(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料供給装置において、燃料圧力のハンチングを抑制することで空燃比のばらつきを抑制し、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高圧室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ＥＣＵ（燃料制御手段）７０とを設け、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、車両が緩加速状態にあると判定したときには、その切換を解除する。【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、
前記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、
前記燃料制御手段は、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、車両が緩加速状態または緩減速状態にあると判定したときには、切換を解除する、
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料制御手段は、機関負荷の変化率及び変化量に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判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】
前記燃料制御手段は、車両の走行停止状態に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判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】
前記燃料制御手段は、前記昇圧手段が運転状態にあるとき、機関負荷が予め設定された第１所定値より低いと判定されたときに、前記昇圧手段を停止状態に切換え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】
前記燃料制御手段は、前記昇圧手段が停止状態にあるとき、車両が走行状態になく、且つ、機関負荷の変化率及び変化量が予め設定された第２所定値より高いと判定されたときに、前記昇圧手段を運転状態に切換えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つ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３０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】
上述した従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、内燃機関の運転領域を回転速度と負荷に基づいて２つの領域に区分けし、低回転速度で低負荷領域にあるときには、１つの高圧燃料ポンプの作動を停止している。ところが、このように高圧燃料ポンプの運転と停止を回転速度と負荷により設定された境界で制御すると、例えば、車両が、渋滞で緩加速が断続的に実行された場合、高圧燃料ポンプの運転と停止が断続的に行われる。すると、燃料圧力のハンチングが発生し、空燃比がばらついてエミッションが悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであって、燃料圧力のハンチングを抑制することで空燃比のばらつきを抑制し、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】
【０００９】
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、前記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、前記燃料制御手段は、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、車両が緩加速状態または緩減速状態にあると判定したときには、切換を解除する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料制御手段は、機関負荷の変化率及び変化量に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判定することを特徴としている。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料供給装置では、前記燃料制御手段は、車両の走行停止状態に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判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、前記燃料制御手段は、前記昇圧手段が運転状態にあるとき、機関負荷が予め設定された第１所定値より低いと判定されたときに、前記昇圧手段を停止状態に切換え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、前記燃料制御手段は、前記昇圧手段が停止状態にあるとき、車両が走行状態になく、且つ、機関負荷の変化率及び変化量が予め設定された第２所定値より高いと判定されたときに、前記昇圧手段を運転状態に切換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の燃料供給装置によれば、低圧燃料の昇圧手段を停止状態と運転状態との間で切換えるとき、車両が緩加速状態または緩減速状態にあると判定したときには切換を解除するので、昇圧手段における運転と停止の頻繁な切換をなくし、燃料圧力のハンチングを抑制することで空燃比のばらつきを抑制し、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】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例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、本実施例の内燃機関の要部縦断面図、図３−１及び図３−２は、本実施例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、本実施例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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
燃料タンク８１は、第１室８１ａ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には低圧フィードポンプ（燃料圧送手段）８３が装着されており、この低圧フィードポンプ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。
【００２９】
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。
【００３０】
従って、エンジンが始動すると、低圧フィードポンプ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。
【００３１】
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、低圧フィードポンプ８３により昇圧された低圧燃料は、一部が低圧燃料供給管６４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２室８２ｂ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１室８２ａに残留する燃料を燃料移送管９２を通して第２室８２ｂに移送する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１０７を通して圧力室１０３に吸入することができる。
【００３５】
そして、上述した吸入開始位置から、吸気カム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２３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６６を通して高圧燃料供給管８３に圧送することができる。
【００３６】
そして、上述した圧送開始位置から、吸気カム３２の駆動カムシャフト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。
【００３７】
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４４）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。
【００３８】
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を迂回して第２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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、エンジンの運転状態に応じて、高圧燃料ポンプ８５の運転と停止を制御すると、例えば、車両が、渋滞で緩加速が断続的に実行された場合、高圧燃料ポンプ８５の運転と停止が断続的に行われる。すると、デリバリパイプ６４，６５に圧送される燃料の圧力が短時間で変動し、燃圧のハンチングが発生し、空燃比がばらついてエミッションが悪化する可能性がある。
【００４１】
そこで、本実施例では、図１に示すように、燃料制御手段としてのＥＣＵ７０は、エンジンの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可能とすると共に、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、車両が緩加速状態または緩減速状態にあると判定したときには、この切換を解除するように制御している。
【００４２】
この場合、ＥＣＵ７０は、エンジン負荷の変化率及び変化量に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判定する。また、ＥＣＵ７０は、車両の走行停止状態に基づいて車両の緩加速状態または緩減速状態を判定する。
【００４３】
具体的に、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が運転状態にあるとき、エンジン負荷が予め設定された第１所定値より低いと判定されたときに、高圧燃料ポンプ８５を停止状態に切換える。また、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が停止状態にあるとき、車両が走行状態になく、且つ、エンジン負荷の変化率及び変化量が予め設定された第２所定値より高いと判定されたときに、高圧燃料ポンプ８５を運転状態に切換える。
【００４４】
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。
【００４５】
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が停止中であるかどうかを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ８５が停止中でないと判定されたときには、ステップＳ１２にて、クランク角センサ７５が検出したクランク角度に基づいて算出された現在のエンジン回転数Ｎｅが予め設定された所定のエンジン回転数Ｎｅｓ１（第１所定値）より低いかどうかを判定する。この所定のエンジン回転数Ｎｅｓ１は、高圧燃料ポンプ８５を停止するための基準となる回転数である。ここで、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定のエンジン回転数Ｎｅｓ１より低いと判定されたら、ステップＳ１３にて、現在の燃料噴射量Ｉが予め設定された所定の燃料噴射量Ｉより少ないかどうかを判定する。この所定の燃料噴射量Ｉは、高圧燃料ポンプ８５を停止するための基準となる噴射量である。ここで、現在の燃料噴射量Ｉが所定の燃料噴射量Ｉより少ないと判定されたら、ステップと１４にて、高圧燃料ポンプ８５を停止する。
【００４６】
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。
【００４７】
一方、図４に戻り、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が停止中であると判定したとき、ステップＳ１５にて、エンジンがアイドリング運転状態であることを表すアイドリングフラグＦＩがＯＦＦ状態で、且つ、スロットルポジションセンサ７３が検出した現在のスロットル開度ｔａの変化量（変化率）Δｔａが予め設定された所定のスロットル開度変化量（変化率）Δｔａｓより大きいかを判定する。この所定のスロットル開度変化量Δｔａｓは、高圧燃料ポンプ８５を運転開始するための基準となる変化量である。ここで、現在のスロットル開度変化量Δｔａが所定のスロットル開度変化量Δｔａｓより大きいと判定されたら、ステップＳ１６に移行する。
【００４８】
ステップＳ１６にて、ＥＣＵ７０は、クランク角センサ７５が検出したクランク角度に基づいて算出された現在のエンジン回転数Ｎｅが予め設定された所定のエンジン回転数Ｎｅｓ２（第２所定値）より高く、且つ、車速センサ７７が検出した車速Ｖが予め設定された所定の車速Ｖｓより大きいかどうかを判定する。この所定のエンジン回転数Ｎｅｓ２は、高圧燃料ポンプ８５を運転開始するための基準となる回転数であり、上述したエンジン回転数Ｎｅｓ１より高く設定されている。また、所定の車速Ｖｓは、高圧燃料ポンプ８５を運転開始するための基準となる車速である。ここで、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定のエンジン回転数Ｎｅｓ２より高く、且つ、現在の車速Ｖが所定の車速Ｖｓより大きいと判定されたら、ステップＳ１７にて、高圧燃料ポンプ８５を運転開始する。
【００４９】
一方、ステップＳ１５にて、エンジンがアイドリング運転状態であったり、現在のスロットル開度変化量Δｔａが所定のスロットル開度変化量Δｔａｓより大きくないと判定されたり、ステップＳ１６にて、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定のエンジン回転数Ｎｅｓ２より高くなかったり、現在の車速Ｖが所定の車速Ｖｓより大きく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。つまり、高圧燃料ポンプ８５の停止状態を維持する。
【００５０】
即ち、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が停止中であるとき、エンジンがアイドリング運転状態でなく、現在のスロットル開度変化量Δｔａが所定値（Δｔａｓ）より大きいと認識することで、車両が加速（または減速）状態であると判定する。また、ＥＣＵ７０は、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定値（Ｎｅｓ２）より高く、現在の車速Ｖが所定値（Ｖｓ）より大きいと認識することで、緩加速ではないと判定する。従って、この場合には、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換える。一方、エンジンがアイドリング運転状態でなく、現在のスロットル開度変化量Δｔａが所定値（Δｔａｓ）より大きいと認識し、車両が加速（または減速）状態であると判定しても、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定値（Ｎｅｓ２）より高くなかったり、現在の車速Ｖが所定値（Ｖｓ）より大きくないと認識することで、これは緩加速であると判定する。従って、この場合には、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えずに停止状態を維持する。つまり、高圧燃料ポンプ８５における停止状態から運転状態への切換を解除する。
【００５１】
従って、高圧燃料ポンプ８５を停止状態から運転状態に切換えたとき、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。
【００５２】
このように本実施例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高圧室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ＥＣＵ（燃料制御手段）７０とを設け、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、車両が緩加速状態にあると判定したときには、その切換を解除するように制御している。
【００５３】
従って、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、車両が緩加速状態にあると判定したときには、高圧燃料ポンプ８５の停止状態を維持することから、高圧燃料ポンプ８５における運転と停止の頻繁な切換をなくし、燃料圧力のハンチングを抑制することで空燃比のばらつきを抑制し、エミッションの悪化を防止することができる。
【００５４】
また、本実施例の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、スロットル開度の変化率及び変化量に基づいて車両の緩加速状態を判定している。従って、車両の緩加速状態の判定材料として、スロットル開度の変化率や変化量を用いることで、車両の緩加速状態を高精度に判定することができる。また、本実施例の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、車両の走行停止状態に基づいて車両の緩加速状態を判定している。従って、スロットル開度の変化率や変化量に加えて、走行停止状態を用いることで、車両の緩加速状態を更に高精度に判定することができる。
【００５５】
また、本実施例の内燃機関の燃料供給装置では、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が運転状態にあるとき、スロットル開度が予め設定された第１所定値より低いと判定されたときに、高圧燃料ポンプ８５を停止状態に切換える。一方、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ８５が停止状態にあるとき、車両が走行状態になく、且つ、スロットル開度の変化率及び変化量が予め設定された第２所定値より高いと判定されたときに、高圧燃料ポンプ８５を運転状態に切換える。この場合、第２所定値を第１所定値より大きく設定することで、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、その判定基準領域に不感帯を設定することで、簡単な構成で高圧燃料ポンプ８５における運転と停止の頻繁な切換をなくすことができる。
【００５６】
なお、上述した実施例では、ＥＣＵ７０は、エンジン暖機後のアイドリング運転時に、高圧燃料ポンプ８５を停止状態として、フィードポンプ８３で加圧した低圧燃料をデリバリパイプ６４，６５に供給するようにしたが、このような運転状態に限定されるものではない。例えば、エンジン始動時や低負荷高回転時などにおいて、高圧ポンプ８５を停止状態として、低圧燃料をデリバリパイプ６４，６５に供給するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施例では、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、車両の緩加速を判定したときに切換を解除するようにしたが、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、車両の緩加速を判定したときに切換を解除するようにしてもよい。また、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、車両が緩加速状態にあると判定したときに切換を解除するようにしたが、緩減速状態にあると判定したときに切換を解除するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施例では、現在のスロットル開度変化量Δｔａが所定のスロットル開度変化量Δｔａｓより大きいかどうかを判定したが、これに限定されるものではない。例えば、アクセル開度、エンジン回転数、吸入空気量、燃料噴射量などの機関負荷の変化率や変化量であればよい。また、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定のエンジン回転数Ｎｅｓ２より高く、且つ、車速Ｖが所定の車速Ｖｓより大きいかどうかを判定したが、これに限定されるものではない。例えば、アクセル開度、スロットル開度、吸入空気量、などの機関負荷であればよい。
【００５９】
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】
【００６０】
以上のように、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、昇圧手段の運転及び停止の切換を適正に行うことで、燃料圧力のハンチングを抑制して空燃比のばらつきを抑制し、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】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例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】本実施例の内燃機関の要部縦断面図である。
【図３−１】本実施例の内燃機関の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】本実施例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】本実施例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。
【符号の説明】
【００６２】
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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