JP2009030573A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】始動開始から燃料の噴射開始までの期間を短縮することができる内燃機関を提供する。
【解決手段】クランクシャフトに連動して駆動することで燃料を吸入する吸入行程と燃料を燃料噴射手段に圧送して昇圧する圧送行程とを行う高圧燃料ポンプ７６を備え、当該高圧燃料ポンプ７６により燃料噴射手段に圧送された燃料が当該燃料噴射手段を介して供給される内燃機関において、高圧燃料ポンプ７６は、燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６による圧送行程終了時期とが一致可能に設けられることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、高圧燃料ポンプの昇圧手段により昇圧された燃料が燃料噴射弁を介して供給される内燃機関に関するものである。

内燃機関に燃料を供給する方法として、この内燃機関の燃焼室に燃料噴射弁により直接燃料を噴射する方法（筒内噴射式）がある。従来、この筒内噴射式の内燃機関では、燃焼室内の圧力が高いので、この燃焼室内に燃料噴射弁により燃料を噴射するためには、燃料の圧力を高圧にする必要がある。そこで、このような内燃機関は、低圧燃料ポンプによりフィード圧まで昇圧された燃料タンク内の燃料をさらに昇圧する高圧燃料ポンプが備えられている。従って、従来の筒内噴射式の内燃機関では、この高圧燃料ポンプによりさらに昇圧された燃料（例えば、十数〜数十ＭＰａ程度）が燃料噴射弁を介して供給される。この高圧燃料ポンプには、種々の駆動源が考えられるが、駆動源として内燃機関の出力を用いたものがある。

ここで、内燃機関の始動初期は燃料の噴射量が相対的に多くなることから、始動後すぐに燃料噴射弁による燃料噴射を開始（許可）すると、高圧燃料ポンプが駆動しても燃料圧力（燃圧）が噴射適正値まで上昇しないおそれがある。このため、筒内噴射式内燃機関の従来技術として、始動初期に燃圧が適正な設定圧力に達するまで、あるいは、始動初期の所定の設定期間が経過するまで、燃料噴射弁による燃料の噴射を禁止することで、燃圧を噴射適正値まで昇圧させる、いわゆる、始動時昇圧制御を実行する内燃機関が知られている。

このような従来の内燃機関として、例えば、特許文献１に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置は、始動時にスタータＯＮと同時に高圧ポンプを作動させて、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧、例えば６ＭＰａ程度）に達するまで燃料噴射弁による燃料噴射を禁止し、当該燃圧が目標燃圧に到達した後、燃圧に応じて燃料噴射時期を設定し、例えば、吸気行程と圧縮行程で２回燃料噴射を行うことにより、燃料の噴射量を低減し燃料圧力の変動を抑制することで、黒煙の発生を抑制している。

特開２００３−３２８８１６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置では、燃圧が目標燃圧に到達するまでの期間において、燃料噴射弁による燃料噴射を禁止していることから、例えば、フィード圧で燃料を噴射する場合に比べて始動開始から最初の噴射開始時期までの期間が長くなるため、当該始動開始から噴射開始時期までの期間の遅れを抑制することが望まれていた。

そこで本発明は、始動開始から燃料の噴射開始までの期間を短縮することができる内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明に内燃機関は、クランクシャフトに連動して駆動することで燃料を吸入する吸入行程と前記燃料を燃料噴射手段に圧送して昇圧する圧送行程とを行う高圧燃料ポンプを備え、当該高圧燃料ポンプにより前記燃料噴射手段に圧送された前記燃料が当該燃料噴射手段を介して供給される内燃機関において、前記高圧燃料ポンプは、前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期と前記高圧燃料ポンプによる圧送行程終了時期とが一致可能に設けられることを特徴とする。

請求項２に係る発明による内燃機関では、前記高圧燃料ポンプは、前記クランクシャフトの回転に連動して往復運動することで、前記燃料を吸入し前記燃料噴射手段に圧送する燃料吸入圧送手段と、運転状態に応じて当該燃料吸入圧送手段による前記燃料の圧送時に当該燃料を昇圧する昇圧手段とを有し、前記燃料吸入圧送手段は、圧送上死点での前記クランクシャフトの位置が前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期での前記クランクシャフトの位置と一致可能に設けられることを特徴とする。

請求項３に係る発明による内燃機関では、始動時昇圧制御により前記燃料の圧力を始動に適した噴射許可燃料圧力まで上昇させた後に前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射を許可する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る内燃機関によれば、高圧燃料ポンプが燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能に設けられるので、始動開始後の最初の噴射開始時期の遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

以下に、本発明に係る内燃機関の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの概略断面図、図２は、本発明の実施形態に係るエンジンが備える高圧燃料ポンプの圧送行程終了位置（吸入行程開始位置）の概略構成図、図３は、本発明の実施形態に係るエンジンが備える高圧燃料ポンプの圧送行程開始位置（吸入行程終了位置）の概略構成図、図４は、本発明の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。

本実施形態に係る内燃機関としてのエンジン１は、図１に示すように、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるＶ型６気筒エンジンであり、シリンダボア１４、１５内に往復運動可能に設けられるピストン１６、１７が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンである。なお、以下の説明では、本実施形態に係るエンジン１は、Ｖ型６気筒エンジンであるものとして説明するが、図１に示す形式の内燃機関に限らず、本発明は種々の形式の内燃機関に適用することができる。

このエンジン１において、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に複数の気筒が設けられて２つの気筒群が構成されている。この各バンク１２、１３は、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１０にそれぞれ連結されている。

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。

したがって、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。

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。

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が連結されている。一方、吸気管（吸気通路）５１の空気取入口にはエアクリーナ５２が取付けられており、この吸気管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５３を有する電子スロットル装置５４が設けられている。そして、この吸気管５１の下流端部がサージタンク５０に連結されている。

排気ポート２６、２７は、各燃焼室２２、２３から排出される排気ガスが集合する集合通路５５、５６に連通しており、各集合通路５５、５６には、第１、第２排気管５７、５８が連結されている。

そして、第１排気管５７には、第１前段三元触媒（浄化触媒）５９が装着される一方、第２排気管５８には、第２前段三元触媒（浄化触媒）６０が装着されており、第１、第２排気管５７、５８の下流端部は排気集合管６１に合流して連結されており、この排気集合管６１にＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２が装着されている。この各前段三元触媒５９、６０は、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したＮＯｘを放出し、添加した還元剤としての燃料によりＮＯｘを還元するものである。

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）を噴射する燃料噴射手段としてのインジェクタ７２、７３が装着されており、各インジェクタ７２、７３にはデリバリパイプ７４、７５が連結され、この各デリバリパイプ７４、７５には高圧燃料ポンプ７６から所定圧の燃料を供給可能となっている。また、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７７、７８が装着されている。

ここで、図２及び図３を参照して高圧燃料ポンプ７６についてより詳細に説明する。高圧燃料ポンプ７６は、低圧燃料ポンプ（不図示）により昇圧された燃料タンク（不図示）内に貯留されている燃料をさらに昇圧（例えば、十数〜数十ＭＰａ程度）するものである。この高圧燃料ポンプ７６は、上述した排気カムシャフト３４に取り付けられたポンプ用駆動カム９０が回転することによって駆動するものである。この排気カムシャフト３４は、クランクシャフト１０（図１参照）の回転に連動して回転するものである。つまり、この高圧燃料ポンプ７６は、エンジン１（図１参照）の出力によって駆動するものである。高圧燃料ポンプ７６は、昇圧室７６ａと、燃料吸入圧送手段としてのプランジャ７６ｂと、昇圧手段としての電磁スピル弁７６ｃと、チェック弁７６ｄとにより構成されている。

昇圧室７６ａは、低圧燃料ポンプ（不図示）によりすでに昇圧された燃料をさらに昇圧する空間部である。この昇圧室７６ａは、図示しない燃料供給配管を介して低圧燃料ポンプに接続されている。この昇圧室７６ａは、その一方の端部がプランジャ７６ｂに面しており、他方の端部が電磁スピル弁７６ｃに面している。この昇圧室７６ａは、電磁スピル弁７６ｃが開弁することで、低圧燃料ポンプによりフィード圧まで昇圧された燃料が流入する。この昇圧室７６ａは、図示しない燃料供給配管を介して各インジェクタ７２、７３に接続されている。

プランジャ７６ｂは、燃料吸入圧送手段であり、ポンプ用駆動カム９０が回転することで軸方向に往復運動し、昇圧室７６ａに燃料を吸入し、この吸入した燃料をインジェクタ７２、７３に圧送するものである。このプランジャ７６ｂは、昇圧室７６ａ内に、その軸方向に摺動自在に支持されている。プランジャ７６ｂは、一方の端部、すなわち昇圧室７６ａに面する端部と反対側の端部がリフタ７６ｅに固定されている。このリフタ７６ｅは、図示しないリフタガイド内に、その軸方向に摺動自在に支持されている。また、このプランジャ７６ｂには、リフタ７６ｅと図示しないシリンダヘッドカバーとの間に弾性部材、例えばスプリング７６ｆが圧縮した状態で取り付けられている。つまり、プランジャ７６ｂは、スプリング７６ｆにより同図の矢印Ａ方向への付勢力が作用している。これにより、プランジャ７６ｂは、ポンプ用駆動カム９０と常に接触する。従って、このプランジャ７６ｂは、ポンプ用駆動カム９０が矢印Ｂ方向に回転すると、このポンプ用駆動カム９０のカム面に沿って、昇圧室７６ａ内を軸方向に往復運動することとなる。

電磁スピル弁７６ｃは、昇圧手段であり、昇圧室７６ａに吸入された低圧燃料ポンプ（不図示）により昇圧された燃料をさらに昇圧するものである。また、この電磁スピル弁７６ｃは、昇圧室７６ａに吸入される低圧燃料ポンプにより昇圧された燃料の流入量を制御するものである。この電磁スピル弁７６ｃは、ＥＣＵ７９により電磁ソレノイド７６ｇへの電圧の印可を行わないことで、スプリング７６ｈの付勢力により開弁される。一方、電磁スピル弁７６ｃは、ＥＣＵ７９により電磁ソレノイド７６ｇへの電圧の印可を行うことで、スプリング７６ｈの付勢力に対抗して閉弁される。

この高圧燃料ポンプ７６は、図２に示すように、クランクシャフト１０の回転に連動して、ポンプ用駆動カム９０が矢印Ｂ方向に回転し、このプランジャ７６ｂが昇圧室７６ａの容積が増大する方向に移動、すなわち同図矢印Ａ方向である上死点から下死点に向かって移動する際に、上記電磁スピル弁７６ｃを開弁することで、昇圧室７６ａに燃料が吸入される（吸入行程）。つまり、燃料吸入圧送手段であるプランジャ７６ｂにより燃料の吸入を開始する位置、すなわち吸入行程開始位置は、上死点となる。また、図３に示すように、クランクシャフト１０の回転に連動して、ポンプ用駆動カム９０が矢印Ｂ方向に回転し、このプランジャ７６ｂが昇圧室７６ａの容積が減少する方向に移動、すなわち同図矢印Ｃ方向である下死点から上死点に向かって移動する際に、上記電磁スピル弁７６ｃを閉弁することで、昇圧室７６ａ内の燃料がチェック弁７６ｄを開弁できる圧力まで昇圧され圧送される（圧送行程）。言い換えれば、この高圧燃料ポンプ７６によりさらに昇圧された燃料は、チェック弁７６ｄが開弁することで、図示しない燃料供給配管を介して、インジェクタ７２、７３に圧送される。つまり、燃料吸入圧送手段であるプランジャ７６ｂにより燃料の圧送を開始する位置、すなわち圧送行程開始位置（吸入行程終了位置）は、下死点（図３参照）となる一方、燃料の圧送行程終了位置（吸入行程開始位置）は、上死点（図２参照）となる。この燃料吸入圧送手段であるプランジャ７６ｂにより燃料の圧送を開始する位置は、このプランジャ７６ｂにより燃料の圧送と同時に昇圧手段である電磁スピル弁７６ｃを閉弁する場合は、圧送される燃料の昇圧を開始する位置、すなわち昇圧開始位置ともなる。

ここで、このポンプ用駆動カム９０は、そのカム面に３つのカム山９０ａが形成されている。このポンプ用駆動カム９０は、プランジャ７６ｂが上死点位置（図２参照）、言い換えれば、プランジャ７６ｂが圧送行程終了位置（吸入行程開始位置）にある際には、当該プランジャ７６ｂの３つのカム山９０ａのうちのいずれかの頂点が接触する一方、プランジャ７６ｂが下死点位置（図３参照）、言い換えれば、プランジャ７６ｂが圧送行程開始位置（吸入行程終了位置）にある際には、当該プランジャ７６ｂに各カム山９０ａ、９０ａの間が接触する。ポンプ用駆動カム９０が設けられる排気カムシャフト３４を含む吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５は、クランクシャフト１０が２回転する間に１回転するように設定されている。一方、各気筒は、全行程（吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程）をクランクシャフト１０が２回転する間に行う。つまり、クランクシャフト１０が２回転する間に、この吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５が１回転することとなる。したがって、プランジャ７６ｂは、ポンプ用駆動カム９０が１回転、すなわちこのエンジン１の１サイクルにおいて、３回燃料を圧送することとなる。つまり、エンジン１の気筒数（この実施形態では、６気筒）と、このエンジン１の１サイクルにおける高圧燃料ポンプ７６のプランジャ７６ｂによる燃料の圧送回数（この実施形態では、３回）とが同じでなく、ここでは、６つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで３山のポンプ用駆動カム９０が１回転し３圧送する、いわゆる１圧送２噴射システムとなっている。

ところで、図１に示すように、車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７９が搭載されており、このＥＣＵ７９は、インジェクタ７２、７３の燃料噴射タイミングや点火プラグ７７、７８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、噴射時期、点火時期などを決定している。即ち、吸気管５１の上流側にはエアフローセンサ８０及び吸気温センサ８１が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をＥＣＵ７９に出力している。また、電子スロットル装置５４にはスロットルポジションセンサ８２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８３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ＥＣＵ７９に出力している。更に、クランクシャフト１０にはクランク角センサ８４が設けられ、検出したクランク角度（ＣＡ）をＥＣＵ７９に出力し、ＥＣＵ７９はクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン１のエンジン回転数（ｒｐｍ）を算出する。また、シリンダブロック１１には水温センサ８５が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ７９に出力している。また、デリバリパイプ７４、７５には燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ（不図示）が設けられており、検出した燃料圧力をＥＣＵ７９に出力している。

また、ＥＣＵ７９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。

上記のように構成されるエンジン１は、エアクリーナ５２を通して吸気管５１に導入された空気は、スロットル弁５３に調量されてからサージタンク５０に流れ、各吸気マニホールド４８、４９を介して各吸気ポート２４、２５に至り、吸気弁２８、２９の開放時に、吸気ポート２４、２５の空気が燃焼室２２、２３に吸入される。そして、この吸気行程時またはピストン１６、１７が上昇して吸入空気を圧縮する圧縮行程時に、インジェクタ７２、７３が燃焼室２２、２３に対して所定量の燃料を噴射する。すると、燃焼室２２、２３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７７、７８が着火して爆発することで、ピストン１６、１７が押し下げられて駆動力を出力する一方、排気弁３０、３１の開放時に、燃焼室２２、２３の排気ガスが排気ポート２６、２７から集合通路５５、５６で集合されてから第１排気管５７及び第２排気管５８に排出される。

そして、第１バンク１２にて、燃焼室２２から排気ポート２６及び集合通路５５を通して第１排気管５７に排出された排気ガスは、第１前段三元触媒５９を暖機して活性化させると共に、含有する有害物質が浄化処理されて排気集合管６１に流れる。一方、第２バンク１３にて、燃焼室２３から排気ポート２７及び集合通路５６を通して第２排気管５８に排出された排気ガスは、第２前段三元触媒６０を暖機して活性化させると共に、含有する有害物質が浄化処理されて排気集合管６１に流れる。そして、排気集合管６１に流れ込んだ排気ガスは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を暖機して活性化させると共に、残留する有害物質が適正に浄化処理されてから大気に放出される。

ここで、このエンジン１では、ＥＣＵ７９は、始動時には、始動昇圧制御として燃圧（燃料圧力）を始動に適した噴射許可燃圧（噴射許可燃料圧力）まで上昇させた後にインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射を許可している。すなわち、エンジン１の始動初期は燃料の噴射量が相対的に多くなることから、始動後すぐにインジェクタ７２、７３による燃料噴射を開始（許可）すると、高圧燃料ポンプ７６が駆動しても燃料圧力（燃圧）が噴射適正値まで上昇しないおそれがある。このため、上記のように、始動初期に燃圧が適正な設定圧力、すなわち、噴射許可燃圧（目標燃圧として例えば６ＭＰａ程度）に達するまで、あるいは、噴射許可燃圧に応じて予め設定される始動初期の所定の設定期間が経過するまで、インジェクタ７２、７３による燃料の噴射を禁止することで、燃圧を噴射適正値まで昇圧させている。つまり、ここでいう「始動時昇圧制御」とは、始動時に燃圧を早期に始動に適した燃圧に上昇させるために、始動時に燃圧が設定圧力に達するまで、あるいは、始動初期の設定期間に燃料の筒内噴射を禁止する制御をいう。

なお、ＥＣＵ７９は、始動時昇圧制御により燃圧を始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される、いわゆる始動時噴射制御では、例えば、燃圧を維持しつつ始動させるため燃料噴射を吸気行程での噴射と圧縮行程での噴射に分割して２回行ったり単純に圧縮行程でのみ１回行ったりなど、種々の燃料噴射制御を実行することができる。

ところで、上記のように燃圧が噴射許可燃圧に到達するまでの期間において、インジェクタ７２、７３による燃料噴射を禁止する場合、例えば、フィード圧で燃料を噴射する場合に比べて始動開始から最初の噴射開始時期までの期間が長くなるため、当該始動開始から噴射開始時期までの期間の遅れを抑制することが望まれている。

ここで、始動開始から噴射開始時期までの期間に遅れが生じることについてより詳細に説明すると、例えば、クランクシャフト１０に連動して駆動する高圧燃料ポンプ７６による圧送行程終了時期に応じたクランク角度がインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期に応じたクランク角度とずれていると、燃圧が噴射許可燃圧に到達し燃料噴射が許可されていても、インジェクタ７２、７３による次の燃料噴射時期がくるまで燃料の噴射を待機していることになる。すなわち、高圧燃料ポンプ７６の圧送行程が終了しても、圧送行程の終了時期から最初の燃料噴射開始時期までに時間差があると、圧送行程終了と共に燃圧が噴射許可燃圧に到達していても、当該時間差の分だけ燃料噴射を待機しているにもかかわらず高圧燃料ポンプ７６による燃圧の上昇が期待できない期間が生じてしまい、この結果、始動開始から噴射開始時期までの期間に遅れが発生し、始動性が悪化してしまう。また、スタータによるクランキング開始の際のクランク位置（すなわち、前回の運転停止時のクランク位置）によっては、当該クランク位置が高圧燃料ポンプ７６の圧送行程開始位置を過ぎていることがあり、この場合、燃圧が噴射許可燃圧に到達するには高圧燃料ポンプ７６による燃料の圧送が不十分となり、もう１圧送余分に圧送が必要になるおそれがあり、この結果、燃圧が噴射許可燃圧への到達が遅れるおそれもある。

そこで、本実施形態のエンジン１では、高圧燃料ポンプ７６をインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能に設けることで、始動開始後の最初の噴射開始時期の遅れを抑制している。

具体的には、高圧燃料ポンプ７６は、プランジャ７６ｂが圧送上死点位置（図２参照）にある状態でのクランク角度（言い換えれば、クランクシャフト１０の位置）がインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期におけるクランク角度と一致可能に設けられる。さらに言えば、始動時噴射制御において、予め設定されるエンジン１の複数の気筒のうちのいずれかの気筒における始動開始後の最初の噴射開始時期に応じたクランク角度と、プランジャ７６ｂが圧送上死点位置（図２参照）にあるときのクランク角度とが一致するように、エンジン１の組み付け段階で設定しておく。つまり、図２に示すように、予め設定されるいずれかの気筒における始動開始後の最初の噴射開始時期に応じたクランク角度にて、ポンプ用駆動カム９０の３つのカム山９０ａのうちのいずれかの頂点がプランジャ７６ｂに接触するように、このポンプ用駆動カム９０を排気カムシャフト３４に取り付ける。したがって、高圧燃料ポンプ７６は、インジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６による圧送行程終了時期とが一致可能に設けられることができる。

次に、図４を参照してエンジン１の作用について詳細に説明する。なお、図４の横軸は、クランク角度ＣＡとし、ここでは、１目盛３０°ＣＡとしている。すなわち、エンジン１の各気筒における１サイクル（吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程）は、７２０°ＣＡに対応し２４目盛からなる。図４の縦軸は、クランクカウンタ、高圧燃料ポンプ７６の圧送（吸入）行程時期及びインジェクタ７２、７３に供給される燃料の燃圧としている。クランクカウンタは、例えば、ＥＣＵ７９によりクランク角センサ８４の出力に基づきクランク角度３０°ＣＡ毎にカウント値を１ずつインクリメントすることで構成され、１サイクルでカウント値＝１から２４までカウントされ、カウント値＝２４の次は再びカウント値＝１に設定される。

本図に一例を示すエンジン１は、上述にしたようにＶ型６気筒のエンジンあり、６つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで３山のポンプ用駆動カム９０が１回転し３圧送する、いわゆる１圧送２噴射システムとなっている。そして、本図に示すエンジン１の高圧燃料ポンプ７６は、燃料を適正に２回（すなわち、２行程分）圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であるものとする。また、ＥＣＵ７９は、始動時昇圧制御により燃圧が噴射許可燃圧まで到達した後に開始される始動時噴射制御では、各気筒において点火ＴＤＣ（Ｔｏｐ Ｄｅａｔｈ Ｃｅｎｔｅｒ：上死点）に対して吸気行程の２１０°ＣＡＢＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ Ｔｏｐ Ｄｅａｔｈ Ｃｅｎｔｅｒ：上死点前）と、圧縮行程の１５°ＣＡＢＴＤＣの２回の噴射時期に分けて燃料を噴射するようにインジェクタ７２、７３を制御している。このエンジン１は、７２０°ＣＡ（１サイクル）で全気筒が点火されることから６気筒であれば１２０°ＣＡごとに順次各気筒の点火時期がおとずれる。始動時噴射制御では、各気筒で順次所定の点火順で上記２回の燃料噴射を行なう。こうして各気筒において２回噴射を点火順に繰り返し実行する間に、エンジン回転数が設定回転数に達して始動完了する。そして、本図中の太実線は、始動開始後の気筒♯４の１回目（吸気行程での噴射）の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６の圧送行程終了時期とが一致可能である場合を示す一方、太一点鎖線は、前記噴射開始時期と前記圧送行程終了時期とが一致不能（気筒♯４の１回目の噴射開始時期が圧送行程終了時期よりも３０°ＣＡ遅い）である場合を示している。高圧燃料ポンプ７６によりインジェクタ７２、７３に供給される燃料の燃圧は、圧送行程のときに昇圧する一方、吸入行程のときに一定となる。

図中一点鎖線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合、例えば、クランキング開始のクランク角度（すなわち、前回の運転停止時のクランク位置）が図中ａに示す５１０°ＣＡであると、クランキング後すぐに高圧燃料ポンプ７６による圧送行程が開始され、１２０°ＣＡにて、５１０°ＣＡから６００°ＣＡ及び３０°ＣＡから１２０°ＣＡの２圧送が終了し、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達した後、３０°ＣＡ遅れて１５０°ＣＡで気筒♯４の１回目の噴射開始時期に到達する。このため、クランキング開始（５１０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯４の１回目の噴射開始時期（１５０°ＣＡ）までに要するクランク角度は３６０°ＣＡであり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯４の点火ＴＤＣ（３６０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５７０°ＣＡである。

また、クランキング開始のクランク角度が図中ｂに示す５４０°ＣＡであると、クランキング後すぐに高圧燃料ポンプ７６による圧送行程が開始されるものの、クランキング開始のクランク角度（５４０°ＣＡ）が本来の１回目の圧送行程開始時期のクランク角度（５１０°ＣＡ）を過ぎてしまっていることから、この１回目の圧送行程（５４０°ＣＡから６００°ＣＡ）での燃圧上昇が通常の１回の圧送行程（５１０°ＣＡから６００°ＣＡ）での燃圧上昇よりも少なくなる。このため、１２０°ＣＡにて２回目の圧送行程（３０°ＣＡから１２０°ＣＡ）が終了しても完全な２圧送にはなっていないことから、高圧燃料ポンプ７６によりインジェクタ７２、７３に供給される燃料の燃圧が噴射許可燃圧に到達するためには３回目の圧送行程（２７０°ＣＡから３６０°ＣＡ）が必要となる。この結果、３００°ＣＡで燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達するが、このときには既に気筒♯５の１回目の噴射開始時期（２７０°ＣＡ）も過ぎてしまっていることから、結果的に、気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）まで待機しなければ、始動開始後の最初の燃料噴射を開始することができない。したがって、クランキング開始（５４０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５７０°ＣＡとなり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯６の点火ＴＤＣ（６００°ＣＡ）までに要するクランク角度は７８０°ＣＡとなる。つまり、クランキング開始のクランク角度が図中ｂである場合、図中ａに示す場合と比較して３０°ＣＡずれるだけで、クランキング開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度が２１０°ＣＡも増加してしまう。

また、クランキング開始のクランク角度が図中ｃに示す５７０°ＣＡであると、クランキング後すぐに高圧燃料ポンプ７６による圧送行程が開始されるものの、クランキング開始のクランク角度（５７０°ＣＡ）が本来の１回目の圧送行程開始時期のクランク角度（５１０°ＣＡ）を過ぎてしまっていることから、この１回目の圧送行程（５７０°ＣＡから６００°ＣＡ）での燃圧上昇が通常の１回の圧送行程（５１０°ＣＡから６００°ＣＡ）での燃圧上昇よりも少なくなる。このため、１２０°ＣＡにて２回目の圧送行程（３０°ＣＡから１２０°ＣＡ）が終了しても完全な２圧送にはなっていないことから、高圧燃料ポンプ７６によりインジェクタ７２、７３に供給される燃料の燃圧が噴射許可燃圧に到達するためには３回目の圧送行程（２７０°ＣＡから３６０°ＣＡ）が必要となる。この結果、３３０°ＣＡで燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達するが、このときには既に気筒♯５の１回目の噴射開始時期（２７０°ＣＡ）も過ぎてしまっていることから、結果的に、気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）まで待機しなければ、始動開始後の最初の燃料噴射を開始することができない。したがって、クランキング開始（５７０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５４０°ＣＡとなり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯６の点火ＴＤＣ（６００°ＣＡ）までに要するクランク角度は７５０°ＣＡとなる。

クランキング開始のクランク角度が図中ｄに示す６００°ＣＡであると、クランキング後すぐには圧送行程は開始されないものの、３６０°ＣＡにて、３０°ＣＡから１２０°ＣＡ及び２７０°ＣＡから３６０°ＣＡの完全な２圧送が終了し、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達した後、３９０°ＣＡで気筒♯６の１回目の噴射開始時期に到達する。このため、クランキング開始（６００°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５１０°ＣＡであり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯６の点火ＴＤＣ（６００°ＣＡ）までに要するクランク角度は７２０°ＣＡである。

そして、クランキング開始のクランク角度が図中ｅに示す６３０°ＣＡであると、クランキング後すぐには圧送行程は開始されないものの、３６０°ＣＡにて、３０°ＣＡから１２０°ＣＡ及び２７０°ＣＡから３６０°ＣＡの完全な２圧送が終了し、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達した後、３９０°ＣＡで気筒♯６の１回目の噴射開始時期に到達する。このため、クランキング開始（６６０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯６の１回目の噴射開始時期（３９０°ＣＡ）までに要するクランク角度は４８０°ＣＡであり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯６の点火ＴＤＣ（６００°ＣＡ）までに要するクランク角度は６９０°ＣＡである。

したがって、図中一点鎖線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｂ乃至ｅであると、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期に遅れが生じる傾向にあるが、特にクランキング開始のクランク角度が図中ｂである場合、図中ａに示す場合と比較して３０°ＣＡずれるだけで、クランキング開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度が２１０°ＣＡも増加してしまい、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までの遅れが大きくなり始動性が大きく悪化してしまう。

これに対し、図中実線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ａの５１０°ＣＡである場合では、クランキング後、３０°ＣＡ経過後に高圧燃料ポンプ７６による圧送行程が開始され、１５０°ＣＡにて、５４０°ＣＡから６３０°ＣＡ及び６０°ＣＡから１５０°ＣＡの２圧送が終了し、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達した後すぐに１５０°ＣＡで気筒♯４の１回目の噴射開始時期に到達する。このため、クランキング開始（５１０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯４の１回目の噴射開始時期（１５０°ＣＡ）までに要するクランク角度は３６０°ＣＡであり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯４の点火ＴＤＣ（３６０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５７０°ＣＡである。

そして、クランキング開始のクランク角度が図中ｂの５４０°ＣＡである場合では、クランキング後すぐに高圧燃料ポンプ７６による圧送行程が開始され、１５０°ＣＡにて、５４０°ＣＡから６３０°ＣＡ及び６０°ＣＡから１５０°ＣＡの２圧送が終了し、燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達した後すぐに１５０°ＣＡで気筒♯４の１回目の噴射開始時期に到達する。すなわち、クランキング開始（５４０°ＣＡ）から最初の噴射開始時期としての気筒♯４の１回目の噴射開始時期（１５０°ＣＡ）までに要するクランク角度は３３０°ＣＡであり、最初の点火ＴＤＣとしての気筒♯４の点火ＴＤＣ（３６０°ＣＡ）までに要するクランク角度は５４０°ＣＡである。

したがって、上述したように気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合では、クランキング開始のクランク角度が図中ａに示す場合と比較して３０°ＣＡずれたがために、クランキング開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度が大幅に増加してしまうクランク角度、すなわち、図中ｂに示す５４０°ＣＡからクランキングが開始されても、気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能であるように、高圧燃料ポンプ７６の取付クランク角度を最適化することで、始動開始後の最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度の大幅な遅れを抑制することができる。そして、クランキング開始のクランク角度が図中ａの５１０°ＣＡである場合に加え、図中ｃの５７０°ＣＡである場合（最初の噴射開始時期までに要するクランク角度＝５４０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣまでに要するクランク角度＝７５０°ＣＡ）、図中ｄの６００°ＣＡである場合（最初の噴射開始時期までに要するクランク角度＝５１０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣまでに要するクランク角度＝７２０°ＣＡ）、図中ｅの６３０°ＣＡである場合（最初の噴射開始時期までに要するクランク角度＝４８０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣまでに要するクランク角度＝６９０°ＣＡ）のいずれの場合でも、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度は、気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合と変わりがないが、少なくとも悪化することはない。この結果、いずれのクランク角度からクランキングが開始されても、エンジン１において始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、よって、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。なお、図中ｂに示す５４０°ＣＡからクランキングが開始された場合のように、高圧燃料ポンプ７６の取付クランク角度を最適化することで、始動開始後の最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度の大幅な遅れを抑制することができるクランキング開始クランク角度は、１サイクル（７２０°ＣＡ）のうち３ポイントあり、よって、この３つのクランク角度からクランキング開始された場合には、始動開始後の最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度の大幅な遅れを抑制することができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン１によれば、クランクシャフト１０に連動して駆動することで燃料を吸入する吸入行程と燃料をインジェクタ７２、７３に圧送して昇圧する圧送行程とを行う高圧燃料ポンプ７６を備え、高圧燃料ポンプ７６によりインジェクタ７２、７３に圧送された燃料がインジェクタ７２、７３を介して供給されるエンジン１において、高圧燃料ポンプ７６は、インジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６による圧送行程終了時期とが一致可能に設けられる。したがって、高圧燃料ポンプ７６がインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能に設けられることで、高圧燃料ポンプ７６の取付クランク角度を最適化され、この結果、エンジン１の始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン１によれば、高圧燃料ポンプ７６は、クランクシャフト１０の回転に連動して往復運動することで、燃料を吸入しインジェクタ７２、７３に圧送するプランジャ７６ｂと、運転状態に応じてプランジャ７６ｂによる燃料の圧送時に燃料を昇圧する電磁スピル弁７６ｃとを有し、プランジャ７６ｂは、圧送上死点でのクランクシャフト１０の位置がインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期でのクランクシャフト１０の位置と一致可能に設けられる。したがって、予め設定されるエンジン１の複数の気筒のうちのいずれかの気筒における始動開始後の最初の噴射開始時期に応じたクランク角度と、プランジャ７６ｂが圧送上死点位置にあるときのクランク角度とが一致するように高圧燃料ポンプ７６が設けられることから、インジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６による圧送行程終了時期とが一致可能に高圧燃料ポンプ７６を設けることができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン１によれば、始動時昇圧制御により燃料の圧力を始動に適した噴射許可燃料圧力まで上昇させた後にインジェクタ７２、７３による始動開始後の最初の噴射を許可するＥＣＵ７９を備える。したがって、始動初期に燃圧が適正な設定圧力に達するまで、あるいは、始動初期の所定の設定期間が経過するまで、インジェクタ７２、７３による燃料の噴射を禁止することで、燃料の噴射量が相対的に多くなるエンジン１の始動初期でも燃圧を噴射適正値として噴射許可燃料圧力まで適正に昇圧させることができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る内燃機関は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、本実施形態に係る内燃機関としてのエンジン１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるＶ型６気筒エンジンであるものとして説明したが、気筒数などはこれに限らず、例えば、直列４気筒型エンジンであってもよい。直列４気筒型エンジンにおいて１圧送２噴射システムである場合、例えば、４つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで、高圧燃料ポンプ７６にて、２山カムが１回転し２圧送するように構成すればよい。

以上の説明では、高圧燃料ポンプ７６のプランジャ７６ｂは、排気カムシャフト３４の回転に連動して駆動するが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポンプ用駆動カム９０をクランクシャフト１０に直接取り付け、クランクシャフト１０の回転に直接連動して駆動するようにしても良い。なお、この場合は、ポンプ用駆動カム９０のカム山９０ａは、排気カムシャフト３４に取り付ける場合の半分の数となる。

また、以上の説明では、始動時噴射制御では、各気筒において、インジェクタ７２、７３による燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割して２回噴射するものとして説明したが、これに限らず、例えば、圧縮行程での１回噴射であっても、エンジン１の始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。本図に一例を示すエンジンは、Ｖ型６気筒のエンジンあり、６つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで３山のポンプ用駆動カム９０が１回転し３圧送する、いわゆる１圧送２噴射システムとなっている。そして、本図に示すエンジンの高圧燃料ポンプ７６は、燃料を適正に２回圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であるものとする。また、ＥＣＵ７９は、始動時昇圧制御により燃圧が噴射許可燃圧まで到達した後に開始される始動時噴射制御では、各気筒において点火ＴＤＣに対して圧縮行程の３０°ＣＡＢＴＤＣのみによる１回の噴射時期で燃料を噴射するようにインジェクタ７２、７３を制御している。そして、本図中の太実線は、始動開始後の気筒♯３の圧縮行程での噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６の圧送行程終了時期とが一致可能である場合を示す一方、太一点鎖線は、前記噴射開始時期と前記圧送行程終了時期とが一致不能（気筒♯３の圧縮行程での噴射開始時期が圧送行程終了時期よりも９０°ＣＡ遅い）である場合を示している。

本図中一点鎖線で示す気筒♯３の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｂの５４０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯４での噴射）までに要するクランク角度＝５１０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯４の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝５４０°ＣＡとなる。また、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯４での噴射）までに要するクランク角度＝４８０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯４の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝５１０°ＣＡとなる。さらに、クランキング開始のクランク角度が図中ｄの６００°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯５での噴射）までに要するクランク角度＝５７０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯５の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝６００°ＣＡとなる。

これに対し、本図中実線で示す気筒♯３の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｂの５４０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯３での噴射）までに要するクランク角度＝３９０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯３の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝４２０°ＣＡとなる。また、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯３での噴射）までに要するクランク角度＝３６０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯３の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝３９０°ＣＡとなる。さらに、クランキング開始のクランク角度が図中ｄの６００°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯３での噴射）までに要するクランク角度＝３３０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯３の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝３６０°ＣＡとなる。そして、その他の場合でも、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度は、気筒♯３の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合と変わりがないが、少なくとも悪化することはない。この結果、いずれのクランク角度からクランキングが開始されても、エンジンにおいて始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、よって、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

また、以上の説明では、エンジン１の気筒数（上記実施形態では、６気筒）と、このエンジン１の１サイクルにおける高圧燃料ポンプ７６のプランジャ７６ｂによる燃料の圧送回数（上記実施形態では、３回）とが同じでなく、いわゆる１圧送２噴射システムの場合で説明したが、これに限らず、例えば、エンジンの気筒数とこのエンジンの１サイクルにおける高圧燃料ポンプ７６のプランジャ７６ｂによる燃料の圧送回数とが同じである、いわゆる、１圧送１噴射システムであっても、エンジン１の始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。この場合、ポンプ用駆動カム９０のカム山９０ａの数を変えても良いし、クランクシャフト１０に対する吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５の回転比率を変えてもよい。また、以上の説明では、高圧燃料ポンプ７６は、燃料を適正に２回圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であるものとして説明したが、これに限らず、例えば、３圧送で噴射許可燃圧に到達する性能であっても、エンジン１の始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

図６は、本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。本図に一例を示すエンジンは、Ｖ型６気筒のエンジンあり、６つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで３山のポンプ用駆動カム９０が２回転し６圧送する、いわゆる１圧送１噴射システムとなっている。そして、本図に示すエンジンの高圧燃料ポンプ７６は、燃料を適正に３回圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であるものとする。また、ＥＣＵ７９は、始動時昇圧制御により燃圧が噴射許可燃圧まで到達した後に開始される始動時噴射制御では、各気筒において点火ＴＤＣに対して吸気行程の２１０°ＣＡＢＴＤＣと、圧縮行程の１５°ＣＡＢＴＤＣの２回の噴射時期に分けて燃料を噴射するようにインジェクタ７２、７３を制御している。そして、本図中の太実線は、始動開始後の気筒♯４の１回目（吸気行程での噴射）の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６の圧送行程終了時期とが一致可能である場合を示す一方、太一点鎖線は、前記噴射開始時期と前記圧送行程終了時期とが一致不能（気筒♯４の１回目の噴射開始時期が圧送行程終了時期よりも６０°ＣＡ遅い）である場合を示している。

本図中一点鎖線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｂの５４０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯５の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝４５０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯５の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝６６０°ＣＡとなる。また、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯５の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝４２０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯５の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝６３０°ＣＡとなる。

これに対し、本図中実線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｂの５４０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯４の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝３３０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯４の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝５４０°ＣＡとなる。また、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯４の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝３００°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯４の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝５１０°ＣＡとなる。そして、その他の場合でも、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度は、気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合と変わりがないが、少なくとも悪化することはない。この結果、いずれのクランク角度からクランキングが開始されても、エンジンにおいて始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、よって、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

また、高圧燃料ポンプ７６が整数回の圧送行程ではなく、例えば、燃料を適正に１．５回圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であっても、エンジン１の始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

図７は、本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。本図に一例を示すエンジンは、Ｖ型６気筒のエンジンあり、６つの気筒に対して、クランクシャフト１０が２回転（１サイクル）することで３山のポンプ用駆動カム９０が１回転し３圧送する、いわゆる１圧送２噴射システムとなっている。そして、本図に示すエンジンの高圧燃料ポンプ７６は、燃料を適正に１．５回圧送することで、インジェクタ７２、７３に供給された燃料の燃圧が噴射許可燃圧（目標燃圧）に到達する性能であるものとする。また、ＥＣＵ７９は、始動時昇圧制御により燃圧が噴射許可燃圧まで到達した後に開始される始動時噴射制御では、各気筒において点火ＴＤＣに対して吸気行程の２１０°ＣＡＢＴＤＣと、圧縮行程の１５°ＣＡＢＴＤＣの２回の噴射時期に分けて燃料を噴射するようにインジェクタ７２、７３を制御している。そして、本図中の太実線は、始動開始後の気筒♯４の１回目（吸気行程での噴射）の噴射開始時期と高圧燃料ポンプ７６の圧送行程終了時期とが一致可能である場合を示す一方、太一点鎖線は、前記噴射開始時期と前記圧送行程終了時期とが一致不能（気筒♯４の１回目の噴射開始時期が圧送行程終了時期よりも３０°ＣＡ遅い）である場合を示している。

本図中一点鎖線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯６の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝５４０°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯６の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝７５０°ＣＡとなる。

これに対し、本図中実線で示す気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致可能である場合、クランキング開始のクランク角度が図中ｃの５７０°ＣＡときは、最初の噴射開始時期（気筒♯４の１回目の噴射開始時期）までに要するクランク角度＝３００°ＣＡ、最初の点火ＴＤＣ（気筒♯４の点火ＴＤＣ）までに要するクランク角度＝５１０°ＣＡとなる。そして、その他の場合でも、始動開始から最初の噴射開始時期及び最初の点火時期までに要するクランク角度は、気筒♯４の１回目の噴射開始時期と圧送行程終了時期とが一致不能である場合と変わりがないが、少なくとも悪化することはない。この結果、いずれのクランク角度からクランキングが開始されても、エンジンにおいて始動開始後の最初の噴射開始時期の大幅な遅れを抑制することができ、よって、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができる。

以上のように、本発明に係る内燃機関は、始動開始後の最初の噴射開始時期の遅れを抑制することができ、始動開始から噴射開始までの期間を短縮することができるものであり、筒内噴射式の種々の内燃機関に適用して好適である。

本発明の実施形態に係るエンジンの概略断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンが備える高圧燃料ポンプの圧送行程終了位置（吸入行程開始位置）の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るエンジンが備える高圧燃料ポンプの圧送行程開始位置（吸入行程終了位置）の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。 本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。 本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。 本発明の他の実施形態に係るエンジンの作用を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
１０ クランクシャフト
１６、１７ ピストン
２２、２３ 燃焼室
２４、２５ 吸気ポート
２６、２７ 排気ポート
２８、２９ 吸気弁
３０、３１ 排気弁
３２、３３ 吸気カムシャフト
３４、３５ 排気カムシャフト
７２、７３ インジェクタ
７４、７５ デリバリパイプ
７６ 高圧燃料ポンプ
７６ａ 昇圧室
７６ｂ プランジャ（燃料吸入圧送手段）
７６ｃ 電磁スピル弁（昇圧手段）
７６ｄ チェック弁
７６ｅ リフタ
７６ｆ、７６ｈ スプリング
７６ｇ 電磁ソレノイド
７７、７８ 点火プラグ
７９ ＥＣＵ（制御手段）
９０ ポンプ用駆動カム
９０ａ カム山

Claims (3)

1. クランクシャフトに連動して駆動することで燃料を吸入する吸入行程と前記燃料を燃料噴射手段に圧送して昇圧する圧送行程とを行う高圧燃料ポンプを備え、当該高圧燃料ポンプにより前記燃料噴射手段に圧送された前記燃料が当該燃料噴射手段を介して供給される内燃機関において、前記高圧燃料ポンプは、前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期と前記高圧燃料ポンプによる圧送行程終了時期とが一致可能に設けられることを特徴とする、
   内燃機関。
2. 前記高圧燃料ポンプは、前記クランクシャフトの回転に連動して往復運動することで、前記燃料を吸入し前記燃料噴射手段に圧送する燃料吸入圧送手段と、運転状態に応じて当該燃料吸入圧送手段による前記燃料の圧送時に当該燃料を昇圧する昇圧手段とを有し、
   前記燃料吸入圧送手段は、圧送上死点での前記クランクシャフトの位置が前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射開始時期での前記クランクシャフトの位置と一致可能に設けられることを特徴とする、
   請求項１に記載の内燃機関。
3. 始動時昇圧制御により前記燃料の圧力を始動に適した噴射許可燃料圧力まで上昇させた後に前記燃料噴射手段による始動開始後の最初の噴射を許可する制御手段を備えることを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関。

Images