JP2012122403A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の回転変動や空燃比変動を招いたり燃費悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を招いたりすることなく、的確でタイムリーな燃料圧力変更により燃料ベーパの発生を有効に抑制できる低コストの内燃機関の燃料供給装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の燃料を給送可能なフィードポンプ２２と、フィードポンプ２２からの燃料を加圧する高圧燃料ポンプ３１と、加圧された高圧燃料を内燃機関に選択的に供給する第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂとを備える内燃機関の燃料供給装置であって、ＥＣＵ５０は、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１へのフィード燃圧の脈動幅を検出する脈動幅検出部１０１と、脈動幅検出部１０１で検出される脈動幅が予め設定された閾値変動幅まで急低下したとき、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定する給送状態判定部１０２とを含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、特に燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して噴射弁により内燃機関に供給する場合に燃料ベーパ（燃料蒸気）の発生を抑制するのに好適な内燃機関の燃料供給装置に関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関においては、その燃費や排気浄化性能を向上させるべく、火花点火式の内燃機関で点火プラグの近傍にのみ点火し易いリッチな混合気を形成させる希薄燃焼方式が採用されたり、減速時等に燃料供給を一時的に停止する燃料カット技術や車両停止時にエンジンを停止させるアイドリングストップ技術が採用されたりしている。また、出力向上を含めたより高度な要求に応えるべく、ポート噴射用の燃料噴射弁（以下、ポート噴射弁という）と筒内噴射用の燃料噴射弁（以下、筒内噴射弁という）とを併用するデュアル噴射方式を採用するものもある。このような内燃機関においては、筒内噴射を実行するため、一般に、低圧燃料ポンプから供給される燃料を高圧燃料ポンプにより高圧に加圧して筒内噴射弁に供給する燃料供給装置が装備されており、燃料ベーパの発生により高圧燃料ポンプでの燃料加圧ができなくなる燃料ベーパロックを抑制することが要求される。

また、ポート噴射を実行する内燃機関でも燃料ポンプからポート噴射弁に加圧した燃料を供給する燃料供給装置が装備されており、そのような燃料供給装置においても、燃料ポンプによる吐出燃料の加圧ができず失火等につながり易くなる燃料ベーパロックを抑制することが要求される。

そこで、従来、例えばポート噴射弁への燃料供給配管内における燃料圧力の変動率（圧力変動幅／中心圧力）に基づき目標燃料圧力を補正する補正値を算出する一方で、その変動率（燃圧変動幅／中心圧力）の増加から燃料ベーパロックの発生を検出し、燃料ベーパロックの発生時には目標燃料圧力を増大させるように前記補正値を設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を検出するセンサを設けてその圧力検出値に基づきエア混入量を推定するとともに、そのエア混入量が所定値以上になったときに高圧燃料ポンプより上流側の燃料からエア抜きさせるエア抜き制御弁を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、高圧燃料ポンプの吐出圧を調整する高圧レギュレータのリターン通路に、その通路を通したリターン燃料の流量を制限可能なリターン制御弁と燃料温度センサとをそれぞれ設置する一方、リターン制御弁から燃料タンク内に戻る下流側の通路に第１、第２のオリフィスを設け、両オリフィス間の燃料の圧力を低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力（フィード燃圧）を調整する低圧レギュレータの開弁圧可変ポートに導くことにより、リターン制御弁の開弁時（燃料高温時）にフィード燃圧を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、高圧燃料ポンプへのフィード燃圧を飽和蒸気圧と圧力損失の和と同一、または燃料性状や圧力損失のばらつきを考慮したその和より大きい値とすることで、低圧燃料ポンプの消費電力を抑えつつ高圧燃料ポンプの吐出不良を回避するようにしたものも知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００５−０７６５６８号公報 特開２００６−２００４２３号公報 特開２００１−１６５０１３号公報 特開２０１０−０７１２４４号公報

しかしながら、上述のような従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力変動が実際に発生してからその燃料の圧力（フィード燃圧）を高圧側に制御していたため（例えば、燃圧変動率が十分に大きくなったことによって燃料ベーパロックの発生を検出していたため）、燃料噴射圧力の低下による回転変動や空燃比の変動を招き易いという問題があった。

これに対し、燃料ベーパが発生し易い状態に達してないことを燃料温度から検出すべく燃料温度センサを用いることができるが、その場合には燃料温度を複数箇所で検出することが必要になってしまうためにコスト高を招くという問題がある。

さらに、他のセンサ情報から燃料ベーパの発生を推定する場合には、その推定値の比較的大きなばらつきに対し余裕を持って高圧となるフィード燃圧設定が必要になるため、エンジンの燃費が悪化してしまったり燃料ポンプが比較的短期間で劣化してしまったりするという問題がある。

また、燃料ベーパが発生する（燃料ベーパの発生温度まで燃料温度が上昇する）条件を記憶させてその条件下で燃料圧力を高めることもできるが、その場合にも、やはり燃料圧力が必要以上に高圧化されることになり、他のセンサ情報から燃料ベーパの発生を推定する場合と同様の問題が生じてしまう。

このように、従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料ベーパの発生を抑制すべく多点の温度センサを設けるためにコスト高を招いてしまうか、他のセンサ情報を基に事前に燃料圧力を高圧化してしまうために的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができず、燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を招いてしまう、という問題があった。

そこで、本発明は、燃料噴射圧力の低下による内燃機関の回転変動や空燃比変動を招いたり燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を招いたりすることなく、的確でタイムリーな燃料圧力の変更により燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる低コストの内燃機関の燃料供給装置を提供するものである。

本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記課題を解決するために、（１）内燃機関の燃料を給送可能な低圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプから給送される燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する高圧燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料供給装置であって、前記低圧燃料ポンプから前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出する変動量検出手段と、前記変動量検出手段で検出される変動量が予め設定された閾値変動量まで低下したとき前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定する給送状態判定手段とを含むことを特徴とする。

この構成により、本発明の内燃機関の燃料供給装置では、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力（以下、フィード燃圧ともいう）の変動量が変動量検出手段によって検出され、その検出変動量が予め設定された閾値変動量まで低下したときは、給送状態判定手段によって高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定される。したがって、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに供給される燃料の圧力変動が減衰したとき、高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満してしまい燃料の高圧加圧ができなくなるより前に、燃料ベーパの抑制制御を開始できることになり、例えば高圧燃料ポンプへのフィード燃圧を高圧に切り替える等して燃料ベーパロックの発生を未然に回避することが可能になる。なお、高圧燃料ポンプへの燃料供給配管内の燃料の圧力変動が急に減衰する時点から高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満してしまうまでには数秒を超える時間（例えば２０〜３０秒程度）を要し、その時間内の早期に燃料ベーパの抑制制御が実行できることになる。

上記（１）の構成を有する本発明の燃料供給装置は、好ましくは、（２）前記給送状態判定手段により前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定されたとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記変動量が前記閾値変動量を超える通常時の圧力より高圧に切り替える給送燃圧可変手段をさらに含むものである。

この構成により、フィード燃圧の変動量が閾値変動量まで低下し、高圧燃料ポンプへの給送燃料に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定されたとき、給送燃圧可変手段により高圧燃料ポンプへの給送燃料の圧力が通常時の圧力より高圧に切り替えられる。したがって、高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満してしまうより前にフィード燃圧が高圧に切り替えられることで、高圧燃料ポンプ内での燃料加圧ができなくなる燃料ベーパロックの発生が未然に回避可能になる。

上記（２）の構成を有する本発明の燃料供給装置においては、（３）前記給送燃圧可変手段は、前記変動量検出手段で検出される変動量が前記閾値変動量まで低下した時点から予め設定された一定時間以上にわたり、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持することが好ましい。これにより、高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満することを十分に回避可能となる。

上記（２）の構成を有する燃料供給装置は、（４）前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を検出する高圧側燃料圧力センサと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を目標圧力に近付けるよう前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力に基づいて前記高圧燃料ポンプを制御する高圧燃料ポンプ制御手段とを、さらに備え、前記給送燃圧可変手段は、前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力が予め設定された通常圧力レベルに達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除することが好ましい。この場合、変動量検出手段で検出される変動量が閾値変動量まで低下した後に高圧側燃料圧力センサの検出圧力が予め設定された通常圧力レベルに達するまで、高圧燃料ポンプに給送される燃料の高圧保持状態が継続するので、的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができ、燃料ベーパの発生が有効に抑制される。なお、ここにいう目標値は、内燃機関の運転状態に応じ気筒内噴射が可能となる圧力として予め設定される。

また、上記（２）の構成を有する燃料供給装置は、（５）前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を検出する高圧側燃料圧力センサと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を目標圧力に近付けるよう前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力に基づいて前記高圧燃料ポンプを制御する高圧燃料ポンプ制御手段とを、さらに備え、前記給送燃圧可変手段は、前記高圧燃料ポンプの吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除するものであってもよい。この場合、変動量検出手段で検出される変動量が閾値変動量まで低下した後に高圧燃料ポンプの吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達するまで、高圧燃料ポンプに給送される燃料の高圧保持状態が継続するので、的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができ、燃料ベーパの発生が有効に抑制される。

さらに、上記（２）の構成を有する燃料供給装置においては、（６）前記給送燃圧可変手段は、前記高圧燃料噴射弁の開弁期間が予め設定された閾値噴射期間を超える状態で前記内燃機関が運転される状態に達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除するものであっても好ましい。この場合、高圧燃料ポンプの吐出流量が通常流量レベルに達するまで、高圧燃料ポンプに給送される燃料の高圧保持状態が継続するので、的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができ、燃料ベーパの発生が有効に抑制される。

本発明の燃料供給装置においては、（７）前記高圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数の筒内噴射用インジェクタを含んで構成されており、前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態に移行したとき、前記変動量検出手段が前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することが好ましい。この場合、複数の筒内噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁し、高圧燃料ポンプ内の温度が上昇し易くなると、変動量検出手段が高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することになり、フィード燃圧を必要時にのみ高圧化して高圧燃料ポンプにおける燃料ベーパロックの発生を未然に防止するとともに、通常時のフィード燃圧を低圧に抑えて、燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を防止することができる。

また、上記（７）の構成を有する燃料供給装置においては、（８）前記低圧燃料ポンプから給送された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する低圧燃料噴射弁をさらに備えるとともに、前記低圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数のポート噴射用インジェクタを含んで構成され、前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタおよび前記複数のポート噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態に移行したとき、前記変動量検出手段が前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することが好ましい。この場合、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁し、燃料系全体の温度が上昇し易くなると、変動量検出手段が高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することになり、フィード燃圧を必要時にのみ高圧化して高圧燃料ポンプにおける燃料ベーパロックの発生を未然に防止することができるとともに、通常時のフィード燃圧を低圧に抑えて、燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を防止することができる。すなわち、燃料ベーパ抑制制御を必要時にのみ実行することができる。

上記（７）または（８）の構成を有する燃料供給装置においては、（９）前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態は、前記内燃機関の運転中に前記高圧燃料噴射弁からの燃料供給が一時的に停止される燃料カット状態であってもよい。この場合、複数の筒内噴射用インジェクタが比較的長い時間にわたって閉弁し、高圧燃料ポンプ内の温度が上昇するときに、フィード燃圧を確実に高圧化できる。

本発明の燃料供給装置は、より好ましくは、（１０）前記低圧燃料ポンプから給送された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する低圧燃料噴射弁をさらに備えるとともに、前記低圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数のポート噴射用インジェクタを含んで構成され、前記内燃機関がそれぞれ複数の気筒を有する複数のバンクを有し、前記高圧燃料ポンプが前記複数のバンクのうち一方側のバンクに装着されるとともに、前記変動量検出手段が、前記複数のポート噴射用インジェクタのうち前記一方側のバンクに装着されたポート噴射用インジェクタに対し前記低圧燃料ポンプから給送される燃料の圧力を検出する低圧側燃料圧力センサを有するものである。この場合、低圧側燃料圧力センサが高圧燃料ポンプの設置環境に近い環境下に置かれることになり、高圧燃料ポンプ内の温度が上昇するときに、フィード燃圧を確実に高圧化できる。

また、本発明の燃料供給装置においては、（１１）前記変動量検出手段が、前記低圧燃料ポンプから前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の所定時間毎の変動幅を検出し、前記給送状態判定手段は、前記変動量検出手段で検出される燃料の圧力の変動幅が予め設定された閾値変動量まで低下したとき、前記変動幅の変化率に基づいて、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定することが好ましい。この場合、高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたことを容易にかつ迅速・的確に検出可能となる。

なお、本発明の燃料供給装置においては、前記低圧燃料ポンプから前記複数のポート噴射用インジェクタまでの低圧燃料配管に、該低圧燃料配管内の燃料の圧力変動の一部を吸収可能なパルセーションダンパが装着される場合であって、前記閾値変動量をフィード燃圧の閾値変動幅とするときには、前記パルセーションダンパで前記燃料の圧力変動の一部が吸収され前記低圧側燃料圧力センサで検出される圧力の変動幅より小さい値に設定されているのがよい。また、前記高圧燃料ポンプから前記高圧燃料噴射弁への燃料供給方向に開弁し、前記高圧燃料ポンプから吐出された燃料の逆流を阻止するよう閉弁する吐出チェック弁が設けられ、前記吐出チェック弁は、前記高圧燃料ポンプの非駆動状態下で前記低圧燃料ポンプから給送される燃料の圧力以下の前後差圧によって開弁するとともに、前記低圧燃料ポンプから給送される燃料の圧力を超える前記高圧燃料噴射弁側の燃料の圧力を保持することが好ましい。

本発明によれば、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに供給される燃料の圧力変動量が閾値変動量まで減衰したときに燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定するようにしているので、高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満してしまうより前に高圧燃料ポンプへの給送燃料圧力を高圧に切り替える等の燃料ベーパ抑制制御を実行することができ、高圧燃料ポンプ内で燃料の加圧ができなくなる燃料ベーパロックの発生を未然に回避することができる。その結果、燃料噴射圧力の低下による内燃機関の回転変動や空燃比変動を招いたり燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を招いたりすることなく、的確でタイムリーな燃料圧力の変更により燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる低コストの内燃機関の燃料供給装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置を制御する制御系のブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置において実施されるフィード燃圧切替え制御プログラムの概略手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置の作用を説明するグラフで、燃料カット時における高圧デリバリー燃圧、高圧燃料ポンプの駆動デューティ、各部温度、フィード燃圧およびその変動幅の変化を示している。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の一実施形態を示している。

図１に示す本実施形態のエンジン１０は、Ｖ型６気筒エンジン（多気筒内燃機関）として構成されており、それぞれ３つの気筒を有する第１バンク１１および第２バンク１２を有している。なお、詳細を図示しないが、各気筒には図示しないピストンが収納され、燃焼室が画成されるとともに、吸気弁および排気弁が所定のタイミングで開閉するように設けられている。また、エンジン１０には、例えば燃焼室内に露出する点火プラグおよびこれを点火させる点火コイルを有する点火装置（後述する）が装備されるとともに、本実施形態の燃料供給装置が装備されている。

このエンジン１０に装備される本実施形態の燃料供給装置は、ポート噴射用の低圧側の燃料（例えばガソリン）を供給する第１燃料供給機構２０と、筒内噴射用の高圧側の燃料を供給する第２燃料供給機構３０とによって構成されている。

第１燃料供給機構２０は、燃料タンク２１から燃料を汲み上げて第１の圧力レベルに加圧した燃料を吐出するフィードポンプ２２（低圧燃料ポンプ）と、フィードポンプ２２から第１の燃料配管２５（低圧燃料配管）内に吐出される燃料を予め設定された低圧側フィード燃圧および高圧側フィード燃圧のうちいずれか一方の設定圧に調圧する設定圧切替えが可能なフィード燃圧調整装置２３と、フィードポンプ２２から第１の燃料配管２５内に吐出されフィード燃圧調整装置２３により調圧された燃料を第１の燃料配管２５を通して導入し蓄圧する低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂと、エンジン１０の吸気通路（図示せず）のうち第１バンク１１の３つの気筒（図示しないが、例えばフロント側から第１気筒、第３気筒、第５気筒）に対応する３つの吸気ポートの内部にそれぞれ燃料を噴射するポート噴射用の３つの第１インジェクタ２７Ａ（複数の低圧燃料噴射弁、ポート噴射弁）と、第２バンク１２の３つの気筒（例えば、フロント側から第２気筒、第４気筒、第６気筒）に対応する３つの吸気ポートの内部にそれぞれ燃料を噴射するポート噴射用の３つの第１インジェクタ２７Ｂ（複数の低圧燃料噴射弁、ポート噴射弁）と、低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂに装着されそれらの内部における燃料圧力の脈動を吸収し抑制するパルセーションダンパ２８Ａ，２８Ｂと、最下流の低圧側デリバリーパイプ２６Ｂ内の燃料の圧力を検出する低圧燃圧センサ６８（低圧側燃料圧力センサ）とを含んで構成されている。なお、ここにいう燃料配管とは、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。

フィードポンプ２２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）５０からの制御信号に基づきポンプ駆動回路２４を介してＯＮ／ＯＦＦ駆動されるとともに、ポンプ駆動回路２４からの駆動電流に応じて吐出量または吐出圧が可変制御される公知の可変燃圧式のものである。また、フィードポンプ２２は、その吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ２２ｆと、その吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する図示しない燃料フィルタおよび吐出燃料の逆流を阻止する吐出チェック弁２２ｖとを含んで構成されている。さらに、フィードポンプ２２は、詳細を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分と、そのポンプ作動部分を駆動する直流の内蔵モータとを有しており、その内蔵モータの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることで、その単位時間当りの吐出量を可変制御するようになっている。また、吐出チェック弁２２ｖは、フィードポンプ２２からの燃料の吐出方向に開弁する一方、その吐出燃料がフィードポンプ２２側に逆流する方向に閉弁することで、吐出燃料の逆流を阻止するようになっている。

フィード燃圧の調圧レベルを切替え可能なフィード燃圧調整装置２３は、詳細を図示しないが、例えば第１の燃料配管２５にフィード燃圧を高圧側フィード燃圧に調整する高圧レギュレータを常時接続する一方で、第１の燃料配管２５内のフィード燃圧を低圧側フィード燃圧に調整可能な低圧レギュレータ部を燃圧切替え用電磁開閉弁８３（図２参照）によって第１の燃料配管２５に選択的に接続することができる構成となっている（例えば、特開２００８−１５７０２９号公報に記載されるような調圧レベルの切替え方式参照）。なお、フィード燃圧調整装置２３は、入口側で第１の燃料配管２５に接続され出口側（燃料タンク側）が絞り要素を介して燃料タンク２１内に開放された低圧レギュレータ部と、入口側で第１の燃料配管２５に接続され出口側で燃料タンク２１内に開放された高圧レギュレータ部とによって構成されていてもよい（例えば、特開２００７−３０３３７２号公報参照）。また、ここにいう低圧レギュレータ部および高圧レギュレータ部は、それぞれ、フィードポンプ２２から吐出される燃料の圧力を開弁方向に受圧する弁体としてのダイヤフラムと、このダイヤフラムを閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねとを内蔵し、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力がそれぞれの設定圧を超えると開弁するが、ダイヤフラムが受圧する燃料の圧力がそれぞれの設定圧に満たない間は閉弁状態を維持することで、第１の燃料配管２５内の燃料の圧力をそれぞれの設定圧に調圧するようになっている。勿論、フィード燃圧調整装置２３は、公知の他の設定圧切替え可能な圧力調整装置によって構成することもできるし、複数の流体導入口の開閉によりダイヤフラムの受圧面積を大・小に切り替えて調圧レベルを低圧・高圧に切り替えることのできる可変プレッシャレギュレータであってもよい。

低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ第１の燃料配管２５の下流側部分２５ｄ，２５ｅに接続されるとともに、互いに直列に接続されている。また、低圧側デリバリーパイプ２６Ａには第１インジェクタ２７Ａが、低圧側デリバリーパイプ２６Ｂには第１インジェクタ２７Ｂが、それぞれ装着されている。

ポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂは、それらの詳細な構成を図示しないが、それぞれＥＣＵ５０からの噴射指令信号によりインジェクタドライバ回路５１を介して開弁駆動される電磁弁部と、その電磁弁部への通電時に吸気ポートの内部に露出する噴孔部からその吸気ポート内に燃料を噴射するよう開弁動作するノズル部とを備えている。そして、これら複数の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂのうちいずれかの第１インジェクタ２７Ａまたは２７Ｂが開弁動作するとき、低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂ内の加圧された燃料がその第１インジェクタ２７Ａまたは２７Ｂの噴孔部から対応する吸気ポート内に噴射されるようになっている。

パルセーションダンパ２８Ａ，２８Ｂは、フィードポンプ２２からポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂまでの低圧燃料配管の一部である低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂ（または第１の燃料配管２５でもよい）に装着され、それら低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂ内の燃料の圧力変動の一部を吸収することで、その圧力変動を抑制できるようになっている。

第２燃料供給機構３０は、フィードポンプ２２で加圧された燃料を吸入してその燃料を第１の圧力レベルより高圧の第２の圧力レベルに加圧するプランジャ型の高圧燃料ポンプ３１（燃料加圧ポンプ）と、第２の圧力レベルに加圧された燃料を第２の燃料配管３５を通して導入し蓄圧する高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂと、第１バンク１１の３つの気筒（例えば、第１気筒、第３気筒、第５気筒）の内部にそれぞれ燃料を噴射する筒内噴射用の複数の第２インジェクタ３７Ａ（高圧燃料噴射弁、筒内噴射弁）と、第２バンク１２の３つの気筒（例えば、第２気筒、第４気筒、第６気筒）の内部にそれぞれ燃料を噴射する筒内噴射用の複数の第２インジェクタ３７Ｂ（高圧燃料噴射弁、筒内噴射弁）と、最下流の高圧側デリバリーパイプ３６Ａ内の燃料の圧力を検出する高圧燃圧センサ６９（高圧側燃料圧力センサ）とを含んで構成されている。

高圧燃料ポンプ３１は、フィードポンプ２２で加圧されフィード燃圧調整装置２３により調圧された燃料を第１の燃料配管２５の分岐配管２５ａを通して導入する加圧室３１ａを有し、その加圧室３１ａ内の燃料を第１の燃料圧力レベルより高圧となる第２の燃料圧力レベルに加圧して、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂ側の第２の燃料配管３５に吐出するようになっている。この高圧燃料ポンプ３１は、エンジン１０の片側のバンク、例えば第２バンク１２に装着され、図示しないクランク軸からの回転動力により駆動されるようになっている。

また、高圧燃料ポンプ３１は、ポンプハウジング３１ｈ内に往復摺動可能に設けられたプランジャ３１ｐと、このプランジャ３１ｐを図中上下方向に昇降駆動するカムシャフト３１ｓと、プランジャ３１ｐをカムシャフト３１ｓ側に付勢する図示しないスプリング等を有しており、そのポンプハウジング３１ｈおよびプランジャ３１ｐによって画成される加圧室３１ａが、プランジャ３１ｐの往復移動によりその容積を変化させることで、フィードポンプ２２からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを実行することができるようになっている。また、高圧燃料ポンプ３１と筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂとの間の第２の燃料配管３５の上流側部分には、高圧燃料ポンプ３１から吐出される燃料の吐出圧が所定の圧力値（例えば、数１０ｋＰａ程度）を超えるときに開弁し、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂへの燃料の供給を許容するばね付の吐出チェック弁３４が設けられている。さらに、第２の燃料配管３５には、吐出チェック弁３４をバイパスするバイパス配管部３５ｂが設けられており、このバイパス配管部３５ｂには吐出チェック弁３４とは逆向きで互いに並列する一対のばね付のチェック弁３８がリリーフ弁として設けられている。これらチェック弁３８は、吐出チェック弁３４より下流側の第２の燃料配管３５および高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂの内部、すなわち高圧区間内の燃料の圧力が所定の高圧側リミット圧力（例えば、数ＭＰａ）を超えると開弁し、その高圧区間内の燃圧を高圧側リミット圧力までに制限できるようになっている。

また、高圧燃料ポンプ３１の加圧室３１ａの燃料導入口側には、高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有するとともに、入力信号に応じ開弁するときには加圧室３１ａ内の燃料をプランジャ３１ｐの動きに応じて低圧側に流主させることができる電磁スピル弁３２が設けられている。さらに、高圧燃料ポンプ３１の加圧室３１ａの近傍には、フィードポンプ２２側から燃料が給送される第１の燃料配管２５の分岐配管２５ａに接続され、燃料噴射等による分岐配管２５ａ内の圧力脈動を吸収し抑制するパルセーションダンパ２９が設けられている。なお、パルセーションダンパ２９は、例えば内部に燃料圧力を受圧する弾性のダイヤフラムおよびばねを有し、そのダイヤフラムの弾性変形により内部容積を変化させる公知のものである。

電磁スピル弁３２は、ポペット状の弁体３２ｖと、この弁体３２ｖを電磁駆動する電磁駆動コイル３２ｃと、弁体３２ｖを常時開弁方向に付勢する図示しないスプリングとを有しており、弁体３２ｖは、電磁駆動コイル３２ｃによる閉弁方向の電磁付勢力、フィードポンプ２２から給送される燃料圧力および加圧室３１ａ内の燃料圧力に応じて開弁および閉弁動作する。そして、電磁スピル弁３２は、電磁駆動コイル３２ｃによる閉弁方向の電磁付勢力が発生するときに閉弁して高圧燃料ポンプ３１による加圧室３１ａ内の燃料の加圧動作を可能にし、電磁駆動コイル３２ｃによる閉弁方向の電磁付勢力が発生しないときに開弁して高圧燃料ポンプ３１の吸入動作を可能にするようになっている。また、電磁スピル弁３２は、電磁駆動コイル３２ｃの非通電時には常時開弁した状態となり、高圧燃料ポンプ３１による燃料の加圧・吐出動作を休止させることができるようになっている。

また、電磁スピル弁３２は、ＥＣＵ５０によりインジェクタドライバ回路５１を介して駆動制御されるようになっており、そのために電磁スピル弁３２の電磁駆動コイル３２ｃがインジェクタドライバ回路５１に接続されている。

吐出チェック弁３４は、球状の弁体を環状の弁座に当接および離隔させることで閉弁および開弁するバルブであり、その弁体の前後差圧とその弁体を閉弁方向に付勢するばねの付勢力とに応じて開閉する。この吐出チェック弁３４は、高圧燃料ポンプ３１から筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂ側への燃料供給方向に開弁するときには、フィードポンプ２２から給送される燃料圧力程度以下の前後差圧で開弁するが、高圧燃料ポンプ３１から吐出された燃料を逆流させる方向の前後差圧に対しては高差圧でも閉弁状態を保持することができる。また、高圧燃料ポンプ３１の非駆動状態下であって吐出チェック弁３４より第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂ側の高圧区間内の燃料圧力が所定圧力まで加圧されていない初期段階においては、吐出チェック弁３４は、フィードポンプ２２から給送される燃料の圧力以下の前後差圧（数１０ｋＰａ程度）によって開弁することができる。

第２の燃料配管３５において吐出チェック弁３４をバイパスするバイパス配管部３５ｂは、一対のチェック弁３８がリリーフ弁として配設されるその中間部で２つの並列通路をなしている。また、一対のチェック弁３８は、球状の弁体を環状の弁座に当接および離隔させることで閉弁および開弁するバルブであって、それらが吐出チェック弁３４とは逆の配置をとるものであり、その弁体の前後差圧とその弁体を閉弁方向に付勢するばねの付勢力とに応じて開閉する点は吐出チェック弁３４と同様であるが、ばねの付勢力が大きくまたは／および球状弁体の受圧面積が小さくなっていることで、高圧区間の圧力を制限するリリーフ弁としての設定圧が、吐出チェック弁３４の開弁圧より十分に大きい数ＭＰａ程度（例えば、２．５ＭＰａ）に設定されている。

高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂは、それぞれ鍛造、鋳造または注型された一端開放の略管状の金属部材と、その開放端側を閉塞する閉塞プラグ部材とによって、略円形断面の高圧蓄圧室を画成したものであり、第２の燃料配管３５の下流側部分３５ｅを介し互いに直列に接続されるとともに、エンジン１０の機関本体に締結・固定されている。

複数の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂは、詳細を図示しないが、それぞれＥＣＵ５０からの噴射指令信号によりインジェクタドライバ回路５１（図２参照）を介して開弁駆動される電磁弁部と、各気筒の燃焼室内に露出する噴孔部を有し電磁弁部への通電時にその噴孔部から気筒内に燃料を噴射するよう開弁動作するノズル部とを備えている。また、これら第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂは、それぞれエンジン１０の複数の気筒に対応して配置されるとともに、略等ピッチで高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂに配管接続および支持されており、複数のうちいずれかの第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂが開弁動作するとき、高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂ内の加圧された高圧燃料がその第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂの噴孔部から対応する気筒の燃焼室内に噴射されるようになっている。

ＥＣＵ５０は、詳細なハードウェア構成を図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリからなるバックアップメモリを備え、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、定電圧回路とを含んで構成されている。

図２に示すように、ＥＣＵ５０の入力インターフェース回路には、公知の吸気温度センサ６１、エアフローメータ６２、スロットル開度センサ６３、空燃比センサ６４、酸素センサ６５、水温センサ６６、吸気用および排気用のカム角センサ６７Ａ，６７Ｂ、低圧燃圧センサ６８、高圧燃圧センサ６９、および、クランク角センサ７０に加えて、アクセル開度センサ７１、イグニッションリレースイッチ７２等が接続されている。なお、低圧燃圧センサ６８は、低圧側デリバリーパイプ２６Ｂ内の燃料の圧力を検出することで、ポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂに対しフィードポンプ２２から給送される燃料の圧力を最下流側で検出し、高圧燃圧センサ６９は、高圧側デリバリーパイプ３６Ａ内の燃料の圧力を検出することで、高圧燃料ポンプ３１により加圧され筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂに対し高圧燃料ポンプ３１から給送される燃料の圧力を最下流側で検出するようになっている。

また、ＥＣＵ５０の通信ポート５３には、トランスミッションコントロールコンピュータ（ＴＣＣ）等の他のＥＣＵ５５が接続されている。さらに、ＥＣＵ５０の出力インターフェース回路には、エンジン１０の第１〜第６筒数（同図中では＃１〜＃６で表す）に対応する複数のイグニッションコイルを有する点火装置８１と、電子制御式のスロットル弁を操作する電子制御スロットルモータ８２と、第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂおよび第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂへの噴射指令信号や電磁スピル弁３２の閉弁駆動信号を出力するインジェクタドライバ回路５１と、燃圧切替え用電磁開閉弁８３と、フィードポンプ２２のＯＮ／ＯＦＦ制御および吐出量可変制御を実行するポンプ駆動回路８４とが接続されている。

そして、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従って、各種センサ６１〜７２からのセンサ情報やバックアップメモリに格納されている設定値情報、ＲＯＭ内に予め格納されたマップ等に基づいて、さらには他の車載ＥＣＵ５５と通信を行いながら、例えばエンジン１０の運転状態や加速要求等に応じた燃料噴射量を算出して、第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂおよび第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂへの噴射指令信号や電磁スピル弁３２を閉弁駆動するための信号等を適時に出力するようになっている。

また、このＥＣＵ５０は、少なくとも電磁スピル弁３２による加圧室３１ａからの燃料の漏出量を調節することで、高圧燃料ポンプ３１から高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂに供給される燃料の圧力をエンジン１０の運転状態および筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂの噴射特性に応じて最適な燃圧に制御できるようになっている。例えば、ＥＣＵ５０は、一定の信号周期内において電磁スピル弁３２の電磁駆動コイル３２ｃを励磁状態にするＯＮ時間とその励磁状態を解くＯＦＦ時間とを可変設定することができ、その信号周期内におけるＯＮ時間の比（０％〜１００％；以下、デューティ比という）を変化させることにより、高圧燃料ポンプ３１による燃料の加圧・吐出動作のタイミングおよび高圧燃料ポンプ３１の吐出量を制御することができるようになっている。

また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の始動時に、ポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂによる燃料噴射を最初に実施させ、その間に、高圧燃圧センサ６９により検出される高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂ内の燃料圧力（以下、高圧デリバリー燃圧ともいう）が第２圧力レベルに近い予め設定された圧力値を超えたとき、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂによる燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断して、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂへの噴射指令信号の出力を開始するようになっている。

さらに、ＥＣＵ５０は、例えば第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂからの筒内噴射を基本としながら、エンジン１０の始動暖気時や低回転高負荷時等のように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下でポート噴射を併用したり、ポート噴射が有効な高回転高負荷時等に第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂからのポート噴射を実行させたりするようになっている。

ＥＣＵ５０は、さらに、以下に述べるような複数の機能部を構成するよう、そのＲＯＭ内に各機能に対応する制御プログラムや演算式、マップ等を記憶・内蔵している。

すなわち、ＥＣＵ５０は、低圧燃圧センサ６８からの検出情報である低圧側デリバリーパイプ２６Ｂ内の燃料圧力に基づいて、例えばフィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力の所定検出周期毎の差あるいは所定検出期間毎の検出圧力の最大値および最小値の差（所定検出期間毎の平均圧力と最大値または最小値との差の絶対値でもよい）である燃圧脈動幅Ａ（フィード燃圧の変動幅、燃料の圧力の変動量）を検出する脈動幅検出部１０１を構成し、さらに、この脈動幅検出部１０１で検出される燃圧脈動幅Ａに基づいて高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたことを判定する給送状態判定部１０２（給送状態判定手段）と、この給送状態判定部１０２により高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定されたとき、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力すなわちフィード燃圧を、燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αを超える通常時の低圧側フィード燃圧より高圧となる高圧側フィード燃圧に切り替えるフィード燃圧切替え部１０３とを、それぞれ構成している。

ここで、脈動幅検出部１０１は、ポート噴射燃料圧力を検出する低圧燃圧センサ６８と共に、変動量検出手段を構成しており、脈動幅検出部１０１に予め格納される閾値変動幅αは、パルセーションダンパ２８Ａ，２８Ｂまたは２９でその一部が吸収され低圧燃圧センサ６８で検出されるポート燃料噴射実行中の燃料の圧力の変動量、例えばそのフィード燃圧の検出値の変動幅よりも小さい値に設定されている。具体的には、フィードポンプ２２から第１の燃料配管２５を通して低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂおよび高圧燃料ポンプ３１側に燃料を給送する経路中の温度が上昇し、その経路中の燃料に燃料ベーパが発生し始めると、低圧燃圧センサ６８により検出されるフィード燃圧の燃圧脈動幅Ａは急に減衰し、通常の変動幅に対し十分に小さい（例えば、数分の一程度に小さい）燃圧脈動幅Ａとなるが、通常の変動幅より小さく、前記急減衰したときの変動幅以上の閾値として、閾値変動幅αが設定されている。なお、この閾値変動幅αは、エンジン１０の適合調整段階でＥＣＵ５０他の設定値と共に最適値に設定される。また、変動量検出手段により検出される燃料の圧力の変動量は、短周期でＥＣＵ５０に取り込まれるフィード燃圧の検出値が一定期間毎に示す最大値および最小値の差（ピークピーク値）、すなわちフィード燃圧の変動幅である燃圧脈動幅Ａの変化のみに限定されるものでなく、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパが発生し始めるときの燃圧の急減衰を精度良く示すように、燃圧検出値に適当な補正や平均化等の処理を施した変動量であってもよいし、さらに、短い第１期間毎のフィード燃圧の変化率（減衰率）がその閾値変化率より大きい状態が第１期間の複数倍の第２期間にわたって継続するような変動量であってもよい。

また、給送状態判定部１０２は、燃圧脈動幅Ａが予め設定された変化率βより急な変化率（１より小さい変化率βの値よりさらに小さい変化率；算出周期毎の縮小率）で閾値変動幅αまで低下したときに、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定するようになっている。ここでの変化率βは、閾値変動幅αと同様に、エンジン１０の適合調整段階でＥＣＵ５０他の設定値と共に最適値に設定される。

フィード燃圧切替え部１０３は、脈動幅検出部１０１で検出される燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αまで低下した時点から予め設定された一定時間以上にわたり、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力（フィード燃圧）を通常時の低圧側フィード燃圧より高圧となる高圧側フィード燃圧に保持するようになっている。

具体的には、フィード燃圧切替え部１０３は、フィード燃圧調整装置２３の燃圧切替え用電磁開閉弁８３を閉弁状態にしてフィード燃圧調整装置２３の低圧レギュレータ部を第１の燃料配管２５から遮断し、さらに必要に応じポンプ駆動回路８４を介しフィードポンプ２２の吐出量を可変制御することで、フィード燃圧を高圧側フィード燃圧に保持することができる。すなわち、フィード燃圧切替え部１０３は、燃圧切替え用電磁開閉弁８３およびポンプ駆動回路８４と共に、フィード燃圧を高圧側フィード燃圧と低圧側フィード燃圧とに切り替える給送燃圧可変手段を構成している。

ＥＣＵ５０は、また、高圧燃料ポンプ３１により加圧された燃料の圧力を各運転状態における目標圧力（各運転状態で筒内噴射可能な燃料噴射圧力として予め設定される）に近付けるよう、高圧燃圧センサ６９の検出圧力に基づいて電磁スピル弁３２の所定周期毎の閉弁駆動タイミングおよび閉弁駆動期間を制御し、高圧燃料ポンプ３１による燃料の加圧・排出動作期間をフィードバック制御する高圧燃料ポンプ制御部１０４（高圧燃料ポンプ制御手段）を構成している。そして、フィード燃圧切替え部１０３は、例えば高圧燃圧センサ６９の検出圧力が予め設定された筒内噴射可能な通常の目標圧力レベルに達したとき、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力を通常時より高圧の高圧側フィード燃圧に保持する高圧保持状態を解除して、通常時の低圧側フィード燃圧に戻すようになっている。具体的には、フィード燃圧切替え部１０３は、高圧燃圧センサ６９の検出圧力が予め設定された筒内噴射可能な通常の目標圧力レベルに達したとき、フィード燃圧調整装置２３の燃圧切替え用電磁開閉弁８３を非通電の開弁状態にしてフィード燃圧調整装置２３の低圧レギュレータ部を第１の燃料配管２５に接続させ、さらに必要に応じポンプ駆動回路８４を介しフィードポンプ２２の吐出量を可変制御することで、フィード燃圧を低圧側フィード燃圧に戻すことができる。

なお、フィード燃圧切替え部１０３は、高圧燃料ポンプ３１の吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達したとき、あるいは、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂの噴射量［ｍｍ^３／ｍｓ］が一定量を超える状態（高圧燃料噴射弁の噴射毎の開弁期間が予め設定された閾値噴射期間を超える状態）でエンジン１０が運転されるに至ったときに、フィード燃圧の高圧保持状態を解除するように構成されてもよい。

本実施形態では、特にエンジン１０の運転中に筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂがそれぞれ閉弁した状態に移行したとき、あるいは、エンジン１０の運転中に筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂおよび第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ閉弁した状態に移行したときに、ＥＣＵ５０の脈動幅検出部１０１がフィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力の燃圧脈動幅Ａを検出するようになっている。ここで、エンジン１０の運転中に筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂおよびポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ閉弁した状態とは、エンジン１０の所定の運転状態（例えば車両の減速時や降坂時でアクセル開度がゼロのとき）において筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂおよびポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂからの燃料供給が一時的に停止される燃料カット状態であり、ＥＣＵ５０は、センサ情報を基にその所定の運転状態になったと判定している間、フュエルカットフラグ（以下、Ｆ／Ｃフラグという）を有効に設定するようになっている。

次に、作用について説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置において、ＥＣＵ５０により、エンジン１０の運転中に所定時間毎に実行されるフィード燃圧制御プログラムの概略の処理手順を示している。また、図４には、上述の本実施形態の構成を有する一実施例のエンジン１０において燃料カット状態に移行する前後の高圧デリバリー燃圧［ＭＰａ］および高圧燃料ポンプ３１の駆動デューティ［％］の変化を、エンジン１０内の油温、水温、吸気温［°Ｃ］、高圧燃料ポンプ３１の表面温、フィード燃圧［ｋＰａ］およびＦ／Ｃフラグの変化と共に、従来例と比較して示している。

このフィード燃圧制御プログラムでは、図３に示すように、まず、燃圧脈動幅の初期値または前回の記憶値Ａｐが読み込まれた後（ステップＳ１１）、低圧燃圧センサ６８からの検出情報である低圧側デリバリーパイプ２６Ｂ内の燃料圧力が入力されるとともに、脈動幅検出部１０１の機能により、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送されるフィード燃圧の燃圧脈動幅Ａが算出される（ステップＳ１２）。

次いで、給送状態判定部１０２の機能により、算出された燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αより小さいか否かがまず判定され（ステップＳ１３）、その燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αより小さいと判定された場合（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）には、次いで、燃圧脈動幅Ａと前回算出し記憶されている燃圧脈動幅Ａｐとの比である変化率Ａ／Ａｐが算出された後（ステップＳ１４）、この変化率Ａ／Ａｐが予め設定された所定時間内の変化率βより小さいか否か、すなわち燃圧脈動幅Ａが変化率βに対応する減少速度以上に急な減少速度（変化率βより小さい縮小率に対応する）で閾値変動幅αまで低下したか否かが判定される（ステップＳ１５）。

このとき、変化率Ａ／Ａｐが変化率βより小さければ（ステップＳ１５でＹＥＳであれば）、燃圧脈動幅Ａは、図４に示すように、通常の変動幅Ａ１（例えば、２００ｋＰａ程度）から閾値変動幅αより小さい微小変動幅Ａ２（例えば、２０ｋＰａ程度）まで急に減衰したことになるが、この場合、第１の燃料配管２５および低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂのいずれかに燃料ベーパが発生し始め、その燃料ベーパによる脈動の吸収作用（ダンピング作用）によって燃圧脈動幅Ａが急に小さくなったと判定される。

そこで、この場合（ステップＳ１５でＹＥＳの場合）、フィード燃圧切替え部１０３の機能により、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送されるフィード燃圧が高圧側のフィード燃圧に切り替えられた高フィード燃圧運転の状態に移行する（ステップＳ１６）。このとき、フィード燃圧切替え部１０３によって、フィード燃圧調整装置２３の燃圧切替え用電磁開閉弁８３が閉弁状態に制御されてフィード燃圧調整装置２３の低圧レギュレータ部が第１の燃料配管２５から遮断され、さらには必要に応じポンプ駆動回路８４を介しフィードポンプ２２の吐出量を増量側に可変制御することで、フィード燃圧が高圧側フィード燃圧に保持された運転状態となる。

一方、変化率Ａ／Ａｐが変化率β以上であれば（ステップＳ１５でＮＯであれば）、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送されるフィード燃圧が低圧側のフィード燃圧に切り替えられた低フィード燃圧運転の状態に移行する（ステップＳ１７）。このとき、フィード燃圧切替え部１０３によって、フィード燃圧調整装置２３の燃圧切替え用電磁開閉弁８３が開弁状態に制御されてフィード燃圧調整装置２３の低圧レギュレータ部が第１の燃料配管２５に接続され、さらには必要に応じポンプ駆動回路８４を介しフィードポンプ２２の吐出量が減量側に可変制御されることで、フィード燃圧が低圧側フィード燃圧に保持された運転状態となる。

このように低フィード燃圧運転の状態に移行した場合（ステップＳ１５でＮＯとなり、ステップＳ１７に進んだ場合）、次いで、今回の燃圧脈動幅Ａの算出値をＲＡＭの所定のメモリ領域に格納し（ステップＳ１９）、再度、新たなセンサ情報を入力すべく、ステップＳ１２に戻り、それ以降の処理を繰り返す（ステップＳ１２〜Ｓ１９）。

燃圧脈動幅Ａが急に減衰して高フィード燃圧運転に移行した場合（ステップＳ１５でＹＥＳとなり、ステップＳ１６に進んだ場合）には、次いで、高フィード燃圧運転を終了する所定の終了条件が成立するか否かが判別される（ステップＳ１８）。ここにいう終了条件は、高圧燃圧センサ６９の検出圧力が予め設定された筒内噴射可能な通常の目標圧力レベルに達したとき（または、高圧燃料ポンプ３１の吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達するか、もしくは、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂの噴射量が一定量を超える状態でエンジン１０が運転されるに至ったとき）であることである。

そして、その終了条件が成立すると、次いで、高フィード燃圧運転が解除される。すなわち、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力が高圧側フィード燃圧に保持される状態が解除され、通常時の低圧側フィード燃圧に戻る。具体的には、フィード燃圧切替え部１０３によって、フィード燃圧調整装置２３の燃圧切替え用電磁開閉弁８３が非通電の開弁状態とされてフィード燃圧調整装置２３の低圧レギュレータ部が第１の燃料配管２５に接続され、さらに必要に応じポンプ駆動回路８４を介しフィードポンプ２２の吐出量が減量側に可変制御されることで、フィード燃圧が低圧側フィード燃圧に戻される。

次いで、今回の燃圧脈動幅Ａの算出値をＲＡＭの所定のメモリ領域に格納し（ステップＳ１９）、再度、新たなセンサ情報を入力すべく、ステップＳ１２に戻り、それ以降の処理を繰り返す（ステップＳ１２〜Ｓ１９）。

このように、本実施形態においては、フィードポンプ２２から高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の燃圧脈動幅Ａが脈動幅検出部１０１によって検出され、その燃圧脈動幅Ａが変化率βに対応する減少速度以上に急な減少速度で閾値変動幅αまで低下する燃圧変動が生じたとき、給送状態判定部１０２が高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定し、その判定結果を受けて、フィード燃圧切替え部１０３により高圧燃料ポンプ３１への給送燃料の圧力が通常時の圧力より高圧に切り替えられる。したがって、フィードポンプ２２から低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂおよび高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパが発生し始めるとともに燃圧脈動幅Ａが急に減衰したとき、その時点から高圧燃料ポンプ３１内に燃料ベーパが充満してしまうより前に、すなわち、図３中の燃圧脈動幅Ａが急減衰した時点から目標燃圧に追従するようフィードバック制御される高圧燃料ポンプ３１の駆動デューティ（電磁スピル弁３２の閉弁駆動デューティ）が急上昇するまでの時間ｔａ（例えば２０〜３０秒程度）の間に、高圧燃料ポンプ３１へのフィード燃圧を高圧側フィード燃圧に切り替える燃料ベーパの抑制制御が実行できる。その結果、高圧燃料ポンプ３１内で燃料の加圧ができなくなる燃料ベーパロックの発生を未然に回避することができる。

また、本実施形態では、脈動幅検出部１０１により燃圧脈動幅Ａが検出され、給送状態判定部１０２によりその燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αまで低下したときにそのときフィード燃圧の変化率がフィード燃圧の急減衰を示すものであるか否かの判定を行うので、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたか否かの判定をＥＣＵ５０の処理負荷を抑えつつ容易にかつ迅速・的確に実行可能となる。

しかも、脈動幅検出部１０１で検出されるフィード燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αまで低下した時点から予め設定された一定時間以上にわたり、高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力を通常時より高圧に保持するので、高圧燃料ポンプ３１内に燃料ベーパが充満することを十分に回避可能となる。

特に、フィード燃圧切替え部１０３は、高圧燃圧センサ６９の検出圧力が筒内噴射可能な通常圧力レベルに達したときに上述したフィード燃圧の高圧保持状態を解除することから、フィード燃圧脈動幅Ａが急低下した後に高圧燃圧センサ６９の検出圧力が通常圧力レベルに達するまで、フィード燃圧の高圧保持状態が継続するので、的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができ、燃料ベーパの発生が有効に抑制される。

また、本実施形態では、エンジン１０の所定の運転状態においてＦ／Ｃフラグが有効になり、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂおよびポート噴射用の第１インジェクタ２７Ａ，２７Ｂからの燃料供給が一時的に停止される燃料カット状態に移行したとき、脈動幅検出部１０１が高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力のフィード燃圧脈動幅Ａを検出するので、第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂが比較的長い時間にわたって閉弁し高圧燃料ポンプ３１内の温度が上昇し易くなると、脈動幅検出部１０１が高圧燃料ポンプ３１に給送される燃料の圧力のフィード燃圧脈動幅Ａを検出することになり、フィード燃圧を必要時にのみ高圧化して高圧燃料ポンプ３１における燃料ベーパロックの発生を未然にかつ確実に防止するとともに、通常時のフィード燃圧を低圧に抑えて、燃費の悪化やフィードポンプ２２の寿命低下を防止することができる。

さらに、本実施形態では、高圧燃料ポンプ３１が装着された第２バンク１２側の低圧側デリバリーパイプ２６Ｂにフィード燃圧を検出する低圧燃圧センサ６８が装着されているので、低圧燃圧センサ６８が高圧燃料ポンプ３１の設置環境に近い環境下に置かれることになり、高圧燃料ポンプ３１内の温度が上昇するときに、フィード燃圧を確実に高圧化できる。

なお、上述の一実施形態では、高圧燃圧センサ６９の検出圧力が筒内噴射可能な通常圧力レベルに達したときにフィード燃圧の高圧保持状態を解除するものとしたが、高圧燃料ポンプ３１の吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達したとき、あるいは、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂの噴射量が一定量を超える状態でエンジン１０が運転されるに至ったときにフィード燃圧の高圧保持状態を解除するように構成した場合であっても、脈動幅検出部１０１で検出されるフィード燃圧脈動幅Ａが閾値変動幅αまで低下した後に高圧燃料ポンプ３１内の温度が十分に低下するまではフィード燃圧の高圧保持状態が継続されるので、的確でタイムリーな燃料圧力の変更ができ、燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる。また、上述の一実施形態では、エンジン１０の運転中に筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂがそれぞれ閉弁した状態が燃料カット状態であるものとしたが、筒内噴射用の第２インジェクタ３７Ａ，３７Ｂがそれぞれ閉弁し高圧燃料ポンプ３１から燃料が吐出されない状態であれば、燃料カット状態以外の場合であってもよい。さらに、上述の一実施形態では、エンジン１０をデュアル噴射式のものとしたが、筒内噴射のみを行う内燃機関あるいはポート噴射のみを行う内燃機関であっても、本発明は適用可能である。また、低圧側燃料圧力センサ６８および高圧側燃料圧力センサ６９の配置場所は、燃料供給配管の最下流位置に限定されるものでないことはいうまでなく、低圧側デリバリーパイプ２６Ａ，２６Ｂおよび高圧側デリバリーパイプ３６Ａ，３６Ｂのうちいずれかに容易に装着できるし、それ以外の部位に設置してもよい。

以上のように、本発明は、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに供給される燃料の圧力変動量がその給送経路中における燃料ベーパの発生により急に減衰するとき、高圧燃料ポンプ内に燃料ベーパが充満してしまうより前に高圧燃料ポンプへの給送燃料圧力を高圧に切り替えて、高圧燃料ポンプ内で燃料の加圧ができなくなる燃料ベーパロックの発生を未然に回避するようにしているので、燃料噴射圧力の低下による内燃機関の回転変動や空燃比変動を招いたり燃費の悪化や低圧燃料ポンプの寿命低下を招いたりすることなく、的確でタイムリーな燃料圧力の変更により燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる低コストの内燃機関の燃料供給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、低圧燃料ポンプからの燃料を高圧燃料ポンプにより加圧して噴射弁により内燃機関に供給する場合に燃料ベーパの発生を抑制するのに好適な内燃機関の燃料供給装置全般に有用である。

１０ エンジン
１１ 第１バンク
１２ 第２バンク
２０ 第１燃料供給機構
２２ フィードポンプ（低圧燃料ポンプ）
２３ フィード燃圧調整装置
２４ ポンプ駆動回路
２５ 第１の燃料配管（低圧側燃料配管）
２５ａ 分岐配管
２６Ａ，２６Ｂ 低圧側デリバリーパイプ
２７Ａ，２７Ｂ 第１インジェクタ（低圧燃料噴射弁、ポート噴射弁）
２８Ａ，２８Ｂ，２９ パルセーションダンパ
３０ 第２燃料供給機構
３１ 高圧燃料ポンプ
３１ａ 加圧室
３２ 電磁スピル弁
３４ 吐出チェック弁
３５ 第２の燃料配管（高圧側燃料配管）
３６Ａ，３６Ｂ 高圧側デリバリーパイプ
３７Ａ，３７Ｂ 第２インジェクタ（高圧燃料噴射弁、筒内噴射弁）
５０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
５１ インジェクタドライバ回路
６８ 低圧燃圧センサ（低圧側燃料圧力センサ、変動量検出手段）
６９ 高圧燃圧センサ（高圧側燃料圧力センサ）
８３ 燃圧切替え用電磁開閉弁（給送燃圧可変手段）
８４ ポンプ駆動回路（給送燃圧可変手段）
１０１ 脈動幅検出部（変動量検出手段）
１０２ 給送状態判定部（給送状態判定手段）
１０３ フィード燃圧切替え部（給送燃圧可変手段）
１０４ 高圧燃料ポンプ制御部
Ａ 燃圧脈動幅（フィード燃圧の変動幅、燃料の圧力の変動量）
α 閾値変動幅（閾値変動量）
β 変化率

Claims (11)

1. 内燃機関の燃料を給送可能な低圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプから給送される燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する高圧燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料供給装置であって、
   前記低圧燃料ポンプから前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出する変動量検出手段と、
   前記変動量検出手段で検出される変動量が予め設定された閾値変動量まで低下したとき前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定する給送状態判定手段とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 前記給送状態判定手段により前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定されたとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記変動量が前記閾値変動量を超える通常時の圧力より高圧に切り替える給送燃圧可変手段をさらに含む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。
3. 前記給送燃圧可変手段は、前記変動量検出手段で検出される変動量が前記閾値変動量まで低下した時点から予め設定された一定時間以上にわたり、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持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。
4. 前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を検出する高圧側燃料圧力センサと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を目標圧力に近付けるよう前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力に基づいて前記高圧燃料ポンプを制御する高圧燃料ポンプ制御手段とを、さらに備え、
   前記給送燃圧可変手段は、前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力が予め設定された通常圧力レベルに達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
5. 前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を検出する高圧側燃料圧力センサと、前記高圧燃料ポンプにより加圧された燃料の圧力を目標圧力に近付けるよう前記高圧側燃料圧力センサの検出圧力に基づいて前記高圧燃料ポンプを制御する高圧燃料ポンプ制御手段とを、さらに備え、
   前記給送燃圧可変手段は、前記高圧燃料ポンプの吐出流量が予め設定された通常流量レベルに達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
6. 前記給送燃圧可変手段は、前記高圧燃料噴射弁の開弁期間が予め設定された閾値噴射期間を超える状態で前記内燃機関が運転される状態に達したとき、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力を前記通常時より高圧に保持する高圧保持状態を解除することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
7. 前記高圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数の筒内噴射用インジェクタを含んで構成されており、前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態に移行したとき、前記変動量検出手段が前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
8. 前記低圧燃料ポンプから給送された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する低圧燃料噴射弁をさらに備えるとともに、前記低圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数のポート噴射用インジェクタを含んで構成され、
   前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタおよび前記複数のポート噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態に移行したとき、前記変動量検出手段が前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の変動量を検出することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料供給装置。
9. 前記内燃機関の運転中に前記複数の筒内噴射用インジェクタがそれぞれ閉弁した状態は、前記内燃機関の運転中に前記高圧燃料噴射弁からの燃料供給が一時的に停止される燃料カット状態であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の内燃機関の燃料供給装置。
10. 前記低圧燃料ポンプから給送された燃料を前記内燃機関に選択的に供給する低圧燃料噴射弁をさらに備えるとともに、前記低圧燃料噴射弁が、前記内燃機関の気筒数に対応する複数のポート噴射用インジェクタを含んで構成され、
    前記内燃機関がそれぞれ複数の気筒を有する複数のバンクを有し、
    前記高圧燃料ポンプが前記複数のバンクのうち一方側のバンクに装着されるとともに、
    前記変動量検出手段が、前記複数のポート噴射用インジェクタのうち前記一方側のバンクに装着されたポート噴射用インジェクタに対し前記低圧燃料ポンプから給送される燃料の圧力を検出する低圧側燃料圧力センサを有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
11. 前記変動量検出手段が、前記低圧燃料ポンプから前記高圧燃料ポンプに給送される燃料の圧力の所定時間毎の変動幅を検出し、
    前記給送状態判定手段は、前記変動量検出手段で検出される燃料の圧力の変動幅が予め設定された閾値変動量まで低下したとき、前記変動幅の変化率に基づいて、前記高圧燃料ポンプに給送される燃料中に燃料ベーパを発生させる状態変化が生じたと判定することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の燃料供給装置。

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