(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料供給装置において、燃料圧力の変動に応じて適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止可能とする。【解決手段】燃料を加圧するフィードポンプ８３と、低圧燃料を昇圧する高圧燃料ポンプ８５と、低圧燃料を高圧燃料ポンプ８５により昇圧せずに通過させる圧力室１０３と、燃料を燃焼室２２，２３に噴射するインジェクタ６２，６３と、エンジン運転状態に応じて高圧燃料ポンプ８５による低圧燃料の昇圧の停止と運転を制御すると共に、所定の燃圧設定時間における燃料圧力平均値に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定するＥＣＵ７０を設け、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加圧して低圧燃料として圧送する燃料圧送手段と、
該燃料圧送手段により圧送された低圧燃料を昇圧して高圧燃料として圧送する昇圧手段と、
前記燃料圧送手段からの低圧燃料を前記昇圧手段により昇圧せずに通過させる燃料通路と、
低圧燃料または高圧燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記昇圧手段による低圧燃料の昇圧の停止と運転を制御する燃料圧力制御手段と、
所定の燃圧設定時間における燃料圧力平均値に基づいて前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を設定する燃料噴射制御手段と、
を備える内燃機関の燃料供給装置において、
前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧設定時間を所定値以下に変更する、
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサが設けられ、前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の切換時から予め設定された燃圧変更時間にわたって、前記燃圧センサが検出した燃料圧力に基づいて前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を設定す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】
前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記燃圧センサが検出した燃料圧力、または、前記燃圧センサが検出した燃料圧力に基づいて設定された燃料圧力平均値、または、燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差に基づいて燃圧変更時間を設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料圧力制御手段により前記昇圧手段を運転状態から停止状態に切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の停止時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧噴射量を増量することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料圧力制御手段により前記昇圧手段を停止状態から運転状態に切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の運転時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃料噴射量を減量することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の運転時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃料噴射量を減量すると共に、燃料噴射気筒順に減量を少なく設定することを特徴とする請求項５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、低圧燃料を昇圧して高圧燃料とし、この高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射可能な内燃機関の燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、燃料を吸気ポートではなく、燃焼室（気筒）に直接噴射する筒内噴射式内燃機関が従来から知られている。この筒内噴射式内燃機関では、吸気弁の開放時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入され、この吸気行程時またはピストンが上昇して吸入空気を圧縮する圧縮行程時に、燃料噴射弁が燃焼室に対して燃料を直接噴射する。すると、燃焼室にて、高圧空気と霧状の燃料とが混合し、この混合気に対して点火プラグが着火して爆発し、排気弁の開放時に、排気ガスが吸気ポートから排出される。
【０００３】
このような筒内噴射式内燃機関における燃料系では、燃料の微粒化を図るために燃料タンク内の燃料を電動式の低圧燃料ポンプで汲み上げて所定の低圧まで加圧し、その低圧燃料を内燃機関と同期する高圧燃料ポンプによって加圧し、高圧燃料をデリバリパイプに貯留し、デリバリパイプに装着された複数の燃料噴射弁により各燃焼室に噴射するようにしている。そして、このような高圧燃料ポンプは、クランクシャフトと連動するカムによってプランジャが往復移動することで、燃料を加圧している。この場合、プランジャの往復移動は、圧力室の容積を増大させる方向へ移動する吸入行程と、圧力室の容積を減少させる方向へ移動する圧送行程を有している。そして、圧力室に連通する燃料吸入通路に調量弁が設けられており、吸入行程にて、この調量弁を開放することで燃料吸入通路を通して圧力室に燃料が吸入され、圧送行程にて、調量弁を閉止することで圧力室の燃料が所定圧力まで加圧されてから吐出されることとなり、調量弁の開閉タイミングを制御することで、高圧燃料の吐出量を調整することができる。
【０００４】
上述した筒内噴射式内燃機関における燃料系では、クランクシャフトと連動するカムによってプランジャを往復移動させることから、このクランク角に応じたプランジャの位置を検出し、これに応じて調量弁の開閉タイミングを設定することで、適正な燃料の調量を可能としている。ところが、内燃機関のアイドリング運転のような比較的静かな運転状態にあっては、この調量弁の開閉に伴った作動音が顕著となり、静粛性を阻害してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、例えば、下記特許文献１では、低圧燃料を昇圧する２つの高圧燃料ポンプを設け、内燃機関の要求燃料量の少ないときには、２つの高圧燃料ポンプのうちの１つの作動を停止し、高圧燃料ポンプ全体の所定期間における作動回数を減少させ、電磁スピル弁の作動頻度を減じることで、その開閉動作に伴う高圧燃料ポンプの作動音を低減させている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２１３３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、筒内噴射式内燃機関では、燃料を低圧燃料ポンプにより低圧まで加圧し、その低圧燃料を高圧燃料ポンプにより高圧まで加圧し、高圧燃料をデリバリパイプに圧送して燃料噴射弁により燃焼室に噴射している。この場合、燃料噴射弁は、その噴射時間により燃料噴射量が決定するが、この燃料噴射量は燃料圧力に応じて変動する。そのため、燃料噴射弁の噴射時間は、燃料噴射量と燃料圧力に基づいて設定される。即ち、燃料噴射量は、機関負荷（吸入空気量など）に基づいて設定され、燃料圧力は、デリバリパイプに装着された燃圧センサの検出値に基づいて設定される。但し、デリバリパイプ内では、高圧燃料ポンプによる昇圧や燃料噴射弁による燃料噴射などの影響で、燃料脈動が発生する。そのため、制御装置では、所定時間における燃圧センサの検出値を平均して燃料圧力平均値を算出し、この燃料圧力平均値を用いて噴射時間を設定している。
【０００８】
ところが、上述した従来の内燃機関の燃料供給装置のように、内燃機関の運転状態に応じて高圧燃料ポンプの作動と停止を切換えると、この切換時に燃料圧力が大きく変動する。すると、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との間にずれが生じ、必要な燃料噴射量に対して実際の燃料噴射量が多すぎたり、少なすぎたりしてしまい、空燃比がばらついて燃焼が悪化すると共に、エミッションも悪化してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するものであって、燃料圧力の変動に応じて適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止可能とす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】
【００１０】
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明の内燃機関の燃料供給装置は、燃料を加圧して低圧燃料として圧送する燃料圧送手段と、該燃料圧送手段により圧送された低圧燃料を昇圧して高圧燃料として圧送する昇圧手段と、前記燃料圧送手段からの低圧燃料を前記昇圧手段により昇圧せずに通過させる燃料通路と、低圧燃料または高圧燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射手段と、内燃機関の運転状態に応じて前記昇圧手段による低圧燃料の昇圧の停止と運転を制御する燃料圧力制御手段と、所定の燃圧設定時間における燃料圧力平均値に基づいて前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を設定する燃料噴射制御手段と、を備える内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧設定時間を所定値以下に変更する、ことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサが設けられ、前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の切換時から予め設定された燃圧変更時間にわたって、前記燃圧センサが検出した燃料圧力に基づいて前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を設定することを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料圧力制御手段が前記昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記燃圧センサが検出した燃料圧力、または、前記燃圧センサが検出した燃料圧力に基づいて設定された燃料圧力平均値、または、燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差に基づいて燃圧変更時間を設定することを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料圧力制御手段により前記昇圧手段を運転状態から停止状態に切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の停止時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧噴射量を増量することを特徴としている。
【００１４】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料圧力制御手段により前記昇圧手段を停止状態から運転状態に切換えるとき、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の運転時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃料噴射量を減量することを特徴としている。
【００１５】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料噴射制御手段は、前記昇圧手段の運転時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃料噴射量を減量すると共に、燃料噴射気筒順に減量を少なく設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の内燃機関の燃料供給装置によれば、内燃機関の運転状態に応じて昇圧手段による低圧燃料の昇圧の停止と運転を制御する燃料圧力制御手段と、所定の燃圧設定時間における燃料圧力平均値に基づいて燃料噴射手段による燃料噴射時間を設定する燃料噴射制御手段とを設け、燃料圧力制御手段が昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、燃料噴射制御手段は、昇圧手段の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧設定時間を所定値以下に変更している。従って、昇圧手段が停止状態と運転状態との間で切換えられるとき、所定の燃圧変更時間にわたって燃圧設定時間を所定値以下に変更することで、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が減少するため、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料供給装置における燃料系を表す概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関の要部縦断面図、図３−１及び図３−２は、実施例１の内燃機関の燃料供給装置における高圧燃料ポンプを表す概略図、図４は、実施例１の内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャート、図５は、燃料噴射量と燃料圧力に対する噴射時間を表すグラフである。
【００１９】
本実施例では、内燃機関として、筒内噴射式燃料噴射装置を有するＶ型６気筒のガソリンエンジンを適用している。このＶ型６気筒エンジン（以下、単に、エンジンと称する。）において、図２に示すように、シリンダブロック１１は上部に所定角度で傾斜した左右のバンク１２，１３を有しており、各バンク１２，１３にそれぞれ３つのシリンダボア１４，１５が形成され、各シリンダボア１４，１５にピストン１６，１７がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１６，１７はコネクティングロッド１８，１９を介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００２０】
一方、シリンダブロック１１の各バンク１２，１３の上部にはシリンダヘッド２０，２１が締結されており、シリンダブロック１１とピストン１６，１７とシリンダヘッド２０，２１により各燃焼室２２，２３が構成されている。そして、この燃焼室２２，２３の上部、つまり、シリンダヘッド２０，２１の下面に吸気ポート２４，２５及び排気ポート２６，２７が対向して形成され、この吸気ポート２４，２５及び排気ポート２６，２７に対して吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１の下端部が位置している。この吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１は、シリンダヘッド２０，２１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート２４，２５及び排気ポート２６，２７を閉止する方向に付勢支持されている。また、シリンダヘッド２０，２１には、吸気カムシャフト３２，３３及び排気カムシャフト３４，３５が回転自在に支持されており、吸気カム３６，３７及び排気カム３８，３９が図示しないローラロッカアームを介して吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１の上端部に接触している。
【００２１】
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト３２，３３及び排気カムシャフト３４，３５が回転すると、吸気カム３６，３７及び排気カム３８，３９がローラロッカアームを作動させ、吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート２４，２５及び排気ポート２６，２７を開閉し、吸気ポート２４，２５と燃焼室２２，２３、燃焼室２２，２３と排気ポート２６，２７とをそれぞれ連通することができる。
【００２２】
また、このエンジンの動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１を最適な開閉タイミングに制御する吸気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）４０，４１と排気可変動弁機構４２，４３により構成されている。この吸気可変動弁機構４０，４１及び排気可変動弁機構４２，４３は、例えば、吸気カムシャフト３２，３３及び排気カムシャフト３４，３５の軸端部にＶＶＴコントローラが設けられて構成され、油圧ポンプ（または電動モータ）によりカムスプロケットに対する各カムシャフト３２，３３，３４，３５の位相を変更することで、吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、各可変動弁機構４０，４１，４２，４３は、吸気弁２８，２９及び排気弁３０，３１の作用角（開放期間）を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト３２，３３及び排気カムシャフト３４，３５には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ４４，４５，４６，４７が設けられている。
【００２３】
各シリンダヘッド２０，２１の吸気ポート２４，２５には吸気マニホールド４８，４９を介してサージタンク５０が連結され、このサージタンク５０には吸気管５１が連結されており、この吸気管５１の空気取入口にはエアクリーナ５２が取付けられている。また、吸気管５１には、エアクリーナ５２の下流側に位置してスロットル弁を有する電子スロットル装置５３が設けられている。一方、各排気ポート２６，２７には、排気マニホールド５４，５５を介して排気管５６，５７が接続され、各排気管５６，５７は排気集合管５８により合流し、排気管５６，５７に三元触媒５９，６０が装着され、排気集合管５８にＮＯｘ吸蔵還元型触媒６１が装着されている。
【００２４】
また、各シリンダヘッド２０，２１には、各燃焼室２２，２３に直接燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ６２，６３が装着されており、このインジェクタ６２，６３はデリバリパイプ６４，６５に装着されている。従って、このインジェクタ６２，６３は、デリバリパイプ６４，６５に貯留されている高圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射することができる。そして、各シリンダヘッド２０，２１には、燃焼室２２，２３の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ６６，６７が装着されている。
【００２５】
ところで、車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０が搭載されており、このＥＣＵ７０は、各インジェクタ６２，６３の燃料噴射タイミングや点火プラグ６６，６７の点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２６】
即ち、吸気管５１の上流側にはエアフローセンサ７１及び吸気温センサ７２が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をＥＣＵ７０に出力している。また、電子スロットル装置５３にはスロットルポジションセンサ７３が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ７４が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をＥＣＵ７０に出力している。更に、クランクシャフトにはクランク角センサ７５が設けられ、検出したクランク角度をＥＣＵ７０に出力し、ＥＣＵ７０はクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出する。また、シリンダブロック１１には水温センサ７６が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ７０に出力している。また、車両には車速センサ７７が設けられており、検出した車速をＥＣＵ７０に出力している。
【００２７】
また、ＥＣＵ７０は、エンジン運転状態に基づいて吸気可変動弁機構４０，４１及び排気可変動弁機構４２，４３を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁３０，３１の開放時期と吸気弁２８，２９の開放時期のオーバーラップとをなくすことで、排気ガスが吸気ポート２４，２５または燃焼室２２，２３に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁２８，２９の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート２４，２５に吹き返す量を少なくして体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁２８，２９の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとして体積効率を向上させる。
【００２８】
ここで、上述した本実施例のＶ型６気筒のガソリンエンジンの燃料系について詳細に説明する。
【００２９】
本実施例のエンジンの燃料系において、図１に示すように、インジェクタ（燃料噴射手段）６２，６３は、基端部がデリバリパイプ６４，６５に連結されており、デリバリパイプ６４，６５内の高圧燃料を、エンジンの６つの気筒に対応して設けられた燃焼室２２，２３に噴射することができる。そして、一方のデリバリパイプ６４には、燃料圧力を検出する燃圧センサ７８が装着されている。
【００３０】
燃料タンク８１は、第１室８２ａと第２室８２ｂとに分かれた鞍型をなし、各室８２ａ，８２ｂに所定量の燃料を貯留可能となっている。第１室８２ａにはフィードポンプ（燃料圧送手段）８３が装着されており、このフィードポンプ８３は、低圧燃料供給管８４を介して高圧燃料ポンプ（昇圧手段）８５が連結され、この高圧燃料ポンプ８５は高圧燃料供給管８６を介してデリバリパイプ６４の一端部に連結されている。この高圧燃料ポンプ８５は一方の吸気カムシャフト３２により駆動可能であり、低圧燃料供給管８４にはパルセーションダンパ８７が装着され、高圧燃料供給管８６にはチェック弁８８が装着されている。
【００３１】
また、第２室８２ｂにはジェットポンプ８９が設けられており、このジェットポンプ８９には、低圧燃料供給管８４から分岐してプレッシャレギュレータ９０を有する燃料返送管９１が連結されると共に、第１室８２ａに延出される燃料移送管９２が連結されている。更に、各デリバリパイプ６４，６５は、連結配管９３により連結されており、他方のデリバリパイプ６５の他端部には、燃料排出管９４の基端部が連結され、この燃料排出管９４におけるデリバリパイプ６５の排出部にはリリーフ弁９５が装着されており、燃料排出管９４の先端部は燃料タンク８１における第２室８２ｂに連結されている。また、高圧燃料ポンプ８５には、余剰の低圧燃料を燃料タンク８１に戻すリターン配管９６が設けられ、先端部が燃料排出管９４に連結されている。
【００３２】
従って、エンジンが始動すると、フィードポンプ８３が駆動して燃料タンク８１における第１室８２ａの燃料を加圧し、低圧燃料を低圧燃料供給管８４を通して高圧燃料ポンプ８５に供給する。この高圧燃料ポンプ８５は、低圧燃料を昇圧し、高圧燃料を高圧燃料供給管８６を通してデリバリパイプ６４，６５に供給する。インジェクタ６２，６３は、デリバリパイプ６４，６５内の高圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射することができる。このとき、ＥＣＵ７０は、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて高圧燃料ポンプ８５を駆動制御し、デリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力を所定圧力に維持している。
【００３３】
デリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力が所定圧力より大きくなると、リリーフ弁９５が開放して高圧燃料を燃料排出管９４を通して燃料タンク８１における第２室８２ｂに排出する。また、フィードポンプ８３により昇圧された低圧燃料は、一部が低圧燃料供給管８４から燃料返送管９１、ジェットポンプ８９、燃料移送管９２を通して第１室８２ａに戻されるが、このとき、ジェットポンプ８９は、返送される燃料がベンチュリを通過する際に発生する負圧を利用し、第２室８２ｂに残留する燃料を燃料移送管９２を通して第１室８２ａに移送する。
【００３４】
上述した高圧燃料ポンプ８５について詳細に説明する。高圧燃料ポンプ８５において、図３−１に示すように、ケーシング１０１にはプランジャ１０２が上下移動自在に支持されており、燃料を昇圧するための圧力室１０３が形成されている。ケーシング１０１の上部には、低圧燃料供給管８４に連通して低圧燃料を吸入する吸入口１０４が形成されると共に、昇圧した高圧燃料を高圧燃料供給管８６に吐出する吐出口１０５が形成されている。また、ケーシング１０１の上部には、吸入口１０４を開閉する調量弁１０６が設けられており、この調量弁１０６は電磁スピル弁であり、スプリング１０７により吸入口１０４を開放する方向に付勢支持され、電磁ソレノイド１０８に通電することで、吸入口１０４を閉止することができる。
【００３５】
また、プランジャ１０２は、下端部にリフタ１０９が連結され、このリフタ１０９とシリンダヘッドカバー１１０との間にスプリング１１１が介装されており、リフタ１０９を介してプランジャ１０２を下方に付勢支持している。一方、吸気カムシャフト３２の外周部には、３つのカム山１１２ａ〜１１２ｃを有する駆動カム１１２が固定されており、この駆動カム１１２がリフタ１０９の下面に当接している。
【００３６】
従って、図３−１に示すように、吸気カムシャフト３２の駆動カム１１２におけるカム山１１２ａが、リフタ１０９に当接してプランジャ１０２を上方に移動した吸入開始位置から、吸気カムシャフト３２が矢印方向に回転すると、カム山１１２ａがリフタ１０９から離間するように移動することで、スプリング１１１の付勢力によりリフタ１０９を介してプランジャ１０２が下降する。このとき、調量弁１０６がスプリング１０７の付勢力により吸入口１０４を開放しており、低圧燃料供給管８４の低圧燃料をこの吸入口１０４を通して圧力室１０３に吸入することができる。
【００３７】
そして、上述した吸入開始位置から、吸気カムシャフト３２の駆動カム１１２が６０度（１２０ＣＡ）回転すると、図３−２に示すように、カム山１１２ａ，１１２ｂの間の平坦部がリフタ１０９に接触してプランジャ１０２が最も下降した吸入終了位置、つまり、圧送開始位置となる。この圧送開始位置から、吸気カムシャフト３２が矢印方向に回転すると、カム山１１２ｂがリフタ１０９に接近するように移動することで、このカム山１１２ｂがスプリング１１１の付勢力に抗してリフタ１０９を介してプランジャ１０２を上昇させる。このとき、電磁ソレノイド１０８に通電することで、調量弁１０６がスプリング１０７の付勢力に抗して吸入口１０４を閉止しており、圧力室１０３の低圧燃料を昇圧すると共に、所定の圧力まで昇圧された高圧燃料を吐出口１０５からチェック弁８８を通して高圧燃料供給管８６に圧送することができる。
【００３８】
そして、上述した圧送開始位置から、吸気カムシャフト３２の駆動カム１１２が６０度（１２０ＣＡ）回転すると、カム山１１２ｂがリフタ１０９を介してプランジャ１０２を最も上昇させた圧送終了位置、つまり、吸入開始位置となる。
【００３９】
ところで、本実施例のエンジンにて、高圧燃料ポンプ８５は、吸気カムシャフト３２の駆動カム１１２によりプランジャ１０２を往復移動させることから、ＥＣＵ７０は、クランク角センサ７５（または、カムポジションセンサ）の検出信号に基づいてプランジャ１０２の位置を検出し、これに応じて電磁式スピル弁の開閉タイミングを設定することで、適正に燃料の調量を行っている。ところが、エンジンのアイドリング運転のような比較的静かな運転状態では、電磁式スピル弁の開閉に伴った作動音が顕著となり、静粛性を阻害してしまう。
【００４０】
そこで、本実施例では、エンジンのアイドリング運転時には、暖機完了後であれば、冷却水温が高くなって燃料が比較的気化・微粒化しやすく、回転数も低いことから燃料噴射から点火までの期間が比較的長く、筒内圧も比較的低いことから、フィードポンプ８３で加圧した低圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射しても、十分に低圧燃料を気化・微粒化することが可能である。そのため、このアイドリング運転時には、電磁式スピル弁を開弁位置で停止し、フィードポンプ８３で加圧した低圧燃料を高圧燃料ポンプ８５を迂回してデリバリパイプ６４，６５に圧送し、インジェクタ６２，６３が低圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射することで、高圧燃料ポンプ８５における電磁式スピル弁の開閉に伴った作動音を低減している。
【００４１】
この場合、フィードポンプ８３からの低圧燃料を高圧燃料ポンプ８５により昇圧せずに通過させる燃料通路として、ケーシング１０１内の圧力室１０３が適用される。即ち、高圧燃料ポンプ８５にて、電磁ソレノイド１０８に通電せずに、調量弁１０６をスプリング１０７の付勢力により吸入口１０４を開放した位置に維持すると、フィードポンプ８３で加圧した低圧燃料が、低圧燃料供給管８４から圧力室１０３を通って高圧燃料供給管８６に低圧のままで圧送される。
【００４２】
また、ＥＣＵ７０は、吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量を決定している。また、ＥＣＵ７０は、この燃料噴射量と、デリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力に基づいて燃料噴射時間を決定している。この場合、デリバリパイプ６４，６５内では、高圧燃料ポンプ８５による昇圧やインジェクタ６２，６３による燃料噴射などの影響で燃料脈動が発生する。そのため、ＥＣＵ７０は、所定の燃圧設定時間における燃圧センサ７８の検出値を平均して燃料圧力平均値を算出し、この燃料圧力平均値を用いて燃料噴射時間を設定している。
【００４３】
ところが、本実施例では、エンジンの運転状態に応じて高圧燃料ポンプ８５の運転と停止を切換えることから、この切換時に燃料圧力が大きく変動する。すると、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との間にずれ（遅れ）が生じ、必要な燃料噴射量に対して実際の燃料噴射量が多すぎたり、少なすぎたりしてしまい、空燃比がばらついてしまうおそれがある。
【００４４】
そこで、本実施例では、図１に示すように、燃料圧力制御手段としてのＥＣＵ７０が高圧燃料ポンプ８５を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、燃料噴射制御手段としてのＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって燃圧設定時間を所定値以下に変更するようにしている。具体的に、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された燃圧変更時間にわたって、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定している。
【００４５】
この場合、本実施例では、ＥＣＵ７０により高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて燃料補正係数を設定し、この燃料補正係数を用いてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定し、燃料噴射量を増量している。
【００４６】
ここで、ＥＣＵ７０による高圧燃料ポンプ８５の運転停止制御について、図４のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４７】
本実施例の内燃機関の高圧燃料ポンプ８５の作動制御において、図４に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件は、エンジン冷却水温が予め設定された所定値以上で、且つ、エンジン始動完了後で、且つ、エンジン負荷が予め設定された所定値以下のときである。なお、エンジン負荷とは、目標エンジン回転数、実エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量、車速などであり、負荷率としてもよい。このステップＳ１１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したと判定されたら、ステップＳ１２にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止する。
【００４８】
従って、図１及び図３−１に示すように、高圧燃料ポンプ８５は、調量弁１０６がスプリング１０７の付勢力により吸入口１０４を開放した位置に維持される。そのため、フィードポンプ８３により加圧された低圧燃料は、低圧燃料供給管８４から高圧燃料ポンプ８５により昇圧されず、圧力室１０３を通って高圧燃料供給管８６に圧送される。そして、この低圧燃料がデリバリパイプ６４，６５に圧送され、インジェクタ６２，６３により各燃焼室２２，２３に噴射される。この場合、エンジン回転数が低く、且つ、燃料噴射量が少ない、例えば、エンジンのアイドリング運転状態であれば、フィードポンプ８３で加圧した低圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射しても、十分に低圧燃料を気化・微粒化することが可能である。そして、高圧燃料ポンプ８５における電磁式スピル弁を停止することから、その開閉に伴った作動音が低減される。
【００４９】
そして、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから予め設定された所定の燃圧変更時間が経過したかどうかを判定する。この燃圧変更時間とは、例えば、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから、デリバリパイプ６４，６５内の燃料の圧力が所定値まで低下して安定するまでの時間であり、実験などにより予め求めておく。
【００５０】
なお、燃圧変更時間は、タイマにより計測する時間に限るものではない。例えば、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて設定された燃料圧力平均値、燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差としてもよい。つまり、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃料圧力が予め設定された所定の燃料圧力以下になったかどうかを判定する。また、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃料圧力平均値が予め設定された所定の燃料圧力平均値以下になったかどうかを判定する。また、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃料圧力偏差が予め設定された所定の燃料圧力偏差以下になったかどうかを判定する。
【００５１】
このステップＳ１３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃圧変更時間が経過していないと判定されたら、ステップＳ１４にて、ＥＣＵ７０は、燃圧設定時間を所定値以下に変更、つまり、燃圧センサ７８の検出値を平均して算出した燃料圧力平均値を用いずに、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いて燃料補正係数を算出する。
【００５２】
具体的には、図５に示すように、燃料噴射量に対してインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間が設定されており、この燃料噴射時間は、燃料圧力により相違する。そのため、高圧燃料ポンプ８５が停止しているときに使用する低圧燃料補正係数ＫｉｎｊＡＬ，ＫｉｎｊＢＬと、高圧燃料ポンプ８５が運転しているときに使用する高圧燃料補正係数ＫｉｎｊＡＨ，ＫｉｎｊＢＨが設定されている。本実施例の場合、この低圧燃料補正係数（傾き）ＫｉｎｊＡＬ，ＫｉｎｊＢＬと高圧燃料補正係数（初期量）ＫｉｎｊＡＨ，ＫｉｎｊＢＨを燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて設定する。
【００５３】
そして、図４に戻り、ステップＳ１５にて、下記数式を用いてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定し、燃料噴射量を増量する。なお、ＴＬは、高圧燃料ポンプ８５が停止しているとき燃料噴射期間、ＴＨは、高圧燃料ポンプ８５が運転しているとき、燃料噴射期間、Ｋは、運転状態に応じて設定された燃料噴射量である。
【００５４】
ＴＬ＝Ｋ×ｉｎｊＡＬ＋ＫｉｎｊＢＬ
ＴＨ＝Ｋ×ｉｎｊＡＨ＋ＫｉｎｊＢＨ
【００５５】
従って、高圧燃料ポンプ８５が運転状態から停止状態に切換わるとき、高圧燃料ポンプ８５による低圧燃料の昇圧が実施されないことから、デリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力は、インジェクタ６２，６３の燃料噴射ごとに段階的に低下するが、燃料圧力平均値は、実際の燃料圧力から遅れて低下する。そのため、このときに、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力よりも高い燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対して燃料量が不足する。一方、本実施例のように、燃圧センサ７８の検出値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量となる。
【００５６】
そして、ステップＳ１３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃圧変更時間が経過したと判定されたら、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止したまま、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。また、ステップＳ１１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立していないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。即ち、高圧燃料ポンプ８５の運転を継続すると共に、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。
【００５７】
従って、高圧燃料ポンプ８５が運転状態にあるとき、図１及び図３−１に示すように、高圧燃料ポンプ８５は、燃圧センサ７８が検出したデリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力に基づいて調量弁１０６を開閉制御する。そのため、フィードポンプ８３により加圧された低圧燃料は、高圧燃料ポンプ８５により更に昇圧され、高圧燃料として高圧燃料供給管８６に圧送される。そして、この高圧燃料がデリバリパイプ６４，６５に圧送され、インジェクタ６２，６３により各燃焼室２２，２３に噴射される。この所定の加速状態であれば、エンジン回転数が高いことから、高圧燃料ポンプ８５における作動音が顕著となることはない。
【００５８】
このように実施例１の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料を加圧して低圧燃料として圧送するフィードポンプ（燃料圧送手段）８３と、低圧燃料を昇圧して高圧燃料として圧送する高圧燃料ポンプ（昇圧手段）８５と、フィードポンプ８３からの低圧燃料を高圧燃料ポンプ８５により昇圧せずに通過させる燃料通路としての圧力室１０３と、低圧燃料または高圧燃料を燃焼室２２，２３に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）６２，６３と、エンジン運転状態に応じて高圧燃料ポンプ８５による低圧燃料の昇圧の停止と運転を制御する燃料圧力制御手段及び所定の燃圧設定時間における燃料圧力平均値に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定する燃料噴射制御手段とを構成するＥＣＵ７０を設ける。そして、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定する。
【００５９】
従って、高圧燃料ポンプ８５が運転状態から停止状態に切換わるとき、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が大きくなるため、所定の燃圧変更時間にわたって燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。
【００６０】
また、実施例１の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、高圧燃料ポンプ８５の停止時から所定の燃圧変更時間にわたって燃圧噴射量を増量するようにしている。燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力よりも高い燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対して燃料量が不足する。一方、燃圧センサ７８の検出値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量となる。従って、高圧燃料ポンプ８５の停止時に燃圧噴射量を増量することで、エンジン運転状態に応じた適正な燃料噴射量を確保することができる。
【実施例２】
【００６１】
図６は、本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャート、図７は、燃圧値に対する増量係数を表すグラフ、図８は、燃圧値の偏差に対する増量係数を表すグラフである。なお、本実施例の内燃機関の燃料供給装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６２】
実施例２の内燃機関の燃料供給装置において、図１に示すように、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、この高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって、燃料を増量している。
【００６３】
ここで、ＥＣＵ７０による高圧燃料ポンプ８５の運転停止制御について、図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６４】
本実施例の内燃機関の高圧燃料ポンプ８５の作動制御において、図６に示すように、ステップＳ２１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したと判定されたら、ステップＳ２２にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止する。
【００６５】
そして、ステップＳ２３にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから予め設定された所定の燃圧変更時間が経過したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃圧変更時間が経過していないと判定されたら、ステップＳ２４にて、ＥＣＵ７０は、燃圧設定時間を所定値以下に変更、つまり、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いて燃料増量係数を算出する。
【００６６】
具体的には、図７のグラフに示すように、燃圧値に対する燃料噴射における増量係数が予め設定されている。この場合、燃圧値は、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力とすることが望ましいが、燃圧センサ７８の検出値を平均して算出した燃料圧力平均値としてもよい。また、図８のグラフに示すように、燃圧値と燃料圧力平均値との偏差に対する燃料噴射における増量係数を予め設定しておいてもよい。そして、燃圧値（または、燃圧値の偏差）に基づいて増量係数が設定されると、ステップＳ２５にて、燃料噴射量を増量し、この増量された燃料噴射量に応じてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間が設定される。
【００６７】
従って、高圧燃料ポンプ８５が運転状態から停止状態に切換わるとき、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を設定することから、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量を設定することができる。
【００６８】
そして、ステップＳ２３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してから燃圧変更時間が経過したと判定されたら、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止したまま、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。また、ステップＳ２１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立していないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。即ち、高圧燃料ポンプ８５の運転を継続すると共に、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。
【００６９】
このように実施例２の内燃機関の燃料供給装置にあっては、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を運転状態から停止状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を設定し、増量された燃料噴射量に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定している。
【００７０】
従って、高圧燃料ポンプ８５が運転状態から停止状態に切換わるとき、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が大きくなるため、所定の燃圧変更時間にわたって燃料を増量することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。
【実施例３】
【００７１】
図９は、本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャート、図１０は、高圧燃料ポンプの運転開始時における燃料圧力の変化を表すグラフである。なお、本実施例の内燃機関の燃料供給装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７２】
実施例３の内燃機関の燃料供給装置において、図１に示すように、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、この高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって、燃料圧力平均値を用いずに、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定している。
【００７３】
ここで、ＥＣＵ７０による高圧燃料ポンプ８５の運転停止制御について、図９のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００７４】
本実施例の内燃機関の高圧燃料ポンプ８５の作動制御において、図９に示すように、ステップＳ３１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したと判定されたら、ステップＳ３２にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止する。
【００７５】
一方、ステップＳ３１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立していないと判定されたら、ステップＳ３３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開する。そして、ステップＳ３４にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの経過時間が予め設定された所定の燃圧変更時間以内かどうかを判定する。この燃圧変更時間とは、例えば、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してから、デリバリパイプ６４，６５内の燃料の圧力が所定値まで上昇して安定するまでの時間であり、実験などにより予め求めておく。
【００７６】
なお、燃圧変更時間は、タイマにより計測する時間に限るものではない。例えば、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて設定された燃料圧力平均値、燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差としてもよい。つまり、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してから燃料圧力が予め設定された所定の燃料圧力以内かどうかを判定する。また、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してから燃料圧力平均値が予め設定された所定の燃料圧力平均値以内かどうかを判定する。また、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してから燃料圧力偏差が予め設定された所定の燃料圧力偏差以上であるかどうかを判定する。更に、インジェクタ６２，６３の噴射回数とし、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの燃料噴射回数が予め設定された所定の燃料噴射回数以内かどうかを判定するようにしてもよい。
【００７７】
このステップＳ３４にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの経過時間が燃圧変更時間以内であると判定されたら、ステップＳ３５にて、ＥＣＵ７０は、燃圧設定時間を所定値以下に変更、つまり、燃圧センサ７８の検出値を平均して算出した燃料圧力平均値を用いずに、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いて燃料補正係数を算出する。具体的には、上述した実施例１と同様に、低圧燃料補正係数（傾き）と高圧燃料補正係数（初期量）を燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいて設定する。そして、ステップＳ３６にて、燃料圧力に基づいて設定した低圧燃料補正係数と高圧燃料補正係数を用いてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定し、燃料噴射量を減量する。
【００７８】
従って、図１０に示すように、高圧燃料ポンプ８５が停止（ＯＦＦ）状態から運転状態（ＯＮ）に切換わると、高圧燃料ポンプ８５による低圧燃料の昇圧と圧送が開始されることから、デリバリパイプ６４，６５内の燃料圧力が上昇する。但し、インジェクタ６２，６３からの燃料噴射により一時的に低下する。一方、燃料圧力平均値は、実際の燃料圧力に対して遅れて上昇し、１回目の燃料噴射時には、燃料圧力と燃料圧力平均値との間に最大偏差ΔＰが発生する。そのため、このときに、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力よりも低い燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対して燃料量が過剰となる。一方、本実施例のように、燃圧センサ７８の検出値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量となる。
【００７９】
なお、ステップＳ３４にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してからの経過時間が燃圧変更時間を超えていると判定されたら、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開したまま、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。
【００８０】
このように実施例３の内燃機関の燃料供給装置にあっては、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定する。
【００８１】
従って、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が大きくなるため、所定の燃圧変更時間にわたって燃圧センサ７８が検出した燃料圧力に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。
【００８２】
また、実施例３の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、高圧燃料ポンプ８５の停止時から所定の燃圧変更時間にわたって燃圧噴射量を減量するようにしている。燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力よりも低い燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対して燃料量が過剰となる。一方、燃圧センサ７８の検出値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出すると、実際の燃料圧力を用いて燃料噴射時間を算出するため、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量となる。従って、高圧燃料ポンプ８５の再開時に燃圧噴射量を減量することで、エンジン運転状態に応じた適正な燃料噴射量を確保することができる。
【実施例４】
【００８３】
図１１は、本発明の実施例４に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャート、図１２は、経過時間に対する増量係数を表すグラフである。なお、本実施例の内燃機関の燃料供給装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８４】
実施例４の内燃機関の燃料供給装置において、図１に示すように、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、この高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって、燃料を減量している。
【００８５】
ここで、ＥＣＵ７０による高圧燃料ポンプ８５の運転停止制御について、図１１のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００８６】
本実施例の内燃機関の高圧燃料ポンプ８５の作動制御において、図１１に示すように、ステップＳ４１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したと判定されたら、ステップＳ４２にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止する。
【００８７】
一方、ステップＳ４１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立していないと判定されたら、ステップＳ４３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開する。そして、ステップＳ４４にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの経過時間が予め設定された所定の燃圧変更時間以内かどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの経過時間が燃圧変更時間以内であると判定されたら、ステップＳ５５にて、ＥＣＵ７０は、燃圧設定時間を所定値以下に変更、つまり、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いて燃料増量係数を算出し、徐々に増加させる。
【００８８】
具体的には、燃圧値に対する燃料噴射における増量係数が予め設定されている。この場合、燃圧値は、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力とすることが望ましいが、燃圧センサ７８の検出値を平均して算出した燃料圧力平均値と燃圧値と燃料圧力平均値との偏差としてもよい。この場合、燃料増量係数は、１．０より小さいものであり、燃料を減量するものである。そして、この燃料増量係数は、図１２に示すように、時間の経過と共に１．０に近づけるように増加させる。燃圧値（または、燃圧値の偏差）に基づいて増量係数が設定されると共にその増加量が設定されると、ステップＳ５６にて、燃料噴射量を減量し、この減量された燃料噴射量に応じてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間が設定される。この場合、増量係数が時間の経過と共に増量されることから、燃料噴射量の減量が少なくなり、インジェクタ６２，６３の燃料噴射時間が変更されていく。
【００８９】
従って、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を設定して減量すると共に、徐々に増量することから、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量を設定することができる。
【００９０】
なお、ステップＳ４４にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してからの経過時間が燃圧変更時間を超えていると判定されたら、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開したまま、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。
【００９１】
このように実施例４の内燃機関の燃料供給装置にあっては、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を設定し、減量された燃料噴射量に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定している。
【００９２】
従って、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が大きくなるため、所定の燃圧変更時間にわたって燃料を減量することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。
【００９３】
また、実施例４の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、設定した増量係数を徐々に１．０に近づけるように増加している。従って、高圧燃料ポンプ８５の再開に伴って、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が発生するが、この偏差は時間の経過と共に小さくなることから、それに合わせて増量係数を変更することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれを適正に抑制することができる。
【実施例５】
【００９４】
図１４は、本発明の実施例５に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャート、図１５は、高圧燃料ポンプの再開後の噴射回数に対する増量係数を表すグラフである。なお、本実施例の内燃機関の燃料供給装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９５】
実施例５の内燃機関の燃料供給装置において、図１に示すように、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、この高圧燃料ポンプ８５の切換時から予め設定された所定の燃圧変更時間にわたって、燃料を減量すると共に、燃料噴射気筒順に減量を少なく設定している。
【００９６】
ここで、ＥＣＵ７０による高圧燃料ポンプ８５の運転停止制御について、図１３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００９７】
本実施例の内燃機関の高圧燃料ポンプ８５の作動制御において、図１３に示すように、ステップＳ５１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立したと判定されたら、ステップＳ５２にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止する。
【００９８】
一方、ステップＳ５１にて、高圧燃料ポンプ８５の作動を停止させる条件が成立していないと判定されたら、ステップＳ５３にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開する。そして、ステップＳ５４にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの噴射回数が予め設定された所定の噴射回数以内かどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開してからの噴射回数が所定の噴射回数以内であると判定されたら、ステップＳ５５にて、ＥＣＵ７０は、燃圧センサ７８が検出した燃料圧力を用いて燃料増量係数を噴射回数ごとに算出する。
【００９９】
具体的には、燃圧値に対する燃料噴射における増量係数が予め設定されているが、本実施例では、燃料増量係数は、１．０より小さいものであり、燃料を減量するものである。そして、この燃料増量係数は、図１４に示すように、高圧燃料ポンプ８５の再開後の噴射回数に応じて設定される。即ち、燃料圧力平均値は、実際の燃料圧力に対して遅れて上昇し、１回目の燃料噴射時には、燃料圧力と燃料圧力平均値との間の偏差が最大となり、徐々に減少する。そのため、高圧燃料ポンプ８５の再開後の１噴射目の気筒の増量係数を最も小さく（減量を大きく）設定し、以降の噴射順の気筒の増量係数を徐々に１．０に近づけるように大きく（減量が小さく）なるように設定する。また、各増量係数は、時間の経過と共に１．０に近づけるように増加（減量を小さく）させる。そして、燃圧値（または、燃圧値の偏差）に基づいて増量係数が設定されると、ステップＳ５６にて、燃料噴射量を減量し、この減量された燃料噴射量に応じてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間が設定される。
【０１００】
従って、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を設定して減量すると共に、徐々に増量することから、目標の燃料噴射量に対してほぼ同等の燃料量を設定することができる。
【０１０１】
なお、ステップＳ５４にて、高圧燃料ポンプ８５の運転を停止してからの噴射回数が所定の噴射回数を超えていると判定されたら、高圧燃料ポンプ８５の運転を再開したまま、燃料圧力平均値を用いてインジェクタ６２，６３の燃料噴射時間を算出する。
【０１０２】
このように実施例５の内燃機関の燃料供給装置にあっては、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えるとき、その切換時から所定の燃圧変更時間にわたって、燃圧値または燃圧値の偏差に基づいて増量係数を噴射気筒ごとに設定し、減量された燃料噴射量に基づいてインジェクタ６２，６３による燃料噴射時間を設定している。
【０１０３】
従って、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差が大きくなるため、所定の燃圧変更時間にわたって燃料を減量することで、燃料圧力の変動に応じた燃料噴射量のずれが抑制され、適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止することができる。このとき、増量係数を噴射気筒ごとに設定することから、実際の燃料圧力と燃料圧力平均値との偏差の変動に合わせて適正な燃料噴射量を確保することができる。
【０１０４】
なお、上述した各実施例では、高圧燃料ポンプ８５が運転状態から停止状態に切換わるとき、または、高圧燃料ポンプ８５が停止状態から運転状態に切換わるとき、その燃料制御を個別に説明したが、それぞれを同期して実施してもよい。
【０１０５】
また、本発明の内燃機関は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関であるエンジンに燃料を供給する全ての燃料系に適用することができるものである。そして、エンジン形態は、Ｖ型６気筒エンジンに限らず、直列４気筒エンジンであってもよく、その気筒数も各実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、燃料圧力の変動に応じて適正な燃料量を確保することで空燃比のばらつきを抑制し、燃焼やエミッションの悪化を防止可能とするものであり、昇圧手段が内燃機関の運転状態に応じて駆動するものに有用であり、特に、昇圧手段から発生する脈動が内燃機関の燃料系に与える影響を低減するものに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料供給装置における燃料系を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の内燃機関の要部縦断面図である。
【図３−１】実施例１の内燃機関の燃料供給装置における高圧燃料ポンプを表す概略図である。
【図３−２】実施例１の内燃機関の燃料供給装置における高圧燃料ポンプを表す概略図である。
【図４】実施例１の内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図５】燃料噴射量と燃料圧力に対する噴射時間を表すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図７】燃圧値に対する増量係数を表すグラフである。
【図８】燃圧値の偏差に対する増量係数を表すグラフである。
【図９】本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図１０】高圧燃料ポンプの運転開始時における燃料圧力の変化を表すグラフである。
【図１１】本発明の実施例４に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図１２】経過時間に対する増量係数を表すグラフである。
【図１３】本発明の実施例５に係る内燃機関の燃料供給装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図１４】高圧燃料ポンプの再開後の噴射回数に対する増量係数を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
２２，２３  燃焼室
６２，６３  インジェクタ（燃料噴射手段）
６４，６５  デリバリパイプ
６６，６７  点火プラグ
７０  電子制御ユニット、ＥＣＵ（燃料圧力制御手段、燃料噴射制御手段）
７８  燃圧センサ
８３  フィードポンプ（燃料圧送手段）
８５  高圧燃料ポンプ（昇圧手段）
１０３  圧力室（燃料通路）
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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