JP2000008917A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関停止中に高圧燃料配管内に保持されていた
燃料圧力にかかわらず機関の安定した始動性を確保する
ことのできる内燃機関の燃料供給装置を提供する。 【解決手段】燃料供給装置は、燃料タンク１０、燃料を
高圧に加圧する高圧燃料ポンプ１１、燃料を高圧燃料ポ
ンプ１１側に供給するフィードポンプ１２、及び燃料噴
射弁１３に高圧燃料を分配供給する高圧燃料通路３５及
びデリバリパイプ１４等を備える。ＥＣＵ３０の入力イ
ンターフェース回路には、デリバリパイプ１４内の燃料
圧力を検出する燃圧センサ４１、エンジンの回転速度を
検出する回転速度センサ４０が接続されている。ＥＣＵ
３０は、エンジン始動時において、デリバリパイプ１４
内の燃料圧力が所定値を超えるときのみ高圧燃料ポンプ
１１に加圧動作信号を印加して加圧動作を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃料
供給装置に関し、特に筒内噴射式の内燃機関等に対して
高圧に加圧された燃料を供給する装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、筒内噴射式の内燃機関にあって
は、電動式のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）から吐
出される燃料を内燃機関により駆動される高圧燃料ポン
プにて加圧して高圧燃料配管内に圧送し、この加圧燃料
を燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室内に直接噴射するこ
とが行なわれている。また、高圧燃料配管内の燃料圧力
を検知し、この検知された燃料圧力に基づき燃料噴射量
を演算することで、機関に噴射供給される燃料噴射量が
適切になるように制御している。

【０００３】ところで、上述した筒内噴射式内燃機関の
燃料供給装置にあっては、機関始動時には高圧燃料ポン
プの作動により高圧燃料配管内の燃料圧力が過渡的に上
昇するが、一般に機関始動時にはより多くの燃料噴射量
が必要とされることから、燃料噴射に伴なう高圧燃料配
管内の燃圧の低下が大きく、そのため機関始動時には燃
料配管内の燃圧が大きく変動するといったことが生じ
る。また燃料噴射量によっては燃圧が急激に上昇すると
いったことも生じる。このため、実際の燃料噴射量にバ
ラツキが生じ、適切な燃料噴射量に制御することが困難
であった。そこで、このような機関始動時の高圧燃料配
管内の燃圧を安定化させる技術として、例えば特開平７
−８３１３４号公報、特開平９−１５８７６６号公報、
特開平９−１７７５８１号公報等に記載の内燃機関の燃
料供給装置が知られている。

【０００４】これら燃料供給装置においては、機関始動
時の高圧燃料配管内の燃圧を安定化させるために、機関
始動時には高圧燃料ポンプによる燃料の加圧を停止させ
ている。そして、フィードポンプからの燃料を、高圧燃
料ポンプを介さず同高圧燃料ポンプをバイパスするバイ
パス通路を介して高圧燃料配管内に供給し、機関始動時
の燃料圧力をフィード圧とするようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした燃
料供給装置としては、内燃機関の停止後においても高圧
燃料配管内の燃料圧力を保持可能な装置がある。そし
て、こうした燃料供給装置にあっては、機関停止状態が
短時間であった場合など、高圧燃料配管内の燃料圧力が
高い状態にあるときに機関が再始動されることもあり、
このようなときに上記従来の技術のように機関始動時に
高圧燃料ポンプによる燃料の加圧を停止させると、折角
高められた燃料圧力を無駄に低下させるばかりでなく、
高圧燃料配管内の燃料圧力が過渡的に低下することに伴
なう燃料噴射量のバラツキも無視できないものとなる。

【０００６】一方、このような内燃機関の停止後に高圧
燃料配管内の燃料圧力を保持可能な燃料供給装置にあっ
ても、内燃機関の運転が停止されてから長時間経過した
後にあっては、燃料噴射弁に燃料を分配する分配管内に
おける燃料温度の低下や同分配管から燃料通路への燃料
の漏出に起因して、同分配管の燃圧が徐々に低下する傾
向がある。そのため、上記高圧燃料配管内の燃料圧力を
保持可能な燃料供給装置であるからといって、機関始動
時は、一概に上記高圧燃料ポンプによる加圧実行が望ま
しいとは限らない。

【０００７】機関停止後においても高圧燃料配管内の燃
圧を保持可能な燃料供給装置にあっては、このように機
関停止中に高圧燃料配管内に保持されていた燃料圧力に
よって機関始動時に要求される作動条件が異なり、ひい
ては機関の安定した始動性を確保することも困難なもの
となっている。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、機関停止中に高
圧燃料配管内に保持されていた燃料圧力にかかわらず機
関の安定した始動性を確保す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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置では、燃料
タンクからの燃料を吸入吐出する電動式のフィードポン
プと、内燃機関により駆動されて前記フィードポンプか
ら吐出される燃料を加圧し高圧燃料配管内に圧送する高
圧燃料ポンプと、該高圧燃料配管内に圧送された燃料を
内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射弁とを備えるとと
もに、前記内燃機関の停止後においても前記高圧燃料配
管内の燃料圧力を保持可能な内燃機関の燃料供給装置に
おいて、前記内燃機関が始動状態にあることを検出する
始動状態検出手段と、前記高圧燃料配管内の燃料圧力を
検出する燃料圧力検出手段と、内燃機関の始動状態にあ
って前記検出される高圧燃料配管内の燃料圧力が所定燃
料圧力よりも低いときには前記高圧燃料ポンプの加圧動
作を非能動として前記高圧燃料配管内の燃料圧力をフィ
ード圧に制御し、内燃機関の始動状態にあって同検出さ
れる高圧燃料配管内の燃料圧力が所定燃料圧力よりも高
いときには前記高圧燃料ポンプの加圧動作を能動として
前記高圧燃料配管内の燃料圧力を高圧に制御する制御手
段と、を備えることをその要旨としている。

【００１０】同構成によれば、内燃機関の機関始動時に
おいて、制御手段は燃料圧力検出手段による高圧燃料配
管内の燃料圧力の検出結果に基づき、前記高圧燃料ポン
プの加圧動作を制御する。すなわち、制御手段は同燃料
圧力が所定燃料圧力より低い場合には、高圧燃料ポンプ
の加圧動作を行わず同燃料圧力をフィード圧とし、所定
燃料圧力より高い場合には、高圧燃料ポンプの加圧動作
を実行し燃料圧力を高圧に制御する。そのため、機関始
動時において高圧状態にある燃料圧力をフィード圧等に
一旦低圧化することなくそのまま利用でき、これは高圧
燃料ポンプの省エネルギ駆動となる。また、内燃機関の
始動時の高圧燃料配管内の燃料圧力の急激な変化を抑制
することができるとともに、始動時の同燃料圧力にかか
わらず安定した燃料噴射が可能となる。

【００１１】また請求項２記載の発明は、請求項１に記
載した内燃機関の燃料供給装置において、前記始動状態
検出手段は前記内燃機関の回転速度が所定回転速度未満
であることに基づいて同機関が始動状態にあることを検
出することをその要旨としている。

【００１２】同構成によれば、内燃機関の回転速度が所
定回転速度未満であることに基づいて同機関の始動状態
が検出されるため、同内燃機関が始動状態にあることを
確実に検出できる。

【００１３】また請求項３記載の発明は、請求項２記載
の内燃機関の燃料供給装置において、前記内燃機関の運
転状態に応じた温度を検出する手段と、前記比較される
所定燃料圧力及び所定回転速度の少なくとも一方をこの
検出される温度情報に応じて可変設定する手段と、を更
に備えることをその要旨としている。

【００１４】同構成によれば、温度検出手段による検出
温度の情報に基づき前記所定燃料圧力及び所定回転速度
の少なくとも一方の設定値を変更する。そのため、通
常、所定燃料噴射量を得るために必要とされる燃料圧力
は内燃機関の運転状態に応じた温度の上昇に伴なって変
動（減少）するが、機関始動時において、より的確な燃
料圧力の制御を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式４気筒
ガソリンエンジンの燃料供給装置として具体化した一実
施の形態について説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態における燃料供給装
置の概略構成を示す図である。同図に示すように、この
燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンク１０、燃料
を高圧に加圧してエンジンＥに圧送する高圧燃料ポンプ
１１、燃料タンク１０内の燃料を高圧燃料ポンプ１１側
に供給するフィードポンプ１２、及び燃料噴射弁１３に
燃料を分配供給するデリバリパイプ（高圧燃料配管）１
４等によって構成されている。

【００１７】フィードポンプ１２は、燃料タンク１０の
内部に固定される電動式ポンプであり、電動モータ（図
示略）等を内蔵するケーシング１６と同ケーシング１６
に取り付けられた燃料ストレーナ１７とを備えている。
ケーシング１６内には前記電動モータの他、ポンプ室
（図示略）、及び電動モータにより回転駆動されるイン
ペラ（図示略）等が設けられている。フィードポンプ１
２は、上記ポンプ室内にインペラの回転速度に応じた量
の燃料を吸入するとともに、その燃料を同室から高圧燃
料ポンプ１１に対して供給する。

【００１８】高圧燃料ポンプ１１はエンジンＥのシリン
ダヘッド（図示略）等に設けられ、同エンジンＥのカム
シャフト１８の回転に伴い往復駆動されるプランジャ１
９、同プランジャ１９の往復動に伴い燃料を高圧に加圧
する燃料加圧室２０、燃料加圧室２０から吐出される燃
料の量を調節する電磁弁２１等を備えている。

【００１９】電磁弁２１の内部には内部通路（図示略）
が形成されており、同通路は低圧燃料通路２２を介して
フィードポンプ１２に接続されている。この低圧燃料通
路２２には燃料がフィードポンプ１２側へ流れることを
防止するための逆止弁２３が設けられている。更に、低
圧燃料通路２２において同逆止弁２３の下流側には、燃
料中の異物を捕集する燃料フィルタ２４が設けられてい
る。

【００２０】電磁弁２１は、燃料加圧室２０に開口する
導入ポート２５を開閉する弁体２１ａと、同弁体２１ａ
を駆動する電磁ソレノイド２１ｂとを備えている。な
お、この電磁弁２１は、電磁ソレノイド２１ｂが励磁さ
れないとき開弁状態にあり、同ソレノイド２１ｂが励磁
されたとき閉弁状態に移行する「ノーマリオープン型」
の電磁弁である。

【００２１】また、電磁弁２１の内部通路は導入ポート
２５及び上記弁体２１ａを介して燃料加圧室２０に連通
されるとともに、リリーフ通路２８を介して燃料タンク
１０に接続されている。電磁ソレノイド２１ｂは後述す
る電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）３０によっ
て通電制御される。そしてこの通電制御に基づき、所定
のタイミング及び期間をもって導入ポート２５が前記弁
体２１ａにより閉されることにより、燃料加圧室２０か
ら吐出される燃料量すなわち燃料圧力が調節されるよう
になる。

【００２２】リリーフ通路２８には圧力調整弁３１が設
けられており、同弁３１によって電磁弁２１の内部通路
及び低圧燃料通路２２内の燃料圧力（以下、この燃料圧
力を「フィード圧Ｐｆ」という）が調節されるようにな
る。

【００２３】圧力調整弁３１は、フィード圧Ｐｆが所定
のリリーフ圧Ｐ１（本実施の形態では例えば「０．３Ｍ
Ｐａ（メガパスカル）」に設定されている）に達するま
では閉弁状態に保持されている。一方、フィード圧Ｐｆ
が前記リリーフ圧Ｐ１以上にまで増加すると圧力調整弁
３１は開弁状態になり、内部通路内の燃料はリリーフ通
路２８を通じて燃料タンク１０に戻されるようになる。
このように、圧力調整弁３１が開弁して内部通路内の燃
料が燃料タンク１０側に戻されることにより、フィード
圧Ｐｆはリリーフ圧Ｐ１と略等しい圧力に保持される。

【００２４】また、図１に示すように、高圧燃料ポンプ
１１には燃料加圧室２０に開口する高圧ポート３３が設
けられている。この高圧ポート３３には逆止弁３４が取
り付けられるとともに、同弁３４は高圧燃料通路（高圧
燃料配管）３５を介してデリバリパイプ（高圧燃料配
管）１４に接続されている。この逆止弁３４はデリバリ
パイプ１４から燃料加圧室２０への燃料の移動を規制す
るとともに、デリバリパイプ１４内の燃料圧力Ｐｒと燃
料加圧室２０内の燃料圧力との差圧が所定圧以上になっ
たときに開弁して同燃料加圧室２０からデリバリパイプ
１４への燃料の移動を許容する機能を有している。ここ
で高圧燃料通路３５内の燃料圧力とデリバリパイプ１４
内の燃料圧力Ｐｒとは等しい。

【００２５】さらに、デリバリパイプ１４は、リリーフ
弁３６が設けられた圧力通路３７を介してリリーフ通路
２８に接続されている。デリバリパイプ１４内の燃料圧
力Ｐｒが所定圧以上にまで上昇した場合、リリーフ弁３
６が開弁してデリバリパイプ１４内の燃料が圧力通路３
７及びリリーフ通路２８を通じて燃料タンク１０に戻さ
れるようになる。従って、デリバリパイプ１４内の燃料
圧力Ｐｒは前記リリーフ弁３６の開弁所定圧よりも小さ
い圧力に保持される。

【００２６】デリバリパイプ１４には４つの燃料噴射弁
１３が接続されており、同パイプ１４内の燃料が各燃料
噴射弁１３に分配されるようになっている。この燃料噴
射弁１３はエンジンＥの各気筒（図示略）内に燃料を直
接噴射することのできる高圧燃料用の噴射弁である。

【００２７】上記エンジンシステムには、燃料供給装置
の制御に用いられる各種センサ等が設けられている。即
ち、エンジンＥのクランクシャフト（図示略）近傍には
回転速度センサ４０が取り付けられており、同センサ４
０によって単位時間当たりにおけるクランクシャフトの
回転数、即ちエンジン回転速度ＮＥに応じた検出信号が
出力される。

【００２８】また、デリバリパイプ１４には燃圧センサ
４１が取り付けられており、同センサ４１によりデリバ
リパイプ１４内における燃料圧力Ｐｒに応じた検出信号
が出力される。

【００２９】またＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、各種制御プロ
グラム等が記憶されたメモリ、Ａ／Ｄ変換器等を含む入
力インターフェース回路、駆動回路等を含む出力インタ
フェース回路（いずれも図示略）等を備えている。回転
速度センサ４０、及び燃圧センサ４１は同ＥＣＵ３０の
入力インターフェース回路に接続され、電磁弁２１の電
磁ソレノイド２１ｂは同ＥＣＵ３０の出力インタフェー
ス回路に接続されている。

【００３０】以上説明した燃料供給装置にあっては、以
下のようにして燃料が高圧に加圧され、デリバリパイプ
１４内に供給される。すなわち、フィードポンプ１２が
駆動されることにより、燃料タンク１０内の燃料が同フ
ィードポンプ１２により吸引され低圧燃料通路２２内に
吐出される。低圧燃料通路２２内に吐出された燃料は逆
止弁２３、及び燃料フィルタ２４を通過した後、電磁弁
２１の内部通路内に導入される。一方、クランクシャフ
トの回転に伴ってカムシャフト１８が回転することによ
り、高圧燃料ポンプ１１のプランジャ１９は往復動を繰
り返す。そして、電磁弁２１の開弁状態において内部通
路内の燃料は導入ポート２５を通じて燃料加圧室２０に
導入される。

【００３１】ここで、電磁弁２１がそのまま開弁状態に
保持されている場合、プランジャ１９の上動に伴い燃料
加圧室２０の容積が減少すると、燃料は燃料加圧室２０
から再び導入ポート２５を通じて内部通路に戻される。
さらに、燃料は圧力調整弁３１の開弁に伴いリリーフ通
路２８を通じて燃料タンク１０に戻される。すなわち、
燃料加圧室２０において燃料は加圧されず、デリバリパ
イプ１４に燃料は圧送されない（但し、いまデリバリパ
イプ１４内の燃料圧力Ｐｒがフィード圧Ｐｆに比べ十分
大きい場合を想定している）。

【００３２】これに対して、燃料加圧室２０内に燃料が
導入された後、電磁弁２１が閉弁した場合には、同室２
０内の燃料がプランジャ１９の上動に伴い高圧に加圧さ
れる。そして、高圧に加圧された燃料は、逆止弁３４が
開弁することにより高圧燃料通路３５を通じてデリバリ
パイプ１４内に圧送される。

【００３３】ここで、デリバリパイプ１４内の燃料圧力
Ｐｒが所定圧力より低い場合、ＥＣＵ３０は電磁弁２１
の閉弁時期を早めることにより、燃料加圧室２０からデ
リバリパイプ１４内に圧送される燃料の量を増加させて
デリバリパイプ１４内の燃料圧力Ｐｒを上昇させる。

【００３４】これに対して、デリバリパイプ１４内の燃
料圧力Ｐｒが所定圧力より高い場合、ＥＣＵ３０は電磁
弁２１の閉弁時期を遅らせることにより、燃料の圧送量
を減少させる。従って、デリバリパイプ１４内の燃料圧
力Ｐｒは燃料噴射弁１３からの燃料噴射に伴い徐々に減
少する。

【００３５】以上のように、ＥＣＵ３０はデリバリパイ
プ１４内の燃料圧力Ｐｒに応じて電磁弁２１の閉弁時期
を調節することにより、デリバリパイプ１４内の燃料圧
力Ｐｒを所定圧力に制御する。

【００３６】次にこのＥＣＵ３０による電磁弁２１の閉
弁時期制御を図２を参照してより具体的に説明する。図
２（ａ）〜図２（ｃ）は上記プランジャ１９の上下動と
電磁弁２１、詳しくはその弁体２１ａの開閉状態との関
係を示す。なお、電磁弁２１の開閉状態は電磁ソレノイ
ド２１ｂへの印加電圧波形にほぼ等しい。

【００３７】電磁弁２１の開閉制御はプランジャ１９の
上下動サイクルに対応させて行われ、同図２（ａ）〜
（ｃ）に示されるように、プランジャ１９の下動サイク
ルτ１（プランジャ１９の下動開始タイミングｔＡから
同上動開始タイミングｔＢまで）においては電磁ソレノ
イド２１ｂは励磁されず、電磁弁２１は常に開状態とさ
れる。一方、プランジャ１９の上動サイクルτ２（プラ
ンジャ１９の上動開始タイミングｔＢから同下動開始タ
イミングｔＡまで）においては、電磁ソレノイド２１ｂ
への印加電圧の印加開始時期を変化させ、すなわち電磁
弁２１の閉弁期間を変化させることにより高圧燃料ポン
プ１１からの燃料吐出量（燃料圧力Ｐｒ）を調整してい
る。ここではプランジャ１９の上動サイクルτ２に対す
る電磁ソレノイド２１ｂへの電圧印加時間τの比（以
下、単に「デューティ比」と記す）を変化させて燃料吐
出量を調整している。すなわち本実施の形態において
は、高圧燃料通路３５内の燃料圧力Ｐｒの調整は、この
デューティ比を制御して行われる。

【００３８】ここで図２（ａ）は、上記デューティ比が
「１００％」の場合を示している。このとき、電磁弁２
１の閉弁期間、すなわち電磁ソレノイド２７への通電時
間はプランジャ１９の上動サイクルτ２に等しく、燃料
吐出量は最大となる。

【００３９】また、図２（ｂ）はデューティ比が「５０
％」の場合を示している。このとき、電磁弁２１の閉弁
期間は図２（ａ）の半分となる。この場合、電磁ソレノ
イド２１ｂへはプランジャ１９の上動開始タイミングｔ
Ｂから所定時間τｄ遅れたタイミングにて通電が開始さ
れる。

【００４０】また、図２（ｃ）はデューティ比が「０
％」の場合を示している。このとき、電磁ソレノイド２
１ｂへの通電は行われず、電磁弁２１は常に開弁状態と
なり高圧燃料ポンプ１１による加圧はない。

【００４１】次に、本実施の形態のエンジン始動時にお
ける前記高圧燃料ポンプ１１の制御手順について図３に
示す「高圧ポンプ制御ｄｕｔｙ算出ルーチン」に基づい
て説明する。なお、この「高圧ポンプ制御ｄｕｔｙ算出
ルーチン」は、ＥＣＵ３０によって所定時間毎に繰り返
し実行される。

【００４２】図３に示すステップＳ１０において、ＥＣ
Ｕ３０はエンジンＥの回転速度ＮＥ、及びデリバリパイ
プ１４内の燃料圧力Ｐｒをそれぞれ読み込む。そして、
ステップＳ２０において、ＥＣＵ３０はエンジンＥの回
転速度ＮＥが判定回転速度α未満であるか否かを判定す
る。ここで、判定回転速度αは、クランキングによって
エンジンＥが完爆状態に移行したか、またはエンジンＥ
が始動状態にあるかを判定するためのものであり、本実
施の形態においては例えば「５００ｒｐｍ」に設定され
ている。すなわち、このステップＳ２０において、ＥＣ
Ｕ３０は、回転速度ＮＥが「５００ｒｐｍ」未満である
ときには、エンジンＥが始動中であると判断し、また回
転速度ＮＥが「５００ｒｐｍ」以上にまで上昇したとき
には、始動が完了してエンジンＥが完爆状態になったと
判断する。

【００４３】このステップＳ２０おいて否定判定された
場合には、すなわちエンジンＥが完爆状態となって回転
速度ＮＥが「５００ｒｐｍ」以上に上昇した場合には、
図３の点線枠にて示されるステップＳ５０に移行する。
そして、このステップＳ５０において、ＥＣＵ３０は、
燃料圧力Ｐｒを所定圧とするための、すなわち高圧燃料
ポンプ１１から必要な燃料がデリバリパイプ１４側に圧
送されるようにするための「デューティ比算出処理」を
行う。なお、この「デューティ比算出処理」は周知の処
理のため、ここではその概要のみを説明する。

【００４４】まずステップＳ５１において、ＥＣＵ３０
は、燃料噴射量Ｑｆにフォワード係数Ｋｆを乗算したも
のをｄｕｔｙフォワード項（ｐｄｔｙｆ）として算出す
る。次にステップＳ５２において、ＥＣＵ３０は、目標
燃圧Ｐｒｒｇから実燃圧（実際に検出される燃料圧力）
Ｐｒを減算してその偏差ΔＰｒを算出する。

【００４５】次にステップＳ５３において、ＥＣＵ３０
は、この偏差ΔＰｒに比例項ゲインＫｐを乗算したもの
をｄｕｔｙ比例項（ｐｄｔｙｐ）として算出する。また
続くステップＳ５４において、ＥＣＵ３０は、同偏差Δ
Ｐｒに積分項ゲインＫｉを乗算したものを前回のｄｕｔ
ｙ積分項（ｐｄｔｙｉ）に加算して今回のｄｕｔｙ積分
項（ｐｄｔｙｉ）を算出する。

【００４６】そして、ステップＳ５５において、ＥＣＵ
３０は、これらｄｕｔｙフォワード項（ｐｄｔｙｆ）、
ｄｕｔｙ比例項（ｐｄｔｙｐ）、及びｄｕｔｙ積分項
（ｐｄｔｙｉ）を加算したものをデューティ比（ｐｄｕ
ｔｙ）として算出する。そして、同デューティ比（ｐｄ
ｕｔｙ）に基づき前記電磁弁２１（弁体２１ａ）の閉弁
期間の制御が行われる。

【００４７】一方、前記ステップＳ２０において肯定判
定された場合、すなわち回転速度ＮＥが「５００ｒｐ
ｍ」未満であるときには、ＥＣＵ３０は、エンジンＥが
完爆状態となっていない始動状態であると判断し、処理
をステップＳ３０に移行する。

【００４８】ステップＳ３０において、ＥＣＵ３０は燃
料圧力Ｐｒが判定燃料圧力β未満である否かを判定す
る。ここで、判定燃料圧力βは、エンジン始動時に高圧
燃料ポンプ１１により燃料の加圧を行うか否か（加圧動
作の能動、非能動）を判定するためのものであり、本実
施の形態では、例えば「５ＭＰａ」に設定されている。
このステップＳ３０の判定により、ＥＣＵ３０は燃料圧
力Ｐｒが「５ＭＰａ」未満である場合には、エンジン始
動時の燃料圧力Ｐｒが低くても高圧燃料ポンプ１１によ
り燃料の加圧を行わないものとし、燃料圧力Ｐｒが「５
ＭＰａ」以上の場合には、高圧燃料ポンプ１１により燃
料の加圧を行うものとする。

【００４９】このステップＳ３０において否定判定され
た場合、すなわち燃料圧力Ｐｒが判定燃料圧力β（５Ｍ
Ｐａ）以上である場合には、ＥＣＵ３０は処理を前述し
たステップＳ５０に移行し、前記「デューティ比算出処
理」を行う。これは、エンジンＥの運転が停止されてか
らそれほど時間が経過していない場合に相当する。すな
わちこのとき、エンジン始動時の燃料圧力Ｐｒは５ＭＰ
ａ以上の高圧状態にあり、この状態から高圧燃料ポンプ
１１による燃料の加圧を開始しても燃料圧力Ｐｒの変動
は少なく、円滑な加圧が可能となる。そしてこのため、
良好なエンジンの始動性を確保することができるように
なる。

【００５０】これに対して、ステップＳ３０において肯
定判定された場合、すなわち燃料圧力Ｐｒが判定燃料圧
力β（５ＭＰａ）未満である場合には、ＥＣＵ３０は処
理をステップＳ４０に移行する。そして、このステップ
Ｓ４０において、ＥＣＵ３０は前記デューティ比（ｐｄ
ｕｔｙ）を「０％」として電磁弁２１（弁体２１ａ）を
開弁状態に制御する。すなわち、高圧燃料ポンプ１１に
よる燃料の加圧は行わない。これは、以下の理由によ
る。

【００５１】エンジンＥの運転が停止されてから長時間
が経過して、エンジン始動時の燃料圧力Ｐｒが５ＭＰａ
未満の状態から高圧燃料ポンプ１１による燃料の加圧を
開始すると、燃料圧力Ｐｒが急変したり、エンジン始動
時の燃料噴射量制御に伴なう燃料圧力Ｐｒのハンチング
（振動）が生じたりする。このとき、通常、一定の所定
値に制御されるエンジン始動時の実燃料噴射量にバラツ
キが生じ、良好なエンジンの始動性を確保することがで
きなくなる。そのため、エンジン始動時において燃料圧
力Ｐｒが５ＭＰａ未満の状態にある場合には、高圧燃料
ポンプ１１による燃料の加圧を行わず、燃料圧力Ｐｒを
フィード圧Ｐｆ（０. ３ＭＰａ）に近い状態に固定させ
て、燃料圧力Ｐｒの変動を抑える。これにより、エンジ
ン始動時の実燃料噴射量を安定させ、良好なエンジンの
始動性を確保することができる。

【００５２】このステップＳ４０における処理、或いは
前述したステップＳ５０における処理を実行した後、Ｅ
ＣＵ３０は本ルーチンを一旦終了する。そしてＥＣＵ３
０はこのルーチンを所定時間毎に繰り返し実行すること
により、エンジン停止中に高圧燃料通路３５及びデリバ
リパイプ１４内に保持されていた燃料圧力Ｐｒにかかわ
らず同エンジンの良好な始動性を確保する。

【００５３】以上説明した本実施の形態の内燃機関の燃
料供給装置によれば、以下のような効果を得ることがで
きる。 （１）本実施の形態によれば、エンジン始動時、ＥＣＵ
３０は燃料圧力Ｐｒが判定燃料圧力β（５ＭＰａ）未満
の場合には、高圧燃料ポンプ１１の加圧動作を行わず同
燃料圧力Ｐｒをフィード圧Ｐｆ（０．３ＭＰａ）とし、
同圧力Ｐｒが判定燃料圧力βより高い場合には、高圧燃
料ポンプ１１の加圧動作を実行して燃料圧力を高圧に制
御する。そのため、エンジン始動時の高圧燃料通路３５
及びデリバリパイプ１４内の燃料圧力Ｐｒの急激な変化
を抑制することができ、ひいては燃料噴射量の制御性を
向上させエンジン始動時の安定化を図ることが可能とな
る。

【００５４】（２）本実施の形態によれば、エンジンＥ
の始動時において、高圧状態にある燃料圧力Ｐｒをフィ
ード圧Ｐｆ等に一旦低圧化することなくその高圧状態を
利用できる。そのため、高圧燃料ポンプ１１の省エネル
ギ駆動が可能となる。

【００５５】（３）本実施の形態によれば、ＥＣＵ３０
は、その高圧燃料ポンプ１１の加圧動作の制御におい
て、同ポンプ１１の電磁弁２１の閉弁期間の制御をその
印加電圧波形のデューティ比を変化させて行う。そのた
め、高圧燃料ポンプ１１の加圧動作の制御を容易に行う
ことができるとともに、エンジン始動時の燃料圧力Ｐｒ
に対応させて同加圧動作の制御を緻密に行うことができ
る。

【００５６】なお、上記実施の形態は以下に示すように
構成を変更することができる。このような構成によって
も上記実施の形態と同等の作用効果を奏することができ
る。 ・上記実施の形態では、判定回転速度αを「５００ｒｐ
ｍ」、判定燃料圧力βを「５ＭＰａ」としたがこれに限
定されず、これら判定値は適用するエンジンシステムに
応じて適宜変更してもよい。

【００５７】・上記実施の形態では、前記判定回転速度
αを「５００ｒｐｍ」に、また判定燃料圧力βを「５Ｍ
Ｐａ」に設定したがこれに限定されず、これら設定値の
少なくとも一方をエンジン始動時のエンジン冷却水温
等、その運転状態に応じた温度情報に応じて変更するよ
うにしてもよい。通常、所定燃料噴射量を得るために必
要とされる燃料圧力Ｐｒはエンジン温度（冷却水温）の
上昇に伴なって減少する。そのため、エンジン冷却水温
センサ等の温度検出手段からの温度情報に基づき、前記
判定回転速度α及び判定燃料圧力βの少なくとも一方の
設定値をＥＣＵ３０（可変設定手段）により変更するよ
うにすれば、より的確な燃料圧力Ｐｒの制御を行うこと
ができる。

【００５８】・上記実施の形態では、燃圧センサ４１に
よって検出するデリバリパイプ１４内の燃料圧力Ｐｒを
燃料噴射弁１３の燃料噴射圧として検出するようにし
た。これに対して、燃圧センサ４１を高圧燃料通路３５
において逆止弁３４の下流側に設け、同燃料通路３５内
における燃料圧力を検出するようにしてもよい。

【００５９】・上記実施の形態では、高圧燃料ポンプ１
１による燃料圧力Ｐｒの制御を、図２に示したような電
磁弁２１のデューティ比駆動により行う例を示したが、
同高圧燃料ポンプ１１の制御態様はこれに限定されな
い。例えば、電磁弁２１の閉弁開始時期を常時プランジ
ャ１９の上動開始タイミングｔＢとして電磁弁２１の閉
弁期間をデューティ比制御するようにしてもよい。ま
た、電磁弁２１の制御をデューティ比による制御としな
くてもよい。

【００６０】・上記実施の形態では、高圧燃料ポンプ１
１のプランジャ１９をカムシャフト１８により往復駆動
するようにした。これに対して、同プランジャ１９をク
ランクシャフトにより往復駆動するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、内燃機関
の始動時の高圧燃料配管内の燃料圧力の急激な変化を抑
制することができるとともに、始動時の同燃料圧力にか
かわらず安定した燃料噴射が可能となる。また、機関始
動時において高圧状態にある燃料圧力をフィード圧等に
一旦低圧化することなくそのまま利用でき、高圧燃料ポ
ンプの省エネルギ駆動も可能となる。

【００６２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加え、内燃機関が始動状態にあること
を確実に検出できる。請求項３記載の発明によれば、内
燃機関の始動時において、より的確な燃料圧力の制御を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態における燃料供給装置を示す概略
構成図。

【図２】電磁弁とその駆動デューティ比との関係を示す
タイムチャート。

【図３】同実施の形態における高圧燃料ポンプの制御手
順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０…燃料タンク、１１…高圧燃料ポンプ、１２…フィ
ードポンプ、１３…燃料噴射弁、１４…デリバリパイプ
（高圧燃料配管）、２１…電磁弁、２２…低圧燃料通
路、２８…リリーフ通路、３０…ＥＣＵ、３５…高圧燃
料通路（高圧燃料配管）、４０…回転速度センサ、４１
…燃圧センサ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 BA00 CD02 CD03 DB01 DC09 DC14 DC18 3G301 HA01 HA04 JA00 KA01 KA28 LB04 LB06 LB07 PB08Z PE01Z PE08Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクからの燃料を吸入吐出する電動
   式のフィードポンプと、内燃機関により駆動されて前記
   フィードポンプから吐出される燃料を加圧し高圧燃料配
   管内に圧送する高圧燃料ポンプと、該高圧燃料配管内に
   圧送された燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射
   弁とを備えるとともに、前記内燃機関の停止後において
   も前記高圧燃料配管内の燃料圧力を保持可能な内燃機関
   の燃料供給装置において、 前記内燃機関が始動状態にあることを検出する始動状態
   検出手段と、 前記高圧燃料配管内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出
   手段と、 内燃機関の始動状態にあって前記検出される高圧燃料配
   管内の燃料圧力が所定燃料圧力よりも低いときには前記
   高圧燃料ポンプの加圧動作を非能動として前記高圧燃料
   配管内の燃料圧力をフィード圧に制御し、内燃機関の始
   動状態にあって同検出される高圧燃料配管内の燃料圧力
   が所定燃料圧力よりも高いときには前記高圧燃料ポンプ
   の加圧動作を能動として前記高圧燃料配管内の燃料圧力
   を高圧に制御する制御手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 【請求項２】前記始動状態検出手段は前記内燃機関の回
   転速度が所定回転速度未満であることに基づいて同機関
   が始動状態にあることを検出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。
3. 【請求項３】請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置に
   おいて、 前記内燃機関の運転状態に応じた温度を検出する手段
   と、 前記比較される所定燃料圧力及び所定回転速度の少なく
   とも一方をこの検出される温度情報に応じて可変設定す
   る手段と、 を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装
   置。