JP2008051080A

JP2008051080A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2008051080A
Application number: JP2006230969A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Akita; 龍彦秋田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】車両停止中のアイドル運転時における燃料圧を低下させる場合にあって、車両が停止状態から走行状態に移行するときの燃料圧を速やかに高めることのできる内燃機関の燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】この燃料噴射装置は、燃料タンク１７内の燃料を吸入する低圧ポンプ１５と、低圧ポンプ１５から吐出された燃料を昇圧する高圧ポンプ１６と、高圧ポンプ１６で昇圧された燃料を内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁１１とを備える。そして、車両停止中のアイドル運転時には高圧ポンプ１６の駆動を停止して低圧ポンプ１５にて燃料噴射弁１１に燃料を供給し、車両走行中には高圧ポンプ１６を駆動して燃料噴射弁１１に燃料を供給する。また、停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測し、車両が走行状態に移行すると予測されたときには停止されていた高圧ポンプ１６の駆動を開始する。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関するものである。

従来、機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁を備えた内燃機関が知られている。
こうした筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置にあっては、高圧となる燃焼室に燃料を噴射する必要があるため、筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射圧（燃料圧）は、吸気通路に燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁よりも高い圧力に設定されている。そして、こうした高圧燃料を燃料噴射弁に供給するべく、上記燃料噴射装置には、燃料タンク内の燃料を吸入・吐出する低圧ポンプや、同低圧ポンプから吐出された燃料を高圧化して燃料噴射弁に供給する高圧ポンプ等が備えられている。
特開２００５−２４８８０３号公報

ところで、高圧燃料を供給する燃料噴射装置では、例えば高圧ポンプに内蔵された各種弁の着座音や筒内噴射用燃料噴射弁に設けられたニードルの着座音等、高圧燃料の圧送動作や噴射動作に伴う機械的な異音や振動などが発生しやすくなる。

そこで、上記異音や振動などが顕著となる車両停止中のアイドル運転時には燃料圧を低くすることにより、そうした異音や振動の発生を抑えることが考えられる。ただし、そうした燃料圧低下処理を行うと、その後、車両が停止状態から走行状態に移行した際に燃料の昇圧遅れが発生し、その結果、機関出力を十分に高めることができなくなって、例えば発進時の加速性能が悪化する等といった不都合の発生が懸念される。

なお、特許文献１に記載の燃料噴射装置は、高圧燃料を噴射する上記筒内噴射用燃料噴射弁と、それよりも低い圧力で燃料を吸気通路に噴射する吸気通路用燃料噴射弁といった２系統の燃料噴射系を備えており、そうした燃料圧低下処理の実行中、或いは実行停止直後にあって機関負荷が増大したときには、次のような処理を行うようにしている。すなわち、燃料圧が十分に高まるまでは筒内噴射用燃料噴射弁の燃料噴射比率を小さくして、吸気通路用燃料噴射弁の燃料噴射比率を高めるようにしている。しかし、こうした燃料噴射比率の変更は、高圧燃料に最適化された筒内噴射用燃料噴射弁と、低圧燃料に最適化された吸気通路用燃料噴射弁といった２系統の燃料噴射系を備えているからこそ可能な処理であり、筒内噴射用燃料噴射弁のみを有する燃料噴射装置には適用することができないものとなっている。

この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両停止中のアイドル運転時における燃料圧を低下させる場合にあって、車両が停止状態から走行状態に移行するときの燃料圧を速やかに高めることのできる内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。

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以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を吸入する低圧ポンプと、同低圧ポンプから吐出された燃料を昇圧する高圧ポンプと、同高圧ポンプで昇圧された燃料を内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射装置において、車両停止中のアイドル運転時には前記高圧ポンプの駆動を停止して前記低圧ポンプにて前記筒内噴射用燃料噴射弁に燃料を供給し、車両走行中には前記高圧ポンプを駆動して前記筒内噴射用燃料噴射弁に燃料を供給するポンプ制御手段と、停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測する予測手段と、同予測手段にて車両が走行状態に移行すると予測されたときには前記高圧ポンプの駆動を開始する駆動開始手段とを備えることをその要旨とする。

同構成では、車両走行中には、高圧ポンプを駆動して筒内噴射用燃料噴射弁に燃料を供給するようにしているが、車両停止中のアイドル運転時には、高圧ポンプの駆動を停止して低圧ポンプから吐出された燃料を筒内噴射用燃料噴射弁に供給するようにしている。このように車両停止中のアイドル運転時には高圧ポンプの駆動を停止して燃料圧を低下させるようにしているため、高圧ポンプに内蔵された各種弁の着座音や筒内噴射用燃料噴射弁に設けられたニードルの着座音等、高圧燃料の圧送動作や噴射動作に伴う機械的な異音や振動などを好適に抑えることができる。なお、このように低圧ポンプから吐出された燃料を筒内噴射用燃料噴射弁に供給する場合には、燃焼室内の圧力が比較的低いとき、例えば吸気行程などに燃料噴射を行うことが望ましい。

また、同構成では、停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測し、車両が走行状態に移行すると予測されたときには停止されていた高圧ポンプの駆動を開始するようにしている。そのため車両が走行状態に移行する前に燃料の昇圧を開始することができ、車両が停止状態から走行状態に移行するときの燃料圧を速やかに高めることができるようになる。その結果、例えば車両が停止状態から走行状態に移行する際の機関出力を十分に高めることが可能となり、発進時の加速性能を好適に確保することも可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、前記内燃機関の出力軸から車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあり、かつ車両制動力が所定値以下であるときに、車両が走行状態に移行すると予測することをその要旨とする。

内燃機関の出力軸から車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあり、かつ車両制動力が所定値以下である場合には、車両運転者が次にアクセルペダルを踏み込んで車両が走行状態に移行する可能性が高いといえる。従って、同構成によれば、車両が走行状態に移行するか否かを適切に判定することができるようになる。

また、請求項３に記載の発明によるように、前記内燃機関の出力軸は自動変速機に連結されており、前記予測手段は、前記自動変速機の操作部が走行可能位置にあるときに、前記内燃機関の出力軸から車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあると判定する、といった構成を採用することにより、そうした動力伝達が可能な状態にあるか否かを適切に判定することができるようになる。

また、請求項４に記載の発明によるように、ブレーキペダルの開放を検出する検出手段を備え、前記予測手段は、前記検出手段にてブレーキペダルの開放が検出されたときに前記車両制動力が所定値以下であると判定する、といった構成を採用することにより、車両制動力が所定値以下であるか否かを適切に判定することができるようになる。なお、ブレーキペダルの開放とは、同ブレーキペダルが踏み込まれていない状態のことをいう。

また、請求項５に記載の発明によるように、ブレーキペダルの操作量に応じて作動する油圧式の制動機構を備え、前記予測手段は、前記制動機構に作動油を供給する油圧配管内の油圧が規定値以下であるときに前記車両制動力が所定値以下であると判定する、といった構成を採用するようにしても、車両制動力が所定値以下であるか否かを適切に判定することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、前記内燃機関は、前記低圧ポンプから供給された燃料を当該内燃機関の吸気通路に噴射する吸気通路噴射用燃料噴射弁を更に備え、車両停止中のアイドル運転時には、前記筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して、前記吸気通路噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射を行うことをその要旨とする。

同構成によれば、燃料圧が低下される車両停止中のアイドル運転時において、そうした低圧燃料に最適化された燃料噴射弁から燃料が噴射されるようになるため、車両停止中のアイドル運転時における燃料噴射をさらに適切に行うことができるようになる。

以下、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射装置を、自動変速機を備える車両に搭載された筒内噴射式のＶ型内燃機関に具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態における燃料噴射装置についてその概略構成図を示す。
この図１に示すように、車両に備えられた燃料タンク１７内には、燃料を吸入・吐出する低圧ポンプ１５が設けられている。

この低圧ポンプ１５は、機関運転中において常時駆動されている。また、同低圧ポンプ１５の吐出口にはフィルタ１３が設けられており、同フィルタ１３の出口側には低圧燃料配管１８が接続されている。

低圧燃料配管１８は高圧ポンプ１６の吸入口に接続されている。また、低圧燃料配管１８の途中には分岐管１９が設けられており、同分岐管１９の途中には、低圧燃料配管１８内の圧力を一定（例えば４００ＫＰａ）にするプレッシャレギュレータ２０が設けられている。また、低圧燃料配管１８の途中には、燃料圧の脈動等を抑えるためのパルセーションダンパ３４も設けられている。

高圧ポンプ１６は、低圧ポンプ１５から供給された燃料を昇圧する（例えば４〜１３ＭＰａ）ポンプであって、その吐出口には高圧燃料配管２７が接続されている。
高圧燃料配管２７には、内燃機関の第１バンクに対応した第１デリバリパイプ１２ａが接続されている。この第１デリバリパイプ１２ａには、第１バンクを構成する各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁１１が接続されており、同第１デリバリパイプ１２ａに供給された高圧燃料は各燃料噴射弁１１に分配供給される。

また、内燃機関の第２バンクに対応した第２デリバリパイプ１２ｂは、連通管１４を介して上記第１デリバリパイプ１２ａに接続されている。この第２デリバリパイプ１２ｂには、第２バンクを構成する各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁１１が接続されており、同第２デリバリパイプ１２ｂに供給された高圧燃料は各燃料噴射弁１１に分配供給される。また、この第２デリバリパイプ１２ｂは、リリーフバルブ３２、リターン配管４０を介して前記燃料タンク１７に接続されている。そして、第１デリバリパイプ１２ａ内や第２デリバリパイプ１２ｂ内の燃料圧が過度に高くなると、リリーフバルブ３２が開弁して各デリバリパイプ内の高圧燃料は燃料タンク１７に排出される。

前述した高圧ポンプ１６は、プランジャ２１、加圧室２２及びスピル弁２３等を備えている。
プランジャ２１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム２５の回転に伴い、高圧ポンプ１６の内部に形成されたシリンダ２６内を往復動する。また、プランジャ２１の下方には、回転カム２５のカム面に当接するリフタ３６が設けられている。このリフタ３６は、リフタスプリング３７によって下方に付勢され、回転カム２５のカム面に接触している。

上記加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、前述した低圧燃料配管１８がこの加圧室２２に連通されている。また、同加圧室２２は、上記高圧燃料配管２７にも連通されている。なお、同高圧燃料配管２７の途中には、高圧ポンプ１６から吐出された燃料の逆流を防止するための逆止弁２８が設けられている。

上記スピル弁２３は、加圧室２２と低圧燃料配管１８との接続箇所である燃料吸入口２２ａを開閉して燃料の圧力（燃料圧）を調整する燃料圧制御弁として機能する。このスピル弁２３は、電磁ソレノイド２９や弁体３５等を備え、同電磁ソレノイド２９に対する通電制御により弁体３５は開閉される。すなわち、電磁ソレノイド２９への通電が停止された状態では、スプリング３１によって弁体３５が開弁されて燃料吸入口２２ａが開放され、低圧燃料配管１８と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態にあって、加圧室２２の容積を拡大させる方向（図１の下方）へプランジャ２１が移動（下降）すると低圧ポンプ１５から送り出された燃料が低圧燃料配管１８を介して加圧室２２内に吸入される。

一方、プランジャ２１は下死点まで下降すると、加圧室２２の容積を収縮させる方向（図１の上方）に移動方向を変える。すなわち、プランジャ２１は上昇を始め、加圧室に吸入された燃料が低圧燃料配管１８へ戻される。そして、プランジャ２１の上昇途中で電磁ソレノイド２９への通電が行われると、スプリング３１の付勢力に抗して弁体３５が閉弁されて燃料吸入口２２ａは閉鎖され、低圧燃料配管１８と加圧室２２との連通が遮断される。そして、プランジャ２１のさらなる上昇により加圧室２２内の燃料圧は上昇し、同加圧室２２内の高圧燃料が高圧燃料配管２７を通じて各デリバリパイプ１２ａ、１２ｂに圧送される。

このように、プランジャ２１の上昇行程においてスピル弁２３が閉弁されることにより、高圧ポンプ１６からは高圧燃料が吐出される。
この高圧ポンプ１６の燃料吐出量の調量は、プランジャ２１の上昇行程におけるスピル弁２３の閉弁時期の調整を通じて行われる。すなわち、閉弁時期を早めて閉弁期間を長くすると、燃料の圧送期間も長くなり、燃料吐出量が増加する。これとは逆に、閉弁時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量は減少する。そして、このように高圧ポンプ１６の燃料吐出量を調量することにより、第１及び第２デリバリパイプ１２ａ、１２ｂ内の燃料圧が機関運転状態に応じた圧力に調整される。

この車両や内燃機関には、車両運転者による各種操作部の状態や機関運転状態を検出する各種センサやスイッチ等が設けられている。例えば、上記第１デリバリパイプ１２ａに設けられた圧力センサ５０によって、第１デリバリパイプ１２ａや第２デリバリパイプ１２ｂ内の燃料圧ＦＰが検出される。また、アクセルペダルに設けられたアクセルセンサ５１によって、同アクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）が検出され、ブレーキペダルの近傍に設けられたブレーキスイッチ５２によって、同ブレーキペダルの開放が、すなわち同ブレーキペダルが踏み込まれていないことが検出される。また、自動変速機を操作するシフトレバーの近傍に設けられたシフトポジションセンサ５３によってシフトレバーの操作位置ＳＦＰが検出される。また、内燃機関の吸入空気量ＧＡを調量するスロットルバルブに設けられたスロットルセンサ５４によってその開度（スロットル開度ＴＡ）が検出され、同スロットルバルブの上流に設けられた空気量センサ５５によって機関への吸入空気量が検出される。そして、内燃機関のクランクシャフト近傍に設けられたクランク角センサ５６によって機関回転速度ＮＥが検出され、車両の車輪や自動変速機の出力軸等に設けられた車速センサ５７によって車両の車速ＳＰＤが検出される。

内燃機関の燃料噴射制御や自動変速機の変速制御などといった各種制御は、制御装置３３によって実行される。この制御装置３３は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、読出し専用メモリに記憶されている制御プログラムや初期データ、及び上記各種センサやスイッチ等の検出信号等に従って中央処理装置が演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。

例えば、制御装置３３は、吸入空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥ等に基づいて燃料噴射量を算出し、その算出された燃料噴射量に基づいて燃料噴射期間τを算出する。ここで、燃料圧ＦＰが高くなるほど単位時間当たりの燃料噴射量は増大するため、図２に示すように、同一の燃料噴射量であっても、燃料圧ＦＰが高くなるほど燃料噴射期間τは短くされる。そして、算出された燃料噴射期間τを用いて燃料噴射弁の開弁動作が行われる。

また、シフトレバーの操作位置ＳＦＰに応じて自動変速機内のクラッチやブレーキ等を作動させることにより、同変速機内の変速段を操作位置ＳＦＰに対応した状態にする。
そして、機関回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ等に基づいて機関運転状態に応じた燃料圧を算出し、その算出した燃料圧と上記圧力センサ５０により検出される燃料圧ＦＰとが等しくなるように、上記スピル弁２３の閉弁時期、換言すれば電磁ソレノイド２９への通電時期を制御する。

ところで、上記燃料噴射弁１１は燃焼室内に燃料を直接噴射するため、吸気通路に燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁と比較して、その燃料噴射圧が極めて高圧に設定されている。そのため、同燃料噴射弁１１の噴射孔を開閉するニードルの着座音や、高圧ポンプ１６に内蔵された弁体３５が燃料吸入口２２ａを閉鎖する際の着座音等、高圧燃料の噴射動作や圧送動作に伴う機械的な異音や振動などが発生しやすくなっている。

なお、各デリバリパイプ１２ａ、１２ｂ内の燃料圧ＦＰは、機関運転状態が高回転高負荷領域にあるときには、最も高い目標燃料圧となるように調整され、低回転低負荷領域にあるときには、それよりも低い目標燃料圧となるように調整される。従って、上記異音や振動は、低回転低負荷領域に比べて高回転高負荷領域の方が相対的に大きくなる。しかしながら、高回転高負荷領域では、燃焼音や走行音などによって上記異音はマスクされ、機関振動や走行振動によって上記振動もマスクされてしまうため、高圧燃料の噴射動作や圧送動作に伴う機械的な異音や振動を運転者が不快に感じることはそれほどない。一方、低回転低負荷領域では、そうした異音や振動のマスク効果が小さくなるため、運転者は不快感を覚えやすい。従って、高圧燃料の噴射動作や圧送動作に伴う機械的な異音や振動は、低回転低負荷領域、特に車両停止中のアイドル運転時において顕著となる。

そこで、本実施形態では、車両走行中においては上記高圧ポンプ１６を駆動制御して燃料噴射弁１１に高圧燃料を供給する一方、車両停止中のアイドル運転時には高圧ポンプ１６の駆動を停止して低圧ポンプ１５にて燃料噴射弁１１に低圧燃料を供給するようにしている。こうした燃料圧低下処理を実行することにより、車両停止中のアイドル運転時において、高圧燃料の噴射動作や圧送動作に伴う機械的な異音や振動の発生が抑制される。

ここで、そうした燃料圧低下処理を行うと、その後、車両が停止状態から走行状態に移行する際に燃料の昇圧遅れが発生し、その結果、機関出力を十分に高めることができなくなるといった不都合の発生が懸念される。そこで本実施形態では、停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測し、車両が走行状態に移行すると予測されたときには事前に高圧ポンプ１６の駆動を開始することで、車両停止中のアイドル運転時における燃料圧を低下させる場合でも、車両が停止状態から走行状態に移行する際には燃料圧を速やかに高めることができるようにしている。

以下、上記燃料圧低下処理や予測処理等を含む高圧ポンプ駆動処理について、図３を併せ参照して説明する。
図３に、同高圧ポンプ駆動処理についてその処理手順を示す。なお、本処理は、制御装置３３によって所定周期毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されるとまず、車両停止中のアイドル運転時であるか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、車速ＳＰＤ等に基づいて車両が停止中であるか否かが判定され、アクセル操作量ＡＣＣＰ等に基づいてアイドル運転時であるか否かが判定される。

そして、ステップＳ１００にて、車両停止中のアイドル運転時ではない旨判定される場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、現在車両が走行中である、あるいはアイドル運転時よりも機関負荷が高くなっているため、高圧ポンプ１６が駆動され（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。このステップＳ１４０にて高圧ポンプ１６が駆動される場合には、機関運転状態に基づいて設定された目標燃料圧となるように、スピル弁２３の閉弁時期が制御される。

一方、ステップＳ１００にて、車両停止中のアイドル運転時である旨判定される場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、シフトレバーの操作位置ＳＦＰが走行可能位置にあるか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここでは、例えば操作位置ＳＦＰが通常の走行可能位置である「Ｄ」位置や走行性能が高められる「Ｓ」位置等にあり、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態になっている場合に肯定判定され、ニュートラル位置及びパーキング位置のいずれかになっている場合には否定判定される。

そして、シフトレバーの操作位置ＳＦＰが走行可能位置になっていない場合、すなわちニュートラル位置及びパーキング位置のいずれかになっている場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、運転者が車両を停止させた状態でアイドル運転を維持する可能性が高いと考えられるため、高圧ポンプ１６の駆動が禁止されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。

このステップＳ１３０にて高圧ポンプ１６の駆動が禁止される場合には、高圧ポンプ１６のスピル弁２３が非通電状態とされて、弁体３５が開弁状態にされる。この場合には、機関運転中において常時駆動される低圧ポンプ１５から吐出された燃料が高圧ポンプ１６で加圧されることなく低圧状態のまま同高圧ポンプ１６の内部を素通りして第１及び第２デリバリパイプ１２ａ、１２ｂに供給される。そして、前記プレッシャレギュレータ２０にて調圧された燃料圧にて燃料噴射弁１１からは燃料が噴射される。このように高圧ポンプ１６の駆動が停止されることにより、同高圧ポンプ１６からの上記異音や振動の発生が抑制される。また、燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力が低下されることにより、同燃料噴射弁１１からの上記異音や振動の発生が抑制される。

ちなみに、このように低圧ポンプ１５から吐出された燃料を燃料噴射弁１１にそのまま供給する場合には、燃焼室内の圧力が比較的低いとき、例えば吸気行程などに燃料噴射を行うことが望ましい。また、燃料圧が低い場合には上記燃料噴射期間τが長くなる傾向にある。しかし、アイドル運転時などのように機関回転速度ＮＥが低くなっているときには、各気筒内を往復動するピストンの移動速度が遅くなっているため、燃料の噴射可能時間は長くなる。そのため、燃料圧の低さに起因して燃料噴射期間τが長くなったとしても、設定された燃料噴射量を噴射することは可能である。また、アイドル運転時には燃料噴射量自体が少なく、燃料圧が低くても燃料噴射期間τは比較的短くなるため、この点でも、低圧燃料による燃料噴射は可能である。

一方、ステップＳ１１０にて、シフトレバーの操作位置ＳＦＰが走行可能位置になっている旨判定される場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、車両制動力が所定値以上であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。ここでは、上記ブレーキスイッチ５２の検出信号に基づいてブレーキペダルが開放されているか否かが判定され、ブレーキペダルが開放されていない場合、すなわちブレーキペダルが踏み込まれている場合には、車両制動力が所定値以上であると判定される。

そして、車両制動力が所定値以上であると判定される場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ１３０の処理が行われて高圧ポンプ１６の駆動が禁止され（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。

一方、ステップＳ１２０にて車両制動力が所定値に満たないと判定される場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、運転者がブレーキペダルを踏み込んでおらず、かつシフトレバーの操作位置ＳＦＰが走行可能位置になっているため、車両の運転者が次にアクセルペダルを踏み込む可能性が高いと予測される。すなわち、停止中の車両が走行状態に移行する可能性が高いと予測される。そこで、この場合には、上記ステップＳ１４０の処理が行われ、これにより停止されていた高圧ポンプ１６の駆動が開始されて、本処理は一旦終了される。

このように、本実施形態では、停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測し、走行状態に移行する可能性が高いと予測される場合には、走行状態に移行する前に燃料の昇圧を開始するようにしている。そのため、実際に車両が停止状態から走行状態に移行したときには、すでに燃料圧がある程度高くなっており、走行状態に移行する際の燃料圧を速やかに高めることができるようになる。その結果、例えば車両が停止状態から走行状態に移行する際の機関出力を十分に高めることも可能となり、発進時の加速性能を好適に確保することも可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）車両走行中には高圧ポンプ１６を駆動して燃料噴射弁１１に燃料を供給する一方、車両停止中のアイドル運転時には高圧ポンプ１６の駆動を停止して低圧ポンプ１５にて燃料噴射弁１１に燃料を供給するようにしている。そのため、高圧ポンプ１６の弁体３５の着座音や燃料噴射弁１１に設けられたニードルの着座音等、高圧燃料の圧送動作や噴射動作に伴う機械的な異音や振動などを好適に抑えることができるようになる。

（２）停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測し、車両が走行状態に移行すると予測されたときには停止されていた高圧ポンプ１６の駆動を開始するようにしている。そのため、車両が停止状態から走行状態に移行するときの燃料圧を速やかに高めることができるようになる。そして、その結果、例えば車両が停止状態から走行状態に移行する際の機関出力を十分に高めることも可能となり、発進時の加速性能を好適に確保することも可能になる。

（３）内燃機関のクランクシャフトから車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあり、かつ車両制動力が所定値以下であるときに、車両が走行状態に移行すると予測するようにしており、車両が走行状態に移行するか否かを適切に判定することができるようになる。

（４）自動変速機のシフトレバーが走行可能位置にあるときに、内燃機関の出力軸から駆動輪への動力伝達が可能な状態にあると判定するようにしており、そうした動力伝達が可能な状態にあるか否かを適切に判定することができるようになる。

（５）ブレーキペダルの開放が検出されたときに、車両制動力が所定値以下であると判定するようにしており、これにより車両制動力が所定値以下であるか否かを適切に判定することができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・車両制動力が所定値以下であるか否かを、ブレーキスイッチ５２の検出信号に基づいて判定するようにしたが、この他の態様で判定するようにしてもよい。例えば、車両制動力を発生する制動機構が、ブレーキペダルの操作量に応じて作動する油圧式の制動機構である場合には、その制動機構に作動油を供給する油圧配管内の油圧（例えばマスタシリンダの内圧等）が規定値以下であるときに、車両制動力が所定値以下であると判定するようにしてもよい。この変形例でも、車両制動力が所定値以下であるか否かを適切に判定することができる。

・内燃機関のクランクシャフトから駆動輪への動力伝達が可能な状態にあるか否かを、自動変速機のシフトレバーの操作位置ＳＦＰに基づいて判定するようにしたが、手動変速機の場合には、クランクシャフトと同変速機との係合及び係合解除を行うクラッチの作動状態に基づき、上記動力伝達が可能な状態にあるか否かを判定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、筒内噴射用燃料噴射弁のみを備える燃料供給装置に本発明を適用した場合について説明した。この他、低圧ポンプから供給された燃料を内燃機関の吸気通路に噴射する吸気通路噴射用の燃料噴射弁を更に備える燃料噴射装置にも、本発明は同様に適用可能である。

図４に、そうした筒内噴射用の燃料噴射弁１１及び吸気通路噴射用の燃料噴射弁６０を備える燃料供給装置の一例を示す。なお、図１に示した燃料供給装置の構造と、図４に示す燃料供給装置の構造とは、吸気通路噴射用の燃料噴射弁６０と同燃料噴射弁６０に低圧燃料を供給する燃料配管とが設けられている点以外は基本的に同一である。そこで、以下では、それら相違点を中心にして、この変形例にかかる燃料噴射装置を説明する。

この図４に示すように、低圧燃料配管１８から分岐された分岐燃料配管１８ａは、内燃機関の第１バンクに対応した第３デリバリパイプ６１ａに接続されている。この第３デリバリパイプ６１ａには、第１バンクを構成する各気筒にそれぞれ対応した燃料噴射弁６０が接続されており、同第３デリバリパイプ６１ａに供給された低圧燃料は各燃料噴射弁６０に分配供給された後、各気筒に接続された吸気通路に噴射される。また、分岐燃料配管１８ａは、内燃機関の第２バンクに対応した第４デリバリパイプ６１ｂにも接続されている。この第４デリバリパイプ６１ｂには、第２バンクを構成する各気筒にそれぞれ対応した燃料噴射弁６０が接続されており、同第４デリバリパイプ６１ｂに供給された低圧燃料は各燃料噴射弁６０に分配供給された後、各気筒に接続された吸気通路に噴射される。そして、筒内噴射用の燃料噴射弁１１から噴射される燃料量と吸気通路噴射用の燃料噴射弁６０から噴射される燃料量との比率は機関運転状態に応じて変更される。

こうした低圧燃料に最適化された燃料噴射弁６０を更に備える場合にも、上記実施形態は同様に適用することができ、上述したような作用効果を得ることができる。
また、この変形例にあっては、車両停止中のアイドル運転時において、筒内噴射用の燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止し、吸気通路噴射用の燃料噴射弁６０から燃料噴射を行うようにしてもよい。この場合には、燃料圧が低下される車両停止中のアイドル運転時において、そうした低圧燃料に最適化された燃料噴射弁６０から燃料が噴射されるため、車両停止中のアイドル運転時における燃料噴射をさらに適切に行うことができるようになり、その結果、アイドル運転時の燃焼状態を良好なものにすることも可能となる。

・上記実施形態では、Ｖ型内燃機関の燃料噴射装置に本発明を適用した場合について説明したが、その他の気筒配列を有する内燃機関の燃料噴射装置にも、本発明は同様に適用することができる。

本発明を具体化した一実施形態における燃料噴射装置の概略構成図。燃料圧と燃料噴射期間との関係を示すグラフ。同実施形態における高圧ポンプ駆動処理の手順を示すフローチャート。同実施形態の変形例における燃料噴射装置の概略構成図。

符号の説明

１１…燃料噴射弁（筒内噴射用燃料噴射弁）、１２ａ…第１デリバリパイプ、１２ｂ…第２デリバリパイプ、１３…フィルタ、１４…連通管、１５…低圧ポンプ、１６…高圧ポンプ、１７…燃料タンク、１８…低圧燃料配管、１８ａ…分岐燃料配管、１９…分岐管、２０…プレッシャレギュレータ、２１…プランジャ、２２…加圧室、２２ａ…燃料吸入口、２３…スピル弁、２４…吸気カムシャフト、２５…回転カム、２６…シリンダ、２７…高圧燃料配管、２８…逆止弁、２９…電磁ソレノイド、３１…スプリング、３２…リリーフバルブ、３３…制御装置、３４…パルセーションダンパ、３５…弁体、３６…リフタ、３７…リフタスプリング、４０…リターン配管、５０…圧力センサ、５１…アクセルセンサ、５２…ブレーキスイッチ、５３…シフトポジションセンサ、５４…スロットルセンサ、５５…空気量センサ、５６…クランク角センサ、５７…車速センサ、６０…燃料噴射弁（吸気通路噴射用燃料噴射弁）、６１ａ…第３デリバリパイプ、６１ｂ…第４デリバリパイプ。

Claims

燃料タンク内の燃料を吸入する低圧ポンプと、同低圧ポンプから吐出された燃料を昇圧する高圧ポンプと、同高圧ポンプで昇圧された燃料を内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射装置において、
車両停止中のアイドル運転時には前記高圧ポンプの駆動を停止して前記低圧ポンプにて前記筒内噴射用燃料噴射弁に燃料を供給し、車両走行中には前記高圧ポンプを駆動して前記筒内噴射用燃料噴射弁に燃料を供給するポンプ制御手段と、
停止中の車両が走行状態に移行するか否かを予測する予測手段と、
同予測手段にて車両が走行状態に移行すると予測されたときには前記高圧ポンプの駆動を開始する駆動開始手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
前記予測手段は、前記内燃機関の出力軸から車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあり、かつ車両制動力が所定値以下であるときに、車両が走行状態に移行すると予測する
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記内燃機関の出力軸は自動変速機に連結されており、
前記予測手段は、前記自動変速機の操作部が走行可能位置にあるときに、前記内燃機関の出力軸から車両の駆動輪への動力伝達が可能な状態にあると判定する
請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
ブレーキペダルの開放を検出する検出手段を備え、
前記予測手段は、前記検出手段にてブレーキペダルの開放が検出されたときに前記車両制動力が所定値以下であると判定する
請求項２または３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
ブレーキペダルの操作量に応じて作動する油圧式の制動機構を備え、
前記予測手段は、前記制動機構に作動油を供給する油圧配管内の油圧が規定値以下であるときに前記車両制動力が所定値以下であると判定する
請求項２または３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
前記内燃機関は、前記低圧ポンプから供給された燃料を当該内燃機関の吸気通路に噴射する吸気通路噴射用燃料噴射弁を更に備え、
車両停止中のアイドル運転時には、前記筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して、前記吸気通路噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射を行う
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。