を前記遅角前の状態に戻すよう前記位相可変機構を動作させる制御手段と、を備えた。
【００１３】
上記構成によれば、機関始動開始時に行われる位相可変機構の動作、すなわちクランクシャフトに対するカムの相対回転位相の遅角により、機関始動開始時点で高圧燃料ポンプを圧送行程とし且つ同圧送行程を長くすることが行われる。これにより、機関始動開始後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程が長くされ、その圧送行程でのデリバリパイプの燃料圧力の上昇幅が大きくされる。その後、同圧送行程の終了時点でクランクシャフトに対するカムの相対回転位相が上記遅角前の状態に戻され、その遅角による高圧燃料ポンプの次回以降の圧送行程の開始に遅れが生じることは回避される。以上により、上記遅角を行った分だけ機関始動開始後にデリバリパイプ内の燃料圧力が速やかに上昇することから、その燃料圧力が目標値まで上昇して燃料噴射弁からの燃料噴射が許可されるタイミングが早くなる。このため、機関始動開始後に燃料噴射が許可されてから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がある場合であれ、上記燃料噴射の許可と同時に燃料噴射タイミングを迎える場合であれ、機関始動開始後の早期に燃料噴射を開始することができるようになる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記高圧燃料ポンプは、機関始動開始直後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程の開始時点から前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間としたとき、前記最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までが前記昇圧期間となる吐出能力を有するものであり、前記制御手段は、機関始動開始後の二回目の圧送行程で前記燃料圧力を前記目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、その機関始動開始時における前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相の遅角を行うことを要旨とした。
【００１５】
上記構成によれば、機関始動開始時、その時点で高圧燃料ポンプを圧送行程とし且つ同圧送行程を長くすべく、クランクシャフトに対するカムの相対回転位相が遅角される。このときの遅角に関しては、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ内の燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、上記遅角が行われることとなる。従って、機関始動開始時点でのクランクシャフトに対するカムの相対回転位相の遅角を、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ内の燃料圧力を目標値へと上昇させるうえで必要最小限とし、無駄に大きく遅角させることを回避できるようになる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記制御手段は、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相の遅角が前記位相可変機構の動作によって可能な遅角量を越えたものとなるときには、同遅角を行わないものとした。
【００１７】
機関始動開始時、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ内の燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、クランクシャフトに対するカムの相対回転位相を遅角させようとすると、その遅角が位相可変機構の動作によって可能な遅角量を越えたものとなる場合がある。この場合、クランクシャフトに対するカムの相対回転位相を最遅角状態としても、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ内の燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程を行うことができない。上記構成にれよれば、このような場合には上記クランクシャフトに対するカムの相対回転位相の遅角が行われないため、その遅角が無駄に行われることを回避できる。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、機関始動開始時点からの圧送行程が可能な限り長くなるよう、前記クランクシャフトに対する前記カムの相対回転位相を最遅角状態とすることを要旨とした。
【００１９】
上記構成によれば、機関始動開始時、クランクシャフトに対するカムの相対回転位相が最遅角状態とされ、機関始動開始時点からの高圧燃料ポンプの圧送行程を可能な限り長くすることが行われる。このため、機関始動開始後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程でのデリバリパイプ内の燃料圧力の上昇幅が可能な限り大きくされ、機関始動開始後の上記燃料圧力が目標値まで上昇して燃料噴射弁からの燃料噴射が許可されるタイミングが可能な限り早くされることから、指始動開始後の早期に燃料噴射を開始することができるようになる。また、上述したように機関始動開始後における高圧燃料ポンプの最初の圧送行程でのデリバリパイプ内の燃料圧力の上昇幅が可能な限り大きくされるため、機関始動開始後の早期に上記燃料圧力を目標値まで上昇させることの信頼性が増すようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明を自動車に搭載されるＶ型６気筒の筒内噴射式内燃機関に適用した第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２１】
図１に示される内燃機関３１においては、六つの気筒＃１〜＃６のそれぞれに燃焼室３２に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁３が設けられており、その燃料を燃焼室３２内で燃焼させたときの燃焼エネルギにより同機関３１の出力軸であるクランクシャフト３３が回転する。
【００２２】
こうした筒内噴射式の内燃機関３１では、高圧となる燃焼室３２内の圧力に抗して燃料噴射弁３からの燃料噴射を可能とするために、その燃料噴射弁３に高圧の燃料を供給する燃料供給装置が設けられている。同装置には、燃料タンク１からフィードポンプ２により汲み上げられた燃料を昇圧して吐出する高圧燃料ポンプ４と、その高圧燃料ポンプ４から吐出された燃料を蓄えて燃料噴射弁３に供給するデリバリパイプ１３とが設けられている。
【００２３】
上記高圧燃料ポンプ４は、内燃機関３１のクランクシャフト３３の回転に伴って回転する排気カムシャフト５に取り付けられたカム６の回転及びコイルスプリング７の付勢力に基づき、シリンダ９内で往復移動するプランジャ８を備えている。プランジャ８を往復移動させるための上記カム６が取り付けられた排気カムシャフト５に対しては、内燃機関３１のクランクシャフト３３の２回転につき１回転するよう、同クランクシャフト３３からの回転伝達が行われる。また、上記カム６には排気カムシャフト５の回転方向に等間隔をおいて三つのカム山が形成されている。
【００２４】
高圧燃料ポンプ４には、プランジャ８及びシリンダ９により区画されて同プランジャ８の往復移動に伴い容積の変化する加圧室１０が形成されている。そして、上記カム６の回転に伴い、プランジャ８が加圧室１０を拡大する方向に移動する吸入行程と、同プランジャ８が加圧室１０を縮小する方向に移動する圧送行程とが、交互に繰り返される。上記吸入行程はフィードポンプ２からの燃料が吸入通路１１を介して加圧室１０に吸入される行程であり、上記圧送行程は加圧室１０内の燃料が加圧されて吐出通路１２に吐出される行程である。この圧送行程で高圧燃料ポンプ４から吐出された高圧燃料は、吐出通路１２及びその途中に設けられたチェック弁１６を介して上記デリバリパイプ１３に供給される。なお、こうした圧送行程及び吸入行程に関しては、上記カム６に三つのカム山が形成されていることから、排気カムシャフト５の１回転につき、言い換えれば内燃機関３１のクランクシャフト３３の７２０°の回転（２回転）につき、それぞれ３回行われることとなる。
【００２５】
高圧燃料ポンプ４には、吸入通路１１と加圧室１０との間を連通・遮断すべく開閉動作する電磁スピル弁１４が設けられている。この電磁スピル弁１４は、電磁ソレノイド１５を備え、同ソレノイド１５への電圧印加を制御することにより開閉動作するものである。即ち、電磁ソレノイド１５に対する通電が停止された状態にあっては、電磁スピル弁１４がコイルスプリング１７の付勢力によって開き、吸入通路１１と加圧室１０とが連通した状態になる。また、電磁ソレノイド１５に対する通電が行われると、電磁スピル弁１４がコイルスプリング１７の付勢力に抗して閉弁され、吸入通路１１と加圧室１０とが遮断された状態になる。
【００２６】
そして、高圧燃料ポンプ４において、吸入行程では電磁スピル弁１４が開弁され、これにより吸入通路１１から加圧室１０内への燃料の流入が許可される。また、圧送行程においては、電磁スピル弁１４が所定の期間だけ閉弁されることになり、同スピル弁１４の開弁中は加圧室１０内の燃料が吸入通路１１に溢流し、同スピル弁１４の閉弁中は上記溢流が禁止される。このように燃料の溢流が禁止されているとき、加圧室１０内の燃料が加圧された状態で吐出通路１２に吐出される。従って、圧送行程での電磁スピル弁１４の閉弁時間を制御し、加圧室１０から吸入通路１１に溢流される燃料の量を調節することで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量を調節することができる。
【００２７】
こうした高圧燃料ポンプ４を含む燃料供給装置の駆動制御は、自動車に搭載された各種機器の制御を行う電子制御装置１８により実施される。電子制御装置１８は、上記制御に係る各種演算を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成されている。
【００２８】
電子制御装置１８の入力ポートには、以下に示されるセンサを含む各種センサが接続されている。
・デリバリパイプ１３内の燃料圧力（燃料噴射弁３に供給される燃料の圧力）を検出する燃圧センサ１９。
【００２９】
・内燃機関３１のクランクシャフト３３の回転に対応したパルス状の信号を出力し、機関回転速度の検出等に用いられるクランクポジションセンサ２０。
・内燃機関３１の排気カムシャフト５の回転に対応して、同シャフト５の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ２１。
【００３０】
・自動車の運転者により「オフ」、［アクセサリ］、「オン」、及び「スタート」といった四つの切換位置のいずれかに切り換え操作され、現在の切換位置に対応した信号を出力するイグニッションスイッチ２２。
【００３１】
電子制御装置１８の出力ポートには、燃料噴射弁３や電磁スピル弁１４といった各種機器の駆動回路が接続されている。
電子制御装置１８は、上記各種センサからの検出信号により把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種機器の駆動回路に指令信号を出力し、それら機器の制御を実行する。こうして内燃機関３１における燃料噴射弁３の燃料噴射制御、及び、デリバリパイプ１３の燃料圧力制御といった各種制御が電子制御装置１８により実施される。
【００３２】
ここで、デリバリパイプ１３内の燃料圧力制御は、高圧燃料ポンプ４を駆動する際の駆動指令値であるポンプデューティＤＴに基づき高圧燃料ポンプ４の圧送行程中における電磁スピル弁１４の閉弁時間を制御し、高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出量を調整することによって実現される。
【００３３】
図２は、上記ポンプデューティＤＴについて説明するためのタイミングチャートであり、カム６のカム角の変化に対するプランジャ８のリフト量の変化を示している。同図において、「θ0 」は高圧燃料ポンプ４の圧送行程全体に対応するカム６のカム角度（最大カム角度）を表し、「θ」は上記圧送行程中における電磁スピル弁１４の閉弁時間の目標値に対応するカム６のカム角度（目標カム角度）を表している。上記ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ0 に対する目標カム角度θの割合を示すものであり、０〜１００％という範囲内で可変とされる値である。
【００３４】
このポンプデューティＤＴが「０％」に近づくほど、同ポンプデューティＤＴに基づいて制御される電磁スピル弁１４の圧送行程中における閉弁時間が短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出量が少なくなり、デリバリパイプ１３の燃料圧力が低下する。逆に、ポンプデューティＤＴが「１００％に近づくほど、同ポンプデューティＤＴに基づいて制御される電磁スピル弁１４の圧送行程中における閉弁時間が短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出量が多くなり、デリバリパイプ１３の燃料圧力が上昇する。
【００３５】
そして、ポンプデューティＤＴに関しては、デリバリパイプ１３の燃料圧力が目標値となるよう０％〜１００％の間で可変設定される。なお、上記目標値としては、燃料噴射弁３から燃焼室３２内に向けて直接燃料を噴射供給することの可能な値（例えば６ＭＰａ程度）以上の値に設定される。従って、ポンプデューティＤＴに基づき高圧燃料ポンプ４の圧送行程中における電磁スピル弁１４の閉弁時間を制御し、高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値に制御されて燃料噴射弁３から燃焼室３２内に向けて直接燃料を噴射供給することが可能になる。
【００３６】
ところで、内燃機関３１の停止中であって高圧燃料ポンプ４の駆動が停止されているときには、デリバリパイプ１３への高圧燃料の供給が行われないことから、吐出通路１２の途中に設けられたチェック弁１６におけるデリバリパイプ１３側から加圧室１０側への燃料漏れ等に起因して、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が落ち込むことは避けられない。従って、内燃機関３１の停止中には、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値未満の値（以下、停止時圧力という）に低下することとなる。このような状態で内燃機関３１が始動される場合、内燃機関３１のクランクシャフト３３の回転に伴い高圧燃料ポンプ４が駆動されて同ポンプ４の駆動に基づきデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値へと上昇するまでは、燃料噴射弁３から燃焼室３２内への適正な燃料噴射を行うことが困難になる。
【００３７】
ちなみに、内燃機関３１の始動開始直後におけるクランクシャフト３３の回転時には、所定クランク角毎に設定された燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁３からの燃料噴射が行われることとなる。従って、機関始動開始後に上記燃料噴射タイミングを迎えて燃料噴射弁３からの燃料噴射が行われたとしても、そのときにデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値に達していなければ、上記燃料噴射弁３からの適正な燃料噴射を行うことはできない。なお、機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値に達するまでの間は、燃料圧力の目標値への到達を可能な限り早期に実現すべく、ポンプデューティＤＴが「１００％」に設定され、圧送行程（図２参照）全体で高圧燃料ポンプ４からの高圧燃料の吐出が行われる。しかし、このように高圧燃料ポンプ４の全能力を用いて燃料圧力を上昇させたとしても、同燃料圧力が機関始動後の最初の燃料噴射タイミングまでに目標値に到達するとは限らない。
【００３８】
このため、機関始動開始からデリバリパイプ１３内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでは、燃料噴射弁３からの燃料噴射を禁止し、上記燃料圧力が目標値に達したことを条件に燃料噴射弁３からの燃料噴射を許可することが行われる。この場合、機関始動開始後、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値へと上昇する前においては、燃料噴射タイミングを迎えたとしても燃料噴射弁３からの燃料噴射が行われることはない。従って、上記燃料圧力が目標値まで上昇しておらず燃焼室３２内への適正な燃料噴射を行えない状況のまま、燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁３からの燃料噴射が実施されるということを回避できるようになる。ただし、内燃機関３１のクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定の仕方、言い換えれば燃料噴射タイミングに対する高圧燃料ポンプ４の圧送行程の設定の仕方によっては、上記燃料圧力が目標値に達してから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がかかり、その分だけ機関始動のための燃料噴射開始が遅れるという不具合が発生する。
【００３９】
次に、本実施形態におけるクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定、言い換えれば燃料噴射タイミングに対する高圧燃料ポンプ４の圧送行程の設定について、図３〜図５を参照して説明する。
【００４０】
これらの図において、横軸は内燃機関３１の１サイクル分におけるクランク角の変化（０〜７２０°ＣＡ）を示しており、その横軸における＃１〜＃６はそれぞれ機関始動開始直後での各気筒における燃料噴射タイミングを示している。従って、この実施形態の内燃機関３１における上記燃料噴射タイミングは、５１０°ＣＡ（＃１）、６３０°ＣＡ（＃２）、３０°ＣＡ（＃３）、１５０°ＣＡ（＃４）、２７０°ＣＡ（＃５）、３９０°ＣＡ（＃６）となっている。また、これらの図から分かるように、高圧燃料ポンプ４のカム６のカム山の外形に関しては、高圧燃料ポンプ４の一回の圧送行程がクランクシャフト３３の９０°回転分で生じ、且つ高圧燃料ポンプ４の一回の吸入行程がクランクシャフト３３の１５０°回転分で生じるように形成されている。
【００４１】
図３は、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定として従来設定を採用した場合の例を示したものである。同図から分かるように、この例でのクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相に関しては、５１０〜６００°ＣＡ、３０〜１２０°ＣＡ、及び２７０〜３６０°ＣＡで高圧燃料ポンプ４が圧送行程となるように設定されている。
【００４２】
ここで、内燃機関３１の始動開始時点からデリバリパイプ１３内の燃料圧力が上昇して目標値に達するまでの間は、ポンプデューティＤＴが「１００％」に設定されて圧送行程全体で高圧燃料ポンプ４からの高圧燃料の吐出が行われる。上記燃料圧力が停止時圧力である状態からの内燃機関３１の始動開始であって、その機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から上記燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間を昇圧期間とすると、その昇圧期間の長さが高圧燃料ポンプ４の吐出能力を表すことになる。この実施形態の高圧燃料ポンプ４に関しては、例えば、上記昇圧期間が圧送行程の（１＋２／３）回分の長さ、言い換えれば最初の圧送行程の開始時点（例えば５１０°ＣＡ）からクランクシャフト３３が３００°回転した時点（９０°ＣＡ）までの長さ、となる吐出能力を有している。このことは、上記昇圧期間が最初の圧送行程の開始時点（５１０°ＣＡ）から次回の圧送行程の開始後（３０°ＣＡ）であって同圧送行程の終了（１２０°ＣＡ）よりも前の時点（９０°ＣＡ）までとなる吐出能力を上記高圧燃料ポンプ４が有していることを意味する。
【００４３】
ただし、高圧燃料ポンプ４の圧送行程が図３（ｂ）に示される状態となるよう、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が設定される場合、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値に達してから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がかかり、その分だけ機関始動のための燃料噴射開始が遅れるという不具合が生じる。以下、こうした不具合について詳しく説明する。
【００４４】
図３における実線の各矢印は、図中（ア）〜（ク）のそれぞれのタイミング、すなわち５１０、５４０、５７０、６００、６３０、６６０、６９０、７２０°ＣＡで内燃機関３１の始動が開始された状況にあって、その機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値に上昇するまでに要する期間を表している。また、破線の各矢印は、（ア）〜（ク）のそれぞれのタイミングで内燃機関３１の始動が開始された状況にあって、上記燃料圧力の目標値への到達時点から最初の燃料噴射タイミングを迎えるまでの期間を表している。ちなみに、上記（ク）のタイミング以降の３０°毎のタイミングでそれぞれ機関始動開始した場合には、機関始動開始のタイミングが３０°遅れる毎に、上述した期間の長さとして（ア）〜（ク）の場合と同じ長さが順に繰り返されることになる。このため、以下では（ア）〜（ク）のタイミングで内燃機関３１が始動開始された場合について説明する。
【００４５】
なお、内燃機関３１の始動開始時、そのタイミングが上記（ア）〜（ク）のいずれのタイミングであるかは、クランクカウンタのカウント値に基づいて判断することが可能である。このクランクカウンタに関しては、内燃機関３１の運転中にクランクポジションセンサ２０からの信号に基づいてクランクシャフト３３の３０°回転毎にカウント値が初期値「１」から「２４」まで「１」ずつインクリメントされ、同カウント値が「２４」とされた次には「１」とされるものである。このクランクカウンタのカウント値は、機関運転中にはクランク角の検出に用いられ、内燃機関３１の停止完了時には電子制御装置１８の不揮発性のＲＡＭに記憶される。そして、同機関３１の次回の始動開始時には上記不揮発性のＲＡＭに記憶されたカウント値が読み出され、そのカウント値を始点として以後のクランクカウンタのカウント値のインクリメントが行われる。従って、内燃機関３１の始動開始時に上記不揮発性のＲＡＭから読み出されるカウント値に基づき、そのときのタイミングが上記（ア）〜（ク）のいずれのタイミングであるかを判断することができる。
【００４６】
内燃機関３１の始動が圧送行程の開始時点（図中の（ア）のタイミング）で開始された場合、その時点からクランクシャフト３３が３００°分だけ回転した時点（９０°ＣＡ）で、図３（ａ）に示されるようにデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値まで上昇することとなる。そして、上記燃料圧力が目標値まで上昇すると、燃料噴射弁３の燃料噴射の禁止が解除され、同燃料噴射の実行が許可される。なお、上記燃料圧力が目標値まで上昇した旨の判断については、燃圧センサ１９による上記燃料圧力の実測値が目標値に達したことに基づいて行うことや、クランクカウンタのカウント値が機関始動開始時点からクランクシャフト３３の３００°回転分だけ変化したことに基づいて行うことが可能である。上述したように９０°ＣＡで燃料圧力が目標値に達し、燃料噴射弁３からの燃料噴射が許可されたとしても、その時点から燃料噴射タイミング（１５０°ＣＡ）を迎えるまでの間は燃料噴射弁３からの燃料噴射を行うことはできず、その分だけ機関始動開始後における最初の燃料噴射が遅れることは避けられない。
【００４７】
また、内燃機関３１の始動が図中（イ）〜（ク）のタイミングで開始された場合、それぞれ１２０、３００、３３０、３３０、３３０、３３０、３３０°ＣＡで燃料圧力が目標値に達し、燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可される。（イ）のタイミングでの機関始動開始では、１２０°ＣＡで燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されるものの、図中の「＃４」で示される燃料噴射タイミング（１５０°ＣＡ）を迎えるまでは、機関始動開始後の最初の燃料噴射を実行することはできない。（ウ）のタイミングでの機関始動開始では、３００°ＣＡで燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されるものの、図中の「＃６」で示される燃料噴射タイミング（３９０°ＣＡ）を迎えるまでは、機関始動開始後の最初の燃料噴射を実行することはできない。（エ）〜（ク）の各タイミングでの機関始動開始では、３３０°ＣＡで燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されるものの、図中の「＃６」で示される燃料噴射タイミング（３９０°ＣＡ）を迎えるまでは、機関始動開始後の最初の燃料噴射を実行することはできない。
【００４８】
以上のように、図３の例では、内燃機関３１の始動が（ア）〜（ク）のいずれのタイミングで開始されたとしても、燃料圧力が目標値に達して燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されてから機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに時間がかかるようになり、その分だけ上記最初の燃料噴射が遅れることは避けられない。これは、上記昇圧期間が圧送行程１回分よりも長く且つ２回未満の長さ、例えば（１＋２／３）回分の長さとなる吐出能力を有する高圧燃料ポンプ４を採用した場合において、高圧燃料ポンプ４の圧送行程が図３（ｂ）に示される状態となるようクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を設定したことが原因である。ちなみに、図３の例では、内燃機関３１の始動が（ア）〜（ク）の各タイミングで行われたとき、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分は、それぞれ３６０、３３０、５４０、５１０、４８０、４５０、４２０、３９０°となる。従って、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分の最大値は「５４０°」ということになる。
【００４９】
図４は、燃料噴射タイミングで燃料圧力が可能な限り高くなるようにすることを目的として、圧送行程の終了時点が燃料噴射タイミングと一致するようクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を設定した場合の例を示すものである。同図から分かるように、この例でのクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相に関しては、５４０〜６３０°ＣＡ、６０〜１５０°ＣＡ、及び３００〜３９０°ＣＡで高圧燃料ポンプ４が圧送行程となるように設定されている。なお、図中において、実線の各矢印は（ア）〜（ク）の各タイミングで内燃機関３１の始動が開始された状況であって、その機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値に上昇するまでに要する期間を表し、破線の各矢印は上記燃料圧力の目標値への到達時点から最初の燃料噴射タイミングを迎えるまでの期間を表している。
【００５０】
内燃機関３１の始動が図中（ア）〜（ク）の各タイミングで開始されると、それぞれ１２０、１２０、１５０、３３０、３６０、３６０、３６０、３６０°ＣＡで燃料圧力が目標値に達し、燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可される。なお、図４（ａ）は、（ア）及び（イ）の各タイミングで内燃機関３１が始動開始された場合の燃料圧力の推移を示している。
【００５１】
ここで、（ウ）のタイミングでの機関始動開始では、燃料噴射タイミング（＃４）である１５０°ＣＡで燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可され、その許可と同時に機関始動開始後の最初の燃料噴射が実行されるため、その最初の燃料噴射が上述したように遅れることはない。ただし、（ウ）以外のタイミングでの機関始動開始では、燃料圧力が目標値に到達してから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がかかり、その分だけ機関始動開始後における最初の燃料噴射が遅れることとなる。ちなみに、図４の例では、内燃機関３１の始動が（ア）〜（ク）の各タイミングで行われたとき、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分は、それぞれ３６０、３３０、３００、５１０、４８０、４５０、４２０、３９０°となる。従って、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分の最大値は「５１０°」ということになる。
【００５２】
図５は、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定として、本実施形態の設定を採用した場合の例を示したものである。同図から分かるように、本実施形態では、上述した昇圧期間の終了タイミングが燃料噴射タイミングと一致するよう、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が設定されている。
【００５３】
なお、この実施形態では上記昇圧期間が圧送行程の（１＋２／３）回分の長さ、言い換えれば図５の例での最初の圧送行程の開始時点（５７０°ＣＡ）からクランクシャフト３３が３００°回転した時点（１５０°ＣＡ）までの長さとなっている。従って、図５の例での高圧燃料ポンプ４の圧送行程は、５７０〜６６０°ＣＡ、９０〜１８０°ＣＡ、及び３３０〜４２０°ＣＡとなる。また、図中において、実線の各矢印は（ア）〜（ク）の各タイミングで内燃機関３１の始動が開始された状況であって、その機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値に上昇するまでに要する期間を表し、破線の各矢印は上記燃料圧力の目標値への到達時点から最初の燃料噴射タイミングを迎えるまでの期間を表している。
【００５４】
内燃機関３１の始動が図中（ア）〜（ク）の各タイミングで開始されると、それぞれ１５０、１５０、１５０、１８０、３６０、３９０、３９０、３９０°ＣＡで燃料圧力が目標値に達し、燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可される。なお、図５（ａ）は、（ア）〜（ウ）の各タイミングで内燃機関３１が始動開始された場合の燃料圧力の推移を示している。
【００５５】
ここで、（ア）〜（ウ）の各タイミングでの機関始動開始では、始動開始後における最初の圧送行程の開始時点（５７０°ＣＡ）から３００°分だけクランク角が変化した時点（１５０°ＣＡ）で、燃料圧力が目標値に到達するとともに燃料噴射タイミング（＃４）を迎えることになる。このため、上記燃料噴射タイミングである１５０°ＣＡになると同時に、燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されて機関始動開始後の最初の燃料噴射が実行され、その最初の燃料噴射が上述したように遅れることはなくなる。なお、始動開始後における最初の圧送行程の開始時点からのクランク角の変化分である上記「３００°」という値は、上述した昇圧期間の開始から終了までに必要なクランク角度分、すなわち上記最初の圧送行程の開始時点から停止時圧力となっている燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分を表している。
【００５６】
また、（カ）〜（ク）の各タイミングでの機関始動開始でも、始動開始後における最初の圧送行程の開始時点（９０°ＣＡ）から３００°分だけクランク角が変化した時点（３９０°ＣＡ）で、燃料圧力が目標値に到達するとともに燃料噴射タイミング（＃６）を迎えることになる。このため、上記燃料噴射タイミングである３９０°ＣＡになると同時に、燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可されて機関始動開始後の最初の燃料噴射が実行され、その最初の燃料噴射が上述したように遅れることはなくなる。なお、ここでも、始動開始後における最初の圧送行程の開始時点からのクランク角の変化分である上記「３００°」という値は、上述した昇圧期間の開始から終了までに必要なクランク角度分、すなわち上記最初の圧送行程の開始時点から停止時圧力となっている燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分を表している。
【００５７】
従って、図中（ア）〜（ウ）及び（カ）〜（ク）の各タイミングでの内燃機関３１の始動、言い換えれば機関始動開始時点で高圧燃料ポンプ４が圧送行程の途中にない状態からの内燃機関３１の始動において、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射が開始されるようになる。ちなみに、図５の例では、内燃機関３１の始動が（ア）〜（ク）の各タイミングで行われたとき、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分は、それぞれ３６０、３３０、３００、３９０、４８０、４５０、４２０、３９０°となる。従って、機関始動開始時点から機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われるまでに必要なクランクシャフト３３の回転角度分の最大値は「４８０°」ということになる。このように上記回転角度分の最大値が「４８０°」に抑えられるという点からも、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射が開始されると言える。
【００５８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の設定として、上述した昇圧期間の終了タイミングが燃料噴射タイミングと一致するように上記相対回転位相の設定が行われている。なお、上記昇圧期間とは、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力である状態からの内燃機関３１の始動開始であって、その機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から上記燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間のことである。
【００５９】
ここで、高圧燃料ポンプ４に関しては、上記昇圧期間が機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までとなる吐出能力を有している。この高圧燃料ポンプ４の吐出能力について、より具体的に言えば、上記昇圧期間が圧送行程の（１＋２／３）回分の長さ、となる吐出能力ということになる。このことから上記必要なクランク角度分は本実施形態では３００°となる。
【００６０】
従って、機関始動開始時点で高圧燃料ポンプ４が圧送行程の途中にない状態からの内燃機関３１の始動、すなわち図５の（ア）〜（ウ）、（カ）〜（キ）の各タイミングでの機関始動に際しては、その始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が次のように上昇する。すなわち、機関始動開始後における高圧燃料ポンプ４の最初の圧送行程の開始時点からデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値に向けて上昇し始め、次回の圧送行程の途中（同圧送行程の２／３の時点）で、上記必要なクランク角度分（３００°）だけクランク角が変化することになる。そして、上記必要なクランク角度分だけクランク角が変化した時点で、燃料圧力が目標値に到達するとともに燃料噴射タイミングを迎えることになる。従って、上記燃料噴射タイミングを迎えると同時に、燃料噴射弁３からの燃料噴射が許可されて機関始動開始後の一回目の燃料噴射が実行されるようになり、機関始動開始後に可能な限り早いタイミングで燃料噴射を開始することができるようになる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図６〜図８に従って説明する。
この実施形態は、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を可変とし、機関始動開始時にその時点で高圧燃料ポンプ４を圧送行程とし且つ同圧送行程が長くなるよう上記相対回転位相を遅角させ、その圧送行程の終了後には上記相対回転位相を遅角前の状態に戻すようにしたものである。
【００６２】
この場合、上記相対回転位相の遅角により機関始動開始後の最初の圧送行程でのデリバリパイプ１３の燃料圧力の上昇幅が大きくされる。また、最初の圧送行程の終了後に上記遅角が行われなくなるため、その遅角によって次回以降の圧送行程の開始に遅れが生じることは回避される。以上により、機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標値まで速やかに上昇することとなる。なお、本実施形態においては、上記燃料圧力が目標値まで上昇した旨の判断は、燃圧センサ１９による上記燃料圧力の実測値が目標値に達したことに基づいて行われる。
【００６３】
そして、上述したように機関始動開始後に燃料圧力が目標値まで速やかに上昇することにより、機関始動開始後に燃料噴射弁３からの燃料噴射が許可されるタイミングが早くなる。このため、機関始動開始後に燃料噴射が許可されてから燃料噴射タイミングを迎えるまでに時間がある場合であれ、上記燃料噴射の許可と同時に燃料噴射タイミングを迎える場合であれ、機関始動開始後の早期に燃料噴射を開始することができるようになる。
【００６４】
図６に示されるように、この実施形態の内燃機関３１は、排気バルブの開閉タイミングを可変とするために、クランクシャフト３３に対する排気カムシャフト５の相対回転位相を可変とする電動式のバルブタイミング可変機構３４を備えている。このバルブタイミング可変機構３４は、電子制御装置１８によって駆動制御され、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を可変とすべく動作する位相可変機構として機能する。バルブタイミング可変機構３４においては、同機構３４の動作によるクランクシャフト３３に対する排気カムシャフト５（カム６）の相対回転位相の変化幅が同機構３４の構造上の制約から例えばクランク角６０°分となっている。また、バルブタイミング可変機構３４は、機関停止過程で同機関の動作停止に伴い排気バルブ側からの反力を受けてクランクシャフト３３に対する排気カムシャフト５（カム６）の相対回転位相を最進角とする状態になる。このため、内燃機関３１の始動開始時点では、クランクシャフト３３に対する排気カムシャフト５（カム６）の相対回転位相は最進角状態となる。
【００６５】
次に、内燃機関３１の始動開始に伴うバルブタイミング可変機構３４の駆動、すなわちクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角について、図７を参照して詳しく説明する。
【００６６】
バルブタイミング可変機構３４によりクランクシャフト３３に対する排気カムシャフト５（カム６）の相対回転位相が最進角状態とされているときには、高圧燃料ポンプ４の圧送行程がクランク角の変化に対し例えば図７（ｂ）に示されるように生じる。すなわち、そのような状態となるようカム６の排気カムシャフト５に対する回転方向についての位置決めがなされている。なお、図７（ｂ）に示される高圧燃料ポンプ４の圧送行程と吸入行程との繰り返し態様は、第１実施形態の図３（ｂ）に示される高圧燃料ポンプ４の圧送行程と吸入行程との繰り返し態様と同じになっている。
【００６７】
また、高圧燃料ポンプ４は第１実施形態のものと同じ吐出能力を有するものとなっている。従って、上記高圧燃料ポンプ４に関しては、昇圧期間が機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から次回の圧送行程の開始後であって同圧送行程の終了よりも前の時点までとなる吐出能力を有している。なお、上記昇圧期間とは、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力である状態からの内燃機関３１の始動開始であって、その機関始動開始後の最初の圧送行程の開始時点から上記燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要なクランク角度分だけクランク角が変化する時点までの期間のことである。従って、この実施形態の高圧燃料ポンプ４の吐出能力について、より具体的に言えば、上記昇圧期間が圧送行程の（１＋２／３）回分の長さ、言い換えれば最初の圧送行程の開始時点からクランクシャフト３３が３００°回転した時点までの長さ、となる吐出能力ということになる。
【００６８】
こうした高圧燃料ポンプ４の吐出能力を鑑み、本実施形態では、始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、その機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が遅角される。ただし、その遅角がバルブタイミング可変機構３４の動作によって可能な遅角量（この例ではクランク角６０°分）を越えたものとなるときには、同遅角が行われないようにされる。
【００６９】
図７における実線の各矢印は、図中（ア）〜（ク）のそれぞれのタイミング、すなわち５１０、５４０、５７０、６００、６３０、６６０、６９０、７２０°ＣＡで内燃機関３１の始動が開始された状況にあって、その機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値に上昇するまでに要する期間を表している。また、破線の各矢印は、（ア）〜（ク）のそれぞれのタイミングで内燃機関３１の始動が開始された状況にあって、上記燃料圧力の目標値への到達時点から最初の燃料噴射タイミングを迎えるまでの期間を表している。ちなみに、上記（ク）のタイミング以降の３０°毎のタイミングでそれぞれ機関始動開始した場合には、機関始動開始のタイミングが３０°遅れる毎に、上述した期間の長さとして（ア）〜（ク）の場合と同じ長さが順に繰り返されることになる。このため、以下では（ア）〜（ク）のタイミングで内燃機関３１が始動開始された場合について説明する。
【００７０】
図中（ア）及び（イ）のタイミングでの内燃機関３１の始動開始では、その始動開始時点から図７（ｂ）に示されるように圧送行程となり、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力から目標値まで上昇する。なお、図７（ａ）は、（ア）のタイミングで内燃機関３１が始動開始された場合の燃料圧力の推移を示している。これらの場合には、機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角を行わずとも、機関始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力が目標値に到達するため、上記相対回転位相の遅角は行われない。
【００７１】
図中の（ウ）のタイミングでの機関始動開始では、その始動開始時点でクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角３０°分だけ遅角され、それによって最初の圧送行程が二点鎖線Ｌ１で示される状態に移行する。そして、上記最初の圧送行程の終了時点では、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が上記遅角前の状態に戻される。この場合、上記相対回転位相のクランク角３０°分の遅角により、機関始動開始時からの最初の圧送行程が、始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値に到達させるために必要な分だけ長くされることになる。
【００７２】
上述したように機関始動開始後の最初の圧送行程を変化させることにより、その圧送行程での燃料圧力の上昇幅が大きくなり、機関始動開始後の二回目の圧送行程の終了時点（１２０°ＣＡ）で燃料圧力が目標値に達して燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可される。そして、上記のように燃料噴射の実行が許可された後の燃料噴射タイミング（＃４）にて、機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われる。この場合、機関始動開始時点から最初の燃料噴射が行われるまでにクランクシャフト３３が３００°回転することになり、上述した最初の圧送行程の変化が行われない場合には上記クランクシャフト３３の回転として５４０°の回転を要することから（図３参照）、機関始動開始後の最初の燃料噴射がより早期に行われるようになる。
【００７３】
図７の（エ）のタイミングでの機関始動開始では、その始動開始時点でクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角６０°分だけ遅角され、それによって最初の圧送行程が二点鎖線Ｌ２で示される状態に移行する。そして、上記最初の圧送行程の終了時点では、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が上記遅角前の状態に戻される。この場合、上記相対回転位相のクランク角６０°分の遅角により、機関始動開始時からの最初の圧送行程が、始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値に到達させるために必要な分だけ長くされることになる。
【００７４】
上述したように機関始動開始後の最初の圧送行程を変化させることにより、その圧送行程での燃料圧力の上昇幅が大きくなり、機関始動開始後の二回目の圧送行程の終了時点（１２０°ＣＡ）で燃料圧力が目標値に達して燃料噴射弁３からの燃料噴射の実行が許可される。そして、上記のように燃料噴射の実行が許可された後の燃料噴射タイミング（＃４）にて、機関始動開始後の最初の燃料噴射が行われる。この場合、機関始動開始時点から最初の燃料噴射が行われるまでにクランクシャフト３３が２７０°回転することになり、上述した最初の圧送行程の変化を行わない場合には上記クランクシャフト３３の回転として５１０°の回転を要することから（図３参照）、機関始動開始後の最初の燃料噴射がより早期に行われるようになる。
【００７５】
図７の（オ）のタイミングでの内燃機関３１の始動開始では、その始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最大限（クランク角６０°分）遅角させれば同始動開始時点を圧送行程とすることはできるものの、同圧送行程の長さが短すぎて機関始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値に到達させることができない。従って、この場合での機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角は行われない。また、（カ）〜（ク）のタイミングでの内燃機関３１の始動開始では、その始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最大限（クランク角６０°分）遅角させたとしても、同始動開始時点を圧送行程とすることはできない。従って、この場合も機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角は行われない。
【００７６】
次に、機関始動時におけるバルブタイミング可変機構３４の制御について、始動時バルブタイミング可変機構制御ルーチンを示す図８のフローチャートを参照して説明する。この始動時バルブタイミング可変機構制御ルーチンは、電子制御装置１８を通じて、例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【００７７】
同ルーチンにおいては、電子制御装置１８の通電中であることを条件に（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、機関始動開始の際のクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角の有無を判断するための遅角フラグＦが「０（非実行）」であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。ここで肯定判定であって上記遅角が実行されていない旨判断されると、同遅角の実行条件である昇圧条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ１０３）。こうした昇圧条件としては、例えば、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が停止時圧力となっているなど目標値未満の値となっており、且つイグニッションスイッチ２２が「オフ」から「オン」へと切り換えられた直後である、といった条件が採用される。従って、昇圧条件が成立するということは、上記燃料圧力が目標値未満である状態からの内燃機関３１の始動開始時であることを意味する。そして、ステップＳ１０３で肯定判定がなされると、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を遅角するための処理（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）が行われる。
【００７８】
同処理においては、そのときのクランク角が９０、３３０、５７０°ＣＡのいずれかであることを条件に（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角３０°分だけ遅角される（Ｓ１０５）。すなわち、上記相対回転位相がそのように遅角されるようバルブタイミング可変機構３４が動作される。また、そのときのクランク角が１２０、３６０、６００°ＣＡのいずれかである場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角６０°分だけ遅角される（Ｓ１０７）。すなわち、上記相対回転位相がそのように遅角されるようバルブタイミング可変機構３４が動作される。そして、上記ステップＳ１０５と上記ステップＳ１０７とのいずれかでクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が遅角されると、上記遅角フラグＦが「１（実行）」に設定される（Ｓ１０８）。このように遅角フラグＦが「１」に設定されると、次回ステップＳ１０２に進んだときに否定判定がなされ、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理がスキップされる。
【００７９】
上述したようにクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が遅角された後には、その相対回転位相を遅角前の状態に戻すための処理（ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）が行われる。この一連の処理においては、まず機関始動開始後の最初の圧送肯定が終了した時点であるか否かが判断される（Ｓ１０９）。ここで肯定判定であれば、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が上記遅角前の状態に戻される（Ｓ１１０）。具体的には、上記遅角としてクランク角３０°分の遅角が行われている場合には上記相対回転位相がクランク角３０°分だけ進角され、上記遅角としてクランク角６０°分の遅角が行われている場合には上記相対回転位相がクランク角６０°分だけ進角される。すなわち、上記相対回転位相がそのように進角されるようバルブタイミング可変機構３４が動作される。その後、遅角フラグＦが「０（非実行）」にリセットされる（Ｓ１１１）。
【００８０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（２）図７の（ウ）、（エ）等のタイミングでの機関始動開始時、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角により、機関始動開始時点で高圧燃料ポンプ４を圧送行程とし且つ同圧送行程を長くすることが行われる。これにより、機関始動開始後における高圧燃料ポンプ４の最初の圧送行程が長くされ、その圧送行程でのデリバリパイプ１３の燃料圧力の上昇幅が大きくされる。その後、同圧送行程の終了時点でクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相が上記遅角前の状態に戻され、その遅角による高圧燃料ポンプ４の次回以降の圧送行程の開始に遅れが生じることは回避される。以上により、上記遅角を行った分だけ機関始動開始後にデリバリパイプ１３内の燃料圧力が速やかに上昇することから、その燃料圧力が目標値まで上昇して燃料噴射弁３からの燃料噴射が許可されるタイミングが早くなる。このため、機関始動開始後に燃料噴射が許可されてから燃料噴射タイミングを迎えるまでに、図７に破線の矢印で示されるように時間がかかる場合であっても、機関始動開始後の可能な限り早期に燃料噴射を開始することができるようになる。
【００８１】
（３）機関始動開始時における上述したクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角に関しては、機関始動開始後の二回目の圧送行程でデリバリパイプ１３内の燃料圧力を停止時圧力から目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、上記遅角が行われることとなる。すなわち、上記（ウ）のタイミングでの機関始動開始ではクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角３０°分だけ行われ、上記（エ）のタイミングでの機関始動開始ではクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がクランク角６０°分だけ行われる。従って、機関始動開始時点でのクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角を、機関始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値へと上昇させるうえで必要最小限とし、無駄に大きく遅角させることを回避できるようになる。
【００８２】
（４）機関始動開始時、機関始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程が行われるよう、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を遅角させようとすると、その遅角がクランク角６０°分を越えたものとなる場合がある。なお、ここでのクランク角６０°分の遅角とは、バルブタイミング可変機構３４の動作によって可能な遅角量の最大値である。例えば、図７の（オ）〜（ク）の各タイミングでの機関始動では、機関始動開始時に上述したようにクランクカムシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を遅角させようとすると、その遅角がクランク角６０°分を越えたものとなる。このような場合、機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最遅角状態としても、機関始動開始後の二回目の圧送行程で燃料圧力を目標値まで上昇させるために必要な分の長さだけ機関始動開始時から圧送行程を行うことができない。この点、（ウ）、（エ）及びそれらと同等の各タイミング以外のタイミングでの機関始動では、機関始動開始時に上述したクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角が行われない。このため、（オ）〜（ク）及びそれらと同等の各タイミングでの機関始動では、上記遅角が行われることがなく、その遅角が無駄に行われることを回避できるようになる。
【００８３】
［その他の実施形態］
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第２実施形態において、機関始動開始時、その始動開始時点からの圧送行程が可能な限り長くなるよう、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最遅角状態としてもよい。この場合、図７の（イ）〜（オ）及びそれらと同等の各タイミングでの機関始動において、その始動開始時点からの高圧燃料ポンプ４の圧送行程を可能な限り長くすることが行われる。このため、上記機関始動開始後における高圧燃料ポンプ４の最初の圧送行程でのデリバリパイプ１３内の燃料圧力の上昇幅が可能な限り大きくされ、機関始動開始後の上記燃料圧力が目標値まで上昇して燃料噴射弁３からの燃料噴射が許可されるタイミングが可能な限り早くなることから、機関始動開始後の早期に燃料噴射を開始することが可能になる。また、上述したように機関始動開始後における高圧燃料ポンプ４の最初の圧送行程でのデリバリパイプ１３内の燃料圧力の上昇幅が可能な限り大きくされるため、機関始動開始後の早期に上記燃料圧力を目標値まで上昇させることの信頼性が増すようになる。なお、機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最遅角状態とすることは、それによる効果の得られないときには無駄に実行しないようにする観点から、上記（イ）〜（オ）及びそれらと同等の各タイミングでの機関始動に限って行うことが好ましい。
【００８４】
・第２実施形態において、クランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相を最進角状態としたときの高圧燃料ポンプ４の圧送行程と吸入行程との繰り返し態様が図４（ｂ）に示される態様となるよう、上記カム６の排気カムシャフト５に対する回転方向についての位置決めを行ってもよい。この場合、上記（２）及び（３）と同等の効果を得るうえで、機関始動開始時におけるクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角を以下のように行うことが好ましい。すなわち、図中の（エ）及びそれと同等のタイミングでの機関始動においては機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相をクランク角度３０°分だけ遅角させ、図中の（オ）及びそれと同等のタイミングでの機関始動においては機関始動開始時に上記相対回転位相をクランク角度６０°分だけ遅角させる。また、（ウ）〜（カ）及びそれらと同等の各タイミングでの機関始動において、機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がそれぞれ最遅角状態となるようにし、機関始動開始後の早期に上記燃料圧力を目標値まで上昇させることの信頼性を向上させてもよい。
【００８５】
・第２実施形態を第１実施形態と組み合わせてもよい。この組み合わせを行うことで、機関始動開始後に燃料噴射が許可されると同時に燃料噴射タイミングを迎えるようになることから上記（１）の効果が得られ、それに加えて機関始動開始後に燃料噴射の許可されるタイミングが早くなるという上記（２）の効果も得られるようになる。この場合、上記（２）及び（３）と同等の効果を得るうえで、機関始動開始時におけるクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相の遅角を以下のように行うことが好ましい。すなわち、図５の（エ）及びそれと同等のタイミングでの機関始動においては機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相をクランク角度３０°分だけ遅角させ、図中の（オ）及びそれと同等のタイミングでの機関始動においては機関始動開始時に上記相対回転位相をクランク角度６０°分だけ遅角させる。また、（エ）〜（キ）及びそれらと同等の各タイミングでの機関始動において、機関始動開始時にクランクシャフト３３に対するカム６の相対回転位相がそれぞれ最遅角状態となるようにし、機関始動開始後の早期に上記燃料圧力を目標値まで上昇させることの信頼性を向上させてもよい。
【００８６】
・第１及び第２実施形態において、高圧燃料ポンプ４を吐出能力の異なるものに適宜変更してもよい。例えば、上記昇圧期間が圧送行程の（１＋１／３）回分の長さとなる吐出能力を有する高圧燃料ポンプ４を採用してもよい。また、上記昇圧期間が圧送行程の１回分以下の長さとなるような吐出能力を有する高圧燃料ポンプ４や、上記昇圧期間が圧送行程の２回分以上の長さとなるような吐出能力を有する高圧燃料ポンプ４を採用することも可能である。
【００８７】
・第１及び第２実施形態において、カム６におけるカム山の数を適宜変更して内燃機関３１の１サイクル当たりに高圧燃料ポンプ４が圧送行程となる回数を変更したり、カム山の外形を変更して高圧燃料ポンプ４の圧送行程と吸入行程との長さを変更したりしてもよい。
【００８８】
・第１及び第２実施形態において、高圧燃料ポンプ４を内燃機関３１の吸気カムシャフト側に設け、同ポンプ４を駆動するためのカム６を吸気カムシャフトに取り付けてもよい。
【００８９】
・第１及び第２実施形態においてはＶ型６気筒の形式のエンジンに本発明を適用したが、それ以外の形式のエンジン、例えば直列４気筒、直列６気筒、Ｖ型８気筒といった形式のエンジンに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態の燃料供給装置、及び同装置が適用される内燃機関を示す概略図。
【図２】カム角の変化に対する高圧燃料ポンプのプランジャリフト量の推移を示すタイミングチャート。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、クランク角の変化に対する燃料圧力の変化、及び高圧燃料ポンプの圧送行程と吸気行程との繰り返し態様を示すタイミングチャート。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、クランク角の変化に対する燃料圧力の変化、及び高圧燃料ポンプの圧送行程と吸気行程との繰り返し態様を示すタイミングチャート。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、クランク角の変化に対する燃料圧力の変化、及び高圧燃料ポンプの圧送行程と吸気行程との繰り返し態様を示すタイミングチャート。
【図６】第２実施形態の燃料供給装置、及び同装置が適用される内燃機関を示す概略図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、クランク角の変化に対する燃料圧力の変化、及び高圧燃料ポンプの圧送行程と吸気行程との繰り返し態様を示すタイミングチャート。
【図８】機関始動時におけるバルブタイミング可変機構の制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９１】
１…燃料タンク、２…フィードポンプ、３…燃料噴射弁、４…高圧燃料ポンプ、５…排気カムシャフト、６…カム、７…コイルスプリング、８…プランジャ、９…シリンダ、１０…加圧室、１１…吸入通路、１２…吐出通路、１３…デリバリパイプ、１４…電磁スピル弁、１５…電磁ソレノイド、１６…チェック弁、１７…コイルスプリング、１８…電子制御装置（制御手段）、１９…燃圧センサ、２０…クランクポジションセンサ、２１…カムポジションセンサ、２２…イグニッションスイッチ、３１…内燃機関、３２…燃焼室、３３…クランクシャフト、３４…バルブタイミング可変機構。
【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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