JP2005299512A - 内燃機関及び燃料供給装置、並びに燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のデリバリパイプを備える直噴内燃機関の始動時において、燃圧を速やかに上昇させること。
【解決手段】この燃料供給装置５０は、燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁を備える内燃機関へ燃料を供給するものである。この燃料供給装置５０は、前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂と、それぞれのデリバリパイプへ燃料を供給する第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂と、第２高圧燃料ポンプ１０₂と第２デリバリパイプ２₂との間に配置される遮断弁１５と、遮断弁１５と第２高圧燃料ポンプ１０₂との間から、第２高圧燃料ポンプ１０₂の第２吐出通路６３₂を連通させる連通通路６５とを備える。
【選択図】 図４−１

Description

本発明は、燃料噴射弁により燃焼室へ直接燃料を噴射する内燃機関に関し、さらに詳しくは、前記燃料噴射弁への燃料供給に関する。

燃焼室に直接燃料を噴射して点火する、いわゆる直噴の内燃機関は、圧縮行程中に直接燃料を噴射して、点火プラグ付近に燃料噴霧を滞留させて着火しやすい混合気を形成し、その周りの空気層と分離、すなわち成層化する。この状態で点火プラグ付近の混合気に点火して燃焼させ、いわゆる成層燃焼の下で運転することで、超希薄燃焼運転を実現できる。これにより、内燃機関の燃費を向上させるとともに、ＣＯ₂の排出量を低減させることができる。

また、直噴の内燃機関は、吸入行程中に気筒内へ直接燃料を噴射して気筒内へ燃料を拡散させ、均質の混合気を形成して燃焼させる、いわゆる均質燃焼の下で運転することもできる。均質燃焼領域では、吸入行程中に気筒内へ直接噴射した燃料の気化熱によって吸入空気をより冷却できるので、充填効率を高めることができる。これにより、直噴の内燃機関の均質燃焼領域における運転では高出力を得ることもできる。このような利点から、近年、直噴の火花点火式内燃機関が注目されており、実用化されている。

直噴の内燃機関は、燃焼室内へ燃料を噴射する直噴噴射弁を備えている。直噴噴射弁は、デリバリパイプと呼ばれる燃料分配管に取り付けられており、ここから高圧の燃料が供給される。特許文献１には、デリバリパイプへ燃料を供給する高圧燃料ポンプを内燃機関のバンク毎に備えた内燃機関の燃料供給装置が開示されている。

特開２００２−２１３３２６号公報

しかし、特許文献１に開示されている内燃機関の燃料供給装置では、この燃料供給装置により燃料が供給される内燃機関を始動する際には、燃圧の上昇に時間を要する結果、燃焼が悪化するという問題があった。また、片バンクの気筒を休止させる場合、そのバンクの気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内の燃圧が高いまま維持されるため、直噴噴射弁から油密漏れが発生しやすいという問題もあった。そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、始動時に燃圧を速やかに上昇させ、始動時の燃焼を改善すること、休止させる気筒への油密漏れを抑制することのうち、少なくとも一方を達成できる内燃機関及び燃料供給装置、並びに燃料供給制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁と、前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、少なくとも、一つの前記燃料圧送手段と前記デリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、始動時に前記遮断弁を閉鎖することによって、複数の前記燃料圧送手段から一つの前記デリバリパイプに対して燃料を供給することを特徴とする。

この内燃機関は、始動時においてはデリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、複数の前記燃料圧送手段から一つのデリバリパイプに対して燃料を供給する。そして、当該デリバリパイプから燃料が供給される気筒のみを用いて内燃機関を始動する。これにより、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することができる。

次の本発明に係る内燃機関は、燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁と、前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、運転中において、共通のデリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖して、共通の前記デリバリパイプに対する燃料の供給を停止することを特徴とする。

この内燃機関は、気筒休止時においては、停止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、当該デリバリパイプに対する燃料供給を停止する。これにより、停止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧上昇を抑制できるので、休止させる気筒への油密漏れを抑制できる。また、本発明の構成によれば、デリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、複数の前記燃料圧送手段から一つのデリバリパイプに対して燃料を供給することができる。これにより、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することもできる。

次の本発明に係る内燃機関は、前記内燃機関において、前記気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖した後、休止する前記気筒に燃料を供給する前記デリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させてから、前記気筒を休止させることを特徴とする。

この内燃機関は、前記内燃機関の構成を備えるので、前記内燃機関と同様の作用、効果を奏する。さらに、この内燃機関では、休止する気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させてから気筒を休止するので、油密漏れをより効果的に抑制できる。

次の本発明に係る内燃機関は、前記内燃機関において、前記燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプが、それぞれの前記デリバリパイプに対応して備えられることを特徴とする。

この内燃機関は、前記内燃機関の構成を備えるので、前記内燃機関と同様の作用、効果を奏する。さらに、この内燃機関では、燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプを複数備えるので、１機のフィードポンプが故障した場合でも、他のフィードポンプで運転を継続できるので、信頼性が向上する。

次の本発明に係る内燃機関は、前記内燃機関において、前記燃料圧送手段は、前記内燃機関の排気側に搭載されるとともに、前記内燃機関の排気弁駆動用カムシャフトで駆動されることを特徴とする。

この内燃機関は、前記内燃機関の構成を備えるので、前記内燃機関と同様の作用、効果を奏する。さらに、この内燃機関では、燃料圧送手段を内燃機関の排気側へ配置する。これにより、内燃機関の高さを抑えることができる。

次の本発明に係る燃料供給装置は、燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁を備える内燃機関へ燃料を供給するものであり、前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、始動時、又は前記内燃機関の運転中において、共通のデリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止するときの少なくとも一方においては、前記遮断弁を閉鎖することにより、前記燃料圧送手段から前記デリバリパイプへの燃料供給を停止することを特徴とする。

この燃料供給装置は、始動時、又は気筒休止するときの少なくとも一方においては、デリバリパイプ上流に配置される遮断弁を閉鎖することにより、燃料圧送手段からデリバリパイプへの燃料供給を停止する。これにより、内燃機関の始動時においては、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することができる。また、内燃機関の気筒休止においては、停止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧上昇を抑制できるので、休止させる気筒への油密漏れを抑制できる。

次の本発明に係る燃料供給装置は、前記燃料供給装置において、前記燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプが、それぞれの前記デリバリパイプに対応して備えられることを特徴とする。

この燃料供給装置は、前記燃料供給装置の構成を備えるので、前記燃料供給装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この燃料供給装置では、燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプを複数備えるので、１機のフィードポンプが故障した場合でも、他のフィードポンプで運転を継続できるので、信頼性が向上する。

次の本発明に係る燃料供給装置は、前記燃料供給装置において、前記燃料圧送手段は、燃料供給対象の内燃機関の排気側に搭載されるとともに、前記内燃機関の排気弁駆動用カムシャフトで駆動されることを特徴とする。

この燃料供給装置は、前記燃料供給装置の構成を備えるので、前記燃料供給装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この燃料供給装置では、燃料圧送手段を内燃機関の排気側へ配置する。これにより、内燃機関の高さを抑えることができる。

次の本発明に係る燃料供給制御装置は、燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備える燃料供給制御に用いるものであり、前記内燃機関を始動する際には、始動前に前記遮断弁を閉鎖することにより、複数の前記燃料圧送手段から一つの前記デリバリパイプに対して燃料を供給させる遮断弁制御部を含んで構成されることを特徴とする。

この燃料供給制御装置は、内燃機関の始動時においては、デリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、複数の燃料圧送手段から一つのデリバリパイプに対して燃料を供給させる。そして、当該デリバリパイプから燃料が供給される気筒のみを用いて内燃機関を始動する。これにより、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することができる。

次の本発明に係る燃料供給制御装置は、内部をピストンが往復運動する複数の気筒と、前記気筒の燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備える燃料供給制御に用いるものであり、前記内燃機関の運転条件が、前記内燃機関の運転中において、共通の前記デリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止する条件にあるか否かを判定する運転判定部と、前記内燃機関が、前記気筒を休止する条件にあるときには、前記遮断弁を閉鎖して、共通の前記デリバリパイプに対する燃料の供給を停止する遮断弁制御部と、を含んで構成されることを特徴とする。

この燃料供給制御装置は、内燃機関の気筒休止時においては、停止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、当該デリバリパイプに対する燃料供給を停止させる。これにより、休止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧上昇を抑制できるので、休止させる気筒への油密漏れを抑制できる。また、本発明の構成によれば、デリバリパイプと燃料圧送手段との間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、複数の前記燃料圧送手段から一つのデリバリパイプに対して燃料を供給することができる。これにより、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することもできる。

次の本発明に係る燃料供給制御装置は、前記燃料供給制御装置において、さらに、前記気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖した後、休止する前記気筒に燃料を供給する前記デリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させる燃圧調整部を含むことを特徴とする。

この燃料供給制御装置は、前記燃料供給制御装置の構成を備えるので、前記燃料供給制御装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この燃料供給制御装置では、休止する気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させてから気筒を休止させるので、油密漏れをより効果的に抑制できる。

本発明に係る内燃機関及び燃料供給装置、並びに燃料供給制御装置によれば、始動時に燃圧を速やかに上昇させ、始動時の燃焼を改善できる。また、本発明に係る内燃機関及び燃料供給装置、並びに燃料供給制御装置によれば、内燃機関の気筒休止において、休止させる気筒への油密漏れを抑制できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明は、燃焼室へ直接燃料を噴射する内燃機関であれば適用でき、直噴の火花点火式内燃機関の他、ディーゼル機関に対しても適用できる。また、特に乗用車やバス、あるいはトラック等の車両に搭載される内燃機関に対して好ましく適用できる。

実施例１は、各バンクに備えられるそれぞれのデリバリパイプに対して燃料圧送手段である高圧燃料ポンプを設けるとともに、少なくとも一つのデリバリパイプの高圧燃料ポンプとの間に遮断弁を設け、さらに前記遮断弁上流に各高圧ポンプの吐出通路を連通する連通通路が設けられる点に特徴がある。そして、内燃機関の始動時においては、遮蔽弁を閉じることにより、複数の高圧燃料ポンプにより一つのデリバリパイプへ燃料を供給する。

図１−１は、実施例１に係る内燃機関を示す正面図である。図１−２は、実施例１に係る内燃機関を示す平面図である。内燃機関１は、第１バンクＢ１及び第２バンクＢ２を備え、それぞれのバンクには３気筒づつ、合計６個の気筒１ｓを備えるＶ型の内燃機関である。ここで、バンクとは、直列に配置される気筒１ｓの一つのまとまりをいう。なお、本発明が適用できる内燃機関は、複数のバンクを備えていればよく、バンクの数、及びバンク間の角度（以下バンク角度）θは問わない。例えば、バンク角θが６０度、７２度、９０度、１８０度（水平対向）の内燃機関に対しても適用できる。各バンクの気筒数も３個に限定されるものではなく、また、内燃機関が備える合計の気筒数も６個に限定されるものではない。さらに、それぞれのバンクが備える気筒数が等しくなくともよい。例えば、第１バンクＢ１が３個の気筒を備え、第２バンクＢ２に２個の気筒を備える合計５気筒の内燃機関であってもよい。

内燃機関１の第１バンクＢ１及び第２バンクＢ２は、それぞれ第１デリバリパイプ２₁及び第２デリバリパイプ２₂を備える。以下の説明では、必要に応じて、第１デリバリパイプ２₁及び第２デリバリパイプ２₂を、デリバリパイプ２というものとする。第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂には、内燃機関１の各気筒１ｓへ燃料を噴射する直噴噴射弁３が取り付けられている。直噴噴射弁３には、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂内で加圧された燃料が供給される。第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂には、それぞれ第１高圧燃料ポンプ１０₁及び第２高圧燃料ポンプ１０₂から燃料が供給される。以下の説明では、必要に応じて第１高圧燃料ポンプ１０₁及び第２高圧燃料ポンプ１０₂を高圧燃料ポンプ１０というものとする。ここで、第１高圧燃料ポンプ１０₁及び第２高圧燃料ポンプ１０₂が燃料圧送手段である。

第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂には、燃料タンク２６内のフィードポンプ１２から燃料が送られる。第１高圧燃料ポンプ１０₁は、内燃機関１の第１バンクＢ１の第１シリンダヘッド１ｈ₁に取り付けられる。また、第２高圧燃料ポンプ１０₂は、内燃機関１の第２バンクＢ２の第２シリンダヘッド１ｈ₂に取り付けられる。そして、第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂は内燃機関１により駆動されて、フィードポンプ１２から送られてきた燃料を加圧して第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂に供給する。

図２は、高圧燃料ポンプの搭載位置による内燃機関の高さの違いを説明する内燃機関の正面図である。図２に示すように、高圧燃料ポンプ１０は、内燃機関１のシリンダヘッド１ｈに搭載される。高圧燃料ポンプ１０を内燃機関１の排気側に搭載して、排気弁駆動用カムシャフトにより駆動すると、高圧燃料ポンプ１０を吸気側に搭載した場合と比較してΔＨだけ内燃機関１の高さを低くできる。これにより、内燃機関１の重心を低くすることができ、内燃機関１を搭載する車両の重心を低くすることができる。その結果、内燃機関１を搭載する車両の走行性能向上に寄与する。同時に、内燃機関１を車両に搭載する際には、搭載の自由度が向上する。

また、内燃機関１が吸気弁開閉時期可変機構のみを備える場合、吸気弁駆動用カムシャフトで高圧燃料ポンプ１０を駆動すると、吸気弁開閉時期を変更したときには、これに起因して２機の高圧燃料ポンプ１０の吸引−吐出の位相にずれが生ずる。その結果、燃圧の脈動が増大する。上記のように、排気側に２機の高圧燃料ポンプ１０を内燃機関１の排気側に搭載し、排気弁駆動用のカムシャフトにより駆動すれば、このような燃圧脈動の増大を抑制できる。同時に、内燃機関１の高さを低くして、内燃機関１の車両搭載性を向上させ、内燃機関１が搭載される車両の走行性能を向上させることができる。なお、実施例１においては、高圧燃料ポンプ１０を内燃機関１の排気側へ搭載するが、吸気側への搭載を排除するものではない。

図３は、実施例１に係る内燃機関が備える１の気筒の構成を示す説明図である。この内燃機関１は、火花点火式のレシプロ式内燃機関であり、直噴噴射弁３により気筒１ｓの燃焼室１ｂ内へ直接燃料を噴射して混合気を形成する。内燃機関１の気筒１ｓ内にはピストン５が配置されており、前記混合気の燃焼により往復運動する。直噴噴射弁３には、燃料分配手段であるデリバリパイプ２から燃料が供給されて、燃焼室１ｂ内へ直接燃料を噴射する。直噴噴射弁３によって燃焼室１ｂ内へ直接噴射された燃料は、吸気通路の一部を構成するインテークマニホールド４を通って燃焼室１ｂ内へ導入される空気Ａと混合気を形成する。

気筒１ｓ内には、内燃機関１の負荷ＫＬや機関回転数ＮＥに応じたタイミング及び必要な量で、直噴噴射弁３から燃料が噴射される。直噴噴射弁３から燃焼室１ｂ内へ噴射された燃料は、吸気弁５ｉを通って気筒１ｓ内に導入される空気Ａと混合気を形成し、点火プラグ７で着火されて燃焼する。混合気の燃焼圧力はピストン５に伝えられ、ピストン５を往復運動させる。ここで、吸気弁５ｉは、吸気弁駆動用カムシャフト１３ｉにより駆動される。吸気弁駆動用カムシャフト１３ｉは、クランク軸６から取り出される動力により駆動される。

ピストン５の往復運動はコネクティングロッド６ｃを介してクランク軸６に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、内燃機関１の出力として取り出される。燃焼後の混合気は排ガスＥｘとなり、排気弁５ｅを通って排気通路の一部であるエキゾーストマニホールド９へ排出される。排ガスＥｘは、エキゾーストマニホールド９の後流側に設けられる触媒７９により浄化された後、大気中へ放出される。ここで、排気弁５ｅは、排気弁駆動用カムシャフト１３ｅにより駆動される。吸気弁駆動用カムシャフト１３ｉは、クランク軸６から取り出される動力により駆動される。

内燃機関１には、その運転を制御するために内燃機関の運転に関する情報、及び内燃機関１の制御に関する情報を取得するためのセンサ類が取り付けられる。このセンサ類としては、図３に示すように、クランク角センサ４１、アクセル開度センサ４２、エアフローセンサ４３、吸気温度センサ４４、冷却水温センサ４５及びＯ₂センサ４６等のセンサ類がある。内燃機関１の運転を制御するエンジンＥＣＵ３０（Electronic Control Unit）は、これらのセンサ類からの出力を取得して、内燃機関１の運転を制御する。なお、後述するように、このエンジンＥＣＵ３０内には、この実施例に係る燃料供給制御装置が組み込まれている。

また、内燃機関１は、吸気通路８に設けられる電子スロットル弁７０により、吸入空気量が調整される。電子スロットル弁７０は、バタフライバルブ７１と、これを駆動するアクチュエータ７２と、バタフライバルブ７１の開度を検出する開度センサ７３とで構成される。エンジンＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ４２からの出力を取得して、アクチュエータ７２に制御信号を送り、開度センサ７３からのバタフライバルブ７１の開度のフィードバック信号に基づいて、バタフライバルブ７１を適切な開度に制御する。これにより、内燃機関１の燃焼室１ｂ内へ導入する空気Ａの量を制御する。

図４−１、図４−２は、実施例１に係る燃料供給装置の一例を示す概念図である。この燃料供給装置５０は、内燃機関１に備えられ、内燃機関１が備える各気筒１ｓの燃焼室１ｂへ燃料を噴射する機能を持つ。燃料供給装置５０は、次のように構成される。まず、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂と、これに燃料を供給する第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂と、連通通路６５と、遮断弁１５とを含んで構成される。遮断弁１５は、第１高圧燃料ポンプ１０₁と第１デリバリパイプ２₁との間、又は第２高圧燃料ポンプ１０₂と第２デリバリパイプ２₂との間の少なくとも一方に設けられる。

また、連通通路６５は、第１高圧燃料ポンプ１０₁と第１デリバリパイプ２₁との間と、第２高圧燃料ポンプ１０₂と第２デリバリパイプ２₂との間との燃料通路を連通させる。すなわち、連通通路６５は、第１高圧燃料ポンプ１０₁の第１吐出通路６３₁と、第２高圧燃料ポンプ１０₂の第２吐出通路６３₂とを連通させるものである。さらに、連通通路６５は、前記遮断弁１５よりも高圧燃料ポンプ側に設けられる。この例において、連通通路６５は、第２吐出通路６３₂であって、遮断弁１５と第２高圧燃料ポンプ１０₂との間から、第１吐出通路６３₁へ連通する。また、遮断弁１５はエンジンＥＣＵ３０からの指令により、任意に開閉できるように構成される。

燃料タンク２６の燃料は、フィードポンプ１２によって燃料供給管６０を介して燃料圧送手段である第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂に送られる。第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂は、内燃機関１が備える第１及び第２排気弁駆動用カムシャフト１３ｅ₁、１３ｅ₂によって駆動されて、燃料を直噴噴射弁３に必要な圧力まで昇圧させる。第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂の燃料吐出口１０ｏ₁、１０ｏ₂から送り出された燃料は、それぞれ第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂へ送られて、各気筒１ｓの燃焼室内へ燃料を噴射する、それぞれの直噴噴射弁３へ分配される。

第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂の第１及び第２出口２ｏ₁、２ｏ₂には、第１及び第２リリーフ弁１１₁、１１₂が取り付けられている。第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂内の燃料Ｆが設定した圧力を超えないように、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂内の燃料圧力が設定圧力を超えた場合には、該当するデリバリパイプのリリーフ弁が開く。そして、燃料リリーフ通路６２を通して余剰燃料を燃料タンク２６へ戻す。第１及び第２リリーフ弁１１₁、１１₂は、スプリング１１ｓにより弁体１１ｖをリリーフ弁入口１１ｉへ押し付けるように構成される。そして、デリバリパイプ内の燃料の圧力が上昇して、スプリング１１ｓの押し付け力を上回ると、弁体１１ｖが押し上げられて、デリバリパイプ２内の燃料は、燃料リリーフ通路６２を通して燃料を燃料タンク２６へ戻される。

図４−３は、電磁リリーフ弁の構造を示す断面図である。上記燃料供給装置５０が備える第１及び第２リリーフ弁１１₁、１１₂は、デリバリパイプ内の燃圧が規定圧力を超えたときに開くものであり、任意のタイミングで開くことはできない。図４−３に示す電磁リリーフ弁１１ａは、デリバリパイプ内の燃圧が規定値を超えた場合に開くとともに、任意の時期に開くことができる。これにより、電磁リリーフ弁１１ａに、デリバリパイプ内の燃料の圧力を変化させることのできる燃圧調整機能を持たせることができる。

この電磁リリーフ弁１１ａは、電磁ソレノイド１１ｅに通電することにより弁体１１ｖを動作させる。また、スプリング１１ｓにより弁体１１ｖをリリーフ弁入口１１ｉへ押し付けるように構成される。これにより、電磁ソレノイド１１ｅの通電を切ったときには、弁体１１ｖがリリーフ弁入口１１ｉを閉じるように構成されている。電磁リリーフ弁１１ａの作動時間あるいは作動デューティを制御することによって、デリバリパイプ内の燃圧を変化させることができる。図４−１に示すように、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂には、内部の燃圧を測定する第１及び第２圧力センサ４７₁、４７₂が取り付けられている。そして、第１及び第２圧力センサ４７₁、４７₂からの信号をエンジンＥＣＵ３０（図３参照）が取得し、電磁リリーフ弁１１ａをフィードバック制御することによって、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂内の燃圧を所定の値に制御できる。

電磁リリーフ弁１１ａを用いることにより、第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂で燃料を定量圧送する場合でも、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂の燃圧を可変させることができる。また、電磁リリーフ弁１１ａを作動させることで、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂内を通過する燃料量を一定に制御することもできる。これにより、デリバリパイプ２内の燃料温度を一定に制御しやすくなるという効果が得られる。さらに、図４−１に示した構成のように、高圧燃料ポンプ１０に調量機能を持たせれば、燃料供給量の制御と燃圧の制御とを同時に実行できる。次に、直噴噴射弁３へ燃料を供給する高圧燃料ポンプ１０について説明する。

図５−１〜図５−４は、実施例１に係る高圧燃料ポンプの動作を表す説明図である。実施例１においては、第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂を用いるが、便宜上、次の説明では第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂を高圧燃料ポンプ１０という。また、第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂は、第１及び第２排気弁駆動用カムシャフト１３ｅ₁、１３ｅ₂により駆動されるが、便宜上、これらを排気弁駆動用カムシャフト１３ｅという。

高圧燃料ポンプ１０は、調量圧送機構を備える。図５−１〜図５−３に示すように、この高圧燃料ポンプ１０は、スピル弁１０ｓと、プランジャ１０ｐと、チェック弁１４（１４₁、１４₂）とを含んで構成される。この高圧燃料ポンプ１０は、プランジャ１０ｐが往復運動することにより燃料を加圧する。そして、燃料吸入口１０ｉ側に設けられるスピル弁１０ｓを、高圧燃料ポンプ１０の加圧行程中の最適なタイミングで閉じることにより、内燃機関１に必要な燃料圧力、及び燃料量に制御することができる。ここで、スピル弁１０ｓは電磁力によって開閉させることができるものであり、エンジンＥＣＵ３０からの制御信号によりスピル弁１０ｓが開閉される。また、プランジャ１０ｐは、排気弁駆動用カムシャフト１３ｅにより駆動される。

図５−１は、スピル弁１０ｓが開くとともに、プランジャ１０ｐが吸引側へストロークしている状態を示す（図５−４中のＡで示す部分の相当する）。この状態では、燃料吸入口１０ｉから燃料がプランジャ１０ｐ内へ吸引される。図５−２は、スピル弁１０ｓが開くとともに、プランジャ１０ｐが吐出側へストロークしている状態を示す（図５−４中のＢで示す部分の相当する）。この状態では、スピル弁１０ｓが開いており、プランジャ１０ｐの吐出圧力はチェック弁１４の開弁圧力よりも低い。このため、プランジャ１０ｐ内に吸引された燃料は、燃料吸入口１０ｉから燃料タンクへ戻される。図５−３は、スピル弁１０ｓが閉じるとともに、プランジャ１０ｐが吐出側へストロークしている状態を示す（図５−４中のＣで示す部分の相当する）。この状態では、スピル弁１０ｓが閉じているため、プランジャ１０ｐの吐出圧力がチェック弁１４の開弁圧力よりも高くなる。これによりチェック弁１４が開いて、プランジャ１０ｐ内に吸引された燃料は、燃料吐出口１０ｏからデリバリパイプ２へ吐出される。

スピル弁１０ｓを早いタイミングで閉じると、プランジャ１０ｐの有効ストロークを長くできるので、デリバリパイプ内の燃料をより高圧にすることができる。このような調量圧送機構により、この高圧燃料ポンプ１０は、デリバリパイプへ供給する燃料の量を変化させることができる。なお、実施例１に係る燃料供給装置５０では、デリバリパイプ内の燃料圧力は、デリバリパイプに設けられたリリーフ弁１１の開弁圧力によって決定される。

図４−１に示した燃料供給装置５０において、第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂が備える第１及び第２リリーフ弁１１₁、１１₂は、前記デリバリパイプ内を流れる燃料の流れ方向（図４−１の矢印Ｆの方向）に対して最も下流に取り付けられている。このようにすれば、デリバリパイプ２内の燃料の温度が局所的に変化することを抑制できる。また、前記デリバリパイプ内の燃料温度の分布も抑制できる。その結果、各燃料噴射弁間の燃料噴射量のばらつきを抑制して、Ａ／Ｆ（Air／Fuel：空燃比）の狂いを抑制することができる。なお、前記リリーフ弁は、内燃機関１の車両への搭載や補機類のレイアウトを考慮して、前記デリバリパイプの最下流以外の場所に配置してもよい。

図６は、実施例１に係る燃料供給制御装置を示す説明図である。この実施例に係る燃料供給制御は、この実施例に係る燃料供給制御装置２０によって実現できる。燃料供給制御装置２０は、エンジンＥＣＵ３０に組み込まれて構成されている。なお、エンジンＥＣＵ３０とは別個に、この実施例に係る燃料供給制御装置２０を用意し、これをエンジンＥＣＵ３０に接続してもよい。そして、この実施例に係る燃料供給制御方法を実現するにあたっては、エンジンＥＣＵ３０が備える内燃機関１の制御機能を、前記燃料供給制御装置２０が利用できるように構成してもよい。

燃料供給制御装置２０は、運転判定部２１と、ポンプ制御部２２と、遮断弁制御部２３とを含んで構成される。これらが、この実施例に係る燃料供給制御方法を実行する部分となる。運転判定部２１と、ポンプ制御部２２と、遮断弁制御部２３とは、エンジンＥＣＵ３０の入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３９を介して接続される。これにより、運転判定部２１と、ポンプ制御部２２と、遮断弁制御部２３とは、それぞれ双方向でデータをやり取りできるように構成される。なお、装置構成上の必要に応じて片方向でデータを送受信するようにしてもよい（以下同様）。

燃料供給制御装置２０とエンジンＥＣＵ３０の処理部３０ｐと記憶部３０ｍとは、エンジンＥＣＵ３０に備えられる入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３９を介して接続されており、これらの間で相互にデータをやり取りすることができる。これにより、燃料供給制御装置２０はエンジンＥＣＵ３０が有する内燃機関１の負荷や機関回転数その他の燃料供給制御データを取得したり、燃料供給制御装置２０の制御をエンジンＥＣＵ３０の燃料供給制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。

また、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３９には、クランク角センサ４１、アクセル開度センサ４２、エアフローセンサ４３、吸気温度センサ４４、冷却水温センサ４５、Ｏ₂センサ４６その他の、内燃機関１の運転に関する情報を取得するセンサ類が接続されている。これにより、エンジンＥＣＵ３０や燃料供給制御装置２０は、内燃機関１の運転制御に必要な情報を取得することができる。また、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３９には、高圧燃料ポンプ１０等の内燃機関１の制御対象が接続されている。そして、燃料供給制御装置２０が備える運転判定部２１や、エンジンＥＣＵ３０の処理部３０ｐからの制御信号によりこれらの動作が制御される。

記憶部３０ｍには、この実施例に係る燃料供給制御方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや、内燃機関１の運転制御に用いる燃料噴射量のデータマップ等が格納されている。ここで、記憶部３０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、燃料供給制御装置２０やエンジンＥＣＵ３０の処理部３０ｐは、メモリ及びＣＰＵにより構成することができる。

上記コンピュータプログラムは、運転判定部２１やポンプ制御部２２等へすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、この実施例に係る燃料供給制御の処理手順を実現できるものであってもよい。この燃料供給制御装置２０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、運転判定部２１、ポンプ制御部２２、及び遮断弁制御部２３の機能を実現するものであってもよい。次に、この燃料供給制御装置２０を用いて、実施例１に係る燃料供給制御方法を実現する手順を説明する。なお、次の説明では、適宜図１〜図６を参照されたい。

図７は、実施例１に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。実施例１に係る燃料供給制御方法は、内燃機関１を始動するときに実行される。実施例１に係る燃料供給制御方法を実行するにあたり、燃料供給制御装置２０の運転判定部２１は、内燃機関１が運転中か、停止しているかを判定する（ステップＳ１０１）。内燃機関１が運転中である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、運転判定部２１は監視を継続する。内燃機関１が停止しているとき（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、遮断弁制御部２３は、遮断弁１５を閉鎖する（ステップＳ１０２）。これにより、第２デリバリパイプ２₂への燃料供給が停止する。この状態で、ポンプ制御部２２によりフィードポンプ１２を駆動して（ステップＳ１０３）、内燃機関１を始動する（ステップＳ１０４）。

スタータモータで内燃機関１のクランク軸６を回転させると、連動して第１及び第２排気弁駆動用カムシャフト１３ｅ₁、１３ｅ₂が回転し、第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂の両方から第１デリバリパイプ２₁へ燃料が供給される。より詳しくは、第１高圧燃料ポンプ１０₁からは直接第１デリバリパイプ２₁へ、第２高圧燃料ポンプ１０₂からは連通通路６５を通って第１デリバリパイプ２₁へ燃料が供給される。そして、内燃機関１は、第１デリバリパイプ２₁から燃料が供給される第１バンクＢ１のみを用いて始動される。

このようにすれば、内燃機関１の全デリバリパイプ容積（第１及び第２デリバリパイプ２₁、２₂の容積の和）が運転時の半分になるとともに、複数（ここでは２機）の高圧燃料ポンプにより第１デリバリパイプ２₁内へ燃料が供給される。その結果、燃圧の上昇時間が短縮されるので、燃料の燃焼が改善され、内燃機関１の始動性が向上する。また、燃焼の改善により、エミッションも改善される。さらに、内燃機関１が運転を開始したら遮断弁１５を開き（ステップＳ１０５）、第１及び第２バンクＢ１、Ｂ２で内燃機関１を運転する。

［変形例］
図８は、実施例１の変形例に係る燃料供給装置の概略図である。この燃料供給装置５１は、複数のデリバリパイプ毎にフィードポンプを備える点で、実施例１に係る燃料供給装置５０と異なる。第１デリバリパイプ２₁に対応して第１フィードポンプ１２₁が備えられ、第２デリバリパイプ２₂に対応して第２フィードポンプ１２₂が備えられる。第１フィードポンプ吐出通路６４₁と、第２フィードポンプ吐出通路６４₂とは、フィードポンプ出口連通通路６６によって連結されている。これにより、第１フィードポンプ１２₁の出口１２ｏ₁と、第２フィードポンプ１２₂の出口１２ｏ₂とは、フィードポンプ出口連通通路６６によって連結される。

この変形例に係る構成では、仮に第１又は又は第２フィードポンプ１２₁、１２₂のうちどちらかが故障した場合でも、正常に動作しているフィードポンプから吐出された燃料は、フィードポンプ出口連通通路６６を通って第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂へ分配される。これにより、１台のフィードポンプが故障した場合であっても、正常に動作しているフィードポンプを用いて第１及び第２高圧燃料ポンプ１０₁、１０₂へ燃料を供給することができる。その結果、１台のフィードポンプが故障したとしても、燃料供給が担保されるので、内燃機関１は安定して運転できる。

以上、実施例１によれば、内燃機関の始動時においてはデリバリパイプと高圧燃料ポンプとの間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、複数の高圧燃料ポンプから一つのデリバリパイプに対して燃料を供給する。そして、当該デリバリパイプから燃料が供給される気筒のみを用いて内燃機関を始動する。これにより、始動に用いる気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内における燃圧を速やかに上昇させることができるので、始動時の燃焼を改善することができる。なお、実施例１及びその変形例で開示した構成は、以下の実施例でも適宜適用できる。また、実施例１及びその変形例で開示した構成と同一の構成を備えるものは、これらと同様の作用、効果を奏する。

実施例２に係る燃料供給制御方法は、片方のバンクの気筒を休止させる際に遮断弁を閉鎖して当該バンクに属するデリバリパイプに対する燃料の供給を停止するとともに、休止させるバンクに燃料を供給する高圧燃料ポンプからの燃料の圧送を停止させる点に特徴がある。なお、実施例２に係る燃料供給制御方法は、実施例１に係る内燃機関の燃料供給制御装置２０（図６参照）により実現できる。実施例２に係る燃料供給制御方法は、実施例１に係る内燃機関１（図１−１等）及び燃料供給装置５０（図４−１等）により実現できる。また、次の説明においては、適宜図１〜６を参照されたい。

図９は、実施例２に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。実施例２に係る燃料供給制御方法を実現するにあたり、まず、燃料供給制御装置２０が備える運転判定部２１は、内燃機関１が気筒休止条件にあるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。気筒休止するか否かは、内燃機関１の負荷や内燃機関１が搭載される車両の車速等に基づいて決定する。例えば、内燃機関１の負荷が低く、前記車両の車速が一定速度で巡航しているような場合には、気筒休止条件にあると判定して、気筒休止を実行する。気筒休止は、内燃機関１のように、複数のバンクを備える内燃機関においては、少なくとも一つのバンクが備える気筒１ｓを休止する。すなわち、共通するデリバリパイプから燃料が供給される気筒１ｓを休止する。

気筒休止条件にない場合、（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、燃料供給制御装置２０は、内燃機関１の運転を継続して監視する。気筒休止条件である場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、遮断弁制御部２３は、遮断弁１５を閉鎖し（ステップＳ２０２）、第２デリバリパイプ２₂への燃料供給を停止する。これにより、第２デリバリパイプ２₂内の燃圧上昇は発生しないので、第２デリバリパイプ２₂から燃料が供給される直噴噴射弁３からの油密漏れを抑制できる。これにより、エミッションの悪化を抑制できるとともに、燃料消費も抑制できる。

エンジンＥＣＵ３０の処理部３０ｐは、遮断弁１５の閉鎖を受けて、遮断弁１５の閉鎖により燃料供給が停止される第２バンクＢ２が備える気筒１ｓの運転を休止する（ステップＳ２０３）。同時に、ポンプ制御部２２は、第２デリバリパイプ２₂へ燃料を供給する第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を停止する。具体的には、エンジンＥＣＵ３０により、スピル弁１０ｓを開いた状態に保つことにより、プランジャ１０ｐ内に吸引された燃料を燃料吸入口１０ｉから燃料タンクへ戻すようにする（図５−１）。このように、気筒休止において第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を停止するので、第２高圧燃料ポンプ１０₂の駆動による騒音発生も低減する。さらに、第２高圧燃料ポンプ１０₂の駆動による内燃機関１の駆動力ロスも低減されるので、燃料消費を改善できる。気筒休止から復帰するときには、ポンプ制御部２２が第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を開始するとともに、遮断弁制御部２３が遮断弁１５を開放する。

図１０−１、図１０−２は、実施例２に適用できる燃料供給装置例である。図１０−１に示す燃料供給装置５２は、第２高圧燃料ポンプ１０₂と第２デリバリパイプ２₂との間に第１遮断弁１５₁を備えるとともに、連通通路６５に第２遮断弁１５₂を備える。この構成によれば、気筒休止の際には第１遮断弁１５₁を開き、第２遮断弁１５₂を閉鎖することにより、第１デリバリパイプ２₁への燃料供給を停止することもできる。すなわち、気筒休止するバンクを任意に切り替えることができる。気筒休止により第１バンクＢ１と第２バンクＢ２との使用頻度に差が生ずるが、燃料供給装置５２によれば、かかる使用頻度の差を極小にすることができる。

図１０−２に示す燃料供給装置５３は、第２高圧燃料ポンプ１０₂と第２デリバリパイプ２₂との間に第１遮断弁１５₁を備えるとともに、第１高圧燃料ポンプ１０₁と第１デリバリパイプ２₁との間に第２遮断弁１５₂を備える。この構成によれば、気筒休止の際には第１遮断弁１５₁を開き、第２遮断弁１５₂を閉鎖することにより、第１デリバリパイプ２₁への燃料供給を停止することもできる。すなわち、気筒休止するバンクを任意に切り替えることができる。また、内燃機関１の始動時においても、第１及び第２遮断弁１５₁、１５₂を操作することにより、始動に用いるバンクを切り替えることができる。この際には、２機の高圧燃料ポンプでデリバリパイプへ燃料を供給できる。気筒休止、あるいは内燃機関１の始動により第１バンクＢ１と第２バンクＢ２との使用頻度に差が生ずるが、燃料供給装置５３によれば、かかる使用頻度の差を極小にすることができる。

以上、実施例２によれば、内燃機関の気筒休止時においては、停止させる気筒へ共通して燃料を供給するデリバリパイプと高圧燃料ポンプとの間に配置した遮断弁を閉鎖することによって、当該デリバリパイプに対する燃料供給を停止する。これにより、前記デリバリパイプ内における燃圧上昇を抑制できるので、休止させる気筒への油密漏れを抑制できる。なお、実施例２及びその変形例で開示した構成は、以下の実施例でも適宜適用できる。また、実施例２及びその変形例で開示した構成と同一の構成を備えるものは、これらと同様の作用、効果を奏する。

実施例３に係る燃料供給制御方法は、片方のバンクの気筒を休止させる際に、遮断弁を閉鎖するとともに、休止させるバンクに燃料を供給する高圧燃料ポンプからの燃料の圧送を停止させ、さらに気筒休止させるデリバリパイプ内の燃圧を基準値以下に低下させる点に特徴がある。なお、実施例２に係る燃料供給制御方法は、実施例１に係る内燃機関１（図１−１等）及び実施例１、２に係る燃料供給装置５０〜５３（図４−１等）により実現できる。また、次の説明においては、適宜図１〜６、図１０等を参照されたい。

図１１は、実施例３に係る燃料供給制御装置を示す説明図である。図１２は、実施例３に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。実施例３に係る燃料供給制御装置２０'は、実施例１に係る燃料供給制御装置２０とほぼ同様の構成であるが、デリバリパイプ内の燃圧を調整する燃圧調整部２４をさらに備える点が異なる。次に、この燃料供給制御装置２０'を用いて、実施例３に係る燃料供給制御方法を実現する手順について説明する。

実施例３に係る燃料供給制御方法を実現するにあたり、まず、燃料供給制御装置２０'が備える運転判定部２１は、内燃機関１が気筒休止条件にあるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。気筒休止するか否かは、実施例２で説明した通りなので、その説明を省略する。気筒休止条件にない場合、（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、燃料供給制御装置２０'は、内燃機関１の運転を継続して監視する。気筒休止条件である場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、遮断弁制御部２３は、遮断弁１５を閉鎖し（ステップＳ３０２）、第２デリバリパイプ２₂への燃料供給を停止する。

次に、燃圧調整部２４は、気筒休止するバンクへ燃料を供給するデリバリパイプ（ここでは第２デリバリパイプ２₂）内のデリバリ燃圧Ｐ_Dを取得し、予め定めた基準燃圧Ｐｃと比較する（ステップＳ３０３）。第２デリバリパイプ２₂内のデリバリ燃圧Ｐ_Dは、図４−１に示す第２圧力センサ４７₂から取得することができる。比較の結果、デリバリ燃圧Ｐ_D＞基準燃圧Ｐｃである場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、第２デリバリパイプ２₂内のデリバリ燃圧Ｐ_Dを基準燃圧Ｐｃまで低下させる（ステップＳ３０４）。ここで、基準燃圧Ｐｃは、直噴噴射弁３の燃料噴射孔から燃料が漏れない程度の大きさに決定する。直噴噴射弁３の加工精度や環境温度にもよるが、例えば、基準燃圧は、通常運転時における燃圧の３０％〜５０％程度とする。また、基準燃圧Ｐｃは、燃料温度の関数として用意してもよい。

例えば、燃圧調整部２４からの指令により、遮断弁１５を閉じた状態で、かつ直噴噴射弁３から各気筒１ｓへ燃料を噴射して燃焼させることにより、第２デリバリパイプ２₂内の燃圧を低下させることができる。また、図４−３に示す電磁リリーフ弁１１ａを用いれば、燃圧調整部２４からの指令により電磁リリーフ弁１１ａを開いて第２デリバリパイプ２₂内の燃料を抜くことにより、デリバリ燃圧Ｐ_Dを低下させることができる。

デリバリ燃圧Ｐ_Dが基準燃圧Ｐｃに到達したら（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０の処理部３０ｐは、遮断弁１５の閉鎖により燃料供給が停止される第２バンクＢ２が備える気筒１ｓの運転を休止する（ステップＳ３０５）。同時に、ポンプ制御部２２は、第２デリバリパイプ２₂へ燃料を供給する第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を停止する。このように、気筒休止前には、気筒休止させるバンクに燃料を供給するデリバリパイプ内の燃圧を、直噴噴射弁３からの油密漏れが発生しない大きさまで低下させる。これにより、直噴噴射弁３からの油密漏れを抑制して、エミッションの悪化及び燃料消費の悪化を抑制できる。

気筒休止から復帰するときには、ポンプ制御部２２が第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を開始するとともに、遮断弁制御部２３が遮断弁１５を開放する。実施例３において、気筒休止バンクのデリバリパイプ内の燃圧は油密漏れを抑制できる程度に低下させるが、ある程度の燃圧は維持している。このため、気筒休止から復帰するときには、速やかに燃圧を上昇させることができるので、燃焼悪化によるエミッション悪化を抑制できる。

なお、気筒休止時間が長い場合、気筒休止バンクのデリバリパイプ内における燃圧は、基準燃圧Ｐｃを大幅に下回ることがある。かかる場合、気筒休止バンクのデリバリパイプ内における燃圧を監視して、当該燃圧が基準燃圧Ｐｃをある基準値よりも下回った場合には、遮断弁１５を開くとともに第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を開始するようにしてもよい。このようにすれば、気筒休止バンクのデリバリパイプ内における燃圧を基準燃圧Ｐｃに維持することができるので、気筒休止から復帰するときには、速やかに気筒休止バンクのデリバリパイプ内における燃圧を上昇させることができる。なお、気筒休止バンクのデリバリパイプ内における燃圧を監視しない場合でも、燃料温度と気筒休止の継続時間との関係から、定期的に遮断弁１５を開くとともに第２高圧燃料ポンプ１０₂による燃料の圧送を開始してもよい。

以上、実施例３によれば、内燃機関の気筒休止において、休止する気筒に燃料を供給するデリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させてから、当該デリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止するので、直噴噴射弁からの油密漏れをより効果的に抑制できる。

以上のように、本発明に係る内燃機関及び燃料供給装置、並びに燃料供給制御装置は、燃焼室内へ直接燃料が噴射される、いわゆる直噴の内燃機関に有用であり、特に、複数のデリバリパイプを備える直噴内燃機関の始動に適している。

実施例１に係る内燃機関を示す正面図である。 実施例１に係る内燃機関を示す平面図である。 高圧燃料ポンプの搭載位置による内燃機関の高さの違いを説明する内燃機関の正面図である。 実施例１に係る内燃機関が備える１の気筒の構成を示す説明図である。 実施例１に係る燃料供給装置の一例を示す概念図である。 実施例１に係る燃料供給装置の一例を示す概念図である。 電磁リリーフ弁の構造を示す断面図である。 実施例１に係る高圧燃料ポンプの動作を表す説明図である。 実施例１に係る高圧燃料ポンプの動作を表す説明図である。 実施例１に係る高圧燃料ポンプの動作を表す説明図である。 実施例１に係る高圧燃料ポンプの動作を表す説明図である。 実施例１に係る燃料供給制御装置を示す説明図である。 実施例１に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。 実施例１の変形例に係る燃料供給装置の概略図である。 実施例２に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。 実施例２に適用できる燃料供給装置例である。 実施例２に適用できる燃料供給装置例である。 実施例３に係る燃料供給制御装置を示す説明図である。 実施例３に係る燃料供給制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
１ｂ 燃焼室
１ｓ 気筒
２₁ 第１デリバリパイプ
２₂ 第２デリバリパイプ
３ 直噴噴射弁
１０₁ 第１高圧燃料ポンプ
１０₂ 第２高圧燃料ポンプ
１２ フィードポンプ
１３ｉ 吸気弁駆動用カムシャフト
１３ｅ 排気弁駆動用カムシャフト
１５ 遮断弁
２０ 燃料供給制御装置
２１ 運転判定部
２２ ポンプ制御部
２３ 遮断弁制御部
２４ 燃圧調整部
２６ 燃料タンク
５０、５１、５２、５３ 燃料供給装置
６５ 連通通路
６６ フィードポンプ出口連通通路
Ｂ１ 第１バンク
Ｂ２ 第２バンク

Claims (11)

1. 燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁と、
   前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、
   それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、
   少なくとも、一つの前記燃料圧送手段と前記デリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、
   前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、
   始動時に前記遮断弁を閉鎖することによって、複数の前記燃料圧送手段から一つの前記デリバリパイプに対して燃料を供給することを特徴とする内燃機関。
2. 燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁と、
   前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、
   それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、
   少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、
   前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、
   運転中において、共通のデリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖して、共通の前記デリバリパイプに対する燃料の供給を停止することを特徴とする内燃機関。
3. 前記気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖した後、休止する前記気筒に燃料を供給する前記デリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させてから、前記気筒を休止させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプが、それぞれの前記デリバリパイプに対応して備えられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
5. 前記燃料圧送手段は、前記内燃機関の排気側に搭載されるとともに、前記内燃機関の排気弁駆動用カムシャフトで駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。
6. 燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁を備える内燃機関へ燃料を供給するものであり、
   前記直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、
   それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、
   少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、
   前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備え、
   始動時、又は前記内燃機関の運転中において、共通のデリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止するときの少なくとも一方においては、前記遮断弁を閉鎖することにより、前記燃料圧送手段から前記デリバリパイプへの燃料供給を停止することを特徴とする燃料供給装置。
7. 前記燃料圧送手段へ燃料を送るフィードポンプが、それぞれの前記デリバリパイプに対応して備えられることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
8. 前記燃料圧送手段は、燃料供給対象の内燃機関の排気側に搭載されるとともに、前記内燃機関の排気弁駆動用カムシャフトで駆動されることを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料供給装置。
9. 燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、
   それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、
   少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、
   前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備える燃料供給制御に用いるものであり、
   前記内燃機関を始動する際には、始動前に前記遮断弁を閉鎖することにより、複数の前記燃料圧送手段から一つの前記デリバリパイプに対して燃料を供給させる遮断弁制御部を含んで構成されることを特徴とする燃料供給制御装置。
10. 内部をピストンが往復運動する複数の気筒と、
    前記気筒の燃焼室内へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁が取り付けられるとともに、前記直噴噴射弁へ燃料を供給する複数のデリバリパイプと、
    それぞれの前記デリバリパイプへ燃料を供給する燃料圧送手段と、
    少なくとも一つの前記燃料圧送手段とデリバリパイプとの間に配置される遮断弁と、
    前記遮断弁と前記燃料圧送手段との間から、前記燃料圧送手段の吐出通路を連通させる連通通路と、を備える燃料供給制御に用いるものであり、
    前記内燃機関の運転条件が、前記内燃機関の運転中において、共通の前記デリバリパイプから燃料が供給される気筒を休止する条件にあるか否かを判定する運転判定部と、
    前記内燃機関が、前記気筒を休止する条件にあるときには、前記遮断弁を閉鎖して、共通の前記デリバリパイプに対する燃料の供給を停止する遮断弁制御部と、
    を含んで構成されることを特徴とする燃料供給制御装置。
11. さらに、前記気筒を休止するときには、前記遮断弁を閉鎖した後、休止する前記気筒に燃料を供給する前記デリバリパイプ内の燃圧を予め定めた基準値に低下させる燃圧調整部を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の燃料供給制御装置。

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